JPH058360B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、熱交換器の洗浄方法及び洗浄装置
に関連する。

従来の技術 一般に熱交換器は、互いに熱交換を行う第１流
体及び第２流体を別々に通過する第１通路及び第
２通路を有する。多管式熱交換器では、第１通路
及び第２通路のうち一方は、他方の通路中に配置
された複数の金属管で構成され、これらの管の前
後に入口と出口とが設けられる。

第１流体にガスを使用し、第２流体に水を使用
して高温ガスから水で熱を吸収する場合、ガス
は、水中に配置された多数の管の中を通過する。
このガスが内燃機関から排出されるガスの場合、
排気ガス中には、炭酸ガスのほか水蒸気、硫黄
等、種々の成分が含有される。排気ガスと水との
間で熱交換を行うと、排気ガスは水で冷却される
ため排気ガス中の水蒸気が凝結し、凝縮水は管の
内壁に水滴となつて付着する。この水滴は、排気
ガス中の硫黄と反応して硫酸が生成され、金属製
管の内壁は、硫酸によつて腐食する。このため熱
交換器の寿命が短縮された。従来では、管内壁の
腐食を防止するため、種々の対策が講じられた。
第１に、凝縮水の発生しない状態を確保するこ
と、即ち出口での排気ガス温度をより高温に保持
する対策が提案された。この方法では、排気ガス
から十分に熱を回収できないため、熱交換効率が
著しく低下した。第２に、耐食性材料で管を形成
するか又はこの材料で管内壁を処理する方法が提
案された。しかしこの方法も、製造された管が高
価なため、実用的ではない、別法として、管の肉
厚を大きくする方法もあるが、重量の増加により
熱交換器を車両に用いることは適当ではない。更
に、一定時間毎に清掃員が洗浄する方法がある。
この方法も、短時間毎に洗浄しなければならない
ため、非常に煩瑣であり、又、熱交換器へ取付位
置によつては、洗浄できないことがある。

発明が解決しようとする問題点 この発明は、上記欠点を解消したもので、高熱
交換効率を維持しつつ自動的に洗浄できる熱交換
器の洗浄法及び洗浄装置を提供するものである。
この発明の洗浄装置は、比較的安価かつ軽量に製
造できる。

発明の概要 この発明による熱交換器の洗浄方法は、熱交換
器内で得られた凝縮水を容器内に導入し、その凝
縮水に含まれる特定成分の濃度が測定される。こ
の濃度が所定レベル以上か否かが検出され、所定
レベル以上のときは、熱交換器内に洗浄液が供給
される。

この発明による熱交換器の洗浄装置は、上記洗
浄方法の実施に直接使用する装置で、この装置
は、容器内に収容された凝縮水中に含まれる特定
成分に応答して電気信号を生ずるセンサと、この
センサの電気信号が所定レベル以上のとき駆動信
号を生ずる比較回路と、比較回路の駆動信号を受
け熱交換器内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段
とを有する。

実施例 以下、この発明の実施例を図面について説明す
る。第１図に示される通り、熱交換器１０は、排
気ガス等の第１流体が通過する第１通路１１と、
水等の第２流体が通過する第２通路１２とを有す
る。第１通路１１には、入口１３と、この入口１
３に連結しかつ徐々に拡大する大きさを有する膨
張室１４と、該膨張室１４に連絡する多数の金属
管１５と、金属管１５の出口に連絡しかつ前記膨
張室１４とほぼ同形の収縮室１６の後方に連絡す
る出口１７とが設けられる。金属管１５の両端に
は、一対の仕切板１８，１９が固着され、その間
に冷却室２０が形成される。冷却室２０には、第
２通路の入口２１と出口２２が設けられる。

この発明の洗浄装置では、収縮室１６の下方に
容器２３に連絡する管２４が取付けられる。容器
２３の下部には、弁２５に連絡する管２６が接続
される。弁２５に接続された管２７は、公知の排
水管に接続される。容器２３内には、センサ２８
が固定される。このセンサは、酸又はアルカリ濃
度を測定するガラス電極等のPHメータ用センサ又
は他の腐食性物質の濃度を測定する装置で利用さ
れる公知のセンサが使用される。

このセンサ２８は、制御回路３０に電気的に接
続される。制御回路３０は、第１電磁弁２９を構
成するソレノイド３１と、第２電磁弁３２を構成
するソレノイド３３と、ポンプ３４を駆動するモ
ータ３５にも電気的に接続される。弁２５がソレ
ノイド３１によつて作動されるのと同様に、ポン
プ３４に接続された弁３６はソレノイド３３によ
つて作動される。弁２５と３６は、ノーマルクロ
ーズ型で、それぞれ、ソレノイド３１又は３３が
付勢されたときのみ開放される。ポンプ３４は、
洗浄液３７が貯蔵されたタンク３８に接続され、
又、弁３６を通じて噴水口４０に接続される。ソ
レノイド３３、弁３６、ポンプ３４及びモータ３
５は洗浄液供給手段４９を構成する。噴水口４０
は、熱交換器１０の入口１３に突出して固定さ
れ、金属管１５に向つて洗浄液を噴出できるよう
にセツトされる。図示の例では、熱交換器１０は
一定角度θだけ傾斜して固定される。

第２図は、制御回路３０の詳細が示される。こ
の制御回路３０は、センサ２８に接続された増幅
器４１と、ORゲート４２を通じて増幅器４１の
出力を受ける非反転入力端子４３を有する差動増
幅器４４と、差動増幅器４４の出力を増幅するト
ランジスタ４５とを有する。差動増幅器４４とト
ランジスタ４５は比較回路３９を構成する。OR
ゲート４２の他の入力端子は手動スイツチ４６に
接続され、差動増幅器４４の反転入力端子４７
は、基準レベルを決定する定電圧電源４８に接続
される。トランジスタ４５のコレクタは、電源に
接続され、エミツタは、制限抵抗５０，５１，５
２を通じてそれぞれ、ソレノイド３１と３３及び
モータ３５に接続される。

上記洗浄装置の作動について以下説明する。熱
交換器１０の第１通路１１を通る高温排気ガス
は、金属管１５内を通過するとき、冷却室２０内
を循環する水によつて冷却される。金属管１５内
では、排気ガス中に含まれる水蒸気は冷却され多
数の水滴となつて金属管１５の内壁に付着する。
この水滴は排気ガス中に含まれる硫黄等の無機物
質又は有機物質と反応し硫酸又はアルカリ等の腐
食性物質を形成する。熱交換器１０が一定角度傾
斜して固定されるため、金属管１５の内壁に付着
した水滴はある程度の大きさまで成長したのち、
出口１７へ向つて流れ始め、収縮室１６内で下方
に落下する。この凝縮水は、管２４を通り、容器
２３内に集められる。

容器２８内に取付けられたセンサ２８は、接触
する凝縮水に含まれる腐食性物質濃度に対応する
電圧を発生する。この電圧は、増幅器４１で増幅
された後、ORゲート４２を通じて差動増幅器４
４の非反転入力端子４３に印加される。ORゲー
ト４２は、増幅器４１からのアナログ信号を非反
転入力端子４３へ伝達する。差動増幅器４４は、
非反転入力端子４３と反転入力端子４７とに印加
される電圧を比較して、非反転入力端子４３の電
圧レベルの方が高いとき出力を生じトランジスタ
４５を導通させる。トランジスタ４５の導通状態
の間、抵抗５０，５１，５２を通じて電圧がソレ
ノイド３１と３３及びモータ３５に印加される。

従つて、弁２５と３６がオープン即ち開放さ
れ、ポンプ３４の駆動によつてタンク３８内の洗
浄液が弁３６と噴水口４０を通じて熱交換器１０
の膨張室１４内に供給される。このため、金属管
１５の内部が洗浄され、この洗浄液は腐食性物質
と共に収縮室１６へ流れ、管２４を通じて容器２
３内へ流入する。弁２５は、既に開放されている
ので、凝縮水と洗浄水は弁２５を通じて外部へ排
出される。容器２３内の腐食性物質濃度が所定レ
ベル以下となると、差動増幅器４４の非反転入力
端子４３に印加される電圧は、反転入力端子４７
の電圧より低くなるため、差動増幅器４４の出力
が停止され、トランジスタ４５が非導通状態とな
る。従つて、ソレノイド３１，３３及びモータ３
５が消勢され、弁２５と３６が閉鎖されると共に
ポンプ３４による洗浄液の熱交換器１０内への供
給が終了する。

この発明で使用される洗浄液供給手段の他の実
施例として、ベンチユリ管５３を使用する例が第
３図に示される。この例では、第１通路１１の入
口１３に縮小断面部５４が形成されこの縮小断面
部５４には、弁３６に連通する管５５が接続され
る。従つて排気ガスは、縮小断面部５４では高速
度で流れ、低圧力状態となる。この状態でソレノ
イド３３が付勢され、弁３６が開放されると、タ
ンク３８内の洗浄液３７は、ポンプ３４を使用せ
ずに自動的に熱交換器１０の縮小断面部５４に吸
引され、排気ガスと共に膨張室１４内に噴霧さ
れ、金属管１５内が洗浄される。

上記自動洗浄とは別に適宜洗浄するときは、ス
イツチ４６が手動で押圧される。このため、非反
転入力端子４３に印加される電圧が高くなり、差
動増幅器４４の出力により上記と同様に熱交換器
が洗浄される。

この発明の装置では、種々の変更が可能であ
る。例えば、管２４を二分路に分けて、凝縮水と
洗浄液とを別の管路で放出することもできる。ま
た、膨張室１４の下部には、ドレン抜きを設けて
もよい。

更にトランジスタ４５とソレノイド３１，３３
又はモータ３５との間に個別タイマを接続して、
又は別の電源スイツチに接続してこれらの作動時
間を任意に選択してもよい。更にORゲート４２
を省略して、増幅器４１の出力を直接差動増幅器
４４の非反転入力端子４３へ接続すると共に、ス
イツチ４６をトランジスタ４５と並列に接続し
て、スイツチ４６の出力を直接、抵抗５０，５
１，５２に印加してもよい。

洗浄液と共に熱交換器１０内に、スケール又は
ゴミ等の異物が入ることを防止するため、タンク
３８とポンプ３４との間にフイルタを設けること
もできる。又、排液を再利用するため、管２７に
フイルタ、中和槽又は洗剤混合槽等の処理装置を
設けてこのような装置を経てタンク３８に浄化液
を戻す循環管路を使用することもできる。

上記実施例は、多管式熱交換器の例を示すが、
多板式熱交換器にも実施できる。

発明の効果 この発明は、上記の通り構成したので、熱交換
器を自動的に洗浄でき、熱交換器の効率は低下さ
れない。また、熱交換器を軽量かつ比較的安価に
製造できる。更に清掃員による洗浄作業を省略で
きかつ熱交換器を細部まで充分に洗浄できる。こ
のため、熱交換器の修理に要する時間も大幅に減
少し熱交換器の寿命も長期化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による熱交換器の洗浄装置の
断面図；第２図は、制御回路の詳細を示す電気回
路図で；第３図は、洗浄液供給手段の他の実施例
の断面図を示す。 １０……熱交換器、１１……第１通路、１２…
…第２通路、２３……容器、２８……センサ、３
９……比較回路、４９……洗浄液供給手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱交換器内で得られた凝縮水を容器内に導入
   する導水過程； 上記容器内に導入された凝縮水に含まれる特定
   成分の濃度を測定する測定過程； 上記特定成分の濃度が所定レベル以上であるこ
   とを検出する検出過程；及び 上記検出過程の検出に基いて、熱交換器内に洗
   浄液を供給する洗浄過程； とで構成されることを特徴とする熱交換器の洗浄
   方法。 ２ 上記洗浄過程では、上記洗浄液の供給と同時
   に凝縮水及び洗浄液の管路が開かれる特許請求の
   範囲第１項記載の熱交換器の洗浄方法。 ３ 上記測定過程、検出過程及び洗浄過程は、電
   気的手段により自動的に行われる特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の熱交換器の洗浄方法。 ４ 熱交換を行う第１流体及び第２流体を別々に
   通過する第１通路及び第２通路を有する熱交換器
   と、 上記第１通路内で得られた凝縮水を収容する容
   器と、 該容器内の凝縮水中に含まれる特定成分に応答
   して電気信号を生ずるセンサと、 上記センサの電気信号が所定レベル以上のと
   き、駆動信号を生ずる比較回路と、 該比較回路の駆動信号を受け熱交換器内に洗浄
   液を供給する洗浄液供給手段とで構成されること
   を特徴とする熱交換器の洗浄装置。 ５ 上記センサはPHセンサである特許請求の範囲
   第４項記載の熱交換器の洗浄装置。 ６ 上記比較回路は、差動増幅器を含む特許請求
   の範囲第４項記載の熱交換器の洗浄装置。 ７ 上記洗浄液供給手段は、上記比較器の駆動信
   号で付勢されるモータ及び該モータで駆動される
   ポンプを含む特許請求の範囲第４項記載の熱交換
   器の洗浄装置。 ８ 上記洗浄液供給手段は、上記熱交換器の第１
   流体が流入する入口に形成されたベンチユリ管を
   有する特許請求の範囲第４項記載の熱交換器の洗
   浄装置。 ９ 上記洗浄液供給手段は、凝縮水を収容する容
   器内の液体の流出を制御する第１電磁弁と熱交換
   器への洗浄液の流入を制御する第２電磁弁とを有
   し、第１電磁弁及び第２電磁弁は、上記差動増幅
   器の出力で制御される特許請求の範囲第６項記載
   の熱交換器の洗浄装置。 １０ 上記熱交換器は、水平に対し一定角度傾斜
   している特許請求の範囲第６項ないし第９項のい
   ずれかに記載の熱交換器の洗浄装置。