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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Diese Anmeldung beruht auf der am 21. September 2017 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-180939 , deren Offenbarungen hierdurch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Leckageinspektionsvorrichtung und ein Leckageinspektionsverfahren zum Überprüfen einer Luftdichtheit eines Inspektionsgegenstands mit einem luftdichten Raum unter Verwendung eines Tracergases.
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Hintergrund
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Herkömmlicherweise wurde eine Leckageinspektionsvorrichtung und ein Leckageinspektionsverfahren verwendet, das die Leckageinspektionsvorrichtung verwendet, um eine Luftdichtheit eines technischen Erzeugnisses mit einem Raum, der eine vorbestimmte Luftdichtheit erfordert, sicher zu stellen. Solch eine Leckageinspektionsvorrichtung und ein Verfahren sind in Patentdokument 1 besch rieben.
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In Patentdokument 1 wird, nachdem ein Inspektionsgegenstand in einer Inspektionskammer platziert ist, ein Gas im Inneren des Inspektionsgegenstands abgedichtet und eine Differenzdruckleckageinspektion durchgeführt. Wenn das eingeschlossene Gas am Ende der Differenzdruckleckageinspektion zur Außenseite des Inspektionsgegenstands ausgestoßen ist, wird das Innere der Inspektionskammer auf Atmosphärendruck gebracht und ein Tracergas (das heißt Heliumgas) im Inneren des Inspektionsgegenstands mit einem vorbestimmten Druck eingeschlossen. Nach einem Umrühren des Gases in der Inspektionskammer in diesem Zustand, wird das Tracergas in Bezug auf von der Inspektionskammer eingesammeltes Gas erfasst, um zu überprüfen, ob dort ein Leck in dem Inspektionsgegenstand ist oder nicht.
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Dokumente des Standes der Technik
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Patentliteratur
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Patentdokument 1:
JP 3203528 B2 -
Zusammenfassung
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In Patentdokument 1 werden viele Vorgänge und viel Zeit benötigt, um die Leckageinspektion unter Verwendung des Tracergases aufgrund des Prozesses eines Einschließens und Abgebens des Gases in Bezug auf den Inspektionsgegenstand abzuschließen.
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Des Weiteren ist in dem Fall der in Patentdokument 1 beschriebenen Leckageinspektionsvorrichtung der Inspektionsgegenstand an einer vorbestimmten Position im Inneren der Inspektionskammer fixiert. Eine Erfassungseinheit erfasst das Tracergas in dem von einer spezifischen Position in der Inspektionskammer eingesammelten Gas und überprüft auf ein Leck in dem Erfassungsziel unter Verwendung des Erfassungsergebnisses.
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Deshalb herrscht Besorgnis, dass die Positionsbeziehung zwischen der Position des Lecks in dem Inspektionsgegenstand und der Erfassungsposition in der Erfassungseinheit die Erfassungsgenauigkeit des Tracergases beeinflusst. Somit wird die Inspektionsgenauigkeit der Leckageinspektion durch die Positionsbeziehung beeinflusst. Aus diesem Grund wird in Patentdokument 1 das Gas in der Inspektionskammer mit einem Lüfter zur Homogenisierung des Tracergases in dem Gas umgerührt.
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In dem Fall eines Umrührens des Inneren der Inspektionskammer mit einem Lüfter wie in Patentdokument 1, ist jedoch eine ausreichend lange Zeit erforderlich, um das Tracergas gleichmäßig umzurühren. Alternativ, um die Rührzeit zu verkürzen, ist es notwendig, dass umzurührende Volumen auf eine kleine Größe zu begrenzen. In diesem Fall ist die Größe des Inspektionsgegenstands und der Inspektionskammer begrenzt.
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Beispielsweise, falls die Inspektionskammer zu groß für den zu überprüfenden Inspektionsgegenstand ist, kann das Gasvolumen, das umgerührt werden muss, groß sein und kann die Tracergasverteilung in der Inspektionskammer ungleichmäßig sein. In diesem Fall, da das Erfassungsergebnis des Tracergases durch die Erfassungseinheit sehr schwankt, schwankt die Inspektionsgenauigkeit der Leckageinspektion in hohem Maße.
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Das heißt, in Patentdokument 1 ist es notwendig, um eine bestimmte Inspektionsgenauigkeit sicherzustellen, die Größe des Inspektionsgegenstands streng zu begrenzen, was es an Vielseitigkeit fehlen lässt.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine Leckageinspektionsvorrichtung und ein Leckageinspektionsverfahren zum Überprüfen einer Luftdichtheit eines Inspektionsgegenstands bereitzustellen, um mit Inspektionsgegenständen verschiedener Größen zurechtzukommen und um eine vorbestimmte Genauigkeit oder besser mit einer einfachen Konfiguration zu verwirklichen.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Leckageinspektionsvorrichtung:
- eine Inspektionskammer, in der ein Inspektionsgegenstand angeordnet ist, um mit einem Tracergas gefüllt zu werden;
- einen Zirkulationskanal, der eine Saugöffnung, die in der Inspektionskammer angeordnet ist, und eine Ausblasöffnung, die an einer von der Saugöffnung entfernten Position in der Inspektionskammer angeordnet ist, miteinander verbindet;
- ein Gebläse, das in dem Zirkulationskanal angeordnet ist, um Gas durch Saugen von der Inspektionskammer durch die Saugöffnung und durch Ausblasen von der Ausblasöffnung zu zirkulieren; und
- einen Detektor, der eingerichtet ist, um das aus dem Inspektionsgegenstand entwichene und in dem durch den Zirkulationskanal strömenden Gas enthaltene Tracergas an einer Position in dem Zirkulationskanal zu erfassen, die um einen vorbestimmten Abstand oder mehr von dem Gebläse in Richtung der Ausblasöffnung getrennt ist.
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Gemäß der Leckageinspektionsvorrichtung wird das Gas in der Inspektionskammer, das das von dem Inspektionsgegenstand entwichene Tracergas enthält, durch das Gebläse durch die Inspektionskammer und den Zirkulationskanal zirkuliert, so kann das Tracergas um den Detektor herum geleitet werden.
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Dadurch, falls der Inspektionsgegenstand im Inneren der Inspektionskammer platziert werden kann, kann die Leckageinspektionsvorrichtung eine Leckageinspektion des Inspektionsgegenstands durchführen, da der Detektor das Tracergas erfassen kann, während der Einfluss der Größe des Inspektionsgegenstands unterdrückt werden kann. Das heißt, die Leckageinspektionsvorrichtung kann die Leckageinspektion des Inspektionsgegenstands in verschiedenen Größen durchführen.
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Darüber hinaus, gemäß der Leckageinspektionsvorrichtung, da das Gebläse in dem Zirkulationskanal angeordnet ist, kann das Gas im Inneren der Inspektionskammer, das aus der Saugöffnung gesaugt wird, durch das Gebläse umgerührt werden. Des Weiteren, da der Detektor das Tracergas an einer Position erfasst, die um einen vorbestimmten Abstand oder mehr von dem Gebläse in Richtung der Ausblasöffnung getrennt ist, kann das Tracergas in einem Zustand erfasst werden, in dem das Umrühren eines durch das Gebläse geblasenen Gases weiter vorangetrieben ist.
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Das heißt, gemäß der Leckageinspektionsvorrichtung kann das Gas in dem umgerührten Zustand zu dem Detektor geblasen werden, sodass die Verteilung des Tracergases gleichmäßig wird. Deshalb kann der Einfluss der Größe des Inspektionsgegenstands auf die Inspektionskammer unterdrückt werden und die Erfassungsgenauigkeit des Detektors und die Inspektionsgenauigkeit der Leckageinspektion auf einem bestimmten Niveau oder besser aufrechterhalten werden.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Leckageinspektionsverfahren für eine Leckageinspektionsvorrichtung, die Folgendes umfasst:
- eine Inspektionskammer, in der ein Inspektionsgegenstand angeordnet ist, um mit einem Tracergas gefüllt zu werden;
- einen Zirkulationskanal, der eine Saugöffnung, die in der Inspektionskammer angeordnet ist, und eine Ausblasöffnung, die an einer von der Saugöffnung entfernten Position in der Inspektionskammer angeordnet ist, miteinander verbindet;
- ein Gebläse, das in dem Zirkulationskanal angeordnet ist, um Gas durch Saugen aus der Inspektionskammer durch die Saugöffnung und durch Ausblasen aus der Ausblasöffnung zu zirkulieren; und
- einen Detektor, der eingerichtet ist, um das aus dem Inspektionsgegenstand entwichene und in dem durch den Zirkulationskanal strömenden Gas enthaltene Tracergas an einer um eine vorbestimmten Abstand oder mehr von dem Gebläse in Richtung der Ausblasöffnung getrennten Position in dem Zirkulationskanal zu erfassen.
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Das Leckageinspektionsverfahren umfasst:
- ein Anordnen des Inspektionsgegenstands im Inneren der Inspektionskammer;
- ein Befüllen eines Inneren des Inspektionsgegenstands mit dem Tracergas;
- ein Zirkulieren eines Gases im Inneren der Inspektionskammer durch den Zirkulationskanal durch den Betrieb des Gebläses;
- ein Erfassen des Tracergases durch den Detektor, das in dem durch den Zirkulationskanal strömenden Gas enthalten ist, in einem Zustand, in dem das Füllen des Tracergases in den Inspektionsgegenstand und die Zirkulation des Gases durch den Zirkulationskanal durch den Betrieb des Gebläses fortgesetzt werden; und
- ein Bestimmen, dass der Inspektionsgegenstand die Leckageinspektion besteht, wenn eine vorbestimmte Bestimmungsbedingung unter Verwendung des durch den Detektor erfassten Tracergases erfüllt ist.
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Da das Leckageinspektionsverfahren den Anordnungsschritt, den Gasfüllschritt, den Zirkulationsschritt, den Erfassungsschritt und den Bestimmungsschritt unter Verwendung der oben beschriebenen Leckageinspektionsvorrichtung umfasst, ist es möglich, eine Leckageinspektion mit einer vorbestimmten Genauigkeit oder besser durchzuführen, während der Einfluss der Größe des Inspektionsgegenstands im Inneren der Inspektionskammer unterdrückt wird.
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Gemäß dem Leckageinspektionsverfahren, erfasst der Detektor in dem Erfassungsschritt das Tracergas in dem Zustand, in dem das Füllen des Tracergases in den Inspektionsgegenstand und die Zirkulation des Gases durch den Zirkulationskanal durch den Betrieb des Gebläses fortgesetzt werden. Deshalb kann die Leckageinspektion durchgeführt werden, ohne mit komplizierten Prozessen, wie einem Austausch eines Gases im Inneren des Inspektionsgegenstands und einer Einstellung eines Innendrucks des Inspektionsgegenstands, verbunden zu sein.
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Des Weiteren, gemäß dem Leckageinspektionsverfahren, kann die erforderliche Zeit der Leckageinspektion in Bezug auf einen Inspektionsgegenstand verkürzt werden, indem eine Leckageinspektion ohne einen komplizierten Prozess ermöglicht wird.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Konfigurationsschaubild einer Leckageinspektionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
- 2 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Leckageinspektionsverfahren durch die Leckageinspektionsvorrichtung gemäß der Ausführungsform mit einem Status einer Inspektionskammer und eines Inspektionsgegenstands veranschaulicht.
- 3 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Gasströmung zu dem Zeitpunkt eines Zirkulationsbetriebs in der Leckageinspektionsvorrichtung veranschaulicht.
- 4 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Gasströmung zu dem Zeitpunkt einer Reinigung in der Inspektionsvorrichtung veranschaulicht.
- 5 ist eine erläuternde Ansicht einer Wartezeit in dem Leckageinspektionsverfahren gemäß der Ausführungsform.
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Ausführliche Beschreibung
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform beschrieben. In den folgenden Ausführungsformen werden Abschnitte, die identisch oder äquivalent zueinander sind, durch die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen angegeben.
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Eine Leckageinspektionsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird für eine Leckageinspektion zum Überprüfen einer Luftdichtheit eines Inspektionsgegenstands 30 verwendet, das ein Erzeugnis ist, das luftdicht sein muss. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Leckageinspektionsvorrichtung 1 einen Zirkulationskanal 10, ein Gebläse 15 und einen Detektor 25. Der Detektor 25 ist mit einem Detektoreinlass 26 verbunden. Ein Schaltventil ist zwischen dem Detektor 25 und der Leckageinspektionsvorrichtung 1 angeordnet.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Wärmetauscher als der Inspektionsgegenstand 30 verwendet. Es gibt mehrere Größen von Wärmetauschern, die sich in ihrer Anwendung, Leistung und dergleichen voneinander unterscheiden. Die Leckageinspektionsvorrichtung 1 ist eingerichtet, um die Luftdichtheit von jedem der Inspektionsgegenstände 30 überprüfen zu können, die Wärmetauscher mit mehreren Größen sind.
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In der Leckageinspektionsvorrichtung 1 wird der Inspektionsgegenstand 30 in der Inspektionskammer 5 angeordnet, und das Tracergas wird in dem Inspektionsgegenstand 30 druckbeaufschlagt und abgedichtet. In dieser Ausführungsform wird Heliumgas, das leichter als Luft ist, als das Tracergas verwendet. Die Luftdichtheit des Inspektionsgegenstands 30 wird bewertet, um die Annehmbarkeit der Luftdichtheit durch Erfassen des aus dem Inspektionsgegenstand 30 entwichenen Tracergases mit dem Detektor 25 im Inneren der Inspektionskammer 5, die den Atmosphärendruck aufweist, zu bestimmen.
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Zunächst wird die Konfiguration der Leckageinspektionsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 ausführlich beschrieben. Die Oben-Unten-Richtung in 1 zeigt die Oben-Unten-Richtung in dem Zustand an, in dem die Leckageinspektionsvorrichtung 1 eingebaut ist.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Inspektionskammer 5 mit einer kastenartigen Form in der Leckageinspektionsvorrichtung 1 angeordnet. Die Inspektionskammer 5 ist im Wesentlichen in einer rechteckigen Form ausgebildet, die in der Vertikalrichtung länglich ist, und hat an deren einen Seitenfläche eine Tür (nicht gezeigt). Der Inspektionsgegenstand 30 kann im Inneren der Inspektionskammer 5 durch Öffnen der Tür aufgenommen werden.
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Die Inspektionskammer 5 ist eingerichtet, um den Wärmetauscher mit der größten Größe unter den zu überprüfenden Wärmetauschern aufzunehmen. Das heißt, ein Wärmetauscher von Wärmetauschern in mehreren Größen wird im Inneren der Inspektionskammer 5 platziert.
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Ein Montagetisch 6 ist im Inneren der Inspektionskammer 5 angeordnet. Eine flache Platte 7, die den Inspektionsgegenstand 30 von unten stützt, ist oben an dem Montagetisch 6 angeordnet. Die flache Platte 7 wird im Inneren der Inspektionskammer 5 von der Tür in einem Zustand angeordnet, in dem der Inspektionsgegenstand 30 oben an der flachen Platte 7 platziert ist.
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Wie in 1 gezeigt ist, hat die flache Platte 7 an dem Montagetisch 6 Durchgangslöcher 8 und jedes der Durchgangslöcher 8 dringt in der Dickenrichtung der flachen Platte 7 durch. Dementsprechend wird eine Gasströmung F zugelassen, um in der Vertikalrichtung im Inneren der Inspektionskammer 5 durch die Durchgangslöcher 8 zu strömen. Die flache Platte 7 kann aus einem plattenartigen Bauteil, das in einer Maschenform ausgebildet ist, einem plattenartigen Stanzmetall oder dergleichen gefertigt sein.
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Ein Richtungsänderer 9 ist an einer Seite der Inspektionskammer 5 angeordnet. Der Richtungsänderer 9 ist an einer Position angeordnet, die der später beschriebenen Ausblasöffnung 12 zugewandt ist, und ist eingerichtet, um die Strömungsrichtung der Gasströmung F zu ändern, die aus der Ausblasöffnung 12 in die Inspektionskammer 5 ausgeblasen wird.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist der Randteil des Richtungsänderers 9 in einer gekrümmten Flächenform ausgebildet und die Strömungsrichtung der Gasströmung F, die den Richtungsänderer 9 erreicht, wird durch ein Führen der Gasströmung 11 durch die gekrümmte Fläche in die entgegengesetzte Richtung umgekehrt.
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Wie in 1 gezeigt ist, hat die Leckageinspektionsvorrichtung 1 den Zirkulationskanal 10. Der Zirkulationskanal 10 verbindet die Saugöffnung 11, die an der oberen Fläche der Inspektionskammer 5 angeordnet ist, mit der Ausblasöffnung 12, die an einer Seitenfläche des unteren Abschnitts der Inspektionskammer 5 angeordnet ist.
der Zirkulationskanal 10 ist ausgebildet, um in der Vertikalrichtung entlang der Inspektionskammer 5, die eine rechteckige Form hat, die in der Vertikalrichtung lang ist, lang zu sein, und ist beispielsweise durch einen Schacht eingerichtet.
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Ein Gebläse 15 ist im Inneren des oberen Abschnitts des Zirkulationskanals 10 angeordnet. Das Gebläse 15 ist ein elektrisches Gebläse, das einen Zentrifugalvielblattlüfter durch einen Elektromotor antreibt und das Gas im Inneren der Inspektionskammer 5 über die Inspektionskammer 5 und den Zirkulationskanal 10 zirkuliert. Das Gebläse 15 kann das Gas durch Drehen des Zentrifugalvielblattlüfters umrühren, wenn das Gas geblasen wird.
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Das Gebläse 15 saugt das Gas im Inneren der Inspektionskammer 5 aus der Saugöffnung 11 ein, bläst das Innere des Zirkulationskanals 10 in Richtung der Ausblasöffnung 12 und bläst das Gas in die Inspektionskammer 5. Im Inneren der Inspektionskammer 5 strömt das Gas, das aus der Ausblasöffnung 12 ausgeblasen wird, die an dem unteren Teil der Inspektionskammer 5 angeordnet ist, in Richtung der Saugöffnung 11, die an der oberen Fläche der Inspektionskammer 5 angeordnet ist.
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Wie oben beschrieben, da die Saugöffnung 11 an der oberen Fläche der Inspektionskammer 5 angeordnet ist, strömt das Gas, das aus der unterhalb gelegenen Ausblasöffnung 12 ausgeblasen wird, in der Inspektionskammer 5 nach oben und wird durch den Betrieb des Gebläses 15 in den Zirkulationskanal 10 gesaugt.
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Da die Ausblasöffnung 12 an einer Seite in dem unteren Teil der Inspektionskammer 5 angeordnet ist, hat das Gas, das den Zirkulationskanal 10 durch den Betrieb des Gebläses 15 nach unten strömt, eine Strömungskomponente in der Horizontalrichtung, wenn es in die Inspektionskammer 5 geblasen wird.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Strömungspfadschalteinheit 20 an der unteren Seite des Gebläses 15 in dem Zirkulationskanal 10 angeordnet (das heißt stromabwärts des Gebläses 15 in der Blasrichtung). Die Strömungspfadschalteinheit ist eingerichtet, um ein plattenartiges Bauteil zu haben, das den Innenströmungspfad des Zirkulationskanals 10 schließen kann. Das plattenartigen Bauteil der Strömungspfadschalteinheit 20 ist angeordnet, um zwischen einem offenen Zustand (siehe 3), in dem der Innenströmungspfad des Zirkulationskanals 10 geöffnet ist, und einem geschlossenen Zustand (siehe 4), in dem der Innenströmungspfad des Zirkulationskanals 10 blockiert ist, veränderbar zu sein.
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Eine Einlassöffnung 21 ist mit dem Zirkulationskanal 10 über einen Einlasskanal 22 an der stromabwärts gelegenen Seite des plattenartigen Bauteils der Strömungspfadschalteinheit 20 in der Blasrichtung in dem geschlossenen Zustand verbunden. Die Einlassöffnung 21 steht mit einer Außenseite der Leckageinspektionsvorrichtung 1 in Verbindung. Deshalb kann die Leckageinspektionsvorrichtung 1 Außenluft in die Inspektionskammer 5 und den Zirkulationskanal 10 über die Einlassöffnung 21 und den Einlassdurchgang 22 aufnehmen.
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Des Weiteren ist eine Auslassöffnung 23 mit dem Zirkulationskanal 10 über einen Auslasskanal 24 an der stromaufwärts gelegenen Seite des plattenartigen Bauteils der Strömungspfadschalteinheit 20 in der Blasrichtung in dem geschlossenen Zustand verbunden. Die Auslassöffnung 23 steht mit einer Außenseite der Leckageinspektionsvorrichtung 1 an einer von der Einlassöffnung 21 entfernten Position in Verbindung. Deshalb kann die Leckageinspektionsvorrichtung 1 das Gas im Inneren der Inspektionskammer 5 und des Zirkulationskanals 10 zu der Außenseite durch die Auslassöffnung 23 und den Auslasskanal 24 ausstoßen.
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In jedem von dem Einlasskanal 22 und dem Auslasskanal 24 ist ein Schaltventil angeordnet. Es ist möglich, den Einlass der Außenluft durch den Einlasskanal 22 und den Ausstoß zu der Außenseite der Leckageinspektionsvorrichtung 1 durch den Auslasskanal 24 durch ein Schließen von jedem der Schaltventile zu unterbinden. Das heißt, die Strömungspfadschalteinheit 20, die Einlassöffnung 21, der Einlasskanal 22, die Auslassöffnung 23 und der Auslasskanal 24 gemäß der vorliegenden Ausführungsformen dienen als eine Strömungspfadschalteinheit.
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Ein Detektor 25 ist stromabwärts des Gebläses 15 und der Strömungspfadschalteinheit 20 in dem Zirkulationskanal 10 in der Blasrichtung angeordnet. Der Detektor 25 kann die Konzentration eines Tracergases (das heißt Heliumgas) messen, das in dem in dem Zirkulationskanal 10 zirkulierenden Gas enthalten ist, und ist beispielsweise als ein Helium-Leckdetektor eingerichtet. Der Detektor dient als eine Erfassungseinheit.
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Der Detektor 25 misst die Konzentration von Heliumgas durch Probenahme aus dem Gas, das in dem Zirkulationskanal 10 zirkuliert, an einer von dem Gebläse 15 um einen vorbestimmten Abstand (beispielsweise ca. 80 cm) stromabwärts des Gebläses 15 getrennten Position.
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Der vorbestimmte Abstand wird für ein ausreichendes Umrühren durch die Drehung des Laufrads in dem Gebläse 15 festgelegt, beispielsweise gemäß dem Größenbereich des Inspektionsgegenstands 30 zwischen der Minimalgröße und der Maximalgröße, der Konfiguration des Gebläses 15 und der Luftblaskapazität.
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Wie in 1 gezeigt ist, beprobt der Detektor 25 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem Zirkulationskanal 10 um die Ausblasöffnung 12 des Zirkulationskanal 10 (das heißt, eine Position unmittelbar vor der Ausblasöffnung 12) zirkulierendes Gas und misst die Konzentration von Heliumgas.
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Durch ein Anordnen auf diese Weise ist es möglich, das Umrühren des Gases durch die Drehung des Zentrifugalvielblattlüfters in dem Gebläse 15 bis zu der Probenahme durch den Detektor 25 ausreichend voranzutreiben. Das heißt, die Leckageinspektionsvorrichtung 1 kann die Konzentration des Heliumgases durch den Detektor 25 in einem Zustand messen, in dem die Verteilung des Heliumgases gleichmäßig wird.
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Der Inspektionsgegenstand 30 ist ein Erzeugnis, das einen Innenraum hat und luftdicht sein muss, und ein Wärmetauscher wird als der Inspektionsgegenstand 30 in der vorliegenden Ausführungsform verwendet. Der Wärmetauscher hat einen Kernabschnitt, der durch eine Vielzahl von Rohren und Lamellen in einer Panelform ausgebildet ist. Wärme wird zwischen einem Fluid, das in dem Innenraum des Kernabschnitts strömt, und einem Fluid ausgetauscht, das außerhalb des Kernabschnitts strömt, um das Fluid zu heizen oder zu kühlen. Der Wärmetauscher hat verschiedene Größen, je nach der erforderlichen Verwendung und Leistung.
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Wie in 1 gezeigt ist, sind eine Vakuumpumpe 32, eine Tracergaszuführungseinheit 33 und eine Luftzuführungseinheit 34 mit dem im Inneren der Inspektionskammer 5 angeordneten Inspektionsgegenstand 30 über eine Verbindungsleitung 31 verbunden.
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Die Vakuumpumpe 32 kann das Gas in dem Innenraum des Inspektionsgegenstands 30 evakuieren und den Innenraum in einen Vakuumzustand versetzen. Das Schaltventil ist an der Verbindungsleitung 31 positioniert, die mit der Vakuumpumpe 32 verbunden ist.
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Die Tracergaszuführungseinheit 33 ist über die Verbindungsleitung 31 verbunden, um dem Innenraum des Inspektionsgegenstands 30 das Heliumgas, das das Tracergas ist, zuzuführen und um das Heliumgas von dem Innenraum zurückzugewinnen. Die Verbindungsleitung 31, die mit der Tracergaszuführungseinheit 33 verbunden ist, ist mit einem Schaltventil versehen.
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Die Luftzuführungseinheit 34 ist mit der Verbindungsleitung 31 verbunden, um dem Innenraum des Inspektionsgegenstands 30 Luft zuzuführen und um den Inspektionsgegenstand 30 wieder auf Atmosphärendruck zu bringen. Die Verbindungsleitung 31, die mit der Luftzuführungseinheit 34 verbunden ist, ist mit einem Schaltventil versehen.
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Gemäß der Leckageinspektionsvorrichtung 1 kann der Zustand des Innenraums des Inspektionsgegenstands 30 auf einen angemessenen Zustand gemäß dem Prozess der Leckageinspektion durch ein Steuern der Vakuumpumpe 32 und der Schaltventile eingestellt werden.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 2 ein Leckageinspektionsverfahren beschrieben, das die Leckageinspektionsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet. In dem Ausgangszustand ist die Strömungspfadschalteinheit 20 in der Leckageinspektionsvorrichtung 1 in dem offenen Zustand und sind die Schaltventile in dem Einlasskanal 22 und dem Auslasskanal 24 in dem geschlossenen Zustand.
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In dem Leckageinspektionsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird zunächst ein Vorbereitungsschritt vor dem Beginn der Leckageinspektion durchgeführt. Der Vorbereitungsschritt umfasst auch einen Platzierungsschritt. Im Speziellen wird in dem Vorbereitungsschritt zunächst der Betrieb des Gebläses 15 begonnen. Dadurch wird das Gas im Inneren der Inspektionskammer 5 in den Zirkulationskanal 10 über die Saugöffnung 11 gesaugt und erreicht das Gebläse 15.
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In dem Gebläse 15 strömt das durch die Drehung des Zentrifugalvielblattlüfters umgerührte Gas in dem Zirkulationskanal 10 nach unten. Zu diesem Zeitpunkt, da die Strömungspfadschalteinheit 20 in dem offenen Zustand ist, strömt das Gas in Richtung der Ausblasöffnung 12, während das Umrühren des Gases vorangetrieben wird.
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Das aus der Ausblasöffnung 12 in die Inspektionskammer 5 ausgeblasene Gas strömt von dem Boden zu dem Oberteil im Inneren der Inspektionskammer 5 in Richtung der Saugöffnung 11 durch den Betrieb des Gebläses 15. Somit kann die Leckageinspektionsvorrichtung 1 einen Zirkulationsbetrieb durchführen, um die Gasströmung F zu erzeugen, in der das Gas durch die Inspektionskammer 5 und den Zirkulationskanal 10 zirkuliert.
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Dann wird der an der flachen Platte 7 platzierte Inspektionsgegenstand 30 im Inneren der Inspektionskammer 5 von der Tür angeordnet. Dieser Prozess entspricht dem Platzierungsschritt. Wenn die Tür der Inspektionskammer 5 geschlossen ist und der Inspektionsgegenstand 30 in die Inspektionskammer 5 gestellt ist, wird die Verbindungsleitung 31 mit dem Inspektionsgegenstand 30 verbunden.
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Danach wird der Betrieb der Vakuumpumpe 32 in einem Zustand begonnen, in dem die Verbindungsleitung 31 mit dem Inspektionsgegenstand 30 verbunden ist. Dadurch, wie in 2 gezeigt ist, wird der Innenraum des Inspektionsgegenstands 30 von dem Atmosphärendruck Po druckentlastet.
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Nachdem der Zirkulationsbetrieb durch das Gebläse 15 für eine vorbestimmte Zeit fortgesetzt wird, wird die Hintergrund-(BG)-Konzentration Co des Heliumgases zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt durch den Detektor 25 gemessen.
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Nach einem Bestätigen der gemessenen Hintergrundkonzentration Co, wird der Vorbereitungsschritt, der den Platzierungsschritt umfasst, beendet.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass der Zirkulationsprozess durch den Beginn des Zirkulationsbetriebs durch das Gebläse 15 begonnen wird und der Zirkulationsprozess beendet wird, wenn der Zirkulationsbetrieb beendet wird. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform wird der Zirkulationsprozess an dem Endzeitpunkt des Vorbereitungsschritts fortgesetzt.
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In dem Leckageinspektionsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Gasfüllschritt im Anschluss an den Vorbereitungsschritt durchgeführt. Im Speziellen wird, nachdem der Betrieb der Vakuumpumpe 32 angehalten wird und das Schaltventil der Verbindungsleitung 31, die mit der Vakuumpumpe 32 verbunden ist, geschlossen wird, das Schaltventil der Verbindungsleitung 31, die mit der Tracergaszuführungseinheit 33 verbunden ist, geöffnet.
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Der Innenraum des Inspektionsgegenstands 30 wird mit Heliumgas gefüllt, das ein Tracergas ist. Wie in 2 gezeigt ist, steigt aufgrund des Füllens des Innenraums mit Heliumgas der Druck in dem Innenraum des Inspektionsgegenstands 30 von einem Negativdruck auf den Atmosphärendruck Po und wird ein vorbestimmter Inspektionsdruck Pe, der einen Zustand anzeigt, in dem der Innenraum mit Heliumgas gefüllt ist.
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In dem Leckageinspektionsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird im Anschluss ein Bereitschaftsschritt durchgeführt. Der Bereitschaftsschritt ist ein Schritt eines Wartens, bis der Druck des Innenraums des Inspektionsgegenstands 30 der vorbestimmte Inspektionsdruck Pe nach einem Beginn des Füllens des Heliumgases in dem Gasfüllschritt wird.
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In diesem Bereitschaftsschritt ist der Inspektionsgegenstand 30 von dem Beginn des Gasfüllschritts ununterbrochen mit der Tracergaszuführungseinheit 33 verbunden und in einem Zustand, in dem Heliumgas gefüllt wird. Falls es einen Leckabschnitt in dem Inspektionsgegenstand 30 gibt, entweicht das Heliumgas ununterbrochen im Inneren der Inspektionskammer 5.
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Mit anderen Worten, wenn es ein Leck in dem Inspektionsgegenstand 30 gibt, ist der Bereitschaftsschritt ein Schritt eines Wartens, bis die Leckagemenge pro Zeiteinheit des Heliumgases ungeachtet der Größe des Inspektionsgegenstands 30 konstant wird.
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Im Speziellen wird in dem Bereitschaftsschritt ein nachfolgender Schritt abgewartet, bis eine vorbestimmte Wartezeit Tw ab dem Zeitpunkt eines Beginns des Füllens des Heliumgases verstrichen ist. Die Wartezeit Tw wird bestimmt, sodass die Leckageinspektion mit einer konstanten Genauigkeit durchgeführt werden kann, selbst wenn irgendein Wärmetauscher einer Vielzahl von Größen im Inneren der Inspektionskammer 5 angeordnet ist. Dieser Punkt wird später unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wenn der Bereitschaftsschritt abgeschlossen ist, wird der Erfassungsprozess durchgeführt. Zunächst wird die erste Messung der Konzentration von Heliumgas durchgeführt. Hier wird in dem Erfassungsprozess eine Großleckkontrolle als ein Schritt (PRE) vor einem Messen der Heliumkonzentration in der Inspektionskammer 5 durchgeführt. Wenn die Leckmenge des Inspektionsgegenstands 30 übermäßig ist, strömt eine hohe Konzentration von Heliumgas in den Detektor 25. Falls die Heliumgaskonzentration in dem Detektor 25 bis zur nächsten Messung nicht ausreichend reduziert wird, kann der nächste Messungswert beeinflusst werden. Die Großleckkontrolle wird für den Zweck durchgeführt, um zu verhindern, dass eine hohe Konzentration von Heliumgas den nächsten Messungswert beeinflusst. Im Speziellen wird durch Öffnen des Schaltventils zwischen dem Detektoreinlass 26, der mit der Außenseite in Verbindung steht, und dem Detektor 25 die Konzentration durch ein Mischen von Außenluft und des aus der Inspektionskammer 5 strömenden Heliumgases gesenkt, sodass ein Verbleib des Heliumgases mit einer hohen Konzentration in dem Detektor 25 verhindert wird. Selbst wenn die Konzentration gesenkt wird, falls die Heliumgaskonzentration einen vorgegebenen Wert übersteigt, der für eine Großleckbestätigung vorgegeben ist, wird der Erfassungsprozess auf halbem Weg beendet, ohne die erste Messung durchzuführen. Wenn die Heliumgaskonzentration geringer als der festgelegte Wert ist, wird das Schaltventil zwischen dem Detektoreinlass 26 und dem Detektor 25 geschlossen und die erste Messung durchgeführt. Hier setzt das Gebläse 15 den Zirkulationsbetrieb während des Erfassungsprozesses fort. Das Ventil der Tracergaszuführungseinheit 33, die mit dem Inspektionsgegenstand 30 über die Verbindungsleitung 31 verbunden ist, wird geschlossen, nachdem der Druck in dem Innenraum des Inspektionsgegenstands 30 den Inspektionsdruck Pe erreicht.
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Deshalb, wenn es einen Leckabschnitt in dem Inspektionsgegenstand 30 gibt, entweicht Heliumgas ununterbrochen im Inneren der Inspektionskammer 5 aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem Innenraum des Inspektionsgegenstands 30 mit dem vorbestimmten Inspektionsdruck Pe nach dem Abschluss des Füllens und dem Atmosphärendruck der Inspektionskammer 5, die der Außenraum ist. Das entwichene Heliumgas wird mit dem Gas im Inneren der Inspektionskammer 5 gemischt und zirkuliert in der Inspektionskammer 5 und dem Zirkulationskanal 10.
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Das aus dem Inneren des Inspektionsgegenstands 30 entwichene Heliumgas ist leichter als Luft und strömt daher im Inneren der Inspektionskammer 5 nach oben. Wie in 4 gezeigt ist, wird die aus der Ausblasöffnung 12 ausgeblasene Gasströmung F auch zu der Saugöffnung 11, die an der oberen Fläche der Inspektionskammer 5 angeordnet ist, durch den Betrieb des Gebläses 15 gelenkt. Deshalb wird gemäß der Leckageinspektionsvorrichtung 1 das Gas im Inneren der Inspektionskammer 5, das Heliumgas enthält, wirksam zu der Saugöffnung 11 und dem Gebläse 15 geführt.
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Das Gebläse 15 saugt das Gas im Inneren der Inspektionskammer 5 aus der Saugöffnung 11 und bläst es zu der Ausblasöffnung 12 durch ein Drehen des Zentrifugalvielblattlüfters. Aufgrund der Drehung des Zentrifugalvielblattlüfters in dem Gebläse 15 werden das Gas im Inneren der Inspektionskammer 5 und das Heliumgas bewegt, um in Richtung der Ausblasöffnung 12 zu strömen.
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In dem Zirkulationskanal 10 schreitet die Bewegung des Gases in der Inspektionskammer 5 und des Heliumgases beim Strömen von dem Gebläse 15 nach unten in der Blasrichtung fort. Wie oben beschrieben misst der Detektor 25 die Konzentration des Heliumgases, das in dem Gas enthalten ist, das in dem Zirkulationskanal 10 zirkuliert, an einer Position, die um einen vorbestimmten Abstand oder mehr getrennt ist. Deshalb kann die Inspektionsvorrichtung 1 durch ausreichendes Umrühren eine gleichmäßige Konzentration des Heliumgases in dem Gas erreichen.
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Dadurch kann gemäß der Leckageinspektionsvorrichtung 1 und dem Leckageinspektionsverfahren die Konzentration von Heliumgas mit dem gleichen Messungswert gemessen werden, in Bezug auf die gleiche Leckagemenge von Heliumgas, ungeachtet der Größe des Inspektionsgegenstands 30 oder der Leckageposition, -richtung und -größe in dem Inspektionsgegenstand 30. Dadurch wird gemäß der Leckageinspektionsvorrichtung 1 und dem Leckageinspektionsverfahren im Vergleich mit einer herkömmlichen Leckageinspektionsvorrichtung der Atmosphärendruckart die Inspektionsgenauigkeit durch ein Verringern des Messungsfehlers von Tracergas verbessert.
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Danach wird das Gas, das den Zirkulationskanal 10 abwärts strömt, aus der Ausblasöffnung 12 in die Inspektionskammer 5 ausgeblasen. Da die Ausblasöffnung 12 an einer Seite des unteren Abschnitts der Inspektionskammer 5 angeordnet ist, hat die aus der Ausblasöffnung 12 ausgeblasene Gasströmung eine Strömungskomponente in der Horizontalrichtung.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist der Richtungsänderer 9 angeordnet, um der Ausblasöffnung 12 in der Inspektionskammer 5 der Leckageinspektionsvorrichtung 1 zugewandt zu sein. Der Richtungsänderer 9 ändert die Strömungsrichtung der Gasströmung F, die aus der Ausblasöffnung 12 ausgeblasen wird.
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Im Speziellen kehrt der Richtungsänderer 9 die Horizontalkomponente der Gasströmung F von einer Strömungsrichtung von der Ausblasöffnung 12 zu dem Richtungsänderer 9 in eine Strömungsrichtung von dem Richtungsänderer 9 zu der Ausblasöffnung 12 um. Die Vertikalkomponente der Gasströmung F ist in diesem Fall grundsätzlich eine Richtung von dem Boden zu dem Oberteil.
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Somit kann durch Anordnen des Richtungsänderers 9 an einer der Ausblasöffnung 12 zugewandten Position eine Gasströmung 11 verschiedene Ausrichtungen als die Horizontalkomponente um den Inspektionsgegenstand 30 haben, der im Inneren der Inspektionskammer 5 angeordnet ist.
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Als Folge kann, ungeachtet der Position des undichten Abschnitts des Inspektionsgegenstands 30, das Heliumgas zu der Saugöffnung 11 durch die Gasströmung 11 geführt werden, ohne im Inneren der Inspektionskammer 5 zu bleiben. Das heißt, die Leckageinspektionsvorrichtung 1 kann das Heliumgas durch Anordnen des Richtungsänderers 9 ungeachtet der Leckageposition in dem Inspektionsgegenstand 30 angemessen messen.
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Des Weiteren, da die flache Platte 7 des Montagetisches 6 die mehreren Durchgangslöcher 8 hat, wird die Gasströmung F, die von der unteren Seite im Inneren der Inspektionskammer 5 nach oben strömt, nicht durch die flache Platte 7 des Montagetisches 6 blockiert. Deshalb bleibt die Gasströmung F nicht in dem unteren Teil der Inspektionskammer 5.
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Wie in 3 gezeigt ist, bildet gemäß der Leckageinspektionsvorrichtung 1 das einzelne Gebläse 15 eine Zirkulationsströmung in einer Richtung im Inneren der Inspektionskammer 5 und des Zirkulationskanals 10 aus. Deshalb strömt das aus irgendeiner Position des Inspektionsgegenstands 30 entwichene Heliumgas aus der Saugöffnung 11 immer in den Zirkulationskanal 10 und wird durch das Gebläse 15 umgerührt. Das gut umgerührte Gas strömt durch den Zirkulationskanal 10 in dem Zustand abwärts, in dem die Konzentration von Heliumgas gleichmäßig gemacht ist, und wird durch den Detektor 25 gemessen.
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Dadurch kann gemäß der Leckageinspektionsvorrichtung 1 die Konzentration von Heliumgas durch das Umrühren durch das Gebläse 15 unabhängig von der Leckposition des Inspektionsgegenstands 30 in dem konstanten Zustand gemessen werden.
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Das heißt, die Leckageinspektionsvorrichtung 1 kann den gleichen gemessenen Wert messen, sofern die Leckagemenge des Heliumgases die gleiche ist, ungeachtet der Größe des Inspektionsgegenstands 30, der Position des undichten Abschnitts und der Ausrichtung des undichten Abschnitts.
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Nach einem Messen der Erstkonzentration des Heliumgases (nachfolgend als die erste gemessene Konzentration Ca bezeichnet), wartet der Prozess somit auf einen Ablauf einer festgesetzten Zeitspanne und die Zweitkonzentration des Heliumgases (nachfolgend als die zweite gemessene Konzentration Cb bezeichnet) wird gemessen. Es ist möglich, die Konzentrationsänderung des Heliumgases über die Zeit durch ein zweimaliges Messen der Konzentration des Heliumgases zu messen, um die Bewertungsgenauigkeit der Luftdichtheit zu verbessern.
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Die Zweitheliumgaskonzentrationsmessung ist die gleiche wie die oben beschriebene Erstheliumgaskonzentrationsmessung mit der Ausnahme, dass der Ausführungszeitpunkt nach einem Warten auf das Verstreichen einer festgesetzten Zeit nach der ersten Messung ist. Vor der Heliumgaskonzentrationsmessung wird, wie beim ersten Mal, eine Großleckkontrolle als ein vorausgehender (PRE) Schritt durchgeführt. Die Beschreibung der Zweitheliumgaskonzentrationsmessung wird weggelassen. Der Erfassungsprozess wird nach Abschluss der Erst- und Zweitheliumgaskonzentrationsmessung beendet.
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Wenn der Erfassungsschritt abgeschlossen ist, wird ein Bestimmungsschritt durchgeführt. Im Speziellen wird in der vorliegenden Ausführungsform die Erstmessungskonzentration Ca von der Zweitmessungskonzentration Cb subtrahiert, um die Leckagemenge von Heliumgas für eine festgesetzte Zeit zu berechnen. Es wird durch ein Vergleichen der berechneten Leckagemenge von Heliumgas mit einer Referenzleckagemenge als ein Kriterium zum Bestimmen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Luftdichtheit bestimmt, ob das Ergebnis einer Leckageinspektion erfolgreich ist oder nicht.
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Im Speziellen, wenn die berechnete Leckagemenge von Heliumgas kleiner als die Referenzleckagemenge ist, wird bestimmt, dass die Leckageinspektion bestanden ist. Wenn die berechnete Leckagemenge von Heliumgas mehr als die oder gleich der Referenzleckagemenge ist, ist die Leckageinspektion nicht bestanden. Das heißt, die Bedingung „die berechnete Leckagemenge von Heliumgas ist kleiner als die Referenzleckagemenge“ ist ein Beispiel einer Bestimmungsbedingung.
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Somit ist die Leckageinspektion gemäß der vorliegenden Ausführungsform beendet, wenn der Bestimmungsschritt beendet ist. Der Reinigungsschritt wird als ein Nach-Prozess nach dem Bestimmungsschritt durchgeführt. In dem Reinigungsschritt wird das in den Inspektionsgegenstand 30 gefüllte Heliumgas durch die Tracergaszuführungseinheit 33 zurückgewonnen. Danach wird dem Innenraum des Inspektionsgegenstands 30 über die Verbindungsleitung 31 und die Luftzuführungseinheit 34 Luft zugeführt, und der Innenraum des Inspektionsgegenstands 30 wird auf den Atmosphärendruckzustand gebracht.
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Dann wird in der Inspektionskammer 5 und dem Zirkulationskanal 10, wie in 4 gezeigt ist, das plattenartige Bauteil der Strömungspfadschalteinheit 20 geschlossen, während der Betrieb des Gebläses 15 fortgesetzt wird, und das Schaltventil in dem Einlasskanal 22 und dem Auslasskanal 24 wird geöffnet.
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Somit wird die Gasströmung F in dem Zirkulationskanal 10 durch das plattenartige Bauteil der Strömungspfadschalteinheit 20 blockiert. Zu derselben Zeit ist die Auslassöffnung 23 mit dem oberen Abschnitt des Zirkulationskanals 10 über den Auslasskanal 24 verbunden und ist die Einlassöffnung 21 mit dem unteren Abschnitt des Zirkulationskanals 10 über den Einlasskanal 22 verbunden.
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In diesem Fall wird das Gas in der Inspektionskammer 5 durch den Betrieb des Gebläses 15 aus der Saugöffnung 11 in den Zirkulationskanal 10 gesaugt und in Richtung der Strömungspfadschalteinheit 20 geblasen. Die Gasströmung F, die durch das Gebläse 15 geblasen wird, wird zu der Auslassöffnung 23 über den Auslasskanal 24 an der stromaufwärts gelegenen Seite der Strömungspfadschalteinheit 20 gelenkt. Deshalb kann in der Leckageinspektionsvorrichtung 1 das Gas in der Inspektionskammer 5 aus der Auslassöffnung 23 zu der Außenseite der Leckageinspektionsvorrichtung 1 ausgestoßen werden.
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Des Weiteren wird mit dem Betrieb des Gebläses 15 das Gas in der Inspektionskammer 5 in die Saugöffnung 11 gesaugt, wodurch sich das untere Gas in dem Zirkulationskanal 10 aus der Ausblasöffnung 12 in die Inspektionskammer 5 bewegt. Damit in Verbindung wird des Weiteren Luft außerhalb der Leckageinspektionsvorrichtung 1 in den unteren Teil des Zirkulationskanals 10 über die Einlassöffnung 21 und den Einlasskanal 22 eingesaugt.
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Dadurch wird, wie in 4 gezeigt ist, in dem Reinigungsschritt bewirkt, dass Luft außerhalb der Leckageinspektionsvorrichtung 1 in den unteren Teil des Zirkulationskanals 10 durch die Einlassöffnung 21 und den Einlasskanal 22 strömt, und die Luft wird zu der Außenseite aus der Auslassöffnung 23 durch das Innere der Inspektionskammer 5, den oberen Abschnitt des Zirkulationskanals 10 und den Auslasskanal 24 ausgestoßen.
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Als Folge kann die Leckageinspektionsvorrichtung 1 das Gas in der Inspektionskammer 5 mit einer hohen Konzentration von Heliumgas zu der Außenseite der Leckageinspektionsvorrichtung 1 durch ein Ersetzen der Außenluft durch Ausführen des Reinigungsprozesses ausstoßen. Somit kann die Inspektionskammer 5 schnell auf den Zustand vor der Leckageinspektion gereinigt werden.
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Dann wird der Inspektionsgegenstand 30, der der Leckageinspektion unterzogen wurde, mit der flachen Platte 7 durch die Tür der Inspektionskammer 5 in einem Zustand herausgenommen, in dem der Betrieb des Gebläses 15 fortgesetzt wird. Der Reinigungsprozess wird durch Entfernen des Inspektionsgegenstands 30 abgeschlossen.
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Nach dem Ende des Reinigungsprozesses kann der Betrieb des Gebläses 15 einfach angehalten werden oder der Beginn der Leckageinspektion für den nächsten Inspektionsgegenstand 30 in dem Zustand abgewartet werden, in dem der Betrieb des Gebläses 15 fortgesetzt wird.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 5 die Wartezeit Tw in dem Bereitschaftsschritt gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Wie oben beschrieben, können in der vorliegenden Ausführungsform Wärmetauscher einer Vielzahl von Größen als der Inspektionsgegenstand 30 verwendet werden. 5 wird beispielsweise in einem Fall erläutert, in dem der Wärmetauscher der größten Größe und der Wärmetauscher der kleinsten Größe als der Inspektionsgegenstand verwendet werden.
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5 ist ein Graph, in dem eine gestrichelte Linie die Konzentrationsänderung von Heliumgas in der Inspektionskammer 5 in dem Fall eines Verwendens des Wärmetauschers der größten Größe und eine Strichpunktlinie die Konzentrationsänderung des Heliumgases in der Inspektionskammer 5 in dem Fall eines Verwendens des Wärmetauschers der kleinsten Größe unter den Wärmetauscher einer Vielzahl von Größen zeigt. Jeder Wärmetauscher hat in diesem Fall einen Leckabschnitt mit der gleichen Leckmenge.
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Wie durch die gestrichelte Linie in 5 gezeigt ist, wenn der Gasfüllschritt nach der Zeit To begonnen wird, wenn die Erfassung der Hintergrundkonzentration Co abgeschlossen ist, wird der Innenraum des Wärmetauschers der kleinsten Größe mit Heliumgas gefüllt.
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In dem Fall des Wärmetauschers der kleinsten Größe entweicht das Heliumgas von dem Innenraum in einem frühen Stadium und wird durch den Detektor 25 erfasst, da der Innenraum auch der geringste ist. Wenn der Wärmetauscher der geringsten Größe verwendet wird, wird der Zeitpunkt, wenn das Heliumgas durch den Detektor 25 erfasst wird, als Zeitpunkt Tsx angenommen.
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Selbst nach einem Zeitpunkt Tsx, wird das Heliumgas ununterbrochen in den Innenraum des Wärmetauschers der Minimalgröße von der Tracergaszuführungseinheit 33 gefüllt. Deshalb steigt allmählich der Druck in dem Innenraum und erreicht den vorbestimmten Inspektionsdruck Pe. Der Zeitpunkt, wenn dieser Innendruck der Inspektionsdruck Pe wird, wird als Zeitpunkt Tsy angenommen.
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Zum Zeitpunkt Tsy, wenn der Druck des Innenraums in dem Wärmetauscher höher als in dem Fall des Zeitpunkt Tsx ist, entweicht mehr Heliumgas aus dem Innenraum des Wärmetauschers der kleinsten Größe pro Zeiteinheit als zum Zeitpunkt Tsx. Deshalb weist die Konzentration von Heliumgas in der Inspektionskammer 5 zum Zeitpunkt Tsy einen höheren Wert auf als zum Zeitpunkt Tsx.
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Andererseits ist in dem Fall des Wärmetauschers der größten Größe der Innenraum auch der größte. Zum Zeitpunkt Tsx entweicht kein Heliumgas aus dem Innenraum. Wenn die Zeit weiter verstreicht, wird der Detektor 25 das Heliumgas erfassen. Wenn der Wärmetauscher der größten Größe verwendet wird, wird der Zeitpunkt, wenn das Heliumgas durch den Detektor 25 erfasst wird, als Zeitpunkt Tlx angenommen.
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Selbst nach dem Zeitpunkt Tlx, wird das Heliumgas ununterbrochen von der Tracergaszuführungseinheit 33 in den Innenraum des Wärmetauschers der größten Größe gefüllt. Der Druck des Innenraums steigt allmählich und erreicht den vorbestimmten Inspektionsdruck Pe. Der Zeitpunkt, wenn der Innendruck des Wärmetauschers der größten Größe den Inspektionsdruck Pe erreicht, wird als Zeitpunkt Tly angenommen. Der Zeitpunkt Tly ist später als der Zeitpunkt Tsy, da der Innenraum des Wärmetauschers der größten Größe größer als der Innenraum des Wärmetauschers der kleinsten Größe ist.
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Zum Zeitpunkt Tly ist der Druck des Innenraums des Wärmetauschers höher als in dem Fall von Zeitpunkt Tlx, somit entweicht mehr Heliumgas aus dem Innenraum des Wärmetauschers der größten Größe pro Zeiteinheit als zum Zeitpunkt Tlx. Deshalb ist die Konzentration von Heliumgas in der Inspektionskammer 5 zum Zeitpunkt Tly höher als zum Zeitpunkt Tlx.
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Hier wird die Beziehung zwischen der Genauigkeit des Erfassungsprozesses in dem Leckageinspektionsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform und dem Bewertungsindex beschrieben. Zunächst wird ein Fall eines Verwendens der Hintergrundkonzentration Co, die zum Zeitpunkt To erfasst wird, und der Erstmessung in dem Erfassungsschritt (das heißt der Zeitpunkt Ta in 5) untersucht.
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In diesem Fall, da die Größe des Innenraums zwischen dem Wärmetauscher der größten Größe und dem Wärmetauscher der kleinsten Größe verschieden ist, tritt ein Unterschied in der Erstheliumgaskonzentration zum Zeitpunkt Ta auf. Im Gegensatz ist die Hintergrundkonzentration Co zum Zeitpunkt To grundsätzlich ein gemeinsamer Wert ungeachtet der Größe des Wärmetauschers.
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Aus diesem Grund erscheint der Größenunterschied des Wärmetauschers als der Inspektionsgegenstand 30 als ein Unterschied in der ersten gemessenen Heliumgaskonzentration. Ein Fehler, der durch den Größenunterschied des Inspektionsgegenstands 30 verursacht wird, tritt in dem Messungsergebnis der Heliumgaskonzentration auf. Aus diesem Grund, wenn eine Leckageinspektion an mehreren Inspektionsgegenständen 30 verschiedener Größen durchgeführt wird, kann es nicht angemessen sein, die Hintergrundkonzentration Co als ein Bewertungsindex zu verwenden.
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Hier, in dem Fall des Wärmetauschers der kleinsten Größe, ist der Anstieg der Konzentration von Heliumgas pro Zeiteinheit unbeständig, bis der Zeitpunkt Tsy vorbeigeht. Wie in 5 gezeigt ist, nachdem der Druck in dem Innenraum der Inspektionsdruck Pe wird, weist die Konzentration von Heliumgas pro Zeiteinheit ein konstantes Verhalten auf. Das heißt, nach dem Zeitpunkt Tsy weist die Änderung der Konzentration des Heliumgases über die Zeit Linearität auf, einschließlich der Erstkonzentrationsmessung (das heißt der Zeitpunkt Ta) und der Zweitkonzentrationsmessung.
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In gleicher Weise, selbst in dem Fall des Wärmetauschers der größten Größe, ist der Anstieg einer Konzentration von Heliumgas pro Zeiteinheit unbeständig, bis der Zeitpunkt Tly vorbeigeht. Wie in 5 gezeigt ist, nachdem der Druck in dem Innenraum der Inspektionsdruck Pe wird, weist die Konzentration von Heliumgas pro Zeiteinheit ein konstantes Verhalten auf. Das heißt, nach dem Zeitpunkt Tly weist die Änderung der Konzentration des Heliumgases über die Zeit Linearität auf, einschließlich der Erstkonzentrationsmessung (das heißt der Zeitpunkt Ta) und der Zweitkonzentrationsmessung.
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Wie in 5 gezeigt ist, selbst mit Wärmetauschern verschiedener Größen, neigt der Anstieg einer Konzentration von Heliumgas pro Zeiteinheit dazu, den selben Wert zu zeigen, nachdem der Druck in dem Innenraum der Inspektionsdruck Pe wird. Das heißt, selbst für Wärmetauscher verschiedener Größen kann die Luftdichtheit mit demselben Bewertungsindex bewertet werden, um eine Leckageinspektion mit hoher Genauigkeit durchzuführen.
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Deshalb ist in der vorliegenden Ausführungsform die Wartezeit Tw von dem Zeitpunkt Tf, an dem das Füllen des Heliumgases begonnen wird, zu dem Beginn des Erfassungsprozesses größer als der oder gleich dem Zeitpunkt Tly festgelegt, an dem der Druck in dem Innenraum der Inspektionsdruck Pe für den Wärmetauscher der größten Größe wird.
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In dem Fall eines Wärmetauschers, der kleiner als die größte Größe ist, erreicht der Druck des Innenraums den Inspektionsdruck Pe vor dem Zeitpunkt Tly. Deshalb wird die Wartezeit Tw wie oben beschrieben festgelegt, um größer als die oder gleich der Zeit zu sein, die erforderlich ist, dass der Druck in dem Innenraum bezogen auf einen Wärmetauscher irgendeiner Größe den Inspektionsdruck Pe erreicht. Das heißt, die Konzentration von Heliumgas kann in einem Zustand gemessen werden, in dem die Konzentrationsänderung nach dem Warten der Wartezeit Tw konstant ist.
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Als Folge ist es gemäß dem Leckageinspektionsverfahren möglich, die Leckageinspektion mit einem Aufrechterhalten einer ausreichenden Genauigkeit bei Wärmetauschern irgendeiner Größe durch Warten auf das Verstreichen der Wartezeit Tw in dem Bereitschaftsschritt durchzuführen.
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Wie oben beschrieben ist, wird gemäß der Leckageinspektionsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform das Gas in der Inspektionskammer 5, das das aus dem Inspektionsgegenstand 30 entwichene Heliumgas umfasst, zu der Inspektionskammer 5 und dem Zirkulationskanal 10 durch das Gebläse 15 transportiert. Deshalb kann Heliumgas um den Detektor 25 herum geleitet werden, wie in 3 gezeigt ist.
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Somit kann die Leckageinspektionsvorrichtung 1 das Heliumgas durch den Detektor 25 erfassen, während der Einfluss der Größe des Inspektionsgegenstands 30 auf ein niedriges Niveau unterdrücken werden kann, während der Inspektionsgegenstand 30 in der Inspektionskammer 5 aufgenommen werden kann, sodass die Leckageinspektion des Inspektionsgegenstands 30 durchgeführt werden kann. Das heißt, die Leckageinspektionsvorrichtung 1 kann die Leckageinspektion des Inspektionsgegenstands 30 verschiedener Größen durchführen.
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Gemäß der Leckageinspektionsvorrichtung 1, da das Gebläse 15 in dem Zirkulationskanal 10 positioniert ist, kann das Gas im Inneren der Inspektionskammer 5, das aus der Saugöffnung 11 eingesaugt wird, durch das Gebläse 15 umgerührt werden. Des Weiteren, da der Detektor 25 Heliumgas an einer Position misst, die von dem Gebläse 15 in Richtung der Ausblasöffnung 12 um einen vorbestimmten Abstand oder mehr getrennt ist, kann gemäß der Leckageinspektionsvorrichtung 1 die Messung durch den Detektor 25 in einem Zustand durchgeführt werden, in dem das Umrühren von Gas, das durch das Gebläse 15 geblasen wird, weiter vorangetrieben ist.
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Das heißt, gemäß der Leckageinspektionsvorrichtung 1 ist es möglich, das Gas zu dem Detektor 25 in einem Zustand zu blasen, in dem es umgerührt ist, sodass die Verteilung von Heliumgas gleichmäßig wird. Deshalb ist es möglich, den Einfluss der Größe des Inspektionsgegenstands 30 in Bezug auf die Inspektionskammer 5 zu unterdrücken, um die Erfassungsgenauigkeit durch den Detektor 25 und die Inspektionsgenauigkeit der Leckageinspektion auf einem bestimmten Niveau oder besser aufrechtzuerhalten.
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Wie in 1 gezeigt ist, wird in der Leckageinspektionsvorrichtung 1 Heliumgas, das leichter als Luft ist, als ein Tracergas verwendet. Die Saugöffnung 11 ist an der oberen Fläche der Inspektionskammer 5 angeordnet und die Ausblasöffnung 12 ist an einer Seite des unteren Teils der Inspektionskammer 5 platziert.
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Somit kann das Heliumgas in Richtung der Saugöffnung 11 im Inneren der Inspektionskammer 5 durch Nützen des Unterschieds in einer spezifischen Dichte zwischen dem Heliumgas und dem Gas in der Inspektionskammer 5 strömen. Das heißt eine Zurückhaltung von Heliumgas in der Inspektionskammer 5 kann unterdrückt werden.
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Des Weiteren, da der Detektor 25 in dem Zirkulationskanal 10 an einer Position angeordnet ist, die um einen vorbestimmten Abstand oder mehr von dem Gebläse 15 getrennt ist, kann die Zeitspanne, bis das Heliumgas den Detektor 25 erreicht, verlängert werden. Als Folge, da das Umrühren durch das Gebläse 15 für eine lange Zeit durchgeführt werden kann, kann die Konzentrationsmessung des Heliumgases in einem ausreichend gleichmäßigen Zustand durchgeführt werden, um die Inspektionsgenauigkeit der Leckageinspektion zu verbessern.
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Wie in 3 und dergleichen gezeigt ist, ist der Richtungsänderer 9 an einer der Ausblasöffnung 12 in dem unteren Teil der Inspektionskammer 5 zugewandten Position angeordnet. Der Richtungsänderer 9 kehrt die Horizontalkomponente der Gasströmung F von einer Strömungsrichtung von der Ausblasöffnung 12 zu dem Richtungsänderer 9 in eine Strömungsrichtung von dem Richtungsänderer 9 zu der Ausblasöffnung 12 um.
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Das heißt, die Leckageinspektionsvorrichtung 1 erzeugt die Gasströmung 11 mit verschiedenen Richtwirkungen als eine Horizontalkomponente um den Inspektionsgegenstand 30 durch ein Anordnen des Richtungsänderers 9 im Inneren der Inspektionskammer 5. Heliumgas kann ungeachtet der Leckposition des Inspektionsgegenstands 30 zweckmäßig gemessen werden.
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Des Weiteren sind die mehreren Durchgangslöcher 8 in der flachen Platte 7 des Montagetisches 6 definiert, an dem der Inspektionsgegenstand 30 in der Inspektionskammer 5 montiert ist. Aus diesem Grund kann die Gasströmung F, die im Inneren der Inspektionskammer 5 nach oben strömt, problemlos durch die Durchgangslöcher 8 strömen, und es kann verhindert werden, dass Heliumgas in dem unteren Teil der Inspektionskammer 5 bleibt.
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Das Leckageinspektionsverfahren der vorliegenden Ausführungsform, das die oben beschriebene Leckageinspektionsvorrichtung 1 verwendet, wie in 2 gezeigt ist, umfasst den Anordnungsschritt, den Gasfüllschritt, den Zirkulationsschritt, den Erfassungsschritt und den Bestimmungsschritt.
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In dem Erfassungsschritt des Leckageinspektionsverfahrens, erfasst der Detektor 25 ein Heliumgas in einem Zustand, in dem ein Füllen von Heliumgas in den Inspektionsgegenstand 30 und eine Zirkulation von Gas durch den Zirkulationskanal 10 durch Betrieb des Gebläses 15 fortgesetzt werden.
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Das heißt, in dem Leckageinspektionsverfahren kann die Leckageinspektion durchgeführt werden, ohne mit komplizierten Prozessen, wie einem Austausch von Gas im Inneren des Inspektionsgegenstands 30 und einer Einstellung des Innendrucks des Inspektionsgegenstands 30, verbunden zu sein. Des Weiteren kann gemäß dem Leckageinspektionsverfahren die erforderliche Zeit der Leckageinspektion in Bezug auf einen Inspektionsgegenstand 30 verkürzt werden, indem eine Leckageinspektion ohne einen komplizierten Prozess ermöglicht wird.
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In dem Leckageinspektionsverfahren wird ein Bereitschaftsschritt nach dem Beginn eines Gasfüllprozesses und eines Zirkulationsprozesses und vor einem Erfassungsprozess durchgeführt. In dem Bereitschaftsschritt werden der Gasfüllprozess und der Zirkulationsprozess für die Wartezeit Tw fortgesetzt, die länger als die Zeit festgelegt ist, bis der Druck in dem Innenraum des Inspektionsgegenstands 30 den Inspektionsdruck Pe erreicht.
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Dadurch kann die Leckmenge des Heliumgases, die aus dem Inspektionsgegenstand 30 entweicht, stabilisiert werden, selbst falls die Größe des Inspektionsgegenstands 30 unterschiedlich ist. Als Folge kann, selbst wenn Inspektionsgegenstände 30 verschiedener Größen verwendet werden, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Lecks angemessen bestimmt werden, und die Inspektionsgenauigkeit der Leckageinspektion kann aufrechterhalten werden.
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(Andere Ausführungsformen)
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Obwohl die Ausführungsform beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben erwähnte Ausführungsform begrenzt. Das heißt, verschiedene Verbesserungsänderungen sind innerhalb des Bereichs möglich, der von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht abweicht. Beispielsweise können die oben beschriebenen Ausführungsformen beliebig kombiniert werden oder sind verschiedene Abwandlungen für die Ausführungsform möglich.
- (1) Obwohl in der oben erwähnten Ausführungsform ein Wärmetauscher als der Inspektionsgegenstand 30 erwähnt wird, ist sie nicht auf diese Art begrenzt. Ein Erzeugnis, das einen Innenraum hat und eine Luftdichtheit erfordert, kann als der Inspektionsgegenstand 30 geeignet verwendet werden. Darüber hinaus ist der Inspektionsgegenstand 30 nicht auf das Erzeugnis begrenzt, das mehrere Größen hat, und der Inspektionsgegenstand 30 kann ein Erzeugnis einer einzigen Größe sein.
- (2) Obwohl in der Leckageinspektionsvorrichtung 1 der Ausführungsform die Inspektionskammer 5 eine rechteckige Form hat, die in der Vertikalrichtung lang ist, ist sie auf diesen Aspekt nicht begrenzt. Die Inspektionskammer 5 kann verschiedene zweckmäßige Formen haben, während der Inspektionsgegenstand 30 in der Inspektionskammer 5 aufgenommen werden kann. Beispielsweise kann die Inspektionskammer 5 eine rechteckige Form haben die in der Horizontalrichtung länger ist.
- (3) Obwohl in der oben erwähnten Ausführungsform die Ausblasöffnung 12 an der einen Seite des unteren Teils der Inspektionskammer 5 positioniert ist, ist sie nicht auf diesen Aspekt begrenzt. Die Ausblasöffnung 12 kann an verschiedenen Positionen in der Inspektionskammer 5 angeordnet sein, die verschieden von der Saugöffnung 11 sind.
Beispielsweise kann die Ausblasöffnung 12 an der unteren Fläche der Inspektionskammer 5 angeordnet sein. In diesem Fall können die Strömungsrichtung des aus der Ausblasöffnung 12 ausgeblasenen Gases und die Strömungsrichtung des zu der Saugöffnung 11 gelenkten Gases im Inneren der Inspektionskammer 5 miteinander übereinstimmend gebildet werden, um die Strömung ruhig zu machen.
- (4) Obwohl in der oben erwähnten Ausführungsform das Gas, das durch den Zirkulationskanal 10 strömt, durch das Gebläse 15 umgerührt wird, kann eine weitere Struktur hinzugefügt werden, um das Umrühren des Gases weiter zu fördern.
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Beispielsweise kann ein Rührbauteil stromabwärts des Gebläses 15 in dem Zirkulationskanal 10 in der Blasrichtung angeordnet werden. Das Rührbauteil können mehrere stabartige Bauteile sein, die angeordnet sind, um den Zirkulationskanal 10 zu kreuzen, oder kann ein Laufradbauteil sein, das durch von dem Gebläse 15 geblasen Luft gedreht wird.
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Darüber hinaus ist es auch möglich, eine Rührvorrichtung stromabwärts des Gebläses 15 in der Blasrichtung in dem Zirkulationskanal 10 anzuordnen. Die Rührvorrichtung kann ein kleiner Lüfter sein. In diesem Fall wird der kleine Lüfter in Bezug auf den Zirkulationskanal 10 angeordnet, um Gas in eine Richtung zu blasen, die die Blasrichtung des Gebläses 15 schneidet.
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Gemäß dieser Konfiguration erreicht das Gas, das Heliumgas enthält, den Detektor 25 in einem gleichmäßigeren umgerührten Zustand. Deshalb kann die Erfassungsgenauigkeit der Leckageinspektion durch Verringern eines Fehlers durch den Detektor 25 verbessert werden, der durch die Konzentrationsverteilung verursacht wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2017180939 [0001]
- JP 3203528 B2 [0005]
