JPS63256833A - 蒸気又は液体又はこれら両者を満たされる系の漏れ検査方法及び装置 - 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】 〔産業上の利用公告〕 本発明は、蒸気及び／又は液体を満たされる系の漏れ検
査方法に関する。本発明は更にこの方法の実施に適した
装置に関する。

系では、これまで実際には、液体の充満前又は除去扱に
のみ漏れ測定が行なわれる。このような系には例えば冷
却回路、輸送管路、ポンプ系、熱交換器、液体容器、蒸
気タービン等が属する。

ドイツ連邦共和国特許呂願公開第３２３０１４６号明細
四から、漏れのないように閉じられた系へ圧力成体をＦ
ｌｆｌ込み、長時間にわたってこの圧力を４Ｆ持し、測
定器によりこの圧力を監視することによって、閉じた管
路系の漏れを検査することは公知である。圧力低下がな
いと、これは検査された設イ槓に漏れがないことを意味
する。

このような漏れ検査は比較的大ざっばである。

更にこのように検査される設備は、比較的高い検査圧力
に酎えるように設計せねばならない。

最後に運転中の管路系の連続的な漏れ監視は、検査圧力
を常に維持することが必要になるので、一般に不可能で
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の基礎になっている課題は、高感度で連続的に実
施可能な漏れ検査又は漏れ監視が可能となるように、最
初にあげた種類の方法及び装置を具体化することである
。

〔課題を解決するための手段〕

この課題を解決するため本発明によれば、検査ガス例え
ばヘリウムを蒸気及び／又は液体に入れ、なるべく溶解
し、漏れ個所を通り抜ける検査ガスを、検査ガスに反応
し易い検出器により検出する。

〔発明の効果〕

本発明に伴う利点は、特に検査ガスとしてヘリウムを使
用することに関連して、蒸気及び／又は液体をその中に
入れられてなるべく物理（ト）に溶解したヘリウムを収
容する管路系又は他の系のきわめて敏感な漏れ検査又は
漏れ監視が可能なことである。漏れ個所があると、ヘリ
ウムがこの漏れ個所を通り抜け、検査ガスに特りな検出
器なるべく質量４に対して設計された質１．七分析器に
より検出される。

本発明による方法の適当な具体例では、ヘリウムタンク
を少なくとも一時的に液体系に接続する。それによりヘ
リウムが液体に溶解する。

液体系に漏れがない限り、ヘリウムもこの系内にある。

漏れが生ずると、液体がその中に溶解するヘリウムと共
に流出する。ヘリウムの検出は、液体系の漏れを検査又
は監視すべき範囲を漏れ検出器で検査することによって
、漏れ検出器により行なうことができる。しかし液体系
の漏れを検査すべき範囲が閉じた空間例えば室内にあり
、検査ガスに特有な検出器を持つ公知の漏れ検査装置が
この室に接続されていると、特に何利である。この方法
による漏れ検査は高感度なので、系の液体の表面張力の
ため液体がまだ流出しない鹸のきわめて小さい漏れ個所
も検出可能である。この程度の漏れ個所では、ヘリウム
がこの漏れ個所を通り抜けて検出可能である。

本発明による方法の別の変形例では、液体系の漏れを検
査すべき範囲が外部からヘリウムを入れられる。漏れが
あると、ヘリウムは漏れ個所を通って液体へ入り、そこ
で溶解する。ヘリウム透過膜を介して液体系に接続され
ている公知の漏れ検出器により、膜を通って拡散するヘ
リウムが検出される。液体系の該当範囲への検査ガスの
供給は吹付けにより行なうことができる。別の可能性は
、液体系の該当範囲を、充分な濃度のヘリウムを収容す
る閉じた空間例えば室内に設けることである。

〔実施例〕

本発明のそれ以上の利点と詳細を、第１図ないし第８図
に示した実施例に基いて説明する、っ第１図ないし第４
図に示すように液体が循環する管路系ｌは、管コイル２
、供給装置３例えば冷却回路では冷凍機、及び接続管路
４，５を含んでいる。

第１図及び第２図による実施例では、接続管路４．５に
検査ガスタンク（圧縮ガスびん）６が弁７を介して接続
されている。弁７が開くと、検査ガスなるべくヘリウム
が管路系１の液体に溶解する。管路系１に漏れがあると
、漏れ個所が小さくて、表面張力のため液体自体が流出
しなくても、ヘリウムが流出する。漏れの検出は、漏れ
の疑いのある範囲を探査子８により探す（第１図）こと
によって、行なうことができる。

探査子８は管路９を介して検査ガスに特有な検出器１１
に接続されている。検査ガスとしてヘリウムを用いると
、この検出器は質ｆｉｆ分析器として構成するのがよい
。検査ガス検出器１１はブロックとしてのみ示されてい
る。これは別の供給装置（頁空ポンプ、コールドトラッ
プ、弁等）を含む漏れ塗出装置の溝底部分である。

第２図による実施例と第１図による実施例とは、管路系
１１この場合管コイル２の該当範囲が閉じた空間即ち至
１０内に設けられているという点で相迎している。この
室１０には検査ガスに特有な検出器ＩＩ又は漏れ検出器
が管路１３を介して接続されている。こうして構成され
る管路系では、管コイル２の漏れの連続監視が可叩であ
る。

検査ガスタンク６を管路系ｌに接続する弁７は減圧弁と
して構成するのがよい。それにより一方では管路系ｌに
タンク６の全圧力を作用させる必要がないようにでき、
他方では適当な圧力測定器によりタンク６内の検査ガス
の存在を監視することができる。なお連続監視の際弁７
を常に開いておく必要はない。重要なことは、充分なｍ
の検査ガスが管路系ｌの液体に溶解していることである
。管路系に漏れがない限り、溶解した検査ガスは液体中
に留まる。

第３図及び第４図による実施例では、検査ガスに待合な
検出器１１又は漏れ検出器は、膜分離器１４を介して管
路系ｌに接続されている。

第１図及び第２図による実施例とは異なり、場合によっ
ては存在する漏れ個所を通る検査ガスの流出が監視され
るのではなく、漏れ個所を通って液体への検査ガス流入
が監視される。このため管路系ｌの６ｄれを検査すべき
範囲が検査ガスを周りに流される。第３図による実施例
では、管路１６を介して検査ガスタンク１７に接続され
ている吹付はノズル１５により検査が行なわれる。第４
図による実施例では、該当範囲、ここでは管コイル２が
閉じた空間即ち室１２内に設けられている。弁１９を持
つ管路１８を介して、検査ガスが室１２へ入れられる。

第５図は、検査ガスに特有な検出器１１を管路系ｌに接
続する膜分離器１４の実施例を示している。この膜分離
器は端面にフランジ２２及び２３を備えた管路部分２１
を含んでいる。フランジ２２には検査ガスに特有な検出
器１１が接続されている。

管路要素２４は例えば管路系の管路５に挿入されている
。この管路要素２４の端面には管路部分２１のフランジ
２３がねじ止めされている。

フランジ２３と管路要素２４との間には、なるべく銅か
ら成る２つの環２５及び２６が設けられ、これらの環の
間に膜２７が締付けられている。

それにより管路要素２４の端面と膜２７との間には空間
２８が生ずる。管路要素２４に終る管路５の部分は穴３
］１３２及び３３．３４に続き、これらの部分がそれぞ
れ空間２８に通じている。それにより管路５を通って空
間２８に流れる液体は、膜２７に対してほぼ平行に導か
れる。

膜２７は選ばれた検査ガスに対して透過性であるが、管
路５を流れる液体に対しては実質的に不透過性である。

検査ガスがヘリウムであると、ＦＥＰ−四弗化炭素から
成る約１／１０ｍｍ厚さの箔が膜として選ばれる。場合
によっては管路５を流れる液体に溶解しているヘリウム
は膜２７を通り抜けることができ、接続される検査ガス
検出器又は漏れ検出器装置により反応されるが、検出器
は液体により危険にさらされることがない。

第６図は本発明が適用される凍結乾燥装置を示している
。凍結乾燥装置４１は凍結乾燥すべき製品の容器用の載
置板４３を持つ室４２から成っている。このような凍結
乾燥装置の載置板４３は、過程を促進するため凍結乾燥
すべき製品に熱を供給せねばならないため、通常は加熱
可能である。１１２板４３はしばしば冷却可能でもある
ので、凍結乾熾前に必要な凍結も同様に室４２内で行な
うことができる。

二重壁として構成されている載置板４３の温度調節は冷
−熱供給装置４４により行なわれる。

この供給装置４４から２つの管路４５及び４６が凍結乾
燥室４２へ入り込んでいる。載置板４３自体は互いに並
列に可撓管路４７及び４８を介して管路４７及び４８に
接続されているので、熱伝達に役立つ液体（シリコーン
油又は塩水）は、載置板４３と供給装置４４と管路４５
．４６とから成る管路系を循環して流れる。

凍結乾Ｑ室４２には管路５】を介して排気装置５２が接
続されている。この排気装置は、凝縮器室５３内にあっ
て冷却される管コイル５４と室５３に８８される真空ポ
ンプ５５とを含んでいる。

凝縮器室５３にある管コイル５４への供給のために、管
路５７及び５８を介して管コイル５４に接続される冷凍
機５６が役立つ。

凍結乾燥方法は薬剤の製造の際好んで使用される。１回
分の装入ｉｄは非常に多いことがある。

従って特に加熱又は冷却媒体用管路系の漏れにより生ず
る可能性のある装入物を汚第から保護することが特に重
要である。液体系の漏れの際特に汚染の生ずる可能性が
ある範囲を常に漏れについて監視できるようにするため
、次の手段がとられている。即ち管路４５及び５８が、
第１図及び第２図による実施例におけるように、弁７を
介して検査ガスタンク６なるべく圧力のかかったヘリウ
ムを収容する容器に接続されている。検査ガスの貯蔵１
１（を監視するため、圧力測定器も、投げられている。

検査ガスタンクのこの接続は、ヘリウムが管路系内にあ
る散体に溶解するのを可能にする。凍結乾燥室４２には
史に検査ガスに反応し易い検出器ＩＩが接続されている
。管路系の危険な範囲即ち室４２内又は凝縮器室５３内
に漏れがおこると、ヘリウムが流出して検査ガスに特有
な検出１１１１へ達する。

検査ガス検出器１１を嘆分怨器１４を介して凍結乾燥装
置の管路系に接続することも可能である。その前提条件
は、凍結乾燥過程が検査ガス５＋Ｆ囲気中で行なわれる
ことである。

第７図には熱交換器６１の実施例が概略的に示されてい
る。この熱交換器は、管コイル６３を中に設けられたハ
ウジング６２を含んでいる。

管コイル６３はハウジング６２から引出される管路６４
及び６５を介して供給装置６６に接続されて、例えば−
次回路Ｉを形成している。二次回路ＩＴはハウジング６
２の内部と負荷６９へ通ずる管路６７及び６８とにより
形成される。

−次回路■及び二次回路ｒｒの媒体が近接して導かれて
いる範囲の所で熱交換器６１に漏れがないかどうか監視
できるようにするため、両回路の一方、図示した実施例
では二次回路ｒｒが、弁７を介して検査ガスタンク６に
接続されている。それにより検査ガスが二次回路ＴＩの
液体に溶解する。管コイル６３に漏れがあると、検査ガ
スなるべくヘリウムが一次回路■へ達する。−次回路Ｉ
には、再び膜分照器１４を介して検査ガスに特有な検出
器又は漏れ検出器１１が接続されている。ヘリウムが反
応する場合、管コイル６３に漏れがある。

図示した実施例では、更に熱交換器ハウジング６２を外
部から漏れについて探すことができる。これは管路９を
介して同様に漏れ検出器１１に接続されている探査子８
により行なわれる。

場合によってはハウジング６２に存在する漏れ個所を通
ってヘリウムが流出し、探査子８に反応することができ
る。

第８図には蒸気タービン７２のハウジング７１が概略的
に示されている。ハウジング７１には凝縮器７３が接続
され、この凝縮器に真空ポンプ７４が接続されている。

凝縮器７３内には冷却コイル７５があり、このコイルに
おいて蒸気が凝縮する。凝縮液は管路７６を介して流出
せしめられる。

運転中に蒸気タービンのハウジング７１の漏れを検査す
るために、漏れの疑いのある個所に検査ガスとしてのヘ
リウムが吹付けられる。漏れ個所があると、ヘリウムＱ
ｌｌｅが蒸気タービンの蒸気へ入る。検査ガスが蒸気と
共に凝縮′８７３に達する。そこで検査ガスは凝縮液に
接触して、その中に溶解する。従って漏れがあると、凝
縮液がヘリウムを含み、その中で検出可能である。

凝縮液の量が比較的多いので、膜分照器１４−゛。

のために送りポンプ７８を持つ側路７７を設けるのがよ
い。検出器１１により凝縮液中のヘリウムの検出が行な
われる。

第８図に示す蒸気タービンの実施例では、検査ガスタン
ク６が弁７を介してコイル回路に接続されていると、更
に運転中に凝縮器コイル７５の漏れを検査又は監視する
ことができる。冷却回路の冷却媒体中に含まれる検査ガ
スなるべくヘリウムは、凝縮器コイル７５に漏れのある
場合、凝縮液中に達し、膜分離器１４及び検出器１１に
より検出可能である。

本発明の重要な利点は、液体を満たされる系の敏感なヘ
リウム漏れ検出が所望の場合直接実施可能なことである
。液体に溶解したヘリウムの量が膜分離器１４を通るヘ
リウムの通過量より多いものと仮定すれば、溶解したヘ
リウムの濃度はほとんど平衡状態で求めることができる
。

重要なことは、検査ガス又はヘリウムの不足がおこらな
いように、膜２７に沿って常に流れがあることである。

液体の物理的性質（溶解度、温度等）及び膜２７の性質
から、漏れの大きさが計算される。

どんな方法で漏れ監視を行なうかに応じて、１０　’　
ｍ　ｂａｒ　Ｉ／　ｓ程度の感度が得られる。その際液
体中に存在するヘリウムの濃度が重要である。

液体系にヘリウムタンクが接続されて、ヘリウムがこの
液体中に飽和するまで溶解しているような方法において
、最大感度が得られる。上述した程度の漏れ個所を通っ
て液体は一般に流出できないので、液体自体が流出する
前に、液体の漏れ個所を検出することができる。

蒸気系又は液体系の通常運転中に、連続漏れ検出が可能
であるため、保守時間が少なくなり、系の利用度が高ま
り、故障の場合時間と費用が節約される。若干の漏れ例
えば冷間漏れ又は圧力条件下の漏れは、系の乾いた状態
では従来の方法により検出不能である。本発明による方
法によって、このような漏れは今や運転中に検出可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、管路系に検査ガスタンクが接続さ
れて場合によっては存在する漏れ個所からの検査ガスの
流出に検出器が反応する管路系の概略接続図、第３図及
び第４図は検査ガス検出器が管路系に接続されて場合に
よっては存在する漏れ個所への検査ガスの流入に検出器
が反応する管路系の接続図、第５図は膜分＃−器の実腔
例のｅ面図、第６図は本発明を使用した凍結乾燥装際の
接続（支）、第７図は本発明を使用した熱交換器の接続
図、第８図は蒸気タービンの接続図である。 １・・・管路系、６・・・検査ガスタンク、１１・・・
検査ガスに反応し易い検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　検査ガスを液体に溶解し、漏れ個所を通り抜ける検
   査ガスを検査ガスに反応し易い検出器（１１）により検
   出することを特徴とする、蒸気又は液体又はこれら両者
   を満たされる系の漏れ検査方法。 ２　検査ガスを蒸気又は液体又はこれら両者に溶解して
   あることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ３　検査ガスタンク（６）を少なくとも一時的に蒸気又
   は液体の系に接続し、漏れを検査すべき系の範囲を室（
   １０、４２）内に設け、検査ガスに反応し易い検出器（
   １１）をこの室に接続することを特徴とする、請求項１
   又は２に記載の方法。 ４　検査ガスタンク（６）を少なくとも一時的に液体系
   に接続し、漏れを検査すべき系の範囲を、検査ガスに反
   応し易い検出器が接続される漏れ探査子（８）により探
   すことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。 ５　蒸気又は液体を導く系の漏れを検査すべき範囲に外
   部からヘリウムを入れ、漏れ個所を通つて蒸気又は液体
   へ入り込むヘリウムを、ヘリウムを透過するが液体を透
   過しない膜 （２７）を持つ膜分離器（１４）により分離し、検査ガ
   スに反応し易い検出器（１１）により検出することを特
   徴とする、請求項１又は２に記載の方法。 ６　蒸気又は液体の系の漏れを検査すべき範囲にヘリウ
   ムを吹付けることを特徴とする、請求項５に記載の方法
   。 ７　蒸気又は液体の系の漏れを検査すべき範囲を、ヘリ
   ウムを収容する閉じた室（１２）内に設けることを特徴
   とする、請求項５に記載の方法。 ８　液体に検査ガスを溶解するため検査ガスタンク（６
   ）が液体系に接続され、漏れ個所から流出する検査ガス
   を検出する検出器（１１）が設けられていることを特徴
   とする、蒸気又は液体を満たされる系の漏れ検査装置。 ９　液体系の漏れを検査すべき範囲が室（１０）内にあ
   り、この室に検出器（１１）が接続されていることを特
   徴とする、請求項８に記載の装置。 １０　検査ガスタンク（６）が減圧弁（７）を介して管
   路系に接続されていることを特徴とする、請求項７又は
   ８に記載の装置。 １１　液体系に、検査ガスを透過する膜（２７）を持つ
   膜分離器（１４）を介して、検査ガス検出器（１１）が
   接続されていることを特徴とする、液体を満たされる系
   の漏れ検査装置。 １２　液体系の漏れを検査すべき範囲が、検査ガスを収
   容する室（１２）内に設けられていることを特徴とする
   、請求項１１に記載の装置。 １３　膜分離器（１４）が、管路系の液体を流される空
   間（２８）を持ち、この空間が、検査ガスを透過するが
   液体を透過しない膜（２７）により形成される壁範囲を
   持つていることを特徴とする、請求項１１又は１２に記
   載の装置。 １４　凍結乾燥室と二重壁載置板とこれら載置板の温度
   調節用管路系とを有するものにおいて、管路系が凍結乾
   燥室（４２）外で検査ガスタンク（６）に接続され、凍
   結乾燥室（４２）が検査ガスに特有な検出器（１１）に
   接続されていることを特徴とする、凍結乾燥装置。 １５　冷却液体を導く管路系を持つ凝縮器（５２）が設
   けられ、この管路系も検査ガスタンク （６）に接続されていることを特徴とする、請求項１４
   に記載の凍結乾燥装置。 １６　凍結乾燥室と温度調節に役立つ管路系とを有する
   ものにおいて、凍結乾燥室（４２）外で管路系に、検査
   ガスに反応し易い検出器 （１１）が接続され、凍結乾燥室内に検査ガス雰囲気が
   維持されることを特徴とする、凍結乾燥装置。 １７　ハウジングと一次回路と二次回路とを有するもの
   において、両回路の一方に検査ガスタンク（６）が接続
   され、他方に検査ガスに反応し易い検出器（１１）が膜
   分離器（１４）を介して接続されていることを特徴とす
   る、熱交換器。 １８　ハウジング（７１）と凝縮器（７３）と凝縮液流
   出管路（７６）とを有するものにおいて、流出管路（７
   ６）が検査ガスを分離する膜分離器（１４）に接続され
   ていることを特徴とする、蒸気タービン。 １９　膜分離器（１４）が側路（７７）中に設けられて
   いることを特徴とする、請求項１８に記載の蒸気タービ
   ン。 ２０　冷却コイル（７５）の冷却回路に検査ガスタンク
   （６）が接続されていることを特徴とする、請求項１８
   又は１９に記載の蒸気タービン。 ２１　蒸気タービン（７２）のハウジング（７１）に検
   査ガスを吹付け、場合によつては漏れ個所を通つて凝縮
   液へ入り込む検査ガスを検出することを特徴とする、蒸
   気タービンのハウジングの漏れ検査方法。 ２２　検査ガスとしてヘリウムを使用することを特徴と
   する、請求項１ないし２１に記載の方法又は装置。 ２３　蒸気又は液体又はこれら両者を満たされる系の漏
   れ検査方法又は装置。