JPH0128439Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案はガス体漏洩試験装置に係り、更に詳
述すれば被試験体とヘリウム質量分析型リークデ
イテクタとの間に特殊構造となしたガス吸着筒を
介在させて残留ガスを吸着させて除きヘリウムガ
スのみをデイテクタに通過させるようにしたガス
体漏洩試験装置に関する。

［従来の技術］ 容器や配管等の洩れ検出試験に当つては特に小
さな洩れはヘリウム質量分析型試験装置を使用す
るのが最も有効であることは周知のことである。

すなわち、被試験体内部を吸引ポンプで真空に
排気してリークデイテクタに接続し、外部から被
試験体にヘリウムを吹き付け、前記リークデイテ
クタでヘリウムガスのリークを検出を行なう真空
法等が用いられている。

ただし従来のヘリウム質量分析型リークデイテ
クタ使用に当つては第１図に示すように被試験体
TMを油回転ポンプのような補助真空装置RPで
排気し、ガイスラー管GVの発光色が消えてか
ら、さらに液化窒素トラツプ付の油拡散ポンプの
ような補助真空装置DPで排気し、被試験体TM
の真空度を10^-4Torr程度にして被試験体TMをヘ
リウム質量分析型リークデイテクタLDに接続し、
前記被試験体TMの外側のヘリウムを吹付け、前
記被試験体内に洩れ入んだヘリウムがあるか否か
を検出するという構成のものであつた。

すなわち、この手段ではバツクグラウンドとな
る真空度10^-4Torrとしなければ感度が悪く、又
真空ポンプオイルの逆拡散等もあり、特に被試験
体が大型容器や複雑な配管のような場合には試験
時間が長くかかり、洩れガスか脱ガスかの判別が
困難である等の問題点があつた。

また上記のものとは別に従来例えば特公昭54−
15436号公報に記載されているものがある。

この従来の技術は、チヤンバ内のガス雰囲気中
に置かれる被試験体と、この被試験体に第１のバ
ブを介して接続された排気用ポンプと、前記被試
験体に第２のバルルブを介して接続された排気容
量の大きな一段目拡散ポンプと、この一段目拡散
ポンプの排気のすべてが供給されるようにその排
気口側に第３のバルブを介して接続され、前記一
段目拡散ポンプよりも排気容量の小さな二段目拡
散ポンプを有し、前記被試験体にもれ出たガスを
検出するリークデイテクタと、このリークデイテ
クタと前記第３のバルブの間に一端が接続され、
他端が前記被試験体に接続された中間部に第４の
バルブを有する連結管とを具備することを特徴と
するもれ検出装置である。

さらに特公昭50−22914号公報に記載されてい
るように、物体中の漏れの可能性のある部位を導
管と流体連絡関係になるように置き、該漏れ可能
性のある部位にトレースガスをあてながら該導管
を排気し、該導管に入つてきた気体を気体分析器
によつて分析して該トレースガスの存在及び量ま
たは不存在を検出することからなる物体の漏れを
検知する方法において、拡散真空ポンプの前方経
路を該導管に接続し、気体分析器を該ポンプの入
口に接続して、試験中の該導管から該気体分析器
への唯一の連絡は該ポンプのポンプ排気作用方向
に逆らつて進むものだけで、該ポンプのポンプ作
用方向に逆らつて該気体分析器へ移動到達したト
レースガスを該分析器で分析して漏れを検出する
方法も周知である。

［考案が解決しようとする課題］ 前記した各従来の技術のもれ検出装置における
真空排気装置に付属されるコールドトラツプは、
油拡散ポンプの直前に装着されており、その働き
は油拡散ポンプからの油粒子の逆流（逆拡散）を
阻止するためだけのものであり、真空排恵気系を
クリーンに保つことだけを目的にしているので、
排気系内の水蒸気や炭化水素系のガスの吸着にも
若干作用しているが、窒素ガス、酸素ガス等の吸
着に対しては効果は期待できない。

また、従来のコールドトラツプは周知の通り、
排気系内に冷却されている金属面を設けたもので
ある。そしてこれらは、ほとんど油拡散ポンプと
対に組み合わされて使われている。

そして構造的には液体窒素溜、熱伝導性バツフ
ル板等によつて構成され、拡散ポンプ等の排気速
度を低下させないようコンダクタンス（流体分子
の通過し易さ）を十分に大きくとるために空間を
多く保有している。

つまり各前記従来例に用いられているコールド
トラツプは冷却された金属壁もしくはガラス管壁
等の冷却バツフル板を有し、前記コンダクタンス
を大きくとるためにガス分子が自由に通れる空間
を確保する構造である。

そしてこれらトラツプまたはコールドトラツプ
の目的は前述したように油拡散ポンプの作動油の
気化分子が排気系に逆拡散することを防ぐためだ
けであり、作動油が働くと排気系内から飛来して
くるガス分子を排気口側にたたき落とす作用があ
るが、作動油の一部は吸気口へ逆に拡散してゆく
ものがあり、長時間にわたる場合排気系内に入り
作動油が付着したり溜つたりする。

コールドトラツプは、上記作動油の逆拡散（表
面拡散も含む）を防止するためだけのものであ
る。

したがつて液体窒素で冷却された各引例におけ
るコールドトラツプは水とメタン以外の有機物蒸
気だけを凝縮吸着するが、窒素ガス（N₂）、酸素
ガス（O₂）等の空気中の成分ガスの凝縮吸着効
果はないので上記各ガス（N₂，O₂）とヘリウム
ガス（He）分子とを分別することができないの
で、もれ検出部の直前に各引例におけるコールド
トラツプを接続しても排気時間の短縮化、もれ検
出感度の向上は不可能であるという大きな問題点
があつた。

この考案は前記した各問題点を除去するため
に、被試験体からガス体の漏洩を検知するヘリウ
ム質量分析型リークデイテクタの吸入側の補助真
空系とは別に活性炭などのガス吸着剤を液体窒素
で冷却するように構成したガス吸着筒を直列に挿
入し、洩れ口からヘリウム質量分析計に流入する
ヘリウムガス以外のガスを上記極低温度の活性炭
で捕捉し吸着することで、ヘリウムガスの洩れ検
知の感度をよくすることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記したこの考案の目的は、密閉容器３を断熱
容器１内の液体窒素に浸漬して配置するととも
に、前記密閉容器３内に活性炭６を充填し、被試
験体TMからの漏洩ガスを取り込むための漏洩ガ
ス取り込み管８から前記液体窒素で極低温度に冷
却された前記活性炭６を経た主としてヘリウムか
らなる漏洩ガスを排出するための漏洩ガス排出管
９を前記密閉容器３を経て導出してガス吸着筒１
を構成し、このガス吸着筒１における前記漏洩ガ
ス取り込み管８および漏洩ガス排出管９を介して
被試験体TMとヘリウムリークデイテクタLDと
の間に前記ガス吸着筒１を直列に連通配管接続す
ることで達成される。

［作用］ 被試験体からガス体の漏洩を検知するヘリウム
質量分析型リークデイテクタの吸入側の補助真空
系とは別に活性炭などのガス吸着剤を液体窒素で
冷却するように構成したガス吸着筒を直列に挿入
し、洩れ口からヘリウム質量分析計に流入するヘ
リウムガス以外のガスを上記極低温度の活性炭で
捕捉し吸着することで、ヘリウムガスの洩れ検知
の感度をよくすることができる。

［実施例］ 実施例について図面を参照して説明する。

以下この考案を図に示す一実施例について詳述
する。

第２図はこの考案のガス体漏洩試験装置に用い
るガス吸着筒の断面を示すものである。

このガス吸着筒１は、２重壁真空断熱容器（デ
ユワー壜）等の断熱容器２内に低温脆弱しない素
材、例えばステンレスや銅板をもつて形成した密
閉容器３を断熱容器１内にその底面と周面との間
にそれぞれ液体窒素が介在するように支持部材４
を介して配設し、前記断熱容器１の開口部には前
記密閉容器３が嵌入する孔と排ガス孔を設けた断
熱蓋５が取付けられた構成のものである。

前記した密閉容器３内には、活性炭６やモレキ
ユラシーブを多数の小孔（網状物でも可）を明け
た銅板等の通気性を有する仕切板７で層分け（実
施例では５層）して密閉容器３の約８分目まで充
填してあり、更に密閉容器３の上部を経て被試験
体からの漏洩ガスを密閉容器３内に取り込むステ
ンレス管で作られた漏洩ガス取り込み管８を活性
炭６の最下層まで挿入開口して設置し、さらに漏
洩ガスを排出するために前記と同様の材料で作ら
れた漏洩ガス排出管９を密閉容器３の上部空所に
開口させて天井板にろう付けされている。

なお漏洩ガス取り込み管８を密閉容器３の上部
空所に開口させるとともに、漏洩ガス排出管９を
前記活性炭６の最下層まで挿入して使用すること
もできる。

ガス吸着筒１は以上のような構成をなすもの
で、使用に当つては、断熱容器２内に液化窒素を
入れ、第３図ａに示すように被試験体TMとヘリ
ウム質量分析型リークデイテクタLDとの間に前
記ガス吸着筒１を直列に取付け、被試験体TMを
補助真空装置RPで排気した後、前記補助真空装
置RPを切りはなし、被試験体TMを吸着筒１の
漏洩ガス取り込み管８に接続し、被試験体TMに
外部からヘリウムを吹付け、従来と同様ヘリウム
リークテストする。

この場合、被試験体TMから残留ガスと共にヘ
リウムのリークがあればヘリウムが第２図に示す
ガス吸着筒１を通過することになる。

すなわちヘリウムガス以外のガス粒子１０は大
部分液体窒素により極低温（−196℃）に冷却さ
れた活性炭６に吸着され（ソープシヨンポンプの
働きをする）、上記極低温度の活性炭６に吸着さ
れないヘリウムガス粒子１１がそのままリークデ
イテクタLDに送り込まれるため補助真空装置RP
による最低0.5Torr程度の真空度を得るだけ十分
ヘリウムガスのリークテストを行なうことができ
る。

また、第３図ｂに示すように補助真空引き装置
RP，DPを用いて被試験体TMを真空引きしてか
ら若干のヘリウムを送入し上記のガス吸着筒１を
介してヘリウムリークデイテクタLDにてヘリウ
ムリークテストすれば3000LHeタンク等の一
般大型貯蔵装置内を高真空にしなくてもヘリウム
リークテストが速やかに実施できる。

さらに第３図ｃに示すようにスニツフアブロー
ベSPを前記ガス吸着筒１を介してリヘウム（質
量分析型）リークデイテクタLDに接続すれば、
従来から行なわれていた加圧スニツフア法による
漏洩テストでのブローベ先端の開度を流量にして
10^-1Atm.cc／sec程度まで大きくしても精度よく
リークテストを実施できる。

［考案の効果］ この考案は以上説明したように構成されている
ので、以下に記載する効果を奏する。

本考案に用いるガス吸着筒１は、前記各従来技
術に用いられているコールドトラツプでは凝縮で
きなかつた真空排管内の窒素ガス、酸素ガス等の
空気成分、水、メタンガスをはじめとする有機物
蒸気を液体窒素により極低温度に冷却されている
活性炭６で凝縮吸着可能にし、ヘリウムリークテ
スト装置に応用することによつて従来にない排気
時間の短縮化（図面第３図ａ）、拡散ポンプ等の
高真空ポンプの設備の軽減化（同じく第３図ａ）、
さらに大規模装置のリークテストにおける応答時
間の短縮化（同じく第３図ｂ）をそれぞれ可能と
し、またスニツフア法におけるもれ検出感度の向
上化、すなわちブローベの開度を流量にして
10^-1Atm.cc／sec程度まで大きくしても系内に入
つた窒素ガス等の空気成分がガス吸着筒１で吸着
され、もれ検出感度を大きく向上させることがで
きるという多くの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガイスラー管を用いたヘリウム
ガス漏洩試験装置の構成図、第２図および第３図
ａ〜ｂはいずれもこの考案の一実施例を示すもの
で、第２図は脱ガス吸着筒の構成を示す断面図、
第３図ａ〜ｃはいずれもこの脱ガス吸着筒を用い
たヘリウムガス漏洩試験装置の構成図を示す図で
ある。 TM……被試験体、RP，DP……補助真空装
置、LD……ヘリウムリークデイテクタ、１……
ガス吸着筒、２……断熱容器、３……密閉容器、
４……支持部材、５……断熱蓋、６……活性炭、
７……通気性を有する仕切板、８……漏洩ガス取
り込み管、９……漏洩ガス排出管、１０……ヘリ
ウムガス以外のガス粒子、１１……ヘリウムガス
粒子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 密閉容器３を断熱容器１内の液体窒素に浸漬し
   て配置するとともに、前記密閉容器３内に活性炭
   ６を充填し、被試験体TMからの漏洩ガスを取り
   込むための漏洩ガス取り込み管８から前記液体窒
   素で極低温度に冷却された前記活性炭６を経た主
   としてヘリウムからなる漏洩ガスを排出するため
   の漏洩ガス排出管９を前記密閉容器３を経て導出
   してガス吸着筒１を構成し、このガス吸着筒１に
   おける前記漏洩ガス取り込み管８および漏洩ガス
   排出管９を介して被試験体TMとヘリウムリーク
   デイテクタLDとの間に前記ガス吸着筒１を直列
   に連通配管接続してなるガス体漏洩試験装置。