JPH01227036A - 気密容器の漏洩率測定法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、放射性物質取り扱い施設やバイオハザード施
設等で用いられる気密容器の実際の使用状態でどれだけ
の漏洩率があるかを簡便且つ正確に測定する方法および
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、気密容器の漏洩率測定に用いられている最も一般
的な方法はＨｅ　’）−クデイテクタを用いた外覆法と
圧力測定法である。これらの測定は。

例えば第１図や第２図に示すようなグロープポックスや
放射性廃棄物貯蔵容器等の気密容器を対象としてその気
密試験を行なうものである。第１図において１は微生物
実験に用いられる完全密閉式の気密構造のキャビネット
であり９作業はこのキャビネット内に差し込んだゴム手
袋２を通して行なうようになっており、キャビネット内
は排気送風機３によって負圧に維持される。クラス■の
安全キャビネットでは微少な漏洩も許されないのでその
漏洩率の測定は重要である。また、第２図に示すように
、放射性物質の保管廃棄処理においては保管廃棄容器５
内に放射性物質を封入し、この容器５を例えばコンクリ
ート製の遮蔽容器６内に挿入し、コンクリート製の遮蔽
蓋７を施して保管されるが、容器５の気密性が要求され
るので、その気密試験を行なうことが必要となる。これ
らの例の他、放射性物質の取り扱い施設での排気中の粉
塵やガスの除去に使用される完全密閉型のフィルタ機器
容器（セフティフィルターユニット）等でもユニット内
のダストや汚染ガスが室内に洩れてはいけないのでその
気密性が要求され、その漏洩試験を行なうことが必要と
なる。

かような気密容器に対して、前述のＨｅリークディテク
タを用いた外覆法による漏洩率測定法が最も一最的に行
われてきた。これは、第３図に１解的に示したように、
試験対象の気密容器７の全体をビニールシート等の外覆
８ですっぽり覆い。

この外覆８と試験容器７との間にヘリウムガス源９から
ヘリウムガスを充満させ、試験容器７内を排気ポンプ１
０によって負圧に維持し、この減圧下における所定の測
定時間の間のＨｅガス分圧の上昇率をＨｅリークディテ
クタ１１によって測定し。

これから漏洩率を求めるものである。なお、１２は負圧
測定器を示す。

もう一方の漏洩率測定法である圧力測定法は。

第４図に示すように、試験容器７を排気ポンプ１０によ
って所定の負圧にまで減圧にし、基準圧をもつ基準容器
１３との間の圧力差を差圧計１４によって測定し、所定
の時間の差圧変化を計測するものであり、そのさいの試
験容器内温度と基準容器内温度も計測すると共に蒸気分
圧も求めて所定の計算式によって漏洩率を算出するもの
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

Ｈｅリークディテクタを用いた外覆法は、高精度で漏洩
率を測定できる反面、試験容器を覆うことが必要である
から、大型容器や構造が複雑な容器に対しては適用でき
ないという問題点がある。

圧力測定法では、測定点の数が多く且つ計算式が複雑で
あるという問題がある。また、漏洩率の精度が容器内の
温度測定精度に大きく左右されるという問題がある。例
えば０．１χ程度の漏洩率を求めようとする場合、温度
測定精度は相対誤差０．０５ｄｅｇ、程度で計測する必
要がある。このため、温度変化の少ない夜間などの時間
帯を利用して高精度の測定器を用いて計測作業を行なっ
ているが、測定誤差に起因する漏洩率の成る程度の誤差
は避けられない。

本発明はこのような従来の漏洩率測定における問題点の
解決を目的としたものである。

〔問題点を解決する手段〕

本発明によれば、気密容器の漏洩試験を行なうにあたり
９酸素濃度計を該気密容器に気密に取付けると共に容器
内ガスを容器外に設置した酸素ガス除去装置に循環させ
るガス流路を形成し、該酸素ガス除去装置に容器内ガス
を循環させる段階および容器内を減圧にする段階を経る
ことによって容器内雰囲気を極低酸素濃度で且つ減圧下
の雰囲気に保持し、この状態で所定の時間の間の容器内
の酸素ガス濃度変化を前記酸素濃度計によって測定し、
この酸素濃度測定値の変化から該気密容器の漏洩率を求
めることを特徴とする気密容器の漏洩率測定法を提供す
る。ここで、酸素ガス除去装置に容器内ガスを循環させ
る段階の前に、気密容器内を不活性ガスで置換しておく
ことも実際には有利である。また、酸素ガス除去装置に
周囲空気を導入して窒素リッチなガスを得てこれを容器
内の空気雰囲気と置換することもできる。

この測定を実施する装置として１本発明によれば気密容
器内を減圧にするための排気装置と、気密容器内の酸素
ガス濃度を測定するための酸素濃度計と、気密容器内の
酸素ガスを除去するための酸素除去装置とからなる気密
容器の漏洩率測定装置が徒供される。酸素除去装置とし
ては、気体酸素を除去できる装置であれば使用可能であ
り、酸化されやすい金属粉末（例えば鉄微粉等）を充填
した脱酸素機器等の使用や、水素ガス等の還元性ガスを
利用した脱酸素装置等が使用できる。

以下に図面に従って本発明の内容を具体的に説明する。

〔本発明の好ましい態様〕

第５図は本発明の漏洩率測定法の機器構成例を示したも
ので、気密容器７に対して、排気管１５゜不活性ガス導
入管１６を接続し、排気管工５には排気ポンプ１０．負
圧測定器１２および弁１７を接続する。

また、不活性ガス導入管１６は例えばアルゴンガスまた
は窒素ガス源１８に接続する。そして、酸素除去装置２
０を気密容器７に対して吸込管２１および吐出管２２を
介して接続する。吸込管２１．吐出管２２には弁２３．
２４が介装されると共に、気密容器７内のガスが酸素除
去装置２０に循環されるように循環ポンプ２５が管路に
介装される。また、気密容器７内の酸素ガス濃度が測定
できるように酸素濃度計２６が気密容器７に取付けられ
るや この装置構成によって気密容器７の漏洩率の測定は次の
ようにして行なうことができる。

まず、気密容器７内の空気雰囲気を不活性ガス雰囲気に
置換する。これは排気ポンプ１０を稼働しして減圧にし
たあとでまたは減圧操作を続行させながら不活性ガス源
１８よりアルゴンまたは窒素ガスを導入することによっ
て行なう。これによって気密容器７内の酸素ガス濃度が
成る値にまで減少したら、弁２３および２４を開いて循
環ポンプ２５を稼働し、容器内ガスを酸素除去装置２０
に循環させ。

容器内の酸素ガスを極低濃度にまで除去する。この状態
で弁２３および２４を閉じ循環ポンプ２５を停止し、排
気ポンプ１０を稼働して容器内を所定の負圧にまで減圧
する。この負圧状態で所定の時間酸素４度の変化を酸素
濃度計２６によって計測し２周囲空気の容器内への漏れ
込みに起因する酸素ガス濃度の上昇率を求め、漏洩率を
算出する。

この計算式は次のように表される。

〕 ここで、！漏洩率 Ｈ：測定経過時間 Ｃ：酸素ガス濃度（ｐｐｍ） 添字１：試験開始時 添字２：８時間経過後 Ｐｏ：大気圧平均値 Ｐ、：気密容器内圧平均値 である。

第６図は本発明の別の態様を示したもので、第５図の態
様から不活性ガス導入管１６および不活性ガス′ｆＡ１
８を取り除き、これに代えて、酸素除去装置２０への吸
込管２１に周囲空気導入管２７を取付けた以外は、第６
図の態様と同じ構成を有している。

周囲空気導入管２７には逆流防止弁（逆止弁）２８が取
付けである。

この場合には１周囲空気も酸素除去装置２０に導入する
ことによって１周囲空気中の酸素ガスを除去し、実質上
窒素だけからなるガスを得てこれを容器内の空気雰囲気
と置換することができる。この窒素ガスでの置換を終え
たら前記の第５図の場合と同様の操作を行って漏洩率を
算出する。

第７図は酸素除去装置２０の一例を示したものであり、
吸込管２１の弁２３と吐出管２２の弁２４との間の管路
において、気体流れの順に、循環ポンプ２５゜脱酸素塔
３０．冷却器３１．ドレントラップ３２．脱湿塔３３が
配置される。脱酸素塔３０には水素ガス供給管３４から
水素ガスが供給される。これによって循環ガス中の酸素
と水素を反応させて水を生成させる。この水を同伴した
ガスは冷却器３１で冷却されドレントラップ３２から抜
き出される。そして脱湿塔３３においてさらに除湿され
てから気密容器７に供給される。脱湿塔３３では除湿剤
の再生装置３５が付設され、複数の脱湿塔３３を切替運
転することによって再生運転と除湿運転が繰り返し行わ
れる。

〔発明の効果） 本発明によると、Ｈｅリークディテクタを用いた外覆法
では不可欠の外覆が不要であるから、大型容器や構造が
複雑な気密容器に対してもその漏洩率の測定が行なえる
。また、圧力測定法による漏洩率測定に比べて測定点数
が少なく且つ計算式も簡単となる。また圧力測定法では
誤差の要因となる正確な温度測定が必要であるが１本発
明法では温度補正は不要であり、高精度で微少漏洩率を
測定することができる。例えば０．０５χ／Ｈ程度の漏
洩率を求めようとする場合は、容器内酸素ガス濃度を１
１００ｐｐ程度とすることによって高精度でその漏洩率
が求められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は漏洩率測定対象の気密容器として微生物実験用
の完全密閉式キャビネットの例を示す斜視図、第２図は
同じく放射性廃棄物貯蔵容器の例を示す略断面図、第３
図はＨｅ　’：ｌ−タディテクタを用いた外覆法による
漏洩率測定法を説明するための系統図、第４図は圧力測
定による漏洩率測定法を説明するための系統図、第５図
は本発明に従う漏洩率測定法を説明するための機器配置
図、第６図は本発明に従う漏洩率測定法の他の例を説明
するための機器配置図、第７図は本発明の漏洩率測定に
使用する酸素除去装置の例を示す機器配置図である。 ７・・測定対象の気密容器、１０・・排気ポンプ。 １２・・負圧測定器、１８・・不活性ガス源。 ２０・・酸素除去装置、２５・・循環ポンプ。 ２６・・酸素濃度計、３０・・脱酸素塔、３１・・冷却
器、３２・・ドレントラップ、３３・・除湿塔。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）気密容器の漏洩試験を行なうにあたり、酸素濃度
   計を該気密容器に気密に取付けると共に容器内ガスを容
   器外に設置した酸素ガス除去装置に循環させるガス流路
   を形成し、該酸素ガス除去装置に容器内ガスを循環させ
   る段階および容器内を減圧にする段階を経ることによっ
   て、容器内雰囲気を極低酸素濃度で且つ減圧下の雰囲気
   に保持し、この状態で所定の時間の間の容器内の酸素ガ
   ス濃度変化を前記酸素濃度計によって測定し、この酸素
   濃度測定値の変化から該気密容器の漏洩率を求めること
   を特徴とする気密容器の漏洩率測定法。
2. （２）酸素ガス除去装置に容器内ガスを循環させる段階
   の前に、気密容器内を不活性ガスで置換する段階を実施
   する特許請求の範囲第１項記載の漏洩率測定法。
3. （３）酸素ガス除去装置に容器内ガスを循環させる段階
   の前に、酸素ガス除去装置に周囲空気を導入して酸素を
   除去し、この酸素を除去したガスで容器内の空気雰囲気
   を置換する特許請求の範囲第１項記載の漏洩率測定法。
4. （４）気密容器内を減圧にするための排気装置と、気密
   容器内の酸素ガス濃度を測定するための酸素濃度計と、
   気密容器内の酸素ガスを除去するための酸素除去装置と
   、からなる気密容器の漏洩率測定装置