(57)【要約】【課題】漏れ検査の精度を向上することができ、また、その検査に要する時間の短縮が図れる安価な漏れ検査装置および方法を提供すること。【解決手段】フード１１内にワーク１２を入れて、フード１１内に窒素ガスを供給するとともに、ワーク１２内にヘリウムガスを供給して、フード１１から取り出した検査ガス中のヘリウムガスからワーク１２の漏れを検査する漏れ検査装置Ａに、検査ガス中のヘリウムガスを分離するヘリウムガス分離器４１と、そのヘリウムガスを検出するトレースガス検出器５５とを設けた。また、検査ガスを昇圧状態で貯蔵するバッファタンク５３を設け、バッファタンク５３内が所定圧力に達したときに検査ガスがヘリウムガス分離器４１に供給されるようにした。また、ヘリウムガス分離器４１の上流側を下流側よりも高圧にした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉可能な開口部を有し、開時に前記開口部から検査物であるワークを入れ、閉時に前記開口部を密閉状態とし前記ワークの漏れ検査を行うフードと、
前記フード内で前記ワークからの漏れを検出するためのトレースガスを、前記フードのワークの外周部および前記ワークの内部のいずれか一方に供給するトレースガス供給手段と、
前記ワーク内と前記フード内のワーク外周部との差圧を減らすために前記フード内のワークの外周部および前記ワークの内部のいずれかの他方にトレースガスを含まない基準ガスを供給するための基準ガス供給手段と、
前記一方側から前記他方側へ、前記ワークを介して漏れたトレースガスを検出することで、漏れを検出する漏れ検出手段と、
前記他方側のワークから漏れたトレースガスを含む基準ガスである検査ガスを、透過分離材を利用して、トレースガスと基準ガスを分離するガス分離手段とを備え、
前記ガス分離手段によって前記基準ガスを分離除去した検査ガスに含まれるトレースガスを前記漏れ検出手段が検出することで漏れを検出することを特徴とする漏れ検査装置。
【請求項２】
前記検査ガスが、前記透過分離材を通過するようにするとともに、前記透過分離材の上流側を下流側よりも高圧にする圧力差発生手段を設けた請求項１に記載の漏れ検査装置。
【請求項３】
前記圧力差発生手段が、前記フードから取り出した検査ガスを貯蔵し、昇圧するタンクであり、前記タンク内が所定圧力に達したときに、前記タンクから前記ガス分離手段に検査ガスを供給するようにした請求項２に記載の漏れ検査装置。
【請求項４】
前記ガス分離手段が、複数のガス分離器で構成され、各ガス分離器で、前記検査ガスを、基準ガスとトレースガスとに分離し、さらに、そのトレースガス中の基準ガスを分離していくことを繰り返すことにより、前記トレースガスを濃縮して前記漏れ検出手段で漏れを検出するようにした請求項１ないし３のうちのいずれか一つに記載の漏れ検査装置。
【請求項５】
前記ガス分離手段で基準ガスが分離された検査ガスを、再度、前記ガス分離手段に還流させるための循環系を設け、前記循環系によって還流されることにより、前記ガス分離手段で複数回基準ガスが分離された検査ガスを用いて、前記漏れ検出手段で漏れ検査を行う請求項１ないし４のうちのいずれか一つに記載の漏れ検査装置。
【請求項６】
フード内にワークを入れ、前記フードを密閉する密閉ステップと、
トレースガスを供給するトレースガス供給手段によって、前記フード内のワークの外周部および前記ワークの内部のいずれか一方にトレースガスを供給する第１ガス供給ステップと、
前記基準ガスを供給する基準ガス供給手段によって、前記フード内のワークの外周部および前記ワークの内部のいずれかの他方に、前記トレースガスを含まない基準ガスを供給する第２ガス供給ステップと、
前記トレースガスを含む基準ガスである検査ガスを、透過分離材を利用して、トレースガスと基準ガスを分離するガス分離ステップと、
前記ガス分離ステップで分離されたトレースガスを検出する検出ステップと
を備えたことを特徴とする漏れ検査方法。
【請求項７】
前記検査ガスが前記透過分離材を通過するようにし、前記透過分離材の上流側を下流側よりも高圧にする圧力差発生ステップを備えた請求項６に記載の漏れ検査方法。
【請求項８】
前記圧力差発生ステップが、前記フードから取り出した検査ガスを貯蔵して、昇圧する昇圧ステップであり、前記昇圧ステップののちに前記ガス分離ステップを行う請求項６または７に記載の漏れ検査方法。
【請求項９】
前記ガス分離ステップが、複数のガス分離器で構成されたガス分離手段で検査ガスの分離を行うもので、前記検査ガスを、前記各ガス分離器に通しながら、前記検査ガスを、基準ガスとトレースガスとに分離し、さらに、そのトレードガス中の基準ガスを分離していくことを順次行う請求項６ないし８のうちのいずれか一つに記載の漏れ検査装置。
【請求項１０】
前記ガス分離ステップが、透過分離材で基準ガスが分離された検査ガスを、さらに１回または複数回、前記透過分離材で基準ガスを分離するものである請求項６ないし８のうちのいずれか一つに記載の漏れ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体や液体の収容や移送に使用される容器や配管等からなるワークの漏れ検査に使用する漏れ検査装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、気体や液体の収容や移送に使用する容器や配管等の中には気密性を要求されるものがあり、このような容器や配管に生じる漏れをチェックする装置がある（例えば、特許文献１）。この装置では、窒素ガスからなる置換ガスとヘリウムガスからなるプローブガスを用いて漏れ検査が行われている。
【０００３】
この場合、真空槽（フード）内に、被試験体（ワーク）を気密的に格納し、真空槽内を排気して減圧したのちに、真空槽内に窒素ガスを供給するとともに、被試験体内にヘリウムガスを供給する。そして、真空槽内の窒素ガスを取り出して、窒素ガスに含まれるヘリウムガスを検出することにより、被試験体に漏れが生じているか否かを検査する。
【０００４】
すなわち、被試験体に漏れがなければ、真空槽から取り出した窒素ガスからはヘリウムガスが検出されず、被試験体に漏れがあれば、被試験体内のヘリウムガスが、真空槽の内部における被試験体外に浸出するため真空槽から取り出した窒素ガスからヘリウムガスが検出される。このように、真空槽から取り出した窒素ガス中におけるヘリウムガスの有無や量を検出することで被試験体に漏れがあるか否かを検査している。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２５００４８８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記装置を用いた漏れ検査方法では、被試験体から漏れるプローブガスの量が多い場合は、簡単に検出できるが、被試験体の内部と外部との圧力差が少なく、漏れるプローブガスが微量である場合には、判定しにくいという問題がある。たとえば、置換ガスとして空気を用い、プローブガスとしてヘリウムガスを用いると、空気中に含まれるヘリウムガスを検出器が検出してしまい、そのヘリウムガスが空気中のものであるのか、被試験体から漏れたものであるのかの判定が困難となる。また、検出器がヘリウムガスを検出するまでに要する時間が長いため検査の効率が良くないという問題も有る。
【０００７】
【発明の概要】
本発明は、上記した問題に対処するためになされたもので、その目的は、漏れ検査の精度を向上することができ、また、その検査に要する時間の短縮が図れる安価な漏れ検査装置および方法を提供することである。
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明に係る漏れ検査装置の構成上の特徴は、開閉可能な開口部を有し、開時に開口部から検査物であるワークを入れ、閉時に開口部を密閉状態としワークの漏れ検査を行うフードと、フード内でワークからの漏れを検出するためのトレースガスを、フードのワークの外周部およびワークの内部のいずれか一方に供給するトレースガス供給手段と、ワーク内とフード内のワーク外周部との差圧を減らすためにフード内のワークの外周部およびワークの内部のいずれかの他方にトレースガスを含まない基準ガスを供給するための基準ガス供給手段と、一方側から他方側へ、ワークを介して漏れたトレースガスを検出することで、漏れを検出する漏れ検出手段と、他方側のワークから漏れたトレースガスを含む基準ガスである検査ガスを、透過分離材を利用して、トレースガスと基準ガスを分離するガス分離手段とを備え、ガス分離手段によって基準ガスを分離除去した検査ガスに含まれるトレースガスを漏れ検出手段が検出することで漏れを検出することにある。
【０００９】
前記のように構成した本発明の漏れ検査装置では、フードから取り出した検査ガスを、透過分離材を備えたガス分離手段で、トレースガスと、トレースガスを除いた他の成分のガスとに分離して、検査ガスから分離されたトレースガスを漏れ検出手段で検出するようにしている。したがって、漏れ検出手段が検出する検査ガス中には、略トレースガスのみが含まれるため精度のよい検出が行える。また、この場合、透過分離材としては、例えば、ポリイミドからなる中空糸膜を使用することができる。これによって、漏れ装置を低費用で製造することができる。
【００１０】
また、トレースガスの濃度（純度）が高くなるため、トレースガスの検出に要する時間が短縮される。この場合、ワークの漏れの有無は、基準ガスがトレースガスを含まないガスであれば、検査ガスから分離されるトレースガスの有無によって判定する。また、基準ガスがトレースガスを含むガスであれば、検査ガス中のトレースガスの含有量をバックグラウンド値とし、トレースガスの検出値が、基準値（例えば、バックグラウンド値）以上であるか否かによって判定する。
【００１１】
また、本発明に係る漏れ検査装置の他の構成上の特徴は、検査ガスが、透過分離材を通過するようにするとともに、透過分離材の上流側を下流側よりも高圧にする圧力差発生手段を設けたことにある。これによると、検査ガスがガス分離手段の透過分離材を通過する際に、加圧されて透過分離材を通過しやすくなる。この結果、より精度の高い検査が行えるとともに、検査時間も短縮できる。この場合、透過分離材の上流側を高圧、下流側を大気圧に設定したり、上流側を大気圧、下流側を負圧に設定したり、上流側を高圧、下流側を負圧に設定したりすることができる。
【００１２】
また、本発明に係る漏れ検査装置のさらに他の構成上の特徴は、圧力差発生手段が、フードから取り出した検査ガスを貯蔵し、昇圧するタンクであり、タンク内が所定圧力に達したときに、タンクからガス分離手段に検査ガスを供給するようにしたことにある。
【００１３】
前記のように構成した本発明の漏れ検査装置によれば、漏れ検査の時間短縮が可能になる。すなわち、漏れ検査の際には、フード内において、基準ガスとワーク内から漏れてくるトレースガスとを充分に攪拌して、混合された検査ガスを均一な状態にすることが行われ、攪拌されて均一な状態になった検査ガス中のトレースガスを漏れ検出手段で検出している。
【００１４】
この場合、従来の装置では、フード内で基準ガスを攪拌しながら、混合された検査ガスを取り出してその中のトレースガスを漏れ検出手段で検出している。このため、漏れ検出手段が検出できる濃度になるまでに長い時間を要するが、本発明の漏れ検査装置によれば、攪拌した検査ガスを、一旦タンクに貯蔵して、一気にガス分離手段に供給するため、検査ガス中のトレースガスを分離しやすくすぐに漏れ検出手段で検出することができる。これによって、大幅な時間短縮が可能になる。また、この場合、タンク内が昇圧されているときにも、フードに基準ガスを供給することにより、フード内を大気圧に保持することが好ましい。これにより、ワークが負圧または高圧によって破壊されることを防止できる。
【００１５】
また、本発明に係る漏れ検査装置のさらに他の構成上の特徴は、ガス分離手段が、複数のガス分離器で構成され、各ガス分離器で、検査ガスを、基準ガスとトレースガスとに分離し、さらに、そのトレードガス中の基準ガスを分離していくことを繰り返すことにより、前記トレースガスを濃縮して前記漏れ検出手段で漏れを検出するようにしたことにある。
【００１６】
前記のように構成した漏れ検査装置によると、まず、フードから取り出された検査ガス中のトレースガスが分離され、そのトレースガス中の基準ガスが分離されて除去され、その基準ガスが除去されたトレースガス中の基準ガスが再度分離除去されるといったことが繰り返し行われる。したがって、ガス分離器の数を増やすほど、トレースガスは濃縮されてより精度の高い検査が可能になる。
【００１７】
本発明に係る漏れ検査装置のさらに他の構成上の特徴は、ガス分離手段で基準ガスが分離された検査ガスを、再度、前記ガス分離手段に還流させるための循環系を設け、循環系によって還流されることにより、ガス分離手段で複数回基準ガスが分離された検査ガスを用いて、漏れ検出手段で漏れ検査を行うことにある。
【００１８】
前記のように構成した漏れ検査装置によると、まず、フードから取り出された検査ガス中のトレースガスがガス分離手段によって分離され、そのトレースガス中の基準ガスが除去される。そして、基準ガスが除去されたトレースガスがフードから新たに取り出された検査ガスと混合されて、ガス分離手段に通され、再度その混合ガス中のトレースガスが分離される。そして、そのトレースガスとフードから取り出された検査ガスとが混合されたのちに、その検査ガス中のトレースガスがガス分離手段で分離されるといったことが繰り返し行われる。
【００１９】
したがって、ガス分離手段を通過させる回数を増やすほど、トレースガスは濃縮されてより精度の高い検査が可能になる。また、この場合、基準ガスが除去されたトレースガスとフードから新たに取り出された検査ガスとを混合せずに、基準ガスが除去されたトレースガスだけを複数回、ガス分離手段を通過させることもできる。
【００２０】
また、本発明に係る漏れ検査方法の構成上の特徴は、フード内にワークを入れ、フードを密閉する密閉ステップと、トレースガスを供給するトレースガス供給手段によって、フード内のワークの外周部およびワークの内部のいずれか一方にトレースガスを供給する第１ガス供給ステップと、基準ガスを供給する基準ガス供給手段によって、フード内のワークの外周部およびワークの内部のいずれかの他方に、トレースガスを含まない基準ガスを供給する第２ガス供給ステップと、トレースガスを含む基準ガスである検査ガスを、透過分離材を利用して、トレースガスと基準ガスを分離するガス分離ステップと、ガス分離ステップで分離されたトレースガスを検出する検出ステップとを備えたことにある。
【００２１】
前記のように構成した本発明の漏れ検査方法では、フードから取り出した検査ガス中のトレースガスを分離して、トレースガス検出器で検出するようにしている。したがって、トレースガス検出器が検出する検査ガスには、トレースガス以外のガスが殆ど含まれないため精度のよい検出が行える。また、殆どトレースガスだけを含むガスを検査ガスとして用いるため、トレースガスの検出が容易に行えそれに要する時間が短縮される。
【００２２】
本発明に係る漏れ検査方法の他の構成上の特徴は、検査ガスが透過分離材を通過するようにし、透過分離材の上流側を下流側よりも高圧にする圧力差発生ステップを備えたことにある。これによると、検査ガスが透過分離材を通過する際に、加圧されて透過分離材を通過しやすくなる。この結果、より精度のよい検査が行えるとともに、検査時間も短縮できる。
【００２３】
本発明に係る漏れ検査方法のさらに他の構成上の特徴は、圧力差発生ステップが、フードから取り出した検査ガスを貯蔵して、昇圧する昇圧ステップであり、昇圧ステップののちにガス分離ステップを行うことにある。これによると、検査ガスをタンクに貯蔵して、タンク内が所定圧力に達したときに一気に透過分離材に供給するため、攪拌されて均一状態になった検査ガス中のトレースガスを短時間で検出することができる。これによって、大幅な時間短縮が可能になる。
【００２４】
本発明に係る漏れ検査方法のさらに他の構成上の特徴は、ガス分離ステップが、複数のガス分離器で構成されたガス分離手段で検査ガスの分離を行うもので、検査ガスを、各ガス分離器に通しながら、検査ガスを、基準ガスとトレースガスとに分離し、さらに、そのトレードガス中の基準ガスを分離していくことを順次行うことにある。これによると、ガス分離器の数を増やすほど、トレースガスは濃縮されてより精度の高い検査が可能になる。
【００２５】
本発明に係る漏れ検査方法のさらに他の構成上の特徴は、ガス分離ステップが、透過分離材で基準ガスが分離された検査ガスを、さらに１回または複数回、透過分離材で基準ガスを分離するものであることにある。これによると、トレースガスと、基準ガスとを分離するガス分離ステップが複数回行われるため、より濃度の高いトレースガスを得ることができる。したがって、精度のよい検査が可能になる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は同実施形態に係る漏れ検査装置Ａを示している。この漏れ検査装置Ａは、密閉容器攪拌系１０と、密閉容器攪拌系１０に本発明の漏れを検査する検査器が検出するトレードガスを含まない基準ガスとしての窒素ガスを供給するための窒素ガス発生系２０と、密閉容器攪拌系１０に本発明の検査器が漏れを検出するためのトレースガスとしてのヘリウムガスを供給するためのヘリウムガス封入系３０と、密閉容器攪拌系１０から取出される検査ガス中のヘリウムガスの有無または量を検出するセンシング系４０とで構成されている。
【００２７】
密閉容器攪拌系１０は、内部にフード１１を備えており、このフード１１は、開閉可能な開口部を有し、開時にこの開口部から検査物であるワーク１２を入れ、閉時に開口部を密閉状態にする。また、フード１１内には、フード１１内に供給される窒素ガス等を攪拌するためのファン１３も設置され、フード１１の外殻部には、エア供給管Ｐ１、窒素ガス供給管Ｐ２、検査ガス取出管Ｐ３、漏れ検出管Ｐ４およびガス排出管Ｐ５が連結されて外部に延びている。そして、フード１１内のワーク１２には、ヘリウムガス供給管Ｐ６が連結されてフード１１の外部に延びている。なお、検査ガスは、フード１１内で、ワーク１２を介して、漏れ出たトレースガスと基準ガスを含むガスである。
【００２８】
エア供給管Ｐ１は、開閉バルブ１４を介してエア供給装置１５に接続されており、開閉バルブ１４を開けることにより、エア供給装置１５から吐出されるエアをフード１１内に供給する。窒素ガス供給管Ｐ２は、開閉バルブ１６を介して窒素ガス発生系２０に接続されており、開閉バルブ１６を開けることにより、窒素ガス発生系２０から送られる窒素ガスをフード１１内に供給する。また、この窒素ガス供給管Ｐ２は、窒素ガス発生系２０を介して、エア供給管Ｐ１に接続され、エア供給装置１５に連通している。検査ガス取出管Ｐ３は、センシング系４０に接続され、フード１１内の検査ガスをセンシング系４０に送り出す。
【００２９】
また、漏れ検出管Ｐ４は、大漏れ検知用の検出プローブ１７を介してセンシング系４０に接続されている。ガス排出管Ｐ５は、開閉バルブ１８および消音フィルター１９を介して外部に連通しており、開閉バルブ１８を開けることにより、フード１１内のガスを消音フィルター１９に通し、圧力を低下させて大気中に放出する。そして、ヘリウムガス供給管Ｐ６は、ヘリウムガス封入系３０に接続され、ヘリウムガス封入系３０から送られるヘリウムガスをワーク１２内に供給する。
【００３０】
窒素ガス発生系２０は、エア供給装置１５から送られるエアから窒素ガスを分離させる窒素ガス分離器２１を備えている。この窒素ガス分離器２１は、エア中の窒素ガスと、窒素ガスを除く他の成分のガスを分離させる透過分離膜を備えており、エアがこの窒素ガス分離器２１内を通過する際に、窒素ガスを他の酸素ガスやヘリウムガスと分離させ、酸素ガスやヘリウムガスは排出管Ｐ７ａを介して外部に放出する。また、この窒素ガス分離器２１とエア供給装置１５との間のエア配送管Ｐ７には、圧力調整器２２、閉止バルブ２３およびフィルター２４が設けられている。なお、窒素ガス分離器２１は、トレースガスであるヘリウムガスと、漏れを検出する検出器が検出するガスを含まないように分離するものであればよい。
【００３１】
したがって、エア供給装置１５から送り出されるエアは、圧力調整器２２の調節によって圧力をコントロールされ、圧力調整器２２の設定値になったときに、閉止バルブ２３の開成によってフィルター２４に送られる。そして、フィルター２４でろ過されて埃等の不純物を除去されたのちに窒素ガス分離器２１に供給される。また、エア配送管Ｐ７における窒素ガス分離器２１の下流側には、窒素ガスの出口量を調節するための絞り調整機２５が設けられている。したがって、窒素ガス分離器２１から送り出される窒素ガスは、絞り調整機２５によって、流量を調節されながら、密閉容器攪拌系１０に送られる。
【００３２】
ヘリウムガス封入系３０は、ヘリウムガス供給装置３１を備えており、このヘリウムガス供給装置３１から送られるヘリウムガスをヘリウムガス供給管Ｐ６を介してワーク１２内に供給する。また、このヘリウムガス封入系３０は、ワーク１２内を減圧するための減圧装置（図示せず）も備えており、ワーク１２内を減圧したのちに、ヘリウムガスを供給できるようになっている。
【００３３】
センシング系４０は、検査ガス取出管Ｐ３を介してフード１１から送られる検査ガスを窒素ガスとヘリウムガスとに分離して、ヘリウムガスの有無や量を検出する配管系統で、本発明のトレースガス分離器としてのヘリウムガス分離器４１を備えている。
【００３４】
ヘリウムガス分離器４１は、図２に示すように構成されており、金属製の密閉円筒状の容器４２の両端に、フード１１から送られる検査ガスを取り込む検査ガス取込口４３と、検査ガス中の窒素ガスを排出する窒素ガス排出口４４とが設けられ、容器４２の周面部に、検査ガス中のヘリウムガスを排出するヘリウムガス排出口４５が設けられている。検査ガス取込口４３は、検査ガス取出管Ｐ３に連通し、窒素ガス排出口４４およびヘリウムガス排出口４５は、それぞれ後述する窒素ガス配送管Ｐ９および検査用ガス配送管Ｐ８に連通している。
【００３５】
そして、容器４２の内部における両側に、複数の孔を有する取付板４６，４７が所定間隔を保って取り付けられ、取付板４６，４７のそれぞれ対応する孔にポリイミドからなるパイプ状の中空糸膜４８の端部が取り付けられている。この中空糸膜４８には、図３に示すような、微細孔４９が複数形成されており、検査ガスを圧縮して、中空糸膜４８内に送り込むと、成分粒子ＧＨが小さいヘリウムガスは、微細孔４９を通過して中空糸膜４８の外部に進み、成分粒子ＧＮが大きい窒素ガスは、中空糸膜４８内を通過して窒素ガス排出口４４に進む。
【００３６】
また、中空糸膜４８の外部に進んだヘリウムガスは、容器４２内からヘリウムガス排出口４５に進む。この場合、容器４２の内部における両端は、中空糸膜４８によってのみ連通しており、その他の部分は取付板４６，４７によって閉塞されている。したがって、検査ガス取込口４３から容器４２内に入ったガスは、中空糸膜４８内を通過して、窒素ガス排出口４４に進むか、中空糸膜４８の微細孔４９を通過してヘリウムガス排出口４５に進む。
【００３７】
また、検査ガス取出管Ｐ３におけるフード１１とヘリウムガス分離器４１との間には、ポンプ５１、切換バルブ５２、本発明のタンクであるバッファタンク５３および閉止バルブ５４が設けられている。ポンプ５１は作動することによりフード１１内の検査ガスを吸引してバッファタンク５３に供給するとともに、バッファタンク５３内を昇圧させる。切換バルブ５２は、ポンプ５１から送られる検査ガスの供給先を切り換え可能になっており、検査ガスをバッファタンク５３に供給するか、または、排気管Ｐ３ａを介してダクト（図示せず）から外部の大気中に放出する。この切換バルブ５２は、漏れ検査中はポンプ５１とバッファタンク５３を連通させ、検査ガスを外部に放出するときに、ポンプ５１側と排気管Ｐ３ａとを連通させる。
【００３８】
バッファタンク５３は、切換バルブ５２を介してポンプ５１から送られる検査ガスを昇圧状態で一時的に貯蔵する。また、閉止バルブ５４は、バッファタンク５３内の圧力が所定値を超えた場合に開くように設定されており、バッファタンク５３内の圧力をフード１１内の圧力よりも高圧に維持する。このため、ヘリウムガス分離機４１内の中空糸膜４８の外側の圧力により、バッファタンク５３内が高圧になる。その後、ポンプ５１の作動によって、フード１１からバッファタンク５３に供給された検査ガスは、バッファタンク５３内が所定の圧力値になったときに、閉止バルブ５４が開状態になって、一気にヘリウムガス分離器４１に送られる。
【００３９】
ヘリウムガス分離器４１で分離されたヘリウムガスは、検査用ガス配送管Ｐ８を介して、ヘリウムガス検出器５５に送られる。また、検査用ガス配送管Ｐ８には、切換バルブ５６、検出プローブ５７および切換バルブ５８が設けられており、ヘリウムガス分離器４１と切換バルブ５６との間からは、チェックバルブ５９を備えた排気管Ｐ８ａが分岐してダクト（図示せず）を介して外部に延びている。
【００４０】
切換バルブ５６は、切り換えることによってヘリウムガス分離器４１から送られるヘリウムガスを検出プローブ５７側に移動させたり、ヘリウムガス分離器４１から検出プローブ５７側へのヘリウムガスの供給を停止させたりする。この場合、ヘリウムガス分離器４１と切換バルブ５６との間の圧力が所定値を超えると、チェックバルブ５９が開いて、ヘリウムガスを排気管Ｐ８ａから外部に放出する。これによって、検出プローブ１７に高圧でガスが流入することが防止される。
【００４１】
切換バルブ５８には、検査用ガス配送管Ｐ８の外、フード１１に接続された漏れ検出管Ｐ４も接続されており、切換バルブ５８を切り換えることにより、検出プローブ１７または検出プローブ５７をヘリウム検出器５５に連通できる。したがって、切換バルブ５８を切り換えることによって、検出プローブ１７とヘリウム検出器５５を連通させると、検出プローブ１７を通過するフード１１の検査ガス中のヘリウムガスをヘリウム検出器５５が検出する。また、検出プローブ５７とヘリウム検出器５５を連通させると、検出プローブ５７を通過するヘリウムガス分離器４１からのヘリウムガスをヘリウム検出器５５が検出する。
【００４２】
検出プローブ１７，５７は、同一のもので構成されているが、検出するガスが、検出プローブ１７では窒素ガスが主体の検査ガスであるのに対し、検出プローブ５７では濃度の高いヘリウムガスである。このため、検出プローブ１７は、ワーク１２の大漏れ検出用として用いられ、検出プローブ５７は、高精度の検査用に用いられる。
【００４３】
また、ヘリウムガス分離器４１で分離された窒素ガスは、窒素ガス配送管Ｐ９および切換バルブ６１を介して、絞り調整機６２に送られるか、または、外部に放出される。すなわち、切換バルブ６１の入口は窒素ガス配送管Ｐ９に接続され、切換バルブ５６の出口は切り換え可能な状態で窒素排出管Ｐ９ａ，Ｐ９ｂに接続されている。そして、閉止バルブ５４が開いて、バッファタンク５３からヘリウムガス分離器４１に検査ガスが送られるときには、切換バルブ６１は窒素排出管Ｐ９ａ側に切り換えられ、窒素ガスを外部に排出するときには、切換バルブ６１は窒素排出管Ｐ９ｂ側に切り換えられる。絞り調整機６２は、切換バルブ６１を介して送られてくる窒素ガスの流量を調節して外部に放出する。
【００４４】
また、検査ガス取出管Ｐ３における切換バルブ５２とバッファタンク５３との間の部分は、接続管Ｐ２−３を介して窒素ガス供給管Ｐ２に接続されており、接続管Ｐ２−３には、開閉バルブ６３が設けられている。したがって、開閉バルブ６３を開くことにより、窒素発生系２０のバッファタンク２６から窒素ガス供給管Ｐ２を介して送られる窒素ガスをバッファタンク５３およびその下流側に供給することができる。
【００４５】
つぎに、上記のように構成された漏れ検査装置Ａを用いて、ワーク１２の漏れ検査を行う場合について説明する。まず、予め、開閉バルブ１４を閉じた状態で、エア供給装置１５からエアを取り込んで窒素ガス分離器２１を通過させることによりエアから窒素ガスを分離して、バッファタンク２６内に貯蔵しておく、そして、開閉バルブ１６，６３を開けて、フード１１内およびセンシング系４０の各装置に窒素ガスを供給する。この場合、所定のバルブ等を開いて、フード１１等の空気を窒素ガスによって外部に押出すとともに、空気の放出後は、所定のバルブ等を閉じておく。これによって、フード１１およびセンシング系４０内は、空気が窒素ガスに置換されて減少し、残った空気中に含まれるヘリウムガスの含有量であるバックグラウンド値が大幅に下がる。
【００４６】
つぎに、開閉バルブ６３を閉じて、ワーク１２内を減圧して真空に近い状態にしたのちに、ヘリウムガス供給装置３１からワーク１２内にヘリウムガスを封入する。ついで、ファン１３を作動させてフード１１内の検査ガスを攪拌する。これによって、フード１１内の検査ガスは、ワーク１２に漏れが有る場合には、窒素ガスとヘリウムガス供給装置３１から送られてきたヘリウムガスとが混合された均一状態の検査ガスとなり、ワーク１２に漏れが無い場合には、元々空気中に含まれていた微量のヘリウムガスを含む均一状態の検査ガスとなる。
【００４７】
つぎに、切換バルブ５８を、検出プローブ１７側に切り換えて、検出プローブ１７を通過する検査ガスを、ヘリウムガス検出器５５で検出する。この場合、ワーク１２に大きな漏れがあるか否かが判定され、ヘリウムガス検出器５５がバックグラウンド値以上のヘリウムガスを検出すれば、ワーク１２に漏れがあると判定し、ヘリウムガス検出器５５がヘリウムガスを検出しないか、または検出したヘリウムガスの量がバックグラウンド値以下であればワーク１２に漏れは無いと判定する。ワーク１２に漏れがあれば、このワーク１２の漏れ検査は終了する。そして、次のワーク１２を使用して、前述した操作を行う。
【００４８】
ワーク１２に漏れがない（検出プローブ１７を通過する検査ガスでは検出不可）と判定した場合には、切換バルブ５８を、検出プローブ５７側に切り換えて、ポンプ５１を作動させることにより、フード１１内の検査ガスをバッファタンク５３に供給する。バッファタンク５３内に供給された検査ガスは徐々に昇圧されていき、バッファタンク５３内の圧力が所定値に達すると、開閉バルブ５４が開き、バッファタンク５３内の検査ガスは、一気にヘリウムガス分離器４１に送られる。
【００４９】
この間、フード１１内には、バッファタンク２６から窒素ガスが順次供給されて、フード１１内は大気圧に保持される。これによって、フード１１内が負圧になって、ワーク１２が破損することを防止される。例えば、ワーク１２が、ガソリンタンクのように薄肉の容器である場合などにこの効果が大きい。
【００５０】
ヘリウムガス分離器４１では、検査ガス中に含まれるヘリウムガスが分離され、検出プローブ５７に送られる。この場合、切換バルブ５６は、ヘリウムガス分離器４１と検出プローブ５７とを連通させた状態にしておく。これによって、検出プローブ５７を通過したヘリウムガスは、ヘリウムガス検出器５５によって検出され、検出値が基準値以上であれば、ワーク１２に漏れがあり、検出値が基準値以下であれば、ワーク１２に漏れはないと判定する。
【００５１】
漏れの有無の判定が終わると、開閉バルブ１６を閉じてバッファタンク２６からの窒素ガスの供給を停止するとともに、開閉バルブ１４を開けて、エア供給装置１５からエアをフード１１内およびセンシング系４０の各装置に送り、エア掃気する。そして、ワーク１２内のヘリウムガスを放出したのちに、ワーク１２をフード１１内から取り出して漏れ検査が終了する。
【００５２】
以上のように、本実施形態による漏れ検査装置Ａでは、フード１１から取り出した検査ガスからヘリウムガスを分離させて、このヘリウムガスをヘリウムガス検出器５５で検出するため、ヘリウムガスの濃度が高くなり、精度のよい検出が可能になる。また、ヘリウムガスの濃度が高くなることに加えて、窒素ガスがバッファタンク５３から一気にヘリウムガス分離器４１に送られるため、検出時間の短縮ができる。本実施形態による漏れ検査装置Ａを用いた場合と、従来の装置を用いた場合での、ヘリウムガスの濃度と時間の関係を図４に示した。
【００５３】
図４のグラフにおいて、実線ａは漏れ検査装置Ａを用いた場合のヘリウムガス検出器５５が検出するヘリウムガスの濃度と、閉止バルブ５４が開いてからの時間の経過との関係を示しており、破線ｂは従来の装置を用いた場合の同関係を示している。この場合の従来の装置は、バッファタンク５３およびヘリウムガス分離器４１を含まない装置である。
【００５４】
また、図４において、時間ｃは、実線ａに示したヘリウムガスの濃度がピークに達したときの経過時間、時間ｄは、破線ｂに示したヘリウムガスの濃度がピークに達したときの経過時間をそれぞれ示しており、時間ｃは２〜３秒、時間ｄは１０〜１５秒であった。この時間ｃ，ｄのときのヘリウムの濃度が検出値として、ワーク１２の漏れの判定に用いられる。このように、図４のグラフから、本実施形態による漏れ検査装置Ａによると、検査時間が大幅に短縮できることがわかる。
【００５５】
また、漏れ検査装置Ａでは、窒素ガス発生系２０に窒素ガス分離器２１を設けて、濃度の高い窒素ガスを基準ガスとしてフード１１に供給するようになっているため、フード１１内におけるヘリウムガスのバックグラウンド値が下がりより精度のよい検査が行える。また、ワーク１２に大きな漏れがある場合には、検出プローブ１７を用いた簡単な検査だけで済むため、効率のよい検査が可能になる。さらに、ヘリウムガス分離器４１に、中空糸膜４８を使用しているため、装置が安価につきそのメンテナンスも容易になる。
【００５６】
図５は、本発明の他の実施形態による漏れ検査装置が備えるヘリウムガス分離器４１ａ，４１ｂ，４１ｃを示している。この漏れ検査装置では、漏れ検査装置Ａのヘリウムガス分離器４１に代えて、３個のヘリウムガス分離器４１ａ，４１ｂ，４１ｃを用いている。そして、ヘリウムガス分離器４１ａには、検査ガス取出管Ｐ３が接続されて、バッファタンク５３から検査ガスが送られるようになっており、ヘリウムガス分離器４１ａで検査ガスから分離されたヘリウムガスは、ヘリウムガス分離器４１ｂに送られる。
【００５７】
さらに、ヘリウムガス分離器４１ｂによって、窒素ガスが除去されたヘリウムガスは、ヘリウムガス分離器４１ｃに送られ、ヘリウムガス分離器４１ｃで、窒素ガスが除去されてさらに濃度の高いヘリウムガスとなって、検査用ガス配送管Ｐ８に送られる。また、各ヘリウムガス分離器４１ａ，４１ｂ，４１ｃで分離された窒素ガスは、それぞれ、窒素ガス配送管６５ａ，６５ｂ，６５ｃを介して、窒素ガス配送管Ｐ９に送られる。この漏れ検査装置のそれ以外の部分の構成については、漏れ検査装置Ａと同一である。このように構成したことにより、検出されるヘリウムガスの濃度がさらに高くなり、より精度のよい検査が可能になる。それ以外の作用効果については、漏れ検査装置Ａと同様である。
【００５８】
図６は、本発明のさらに他の実施形態による漏れ検査装置の要部を示している。この漏れ検査装置では、ヘリウムガス分離器４１から延びる検査用ガス配送管Ｐ８と検査ガス取出管Ｐ３との間に、循環配送管Ｐ８−３が設けられている。このため、ヘリウムガス分離器４１で検査ガスから分離されて検査用ガス配送管Ｐ８に送り出されたヘリウムガスは、検査ガス取出管Ｐ３に戻され、検査ガスと混合されて、再度ヘリウムガス分離器４１に送られるようになっている。この漏れ検査装置のそれ以外の部分の構成については、漏れ検査装置Ａと同一である。
【００５９】
このように構成したことにより、循環配送管Ｐ８−３を通過するヘリウムガスは、通過回数を増すごとに濃度が高くなる。その結果、より精度のよい検査が可能になる。それ以外の作用効果については、漏れ検査装置Ａと同様である。
【００６０】
また、本発明に係る各実施形態は、適宜変更実施が可能である。例えば、前述した実施形態では、窒素排出管Ｐ９ａ，Ｐ９ｂから外部に窒素ガスを排出しているが、この窒素ガスを窒素ガス発生系２０に戻して再度使用することもできる。これによると、窒素ガスの無駄がなくなる。また、ヘリウムガス分離器４１の内部にパイプ状の中空糸膜４８を設けているが、透過分離材としては中空糸膜４８に限らず、平面からなる膜状のものや、微細孔を有するブロック状のもの等、ヘリウムガスと窒素ガスを分離できるものであればどのような材料を用いてもよい。また、この材料は、ポリイミドに限るものでなく、トレースガスと基準ガスの種類に応じて、適切な素材のものを用いるようにすればよい。
【００６１】
さらに、トレースガスとしては、ヘリウムガスに代えて、水蒸気、水素ガス、硫化水素ガス、二酸化炭素ガス等を用いることができ、基準ガスとしては、窒素ガスに代えて、アルゴンガス、一酸化炭素ガス、メタンガス等を用いることができる。この場合、それぞれの使用するガスに応じた検出器を用いる。また、基準ガスとして、エアをそのままフード１１に供給することもでき、これによると、窒素ガス発生系２０を省略することができ、装置の簡略化が図れる。このような場合には、前述した透過分離材の材料として、トレースガスと基準ガスに応じたものを適宜選択して使用する。また、窒素ガス発生系２０の窒素ガス分離器２１を、ヘリウムガス分離器４１と同じ装置で構成することもできる。
【００６２】
さらに、前述した実施形態では、ヘリウムガス分離器４１の上流に、バッファタンク５３を設けて、圧力差発生手段を構成しているが、これに代えて、ヘリウムガス分離器４１の下流に、減圧装置（例えば、真空ポンプ）を設けてもよいし、双方を設けてもよい。また、図６に示した漏れ検査装置では、一旦、基準ガスを分離した検査ガスを、フード１１から取り出した検査ガスと混合して、再度分離するようにしたが、混合することなく、基準ガスを分離した検査ガスだけを複数回、再分離することもできる。
【００６３】
また、窒素ガス供給管Ｐ２と、漏れ検出管Ｐ４とを連通する配管を設けるとともに、その配管にバルブを設け、漏れ検出管Ｐ４内に窒素ガスの供給ができるようにすることもできる。これによると、窒素ガスによる漏れ検出管Ｐ４内の浄化が可能になる。
【００６４】
さらに、本願の実施形態では、トレースガス供給系として、ヘリウムガスを供給し、基準ガス供給系として、窒素ガスを供給するようにし、いずれも１種類のガスを供給するようにしたが、漏れ検査に支障がない範囲で、トレードガス供給系と基準ガス供給系のどちらか、または、両方が、複数種類の混合ガスを供給するようにしてもよい。また、本願の実施形態では、密閉容器攪拌系から検査ガスを取り出して、漏れ検査を行うようにしたが、密閉容器攪拌系内に漏れ検査装置を配設して、その漏れ検査装置で検査を行うようにしてもよい。さらに、本願の実施形態では、窒素ガス分離機と、ヘリウムガス分離器をそれぞれ別体で構成したが、これらのひとつを共用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る漏れ検査装置を示す配管図である。
【図２】ヘリウムガス分離器を示す一部切欠き断面図である。
【図３】中空糸膜を示す断面図である。
【図４】本発明の漏れ検査装置と従来の漏れ検査装置を用いた場合のヘリウムガス濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施形態に係る漏れ検査装置が備えるヘリウムガス分離器を示す配管図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態に係る漏れ検査装置が備えるヘリウムガス分離器を示す配管図である。
【符号の説明】
１０…密閉容器攪拌系、１１…フード、１２…ワーク、１５…エア供給装置、１７，５７…検出プローブ、２０…窒素ガス発生系、２１…窒素ガス分離器、３０…ヘリウムガス封入系、３１…ヘリウムガス供給装置、４０…センシング系、４１，４２ａ，４１ｂ，４１ｃ…ヘリウムガス分離器、４８…中空糸膜、４９…微細孔、５１…ポンプ、５３…バッファタンク、５５…ヘリウムガス検出器、Ａ…漏れ検査装置、Ｐ８−３…循環配送管。
【図１】
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【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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