JP2005214859A

JP2005214859A - 液化ガス用ポンプの気密試験装置

Info

Publication number: JP2005214859A
Application number: JP2004023749A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Fujii; 正行藤井
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】現場に設置前であっても冷却状態での気密試験を行うことが可能な液化ガス用ポンプの気密試験装置を提供する。
【解決手段】気密性のある箱体２に液体ガス用ポンプ１を配置し、箱体２内を乾燥した空気に置換した後に、フレキシブルチューブ４，５を通じて、ポンプ１に所定の圧力の液体窒素を注入する。そして、箱体２内の圧力及びガス成分からポンプ１からの漏洩を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液化ガス用ポンプの設置前の気密試験に関する。

従来の液化ガス用ポンプは、工場において、常温で所定の圧力ガスを注入して気密漏れが無いかどうかを試験した後に出荷し、例えば特許文献１のように、実際の現場に据付た後に、実運転で冷却状態での気密試験を行っている。
特開平９−２５６９８１号公報

しかしながら、上述のように現場での実運転時に漏洩が発見された場合には、そのポンプを組み込んだ設備全体の停止に繋がるおそれがあるという問題がある。
本発明は、このような点に着目してなされたもので、現場に設置前であっても低温気密試験を行うことが可能な液化ガス用ポンプの気密試験装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、内部に液化ガス用ポンプを収容可能で且つ気密性を確保できる気密ケースと、気密ケース内に配置した上記ポンプの吸入口及び吐出口の一方に一端部が着脱可能に連結し他端部が上記気密ケースの外側に位置する注入用フレキシブルチューブと、気密ケース内に配置した上記ポンプの吸入口及び吐出口の他方に一端部が着脱可能に連結し他端部が上記気密ケースの外側に位置する回収用フレキシブルチューブと、気密ケース内を少なくとも炭酸ガスを含有しない乾燥した気体雰囲気に置換するガス雰囲気置換手段と、上記注入用フレキシブルチューブの他端部に連結して上記ポンプに向けて低温液化ガスを送る液化ガス注入装置と、上記気密ケース内の圧力若しくはガス成分を検出することで気密漏れを検出する漏洩検出手段と、を備えることを特徴とするものである。
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記気密ケースには、内部を目視可能な覗き窓が形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、現場に設置する前であっても、実際の使用環境状態での液化ガス用ポンプの気密試験を行うことが可能となる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る気密試験装置の概要構成図である。
まず、構成について説明すると、図１に示すように、試験対象となる液化ガス用ポンプ１を収容可能な容積の中空部を持つ、例えば１辺が１ｍ程度の箱体２を備える。この箱体２は、例えばステンレス製とすることで内部の気密性が確保される。この箱体２は気密ケースを構成するが、気密ケースの形状は箱状には拘らない。球形などであっても良い。

その箱体２には、覗き窓３が設けられ、その覗き窓３の強化ガラスを通じて内部を目視可能となっている。
さらに、箱体２には、２本のフレキシブルチューブ４，５を取り付けるための各取付け口２ａ、２ｂが設けられ、その２箇所の取付け口２ａ、２ｂを通じて、注入用フレキシブルチューブ４及び回収用フレキシブルチューブ５がそれぞれ箱体２を貫通する。この結果、その各チューブ４，５の一端部をそれぞれ箱体２内に各他端部を箱体２の外に配置している。つまり各チューブ４，５は、箱体２の壁を貫通した状態に配置される。

なお、各チューブ４，５と各取付け口２ａ、２ｂとの間も公知の手段によって気密性が確保されている。例えば、各チューブ４，５を２本のフレキシブルチューブで構成し、その一方のチューブを箱体２内に配置して、その他端部を上記取付け口に螺合などで取り付け、その一方のチューブの他端部に対し箱外にある他方のチューブを接合して１本のフレキシブルチューブとする。なお、上記フレキシブルチューブ４，５は、例えば内容積の変化が小さなステンレス製の蛇腹式フレキシブルパイプ等で形成する。

上記注入用フレキシブルチューブ４の他端部（箱体２の外側に位置する端部）には、弁１４を介してガスボンベ15が接続され、該ガスボンベ15には、低温液化ガスが圧入されている。上記ガスボンベ１５は、液化ガス注入手段を構成する。
なお、低温液化ガスとしては、液化天然ガス、液体窒素、液体酸素、液体アルゴンなどの低温液化ガスが考えられ、いずれを使用しても良いが、本実施形態では低温液化ガスとして液体窒素を使用するものとする。なお、低温とは、例えば−１８０℃程度をいう。

また、上記回収用フレキシブルチューブ５の他端部（箱体２の外側に位置する端部）には、圧力調整弁１６が接続され、ポンプ１内の圧力を目的の圧力（必要気密圧相当の圧力）に調整可能となっている。なお、圧力調整弁１６は、試験後のガス抜きの役割を持たせている。符号１７は、ポンプに液体窒素が充填されているか確認する検液用の弁であり、符号１８は、検液用弁１７より下部の位置に設ける試験終了後の液抜き弁である。

また、箱体２には、乾燥空気を圧送する圧送口２ｃが設けられていると共に、ガス抜き用の排出口２ｄが設けられている。その圧送口２ｃ及び排出口２ｄは弁１０，１３によって開閉可能となっている。
上記圧送口２ｃには、上記弁１０を介して乾燥空気を圧送する空気圧送設備１１が接続されている。空気圧送設備１１は、例えば上流側からエアコンプレッサ、ドアイア、炭酸ガス除去フィルタ、及び窒素除去フィルタが直列に接続されてなり、エアコンプレッサから圧送された空気が、除湿用の高分子フィルタなどでなるドアイアを通過することで水分が除去され、炭酸ガス除去フィルタを通過することで炭酸ガス成分が除去され、窒素除去フィルタを通過することで窒素成分が除去された後に、当該乾燥空気を箱体２内に供給する。

また、箱体２内部の圧力を検出する圧力計６、箱体２内部のガスを分析するガス分析計７が設けられている。この圧力計６及びガス分析計７は、漏洩検出手段を構成する。
また、箱体２内部の露点を検出する露点計８、及び箱体２内部の炭酸ガスを検出するガス計９がそれぞれ設けられている。この露点計８及びガス計９は、上記空気圧送設備１１と共に、ガス雰囲気置換手段を構成する。
なお、上記箱体２には、不図示の扉が設けられ、その扉を通じて、試験対象のポンプ１を箱体２内部に収容及び取出可能となっている。

次に、上記気密試験装置の使用について説明する。
まず、箱体２の扉を開けて試験対象のポンプ１を箱体２内に収容し、そのポンプ１の吸入口１ａに注入用フレキシブルチューブ４の一端部を接合し、該ポンプ１の吐出口１ｂに回収用フレキシブルチューブ５の他端部を接合した後に、扉を閉じる。次に、圧送口２ｃ及び排出口２ｄの弁１０，１３を開状態として、空気圧送設備１１を稼働させて、炭酸ガスを含まない乾燥空気を箱体２内に送り込み、露点計８及びガス計９の検出に基づき、箱体２内のガス雰囲気中が、水分含有量が所定値以下で且つ炭酸ガス含有量が所定値以下の状態に置換されたと判定したら、上記圧送口２ｃ及び排出口２ｄの弁１０，１３を閉状態とすると共に空気圧送設備１１を停止する。

上記水分含有量の所定値以下とは、箱体２内のポンプ１が低温液体ガスの温度まで冷却された際に、ポンプ１表面で水分の凝固があっても、ポンプ１表面が目視できるだけの水分量以下を指す。この水分量以下とした空気を乾燥空気という。上記炭酸ガス含有量が所定値以下とは、箱体２内のポンプ１が低温液体ガスの温度まで冷却された際に、ポンプ１表面で炭酸ガスが凝固しても、ポンプ１表面が目視できるだけの炭酸ガス量以下を指す。

ここで、上記露点計８及びガス計９からの検出信号に基づき、水分含有量が所定値以下で且つ炭酸ガス含有量が所定値以下となった気体雰囲気と判定したら、上記上記圧送口２ｃ及び排出口２ｄの弁に閉指令を供給すると共に空気圧送設備１１に停止指令をするコントローラを設けて、自動的に箱体２内の雰囲気を目的の乾燥空気の雰囲気に置換するようにしても良い。

次に、弁１４を開状態とし、ガスボンベ15及び注入用フレキシブルチューブ４を通じて所定圧の液体窒素をポンプ１に向けて圧送する。ポンプ１に送られた液体窒素はポンプ冷却のため、一部が蒸発するが、回収用フレキシブルチューブ５にも送られ、所定圧以上となると、圧力調整弁１６が開放されて蒸発した窒素ガスが回収される。なお、ポンプ１内は、ポンプ１に要求される必要気密圧力に調整する。
このように、ポンプ１が所定圧の液体窒素で充満されたら、圧力計６及びガス分析計７によってポンプ１からの液体窒素の漏洩の有無を確認する。

なお、圧力計６及びガス分析からの検出信号を入力して圧力上昇やガス成分の変化に基づき漏洩の有無を自動判定する判定部を設けても良い。
すなわち、液体窒素がポンプ１から漏洩していれば、箱体２内の圧が上昇することで漏洩を検出することができる。また、ガス分析の結果、窒素の含有率が上昇していれば、液体窒素がポンプ１から漏洩していることが確認できる。
さらに、覗き窓３からポンプ１を目視することで、液体窒素の吹出位置を確認することができる。

ここで、ポンプ１に接続する管をフレキシブルチューブ４，５とすることで、箱体２内へのポンプ１の設置位置の自由度が大きくなると共に、冷却による伸縮を吸収して、漏洩することなく確実にポンプ１に対する液体窒素の流入及び流出が可能になる。
このように、事前に、実際にポンプ１が使用される低温環境化で気密試験が行われるので、実操業時での漏洩トラブルを抑え、そのポンプ１を組み込んだ設備全体の停止を回避可能となる。

ここで、上記実施形態では、乾燥空気から液化ガスの成分である窒素も除去しているが、除去しなくても良い。窒素の含有量の変化をみることでの検出可能である。すなわち、箱体２の中に乾燥空気（酸素２０．９％、窒素７９．１％）を入れておいても、液体窒素が洩れた場合、窒素濃度は７９．１％より上昇するので検出可能である。
また、覗き窓３からの目視を考慮して、水分及び炭酸ガスを除去しているが、漏洩の有無だけを検出だけであれば、必ずしも水分及び炭酸ガスを除去する必要がない。但し、凝固により、箱体内の容積が変化したりポンプ１表面を覆ってガスの漏洩を妨げたりすることがあるので、水分及び炭酸ガスを除去しておいた方が、漏洩による圧力の上昇及びガス成分変化を精度良く検出することができる。

また、上記実施形態では、漏洩検出手段として、圧力計６とガス分析計７とを併用する場合を例示しているが、圧力計６及びガス分析計７のいずれか一方だけを使用しても良い。
また、上記実施形態では、箱体２内を乾燥した空気雰囲気とする例を示しているが、液化ガス成分とは異なるガス、例えば液体ガスとして窒素ガスを使用する場合に、窒素以外の不活性ガスで箱体２内の雰囲気を置換させても良い。但し、乾燥空気を使用した方が安価となる。

本発明に基づく実施形態に係る気密試験装置を示す概要構成図である。

符号の説明

１液体ガス用ポンプ
２箱体（密封ケース）
３覗き窓
４注入用フレキシブルチューブ
５回収用フレキシブルチューブ
６圧力計
７ガス分析計
８露点計
９ガス計
１１空気圧送設備
１５ガスボンベ
１６圧力調整弁
１７検液用弁
１８液抜き弁

Claims

内部に液化ガス用ポンプを収容可能で且つ気密性を確保できる気密ケースと、気密ケース内に配置した上記ポンプの吸入口及び吐出口の一方に一端部が着脱可能に連結し他端部が上記気密ケースの外側に位置する注入用フレキシブルチューブと、気密ケース内に配置した上記ポンプの吸入口及び吐出口の他方に一端部が着脱可能に連結し他端部が上記気密ケースの外側に位置する回収用フレキシブルチューブと、気密ケース内を少なくとも炭酸ガスを含有しない乾燥した気体雰囲気に置換するガス雰囲気置換手段と、上記注入用フレキシブルチューブの他端部に連結して上記ポンプに向けて低温液化ガスを送る液化ガス注入装置と、上記気密ケース内の圧力若しくはガス成分を検出することで気密漏れを検出する漏洩検出手段と、を備えることを特徴とする液化ガス用ポンプの気密試験装置。
上記気密ケースには、内部を目視可能な覗き窓が形成されていることを特徴とする請求項ｌに記載した液化ガス用ポンプの気密試験装置。