JP2005201410A - 漏液発生予測方法、及び、その方法に使用する漏液モニタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 実施が容易で信頼性も高い漏液発生予測方法を提供する。
【解決手段】 漏液発生予測の予測対象流路ｒに対し監視用流路ｒ′を並列的又は直列的に接続し、通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を予測対象流路ｒよりも早期に監視用流路ｒ′の方で生じさせる装置設定状況の下で、予測対象流路ｒへの通液に併行して監視用流路ｒ′に通液し、この通液状態下で監視用流路ｒ′での流路壁腐蝕による漏液の発生を検出して、その検出結果に基づき予測対象流路ｒでの流路壁腐蝕による漏液の発生を予測する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、各種の流路設備（特に腐蝕性のある液体を扱う管路設備など）において通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を予測する漏液発生予測方法、及び、その方法に使用する漏液モニタ装置に関する。

従来一般に、腐蝕性のある液体を扱う流路については、流路形成に樹脂，チタン，ステンレスなどの耐蝕性材を用いることにより、通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を防止する方法が採られるが、この場合、耐蝕性材を用いることで設備コストが高くつき、また、熱交換器の形成に耐蝕性材を用いることで、その熱交換器の熱交換効率が低下するなどの問題があった。

そこで、流路の形成には一般的な材料（例えば、鉄管や銅管など）を用いながら、流路壁の肉厚を定期的に測定することで、通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を予測（下記特許文献１参照）するようにして、その予測に基づき漏洩発生時期が近付いたときに流路を同様の一般的材料により再構築するといった設備更新方法を採ることで、上記の如き問題の解消を図ることも行われている。
特開２００２−２３６１１５

しかし、流路壁の肉厚を定期的に測定して流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を予測する方法では、流路内側から腐蝕が進行する流路壁の肉厚を測定することが容易でない場合が多く、特に、熱交換器のコイルにおけるベント管部分や蝋付け部分などは通液に伴う腐蝕の進行が早いことから、正確な漏液発生予測には精度の良い肉厚測定を頻度高く行うことが要求されるが、これらベント管部分や蝋付け部分などの肉厚測定は技術的な面でも作業性の面でも極めて困難であった。

また、流路壁の定期的な肉厚測定では、扱う液体の急激な性状変化などに原因する流路内側からの流路壁腐蝕の急激な進行を見逃す虞があり、さらに、流路内側からの腐蝕による流路壁の肉厚変化と漏液発生の危険性との相関そのものが明確でない場合も多く、これらの点で、漏液発生予測の信頼性が低い問題もあった。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、合理的な予測方式を採ることで、上記の如き問題を効果的に解消する点にある。

〔１〕本発明の第１特徴構成は、通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を予測するのに、
漏液発生予測の予測対象流路に対し監視用流路を並列的又は直列的に接続し、
通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を前記予測対象流路よりも早期に前記監視用流路の方で生じさせる装置設定状況の下で、前記予測対象流路への通液に併行して前記監視用流路に通液し、
この通液状態下で前記監視用流路での流路壁腐蝕による漏液の発生を検出して、その検出結果に基づき前記予測対象流路での流路壁腐蝕による漏液の発生を予測することにある。

つまり、この第１特徴構成による漏液発生予測方法であれば、実施が難しい流路壁の肉厚測定を定期的に行う必要がなく、監視用流路を予測対象流路に対し並列的又は直列的に接続した状態で適当な箇所に配備して、その監視用流路での流路壁腐蝕による漏液の発生を適当な方法により検出するだけですむから、流路壁の肉厚を定期的に測定して流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を予測する先述した従来の予測方法に比べ、漏液発生予測を大幅に容易にすることができる。

また、上記第１特徴構成による漏液発生予測方法によれば、扱う液体の急激な性状変化などで予測対象流路の流路内側からの流路壁腐蝕が急激に進行したとしても、それに伴い監視用流路の方の流路壁腐蝕による漏液発生も同様に早期化されることから、そのような急激な腐蝕進行に対しても適切な予測が可能であり、さらには、通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を予測対象流路よりも早期に監視用流路の方で生じさせる装置設定として適当な装置設定を採用することで、監視用流路での流路壁腐蝕による漏液発生と予測対象流路での流路壁腐蝕による漏液発生との時間的な相関も予め明確に把握しておくことができ、これらの点で、先述した従来の予測方法に比べ、漏液発生予測の信頼性も高くすることができる。

そして、このように予測対象流路での流路壁腐蝕による漏液発生を容易かつ精度良く予測し得ることで、流路の形成には一般的な材料を用いて漏液発生予測に基づき漏洩発生時期が近付いたときに流路を一般的材料により再構築するといった設備更新方法を従前に比べ一層採り易くなり、このことで、流路形成に耐蝕性材を用いる場合の設備コストの増大や熱交換器における熱交換効率の低下などの問題も一層容易かつ効果的に解消することができる。

〔２〕本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成の実施にあたり、
通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を前記予測対象流路よりも早期に前記監視用流路の方で生じさせる装置設定として、
前記予測対象流路の流路形成部材と同仕様の流路形成部材により前記監視用流路を形成するとともに、前記監視用流路の通液速度を前記予測対象流路の通液速度よりも大きくしておくことにある。

つまり、前記第１特徴構成による漏液発生予測方法の実施にあたり、通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を予測対象流路よりも早期に監視用流路の方で生じさせる装置設定としては、例えば、予測対象流路の流路形成部材よりも通液に伴う流路壁腐蝕が進行し易い材質の流路形成部材により監視用流路を形成する、あるいは、予測対象流路の流路形成部材よりも肉厚の小さい流路形成部材により監視用流路を形成するといった装置設定を採ることも考えられるが、これに比べ上記第２特徴構成によれば、漏液発生予測を一層容易にし得るとともに、その予測信頼性も一層高めることができる。

すなわち、上記第２特徴構成であれば、予測対象流路の流路形成部材と同仕様（同じ材質で同じ構造）の流路形成部材により監視用流路を形成するから、上記の如く予測対象流路の流路形成部材よりも流路壁腐蝕が進行し易い材質の専用の流路形成部材により監視用流路を形成する、あるいは、予測対象流路の流路形成部材よりも肉厚の小さい専用の流路形成部材により監視用流路を形成するなどに比べ、監視用流路の形成を容易にすることができ、また、予測対象流路の通液速度と監視用流路の通液速度とに差を与えることで、予測対象流路での流路壁腐蝕による漏液発生と監視用流路での流路壁腐蝕による漏液発生とに時間差を与えるから、その時間差の付与も容易であり、これらの点で漏液発生予測を一層容易にすることができる。

そしてまた、予測対象流路の流路形成部材と監視用流路の流路形成部材とに同仕様のものを用いて、予測対象流路の通液速度と監視用流路の通液速度とに差を与えることで、予測対象流路での流路壁腐蝕による漏液発生と監視用流路での流路壁腐蝕による漏液発生とに時間差を与えるから、それら監視用流路での流路壁腐蝕による漏液発生と予測対象流路での流路壁腐蝕による漏液発生との時間的な相関も一層明確に把握することができ、この点で漏液発生予測の信頼性も一層高めることができる。

なお、第２特徴構成の実施においては、予測対象流路のうちでも通液に伴う流路壁腐蝕の進行が早い部分（例えば、熱交換器におけるコイルのベント管部分や蝋付け部分）の流路形成部材と同仕様の流路形成部材により監視用流路を形成することが望ましい。

〔３〕本発明の第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成による漏液発生予測方法に使用する漏液モニタ装置の装置構成に関し、
通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を漏液発生予測の予測対象流路よりも早期に生じさせる装置設定状況の下で前記予測対象流路への通液に併行して通液する監視用流路の流路形成体を、前記予測対象流路に対する前記監視用流路の並列的又は直列的な接続が可能な状態で液密状のケースに収納するとともに、
前記監視用流路での流路壁腐蝕による漏液の発生を検出する漏液センサの検出端を前記ケースに収納してあることにある。

つまり、この第３特徴構成によれば、第１又は第２特徴構成による漏液発生予測方法の実施において監視用流路で流路壁腐蝕による漏液発生が生じたとき、その漏出液を液密状のケースにより受け止めることができて、その漏出液の逸散を確実に防止することができる。

また、そのケースによる漏出液の受け止めにより、同ケースに収納した漏液センサの検出端を漏出液に対し確実に作用させることができて、監視用流路での漏液発生を漏液センサにより一層確実に検出することができる。

〔４〕本発明の第４特徴構成は、第３特徴構成の実施において、
前記監視用流路の通液速度を前記予測対象流路の通液速度よりも大きな設定速度に調整する流速調整手段を設けてあることにある。

つまり、この第４特徴構成によれば、流速調整手段により監視用流路の通液速度を予測対象流路の通液速度よりも大きな設定速度に調整することで、通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を予測対象流路よりも早期に監視用流路の方で生じさせることを一層確実にすることができ、また、監視用流路での流路壁腐蝕による漏液発生と予測対象流路での流路壁腐蝕による漏液発生との時間的な相関も一層明確なものにすることができ、これらの点で漏液発生予測の信頼性を一層高めることができ、特に、第２特徴構成による漏液発生予測方法を実施する場合に好適な漏液モニタ装置とすることができる。

なお、第４特徴構成の実施において流速調整手段には、バルブ、オリフィス、ポンプなど、条件に応じて種々のものを採用することができ、また、この流速調整手段の装備に併せ、監視用流路の通液速度を計測する流速計を付加装備するようにしてもよい。

〔５〕本発明の第５特徴構成は、第３又は第４特徴構成の実施において、
前記ケースに、ケース外からのケース内部の目視確認を可能にする透明部を設けてあることにある。

つまり、この第５特徴構成によれば、ケースに収納した監視用流路の流路形成体や漏液センサの検出端が適切な状態にあるか否かの点検を上記透明部を通じての目視確認により容易に行うことができる。

なお、第５特徴構成の実施においては、ケースの一部に上記透明部（換言すれば透明窓）を設ける形態、あるいは、ケースのほぼ全体を透明材により形成する形態のいずれを採ってもよい。

図１において、１は空調用途などに用いるプレートフィンコイル型の熱交換器であり、この熱交換器１では、コイルとしての蛇行銅管２に熱媒液Ｗを通過させるのに対し、その蛇行銅管２の管外面に付設したフィン３どうしの間に空気Ａを通過させることで、熱媒液Ｗと空気Ａとを銅管２及びフィン３を介し熱交換させて空気Ａの冷却や加熱を行う。

４ａは熱交換器１に供給する熱媒液Ｗを導く熱媒液供給管、４ｂは熱交換器１から送出される熱交換済みの熱媒液Ｗを導く熱媒液排出管であり、また、５は熱交換器１とは並列配置の状態で熱媒液供給管４ａと熱媒液排出管４ｂとにわたらせたバイパス管であり、このバイパス管５には、熱交換器１における蛇行銅管２での管壁腐蝕による漏液の発生を予測する為の漏液モニタ装置６を装備してある。

熱交換器１におけるコイルとしての蛇行銅管２は、図２に示す如く、フィン３を付設する複数の直管部分２ａとそれら直管部分２ａどうしを連結するベント管部分２ｂとからなり、また、ベント管部分２ｂには蝋付け部分ｘが存在し、このベント管部分２ｂは熱交換器１における蛇行銅管２のなかでも通液に伴う管内側からの管壁腐蝕が最も進行し易い部分となるが、このことに対応させて、上記漏液モニタ装置６は、図３に示す如く、熱交換器１の蛇行銅管２におけるベント管部分２ｂと同仕様（同じ材質で同じ構造）の監視用ベント管７を漏液センサ８の検出端８ａとともに液密状の透明ケース９に収納した構成にしてある。なお、ｘ′は蝋付け部分である。

そして、漏液モニタ装置６の装備形態としては、ケース９の外部に臨ませた監視用ベント管７の両管端部７ａ，７ｂをバイパス管５の給液側部分５ａ及び排液側部分５ｂの各々に接続して、ケース９内の監視用ベント管７をバイパス管５に介装する形態とすることで、ケース９内の監視用ベント管７を熱交換器１の蛇行銅管２に対し並列に接続する形態を採り、この装備形態において、熱媒液供給管４ａからの熱媒液供給により熱交換器１の蛇行銅管２に熱媒液Ｗを通液することに併行して、バイパス管５の給液側部分５ａからの熱媒液供給によりケース９内の監視用ベント管７に熱媒液Ｗを通液する。

また、バイパス管５には漏液モニタ装置６の付帯装置として流速調整用のポンプ１０を介装し、熱交換器１の蛇行銅管２に対する通液に併行してケース９内の監視用ベント管７に通液することにおいて、このポンプ１０の運転によりケース９内の監視用ベント管７における通液速度ｖ′を熱交換器１の蛇行銅管２におけるベント管部分２ｂの通液速度ｖよりも大きな設定速度ｍｖ（例えば、蛇行銅管２におけるベント管部分２ｂの通液速度ｖの２倍の速度）に調整する。

つまり、この通液速度の調整により、通液に伴う管内側からの管壁腐蝕による漏液発生を熱交換器１の蛇行銅管２におけるベント管部分２ｂよりも早期にケース９内の監視用ベント管７の方で生じさせるようにし、これにより、検出端８ａをケース９内に収納した漏液センサ８によりケース９内の監視用ベント管７での管壁腐蝕による漏液の発生を検出することで、熱交換器１における蛇行銅管２（実質的にはベント管部分２ｂ）での管壁腐蝕による漏液の発生を予測する。

なお、１１は漏液センサ８の検出情報に基づき、ケース９内の監視用ベント管７において管壁腐蝕による漏液の発生があったとき警報を発する警報器であり、漏液発生予測の予測形態としては、ケース９内の監視用ベント管７に対し熱交換器１の蛇行銅管２におけるベント管部分２ｂの通液速度ｖよりも大きい設定速度ｍｖで通液した場合においてのケース９内の監視用ベント管７での管壁腐蝕による漏液発生と熱交換器１の蛇行銅管２におけるベント管部分２ｂでの管壁腐蝕による漏液発生との時間的な相関に基づき、警報器１１による警報発信があった時点から熱交換器１の蛇行銅管２におけるベント管部分２ｂでの管壁腐蝕による漏液発生に至るまでの期間（すなわち、蛇行銅管２におけるベント管部分２ｂでの管壁腐蝕による漏液発生の時期）を予測する。

以上要するに、本実施形態では、プレートフィンコイル型熱交換器１におけるコイルとしての蛇行銅管２の形成管路ｒを漏液発生予測の予測対象流路とし、かつ、ケース９内の監視用ベント管７による形成管路ｒ′を監視用流路として、予測対象流路ｒに対し監視用流路ｒ′を並列的に接続し、
そして、通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を予測対象流路ｒよりも早期に監視用流路ｒ′の方で生じさせる装置設定状況の下で、予測対象流路ｒへの通液に併行して監視用流路ｒ′に通液し、この通液状態下で監視用流路ｒ′での流路壁腐蝕による漏液の発生を検出して、その検出結果に基づき予測対象流路ｒでの流路壁腐蝕による漏液の発生を予測するようにしている。

また、本実施形態では、通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を予測対象流路ｒよりも早期に監視用流路ｒ′の方で生じさせる装置設定として、予測対象流路ｒの流路形成部材（特に本実施形態では予測対象流路ｒのなかでも通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕が進行し易い部分の流路形成部材である蛇行銅管２におけるベント管部分２ｂ）と同仕様の流路形成部材（監視用ベント管７）により監視用流路ｒ′を形成するとともに、監視用流路ｒ′の通液速度ｖ′を予測対象流路ｒの通液速度ｖよりも大きくするようにしている。

〔別実施形態〕
次に本発明の別実施形態を列記する。

前述の実施形態では、プレートフィンコイル型熱交換器１におけるコイルとしての蛇行銅管２の形成管路ｒを予測対象流路とする例を示したが、本発明の実施において予測対象流路は、プレートフィンコイル型熱交換器１における蛇行銅管２の形成管路ｒに限られるものでなく、各種用途の管路を予測対象流路することができ、また、管路に限らず管路以外の流路を予測対象流路としてもよい。

本発明の第１特徴構成による漏液発生予測方法の実施において、通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を予測対象流路ｒよりも早期に監視用流路ｒ′の方で生じさせる装置設定は、前述の実施形態の如く予測対象流路ｒの流路形成部材２ｂと同仕様の流路形成部材７により監視用流路ｒ′を形成するのに対し、監視用流路ｒ′の通液速度ｖ′を予測対象流路ｒの通液速度ｖよりも大きくしておくといった装置設定に限られるものではなく、場合によっては、予測対象流路ｒの流路形成部材よりも通液に伴う流路壁腐蝕が進行し易い材質の専用の流路形成部材により監視用流路ｒ′を形成する、あるいは、予測対象流路ｒの流路形成部材よりも肉厚の小さい専用の流路形成部材により監視用流路ｒ′を形成する、あるいはまた、予測対象流路ｒよりも通液に伴う流路壁腐蝕が進行し易い温度条件下に監視用流路ｒ′を置くといった装置設定を採用してもよい。

監視用流路ｒ′の通液速度ｖ′を予測対象流路ｒの通液速度ｖよりも大きくしておく装置設定を採用する場合、前述の実施形態では流速調整手段としてのポンプ１０をバイパス管５に介装するようにしたが、このようなポンプを装備せずとも監視用流路ｒ′の通液速度ｖ′を予測対象流路ｒの通液速度ｖよりも大きく保ち得る場合は、流速調整手段としてのポンプの装備を省略してもよく、また条件によっては、ポンプ以外のバルブやオリフィスなどを流速調整手段として装備するようにしてもよい。

前述の実施形態では、予測対象流路ｒに対し監視用流路ｒを並列に接続する例を示したが、場合によっては、図４に示す如く予測対象流路ｒに対し監視用流路ｒ′を直列に接続するようにしてもよい。

本発明は、各種用途の流路設備に利用することができ、特に、腐蝕性のある液体を扱う管路設備や漏液が許されない管路設備などにおいて殊に有効である。

漏液発生予測の実施形態を説明するための全体回路図 プレートフィンコイル型熱交換器におけるベント管部分の拡大図 監視用ベント管の装備形態を示す拡大図 別実施形態を示す全体回路図

符号の説明

２ｂ 予測対象流路の流路形成部材
７ 監視用流路の流路形成部材（監視用流路の流路形成体）
ｒ 予測対象流路
ｒ′ 監視用流路
ｖ 予測対象流路の通液速度
ｖ′ 監視用流路の通液速度
ｍｖ 設定速度
８ 漏液センサ
８ａ センサ検出端
９ ケース
１０ 流速調整手段

Claims (5)

1. 漏液発生予測の予測対象流路に対し監視用流路を並列的又は直列的に接続し、
   通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を前記予測対象流路よりも早期に前記監視用流路の方で生じさせる装置設定状況の下で、前記予測対象流路への通液に併行して前記監視用流路に通液し、
   この通液状態下で前記監視用流路での流路壁腐蝕による漏液の発生を検出して、その検出結果に基づき前記予測対象流路での流路壁腐蝕による漏液の発生を予測する漏液発生予測方法。
2. 通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を前記予測対象流路よりも早期に前記監視用流路の方で生じさせる装置設定として、
   前記予測対象流路の流路形成部材と同仕様の流路形成部材により前記監視用流路を形成するとともに、前記監視用流路の通液速度を前記予測対象流路の通液速度よりも大きくしておく請求項１記載の漏液発生予測方法。
3. 請求項１又は２記載の漏液発生予測方法に使用する漏液モニタ装置であって、
   通液に伴う流路内側からの流路壁腐蝕による漏液の発生を漏液発生予測の予測対象流路よりも早期に生じさせる装置設定状況の下で前記予測対象流路への通液に併行して通液する監視用流路の流路形成体を、前記予測対象流路に対する前記監視用流路の並列的又は直列的な接続が可能な状態で液密状のケースに収納するとともに、
   前記監視用流路での流路壁腐蝕による漏液の発生を検出する漏液センサの検出端を前記ケースに収納してある漏液モニタ装置。
4. 前記監視用流路の通液速度を前記予測対象流路の通液速度よりも大きな設定速度に調整する流速調整手段を設けてある請求項３記載の漏液モニタ装置。
5. 前記ケースに、ケース外からのケース内部の目視確認を可能にする透明部を設けてある請求項３又は４記載の漏液モニタ装置。
   
   

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