JP2001116672A

JP2001116672A - 高圧ガス容器の耐圧膨張試験装置

Info

Publication number: JP2001116672A
Application number: JP29349099A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kawasaki; 誠二川崎
Original assignee: Key & Craft Kk
Current assignee: Key & Craft Kk
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2001-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】非水槽式において、測定精度の向上を図るこ
とができる耐圧膨張測定試験装置を提供する。【解決手段】大のシリンダ62を有する大往復ポンプ61
と、この大往復ポンプ61より小さいシリンダ62Ａを有す
る小往復ポンプ61Ａとにより、ガス容器５に水を圧入及
び返送する。大，小往復ポンプ61，61Ａのピストン63，
63Ａ位置から全増加量と恒久増加量を求める。小往復ポ
ンプ61Ａのピストン63Ａの位置を検出することにより、
測定精度を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧ガス容器の耐
圧膨張試験装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】プロパンガスなどに用
いられる高圧ガス容器は、加圧状態における安全性を検
査するために、製造時及びガス充填時に耐圧膨張試験を
行う必要がある。例えば、プロパンガスのガスボンベ
は、回収後、残ったガスを抜き、内部に水を充填して全
増加と恒久増加とを試験してひび割れ変形などの有無を
確認し、水を抜いてスチーム洗浄していた。一般に前記
試験を行うために用いる装置は複雑であり、まず、水槽
に水を充填したガスボンベを沈めて、規定の圧力である
略２９４２kpa（ゲージ圧で３０kgｆ/cm²：１kgｆ/cm²
＝９８０．６６５Kpa）になるまで水を充填して前記水
槽の水頭により全増加量を測定し、３０秒以上圧力を保
持し、漏れ及び黙視により確認を行い、次に、ガスボン
ベ内の圧力を大気圧に戻し、前記水槽の水頭により恒久
増加を測定する。そして、恒久増加を全増加で割ること
により、恒久増加率を求め、恒久増加率が所定以下であ
れば合格となる。このような装置は、その原理は簡単で
あるが、装置が複雑となり、使用する水の消費量が多い
という問題がある。

【０００３】そこで、最近では、水槽を用いない所謂非
水槽式装置による検査が求められていており、装置にピ
ストン式の往復ポンプを設け、前記ピストンの前進によ
り水を圧送してガスボンベ内を所定圧に加圧し、ピスト
ンの後退により水を返送してガスボンベ内を所定圧まで
減圧し、前記往復ポンプの作動位置、すなわちピストン
の作動位置を測定することにより、前記恒久増加を検出
することができる。しかし、従来のように径大なシリン
ダを１つ備えた往復ポンプでは、作動位置の測定精度が
落ち、測定精度に低い面がある。

【０００４】ところで、装置の自動化を図るには、ガス
容器の口金への接続を自動化する必要があり、例えば、
特開平７―１１０２９２号公報では、注水装置のコラム
に沿って上下移動可能に設けられた注水金具に位置決め
装置が付設され、注水金具の加工に伴い、位置決め装置
が搬送台に載置されている圧力容器の上側壁部に当接し
て、圧力容器を変位させることにより、圧力容器の口金
の注水金具に対し芯出しするように（要約書）したもの
があるが、圧力容器自体を移動して位置合わせするもの
であるから、装置が複雑になる面がある。

【０００５】そこで、本発明は、非水槽式において、測
定精度の向上を図ることができる耐圧膨張試験装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、液体
を検査すべきガス容器に圧入して膨張させ、前記圧入し
た液体を減圧手段により返送して減圧し、前記圧入時の
送液量と前記返送時の返送液量とから前記ガス容器の耐
圧膨張性能を測定する高圧ガス容器の耐圧膨張試験装置
において、前記減圧手段は、大のシリンダを有する大往
復ポンプと、この大往復ポンプより小さいシリンダを有
する小往復ポンプと、これら各往復ポンプの作動位置を
検出する検出手段とを備えるものである。

【０００７】この請求項１の構成によれば、ガス容器と
装置とを接続すると共に、ガス容器内を水で満たし、小
往復ポンプにより水を圧入し、ガス容器を規定の圧力ま
で加圧し、小往復ポンプを全ストローク作動しても規定
の圧力に達しない場合は、さらに大往復ポンプを作動し
て規定の圧力まで加圧し、規定圧力の加圧状態における
各往復ポンプの作動位置を検出しておく。その規定圧力
を所定時間だけ維持した後、圧力が零になる点を求める
ため、大往復ポンプを加圧前の位置まで戻し、次に小往
復ポンプを戻し、圧力が零の点で、それら往復ポンプの
作動位置を検出する。これにより、全増加量と恒久増加
量を求め、ガス容器の恒久増加率を演算により得ること
ができる。

【０００８】請求項２の発明は、前記ガス容器の口金に
接続する加圧ノズルを備え、この加圧ノズルが揺動可能
に設けられているものである。

【０００９】この請求項２の構成によれば、加圧ノズル
と口金の軸心がずれていたり、使用により口金の向きが
傾いていたりしても、加圧ノズルが揺動して口金に接続
可能となる。

【００１０】

【発明の実施形態】以下、本発明の実施例を添付の図面
を参照して説明すると、図１ないし図４は本発明の一実
施例を示し、同図に示すように、コンベア１に沿って、
ガス抜き装置２，耐圧膨張試験装置３，スチーム洗浄装
置４が並んで配置され、前記コンベア１により、プロパ
ンガスなどのガス容器５が移送され、まず、前記ガス抜
き装置２によりガス容器５内のガスが抜かれ、耐圧膨張
試験装置３により液体である水による試験を行い、前記
スチーム洗浄装置４によりガス容器５内の水を抜いてス
チーム洗浄と乾燥が行われる。尚、前記ガス抜き装置２
によりガスを抜いた後、該ガス抜き装置２によりガス容
器５内に水を充填するようにしてもよい。

【００１１】前記耐圧膨張試験装置３は、縦フレーム11
に沿って装置本体12を昇降可能に設け、この装置本体12
は昇降駆動手段13により昇降し、この昇降駆動手段12と
しては油圧シリンダが用いられる。前記装置本体12は、
図１に示すように、接続ブロック14と第１及び第２液送
ブロック15，16とを一体にしてなる。前記昇降駆動手段
13の伸縮杆13Ａの下端に前記接続ブロック14の上部を接
続し、この接続ブロック14は下部が開口した接続孔17を
有し、この接続孔17に回転軸18を回転可能に吊設してい
る。前記接続ブロック17の下部に中間ベース部19を設
け、前記回転軸18の下端18Ａは前記中間ベース部19より
下方に突出し、該下端18Ａに従動歯車体20が固着され、
この従動歯車体20の下面中央には、接続部20Ａが下方に
突設されている。さらに、前記突設部20Ａと間隔をおい
て、前記従動歯車体20の下面には外筒21が一体に垂設さ
れている。また、前記中間ベース部20には、回転駆動手
段たる減速機付きモータ22が設けられ、このモータ22に
より回転する駆動歯車23が、前記従動歯車体20に歯合し
ている。したがって、モータ22を駆動すると、従動歯車
体20とこれと一体の回転軸18及び外筒21が回転する。

【００１２】31は加圧ノズル体であって、下部に前記ガ
ス容器５の口金６に螺合する雄螺子部32を有し、中央の
筒部33の上部に、上面が平坦な回転鍔部34が一体に設け
られ、さらに、前記筒部33の中央には間隔を置いて、接
続部31Ａが上方に向って突設されている。この接続部31
Ａと前記従動歯車体20の接続部20Ａとは筒状の接続体35
により接続され、この接続体35の上部と前記接続部20Ａ
とは継手たる球面ブッシュ36により接続されると共に、
該接続体35の下部と前記接続部31Ａとは継手たる球面ブ
ッシュ37により接続されている。尚、前記球面ブッシュ
36，37は、接続部20Ａ，31Ａの外周に凸状球面を設け、
該凸状球面に係合する凹状球面を接続体35の内周に設け
ており、球面ブッシュ36，37により、接続体35が斜動及
び回転可能となっている。

【００１３】前記接続部31Ａは上部が開口した接続溝38
が形成され、この接続溝38に接続管41が接続され、この
接続管41の内部通路は前記加圧ノズル31の内部通路と連
通し、その上端側には下部アダプタ42により高圧ホース
などの可撓管43が接続され、さらに、該可撓管43の上端
は上部アダプタ44により前記接続部20Ａに接続されてい
る。したがって、前記接続部20Ａと接続部31Ａとは、可
撓管20Ａの可撓性により偏心可能になっている。

【００１４】前記外筒21の下端外周には、一対の回転伝
達片24，24を設け、この回転伝達片24が係合する伝達受
ブロック39を前記回転鍔部34の上面に設け、該伝達受ブ
ロック39は係合溝39Ａを有し、この係合溝39Ａは前記回
転伝達片24の厚さより広く、かつ両側の回転伝達片24の
先端間より、係合溝39Ａ，39Ａの間が広く形成されてい
る。また、前記外筒21の下端外周には、前記伝達片24を
挟んで円周方向等間隔に腕片24，24，24，24を外周に向
って突設し、これら腕片24，24，24，24の先端側には、
スプリングプランジャーなどの押圧摺動子26が設けら
れ、この押圧摺動子26の下端は、ばねなどにより前記回
転鍔部34の上面に摺動可能に圧接している。したがっ
て、押圧摺動子26により、外筒21に対する加圧ノズル31
の上限位置が規制されている。

【００１５】前記接続部20Ａ，回転軸18及び接続ブロッ
ク14を連通する縦内部通路51を形成し、この縦内部通路
51の下端は前記可撓管42を介して前記加圧ノズル31に連
通し、前記縦内部通路51の上端は横内部通路52に接続さ
れ、この横内部通路52は、接続ブロック14，第１液送ブ
ロック15及び第２液送ブロック16に渡って形成され、第
１液送ブロック15において、前記横内部通路52の上部に
は圧力開放・注水バルブ53により給水装置54が接続さ
れ、この給水装置54は大気に開放されており、また、第
２液送ブロック16において、前記横内部通路52には圧力
センサ55が接続されている。

【００１６】前記第１液送ブロック15には、前記横内部
通路52と連通する油圧駆動式の大往復ポンプ61が設けら
れ、この大往復ポンプ61はシリンダ62とピストン63とピ
ストンロッド64とを有し、ピストン63の位置検出器65を
備えている。前記第２送液ブロ16には、前記横内部通路
52と連通する油圧式の小往復ポンプ61Ａは、前記大往復
ポンプ61より内空断面積が小さなシリンダ62Ａとピスト
ン63Ａとピストンロッド64Ａとを有し、ピストン63Ａの
位置検出器65Ａを備えている。また、図中66はパソコン
等の制御装置であり、前記圧力センサ55が検出した圧力
データと、前記位置検出器65，65Ａが検出したピストン
ロッド64，64Ａの位置データとが入力し、各データに基
く演算を行い、また、装置の動作を制御できるようにな
っている。尚、位置検出器65，65Ａとしては、ピストン
63，63Ａの位置を加減算式パルスカウンターを用いて検
出するものでもよい。

【００１７】次に、前記装置を用いた耐圧膨張試験につ
き、説明すると、ガス容器５内に水を充填して満水とす
る。そして、ガス容器５の口金６を加圧ノズル31の真下
に位置させたならば、モータ22を駆動し、昇降駆動手段
13により装置本体12を降下させながら、口金６に加圧ノ
ズル31を捩じ込む。この場合、加圧ノズル31は、回転伝
達片24，24と係合溝39Ａ，39Ａとの隙間の範囲内におい
て、平面３６０度移動可能であり、かつ押圧摺動子26に
高さ位置は規制されているが、向きも変更可能であるか
ら、加圧ノズル31と口金32の軸心がずれていたり、使用
により口金７の向きが傾いていたりしても、これらに対
応可能となる。そして、加圧ノズル31の捩じ込みが必要
トルクまで達したら、モータ22を停止する。次に、圧力
開放・注水バルブ53を開成し、前記加圧ノズル31の捩じ
込みにより生じたガス容器５内の圧力上昇分を開放す
る。各ピストン63，63Ａは伸張前の下限位置にあり、前
記バルブ53の開成により、装置内における加圧ノズル31
から可撓管43，縦内部通路51，横内部通路52，シリンダ
62，62Ａなどの全てに空気が残らないように水を供給し
た後、バルブ53を閉成する。このようにバルブ53を閉成
することにより、ガス容器５，加圧ノズル31，縦内部通
路51，横内部通路52，シリンダ62，62Ａと連通する全体
ラインＬが閉塞される。この後、小往復ポンプ61Ａのピ
ストン63Ａを、加圧方向である上方に向かって移動して
規定圧力である略３Ｍpaになるまで加圧し、これを圧力
センサ55により検出しながら行い、規定圧力になった
ら、ピストン63Ａを停止し、位置検出器65Ａにより移動
量を検出する。小往復ポンプ61Ａを全ストロークＳだけ
移動しても規定圧力に達しない場合は、さらに、大往復
ポンプ61により規定圧力まで加圧し、規定圧力に達した
ピストン63を停止し、この位置を位置検出器65により検
出する。規定圧力に達した際の各ピストン63，63Ａの移
動量に、各シリンダ62，62Ａの内断面積を掛けたものを
圧入水量とし、この圧入水量を元に、下記のＪＩＳの膨
張測定試験「非水槽式耐圧試験における全増加量の算出
式」により全増加率を求める。

【００１８】△Ｖ＝（Ａ−Ｂ）−｛（Ａ−Ｂ）＋Ｖ｝×
Ｐ／1.003×β ここで、△Ｖ…耐圧試験における全増加量（cc）Ｖ…ガス容器の内容積（cc）Ｐ…耐圧試験における規定圧力（kgｆ/cm²）Ａ…耐圧試験圧力Ｐにおける圧入水量（cc）Ｂ…耐圧試験圧力Ｐにおける容器以外への圧入水量（c
c） β…耐圧試験時の水の温度ｔ℃における圧縮係数（Ａmagatによる圧縮係数を使用）そして、規定圧力に達してから、所定時間である３０秒
間その圧力を保持した後、圧力が零になる点を求めるた
めに、まず、大往復ポンプ61のピストン63を伸張前の下
限位置まで戻し、次に、圧力センサ55により監視しつ
つ、小往復ポンプ61Ａのピストン63Ａを戻し、圧力が零
になった点でピストン63Ａを停止し、該ピストン63Ａの
位置を検出する。そして、下限位置から、各ピストン6
3，63Ａの移動量を検出し、これに内断面積を掛けて恒
久増加量を検出し、恒久増加量を全増加量で割ったもの
を恒久増加率とする。尚、恒久増加率が10％を越えたも
のは不合格とする。各ピストン63，63Ａを、原点位置で
ある下限位置まで戻し、モータ22を逆回転させながら、
装置本体12を上昇させ、口金32から加圧ノズル31を取外
し、検査済みのガス容器５をコンベア５が移送し、加圧
ノズル31の下部には次に試験を行うガス容器５が移送さ
れてくる。

【００１９】このように本実施例では、請求項１に対応
して、液体たる水を検査すべきガス容器５に圧入して膨
張させ、圧入した水を減圧手段により返送して減圧し、
前記圧入時の送液量と返送時の返送液量とからガス容器
５の耐圧膨張性能を測定する高圧ガス容器の耐圧膨張試
験装置において、前記減圧手段は、大のシリンダ62を有
する大往復ポンプ61と、この大往復ポンプ61より小さい
シリンダ62Ａを有する小往復ポンプ61Ａと、これら各往
復ポンプ61，61Ａの作動位置を検出する検出手段たる位
置検出器65，65Ａとを備えるものであるから、ガス容器
５と装置とを接続すると共に、ガス容器５内を水で満た
し、小往復ポンプ61Ａにより水を圧入し、ガス容器５を
規定の圧力まで加圧し、小往復ポンプ61Ａを全ストロー
ク作動しても規定の圧力に達しない場合は、さらに大往
復ポンプ61を作動して規定の圧力まで加圧し、規定圧力
の加圧状態における各往復ポンプ61，61Ａの作動位置を
検出しておく。その規定圧力を所定時間だけ維持した
後、圧力が零になる点を求めるため、大往復ポンプ61を
加圧前の原点位置まで戻し、次に小往復ポンプ61Ａを戻
し、圧力が零の点で、それら往復ポンプ61，61Ａの作動
位置を検出し、これにより、全増加量と恒久増加量を求
め、ガス容器の恒久増加率を演算により得ることができ
る。そして、このように、小往復ポンプ61Ａのピストン
63Ａの位置を検出するものであるから、ピストン63Ａの
移動による水量の計算において、例えば、シリンダ62Ａ
の内径がシリンダ62の内径の２分の１であれば、内断面
積は４分の１となり、ピストン63Ａの位置から４倍の精
度で水量を測定することができ、従来に比べて極めて高
い精度の測定が可能となる。

【００２０】また、このように本実施例では、請求項２
に対応して、ガス容器５の口金６に接続する加圧ノズル
31を備え、この加圧ノズル31が揺動可能に設けられてい
るから、加圧ノズルと口金の軸心がずれていたり、使用
により口金の向きが傾いていたりしても、加圧ノズルが
揺動して口金に接続可能となる。

【００２１】さらに、実施例上の効果として、接続部20
Ａ，31Ａを球面ブッシュ36，37を用いて接続体35により
接続したから、接続部31Ａ側の加圧ノズル31をスムーズ
に揺動することができる。また、往復ポンプ61，61Ａは
加減式パルスカウンターを備えるから、ピストン移動量
を正確に測定できる。

【００２２】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形
実施が可能である。例えば、実施例では、ピストンを用
いた往復ポンプを例示したが、この往復ポンプはプラン
ジャでもよい。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の発明は、液体を検査すべきガ
ス容器に圧入して膨張させ、前記圧入した液体を減圧手
段により返送して減圧し、前記圧入時の送液量と前記返
送時の返送液量とから前記ガス容器の耐圧膨張性能を測
定する高圧ガス容器の耐圧膨張試験装置において、前記
減圧手段は、大のシリンダを有する大往復ポンプと、こ
の大往復ポンプより小さいシリンダを有する小往復ポン
プと、これら各往復ポンプの作動位置を検出する検出手
段とを備えるものであり、非水槽式において、測定精度
の向上を図ることができる耐圧膨張試験装置を提供する
ことができる。

【００２４】請求項２の発明は、前記ガス容器の口金に
接続する加圧ノズルを備え、この加圧ノズルが揺動可能
に設けられているものであり、非水槽式において、測定
精度の向上を図ることができる耐圧膨張試験装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す装置本体の断面図であ
る。

【図２】本発明の一実施例を示す一部を切欠いた外筒下
部の平断面図である。

【図３】本発明の一実施例を示すガス抜き装置と耐圧膨
張試験装置とスチーム洗浄装置を並べた正面図である。

【図４】本発明の一実施例を示す装置の全体説明図であ
る。

【符号の説明】

５ガス容器 61 大往復ポンプ 61Ａ小往復ポンプ 62 シリンダ 62Ａシリンダ 65 位置検出器 65Ａ位置検出装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体を検査すべきガス容器に圧入して膨
張させ、前記圧入した液体を減圧手段により返送して減
圧し、前記圧入時の送液量と前記返送時の返送液量とか
ら前記ガス容器の耐圧膨張性能を測定する高圧ガス容器
の耐圧膨張試験装置において、前記減圧手段は、大のシ
リンダを有する大往復ポンプと、この大往復ポンプより
小さいシリンダを有する小往復ポンプと、これら各往復
ポンプの作動位置を検出する検出手段とを備えることを
特徴とする高圧ガス容器の耐圧膨張試験装置。
【請求項２】前記ガス容器の口金に接続する加圧ノズ
ルを備え、この加圧ノズルが揺動可能に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の高圧ガス容器の耐圧膨
張試験装置。