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技術 漏洩探知方法と装置

出願人 株式会社アルバック
発明者 落合英二郎
出願日 1996年9月12日 (24年2ヶ月経過) 出願番号 1996-241716
公開日 1998年4月10日 (22年7ヶ月経過) 公開番号 1998-090105
状態 特許登録済
技術分野 気密性の調査・試験
主要キーワード ラジェーター ヘリウムガス濃度 オイル蒸気 ヘリウム検出 テストバルブ ヘリウム濃度 補助排気 粗引きバルブ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年4月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

ターボ分子ポンプ圧縮比を低くすることなく分析管逆拡散するガス量を多くでき、分析管内の測定ガスクリーンアップ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

概要

背景

従来、図1に示すように、中空漏洩試験体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。

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)。

概要

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クリーンアップレスポンス時間を短縮する

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

目的

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。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
1件

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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

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。

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。

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

技術分野

0001

本発明は、主としてヘリウムを使用して各種真空装置コンプレッサー自動車ラジェーターコンデンサ等の気密を要する機器漏洩探知方法と装置に関する。

背景技術

0002

従来、図1に示すように、中空漏洩試験体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)。

発明が解決しようとする課題

0004

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。

課題を解決するための手段

0008

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。

発明を実施するための最良の形態

0009

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70Pa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3b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

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1.8V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11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。

発明の効果

0018

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

0019

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

--

0020

2分析管、3ターボ分子ポンプ、3a排気口、3b 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、

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