特開 2023-1971 バルブの漏洩検知装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023001971

(43)【公開日】2023-01-10

(54)【発明の名称】バルブの漏洩検知装置および方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/26 20060101AFI20221227BHJP

   G01M 3/04 20060101ALI20221227BHJP

【ＦＩ】

G01M3/26 R

G01M3/04 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021102914

(22)【出願日】2021-06-22

(71)【出願人】

【識別番号】000143972

【氏名又は名称】株式会社ササクラ

(74)【代理人】

【識別番号】110001597

【氏名又は名称】特許業務法人アローレインターナショナル

(72)【発明者】

【氏名】山田 裕介

【テーマコード（参考）】

2G067

【Ｆターム（参考）】

2G067AA37

2G067BB02

2G067BB07

2G067BB14

2G067BB22

2G067CC04

2G067DD02

(57)【要約】

【課題】 電力を必要とすることなく、バルブのグランド部からの漏洩ガスを容易に検知することができるバルブの漏洩検知装置を提供する。
【解決手段】 バルブ５０のグランド部５４からの流体の漏洩を検知する装置であって、グランド部５４からの漏洩流体を導くリーク流路１０と、リーク流路１０に接続されたパイロット式切換弁２０と、リーク流路１０から分岐してパイロット式切換弁２０にパイロット圧を導くパイロット流路３０と、リーク流路１０にパイロット式切換弁２０を介して接続される排出流路４０とを備え、パイロット式切換弁２０は、パイロット圧が設定圧力以上になると、リーク流路１０を排出流路４０に連通する一方、パイロット圧が設定圧力未満になると、リーク流路１０を排出流路４０から遮断するバルブの漏洩検知装置１である。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バルブのグランド部からの流体の漏洩を検知する装置であって、
前記グランド部からの漏洩流体を導くリーク流路と、
前記リーク流路に接続されたパイロット式切換弁と、
前記リーク流路から分岐して前記パイロット式切換弁にパイロット圧を導くパイロット流路と、
前記リーク流路に前記パイロット式切換弁を介して接続される排出流路とを備え、
前記パイロット式切換弁は、前記パイロット圧が設定圧力以上になると、前記リーク流路を前記排出流路に連通する一方、前記パイロット圧が設定圧力未満になると、前記リーク流路を前記排出流路から遮断するバルブの漏洩検知装置。

【請求項2】

前記パイロット圧を検出する圧力検出部を更に備える請求項１に記載のバルブの漏洩検知装置。

【請求項3】

前記パイロット流路に絞り弁が設けられている請求項１または２に記載のバルブの漏洩検知装置。

【請求項4】

前記排出流路に逆止弁が設けられている請求項１から３のいずれかに記載のバルブの漏洩検知装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれかに記載のバルブの漏洩検知装置を用いたバルブの漏洩検知方法であって、
前記バルブは、低温流体が通過する内管と前記内管を覆う外管との間に真空層が形成された真空二重配管に接続されており、
前記排出流路を前記真空層に接続して、前記内管を通過する低温流体の漏洩を検知するバルブの漏洩検知方法。

【請求項6】

前記低温流体は液化水素である請求項５に記載のバルブの漏洩検知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バルブの漏洩検知装置および方法に関し、より詳しくは、バルブのグランド部からの漏洩を検知するバルブの漏洩検知装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

バルブのグランド部からの漏洩ガスを検知するため、バルブにキリ穴を形成して、当該キリ穴から大気に放出される漏洩ガスを検知器などで確認することが従来から行われている。ところが、この漏洩検知方法は、大気開放が問題になるおそれがある漏洩ガス（例えば水素）の場合には、採用が困難である。

【0003】

グランド部からのグランドリークを検知する方法として、特許文献１には、原子炉格納容器内の弁のグランド部から漏洩流体が導かれるリークオフラインに電磁弁および圧力トランスミッタを設けて、電磁弁を閉じた状態で圧力値が設定値を超えると、警報が出力されることが記載されている。漏洩検知後は、電磁弁操作スイッチの操作により電磁弁を開放し、漏洩流体をＬＣＷサンプに案内して処理することで、漏洩流体の大気への放出が防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平２－１３６７９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の特許文献１の漏洩検知方法は、リークオフライン内の圧力上昇により警報を出力することで、流体温度に依存しない漏洩検知が可能とされているが、漏洩検知後は、電磁弁を開いて圧力を逃がした後に電磁弁を再び閉じる必要があるため、このような電磁弁操作スイッチの操作が煩雑になるという問題があった。また、電磁弁を作動させる電力が必要になるため、設置場所の制約を受けるおそれがあった。

【0006】

そこで、本発明は、電力を必要とすることなく、バルブのグランド部からの漏洩ガスを容易に検知することができるバルブの漏洩検知装置および方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の前記目的は、バルブのグランド部からの流体の漏洩を検知する装置であって、前記グランド部からの漏洩流体を導くリーク流路と、前記リーク流路に接続されたパイロット式切換弁と、前記リーク流路から分岐して前記パイロット式切換弁にパイロット圧を導くパイロット流路と、前記リーク流路に前記パイロット式切換弁を介して接続される排出流路とを備え、前記パイロット式切換弁は、前記パイロット圧が設定圧力以上になると、前記リーク流路を前記排出流路に連通する一方、前記パイロット圧が設定圧力未満になると、前記リーク流路を前記排出流路から遮断するバルブの漏洩検知装置により達成される。

【0008】

このバルブの漏洩検知装置は、前記パイロット圧を検出する圧力検出部を更に備えることが好ましい。

【0009】

前記パイロット流路には、絞り弁が設けられていることが好ましい。

【0010】

前記排出流路には、逆止弁が設けられていることが好ましい。

【0011】

また、本発明の前記目的は、上記のバルブの漏洩検知装置を用いたバルブの漏洩検知方法であって、前記バルブは、低温流体が通過する内管と前記内管を覆う外管との間に真空層が形成された真空二重配管に接続されており、前記排出流路を前記真空層に接続して、前記内管を通過する低温流体の漏洩を検知するバルブの漏洩検知方法により達成される。前記低温流体は、液化水素を例示することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、電力を必要とすることなく、バルブのグランド部からの漏洩ガスを容易に検知することができるバルブの漏洩検知装置および方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係るバルブの漏洩検知装置の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るバルブの漏洩検知装置の概略構成図である。図１に示すバルブの漏洩検知装置（以下、単に「漏洩検知装置」という）１は、真空二重配管１００に接続されたバルブ５０のグランドリークを検知するものである。

【0015】

真空二重配管１００は、ステンレス等の金属材料からなる内菅１０１および外管１０２を備えており、内管１０１の内部を、液化水素、液化アンモニア、液化ヘリウム、液化窒素、液化酸素等の低温流体が矢示Ｆ方向に通過する。

【0016】

外管１０２は、内管１０１を覆うように内管１０１と同心状に配置されており、内管１０１と外管１０２との間に真空層１０３が形成されている。真空層１０３は、真空ポンプ（図示せず）による真空引きが行われて、内管１０１を真空断熱する。

【0017】

バルブ５０は、弁箱５１と、弁箱５１内に配置された弁体５２と、弁体５２を回動自在に支持する弁軸５３とを備えている。弁箱５１の上流側および下流側は、内管１０１の上流側部分および下流側部分に対してボルト・ナット等の締結具で気密にフランジ結合されており、弁体５２を弁軸５３まわりに回転させることで、内管１０１の流路を開閉することができる。

【0018】

本実施形態の漏洩検知装置１は、上記のバルブ５０におけるグランド部５４からの漏洩流体を導くリーク流路１０と、リーク流路１０に接続されたパイロット式切換弁２０と、リーク流路１０から分岐してパイロット式切換弁２０にパイロット圧を導くパイロット流路３０と、リーク流路１０にパイロット式切換弁２０を介して接続される排出流路４０とを備えている。リーク流路１０、パイロット流路３０および排出流路４０は、例えば配管により構成される。

【0019】

パイロット式切換弁２０は、受圧室にパイロットエアが供給されることにより作動する３ポート式のパイロット弁であり、パイロット流路３０から受圧室に導かれるパイロット圧が設定圧力未満の場合には、ばね２１の付勢力によってリーク流路１０を排出流路４０から遮断する一方、パイロット圧が設定圧力以上の場合には、ばね２１の付勢力に抗して弁体が移動し、リーク流路１０が排出流路４０に連通される。

【0020】

パイロット流路３０には、オリフィス３１が設けられており、オリフィス３１のオリフィス効果により、リーク流路１０が排出流路４０に連通されたときのパイロット圧の急激な低下が抑制される。また、パイロット流路３０におけるオリフィス３１とパイロット式切換弁２０との間には、パイロット圧を検出する圧力検出部としての圧力計３２が設けられている。

【0021】

排出流路４０は、先端が外管１０２の連結孔１０２ａに連結されて、真空層１０３に接続されている。排出流路４０には分岐流路４１が接続されており、分岐流路４１の先端で、排出流路４０に導かれた漏洩流体を他の捕集設備等により捕集することができる。分岐流路４１による漏洩流体の分岐は、開閉弁４２，４３の操作により行うことができる。また、排出流路４０には逆止弁４４が設けられており、排出流路４０からリーク流路１０への漏洩流体の逆流が防止される。

【0022】

次に、上記の構成を備える漏洩検知装置１の作動を説明する。真空二重配管１００の内管１０１を通過する低温流体がバルブ５０のグランド部５４から漏洩して、漏洩流体がリーク流路１０に導かれると、リーク流路１０は排出流路４０から遮断されているため、パイロット式切換弁２０の受圧室に作用するパイロット圧が上昇する。このパイロット圧は圧力計３２で検出されるため、この検出値からグランドリークの有無を判別することができる。

【0023】

パイロット圧がパイロット式切換弁２０の設定圧力以上になると、リーク流路１０が排出流路４０に連通されて、漏洩流体が排出流路４０に導かれる。これにより、リーク流路１０内で加圧された漏洩流体が解放されて、パイロット圧がパイロット式切換弁２０の設定圧力未満に低下し、リーク流路１０は排出流路４０から再び遮断される。パイロット流路３０に設けられたオリフィス３１により、パイロット圧の低下が緩やかなものとなるため、パイロット圧の変化に伴うパイロット式切換弁２０の切換動作の繰り返しを防止することができ、リーク流路１０を排出流路４０から確実に遮断することができる。パイロット式切換弁２０の設定圧力は、圧力計３２の検出値に基づき適宜調整することができる。

【0024】

このように、本実施形態の漏洩検知装置１は、リーク流路１０に導かれた漏洩流体の圧力により、漏洩の状況を容易且つ正確に検知することができると共に、漏洩を検知した後は、パイロット式切換弁２０が自動的に復旧して、電力を要することなく再び漏洩検知が可能な状態になる。

【0025】

漏洩検知装置１を用いた漏洩検知方法は、真空二重配管１００に接続されたバルブ５０だけでなく、例えば、空調設備、蒸気タービン、発電プラント等、種々のバルブに対するグランドリークの検知に適用可能であるが、本実施形態のように真空二重配管１００のバルブ５０に適用する場合には、排出流路４０を真空層３０に接続することで、新たな設備を要することなく漏洩流体の大気開放を容易に抑制することができる。このことは、内管１０１を流れる低温流体が、液体水素などのように大気開放が問題になるおそれがある流体の場合に、特に効果的である。

【0026】

本実施形態の排出流路４０は、分岐流路４１を設けることにより、真空層３０または他の捕集設備により選択的に捕集可能としているが、いずれか一方のみで捕集されるように構成してもよい。排出流路４０が真空層３０のみに接続される場合には、排出流路４０の先端側が常時負圧に維持されるため、逆止弁４４を設けることなく漏洩流体の逆流を確実に防止することができる。なお、排出流路４０に導かれる漏洩流体の種類によっては、捕集せずに大気に開放することもできる。

【0027】

漏洩検知装置１による漏洩検知は、圧力計３２の検出に基づいて行う代わりに、パイロット式切換弁２０の切換動作の検出に基づいて行うこともできる。パイロット式切換弁２０の切換動作の検出は、例えば、パイロット式切換弁２０に磁気センサ等を設けて、弁の切換動作を直接検出する他、排出流路４０の温度や圧力等の変化を検出して行うこともできる。

【符号の説明】

【0028】

１ バルブの漏洩検知装置
１０ リーク流路
２０ パイロット式切換弁
３０ パイロット流路
３１ 絞り弁
３２ 圧力計（圧力検出部）
４０ 排出流路
４４ 逆止弁
５０ バルブ
５４ グランド部
１００ 真空二重配管
１０１ 内管
１０２ 外管
１０３ 真空層

【図1】