JP2004535561A - 熱交換器、特にプレート型熱交換器における漏洩検出方法及び漏洩検出装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明は、プレート型熱交換器（１）の２つの回路間の漏洩を検出するために、２つの回路に異なる圧力にて流体を満たすための手段を提供された装置に関し、この装置は、前記回路内部における与えられたしきい値に対する圧力の集中を自動制御する手段と、この自動制御手段が圧力の集中の発生を検出した場合に漏洩を報知するための手段とを備えることを特徴とする。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、牛乳を処理するために使用される流体用熱交換器、特に、プレート型熱交換器における漏洩検出方法及び漏洩検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器は、第１の流体を内部に循環させ得る第１の回路と、第２の流体を内部に循環させ得る第２の流体とを備えてなる。第１及び第２の回路の多くの部分は、２つの流体間の熱交換を促進すべく密に接触させてある。プレート型熱交換器は、ジョイントで組み合わされた波形プレートの幾つかの束の幾つかのセクションを備え、長い熱交換に適している（例えば、特許文献１参照）。２つの回路の流体が直接交わらないことは、明らかに極めて重要な点であり、そのために、一方の回路から他方の回路への漏洩がないことを定期的に点検することが適切となる。
【特許文献１】
米国特許第６１１６３３２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
交換器の全てのプレートの体系的な分解及び検査を回避できるようにするために、従来から数多くの漏洩検出方法及び装置が提案されている。
【０００４】
例えば、文献ＷＯ９５／１６９００に記載された方法によれば、一方の回路に食塩水が入され、また他方の回路に水が注入される。そうすれば、第２の回路内の水の導電率を測定することにより、一方の回路から他方の回路へ食塩が移動しているか否か、即ち、漏洩があるか否かを検出することができる。漏洩がある場合、どのプレートに孔があるかを超音波検査によって決定することができる。しかしながら、この試験には時間（一般的には略４時間）を要する上、ジョイントの質に関する情報を何ら与えないことから予測的でないという欠点がある。
【０００５】
米国特許第６００９７４５号によれば、一方の回路に溶剤の溶液が循環され、他方にガスが循環されて、２つの回路の内部は異なる圧力に保持される。そうすれば、漏洩が生じている場所に溶質の堆積物が出現し、目視により観察される。しかしながら、このように目視検査を要する解決方法は、漏洩が視界から隠れているような場所での使用は困難である。
【０００６】
米国特許第５１７０８４０号によれば、一方の回路にスルファミン酸溶液が循環され、他方に苛性ソーダと過マンガン酸カリウムとの着色された混合体が循環される。そうすれば、漏洩の発生部位に着色物が観察される。この解決方法は、前述の解決方法と同じ欠点を有している。
【０００７】
また、各セクションの各回路をセクション毎に加圧し、圧力の変化を観察して、一つのセクションの一つの回路における顕著な圧力降下が問題の存在を示すという方法もある。このような方法もやはり、使用するには時間がかかる。
【０００８】
本発明の目的は、周知の方法の欠点を有しておらず、更には、より迅速に、しかもより容易に交換器を検査することができる漏洩検出のための新たな方法（及び関連する操作装置）を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、プレート型熱交換器の２つの回路間の漏洩を検出するための方法であって、２つの回路の夫々が異なる圧力を有する流体によって満たされる形式の方法によって達成され、この方法は、前記２つの回路において圧力の変化が観察されること、前記２つの回路において観察される圧力の所定のしきい値を下回る集中が自動的に監視されること、及び前記集中が検出されたとき．漏洩の検出が報知されることを特徴とする。望ましくは、前記２つの圧力の差は周期的に計算され、この差が所定のしきい値の下に降下したとき漏洩の報知がなされる。
【００１０】
本発明は、交換器のプレートの入口／出口の接続により２つの回路内に複数のセクションを画定し、これら複数のセクションを同時に検査することを可能とする。
【００１１】
望ましくは、前記複数のセクションを同時に試験するために液圧試験モジュールにより行われる接続は自動的に指示される。
【００１２】
プレート型熱交換器の２つの回路間の漏洩を検出するための装置は、２つの回路の夫々に異なる圧力の流体を満たすための手段を備える形式の装置であって、前記２つの回路内での圧力の集中を所定のしきい値に関連して自動的に監視するための手段と、この自動的な監視手段により前記集中が認知されたとき、漏洩の発生を報知するための手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
望ましくは、これらの監視手段は圧力差を測定するための手段を備える。
【００１４】
前記装置は、望ましくは、分離された液圧モジュールと電子モジュールとを備え、前記液圧モジュールは、交換器の複数のセクションが同時に試験され得るように、プレート型熱交換器の多数の入口／出口に接続するための多数の接続部を備える。
【００１５】
前記電子モジュールは、望ましくは、前記液圧モジュールの接続部において決定される圧力測定値を利用するためのソフトウェアを含む。
【００１６】
前記ソフトウェアは、望ましくは、データとして入力されているセクションの配置に基づいて、測定のための接続部に如何なる接続がなされるべきかを指示する。
【００１７】
従って、本発明によれば、２つの回路は流体（この流体としては、回路を汚染しないという優位点を有する水が好適である）によって満たされ、これら２つの回路は、全てのセクションにおいて同時に加圧されて内部に圧力差が確立される。そしてこの圧力のあらゆる臨界的な集中が、前記圧力の継続的な測定と、この測定値を利用するソフトウェアとによって全セクションで同時に観察される。電子モジュール内に組み込まれたソフトウェアは、セクションを画定する入口／出口の配置を考慮し、これを基に、様々なセクションで試験を実行するために如何なる接続が必要であるかを自動的に推定し、次に試験結果の観察により、これをもとに、漏洩が検出されている一又は複数のセクションを推定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の優位点は、熱交換器の稼働圧力での実施が可能であり、これにより、稼働状態下での漏洩の検出が実行可能となり、また、より高い圧力（ジョイントのチェックも可能な圧力にまで高めることができる）での製造者試験が実行可能となる点にある。また本発明は、より高い観察圧力の採用により微小割れの観察も可能にする。このことは、本発明による試験に予言的な領域を与える。試験速度が与えられた場合、微小割れを２方向の少なくとも一方で開かせるように、２つの回路の圧力差を逆転させて試験を繰り返すことも可能である。これにより、一方向性の微小割れのうち、特定のタイプの微小割れを検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の他の特徴点及び優位点は、添付の図面を参照しつつ、以下の記載を読むことにより明らかとなるであろう。
【００２０】
図１は、ジョイントにより並んで組み立てられた複数のリリーフ３によりプレートの束を支持する支持構造体２を備えてなるプレート型熱交換器１の一つのセクションを示している。リリーフ３の間には、隣接する２つの回路が画定され、これらは、支持構造体２の一方の壁上にアクセス可能な入口４、５及び出口６、７を夫々備えている。プレート又はプレートの束の夫々は、固有の入口／出口を有しており、２つの回路は、交換器の内部での複数のプレートの様々な入口／出口の選択的な接続によって画定された複数のセクションを形成することが可能である。
【００２１】
本発明の装置は、物理的には２つのモジュールにより形成されている。一方が電子モジュール10、他方が液圧モジュール20であり、これらは、夫々が所定数の機器を支持し、又は包含するキャリッジを備えている。
【００２２】
電子モジュール10は、コンピュータ処理ユニットを備えており、このユニットは、上方からの読み取りが可能な表示画面12、引出し内に配置されたプリンタ13、引出し内に配置されたキーボード14、及び測定、報知又はスイッチング用の器具のパネル15等の周辺機器に接続されている。
【００２３】
液圧モジュール20は、モータ22によって駆動されるポンプが装備されたタンク21を備えている。接続部23は、試験流体の供給源、望ましくは、給水源に液圧ユニットを接続すべく設けてある。接続箱24は、種々の接続部25を有している。これらの接続部25は、カップリング27が装備されたホース26によって、試験されるべき交換器のセクションの入口／出口４−７（又はその他）へ選択的にリンクされることが可能である。図示の例では、６対の接続部25が存在し、交換器の６つのセクションの同時的検討を可能としている。モジュール内において接続部の各対は、２つの回路内の種々のセクションの２つの回路の内圧の決定を常時可能とするための圧力センサに接続されている。
【００２４】
電子モジュールの処理ユニット内に組み込まれたソフトウェアは、考慮されるべきセクションを画定する入口／出口を、例えば、試験中に現出する表示画面の１つを示す図７に描かれた形にて配置する。この表示画面は、交換器の４つのプレート３を示し、夫々のその入口／出口はコードで同定されている。表30は、この例において画定された３つのセクションの入口／出口がどのようなものであるかを正確に示している。
【００２５】
ソフトウェアは、ユーザによりデータとして入力されるこの配置に基づいて、様々なセクションにおいて検査を実行するために如何なる接続が必要であるかを推論する。これらの接続は、図８に見ることができるように表示画面に表示され、液圧モジュールのホース26の夫々をどこに接続される必要があるかが指示される。
【００２６】
これらの接続を終えた後、予め所望の圧力値を設定してある電子モジュールから試験が開始される。試験圧力は、望ましくは、形成されつつある任意の割れが確実に開くように運転圧力より高くする。例えば、前者は５乃至15バールであり、後者は３乃至10バールである。２つの回路間に確立されるべき圧力差も、例えば、２乃至５バールに設定され、この圧力の保持時間もまた、例えば、20分に設定される。
検討対象となる全てのセクション（例えば３つのセクション）の２つの回路内の流体圧力の値が同時に、継続して測定される（又は、密な間隔で測定される）。これにより、各セクションに関する２つの圧力曲線のグラフを確定することができる。
ソフトウェアは、各時間間隔での２つの曲線間の圧力差を同時に計算し、明らかな集中が生じている場合はいずれも（即ち、予め決定されたしきい値を下回る集中が生じている場合はいずれも）、また曲線が交差する場合もいずれも、ボックス31内の画面上で読み取り得る表示によって報知する。臨界的な集中が存在しない場合においても、その旨が報知される。ボタン32は、希望する場合、グラフ自体へのアクセスを可能とする。図10又は11には、明らかな集中が存在しない場合と、臨界的な集中が（故に漏洩も）存在している場合とを夫々代表するタイプが示されている。
【００２７】
従って、交換器のセクション２に漏洩があることが、試験の結果から推論され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明装置、特に液圧及び電子モジュールの概略斜視図である。
【図２】電子モジュールを正面、背面及び上方から見た略図である。
【図３】電子モジュールを正面、背面及び上方から見た略図である。
【図４】電子モジュールを正面、背面及び上方から見た略図である。
【図５】液圧モジュールを正面、背面及び上方から見た略図である。
【図６】液圧モジュールを正面、背面及び上方から見た略図である。
【図７】試験中に電子モジュール上に現れる表示画面の例を示す図である。
【図８】試験中に電子モジュール上に現れる表示画面の例を示す図である。
【図９】試験中に電子モジュール上に現れる表示画面の例を示す図である。
【図１０】交換器の２つのセクションの２つの回路における圧力曲線のグラフであり、第１の曲線は正常を、第２の曲線は漏洩を示す。
【図１１】交換器の２つのセクションの２つの回路における圧力曲線のグラフであり、第１の曲線は正常を、第２の曲線は漏洩を示す。

Claims (7)

1. プレート型熱交換器（１）の２つの回路間の漏洩を検出するための方法であり、２つの回路の夫々が異なる圧力を有する流体によって満たされる形式の方法において、
   前記２つの回路の内部に圧力の変化が観察されること、前記２つの回路の内部にて観察される圧力の所定のしきい値を下回る集中が自動的に監視されること、及び前記集中が検出されたとき、漏洩の検出が報知されることを特徴とし、観察は、２つの圧力間の差を周期的に計算することを含み、この差が所定のしきい値の下に降下するとき漏洩の報知がなされる方法。
2. 交換器（１）のプレートの入口／出口の接続によって２つの回路内に複数のセクションが画定されること、及び交換器（１）の複数のセクションは同時に試験されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記複数のセクションの同時試験のために液圧試験モジュールにより行われる接続は、自動的に指示されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. プレート型熱交換器（１）の２つの回路間の漏洩を検出するための装置であり、２つの回路の夫々に異なる圧力の流体を満たすための手段を備える形式の装置において、
   前記２つの回路の内部における圧力の集中を所定のしきい値に関連して自動的に監視するための手段と、自動監視手段が前記集中を認知したとき漏洩の発生を報知するための手段とを備えており、前記監視手段は圧力差を測定するための手段を備えることを特徴とする装置。
5. 分離された液圧モジュール（２０）と電子モジュール（１０）とを備え、前記液圧モジュールは、交換器の複数のセクションが同時に試験され得るように、プレート型熱交換器（１）の多数の入口／出口（４−７）に接続するための多数の接続部（２５）を備えることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記電子モジュール（１０）は、前記液圧モジュール（２０）の接続部（２５）において決定される圧力測定値を利用するためのソフトウェアを含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記ソフトウェアは、データとして入力されているセクションの配置に基づいて、測定のための接続部（２５）に如何なる接続がなされるべきかを指示することを特徴とする請求項６に記載の装置。

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