(57)【要約】【課題】ガスタンクのリーク検査の検出精度を向上させる。【解決手段】ガスタンク１００の口金部１３０にＯリング１５０を介してバルブ１４０が接続されたガスタンク１００にガスを充填するガス充填装置２０であって、検査ガスが充填された第１のタンク２００と、前記検査ガスと異なる不活性ガスが充填された第２のタンク２１０と、前記検査ガスと前記不活性ガスを前記ガスタンクに充填する前に混合するためのバッファ室２４０と、を備え、前記バッファ室２４０において生成された前記不活性ガスと前記検査ガスとの混合ガスを前記ガスタンク１００に充填する、ガス充填装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタンクの口金部にＯリングを介してバルブが接続されたガスタンクにガスを充填するガス充填装置であって、
検査ガスが充填された第１のタンクと、
前記検査ガスと異なる不活性ガスが充填された第２のタンクと、
前記検査ガスと前記不活性ガスを前記ガスタンクに充填する前に混合するためのバッファ室と、
を備え、
前記バッファ室において生成された前記不活性ガスと前記検査ガスとの混合ガスを前記ガスタンクに充填する、ガス充填装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガス充填装置において、
前記バッファタンクに前記検査ガスがあらかじめ定められた第１の圧力まで充填され、
その後、前記不活性ガスが前記バッファタンク内の圧力があらかじめ定められた第２の圧力になるまで充填され、
さらにその後、前記バッファタンク内の混合ガスが前記ガスタンクに充填される、ガス充填装置。
【請求項３】
請求項２に記載のガス充填装置において、
前記検査ガスはヘリウムであり、
前記Ｏリングはシリコン系材料により形成されており、
前記Ｏリングは、前記バルブの外周面に設けられたＯリング溝に嵌められており、
前記ガスタンクの前記口金部に前記バルブが接続された状態において、前記Ｏリングの断面積は、前記Ｏリング溝の断面積の７５％以上であり、
前記第２の圧力は５ＭＰａである、
ガス充填装置。
【請求項４】
ガスタンク検査装置であって、
ガスリーク検出器と、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス充填装置と、
を備える、ガスタンク検査装置。
【請求項５】
口金部とバルブとをＯリングを介して接続されたガスタンクのガスのリークを検査するガスタンク検査方法であって、
バッファタンクにあらかじめ定められた第１の圧力まで検査ガスを充填する工程と、
前記バッファタンクに前記バッファタンク内の圧力があらかじめ定められた第２の圧力になるまで不活性ガスを充填して、前記検査ガスと前記不活性ガスとを混合する工程と、
前記不活性ガスと前記検査ガスとの混合ガスを前記ガスタンクに充填する工程と、
前記リーク検出器を用いて前記ガスタンクからの前記検査ガスのリークを検査する工程と、
を備えるガスタンク検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガスタンクを検査するときにおけるガスタンクへのガス充填装置、ガスタンク検査装置、ガスタンク検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタンクのリークを検査するための検査ガスとしてヘリウムが用いられている。ヘリウムは高価であるため、少量のヘリウムを含む窒素リッチなガスが用いられている。引用文献１には、検査対象であるガスタンクに少量のヘリウムを充填した後、窒素を充填することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−８９６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガスタンクのバルブには、Ｏリングシールが用いられている場合が多い。ガスタンク内の圧力が低い場合にはＯリングの反力も小さいため、リーク検査のために少量のヘリウムを充填したときに、ヘリウムがＯリングを介してリークし、検出精度が低下する問題があった。このような問題は、ヘリウム以外の検査ガスを用いる場合にも共通する問題である。
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、ガスタンクのリーク検査の検出精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
ガスタンクの口金部にＯリングを介してバルブが接続されたガスタンクにガスを充填するガス充填装置であって、検査ガスが充填された第１のタンクと、前記検査ガスと異なる不活性ガスが充填された第２のタンクと、前記検査ガスと前記不活性ガスを前記ガスタンクに充填する前に混合するためのバッファ室と、を備え、前記バッファ室において生成された前記不活性ガスと前記検査ガスとの混合ガスを前記ガスタンクに充填する、ガス充填装置。
この適用例によれば、ガスタンクの内部の圧力が低い時に、検査ガスと不活性ガスの混合ガスが充填されるため、Ｏリングから混合ガスが漏れても、漏れた混合ガス中の検査ガスは微量であるため、検査における誤差を少なくして、ガスリークの検出精度を向上させることが出来る。
【０００８】
［適用例２］
適用例１に記載のガス充填装置において、前記バッファタンクに前記検査ガスがあらかじめ定められた第１の圧力まで充填され、その後、前記不活性ガスが前記バッファタンク内の圧力があらかじめ定められた第２の圧力になるまで充填され、さらにその後、前記バッファタンク内の混合ガスが前記ガスタンクに充填される、ガス充填装置。
この適用例によれば、圧力が低い状態でバッファタンクに検査ガスが充填されるので、検査ガスのガスラインにポンプを必要としない。
【０００９】
［適用例３］
適用例２に記載のガス充填装置において、前記検査ガスはヘリウムであり、前記Ｏリングはシリコン系材料により形成されており、前記Ｏリングは、前記バルブの外周面に設けられたＯリング溝に嵌められており、前記ガスタンクの前記口金部に前記バルブが接続された状態において、前記Ｏリングの断面積は、前記Ｏリング溝の断面積の７５％以上であり、前記第２の圧力は５ＭＰａである、ガス充填装置。
このガス充填装置は、Ｏリングがシリコン系材料により形成されており、Ｏリングは、バルブの外周面に設けられたＯリング溝に嵌められており、ガスタンクの前記口金部に前記バルブが接続された状態において、Ｏリングの断面積が、Ｏリング溝の断面積の７５％以上であるガスタンクの検査において、検査ガスをヘリウムとしたときに、検査ガスのリークを抑制する効果が大きい。
【００１０】
［適用例４］
ガスタンク検査装置であって、ガスリーク検出器と、適用例１〜３のいずれか一つの適用例に記載のガス充填装置と、を備える、ガスタンク検査装置。
【００１１】
［適用例５］
口金部とバルブとをＯリングを介して接続されたガスタンクのガスのリークを検査するガスタンク検査方法であって、バッファタンクにあらかじめ定められた第１の圧力まで検査ガスを充填する工程と、前記バッファタンクに前記バッファタンク内の圧力があらかじめ定められた第２の圧力になるまで不活性ガスを充填して、前記検査ガスと前記不活性ガスとを混合する工程と、前記不活性ガスと前記検査ガスとの混合ガスを前記ガスタンクに充填する工程と、前記リーク検出器を用いて前記ガスタンクからの前記検査ガスのリークを検査する工程と、を備えるガスタンク検査方法。
【００１２】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、ガスタンクへのガス充填装置の他、ガス充填方法、ガスタンク検査装置、ガスタンク検査方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施例のガスタンク検査装置を示す説明図である。
【図２】本実施例におけるガスリークの測定フローチャートである。
【図３】ガスタンクへのガスの充填時におけるバッファタンク内の圧力を示す説明図である。
【図４】ガスタンクのバルブ近傍を示す説明図である。
【図５】ガスタンク内の圧力が低いときのＯリング近傍を拡大して示す説明図である。
【図６】ガスタンク内の圧力が高いときのＯリング近傍を拡大して示す説明図である。
【図７】ガスタンクの圧力とリークの一例を示す説明図である。
【図８】比較例のガスタンクの圧力とリークの挙動を示す説明図である。
【図９】別の誤差原因を示す説明図である。
【図１０】本実施例の変形例を示す説明図である。
【図１１】変形例におけるガスリークの測定フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本実施例のガスタンク検査装置を示す説明図である。ガスタンク検査装置１０は、ガス充填装置２０と、リーク検査部３０とを備える。リーク検査部３０は、検査対象であるガスタンク１００を収納するチャンバ３００と、チャンバ３００内に漏れた検査ガスを検知するためのリーク検出器３１０と、を備える。
【００１５】
ガス充填装置２０は、ヘリウムタンク２００と、液体窒素タンク２１０と、液ポンプ２２０と、熱交換器２３０と、バッファタンク２４０と、圧力計２５０と、温度計２６０と、バルブＶ１〜Ｖ５と、これらを繋ぐ配管２７０と、を備える。なお、以下の説明においては、配管２７０を省略して説明する。ヘリウムタンク２００は、バルブＶ２を介してバッファタンク２４０に接続されている。液体窒素タンク２１０には、液ポンプ２２０が接続されている。液ポンプ２２０の下流は、経路が二股に分かれており、一方の経路には、熱交換器２３０及びバルブＶ３を介してバッファタンク２４０に接続されている。この経路は、窒素ガスを常温にしてバッファタンク２４０に充填するための経路であり、常温ラインと呼ぶ。他方の経路は、バルブＶ４のみを介してバッファタンク２４０に接続されている。この経路では、窒素は低温のままバッファタンク２４０に充填されるので、低温ラインと呼ぶ。なお、液体窒素タンク２１０の内部の圧力が十分に高い場合には、液ポンプ２２０を設けなくても良い。バッファタンク２４０は、ヘリウムと窒素を混合する。これにより、ヘリウムを希釈することができる。なお、本実施例では、バッファタンク２４０のようにタンクを用いたが、ヘリウムと窒素とを混合できれば、タンク構造でなくてもよい。バッファタンク２４０の下流側にはバルブＶ１が配置されており、バルブＶ１の下流側は、測定対象であるガスタンク１００に接続されている。また、バッファタンク２４０は、バルブＶ５を介して大気に繋がっている。温度計２６０は、バッファタンク２４０に接続されており、バッファタンク２４０内のガスの圧力と温度とを測定する。
【００１６】
図２は、本実施例におけるガスリークの測定フローチャートである。初期状態では、全てのバルブＶ１〜Ｖ５は閉じている。ステップＳ１００では、バルブＶ１、Ｖ３〜Ｖ５の閉状態が維持されたまま、バルブＶ２が開かれる。ヘリウムタンク２００のヘリウムは、バッファタンク２４０に充填され始める。ステップＳ１１０では、バッファタンク２４０の内部の圧力が判定値Ｐ１以上になったか否かが判断される。判定値Ｐ１の値としては、例えば１ＭＰａが採用される。ただし、判定値Ｐ１の値は、１ＭＰａ以外の値であってもよい。
【００１７】
ステップＳ１２０では、バルブＶ２が閉じられ、その後、バルブＶ３、Ｖ４が開けられる。これにより、バッファタンク２４０には、窒素が充填される。これにより、バッファタンク内のヘリウムは窒素により希釈されると共に、ヘリウムと窒素は混合される。ここで、一般にタンクにガスを充填する場合、タンク内の圧力に対抗してガスを充填するため、タンク内のガスの温度は上がる。したがって、本実施例では、バッファタンク２４０にガスを充填する場合、バッファタンク２４０内の温度が上がりすぎないように、バルブＶ３とＶ４の開度が制御される。
【００１８】
ステップＳ１３０では、バッファタンク２４０内部の圧力が判定値Ｐ２以上になったか否かが判断される。判定値Ｐ２の値としては、例えばバッファタンク２４０内部の温度が室温の時５ＭＰａの値が採用される。ただし、ただし、判定値Ｐ２の値は、５ＭＰａ以外の値であってもよい。なお、バッファタンク２４０の内部の圧力は、温度によっても変わる。すなわち、温度が高い方が、圧力も大きい。したがって、判定値Ｐ２は、バッファタンク２４０の内部の温度により補正されることが好ましい。
【００１９】
ステップＳ１４０では、バルブＶ１が開けられ、バッファタンク２４０内のヘリウムと窒素の混合ガスは、ガスタンク１００に充填される。次いで、ステップＳ１５０では、液ポンプ２２０が起動され、ガスタンク１００に、バッファタンク２４０の残存していたヘリウムと窒素の混合ガス及び窒素が充填される。バッファタンク２４０と、ガスタンク１００とは、バルブＶ１により接続された１つのタンクとみなすことが出来、ガスタンク１００の内部の温度と圧力は、バッファタンク２４０の内部の温度と圧力とほぼ同じである。
【００２０】
ステップＳ１６０では、バッファタンク２４０内の圧力が判定値Ｐ３以上か否かを判断する。バッファタンク２４０内の圧力が判定値Ｐ３以上の場合には、ステップＳ１７０において、液ポンプ２２０が停止され、バルブＶ１〜Ｖ５が閉じられる。液ポンプ２２０の停止からバルブＶ１〜Ｖ５が閉じられるまで時間差により、ガスがガスタンク１００から逆流するので、バッファタンク２４０内の圧力を判定値Ｐ３よりもオーバーシュート（Ｐ３＋α）させてもよい。なお、判定値Ｐ３は、バッファタンク２４０の内部の温度により補正されることが好ましい。
【００２１】
ステップＳ１８０では、リーク検出器３１０を用いて、ガスタンク１００からチャンバ３００の内部に漏れてきたヘリウムの量を検知する。なお、ヘリウムの量の測定は、バルブＶ１〜Ｖ５が閉じられた後、一定の安定時間、例えば５分から１０分経過した後測定することが好ましい。ステップＳ１９０では、バルブＶ１及びＶ５が開けられて、ガスタンク１００内の混合ガスが排気される。
【００２２】
図３は、ガスタンクへのガスの充填時におけるバッファタンク内の圧力を示す説明図である。図２のステップＳ１００でバルブＶ２が開けられると、バッファタンク２４０にヘリウムが充填されるので、バッファタンク２４０の圧力が上がっていく。図２のステップＳ１２０でバルブＶ２が閉じられ、バルブＶ３、Ｖ４が開けられると、バッファタンク２４０に窒素が充填されるので、バッファタンク２４０の圧力は上がっていく。図２のステップＳ１４０でバルブＶ１が開けられると、バッファタンク２４０内の混合ガスがガスタンク１００に移動する。この時のバッファタンク２４０の圧力は、ガスタンク１００に移動する混合ガスの量と、バッファタンク２４０に新たに充填される窒素の量の差に依存するが、ほぼ変わらないと推定される。図２のステップＳ１５０で液ポンプ２２０が起動すると、窒素がより供給されるため、バッファタンク２４０の圧力が上昇する。なお、バッファタンク２４０の圧力上昇に伴い、ガスタンク１００の圧力も上昇する。
【００２３】
本実施例では、バッファタンク２４０においてヘリウムに窒素と混合し、混合ガスをガスタンク１００に充填している。これは、以下の理由による。
【００２４】
図４は、ガスタンクのバルブ近傍を示す説明図である。ガスタンク１００は、ライナー１１０と、外筒１２０と、口金１３０と、バルブ１４０と、Ｏリング１５０と、を備える。ライナー１１０は、ガスを貯蔵する略円筒形の容器であり、樹脂により形成されている。外筒１２０は、ライナー１１０が内部のガスの圧力で破損しないようにライナー１１０の外側に巻き付けられる部材であり、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で形成されている。口金１３０は、ライナー１１０の中心軸に沿った方向の端部に配置されている部材であり、中心軸にバルブ１４０を配置するための開口部１３５を有している。なお、このバルブ１４０は、ガスタンク１００のバルブであり、上述したガス充填装置２０のバルブＶ１とは異なる部材である。口金１３０とバルブ１４０との間にはＯリング１５０が配置され、口金とバルブとの境界からのガスのリークを抑制する。
【００２５】
図５は、ガスタンク内の圧力が低いときのＯリング近傍を拡大して示す説明図である。バルブ１４０は、口金１３０の内側に嵌め混まれるため、口金１３０と、バルブ１４０との間に隙間１７０が生じる。この隙間１７０からのガスのリークを抑制するために、Ｏリング機構が設けられる。具体的には、本実施例では、バルブ１４０の口金１３０側にＯリング溝１４５が形成されており、このＯリング溝１４５にＯリング１５０と、バックアップリング１６０が配置される。Ｏリング１５０は、シリコン系の材料で構成された断面略円形の円環形をした部材である。Ｏリング１５０は、溝１４５の大きさに対して、つぶれたときに７５％の大きさを締めることが好ましい。バックアップリング１６０は、Ｏリング１５０の外気側に配置される円環状の部材である。バックアップリング１６０の、Ｏリング１５０と反対側の内側は斜面１６２となっており、先端が細くなっている。なお、Ｏリング溝１４５の外気側には、この斜面１６２と平行な斜面１４７が形成されている。
【００２６】
ガスタンク１００の内部の圧力が小さいとき、一般に、Ｏリング１５０は圧力を強く受けないので、反力が小さく、シール性が悪い。また、バックアップリング１６０の方に押さえつけられない。そのため、バックアップリング１６０と、口金１３０あるいはバルブ１４０との間に隙間が生じており、この隙間を通してガスタンク１００内のガスがリークする虞がある。
【００２７】
図６は、ガスタンク内の圧力が高いときのＯリング近傍を拡大して示す説明図である。ガスタンク１００の内部の圧力が大きいとき、Ｏリング１５０は圧力を強く受けるため、反力が大きく、シール性が高くなる。また、Ｏリング１５０は、バックアップリング１６０の方に押さえつけられる。その結果、Ｏリング１５０は、断面が放射方向に伸びるように楕円形になるとともに、バックアップリング１６０を外気側に押す。その結果、バックアップリング１６０の外気側の端部は、口金１３０と、バルブ１４０との隙間に嵌り、ガスタンク１００内部から外気側へのガスのリークを抑制する。
【００２８】
すなわち、ガスタンク１００内の圧力が高いときには、口金１３０とバルブ１４０の隙間からのガスのリークは起こらない。一方、ガスタンク１００内の圧力が小さい場合には、口金１３０とバルブ１４０の隙間からのガスのリークが起こる虞がある。このガスのリークは、ガスタンク１００のリーク検査を行うときの誤差となり得る。
【００２９】
なお、ガスタンク１００は、一般に圧力が高い状態で使用され、ガスタンク１００の圧力が、口金１３０とバルブ１４０の隙間からのガスのリークが起こる圧力まで下がる前に、バルブ１４０が閉まる。したがって、ガスタンク１００の使用状態では、ガスタンク１００の内部は、一定以上の圧力を有しており、ガスタンク１００からのリークは起こらない。
【００３０】
ガスタンク１００のリークを測定する場合に、最初に検査ガスであるヘリウムを入れ、その後に窒素を入れる場合、ヘリウムが入れられた時は、ガスタンク１００の内部の圧力は低いため、窒素を入れる前にヘリウムがリークし、ガスタンク内のヘリウム濃度が変わってリーク検査で誤差が生じるおそれがある。なお、ガスタンク１００に窒素を入れず、全量ヘリウムにすれば、ヘリウム濃度が変わる問題は起きないが、高価なヘリウムを大量に使うことになる。
【００３１】
一方、本実施例によれば、一旦、バッファタンク２４０においてヘリウムを窒素で希釈した混合ガスを作り、この混合ガスをガスタンク１００に入れた後、さらに窒素をガスタンク１００に圧入する。したがって、ヘリウムから窒素に切り替える間はガスタンク１００内の圧力を素早く上げることは難しいが、本実施例によれば、ガスタンクに充填されるガスは混合ガスとなっているので、ガスの切り替えは不要であり、早期にガスタンク１００内の圧力を上げることができる。また、この場合、混合ガスをガスタンクに入れた段階では、ガスタンク１００内の圧力が低いため、若干のガスリークが起こり得るが、このリークガスは混合ガスであり、リークガス中のヘリウムの量は少ない。したがって、リーク検査で誤差を少なくし、検出精度を向上させることが出来る。
【００３２】
図７は、ガスタンクの圧力とリークの一例を示す説明図である。ガスタンク１００の圧力は、バルブＶ１が開かれると上昇していき、液ポンプ２２０（図１）が起動すると、さらに上昇する。ガスタンク１００にリークがある場合、ガスタンク１００の内部の圧力が高くなったときにリークが発生し、ガスタンク１００の内部の圧力が小さい場合には、リークが検出されない。
【００３３】
図８は、比較例のガスタンクの圧力とリークの挙動を示す説明図である。比較例では、バッファタンク２４０を用いずに、ガスタンク１００に少量のヘリウムを充填し、その後、窒素を充填し、液ポンプを起動してさらに窒素を充填する。この場合、少量のヘリウムがガスタンク１００に充填された時点では、ガスタンク１００の圧力は極小である。従って、図の破線で示すように、若干のヘリウムリークが生じる。このリークが発生する理由は、図５の説明で説明した通りである。この場合、ガスタンク内のヘリウムが少なくなるため、規定圧まで窒素を充填したときにヘリウム濃度が小さくなり、ガスタンクのリーク検出に精度を低下させる虞がある。
【００３４】
また、ガスタンク１００に先にヘリウムを充填した場合は、別の誤差原因も生じ得る。図９は、別の誤差原因を示す説明図である。Ｏリング１５０は、例えばゴムを材料として作られている。Ｏリング１５０にヘリウムが接触すると、ヘリウムはＯリング１５０母材に浸透する。この浸透したヘリウムは、ガスタンク１００に窒素が充填されたときに、窒素により押し出される。押し出された分ヘリウムがリークしたと判断されるため、誤差要因となり得る。
【００３５】
以上のように、一旦、バッファタンク２４０においてヘリウムを窒素で希釈した混合ガスを作り、この混合ガスをガスタンク１００に入れた後、さらに窒素をガスタンク１００に圧入することにより、コストを掛けることなく、ガスタンクのリーク検査において、誤差を少なくし、検出精度を向上させることが出来る。
【００３６】
図１０は、本実施例の変形例を示す説明図である。この変形例のガスタンク検査装置１１は、ガス充填装置２１と、リーク検査部３０とを備える。リーク検査部３０は、本実施例と同様の構成である。ガス充填装置２１は、ガス充填装置２０（図１）と比較すると、バッファタンク２４０が無い代わりに、ヘリウムタンク２００と、バルブＶ２との間にポンプ２０５が設けられている点が異なっている。また、圧力計２５０と温度計２６０はガスタンク１００に取り付けられている。
【００３７】
図１１は、変形例におけるガスリークの測定フローチャートである。初期状態では、本実施例と同様に、全てのバルブＶ１〜Ｖ５は閉じている。ステップＳ２００では、バルブＶ２、Ｖ５の閉が維持されたまま、バルブＶ１、Ｖ３、Ｖ４が開かれる。窒素が、ガスタンク１００に充填され始める。このとき、ガスタンク内の温度が上がらないように、バルブＶ３、Ｖ４の開度が制御される。ステップＳ２１０では、ガスタンク１００の内部の圧力が判定値Ｐ４以上になったか否かが判断される。この圧力に達するまでに、図５に示すように、ガスタンク１００から窒素はリークするが、窒素のみのため、検査ガスであるヘリウムの濃度には影響を与えない。また、ガスタンク１００の内部の圧力が判定値Ｐ４に達した場合には、図５に示すようなリークは起こらない。
【００３８】
ステップＳ２２０では、バルブＶ２が開けられ、ポンプ２０５が起動される。これにより、検査ガスであるヘリウムがガスタンクに充填される。この場合、窒素が充填されたガスタンク１００にヘリウムを充填させるため、ヘリウムは、ポンプ２０５により、ガスタンク１００に圧入される。
【００３９】
ステップＳ２３０では、バッファタンク２４０内部の圧力が判定値Ｐ５以上になったか否かが判断される。判定値Ｐ５の値としては、例えば、ステップＳ２１０における判定値Ｐ４に１ＭＰａを加えた値が採用される。
【００４０】
ステップＳ２４０では、バルブＶ２が閉じられ、ポンプ２０５が停止される。次のステップＳ２５０では、液ポンプ２２０が起動され、ガスタンク１００に、窒素が圧入される。
【００４１】
ステップＳ２６０では、ガスタンク１００内の圧力が判定値Ｐ６以上か否かを判断する。ガスタンク１００内の圧力が判定値Ｐ６以上の場合には、ステップＳ２７０において、液ポンプ２２０が停止され、バルブＶ１〜Ｖ５が閉じられる。液ポンプ２２０の停止からバルブＶ１〜Ｖ５が閉じられるまで時間差により、ガスがガスタンク１００から逆流するので、バッファタンク２４０内の圧力を判定値Ｐ６よりもオーバーシュート（Ｐ６＋α）させてもよい。なお、判定値Ｐ６は、ガスタンク１００の内部の温度により補正されることが好ましい。
【００４２】
ステップＳ２８０では、リーク検出器３１０を用いて、ガスタンク１００からチャンバ３００の内部に漏れてきたヘリウムの量を検知する。なお、ヘリウムの量の測定は、バルブＶ１〜Ｖ５が閉じられた後、一定の安定時間、例えば５分から１分経過した後測定することが好ましい。ステップＳ２９０では、バルブＶ１及びＶ５が開けられて、ガスタンク１００内の混合ガスが排気される。
【００４３】
以上変形例によっても、ガスタンク１００のリーク検出の誤差を少なくし、検出精度を向上させることが出来る。この変形例では、ヘリウムを圧入するため、ポンプ２０５が必要となるが、バッファタンク２４０が不要となる。また、ガスタンク内の圧力が極小の時にリークするのは窒素だけであり、検査ガスであるヘリウムはリークしないので、より精度が高い。また、図９に示した、Ｏリングへのヘリウムの浸透も抑制できる。
【００４４】
上記実施例及び変形例では、検査ガスとしてヘリウムを用い、不活性ガスとして窒素を用いたが、検査ガスや不活性ガスとして他のガスを用いても良い。例えば、検査ガスとして水素を用いることも出来る。
【００４５】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４６】
１０…ガスタンク検査装置
１１…ガスタンク検査装置
２０…ガス充填装置
２１…ガス充填装置
３０…リーク検査部
１００…ガスタンク
１１０…ライナー
１２０…外筒
１３０…口金
１３５…開口部
１４０…バルブ
１４５…Ｏリング溝
１４７…斜面
１５０…Ｏリング
１６０…バックアップリング
１６２…斜面
１７０…隙間
２００…ヘリウムタンク
２０５…ポンプ
２１０…液体窒素タンク
２２０…液ポンプ
２３０…熱交換器
２４０…バッファタンク
２５０…圧力計
２６０…温度計
２７０…配管
３００…チャンバ
３１０…リーク検出器
【図１】
2015165247.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年6月10日(2015.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタンクの口金部にＯリングを介してバルブが接続されたガスタンクにガスを充填するガス充填装置であって、
検査ガスが充填された第１のタンクと、
前記検査ガスと異なる不活性ガスが充填された第２のタンクと、
前記検査ガスと前記不活性ガスを前記ガスタンクに充填する前に混合するためのバッファタンクと、
を備え、
前記バッファタンクにおいて生成された前記不活性ガスと前記検査ガスとの混合ガスの圧力が、前記混合ガスを前記ガスタンクに充填するときに前記Ｏリングと前記口金の隙間を介したリークを抑制出来る圧力以上となった後、前記混合ガスを前記ガスタンクに充填する、ガス充填装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガス充填装置において、
前記バッファタンクに前記検査ガスがあらかじめ定められた第１の圧力まで充填され、
その後、前記不活性ガスが前記バッファタンク内の圧力があらかじめ定められた第２の圧力以上になるまで充填され、
さらにその後、前記バッファタンク内の混合ガスが前記ガスタンクに充填され、
前記第２の圧力は、前記混合ガスを前記ガスタンクに充填した後に前記Ｏリングと前記口金の隙間を介したリークを抑制出来る圧力である、ガス充填装置。
【請求項３】
請求項２に記載のガス充填装置において、
前記検査ガスはヘリウムであり、
前記Ｏリングはシリコン系材料により形成されており、
前記Ｏリングは、前記バルブの外周面に設けられたＯリング溝に嵌められており、
前記ガスタンクの前記口金部に前記バルブが接続された状態において、前記Ｏリングの断面積は、前記Ｏリング溝の断面積の７５％以上であり、
前記第２の圧力は５ＭＰａである、
ガス充填装置。
【請求項４】
ガスタンク検査装置であって、
ガスリーク検出器と、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス充填装置と、
を備える、ガスタンク検査装置。
【請求項５】
口金部とバルブとをＯリングを介して接続されたガスタンクのガスのリークを検査するガスタンク検査方法であって、
バッファタンクに検査ガスと前記検査ガスと異なる不活性ガスとを充填して、前記不活性ガスと前記検査ガスとの混合ガスを生成する工程と、
前記混合ガスの圧力が前記混合ガスを前記ガスタンクに充填するときに前記Ｏリングと前記口金の隙間を介したリークを抑制出来る圧力以上となった後、前記混合ガスを前記ガスタンクに充填する工程と、
リーク検出器を用いて前記ガスタンクからの前記検査ガスのリークを検査する工程と、
を備えるガスタンク検査方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。本発明の一形態によれば、ガスタンクの口金にＯリングを介してバルブが接続されたガスタンクにガスを充填するガス充填装置が提供される。このガス充填装置は、検査ガスが充填された第１のタンクと、前記検査ガスと異なる不活性ガスが充填された第２のタンクと、前記検査ガスと前記不活性ガスを前記ガスタンクに充填する前に混合するためのバッファタンクと、を備え、前記バッファタンクにおいて生成された前記不活性ガスと前記検査ガスとの混合ガスの圧力が、前記混合ガスを前記ガスタンクに充填するときに前記Ｏリングと前記口金の隙間を介したリークを抑制出来る圧力以上となった後、前記混合ガスを前記ガスタンクに充填する。ガスタンクの内部の圧力が小さいとき、一般に、Ｏリングは圧力を強く受けないので、反力が小さく、シール性が悪いが、この形態によれば、混合ガスを前記ガスタンクに充填するときに前記Ｏリングと前記口金の隙間を介したリークを抑制出来る圧力以上となった後、混合ガスを前記ガスタンクに充填するので、ガスタンクの内部の圧力を早期に大きくできる。そのため、ガスタンクの内部の圧力が低くＯリングの反力が小さくてシール性の悪い期間を短く出来るのでＯリングから混合ガスが漏れにくく、仮にＯリングから混合ガスが漏れても、漏れた混合ガス中の検査ガスは微量であるため、検査における誤差を少なくして、ガスリークの検出精度を向上させることが出来る。