JPH1090105A - 漏洩探知方法と装置 - Google Patents

漏洩探知方法と装置

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JPH1090105A
JPH1090105A JP24171696A JP24171696A JPH1090105A JP H1090105 A JPH1090105 A JP H1090105A JP 24171696 A JP24171696 A JP 24171696A JP 24171696 A JP24171696 A JP 24171696A JP H1090105 A JPH1090105 A JP H1090105A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ターボ分子ポンプの圧縮比を低くすることなく
分析管へ逆拡散するガス量を多くでき、分析管内の測定
ガスのクリーンアップとレスポンス時間を短縮する 【解決手段】分析管2内を排気するターボ分子ポンプ3
の排気口にフォアバルブ4を備えた接続管5を介して補
助排気ポンプ6を接続し、漏洩試験体7に接続される排
気管9を、粗引きバルブ11を介してフォアバルブと補
助排気ポンプの間の接続管へ接続すると共にテストバル
ブ10を介してターボ分子ポンプの排気口よりも圧縮比
の低い位置の中間口3aに接続し、粗引きバルブ11を
開いて漏洩試験体内を所定の真空に排気したのちフォア
バルブ及びテストバルブを開いて排気管に引き出される
漏洩試験体からの漏洩ガスの一部を該テストバルブ、タ
ーボ分子ポンプ、フォアバルブ、粗引きバルブを介して
該排気管と接続管を循環させながら分析管に於いて漏洩
ガスを検出する

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主としてヘリウム
を使用して各種真空装置やコンプレッサー、自動車のラ
ジェーター、コンデンサ等の気密を要する機器の漏洩探
知方法と装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図1に示すように、中空の漏洩試
験体aの漏洩探知のために、分析管bの排気口にターボ
分子ポンプcを接続すると共にフォアバルブd及び粗引
きバルブeを備えた接続管fを介して補助排気ポンプg
を接続し、該漏洩試験体aの内部へ通じる排気管hを該
フォアバルブdと粗引きバルブeの間の接続管fに接続
した構成の漏洩探知装置が知られている。この装置は、
粗引きバルブeを開き、補助排気ポンプgにより例えば
ヘリウムガスの雰囲気に置いた該漏洩試験体a内を真空
計iに設定された圧力まで排気したのちフォアバルブd
を開にして漏洩探知を行うもので、該漏洩試験体aに漏
れがあったとき、その内部へ漏れるヘリウムガスがター
ボ分子ポンプcの排気口から分析管b内へと逆拡散して
その漏れを分析管bにて検出できる。
【0003】また、出願人は、先に、大きな容量の漏洩
試験体の逆拡散式の漏洩探知装置に於いて、漏洩探知を
短時間に開始すること検出感度及び反応速度が容易で操
作の簡単にするため、分子ポンプの中間の低い圧縮比が
得られる位置に漏洩試験体からの配管を接続する構成の
ものを提案した(特開平8−15078)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記逆拡散法の各漏洩
探知装置では、分析管bにて測定できるヘリウムガスの
導入量はターボ分子ポンプcと補助排気ポンプgの性能
により決定される。すなわち、ターボ分子ポンプcの性
能である圧縮比を上げるように設計すれば、各バルブが
制御する圧力を高くでき、漏洩試験体a内の圧力を高く
して漏洩探知を行えるが、試験を行う為の圧力が高いの
で粗引き時間を短縮できてもその分ヘリウムガスがター
ボ分子ポンプcをさかのぼって分析管cへ到達しにくく
なり、分析管bにおける測定量が少なくなる。また、そ
の圧縮比を下げると、ヘリウムガスがターボ分子ポンプ
cをさかのぼりやすくなり、分析管bにおける測定量が
多くなるが、制御する圧力が低くなる。この種の装置と
しては、バルブが制御する圧力が高く分析管に到達する
ヘリウムガスの量が多い方が好ましいが、この両方は前
記のようにターボ分子ポンプcの圧縮比を決定しても同
時に満足されることがない。
【0005】また、補助排気ポンプgには一般的に油回
転ポンプ等のロータリーポンプが使用されているが、こ
のポンプは圧力によって排気速度が異なってしまうとい
う性能的特徴があり、このポンプに導入されているヘリ
ウムガスの量が一定とすると、その圧力如何によって、
ターボ分子ポンプcをさかのぼるヘリウムガスの量とこ
のポンプで排気されるヘリウムガスの量の比が変化し、
その結果、分析管bの測定値が変化して一定の測定結果
が得られない問題がある。
【0006】更に、逆拡散法特有の問題として、分析管
b内に到達したヘリウムガスを掃引する程の排気速度が
ターボ分子ポンプcにないため、分析管cのクリーンア
ップに長い時間が掛かること、及び、漏洩試験体a内に
漏洩したヘリウムガスを装置内へ引き込む作用を補助排
気ポンプgに依存しているため、レスポンスが遅いとい
う欠点がある。
【0007】本発明は、ターボ分子ポンプの圧縮比を低
くすることなく分析管へ逆拡散するガス量を多くでき、
分析管内の測定ガスのクリーンアップの時間とレスポン
ス時間を短縮する方法とこれに適した装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明では、分析管内を
排気するターボ分子ポンプの排気口にフォアバルブを備
えた接続管を介して補助排気ポンプを接続し、漏洩試験
体に接続される排気管を、粗引きバルブを介して該フォ
アバルブと補助排気ポンプの間の接続管へ接続すると共
にテストバルブを介して該ターボ分子ポンプの排気口よ
りも圧縮比の低い位置の中間口に接続し、粗引きバルブ
を開いて該漏洩試験体内を所定の真空に排気したのち該
フォアバルブ及びテストバルブを開いて該排気管に引き
出される漏洩試験体からの漏洩ガスを該テストバルブ、
ターボ分子ポンプ、フォアバルブ、粗引きバルブを介し
て該排気管と接続管を循環させながら該分析管に於いて
漏洩ガスを検出することにより、上記の目的を達成する
ようにした。該補助排気ポンプにドライポンプを使用す
ることが好都合であり、該補助排気ポンプには、該テス
トバルブに於ける排気速度を該粗引きバルブの排気速度
よりも大きくすると共に該漏洩試験体内のガスを排気し
ながら該分析管内の圧力を分析可能な圧力に排気できる
ポンプが使用される。また、上記の目的は、分析管内を
排気するターボ分子ポンプの排気口にフォアバルブを備
えた接続管を介して補助排気ポンプを接続し、漏洩試験
体に接続される排気管を、粗引きバルブを介して該フォ
アバルブと補助排気ポンプの間の接続管へ接続すると共
にテストバルブを介して該ターボ分子ポンプの排気口よ
りも圧縮比の低い位置の中間口に接続し、該フォアバル
ブ及びテストバルブ並びに粗引きバルブを開いて該排気
管に引き出される漏洩試験体からの漏洩ガスを該テスト
バルブ、ターボ分子ポンプ、フォアバルブ、粗引きバル
ブを介して該排気管と接続管を循環させながら該分析管
に於いて漏洩ガスを検出する構成の装置により、適切に
達成できる。
【0009】
【発明の実施の形態】図2に基づき本発明の実施の形態
を説明すると、同図に於いて符号1は逆拡散式の漏洩探
知装置を示し、該装置1は、ヘリウム分析用の質量分析
管2内を排気すべく設けられたターボ分子ポンプ3と、
該ターボ分子ポンプ3の排気口3aにフォアバルブ4を
備えた接続管5を介して接続したドライポンプから成る
補助排気ポンプ6と、一端が中空の漏洩試験体7にテス
トポート8を介して接続され且つ他端が分岐されて排気
口3aに於ける圧縮比よりも低い圧縮比が得られる該タ
ーボ分子ポンプ3の中間口3b及び該接続管5とに接続
された排気管9を有する。該排気管9の中間口3bへ接
続される分岐部9aにはテストバルブ10が設けられ、
その接続管5へ接続される分岐部9bには粗引きバルブ
11が設けられる。尚、漏洩試験体7とテストポート8
の接続方法は、ヘリウム雰囲気に於いた漏洩試験体7の
内部をテストポート8に接続したり、或いは内部にヘリ
ウムガスを入れた漏洩試験体7の周囲の雰囲気を採取す
べくテストポート8を接続する等任意である。
【0010】該ターボ分子ポンプ3は、そのポンプケー
ス14内に交互にわずかの間隔を存して配置されたロー
タ12とステータ13から成る羽根を備えており、ポン
プケース14のその羽根列の一端と他端に対応した位置
に、排気口3aと分析管2への吸気口3cを形成し、そ
の羽根列の中間の位置に中間口3bを形成した。該ポン
プ3の圧縮比は吸気口3c側から排気口3a側に於いて
増大し、中間口3bに於いては排気口3aよりも低い圧
縮比が得られる。該ターボ分子ポンプ3の性能として
は、テストバルブ10を介して導入するガス圧が70P
a程度でも分析管2内の圧力すなわち吸気口3cの圧力
が10-3Pa以下になるような圧縮比を持ったものであ
る事が好ましい。該導入するガス圧の設定は、分析管2
に於けるヘリウムガスの検出量をどの程度にするかとい
う設定に依存している。
【0011】従来のこの種の探知装置では補助排気ポン
プとして油回転ポンプが使用されているが、本発明の場
合は、その漏洩探知作動において粗引きバルブ11とテ
ストバルブ10とを同時に開くことがあり、このときに
補助排気ポンプからターボ分子ポンプの起動等を妨げる
オイル蒸気が発生しないように、該補助排気ポンプ6と
してソープションポンプ等のドライポンプが使用され
る。ドライポンプ使用の理由は、テストバルブ10の排
気速度が粗引きバルブ11の排気速度より高いため、油
回転ポンプのようなウエットポンプでは吸気口に発生す
るオイルベーパー等をターボ分子ポンプ3に吸い込む危
険があるからである。但し、オイルベーパーが発生しな
い圧力での使用が可能なときは問題ないと考えられる。
15及び16は、排気管9のテストポート8に直接連な
る部分に設けたベントバルブ及び真空計である。
【0012】該漏洩試験体7を漏洩探知するには、該テ
ストポート8に漏洩試験体7を取り付け、粗引きバルブ
11を開けて補助排気ポンプ6により該漏洩試験体7内
を真空計16でモニターしながら所定の圧力にまで真空
排気する。該真空計16は所定の圧力になると信号を出
力してテストバルブ10及びフォアバルブ4を開く。こ
れによってテストバルブ10、フォアバルブ4及び粗引
きバルブ11を介して排気管9と接続管5を通る環状の
通路が形成され、テストポート8を介して導入される漏
洩試験体7から漏れてきたヘリウムガスの漏洩ガスは、
この環状の通路を循環し、これによってターボ分子ポン
プ3の圧縮比を高めることなくヘリウムの濃度が高ま
り、分析管2へ逆拡散するヘリウムガスの量を多くする
ことができる。ヘリウム濃度が高まる理由は、テストポ
ート8に対するテストバルブ10と粗引きバルブ11の
排気速度を比較すると、ターボ分子ポンプ3の中間口3
bへ連なっているテストバルブ10の方が排気速度が大
きい。勿論、補助排気ポンプ6の吸気口の位置と比較し
てもテストバルブ10の方が排気速度は大きい。そのた
め、テストポート8から吸入されるヘリウムガスを含む
ガスは、テストバルブ10を介して中間口3bからター
ボ分子ポンプ3内へ導入されるが、吸入されたガス中の
ヘリウムガスの一部は逆拡散の原理に則して分析管2へ
流入して質量分析される。逆拡散しなかったヘリウムガ
スは、接続管5のフォアバルブ4を介して流れ、その一
部は補助排気ポンプ6を介して排気されるがその残りは
排気管9の分岐部9bの粗引きバルブ11を通って再び
テストバルブ10からターボ分子ポンプ3へと循環する
ため、中間口3bに流入するガスのヘリウムガス濃度が
高められ、その結果、分析管2に逆拡散するヘリウムガ
スの測定量が増大するから分析管2の感度が上がる。
【0013】尚、この循環方式で分析管2の感度を向上
させるには、補助排気ポンプ6の排気速度に依存してお
り、また、この循環を行うためにはテストバルブ10の
吸引口部の排気速度S1よりも粗引きバルブ11の吸引
口部の排気速度S2の方が小さいことが条件であるか
ら、該補助排気ポンプ6には、S1>S2が得られ且つ分
析管2内が分析可能な例えば10-3Paにテストポート
8からガスを導入しながら排気できる排気速度を持つも
のが使用される。
【0014】
【実施例】図2の漏洩探知装置に於いて、漏洩試験体7
の代わりに2.0×10-8Pa・m3/sのヘリウムガスの
校正リークをテストポート8に取り付け、質量分析管2
としてヘリウム検出用に設定した分析管を設け、該分析
管2にその出力を測定すべく電圧計を接続した。また、
ターボ分子ポンプ3は排気速度がテストバルブの入口で
3l/sで到達圧力が10-3Pa、補助排気ポンプ6は
排気速度が2l/s、到達圧力が1Paである。テスト
バルブ10及びフォアバルブ4は、真空計16が所定の
圧力、この場合は分析管2が測定可能になる10Paに
なると開弁されるように該真空計16に接続した。
【0015】まず粗引きバルブ11を開いて補助排気ポ
ンプ6によりテストポート8と補助排気ポンプ6を結ぶ
排気管9内を校正リークからヘリウムガスを所定量流し
ながら排気した。真空計16が10Paを示すとテスト
バルブ10及びフォアバルブ4が開かれ、このとき分析
管2に接続した電圧計の出力即ち検出感度は、図3の曲
線Aで示したようにバルブを開いてから約2秒後に約
2.8Vの出力で一定した。
【0016】従来の循環させない方法との比較のため
に、前記の状態から粗引きバルブ11を閉じ、テストポ
ート8からのガスをテストバルブ10、中間口3a、タ
ーボ分子ポンプ3及びフォアバルブ4を介して補助排気
ポンプ6に流したところ、電圧計には曲線Bで示すよう
に、現在の最も効率のよい漏洩探知装置と同等の1.8
Vの出力があった。このあと校正リークを止め、テスト
バルブ10を閉じ、フォアバルブ4及び粗引きバルブ1
1を開いて分析管2内のガスを排除するクリーンアップ
を行ったところ、曲線Cのように約7秒後には出力電圧
がほぼ零になった。
【0017】本発明の循環方式では従来の探知方法の約
5割増の出力アップ即ち分析管2の検出感度の増大が得
られ、クリーンアップの時間も短くレスポンスも良好で
あった。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明によるときは、逆拡
散式の漏洩探知方法に於いて、漏洩試験体から漏れるガ
スをターボ分子ポンプの中間の圧縮比が得られる中間口
へテストバルブを介して導き、ターボ分子ポンプから補
助排気ポンプ方向へ排出されるヘリウムガスを開かれた
粗引きバルブを介して再び循環させるようにしたので、
ヘリウムガスが濃縮され、ターボ分子ポンプの圧縮比を
低くすることなく分析管へ逆拡散するヘリウムガスの量
を多くでき、分析管のクリーンアップの時間とレスポン
ス時間を短縮することができ、その操作も簡単である等
の効果があり、本発明の装置によれば、この方法を適切
に実施できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の逆拡散式の漏洩探知装置の線図
【図2】本発明の方法の実施に使用した漏洩探知装置の
線図
【図3】図2の装置を使用して本発明の方法を実施した
ときの分析管の検出感度の線図
【符号の説明】
2 分析管、3 ターボ分子ポンプ、3a 排気口、3
b 中間口、4 フォアバルブ、5 接続管、6 補助
排気ポンプ、7 漏洩試験体、8 テストポート、9
排気管、10 テストバルブ、11 粗引きバルブ、

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分析管内を排気するターボ分子ポンプの排
    気口にフォアバルブを備えた接続管を介して補助排気ポ
    ンプを接続し、漏洩試験体に接続される排気管を、粗引
    きバルブを介して該フォアバルブと補助排気ポンプの間
    の接続管へ接続すると共にテストバルブを介して該ター
    ボ分子ポンプの排気口よりも圧縮比の低い位置の中間口
    に接続し、粗引きバルブを開いて該漏洩試験体内を所定
    の真空に排気したのち該フォアバルブ及びテストバルブ
    を開いて該排気管に引き出される漏洩試験体からの漏洩
    ガスを該テストバルブ、ターボ分子ポンプ、フォアバル
    ブ、粗引きバルブを介して該排気管と接続管を循環させ
    ながら該分析管に於いて漏洩ガスを検出することを特徴
    とする漏洩探知方法。
  2. 【請求項2】上記補助排気ポンプにドライポンプを使用
    することを特徴とする請求項1に記載の漏洩探知方法。
  3. 【請求項3】上記補助排気ポンプは、上記テストバルブ
    に於ける排気速度を上記粗引きバルブの排気速度よりも
    大きくすると共に上記漏洩試験体内のガスを排気しなが
    ら上記分析管内の圧力を分析可能な圧力に排気できるポ
    ンプを使用することを特徴とする請求項1に記載の漏洩
    探知方法。
  4. 【請求項4】分析管内を排気するターボ分子ポンプの排
    気口にフォアバルブを備えた接続管を介して補助排気ポ
    ンプを接続し、漏洩試験体に接続される排気管を、粗引
    きバルブを介して該フォアバルブと補助排気ポンプの間
    の接続管へ接続すると共にテストバルブを介して該ター
    ボ分子ポンプの排気口よりも圧縮比の低い位置の中間口
    に接続し、該フォアバルブ及びテストバルブ並びに粗引
    きバルブを開いて該排気管に引き出される漏洩試験体か
    らの漏洩ガスを該テストバルブ、ターボ分子ポンプ、フ
    ォアバルブ、粗引きバルブを介して該排気管と接続管を
    循環させながら該分析管に於いて漏洩ガスを検出するこ
    とを特徴とする漏洩探知装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012066715A1 (ja) * 2010-11-16 2012-05-24 株式会社アルバック リークディテクタ
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