JP6097697B2 - プレート式熱交換器 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本願は、日本国特願２０１１−２４７５５２号の優先権を主張し、引用によって本願明細書の記載に組み込まれる。

本発明は、高温流体と低温流体とを熱交換させるプレート式熱交換器に関する。詳しくは、本発明は、複数枚の伝熱プレートを積層し、各伝熱プレート間の外周部などにガスケットを介装することにより、各伝熱プレート間に高温流体を流通させる流路と低温流体を流通させる流路とを交互に形成したプレート式熱交換器に関する。

プレート式熱交換器は、図８に示すように、鉛直姿勢の長方形板状の固定フレーム１１と鉛直姿勢の長方形板状の移動フレーム１２との間に複数枚の長方形状の伝熱プレート２０，２０，…を鉛直姿勢で積層し、図９に示すように、この伝熱プレート２０と伝熱プレート２０との間に第１流路１と第２流路２とを交互に形成し、第１流路１に高温流体Ｈを流通させ、第２流路２に低温流体Ｃを流通させることで、高温流体Ｈと低温流体Ｃとを熱交換する。

そして、固定フレーム１１の四隅には、流体Ｈ，Ｃの出入口となる通路孔１１ａ〜１１ｄが設けられ、移動フレーム１２には通路孔が設けられていない。また、固定フレーム１１と移動フレーム１２とには、それぞれ、専用のプレート（以下、「Ｄプレート」，「Ｅプレート」という。）２０ｄ，２０ｅが重ねあわされている。Ｄプレート２０ｄの四隅には、通路孔（採番せず）が設けられ、この通路孔を囲むガスケット（以下、「Ｄガスケット」という。）１４０がＤプレート２０ｄと固定フレーム１１との間に介装されている。なお、Ｅプレート２０ｅには、通路孔が設けられていない。

また、伝熱プレート２０には、四隅に流体Ｈ，Ｃの出入口となる通路孔２１〜２４が設けられ、中間部に伝熱部（採番せず）が設けられ、各伝熱プレート２０，２０間にガスケット１３０を介装することで、例えば左側上、下の通路孔２１，２２と伝熱部とが連通し、かつ、右側上、下の通路孔２３，２４が伝熱部に開口しないように、あるいは、その逆になるようにされている。

ガスケット１３０は、各伝熱プレート２０の外周部（外周縁に沿った内側）を囲む流路形成用ガスケット１３１と通路孔２１〜２４の周囲を囲む連通路形成用ガスケット１３２とを別体又は図示しない一体に形成したものとされている。

そして、プレート式熱交換器は、右側上下の連通路形成用ガスケット１３２，１３２が右側上下の通路孔２３，２４を囲むことで、左側上下の通路孔２１，２２及び第１流路１から遮断された連通路３，３を設けている。また、プレート式熱交換器は、流路形成用ガスケット１３１が左側上下の通路孔２１，２２と伝熱部とを囲むことで高温流体Ｈが流通する第１流路１を設けている。

また、プレート式熱交換器は、左側上下の連通路形成用ガスケット１３２，１３２が左側上下の通路孔２１，２２を囲むことで、右側上下の通路孔２３，２４及び第２流路２から遮断された連通路３，３を設けている。また、プレート式熱交換器は、流路形成用ガスケット１３１が右側上下の通路孔２３，２４と伝熱部とを囲むことで低温流体Ｃが流通する第２の流路２を設けている。

したがって、図９において、高温流体Ｈが左上の通路孔２１から第１流路１内を下向きに流通して左下の通路孔２２から排出され、低温流体Ｃが右下の通路孔２４から第２流路２内を上向きに流通して右上の通路孔２３から排出されることで、両流体Ｈ，Ｃが熱交換される。

なお、流路形成用ガスケットと連通路形成用ガスケットとを一体化したガスケットが伝熱プレート間に介装されたプレート式熱交換器において、伝熱部と通路孔との境界部分に流路形成用ガスケットの一部分と連通路形成用ガスケットの一部分とを並列させて介装した二重（２本）ガスケットを有するプレート式熱交換器が特許文献１に記載されている。このプレート式熱交換器は、二重ガスケットが接着剤を使用しないで伝熱プレートに固着され、他の部分のガスケットが接着剤を使用して伝熱プレートに接着されることを特徴としている。

そして、二重ガスケットは、積層される伝熱プレート間の空間に１枚おき（交互）に介装されることで、二重ガスケットがなく伝熱部と通路孔とを連通させる流路が形成されている。この二重ガスケットが介装されていない部分の伝熱プレートは、内圧によって変形しやすくなっているが、二重ガスケットが接着剤によって伝熱プレートに接着されていないことにより、プレート式熱交換器の耐圧性を向上させている。

日本国特開平９−７２６８６号公報

しかしながら、上記図８及び図９に示した従来のプレート式熱交換器においては、下記のような問題があった。

プレート式熱交換器は、組み立てられた直後の試運転段階で、流体Ｈ，Ｃがガスケット１３０から漏洩することがある。例えば、ガスケット１３０の製造時の異物混入や接合不良に伴う亀裂や物性異常によって、あるいは、ガスケット１３０が高温流体Ｈに加熱されたり加圧されたりして位置ずれすることによって、あるいは、ガスケット１３０が異物を噛み込むなど装着不良によって、ガスケット１３０の膨潤によって、流体Ｈ，Ｃがガスケット１３０から漏洩する。このような流体Ｈ，Ｃの漏洩は、プレート式熱交換器を設置した初期段階で発生し、しかも、漏れ量が多いことから、容易に検知することができる。

しかし、特に高温流体Ｈを流通させるガスケット１３０は、内側が高温流体Ｈに触れ、外側が大気に触れることから、経年劣化のためにヘタリが増加することによって、また、熱負荷環境下での酸化劣化のために亀裂が生じることによって、高温流体Ｈがガスケット１３０から漏洩することがある。

そして、ガスケット１３０の品質、プレート式熱交換器が設置される環境、さらに、運転条件が異なることから、流体Ｈ，Ｃが漏洩する発生時期を予測することは困難であるだけでなく、漏洩量が滲み漏れ程度の僅少であることから、流体Ｈ，Ｃの漏洩をタイムリーに検知することも困難になっている。さらに、高温流体Ｈが危険な薬液である場合には、プレート式熱交換器から漏洩した高温流体Ｈが外部に流出すると、二次災害を起こすことがある。

流体Ｈ，Ｃが外部に漏洩しないように、ガスケット１３０を早めに交換すると、ランニングコストがアップする。また、プレート式熱交換器全体を水密性の高いシートなどで覆ったり、積層された伝熱プレート間の外周縁部の隙間にゴムなどを挿し込んだりすることにより、高温流体Ｈが外部に流出しないようにする方法も考えられるが、このような方法は、コスト面や品質面に問題があることから採用されていない。

また、特許文献１に記載されたプレート式熱交換器は、伝熱部と通路孔との境界部分に流路形成用ガスケットの一部分と連通路形成用ガスケットの一部分とが二重にされている。しかし、高温流体が流通する流路形成用ガスケットは、二重にされていないため、この流路形成用ガスケットの酸化劣化が進行するなどによって、高温流体が早期に外部に漏洩することがある。

そこで、本発明は、ガスケット劣化による高温流体の漏洩を、高温流体が外部へ漏洩することなく容易に検知することができるようにしたプレート式熱交換器を提供することを課題とする。

本発明に係るプレート式熱交換器は、複数の通路孔を形成した伝熱プレートが起立した状態で複数枚積層され、隣り合う各伝熱プレートの外周部間に流路形成用ガスケットが介装されることで、伝熱プレートを境にして高温流体を流通させる第１流路と、低温流体を流通させる第２流路とが交互に形成され、前記通路孔を囲む連通路形成用ガスケットが隣り合っている伝熱プレート間に介装されることで、流体を第１流路に流入出させる連通路と第２流路に流入出させる連通路とが形成され、第１流路、第２流路又は連通路から漏洩した流体を排出するための排液孔が伝熱プレートの下部に形成され、該排液孔が複数のガスケットに囲まれることによって、第１流路、第２流路又は連通路から隔絶した漏液流路又は漏液収集部が形成され、前記漏液流路又は漏液収集部は、伝熱プレートにおける上部から下部まで連続して存在し、前記漏液流路又は漏液収集部内に不活性ガスを供給するための給気孔が伝熱プレートの上部に形成され、前記排液孔は、前記漏液流路又は漏液収集部の下部に配置され、前記給気孔は、前記漏液流路又は漏液収集部の上部に配置される。

ここで、本発明に係るプレート式熱交換器の一態様として、前記第１流路を形成する第１流路形成用ガスケットの全周が外周ガスケットによって囲まれ、前記漏液流路は、前記第１流路形成用ガスケットと外周ガスケットとの間に形成されている構成を採用することができる。

また、本発明に係るプレート式熱交換器の他態様として、前記第２流路を形成する第２流路形成用ガスケットと局部ガスケットとによって前記連通路形成用ガスケットが囲まれ、前記漏液収集部は、前記連通路形成用ガスケットと第２流路形成用ガスケットと局部ガスケットとの間に形成されている構成を採用することができる。

また、本発明に係るプレート式熱交換器のさらに異なる態様として、前記連通路形成用ガスケットは、内側ガスケット部材と外側ガスケット部材の二重ガスケットとされ、前記排液孔が該内側ガスケット部材と外側ガスケット部材との間に形成され、内側ガスケット部材と外側ガスケット部材との間が漏液流路とされ、該漏液流路と隣り合って第１流路又は第２流路に露出する排液孔が環状ガスケットによって繋がれている構成を採用することができる。

また、本発明に係るプレート式熱交換器のさらに異なる態様として、前記複数積層された伝熱プレートを挟む固定フレーム又は移動フレームに前記排液孔と連続する排液路が形成され、該排液路に排液用ノズルが取り付けられ、該排液用ノズルに流体を検知するセンサが接続されている構成を採用することができる。

また、本発明に係るプレート式熱交換器のさらに異なる態様として、前記通路孔は、伝熱プレートの各隅部に形成されている構成を採用することができる。

また、本発明に係るプレート式熱交換器のさらに異なる態様として、前記通路孔は、伝熱プレートの長さ方向に概ね１列に形成されている構成を採用することができる。

本発明に係るプレート式熱交換器の第１の実施形態の要部を示す概略分解斜視図である。 本発明に係るプレート式熱交換器の第１の実施形態を示す概略斜視図である。 本発明に係るプレート式熱交換器の第２の実施形態の要部を示す概略分解斜視図である。 本発明に係るプレート式熱交換器の第３の実施形態の要部を示す概略分解斜視図である。 本発明に係るプレート式熱交換器の第３の実施形態を示す左上部の要部拡大正面図である。 本発明に係るプレート式熱交換器の第３の実施形態を示し、図５ＡのＶ−Ｖ線での拡大断面図である。 本発明に係るプレート式熱交換器の第３の実施形態を示し、図５ＡのＶ−Ｖ線での拡大断面図である。 本発明に係るプレート式熱交換器の第３の実施形態を示す左下部の要部拡大正面図である。 本発明に係るプレート式熱交換器の第３の実施形態を示し、図６ＡのＶＩ−ＶＩ線での拡大断面図である。 本発明に係るプレート式熱交換器の第３の実施形態を示し、図６ＡのＶＩ−ＶＩ線での拡大断面図である。 本発明に係るプレート式熱交換器の第４の実施形態の要部を示す概略分解斜視図である。 従来のプレート式熱交換器を示す概略斜視図である。 従来のプレート式熱交換器を示す概略分解斜視図である。

〔実施形態１〕
本発明に係るプレート式熱交換器の第１の実施形態について図１及び図２を参照しながら説明する。ただし、従来と同一部分は、同一符号を付して説明する。なお、以下の説明において記述する上下左右など位置は各実施形態の一例であって、実際の使用態様において、異なる位置となる場合があることはいうまでもない。

第１の実施形態のプレート式熱交換器は、図１に示すように、従来と同様、伝熱プレート２０と伝熱プレート２０との間に第１流路１と第２流路２とを交互に形成し、第１流路１に高温流体Ｈを流通させ、第２流路２に低温流体Ｃを流通させる装置である。すなわち、伝熱プレート２０を境にして、高温流体Ｈを流通させる第１流路１と低温流体Ｃを流通させる第２流路２とが交互に形成されている。

第１流路１は、第１流路形成用ガスケット３１ａが伝熱プレート２０の左側上下の通路孔２１，２２及び伝熱部を（図面では台形状に）囲むことで形成される。そして、この伝熱プレート２０の右側上下の通路孔２３，２４をそれぞれ低温流体連通路形成用ガスケット３２ｃ，３２ｃが囲むことで、低温流体連通路３ｃ，３ｃが形成される。

この低温流体連通路形成用ガスケット３２ｃ，３２ｃは、第１流路１を形成する伝熱プレート２０，２０間に介装されることによって、低温流体Ｃが第１流路１を形成する伝熱プレート２０，２０間に流入することなく、第２流路２内に下側から供給され、また、第２流路２の上側から排出される。

そして、第１流路形成用ガスケット３１ａの全周及び二つの低温流体連通路形成用ガスケット３２ｃ，３２ｃは、伝熱プレート２０の外周縁に沿って介装された外周ガスケット３３によって囲まれ、第１流路形成用ガスケット３１ａ及び二つの低温流体連通路形成用ガスケット３２ｃ，３２ｃと外周ガスケット３３との間に漏液流路４が設けられている。

そして、第２流路２は、第２流路形成用ガスケット３１ｂが前記伝熱プレート２０と隣り合っている伝熱プレート２０の右側上下の通路孔２３，２４及び伝熱部を（図面では台形状に）囲むことで形成される。また、この伝熱プレート２０の左側上下の通路孔２１，２２をそれぞれ高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈが囲むことで、高温流体連通路３ｈ，３ｈが形成される。

この高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈが第２流路２を形成する伝熱プレート２０間に介装されることによって、高温流体Ｈが第２流路２を形成する伝熱プレート２０，２０間に流入することなく、第１流路１内に上側から供給され、また、第１流路１の下側から排出される。

そして、高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈは、局部ガスケット３４と第２流路形成用ガスケット３１ｂの一部（図面では高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈに近接して傾斜している部分）に囲まれ、これらのガスケット３２ｈ，３４，３１ｂの間に高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈから漏洩した高温流体Ｈｍを収集する第１，第２の漏液収集部５ａ，５ｂが（図面では三角形状に）設けられている。

また、第１の漏液収集部５ａの下端部には、第１漏液収集部５ａ内に漏洩した高温流体Ｈｍを前記漏液流路４内に排出するための排液孔（以下、「第１の排液孔」という。）６ａが伝熱プレート２０を貫通して形成されている。

そして、漏液流路４の下端部には、漏液流路４内を流れ落ちてきた高温流体Ｈｍを排出するための排液孔（以下、「第２の排液孔」という。）６ｂが形成されている。第２の排液孔６ｂは、伝熱プレート２０を貫通し、伝熱プレート２０を介して隣り合っている漏液流路４と第２の漏液収集部５ｂとに連通する。

したがって、第２の排液孔６ｂは、隣り合っている伝熱プレート２０，２０，…間で連続する。また、第２の排液孔６ｂが連続するように、漏洩した高温流体Ｈｍが流れる排液路（採番せず）が設けられている。また、固定フレーム１１には、排液路に連続する排液孔（図示せず）が形成され、図２に示すように、この排液孔に排液用ノズル８が取り付けられている。

この排液用ノズル８には、漏洩した高温流体Ｈｍの温度、圧力、漏れ量、液成分などを必要に応じて検知するセンサ（図示せず）が必要に応じて、取り付けられている。なお、このセンサとしては、温度などを電気信号に変換するものを使用し、管理室に電気信号を送るシステムが構築されてもよい。

さらに、第１漏液収集部５ａ内には、漏液流路４に連通する第３流体供給孔７が伝熱プレート２０を貫通して形成されている。この第３流体供給孔７は、隣り合っている伝熱プレート２０，２０間に形成されている漏液流路４と第１漏液収集部５ａが重なる部位、したがって伝熱プレート２０の上部に形成されている。そして、固定フレーム１１にも第３流体供給孔（図示せず）が形成され、図２に示すように、この第３流体供給孔７に第３流体供給用ノズル９が取り付けられている。

この第３流体供給用ノズル９から、第３流体供給孔７を通過して漏液流路４及び第１，第２漏液収集部５ａ，５ｂ内に窒素などの不活性ガスや純水などの流体が供給され、この空間内に初期において存在する空気中の酸素をなくし、各ガスケット３１ａ，３２ｈ，３２ｃの全域と、各ガスケット３１ｂ，３３，３４の内側が酸化しないようにしている。この第３流体供給孔７は、伝熱プレート２０が上下反転して組み立てられたときに、第２の排液孔６ｂとして使用することができる位置に形成される。

このように伝熱プレート２０に第１，第２の排液孔６ａ，６ｂを形成し、第１，第２の漏液収集部５ａ，５ｂを設けた第１の実施形態のプレート式熱交換器にあっても、高温流体Ｈが第１流路１を流通し、低温流体Ｃが第２流路２を流通することで、両流体Ｈ，Ｃが熱交換される。

そして、この第１の実施形態におけるプレート式熱交換器は、第１流路１や高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈが高温流体Ｈに触れ、熱負荷環境下で劣化したときに、漏洩した高温流体Ｈｍを検知することで、高温流体Ｈｍの漏洩が発生したと容易に判断することができる。

すなわち、第１流路形成用ガスケット３１ａが劣化すると、高温流体Ｈｍが第１流路形成用ガスケット３１ａから漏液流路４内に漏出する。また、高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈが劣化すると、漏洩した高温流体Ｈｍが高温流体連通路３ｈ内から第１の漏液収集部５ａ内に形成された第１の排液孔６ａを通って漏液流路４内に漏出する。

そして、この漏液流路４内に漏出した高温流体Ｈｍは、第２の排液孔６ｂ、排液路を通って排液用ノズル８から排出される。したがって、排液用ノズル８からこの高温流体Ｈｍが排出されていることを検知することで、第１流路形成用ガスケット３１ａ又は高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈが劣化し、高温流体Ｈｍの漏洩が発生したと判断することができる。

なお、第３流体供給用ノズル９から純水が常時供給される場合は、排液用ノズル８から純水が常時排出される。純水と漏洩した高温流体Ｈｍとは、センサによって識別することができるため、排液用ノズル８から高温流体Ｈｍが排出されていることを検知することで、第１流路形成用ガスケット３１ａ又は高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈが劣化し、高温流体Ｈｍの漏洩が発生したと判断することができる。

〔実施形態２〕
次に、本発明に係るプレート式熱交換器の第２の実施形態について図３を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態と同一部分は、同一符号を付して説明する。

第２の実施形態のプレート式熱交換器は、第１の実施形態において説明したように、伝熱プレート２０の外周縁に沿って外周ガスケット３３を介装した構成となっている。この外周ガスケット３３が第１流路形成用ガスケット３１ａの全周及び二つの低温流体連通路形成用ガスケット３２ｃ，３２ｃを囲み、漏液流路４を設けるだけでなく、第２流路形成用ガスケット３１ｂの全周及び二つの高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈ，３２ｈを囲って漏液流路４を設けている。

すなわち、第２の実施形態のプレート式熱交換器における第２流路形成用ガスケット３１ｂが伝熱プレート２０の右側上下の通路孔２３，２４及び伝熱部を（図面では台形状に）囲むことで、第２流路２が形成されている。また、高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈ，３２ｈが左側上下の通路孔２１，２２を囲むことで、高温流体連通路３ｈが形成されている。そして、第２流路形成用ガスケット３１ｂ及び二つの高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈ，３２ｈと外周ガスケット３３との間に漏液流路４が設けられている。

したがって、第２の実施形態では、第１の実施形態のような第１，第２の漏液収集部５ａ，５ｂが設けられておらず、第１流路形成用ガスケット３１ａと第２流路形成用ガスケット３１ｂとが左右対称の形状とされ、低温流体連通路形成用ガスケット３２ｃ，３２ｃと高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈ，３２ｈが左右対称に介装される。

ただし、第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様、漏液流路４の下部に伝熱プレート２０を貫通する排液孔６が形成され、漏液流路４の上部に伝熱プレート２０を貫通する第３流体供給孔７が形成されている。排液孔６及び第３流体供給孔７は、漏液流路４内の任意の位置に複数形成することができるが、伝熱プレート２０が上下反転して組み立てられたときに、排液孔６と第３流体供給孔７とを共用できるように、水平方向の中心軸を対称軸として上下対象に形成することが好ましい。

また、排液孔６は、隣り合っている伝熱プレート２０，２０，…間で、漏洩した高温流体Ｈｍが流れる排液路（採番せず）を構成する。そして、第３流体供給孔７は、隣り合っている伝熱プレート２０，２０，…間で、漏洩した高温流体Ｈｍが流れる第３流体供給路（採番せず）を構成する。

そして、図示しないが、第１の実施形態と同様、固定フレーム１１にも、排液路と第３流体供給路とにそれぞれ連続する排液孔と第３流体供給孔が形成され、それぞれ、排液用ノズルと第３流体供給用ノズルが取り付けられる。排液孔と第３流体供給孔が複数形成されても、排液用ノズルと給気用ノズルは一つずつ取り付けられてもよい。

この第２の実施形態におけるプレート式熱交換器も、高温流体Ｈが第１流路１を流通し、低温流体Ｃが第２流路２を流通することで、両流体Ｈ，Ｃが熱交換される。そして、第１流路形成用ガスケット３１ａや高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈが高温流体Ｈに触れ、熱負荷環境下で劣化したときに、漏洩した高温流体Ｈｍを検知することで、高温流体Ｈｍの漏洩が発生したと容易に判断することができる。

すなわち、第１流路形成用ガスケット３１ａや高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈが高温流体Ｈに触れることで劣化し、高温流体Ｈｍが第１流路形成用ガスケット３１ａや高温流体連通路形成用ガスケット３２から漏液流路４内に流れ落ちると、この漏洩した高温流体Ｈｍは、排液孔６、排液路を通って排液用ノズルから排出される。この排出された高温流体Ｈｍを検知することで、第１流路形成用ガスケット３１ａや高温流体連通路形成用ガスケット３２の劣化により高温流体Ｈｍの漏洩が発生したと判断することができる。

なお、給気用ノズルから窒素などの不活性ガス又は純水が供給されることで、漏液流路４内に初期において存在する空気をなくし、各ガスケット３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｃ，３２ｈ，３３が酸化しないようにされている。純水が常時供給されても、排液孔６から流出する漏洩した高温流体Ｈｍは、センサによって識別して検出することができる。

〔実施形態３〕
次に、本発明に係るプレート式熱交換器の第３の実施形態について図４ないし図６を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態及び第２の実施形態と同一部分は、同一符号を付して説明する。また、図５Ｂ，図５Ｃは、固定フレーム１１とＤプレート２０ｄとの間に介装された二重のＤガスケット４１，４２が連通孔２１を囲み、図６Ｂ，図６Ｃは、固定フレーム１１とＤプレート２０ｄとの間に介装された二重のＤガスケット４１，４２が連通孔２２を囲んだ状態をも示している。

第３の実施形態におけるプレート式熱交換器は、第２の実施形態のプレート式熱交換器のように、伝熱プレート２０，２０の外周に沿って介装される外周ガスケット３３が第１流路形成用ガスケット３１ａと二つの低温流体連通路形成用ガスケット３２ｃ，３２ｃとを囲み、隣り合っている伝熱プレート２０，２０間に介装される外周ガスケット３３が第２流路形成用ガスケット３１ｂ及び二つの高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈ，３２ｈを囲っている。

そして、第３の実施形態にあっては、低温流体連通路形成用ガスケット３２ｃ、高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈがともに内側ガスケット部材３２ｃ’、３２ｈ’と外側ガスケット部材３２ｃ”、３２ｈ”の二重ガスケットとされ、両ガスケット部材３２ｃ’，３２ｃ”、３２ｈ’，３２ｈ”の間に低温流体排液孔５ｃ、高温流体排液孔５ｈが伝熱プレート２０を貫通するように形成されている。この低温流体排液孔５ｃ、高温流体排液孔５ｈは、各通路孔２１〜２４の下側に形成される。

したがって、低温流体排液孔５ｃが第２流路２内において露出しないように、第２流路２を形成する伝熱プレート２０，２０間に介装される環状ガスケット３５ｃによって低温流体排液孔５ｃ，５ｃが繋がれている。また、高温流体排出孔５ｈが第１流路１内において露出しないように、第１流路１を形成する伝熱プレート２０，２０間に介装される環状ガスケット３５ｈによって高温流体排出孔５ｈ，５ｈが繋がれている。

そして、外周ガスケット３３の内側に形成される漏液流路４の下部には、高温流体漏洩検知用排液孔５ｄと低温流体漏洩検知用排液孔５ｅが形成されている。高温流体漏洩検知用排液孔５ｄは、図６に示すように、第１流路形成用ガスケット３１ａの下側部分又は下側の外側ガスケット部材３２ｈ”を挟んで高温流体排液孔５ｈと並列される。また、低温流体漏洩検知用排液孔５ｅは、第２流路形成用ガスケット３１ｂの下側部分又は下側の外側ガスケット部材３２ｃ”を挟んで低温流体排液孔５ｃと並列される。

そして、このプレート式熱交換器における各排液孔５ｈ，５ｃは、環状ガスケット３５ｈ，３５ｃによって繋がれている。すなわち、環状ガスケット３５ｈ，３５ｃは、隣り合っている伝熱プレート２０と伝熱プレート２０との間に挟まれ、第１流路１、第２流路２から各排液孔５ｈ，５ｃを隔絶している。

そして、各排液孔５ｃ，５ｈ，５ｄ，５ｅは、隣り合っている伝熱プレート２０，２０間に介装される環状ガスケット３５ｃ，３５ｈによって排液路５ｖを形成している。そして、この排液路５ｖに連続して固定フレーム１１に排液用ノズル８，８が取り付けられている。この排液用ノズル８，８にも、図示しないが、センサが取り付けられてもよい。

このような第３の実施形態におけるプレート式熱交換器においても、高温流体Ｈが第１流路１を流通し、低温流体Ｃが第２流路２を流通することで、両流体Ｈ，Ｃが熱交換される。そして、第１流路形成用ガスケット３１ａや高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈが高温流体Ｈに触れ、熱負荷環境下で劣化したときに、漏洩した高温流体Ｈｍを検知することで、高温流体Ｈｍの漏洩が発生したと容易に判断することができる。

例えば、第１流路形成用ガスケット３１ａが劣化し、図４に示すように、第１流路１から漏液流路４内に高温流体Ｈｍが漏出すると、この漏洩した高温流体Ｈｍは、高温流体漏洩検知用排液孔５ｄを通って排液用ノズル８から排出される。この漏洩した高温流体Ｈｍは、環状ガスケット３５ｅに囲まれた低温流体漏洩検知用排液孔５ｅ内に流入しないため、排液用ノズル８から流出した高温流体Ｈｍを検知することで、第１流路形成用ガスケット３１ａが劣化し、高温流体Ｈｍの漏洩が発生していると判断することができる。

また、図５Ｃに示すように、高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈの内側ガスケット部材３２ｈ’が劣化し、あるいは、図５Ｂに示すように、高温流体排出孔５ｈを囲っている環状ガスケット３５ｈが劣化し、高温流体Ｈｍが漏洩すると、漏洩した高温流体Ｈｍが排液用ノズル８から排出される。

また、図６Ｂに示すように、環状ガスケット３５ｈ又は高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈの内側ガスケット部材３２ｈ’が劣化し、あるいは、図６Ｃに示すように、第１流路形成用ガスケット３１ａが劣化すると、漏洩した高温流体Ｈｍが排液用ノズル８から排出され、環状ガスケット３５ｈ又は内側ガスケット部材３２ｈ’が劣化し、高温流体Ｈｍの漏洩が発生していると判断することができる。

〔実施形態４〕
次に、本発明に係るプレート式熱交換器の第４の実施形態について図７を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態ないし第３の実施形態と同一部分は、同一符号を付して説明する。

第４の実施形におけるプレート式熱交換器では、通路孔２１〜２４が上下方向に概ね１列（正確な１列を含む。）に配列されている。そして、高温流体Ｈが流通する第１流路１は、内側の二つの通路孔２１，２２を囲み、かつ、外側の二つの通路孔２３，２４を囲まない第１流路形成用ガスケット３１ａによって形成される。また、低温流体Ｃが流通する第２流路２は、四つの通路孔２１〜２４を囲む第２流路形成用ガスケット３１ｂによって形成される。

そして、第１流路形成用ガスケット３１ａの外側に位置している外側の二つの通路孔２３，２４は、それぞれ低温流体連通路形成用ガスケット３２ｃ，３２ｃに囲まれ、低温流体連通路３ｃを形成している。両低温流体連通路形成用ガスケット３２ｃとも、通路孔２３，２４を囲む内側ガスケット部材３２ｃ’と、この内側ガスケット部材３２ｃ’を囲む外側ガスケット部材３２ｃ”の二重ガスケットとされている。この低温流体連通路形成用ガスケット３２ｃの内側ガスケット部材３２ｃ’内に低温流体Ｃが流れる低温流体連通路３ｃが形成されている。

また、この内側ガスケット部材３２ｃ’と外側ガスケット部材３２ｃ”との間には、低温流体漏洩検知用排液孔５ｅが伝熱プレート２０を貫通するように形成されている。この低温流体漏洩検知用排液孔５ｅは、当然、第２流路２内にも形成されている。第２流路２内において、隣り合っている低温流体漏洩検知用排液孔５ｅ，５ｅが２枚の伝熱プレート２０，２０間に介装される環状ガスケット３５ｃによって繋がれている。

そして、第２流路２内の内側の二つの通路孔２１，２２は、それぞれ高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈ，３２ｈに囲まれ、高温流体連通路３ｈを形成している。両高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈとも、通路孔２１，２２を囲む内側ガスケット部材３２ｈ’と、この内側ガスケット部材３２ｈ’を囲む外側ガスケット部材３２ｈ”の二重ガスケットとされている。この高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈの内側ガスケット部材３２ｈ’内に高温流体Ｈが流れる高温流体連通路３ｈが形成される。

そして、この内側ガスケット部材３２ｈ’と外側ガスケット部材３２ｈ”との間には、高温流体漏洩検知用排液孔５ｄが形成されている。この高温流体漏洩検知用排液孔５ｄは、当然、第１の流路１内にも形成される。第１流路１内は、隣り合っている高温流体漏洩検知用排液孔５ｄ，５ｄが環状ガスケット３５ｃによって繋がれている。

そして、低温流体漏洩検知用排液孔５ｅと高温流体漏洩検知用排液孔５ｄに連続する連通孔（図示せず）が固定フレーム（図示せず）に形成され、この連通孔に排液用ノズル（図示せず）が取り付けられている。

この第４の実施形態におけるプレート式熱交換器も、高温流体Ｈが第１流路１を流通し、低温流体Ｃが第２流路２を流通することで、両流体Ｈ，Ｃが熱交換される。

そして、高温流体連通路３ｈ内を流通する高温流体Ｈによって、高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈの内側ガスケット部材３２ｈ’が劣化すると、高温流体Ｈｍが内側ガスケット部材３２ｈ’から漏出するものの、外側ガスケット部材３２ｈ”によって第２流路２内に漏出せず、漏洩した高温流体Ｈｍは環状ガスケット３５ｃ内を移動し、排液用ノズルから排出される。

また、低温流体連通路３ｃ内を流通する低温流体Ｃによって低温流体連通路形成用ガスケット３２ｃの内側ガスケット部材３２ｃ’が劣化すると、低温流体Ｃｍが内側ガスケット部材３２ｃ’から漏出するものの、外側ガスケット部材３２ｃ”によって外部に流出せず、漏洩した低温流体Ｃｍは、環状ガスケット３５ｃ内を移動し、排液用ノズルから排出される。

このように排液用ノズルから漏洩した高温流体Ｈｍや低温流体Ｃｍが排出されていることを検知することで、内側ガスケット部材３２ｈ’，３２ｃ’が劣化し、高温流体Ｈｍや低温流体Ｃｍの漏洩が発生していると判断することができる。

以上、上記本実施形態に係るプレート式熱交換器は、複数の通路孔２１，２２，２３，２４を形成した伝熱プレート２０が複数枚積層され、隣り合う各伝熱プレート２０の外周部間に流路形成用ガスケット３１ａ，３１ｂが介装されることで、伝熱プレート２０を境にして高温流体Ｈを流通させる第１流路１と、低温流体Ｃを流通させる第２流体２とが交互に形成され、前記通路孔２１，２２，２３，２４を囲む連通路形成用ガスケット３２ｃ，３２ｈが隣り合っている伝熱プレート２０間に介装されることで、流体Ｈ，Ｃを第１流路１に流入出させる連通路３と第２流路２に流入出させる連通路３とが形成され、第１流路１、第２流路２又は連通路３から漏洩した流体Ｈｍ，Ｃｍを排出するための排液孔５ｃ，５ｅ，５ｄ，５ｈ，６，６ａ，６ｂが伝熱プレート２０に形成され、該排液孔５ｃ，５ｅ，５ｄ，５ｈ，６，６ａ，６ｂが複数のガスケット３１ａ，３１ｂ，３２ｃ，３２ｈ，３３，３４，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｈに囲まれることによって、第１流路１、第２流路２又は連通路３から隔絶した漏液流路４又は漏液収集部５ａ，５ｂが形成されている。そのため、複数のガスケット３１ａ，３１ｂ，３２ｃ，３２ｈ，３３，３４，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｈによって、排液孔５ｃ，５ｅ，５ｄ，５ｈ，６，６ａ，６ｂを含む漏液流路４又は漏液収集部５ａ，５ｂが形成され、第１流路形成用ガスケット３１ａ、第２流路形成用ガスケット３１ｂ、連通路形成用ガスケット３２ｃ，３２ｈが熱負荷環境下で劣化し、流体Ｈ，Ｃが第１流路１、第２流路２、連通路３を形成しているガスケット３１ａ，３１ｂから漏洩すると、この流体Ｈ，Ｃが漏液流路４又は漏液収集部５ａ，５ｂから排液孔５ｃ，５ｅ，５ｄ，５ｈ，６，６ａ，６ｂ内に流れ、排液孔５ｃ，５ｅ，５ｄ，５ｈ，６，６ａ，６ｂから排出されることで、前記ガスケット劣化による高温流体Ｈの漏液を検知することができる。

また、本実施形態に係るプレート式熱交換器によれば、前記漏液流路４は、前記第１流路形成ガスケット３１ａを全周囲む外周ガスケット３３と、前記第１流路形成用ガスケット３１ａとの間に形成されている。これにより、外周ガスケット３３と第１流路形成用ガスケット３１ａとの間に漏液流路４が形成されるだけでなく、外周ガスケット３３によって第１流路形成用ガスケット３１ａの外側が大気に触れないようになることで、第１流路形成用ガスケット３１ａが劣化しにくいようにすることができる。

また、本実施形態に係るプレート式熱交換器によれば、前記漏液収集部５ａ，５ｂは、前記連通路形成用ガスケット３２ｃ，３２ｈを囲む前記第２流路形成用ガスケット３１ｂ及び局部ガスケット３４と、前記連通路形成用ガスケット３２ｃ，３２ｈとの間に形成されている。これにより、第２流路形成用ガスケット３１ｂと局部ガスケット３４が第１流路形成用ガスケット３１ａを囲むことで漏液収集部５ａ，５ｂが形成されるだけでなく、局部ガスケット３４によって第１流路形成用ガスケット３１ａの外側が大気に触れないようにすることで、第１流路形成用ガスケット３１ａが劣化しにくいようにすることができる。

また、本実施形態に係るプレート式熱交換器によれば、前記連通路形成用ガスケット３２ｃ，３２ｈは、内側ガスケット部材３２ｃ’，３２ｈ’と外側ガスケット部材３２ｃ”，３２ｈ”の二重ガスケットとされ、前記排液孔５ｃ，５ｅ，５ｄ，５ｈ，６，６ａ，６ｂが該内側ガスケット部材３２ｃ’，３２ｈ’と外側ガスケット部材３２ｃ”，３２ｈ”との間に形成され、内側ガスケット部材３２ｃ’，３２ｈ’と外側ガスケット部材３２ｃ”，３２ｈ”との間が漏液流路４とされ、該漏液流路４と隣り合って第１流路１又は第２流路２に露出する排液孔５ｃ，５ｅ，５ｄ，５ｈ，６，６ａ，６ｂが環状ガスケット３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｈによって繋がれている。そのため、連通路形成用ガスケット３２ｃ，３２ｈが内側ガスケット部材３２ｃ’，３２ｈ’と外側ガスケット部材３２ｃ”，３２ｈ”の二重ガスケットとされることにより、内側ガスケット部材３２ｃ’，３２ｈ’が劣化して、連通路３内の流体が内側ガスケット部材３２ｃ’，３２ｈ’から漏出したとしても、外側ガスケット部材３２ｃ”，３２ｈ”から漏出せず、排液孔５ｃ，５ｅ，５ｄ，５ｈ，６，６ａ，６ｂから漏液流路４へ排出することができる。そして、隣り合っている第１流路１又は第２流路２内では、環状ガスケット３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｈによって排液孔５ｃ，５ｅ，５ｄ，５ｈ，６，６ａ，６ｂが繋がれていることにより、内側ガスケット部材３２ｃ’，３２ｈ’から漏出した流体が第１流路１又は第２流路２内に流入しないようにされている。

また、本実施形態に係るプレート式熱交換器によれば、前記漏液流路４又は漏液収集部５ａ，５ｂ内に第３の流体を供給するための流体供給孔７が前記伝熱プレート２０に形成されている。そのため、第３の流体が流体供給孔７から漏液流路４や漏液収集部５ａ，５ｂ内に供給されることによって、漏液流路４や漏液収集部５ａ，５ｂ内において初期に存在する空気中の酸素をなくすことができる。なお、第３の流体としては、窒素などの不活性ガスや純水などを使用することができる。

また、本実施形態に係るプレート式熱交換器によれば、前記複数積層された伝熱プレート２０を挟む固定フレーム１１又は移動フレーム１２に前記排液孔５ｃ，５ｅ，５ｄ，５ｈ，６，６ａ，６ｂと連続する排液路５ｖが形成され、該排液路５ｖに排液用ノズル８が取り付けられ、該排液用ノズル８に流体を検知するセンサが接続されている。これにより、排液用ノズル８から流体が漏れていることをセンサによって検知することができる。センサは、例えば、漏れている流体の温度、圧力、漏れ量、成分のいずれか又は全てを正確に検知することにより、的確な善後策をとることができる。

また、本実施形態に係るプレート式熱交換器によれば、前記通路孔２１，２２，２３，２４は、伝熱プレート２０の各隅部に形成されている。これにより、例えば、ある伝熱プレート２０において、左上の通路孔２１が高温流体Ｈの入口とされ、左下の通路孔２２が高温流体Ｈの出口とされることで、高温流体Ｈがこの伝熱プレート２０の上部から下部に流通し、そして、隣り合っている伝熱プレート２０において、右下の通路孔２４が低温流体Ｃの入口とされ、右上の通路孔２３が低温流体Ｃの出口とされることで、低温流体Ｃが伝熱プレート２０の下部から上部に流通し、高温流体Ｈと低温流体Ｃを効率的に熱交換することができる。

また、本実施形態４に係るプレート式熱交換器によれば、前記通路孔２１，２２，２３，２４は、伝熱プレート２０の長さ方向に概ね１列に形成されている。これにより、内上側、内下側、外下側、外上側に通路孔２１，２２，２４，２３が１列に形成され、例えば、ある伝熱プレート２０において、内上側の通路孔２１が高温流体Ｈの入口とされ、内下側の通路孔２２が高温流体Ｈの出口とされることで、高温流体Ｈがこの伝熱プレート２０内側上部から内側下部に流通し、そして、隣り合っている伝熱プレート２０において、外下側の通路孔２４が低温流体Ｃの入口とされ、外上側の通路孔２３が低温流体Ｃの出口とされることで、低温流体Ｃが伝熱プレート２０の外側下部から外側上部に流通し、高温流体Ｈと低温流体Ｃを効率的に熱交換することができる。なお、概ね１列には、正確な１列が含まれる。

〔その他の実施形態〕
本発明は、前記の実施形態に限定することなく、種々変更することができる。例えば、第１，第２の実施形態においても、低温流体連通路形成用ガスケット３２ｃや高温流体連通路形成用ガスケット３２ｈも二重ガスケットを採用してもよい。また、第３，第４の実施形態における低温流体連通路形成用ガスケット３２ｃは、一重ガスケットとしてもよい。また、低温流体漏洩検知用排液孔５ｅと高温流体漏洩検知用排液孔５ｄに連続する連通孔は、固定フレームでなく、移動フレームに設けられてもよい。

１……………第１流路
２……………第２流路
３……………連通路
３ｃ…………低温流体連通路
３ｈ…………高温流体連通路
４……………漏液流路
５ａ…………第１漏液収集部
５ｂ…………第２漏液収集部
５ｃ，５ｅ…低温流体漏洩検知用排液孔
５ｄ，５ｈ…高温流体漏洩検知用排液孔
５ｖ…………排液路
６，６ａ，６ｂ…排液孔
７……………流体供給孔
８……………排液用ノズル
９……………流体供給用ノズル
１１…………固定フレーム
１２…………移動フレーム
２０…………伝熱プレート
２１，２２，２３，２４…通路孔
３１ａ………第１流路形成用ガスケット
３１ｂ………第２流路形成用ガスケット
３２ａ………内側ガスケット部材
３２ｂ………流路形成用ガスケット
３２ｃ………低温流体連通路形成用ガスケット
３２ｃ’……内側ガスケット部材
３２ｃ”……外側ガスケット部材
３２ｈ………高温流体連通路形成用ガスケット
３２ｈ’……内側ガスケット部材
３２ｈ”……外側ガスケット部材
３３…………外周ガスケット
３４…………局部ガスケット
３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｈ……環状ガスケット
Ｃ……………低温流体
Ｃｍ…………漏洩した低温流体、及び、漏洩しそうな低温流体
Ｈ……………高温流体
Ｈｍ…………漏洩した高温流体、及び、漏洩しそうな高温流体

Claims (7)

1. 複数の通路孔を形成した伝熱プレートが起立した状態で複数枚積層され、
   隣り合う各伝熱プレートの外周部間に流路形成用ガスケットが介装されることで、伝熱プレートを境にして高温流体を流通させる第１流路と、低温流体を流通させる第２流路とが交互に形成され、
   前記通路孔を囲む連通路形成用ガスケットが隣り合っている伝熱プレート間に介装されることで、流体を第１流路に流入出させる連通路と第２流路に流入出させる連通路とが形成され、
   第１流路、第２流路又は連通路から漏洩した流体を排出するための排液孔が伝熱プレートの下部に形成され、
   該排液孔が複数のガスケットに囲まれることによって、第１流路、第２流路又は連通路から隔絶した漏液流路又は漏液収集部が形成され、
   前記漏液流路又は漏液収集部は、伝熱プレートにおける上部から下部まで連続して存在し、
   前記漏液流路又は漏液収集部内に不活性ガスを供給するための給気孔が伝熱プレートの上部に形成され、
   前記排液孔は、前記漏液流路又は漏液収集部の下部に配置され、
   前記給気孔は、前記漏液流路又は漏液収集部の上部に配置される、
   プレート式熱交換器。
2. 前記第１流路を形成する第１流路形成用ガスケットの全周が外周ガスケットによって囲まれ、前記漏液流路は、前記第１流路形成用ガスケットと外周ガスケットとの間に形成されている請求項１に記載のプレート式熱交換器。
3. 前記第２流路を形成する第２流路形成用ガスケットと局部ガスケットとによって前記連通路形成用ガスケットが囲まれ、前記漏液収集部は、前記連通路形成用ガスケットと第２流路形成用ガスケットと局部ガスケットとの間に形成されている請求項１に記載のプレート式熱交換器。
4. 前記連通路形成用ガスケットは、内側ガスケット部材と外側ガスケット部材の二重ガスケットとされ、前記排液孔が該内側ガスケット部材と外側ガスケット部材との間に形成され、内側ガスケット部材と外側ガスケット部材との間が漏液流路とされ、該漏液流路と隣り合って第１流路又は第２流路に露出する排液孔が環状ガスケットによって繋がれている請求項１ないし３のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
5. 前記複数積層された伝熱プレートを挟む固定フレーム又は移動フレームに前記排液孔と連続する排液路が形成され、該排液路に排液用ノズルが取り付けられ、該排液用ノズルに流体を検知するセンサが接続されている請求項１ないし４のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
6. 前記通路孔は、伝熱プレートの各隅部に形成されている請求項１ないし５のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
7. 前記通路孔は、伝熱プレートの長さ方向に概ね１列に形成されている請求項１ないし５のいずれか一項に記載のプレート式熱交換器。
   

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