特表 2024-523207 漏れ検知装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-28

(54)【発明の名称】漏れ検知装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/20 20060101AFI20240621BHJP

【ＦＩ】

G01M3/20 E

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023575566

(86)(22)【出願日】2022-05-24

(85)【翻訳文提出日】2024-02-02

(86)【国際出願番号】 EP2022064017

(87)【国際公開番号】W WO2022263121

(87)【国際公開日】2022-12-22

(31)【優先権主張番号】102021115463.4

(32)【優先日】2021-06-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】500469855

【氏名又は名称】インフィコン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｉｎｆｉｃｏｎ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｂｏｎｎｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ４９８， Ｄ－５０９６８ Ｋｏｅｌｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100142608

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 由佳

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100150566

【弁理士】

【氏名又は名称】谷口 洋樹

(74)【代理人】

【識別番号】100213470

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100220489

【弁理士】

【氏名又は名称】笹沼 崇

(74)【代理人】

【識別番号】100225026

【弁理士】

【氏名又は名称】古後 亜紀

(74)【代理人】

【識別番号】100230248

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 圭二

(72)【発明者】

【氏名】ヴェツィヒ・ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】ライスマン・マクシミリアン

(72)【発明者】

【氏名】プシャラ－ケーニッヒ・ヨッヘン

(72)【発明者】

【氏名】グレンツ・ヨーゼフ

【テーマコード（参考）】

2G067

【Ｆターム（参考）】

2G067AA08

2G067CC04

2G067DD27

(57)【要約】

【課題】スニッファ式漏れ検知装置およびこれを用いた方法において、圧力サージの影響を排除する。
【解決手段】
ガス分析器（１６）と、真空ポンプ（１８）と、第１の吸気口（１２）と、第２の吸気口（２０）とを有する漏れ検知装置（１０）において、
前記第１の吸気口（１２）に接続された第１の入口（２８）、および少なくとも第１および第２の出口（３４，３８）とを有する第１の多方弁（１４）と、
前記第２の吸気口（２０）に接続された第１の入口（３２）、および少なくとも第１および第２の出口（３６，４０）に接続された第２の多方弁（２２）とを備え、
前記２つの多方弁（１４，２２）の第１の出口（３４，３６）はガス分析器（１６）に接続され、第２の出口（３８，４０）は真空ポンプ（１８）に接続される装置とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス分析器（１６）と、真空ポンプ（１８）と、第１の吸気口（１２）と、第２の吸気口（２０）とを有する漏れ検知装置（１０）であって、
第１の入口（２８）と、少なくとも第１の出口（３４）と第２の出口（３８）とを有し、前記入口（２８）が、前記第１の吸気口（１２）に接続されている、第１の多方弁（１４）と、
第１の入口（３２）と、少なくとも第１の出口（３６）と第２の出口（４０）とを有し、前記入口（３２）は前記第２の吸気口（２０）に接続されている、第２の多方弁（２２）とを備え、
前記２つの多方弁（１４，２２）の前記２つの第１の出口（３４，３６）は、前記ガス分析器（１６）に接続され、前記２つの多方弁（１４，２２）の前記２つの第２の出口（３８，４０）は前記真空ポンプ（１８）に接続されている、
ことを特徴とする漏れ検知装置（１０）。

【請求項2】

請求項１に記載の漏れ検知装置（１０）において、
前記多方弁（１４，２２）は、
前記第２の多方弁（２２）の前記入口（３２）がその第２の出口（４０）に接続される場合は、前記第１の多方弁（１４）の前記入口（２８）がその第１の出口（３４）に接続され、前記２つの多方弁（１４，２２）の切り替えが、同期して行われるように構成され、弁制御装置によって制御される、
ことを特徴とする漏れ検知装置（１０）。

【請求項3】

請求項２に記載の漏れ検知装置（１０）において、
前記２つの吸気口（１２，２０）は、別個のスニッファプローブに配置される、
ことを特徴とする漏れ検知装置（１０）。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の漏れ検知装置（１０）において、
前記ガス分析器（１６）は、多段式高真空ポンプ（６０）を有する質量分析型漏れ検知器（５６）である、
ことを特徴とする漏れ検知装置（１０）。

【請求項5】

請求項４に記載の漏れ検知装置（１０）において、
前記真空ポンプ（１８）は、前記漏れ検知器（５６）に接続されない別個の補助ポンプである、
ことを特徴とする漏れ検知装置（１０）。

【請求項6】

請求項４に記載の漏れ検知装置（１０）において、
前記真空ポンプ（１８）は、前記多段式高真空ポンプ（６０）のポンプ段を形成している、ことを特徴とする漏れ検知装置（１０）。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一項に記載の漏れ検知装置（１０）において、
前記２つの第１の出口（３４，３６）は、共通の接続枝路（６４）を介して前記ガス分析器（１６）に接続され、前記２つの第２の出口（３８，４０）は、共通する接続ライン（４２）を介して前記真空ポンプ（１８）に接続されている、
ことを特徴とする漏れ検知装置（１０）。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載の漏れ検知装置（１０）において、
前記２つの第１の出口は、前記２つの第２の出口に接続されており、絞られたライン（６４）を介して前記ガス分析器（１６）に、絞られた別のライン（４２）を介して前記真空ポンプ（１８）を高真空ポンプ（６０）に接続する接続枝路に、接続される、ことを特徴とする漏れ検知装置（１０）。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載の漏れ検知装置（１０）によるスニッファ式漏れ検知法であって、
前記真空ポンプ（１８）を起動するステップと、
前記第１の多方弁（１４）の前記入口（２８）をその第１の出口（３４）に接続し、前記第２の多方弁（２２）の前記入口（３２）をその第２の出口（４０）に接続するステップと、
前記真空ポンプ（１８）により前記第２の吸気口（２０）を通してガスを吸い込みながら、前記第１の吸気口（１２）を通って吸い込まれたガスを前記ガス分析器（１６）により分析するステップと、
前記真空ポンプ（１８）を駆動させながら、前記２つの多方弁（１４，２２）を同期して切り替えるステップと、
前記真空ポンプ（１８）により前記第１の吸気口（１２）を通してガスを吸い込みながら、前記第２の吸気口（２０）を通って吸い込まれたガスを前記ガス分析器（１６）により分析するステップとを含む、
ことを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガス分析器と、真空ポンプと、第１の吸気口と、第２の吸気口とを備えた漏れ検知装置に関し、特にはスニッファ式漏れ検知のための漏れ検知装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ガス漏れを検知する際、ガスが真空ポンプによって吸気口を通って吸い込まれ、吸い込まれた当該ガスを分析するためにガス分析器に供給される。その際、漏洩箇所を通って流れ試験ガスが検知される。ガス漏れ検知の特定の一例が、一定の気流がスニッファプローブの吸気口を通って吸い込まれるスニッファ式漏れ検知である。吸い込まれたガスを分析しながら、スニッファプローブは、検査が行われる被検体上を誘導される。これによって、被検体の漏れが検知されるだけでなく、漏洩箇所を突き止めることができる。スニッファプローブの吸気口がガス漏れ箇所から近い場合、漏洩箇所を通り漏れ出た試験ガスは、気流と共に吸い込まれる。漏洩ガスを可能な限り確実かつ完全に吸い込めるように、できるだけ大きいスニッファガス流が使用される。スニッファガス流は、スニッファプローブの吸気口を通って吸い込まれたガス流の流量である。ここで、気流の流量は、通常、漏洩箇所から漏れ出した試験ガスの、測定される漏洩ガスの流量の何倍も大きい。

【0003】

吸気口を通って吸い込まれたガス流中の漏洩ガスの濃度は、漏れ率とスニッファガス流との比率である。よって、スニッファプローブが吸い込むガス流中の漏洩ガスの濃度は、通常、比較的低い。結果として、スニッファガス流を、望ましい程大きく選び取ることはできない。

【0004】

多くの場合、被検体を取り囲む大気は、ガス検知器またはガス分析器中の試験ガスに対して、同様または同一の計測信号を生成するガス成分を含有する。したがってこれらのガス成分は、干渉ガスまたは背景ガスと称されている。それらは、実際の漏洩ガスの計測信号から容易に区別できない干渉信号を生じさせる。

【0005】

このような干渉信号を抑えるための既知の方法では、検査が行われる被検体のテスト領域からの計測ガスと、被検体を取り囲む大気からの基準ガスとが交互に吸い込まれる。基準ガスは、吸い込まれた混合ガス中の干渉ガスの割合を確定するための基準として役立つ（基準測定）。

【0006】

このような解決策は、例えば、欧州特許第１３４２０７０号明細書（特許文献１）および欧州特許第１８１９９９８号明細書（特許文献２）に記載されている。ガスは、スニッファプローブのハンドルに設置された赤外吸収センサの形をした小型センサユニットによって吸い込まれる。国際公開第２００７／０３１３８６号（特許文献３）では、質量分析計がガス分析器として用いられる。吸い込まれたガスは、スニッファラインを介して分析器に供給されなくてはならない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】欧州特許第１３４２０７０号明細書

【特許文献2】欧州特許第１８１９９９８号明細書

【特許文献3】国際公開第２００７／０３１３８６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

他のスニッファ式漏れ検知方法において、いくつかの、典型的には２つの別個のスニッファプローブが、同一のガス分析器に独立して接続され、交互に操作されて、一方のスニッファプローブからの信号と他方のスニッファプローブからの信号が交互に評価される。このようないわゆるマルチプレクサシステムにおいて、漏れ検知は、いくつかのスニッファラインを備えたガス検知システムによって、ラインからラインへと順次切り替えを行うことにより、複数箇所で行われる。

【0009】

同じガス分析器に接続された漏れ検知装置の２つの吸気口を切り替えるときに、圧力サージがスニッファラインに生じ、これが計測信号に影響を及ぼし、信号変動につながる。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の目的は、２つの異なる吸気口を有し、それぞれが同じガス分析器に接続された、改良された漏れ検知装置と、対応する漏れ検知方法を提供することにある。

【0011】

本発明の漏れ検知装置は、請求項１に記載の特徴により定義される。すなわち、第１の入口と、少なくとも第１および第２の出口とをそれぞれが有する２つの多方弁が提供される。多方弁は例えば、１つの入口と２つの出口とを備えた３／２方弁であってもよい。２つの多方弁のそれぞれの第１の出口は、漏れ検知装置の第１の吸気口に接続されており、一方、２つの多方弁のそれぞれの第２の出口は別々の真空ポンプに接続されている。２つの多方弁は、ガス分析器への２つの吸気口の切り替えおよび割り当てを単純化する。一方の多方弁により、第１の吸気口を通って吸い込まれたガスはガス分析器に供給される一方で、第２の吸気口を通って吸い込まれたガスはガス分析器へ供給されることなく真空ポンプによって吸い込まれる。多方弁を単に切り替えるだけで、ガス流が両方の吸気口を通って吸い込まれるので圧力サージを回避するかまたは低減することができ、その一方で、一方のガス流と他方のガス流とを交互にガス分析器で分析できる。

【0012】

２つの吸気口は、それぞれが分離されたスニッファラインによって２つの多方弁に接続された異なるスニッファプローブ上に配置されていてもよい。ここで、真空ポンプはガス分析器に接続されていない別個の補助ポンプであってもよい。ガス分析器は、多段式高真空ポンプを有する質量分析型漏れ検知器であってもよい。２つの第２の出口に接続された真空ポンプは、好ましくは大気に対し開口している。

【0013】

あるいは、２つの吸気口は、同じスニッファプローブの測定ガス吸気口と基準ガス吸気口とであってもよい。ここで、真空ポンプは、質量分析型ガス分析器の多段式高真空ポンプのポンプ段、例えばプレ真空段を形成してもよい。この場合、多方弁の２つの第１の出口は、質量分析計に接続され、多方弁の２つの第２の出口は、真空ポンプを高真空ポンプの他のポンプ段と質量分析計とに接続する接続枝路へ、別の接続ラインを介して接続される。絞りが、必要かつ望ましいガス流をそれぞれ設定するための２つの接続ラインに設けられる。あるいは、接続ライン自体が、ガス流のための絞りとして作用するよう設計してもよい。２つの第１の出口は、２つの第２の出口に接続されてもよく、その結果、分岐した一部の流れのみがガス分析器へ供給され、その一方でガス流の残部は真空ポンプを介して大気中へ運ばれる。

【0014】

以下、本発明の２つの例示的な実施形態が、図面を参照しさらに詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１の例示的な実施形態を示す。

【図2】第２の例示的な実施形態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図面に示される漏れ検知装置１０の両方において、第１の吸気口１２は、３／２方弁の形状の第１の多方弁１４を介して質量分析型ガス分析器１６と真空ポンプ１８とに接続されており、第２の吸気口２０も、３／２方弁の形状の第２の多方弁２２を介してガス分析器１６と真空ポンプ１８とに接続されている。

【0017】

図１に示す第１の例示的な実施形態において、２つの吸気口１２、２０は共通するスニッファプローブ２４上に設けられており、第１の吸気口１２は、被検体のガス漏れが疑われる被検領域に向けられ、第２の吸気口２０は基準吸気口を形成しており、これによって被検体を取り囲む大気からガスを吸い込むことができる。

【0018】

第１の吸気口１２は、第１の接続ライン２６を介して第１の多方弁１４の第１の入口２８に接続される。第２の吸気口２０は、別の接続ライン３０を介して第２の多方弁２２の第１の入口３２に接続される。

【0019】

さらに、例示的な実施形態の両方において、第１の多方弁１４の第１の出口３４は、第２の多方弁２２の第１の出口３６とガス分析器１６とに接続され、第１の多方弁１４の第２の出口３８は、第２の多方弁２２の第２の出口４０と真空ポンプ１８とに接続されて、ガス輸送が行われるようになっている。

【0020】

図２に示される例示的な実施形態において、２つの吸気口１２、２０は、それぞれ個別に誘導し得る別のスニッファプローブに設けられており、それらは分離した接続ラインを介して２つの多方弁１４、２２に接続されている。

【0021】

図１に示す第１の例示的な実施形態において、２つの第１の出口３４，３６は、共有接続ライン４２に接続しており、これは、接合点４４において、第１の多方弁１４の第２のガス出口３８に接続される接続ライン４６と、第２の多方弁２２の第２の出口４０に接続されるさらなる接続ライン４８とに接続されている。共通する接続ライン４２は、接合点４４を越えて、真空ポンプ１８を第２の真空ポンプ５２に接続する接続分枝５０に接続している。第２の真空ポンプ５２はターボ分子ポンプ５４に接続され、次いでその入口は、質量分析計の形をとるガス分析器１６に接続される。こうして、真空ポンプ１８は、該真空ポンプ１８と、第２の真空ポンプ５２と、ターボ分子ポンプ５４と、ガス分析器１６（質量分析計）とからなる質量分析型漏れ検知器５６の３段高真空ポンプの第１のポンプ段を形成している。そして、第２の真空ポンプ５２は第２のポンプ段を形成し、ターボ分子ポンプ５４は多段式高真空ポンプ６０の第３のポンプ段を形成している。

【0022】

第１の２つのガス出口３４、３６と接合点４４との間で、絞り６２で絞られるライン６４が、接続ライン４２から分岐して、ガス分析器１６に接続している。ライン６４は、ライン４２を流れるガス流から一部の流れを分岐させてガス分析器１６へと供給し、残りのガス流は接合点４４を介して真空ポンプ１８へ供給され、真空ポンプ１８によって大気中へ放出される。ここで、接続ライン４２は、接合点４４と接続分岐５０との間に、第２の絞り６６を備え、これはガス流の遮断に用いられる。流れを遮断することにより、例えばポンプによって引き起こされる、絞りの下流側における圧力サージは、上流側における圧力変動の形での擾乱効果は持たない。

【0023】

多方、第２の例示的な実施形態では、２つの出口３８、４０から真空ポンプ１８への接続ライン４２と、２つの出口３４、３６からガス分析器１６への接続ライン６４とは、互いに分離しており、したがって、ガスを導通可能な形で接続はされていない。

【0024】

例示的な実施形態の両方において、真空ポンプ１８は、ガス分析器１６を用いてガス分析が行われる間、駆動状態のままであり、２つの吸気口１２、２０のうち、多方弁１４、２２を介してガス分析器１６に接続されていない方からのガスを輸送する。よって、例示的な実施形態および図２に示される切り替え状態において、第１の吸気口１２からのガスは、第１の多方弁１４の第１の入口２８と第１の出口３４、および接続ライン６４とを介してガス分析器１６に供給されてガス分析に付され、それと同時に、第２の吸気口２０から流入したガスは、第２の多方弁２２を介してその第１の入口３２から第２の出口４０へと運ばれ、そこから、接続ライン４２とポンプ１８を介して大気中へ放出される。よって、第１の吸気口１２からのガスをガス分析器１６によって分析する間に、第２の吸気口２０からのガスはポンプ１８によって大気中へ排出される。

【0025】

図１に示される例示的な実施形態において、同じスニッファプローブの第１の吸気口１２が測定ガス吸気口、第２の吸気口２０が基準ガス吸気口を形成しており、第１の吸気口１２からのガスは、ライン２６を介して第１の多方弁１４の第１の入口２８へと供給され、同時に、真空ポンプ１８は、第２の吸気口２０を通じてガスを吸い込み、そのガスはライン３０を介して第２の多方弁２２の入口３２へと供給される。第１の切り替え状態では、第１の多方弁１４は第１の入口２８と第１の出口３４とが接続され、第１の吸気口１２を通って吸い込まれたガスは、第１の出口３４から接続ライン４２に供給される。このガス流から、一部の流れが絞られたライン６４を介して分岐し、質量分析型ガス分析器１６へと供給され、残りのガス流は、接合点４４を越えて、第２の絞り６６と真空ポンプ１８とを通って外気に加えられる。同時に、第２の多方弁２２は、第２の吸気口２０から吸い込まれたガスを入口３２から第２の出口４０へと流し、そこからガスは、ライン４８と接合点４４とを介して共有接続ライン４２へと流される。そこからガスは、真空ポンプ１８を介して外気へと運ばれる。

【0026】

次いで、両方の多方弁１４，２２は、第１の切り替え状態から第２の切り替え状態へと同期して切り替えが行われる。第２の切り替え状態においては、第１の多方弁１４は、第１の吸気口１２からのガスを、ガス出口３８を介して第２の真空ポンプ１８へと流し、そのガスは分析器１６に入ることがない。一方、第２の多方弁２２は、第２の吸気口２０からのガスを、第１のガス出口３６を介して共通の接続ライン４２へと流し、共通の接続ライン４２から一部の流れが、絞られたライン６４を介してガス分析器１６へ流されて分析される。

【0027】

２つの多方弁１４、２２を同期して同時に切り替えることにより、２つの吸気口１２，２０の一方からのガスのみをガス分析器１６へ入れて、ガス分析器１６で分析することができ、他方の吸気口からのガスは、真空ポンプ１８を介して大気中に排出される。２つの多方弁１４、２２を同期して同時に切り替えることにより、切り替えの間に著しい遅延および／または圧力サージなく、２つの吸気口１２、２０をガス分析器に交互に接続できる。両方のライン２６、３０を通って連続的にポンプされた流れは、ラインにおいて圧力勾配を維持し、切り替えの際に、検知システムへの入口における圧力サージが回避される。

【0028】

２本のライン２６、３０を通る、連続するガス流のさらなる利点は、２つの入口開口１２，２０を介して吸い込まれたガスはまた、同時に切り替え弁１４，２２に到達するということである。ライン２６，３０を通るガス先端の通過時間は、数秒となり得る。ガス分析器１６または漏れ検知器５６に接続されないラインが連続的に排気されない場合、ポンプで送られない場合、反応時間は数秒遅れる。

【符号の説明】

【0029】

１０ 漏れ検知装置
１２ 第１の吸気口
１４ 第１の多方弁
２８ 入口
３４ 第１の出口
３８ 第２の出口
１６ ガス分析器
１８ 真空ポンプ
２０ 第２の吸気口
２２ 第２の多方弁
３２ 入口
３６ 第１の出口
４０ 第２の出口
２４ スニッファプローブ
５２ 第２の真空ポンプ
５６ ターボ分子ポンプ
６０ 多段式高真空ポンプ

【図1】

【図2】

【国際調査報告】