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摘要：换热器的清洗对于提高换热设备的换热效率具有重要意义，本文针对热交换器的毛刷转动式清洗，对国内外的申请进行了数据统计和分析。
关键词：换热器；清洗；毛刷
1引言
为了解决换热设备传热面的污垢沉积，常用的污垢清洗技术有化学和物理清洗两大类；按设备是否运行又有在线清洗和停车清洗。化学清洗是针对不同的污垢和壁面材料，选择合适的化学清洗剂来清洗污垢。物理清洗是通过对壁面进行喷射产生冲击力去除污垢，或靠外界强加的剪切力来剥落换热壁面上的污垢，物理清洗包括喷水、喷砂、喷汽、刮刀和钻头除垢、毛刷清洗、胶球清洗、在线螺旋线圈、在线旋转纽带等。
2热交换器的毛刷转动式清洗领域专利申请状况
本文以国家知识产权局中文数据库（CNABS）和外文数据库(DWPI)中截止2016年08月17日已收录的公开发明专利和实用新型专利数据为基础。
2.1专利申请量国内外发展现状和趋势
热交换器的毛刷转动式清洗专利最早的是1972年德国的申请，德国的工业发展的较早，随后呈稳步发展趋势。由于当时的工业逐步发展，换热设备结垢的问题也开始出现在人们面前，使得人们逐渐开始寻求解决的方法。但是当时各国水平有限，解决换热设备的结垢的技术不成熟，未来十年内都处于一个探索的阶段，虽然技术有所发展，但是专利申请量很少。1990年至1995年期间，专利申请量急剧下降，这可能是由于技术发展进入了瓶颈，还在寻求技术的突破口。1995年开始，国外申请量开始进一步增长，这是由于全球工业和经济都开始迅速发展，使得人们突破瓶颈，开始一轮新的发展，并一直处于一个稳步的发展时期。
国内最早的专利申请是1986年，随后进入一个缓慢的发展阶段，当时中国工业不发达，经济水平较低，以至于科技水平也较低。1995开始，中国专利申请量开始稳步提高，这是由于中国经济和工业开始发展，而且改革开放后，发达国家的技术逐渐进入中国。2005年开始，中国专利申请量呈指数增长，其发展速度和申请量都超过了国外，随着中国经济的发展，对换热设备效率和安全性的要求逐渐提高，而解决换热管道的结垢问题成为亟需解决的问题，人们开始加大力度研究，并取得了显著的成效。
2.2 申请人区域分布
中国的申请量远超各国，从1986-2016年期间中国专利申请量占据接近全球申请量的一半，这一方面与中国广阔的空间，人口数量多，换热设备的数量居全国首位密不可分，换热设备使用的越多，各单位对研发和投入量相对较大，专利产出较多，换热设备的清洗技术快速较快；另外，从2005年开始，我国专利的申请量呈指数增长，这与我国经济和工业的迅猛发展是无法分开的。仅次于中国的是美国、日本的申请量，作为经济发达的两个国家，在换热设备的清洗领域所占的比例自然较高，除此以外，德国、欧洲等国也占有一定的比例，但由于发达国家起步较早，前期申请量较大，因此后期申请量趋于温和，导致总的申请量不是很大。
3热交换器的毛刷转动式清洗关键技术分析
热交换器的毛刷转动式清洗就是通过毛刷的转动，与传热管道的壁面产生摩擦，从而使壁面的污垢剥落。根据毛刷对热交换器的清洗方位，可以把热交换器的毛刷转动式清洗归结为转动式毛刷清洗热交换器管内和管外两种方式。而且，对管内和管外进行清洗的毛刷是转动的，转动方向可分为沿管道轴向和径向的转动，因此，对管内的清洗又可以分为毛刷沿轴向转动和沿径向转动两种方式，对管外的清洗也分为上述两种方式。因此，热交换器的毛刷转动式清洗主要对管内和管外进行清洗两方面进行分析。具体分析如下：
3.1 热交换器的毛刷转动式清洗二级分支对传热管道管内清洗的技术分析
3.1.1毛刷沿轴向旋转进行清洗
最早的国内申请CN85104275 A（申请日1985年06月05日）再生式换热器的清洗装置，径向密封条有弹性地直接靠紧在蓄热体的端面上，密封条装有一个本身有弹性的密封元件，它是由许多鬃毛插在一个托架上而形成的。这些鬃毛在密封条的纵向边缘处被包在起缝隙密封作用的密封板中。
3.1.2毛刷沿径向旋转进行清洗
专利申请CN105865252 A（2014年09月04日）一种能源化工用蒸汽冷凝烟道，属于蒸汽清理技术领域，其特征在于：冷凝管安装在冷凝管道的空腔里，吸风机的吸风管与冷凝管道的一端连接，吸风机的吸风管的两侧的侧壁上分别设有一轴承孔，轴承孔内安装有轴承；往复丝杠的两端分别穿过风轮与轴承相配合，丝杠螺母套在往复丝杠上。
3.2 热交换器的毛刷转动式清洗二级分支对传热管道管外清洗的技术分析
3.2.1毛刷沿轴向旋转进行清洗
专利申请CN102003914 A（申请日2010年12月01日）一种旋转式管束换热器的清灰方法，包括主要由上外罩、下外罩、多组换热管束构成的旋转式管束换热器，在旋转式管束换热器的每组换热管束上均套有一可沿其上下滑动的清灰器，每个清灰器上均设置钢丝刷，在换热器管束旋转时，清灰器依靠自重在换热器管束旋转到上下两个垂直面时分别作向下的滑动，利用清灰器上设有的钢丝刷对换热器管束自动进行清灰。
3.2.2毛刷沿径向旋转进行清洗
专利申请JPH08200990A（申请日1995年01月31日）锅炉废热收集器的翅片管的清洗装置，清洗毛刷安装在移动的框架上，清洗毛刷绕着翅片进行旋转，对换热管外的翅片进行清洗。
4结语
换热设备的毛刷清洗领域目前还处于发展阶段，技术相对成熟，但总体申请量还是处于中等偏下的水平，说明该领域还有较大发展空间。目前国内外对换热设备的毛刷清洗的技术主要是通过毛刷的转动从而剥落换热器管道壁面的污垢，两个必备的条件是毛刷和转动，主要的研究方向应该还是在于这两个方向，例如如何设计毛刷的结构，使得毛刷既能有效的剥落污垢，又不对换热管道壁面破坏，还有如何使转动的频率到达一个最佳水平，既能增加污垢被剥落的速度和面积，又能更节约成本。
参考文献
[1]俞秀民，俞天兰，彭德其.传热面流体动力机械在线自动清洗防垢技术及其新发展[J].湖南工程学院学报,2002,20(5):1-11.
论文作者:刘娇1,侯杉杉（等同于第一作者）
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/26
标签：毛刷论文; 热交换器论文; 专利申请论文; 换热器论文; 换热论文; 污垢论文; 设备论文; 《基层建设》2017年5期论文;