JP2005207994A

JP2005207994A - 内部リーク検査方法

Info

Publication number: JP2005207994A
Application number: JP2004017090A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Katori; 寛行香取; Kazunobu Ikai; 和伸猪貝; Keiji Maezawa; 恵士前沢
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2004-01-26
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2005-08-04

Abstract

【課題】熱交換器などの気密製品の内部リークを簡単に検査できる方法を提供する。
【解決手段】内部に入口２から出口３まで通じた所定の流通路を有する熱交換器１の入口２から検査用ガスＧを導入し、出口３から検査用ガスＧが出てくるまでの時間（ｔ１−ｔ０）を計測し、その時間が正規のルート５で流れたときに計測される時間よりも短い場合に、内部リークの可能性があると判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換器などの、高い気密性の要求される製品の内部リーク検査方法に関するものである。

空調装置用の熱交換器として、多数平行に並べたチューブの端部に、各チューブ内の全冷媒通路に連通するタンク（ヘッダとも呼ばれる）を配置し、タンクを通して各チューブ内の冷媒通路に冷媒が流れるようにしたタイプのものがある。また、この種の熱交換器において、タンク内通路の途中に仕切部（仕切壁）を設けて、冷媒の流れるルートを蛇行状に形成して、熱交換効率の向上を図ったものがある（例えば、特許文献１参照）。

ところで、空調装置用の熱交換器のような高い気密性を要求される製品を製造する場合には、製造工程の最終段階で耐圧試験を行っている。耐圧試験の従来例としては、検査用ガスを検査対象の気密製品に加圧封入し、外部へ漏れ出すガス量を計測して、漏れの有無を判定するものが知られており（例えば、特許文献２参照）、熱交換器の耐圧試験に関しても、外部リーク検査については、通常、このような方法で行っている。
特開平９−１７０８５１号公報特開平２−２４２１３１号公報

しかし、従来の耐圧試験では、外部リークについては発見できるが、内部リークについては発見できない。即ち、前記のような仕切部を内部に備えた熱交換器では、仕切部のロウ付けが確実に行われていないと、その部分から内部リークが発生し、予め決められたルート以外での冷媒の流れが生じることで、所期の性能を発揮できないおそれがあるが、このような内部リークについては発見できない。

従って、現状での仕切部の品質管理については、ロウ付け前の部品寸法管理やロウ付け炉の条件管理に委ねられており、材料の不具合やロウ付け不良等による内部リーク箇所が発生していたとしても、仕切部のロウ付けの良否に関して実際の状況を確認するすべがなかった。

本発明は、上記事情を考慮し、熱交換器などの気密製品の内部リークを簡単に検査することのできる内部リーク検査方法を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、内部に入口から出口まで通じた所定の流通路を有する検査対象物の前記入口から検査用ガスを導入し、前記出口から検査用ガスが出てくるまでの時間を計測して、その時間が正規のルートでガスが流れたときに計測される時間よりも短い場合に、内部リーク発生の可能性があると判定することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の内部リーク検査方法であって、前記検査対象物が、内部に仕切部を設けることで前記入口から前記出口に至る冷媒ルートを蛇行状に形成してなる熱交換器であり、前記検査の項目が、前記仕切部の接合箇所に発生する内部リークであることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の内部リーク検査方法であって、前記検査用ガスとしてＨｅ等の不活性ガスを使用することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の内部リーク検査方法であって、前記出口から検査用ガスが出てきたことの判定を、当該出口での検査用ガスの濃度を検出することで行うことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、入口から検査用ガスを導入し出口から検査用ガスが出てくるまでの時間を計測するだけで、簡単に内部リークの有無を判定することができる。

請求項２の発明によれば、熱交換器の内部に設けた仕切部で内部リークが発生しているか否かを簡単に判定することができ、熱交換器の性能を保証することが可能になる。

請求項３の発明によれば、検査用ガスとして不活性ガスを使用するので、検査用ガスの導入により内部に何らの影響を与えるおそれもない。

請求項４の発明によれば、出口でのガス濃度の検出により、検査用ガスが出口から出てきたかどうかを判断するので、必ずしも真空引きせずに検査を行うことができる。例えば、Ｈｅガスを使用して検査を行う場合、通常の空気中におけるＨｅガス濃度＋αをしきい値とし、そのしきい値を超えたガス濃度を検出した時点で、入口から導入したガスが出口から出てきたと判断することができる。

以下、本発明の実施形態の内部リーク検査方法を図面を参照して説明する。

図１に示すように、ここで検査対象とするものは熱交換器（検査対象物）１であり、この熱交換器１は、上部にタンク６を有し、タンク６に入口２と出口３を有している。なお、ここで言う入口２と出口３は、検査用ガスＧを流すときの「入口」と「出口」であって、必ずしも冷媒を流すときの「入口」と「出口」ではない。つまりここでは、実際に熱交換器として使用する際の「冷媒入口」と「冷媒出口」のうちの一方を「入口」と言い、他方を「出口」と言っているに過ぎない。

熱交換器１のタンク６の内部には、ロウ付け等の接合手段により仕切部４が設けられており、この仕切部４により、熱交換器１の内部に、入口２から出口３まで通じる蛇行状の流通経路（これを正規のルート５という）が形成されている。

次に検査に使用するものについて述べると、検査には、検査用ガスＧとしての所定圧に保持した不活性ガス（Ｈｅが一番よい）と、ガス検知手段としてのガス濃度検出器（ディテクターと呼ばれるもの）１０と、入口２から検査用ガスＧを導入し出口３から検査用ガスＧが出てくるまでの時間（ｔ１−ｔ０）を計測する時間計測手段１２とを使用する。

検査は次のように行う。

まず、予め、検査に合格した、これから検査しようとするものと同じタイプの熱交換器１を、基準品として用意し、一定のガス雰囲気下（空気中も含む）において、その熱交換器１の入口２から検査用ガスＧを導入し、出口３から検査用ガスＧが出てくるまでの時間（ｔ１−ｔ０）を計測する。

入口２から導入した検査用ガスが出口３から出てきたかどうかを判定する基準としては、予め、所定の検出濃度をしきい値Ｔとして設定しておき、そのしきい値Ｔに、出口３に設置したガス濃度検出器１０の検出した濃度値が到達したときに、出口３から検査用ガスが出てきたと判断する。

検査用ガスＧとしてＨｅガスを使用した場合であっても、通常の空気中におけるＨｅガス濃度＋αをしきい値Ｔとし、そのしきい値Ｔを超えたガス濃度を検出した時点で、入口２から導入したガスが出口３から出てきたと判断することができる。

そこで、入口２から導入した検査用ガスＧが出口３から出てくるまでの時間を計測する。

この場合は、検査合格品であるから、正規のルート５で検査用ガスＧが流れ、出口３から検出用ガスが出てくるまでに、ある所定の時間ａが計測されることになる。そこで、この所定の時間ａを、内部リークの有無を判定するための判定値として設定しておく。もちろん、この判定値ａは測定誤差を考慮して決めておくのがよい。

次に、検査対象物としての熱交換器１を用意し、その熱交換器１に対して同じように、入口２から検査用ガスＧを導入し、出口３から検査用ガスＧが出てくるまでの時間、つまり、出口３のガス濃度がしきい値Ｔに到達するまでの時間（ｔ１−ｔ０）を計測する。

そして、この計測した時間を、先に設定してある判定値ａと比較する。比較結果が近い場合は、正常品と判定する。一方、比較した結果、今回計測した時間が、先の判定値ａよりも短い場合は、仕切部４の接合箇所に内部リークが発生している可能性が高いと判定する。

即ち、正規のルート５で検査用ガスＧが流れれば所定の時間（判定値ａ）がかかるはずなのに、内部リークがあると途中で正規のルート５を外れてリークガスが流れ、このリークガスが、正規のルート５を通って出口３から出てくる検査用ガスＧよりも早く出口３から出てくることになる。従って、入口２から検査用ガスＧを導入し出口３から検査用ガスＧが出てくるまで時間を計測し、計測した時間が所定の時間（判定値ａ）よりも短い場合に、内部リークが発生したと判定することができるのである。

特に、図示例の熱交換器１のように、入口２と出口３が距離的には仕切部４を挟んで近い位置にあるものの、冷媒経路的には遠い位置にある場合には、仕切部４に漏れがあると、入口２から導入した検査用ガスＧがすぐに出口３から検出されることになる。従って、入口２から検査用ガスＧを導入し出口３から検査用ガスＧが検出するまでの時間を計測するだけで、極めて簡単に仕切部４における内部リークの有無を発見でき、検査の厳密化により熱交換器１の性能を保証することが可能になる。なお、検査用ガスＧとして不活性ガスを使用した場合は、検査用ガスＧの導入により内部に何らの影響を与えるおそれもない。特にＨｅガスを使用した場合は、極めて小さなリークも発見できる。

図２、図３は検査対象物である熱交換器１の具体例を示し、図２は検査合格品、図３は検査不合格品を示している。

この熱交換器１は、上部の前後にタンク６Ａ、６Ｂを有しており、前側のタンク６Ａに、仕切部４と、仕切部４を挟む位置に入口２と出口３とが設けられている。正常な場合は、図２に示すように、入口２から入ったガスは、図中丸数字（１→２→３→４）の順番で、正規のルート（図１の符号５に相当）を流れて出口３から出ていく。一方、図３に示すように、仕切部４にリークがある不合格品では、リークガスＫが仕切部４を通して漏れ流れるので、正規ルートを流れるものよりも速く出口３に到達する。これにより、ガス濃度がしきい値Ｔに到達するまでの時間差が生じる。

図４は、出口３に設置したガス濃度検出器１０の検出値（検出濃度）と、入口２に検出用ガスを導入してからの経過時間（反応時間）との関係を示す特性図で、（ａ）は合格品の場合、（ｂ）は不合格品の場合を示す図である。

この図から分かるように、（ａ）の合格品は、入口２に検査用ガスを導入してから、出口３でのガス濃度がしきい値Ｔに到達するまでに時間ａ（判定値）だけかかるが、（ｂ）の不合格品は、判定値ａよりよりも短い時間ｂでガス濃度がしきい値Ｔに到達してしまう。従って、出口３でのガス濃度がしきい値Ｔに到達するまでの時間の開き（差）により、内部リークの有無を判定することができる。

なお、上記実施形態では、検査対象物の例として熱交換器の場合を示したが、熱交換器以外の他の気密容器にも本発明はもちろん適用することができる。

また、上記実施形態の検査方法では、（１）空気雰囲気中で気密製品に検査用ガスＧを導入しているが、本発明では、（２）気密製品を真空引きした後に気密製品に検査用ガスＧを導入してもよいし、（３）気密製品を真空引きしさらにガス置換（例えば窒素などで置換）した後に検査用ガスＧを導入してもよい。このとき検査方法（１）では内部リーク試験を短時間で実行できる利点があるし、検査方法（２）（３）ではより正確な内部リーク試験を達成できる利点がある。

また、検査用ガスＧの種類は、Ｈｅ等の不活性ガスを利用するのが最適であるが、他の反応しにくいガスを利用してもよい。

本発明の実施形態の内部リーク検査方法の説明図である。検査対象の熱交換器の例であり、内部リークのない合格品の場合の冷媒の流れを示す斜視図である。検査対象の熱交換器の例であり、内部リークＫが発生している不合格品の場合の冷媒の流れを示す斜視図である。実施形態の内部リーク検査方法を実施した場合のガス濃度検出器による検出濃度と、入口にガスを導入してからの経過時間の関係を示す図で、（ａ）は合格品の場合、（ｂ）は不合格品の場合を示す。

符号の説明

１熱交換器（気密製品）
２入口
３出口
４仕切部
５正規のルート
１０ガス濃度検出器
１２時間計測手段
Ｇ検査用ガス
Ｋ内部リーク

Claims

内部に入口（２）から出口（３）まで通じた所定の流通路を有する検査対象物（１）の前記入口（２）から検査用ガス（Ｇ）を導入し、前記出口（３）から検査用ガス（Ｇ）が出てくるまでの時間（ｔ１−ｔ０）を計測して、その時間が正規のルート（５）でガスが流れたときに計測される時間よりも短い場合に、内部リーク発生の可能性があると判定することを特徴とする内部リーク検査方法。
請求項１に記載の内部リーク検査方法であって、
前記検査対象物（１）が、内部に仕切部（４）を設けることで前記入口（２）から前記出口（３）に至る冷媒ルートを蛇行状に形成してなる熱交換器（１）であり、前記検査の項目が、前記仕切部（４）の接合箇所に発生する内部リークであることを特徴とする内部リーク検査方法。
請求項１または２に記載の内部リーク検査方法であって、
前記検査用ガスとしてＨｅ等の不活性ガスを使用することを特徴とする内部リーク検査方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の内部リーク検査方法であって、
前記出口（３）から検査用ガス（Ｇ）が出てきたことの判定を、当該出口（３）での検査用ガスの濃度を検出することで行うことを特徴とする内部リーク検査方法。