(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレート集合体（１）は、密閉容器（２）内に配置され、そして、該プレート集合体は、互いに平行に積層された金属プレート（３）からなり、第一の流体が加圧されて循環する第一循環路（Ａ）と、第二の流体が、加圧されて循環する第二循環路（Ｂ）とを形成し、第一の流体は、第二の流体の圧力より高い圧力とされているプレート式熱交換器のプレート集合体（１）への圧力付与装置であって、
圧力付与装置は、前記密閉容器（２）を、同密閉容器（２）に連続的に第一の流体を供給する供給部（１０）へ連結するための第一導管（１５）と、
前記密閉容器（２）を、同密閉容器（２）に第二の流体を供給する供給部（１２）へ連結するための第二の導管（１６）と、
前記第一の流体の供給が停止された場合に、前記密閉容器（２）へ第二の流体が供給されるように前記第二の流体の流れを制御する制御手段（２０）と、
を有して構成されることを特徴とするプレート式熱交換器等のプレート集合体への圧力付与装置。
【請求項２】
制御手段（２０）は、密閉容器（２）を第一の流体の供給部（１０）と連結するための第一の導管（１５）に設置された逆止弁（２１）と、
密閉容器（２）を第二の流体の供給部（１２）に連結するための第二の導管（１６）に設置された制御弁（２２）とからなることを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器等のプレート集合体への圧力付与装置。
【請求項３】
制御弁（２２）は、第二の流体の圧力より有意な程度に低い密閉容器（２）内の圧力で、開放することを特徴とする請求項２に記載のプレート式熱交換器等のプレート集合体への圧力付与装置。
【請求項４】
制御手段（２０）は、第一の連結導管（１５）を第二の連結導管（１６）に接続し、さらに、第三の連結導管（１７）を経由して密閉容器（２）と結合する三方弁（２３）からなることを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器等のプレート集合体への圧力付与装置。
【請求項５】
三方弁（２３）は、第二流体の圧力より有意な程度に低い密閉容器（２）内の圧力となった場合に、第一の流体を供給するための第一の連結導管（１５）の閉止、および第二の流体を供給する第二の連結導管（１６）の開放の調節を行うことを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器等のプレート集合体への圧力付与装置。
【請求項６】
制御手段（２０）は、収容槽（２）を第一流体の供給口（１０）に連結する第一導管（１５）に設置された逆止弁（２１）と、密閉容器（２）を第二流体の供給口（１２）と連結する第二導管（１６）に設置された破裂板（２４)からなることを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器等のプレート集合体への圧力付与装置。
【請求項７】
第一の流体は、例えば、低沸点の天然ガスまたは合成ガス等のガスからなることを特徴とする前記請求項１ないし請求項６の何れかに記載のプレート式熱交換器等のプレート集合体への圧力付与装置。
【請求項８】
第二の流体は、冷却ガスからなることを特徴とする請求項１ないし請求項６に記載のプレート式熱交換器等のプレート集合体への圧力付与装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プレート式熱交換器等のプレート集合体への圧力付与装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、低沸点の天然ガスあるいは合成ガスの液化といった応用分野において、次のような装置が知られている。すなわち、この液化装置では、高圧、低温下でガスを凝集し、次いで低温発生装置を通過させて高圧下での液化ガスの過冷却を行い、さらに、液化ガスを収集するため、例えば、低圧の収集器などの減圧装置内を連続的に通過させてガスを膨張させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
低温発生装置は、一般にコイル状に巻かれた冷却管の集合体からなるが、冷却管の集合体は大型であり、比較的設備コストが高いという欠点があった。
【０００４】
また、密閉容器内に配置されたプレート集合体を採用した装置も知られている。このプレート集合体は、互いに平行とされ、加圧されたガス用の第一循環路と、第一循環通路と並行して流れる加圧された液体用の第二循環路とを形成している積層されたプレートからなっている。
【０００５】
プレート集合体の損傷を避けるため、前記プレート集合体内に出現しうる最大圧力より高いかあるいは等しい外部からの圧力によるか、板材とタイロッドを組み合わせた機械的な圧力付与によるか、またはこれらの両者の組み合わせにより、プレート集合体はその動きが封じられなければならない。
【０００６】
それ故、すべての運転条件、すなわち、正常運転、運転立ち上げ、運転終了、そして例外的な場合の運転など、すべての運転条件を視野にいれて、プレート集合体の機械的挙動が保証されなければならない。
【０００７】
本発明の目的は、すべての運転条件の下で、プレート集合体の機械的挙動を保証することが可能なプレート集合体への圧力付与装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の主題は、プレート式熱交換器等のプレート集合体への圧力付与装置であって、プレート集合体は、密閉容器内に配置され、それらのプレートは互いに平行とされ、かつプレート集合体は、第一の流体が加圧下で循環するための循環路と、第二の流体が加圧下で循環する第二循環路を形成し、第一の流体は、第二の流体の圧力より高くされており、圧力付与装置は、密閉容器を、密閉容器に連続的に第一の流体を供給する供給部へ連結する第一の導管と、
前記密閉容器内に第二の流体を供給可能な第二の導管と、前記第一の流体の供給が停止された場合に、前記密閉容器へ第二の流体が供給されるように第二の流体の流れを制御する制御手段と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
本発明の前記以外の特徴によれば、
制御手段は、密閉容器と第一の流体の供給部とを連結する第一の導管に設置された逆止弁と、密閉容器と第二の流体の供給部とを連結する第二の導管に設置された制御弁と、からなっている。
【００１０】
制御弁は、第二の流体の圧力より有意な程度に低い密閉容器内の圧力で、第二の導管の開放を行う。
制御手段は、第一の導管を第二の導管と接続し、そして第三の導管により密閉容器に結合する三方弁からなる。
【００１１】
三方弁は、前記第二の流体の圧力より有意な程度に低い密閉容器内の圧力で、第一の流体を供給するための第一の導管の閉止、および第二の流体を供給のための第二の導管の開放を行う。
制御手段は、密閉容器を第一の流体の供給部へ連結するための第一の導管に設置された逆止弁と、密閉容器を第二の流体の供給部へ連結するための第二の導管に設置された破裂板からなる。
【００１２】
第一の流体は、例えば、低沸点の天然または合成ガスなどのガスからなる。
第二の流体は、冷却ガスからなる。
【００１３】
【実施例】
本発明のよりよい理解のために、添付図面を参照し、実施例を通じての説明を以下に述べる。
【００１４】
図１は、本発明によるプレート集合体への圧力付与装置の第一実施例を示す概略断面図である。
図２は、図１の２ー２線矢視の断面図である。
図３は、本発明によるプレート集合体の圧力付与装置の第二実施例を示す概略断面図である。
図４は、本発明による、プレート集合体の圧力付与装置の第三実施例を示す概略断面図である。
【００１５】
図１および図２は、例えば、低沸点の天然ガスあるいは合成ガスの液化を意図したプレート式熱交換器等のプレート集合体１の断面を示す概略図である。
【００１６】
このプレート集合体１は、密閉容器２内に配置され、そして、プレート集合体１は、互いに平行な多数の金属板３から構成されている。
【００１７】
図２に示すように、プレート集合体１には、プレート集合体１の２つの対向する側面に配置された２枚の厚板４が互いにタイロッド５により締結されてなる機械的な圧力付与装置を備えることもできる。
【００１８】
タイロッド５は、プレート集合体１のプレート３とタイロッド５の膨張差を補償することのできる、図示されていない、動的弾性リングを備えることもできる。
【００１９】
これらのプレート３は、第一循環路Ａおよび、例えば、第一循環路と並行に流れる第二循環路Ｂを形成する。
【００２０】
プレート集合体１は、第一および第二の各循環路の終端部にそれぞれヘッダ６、７を有している。
【００２１】
ヘッダ６は、隔壁８によって、２つの区画６ａおよび６ｂに分割されている。また、ヘッダ７は、隔壁９によって、２つの区画７ａ、７ｂに分割されている。
【００２２】
例えば、５０バールの圧力にあるガスなどの第一の流体の供給導管１０は、ヘッダ６の区画６ａに開放され、循環路Ａを経由してヘッダ７の区画７ａと連絡している。そして、ヘッダ７の区画７ａには、冷却された第一の流体、すなわち、プレート集合体１を通過した後液化されたガスの排出導管１１が開放されている。
【００２３】
排出導管１１は、液化ガスを収集するための、図示されていない、低圧の収集部に連結されている。
【００２４】
さらに、例えば、圧力が４８バールのガス相にある冷却流体といった第二の流体の供給導管１２は、ヘッダ６の区画６ｂに開放され、そしてヘッダ７の区画７ｂと循環路Ｂを経由して連絡している。そして、ヘッダ７の区画７ｂには、プレート集合体１を通過した後の冷却流体の排出導管１３が開放している。
【００２５】
すべての運転条件、すなわち、正常運転時、運転立ち上げ、運転終了、および例外的な場合の運転等すべての運転条件の下で、プレート集合体１の機械的挙動を保証するために、プレート集合体１には、能動的および受動的な圧力付与装置が装備される。
【００２６】
以下、処理されるべき被処理ガスを第一の流体とし、冷却ガスを第二の流体として採用した例について説明する。当然明らかなように、その他の流体を第一および第二の流体として採用することも可能である。
【００２７】
この圧力付与装置は、前記密閉容器２に加圧されている被処理ガスを連続的に供給する供給導管１０と、密閉容器２とを連結する第一の導管１５、および、被処理ガスの供給が停止した場合に、密閉容器２に冷却ガスを供給する冷却ガスの供給導管１２と密閉容器２とを連結する第二の導管１６、を有している。
【００２８】
圧力付与装置は、また、被処理ガスの前記密閉容器２内への供給が停止された場合、冷却ガスの密閉容器２への供給を制御する制御手段２０をも備えている。
【００２９】
図１に示す第一の実施例によれば、冷却ガスの密閉容器２への供給を制御する制御手段２０は、被処理ガスの供給導管１２へ密閉容器２を連結する第一の導管１５に設置された逆止弁２１と、密閉容器２を、冷却ガスの供給導管１２へ密閉容器２を連結する第二の導管１６に設置された制御弁２２とを備えている。
【００３０】
制御弁２２は、冷却液の圧力より有意な程度に低い密閉容器の内圧、例えば、前記冷却液の圧力より１バール低い圧力となった場合に、第二の導管１６の開放を行う。
【００３１】
正常な運転においては、制御弁２２は閉じており、プレート集合体への圧力付与は、第一導管１５と逆止弁２１によって約５０バールの圧力で、被処理ガスを密閉容器内部に供給することにより行われる。
【００３２】
被処理ガスの供給が停止した場合には、密閉容器内のガス圧と供給される冷却ガスの圧力との圧力差の測定により制御されて制御弁２２が開放され、導管１６を経由して冷却ガスを密閉容器内部に供給することにより、プレート集合体への圧力付与が保証される。
【００３３】
図３に示す第２の実施例によれば、制御手段２０は三方弁２３からなり、この三方弁は、第一の連結導管１５を第二の連結導管１６に接続し、そして、第３の連結導管１７によって密閉容器２に結合している。
【００３４】
密閉容器２の内圧が前記冷却流体の圧力より有意な程度に低くなった場合に、三方弁２３は、被処理ガスの供給のための第一の連結導管１５を閉止し、冷却ガスの供給のため第二連結導管１６の開放を行う。
【００３５】
正常運転において、三方弁２３は、連結導管１５および１７によって、加圧されている被処理ガスの供給のため、密閉容器２の内部と導管１０とが連絡されている状態とする。
【００３６】
三方弁２３は、冷却ガスの供給導管１２と連結している連結導管１６を遮断する。
【００３７】
被処理ガスの供給が停止した場合には、三方弁２３は、導管１５を閉止し、そして、導管１７により密閉容器２の内部に冷却ガスを供給するため導管１６を開放する。
【００３８】
図４に示す第３の実施例によれば、制御手段２０は、加圧されている被処理ガスの供給のための導管１０へ密閉容器２を連結する第一の導管１５に設置された逆止弁２１と、密閉容器を冷却ガスの供給導管１２と連結する第二の導管１６に設置された破裂板とからなる。
【００３９】
導管１５を経由して、加圧下で処理されるべきガスの密閉容器２内部への供給が停止した場合には、破裂板２４が開き、導管１６を経由して冷却ガスの密閉容器２の内部への供給が保証される。
【００４０】
【発明の効果】
本発明による圧力付与装置は、簡単で、信頼性のある手段を用いて、あらゆる運転条件の下で、プレート集合体の機械的挙動を保証することを可能とした。
【００４１】
本発明による圧力付与装置は、並行流あるいは対向流での流体の循環、または直交流での流体の循環のためのプレート集合体を備えた、流体の冷却または加熱用のプレート式熱交換器の何れにも適切に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるプレート集合体への圧力付与装置の第一実施例の断面を示す概念図である。
【図２】  図１の２ー２線矢視の断面図である。
【図３】  本発明によるプレート集合体の圧力付与装置の第二実施例の断面を示す概念図である。
【図４】  本発明による、プレート集合体の圧力付与装置の第三実施例の断面を示す概念図である。
【符号の説明】
１  プレート集合体
２  密閉容器
３  金属プレート
１０  第一流体の供給部
１２  第二流体の供給部
１５  第一の導管
１６  第二の導管
１７  第三の導管
２０  制御手段
２２  調整弁
２３  三方弁
２４  破裂板
【図１】
0003644719.tif 000002
【図２】
0003644719.tif 000003
【図３】
0003644719.tif 000004
【図４】
0003644719.tif 000005