JP2004163223A - 漏れ検査装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】密閉容器内を減圧することなく短時間で漏れ検査を行え、また、装置や工程の簡略化および低価格化が図れる検査装置および方法を提供すること。
【解決手段】フード２０内にワーク１１を入れて、フード２０内に窒素ガスを供給するとともに、ワーク１１内にヘリウムガスを供給して、フード２０から取り出した混合窒素ガス中のヘリウムガスからワーク１１の漏れを検査する漏れ検査装置１０のフード２０を、基台２１と密閉容器２２とで構成した。そして、基台２１上にワーク１１を設置し、密閉容器２２内に窒素ガスを供給したのちに、駆動装置２４の駆動により密閉容器２２を下降させて、基台２１と密閉容器２２とでワーク１１を格納するようにした。また、密閉容器２２内に、気体挿通孔４３を備えた中蓋４４を、密閉容器２２に対して相対移動可能に設けた。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体や液体の収容や移送に使用される容器や配管等からなるワークの漏れ検査に使用する漏れ検査装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、気体や液体の収容や移送に使用する容器や配管等の中には気密性を要求されるものがあり、このような容器や配管に生じる漏れをチェックする装置がある（例えば、特許文献１参照。）。この装置では、窒素ガスからなる置換ガス（基準ガス）とヘリウムガスからなるプローブガス（トレースガス）を用いて漏れ検査が行われる。
【０００３】
この場合、真空槽（フード）内に、被試験体（ワーク）を気密的に格納し、真空槽内を排気して減圧したのちに、真空槽内に窒素ガスを供給するとともに、被試験体内にヘリウムガスを供給する。そして、真空槽内の窒素ガスを取り出して、窒素ガスに含まれるヘリウムガスを検出することにより、被試験体に漏れが生じているか否かを検査する。すなわち、被試験体に漏れがなければ、真空槽から取り出した窒素ガスからはヘリウムガスが検出されず、被試験体に漏れがあれば、被試験体内のヘリウムガスが、真空槽の内部における被試験体外に浸出するため真空槽から取り出した窒素ガスからヘリウムガスが検出される。このように、真空槽から取り出した窒素ガス中におけるヘリウムガスの有無や量を検出することで被試験体に漏れがあるか否かを検査している。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２５００４８８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記装置を用いた漏れ検査方法では、真空槽に窒素ガスを供給する前に、真空槽内を排気して減圧するため、真空槽を、気圧差に耐えることのできる強度の大きな材料で構成する必要がある。また、真空槽を減圧するための真空排気装置が必要になり、装置が大掛かりになってコストアップにつながるという問題や、操作が複雑になり漏れ検査に長時間を要するという問題もある。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、上記した問題に対処するためになされたもので、その目的は、密閉容器内を減圧することなく短時間で漏れ検査を行え、また、装置や工程の簡略化および低価格化が図れる検査装置および方法を提供することである。
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明に係る漏れ検査装置の構成上の特徴は、開閉可能な開口部を有し、開時に前記開口部から検査物であるワークを入れ、閉時に開口部を密閉状態としワークの漏れ検査を行う密閉容器と、ワーク内部および密閉容器内であってワークの外周部のいずれか一方に、ワークからの漏れを検出するためのトレースガスを供給するトレースガス供給手段と、ワーク内部および密閉容器内であってワークの外周部のいずれか他方に、トレースガスを含まない基準ガスを供給する基準ガス供給手段と、密閉容器を密閉状態として、その密閉容器内で、ワークを介して漏れたトレースガスを検出するトレースガス検出手段とを備え、開口部を開状態とした密閉容器内に前記トレースガスまたは基準ガスを充填されたときに、ワークを収納し、その後密閉容器を密閉状態とすることにある。
【０００８】
前記のように構成した本発明の漏れ検査装置では、密閉容器内にワークを格納したのちに、トレースガスまたは基準ガスを供給するのではなく、密閉容器内にトレースガスまたは基準ガスを供給したのちに、密閉容器を移動させて、その内部にワークを格納するようにしている。これによって、密閉容器内にワークが格納されたときには、そのワークの外部は、トレースガスまたは基準ガスが充満した状態になる。したがって、例えば、予めトレースガス供給手段からワーク内にトレースガスを供給しておき、密閉容器にワークを格納したのちに、密閉容器内の基準ガス中のトレースガスを検出することにより、短時間で、ワークの漏れを検査することができる。また、予め基準ガス供給手段からワーク内に基準ガスを供給しておき、密閉容器にワークを格納したのちに、密閉容器内のトレースガス中の基準ガスを検出することもできる。
【０００９】
この場合、密閉容器内に基準ガスを供給しながら密閉容器内を移動させてワークを格納するため、密閉容器を減圧する処理は省略している。したがって、密閉容器内を減圧する処理のための時間が短縮される。また、基準ガスを入れる前に、密閉容器内を真空状態にする必要がなくなって、真空排気装置が不要になるとともに、密閉容器を高強度の材料で構成する必要もなくなる。また、簡単な構造の装置で済むため、安価につくとともに、メンテナンスも容易になる。また、この場合、静止した基台に対して密閉容器を進退させてもよいし、密閉容器を静止させて、密閉容器に対して基台を進退させてもよい。
【００１０】
また、本発明に係る漏れ検査装置の他の構成上の特徴は、密閉容器内に、中蓋を密閉容器に対して相対的に移動可能な状態で設け、密閉容器が開状態になったときには、中蓋は密閉容器の開口側に位置し、密閉容器が密閉状態になったときには、中蓋は密閉容器の開口部から奥側に位置するようにし、その密閉容器と中蓋の相対移動の際に、密閉容器内に供給されたトレースガスまたは基準ガスが奥側から開口側に移動可能にしたことにある。
【００１１】
前記のように構成した本発明の漏れ検査装置によれば、密閉容器内にトレースガスまたは基準ガスを供給する際、密閉容器の開口側に中蓋が位置するため、中蓋が仕切りとなって、密閉容器内にトレースガスまたは基準ガスを溜めやすくなる。すなわち、トレースガス供給手段または基準ガス供給手段から密閉容器内に、トレースガスまたは基準ガスを供給すると、元々密閉容器内にあった空気は、トレースガスまたは基準ガスに押されるようにして、中蓋の気体挿通孔から密閉容器の外部に出て行く。そして、密閉容器内は、トレースガスまたは基準ガスが充満した状態になる。
【００１２】
また、トレースガスまたは基準ガスが充満した密閉容器を基台に対して移動させて、密閉容器内にワークを格納する場合には、密閉容器に対して中蓋が密閉容器の開口側から奥側に移動するため、密閉容器内のトレースガスまたは基準ガスは、密閉容器内に留まったまま、中蓋の気体挿通孔を通過する。これによって、密閉容器内に格納されたワークの外部には、トレースガスまたは基準ガスが充満した状態になり、ワーク内への他方のガス供給ののち、基準ガス中のトレースガスまたはトレースガス中の基準ガスを検出することにより、ワークの漏れを検査することができる。この場合、中蓋によって、トレースガスまたは基準ガスが外部に放出され難くなって、ガスの無駄が減少する。
【００１３】
また、本発明に係る漏れ検査方法の構成上の特徴は、密閉容器と基台が離間した状態で、密閉容器内にワークからの漏れを検出するためのトレースガスおよびトレースガスを含まない基準ガスのいずれか一方を供給する第１ガス供給工程と、開口部から密閉容器内にワークを収納する収納工程と、ワーク内にトレースガスおよび基準ガスのいずれか他方を供給する第２ガス供給工程と、基台から離間した状態の密閉容器内にトレースガスまたは基準ガスが充填されたときに、密閉容器内にワークを収納後、漏れ検査のために密閉容器を密閉状態にする密閉工程と、密閉容器内で、ワークを介して漏れたトレースガスを検出することで漏れ検査を行う漏れ検査工程とを備えたことにある。
【００１４】
前記のように構成した本発明の漏れ検査方法では、第１ガス供給工程において、密閉容器内にトレースガスまたは基準ガスが充填されたときに、密閉容器を移動させてワークを密閉容器内に格納させるようにしている。このため、密閉容器内へのトレースガスまたは基準ガスの供給は、密閉容器が開いた状態のときにはいつでもでき、密閉容器内にトレースガスまたは基準ガスを供給するための時間を特に設定する必要がなくなる。これによって、時間の短縮が図れる。また、密閉容器内を減圧する処理が省略されるため、この処理に要する時間も不要になる。
【００１５】
また、本発明に係る漏れ検査方法の他の構成上の特徴は、密閉容器内に、密閉容器に対して相対移動可能な中蓋を有し、第１ガス供給工程において、中蓋は密閉容器の開口側に位置し、密閉工程において、中蓋は密閉容器の奥側に位置し、その密閉容器と中蓋の相対移動の際に、供給された基準ガスまたはトレースガスが、密閉容器内で、奥側から開口側へと移動可能にしたことにある。
【００１６】
前記のように構成した本発明の漏れ検査方法では、基準ガスを密閉容器内に供給すると、元々密閉容器内にあった空気は、トレースガスまたは基準ガスに押されるようにして、中蓋の気体挿通孔から密閉容器の外部に出て行き、密閉容器内はトレースガスまたは基準ガスが充満した状態になる。また、トレースガスまたは基準ガスが充満した密閉容器を移動させて、密閉容器内にワークを格納する場合には、密閉容器内のトレースガスまたは基準ガスは、密閉容器内に留まったまま、中蓋の気体挿通孔を通過する。これによって、密閉容器内に格納されたワークの外部は、トレースガスまたは基準ガスが充満した状態になり、ワークの漏れを検査することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は同実施形態に係る漏れ検査装置１０の概略配管図を示している。この漏れ検査装置１０は、ワーク１１を密閉状態で格納するフード２０を備えており、このフード２０の上流に、トレースガスを含まない基準ガス（エアからヘリウムガスを分離除去した残りの窒素ガスや酸素ガス等からなるガスであり、以下、窒素ガスと記す。）である窒素ガスを供給する窒素ガス供給装置１２が設けられている。
【００１８】
そして、フード２０内に格納されるワーク１１に、本発明に使われるトレースガスとしてのヘリウムガスを供給するヘリウムガス供給装置１４が接続され、フード２０の下流に、フード２０から取り出される窒素ガス（この窒素ガスにはヘリウムガス供給装置１４からワーク１１内に供給されたヘリウムガスが混合されている場合もあるため、以下、混合窒素ガスと記す。）からヘリウムガスを検出するヘリウムガス検出装置１６とが設けられている。
【００１９】
フード２０は、図２および図３に示すように構成されており、ワーク１１の内部を密閉状態にした状態で、ワーク１１を設置するための基台２１と、基台２１に対して進退でき、基台２１の上面と密着することにより内部にワーク１１を密閉状態で格納できる密閉容器２２とを備えている。そして、基台２１の略中央には、ヘリウムガス供給装置１４と連通して、基台２１の上面に設置されたワーク１１の内部に、ヘリウムガス供給装置１４から供給されるヘリウムガスを送る本発明のトレースガス供給手段としてのヘリウムガス供給路２３が設けられている。また、基台２１の上面には、ワーク１１を密閉状態で着脱可能に取り付けるための取付治具やシール部材（図示せず）が設けられている。
【００２０】
密閉容器２２は、下面が開口した有天円筒状に形成され、天井部に連結された駆動装置（図１参照）２４の駆動によって上下に移動する。この密閉容器２２の下端周縁部には、ゴム製のシール部２５が取り付けられており、このシール部２５を基台２１の上面に密着させることにより、密閉容器２２の内部は密閉状態になる。また、密閉容器２２の上端における周面部には、それぞれ、窒素ガス供給装置１２に連通する本発明に使用される基準ガス供給手段としての窒素ガス供給管２６と、混合窒素ガス取出管２７とが連結されている。
【００２１】
つぎに、上記のように構成された漏れ検査装置１０を用いて、ワーク１１の漏れ検査を行う場合について説明する。まず、駆動装置２４を駆動させて、図２のように、密閉容器２２を上昇させた状態で、基台２１の上面中央にワーク１１を設置する。この場合、ワーク１１の内部が基台２１の上面で閉塞されるようにして、取付治具やシール部材を用いて、ワーク１１を基台２１に固定する。
【００２２】
ついで、窒素ガス供給装置１２から窒素ガスが、窒素ガス供給口３３を通過してフード２０の密閉容器２２内に供給される。この場合、密閉容器２２の下面は開放された状態になっているため、元々密閉容器２２内にあった空気は、窒素ガスの供給によって、密閉容器２２の下端開口から外部に押し出されて行く。これによって、密閉容器２２内は、窒素ガスで充満される。
【００２３】
つぎに、ヘリウムガス供給装置１４からワーク１１内にヘリウムガスを封入しながら、駆動装置２４を駆動させて、密閉容器２２を下降させる。これによって、密閉容器２２は、内部に窒素ガスが充満された状態でワーク１１を格納し、ワーク１１の周囲は窒素ガスで囲まれる。これにより、密閉容器２２内の混合窒素ガスは、ワーク１１に漏れが有る場合には、窒素ガスと、ワーク１１内から密閉容器２２内におけるワーク１１外に浸出してきたヘリウムガスとが混合された混合窒素ガスとなり、ワーク１１に漏れが無い場合には、窒素ガスに、元々密閉容器２２内に含まれていた微量のヘリウムガスが含まれた混合窒素ガスとなる。
【００２４】
つぎに、密閉容器２２内の混合窒素ガスは、ヘリウム検出装置１６に送られる。そして、ヘリウムガス検出装置１６に送られたガスは、ヘリウムガスの有無や量を検出され、検出値がバックグラウンド値（密閉容器２２内に供給された窒素ガス中に含まれていたヘリウムガスの量）以上であれば、ワーク１１に漏れがあり、検出値がバックグラウンド値以下であれば、ワーク１１に漏れはないと判定する。
【００２５】
以上のように、本実施形態による漏れ検査装置１０では、下面が開放された状態の密閉容器２２内に窒素ガスを供給したのちに、駆動装置２４を駆動させて密閉容器２２を下降させ、ワークを密閉状態で格納している。このため、密閉容器２２内に窒素ガスを供給する時間を特別に設定することなく、他の操作と同時に密閉容器２２への窒素ガスの供給を行える。したがって、密閉容器２２に窒素ガスを供給するためだけの時間は不要になり、その分の時間短縮が図れる。
【００２６】
また、この漏れ検査装置１０では、密閉容器２２内に窒素ガスを供給しながら密閉容器２２を下降させてワーク１１を格納するため、密閉容器２２内を減圧する装置を設けていない。したがって、装置の簡略化ができ、安価になるとともにメンテナンスも容易になる。また、密閉容器２２内を減圧するための時間も短縮される。さらに、密閉容器２２内を真空状態にする必要がないため、密閉容器２２を高強度の材料で構成する必要もなくなる。
【００２７】
図４および図５は、本発明の他の実施形態による漏れ検査装置が備えるフード４０を示している。このフード４０では、密閉容器４２の内部に、複数の気体挿通孔４３を有する中蓋４４が設けられている。この中蓋４４は、密閉容器２２の天井部を貫通して上方に延びる支持棒４５に固定されており、密閉容器４２が上下移動すると、密閉容器４２内を開口側から奥側に密閉容器４２に対して相対的に移動する。また、その密閉容器４２の移動の際、密閉容器４２内に供給された窒素ガスは、密閉容器４２の内部で、気体挿通孔４３を通過して、中蓋４４の上方から下方に移動する。この漏れ検査装置４０におけるそれ以外の部分の構成については、漏れ検査装置１０と同一である。したがって、同一部分に同一符号を記している。
【００２８】
このように構成したことにより、密閉容器４２内に窒素ガスを供給する際、密閉容器４２の開口側に位置する中蓋４４が仕切りとなって、密閉容器４２内に窒素ガスが溜まりやすくなる。これによって、密閉容器４２内の窒素ガスの濃度（純度）が増してより精度のよい漏れ検査を行えるようになるとともに、密閉容器４２の外部に放出される窒素ガスが減少して、窒素ガスの無駄が無くなる。この漏れ検査装置４０のそれ以外の作用効果については、漏れ検査装置１０と同様である。
【００２９】
また、本発明に係る各実施形態は、適宜変更実施が可能である。例えば、前述した実施形態では、密閉容器２２，４２を駆動装置２４の駆動によって昇降させるようになっているが、密閉容器２２，４２を静止させた状態で、基台２１を密閉容器２２，４２に対して昇降させることもできる。その場合、中蓋４４は、固定せず、基台２１とともに昇降する機構にしておく。
【００３０】
また、トレースガスとしては、ヘリウムガスに代えて、水蒸気、水素ガス、硫化水素ガス、二酸化炭素ガス等を用いることができ、基準ガスとしては、窒素ガスに代えて、アルゴンガス、一酸化炭素ガス、メタンガス等を用いることができる。この場合、それぞれの使用するガスに応じた検出装置を用いる。
【００３１】
また、密閉容器２２，４２内に、混合窒素ガスを攪拌するためのファンを設けたり、窒素ガスや混合窒素ガスを一時的に貯蔵するバッファタンクを設けたりすることもできる。これによって、漏れ検査の精度や効率を向上させることができる。また、窒素ガス供給装置１２から供給されるエアの埃やごみを除去するためのフィルター装置等、種々の装置を設けることもできる。
【００３２】
また、フード２０とワーク１１の形状や大きさ、容積比に応じて、トレースガスおよび基準ガスは、ワーク１１の内部および密閉容器２２内であってワーク１１の外周部のどちらにはるようにしてもよい。その際に、フード２０の内部に供給するガスがトレースガスであったときには、トレースガスをフード２０の開口時に供給するようにすればよい。
【００３３】
さらに、フード２０と基台２１の距離を制御する駆動手段は、フード２０側を移動させてもよいし、基台２１側を移動させてもよい。また、基台２１とフード２０で構成するのでなく、フード２０に手動で移動可能な蓋体を設けて、蓋体を閉じて密閉状態とするものでもよい。また、前述した実施形態では、中蓋４４は、気体挿通孔４３を有する構造としたが、相対移動する際に、フード２０内の気体が流通可能であればよく、縁部外周がフード２０と隙間を有し、その隙間からの流通で間に合う場合には、気体挿通孔４３を設けない構造にしてもよい。
【００３４】
また、ワーク１１内へのガスの供給は、フード２０に収められてから供給するようにしてもよいし、ワーク１１をフード２０内に収める前に、予めワーク１１内に満たしておき、それをフード２０に収めるようにしてもよい。その場合、必ずしも漏れ検査装置としてトレースガス供給手段と基準ガス供給手段のワーク１１に供給する側は別体の構成としてもよい。また、図４および図５に示した実施形態におけるワーク１１を収めるときの中蓋４４の位置は、ワーク１１を収める前に、中蓋４４をフード２０の天井側に移動させておいてもよいし、ワーク１１を収めながら同時に中蓋４４を天井側に移動させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る漏れ検査装置の概略配管図である。
【図２】フードの密閉容器を上昇させて基台にワークを取り付けた状態を示す断面図である。
【図３】図２に示した密閉容器を下降させてワークを格納した状態を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る漏れ検査装置が備えるフードの密閉容器を上昇させて基台にワークを取り付けた状態を示す断面図である。
【図５】図４に示した密閉容器を下降させてワークを格納した状態を示す断面である。
【符号の説明】
１０…漏れ検査装置、１２…窒素ガス供給装置、１４…ヘリウムガス供給装置、１６…ヘリウムガス検出装置、２０…フード、２１…基台、２２，４２…密閉容器、２３…ヘリウムガス供給路、２４…駆動装置、２６…窒素ガス供給管、２７…ヘリウムガス供給管、４３…気体挿通孔、４４…中蓋。

Claims (4)

1. 開閉可能な開口部を有し、開時に前記開口部から検査物であるワークを入れ、閉時に前記開口部を密閉状態とし前記ワークの漏れ検査を行う密閉容器と、
   前記ワーク内部および前記密閉容器内であって前記ワークの外周部のいずれか一方に、前記ワークからの漏れを検出するためのトレースガスを供給するトレースガス供給手段と、
   前記ワーク内部および前記密閉容器内であって前記ワークの外周部のいずれか他方に、トレースガスを含まない基準ガスを供給する基準ガス供給手段と、
   前記密閉容器を密閉状態として、その密閉容器内で、前記ワークを介して漏れたトレースガスを検出するトレースガス検出手段とを備え、
   前記開口部を開状態とした密閉容器内に前記トレースガスまたは基準ガスを充填されたときに、前記ワークを収納し、その後前記密閉容器を密閉状態とすることを特徴とする漏れ検査装置。
2. 前記密閉容器内に、中蓋を前記密閉容器に対して相対的に移動可能な状態で設け、前記密閉容器が開状態になったときには、前記中蓋は前記密閉容器の開口側に位置し、前記密閉容器が密閉状態になったときには、前記中蓋は前記密閉容器の開口部から奥側に位置するようにし、その密閉容器と中蓋の相対移動の際に、前記密閉容器内に供給された前記トレースガスまたは前記基準ガスが奥側から開口側に移動可能にした請求項１に記載の漏れ検査装置。
3. 密閉容器と基台が離間した状態で、前記密閉容器内にワークからの漏れを検出するためのトレースガスおよびトレースガスを含まない基準ガスのいずれか一方を供給する第１ガス供給工程と、
   開口部から前記密閉容器内に前記ワークを収納する収納工程と、
   前記ワーク内にトレースガスおよび前記基準ガスのいずれか他方を供給する第２ガス供給工程と、
   前記基台から離間した状態の密閉容器内に前記トレースガスまたは基準ガスが充填されたときに、前記密閉容器内に前記ワークを収納後、漏れ検査のために前記密閉容器を密閉状態にする密閉工程と、
   前記密閉容器内で、前記ワークを介して漏れたトレースガスを検出することで漏れ検査を行う漏れ検査工程と
   を備えたことを特徴とする漏れ検査方法。
4. 前記密閉容器内に、前記密閉容器に対して相対移動可能な中蓋を有し、
   前記第１ガス供給工程において、前記中蓋は前記密閉容器の開口側に位置し、
   前記密閉工程において、前記中蓋は前記密閉容器の奥側に位置し、
   その密閉容器と中蓋の相対移動の際に、供給された基準ガスまたはトレースガスが、前記密閉容器内で、奥側から開口側へと移動可能にした請求項３に記載の漏れ検査方法。

Images