(57)【要約】【課題】本発明は、ガスタンク検査装置において、ガスタンクへの低温の不活性ガスの供給に伴う不具合の発生を抑制することを目的とする。【解決手段】ガスタンクに検知ガスと不活性ガスを供給し、ガスタンクの外部において検知ガスが検出されるか否かによって、ガスタンクがガス漏れしているか否かを検査するためのガスタンク検査装置は、不活性ガスを収容する不活性ガス収容部と、ガスタンクを収容するチャンバと、不活性ガス収容部に収容された不活性ガスをチャンバの内部に供給するための第１のガス供給ラインと、第１のガス供給ラインを経由して不活性ガスをチャンバの内部に供給しているときに、チャンバの内部からガスを排出するための排出部と、を備える。【選択図】図１
2013228020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタンクに検知ガスと不活性ガスを供給し、前記ガスタンクの外部において前記検知ガスが検出されるか否かによって、前記ガスタンクがガス漏れしているか否かを検査するためのガスタンク検査装置であって、
前記不活性ガスを収容する不活性ガス収容部と、
前記ガスタンクを収容するチャンバと、
前記不活性ガス収容部に収容された前記不活性ガスを前記チャンバの内部に供給するための第１のガス供給ラインと、
前記第１のガス供給ラインを経由して前記不活性ガスを前記チャンバの内部に供給しているときに、前記チャンバの内部からガスを排出するための排出部と、を備えるガスタンク検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガスタンク検査装置はさらに、
前記不活性ガス収容部に収容された前記不活性ガスを前記ガスタンクに供給するための第２のガス供給ラインと、
前記第２のガス供給ラインと前記ガスタンクとを接続するための接続ユニットであって、前記チャンバの内部において、一方の端部が前記ガスタンクに取り付けられ、他方の端部が前記第２のガス供給ラインを構成する配管と接続部において接続されている接続ユニットと、を備え、
前記第１のガス供給ラインは、前記チャンバの内部に前記不活性ガスを吐出するための第１の吐出口を備え、前記第１の吐出口は、前記接続部を向くように構成されている、ガスタンク検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガスタンク検査装置はさらに、
前記第１のガス供給ラインと前記第２のガス供給ラインのそれぞれにおける前記不活性ガスの流通を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記第２のガス供給ラインを経由して前記不活性ガスを前記ガスタンクに供給する前に、前記第１のガス供給ラインを経由して前記不活性ガスを前記チャンバの内部に供給する、ガスタンク検査装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のガスタンク検査装置において、
前記第１のガス供給ラインは、前記チャンバの内部に前記不活性ガスを吐出するための第２の吐出口を備え、前記第２の吐出口は、前記ガスタンクを向くように構成されている、ガスタンク検査装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のガスタンク検査装置において、
前記不活性ガスは窒素ガスであり、前記検知ガスはヘリウムガスであり、
前記不活性ガス収容部は、少なくも一部が液相となった状態の窒素ガスを収容し、
前記制御部は、前記第１のガス供給ラインと前記第２のガス供給ラインのそれぞれに設けられた弁を制御する、ガスタンク検査装置。
【請求項６】
ガスタンクに検知ガスと不活性ガスを供給し、前記ガスタンクの外部において前記検知ガスが検出されるか否かによって、前記ガスタンクがガス漏れしているか否かを検査するためのガスタンク検査方法であって、
前記ガスタンクに前記不活性ガスを収容する前に、前記ガスタンクが収容されているチャンバの内部に前記不活性ガスを供給し、前記チャンバの内部からガスを排出する工程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】
本発明は、ガスタンクがガス漏れしているか否かを検出するためのガスタンク検査装置、および、その検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ガスタンクのガス漏れを検査する方法として、検査対象のガスタンクにヘリウムなどの検知ガスと窒素などの不活性ガスを供給し、ガスタンクの内部の圧力が所定となった状態において、ガスタンクの外部で検知ガスが検出されるか否かによって、ガス漏れが生じているか否かを検査する方法が知られている（特許文献１）。検知ガスや不活性ガスなどのガスの充填時におけるガスタンクの内部温度の上昇を抑制するため、ガスタンクには、予め冷却された低温（例えば、−４０℃〜−６０℃）の不活性ガスが供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０８９６２０号公報
【特許文献２】特開平１０−３３２０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ガス供給ラインを介して低温の不活性ガスをガスタンクに供給すると、ガス供給ライン上に設けられたカプラーなどの接続部が凍結して脱着が困難になる問題や、ガス供給ラインを構成する配管内部に存在する水分が凍結し、氷が配管内部の弁体などと接触して損傷を与える問題などがあった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ガスタンク検査装置において、ガスタンクへの低温の不活性ガスの供給に伴う不具合の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本願発明は、以下の態様または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
ガスタンクに検知ガスと不活性ガスを供給し、前記ガスタンクの外部において前記検知ガスが検出されるか否かによって、前記ガスタンクがガス漏れしているか否かを検査するためのガスタンク検査装置であって、
前記不活性ガスを収容する不活性ガス収容部と、
前記ガスタンクを収容するチャンバと、
前記不活性ガス収容部に収容された前記不活性ガスを前記チャンバの内部に供給するための第１のガス供給ラインと、
前記第１のガス供給ラインを経由して前記不活性ガスを前記チャンバの内部に供給しているときに、前記チャンバの内部からガスを排出するための排出部と、を備えるガスタンク検査装置。
【０００８】
この構成によれば、不活性ガス収容部に収容された不活性ガスをチャンバの内部に供給することによって、チャンバの内部のガスを排出部から排出させるため、低温の不活性ガスをガスタンクに供給したときの不具合の発生を抑制することができる。
【０００９】
［適用例２］
適用例１に記載のガスタンク検査装置はさらに、
前記不活性ガス収容部に収容された前記不活性ガスを前記ガスタンクに供給するための第２のガス供給ラインと、
前記第２のガス供給ラインと前記ガスタンクとを接続するための接続ユニットであって、前記チャンバの内部において、一方の端部が前記ガスタンクに取り付けられ、他方の端部が前記第２のガス供給ラインを構成する配管と接続部において接続されている接続ユニットと、を備え、
前記第１のガス供給ラインは、前記チャンバの内部に前記不活性ガスを吐出するための第１の吐出口を備え、前記第１の吐出口は、前記接続部を向くように構成されている、ガスタンク検査装置。
【００１０】
この構成によれば、第１の吐出口から不活性ガスを接続部に向けて吐出することによって、接続部付近の水分を取り除くことができるため、低温の不活性ガスをガスタンクに供給したときの不具合の発生をより抑制することができる。
【００１１】
［適用例３］
適用例１または適用例２に記載のガスタンク検査装置はさらに、
前記第１のガス供給ラインと前記第２のガス供給ラインのそれぞれにおける前記不活性ガスの流通を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記第２のガス供給ラインを経由して前記不活性ガスを前記ガスタンクに供給する前に、前記第１のガス供給ラインを経由して前記不活性ガスを前記チャンバの内部に供給する、ガスタンク検査装置。
【００１２】
この構成によれば、低温の不活性ガスをガスタンクに供給する前に、チャンバの内部に不活性ガスを供給するため、低温の不活性ガスをガスタンクに供給したときの不具合の発生をより抑制することができる。
【００１３】
［適用例４］
適用例１ないし適用例３のいずれかに記載のガスタンク検査装置において、
前記第１のガス供給ラインは、前記チャンバの内部に前記不活性ガスを吐出するための第２の吐出口を備え、前記第２の吐出口は、前記ガスタンクを向くように構成されている、ガスタンク検査装置。
【００１４】
この構成によれば、第２の吐出口から冷却された不活性ガスを接続部に向けて吐出することによって、ガスタンクを冷却することができるため、ガスタンクにガスを充填したときのガスタンクの温度上昇を抑制することができる。
【００１５】
［適用例５］
適用例１ないし適用例４のいずれかに記載のガスタンク検査装置において、
前記不活性ガスは窒素ガスであり、前記検知ガスはヘリウムガスであり、
前記不活性ガス収容部は、少なくも一部が液相となった状態の窒素ガスを収容し、
前記制御部は、前記第１のガス供給ラインと前記第２のガス供給ラインのそれぞれに設けられた弁を制御する、ガスタンク検査装置。
【００１６】
この構成によれば、不活性ガス収容部に収容された窒素ガスをチャンバの内部に供給することによって、低温の窒素ガスをガスタンクに供給したときの不具合の発生を抑制することができる。
【００１７】
［適用例６］
ガスタンクに検知ガスと不活性ガスを供給し、前記ガスタンクの外部において前記検知ガスが検出されるか否かによって、前記ガスタンクがガス漏れしているか否かを検査するためのガスタンク検査方法であって、
前記ガスタンクに前記不活性ガスを収容する前に、前記ガスタンクが収容されているチャンバの内部に前記不活性ガスを供給し、前記チャンバの内部からガスを排出する工程を備えるガスタンク検査方法。
【００１８】
この構成によれば、低温の不活性ガスをガスタンクに供給する前に、チャンバの内部に不活性ガスを供給することによって、チャンバの内部のガスを排出させるため、低温の不活性ガスをガスタンクに供給したときの不具合の発生をより抑制することができる。
【００１９】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、ガス充填装置、ガス充填方法、ガスタンク製造装置、ガスタンクの製造方法などの形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施例のガスタンク検査装置の概略構成を例示した説明図である。
【図２】第１実施例のチャンバの内部を説明するための説明図である。
【図３】第１実施例の検査手順を例示したフローチャートである。
【図４】窒素が供給されているときのチャンバの内部の状態を例示した説明図である。
【図５】リーク検査の流れを例示したフローチャートである。
【図６】低温の窒素をガスタンクに供給したときに生じる不具合の一例を説明するための説明図である。
【図７】第２実施例のガスタンク検査装置の概略構成を例示した説明図である。
【図８】第２実施例のチャンバの内部を説明するための説明図である。
【図９】第３実施例の検査処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
Ａ．第１実施例：
図１は、第１実施例のガスタンク検査装置の概略構成を例示した説明図である。ガスタンク検査装置１０は、検査対象のガスタンク１００にガス漏れが生じているか否かを検査するために用いられる装置であり、ガス充填装置２０と、リーク検査部３０と、制御部４０とを備えている。ガスタンク検査装置１０は、ガス充填装置２０によってガスタンク１００に検査ガス（検知ガス＋不活性ガス）を充填し、リーク検査部３０によってガスタンク１００から検知ガスが漏れたか否かを検出する。
【００２２】
ガス充填装置２０は、ガスタンク１００に検査ガスを供給するための装置であり、ヘリウムタンク２００と、液体窒素タンク２１０と、ヘリウム充填ラインＨＥＬと、常温ラインＮＯＬと、低温ラインＮＬＬと、タンク排出ラインＴＥＬと、チャンバ供給ラインＣＳＬと、チャンバ排出ラインＣＥＬと、を備えている。ヘリウムタンク２００には、検知ガスとしてのヘリウムが収容されている。なお、ガス充填装置２０は、ヘリウムタンク２００の代わりに水素を収容した水素タンクを使用する構成であってもよい。液体窒素タンク２１０には、不活性ガスとしての窒素が収容されている。窒素（沸点−１９５．５℃）は、少なくとも一部が液相となるように低温状態で収容されている。なお、ガス充填装置２０は、液体窒素タンク２１０の代わりに液体水素タンク、液体ヘリウムタンク、液体酸素タンクなどを使用する構成であってもよい。
【００２３】
ヘリウム充填ラインＨＥＬは、ヘリウムタンク２００に収容されているヘリウムをガスタンク１００に供給するためのラインであり、配管２２１〜２２４と、減圧弁Ｖｄ１と、流量制御弁Ｖ１〜Ｖ４と、逆止弁Ｖｃ１、Ｖｃ２と、温度センサ２３０と、バッファ部２４０とを備えている。以後、ガス充填装置２０において、ヘリウムタンク２００や液体窒素タンク２１０が配置されている側を「上流側」と呼び、ガスタンク１００が配置されている側を「下流側」と呼ぶ。配管２２１には、上流側から順に、減圧弁Ｖｄ１、流量制御弁Ｖ１、逆止弁Ｖｃ１が配置されている。配管２２２には、上流側から順に、温度センサ２３０、流量制御弁Ｖ２、逆止弁Ｖｃ２が配置されている。配管２２３には、流量制御弁Ｖ３が配置されている。配管２２４には、流量制御弁Ｖ４が配置されている。減圧弁Ｖｄ１は、ヘリウムタンク２００に収容されたヘリウムを減圧して下流側に供給する。流量制御弁Ｖ１〜Ｖ４は、閉弁によって各配管におけるガスの流通を遮断し、また、開度を変化させることによって流通するガスの流量を調整することができる遮断弁である。逆止弁Ｖｃ１、Ｖｃ２は、下流側から上流側へのガスの移動を規制する。温度センサ２３０は、配管２２２を流通するガスの温度Ｔｌを検出する。
【００２４】
バッファ部２４０は、バッファタンク２４１と、圧力センサ２４２と、温度センサ２４３と、配管２２５と、流量制御弁Ｖ５とを備えている。圧力センサ２４２は、バッファタンク２４１の内部の圧力Ｐｂ（以後「内部圧力Ｐｂ」とも呼ぶ）を検出する。温度センサ２４３は、バッファタンク２４１の内部の温度Ｔｂ（以後「内部温度Ｔｂ」とも呼ぶ）を検出する。配管２２５は、一方の端部がバッファタンク２４１に接続され、他方の端部が配管２２３と配管２２４との間に接続されている。流量制御弁Ｖ５は、配管２２５に配置され、配管２２３を介して供給される窒素やヘリウムをバッファタンク２４１に流入させるか否かの切り替えと、バッファタンク２４１に充填された窒素やヘリウムをガスタンク１００に供給するか否かの切り替えをおこなう。
【００２５】
常温ラインＮＯＬは、液体窒素タンク２１０に収容されている窒素をガスタンク１００に供給するためのラインであり、配管２２６、２２７、２２３、２２４と、液ポンプ２５０と、熱交換器２６０と、温度センサ２７０と、流量制御弁Ｖ６、Ｖ３、Ｖ４と、逆止弁Ｖｃ３と、バッファ部２４０とを備えている。常温ラインＮＯＬは、配管２２３〜２２５がヘリウム充填ラインＨＥＬと重複している。配管２２６には、液ポンプ２５０が配置されている。配管２２７には、上流側から順に、熱交換器２６０、温度センサ２７０、流量制御弁Ｖ６、逆止弁Ｖｃ３が配置されている。
【００２６】
液ポンプ２５０は、液体窒素タンク２１０に収容されている窒素を下流方向（配管２２７や配管２２８に向かう方向）に向けて圧送する。液ポンプ２５０は、回転数を変更することによって、窒素の吐出量や吐出圧を適宜調節することができる。熱交換器２６０は、液ポンプ２５０によって圧送された窒素と大気との間で熱交換をおこなうための装置であり、気化器とも呼ぶことができる。なお、熱交換器２６０は、大気以外にも水蒸気や温水を熱交換媒体とする構成としてもよい。液ポンプ２５０によって圧送された窒素（例えば、−１５０℃程度）は、熱交換器２６０において常温程度まで昇温されるため、気化して窒素ガスとなる。温度センサ２７０は、熱交換器２６０によって昇温された後の窒素の温度Ｔｏを検出する。なお、熱交換器２６０は、常温ラインＮＯＬを流通する窒素の温度が低温ラインＮＬＬを流通する窒素の温度よりも高くなる程度に昇温すればよいため、必ずしも窒素を常温程度まで昇温させなくてもよい。
【００２７】
低温ラインＮＬＬは、液体窒素タンク２１０に収容されている窒素をガスタンク１００に供給するためのラインであり、配管２２６、２２８、２２２、２２３、２２４と、液ポンプ２５０と、温度センサ２３０と、流量制御弁Ｖ２〜Ｖ４と、逆止弁Ｖｃ２と、バッファ部２４０とを備えている。低温ラインＮＬＬは、配管２２６、２２３〜２２５が常温ラインＮＯＬと重複し、配管２２２〜２２５がヘリウム充填ラインＨＥＬと重複している。低温ラインＮＬＬは、熱交換器２６０など窒素を昇温させるための構成要素を備えていないため、液ポンプ２５０によって圧送された液体窒素を低温のままガスタンク１００に供給する。なお、低温ラインＮＬＬは、流通する窒素の温度が常温ラインＮＯＬを流通する窒素の温度よりも低くなる構成であれば、窒素を昇温させる構成要素を含んでいてもよい。
【００２８】
常温ラインＮＯＬと低温ラインＮＬＬは、液ポンプ２５０が配置された配管２２６を共有し、配管２２７と配管２２８で分岐した後、再度、配管２２３で合流する。そのため、液ポンプ２５０によって圧送された窒素は、一部が配管２２７を流通して熱交換器２６０によって昇温され、残りが配管２２８、２２２を低温のまま流通する。そして、配管２２３において、配管２２７を流通した窒素と、配管２２８、２２２を流通した窒素と、が混合されてガスタンク１００に供給される。配管２２７を流通する窒素の流量と、配管２２８、２２２を流通する窒素の流量は、それぞれ流量制御弁Ｖ６と流量制御弁Ｖ２の開度によって調節することができる。すなわち、ガス充填装置２０は、流量制御弁Ｖ６と流量制御弁Ｖ２の開度を調節することによって、配管２２７を流通した窒素と、配管２２８、２２２を流通した窒素との混合比率を変化させて、配管２２３を流通する窒素の温度を調節することができる。例えば、配管２２７の窒素の流量を減らし、配管２２８、２２２の窒素の流量を増やすことによって、配管２２３を流通する窒素の温度を低下させることができる。
【００２９】
ヘリウム充填ラインＨＥＬと低温ラインＮＬＬは、配管２２２〜２２４を共有している。そのため、低温ラインＮＬＬに低温の窒素を流通させた後、ヘリウム充填ラインＨＥＬにヘリウムを流通させると、配管２２２〜２２４によってヘリウムを冷却することができる。すなわち、配管２２２〜２２４は、低温ラインＮＬＬとして使用されたときに低温の窒素によって冷却され、その後、ヘリウム充填ラインＨＥＬとして使用されたときにヘリウムを冷却する。
【００３０】
タンク排出ラインＴＥＬは、ガスタンク１００に充填された検査ガスなどのガスを大気に排出するためのラインであり、配管２２９と、流量制御弁Ｖ７とを備えている。配管２２９は、一方の端部がガスタンク１００に接続され、他方が大気に開放されている。流量制御弁Ｖ７は、配管２２９に配置され、ガスタンク１００に充填されたガスを外部に排出するか否かの切り換えをおこなう。
【００３１】
チャンバ供給ラインＣＳＬは、液体窒素タンク２１０に収容されている窒素を後述するチャンバ３００の内部に供給するためのラインであり、配管２３１と、流量制御弁Ｖ８とを備えている。配管２３１は、一方の端部が液体窒素タンク２１０に接続され、他方がチャンバ３００の内部に接続されている。流量制御弁Ｖ８は、配管２３１に配置され、液体窒素タンク２１０に収容されている窒素をチャンバ３００の内部に供給するか否かの切り換えをおこなう。
【００３２】
チャンバ排出ラインＣＥＬは、チャンバ３００の内部のガスを大気に排出するためのラインであり、配管２３２と、流量制御弁Ｖ９とを備えている。配管２３２は、一方の端部がチャンバ３００の内部に接続され、他方が大気に開放されている。流量制御弁Ｖ９は、配管２３２に配置され、チャンバ３００の内部のガスを大気に排出するか否かの切り換えをおこなう。
【００３３】
リーク検査部３０は、チャンバ３００と、リーク検出器３１０と、圧力センサ３２０と、温度センサ３３０と、を備えている。チャンバ３００は、内部にガスタンク１００を収納するハウジングである。リーク検出器３１０は、検知ガスを検出するためのセンサであり、ガスタンク１００からチャンバ３００の内部に漏れた検知ガスを検知する。圧力センサ３２０は、ガスタンク１００の内部の圧力Ｐｔ（以後「内部圧力Ｐｔ」とも呼ぶ）を検出する。温度センサ３３０は、ガスタンク１００の内部のガスの温度Ｔｔ（以後「内部温度Ｔｔ」とも呼ぶ）を検出する。
【００３４】
制御部４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、および、ＲＡＭを備えるコンピュータによって構成され、ガスタンク検査装置１０の各構成要素を制御する。制御部４０は、所定の入力を受け付けると、ガス充填装置２０の流量制御弁Ｖ１〜Ｖ９の開閉をおこなう。
【００３５】
図２は、第１実施例のチャンバの内部を説明するための説明図である。チャンバ３００には、配管２２４、配管２２９、配管２３１、配管２３２が接続されている。配管２２４の端部には、カプラーＣ１が取り付けられている。配管２２９の端部には、カプラーＣ２が取り付けられている。配管２３１の端部には、チャンバ３００の内部に向けて窒素ガスを吐出するための吐出口Ｈｄ１が設けられている。また、配管２３２の端部には、チャンバ３００の内部のガスを外部に排出するための排出口Ｈｈが設けれている。以後、配管２２４の端部のカプラーＣ１と、配管２２９の端部のカプラーＣ２をあわせて「装置側カプラー」とも呼ぶ。
【００３６】
チャンバ３００の内部には、接続ユニット２８０が取り付けられたガスタンク１００が配置されている。接続ユニット２８０は、バルブ２８１と、配管２８２、２８３とを備えている。バルブ２８１は、ガスタンク１００の口金に取り付けられ、ガスタンク１００の内部と外部との間でガスのやりとりをおこなうための部材である。バルブ２８１は、内部のガス流路と連通する２つのカプラーＣ３、Ｃ４を備えている。配管２８２は、いわゆるフレキシブル配管であり、両端にカプラーＣ５、Ｃ６が取り付けられている。カプラーＣ５は、配管２２４の端部のカプラーＣ１に接続され、カプラーＣ６は、バルブ２８１のカプラーＣ３に接続されている。配管２８３は、配管２８２と同じ部材によって構成され、両端にカプラーＣ７、Ｃ８が取り付けられている。カプラーＣ７は、配管２２９の端部のカプラーＣ２に接続され、カプラーＣ８は、バルブ２８１のカプラーＣ４に接続されている。以後、カプラー同士が互いに接続される部分を「接続部ＣＰ」とも呼ぶ。接続部ＣＰは、接続が可能な一対のカプラーを意味しているため、接続された状態の一対のカプラーだけでなく、接続されていない状態の一対のカプラーも含まれる。また、装置側カプラーに接続されているカプラーＣ５と、カプラーＣ７とを併せて「ガスタンク側カプラー」とも呼ぶ。
【００３７】
配管２３１の端部の吐出口Ｈｄ１は、この接続部ＣＰを向くように構成されている。すなわち、吐出口Ｈｄ１は、窒素ガスを接続部ＣＰに向けて噴霧するように構成されている。本実施例の吐出口Ｈｄ１は、カプラーＣ１とカプラーＣ５との接続部ＣＰや、カプラーＣ２とカプラーＣ７との接続部ＣＰを向くように構成されている。なお、吐出口Ｈｄ１は、カプラーＣ３とカプラーＣ６との接続部ＣＰや、カプラーＣ４とカプラーＣ８との接続部ＣＰを向くように構成されていてもよい。吐出口Ｈｄ１から接続部ＣＰに向けて窒素ガスを噴霧することによって、カプラーに付着している水分を取り除くことができる。また、チャンバ３００の内部に窒素ガスを噴霧することによって、水分を含んだチャンバ３００の内部のガスを排出口Ｈｈから排出することができる。すなわち、水分を含んだチャンバ３００の内部のガスを窒素ガスに置換することができる。
【００３８】
図３は、第１実施例の検査手順を例示したフローチャートである。まず、接続ユニット２８０を取り付けたガスタンク１００をチャンバ３００の内部にセットする（ステップＳ１１０）。このときには、ガスタンク側カプラーＣ５、Ｃ７と、装置側カプラーＣ１、Ｃ２との接続はおこなわない。ガスタンク１００をセットした後、チャンバ３００の内部に窒素を供給する（ステップＳ１２０）。具体的には、流量制御弁Ｖ８、Ｖ９を開弁状態、流量制御弁Ｖ１〜Ｖ７を閉弁状態にする。これにより、液体窒素タンク２１０に収容された窒素は、チャンバ供給ラインＣＳＬを経由してチャンバ３００の内部に供給される。一方、チャンバ３００の内部のガスは、チャンバ排出ラインＣＥＬを経由して外部に排出されれる。
【００３９】
図４は、窒素が供給されているときのチャンバの内部の状態を例示した説明図である。液体窒素タンク２１０に収容された窒素は、吐出口Ｈｄ１を経由して接続前のカプラーＣ１とカプラーＣ５や、接続前のカプラーＣ２とカプラーＣ７に噴霧される。これにより、カプラーに付着している水分をカプラーの表面から取り除くことができる。また、チャンバ３００の内部や、配管２８２などの配管の内部に存在する水分を排出口Ｈｈから排出することができる。
【００４０】
図３に戻り、ガスタンク側カプラーＣ５、Ｃ７と、装置側カプラーＣ１、Ｃ２との接続をおこなう（ステップＳ１３０）。このとき、チャンバ３００の内部への窒素の供給は継続されている。すなわち、吐出口Ｈｄ１から窒素ガスが噴霧された状態でカプラー同士の接続をおこなう。ガスタンク側カプラーＣ５、Ｃ７と、装置側カプラーＣ１、Ｃ２とを接続した後、チャンバ３００の内部への窒素の供給を停止する（ステップｓ１４０）。具体的には、流量制御弁Ｖ１〜Ｖ９を閉弁状態にする。これにより、チャンバ３００の内部は、主に窒素ガスが存在する気密状態となる。
【００４１】
その後、リーク検査をおこなう（ステップＳ１５０）。リーク検査とは、ガスタンク１００にヘリウムと窒素を充填し、その後、ガスタンク１００の内部のヘリウムがガスタンク１００の外部で検出されるか否かによって、ガスタンク１００にガス漏れが生じているか否かを検査するものである。リーク検査の流れについては、後述する。
【００４２】
リーク検査が終了した後、ガスタンク側カプラーＣ５、Ｃ７と、装置側カプラーＣ１、Ｃ２との切り離しをおこなう（ステップＳ１６０）。その後、チャンバ３００の内部からガスタンク１００の取り出しをおこなう（ステップＳ１７０）。以上が検査手順の流れである。
【００４３】
図５は、リーク検査の流れを例示したフローチャートである。まず、バッファタンク２４１にヘリウムを充填する（ステップＳ１５１）。具体的には、流量制御弁Ｖ１〜Ｖ３、Ｖ５を開弁状態、流量制御弁Ｖ４、Ｖ６〜Ｖ９を閉弁状態にする。これにより、ヘリウムタンク２００に収容されたヘリウムは、ヘリウム充填ラインＨＥＬを経由してバッファタンク２４１に供給される。ヘリウムの充填は、バッファタンク２４１の内部圧力Ｐｂが第１の判定値Ｐ１となるまでおなう。
【００４４】
次に、バッファタンク２４１に窒素を充填する（ステップＳ１５２）。具体的には、流量制御弁Ｖ２、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ６を開弁状態、流量制御弁Ｖ１、Ｖ４、Ｖ７〜Ｖ９を閉弁状態とし、液ポンプ２５０を駆動させる。これにより、液体窒素タンク２１０に収容された窒素は、常温ラインＮＯＬまたは低温ラインＮＬＬを経由してバッファタンク２４１に供給される。バッファタンク２４１の内部のガスは、ヘリウムと窒素が混合された混合ガスとなる。一般的に、バッファタンク２４１の内部温度Ｔｂは、ヘリウムの充填によって上昇し、窒素の充填によってさらに上昇する。そのため、バッファタンク２４１の内部温度Ｔｂが上がりすぎないように、流量制御弁Ｖ６と流量制御弁Ｖ２の開度を調整する。窒素の充填は、バッファタンク２４１の内部圧力Ｐｂが第２の判定値Ｐ２となるまでおこなう。
【００４５】
次に、バッファタンク２４１内の混合ガスをガスタンク１００に充填する（ステップＳ１５３）。具体的には、流量制御弁Ｖ４、Ｖ５を開弁状態、流量制御弁Ｖ３を閉弁状態とする。これにより、バッファタンク２４１内の混合ガスは、配管２２５、２２４を経由してガスタンク１００に供給される。続いて、液体窒素タンク２１０の窒素をガスタンク１００に充填する（ステップＳ１５４）。具体的には、流量制御弁Ｖ２〜Ｖ６を開弁状態、流量制御弁Ｖ１、Ｖ７〜Ｖ９を閉弁状態とし、液ポンプ２５０を駆動させる。これにより、液体窒素タンク２１０に収容された窒素は、常温ラインＮＯＬまたは低温ラインＮＬＬを経由してガスタンク１００に供給される。一般的に、ガスタンク１００の内部温度Ｔｔは、この窒素の充填とともに上昇する。そのため、ガスタンク１００の内部の温度Ｔｔが上がりすぎないように、流量制御弁Ｖ６と流量制御弁Ｖ２の開度を調節する。窒素の充填は、ガスタンク１００の内部圧力Ｐｔが第３の判定値Ｐ３となるまでおこなう。その後、窒素の充填を停止する（ステップＳ１５５）。具体的には、液ポンプ２５０の駆動を停止し、流量制御弁Ｖ１〜Ｖ９を閉弁状態とする。これにより、ガスタンク１００は、リーク検査に必要な圧力となった混合ガスが充填された状態で封止される。
【００４６】
次に、ガスタンク１００から漏れだした検知ガスの量を測定する（ステップＳ１５６）。具体的には、リーク検出器３１０によって、ガスタンク１００からチャンバ３００に漏れだしたヘリウムの量を測定する。この測定結果を用いてガスタンク１００にガス漏れが生じているか否かの検査をおこなうことができる。測定の後、ガスタンク１００の内部の検査ガス（混合ガス）を排出する（ステップＳ１５７）。具体的には、流量制御弁Ｖ７を開弁状態とし、流量制御弁Ｖ１〜Ｖ６を閉弁状態にする。これにより、ガスタンク１００に充填された検査ガスは、タンク排出ラインＴＥＬを経由して大気に排出される。以上がリーク検査の流れである。
【００４７】
なお、本実施例のチャンバ供給ラインＣＳＬは、特許請求の範囲の「第１のガス供給ライン」に該当する。本実施例のチャンバ排出ラインＣＥＬは、特許請求の範囲の「排出部」に該当する。本実施例の常温ラインＮＯＬや低温ラインＮＬＬは、特許請求の範囲の「第２のガス供給ライン」に該当する。
【００４８】
以上説明した、本実施例のガスタンク検査装置１０によれば、チャンバ供給ラインＣＳＬによって、液体窒素タンク２１０の窒素をチャンバ３００の内部に供給し、チャンバ排出ラインＣＥＬによって、チャンバの内部のガスを外部に排出させるため、その後、液体窒素タンク２１０から低温の窒素をガスタンク１００に供給しても後述するような不具合の発生を抑制することができる。
【００４９】
図６は、低温の窒素をガスタンクに供給したときに生じる不具合の一例を説明するための説明図である。図５には、接続部ＣＰの一例として、配管２２４の端部のカプラーＣ１と、配管２８２の端部のカプラーＣ５が示されている。カプラーＣ１、Ｃ５の表面に水分が付着した状態でこれらを互いに接続して、配管２２４、２８２に低温の窒素を流通させると、カプラーＣ１、Ｃ５に付着している水分が凍結する。カプラーＣ１とカプラーＣ５との接触部付近の水分が凍結すると、カプラー同士が固着して切り離しが困難になる。この場合、切り離しのために凍結した水分を溶かす必要があるため、検査の作業効率が低下する問題があった。特に、複数のガスタンク１００の検査を連続しておこなう場合には、前回の検査後の配管２２４、２８２は、低温の窒素の流通によって冷却されているため、結露によってカプラーの表面に水分が付着しやすい状態となっている。そのため、この問題がより顕著になる。
【００５０】
また、上述のほかに、配管２２４、２８２の内部の水分が凍結すると、氷が配管内部のガス流路を塞ぐ問題や、氷がガス流路上のバルブ内部のシール部材に損傷を与えるなどの問題があった。さらに、配管上のナットが氷に覆われることによって、工具による取り外しが困難になり、作業効率が低下する問題もあった。なお、配管２８３の端部のカプラーＣ７（図２）や、配管２２９の端部のカプラーＣ２（図２）には、液体窒素タンク２１０から供給される低温の窒素は流通しないが、ガスタンク１００の内部の検査ガスが排出されるときに膨張して温度が低下するため、低温の検査ガスが通過する。よって、配管２２４、２８２のカプラーＣ１、Ｃ５と同様に水分の凍結による問題が生じる。
【００５１】
しかし、本実施例のガスタンク検査装置１０によれば、吐出口Ｈｄ１を経由してチャンバ３００の内部に窒素ガスを噴霧することで、チャンバ３００の内部に存在する水分を排出口Ｈｈから排出することができる。そのため、配管２２４、２８２に低温の窒素を流通させても、配管２２４、２８２やカプラーＣ１、Ｃ５の表面に結露が発生することを抑制することができる。よって、配管２２４、２８２やカプラーＣ１、Ｃ５の内部や表面に氷が形成されること抑制することができる。また、本実施例のガスタンク検査装置１０は、窒素ガスをカプラーＣ１、Ｃ５に向けて噴霧するように構成されている。これにより、カプラーＣ１、Ｃ５の表面や内部からより容易に水分を取り除くことができる。そのため、カプラーＣ１、Ｃ５の内部や表面に氷が形成されることより抑制することができる。
【００５２】
Ｂ．第２実施例：
図７は、第２実施例のガスタンク検査装置の概略構成を例示した説明図である。第２実施例のガスタンク検査装置１２は、第１実施例のガスタンク検査装置１０と比較すると、チャンバ供給ラインＣＳＬにおいて、配管２３１の構成が異なる。配管２３１は、チャンバ３００と接続されている側の端部において２つに分岐し、それぞれがチャンバ３００に接続されている。以後、分岐された配管の一方を配管２３１ａとも呼び、他方を配管２３１ｂとも呼ぶ。
【００５３】
図８は、第２実施例のチャンバの内部を説明するための説明図である。図８は、第１実施例の図２と対応している。第２実施例のチャンバ３００の内部は、第１実施例の内部と比較すると、チャンバ３００の内部に向けて窒素ガスを吐出する吐出口を２つ備えている点が異なる。具体的には、チャンバ３００の内部には、配管２３１ａの端部の吐出口Ｈｄ１と、配管２３１ｂの端部の吐出口Ｈｄ２とが設けられている。吐出口Ｈｄ１は、第１実施例と同様に、接続部ＣＰを向くように構成されている。一方、吐出口Ｈｄ２は、ガスタンク１００を向くように構成されている。これにより、吐出口Ｈｄ１から接続部ＣＰに向けて窒素ガスを噴霧することによって、カプラーに付着している水分を取り除くことができる。また、吐出口Ｈｄ２からガスタンク１００に向けて低温の窒素ガスを噴霧することによって、ガスタンク１００の温度を低下させることができる。また、２つの吐出口Ｈｄ１、Ｈｄ２からチャンバ３００の内部に窒素ガスを噴霧することによって、水分を含んだチャンバ３００の内部のガスをより効率的に排出口Ｈｈから排出することができる。
【００５４】
以上説明した、第２実施例のガスタンク検査装置１２によれば、吐出口Ｈｄ２からの窒素ガスの噴霧によって、ガスタンク１００の温度を下げることができるため、リーク検査時のガス充填によるガスタンク１００の内部温度の上昇をより効率的に抑制することができる。特に、ガスタンク１００が乾燥工程などを経て余熱を有している場合には、低温の窒素ガスの噴霧によって冷却することで、ガス充填による温度上昇をより効率的に抑制することができる。また、２つの吐出口Ｈｄ１、Ｈｄ２からチャンバ３００の内部に窒素ガスを噴霧することによって、チャンバ３００の内部の水分をよりすばやく排出することができるだけでなく、前回の検査でチャンバ３００の内部に検知ガス（ヘリウム）が残っている場合には、チャンバ３００の内部から検知ガスを効率的に排出することができる。
【００５５】
Ｃ．第３実施例：
第１実施例では、制御部４０は、所定の入力を受け付けるたびにガス充填装置２０の流量制御弁Ｖ１〜Ｖ９の開閉をおこなうものとして説明したが、第３実施例では、ガス充填装置２０の流量制御弁Ｖ１〜Ｖ９の開閉を制御部４０が自動的におこなう構成について説明する。第３実施例の制御部４０は、ガスタンク１００のリーク検査のための下記の検査処理をおこなう。
【００５６】
図９は、第３実施例の検査処理の流れを説明するためのフローチャートである。まず、制御部４０は、所定の入力を検出すると、チャンバ３００の内部に窒素を供給する（ステップＳ２１０）。例えば、制御部４０は、ガスタンク１００がチャンバ３００の内部にセットされたことを検出すると、流量制御弁Ｖ８、Ｖ９を開弁させて、チャンバ３００の内部に窒素を供給する。また、制御部４０は、所定の条件を満たしたときに、チャンバ３００への窒素の供給を停止する。所定の条件とは、例えば、供給開始から予め設定された時間が経過したときや、停止のための入力を検出したときなどである。
【００５７】
その後、ステップＳ２２０〜Ｓ２８０の内容は、図５のステップＳ１５１〜Ｓ１５７の内容と同様である。ステップＳ２２０において、制御部４０は、バッファタンク２４１の内部圧力Ｐｂが第１の判定値Ｐ１になるのを検出するとヘリウムの充填を自動的に停止する。また、ステップＳ２３０において、制御部４０は、バッファタンク２４１の内部圧力Ｐｂが第２の判定値Ｐ２になるのを検出すると窒素の充填を自動的に停止する。また、ステップＳ２５０において、制御部４０は、ガスタンク１００の内部圧力Ｐｔが第３の判定値Ｐ３になるのを検出すると窒素の充填を自動的に停止する。
【００５８】
以上説明した、第３実施例のガスタンク検査装置によれば、リーク検査のための各ステップは、制御部４０が自動的におこなう構成としても実現することができる。
【００５９】
Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００６０】
Ｄ−１．変形例１：
第１実施例では、吐出口Ｈｄ１は、接続部ＣＰを向くように構成されているものとして説明したが、窒素ガスが接続部ＣＰに噴霧されるのであれば、吐出口Ｈｄ１は、接続部ＣＰを向いていなくてもよい。なお、窒素ガスが接続部ＣＰに噴霧されなくても、チャンバ３００の内部に窒素ガスが噴霧されれば、水分を含んだチャンバ３００の内部のガスを排出口Ｈｈから排出することができるため、結露した水分の凍結などによる不具合の発生を抑制することができる。
【００６１】
第２実施例では、吐出口Ｈｄ１は接続部ＣＰを向くように構成され、吐出口Ｈｄ２はガスタンク１００を向くように構成されているものとして説明したが、吐出口Ｈｄ１、Ｈｄ２が向く方向は、これ以外にも任意に設定することができる。例えば、吐出口Ｈｄ１はカプラーＣ１とカプラーＣ５との接続部ＣＰを向くように構成され、吐出口Ｈｄ２はカプラーＣ６とカプラーＣ３との接続部ＣＰを向くように構成されていてもよい。また、第２実施例では、チャンバ３００の内部には２つの吐出口が備えられているものとして説明したが、チャンバ３００の内部には、３つ以上の吐出口が設けられていてもよい。
【００６２】
Ｄ−２．変形例２：
第１実施例のステップＳ１３０では、吐出口Ｈｄ１から窒素ガスが噴霧された状態でカプラー同士の接続をおこなうものとして説明したが、カプラー同士の接続は、噴霧を中止した後におこなってもよい。
【００６３】
Ｄ−３．変形例３：
本実施例では、吐出口から液体窒素タンク２１０の窒素を噴霧する構成について説明したが、乾燥したガスであれば、液体窒素タンク２１０に収容された窒素以外のガスをチャンバ３００の内部に供給してもよい。
【００６４】
Ｄ−４．変形例４：
本実施例で示したガスタンク検査装置１０の概略構成は例示であり、ガスタンク検査装置１０は、上述した構成以外の構成が含まれていてもよいし、上述した構成の一部が含まれていなくてもよい。例えば、ガスタンク検査装置１０は、チャンバ３００の内部からガスを排出可能な排出機構部を備えていれば、配管などを含んだチャンバ排出ラインＣＥＬを備えていなくてもよい。また、ガスタンク検査装置１０は、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２５０を備えていなくてもよい。また、ガスタンク検査装置１０は、バッファタンク２４１を備えていなくてもよい。また、流量制御弁Ｖ１、Ｖ３〜Ｖ５、Ｖ７、Ｖ８は、ガスの流通の遮断のみが可能であり流量の制御できない弁を使用してもよい。また、ヘリウム充填ラインＨＥＬと低温ラインＮＬＬとは、ラインの一部が重複しているものとして説明したが、ラインが重複しない構成であってもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０、１２…ガスタンク検査装置
２０、２２…ガス充填装置
３０、３２…リーク検査部
４０…制御部
１００…ガスタンク
２００…ヘリウムタンク
２１０…液体窒素タンク
２２１〜２２９…配管
２３０…温度センサ
２３１、２３２…配管
２４０…バッファ部
２４１…バッファタンク
２４２…圧力センサ
２４３…温度センサ
２５０…液ポンプ
２６０…熱交換器
２７０…温度センサ
２８０…接続ユニット
２８１…バルブ
２８２…配管
２８３…配管
３００…チャンバ
３１０…リーク検出器
３２０…圧力センサ
３３０…温度センサ
Ｃ１〜Ｃ８…カプラー
ＣＰ…接続部
Ｖ１〜Ｖ９…流量制御弁
Ｖｃ１〜Ｖｃ３…逆止弁
Ｖｄ１…減圧弁
ＴＥＬ…タンク排出ライン
ＨＥＬ…ヘリウム充填ライン
ＮＬＬ…低温ライン
ＮＯＬ…常温ライン
ＣＥＬ…チャンバ排出ライン
ＣＳＬ…チャンバ供給ライン
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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