(57)【要約】【課題】チャンバー内の残存空間容積を可変としたタンクの気密試験装置において、チャンバー内の残存空間容積の調整を容易に行えるようにした、より改良されたタンクの気密試験装置を開示する。【解決手段】タンクの気密試験装置２０は、タンクに気体を封入した状態でタンク１０を内部に収納できるチャンバー２０ａと、タンクから漏れた気体を検出するリークディテクタ２３とを備ええる。タンクの気密試験装置２０は、さらに、チャンバー２０ａ内部の空間容積を低減させることのできる１または１以上のバルーン２６、２７と、バルーン内部に空気を供給するためのポンプ２８を備える。気密試験時、タンク１０の容積に応じて、いずれかバルーン２６、２７を膨張させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクに気体を封入した状態で前記タンクを内部に収納できるチャンバーと、前記タンクから漏れた気体を検出する検出装置と、を備えたタンクの気密試験装置であって、
前記タンクの気密試験装置は、前記チャンバー内部の空間容積を低減させることのできる１または１以上のバルーンと、前記バルーン内部に空気を供給するための空気送給装置と、
をさらに備えることを特徴とするタンクの気密試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクの気密試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素ガスタンクなど、高圧のガスが内部に充填されるタンクに対して、製造後などに、充填したガスが外部に漏洩していないことを検査するための気密検査が行われる。気密検査は、一般的に、検査対象であるタンクの内部に検知ガス（例えばヘリウムガス＋窒素ガス）を封入しておき、タンクの外部に漏洩する検知ガスの量を測定することにより行われる。
【０００３】
そのような気密検査を行う装置は、通常、図５に示すように、被検査体であるタンク１に検知ガスを封入した状態で当該タンク１を内部に収納できるチャンバー２と、前記タンク１から漏れた検知ガスを検出するリークディテクタ２３とを備えている。この種の気密試験装置において、容積Ｃであるチャンバー２内に容積Ｔであるタンク１を収容した状態でチャンバー２内に残存する容積Ｓ（すなわち、容積Ｓ＝容積Ｃ−容積Ｔ（以下、残存空間容積Ｓという））が小さいほど、測定精度は高くなる。図５において、左図のタンク１ａの容積Ｔａは、右図のタンク１ｃの容積Ｔｃより大きい。したがって、チャンバー２の容積Ｃが同じであれば、（Ｓａ＝Ｃ−Ｔａ）＜（Ｓｃ＝Ｃ−Ｔｃ）となり、左図の態様の方が右図の態様よりも、高い測定精度が得られる。
【０００４】
ほぼ同じ残存空間容積を得るために、被検査体であるタンク１の容積に応じた大きさのチャンバー２を用いることが考えられる。図６は、その場合の例を示しており、容積Ｔがそれぞれ、Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃであるタンク１ａ、タンク１ｂ、タンク１ｃに対して、容積Ｃがそれぞれ、Ｃａ＞Ｃｂ＞Ｃｃであるチャンバー２ａ、チャンバー２ｂ、チャンバー２ｃを用意することで、それぞれでの残存空間容積Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃを実質的にほぼ等しくすることが可能であり、等しく高い精度の測定結果を得ることができる。しかし、試験すべきタンクの大きさに応じて容積の異なる専用のチャンバーを用意することは、高コストであるとともに、タンクの生産形態の変化に追いつくのが容易でない。
【０００５】
そのような不都合を解消することのできるタンクの気密試験装置の一例が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の装置は、タンクに検知ガスを封入した状態で内部にそのタンクを収納できるチャンバーと、タンクから漏れてチャンバー内に存在する検知ガスを検出するリークディテクタ（検査装置）を備えるとともに、基準よりも長さの短いタンクを被検査体とする場合には、チャンバー内に隔壁（間仕切りプレート）を配置してチャンバー内の前記残存空間容積を小さくし、それにより、気密検査の精度向上を図るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−２８４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されるタンクの気密試験装置は、被検査体であるタンクの長さに応じて、チャンバー内に隔壁（間仕切りプレート）を気密状態で配置するようにしており、多種のタンクに適用するためには、それに対応した隔壁（間仕切りプレート）をチャンバー内に配置する必要があり、構成が複雑となるのを避けられない。また、チャンバーの横断面形状に応じて、隔壁の外郭形状を変える必要もある。
【０００８】
本発明は、気密検査の精度向上の目的で、被検査体であるタンクの大きさに応じて、チャンバー内の残存空間容積を可変としたタンクの気密試験装置において、チャンバー内の残存空間容積の調整を容易に行えるようにした、より改良されたタンクの気密試験装置を開示することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるタンクの気密試験装置は、タンクに気体を封入した状態で前記タンクを内部に収納できるチャンバーと、前記タンクから漏れた気体を検出する検出装置と、を備えたタンクの気密試験装置であって、前記タンクの気密試験装置は、前記チャンバー内部の空間容積を低減させることのできる１または１以上のバルーンと、前記バルーン内部に空気を供給するための空気送給装置と、をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるタンクの気密試験装置では、チャンバーの残存空間容積を調整するための手段として、バルーンを用いている。バルーンは、非使用時（脱気状態）にはコンパクトに収容でき、使用時には空気が送給されることで所要の大きさに膨張する。膨張後の形状にも自由度があり、チャンバーの形状による影響を受けない。そのために、非検査体であるタンクの大きさに応じた１または１以上の適宜容積のバルーンをチャンバー内に配置しておくことにより、被検査体であるタンクの容積の大小にかかわらず、精度の高い気密検査を、容易にかつ効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明によるタンクの気密試験装置を説明する図。
【図２】タンクの気密試験装置の第１の使用態様を説明するための図。
【図３】タンクの気密試験装置の第２の使用態様を説明するための図。
【図４】タンクの気密試験装置の第３の使用態様を説明するための図。
【図５】従来のタンクの気密試験装置を説明する第１の図。
【図６】従来のタンクの気密試験装置を説明する第２の図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。
図１は、本実施の形態にかかるタンクの気密試験装置２０の長手方向の断面図（図１（ａ））と、図１（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図（図１（ｂ））である。気密試験装置２０は、上方を開放した箱体２１と、該箱体２１の上方開放部を密封状態で閉鎖することのできる蓋体２２を備える。箱体２１と蓋体２２とで形成される密封空間によって、チャンバー２０ａが形成される。このチャンバー２０ａの容積をＣ２０とする。この例において、箱体２１は短手方向での断面は、図１（ｂ）に示すように、矩形状であるが、半円筒形状などであってもよい。蓋体２２の天面には、従来公知のリークディテクタ２３が配置されている。
【００１３】
箱体２１の内部には、その長手方向の壁面に沿うようにして、１個以上（図示の例では２個）の適宜の存在検知用のセンサ２４、２５が取り付けてある。好ましくは、第１のセンサ２４は、箱体２１の長手方向の中央部位よりも一方の側壁２１ａ側に少し偏位した位置に置かれ、第２のセンサ２５は、前記第１のセンサ２４よりもさらに前記一方の側壁２１ａ側に偏位した位置に置かれる。この例において、センサ２４、２５は発光素子２４ａ、２５ａと受光素子２４ｂ、２５ｂとを有しており、受光素子の受信信号は、図示しない制御装置に送られる。
【００１４】
箱体２１の底部２１ｂにおける、前記第１のセンサ２４および第２のセンサ２５が位置する箇所に対向する箇所には、適数個（図示の例では２個）のバルーン２６、２７が配置されている。第１のバルーン２６と第２のバルーン２７には、送気・脱気用のポンプ２８が接続しており、制御装置からの指令により、ポンプ２８は、第１のバルーン２６と第２のバルーン２７とに選択的に送気する。
【００１５】
この例で、第１のバルーン２６は箱体２１の長手方向の中央部位よりも一方の側壁２１ａ側に少し偏位した位置に置かれ、第２のバルーン２７は、前記第１のバルーン２６よりもさらに一方の側壁２１ａ側に偏位した位置に置かれる。第１のバルーン２６と第２のバルーン２７は、ポンプ２８から送気されることで選択的に膨張して体積を大きくし、ポンプ２８により吸気されることで、脱気状態となり、図に示す当初の収縮した状態に戻る。第１のバルーン２６および第２のバルーン２７の膨張後の容積Ｂ２６、Ｂ２７については、後記する。
【００１６】
第１のバルーン２６と第２のバルーン２７は、後記する検知ガスおよび空気に対して、高ガスバリア性を備えた材料で作られている。好ましくは、ヤング率が３ＧＰａ以上の、アルミ蒸着ＰＶＡフィルムであるが、これに限らない。
【００１７】
次に、上記タンクの気密試験装置２０の使用態様を説明する。図２は、第１の使用態様を説明している。ここでは、図２（ａ）に示すように、容積Ｔ１０ａがチャンバー２０ａの容積Ｃ２０よりも小さく、その軸方向の長さＬａが箱体２１の軸方向長さＬ２０よりは少し短い長さであるタンク１０ａに対して、気密試験を行う。
【００１８】
最初に、ポンプ２８を作動して、第１のバルーン２６と第２のバルーン２７の脱気を行い、各バルーン２６、２７を収縮した状態としておく。その状態で、蓋体２２を開き、タンク１０ａを箱体２１内に収容する。その際に、図２（ａ）に示すように、箱体２１における第１のセンサ２４および第２のセンサ２５が位置している側と反対側の側壁２１ｃの近傍に基準線Ｌを設定しておき、図２（ｂ）に示すように、該基準線Ｌとタンク１０ａの一端部とが一致するようにして、タンク１０ａを配置する。収容後、内部を密封状態とする。
【００１９】
この状態が、タンクの気密試験装置２０を構成するチャンバー２０ａ内に、被検査体であるタンク１０ａが配置収容された状態である。この状態で、チャンバー２０ａ内の空間容積Ｓ１０ａは、チャンバー２０ａの容積Ｃ２０からタンク１０ａの容積Ｔ１０ａを差し引いた容積となる。この容積Ｓ１０ａ（＝Ｃ２０−Ｔ１０ａ）が、図２に示す第１の使用態様での残存空間容積となる。
【００２０】
図２（ｂ）の状態において、制御手段は、第１のセンサ２４および第２のセンサ２５を作動状態とする。図２（ｂ）に示すように、第１のセンサ２４および第２のセンサ２５の発光素子２４ａ、２５ａからの発光は、タンク１０ａの存在によって遮断されており、それぞれの受光素子２４ｂ、２５ｂに到達しない。制御手段は、受光素子２４ｂ、２５ｂからの受光信号を受信しないので、バルーン用のポンプ２８の作動信号を発しない。
【００２１】
次に、制御手段は、図２（ｃ）に示すように、ポンプ２８の作動なしで、検知ガス充填装置３０を作動させ、例えばヘリウムと窒素の混合ガスである検知ガスを、タンク１０ａ内に充填する。所要の充填圧になるまで検知ガスをタンク１０ａ内に充填した後、その状態を所定時間維持する。そして、図２（ｄ）に示すように、前記した残存空間容積Ｓ１０ａ内にタンク１０ａから漏れ出た検知ガスが存在するかどうかを、リークディテクタ２３によって計測する。
【００２２】
次に、タンクの気密試験装置２０の第２の使用態様を、図３を参照して説明する。第２の使用態様では、タンク１０ｂの容積Ｔ１０ｂが前記タンク１０ａの容積Ｔ１０ａよりも小さく、かつ、図３（ａ）に示すように、軸方向の長さＬｂがタンク１０ａの軸方向長さＬａよりも短いタンク１０ｂに対して、気密検査を行う。ここで、タンク１０ｂの軸方向の長さＬｂは、図３（ｂ）に示すように、前記基準線Ｌとタンク１０ｂの一端部とが一致するようにしてタンク１０ｂを箱体２１内に配置したときに、タンク１０ｂの他方の端部は、第１のセンサ２４と第２のセンサ２５のほぼ中間位置まで達するような長さのものとする。
【００２３】
第１の使用態様の場合と同様にして、箱体２１内にタンク１０ｂを配置する。その状態で、制御手段は、第１のセンサ２４および第２のセンサ２５を作動状態とする。図３（ｂ）に示すように、第１のセンサ２４の発光素子２４ａからの発光は、タンク１０ｂの存在によって遮断されて、受光素子２４ｂに到達しない。しかし、第２のセンサ２５の発光素子２５ａからの発光は、経路に遮蔽体が存在しないので、受光素子２５ｂに到達する。
【００２４】
制御手段は、第２のセンサ２５の受光素子２５ｂからの受光信号を受信し、バルーン用のポンプ２８に対して、第２のセンサ２５に対向する部位に配置されている第２のバルーン２７に対しての送気信号を発する。それにより、第２のバルーン２７は膨張し、タンク１０ｂの図で右方端から箱体２１の右方の側壁２１ａまでの空間は、膨張した第２のバルーン２７によってほぼ埋められる。その結果、図３（ｃ）に示すように、チャンバー２０ａ内の空間の一部は膨張した第２のバルーン２７によって、他の一部はタンク１０ｂによって、埋められた状態となる。第２のバルーン２７の膨張後の容積をＢ２７とすると、前記チャンバー２０ａ内の容積Ｓ１０ｂは、チャンバー２０ａの容積Ｃ２０からタンク１０ｂの容積Ｔ１０ｂと第２のバルーン２７の膨張後の容積Ｂ２７を差し引いた容積となる。この容積Ｓ１０ｂ（＝Ｃ２０−Ｔ１０ｂ−Ｂ２７）が、図３に示す第２の使用態様での残存空間容積Ｓ１０ｂである。
【００２５】
その状態で、制御手段は、図３（ｄ）に示すように、検知ガス充填装置３０を作動させて検知ガスをタンク１０ｂ内に充填する。所要の充填圧になるまで検知ガスをタンク１０ｂ内に充填した後、その状態を所定時間維持する。そして、図３（ｅ）に示すように、タンク１０ｂ内から、残存空間容積Ｓ１０ｂに漏れ出た検知ガスが存在するかどうかを、リークディテクタ２３によって計測する。
【００２６】
前記したように、膨張した第２のバルーン２７が存在することで、残存空間容積Ｓ１０ｂは大きく縮小しており、結果、膨張した第２のバルーン２７が存在しない場合と比較して、気密検査の精度は大きく向上する。
【００２７】
次に、タンクの気密試験装置２０の第３の使用態様を、図４を参照して説明する。第３の使用態様では、タンク１０ｃの容積Ｔ１０ｃが前記タンク１０ｂの容積Ｔ１０ｂよりも小さく、かつ、図４（ａ）に示すように、軸方向の長さＬｃがタンク１０ｂの軸方向長さＬｂよりも短いタンク１０ｃに対して、気密検査を行う。ここで、タンク１０ｃの軸方向の長さＬｃは、図４（ｂ）に示すように、前記基準線Ｌとタンク１０ｃの一端部とが一致するようにしてタンク１０ｃを箱体２１内に配置したときに、タンク１０ｃの他方の端部は、前記第１のセンサ２４の位置にまで達しないような長さのものとする。
【００２８】
第１および第２の使用態様の場合と同様にして、チャンバー２０ａ内にタンク１０ｃを配置する。そして、その状態で、制御手段は、第１のセンサ２４および第２のセンサ２５を作動状態とする。図４（ｂ）に示すように、第１のセンサ２４および第２のセンサ２５の発光素子２４ａ、２５ａからの発光は、途中に遮蔽物が存在しないことで、それぞれの受光素子２４ｂ、２５ｂに到達する。
【００２９】
制御手段は、受光素子２４ｂ、２５ｂからの受光信号を受けて、バルーン用のポンプ２８に対して、第１のセンサ２４に対向する部位に配置されている第１のバルーン２６に対しての送気信号を発する。それにより、第１のバルーン２６は膨張し、タンク１０ｃの図で右方端から箱体２１の右方の側壁２１ａまでの空間は膨張した第１のバルーン２６によってほぼ埋められる。その結果、図４（ｃ）に示すように、チャンバー２０ａ内の空間の一部は膨張した第１のバルーン２６によって、他の一部はタンク１０ｃによって、埋められた状態となる。第１のバルーン２６の膨張後の容積をＢ２６とすると、前記チャンバー２０ａ内の容積Ｓ１０ｃは、チャンバー２０ａの容積Ｃ２０からタンク１０ｃの容積Ｔ１０ｃと第１のバルーン２６の膨張後の容積Ｂ２６を差し引いた容積となる。この容積Ｓ１０ｃ（＝Ｃ２０−Ｔ１０ｃ−Ｂ２６）が、図４に示す第３の使用態様での残存空間容積Ｓ１０ｃとなる。
【００３０】
その状態で、制御手段は、図４（ｄ）に示すように、検知ガス充填装置３０を作動させて検知ガスをタンク１０ｃ内に充填する。所要の充填圧になるまで検知ガスをタンク１０ｃ内に充填した後、その状態を所定時間維持する。そして、図４（ｅ）に示すように、タンク１０ｃ内より、残存空間容積Ｓ１０ｃに漏れ出た検知ガスが存在するかどうかを、リークディテクタ２３によって計測する。
【００３１】
この態様でも、膨張した第１のバルーン２６が存在することで、残存空間容積Ｓ１０ｃは大きく縮小しており、結果、膨張した第１のバルーン２６が存在しない場合と比較して、気密検査の精度は大きく向上する。
【００３２】
上記した第１〜第３の使用態様での具体的な一例を、具体的な数値を挙げて、表１に示す。なお、表１において、単位はＬである。
【００３３】
【表１】
2019191008.tif 000003
【００３４】
表１に示すように、チャンバー容積Ｃ２０が同じタンクの気密試験装置２０を用いて、容積の異なるタンクに対して気密試験を行う場合であっても、膨張後の容積が異なるバルーンを用いることで、試験時での残存空間容積Ｓを等しくすることができる。それにより、精度の高い気密検査を、容易にかつ効率よく行うことができる。
【００３５】
なお、上記した第３の使用態様において、受光素子２４ｂ、２５ｂの双方から受光信号が発せられたときに、第１のバルーン２６のみでなく、第１のバルーン２６と第２のバルーン２７との双方に送気するように、ポンプ２８に対して信号を出すようにしてもよい。ただし、その場合には、膨張した第１のバルーン２６と膨張した第２のバルーン２７の合計した容積が、タンク１０ｃの右方端から箱体２１の右方の側壁２１ａまでの空間を埋めることのできる大きさとなるように、膨張後の第１のバルーン２６の容積を設定しておくことが必要となる。
【００３６】
また、一般のバルーンにおいて、膨張後の外郭形状は、チャンバー２０ａの内壁側の形状に追従するのが通常であり、したがって、チャンバー２０ａ内で膨張可能なバルーンを備える本実施の形態のタンクの気密試験装置では、チャンバーの形状の自由度も大きくなると同時に、被検査体であるタンク形状の自由度も大きくなる。
【００３７】
さらに、上記の実施の形態では、２個のセンサと２個のバルーンを備えるようにしたが、チャンバーの軸方向に配置するセンサの数、およびバルーンの数は、任意である。その数に応じて、軸方向の長さの異なる多くの種類のタンクに対して、効果的に気密試験を行うことが容易となる。また、バルーンの材質として、ヤング率が３ＧＰａ以上の、アルミ蒸着ＰＶＣフィルムを例示したが、ヤング率が３ＧＰａ未満のものは、バルーンの寸法精度が低く、前記残存空間容積Ｓの精度が低くなって測定精度が低下する恐れがあり、好ましくない。
【符号の説明】
【００３８】
１０…気密試験用タンク、
２０…タンクの気密試験装置、
２０ａ…チャンバー、
２３…リークディテクタ、
２４、２５…存在検知用のセンサ、
２４ａ、２５ａ…発光素子、
２４ｂ、２５ｂ…受光素子、
２６、２７…バルーン、
２８…送気・脱気用のポンプ、
Ｃ２０…チャンバー容積、
Ｔ…タンク容積、
Ｂ…バルーン容積、
Ｓ…残存空間容積。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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