JPH0523091U - プレート式熱交換器伝熱板の破損検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 時間、労力、人体への悪影響、及び引火の危
険性等の問題がなく、安全、安価、かつ衛生的であり、
伝熱板を貫通した破損の有無を簡便に検査し得る装置を
提供する。 【構成】 伝熱板１がフレームに固定されて稼働状態に
あるプレート式熱交換器７の熱媒体側又は被加熱液体側
の入口に接続する装置、及び該プレート式熱交換器７の
熱媒体側又は被加熱液体側の出口に接続するバルブとか
らなり、該入口に接続する装置が少なくとも３個のバル
ブ４，８，９、これらの要素を連結する配管１１、プレ
ート式熱交換器７に最も近いバルブ４と該入口との間に
配設された圧力計５、記録計１０、及び圧力計５からの
信号を記録計１０に伝達する導線１２からなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、牛乳、果汁等の液体の殺菌等に使用されているプレート式熱交換器 の伝熱板に発生したピンホール、クラック等の伝熱板貫通破損の有無を検査する 装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

牛乳、果汁等の液体の殺菌等に使用されるプレート式熱交換器の伝熱板には、 構造上の特性、稼働時の運転条件、及び稼働期間の長さ等により、特に加熱部分 の伝熱板を貫通するピンホール、クラック等の破損が発生する場合がある。破損 が発生した場合、熱媒体と被処理液体とが混合し、製造している製品の事故を惹 起するため、工場等では伝熱板の破損防止対策として伝熱板の破損検査が特に入 念に行われていた。通常、乳業工場等で使用するプレート式熱交換器は、少ない 機種で１機当り１００〜２００枚、多い機種で１機当り約３００枚の伝熱板があ り、定期的に全部のプレート式熱交換器の全部の伝熱板について１枚１枚破損検 査を実施しているのが実情であった。

【０００３】 従来、伝熱板のような物体の破損の検査には、一般にＸ線、超音波等による検 査が知られているが、装置が特殊であること、高額であること等の理由から乳業 工場等のような生産現場における伝熱板の検査には、採用されておらず、生産現 場で実用的な唯一の方法として色素浸透法が実施されていた。この方法は、フレ ームから取外した多数の伝熱板１枚毎に赤色の浸透液を噴霧し、２０〜３０分間 そのまま放置し、のち水洗し、現像液を伝熱板の裏面（浸透液を噴霧した面の裏 面）から噴霧し、破損があれば破損箇所に浸透していた浸透液は、現像液の溶媒 が揮発して白色粉末が残存した伝熱板裏面に赤色となって現れるので、この色の 変化を肉眼で検査するものである。尚、色素浸透法と同様の方法で、色素の代わ りに蛍光物質を用いる蛍光浸透法も知られている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記のように従来の検査方法では、多数の伝熱板をフレームから取外し、１枚 毎に色素浸透法で定期的に検査し、検査終了後各伝熱板を十分洗浄し、再度フレ ームに取付ける操作が必要であり、莫大な時間と労力を要し、定期点検直後に破 損が発生した場合には、次の定期点検まで放置されていた。更に、色素浸透法で 使用する現像液には揮発性の溶媒が含くまれているので、人体への悪影響及び引 火の危険性等の安全・衛生上の問題もあった。

【０００５】 本考案は、上記従来法の時間、労力、人体への悪影響、及び引火の危険性等の 問題を解決し、安価、安全、かつ衛生的であり、伝熱板を貫通した破損の有無を 確実、かつ簡便に検査する装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記問題を解決する本考案は、伝熱板がフレームに固定されて稼働状態にある プレート式熱交換器の熱媒体側又は被処理液体側の入口に接続する装置と、該プ レート式熱交換器の熱媒体側又は被処理液体側の出口に接続するバルブ（３）と からなり、該装置が少なくとも加圧された水を送り込む配管、バルブ（４）、こ れらを連結する配管（１１）、バルブ（４）と該入口、又は該出口との間に配設 された圧力計（５）、記録計（１０）、及び圧力計からの信号を記録計に伝達す る導線（１２）からなることを特徴とするプレート式熱交換器伝熱板の破損検査 装置、である。

【０００７】 以下本考案について一実施例を示す図１に基づいて詳述する。図１は、本考案 の構成を示す概略図である。図１における各構成要素とその作用は次のとおりで あり、各構成要素はいずれも市販品を使用することができる。（１）は伝熱板で あり、通常のプレート式熱交換器（７）では１００〜３００枚がフレームに固定 されている。（２）はポンプであり、本考案の装置において、プレート式熱交換 器に水を送込み、所定の圧力に加圧するために用いられ、吐出圧が約1kg/cm² の 遠心ポンプ等が望ましい。使用するポンプはどのようなものでもよいが、水圧が 高過ぎる場合は、減圧弁を設けることもできる。（３）はプレート式熱交換器の 熱媒体側又は被処理液体側の出口に接続されるバルブであり、密封性、耐圧性に 優れたものであればよく、該出口を閉鎖し、プレート式熱交換器内に密閉系を構 成するために用いられる。（４）はバルブであり、ポンプで水をプレート式熱交 換器に送込んだ後、このバルブを閉鎖して密閉系の圧力を一定に保持する。（６ ）はタンクであり、プレート式熱交換器に送込む水を貯蔵している。（７）は通 常使用されているプレート式熱交換器であり、（８）はドレイン用のバルブであ る。（９）はタンク（６）から水をプレート式熱交換器に送込む時に開くバルブ であり、通常閉鎖されている。これらの各構成要素は、例えばステンレス製の配 管（１１）により、例えば図１に示すように接続されている。尚、通常プレート 式熱交換器の伝熱板の外周はガスケットによりシールされ、伝熱板の間に形成さ れた空間は密封されている。

【０００８】 （５）はバルブ（４）とプレート式熱交換器の熱媒体側又は被処理液体側の入 口との間に配設された圧力計であり、計測値を電気信号に変換し、出力する機構 を備えており、密閉系の圧力を経時的に計測する。（１０）は圧力計（５）で計 測した密閉系の圧力を記録する記録計、記録装置付きプロセスコントローラ等で あり、圧力計（５）からの信号を伝達する導線（１２）で圧力計と接続されてい る。

【０００９】 図１においては、プレート式熱交換器の熱媒体側又は被処理液体側の入口に圧 力計（５）を、配設しているが、プレート式熱交換器の熱媒体側又は被処理液体 側の出口とバルブ（３）との間に圧力計（５）を配設することもできる。又、水 圧が充分確保できる場合には、タンク（６）、及びポンプ（２）は不要であり、 井水、工業用水、水道水等を直接プレート式熱交換器内に導入して加圧すること もできる。更に、バルブ（４）の上流側配管に減圧弁、圧力調整弁等を配設し、 密閉系に加えられるポンプ吐出圧、井水、工業用水、水道水等圧力を、調整する こともできる。

【００１０】

【作用】

本考案の装置は、次のようにして使用される。検査しようとするプレート式熱 交換器の熱媒体側又は被処理液体側の入口に、例えば図１に示すように本考案の 装置を接続する。一方、プレート式熱交換器の熱媒体側又は被処理液体側の出口 にバルブ（３）を接続する。バルブ（８）を閉鎖し、バルブ（３）、（４）及び （９）を開き、ポンプ（２）を運転し、タンク（６）から水をプレート式熱交換 器に送込む。バルブ（３）から水が流出し、プレート式熱交換器内が水で満たさ れたことを確認したならば、バルブ（３）を閉鎖し、プレート式熱交換器内を加 圧（例えば、0.75kg/cm ² ）し、バルブ（４）及び（９）を閉鎖する。この状態 で所定時間（例えば、96分間）保持し、密閉系の圧力変化を経時的に圧力計で測 定し、記録計で記録する。

【００１１】 プレート式熱交換器に取付けられた全ての伝熱板に貫通した破損がない場合に は、経時的に測定した密閉系の圧力は変化せず、最初の設定圧力（例えば、0.75 kg/cm ² ）を維持する。伝熱板の１枚にでも貫通した破損がある場合には、密閉 系内に存在する水が流出するので、経時的に測定した密閉系の圧力は次第に低下 する。従って、本考案の装置により、プレート式熱交換器の伝熱板の破損の有無 を確実、かつ簡便に検査することができる（例えば、毎日の製造前、又は毎日の 製造後等）。

【００１２】 伝熱板に破損が検出されない場合は、プレート式熱交換器の熱媒体側又は被処 理液体側の入口に設置した本考案の装置及び該出口に設置したバルブを撤去し、 プレート式熱交換器を通常のとおり製品の製造に使用することができる。一方、 伝熱板に破損が検出された場合にのみ、従来法により破損した伝熱板を特定し、 交換する等の処置を行う。即ち、先ず本考案の装置を用いて伝熱板の破損有無を 予備的に検査し、破損がある場合にのみ従来法により再検査を行い、破損した伝 熱板を特定することができるのである。

【００１３】 本考案の装置を予めプレート式熱交換器の付近に設置し、検査時プレート式熱 交換器に配管を接続するのみで、より一層簡単に検査を実施することもできる。

【００１４】 次に実施例を示して本考案を更に詳述するが、本考案は以下の実施例に限定さ れるものではない。

【００１５】

【実施例】

実施例１ 図１に例示した装置を試作した。バルブ（３）、（４）、（８）、及び（９） は、いずれもステンレス製の二方弁（森永エンジニアリング社製）、遠心ポンプ （２）は吐出圧0.80kg/cm ² の能力を有し（イワキ社製）、タンク（６）はステ ンレス製の１００リットル容（安田鉄工所製）であり、これらはいずれも内径3. 5cm のステンレス製パイプ（１１）で図１のように接続されている。圧力計（５ ）は圧力トランスミッター（長野計器社製）、記録計（１０）はプロセスコント ローラーMACTUS（三菱電機社製）に内蔵されたものであり、圧力計と記録計は、 導線（１２）で接続されている。尚、使用したプレート式熱交換器（７）は森永 エンジニアリング社製（FB-S-18S）であり、136 枚の伝熱板（１）から構成され ていた。

【００１６】 136 枚の伝熱板をプレート式熱交換器のフレームに懸垂し、所定のとおり稼働 状態に固定した。プレート式熱交換器の被処理液体側の出口にバルブ（３）を接 続し、プレート式熱交換器の被処理液体側の入口に試作装置を図１のように接続 した。バルブ（８）を閉鎖し、バルブ（３）、（４）、及び（９）を解放し、遠 心ポンプ（２）を稼働し、タンク（６）から水をプレート式熱交換器に送込んだ 。バルブ（３）から水が流出し、プレート式熱交換器内の空気が排出され、水で 満たされたのを確認し、のちバルブ（３）、（４）、及び（９）を閉鎖し、遠心 ポンプ（２）を停止した。このときの圧力は0.75kg/cm ² であり、約34リットル の水が密閉系内に滞留していた。この状態で96分間密閉系内の圧力変化を経時的 に圧力計で測定し、記録計で記録した。

【００１７】 その結果は図２に示すとおりであった。図２において縦軸は圧力（kg/cm ² ） であり、横軸は時間（分）であり、０分は現在を表している。全部の伝熱板に破 損がないプレート式熱交換器の場合、図２に示すように密閉系内の圧力は一定に 保持されることが認められた。

【００１８】 実施例２ 136 枚の伝熱板のうち１枚をクラック（亀裂）のある伝熱板と交換した以外は 、実施例１と同様に試作装置を用いて伝熱板の破損有無を検査した。

【００１９】 その結果は図３に示すとおりであった。図３において縦軸は圧力（kg/cm ² ） であり、横軸は時間（分）であり、０分は現在を表している。破損がある伝熱板 を組込んだプレート式熱交換器の場合、図３に示すように密閉系内の圧力は経時 的に低下し、伝熱板のクラックから水が流出し、密閉系内の圧力が次第に低下す ることが認められた。

【００２０】

【考案の効果】

本考案によって奏せられる効果は次のとおりである。 （１）本考案の装置により、稼働状態のままでプレート式熱交換器の伝熱板の破 損の有無を簡便、確実、かつ短時間に検査することができる。 （２）本考案の装置により、揮発性の溶媒に起因する人体への悪影響及び引火の 危険性等の安全・衛生上の問題を顕著に改善することができる。 （３）本考案の装置は、安価であり、製造現場で直ちに実施できる。 （４）本考案の装置により、簡便に検査を実施できるので、検査を頻繁に実施す ることができ、製品の品質向上に寄与し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案装置の構成を示す概略図である。

【図２】伝熱板に破損がない場合のプレート式熱交換器
内圧力の経時的変化を示す。

【図３】伝熱板に破損がある場合のプレート式熱交換器
内圧力の経時的変化を示す。

【符号の説明】

１ 伝熱板 ２ ポンプ ３ バルブ ４ バルブ ５ 圧力計 ６ タンク ７ プレート式熱交換器 ８ バルブ ９ バルブ １０ 記録計 １１ 配管 １２ 導線

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝熱板がフレームに固定されて稼働状態
   にあるプレート式熱交換器の熱媒体側又は被処理液体側
   の入口に接続する装置と、該プレート式熱交換器の熱媒
   体側又は被処理液体側の出口に接続するバルブ（３）と
   からなり、該装置が少なくとも加圧された水を送り込む
   配管、バルブ（４）、これらを連結する配管（１１）、
   バルブ（４）と該入口、又は該出口との間に配設された
   圧力計（５）、記録計（１０）、及び圧力計からの信号
   を記録計に伝達する導線（１２）からなることを特徴と
   するプレート式熱交換器伝熱板の破損検査装置。
2. 【請求項２】 伝熱板がフレームに固定されて稼働状態
   にあるプレート式熱交換器の熱媒体側又は被処理液体側
   の入口に接続する装置と、該プレート式熱交換器の熱媒
   体側又は被処理液体側の出口に接続するバルブ（３）と
   からなり、該装置がタンク（６）、バルブ（４，８，
   ９）、ポンプ（２）、これらを連結する配管（１１）、
   バルブ（４）と該入口、又は該出口との間に配設された
   圧力計（５）、記録計（１０）、及び圧力計からの信号
   を記録計に伝達する導線（１２）からなることを特徴と
   するプレート式熱交換器伝熱板の破損検査装置。