JPH07198522A - 希ガスによる密閉地下埋設物の漏洩探知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 密閉地下埋設物からの漏洩を希ガスを使用し
て確実に探知する場合に適した漏洩探知装置を提供する
こと、自動的に安全に漏洩箇所を探知できる漏洩探知装
置を提供すること 【構成】 希ガスを注入した密閉地下埋設物１の上方の
地表上を走行する自走車両２に、該地表上の気体を掃引
する気体収集装置３と、該気体収集装置で収集した気体
中から該地下埋設物から漏洩した希ガスを探知する希ガ
ス探知装置４を搭載した 【効果】 地下埋設物から漏洩する希ガスを確実に捕集
して精度の高い漏洩探知を行え、気体捕集装置で一旦捕
集した気体の一部を希ガス探知装置で抽出して分析する
ので気体中のダストによる故障も少なく、連続して自動
的に探知を行なえるのでその能率も向上する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地下に埋設された上水
道管、下水道管、ガス管、燃料輸送管等、或いはガソリ
ンスタンド等の地下埋設タンク等の周囲から隔絶された
密閉地下埋設物からの輸送流体や貯蔵流体の漏洩を希ガ
スを利用して探知する漏洩探知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上下水道の漏洩調査は、無駄のな
い給水や漏水による事故を予防するために必要であり、
この調査は漏洩箇所に於ける漏出音を人間の聴覚を頼り
にして行なわれている。例えば、図１に示すような音聴
棒ａの軟鋼材の棒ｂの先端を上水道管の弁等に接触さ
せ、漏水によって発生する振動を該棒ｂに伝え、これの
振動を音聴孔ｄに耳を当てて聞き取るとか、図２に示す
ような上下水道管ｅの埋設箇所の地表にピックアップｆ
を置き、これで検出した地中に伝わる漏水の振動音を電
気信号に変換し、フィルター回路ｅ及びアンプｉで増幅
してメーターｇやレシーバーｈにより探知する漏水探知
器を使用している。漏水箇所が発見されると、その場所
を掘削して水道管の交換工事等により漏水を止める。ま
た、ガス管の漏洩調査の場合、通常はガス検知器を使用
し、新規設置配管については、安全のためハロゲン検知
器を使用して調査を行っている。このハロゲン検知器
は、コンプレッサー等のテストに使用される探知機で、
ガスとしてフロンガスが使用されている。

【０００３】真空容器の漏れ探しのために該容器にヘリ
ウムガスの希ガスを入れ、該容器の周囲に沿ってヘリウ
ムリークディテクターから延びるスニッファーガンを移
動させ、該容器に漏れがあった場合、その漏れ箇所から
漏れるヘリウムが該スニッファーガンを介してヘリウム
リークディテクターに導かれ、そこで分析されて漏れ箇
所の存在を確認することも行われている。この漏れ探し
は、クリーンな環境に於いて行われるもので、ダストの
多い環境ではヘリウムリークディテクターの繊細な真空
系に故障を多発するから、地中の埋設物の漏洩探知に適
用することはできない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の探知方法のう
ち、ハロゲン探知機を使用する漏洩調査は、環境破壊を
伴うので実施はできない。人間の聴覚を頼る漏洩調査で
は、漏出音を聞き分けるために経験が不可欠であり、人
によるばらつきがあって、調査が非常に曖昧である。ま
た、図２に示す漏水探知器は、音を探すことを基本とす
る探知方法であり、自動車の走行音、自動販売機等のコ
ンプレッサー音等がノイズとして入ってくるので、これ
らのノイズを漏出音と誤認することもあり、調査の確実
性が乏しい。そのため、ノイズの少ない夜間に漏水探知
器で漏洩調査を行っているが、作業環境も悪く、しかも
漏水箇所を確実に余すことなく探知することは困難であ
る。

【０００５】本発明は、水道管や地下タンク等の密閉地
下埋設物からの漏洩を希ガスを使用して確実に探知する
場合に適した漏洩探知装置を提供すること、及び自動的
に安全に漏洩箇所を探知できる漏洩探知装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、希ガスを注
入した密閉地下埋設物の上方の地表上を走行する自走車
両に、該地表上の気体を掃引する気体収集装置と、該気
体収集装置で収集した気体中から該地下埋設物から漏洩
した希ガスを探知する希ガス探知装置を搭載することに
より、上記の目的を達成するようにした。該自走車両
は、これの走行速度を上記希ガスを探知するに適した走
行速度に制御すると共に走行障害物を感知するセンサー
により走行停止する車両速度制御装置と該センサーの感
知により作動する警報装置を備え、該気体収集装置は、
地表上の気体を掃引する気体収集部と、該気体収集部に
設けた吸気ノズルと、該吸気ノズルを介して該気体収集
部で収集した気体を上記希ガス探知装置へ導く吸気ポン
プとで構成し、更に地表上の気体を広範囲に掃引する第
１気体収集部と狭い範囲を掃引して高感度に上記希ガス
を探知する携行可能な第２気体収集部とで構成すること
が好ましい。また、該希ガス探知装置として、上記気体
収集装置で収集した気体の一部を流量制御弁を介して吸
引する真空ポンプと、該真空ポンプに背圧側を接続した
ターボ分子ポンプと、該ターボ分子ポンプの前方に接続
されてこれにより内部が高真空に排気される分析管とを
備えたヘリウムリークディテクターを使用し、該分析管
の検出値を上記自走車両に搭載したデータ処理用コンピ
ュータに入力することが好ましい。

【０００７】

【作用】該自走車両を密閉地下埋設物の上方の地表上を
走行させ、該埋設物に漏洩箇所があるとそこから漏れた
希ガスが地表上の気体と共に該自走車両に搭載した気体
収集装置に掃引される。該気体収集装置で掃引された気
体中の希ガスは直ちに該自走車両に搭載した希ガス探知
装置で分析され、その分析値と場所がデータ処理用コン
ピュータに入力されて漏洩箇所が記録される。漏洩箇所
から漏れる希ガスは、地表上の気体としての存在はまれ
であるから、これを検出した時には該埋設物に漏洩箇所
があることが分かり、希ガス濃度の分析値からその漏洩
箇所も特定できる。漏れがあっても希ガスの濃度はわず
かであるが、ヘリウムリークディテクターはそのわずか
な濃度を確実に検出することができるので、漏れの音で
判断するときのように人の経験やノイズによる混乱がな
く、各装置は自走車両に搭載されているので埋設物に沿
って迅速に移動して漏洩探知を行える。

【０００８】また、自走車両に走行障害物センサーに連
動した車両速度制御装置と警報装置を設備しておくこと
により、漏洩探知中の安全性が高まり、希ガスの測定に
適した速度で走行を続けることができる。更に、該気体
収集装置を該地表上の広範囲から気体を掃引する第１気
体収集部の他に、狭い範囲の希ガスを掃引して高感度に
希ガスを探知する第２気体収集部を設けることにより、
自走車両が進入できない箇所に埋設された埋設管等の漏
洩探知や、第１気体収集部により探知された漏洩箇所を
更に詳細に調査することが可能になる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づき説明すると、
図３に於いて符号１は地下に埋設された水道管、下水道
管、ガス管、燃料輸送管等の周囲から隔絶された密閉地
下埋設物を示し、該埋設物１の内部にはヘリウム等の希
ガスを注入しておく。該希ガスは、分子直径が小さく軽
いので、該埋設物１にわずかなひび割れが発生していて
も、そこから外部へ漏れ、比較的迅速に土層３５やアス
ファルト層３６を通過して地表に現れ、上空へと拡散し
ていく。２は該密閉地下埋設物１の上方の地表上を走行
する自走車両で、これに気体収集装置３と希ガス探知装
置４を搭載し、該埋設物１から漏れる希ガスを捕集して
その漏洩箇所を探知する。

【００１０】図示の自走車両２は、図４に明示するよう
にその自走手段として車体の両側に車体内部の原動機に
より駆動されるクローラ５を備えたもので、その走行速
度を図５に示したように希ガス探知装置４での探査に適
した速度に制御する車両速度制御装置３７により制御し
た。該自走車両２には走行障害物を感知するセンサー６
とこの感知で作動する警報装置７を設け、該センサー６
の感知作動に連動して車両速度制御装置３７が車両の走
行停止を行うようにした。

【００１１】該走行車両２に搭載される気体収集装置３
は、図示の場合、車体の後方に吸入口８を下方に向けた
地表上の気体を広範囲に掃引する第１気体収集部３ａ
と、椀状のゴムパッド９を備えた第２気体収集部３ｂ
と、これら気体収集部３ａ、３ｂに設けられた吸気ノズ
ル１５ａ、１５ｂと、これら吸気ノズル１５ａ、１５ｂ
に配管２５を介して接続した吸気ポンプ２４とで構成
し、該第２気体収集部３ｂは自走車両２の位置から離れ
た場所の漏洩探知を行うため或いは高感度の漏洩探知を
行うために使用される。該第１気体収集部３ａは、図６
及び図７に示すように、下方にゴム製等のスカート２９
に囲まれた長方形の気体の吸入口８を形成すると共に上
方に排気口１０を形成したケース１１と、該吸入口８の
開口に面して設けた例えば電動機１２で回転された気流
に乱れが少ないシロッコファン等の吸入装置１３と、吸
入口８から吸い込まれる気体中のダストを除去するため
の遮蔽板等のダスト除去装置１４とで構成し、排気口１
０とダスト除去装置１４の流速が弱まり比較的希ガス濃
度の高まり勝ちな空間に吸気ノズル１５ａを設け、そこ
から吸気ポンプ２４で第１気体収集部３ａで吸入した気
体の一部を抽出して希ガス探知装置４へ導き希ガスの混
入を探知するようにした。該吸入装置１３は必ずしも設
けなくともよい。また、吸気ポンプ２４としては例えば
３０l/min の能力のドライ真空ポンプが使用される。１
６は該車体の前方に設けた気体誘導装置で、車体前方の
気体を車体左右のクローラ５と車体底面とで囲まれた下
部空間を介してその後方の第１気体収集部３ａに導く作
用を営み、これにより第１気体収集部３ａが実際に移動
するよりも早く前方の気体を収集し、車両速度と検出速
度との兼ね合いで時定数が発生することを防止するよう
にした。即ち、自走車両２の走行のために、第１気体収
集部３ａで気体を収集した位置と、この気体から希ガス
探知装置４で希ガスを検出したときの位置にずれが生じ
るが、このずれを気体誘導装置１６が気体を誘導するこ
とにより防止される。該第２気体収集部３ｂは、図８に
示すように、伸縮調整部１７を備えた２本の伸縮自在の
中空軸１８ａ、１８ｂの先端にゴムパッド９を取り付
け、該パッド９の内部に吸気ノズル１５ｂを設け、そこ
から吸気ポンプ２４で該パッド９で覆われた地表上の気
体を吸入して希ガス探知装置４へ導くようにした。また
該中空軸１８ａにはその中間に希ガス濃度に応じて点灯
位置が変わる３個の表示ランプ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ
を設けると共にその後端に探査開始のスタートスイッチ
１９を設けた。該ノズル１５ｂで吸引した気体は次に詳
述する希ガス探知装置４に例えば５ｍの長さの真空ホー
ス２１を介して送られ希ガスが分析される。２２は表示
ランプとスタートスイッチへ希ガス探知装置４のコント
ローラ２３からつながる導線である。

【００１２】該希ガス探知装置４は、該気体収集装置３
で収集した気体の一部を吸引するため、配管２５から分
岐した流量制御弁３１を有する分岐回路３０に接続され
た真空ポンプ３２と、該分岐回路３０に背圧側を接続し
たターボ分子ポンプ２６と、該ターボ分子ポンプ２６の
前方に接続されてこれにより内部が高真空に排気された
希ガスの分析管２７とで構成され、該分析管２７の検出
値を自走車両２に搭載したデータ処理用コンピュータ２
８に入力するようにした。該希ガス探知装置４の構成
は、前記ヘリウムリークディテクターと略同構成であ
る。３３は真空計、３４は第１気体収集部と第２気体収
集部を選択的に作動させるための真空開閉弁である。こ
の希ガス探知装置４は、真空ポンプ３２を作動させたの
ちターボ分子ポンプ２６を作動させて分析管２７内の真
空度を高め、気体収集装置３の吸気ポンプ２４で吸入さ
れ配管２５を流れる気体の一部を流量制御弁３１を介し
て分岐回路３０に抽出して真空ポンプ３２に排気するも
ので、分岐回路３０の気体に混入している希ガスはター
ボ分子ポンプ２６の排気方向とは逆方向に拡散する逆拡
散現象によって分析管２７内へ進入し、そこで希ガスの
濃度が計測される。この濃度は電気信号でコントローラ
２３のディスプレイに表示される。この場合、希ガス探
知装置４は大気で較正するため５ppm 程度の濃度までは
検出できる。

【００１３】次に図示実施例の作動を説明する。地下に
埋設された水道管からなる密閉地下埋設物１の内部に希
ガスとしてヘリウムを注入し、該埋設物１上方の地表に
沿って自走車両２を走行させる。該埋設物１にひび割れ
が発生していると、そこから希ガスが外部へ漏れて短時
間に地表に拡散し、その希ガスは地表上の他の気体やダ
ストと共に漏洩箇所の上方を自走車両２が走行するとき
前方の気体誘導装置１６により車体の下部へ誘導され、
後方の第１気体収集部３ａで掃引される。掃引された気
体の大きなダストは該第１気体収集部３ａの内部で分離
されたのち、吸気ポンプ２４により吸気ノズル１５ａを
介してその気体の一部が配管２５に吸入され、更にその
一部が分岐回路３０に抽出され、気体中の希ガスのみが
ターボ分子ポンプ２６を逆拡散して分析管２７に捕捉さ
れ、その濃度が表示され記録される。希ガスの漏洩箇所
即ち埋設物１の漏洩箇所を精密に特定する必要のあると
き、或いは自走車両２が進入できない場所があるとき
は、第２気体収集部３ｂのゴムパッド９を地表に当て
る。該パッド９の内部は狭く、そこに設けた吸気ノズル
１５ｂから第１気体収集部３ａの３０l/min の半分の１
５l/min を吸引するように設定しておくことにより、地
中から漏れる希ガスを空気の量を少なくして捕集するこ
とができ、第１気体収集部３ａよりも１００倍の高感度
で分析を行える。

【００１４】希ガス探知装置４の分析結果はディスプレ
イや第２気体収集部３ｂの表示ランプに表示され、デー
タ処理コンピュータ２８に記録されて漏洩箇所の補修工
事に提供される。

【００１５】該自走車両２は、希ガス探知装置４の分析
に適した速度で走行するように車両速度制御装置３７に
より制御され、例えば１日に約５kmの漏洩探査を行え、
センサー６が走行中の障害物を発見したときには警報装
置７を作動させ車両速度制御装置５が車両を停止させて
探査中の安全を維持する。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明によるときは、自走
車両に地表上の気体を掃引する気体収集装置と、該気体
収集装置で収集した気体中から密閉地下埋設物から漏洩
した希ガスを探知する希ガス探知装置を搭載して該地下
埋設物の上方の地表に沿って走行させるようにしたの
で、該地下埋設物から漏洩する希ガスを確実に捕集して
精度の高い漏洩探知を行え、気体捕集装置で一旦捕集し
た気体の一部を希ガス探知装置で抽出して分析するので
気体中のダストによる故障も少なく、連続して自動的に
探知を行なえるのでその能率も向上し、自走車両に障害
物センサーを設けて比較的安全に探知作業を行える等の
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来例の截断側面図

【図２】 他の従来例の説明図

【図３】 本発明の実施例の概要を示す側面図

【図４】 本発明装置の全体側面図

【図５】 図４の 装置の説明線図

【図６】 図４の第１気体収集部の正面図

【図７】 図６の一部截断側面図

【図８】 第２気体収集部の詳細図

【符号の説明】

１ 密閉地下埋設物 ２ 自走車両 ３ 気体収集装置 ３ａ 第１気体
収集部 ３ｂ 第２気体収集部 ４ 希ガス探知
装置 ６ センサー ７ 警報装置 １５、１５ａ、１５ｂ 吸気ノズル ２４ 吸気ポン
プ ２６ ターボ分子ポンプ ２７ 分析管 ２８ データ処理用コンピュータ ３１ 流量制御
弁 ３２ 真空ポンプ ３７ 車両速度
制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591043581 東京都 東京都新宿区西新宿２丁目８番１号 (72)発明者 川島 日出興 埼玉県所沢市北野431−１ (72)発明者 大平 均 東京都国分寺市南町２−１−37 (72)発明者 増田 勝久 埼玉県南埼玉郡宮代町東姫宮１−８−12− １ (72)発明者 妹尾 和郎 東京都千代田区内神田３−16−４ 日昌興 業株式会社内 (72)発明者 渋谷 和信 東京都品川区小山１丁目９番13号 東洋酸 素株式会社内 (72)発明者 加藤 千明 東京都新宿区新宿１丁目９番３号 アルバ ック東日本株式会社内 (72)発明者 落合 英二郎 神奈川県茅ヶ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 希ガスを注入した密閉地下埋設物の上方
   の地表上を走行する自走車両に、該地表上の気体を掃引
   する気体収集装置と、該気体収集装置で収集した気体中
   から該地下埋設物から漏洩した希ガスを探知する希ガス
   探知装置を搭載したことを特徴とする希ガスによる密閉
   地下埋設物の漏洩探知装置。
2. 【請求項２】 上記自走車両は、これの走行速度を上記
   希ガスを探知するに適した走行速度に制御すると共に走
   行障害物を感知するセンサーにより走行停止する車両速
   度制御装置と該センサーの感知により作動する警報装置
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の希ガスによ
   る密閉地下埋設物の漏洩探知装置。
3. 【請求項３】 上記気体収集装置は、地表上の気体を掃
   引する気体収集部と、該気体収集部に設けた吸気ノズル
   と、該吸気ノズルを介して該気体収集部で収集した気体
   を上記希ガス探知装置へ導く吸気ポンプとで構成したこ
   とを特徴とする請求項１に記載の希ガスによる密閉地下
   埋設物の漏洩探知装置。
4. 【請求項４】 上記気体収集装置は、地表上の気体を広
   範囲に掃引する第１気体収集部と狭い範囲を掃引して高
   感度に上記希ガスを探知する携行可能な第２気体収集部
   とで構成したことを特徴とする請求項１に記載の希ガス
   による密閉地下埋設物の漏洩探知装置。
5. 【請求項５】 上記希ガス探知装置として、上記気体収
   集装置で収集した気体の一部を流量制御弁を介して吸引
   する真空ポンプと、該真空ポンプに背圧側を接続したタ
   ーボ分子ポンプと、該ターボ分子ポンプの前方に接続さ
   れてこれにより内部が高真空に排気された希ガスの分析
   管とを備えたヘリウムリークディテクターを使用し、該
   分析管の検出値を上記自走車両に搭載したデータ処理用
   コンピュータに入力することを特徴とする請求項１に記
   載の希ガスによる密閉地下埋設物の漏洩探知装置。