JP2013515252A - 漏れを測定する方法および装置 - Google Patents

Abstract

凝縮させることができるガスを有する器具（１０）の漏れを測定するために、吸着剤（２２）が使用され、吸着剤（２２）に物体（１０）の雰囲気ガス（１５）が導かれる。吸着したガスを、励起装置（２５）を作動することによって脱着し、質量分析計（３１）を有するガスセンサ（３０）に供給する。このようにして、微量の漏れガスを蓄積によって測定できる。この方法は、特に、冷蔵庫の連続生産での使用に適している。

Description

本発明は、凝縮させることが可能なガス、特に冷媒を有する器具の漏れのための方法、および対応の漏れ測定装置に関する。

冷蔵庫や空調システムのような冷凍システムの連続生産では、連続生産の中に大気圧での漏れテストを組み込むことが望ましい。ここで、ｐｐｂレンジの極端に低い冷媒濃度を数１０秒という極めて短時間の間に検出しなければならないことが特に困難である。塗料、溶剤、潤滑油、または洗剤によって放出される炭化水素と同様の炭化水素を放出する他のガスは、対応する冷媒の選択的な測定によって除去しなければならない、攪乱させるバックグラウンドを作り出すかもしれない。浸水テストの文脈におけるバブルテストは、テスト中に器具への取り返しのつかない損傷が生じるかもしれないので、ほとんど実行できない。

現在、製造ラインのサイクルに合った、短時間の間に、冷媒の漏れについて全体的に機能的な冷凍システムを完全にチェックできる技術はない。その場しのぎのアプローチにおいて、はんだ付けの箇所、シール、弁、および同様なもののような漏れの可能性があるものとして知られる部位が、検知機を用いて部分的にチェックされる。これは、オペレータの関心や注意に、極端に依存する。

本発明の目的は、凝縮させることができるガスを有する器具の漏れを測定する方法および装置を提供することである。これにより、安全で速い漏れ検出が、検出されるガスが低濃度であるにもかかわらず、可能である。

本発明にかかる方法は、請求項１に規定されている。雰囲気ガスは、器具の周囲から凝縮性ガスを吸着する吸着剤を横切るか通り抜けるように流される。その後、吸着剤は、吸着したガスを脱着するために励起される。吸着したガスは、その後、ガスの選択的検出用のガスセンサに導かれる。本発明によれば、検出されるガスは、吸着剤に蓄積される。吸着剤は濃度が高められた後、例えば放熱によって吸着したガスの脱着用の励起を実行する。蓄積したガスは、対応して上昇した濃度でガスセンサに向かって引き込まれる。この方法では、ガス濃度が低くても、信頼性のある測定結果が断続的な操作で得られる。そして、その結果を定量化できる。前記測定方法は、生産サイクルを遅くすることなく、製造ラインに適用可能である。吸着剤は選択的に結合されるので、第１の選択は吸着中に生じる。第２の選択は、ガスを検出でき分析できる、例えば質量分析計のような、選択的なガスセンサで実行される。

本発明にかかる方法によれば、最初に、例えば２０秒という一定時間の間に検知ガス中の冷媒の選択的な吸着を実行する。この後に、質量分析計に向けられたガスの急激な脱着が続く。質量分析計では、分圧が冷媒の特徴的なマスプロファイルに示される。濃縮時間および吸着時間とを結び付けて分圧を測定できる。この分圧は、漏れ速度の測定である。水素や炭化水素のような全ての妨害ガスは、測定されたマスプロファイルにおいて強度を示さないことによって排除されている。

実施形態の漏れを測定する装置の概略図。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、実施形態の概略図を示す。

漏れ検出を受ける器具１０は、冷媒回路を有する器具である。冷媒は、例えば、Ｒ２２、Ｒ４１０Ａ、Ｒ１３４ａ、および同様のものである。いかなる場合でも、冷媒は凝縮性ガスである。図では、器具１０は、概略的に表されている。器具１０の冷媒回路は、特に図示されていない。冷媒は、器具の漏れ口１１から少ない漏れ量で漏出する。

本実施形態では、器具１０は、テストする目的で持ち込まれたテストチャンバ１２の中に置かれている。テストチャンバ１２の気密性は、相当量のガスの減少が、予め決められた蓄積時間の間に生じない程度である。チャンバが真空特性を必要とせず、極めて簡素な設計となるように、圧力差は存在しない。これにより、コストにおける大きな利点が生まれる。吸引ライン１３は、チャンバと、テストチャンバから器具１０の回りの雰囲気ガス１５を引き込む吐出ポンプ１４とを接続する。テストチャンバ１２は、雰囲気ガスと漏出する漏れ流れとの混合を向上させるブロワ１６を有していてもよい。

テストチャンバ１２は、究極的には必要ではない。独国特許出願１０２００９００４３６３（Inficon）に記載されているように、テストチャンバの代わりに、物体すなわちテストサンプルを容器なしに周囲雰囲気に晒し、空気を引き込むことのみによって、包囲されていないテストサンプルの全表面に周囲雰囲気で空気の流れを導いてもよい。

吸引ライン１３は、第１弁２１を介して吐出ポンプ１４と接続された吸着チャンバ２０に繋がっている。吸着チャンバは、大きな面接触が得られるように、ガスが通過するか回るように流れる、吸着剤２２を収容する閉塞されたハウジングを有する。冷媒を吸着できるように、吸着剤を意図的に選択しなければならない。例えば、吸着剤は、活性炭やゼオライトであってもよい。活性炭は、ヤシ殻から作ってもよい。前記材料は、ＯＲＢＯという名で入手可能である。吸着剤は、使用される冷媒を結合するが、他のガスも結合する。選択は、選択的なガスセンサ（例えば質量分析計）の分離操作によって実行される。別の実施形態では、吸着面は、吸着段階の間、冷却され、その後、脱着のために室温に加熱される。

吸着チャンバ２０は、石英ガラスまたはフッ化カルシウムの窓２４を有する。加熱ランプの形式の放熱器２５は、その窓の前に位置している。放熱器２５の放熱は、吸着剤に向けられている。それによって、吸着剤は、吸着したガスの脱着のために励起される。脱着は、放熱器２５の制御された作動によって開始される。

第２弁２９を有するライン２８は、吸着チャンバ２０からガスセンサ３０に繋がっている。ここでは、ガスセンサ３０は、結合された高真空ポンプ３２を有する質量分析計３１である。ガスは、ライン２８を通って質量分析計３１に直接向けられるように脱着される。

漏れ検出の間、最初に第２弁２９を閉弁し第１弁２１を開弁して雰囲気ガス１５が引き込まれる。この操作は、予め決められた時間、例えば３０秒間実行される。ここで、ガスの吸着は、吸着チャンバ２０で生じる。その後、第１弁２１は閉弁され、第２弁２９は開弁される。吸引ライン１３の第３弁３３は閉弁される。この状態で、放熱器２５を作動することによって脱着が実行される。ガスは、吸着剤から放出され、高真空ポンプ３２の作動下で質量分析計３１に流れる。ガスセンサ３０では、質量分析計３１は、定量的な量を測定する。較正のために、既知の漏れに対するより最近のテストにおけるものとして、全操作が同様の環境下で実行される。結果として生じるシグナルや既知の漏れ速度から、比率を測定することによって較正係数を算出し、その係数をその後の全測定に適用する。

１つのテストプロセスが終了すると、次のテストプロセスが開始される。そのプロセスでは、最初に、第２弁２９が閉弁している間、物体１０の回りの雰囲気ガス１５が引き込まれ、吸着チャンバ２０に通される。

１０ 器具
１１ 漏れ口
１２ テストチャンバ
１３ 吸引ライン
１４ 吐出ポンプ
１５ 雰囲気ガス
１６ ブロワ
２０ 吸着チャンバ
２１ 第１弁
２２ 吸着剤
２４ 窓
２５ 放熱器
２８ ライン
２９ 第２弁
３０ ガスセンサ
３１ 質量分析計
３２ 高真空ポンプ
３３ 第３弁

Claims (10)

1. 凝縮性ガス、特に冷媒を有する器具（１０）の漏れを測定する方法であって、
   前記方法は、
   前記器具（１０）の周囲から雰囲気ガスを引き込む工程と、
   前記雰囲気ガスを導いて前記凝縮性ガスを吸着する吸着剤（２２）に通す工程と、
   前記吸着したガスを脱着するために吸着剤を励起する工程と、
   前記脱着したガスを前記ガスの選択的検出用のガスセンサ（３０）に導く工程と
   を有することを特徴とする方法。
2. 前記吸着剤の励起は加熱の形式を取ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記加熱を放熱器（２５）によって実行することを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記励起工程を実行する前に、前記雰囲気ガスを導いて前記吸着剤（２２）に通すことを終了させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 漏れテストによる較正後、漏れ速度を示す定量的な量を前記ガスセンサ（３０）で測定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記吸着剤（２２）は、吸着する間、冷却されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記ガスセンサ（３０）は質量分析計（３１）を有し、該質量分析計（３１）を作動させるために真空を作り出し、前記脱着が前記質量分析計の真空の中に直接向けられることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記器具（１０）を前記雰囲気ガスを収めたテストチャンバ（１２）の中に配置することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
9. 凝縮性ガス、特に冷媒を有する器具（１０）の漏れを測定する装置であって、
   前記装置は、
   前記器具（１０）の周囲から雰囲気ガスを引き込み、該雰囲気ガスを導いて吸着剤（２２）を有する吸着チャンバ（２０）に通す吐出ポンプ（１４）を備え、
   前記凝縮性ガスを選択的に検出するための、前記吸着チャンバ（２０）に接続されたガスセンサ（３０）、および前記吸着したガスの脱着用の、前記吸着剤を励起するための制御可能な励起装置をさらに備えることを特徴とする装置。
10. 前記吸着チャンバ（２０）を、第１弁（２１）を介して前記吐出ポンプ（１４）に接続するとともに、第２弁（２９）を介して前記ガスセンサ（３０）に接続し、
    制御手段は、前記吸着段階の間、前記第２弁（２９）を閉弁し、前記脱着段階の間、前記第２弁（２９）を開弁することを特徴とする請求項９に記載の装置。

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