JPH07260541A - 圧縮性流体の漏洩量計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 個々の計測、測定操作に人力を要せず、個人
的要素が入り込まずに、短時間で信頼度の高い計測が行
える漏洩量計測装置を提供する。 【構成】 圧縮性流体の漏洩量計測装置は、液体容器１
１と、同液体容器内の液体中に開口端１５ａが没して倒
立支持されたメスシリンダ１５と、同メスシリンダの開
口端部に一端２３ａが開口すると共に他端２３ｂで被計
測空間に連通して漏洩した圧縮性流体をメスシリンダ１
５内へ導く接続管２３とを備える。メスシリンダの上部
の閉止端１５ｂには液位検出用の超音波センサ１７が設
けられ、また、同閉止端１５ｂに隣接して排気装置が接
続されている。液体容器１１の底部には、メスシリンダ
の開口端を通して超音波センサ１７に対向した円錐状反
射板２５が設けられる。超音波センサ１７には計測制御
装置３０が電気的に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧力容器や各種安全弁
等の気密試験等に使用される漏洩量計測装置に関し、特
に窒素や、空気等の圧縮性流体を加圧して被計測部に作
用させ、漏出した加圧圧縮性流体を集めて計測する圧縮
性流体の漏洩量計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高圧のガス、気体、蒸気等を収容する圧
力容器や、これに直接的又は間接的に設けられる安全弁
等は、加圧した圧縮性流体（以下、加圧気体と略称す
る）を用いて耐圧気密試験や弁座気密試験が行われる。
この気密性を定量的に把握し、圧力容器或は安全弁等の
使用の可否を判定するには、漏洩した加圧気体を集め、
その量を計測して設定許容量と比較して行うのが、確実
である。

【０００３】そのため、ＪＩＳ（日本工業規格) Ｂ８２
１０には、蒸気用及びガス用のばね式安全弁の弁座気密
性試験について規定されており、それを図２を参照して
説明するが、細部については、上記日本工業規格を参照
されたい。

【０００４】図２の（ａ）において、空気だめ１の管台
１ａに取り付けられたばね式安全弁３の弁座気密性を計
測するには、規定寸法の接続銅管５（外径８ｍｍ、内径
６ｍｍ）が取り付けられた蓋板７を用い、接続銅管５の
先端を水槽８内の水中に開口させる。図２の（ｂ）に計
測部詳細を拡大して示すように、接続銅管５は、倒立し
て支持したメスシリンダ９の下方に開口し、漏洩加圧気
体の気泡がメスシリンダ９の中に集められる。接続銅管
５は、規定寸法であるから、所定時間内の気泡数を数え
るか、又はメスシリンダ９の上部の気体量の目盛（図示
せず）即ちメスシリンダ９内の液位を読み、これを単位
時間当りの量に修正することにより、漏洩量を測定して
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上に説明したような
従来の計測方法及び装置では、メスシリンダ９の目盛の
読み取りや上記所定時間の計測を人間が行っていた。し
かし、メスシリンダ内の液位の目視による正確な読み取
りには、かなりの熟練を要すると共に、読み取りを行う
検査員の間に、個人差によるばらつきが生ずる。従っ
て、正確で信頼性のある計測を行うためには、測定作業
を何度も行い、複数の計測値から平均値を求めなければ
ならず、これは、かなりの時間を要することになってい
た。更に、この種の計測作業は、被検査容器や弁の据付
現場で行うため、計測器具の準備や調整に種々の制約が
あり、計測値にバラツキを増大する要因になっていた。
従って、本発明は、個々の計測、測定操作に人力を要せ
ず、個人的要素が入り込まずに、短時間で信頼度の高い
計測が行える漏洩量計測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】上述の目的を達成するた
め、請求項１に記載の本発明によれば、圧縮性流体の漏
洩量計測装置は、液体容器と、該液体容器内の液中に開
口端が没して倒立支持されるシリンダと、該シリンダの
前記開口端の部分に一端が開口すると共に他端が被計測
空間に連通して、漏洩した圧縮性流体を前記透明シリン
ダ内へ導く接続管と、前記シリンダの上部の閉止端に設
けられた液位検出用超音波センサと、前記シリンダの閉
止端に隣接して接続された排気装置と、前記超音波セン
サに電気的に接続した計測制御装置とからなる構成され
ることを特徴としている。また、請求項２に記載の本発
明によれば、圧縮性流体の漏洩量計測装置は、液体容器
と、同液体容器内の液体中に開口端が没して倒立支持さ
れた透明シリンダと、同透明シリンダの開口端の部分に
一端が開口すると共に他端で被計測空間に連通して漏洩
した圧縮性流体を前記透明シリンダ内へ導く接続管と、
前記透明シリンダの上部の閉止端に設けられた液位検出
用超音波センサと、その透明シリンダの閉止端に隣接し
て接続された排気装置と、前記液体容器の底部に設けら
れ前記透明シリンダの開口端を通して前記超音波センサ
に対向した円錐状反射板と、その超音波センサに電気的
に接続した計測制御装置とから構成されることを特徴と
している。

【０００７】

【作用】請求項１に記載の構成において、排気装置を作
動させ、シリンダ上部の気体を排出させていくと、圧力
バランスの関係から、該シリンダの中へ液体容器中の液
体が浸入し、液位が上昇していく。液位が所定位置へ達
すると、超音波センサにより検知され、排気装置は、計
測制御装置による制御下に停止され、測定開始点が設定
される。被計測空間に連通した接続管を通じて、漏洩し
た加圧気体があればそれが導入され、シリンダ中に放出
される。この漏洩加圧気体は、該シリンダ中を上昇し上
部に溜っていくので、液面が時間の経過に従い下降する
が、この下降液位は、超音波センサから出る超音波の液
面反射波を検知して測定され、記録され、出力される。
これ等の計測操作、記録、出力は、計測制御装置内の演
算部、記録部及び出力部で行われる。請求項２に記載の
構成では、漏洩した圧縮性流体は透明シリンダに受け入
れられるため、漏洩量が外部から目視により確認され、
また、円錐状反射板が用いられているため、超音波セン
サから射出され、透明シリンダ中の液面を透過した超音
波は、この円錐状反射板に至って反射するが、周囲へ放
散され、超音波センサには戻らない。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の好適な実施例について添付図
面を参照して詳細に説明するが、図中、同一符号は同一
又は対応部分を示すものとする。図１において、漏洩量
計測装置１０は、超音波の媒質として好都合な水のよう
な液体を内部に貯えた液体容器１１を有し、その外面に
好ましくは高さ調節自在に取り付けられて立設されたホ
ルダ１３のアーム１３ａに、倒立されたメスシリンダ
（透明シリンダ）１５と超音波センサ１７とが図示のよ
うな適宜の保持手段により好ましくは調節可能に保持さ
れている。メスシリンダ１５には、図示されていないが
目視に都合の良い位置に目盛が設けられ、下方の開口端
１５ａは、液体容器１１の中の水中に没し、上端１５ｂ
は、連結管１５ｃを介して超音波センサ１７に連結され
て閉じられている。連結管１５ｃには、電磁弁１９と真
空ポンプ２１とからなる排気装置を備えた配管１８が連
絡し、メスシリンダ１５の上部に溜まる気体を排出す
る。

【０００９】液体容器１１にブラケット２２を介して支
持された接続管２３の先端もしくは一端２３ａは上向き
に湾曲して、メスシリンダ１１の開口端１５ａに臨むよ
うに開口し、他端のコネクタ部２３ｂは、図示しない延
長管を介して、被検査物である例えば安全弁（図２に示
したようなものでよい）の被計測空間に連通している。
被検査物に加圧気体が作用され、漏洩した加圧気体があ
れば、それは、延長管から接続管２３に流入し、その先
端２３ａからメスシリンダ１５内の水中に放出され、上
昇する。

【００１０】また、液体容器１１の底部には、メスシリ
ンダ１５の開口端１５ａの直下位置に、円錐状即ち逆陣
傘状の反射板２５が設けられ、超音波センサ１７に対向
している。超音波センサ１７から射出された水位検出用
超音波の一部は、この反射板２５に至って反射され、放
散される。

【００１１】以上の液体容器１１等は、実施例では計測
制御装置３０のケーシング３２上に固定されているが、
勿論、該計測制御装置３０に並列に配置してもよい。計
測制御装置３０は、計測時間設定部３１、プリンター機
能も含む演算処理部３３、計測終了ブザー３５、ゼロ設
定リセットボタン３７、電源スイッチ３８及び計測開始
ボタン３９等を有する。演算処理部３３はマイクロコン
ピュータとすることができる。計測制御装置３０の上述
した諸要素自体はいずれも周知のものであるから、詳し
い説明は省略する。

【００１２】次に、以上の構成を有する漏洩量計測装置
１０を用いて、例えばばね式安全弁の弁座気密試験を行
う手順について説明する。まず、図１に示す漏洩量計測
装置１０を、そのばね式安全弁の近くの適所に設置し、
ばね式安全弁の漏洩加圧気体が前述した延長管を介して
接続管２３内に入るようにする。安全弁の弁座気密性試
験は、その吹出し圧力の９０％の圧力値まで加圧した窒
素ガス又は空気即ち加圧気体を用いて行う。電源スイッ
チ３８を入れ、計測時間設定部３１で計測時間を設定す
る。後述の水位検出は、連続的に行われるが、計測時間
は、任意に設定できる。勿論、液体容器１１には、所定
水位まで水が張られる。

【００１３】以上のように、準備が完了し、計測開始ボ
タン３９を押すと、排気装置の真空ポンプ２１等が作動
し始め、メスシリンダ１５の内部気体を排出する。これ
により、メスシリンダ１５中の水位が上昇し、漏洩量ゼ
ロを示す位置の水位までくると、超音波センサ１７がこ
れを検知し、測定開始点が設定される。これにより、排
気装置の電磁弁１９が閉じるなどして排気作業は終了す
る。安全弁の弁座から加圧気体が洩れていれば、それは
接続管２３を介してメスシリンダ１５内に送られ溜まっ
ていく。演算処理部３３の作動により、超音波センサ１
７の水位検出は連続的に行われ、そのデータは、記憶さ
れると共に、必要に応じてプリントアウトされる。設定
した計測時間が過ぎれば、計測終了ブザー３５が鳴る。

【００１４】

【発明の効果】以上のように、請求項１及び請求項２に
記載の本発明によれば、計測制御装置によって制御され
る超音波センサによって、シリンダ中の水位の検出を行
うので、人間の個人的要素が入り込まず、信頼性の高い
水位検出、ひいては漏洩量の計測を自動的に行うことが
できる。更に、請求項２に記載の本発明のように、透明
シリンダを採用すると共に、円錐状反射板を設けた場合
には、人間による目視の計測も補完的に行われ、自動計
測の結果も確認することができると共に、透明シリンダ
中の水面で反射せずに透過した超音波は、円錐状反射板
によって反射されて放散され、超音波センサに戻らない
から、ノイズも少なく、計測精度も極めて高いものとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による漏洩量計測装置の好適な実施例
を示す全体構造図である。

【図２】 （ａ）は従来の試験設備の一部を示す概念
図、（ｂ）は同試験設備で用いられる水槽の拡大図であ
る。

【符号の説明】 １１…液体容器、１５…メスシリンダ（透明シリン
ダ）、１５ａ…メスシリンダの開口端、１５ｂ…メスシ
リンダの閉止端、１７…超音波センサ、１８…排気装置
を構成する配管、１９…排気装置を構成する電磁弁、２
１…排気装置を構成する真空ポンプ、２３…接続管、２
３ａ…接続管の一端、２３ｂ…接続管の他端（コネクタ
部）、２５…円錐状反射板、３０…計測制御装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体容器と、該液体容器内の液中に開口
   端が没して倒立支持されるシリンダと、該シリンダの前
   記開口端の部分に一端が開口すると共に他端が被計測空
   間に連通して、漏洩した圧縮性流体を前記透明シリンダ
   内へ導く接続管と、前記シリンダの上部の閉止端に設け
   られた液位検出用超音波センサと、前記シリンダの閉止
   端に隣接して接続された排気装置と、前記超音波センサ
   に電気的に接続した計測制御装置とからなる圧縮性流体
   の漏洩量計測装置。
2. 【請求項２】 液体容器と、該液体容器内の液中に開口
   端が没して倒立支持される透明シリンダと、該透明シリ
   ンダの前記開口端の部分に一端が開口すると共に他端が
   被計測空間に連通して、漏洩した圧縮性流体を前記透明
   シリンダ内へ導く接続管と、前記透明シリンダの上部の
   閉止端に設けられた液位検出用超音波センサと、前記透
   明シリンダの閉止端に隣接して接続された排気装置と、
   前記液体容器の底部に設けられ前記透明シリンダの開口
   端に対向した円錐状反射板と、前記超音波センサに電気
   的に接続した計測制御装置とからなる圧縮性流体の漏洩
   量計測装置。