JP6040468B2 - リーク検査方法およびリーク検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、継手付ホースおよびホース単体（以下、総称して「ホース」という）からのガス漏れの有無を検査するリーク検査方法およびリーク検査装置に関する。

ホースなど所定の密閉性が要求される製品においては、その密閉性を検査する必要がある。

特許文献１には、検査容器内に被検査物を気密状態で収納し、検査容器内には基準気体を供給し、被検査物内にはプローブガスを供給して、プローブガスが混入した基準気体を検査容器から取り出して再度検査容器へ戻すように循環させながら、プローブガス検知器でプローブガスの濃度を一定時間継続して計測することで、ガス漏れの有無を判断するリーク検査方法及びその装置が開示されている。

特開平１０−３００６２６号公報

ところで、ホースから漏れたガスが、ホースを収容する検査容器内に拡散するのに時間がかかるため、ガス漏れを検知するまでにかなりの時間を要するという問題がある。

本発明の目的は、ガス漏れを早期に検出することが可能なリーク検査方法およびリーク検査装置を提供することである。

本発明におけるリーク検査方法は、検査容器内にホースを収容する収容ステップと、前記ホース内に検知対象ガスを供給する検知対象ガス供給ステップと、前記ホースの一端側から前記検査容器内に検知非対象ガスを供給する検知非対象ガス供給ステップと、前記ホースの他端側において、前記検査容器内の前記検知対象ガスを検知する検知ステップと、を有し、前記検知ステップは、前記検査容器内を流動した後に前記ホースの他端側から外部に排出される前記検知非対象ガスによって前記ホースの他端側に移動された前記検知対象ガスをガス検知器で検知するものであり、前記ガス検知器が設置されている箇所における前記検知非対象ガスの流速を、３０〜８０ｍ／ｍｉｎに調整することを特徴とする。

上記の構成によれば、ホースから漏れた検知対象ガスは、ホースの一端側から検査容器内に供給された検知非対象ガスによってホースの他端側に運ばれて、検知対象ガスを検知する手段により検知されることとなる。このように、ホースから漏れた検知対象ガスを、検知対象ガスを検知する手段の方に積極的に移動させることで、ホースから漏れた検知対象ガスを検査容器内に拡散させた後に検知対象ガスを検知する手段で検知するのに比べて、ガス漏れを早期に検出することができる。

また、本発明におけるリーク検査方法において、前記ホースは被覆管で覆われており、前記被覆管の一端と他端との間の任意の位置に位置するシール材で、前記被覆管と前記検査容器との間をシールするシール手段を更に有していてよい。上記の構成によれば、ホースの一端側から検査容器内に供給された検知非対象ガスは、シール材により行く手を阻まれることで、被覆管の一端からホースと被覆管との間に流入する。これにより、ホースの被覆管で覆われている部分から漏れた検知対象ガスは、ホースと被覆管との間を流れる検知非対象ガスによって押し流されて、被覆管の他端から検知非対象ガスとともに排出され、検知対象ガスを検知する手段により検知されることとなる。よって、ホースの被覆管で覆われている部分から漏れた検知対象ガスが、自然にホースと被覆管との間から拡散して、検知対象ガスを検知する手段により検知されるのに比べて、ガス漏れを早期に検出することができる。

また、本発明におけるリーク検査装置は、ホースが収容される検査容器と、前記検査容器内に収容された前記ホース内に検知対象ガスを供給する検知対象ガス供給手段と、前記検査容器内に収容された前記ホースの一端側から前記検査容器内に検知非対象ガスを供給する検知非対象ガス供給手段と、前記検査容器内に収容された前記ホースの他端側において、前記検査容器内の前記検知対象ガスを検知するガス検知器と、を有し、前記検査容器における前記ホースの他端側には、前記検査容器内の前記検知非対象ガスを外部に排出する排気口が形成されており、前記ガス検知器は、前記検査容器内を流動した後に前記排気口から外部に排出される前記検知非対象ガスによって前記ホースの他端側に移動された前記検知対象ガスを検知し、前記ガス検知器が設置されている箇所における前記検知非対象ガスの流速が、３０〜８０ｍ／ｍｉｎに調整されていることを特徴とする。

上記の構成によれば、ホースから漏れた検知対象ガスは、ホースの一端側から検査容器内に供給された検知非対象ガスによってホースの他端側に運ばれて、ガス検知器により検知されることとなる。このように、ホースから漏れた検知対象ガスを、ガス検知器の方に積極的に移動させることで、ホースから漏れた検知対象ガスを検査容器内に拡散させた後にガス検知器で検知するのに比べて、ガス漏れを早期に検出することができる。

また、本発明におけるリーク検査装置において、前記ホースは被覆管で覆われており、前記検査容器内に収容された前記ホースを覆う前記被覆管の一端と他端との間の任意の位置に位置されて、前記被覆管と前記検査容器との間をシールするシール材を更に有していてよい。上記の構成によれば、ホースの一端側から検査容器内に供給された検知非対象ガスは、シール材により行く手を阻まれることで、被覆管の一端からホースと被覆管との間に流入する。これにより、ホースの被覆管で覆われている部分から漏れた検知対象ガスは、ホースと被覆管との間を流れる検知非対象ガスによって押し流されて、被覆管の他端から検知非対象ガスとともに排出され、ガス検知器により検知されることとなる。よって、ホースの被覆管で覆われている部分から漏れた検知対象ガスが、自然にホースと被覆管との間から拡散して、ガス検知器により検知されるのに比べて、ガス漏れを早期に検出することができる。

本発明のリーク検査方法およびリーク検査装置によると、ホースから漏れた検知対象ガスを、検知対象ガスを検知する手段（ガス検知器）の方に積極的に移動させることで、ガス漏れを早期に検出することができる。

リーク検査装置を示す上面図および側面図である。 リーク検査装置を示す上面図である。 水素ガスの検出結果を示す図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（リーク検査装置の構成）
本実施形態によるリーク検査方法は、リーク検査装置１により行われる。リーク検査装置１は、上面図である図１（ａ）および側面図である図１（ｂ）に示すように、検査容器２と、シール材４と、検知対象ガス供給手段５と、検知非対象ガス供給手段６と、ガス検知器７と、を有している。

検査容器２は、上面が開放された容器本体２ａと、容器本体２ａの上面を覆うことが可能な蓋２ｂとを有している。検査容器２内には、コルゲート管などの被覆管２２で覆われたホース２１が収容される。図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である図１（ｃ）に示すように、容器本体２ａは、ホース２１を安定的に保持できるように、断面Ｕ字状に形成されている。また、図１（ｂ）に示すように、検査容器２の内部空間は、図中右側の側壁に形成された排気口２ｃにより外気と連通している。

シール材４は、スポンジなどであって、検査容器２内に収容されたホース２１を覆う被覆管２２の一端（図中左端）と他端（図中右端）との間の任意の位置に位置するように、容器本体２ａと蓋２ｂとにそれぞれ設けられている。本実施形態では、シール材４は、被覆管２２の一端と他端との間であって、一端側近傍に設けられている。そして、シール材４は、容器本体２ａの上面が蓋２ｂで覆われた際に、被覆管２２と検査容器２との間をシールする。具体的には、シール材４は、容器本体２ａの上面が蓋２ｂで覆われた際に、被覆管２２と容器本体２ａとの間、および、被覆管２２と蓋２ｂとの間をシールする。

検知対象ガス供給手段５は、検査容器２内に収容されたホース２１の一端（図中左端）に接続する接続管５ａと、他端（図中右端）に接続する接続管５ｂとを有している。そして、検知対象ガス供給手段５は、検査容器２内に収容されたホース２１内に水素ガス（検知対象ガス）を供給する。ここで、ホース２１内への水素ガスの供給方向は、ホース２１の一端（図中左端）から他端（図中右端）に向かう方向であっても、その逆の方向であってもよい。なお、ホース２１内に供給する検知対象ガスは水素ガスに限定されない。

検知非対象ガス供給手段６は、検査容器２の図中左側の側壁を貫通して検査容器２内に連通する供給管６ａを有している。そして、検知非対象ガス供給手段６は、検査容器２内に収容されたホース２１の一端（左端）側から検査容器２内に空気（検知非対象ガス）を供給する。空気の供給量は、例えば、４０Ｌ／ｍｉｎである。検査容器２内に供給された空気は、検査容器２内を流動し、検査容器２の右側側壁に形成された排気口２ｃから排出される。なお、検査容器２内に供給する検知非対象ガスは空気に限定されない。

ガス検知器７は、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である図１（ｄ）にも示すように、検査容器２内に収容されたホース２１の他端（右端）側において、検査容器２内に配置されたプローブ７ａを有している。そして、ガス検知器７は、ホース２１の他端側において、検査容器２内の水素ガスを検知する。ここで、ホース２１の全長にわたってガス漏れの有無を検査するために、プローブ７ａの位置は、ホース２１の他端（右端）よりも右側に配置されていることが好ましい。

このような構成において、容器本体２ａ内に被覆管２２で覆われたホース２１が収容され、ホース２１の一端（図中左端）に接続管５ａが、ホース２１の他端（図中右端）に接続管５ｂが、それぞれ接続された後に、容器本体２ａの上面が蓋２ｂで覆われることで、被覆管２２と容器本体２ａとの間、および、被覆管２２と蓋２ｂとの間がシール材４でシールされる。そして、検知対象ガス供給手段５によりホース２１内に水素ガスが供給されるとともに、検知非対象ガス供給手段６の供給管６ａから検査容器２内に４０Ｌ／ｍｉｎの供給量で空気が供給される。

ホース２１の一端側から検査容器２内に供給された空気は、シール材４により行く手を阻まれることで、被覆管２２の一端からホース２１と被覆管２２との間に流入する。これにより、ホース２１の被覆管２２で覆われている部分から漏れた水素ガスは、ホース２１と被覆管２２との間を流れる空気によって押し流されて、被覆管２２の他端から空気とともに排出され、ガス検知器７により検知されることとなる。よって、ホース２１の被覆管２２で覆われている部分から漏れた水素ガスが、自然にホース２１と被覆管２２との間から拡散して、ガス検知器７により検知されるのに比べて、ガス漏れを早期に検出することができる。

なお、検査容器２の容器本体２ａおよび蓋２ｂの形状を被覆管２２に密接するような形状にして、容器本体２ａと被覆管２２との間、および、蓋２ｂと被覆管２２との間に隙間が生じないようにすれば、ホース２１の一端側から検査容器２内に供給された空気は、必ず被覆管２２の一端からホース２１と被覆管２２との間に流入するので、シール材４を用いなくてもガス漏れの早期検出が可能である。しかし、この場合、高精度な加工により検査容器２がコスト高になるとともに、検査容器２に対してホース２１を着脱し難くなり作業性が低下するばかりか、着脱時にホース２１および被覆管２２を変形・損傷させる危険性もある。また、被覆管２２の形状に合わせた検査容器２は汎用性に乏しく、他品種に流用できない。その点、安価なシール材４を用いて空気の流れをコントロールするようにすれば、汎用性が有りコストの低い検査容器２に対して、ホース２１および被覆管２２を変形・損傷させることなく、高い作業性で着脱させて、ガス漏れを早期に検出することができる。

（変形例）
また、本実施形態によるリーク検査方法は、図２に示すように、コルゲート管などの被覆管で覆われていないホース３１にも適用可能である。このホース３１は被覆管で覆われていないため、ホースと被覆管との間に空気を流入させるためのシール材４は用いられていない。その他の構成は図１の構成と同じである。

このような構成において、ホース３１から漏れた水素ガスは、ホース３１の一端側から検査容器２内に供給された空気によってホース３１の他端側に運ばれて、ガス検知器７により検知されることとなる。このように、ホース３１から漏れた水素ガスを、ガス検知器７の方に積極的に移動させることで、ホース３１から漏れた水素ガスを検査容器２内に拡散させた後にガス検知器７で検知するのに比べて、ガス漏れを早期に検出することができる。

（ガス漏れ検知試験）
次に、模擬的にガス漏れを生じさせて、それを検知する試験を行った。具体的には、図１において、被覆管２２の一端（左端）よりも一端側における検査容器２内のＣ箇所と、シール材４の右端よりも右側におけるホース２１と被覆管２２との間のＤ箇所とに、図示しない漏れ器から０．６ｍＬ／ｍｉｎの供給量で水素ガスを注入し、水素ガスの注入を開始してから５ｓｅｃ後に供給管６ａから検査容器２内に４０Ｌ／ｍｉｎの供給量で空気を供給し、空気の供給を開始してから１０ｓｅｃ以内に検出した水素ガスの濃度をガス検知器７で測定した。ここで、ガス検知器７のアラーム濃度は１ｐｐｍに設定した。その結果を図３に示す。

Ｃ箇所から漏れた水素ガスは、空気とともに被覆管２２の一端からホース２１と被覆管２２との間に流入し、被覆管２２の他端から空気とともに排出され、ガス検知器７により検知される。また、Ｄ箇所から漏れた水素ガスは、ホース２１と被覆管２２との間を流れる空気によって押し流されて、被覆管２２の他端から空気とともに排出され、ガス検知器７により検知される。ガス漏れ発生個所がＣ箇所およびＤ箇所のどちらにおいても、水素ガスは好適に検出されていることがわかる。

なお、ホース２１と被覆管２２との隙間を流れる空気の流速は、３００〜７００ｍ／ｍｉｎ（流量：２５〜５５Ｌ／ｍｉｎ）に調整され、プローブ７ａが設置されている箇所における空気の流速は、３０〜８０ｍ／ｍｉｎに調整されている。このような流速とすることで、検査容器２内への空気の供給を開始してから１０ｓｅｃ以内に水素ガスを検知することが可能となる。一方、空気の流速が上記の値より速すぎたり遅すぎたりすると、１０ｓｅｃ以内に水素ガスを検知することはできない。

また、図２に示すように、検査容器２内におけるホース３１の一端側近傍のＥ箇所に、図示しない漏れ器から０．６ｍＬ／ｍｉｎの供給量で水素ガスを注入して、水素ガスの濃度を同様に測定した。その結果を図３に示す。

Ｅ箇所から漏れた水素ガスは、空気とともにホース３１の他端側に流動し、ガス検知器７により検知される。検出された水素濃度は４ｐｐｍ前後であり、Ｃ箇所およびＤ箇所の場合と比べて低い値であった。これは、検査容器２内で水素ガスが拡散されたためであると考えられる。それでも、水素ガスが自然に検査容器２内に拡散してこれをガス検知器７で検出するのに要する時間（数分）に比べれば、１０ｓｅｃ程度で水素ガスを検知できていることがわかる。

なお、ホース３１と検査容器２との間を流れる空気の流速は、２００〜５００ｍ／ｍｉｎ（流量：２５〜５５Ｌ／ｍｉｎ）に調整され、プローブ７ａが設置されている箇所における空気の流速は、３０〜８０ｍ／ｍｉｎに調整されている。このような流速とすることで、検査容器２内への空気の供給を開始してから１０ｓｅｃ以内に水素ガスを検知することが可能となる。一方、空気の流速が上記の値より速すぎたり遅すぎたりすると、１０ｓｅｃ以内に水素ガスを検知することはできない。

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係るリーク検査方法およびリーク検査装置１によると、ホース２１，３１から漏れた水素ガスは、ホース２１，３１の一端側から検査容器２内に供給された空気によってホース２１，３１の他端側に運ばれて、ガス検知器７により検知されることとなる。このように、ホース２１，３１から漏れた水素ガスを、ガス検知器７の方に積極的に移動させることで、ホース２１，３１から漏れた水素ガスを検査容器２内に拡散させた後にガス検知器７で検知するのに比べて、ガス漏れを早期に検出することができる。

また、ホース２１の一端側から検査容器２内に供給された空気は、シール材４により行く手を阻まれることで、被覆管２２の一端からホース２１と被覆管２２との間に流入する。これにより、ホース２１の被覆管２２で覆われている部分から漏れた水素ガスは、ホース２１と被覆管２２との間を流れる空気によって押し流されて、被覆管２２の他端から空気とともに排出され、ガス検知器７により検知されることとなる。よって、ホース２１の被覆管２２で覆われている部分から漏れた水素ガスが、自然にホース２１と被覆管２２との間から拡散して、ガス検知器７により検知されるのに比べて、ガス漏れを早期に検出することができる。

（本実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ リーク検査装置
２ 検査容器
２ａ 容器本体
２ｂ 蓋
２ｃ 排気口
４ シール材
５ 検知対象ガス供給手段
５ａ，５ｂ 接続管
６ 検知非対象ガス供給手段
６ａ 供給管
７ ガス検知器
７ａ プローブ
２１，３１ ホース
２２ 被覆管

Claims (4)

1. 検査容器内にホースを収容する収容ステップと、
   前記ホース内に検知対象ガスを供給する検知対象ガス供給ステップと、
   前記ホースの一端側から前記検査容器内に検知非対象ガスを供給する検知非対象ガス供給ステップと、
   前記ホースの他端側において、前記検査容器内の前記検知対象ガスを検知する検知ステップと、
   を有し、
   前記検知ステップは、前記検査容器内を流動した後に前記ホースの他端側から外部に排出される前記検知非対象ガスによって前記ホースの他端側に移動された前記検知対象ガスをガス検知器で検知するものであり、
   前記ガス検知器が設置されている箇所における前記検知非対象ガスの流速を、３０〜８０ｍ／ｍｉｎに調整することを特徴とするリーク検査方法。
2. 前記ホースは被覆管で覆われており、
   前記被覆管の一端と他端との間の任意の位置に位置するシール材で、前記被覆管と前記検査容器との間をシールするシール手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載のリーク検査方法。
3. ホースが収容される検査容器と、
   前記検査容器内に収容された前記ホース内に検知対象ガスを供給する検知対象ガス供給手段と、
   前記検査容器内に収容された前記ホースの一端側から前記検査容器内に検知非対象ガスを供給する検知非対象ガス供給手段と、
   前記検査容器内に収容された前記ホースの他端側において、前記検査容器内の前記検知対象ガスを検知するガス検知器と、
   を有し、
   前記検査容器における前記ホースの他端側には、前記検査容器内の前記検知非対象ガスを外部に排出する排気口が形成されており、
   前記ガス検知器は、前記検査容器内を流動した後に前記排気口から外部に排出される前記検知非対象ガスによって前記ホースの他端側に移動された前記検知対象ガスを検知し、
   前記ガス検知器が設置されている箇所における前記検知非対象ガスの流速が、３０〜８０ｍ／ｍｉｎに調整されていることを特徴とするリーク検査装置。
4. 前記ホースは被覆管で覆われており、
   前記検査容器内に収容された前記ホースを覆う前記被覆管の一端と他端との間の任意の位置に位置されて、前記被覆管と前記検査容器との間をシールするシール材を更に有することを特徴とする請求項３に記載のリーク検査装置。