JP2009517689A - 熱交換器内の漏れを発見する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、熱交換器（１）内の漏れを発見する方法に関する。この方法は、周囲の導管とともに水で満たされた完全な熱交換器（１）上で実行される。熱交換器（１）は、各区間（２、３、４）の間に取り付けられる必要な圧力計（５〜１０）と遮断弁（１１、１２、１３）とを備える。この方法は、熱交換器（１）の各区間（２、３、４）において余剰圧力を一方の側に加えてそこに封じ込め、他方の側を常圧にするステップを含む。その圧力は、一定時間封じ込められ、その時間の間監視される。

Description

本発明は、周囲の導管とともに水で充填されている熱交換器内の漏れを発見する方法にして、熱交換器の各区間内において余剰圧力を一方の側に加えて一定時間の間その区間の両端間に封じ込め、各区間の他方の側を常圧にするステップと、前記一定時間の間圧力差を監視するステップとを含む方法に関する。

液体製品を熱処理するために、様々なタイプの熱交換器が間接加熱のために使用される。最も一般的なタイプの熱交換器は、プレート式熱交換器およびチューブ式熱交換器である。本発明による方法は、両方のタイプに適用可能であるが、好ましくは、プレート式熱交換器を対象とする。熱交換器はまた、乳製品製造所内およびジュース工場内など、食品業界において大いに使用される。製品が加熱される温度に応じて、低温殺菌または殺菌製品が得られる。

熱交換器は通常、異なる別々の区間からなる。区間はすべて、２つの側を有し、一方の側は製品用であり、他方の側は、異なる温度の水または別の液体あるいは蒸気など、熱媒体用である。あるいは区間は、既に加熱された製品によって低温の製品が加熱されるように、再生式に配置することができる。

当然、それぞれ各区間内の両方の側が、別々に離隔されたままであることが常に望ましいが、食品業界では、これは極めて重要である。そうでなければ、処理済みの製品が、熱媒体または未処理の製品によって再び汚染されるおそれがある。

熱交換器内の漏れを発見する様々な方法が、時の経過とともに使用されてきており、たとえば、区間内の一方の側を食塩水および着色水にし、他方の側を普通の水にし、その後、目視観察の代わりに伝導率測定によって、何らかの起こり得る漏れの可能性を発見することが可能であった。こうした方法には、かなりの時間がかかり、また、それらの別の欠点は、軽微な漏れを発見することが困難なことである。

別の方法が、国際特許明細書ＷＯ０２／０８６４３８に記載されている。この方法によれば、熱交換器が外部ユニットに連結され、それを用いて、熱交換器内の区間内の別々の側に異なる圧力が加えられる。このユニットは、いくつかの区間を同時に試験するのに役立つ。この方法は、軽微な漏れの発見に関して有効であるが、同様に時間がかかり、たとえば乳製品製造所の、外部サービスのコストを増大させる。

本発明の一目的は、迅速かつ確実な方法を実現することである。

本発明のさらなる目的は、たとえばプラントの洗浄と関連付けて、常習的に実行することができる方法を実現することである。

これらおよび別の目的は、上記したタイプの方法において、この方法が、各区間の間に取り付けられた必要な圧力計と遮断弁とを備える完全な（ｉｎｔａｃｔ）熱交換器上で実行されるという特徴を有する本発明によって達成された。

本発明の好ましい実施形態には、添付の従属請求項において説明されるような、特徴がさらに与えられている。

本発明の好ましい実施例をここで、添付の図面を参照しながら以下により詳細に説明する。

図面は、本発明を理解するために欠くことができない詳細および部分のみを示し、熱交換器が含まれるプラントの残りの部分は省略されている。

本発明による方法は、熱交換器内の漏れを検出するために用いられることが意図される。この方法は、主に、図１に示すようなプレート式熱交換器を対象とするが、この方法はまた、チューブ式熱交換器など、液体食品を加工する別のタイプの熱交換器に用いることもできる。

この方法は、既存の熱交換器の取外しを必要とせず、または連結用導管の取外しを必要とせずに、既存の熱交換器で用いることができる。好ましくは、この方法は、熱交換器を内部に含むプラントの洗浄に直接関連させて使用することができる。洗浄に直接関連させるときには、熱交換器および連結用導管は、洗浄動作からのすすぎ用の水で満たされる。当然、この方法は、製造開始前等の別のときに実行することもできるが、その場合、導管および熱交換器は、最初に水で満たされなければならない。

この方法を、完全な熱交換器に関して実行することを考えると、これは、この方法が約３０分と迅速であることを意味する。そのことは、この方法を、例えば乳製品製造業などにて常習的または定期的に用いることができ、そのことが製品の安全性の向上に寄与することを示唆している。従来の方法では、完了に半日かかるサービスの投入を、別個に計画する必要があった。

図１の熱交換器１は、３つの区間２、３、４を有するが、この方法は当然、より多いまたはより少ない区間２、３、４のためにも用いることができる。各区間２、３、４は、圧力計５〜１０を備える。圧力計５〜１０は、好ましくは電子式であるが、別のタイプの圧力計５〜１０とすることもできる。圧力計５〜１０は、プラントのマスタユニットまたは制御ユニットへ信号を発する。従来の熱交換器１の場合には改造して圧力計５〜１０を取付ける必要が生じる可能性があるが、１つまたは複数の区間２、３、４が再生式に使用されるこれらの例では、圧力計５〜１０は既にいくつかの国の法律に準拠する位置にある。

この方法を実行するために、いくつかの遮断弁１１、１２、１３も必要とされる。製品を通常熱交換器１内に給送するポンプ１４もまた、この方法において使用される。通常、循環ポンプからなるポンプ１４は、周波数制御されなければならない。

第１の区間２内には、製造中に、導管１５を通って熱交換器１内に入る温水が片側にある。導管１５内の水圧は、圧力計５を使用して監視される。第１の区間２内の他方の側には、圧力計６を使用して監視される、製品用導管の部分１６がある。

第２の区間３内には、製品用導管が両側にある。上流側は、圧力計７を使用して監視される、製品用導管の部分１７を有する。下流側は、圧力計８を使用して監視される、製品用導管の別の部分１８を有する。

第３の区間４内には、製造中に、導管１９を通って熱交換器１内に入る冷水が片側にある。この導管１９内の水圧は、圧力計９を使用して監視される。第３の区間４内の他方の側には、圧力計１０を使用して監視される、製品用導管の部分２０が存在する。

この方法が実行されるとき、熱交換器１および連結用導管は、水で満たされる。熱交換器１および導管を通る水の圧力は、製造および洗浄時の常圧である、約２バールとなるべきである。

この方法が実行されるときの第１のステップは、遮断弁１２を閉じることである。その後、導管システム内の圧力を上昇させるために、ポンプ１４が加速される。圧力計１０が約６バールを示すと、弁１２が閉じ、それにより、約６バールの余剰圧力が第３の区間４内の下流側に封じ込められる。

その後、ポンプ１４が多少減速され、圧力計８が約５．５バールを示すと、遮断弁１３が閉じ、それにより、約５．５バールの余剰圧力が、熱交換器１の第２の区間３内の下流側に封じ込められる。

ポンプ１４は、さらにわずかに減速され、圧力計６が約５バールを示すと、ポンプ１４は、完全に減速される。約５バールの余剰圧力はここでは、第１の熱交換器区間２内の上流側に封じ込められている。

第１の区間２内の下流側、ならびに、第２の区間３および第３の区間４内の上流側は、約２バールの常圧を有し、これらは、それぞれ圧力計５、７、および９を用いて読み取ることができる。

圧力計５〜１０の値は、たとえば３０分間の所定時間にわたり、プラントのマスタユニットまたは制御ユニット内に記録される。全読取り時間を適当に印刷することができ、そのため、そのような手段によって、各区間２、３、４それぞれの加圧される側の様々なグラフが得られる。別々の区間２、３、４を段階的に加圧することにより、別々の区間２、３、４を互いに区別することが容易になる。別々の区間の間の段階は、０．５バールより大きく、または小さくすることができる。ただし、この差は、グラフ上で識別可能でなければならない。

区間２、３、４のいずれかにおいて漏れが生じようとしている場合、加圧される側の圧力が減少し、加圧されない側の圧力に近づき始める。大量の漏れは、急速な圧力均等化を示す。少ない漏れの場合、比較的長い測定時間を用いることが重要である。何故なら、そのような場合の圧力均等化は、かなり遅いからである。

余剰圧力は、好ましくは熱交換器１の下流側に加えられ、好ましくは熱交換器１を通る主導管上、すなわち、製品が導かれる側に加えられる。

この方法を実行した後、遮断弁１１、１２、１３が開かれ、導管および熱交換器１から水が排出されて空になり、漏れが存在しない場合、熱交換器はここで製造準備完了となる。

熱交換器１が、より多いまたはより少ない区間を有する例では、熱交換器１内の各区間２、３、４の片側に、余剰圧力を対応するやり方で封じ込めることが可能となるように、より多いまたはより少ない圧力計５〜１０および遮断弁１１、１２、１３が、当然使用されなければならない。

上記の説明から明らかなように、本発明は、迅速かつ確実な、漏れの発見方法を実現する。この方法は、無損傷の熱交換器に関して実行されるので、この方法は、好ましくはプラントの洗浄に関連させて、定期的に実行することができる。漏れの監視を頻繁かつ規則的に実行することができることを考えると、これは、とりわけ食品業界において非常に重要である、製品の安全性および信頼性の向上に寄与する。

熱交換器に関する流れ図の一部を示す図である。

Claims (5)

1. 周囲の導管とともに水で満たされている熱交換器（１）内の漏れを発見する方法にして、前記熱交換器（１）の各区間（２、３、４）内において余剰圧力を一方の側に加えて一定時間の間前記区間（２、３、４）上に封じ込め、前記区間（２、３、４）内における他方の側を常圧にするステップと、前記一定時間中に圧力差を監視するステップとを含む方法において、前記方法が、前記各区間（２、３、４）の間に取り付けられた必要な圧力計（５〜１０）と遮断弁（１１、１２、１３）とを備えた完全な熱交換器（１）に関して実行されることを特徴とする方法。
2. 前記余剰圧力が、約６バールであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記余剰圧力が、好ましくは前記熱交換器（１）の下流側と、好ましくは前記熱交換器（１）の製品が導かれる側とに加えられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記余剰圧力が、各遮断弁（１１、１２、１３）をそれぞれ使用して遮断される各区間（２、３、４）で段階的に低減されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 前記一定時間の間隔が、約３０分であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

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