JP5074546B2 - グローブ用リーク検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、グローブ或は包装用袋等の袋体用の、短時間で微量な漏洩を判定することが可能な袋体用リーク検査装置に関する。

放射線同位元素を操作する環境や感染性の高い病原体等を操作する場合には、作業者を保護する為、又は無菌製剤を生産する場合など無菌（無塵）環境を維持する目的で、それらの試料を設置環境と隔離する必要があり、グローブボックスやアイソレーター（以後、隔離装置と称す。）が使用される。その隔離装置は設置される環境と物理的に完全隔離されている必要があり、各種のリーク検査にて漏れがないことを検証する場合が多い。
作業者は、装置内部にある試料を柔軟性のある、各種ゴム製のグローブ（長手袋）を使い外側から操作するが、前述の完全な隔離の為には、無論このグローブにも漏洩があってはならない。しかし、ゴム製のグローブは消耗品であり、その使用頻度により破損（漏洩）が生じ易い。

また、産業上の原材料その他製品を袋詰めにする場合、袋体に微細な小孔が存在すると袋詰後、内容物が袋外に浸出し或は袋体外部から細菌等が袋内に侵入する恐れがある。
これより使用中のグローブには初期破損段階の微量の漏れを検知する為に、専用のリーク検査装置を用い定期的なリーク検査が実施される場合がある。また、包装用袋体にあっては使用前に微細孔の有無を検知することが行われている。その微量の漏れを検査する原理には各種の方法があるが、グローブに所定の検査圧力を負荷し、安定後の圧力降下量により、リーク（漏れ）の有無判定や漏洩量を計算する方法が多い（特許文献１，２）。

この検査方法にて所定の圧力を加えると、柔軟性の高いゴム製のグローブは膨張し、皮膜が伸びる作用により温度上昇する。その後、グローブ皮膜の温度は周囲の環境温度へ平衡するため冷却され、グローブ内の圧力が低下する。所定の検査圧力へ安定させる為に、その圧力の低下分を補う追加のなじみ加圧を行うが、検査圧力に対し１分間で±１Ｐａ程度の変化幅に安定させる為には、おおよそ２０分〜３０分の時間を必要とした。

また、所定の検査圧力へ安定後にリーク検査へ移行するが、このリーク検査中も周囲環境の微量な温度変化によりグローブ内の圧力は変化する。大抵のリーク検査装置は、周囲環境（グローブ近傍）の温度、もしくはグローブ内の気体の温度を計測し、その温度変化量にて減圧量など圧力変化の補正を行っている。しかし、周囲環境の温度変化に対し、グローブ皮膜が断熱材となり、グローブ内全体の気体温度の変化量は緩慢となるため、グローブ内の圧力変化が短時間では追従しない。一方、グローブ内の気体はほとんど滞留しており、その温度変化は設置環境の温度変化に対し大変遅く、同様に短時間で微量な圧力の補正計算を行うことが出来なかった。
ゴム膨張時の皮膜の温度上昇と収縮時の温度降下を利用し、加圧中におけるグローブ皮膜の温度を環境温度とほぼ同等にすることで、短時間で所定の検査圧力に安定させる袋体用リーク検査装置を発明した。

特開２００７−４７１１９号公報 特開２００１−１０８５６８号公報

本発明は、グローブ等の袋体の微細小孔を発見するために、前記袋体内への加圧時に発生するゴム製グローブの伸縮に伴う袋体被膜の温度変化を押さえることにより、リーク検査前の袋内の検査圧力の安定化を短時間とすることを目的としている。

本発明グローブ用リーク検査装置は、グローブＧを密閉状態に支持するグローブポート密閉栓３に圧力空気加圧減圧口１３，グローブ内圧力測定口２３，グローブ内空気温度センサー２４，表面用温度センサー２５を設け、圧力空気加圧減圧口１３はボンベ４と給気用ガスライン６で結ばれ、給気用ガスライン６には高速流量調整弁７を有する高速加圧電磁弁８と低速流量調整弁９を有する低速加圧電磁弁１０とを配し、前記加圧電磁弁８，１０と圧力空気加圧減圧口１３との間に位置する加圧用ガスライン６から分岐した減圧用ガスライン１４には、高速流量調整弁１５を有する高速減圧電磁弁１６と低速流量調整弁１７を有する低速減圧電磁弁１８とを配し、減圧用ガスライン１４の端末は本体２の外部に排気孔を開放し、前記グローブ内圧力測定口２３は圧力センサー２０と、グローブ内空気温度センサー２４はグローブ内空気温度計測器２１と、表面用温度センサー２５は表面温度計測器２２と、それぞれ接続され、前記圧力センサー２０とグローブ内空気温度計測器２１と表面温度計測器２２とは、シーケンサー２６を介して高速加圧電磁弁８，低速加圧電磁弁１０，高速減圧電磁弁１６，低速減圧電磁弁１８を制御すべく接続されてなる。

本グローブ用リーク検査装置の加圧運転機能により、グローブのリーク検査時の検査圧力への加圧時に発生する、ゴム製グローブに特有の伸縮に伴うグローブ皮膜の温度変化を抑えることができ、リーク検査前のグローブ内の検査圧力の安定化を短時間とすることが可能となった。また、グローブのリーク検査中の周囲の温度変化に対する圧力補正計算に必要な、温度センサーをグローブの内表面に取り付けることにより、その温度変化に対する圧力補正計算を瞬時に行うことを可能とし、短時間で破損の可能性のあるグローブの微量な漏れを判定することの出来るグローブ用リーク検査装置を得ることができた。

本発明の袋体用のリーク検査装置の概略構成を示す説明図。 プログラム動作をした場合のグローブ内の圧力変化を示す。 検査圧力到達後の圧力の安定時間を比較して示す。 グローブのリーク検査中に周囲温度を変化させ、その時の圧力変化を示す。

本発明袋体用リーク検査装置の実施ための形態につき図面と共に次に説明する。袋体用リーク検査装置１は、本体２とグローブポート密閉栓３とよりなる。本体２には外部に備えられたボンベ４からの圧縮気体を受け入れることを可能にして圧力空気接続口５に続く給気用ガスライン６を有している。前記ボンベ４には、グローブ加圧用の圧力気体として水分をほとんど含まない窒素ガス、若しくは、水分が除去されたコンプレッサー等による圧縮空気が入れられている。

前記、圧力空気接続口５から本体２内に延びる給気用ガスライン６に、流量調整弁７を有する高速加圧電磁弁８と流量調整弁９を有する低速加圧電磁弁１０とをパラレルに設ける。給気用ガスライン６にはレギュレーター１１，ヘパフィルター１２が設けられ、本体２外に延在する給気用ガスライン６の延長部分６ａの先端は、グローブポート密閉栓３の圧力空気加圧減圧口１３に接続されている。

給気用ガスライン６は本体２内において減圧用ガスライン１４を分岐しており、減圧用ガスライン１４には、流量調整弁１５を有する高速減圧電磁弁１６と、流量調整弁１７を有する低速減圧電磁弁１８とをパラレルに設け、流量調整弁１５，１７を通過後、一本に纏めた排気用ガスライン１４にはヘパフィルター１９を設けている。

また、本体２内には圧力センサー２０，グローブ内空気温度計測器２１，表面側温度計測器２２を設けている。そして、圧力センサー２０はグローブサポート密閉栓３に設けられたグローブ内圧力測定口２３と、グローブ内空気温度測定器２１はグローブサポート密閉栓３に設けられたグローブ内空気温度測定センサー２４と、表面側温度測定器２２は、グローブサポート密閉栓３に設けられた表面用温度センサー２５と接続されている。

前記圧力センサー２０，グローブ内空気温度計測器２１，表面側温度測定器２２は、シーケンサー２６を介して高速加圧電磁弁８，低速加圧電磁弁１０，高速減圧電磁弁１６，低速減圧電磁弁１８に接続されている。２７はタッチパネルである。

次に本発明の作用につき説明する。
本発明グローブ用リーク検査装置１は、圧力空気によるグローブＧの加圧時に、予め流量調整弁７にて高速で加圧するよう流量調整された高速加圧電磁弁８と、流量調整弁９で低速で加圧するよう流量調整された低速加圧電磁弁１０を介して、ボンベ４内の圧力空気を圧力空気加圧減圧口１３を経てグローブＧに供給でき、減圧時も同様に予め流量調整弁１５にて高速で減圧するよう流量調整された高速減圧電磁弁１６と、流量調整弁１７で低速で加圧するよう流量調整された低速加圧電磁弁１８を介して減圧動作を行っている。

これらの各電磁弁８，１０，１６，１８の動作は、圧力センサー２０がグローブＧ内の圧力を計測し、グローブＧ内の圧力が予め設定された圧力に達した時に、シーケンサー（ＰＣＬ）２６にてプログラム制御され、加圧や減圧、或いは高速や低速に切り替わる。このプログラム動作をした場合のグローブＧ内の圧力変化を図2に示す。

グローブＧは一旦、検査圧力以上となる約３０００Ｐａに高速で加圧され、１５秒経過後に高速で約２２００Ｐａへ減圧される。その１５秒後に低速で約２５００Ｐａへ加圧され、１５秒後に高速で約２０００Ｐａに減圧される。更にその２０秒後には低速で約２２００Ｐａに加圧され、その２０秒後に検査圧力の２０５０Ｐａで停止する。もう一方のグラフは、高速で負荷圧力の２０５０Ｐａに加圧し電磁弁を停止したものである。

この検査圧力到達後の圧力の安定時間の比較結果を分かり易く、圧力の単位を拡大したものを図３に示す。（この比較測定は、±０．５℃に制御された恒温室で行っている。）
本発明の場合、約３分３０秒後に２０５０Ｐａの検査圧力となり各電磁弁が停止し、その１分後には２０８５Ｐａでほぼ完全に安定している（注：多少の圧力変動は、恒温室内の温度変動に依る）。
一方、加圧後に２０５０Ｐａの負荷圧力で電磁弁を停止した場合は、その後２０分以上も圧力は降下し、約１８１８Ｐａでようやく安定する結果となった。よって、従来は２０〜３０分の圧力安定確認を必要としたが、本発明の場合は、５分以内に微量なグローブのリーク検査に移行できる。
また、グローブのリーク検査中の周囲の温度変化に対する圧力補正に、本グローブ用リーク検査装置１は、温度変化に対する圧力補正を短時間で行えるように、図１に示す如く、グローブ内表面に校正された表面用温度センサー２５を貼り付け、グローブ表面温度を直接計測し、圧力変化量の補正計算をしている。

実際のグローブのリーク検査中に周囲温度（恒温室の温度を２３℃から１５℃に低下させた場合）を変化させ、その時の圧力変化を調査した結果を図４に示す。
前述の如く、グローブの外側となるグローブ近傍温度を測定した場合、周囲の温度変化に追従性が良いが、あ部に示す如く、恒温室の温度変化が停止した後のグローブ内の圧力変化が追従しきれず完全な比例的相関が得られない。一方、グローブの内側となるグローブ内温度は、い部で示す如く、恒温室の温度変化に対しグローブの皮膜が断熱材となり緩慢となる。また、恒温室の温度変化が停止すると、う部に示す如く圧力の変化が遅くなり温度のみが低下し比例的相関が得られていない。本発明のグローブの表面温度を測定した場合は、恒温室、つまり周囲の温度変化に対し、ほぼ完全な比例的相関が得られ、温度変化に対する圧力補正計算が瞬時に行える為に、短時間でグローブのリーク検査（漏れ量の判定）が可能となる。

前記した本発明の実施例として、主としてゴム製のグローブにおける微細孔の存在の検知について開示しているが、特にグローブに限定することなく袋状をなし内部に加圧気体を吹き込み、所定時間加圧状態を保てるものであれば、本発明を利用することが出来る。

１ 袋体用リーク検査装置
２ 本体
３ 密閉栓
４ ボンベ
５ 圧力空気接続口
６ 給気用ガスライン
６ａ 延長部分
７，９ 流量調整弁
８ 高速加圧電磁弁
１０ 低速加圧電磁弁
１１ レギュレーター
１２ ヘパフィルター
１３ 圧力空気加圧減圧口
１４ 排気用ガスライン
１５，１７ 流量調整弁
１６ 高速減圧電磁弁
１８ 低速減圧電磁弁
２０ 圧力センサー
２１ グローブ内空気温度計測器
２２ 表面側温度計測器
２３ グローブ内圧力測定口
２４ グローブ内空気温度測定センサー
２５ 表面用温度センサー
２６ シーケンサー
２７ タッチパネル
Ｇ グローブ

Claims (1)

1. グローブＧを密閉状態に支持するグローブポート密閉栓３に圧力空気加圧減圧口１３，グローブ内圧力測定口２３，グローブ内空気温度センサー２４，表面用温度センサー２５を設け、圧力空気加圧減圧口１３はボンベ４と給気用ガスライン６で結ばれ、給気用ガスライン６には高速流量調整弁７を有する高速加圧電磁弁８と低速流量調整弁９を有する低速加圧電磁弁１０とを配し、前記加圧電磁弁８，１０と圧力空気加圧減圧口１３との間に位置する加圧用ガスライン６から分岐した減圧用ガスライン１４には、高速流量調整弁１５を有する高速減圧電磁弁１６と低速流量調整弁１７を有する低速減圧電磁弁１８とを配し、減圧用ガスライン１４の端末は本体２の外部に排気孔を開放し、前記グローブ内圧力測定口２３は圧力センサー２０と、グローブ内空気温度センサー２４はグローブ内空気温度計測器２１と、表面用温度センサー２５は表面温度計測器２２と、それぞれ接続され、前記圧力センサー２０とグローブ内空気温度計測器２１と表面温度計測器２２とは、シーケンサー２６を介して高速加圧電磁弁８，低速加圧電磁弁１０，高速減圧電磁弁１６，低速減圧電磁弁１８を制御すべく接続されてなるグローブ用リーク検査装置。

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