(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023031052
(43)【公開日】2023-03-08
(54)【発明の名称】熱交換器
(51)【国際特許分類】
F28G 1/16 20060101AFI20230301BHJP
F28D 7/16 20060101ALI20230301BHJP
F28F 9/013 20060101ALI20230301BHJP
【ＦＩ】
F28G1/16 Z
F28D7/16 A
F28D7/16 Z
F28F9/013 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021136523
(22)【出願日】2021-08-24
(71)【出願人】
【識別番号】000165273
【氏名又は名称】月島機械株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002321
【氏名又は名称】弁理士法人永井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 克己
(72)【発明者】
【氏名】浅岡 祐輝
(72)【発明者】
【氏名】山縣 俊浩
【テーマコード（参考）】
3L103
【Ｆターム（参考）】
3L103AA23
3L103BB01
3L103CC21
3L103DD42
3L103DD44
(57)【要約】
【課題】課題は、気体が流れる流路を効率よく洗浄できる熱交換器を提供することにある。
【解決手段】上記課題は、上下方向に延在し並列に複数配置された伝熱管１２を介して、当該伝熱管１２の外側を流れる第１のガスと当該伝熱管１２の内側を流れる第２のガスとで熱交換を行う熱交換器１であって、前記第１のガスが固形異物を含むガスであり、前記第１のガスの流れ方向を変えるバッフル板１３と、前記伝熱管１２に並列に配置された、圧縮空気が流れる空気管１１と、前記空気管１１に圧縮空気が吹出される吹出部１１ａが備わり、吹出された圧縮空気がバッフル板を吹き付ける構成とした、ことを特徴とする多管式熱交換器１によって解決される。
【選択図】図１
【解決手段】上記課題は、上下方向に延在し並列に複数配置された伝熱管１２を介して、当該伝熱管１２の外側を流れる第１のガスと当該伝熱管１２の内側を流れる第２のガスとで熱交換を行う熱交換器１であって、前記第１のガスが固形異物を含むガスであり、前記第１のガスの流れ方向を変えるバッフル板１３と、前記伝熱管１２に並列に配置された、圧縮空気が流れる空気管１１と、前記空気管１１に圧縮空気が吹出される吹出部１１ａが備わり、吹出された圧縮空気がバッフル板を吹き付ける構成とした、ことを特徴とする多管式熱交換器１によって解決される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
上下方向に延在し並列に複数配置された伝熱管を介して、当該伝熱管の外側を流れる第１のガスと当該伝熱管の内側を流れる第２のガスとで熱交換を行う熱交換器であって、
前記第１のガスが固形異物を含むガスであり、
前記第１のガスの流れ方向を変えるバッフル板と、
前記伝熱管に並列に配置された、圧縮空気が流れる空気管と、
前記空気管に圧縮空気が吹出される吹出部が備わり、
吹出された圧縮空気がバッフル板を吹き付ける構成とした、
ことを特徴とする多管式熱交換器。
前記第１のガスが固形異物を含むガスであり、
前記第１のガスの流れ方向を変えるバッフル板と、
前記伝熱管に並列に配置された、圧縮空気が流れる空気管と、
前記空気管に圧縮空気が吹出される吹出部が備わり、
吹出された圧縮空気がバッフル板を吹き付ける構成とした、
ことを特徴とする多管式熱交換器。
【請求項2】
前記吹出部が前記バッフル板の近傍かつ上部に位置する、
請求項１に記載の多管式熱交換器。
請求項１に記載の多管式熱交換器。
【請求項3】
前記バッフル板が上下方向に間隔を空けて複数備わる、
請求項１に記載の多管式熱交換器。
請求項１に記載の多管式熱交換器。
【請求項4】
前記空気管が間隔を空けて並列に複数配置され、
前記空気管それぞれに、吹出部が上下方向に間隔を空けて複数備わるものであり、
前記バッフル板が上下方向に間隔を空けて複数備わり、
前記バッフル板それぞれの近傍かつ上部に、前記吹出部が少なくとも１つ以上位置する、
請求項１に記載の多管式熱交換器。
前記空気管それぞれに、吹出部が上下方向に間隔を空けて複数備わるものであり、
前記バッフル板が上下方向に間隔を空けて複数備わり、
前記バッフル板それぞれの近傍かつ上部に、前記吹出部が少なくとも１つ以上位置する、
請求項１に記載の多管式熱交換器。
【請求項5】
前記バッフル板が切欠き部を有し、
隣接する前記バッフル板それぞれにおける切欠き部の位置が相互に熱交換器の周方向に相違している、
請求項４に記載の多管式熱交換器。
隣接する前記バッフル板それぞれにおける切欠き部の位置が相互に熱交換器の周方向に相違している、
請求項４に記載の多管式熱交換器。
【請求項6】
前記吹出部から圧縮空気が下方に吹出される、
請求項２に記載の多管式熱交換器。
請求項２に記載の多管式熱交換器。
【請求項7】
前記吹出部が前記空気管の周方向に間隔を空けて複数備わる、
請求項１に記載の多管式熱交換器。
請求項１に記載の多管式熱交換器。
【請求項8】
圧縮空気が間欠に１００～２０００ミリ秒間吹出される、
請求項１に記載の多管式熱交換器。
請求項１に記載の多管式熱交換器。
【請求項9】
前記熱交換器における第１のガスの流入温度と流出温度の温度差ΔＴが９０％以下になったときに、圧縮空気が吹出されるものである、
請求項１に記載の多管式熱交換器。
請求項１に記載の多管式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
熱交換器は、温かい流体から冷たい流体へ熱を移動させる（熱交換させる）機器であり、流体には液体や気体などが使用される。流体に固形異物等が混じっている場合、当該固形異物が流路内に留まり堆積することがある。この固形異物の堆積は、流路の閉塞や熱交換効率の低下をもたらす等、熱交換器に悪影響を及ぼす。
【0002】
堆積した固形異物を取り除く手段として、熱交換器内部に酸、アルカリ等の薬液を循環させたり、熱交換器内部を薬液で充たした状態で流路にノズルを挿入して高圧空気を挿入し、バブリング作用によって洗浄除去したりすることが知られている。しかしながら、この手段は、一時的に運転を停止することになり、さらにはバブリング作用が局所的効果に留まる等欠点を有するものであった。
【0003】
特許文献１は、この欠点に対処するものとして、罐胴内に固定設置される管状のバッフル板保持棒に空気噴出孔を穿設し、罐胴外からバッフル板保持棒と連絡する空気送入管を配設してなる構造の熱交換器に係る技術を開示している。この技術によれば、罐胴内全域が効果的にバブリング洗浄され、固形異物の管壁付着は十分に予防されあるいは完全に洗浄除去でき、正常かつ安全な運転が保障されるとの効果が奏されるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実公昭５７－４１５９３号公報
【特許文献2】特開平９－６１０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１の技術は、液体中に高圧気体を噴出させてバブリング洗浄するものであって熱交換器に流す流体が液体である場合を想定しており、気体である場合にはそもそもバブリング洗浄が起こるかは不明である。そこで、本発明が解決しようとする課題は、気体が流れる流路を効率よく洗浄できる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するための発明の態様は、次に示すものである。
（第１の態様）
上下方向に延在し並列に複数配置された伝熱管を介して、当該伝熱管の外側を流れる第１のガスと当該伝熱管の内側を流れる第２のガスとで熱交換を行う熱交換器であって、
前記第１のガスが固形異物を含むガスであり、
前記第１のガスの流れ方向を変えるバッフル板と、
前記伝熱管に並列に配置された、圧縮空気が流れる空気管と、
前記空気管に圧縮空気が吹出される吹出部が備わり、
吹出された圧縮空気がバッフル板を吹き付ける構成とした、
ことを特徴とする多管式熱交換器。
（第１の態様）
上下方向に延在し並列に複数配置された伝熱管を介して、当該伝熱管の外側を流れる第１のガスと当該伝熱管の内側を流れる第２のガスとで熱交換を行う熱交換器であって、
前記第１のガスが固形異物を含むガスであり、
前記第１のガスの流れ方向を変えるバッフル板と、
前記伝熱管に並列に配置された、圧縮空気が流れる空気管と、
前記空気管に圧縮空気が吹出される吹出部が備わり、
吹出された圧縮空気がバッフル板を吹き付ける構成とした、
ことを特徴とする多管式熱交換器。
【0007】
流す流体がガスであるタイプの熱交換器を使用し続けると、供給されるガスには埃や塵、ダストといった固形異物が含まれているので、流路にそれら固形異物も流入することになる。流路は、例えば伝熱管や管胴の内壁、バッフル板等で構成されているので、ガスが流れることによって固形異物が当該伝熱管や管胴の内壁、バッフル板に付着して徐々に堆積していくことになる。そのため、従来は特許文献１に記載される洗浄手段を設けたり、そもそも固形異物を含むガスをシェル側の流路に流さない取り扱いを行ったりして、制約された利用がなされていた。
【0008】
本態様では、吹出された圧縮空気がバッフル板を吹き付ける構成になっているので、バッフル板に堆積された固形異物が圧縮空気の吹き付けにより吹き飛ばされて取り除かれる。また、圧縮空気が流路に吹出されると、流路の内圧が瞬間的に加圧され、加圧の衝撃が伝熱管や管銅の内壁、バッフル板といった流路の構成要素にも及ぶ。これらの構成要素に付着・堆積した固形異物が、当該衝撃を受けることにより、結果として舞い上がったり、移動したりする。そして衝撃を受けた固形異物は、流路を流れるガスと共に流れ、熱交換器から排出される。なお、特許文献２は多孔質伝熱材料を有する熱交換器であり、圧縮空気の吹出の機構が本態様とは異なるものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明によると、気体が流れる流路を効率よく洗浄できる熱交換器となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
＜第１実施形態＞
次に、発明を実施するための形態を説明する。なお、本実施の形態は、本発明の一例である。本発明の範囲は、本実施の形態の範囲に限定されない。
次に、発明を実施するための形態を説明する。なお、本実施の形態は、本発明の一例である。本発明の範囲は、本実施の形態の範囲に限定されない。
【0012】
本形態の多管式熱交換器１は、上下方向に延在し並列に複数配置された伝熱管１２を介して、当該伝熱管１２の外側を流れる第１のガスと当該伝熱管１２の内側を流れる第２のガスとで熱交換を行う熱交換器１であって、前記第１のガスが固形異物を含むガスであり、前記第１のガスの流れ方向を変えるバッフル板１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，・・・）と、前記伝熱管１２に並列に配置された、圧縮空気が流れる空気管１１と、前記空気管１１に圧縮空気が吹出される吹出部１１ａが備わり、吹出された圧縮空気がバッフル板１３を吹き付ける構成としたことを特徴とする。以下、図１を参照しつつ、本件発明の一実施態様を説明する。
【0013】
（流路）
本形態の多管式熱交換器１は、相互に交わらない２種の流路であるチューブ側流路とシェル側流路を有する。第２のガス３２は、伝熱管１２の内側、すなわちチューブ側流路を流れるものであり、管胴２の上部に備わる第２流入部５１から流入して伝熱管１２の内側を通過し、管胴２の下部に備わる第２流出部６ａから、熱交換後の第２のガス３３として流出する。第１のガス３０は、管胴２内における伝熱管１２の外側、すなわちシェル側流路を流れるものであり、管胴２における第２流入部５１よりも下側に備わる第１流入部３から流入して伝熱管１２の外側を通過し、管胴２における第２流出部６ａよりも上側に備わる第１流出部４から、熱交換後の第１のガス３１として流出する。第２流入部５１と第１流入部３は隔壁５ａで隔てられており、第２流入部５１から流入した第２のガス３２と第１流入部３から流入した第１のガスとは混じり合うことはない。また、第２流出部６ａと第１流出部４は隔壁５ｂで隔てられており、伝熱管１２の内側を通過した第２のガスと伝熱管１２の外側を通過した第１のガスとは混じり合うことはない。なお、本形態の熱交換器１は、管胴２の軸心方向が上下方向に沿うように設置することができ、上下方向のうちの、上方向が図１における符号Ｕの方向を、下方向が図１における符号Ｄの方向を表す。
本形態の多管式熱交換器１は、相互に交わらない２種の流路であるチューブ側流路とシェル側流路を有する。第２のガス３２は、伝熱管１２の内側、すなわちチューブ側流路を流れるものであり、管胴２の上部に備わる第２流入部５１から流入して伝熱管１２の内側を通過し、管胴２の下部に備わる第２流出部６ａから、熱交換後の第２のガス３３として流出する。第１のガス３０は、管胴２内における伝熱管１２の外側、すなわちシェル側流路を流れるものであり、管胴２における第２流入部５１よりも下側に備わる第１流入部３から流入して伝熱管１２の外側を通過し、管胴２における第２流出部６ａよりも上側に備わる第１流出部４から、熱交換後の第１のガス３１として流出する。第２流入部５１と第１流入部３は隔壁５ａで隔てられており、第２流入部５１から流入した第２のガス３２と第１流入部３から流入した第１のガスとは混じり合うことはない。また、第２流出部６ａと第１流出部４は隔壁５ｂで隔てられており、伝熱管１２の内側を通過した第２のガスと伝熱管１２の外側を通過した第１のガスとは混じり合うことはない。なお、本形態の熱交換器１は、管胴２の軸心方向が上下方向に沿うように設置することができ、上下方向のうちの、上方向が図１における符号Ｕの方向を、下方向が図１における符号Ｄの方向を表す。
【0014】
（上室、中室、下室）
管胴２は、上側から上室５２、中室５３、下室５４に区分される。上室５２と中室５３が隔壁５ａによって仕切られ、両室間の流体の出入りはない。中室５３と下室５４が隔壁５ｂによって仕切られ、両室間の流体の出入りはない。伝熱管１２は基端が上室５２に位置し、先端が下室５４に位置する。第２流入部５１から上室５２に流入した第２のガスは、伝熱管１２の基端から伝熱管１２の内側に流れ込み、伝熱管１２の先端から下室５４に放出され、第２流出部６ａから熱交換器１の外に流出される。なお、下室５４は第２のガスが流出しやすいようにホッパー形状６にするとよい。
管胴２は、上側から上室５２、中室５３、下室５４に区分される。上室５２と中室５３が隔壁５ａによって仕切られ、両室間の流体の出入りはない。中室５３と下室５４が隔壁５ｂによって仕切られ、両室間の流体の出入りはない。伝熱管１２は基端が上室５２に位置し、先端が下室５４に位置する。第２流入部５１から上室５２に流入した第２のガスは、伝熱管１２の基端から伝熱管１２の内側に流れ込み、伝熱管１２の先端から下室５４に放出され、第２流出部６ａから熱交換器１の外に流出される。なお、下室５４は第２のガスが流出しやすいようにホッパー形状６にするとよい。
【0015】
中室５３には、第１のガスの流れ方向を遮るようにバッフル板１３が設けられている。第１のガスは、仮にバッフル板１３がなければ中室５３内の上側に備わる第１流入部３から中室５３に流入し、中室５３内の下側に備わる第１流出部４に向かって流れるところであるが、本形態のバッフル板１３の存在により流れ方向が変えられて、蛇行しつつ第１流出部４に進む。
【0016】
バッフル板１３の形態は上下方向に延在する管胴２に対して、水平方向に延在する面状となっており、伝熱管１２の径の開口部と空気管１１の径の開口部が形成され、これらの開口部に伝熱管１２及び空気管１１が挿通される形態とすることができる。また、バッフル板１３は切欠き部１４を有し、第１のガスは当該切欠き部１４を通って、第１流出部４に近づく。
【0017】
バッフル板１３は、中室５３に少なくとも１枚以上設けることができる。便宜上、上側のバッフル板から順にバッフル板１３ａ、バッフル板１３ｂ、バッフル板１３ｃ、…と区別する（図１にはバッフル板１３ａからバッフル板１３ｅまで合計５枚のバッフル板１３を示している。）。また、バッフル板１３ａの切欠き部に符号１４ａを付し、上側の切欠き部から順にバッフル板１３ａの切欠き部１４ａ、バッフル板１３ｂの切欠き部１４ｂ、バッフル板１３ｃの切欠き部１４ｃ、…と区別してある。
【0018】
バッフル板１３が上下方向に間隔を空けて複数備わる形態は好ましい形態である。バッフル板１３が複数あると、第１のガスが蛇行して流れ、直線的に流れて第１流出部４に向かいにくくなる。また、隣接するバッフル板１３それぞれにおける切欠き部１４の位置が相互に熱交換器１の周方向に相違している形態も好ましい。この形態は、上下方向に中室５３を見たときに、隣接する切欠き部１４がぴったりと重ならないものとなっており、中室５３内を第１のガスが大きく蛇行して進み、中室５３に相対的に長く滞留することになるので熱交換の効率が高まる。なお、熱交換器１の周方向とは、熱交換器１の伝熱管１２が上下方向に沿うように軸芯を仮定したときの軸芯を中心に円弧を描く方向をいう。
【0019】
また、隣接するバッフル板１３それぞれにおける切欠き部１４の位置が相互に熱交換器１の周方向に相違している形態においては、例えば、切欠き部１４ａと切欠き部１４ｂが熱交換器１の周方向に角度１５０°～１８０°、相違していると、第１のガスが大きく蛇行して進行し好ましい。切り欠き部１４の形状は、例えばバッフル板１３の周上の任意の２点を端点とする線分とすることができるが、当該線分が直線であっても曲線であってもよいし、線分上に伝熱管１２や空気管１１が位置する場合は、当該伝熱管１２や空気管１１に接しない（当たらない）ように切り欠いておくとよい。
【0020】
なお、第１のガスの流れ方向は、第１流入部３から第１流出部４へ向かってもよいし、それとは逆に第１流出部４から第１流入部３へ向かってもよい。また、第２のガスの流れ方向は、第２流入部５１から第２流出部６ａへ向かってもよいし、それとは逆に第２流出部６ａから第２流入部５１へ向かってもよい。
【0021】
（隔壁）
隔壁５ａ，５ｂの形態は上下方向に延在する管胴２に対して、水平方向に延在する面状の形態となっており、伝熱管１２の径の開口部と空気管１１の径の開口部が形成され、これらの開口部に伝熱管１２及び空気管１１が挿通される形態とすることができる。伝熱管１２及び空気管１１は、その先端部が隔壁５ａで固定され、その下端部が隔壁５ｂで固定されるように配置することができる。伝熱管１２と空気管１１はそれぞれ少なくとも１本以上備えることができる。
隔壁５ａ，５ｂの形態は上下方向に延在する管胴２に対して、水平方向に延在する面状の形態となっており、伝熱管１２の径の開口部と空気管１１の径の開口部が形成され、これらの開口部に伝熱管１２及び空気管１１が挿通される形態とすることができる。伝熱管１２及び空気管１１は、その先端部が隔壁５ａで固定され、その下端部が隔壁５ｂで固定されるように配置することができる。伝熱管１２と空気管１１はそれぞれ少なくとも１本以上備えることができる。
【0022】
（伝熱管）
伝熱管１２は、上下方向に延在し並列に複数配置される。
伝熱管１２は、上下方向に延在し並列に複数配置される。
【0023】
（空気管）
空気管１１は、伝熱管１２に並列に配置され、圧縮空気が流れるものである。空気管１１は、基端１１ｂが送気管２０に接続され、送気管２０には空気ヘッダー９から圧縮空気が供給される形態を例示できる。空気管１１が複数備わる場合は、送気管２０も空気管１１の本数分で構成された送気管２０群ならなり、空気管１１それぞれの基端１１ｂ側が送気管それぞれと接続されている。なお、空気ヘッダー９としては、例えばブロワやコンプレッサで生成された圧縮空気を空気管１１に送る形態や、熱交換器を有する焼却設備に備わるバグフィルタの逆洗浄に用いられるパルスエアーを用いる形態を挙げることができる。送気管２０には、圧縮空気の送気量を調節するためのバルブ７（例えば、パルスジェットバルブ等）及び当該バルブ７の開度を調節する開度調節手段８を設けることができる。空気管１１の先端部は有底となっており、中室５３の底部に位置するものとするとよい。空気管１１は、少なくとも１本以上設けると良く、例えば１～６本設けると、バッフル板１３に圧縮空気を万遍なく吹出すことができ、堆積した固形異物を効果的に浮遊させることができる。
空気管１１は、伝熱管１２に並列に配置され、圧縮空気が流れるものである。空気管１１は、基端１１ｂが送気管２０に接続され、送気管２０には空気ヘッダー９から圧縮空気が供給される形態を例示できる。空気管１１が複数備わる場合は、送気管２０も空気管１１の本数分で構成された送気管２０群ならなり、空気管１１それぞれの基端１１ｂ側が送気管それぞれと接続されている。なお、空気ヘッダー９としては、例えばブロワやコンプレッサで生成された圧縮空気を空気管１１に送る形態や、熱交換器を有する焼却設備に備わるバグフィルタの逆洗浄に用いられるパルスエアーを用いる形態を挙げることができる。送気管２０には、圧縮空気の送気量を調節するためのバルブ７（例えば、パルスジェットバルブ等）及び当該バルブ７の開度を調節する開度調節手段８を設けることができる。空気管１１の先端部は有底となっており、中室５３の底部に位置するものとするとよい。空気管１１は、少なくとも１本以上設けると良く、例えば１～６本設けると、バッフル板１３に圧縮空気を万遍なく吹出すことができ、堆積した固形異物を効果的に浮遊させることができる。
【0024】
圧縮空気の吹出しの制御については、圧縮空気が間欠に１００～２０００ミリ秒間吹出されるものとすることができる。圧縮空気が間欠に吹出すとは、例えば吹出す間隔をタイマー制御する手法、温度差を基準にして制御する手法等を挙げることができる。
【0025】
タイマー制御する手法については、継続して稼働する熱交換器１に対して例えば、３０分間～４８時間おきに１度、より好ましくは８時間～２４時間おきに１度圧縮空気が吹出されるようにするとよい。８時間より短い間隔だと、プレートにおける固形異物の堆積量が少なく効果が乏しい。４８時間より短い間隔だと、堆積した固形異物が十分に除去されず洗浄効果に乏しい。しかしながら、ガスに含まれる固形異物の濃度により、この間隔は長くも短くしてもよく一概に定まるものではない。
【0026】
温度差を基準にして制御する手法については、まず、バッフル板１３に固形異物が堆積していない状態における、熱交換器１における第１のガスの流入温度と流出温度の温度差（この温度差のことを「正常運転時の適正値」ともいう。）をΔＴ0とすると、当該温度差ΔＴは、運転の継続とともに低下していくことになる。そこで、当該温度差ΔＴが所定値以下になったときに、圧縮空気が吹出す構成にするとよい。温度差ΔＴは、一概に定めることはできないが、実施製品による運転を行うときの一例として、当該温度差ΔＴがΔＴ0の９０％以下になったときに、圧縮空気が吹出されるものとすることができる。熱交換器１における第１のガスの流入温度とは、第１流入部３を流れる第１のガスの温度をいい、例えば第１流入部３に設置した温度センサで測定することができる。熱交換器１における第１のガスの流出温度とは、第１流出部４を流れる第１のガスの温度をいい、例えば第１流出部４に設置した温度センサで測定することができる。例えば、正常運転時の適正値ΔＴ0が２００℃であった場合、ΔＴが１８０℃以下になったときに、圧縮空気が吹出されるものとすることができる。固形異物が流路に堆積すると流路が狭くなり、流入した第１ガスが当初よりも速く第１流出部４から流出してしまう。そのため熱交換効率が下がり第１流入部３と第１流出部４それぞれにおける第１のガスの温度の差が小さくなる。したがって、流路における固形異物の堆積量を当該温度差ΔＴから推定でき、温度差ΔＴをもって圧縮空気の吹出しのタイミングを制御することができるのである。圧縮空気が吹出された直後は、固形異物が取り除かれ当該温度の差が大きくなる。
【0027】
また、タイマー制御による手法と温度差を基準にして制御する手法を併用する手法も効果的である。当該併用する手法とした場合、（１）熱交換器１を稼働させてから、又は最後に圧縮空気が吹出されてから３０～１５００分経過する、（２）上記第１のガスの流入温度と流出温度の差ΔＴが９０％以下になる、のいずれか早い方が到来したときに圧縮空気が吹出されるように制御されると、効果的な洗浄が期待できる。
【0028】
圧縮空気はバッフル板１３に吹出されれば、固形異物に直接吹出されなくても、固形異物は舞い上がる。これは次のような作用による。圧縮空気がシェル側流路に吹出されると、シェル側流路内のガスが瞬間的に加圧され、その衝撃が固形異物にも及ぶ。バッフル板１３に堆積した固形異物は、その衝撃によって運動力を得て、結果として舞い上がったり、スライドしたりする。
【0029】
空気管１１には圧縮空気がシェル側流路に吹出される吹出部１１ａが備わる。空気管１１それぞれに、吹出部１１ａが上下方向に間隔を空けて複数備わる形態であれば、中室５３内の上下方向にわたり圧縮空気が吹出される結果、各所に堆積する固形異物が風圧で舞い上がることになり好ましい。
【0030】
また、吹出部１１ａは、バッフル板１３それぞれの近傍かつ上部に少なくとも１つ以上位置するものであると、圧縮空気が直接的にバッフル板１３に当たり好ましい。ここで、バッフル板１３の近傍とは、吹出された圧縮空気の流速にもよるところがあり一概にはいえないが、バッフル板１３と当該バッフル板１３に最も近い吹出部１１ａとの距離（例えばバッフル板１３に最も近い吹出部１１ａから当該バッフル板１３に垂らした垂線の距離）が５０ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下であることをいう。
【0031】
空気管１１における吹出部１１ａの形態は、図３に示される。図３では、吹出部１１ａが空気管１１の周方向に間隔を空けて複数設けられており、また、空気管１１の底にも設けられている。図３では、吹出部１１ａが空気管１１の周方向に６つ設けられているが、数は限定されるものではなく、６～１２つ設けることができる。空気管１１の底に設けられた吹出部１１ａは、隔壁５ｂに堆積した固形異物を吹き飛ばすため設けられている。
【0032】
吹出部１１ａがバッフル板１３の近傍かつ上部にある場合は、吹出部１１ａから圧縮空気が下方に吹出される形態となっていると好ましい。固形異物はその大部分がバッフル板１３の上面に堆積するので、上方から吹き付けられることで、舞い上がり易くなる。
【0033】
吹出部１１ａは圧縮空気が吹出される形態であれば特に限定されないが、例えば、径１～１０ｍｍのノズルを挙げることができる。そして、当該ノズルから流速２０～１００Ｎｍ／秒の圧縮空気が吹出されるようにするとよい。圧縮空気は、流速が小さすぎると固形異物を吹き飛ばす力が弱く、流速が大き過ぎると大きな騒音となるおそれがある。
【0034】
空気管１１の具体的形態の一例を次に示すと、吹出部１１ａを３７箇所設け、吹出部１１aのノズル径が５ｍｍ、空気管１本当たりの風量が０．６５Ｎｍ3／秒、１回あたりの圧縮空気の吹出時間が２００ミリ秒、空気管１本あたりの圧縮空気の吹出量が０．１３Ｎｍ３／１回、吹出しの間隔が３０分、圧縮空気必要量が５ＮＬ／分、空気ヘッダー９の容積が０．１５ｍ3とすることができる。
【0035】
図２は、図１のＡ－Ａ断面である。管胴２には伝熱管１２と空気管１１が多数配されている。空気管１１は管胴２の周方向に間隔を空けて配されている。またバッフル板１３ｂ（紙面左上から右下に引かれた複数の直線からなるハッチング部）とその下方に隣接するバッフル板１３ｃが記載されている。バッフル板１３ｃはバッフル板１３ｂの下方にあるので、実際には、バッフル板１３ｃのうちバッフル板１３ｂの切欠き部１４ｂと対向する部分（ハッチング部を除く部分）が見えることになる。バッフル板１３ｃの切欠き部１４ｃは実際には見えないので、破線で示している。図２では、隣接するバッフル板１３ｂ，１３ｃそれぞれにおける切欠き部の位置が相互に熱交換器の周方向に１８０°相違して（ズレて）いる形態が示されている。なお、図２では、切欠き部１４ｂに管胴２の軸芯から垂線（一点鎖線）を垂らし、同様に切欠き部１４ｃに管胴２の軸芯から垂線（一点鎖線）を垂らし、両垂線からなる角度が１８０°となっている。図示していないが、バッフル板１３ａ，１３ｂそれぞれにおける切欠き部の位置や、バッフル板１３ｃ，１３ｄそれぞれにおける切欠き部の位置、バッフル板１３ｄ，１３ｅそれぞれにおける切欠き部の位置が相互に熱交換器の周方向に１８０°相違している形態を挙げることができる。また、これに限らず、隣接するバッフル板それぞれにおける切欠き部の位置が相互に熱交換器の周方向に１５０°～１８０°相違して（ズレて）いる形態であってもよい。図４は隣接するバッフル板それぞれにおける切欠き部の位置が相互に熱交換器の周方向に１５０°相違して（ズレて）いる形態である。なお、図４では、切欠き部１４ｂに管胴２の軸芯から垂線（一点鎖線）を垂らし、同様に切欠き部１４ｃに管胴２の軸芯から垂線（一点鎖線）を垂らし、両垂線からなる角度が１５０°となっている。
【0036】
伝熱管１２の配列は、熱交換効率が良好であれば特に限定されないが、例えば、図５に示すように、（ａ）四角配置直列、（ｂ）四角配置錯列、（ｃ）三角配置錯列、（ｄ）三角配置直列等を挙げることができる。
【0037】
隣接する前記バッフル板それぞれにおける切欠き部の位置が相互に熱交換器の周方向に相違している形態であれば、第1のガスが熱交換器の周方向に相違した切欠き部群を通るように蛇行する。具体的には、シェル側流路に流入した第1のガスは、バッフル板１３ａによって流れ方向が変わり、バッフル板１３ａの面に沿うように流れ、当該バッフル板１３ａの切欠き部１４ａを通って隣接するバッフル板１３ｂに向かう。その後、第1のガスは、バッフル板１３ｂの面に沿うように流れ、当該バッフル板１３ｂの切欠き部１４ｂを通って隣接するバッフル板１３ｃに向かう。さらに、第1のガスは、バッフル板１３ｃの面に沿うように流れ、当該バッフル板１３ｃの切欠き部１４ｃを通って隣接するバッフル板１３ｄに向かう。以後、更なる隣接するバッフル板１３があれば、上記要領で第1のガスが流れ、最終的に第１流出部４に到達する。このとき、バッフル板１３に既に付着している固形異物は、流れる第１のガスの風圧によって流れ始めるものもあれば、付着したまま留まるものもある。
【0038】
また、第１のガスが第１流入部３から管胴２内に流入し、第１流出部４から流出するものである場合は、バッフル板１３ａに堆積する固形異物が圧縮空気の吹き付けにより飛ばされて、切欠き部１４ａから下方に備わるバッフル板１３ｂに落下する。落下した固形異物は、更なる圧縮空気の吹き付けにより飛ばされ、切欠き部１４ｂから下方に備わるバッフル板１３ｃに落下する。この圧縮空気による吹き飛ばしが繰り返されて、固形異物が、順次、下の段のバッフル板１３に落下し、最終的には第１流出部４から第1のガスと共に流出する。
【0039】
（その他）
熱交換器１に流す第１のガスは、固形異物が含まれるものであり、特に限定されるものではなく、例えば自動車やガスタービン、焼却炉、火力発電所、工場で発生する排ガス、乾燥排ガスを挙げることができる。第２のガスは、固形異物が含まれていても、いなくてもよく、特に限定されるものではなく、例えば自動車やガスタービン、焼却炉、火力発電所、工場で発生する排ガス、乾燥排ガス、外気を挙げることができる。第１のガスに含まれる固形異物の濃度が０．００１～０．１ｇ／ｍ3であれば固形異物が流路に堆積しても、除去が容易であり好ましい。
熱交換器１に流す第１のガスは、固形異物が含まれるものであり、特に限定されるものではなく、例えば自動車やガスタービン、焼却炉、火力発電所、工場で発生する排ガス、乾燥排ガスを挙げることができる。第２のガスは、固形異物が含まれていても、いなくてもよく、特に限定されるものではなく、例えば自動車やガスタービン、焼却炉、火力発電所、工場で発生する排ガス、乾燥排ガス、外気を挙げることができる。第１のガスに含まれる固形異物の濃度が０．００１～０．１ｇ／ｍ3であれば固形異物が流路に堆積しても、除去が容易であり好ましい。
【0040】
＜別の態様＞
本願発明の第１の態様は、上記に説明したところであるが、この態様のほかに、以下の態様も望ましい。
（第２の態様）
前記吹出部が前記バッフル板の近傍かつ上部に位置する、
第１の態様の多管式熱交換器。
本願発明の第１の態様は、上記に説明したところであるが、この態様のほかに、以下の態様も望ましい。
（第２の態様）
前記吹出部が前記バッフル板の近傍かつ上部に位置する、
第１の態様の多管式熱交換器。
【0041】
バッフル板は、板状であるので固形異物が堆積し易い。本態様は、吹出部がバッフル板の近傍かつ上部に位置するので、吹出された圧縮空気がバッフル板に堆積している固形異物に当たりやすいものとなっている。よって、流路の洗浄が効率的に行われるという効果を奏する。
【0042】
（第３の態様）
前記バッフル板が上下方向に間隔を空けて複数備わる、
第１の態様の多管式熱交換器。
前記バッフル板が上下方向に間隔を空けて複数備わる、
第１の態様の多管式熱交換器。
【0043】
本態様であれば、第1のガスは複数のバッフル板によって流れ方向が変わり直線的に流れないので、流路内に滞留する時間が長くなり熱交換の効率が高まるという効果を奏する。
【0044】
（第４の態様）
前記空気管が間隔を空けて並列に複数配置され、
当該空気管それぞれに、吹出部が上下方向に間隔を空けて複数備わるものであり、
前記バッフル板が上下方向に間隔を空けて複数備わり、
前記バッフル板それぞれの近傍かつ上部に、前記吹出部が少なくとも１つ以上位置する、
第１の態様の多管式熱交換器。
前記空気管が間隔を空けて並列に複数配置され、
当該空気管それぞれに、吹出部が上下方向に間隔を空けて複数備わるものであり、
前記バッフル板が上下方向に間隔を空けて複数備わり、
前記バッフル板それぞれの近傍かつ上部に、前記吹出部が少なくとも１つ以上位置する、
第１の態様の多管式熱交換器。
【0045】
バッフル板それぞれの近傍かつ上部に吹出部が位置しているので、バッフル板それぞれに堆積した固形異物が圧縮空気によって取り除かれるという効果を奏する。
【0046】
（第５の態様）
前記バッフル板が切欠き部を有し、
隣接する前記バッフル板それぞれにおける切欠き部の位置が相互に熱交換器の周方向に相違している、
第４の態様の多管式熱交換器。
前記バッフル板が切欠き部を有し、
隣接する前記バッフル板それぞれにおける切欠き部の位置が相互に熱交換器の周方向に相違している、
第４の態様の多管式熱交換器。
【0047】
隣接する切欠き部の位置が相互に相違しているので、第１のガスが蛇行して流れて行き、熱交換の効率が高まる。
【0048】
（第６の態様）
前記吹出部から圧縮空気が下方に吹出される、
第２の態様の多管式熱交換器。
前記吹出部から圧縮空気が下方に吹出される、
第２の態様の多管式熱交換器。
【0049】
バッフル板の上方に備わる吹出部からバッフル板へ向かって圧縮空気が吹出されるので、バッフル板に堆積した固形異物が効果的に取り除かれる。
【0050】
（第７の態様）
前記吹出部が前記空気管の周方向に間隔を空けて複数備わる、
第１の態様の多管式熱交換器。
前記吹出部が前記空気管の周方向に間隔を空けて複数備わる、
第１の態様の多管式熱交換器。
【0051】
吹出方向が一方向のみだと圧縮空気の吹き付けを行っても、吹出方向以外の方向にある固形異物が取り除かれづらく居付くことがある。本態様であれば、圧縮空気が多方向に吹出するものとなっているので、吹き溜まりが発生しづらく固形異物の居付きが抑制される。
【0052】
（第８の態様）
圧縮空気が間欠に１００～２０００ミリ秒間吹出される、
第１の態様の多管式熱交換器。
圧縮空気が間欠に１００～２０００ミリ秒間吹出される、
第１の態様の多管式熱交換器。
【0053】
圧縮空気の吹出しが連続的に行われると、第１のガスの流れが干渉を受け、熱交換の効率が低下するおそれがある。本態様であれば、間欠に吹出されるので第１のガスの流れに対する干渉が少なく熱交換の効率が維持されるという効果を奏する。
【0054】
（第９の態様）
前記熱交換器における第１のガスの流入温度と流出温度の温度差ΔＴが９０％以下になったときに、圧縮空気が吹出されるものである、
第１の態様の多管式熱交換器。
前記熱交換器における第１のガスの流入温度と流出温度の温度差ΔＴが９０％以下になったときに、圧縮空気が吹出されるものである、
第１の態様の多管式熱交換器。
【0055】
流路における固形異物の堆積が多くなると当該差が小さくなる。当該差が上記範囲内になったときに圧縮空気が吹出されるようにすれば、堆積した固形異物が所定の堆積量になったときに圧縮空気によって取り除かれるので、洗浄が効果的なものとなる。
【産業上の利用可能性】
【0056】
本発明は、多管式熱交換器として利用可能である。
【符号の説明】
【0057】
１ 熱交換器
１１ 空気管
１１ａ 吹出部
１２ 伝熱管
１３ａ、１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ バッフル板
１４ａ、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ 切欠き部
３０ 第１のガス（流入ガス）
３１ 第１のガス（流出ガス）
３２ 第２のガス（流入ガス）
３３ 第２のガス（流出ガス）
１１ 空気管
１１ａ 吹出部
１２ 伝熱管
１３ａ、１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ バッフル板
１４ａ、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ 切欠き部
３０ 第１のガス（流入ガス）
３１ 第１のガス（流出ガス）
３２ 第２のガス（流入ガス）
３３ 第２のガス（流出ガス）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】