JPS6073329A - 洩れ検出器および洩れ検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は洩れの検出に関するものでおシ、とくに、表面
から洩れる信号ガスを検出するための方法と装置に関す
るものである。その表面としては原動機付車両の車体と
することができ、しかもその表面で囲まれている内部が
、ヘリウムと空気の混合気によシ構成された信号ガスに
よシ周囲よシ高い圧力に加圧されている。洩れ検出はド
アのシールと窓のシール、および車体を構成している材
料の薄板の間の接合部に集中すなわち限定できる。

〔発明の背景〕

検出器は洩れから直接出る信号に応答するが、大気中に
存在したシ、その時点では走査していない車体部分の洩
れから生ずることがある信号ガスの偽の集中には応答し
ないととが重要である。信号ガスが検出された時の検出
器ヘッドの位置は洩れの位置を表す。

たとえば、未決の英国特許出願Ｎｎ　８３０１４０７（
公告１ｍ　２１３３８９２）には、ガス標本人口を囲む
環状開口部を設けることが提案されている。その環状開
口部を通してバリヤガスを導いてガスのカーテンを作シ
、表面の洩れ部分から直接出てきた信号ガス以外の信号
ガスから、ガス標本人口を保護するようになっている。

空気は便利なバリヤガスである。この明細書を通じて、
信号ガスに関しては中性的に振りい、信号ガスの検出を
妨けないガスを指すためにバリヤガスという用語を一般
的に用いることにする。バリヤガスが空気で、信号ガス
が空気とヘリウムの混合気である場合には、検出器が空
気中に通常存在するヘリウムのレベルには応答しないよ
うに検出器はセットされる。

〔発明の概要〕

本発明の特徴の１つによれば、表面を通って逃げた信号
ガスを検出するために、その表面を走査するための検出
ヘッドであって、標本人口と、この入口を囲む環状開口
部と、入口の周囲にガスのカーテンを設けるために環状
開口部を通るバリヤガスを導くだめの手段と、環状開口
部の周囲からぞれの外部まで隔てられる複数のオリアイ
スと、オリフィスを通るバリヤガスを導くための手段と
を有するヘッドを備えた洩れ検出器が得られる。

オリフィスはなるべく外側へ向って曲げる。ジェット内
のガスの速度は、カーテン内のガス速度よυもなるべく
高くする。

オリフィスは、入口を囲む環状チャンバの壁に設けるこ
とができる。

本発明の第２の特徴によれば、信号ガスが表面の洩れ部
を通るように表面の一方の側を信号ガスで加圧する過程
と、標本人口を含んでいる信号ガス検出ヘッドで表面の
他方の側を走査する過程と、表面へ向って流れるバリヤ
ガスカーテンで入口を囲む過程と、カーテンを囲んでお
ル、かつ表面へ向けられる複数のガスジェットによシカ
−テンを保護する過程とを備える表面を通る洩れを検出
する方法が得られる。

ジェットは、なるべく外側へ曲げる。ジェットからのガ
スの速度は、カーテン中のガス速度よりなるべく高くす
る。ジェット中の平均空気速度は、バリヤ中の平均空気
速度の１〜１０倍にできる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

バリヤガスのカーテン１が、検出器ヘッドの端部のガス
標本人口２を囲む。ガス標本人口２は、通路３および４
の中を通る柔軟なホース７によシ、信号ガスの検出装置
に連結される。検出器ヘッドは、洩れの存在を検出する
ために、表面Ｓを走査するように第１ｑ成される。表面
Ｓの（図における）下側は、信号ガスが表面の洩れ部を
通るように、信号ガスで加圧される。バリヤガスは空気
であシ、信号ガスは少量のヘリウムが添加されている空
気である。ヘリウムを検出するために、検出装置として
買置分析計が使用される。もちろん、別の信号ガスとバ
リヤガスも使用できる。

図示の洩れ検出器はボデー５を有し、とのボデー５にス
リーブ６が固定される。ボデー５の頂部は、端板８によ
シ閉じられる。通路４を形成する管９と端板８は一体で
ある。

スリーブ６には正方形の溝１０が切られる。その溝１０
はスリーブの全周にわたって延び、第１の現状室１１を
形成する。

現状通路１５を経て第１の現状室１１に通ずる周縁オリ
フィス１４を形成するために、スリーブ６０頂部とボデ
ー５の近くの表面との間の距離は、スリーブの接触する
表面１２とボデーの接触する表面１３とによシ慎重に制
御される。

バリヤガスは、ボデーに互いに直角にあけられた穴１６
．１７によシ、第１の環状室１１へ供給される。それら
の穴のうちの４個がボデーの周囲に等間隔で配置され、
ボデーの頂面に第２の環状室１８を画成する正方形断面
の溝に通ずる。入口１９は、圧縮ガス源に連結される。

オリフィス１４と、バリヤガスがオリフィス１４に到達
するまでに通らねばならない曲った経路との目的は、オ
リフィス１４から出たバリヤガスが、環状ダクト２１の
全周にわたって等しい質量流量で環状ダクト２１に入る
ようにすることである。

バリヤガスは、第２の環状室１８から環状オリフィス１
４まで流れるために、穴１６を通シ、そこから直角に曲
って穴１Ｔの中に入シ、それから更に直角に曲って通路
１５に入シ、その後で更に直角に曲ってオリフィス１４
に入らなけれはならないことに気がつくであろう。最後
に、オリフィス１４から出たガス流は、ガス流に垂直な
円筒壁に直接当る。

第２の環状室１８はマニホルドのように機能して、圧力
を穴１６の間に等しく分布させ、第１の環状室１１の入
口ボートまでの全ての点に沿って等しい圧力でバリヤガ
スが送られるようにする。

第１の環状室１１はガス溜として機能し、オリフィス１
４までの入口通路の周囲に空気を等しく分配する助けを
する。

オリフィス１４を通った後で、バリヤガスは環状ダクト
２１の中を降υる。ダクト２１の外壁はスリーブ６によ
シ形成され、ダクト２１の内壁は中空インサート２２に
よシ形成される。ダクト２１は検出器の軸線に関して対
称的である、すなわち、検出器の軸線を中心とする円と
して掃引すると軸線方向に任意の断面のダクトの形状を
形成できる。

ダクト２１の外面は半角が約３０度の円錐台形であυ、
ダクトのこの領域の上の内面は肩部２３を有する。ダク
ト２１の外面の下側は円筒形であシ、この領域の上側で
は、ダクトの内面は半角が約５〜１０度の円錐台形であ
る。ダクトカバーの表面は滑らかである。

ダクト２１の形は、オリフィス１４の直後の流れが乱流
であっても、円形開口部２０からはほぼ層流を生ずるよ
うなものである。層流というのは、開口部２１の周囲の
任意の点におけるカーテンの幅全体にわたる速度分布が
常に正で、カーテンの中心から側方まで徐々に減少する
ようなものを意味する。

等しい質量流量がダクトの周囲からダクトの中に入るか
ら、速度分布もカーテンの全周にわたってほぼ同じであ
る。したがって、カーテンには弱い点すなわち局部的な
乱れはなく、その周囲の強度は等しい。

ダクト２１の直径が部分的に長い領域を形成する肩部２
３は希望の層流を発生するのに重要である。

ダクト２１をテーパー状にすることによシ、層流を生ず
るために必要であるダクトよシも短いダクトを使用でき
るという効果が得られる。

典型的な寸法は次の通シである。すなわち、カーテンの
直径は１００１ｍ、ダクト２１の軸長は１００朋、オリ
フィス１４の幅は０．２５〜１．２５１１１１％　力一
テンの幅は２〜４ｍｍである。表面Ｓからの検出器の動
作高さは２〜２５闘である。

圧縮空気源の圧力は、０，３〜１．３バールとすること
ができる。よシ大きい直径の管の中に空気を流す場合に
は、よシ低い圧力を使用できる。ガス人口２と柔軟なホ
ースとのアセンブリは、補助ポンプ（図示せず）によシ
排気される。こうすることによシ、質量分析計で検出す
るために分析装置中へ送られる信号ガスを、迅速に送る
ことができる。この装置は、１秒間当、９１０−７〜１
０−８ミリバール・リットルの量のヘリウムを検出する
。試験すべき表面Ｓとともに閉じた体積を形成するバリ
ヤガスの作用のために、カーテン１の内部の圧力が、大
気圧より僅かに高いから、補助ポンプなしに結果を得る
ことが可能である。しかし、応答はかなシ遅くたる。

以上説明したように、この検出器は、前記未決の英国特
許出願Ｎｕ　８３０１４０７　（公告Ｎｕ　２１３３８
９２）に記載されているものに対応する。

本発明においては、スリーブ６の下側部分の列局部に、
環状室３１が設けられる。オリフィス３２がバリヤガス
のカーテンを囲み、かつそれらのオリフィスが走査すべ
き表面へ向けられるように、一連のオリフィス３２が設
けられる。隔てられた穴３４を有するバッフル３３によ
シ、入口３０からのガスが環状室３１の周囲に一様に分
布される。

圧力タッピング３５によシ、環状室３１の内部の圧力を
測定できる。オリフィス３２は、外側へ傾けられる。自
動車用としては４５度の傾斜が便利である。オリフィス
３２が、バリヤガスのカーテンを囲む外側へ向けられた
ジェットを形成するように、穴３４からは圧縮空気また
はその他の圧縮バリヤガスが環状室３１に供給される。

それらのジェットは、表面Ｓに当シ、それから表面に沿
って外側へ導かれる。ジェット中の空気速度は、カーテ
ン中の対応する空気速度よ９１０倍まで高い。

ジェットは、表面を横切る走査運動における検出器の動
きによる破壊作用からカーテンを遮へいするように機能
する。それらのジェットは、相対的な空気流によシひき
起されて乱流をひき起し、空気の流れを消費することが
ある不安定さからカーテンを保設する。

オリフィス３２からジェットを形成することによシ、低
くされた速度で安定なカーテン１を維持できる。カーテ
ンの速度が低くなると、カーテン自体とカーテンによシ
囲まれているスペースの間のガスの交換速度が低下し、
それによシ信号ガスのよシ高い集中を維持できるように
する。このようにして非常に僅かな洩れもよシ確実に検
出できる。

オリフィスの傾きが４５度である自動車用の典型的な例
においては、長さ４闘、ピッチが５鰭、直径が２ｍｍの
オリフィスを使用すると便利である。

水柱１〜１２龍の供給圧が適当でちる。よシ一般的には
、オリフィスの直径は１〜５１１１ｍｓ長さは少くとも
直径に等しく、オリフィスの間のピッチは直径の２〜５
倍、あるいは１０倍にもできる。ヘッドの軸に対するオ
リフィスの傾きは１５〜６０度にできる。オリフィスは
２列あるいはそれ以上の列に配列でき、おるいは連続遮
へいを効果的に行うものであればその他の任意のパター
ンで配列できる。ジェット内の空気速度がカーテン内の
空気速度よシ高い、々るべく１〜１０倍、となるように
寸法と圧力を選択すべきである。

ジェットとカーテンが表面に出会った時に、ジェットが
カーテンから離れる向きに曲げられるように、オリフィ
ス３２を外側へ曲げることが好ましいが、表面に達した
カーテンが壊れることを避けるために、ジェットがカー
テンから十分に隔てられている限シは、少くともいくつ
かのジェットをカーテンに平行にすることが可能である
。

シールが不正確にとシつけられていたシ、継目が下手に
溶接又はシールされている場合のような、乗物からの洩
れを検出するために、この検出器を使用でき、この検出
器は、カーテンが安定しているから、非常に適当である
。たとえば、乗物のドアシールを走査してい′る時に、
ドアシールの領域の表面が平らではないから、この検出
器が良く機能するためには、安定なカーテンが実際に必
要であることが明らかであろう。ここで説明している検
出ヘッドはそれの軸を試貌すべきボデーに対して直角に
する必要はなく、検出ヘッドが動かされる時にカーテン
が安定である任意の角度で使用できる仁とが見出されて
いる。ボデーに局部的なくぼみ、たとえばボデー上のめ
くら溝、があっても、それがカーテンの下側にあればカ
ーテンは有効々ままである。この洩れ検出器は、それに
沿って洩れを検出できる乗物の周囲のある経路をたどる
ようにプログラムされているロボットアームにヘッドと
して装着できる。オリフィス３２からのジェットを設け
ることによル、カーテンの安定度を高め、よυ迅速かつ
正確に走査を行える。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の洩れ検出器の検出ヘッドの線図的横断面
図である。 ２・・・・標本人口、３，４・・・・通路、６・・・・
スリーブ、８・・・一端板、１０・・・・溝、１１・・
・・第１の環状室、１４・・・・オリフィス、１６．１
７・・・ｅ穴、１　Ｂ−＠−・第２の環状室、１９・・
・・入口、２１・・・・ダクト、３１・・・・環状室、
３２・・・・オリフィス、３３・ａｓ・バッフル、３４
・・争・穴。 將許出願人　ピーエル・テクノロジイーリミテッド代理
人　山川政樹（ほか２名） 第１頁の続き ０発　明　者　ピータ−・ニドワー ドφジョージΦマーシ ャル ［相］発　明　者　フランシスのレイモンド　・ノぐイ
ノで− イギリス国つオリツクシア・ストラットフオードオンエ
ーヴオン・サクソン　クローズ・３フ イギリス国ウスターシア・イーヴスハム・セダーウッド
ガーデンズ・５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）表面を通って逃げる信号ガスを検出するためにそ
   の表面を走査するための検出ヘッドを備え、この検出ヘ
   ッドは、標本人口と、この入口の周囲にバリヤガスのカ
   ーテンを形成するために環状開口部を通るバリヤガスを
   導くための手段と、環状開口部の外周部の周囲に隔てら
   れる複数のオリフィスと、カーテンの周囲にガスジェッ
   トを与えるためにバリヤガスをオリフィスを通るように
   導くだめの手段とを備えていることを特徴とする洩れ検
   出器。 （２、特許請求の範囲の第１項記載の洩れ検出器であっ
   て、オリフィスは外側へ傾けられていることを特徴とす
   る洩れ検出器。 （３）特許請求の範囲の第２項に記載の洩れ検出器であ
   って、オリフィスの傾きはヘッドの軸に対して１５〜６
   ０度であることを特徴とする洩れ検出器。 （４）特許請求の範囲の第１〜３項のいずれか１項に記
   載の洩れ検出器であって、ガスジェットの速度はカーテ
   ン内のガスの速度よシ高いことを特徴とする洩れ検出器
   。 （５）特許請求の範囲の第１〜３項のいずれか１項に記
   載の洩れ検出器であって、各オリフィスの直径は１〜５
   ｍｍであることを％徴とする洩れ検出器。 （６）特許請求の範囲の第１〜３項のいずれか１項に記
   載の洩れ検出器であって、各オリフィスの長さはそれの
   直径と少くとも同じであることを特徴とする洩れ検出器
   。 （７）特許請求の範囲の第１〜３項のいずれか１項に記
   載の洩れ検出器であって、隣シ合うオリフィスの中心間
   隔はオリフィスの直径の２〜１０倍である仁とを％徴と
   する洩れ検出器。 （８）特許請求の範囲の第１〜３項のいずれか１項に記
   載の洩れ検出器であって、入口を囲む環状室の壁にオリ
   スイスが設けられることを特徴とする洩れ検出器。 （９）信号ガスが表面の洩れ部を通るように表面の−方
   の側を信号ガスで加圧する過程と、標本人口を含んでい
   る信号ガス検出ヘッドで表面の他方の側を走査する過程
   と、表面へ向って流れるバリヤガスカーテンで入口を囲
   む過程と、カーテンを囲んでおシ、かつ表面へ向けられ
   る複数のガスジェットによシカ−テンを保護する過程と
   を備えることを特徴とする表面を通る洩れを検出する方
   法。 （１０）ｆ￥許請求の範囲の第９項に記載の方法であっ
   て、ジェットは外側へ傾けられていることを特徴とする
   方法。 （１１Ｊ％許請求の範囲の第１０項に記載の方法であっ
   て、ジェット中の平均空気速度はカーテン中の平均空気
   速度の１〜１０倍であることを特徴とする方法。