JP4369628B2 - ヘリウムリークディテクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部の雰囲気による汚染を防止したヘリウムリークディテクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ヘリウムリークディテクタの本体は、真空計、バルブ、分析管などの機器や配管などにより構成されており、図１に示すように、質量分析管ａに配管ｂを介して分子ポンプｃを接続し、該分子ポンプｃに、フォアバルブｅを備えた配管ｂを介してフォアポンプｄに接続すると共にテストバルブｇを備えた配管ｂを介してテストポートｆに接続し、更に、該テストポートｆをラフィングバルブｈを介してフォアポンプｄとフォアバルブｇの間の配管ｂへ接続した構成のものが知られている。同図の符号ｉは各機器や配管の接続部に設けられるＯリングなどの取付部品の箇所を示し、ｊはベントバルブ、ｋは真空計を示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ヘリウムリークディテクタを気体循環式のクリーンルーム内に設置し、真空吹付け法などにより多量のヘリウムをテスト品に吹付けてリークテストを行うと、クリーンルーム内のヘリウム濃度が上昇してしまい、各機器や配管の接続部に使用されているＯリングなどのシール部をヘリウムが透過して機器内や配管内へと入り込み、バックグランドが上昇して高感度のリークテストを行えなくなる不都合が生じることがあった。こうした不都合は、Ｏリングやパッキンを合成樹脂製でなく金属製のものを使用することで抑制できるが、本体の価格が上昇したり、メンテナンス時のＯリング等の交換のコストが高くなってしまう欠点があった。
【０００４】
これを更に説明すると、図１の構成のものでは、構成部品の接続部は１０箇所であるが、実際には校正リークなどのために構成部品の点数が増えるので、２０〜２５箇所程度の接続部が設けられることになる。Ｏリングを透過してくるヘリウムを測定するため、図２に示すようなフランジｌ、ｌでＯリングｍを挟み込み、外部を１００％ヘリウムｏを充填したフードｎで囲んでフランジｌの一端をヘリウムリークディテクタに接続したところ、Ｏリングｍの太さや合成樹脂の種類によっても異なるが、リークレートに換算すると、数分で１×１０^-9〜^-8Ｐａ・ｍ³／ｓ程度まで上昇してしまう。図１の場合は、透過量が１×１０^-9Ｐａ・ｍ³／ｓとしても、Ｏリングが１０箇所あるため、トータルのバックグランドは各Ｏリングの総和となり、１×１０^-8Ｐａ・ｍ³／ｓになってしまう。
【０００５】
実際は、ヘリウムリークディテクタの周辺雰囲気が１００％ヘリウムの雰囲気になることはないが、気体循環式のクリーンルームなどでヘリウムを吹付けるようなリークテストを実施した場合には、吹付けに使用したヘリウムが循環することでクリーンルーム内のヘリウム濃度が高まって１０％程度になってしまう可能性がある。この状況においても機器のバックグランドは１×１０^-9Ｐａ・ｍ³／ｓとなり、１×１０^-11Ｐａ・ｍ³／ｓといった微小なリークを測定したい場合には問題になってしまう。
【０００６】
本発明は、ヘリウムリークディテクタの外部のヘリウム濃度が高まっても安価な合成樹脂製Ｏリング等の接続部を透過してバックグランドを上昇させることのないヘリウムリークディテクタを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記の目的を達成すべく、ヘリウムリークディテクタの本体を密閉性のあるカバーで覆い、該カバーに、該カバーの外部周辺の空気と異なる成分の空気を該本体と該カバーの間の空間へ導入する導入管を設け、該空間の圧力を該外部周辺の空気の圧力よりも高い圧力に調整する昇圧手段を設けた。該ヘリウムリークディテクタを構成する配管及び機器の接続部には、合成樹脂製のＯリング又はパッキンを使用する。また、該カバーの外部周辺の空気と異なる成分の空気には、ヘリウムガスの成分が自然濃度の空気を利用すればよく、該空間から該カバーの外部へ連通させて設けた排気管と該導入管へ空気導入量を該排気管からの排気量よりも多くして該昇圧手段を構成することで、簡単且つ安価に製作できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図面に基づき本発明の実施の形態を説明すると、図３に於いて符号１は、気体循環式のクリーンルーム２に設置したヘリウムリークディテクタの本体を示し、該本体１の周囲を金属製や樹脂製などの密閉性のあるカバー３で覆い、該カバー３に、該カバー３の外部周辺すなわちクリーンルーム２の空気と異なる成分の気体を該カバー３と該本体１との間の空間４へ導入する導入管５を設け、該空間４の圧力を該外部周辺の空気の圧力よりも高い圧力に調整する昇圧手段６を設けた。
【０００９】
気体循環式のクリーンルーム２内でテスト品にヘリウム吹付け法によるリークテストを実施すると、クリーンルーム２内のヘリウム濃度が、通常のオープンエアーに近い部屋は数ｐｐｍであるのに対し、０．１％に近い極端に高い値に上昇してしまう。このようなヘリウム濃度の高い環境下でヘリウムリークディテクタを使用すると、該本体１の機器や配管などの接続部を構成しているＯリングやパッキンなどのゴム材をヘリウムが透過し、ヘリウムリークディテクタのバックグランドを上昇させ、１×１０^-11Ｐａ・ｍ³／ｓといった微小なリークのレベルの測定が困難になるが、前記のようにカバー３、導入管５および昇圧手段６を設けることで、この困難が解消される。該本体１は、ポンプや電気系を備えているため、空冷が必要であり、また、ロータリポンプのオイルミストなどを外部へ排出する必要もあるので、クリーンルーム２の周辺の高いヘリウム濃度の雰囲気とは異なる成分の気体、例えば自然濃度のヘリウムの空気を導入管５から導入し、その空間４の圧力を昇圧手段６により該外部周辺の空気の圧力すなわちクリーンルーム２の圧力よりも僅かに高い圧力に調整して流通させ、空冷と排気の他にヘリウムが自然濃度で圧力の高い気体によりヘリウム濃度の高い該外部周辺の空気を該本体１の周囲から排除し、ヘリウムが本体１の接続部を透過することを防止した。図示の例では、該昇圧手段６として導入管５の断面積よりも排気管１８の断面積を小さくし、送風機１９によりクリーンルーム２の外部のヘリウムが自然濃度の気体を圧送することで該空間４の圧力を高め、周辺雰囲気がカバー３内部へ侵入することを防いでカバー３内が汚染されぬようにした。
【００１０】
該ヘリウムリークディテクタの本体１の構成は従来のものと特に変わりがなく、質量分析管７に配管８を介して分子ポンプ９を接続し、該分子ポンプ９に、フォアバルブ１０を備えた配管８を介してフォアポンプ１１に接続すると共にテストバルブ１２を備えた配管８を介してテストポート１３に接続し、更に、該テストポート１３をラフィングバルブ１４を介してフォアポンプ１１とフォアバルブ１０の間の配管８へ接続した。各機器や配管の接続部１５には、Ｏリングやパッキンなどの合成樹脂製の取付シール部品が設けられ、この接続部１５をヘリウムが透過すると前記したようにバックグランドが上昇して測定の障害になるので、これを防ぐために本発明の構成が提供される。１６はベントバルブ、１７は真空計を示す。
【００１１】
該本体１の分子ポンプ９などの各機器を作動させるためには電気系２０が必要であり、測定結果を知るためと操作のために表示系２１が必要であるが、カバー３の内部に本体１と共に電気系２０を収容し、表示系２１は該カバー３の外部に合成樹脂ゴムのＯリングからなる接続部１５を介して取付けした。また、リークテスト品に接続されるテストポート１３も接続部１５を介して該カバー３の外部へ延長させた。更に、図には明示してないが、ヘリウムリークディテクタへの電源ラインのコネクタなどの外部との接点についても、合成ゴム材などで隔離した。
【００１２】
該テストポート１３にリークテスト品を接続し、該本体１を作動させ、該テスト品にヘリウムを吹付けてリークテストが行われ、該テスト品にリークがあると質量分析管７にヘリウムガスが捕捉されてリークを判定できる。しかし、該テスト品の数多くリークテストすると、クリーンルーム２内のヘリウム濃度が高まり、前記のように接続部１５からヘリウムが本体１内へ透過するためバックグランドが高まり微小なリークの検出を行えなくなる不都合をもたらすが、該本体１が気密なカバー３で覆われ、導入管５から該クリーンルーム２のヘリウム濃度の高い空気でなくヘリウムが自然濃度の気体を該本体１とカバー３との間の空間４へ導入し、昇圧手段６で該空間４の空気圧を少し高めることで、該空間４が排熱やオイルミストの排出だけでなく本体１内へのヘリウム侵入を阻止する防御層として機能し、多数回のリークテストを行ってもバックグランドが高まらず、微小なリークを検出することができる。また、接続部１５に高価な金属製のＯリングを使用する必要がないので、保守管理が安価になる。
【００１３】
尚、気密なカバー３に、図４に示したように、スリット２２を形成して排気管１８の代用とし、スリット２２の開口面積を、導入管５から供給される該カバーの外部周辺の空気と異なる成分の気体の供給量よりも少ない排出量になるように形成しておくことで、該カバー３内を外部よりも高い圧力とし、バックグランドが高まらず高感度のリークテストを行える。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ヘリウムリークディテクタの本体を密閉のカバーで覆い、該カバーに導入管を設けて該カバーの外部周辺の空気と異なる成分の気体を該本体と該カバーの間の空間へ導入し、該空間の圧力を該外部周辺の空気の圧力よりも高くする昇圧手段を設けたので、該本体を構成する機器や配管の接続部を合成樹脂製のＯリングなどの安価な部材を使用してヘリウムが該本体内に透過することを防止でき、微量のヘリウムを検出して高感度のリーク測定を行える等の効果があり、請求項３の構成とすることで保守と製作コストをより一層安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のヘリウムリークディテクタの構成線図
【図２】接続部のリークテスト状態の説明図
【図３】本発明の実施の形態を示す構成図
【図４】本発明の他の実施の形態を示す斜視図
【符号の説明】
１ 本体、２ クリーンルーム、３ カバー、４ 空間、５ 導入管、６ 昇圧手段、１５ 接続部、１８ 排気管、

Claims (3)

1. ヘリウムリークディテクタの本体を密閉性のあるカバーで覆い、該カバーに、該カバーの外部周辺の空気と異なる成分の気体を該本体と該カバーの間の空間へ導入する導入管を設け、該空間の圧力を該外部周辺の空気の圧力よりも高い圧力に調整する昇圧手段を設けたことを特徴とするヘリウムリークディテクタ。
2. 上記ヘリウムリークディテクタを構成する配管及び機器の接続部に、合成樹脂製のＯリング又はパッキンを使用したことを特徴とする請求項１に記載のヘリウムリークディテクタ。
3. 上記カバーの外部周辺の空気と異なる成分の気体は、ヘリウムガスの成分が自然濃度の気体であり、上記空間から該カバーの外部へ連通させて設けた排気管と該導入管へ空気導入量を該排気管からの排気量よりも多くして該昇圧手段を構成したことを特徴とする請求項１に記載のヘリウムリークディテクタ。

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