JP6708191B2 - 漏れ検査装置及び漏れ検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、トレーサガスを用いて、気密空間を有する検査対象物の気密性を検査する為の漏れ検査装置及び漏れ検査方法に関する。

従来、所定の気密性が要求される空間を有する工業製品に対して、その気密性を担保する為に、漏れ検査装置及び当該漏れ検査装置を用いた漏れ検査方法（以下、漏れ検査装置等という）が用いられている。このような漏れ検査装置等に関する発明として、特許文献１に記載された発明が知られている。

特許文献１に記載されている発明においては、検査チャンバ内に検査対象物を配置した後に、当該検査対象物の内部に封入気体を封入して、差圧漏れ検査が行われる。そして、差圧漏れ検査の終了に伴い、封入気体を検査対象物の外部に排気すると、検査チャンバ内を大気圧状態にし、検査対象物の内部にトレーサガス（即ち、ヘリウムガス）を所定圧力で封入する。この状態で検査チャンバ内の気体を撹拌した後、当該検査チャンバ内から採取した気体を対象とするトレーサガスの検出を行い、検査対象物における漏れの有無を検査している。

特許第３２０３５２８号公報

ここで、特許文献１に記載されている発明においては、検査対象物に対する封入気体の封入及び排出といった工程が介在している為、トレーサガスを用いた漏れ検査を終了するまでに、多くの操作や時間を要してしまう。

又、特許文献１に記載されている漏れ検査装置の場合、検査チャンバの内部における所定位置に検査対象物が固定されている。又、検出部によって、検査チャンバ内の特定の位置から採取した気体におけるトレーサガスを検出し、その検出結果を用いて検出対象物における漏れの有無を検査している。

従って、検査対象物における漏れの位置と、検出部における検出位置との位置関係がトレーサガスの検出精度に影響し、ひいては、漏れ検査の検査精度にも影響を及ぼすことが懸念される。この為、特許文献１に記載されている発明では、ファンによって検査チャンバ内の気体を撹拌することによって、当該気体に含まれるトレーサガスの均一化を図っている。

しかしながら、特許文献１のように、検査チャンバ内部をファンによって撹拌する場合には、トレーサガスを均一に撹拌する為には充分に長い時間が必要となってしまう。或いは、撹拌時間を短縮するためには、撹拌すべき容積を小さく制限する必要があり、検査対象物と検査チャンバのサイズが制限されてしまう。

例えば、検査対象物に対し検査チャンバが大き過ぎる場合、撹拌しなければならない気体容積が大きく、検査チャンバ内におけるトレーサガスの分布が不均一になる虞がある。この場合、検出部によるトレーサガスの検出結果が大きく変動することになる為、漏れ検査の検査精度は大きく変動することになる。

即ち、特許文献１に記載された発明の場合、一定の検査精度を担保する為には、検査対象物のサイズを厳格に制限する必要があり、汎用性を欠いてしまっている。

本発明は、これらの点に鑑みてなされており、検査対象物の気密性を検査する為の漏れ検査装置及び漏れ検査方法に関し、様々なサイズの検査対象物に対応可能であり、且つ、簡単な構成で所定以上の精度を実現可能な漏れ検査装置及び漏れ検査方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の漏れ検査装置は、
トレーサガスが充填された検査対象物（３０）が内部に配置される検査チャンバ（５）と、
検査チャンバに配置された吸込口（１１）と、当該検査チャンバにて吸込口から離れた位置に配置された吹出口（１２）とを接続する循環流路（１０）と、
循環流路に配置され、検査チャンバの内部の気体を吸込口から吸い込み、吹出口から吹き出すことで循環させる送風機（１５）と、
循環流路の内部にて、送風機から吹出口に向かって予め定められた距離以上離れた位置にて、検査対象物から漏れ、循環流路を流れる気体に含まれるトレーサガスを検出する検出部（２５）と、を有し、
トレーサガスは、検査チャンバの内部の気体よりも軽いガスであり、
吸込口及び送風機は、検査チャンバの上部に配置されており、吹出口は、検査チャンバの下部に配置されている。

当該漏れ検査装置によれば、検査対象物から漏れたトレーサガスを含む検査チャンバの内部の気体を、送風機によって検査チャンバ及び循環流路を介して循環させる為、トレーサガスを検出部の周辺を通過させることができる。

これにより、当該漏れ検査装置は、検査チャンバの内部に載置可能な検査対象物であれば、検査対象物のサイズの影響を低く抑えて、検出部によるトレーサガスの検出を行うことができ、当該検査対象物の漏れ検査を行うことができる。即ち、当該漏れ検査装置は、様々なサイズの検査対象物の漏れ検査に対応することができる。

又、当該漏れ検査装置によれば、循環流路に送風機が配置されているので、送風機によって、吸込口から吸い込んだ検査チャンバの内部の気体を撹拌することができる。更に、検出部は、送風機から吹出口側へ予め定められた距離以上離れた位置にて、トレーサガスの検出を行うので、送風機によって送風される気体の撹拌を更に進行させた状態で、トレーサガスの検出を行うことができる。

即ち、当該漏れ検査装置によれば、トレーサガスの分布が均一となるように撹拌された状態の気体を検出部へ送風することができる為、検査チャンバに対する検査対象物のサイズの影響を抑えて、検出部の検出精度や漏れ検査の検査精度を一定以上に維持することができる。

又、請求項５に記載の漏れ検査方法は、
トレーサガスが充填された検査対象物（３０）が内部に配置される検査チャンバ（５）と、
検査チャンバに配置された吸込口（１１）と、当該検査チャンバにて前記吸込口から離れた位置に配置された吹出口（１２）とを接続する循環流路（１０）と、
循環流路に配置され、検査チャンバの内部の気体を吸込口から吸い込み、吹出口から吹き出すことで循環させる送風機（１５）と、
循環流路の内部にて、送風機から吹出口に向かって予め定められた距離以上離れた位置
にて、検査対象物から漏れ、循環流路を流れる気体に含まれるトレーサガスを検出する検出部（２５）と、を有し、
トレーサガスは、検査チャンバの内部の気体よりも軽いガスであり、
吸込口及び送風機は、検査チャンバの上部に配置されており、吹出口は、検査チャンバの下部に配置されている漏れ検査装置に用いられる漏れ検査方法であって、
検査チャンバの内部に検査対象物を配置する配置工程と、
検査対象物の内部にトレーサガスを充填するガス充填工程と、
送風機の作動により、検査チャンバの内部の気体を、循環流路を介して循環させる循環工程と、
検査対象物に対するトレーサガスの充填と、送風機の作動による循環流路を介した気体の循環とを継続した状態で、循環流路を流れる気体に含まれるトレーサガスを、検出部によって検出する検出工程と、
検出部によって検出されたトレーサガスを用いて予め定められた判定条件を満たした場合に、検査対象物に対する漏れ検査を合格と判定する判定工程と、を有する。

当該漏れ検査方法は、上述した漏れ検査装置を用いて、配置工程と、ガス充填工程と、循環工程と、検出工程と、判定工程とを有して構成されている為、検査チャンバの内部における検査対象物のサイズの影響を抑えて、所定以上の精度を有する漏れ検査を行うことができる。

又、当該漏れ検査方法によれば、検出工程において、検査対象物に対するトレーサガスの充填と、送風機の作動による循環流路を介した気体の循環とを継続した状態で、検出部によるトレーサガスの検出を行う為、検査対象物の内部の気体の置換や検査対象物の内部圧力の調整等の複雑な工程を介在させることなく、漏れ検査を行うことができる。

更に、当該漏れ検査方法によれば、複雑な工程を介在させることなく、漏れ検査を実行可能にすることで、一つの検査対象物に対する漏れ検査の所要時間を短縮することができる。

尚、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

一実施形態に係る漏れ検査装置の全体構成図である。 一実施形態に係る漏れ検査装置による漏れ検査方法、検査チャンバ及び検査対象物の状態を示す説明図である。 漏れ検査装置における循環運転時の気体流れを示す説明図である。 検査装置におけるクリーニング時の気体の流れを示す説明図である。 一実施形態に係る漏れ検査方法における待機時間に関する説明図である。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の実施形態において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

本実施形態に係る漏れ検査装置１は、気密性が要求される製品である検査対象物３０の気密性を検査する漏れ検査に用いられる装置であり、図１に示すように、検査チャンバ５と、循環流路１０と、送風機１５と、検出器２５とを有している。

本実施形態においては、検査対象物３０として熱交換器が用いられている。熱交換器には、その用途及び性能等が異なる複数のサイズが存在している。当該漏れ検査装置１は、複数サイズの熱交換器を検査対象物３０として、各検査対象物３０の気密性を検査可能に構成されている。

当該漏れ検査装置１では、検査チャンバ５内に検査対象物３０を配置し、検査対象物３０の内部にトレーサガスが加圧封入される。本実施形態では、トレーサガスとして、空気よりも軽いヘリウムガスが用いられる。大気圧である検査チャンバ５の内部にて、検査対象物３０から漏れ出たトレーサガスを検出器２５で検出することで、検査対象物３０気密性を評価して気密性の合否判定が行われる。

先ず、本実施形態に係る漏れ検査装置１の構成について、図１を参照しつつ詳細に説明する。尚、図１における上下方向は、当該漏れ検査装置１を設置した状態の上下方向を示している。

図１に示すように、漏れ検査装置１には、箱体状の検査チャンバ５が配置されている。当該検査チャンバ５は、縦方向に長い略直方体状に形成されており、その一側面には図示しない扉を有している。従って、当該扉を開くことで、検査チャンバ５の内部に、検査対象物３０を収容することができる。当該検査チャンバ５は、本発明に係る検査チャンバに相当する。

尚、検査チャンバ５は、検査対象物３０である熱交換器の内、最も大きなサイズの熱交換器を収容可能に構成されている。即ち、検査チャンバ５の内部には、複数のサイズの内で何れかの熱交換器が載置される場合がある。

検査チャンバ５の内部には、載置台６が配置される。載置台６の上部には、検査対象物３０を下方から支持する平板７が配置されている。当該平板７は、検査対象物３０をその上部に載置した状態で、扉から検査チャンバ５の内部に配置される。

図１に示すように、載置台６の平板７には、複数の貫通孔８が配置されており、各貫通孔８は、平板７の厚み方向に貫通している。従って、検査チャンバ５の内部において、複数の貫通孔８を介して、上下方向への気体流れＦが許容される。この平板７は、メッシュ状に形成された板状部材や、板状のパンチングメタル等によって構成することができる。そして、当該載置台６、平板７及び貫通孔８は、それぞれ、本発明における載置台、平板及び貫通孔に相当する。

そして、検査チャンバ５の一側面には、方向変換部９が配置されている。当該方向変換部９は、後述する吹出口１２に対向する位置に配置されており、吹出口１２から検査チャンバ５の内部に吹き出された気体流れＦの方向を変換するように構成されている。

図３等に示すように、当該方向変換部９の端縁部分は曲面状に形成されており、気体流れＦを曲面でガイドすることで気体流れＦの方向を、方向変換部９へ到達した状態とは逆向きに変換する。当該方向変換部９は、本発明における方向変換部に相当する。

図１に示すように、当該漏れ検査装置１は、循環流路１０を有している。当該循環流路１０は、検査チャンバ５の上面に配置された吸込口１１と、当該検査チャンバ５の下部における一つの側面に配置された吹出口１２とを接続するように構成されている。

そして、循環流路１０は、縦方向に長い長方形状を為す検査チャンバ５に沿って、縦方向に長く形成されており、例えば、ダクト等によって構成されている。従って、当該循環流路１０は、本発明における循環流路に相当する。

当該循環流路１０の上側部分には、送風機１５が内部に配置されている。当該送風機１５は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機であり、検査チャンバ５及び循環流路１０を介して、検査チャンバ５の内部の気体を循環させる。送風機１５は、本発明における送風機に相当する。当該送風機１５は、気体を送風する際に遠心多翼ファンを回転させる為、送風される気体を撹拌することができる。

そして、当該送風機１５は、吸込口１１から検査チャンバ５の内部の気体を吸入し、循環流路１０の内部を吹出口１２に向かって送風して、検査チャンバ５の内部へ吹き出させる。検査チャンバ５の内部において、検査チャンバ５の下部に配置された吹出口１２から吹き出された気体は、検査チャンバ５の上面に配置された吸込口１１に向かって流れていく。

上述したように、吸込口１１は、検査チャンバ５の上面に配置されている為、下方に位置する吹出口１２から吹き出され検査チャンバ５内を上方へ流れる気体は、送風機１５の作動に伴って循環流路１０内部に吸い込まれる。

一方、吹出口１２は、検査チャンバ５の下部における一側面に配置されている為、送風機１５の作動により循環流路１０を流下した気体は、水平方向の流れ成分を有した状態で検査チャンバ５内部に吹き出される。

図１に示すように、循環流路１０における送風機１５よりも下方側（即ち、送風機１５による送風方向下流側）には、流路切替部２０が配置されている。流路切替部２０は、循環流路１０の内部流路を閉塞可能な板状部材を有して構成されている。流路切替部２０の板状部材は、循環流路１０の内部流路を開放した開放状態（図３参照）と、循環流路１０の内部流路を閉塞した閉塞状態（図４参照）に変更可能に配置されている。

閉塞状態における流路切替部２０の板状部材よりも送風方向下流側には、吸気口２１が吸気流路２２を介して、循環流路１０に接続されている。当該吸気口２１は、漏れ検査装置１の外部と連通している。従って、当該漏れ検査装置１は、吸気口２１、吸気流路２２を介して、外気を検査チャンバ５及び循環流路１０に吸気することができる。

又、閉塞状態における流路切替部２０の板状部材よりも送風方向上流側には、排気口２３が排気流路２４を介して、循環流路１０に接続されている。当該排気口２３は、吸気口２１から離れた位置において、漏れ検査装置１の外部と連通している。従って、当該漏れ検査装置１は、排気口２３、排気流路２４を介して、検査チャンバ５及び循環流路１０の内部の気体を外部に排気することができる。

尚、吸気流路２２及び排気流路２４には、それぞれ開閉弁が配置されている。各開閉弁を閉じることによって、吸気流路２２を介した外気の吸入と、排気流路２４を介した漏れ検査装置１の外部への排気とを禁止することができる。即ち、本実施形態に係る流路切替部２０、吸気口２１、吸気流路２２、排気口２３、排気流路２４は、本発明における流路切替部として機能する。

循環流路１０における送風機１５及び流路切替部２０の送風方向下流側には、検出器２５が配置されている。当該検出器２５は、循環流路１０を循環する気体に含まれるトレーサガス（即ち、ヘリウムガス）の濃度を測定可能であり、例えば、ヘリウムリークディテクタによって構成されている。当該検出器２５は、本発明における検出部として機能している。

当該検出器２５は、送風機１５から送風方向下流側に予め定められた距離（例えば、８０ｃｍ程度）以上離れた位置において、循環流路１０を循環する気体からサンプリングして、ヘリウムガスの濃度を測定するように配置されている。

尚、上述した予め定められた距離は、例えば、検査対象物３０における最小サイズと最大サイズの範囲や、送風機１５の構成及び送風能力等に応じて、送風機１５における羽根車の回転による撹拌が十分に進行する距離に定められる。

図１に示すように、本実施形態に係る検出器２５は、循環流路１０の吹出口１２周辺（即ち、吹出口１２の直前となる位置）において、循環流路１０を循環する気体をサンプリングして、ヘリウムガスの濃度測定を行っている。

このように配置することで、検出器２５によるサンプリングまでの間に、送風機１５における遠心多翼ファンの回転に伴う気体の撹拌を十分に進行させることができる。即ち、当該漏れ検査装置１は、ヘリウムガスの分布が均一になった状態で、検出器２５によるヘリウムガスの濃度測定をすることができる。

そして、検査対象物３０は、内部空間を有すると共に気密性が要求される製品であり、本実施形態では熱交換器が用いられている。熱交換器は、複数のチューブ及びフィンによってパネル状に形成されたコア部を有しており、コア部の内部空間を流れる流体と、その外部を流れる流体との間で熱交換を行わせることにより、流体の加熱又は冷却を行う機器である。この熱交換器には、要求される使用用途や性能に応じて様々なサイズの熱交換器が存在している。

図１に示すように、検査チャンバ５の内部に配置された検査対象物３０には、接続配管３１を介して、真空ポンプ３２と、トレーサガス供給部３３と、エア供給部３４とが接続されている。

真空ポンプ３２は、検査対象物３０における内部空間の気体を排気させ、当該内部空間を真空状態にすることができる。当該真空ポンプに接続される接続配管３１には、開閉弁が配置されている。

トレーサガス供給部３３は、検査対象物３０の内部空間にトレーサガスであるヘリウムガスを供給したり、当該内部空間内のヘリウムガスを回収したりする為に、接続配管３１を介して接続されている。トレーサガス供給部３３に接続される接続配管３１には、開閉弁が配置されている。

そして、エア供給部３４は、検査対象物３０の内部空間に対してエアを供給して大気圧状態に戻す為に、接続配管３１に接続されている。エア供給部３４に接続される接続配管３１には、開閉弁が配置されている。

従って、当該漏れ検査装置１によれば、真空ポンプ３２やこれらの開閉弁等を制御することによって、検査対象物３０の内部空間の状態を、漏れ検査の工程に応じた適切な状態に調整することができる。

次に、本実施形態に係る漏れ検査装置１を用いた漏れ検査方法について、図２を参照しつつ説明する。尚、初期状態として、漏れ検査装置１における流路切替部２０は、開放状態であり、吸気流路２２、排気流路２４における開閉弁はいずれも閉状態である。

本実施形態に係る漏れ検査方法では、先ず、漏れ検査の開始に先立って、準備工程が行われる。準備工程には、本発明における配置工程も含まれている。具体的に、準備工程では、先ず、送風機１５の作動が開始される。これにより、検査チャンバ５内部の気体が、吸込口１１を介して循環流路１０に吸入され、送風機１５に到達する。

送風機１５において、遠心多翼ファンの回転によって撹拌された気体は、循環流路１０の内部を下方に向かって流れる。この時、流路切替部２０が開状態である為、気体の撹拌を進行させつつ、吹出口１２へ向かって流れていく。

吹出口１２から検査チャンバ５の内部に吹き出された気体は、送風機１５の作動によって、吸込口１１に向かって、検査チャンバ５の内部を下から上に向かって流れていく。これにより、当該漏れ検査装置１は、検査チャンバ５及び循環流路１０を介して気体が循環する気体流れＦを生じさせる循環運転を行うことができる。

そして、平板７上に載置された検査対象物３０が扉から検査チャンバ５の内部に配置される。この工程が本発明における配置工程に相当する。検査チャンバ５の扉を閉めて、検査チャンバ５の内部に検査対象物３０を収容すると、検査対象物３０には、接続配管３１が接続される。

その後、検査対象物３０に接続配管３１が接続された状態で真空ポンプ３２の作動が開始される。これにより、図２に示すように、検査対象物３０の内部空間は、大気圧Ｐｏより減圧される。

送風機１５による循環運転を所定時間継続した後、現時点におけるヘリウムガスのバックグラウンド濃度Ｃｏが検出器２５によって測定される。測定したバックグラウンド濃度Ｃｏを確認した後、配置工程を含む準備工程を終了する。

尚、本実施形態においては、送風機１５による循環運転の開始によって、本発明における循環工程は開始されているものし、循環運転の終了をもって循環工程を終了するものとする。つまり、本実施形態においては、準備工程終了時点では、循環工程は継続されている。

本実施形態に係る漏れ検査方法では、準備工程に続いて、ガス充填工程が行われる。具体的には、真空ポンプ３２の作動を停止し、真空ポンプ３２へ接続される接続配管３１の開閉弁を閉じた後、トレーサガス供給部３３に接続される接続配管３１の開閉弁を開く。

これにより、検査対象物３０の内部空間には、トレーサガスであるヘリウムガスが充填されていく。図２に示すように、内部空間に対するヘリウムガスの充填によって、検査対象物３０の内部空間の圧力は、負圧から大気圧Ｐｏへ上昇していき、内部空間内にヘリウムガスが充填された状態を示す所定の検査圧力Ｐｅとなる。当該ガス充填工程は、本発明におけるガス充填工程に相当する。

本実施形態に係る漏れ検査方法では、続いて、待機工程が行われる。待機工程では、ガス充填工程でヘリウムガスの充填が開始された検査対象物３０の内部空間の圧力が所定の検査圧力Ｐｅとなるまで待機する工程である。

この待機工程では、検査対象物３０は、ガス充填工程の開始時から継続してトレーサガス供給部３３と接続されており、ヘリウムガスの充填が行われている状態である。検査対象物３０に漏れ部分が存在する場合、検査チャンバ５の内部にヘリウムガスが漏れ続けている状態である。

従って、当該待機工程を換言すると、検査対象物３０に漏れがある場合に、何れのサイズの検査対象物３０であっても、ヘリウムガスの単位時間当たりの漏れ量が安定するまで待機する工程ということもできる。

具体的には、待機工程では、ヘリウムガスの充填が開始されたタイミングから予め定められた待機時間Ｔｗを経過するまで、後の工程を待機する。当該待機時間Ｔｗは、複数のサイズの何れの熱交換器が検査チャンバ５内部に配置された場合であっても、安定した精度で漏れ検査が実行できるように定められる。この点については、後に図面を参照しつつ説明する。

待機工程を終了すると、検出工程が行われ、先ず、第１回目のヘリウムガスの濃度測定が行われる。ここで、当該検出工程に際して、送風機１５は循環運転を継続している。又、接続配管３１を介して検査対象物３０と接続されていたトレーサガス供給部３３のバルブは、検査対象物３０の内部空間の圧力が検査圧力Ｐｅに到達した後に閉じられている。

従って、検査対象物３０に漏れ部分がある場合には、充填が完了して所定の検査圧力Ｐｅとなった検査対象物３０の内部空間の圧力と、その外部空間である検査チャンバ５の大気圧との圧力差により、ヘリウムガスが検査チャンバ５の内部に漏れ続けており、検査チャンバ５内部の気体と混合されて、検査チャンバ５及び循環流路１０を循環する。

検査対象物３０の内部から漏れ出たヘリウムガスは、空気よりも軽い為、検査チャンバ５の内部を上方へ向かって流れていく。図４に示すように、送風機１５の作動により、吹出口１２から吹き出された気体流れＦも検査チャンバ５の上面に配置された吸込口１１に向かう。この為、当該漏れ検査装置１によれば、ヘリウムガスを含む検査チャンバ５内部の気体は、吸込口１１及び送風機１５に効率よく導かれる。

そして、送風機１５においては、遠心多翼ファンを回転させることによって、検査チャンバ５内部の気体を吸込口１１から吸込み、吹出口１２へ送風させている。この送風機１５における遠心多翼ファンの回転によって、検査チャンバ５内部の気体とヘリウムガスが撹拌され、吹出口１２へ向かって流れていく。

循環流路１０においては、送風機１５から送風方向下流側へ向かうほど、検査チャンバ５内部の気体とヘリウムガスの撹拌が進行していく。上述したように、検出器２５は、予め定められた距離以上離間した位置において、循環流路１０を循環する気体に含まれるヘリウムガスの濃度を測定する為、当該検査装置１は、十分な撹拌によって当該気体におけるヘリウムガスの濃度を均一化することができる。

これにより、当該漏れ検査装置１及び漏れ検査方法によれば、検査対象物３０のサイズや、検査対象物３０における漏れ部分の位置、方向及び大きさによらず、同じヘリウムガスの漏れ量であれば、同じ測定値でヘリウムガスの濃度を測定することができる。これにより、当該漏れ検査装置１及び漏れ検査方法によれば、従来の大気圧式の漏れ検査装置等と比較して、トレーサガスの測定誤差を小さくすることができ、検査精度を向上させることができる。

その後、循環流路１０を流下した気体は、吹出口１２から検査チャンバ５の内部へ吹き出される。当該吹出口１２は、検査チャンバ５の下部における一側面に配置されているので、吹出口１２から吹き出される気体流れは、水平方向への流れ成分を有している。

図３に示すように、当該漏れ検査装置１の検査チャンバ５において、方向変換部９は、吹出口１２に対向するように配置されており、吹出口１２から吹き出された気体流れＦの方向を変換する。

具体的には、方向変換部９は、気体流れＦにおける水平成分に関して、吹出口１２から方向変換部９へ向かう方向から、方向変換部９から吹出口１２側へ向かう方向に変換している。尚、この場合における気体流れＦの鉛直成分に関しては、基本的に下方から上方へ向かう方向である。

このように、吹出口１２に対向する位置に方向変換部９を配置することによって、検査チャンバ５内部に配置された検査対象物３０の周囲に、水平成分として様々な方向性を有する気体流れＦを生じさせることができる。

これにより、検査対象物３０の漏れ部分がどのような位置にある場合であっても、ヘリウムガスを検査チャンバ５の内部に滞留させることなく、気体流れＦによって吸込口１１へ導くことができる。即ち、当該漏れ検査装置１は、方向変換部９を配置することによって、漏れ部分が検査対象物３０のどの部分にある場合でも、適切にヘリウムガスを測定することができる。

又、載置台６の平板７には、複数の貫通孔８が配置されている為、検査チャンバ５内部を下から上へ流れる気体流れＦが、載置台６の平板７によって妨げられることはない。従って、当該気体流れＦが検査チャンバ５の下部で滞留することはない。

図３に示すように、当該漏れ検査装置１によれば、検査チャンバ５及び循環流路１０の内部にて、一つの送風機１５によって一方向の循環流れが形成される為、検査対象物３０のどの位置から漏れ出たヘリウムガスも、必ず吸込口１１から循環流路１０に流入して、送風機１５によって撹拌される。十分に撹拌された気体は、ヘリウムガスの濃度が均一化された状態で循環流路１０を下方に向かって流れ、検出器２５によって測定される。

これにより、当該漏れ検査装置１によれば、検査対象物３０のどの位置で漏れが生じた場合であっても、送風機１５による撹拌にて均一化された状態で、ヘリウムガスの濃度を測定することができる。

即ち、当該漏れ検査装置１は、検査対象物３０のサイズの大小、漏れ部分の位置、漏れ部分の向きによらずに、ヘリウムガスの漏れ量が同じであれば、同じ測定値として測定することができる。

このようにして、第１回目のヘリウムガスの濃度（以下、第１測定濃度Ｃａ）を測定した後、一定期間の経過を待機し、第２回目のヘリウムガスの濃度（以下、第２測定濃度Ｃｂ）を測定する。ヘリウムガスの濃度を２回にわたって測定することによって、時間経過によるヘリウムガスの濃度変化を評価することができ、気密性の評価精度を向上させることができる。

第２回目のヘリウムガスの濃度測定は、実行するタイミングが第１回目の測定後、一定時間の経過を待機した後である点を除いて、上述した第１回目の測定と同様である。従って、第２回目のヘリウムガスの濃度測定に関する説明は省略する。第１回目及び第２回目のヘリウムガスの濃度測定の完了をもって、検出工程が終了される。当該検出工程は、本発明における検出工程に相当する。

検出工程を終了すると、判定工程が行われる。具体的に、本実施形態では、第２測定濃度Ｃｂから第１測定濃度Ｃａを減算し、一定時間当たりのヘリウムガスの漏れ量を算出する。算出したヘリウムガスの漏れ量と、気密性の有無を判定する基準としての基準漏れ量とを比較することで、漏れ検査の合否を判定する。

具体的には、算出したヘリウムガスの漏れ量が基準漏れ量よりも小さい場合には、漏れ検査が合格であると判定され、基準漏れ量以上である場合には、漏れ検査が不合格であると判定される。即ち、「算出したヘリウムガスの漏れ量が基準漏れ量よりも小さいこと」という条件は、本発明における判定条件の一例である。

こうして、判定工程の終了をもって、本実施形態に係る漏れ検査は終了するが、判定工程の後には、後処理としてクリーニング工程が行われる。クリーニング工程では、検査対象物３０の内部に充填されているヘリウムガスが、トレーサガス供給部３３による吸引にて回収される。その後、検査対象物３０の内部空間に対しては、接続配管３１及びエア供給部３４を介してエアが供給され、検査対象物３０の内部空間を大気圧状態に戻す。

そして、検査チャンバ５及び循環流路１０においては、図４に示すように、送風機１５の作動を継続した状態で、流路切替部２０の板状部材を閉塞状態にすると共に、吸気流路２２及び排気流路２４における開閉弁を開く。

これにより、循環流路１０内における気体流れＦが流路切替部２０の板状部材によって遮断される。同時に、循環流路１０の上側部分には、排気口２３が排気流路２４を介して接続され、循環流路１０の下側部分に対しては、吸気口２１が吸気流路２２を介して接続される。

この場合、送風機１５の作動に伴い、検査チャンバ５内の気体は、吸込口１１から循環流路１０に吸い込まれ、流路切替部２０に向かって送風される。送風機１５によって送風された気体流れＦは、流路切替部２０の上流側にて、排気流路２４を介して、排気口２３に向かう。従って、当該漏れ検査装置１では、検査チャンバ５内の気体を、排気口２３から漏れ検査装置１の外部へ排気することができる。

又、送風機１５の作動に伴って、検査チャンバ５内の気体が吸込口１１に吸い込まれることで、循環流路１０における下部の気体が吹出口１２から検査チャンバ５内部に移動する。更に、これに連動して、漏れ検査装置１の外部の空気が吸気口２１及び吸気流路２２を介して、循環流路１０における下部に吸入される。

これにより、図４に示すように、クリーニング工程では、漏れ検査装置１の外部の空気を、吸気口２１及び吸気流路２２を介して、循環流路１０の下部に流入させ、検査チャンバ５内部、循環流路１０の上部、排気流路２４を介して、排気口２３から外部へ排気させることができる。

この結果、当該漏れ検査装置１は、クリーニング工程を実行することで、ヘリウムガスの濃度が高い検査チャンバ５内の気体を、漏れ検査装置１の外部に排気して、外気に入れ替えることができ、迅速に漏れ検査の実行前の状態にクリーニングすることができる。

そして、送風機１５の作動を継続した状態で、漏れ検査済みの検査対象物３０は、検査チャンバ５の扉を介して、平板７と共に取り出される。検査対象物３０を取り出すことで、クリーニング工程は終了する。

尚、このクリーニング工程の終了後については、単純に送風機１５の運転を停止させても良いし、送風機１５の運転を継続させた状態で、次の検査対象物３０に対する漏れ検査の開始を待機しても良い。

続いて、本実施形態に係る待機工程における待機時間Ｔｗについて、図５を参照しつつ説明する。上述したように、本実施形態においては、検査対象物３０として、複数のサイズの熱交換器を用いることができる。従って、図５では、検査対象物として、最大サイズの熱交換器と、最小サイズの熱交換器を用いた場合を例として説明する。

図５は、この複数サイズの内、最大サイズの熱交換器を用いた場合の検査チャンバ５内のヘリウムガスの濃度変化を破線で示し、最小サイズの熱交換器を用いた場合の検査チャンバ５内のヘリウムガスの濃度変化を一点鎖線で示すグラフである。この場合における各熱交換器は、それぞれ同じ漏れ量の漏れ部分を有している。

図５に破線で示すように、バックグラウンド濃度Ｃｏの検出を完了した時間Ｔｏの後、ガス充填工程が開始されると、最小サイズの熱交換器の内部空間に、ヘリウムガスが充填されていく。

最小サイズの熱交換器の場合、その内部空間も最小である為、早い段階で内部空間からヘリウムガスが漏れ出し、検出器２５によって検出されることになる。最小サイズの熱交換器を用いた場合に、ヘリウムガスを検出器２５で検出した時間を時間Ｔｓｘとする。

時間Ｔｓｘの後も、最小サイズの熱交換器の内部空間には、トレーサガス供給部３３からヘリウムガスが継続して充填されている為、当該内部空間の圧力は徐々に上昇し、所定の検査圧力Ｐｅに到達する。この内部圧力が検査圧力Ｐｅになった時間を時間Ｔｓｙとする。

時間Ｔｓｙにおいては、時間Ｔｓｘの場合よりも熱交換器における内部空間の圧力が上昇している為、最小サイズの熱交換器の内部空間からは、時間Ｔｓｘの時点よりも単位時間あたりに多くのヘリウムガスが漏れ出す。従って、時間Ｔｓｙにおける検査チャンバ５内のヘリウムガスの濃度は、時間Ｔｓｘの場合よりも高い値を示す。

一方、最大サイズの熱交換器の場合、その内部空間も最大である為、時間Ｔｓｘの時点では、内部空間からヘリウムガスが漏れ出すことはなく、更に時間が経過した時点で、検出器２５によって検出されることになる。最大サイズの熱交換器を用いた場合に、ヘリウムガスを検出器２５で検出した時間を時間Ｔｌｘとする。

時間Ｔｌｘの後についても、最大サイズの熱交換器の内部空間には、トレーサガス供給部３３からヘリウムガスが継続して充填され、当該内部空間の圧力は徐々に上昇し、所定の検査圧力Ｐｅに到達する。最大サイズの熱交換器の内部圧力が検査圧力Ｐｅになった時間を時間Ｔｌｙとする。最大サイズの熱交換器の内部空間は、最小サイズの熱交換器の内部空間よりも大きい為、時間Ｔｌｙは、時間Ｔｓｙよりも遅くなる。

そして、時間Ｔｌｙにおいては、時間Ｔｌｘの場合よりも熱交換器における内部空間の圧力が上昇している為、最大サイズの熱交換器の内部空間からは、時間Ｔｌｘの時点よりも単位時間あたりに多くのヘリウムガスが漏れ出す。従って、時間Ｔｌｙにおける検査チャンバ５内のヘリウムガスの濃度は、時間Ｔｌｘの場合よりも高い値を示す。

ここで、本実施形態に係る漏れ検査方法における検出工程の精度と、評価指標との関係性について説明する。先ず、時間Ｔｏで検出されたバックグラウンド濃度Ｃｏと、検出工程における第１回目の測定時（即ち、図５における時間Ｔａ）を用いる場合について検討する。

この場合、最大サイズの熱交換器と、最小サイズの熱交換器では、その内部空間の大きさが異なる為、時間Ｔａにおける第１回目のヘリウムガスの濃度に差が生じてしまう。一方、時間Ｔｏにおけるバックグラウンド濃度Ｃｏは、熱交換器のサイズに関わらず、測定されるものである為、基本的に共通した値を示す。

この為、検査対象物３０としての熱交換器のサイズの差が、第１回目に測定されるヘリウム濃度の差として表れ、ヘリウムガスの濃度の測定結果に検査対象物３０のサイズ差に起因する誤差が含まれてしまう。この為、複数サイズの検査対象物３０に対して漏れ検査を行う場合には、バックグラウンド濃度Ｃｏを評価指標として用いるのは適切でない場合がある。

ここで、最小サイズの熱交換器の場合に、時間Ｔｓｙを経過するまでは、単位時間当たりのヘリウムガスの濃度上昇は不安定である。図５に示すように、内部空間の圧力が検査圧力Ｐｅとなった後は、単位時間当たりのヘリウムガスの濃度は安定した挙動を示す。即ち、時間Ｔｓｙ以後では、ヘリウムガスの濃度の時間変化は、第１回目の濃度測定時（即ち、時間Ｔａ）及び第２回目の濃度測定時を含めて、線形性を示している。

同様に、最大サイズの熱交換器の場合においても、時間Ｔｌｙを経過するまでは、単位時間当たりのヘリウムガスの濃度上昇は不安定である。図５に示すように、内部空間の圧力が検査圧力Ｐｅとなった後は、単位時間当たりのヘリウムガスの濃度は安定した挙動を示す。即ち、時間Ｔｌｙ以後では、ヘリウムガスの濃度の時間変化は、第１回目の濃度測定時（即ち、時間Ｔａ）及び第２回目の濃度測定時を含めて、線形性を示している。

図５に示すように、サイズの異なる熱交換器であっても、内部空間の圧力が検査圧力Ｐｅになった後については、単位時間当たりのヘリウムガスの濃度の増加量は同じ値を示す傾向にある。即ち、サイズの異なる熱交換器であっても、同じ評価指標をもって、その気密性を評価することができ、精度のよい漏れ検査を行うことができる。

従って、本実施形態においては、ヘリウムガスの充填を開始した時間Ｔｆから検出工程を開始するまでの待機時間Ｔｗは、最大サイズの熱交換器に関して、内部空間の圧力が検査圧力Ｐｅとなる時間Ｔｌｙ以上となるように定めている。

最大サイズよりも小さい熱交換器の場合には、時間Ｔｌｙになる前に、その内部空間の圧力が検査圧力Ｐｅに到達する為、上述のように待機時間Ｔｗを定めることで、何れのサイズの熱交換器においても、その内部空間の圧力が検査圧力Ｐｅとなるまでに要する期間以上の待機時間Ｔｗとなる。即ち、当該待機時間Ｔｗを待機すれば、濃度変化が安定した状態でヘリウムガスの濃度を測定することができる。

この結果、当該漏れ検査方法によれば、待機工程にて待機時間Ｔｗの経過を待機することで、複数のサイズの熱交換器の何れにおいても、十分な精度を保った漏れ検査を行うことができる。

以上説明したように、本実施形態に係る漏れ検査装置１によれば、検査対象物３０から漏れたヘリウムガスを含む検査チャンバ５の内部の気体を、送風機１５によって検査チャンバ５及び循環流路１０を介して循環させる為、図３に示すように、ヘリウムガスを検出器２５の周辺を通過させることができる。

これにより、当該漏れ検査装置１は、検査チャンバ５の内部に収容可能な検査対象物３０であれば、検査対象物３０のサイズの影響を低く抑えて、検出器２５によるヘリウムガスの検出を行うことができ、当該検査対象物３０の漏れ検査を行うことができる。即ち、当該漏れ検査装置１は、様々なサイズの検査対象物３０の漏れ検査に対応することができる。

又、当該漏れ検査装置１によれば、循環流路１０に送風機１５が配置されているので、送風機１５によって、吸込口１１から吸い込んだ検査チャンバ５の内部の気体を撹拌することができる。更に、検出器２５は、送風機１５から吹出口１２側へ予め定められた距離以上離れた位置にてヘリウムガスの測定を行う為、当該漏れ検査装置１によれば、送風機１５によって送風される気体の撹拌を更に進行させた状態で検出器２５による測定を行うことができる。

即ち、当該漏れ検査装置１によれば、ヘリウムガスの分布が均一となるように撹拌された状態の気体を検出器２５へ送風することができる為、検査チャンバ５に対する検査対象物３０のサイズの影響を抑えて、検出器２５による検出精度や漏れ検査の検査精度を一定以上に維持することができる。

図１に示すように、当該漏れ検査装置１においては、トレーサガスとして、空気よりも軽いヘリウムガスが用いられており、吸込口１１は検査チャンバ５の上面に配置され、吹出口１２は検査チャンバ５の下部の一側面に配置されている。

これにより、検査チャンバ５内部にて、ヘリウムガスと検査チャンバ５内部の気体との比重の差を利用して、ヘリウムガスを吸込口１１側へ流すことができる。即ち、検査チャンバ５内におけるヘリウムガスの滞留を抑制することができる。

又、循環流路１０においては、送風機１５よりも予め定められた距離以上離れた位置に検出器２５が配置されている為、ヘリウムガスが検出器２５に到達するまでの期間を長期化することができる。これにより、送風機１５による撹拌を長く行うことが可能となる為、十分に均一化された状態でヘリウムガスの濃度測定を行うことができ、漏れ検査の検査精度を高めることができる。

図３等に示すように、検査チャンバ５の下部には、吹出口１２に対向する位置に方向変換部９が配置されている。当該方向変換部９は、気体流れＦにおける水平成分に関して、吹出口１２から方向変換部９へ向かう方向から、方向変換部９から吹出口１２側へ向かう方向に変換している。

即ち、当該漏れ検査装置１は、方向変換部９を配置することによって、検査チャンバ５内部に配置された検査対象物３０の周囲に、水平成分として様々な方向性を有する気体流れＦを生じさせることができ、漏れ部分が検査対象物３０のどの部分にある場合でも、適切にヘリウムガスを測定することができる。

又、検査チャンバ５の内部において、検査対象物３０が載置される載置台６の平板７には、複数の貫通孔８が配置されている。この為、検査チャンバ５内部を下から上へ流れる気体流れＦは、複数の貫通孔８を介して円滑に流れ、ヘリウムガスが検査チャンバ５の下部で滞留することを防止することができる。

そして、本実施形態に係る漏れ検査方法は、上述した漏れ検査装置１を用いた漏れ検査方法であって、図２に示すように、配置工程と、ガス充填工程と、循環工程と、検出工程と、判定工程とを有して構成されている。

当該漏れ検査方法における検出工程では、検査対象物３０に対するヘリウムガスの充填と、送風機１５の作動による循環流路１０を介した気体の循環とを継続した状態で、検出器２５によるヘリウムガスの検出が行われる。

即ち、当該漏れ検査方法では、検査対象物３０の内部の気体の置換や検査対象物３０の内部圧力の調整等の複雑な工程を介在させることなく、漏れ検査を行うことができる。更に、当該漏れ検査方法によれば、複雑な工程を介在させることなく、漏れ検査を実行可能にすることで、一つの検査対象物３０に対する漏れ検査の所要時間を短縮できる。

そして、当該漏れ検査方法においては、ガス充填工程及び前記循環工程の開始後で、且つ、前記検出工程の前に、待機工程が行われる。当該待機工程では、検査対象物３０の内部空間の圧力が検査圧力Ｐｅになるまでの期間より長く設定された待機時間Ｔｗの間、ガス充填工程及び循環工程を継続する。

これにより、サイズの異なる検査対象物３０であっても、当該検査対象物３０から漏れだすヘリウムガスの漏れ量を安定させることができる。この結果、異なるサイズの検査対象物３０が用いられた場合であっても、漏れの有無を適切に判断することができ、漏れ検査の検査精度を維持することができる。

（他の実施形態）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態を適宜組み合わせても良いし、上述した実施形態を種々変形することも可能である。

（１）上述した実施形態においては、検査対象物３０として熱交換器を挙げているが、この態様に限定されるものではない。内部空間を有し気密性が要求される製品であれば、適宜、検査対象物３０として用いることができる。又、当該検査対象物３０は、複数のサイズを有する製品に限定されるものではなく、単一サイズの製品を適用することも可能である。

（２）又、上述した実施形態における漏れ検査装置１では、検査チャンバ５は、縦方向に長い直方体状であったが、この態様に限定されるものではない。検査チャンバ５は、検査対象物３０を収容可能に構成されていれば良く、適宜、様々な形状を採用することができる。例えば、検査チャンバ５を水平方向に長い直方体状に構成することも可能である。

（３）そして、上述した実施形態においては、検査チャンバ５の下部の一側面に吹出口１２が配置されているが、この態様に限定されるものではない。吹出口１２は、検査チャンバ５において、吸込口１１と異なる位置に配置されていれば、様々な位置に配置することができる。

例えば、吹出口１２を、検査チャンバ５の下面に配置した構成としてもよい。このように構成することで、吹出口１２から吹き出される気体の流れ方向と、検査チャンバ５内部にて吸込口１１へ向かう気体の流れ方向を一致させることができるので、検査チャンバ５内の気体の流れを円滑にすることができる。

（４）又、上述した実施形態においては、送風機１５によって、循環流路１０を流れる気体を撹拌していたが、当該気体の撹拌を更に促進する為の構成を追加しても良い。

例えば、循環流路１０における送風機１５の送風方向下流側に、撹拌部材を配置してもよい。撹拌部材としては、循環流路１０の流路を横断するように配置された複数の棒状部材としても良いし、送風機１５からの送風で回転する風車状の部材としても良い。

又、循環流路１０における送風機１５の送風方向下流側に、撹拌装置を配置することも可能である。当該撹拌装置としては、小型送風機等を挙げることができる。この場合、小型送風機は、送風機１５の送風方向に対して交差する方向に送風するように、循環流路１０に対して配置される。

これらの構成によれば、ヘリウムガスを含む気体が、より均一に撹拌された状態で検出器２５に到達する為、濃度分布に起因する検出器２５による検出誤差を低減して、漏れ検査の検査精度を向上させることができる。

１ 漏れ検査装置
５ 検査チャンバ
１０ 循環流路
１１ 吸込口
１２ 吹出口
１５ 送風機
２５ 検出器
３０ 検査対象物

Claims (5)

1. トレーサガスが充填された検査対象物（３０）が内部に配置される検査チャンバ（５）と、
   前記検査チャンバに配置された吸込口（１１）と、当該検査チャンバにて前記吸込口から離れた位置に配置された吹出口（１２）とを接続する循環流路（１０）と、
   前記循環流路に配置され、前記検査チャンバの内部の気体を前記吸込口から吸い込み、前記吹出口から吹き出すことで循環させる送風機（１５）と、
   前記循環流路の内部にて、前記送風機から前記吹出口に向かって予め定められた距離以上離れた位置にて、前記検査対象物から漏れ、前記循環流路を流れる気体に含まれる前記トレーサガスを検出する検出部（２５）と、を有し、
   前記トレーサガスは、前記検査チャンバの内部の前記気体よりも軽いガスであり、
   前記吸込口及び前記送風機は、前記検査チャンバの上部に配置されており、前記吹出口は、前記検査チャンバの下部に配置されている漏れ検査装置。
2. 前記吹出口は、前記検査チャンバの内部を前記吸込口へ向かって流れる前記気体の流れ方向に対して交差する方向に吹き出すように配置され、
   前記検査チャンバは、前記吹出口に対向する位置に、前記吹出口から吹き出された前記気体の流れ方向を変換する方向変換部（９）を有している請求項１に記載の漏れ検査装置。
3. 前記検査チャンバの内部には、前記検査対象物が載置される平板（７）を有する載置台（６）が配置されており、
   前記平板は、その厚み方向に貫通する複数の貫通孔（８）を有している請求項１又は２に記載の漏れ検査装置。
4. トレーサガスが充填された検査対象物（３０）が内部に配置される検査チャンバ（５）と、
   前記検査チャンバに配置された吸込口（１１）と、当該検査チャンバにて前記吸込口から離れた位置に配置された吹出口（１２）とを接続する循環流路（１０）と、
   前記循環流路に配置され、前記検査チャンバの内部の気体を前記吸込口から吸い込み、前記吹出口から吹き出すことで循環させる送風機（１５）と、
   前記循環流路の内部にて、前記送風機から前記吹出口に向かって予め定められた距離以上離れた位置にて、前記検査対象物から漏れ、前記循環流路を流れる気体に含まれる前記トレーサガスを検出する検出部（２５）と、を有し、
   前記トレーサガスは、前記検査チャンバの内部の前記気体よりも軽いガスであり、
   前記吸込口及び前記送風機は、前記検査チャンバの上部に配置されており、前記吹出口は、前記検査チャンバの下部に配置されている漏れ検査装置に用いられる漏れ検査方法であって、
   前記検査チャンバの内部に前記検査対象物を配置する配置工程と、
   前記検査対象物の内部に前記トレーサガスを充填するガス充填工程と、
   前記送風機の作動により、前記検査チャンバの内部の気体を、前記循環流路を介して循環させる循環工程と、
   前記検査対象物に対する前記トレーサガスの充填と、前記送風機の作動による前記循環流路を介した前記気体の循環とを継続した状態で、前記循環流路を流れる気体に含まれる前記トレーサガスを、前記検出部によって検出する検出工程と、
   前記検出部によって検出されたトレーサガスを用いて予め定められた判定条件を満たした場合に、前記検査対象物に対する漏れ検査を合格と判定する判定工程と、を有する漏れ検査方法。
5. 前記ガス充填工程及び前記循環工程の開始後であり、且つ、前記検出工程の前に、前記検査対象物の内部に充填された前記トレーサガスによる圧力が予め定められた検査圧力（Ｐｅ）となるまでに要する期間以上、前記検査対象物に対する前記トレーサガスの充填と、前記送風機の作動による前記循環流路を介した前記気体の循環とを継続する待機工程と、を有する請求項４に記載の漏れ検査方法。

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