(57)【要約】作動流体及び熱交換流体のそれぞれの為の個別の流路を有した熱交換器における漏出の検出の方法であって、本方法は、前記流路のうち一方の内部に検出流体を導入する工程と、空気を前記流路の他方の流路に流れるようにして検出流体を前記一方の流路の異なる方向に通過させる工程と、前記一方の流路から他方の流路へと漏出したあらゆる検出流体を検出する工程とを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体及び熱交換流体のそれぞれの為の個別の流路を有した熱交換器における漏出を検出するための方法であって、前記流路のうちの一方の内部に検出流体を導入する工程と、前記検出流体を前記一方の流路において異なる方向に通過させる工程と、前記一方の流路から他方の流路へと漏出した検出流体を検出する工程とを含む方法。
【請求項２】
一方の流路に検出流体を導入し、他方の流路には空気が流される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記検出流体が導入される一方の流路が熱交換流体経路であり、漏出した検出流体の検出は作動流体流路で行われる、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記検出流体がヘリウムを含有するガスであり、一方の流路の圧力が他方の流路の圧力より高い、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ヘリウムを含有するガスが、ヘリウムと空気の混合物であり、前記混合物の濃度の９６〜９８％がヘリウムである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
蛍光染料を前記流路のうち一方に導入して、前記染料を前記流路の全体に亘って分散させる工程と、その後、前記熱交換器を他方の側から検査する工程であって、前記流路を蛍光感受性検出手段によって明確にして漏出源を特定する工程とを含む請求項４又は請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記検出流体が蛍光染料を含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記蛍光染料を、蛍光感受性検出手段を用いて検出する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記熱交換器がプレート式熱交換器であり、前記染料分散工程に引き続いて前記熱交換器を分解し、それによって前記検査する工程を個々のプレートについて行う、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関し、熱交換器における漏出の検出およびそのように検出された漏出の位置を特定するための改善された方法を提供する。
本発明は、特に「清潔な」環境において、例えば、食品、酪農、醸造、薬剤などの産業において、加熱又は冷却の目的で稼働する熱交換器と共に使用する為のものであるが、それらに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１はプレート式熱交換器における漏出の検出の方法を記載している。この方法は、ヘリウムを熱交換器の一方の流路に導入する工程と、漏出口を通じて他方の流路に入ったヘリウムを検出する為に他方の流路でヘリウム検出プローブを用いる工程とを含み、ヘリウム検出プローブを備える経路には空気を流れさせる。それにより、ヘリウムを含む流路の圧力は検出プローブ経路の圧力より高くなる。この方法は、短期間の操作のみによって試験結果を提供し、水又は他の液体がある状況で使用できる。しかし、流路の幾可学的形状に依存して、また状況によってはその中に液体があることに依存して、熱交換器に空気ポケットが生ずる恐れがある。
【特許文献１】国際特許公開公報第０１／４２７５６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、上記の問題を回避する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの態様によれば、作動流体及び熱交換流体のそれぞれの為の個別の流路を有した熱交換器における漏出の検出の方法は、前記流路のうち一方の内部に検出流体を導入する工程と、検出流体を前記一方の流路において異なる方向に通過させる工程と、前記一方の流路から他方の流路へと漏出した検出流体を検出する工程とを含む。
【０００５】
本発明の方法は、プレート式熱交換器にも管形熱交換器にも適用可能である。
好ましくは、一方の流路に検出流体を導入し、他方の流路には空気が流され得る。
好ましくは、検出流体が導入される一方の流路が熱交換流体経路であり、検出流体の検出が作動流体流路で行われる。
【０００６】
ある実施形態では、検出流体がヘリウムを含有するガスであり、一方の流路の圧力が他方の流路の圧力より高い。
ヘリウムを含有するガスは純粋なヘリウムでもよいが、本発明は、商業的に使用可能なヘリウムと空気の混合物により効率的となるので、この混合物が経済的理由の為に好ましい。このような混合物として典型的には、ヘリウム濃度９６〜９８％と残量が空気であるものが使用可能である。
【０００７】
ヘリウムが前記流路の全体に亘って均一に分散されるまで、一方の流路における異なる複数の方向へのヘリウム含有ガスの通過が、典型的には、しばらくの間、例えば５分や１０分の間、各方向に行われ、それによって、空気ポケットが除去される。そうでない場合には、空気ポケットは、漏出口に隣接している場合、誤った試験結果を生じることがある。
【０００８】
好ましくは、更なる態様では、該方法は、蛍光染料を前記流路のうち一方に導入し、染
料を前記流路の全体に亘って分散させる工程と、その後、熱交換器を他方の側から検査する工程であって、前記流路を蛍光感受性検出手段で明確にして漏出源を特定する工程とを含む。
【０００９】
更なる態様の方法は、もちろん、第１の態様に係る方法や、任意の他の漏出検出方法により、割れ、貫通孔、他の漏出口があることが既に判明した熱交換器で実行する為に必要とされるだけである。しかし、更なる態様に係る方法そのものを、漏出を検出しその起点を特定する為に使用してもよい。
【００１０】
代替の実施形態では、検出流体が蛍光染料を含み、この蛍光染料自体は、漏出を検出しその起点を特定する為に使用される。
蛍光染料を熱交換器に導入する際、熱交換器から、好ましくは前もって、貯留された水又は他の液体の全てを排出しておくべきである。その為には、最初にプレート式熱交換器のプレート群を分解し、その中の全ての液体を排出し、その後、熱交換器を組み立て直し蛍光染料を導入すればよい。熱交換器内での蛍光染料の循環を典型的に１０分〜４５分の期間に亘って行い、これにより染料が流路の全体に亘って、好ましくは６９００Ｐａ〜１７２０００Ｐａ（１０ｐｓｉ〜２５ｐｓｉ）の圧力で、分散されるようになる。好ましくは、染料を１つの方向に循環させその次に反対方向に循環させ、それによりプレート被覆率を改善又は向上させ、染料によるプレートの被覆率が実質的には１００％になる。染料は毛管作用によりプレートの任意の欠陥を通って漏出し得る。好ましくは、プレートの任意の欠陥を通る染料を引き出す為に顕色剤の噴霧を用いることができる。その後、熱交換器を再び分解し余分な染料を排出させ、これに引き続いて、染料を循環させた側の反対側について個々のプレートを見ることができるようになる。これにより、あらゆる貫通孔又は割れが特定される。これを、波長が公称３６５ｎｍの紫外線（ブラックライト）を用いて行う場合がある。よって不良プレートを修理したり交換したりすることができる。
【００１１】
管形熱交換器については、各々の個々の管が、一般に、プレート式熱交換器に関して前述したものと同様に扱われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態が、一例として添付の図面に関してこれから記載される。
第一に、図１に関して、概して符号１０で示されたプレート式熱交換器には、第１のチャンバ１２と第２のチャンバ１３との間に延びるプレート群１１の形態の熱交換要素が備えられている。チャンバは、プレート群を介して互いに密接な熱接触の状態にあるが、物質移動の為には互いに分離されていることが意図されている。
【００１３】
図示のように、チャンバ１２は熱交換流体の通路に指定され、チャンバ１３は作動流体の通路に指定され得る。作動流体は、プレート群を介して熱交換流体によって、場合により加熱又は冷却される流体である。各チャンバには、関連した流体を出入させる為の入口及び出口（図面には図示せず）が設けられている。
【００１４】
チャンバ１２には、導管１４，１５と、それらに対応する隔離弁１６，１７とが装備されている。ヘリウムガス源１８は、典型的には、空気との混合物として、導管１４に取り付けられて示されているが、代案として及び選択的に、管路２０を介して導管１５に取り付けられてもよく、それによってヘリウム源がチャンバ１２の一端又は他端と連絡した状態で配置される。チャンバ１３には、空気圧縮機２２に接続された圧縮空気導入路２１が取り付けられている。チャンバ１３は、他端においては、管路２３を介してヘリウム検出プローブに接続されており、ヘリウム検出プローブは気流のヘリウムをフィルターにかけ、その圧力を測定する。
【００１５】
使用時に、ヘリウムは最初に、管路１９及び導管１４を通ってチャンバ１２に勢いよく流され、よってタップ１６，１７が開放される。一旦、ヘリウムの流れが確立すると、タップ１７が閉鎖され、ヘリウムは引き続き数分に亘りチャンバ１２へと通過する。次にタップ１６は閉鎖され、タップ１７は開放され、よってヘリウムは管路２０及び導管１５を通ってチャンバ１６を逆に流される。よってチャンバ１６内部のあらゆる空気ポケットが除去され、最終的に、ヘリウムがチャンバ１６の全体に亘って均一に分散される。プレート群１１の任意の漏出口が、ヘリウムをチャンバ１３へと通過させ、ヘリウムはチャンバ１３において圧縮機２２からの空気流によって運ばれて、プローブ２４により検出される。
【００１６】
次に図２を参照すると、管形熱交換器は、外側のジャケット２５と、端連結部２７，２８を備えた内側の管２６とを備える。ジャケットの内部へは連結器２９，３０が連絡している。使用時に、ヘリウムがあるか否かを試験する際、図１に関しての説明と同じように、内側の管にヘリウムを通過させ、ジャケットに空気を通過させる。
【００１７】
図３に関して、プレート式熱交換器は、プレート群３３により接続されたそれぞれのチャンバ３１，３２を備える。蛍光染料源を、ヘッダータンク３４に入れ、水中ポンプ３５を用いて熱交換器の１つの流体循環路を循環させる。この循環路は、好ましくは、通常、熱交換器流体を収容する。蛍光染料を、例えば３０分に亘り、循環させる。これに引き続いて熱交換器を解体して、プレート群から液体を排出させる。次に個々のプレートを、作動流体側から、蛍光染料が存在するかを調べる。これによりあらゆる漏出口の存在とその正確な位置とが明らかとなる。漏出口の存在を通常３６５ｎｍの波長の紫外線により検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】漏出口の存在を試験されるように適合されたプレート式熱交換器。
【図２】管形熱交換器。
【図３】蛍光染料を通過させるのに適合したプレート式熱交換器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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