生命科学関連特許情報
| タイトル： | 特許公報(B2)_エアフィルタテスト方法及びそれに使用するテスト装置 |
| 出願番号： | 1997024556 |
| 年次： | 2005 |
| IPC分類： | 7,G01N15/08 |
特許情報キャッシュ
瀧澤 清一 山田 猛 角野 景子 JP 3658126 特許公報(B2) 20050318 1997024556 19970124 エアフィルタテスト方法及びそれに使用するテスト装置 日本ケンブリッジフィルター株式会社 391017274 山崎 行造 100071010 瀧澤 清一 山田 猛 角野 景子 20050608 7 G01N15/08 JP G01N15/08 A 7 G01N 15/08 特開平０８−１１０２９４（ＪＰ，Ａ） 特開平０４−０７７６４６（ＪＰ，Ａ） 特開昭６３−２３２８１６（ＪＰ，Ａ） 特開昭５９−０１０８３１（ＪＰ，Ａ） 特開昭５２−１４６２８８（ＪＰ，Ａ） 2 1998206310 19980807 9 20031121 西村 直史 【０００１】【産業上の利用分野】本発明は、エアフィルタ単体のスキャンテストに関し、詳細には高性能エアフィルタをスキャンテストするための方法及びそれに使用する装置に関する。【０００２】【従来技術】ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ等の高性能フィルタは、製造後定格の捕集効率を満足すること、またフィルタに漏洩の無いことを確認するためにスキャンテストが行われる。そのスキャンテストの方法として、清浄空気が流れている試験エアフィルタの上流側に試験粒子を導入し、清浄空気により希釈混合された試験粒子を試験フィルタ全面に供給し、試験フィルタ下流側で走査する粒子検出器により試験フィルタを透過する粒子を検出する方法が一般的に行われている。【０００３】上記先行技術は、下流側の粒子検出器がエアフィルタ全面を走査し終わるまで試験フィルタの上流側の表面全面に亘り試験粒子が同時に連続して供給されるので、エアフィルタに過剰の試験粒子を負荷させることになる。近年、精密機械、医薬品製造のためのクリーンルームについては、より清浄な環境が求められており、無塵環境を作る有効的な手段であるエアフィルタの高捕集効率化が要望されている。特に超高性能エアフィルタを全数検査してスキャンテストを行なう場合、上記の先行技術によるようなスキャンテストをするとエアフィルタ前後の圧力損失が上昇し、結果としてエアフィルタの性能が低下することになる。【０００４】試験粒子を発生させるには、主として液中に浸漬したノズルから圧縮空気を導入し、バブリングによりエアロゾル化された試験粒子を得るラスキンノズル型粒子発生器が使われる。このラスキンノズル型粒子発生器から発生した試験粒子は、試験用エアフィルタまで流れる清浄空気の流路の途中で導入され装置内に懸濁するため、目的の粒子濃度を得るには粒子発生濃度を高くする必要があり、粒子供給器の台数を増加する等の手段がとられていた。したがって試験粒子の使用量が増加し試験に要する費用も大きくなっている。【０００５】一方、特開平４−７７６４６号は、粒子発生器から導かれるノズルを試験フィルタの上流側に設置し、試験フィルタの下流側において縦方向に複数のプローブを設置してこれらプローブを上下・左右に走査させ、各プローブ毎に漏洩検出器を接続してテストエアロゾルを検出する、試験フィルタ漏洩試験方法及びその装置を開示している。【０００６】この先行技術による装置では、複数のプローブを走査させて、広い範囲に亘り検査を行なうことになるため、ノズルを試験フィルタの上流側の空気整流板のさらに上流の離隔した位置に設け、発生した粒子を空気中に均一に懸濁させ、試験フィルタ上流側の粒子濃度を一定なものにする必要がある。したがってこの装置では試験フィルタに到達するまで粒子供給器から発生した粒子濃度が多量の空気によって希釈される。したがって、試験フィルタのサイズが変わりフィルタの面積が大きくなると、空気の流量が増加するため希釈率が増加するので、粒子供給器から発生させる粒子の濃度を高くする必要がある。さらに試験粒子がエアフィルタ上流側装置内全域に懸濁して堆積し装置内が汚染されることになる。【０００７】上記公報が開示する装置は複数のプローブによりテストエアロゾルを検出するので、同一面積のエアフィルタの試験では単一の粒子検出器を備えた試験装置に比し試験時間が短縮する利点があるが、複数のプローブのそれぞれに対して漏洩検出器を接続する必要があり、試験装置の製造コストが高くなる。【０００８】【発明が解決しようとする課題】本発明は、高性能エアフィルタのスキャンテスト時にテスト装置内を過度に汚染することなく、また試験用エアフィルタヘの試験粒子の過負荷を防ぎ、且つ試験粒子の消耗を最低限に抑えることができるエアフィルタテスト方法及びそのテスト装置を提供することを目的とする。【０００９】【課題を解決するための手段】本発明によれば、エアフィルタの上流側において粒子供給器からテストエアロゾルを供給し、前記エアフィルタの下流側において粒子検出器を上下・左右に走査して漏洩したテストエアロゾルを検出するエアフィルタテスト方法において、前記粒子供給器から発生するテストエアロゾルを前記エアフィルタの上流側から供給すると共に、前記粒子供給器からのテストエアロゾルを前記粒子検出器の上下・左右の走査運動に同調させて局所的に前記エアフィルタに供給し、もって漏洩したテストエアロゾルを検出することを特徴とするエアフィルタテスト方法、が提供される。【００１０】さらに本発明によれば、エアフィルタの上流側に設置されテストエアロゾルを供給する粒子供給器と、前記エアフィルタの下流側に設置されて漏洩したテストエアロゾルを検出する上下・左右に移動可能な粒子検出器と、を含むエアフィルタテスト装置において、前記エアフィルタの上流側に設置されテストエアロゾルを局所的に前記エアフィルタに供給する前記粒子供給器にして、該粒子供給器は前記粒子検出器に対向したまま前記粒子検出器と共に上下・左右に移動可能である前記粒子供給器を特徴とするエアフィルタテスト装置、が提供される。【００１１】【作用】本発明によるエアフィルタテスト方法及びそれに使用するテスト装置によりエアフィルタのスキャンテストを行なうと、試験粒子が装置のダクト全域に懸濁することがなく、装置内が汚染されることがない。また、粒子供給器が試験フィルタの近くに位置するため粒子濃度が希釈されることが殆どないので、試験フィルタのサイズを変更して試験流量が増加しても発生させる粒子濃度は常に一定としてよい。したがって必要最低限の試験粒子の濃度でエアフィルタに供給することができ、試験粒子の使用量を少なくすることができる。【００１２】【実施例】以下本発明を実施するエアフィルタ試験装置としてのスキャンテスト装置の説明と実施例の説明をする。【００１３】図１は本発明によるスキャンテスト装置の概略図である。この図１において、ダクト６の下流側にはスキャンテストの対象となる試験すべきエアフィルタとして、高さ６１０ｍｍ、幅６１０ｍｍ、奥行６５ｍｍの外形寸法のエアフィルタ１が設置され、ダクト６の上流側には送風機７が配置され、さらにその上流側にはＨＥＰＡフィルタ８が設置されている。送風機７により吸引される空気はＨＥＰＡフィルタ８を透過して清浄空気となり、ダクト６内に導入されるようになっている。【００１４】本発明によるテスト装置でピンホールの検出が可能であるかどうかを調べるため、試験フィルタに８立方米／分の流量の空気を通過させた際、フィルタ上流側の塵埃を含む空気が０．０２８３乃至２８．３ｃｃ／分漏洩する程度に数個のピンホールをランダムに設けた。【００１５】一方、コンプレサー（図示せず）からは２ｋｇ／平方センチメートルの圧力の圧縮空気が弁１４、パージフィルタ１５、導管１２を経由してラスキンノズル型発生器９中に設けたノズル１１に導かれ、ノズル１１から発生器９中のシリカ粒子分散液（図示せず）中に清浄な圧縮空気が吹き込まれフィルタテスト用シリカエアロゾル（特願平７−１７１６４４号）が発生するようになっている。図１に示すようにラスキンノズル型発生器９にはエアロゾル噴出口１３が設けられ、ここから導管１９が、試験フィルタの上流面から５０ｍｍ離隔した上流位置に設けた粒子供給器２に延びている。又、導管１２の途中で導管１６が分岐して延び、この導管１６は希釈調節バルブ１７に接続され、希釈調節バルブ１７から導管１８が延びて導管１９の途中で導管１９に接続されている。したがってエアロゾル噴出口１３から導管１９を経て粒子供給器２に導かれるシリカエアロゾルは、希釈調節バルブ１７を調節することによりパージフィルタ１５からの清浄な圧縮空気により希釈され、所望の試験粒子濃度のシリカエアロゾルが得られるようになっている。【００１６】ラスキンノズル型発生器９から発生した試験粒子であるシリカエアロゾルは、上記のように希釈され、導管１９を通って、粒子供給器２から試験フィルタ１に局所的に供給される。この粒子供給器２の開口部は、高さ７５ｍｍ、幅３１ｍｍの寸法を有し、粒子供給器走査装置３により図２に示す矢印のとおり上下・左右に移動し、試験フィルタの上流面に局所的に試験粒子を連続して供給する。試験フィルタの奥行き寸法が大きくなると、粒子供給器と粒子検出器との距離が大きくなり、粒子供給器から試験フィルタの上流側表面に局所的に供給される試験粒子を供給した時点で、試験フィルタの下流側表面で同時に試験粒子を検出することができずタイムラグを生じる。これによる検出の遅れを補正するためには、粒子供給器を任意の１点における粒子検出器に対向する位置より若干先行する位置関係において走査させてもよい。【００１７】試験フィルタ１の下流側には、試験フィルタ下流面から２５ｍｍ離隔した下流位置に粒子検出器４が設置されている。この粒子検出器４の開口部は高さ５５ｍｍ、幅２０ｍｍの寸法を有する。粒子検出器４は粒子供給器２と常に相対向して位置し、粒子検出器走査装置５により互いに同調して上下・左右に移動するようになっており、粒子検出器４が試験フィルタ１を透過する試験粒子を検出する。試験フィルタ下流面を走査して検出した試験粒子は、ハイアックロイコ社製のパーティクルカウンタ Ｍｉｃｒｏ Ａｉｒ ｌ００である粒子計測器１０により計測される。【００１８】上記のスキャンテスト装置を使用して、送風機７を駆動してＨＥＰＡフィルタ８を透過した０．０４リットル／平方センチメートル／秒の流速の清浄空気を８立方米／分の流量でダクト６内に導入し、同時にラスキンノズル型発生器９を作動させ発生したテストエアロゾルをダクト６内の粒子供給器２から試験フィルタ１に供給する。【００１９】まず、コンプレッサーを作動させ、弁１４を開け、希釈調節バルブ１７を調整して、粒子供給器２の開口部から０．０４リットル／平方センチメートル／秒の流速でテストエアロゾルを排出させる。粒子供給器２の開口部は、高さ７．５センチメートル、幅３．１センチメートルであるから開口面積は２３．２５平方センチメートルであり、したがって粒子供給器２の開口部から排出されるテストエアロゾルの流量は０．０４リットル／秒×２３．２５＝０．９３リットル／秒である。粒子供給器走査装置３及び粒子検出器走査装置５により、粒子検出器４及び粒子供給器２を互いに対向させたまま図２に示す矢印にしたがって移動させ、試験フィルタ１の上流側と下流側を走査させた。それらの走査速度は５センチメートル／秒とし、水平走査線と水平走査線間の距離は５センチメートルとした。このようにして粒子供給器２からテストエアロゾルを排出させながら、試験フィルタ１の上流側で粒子供給器２を下流側で粒子検出器４を１５５秒の間走査させた。【００２０】したがって、この１５５秒の時間で粒子供給器２の開口部から排出されるテストエアロゾルの流量は０．９３リットル／秒×１５５秒＝１４４．１５リットルとなり、１４４．１５リットルのテストエアロゾルが試験フィルタに供給されたことになる。一方、エアロゾル中のシリカ粒子の濃度は８．４８×１０9 個／立方米、すなわち８．４８×１０9 個／１０００リットルとなるように調整してあるので、試験フィルタに供給された試験粒子の総量は、８．４８×１０9 個／１０００リットル×１４４．１５リットル＝１．２２×１０9 個となる。以上の実施例では、シリカ粒子はダクト６内に殆ど堆積せず、ダクト６を汚染しなかった。【００２１】次に粒子供給器２から試験フィルタ上流面までの距離と、粒子供給器２から発生した試験粒子の試験フィルタ上流面までの到達率との関係を調べた。【００２２】試験装置としては、実施例に使用したテスト装置の中、図１の粒子検出器４と粒子検出器走査装置５を取り外し、粒子検出器４の代わりにφ３のチューブを取り付け、実施例と同様にシリカ粒子及びラスキンノズル型発生器９を使用して、希釈調節バルブ１７を調節してテストエアロゾルを発生させた。試験フィルタは上流側の粒子が下流側に５０％以上、透過する程度のフィルタを設置し、試験フィルタの上流面から３０ｍｍ、５０ｍｍ、８０ｍｍ、それぞれ離隔した各上流位置に設置した粒子供給器２からシリカ粒子を発生させた。【００２３】試験フィルタの下流側では、試験フィルタ下流面から２５ｍｍ離隔した位置で、実施例における粒子検出器４の開口面積に相当する範囲内の複数の測定点において、試験フィルタを透過したシリカ粒子をハイアックロイコ社製のパーティクルカウンタ ＲＯＹＣＯ ２２６である粒子計測器１０により計測した。その他の試験条件は、実施例と同様に気流速度を０．４ｍ／秒、空気流量を８立方米／分、すなわち１３３．３３リットル／秒として行なった。【００２４】表１に上記試験の結果、粒子供給器２から発生した試験粒子の試験フィルタ上流面までの到達率を表す値を複数の測定ポイント毎に示した。【００２５】表１から判るように、試験フィルタから粒子供給器２までの距離を長くすると、当然のことながら粒子供給器２から発生する試験粒子の拡散が大きくなり、試験粒子の試験フィルタ上流面までの到達率が低下する。しかし試験フィルタから粒子供給器２までの距離が長くても、粒子供給器２の開口面積が粒子検出器の開口面積の２倍程度とすることにより、粒子検出器の開口面積に相当する面積の範囲内では試験粒子を概ね均一な濃度分布となり、テスト装置内の過度の汚染及び試験用エアフィルタの過負荷を防止しつつエアフィルタをテストすることができる。【００２６】本発明の目的である試験粒子発生量の抑制、試験フィルタ汚染の防止等を達成するためには、試験フィルタ上流面までの試験粒子の到達率は１０％以上であることが望ましい。すなわち、粒子検出器の開口面積に相当する面積の範囲内での拡散率が１／１０以内となることが好ましい。なお、試験粒子の拡散を可能な限り制限するためには、粒子供給器の上流側に整流手段を設けることも可能であり、それにより粒子供給器を試験フィルタ面からさらに離隔させることもできる。【００２７】実際のフィルタの試験では、試験粒子の拡散を考慮して試験時のテストエアロゾル濃度を設定する必要がある。従って、前記実施例におけるテストエアロゾルの発生濃度は、試験フィルタの上流面における粒子濃度が従来濃度例と同程度の濃度となるように設定した。【００２８】次に従来行なわれてきた方法の例として、概略図である図３のスキャンテスト装置を使用してスキャンテストを行なった。図３において、ダクト２０の下流側にはエアフィルタとして、高さ６１０ｍｍ、幅６１０ｍｍ、奥行６５ｍｍの外形寸法の試験フィルタ２８を設置し、ダクト２０の上流側には送風機２４が配置され、さらにその上流側にはＨＥＰＡフィルタ２１が設置されている。送風機２４により吸引される空気はＨＥＰＡフィルタ２１を透過して清浄空気となり、ダクト２０内に導入される。送風機２４を駆動してＨＥＰＡフィルタ２１を透過した０．０４リットル／平方センチメートル／秒の流速の清浄空気を１３３．３３リットル／秒の流量でダクト２０内に導入し、同時にラスキンノズル型発生器２３を作動させ発生したテストエアロゾルを送風機２４の前方に設けた、ラスキンノズル型発生器２３から導管２２の末端に接続されたノズル２５から排出させ送風機２４でダクト２０内に導入した。ノズル２５から排出されたテストエアロゾルは、ダクト２０内で希釈され拡散して試験フィルタ２８の全面に供給される。【００２９】試験フィルタ２８の下流側には、試験フィルタ下流面から２５ｍｍ離隔した下流位置に粒子検出器２６が設置されている。この粒子検出器２６は実施例で使用した粒子検出器２と同じ寸法の開口部を有し、粒子検出器走査装置２７により実施例と同じく図２に示す矢印のとおり上下・左右に移動するようになっており、試験フィルタ２８を透過する試験粒子を検出する。検出された試験粒子は、粒子計測器２９によりカウントされる。試験粒子は実施例と同様にテストエアロゾルを使用し、ダクト２０内におけるシリカ粒子の濃度が３．６７×１０9 個／立方米となるように調整し、１５５秒の間、テストエアロゾルを試験フィルタ２８の全面に供給した。その他の試験条件についても実施例と同様である。この従来例のスキャンテストの結果、ダクト２０内にシリカ粒子が堆積し、装置内が汚染されていることが観察された。【００３０】ダクト２０内に導入された清浄空気の流量は１３３．３３リットル／秒であるから、１５５秒では、１３３．３３リットル／秒×１５５秒＝２０６６６．１５リットルとなり、テストエアロゾルを含む２０６６６．１５リットルの空気が試験フィルタに供給されたことになる。この空気中のシリカ粒子の濃度は３．６７×１０9 個／立方米、すなわち３．６７×１０9 個／１０００リットルとなるように調整してあるので、試験フィルタに供給された試験粒子の総量は、３．６７×１０9 個／１０００リットル×２０６６６．１５リットル＝３．６７×１０9 個×２０，６６６、すなわち７５．８×１０9 個であった。【００３１】上記数値を本発明の実施例による数値である１．２２×１０9 個と比較すると、６０倍以上も試験粒子の供給量が多いことが判る。【００３２】【発明の効果】本発明によるエアフィルタテスト装置でスキャンテストを行なうと、粒子供給器から直接試験フィルタ上流側の直前に試験粒子を供給することができるため、試験粒子をダクト内全域に懸濁させることがないので、ダクト内を過度に汚染することなく試験フィルタの汚染を防止することができる。また、試験粒子が清浄空気により希釈されることがなく、試験粒子の使用量を最低限に抑えられ経済的効果が大きい。【図面の簡単な説明】【図１】図１は本発明に使用したスキャンテスト装置の概略図である。【図２】図２は試験フィルタの下流側からみた粒子検出器４又は粒子検出器１９又は粒子供給器２の走査方向を示す図である。【図３】図３は従来例としての試験に使用したスキャンテスト装置の概略図である。【符号の説明】１ 試験フィルタ２ 粒子供給器３ 粒子供給器走査装置４ 粒子検出器５ 粒子検出器走査装置６ ダクト７ 送風機８ ＨＥＰＡフィルタ９ ラスキンノズル型発生器10 粒子計測器11 ラスキンノズル型発生器のノズル12 導管13 エアロゾル噴出口14 弁15 パージフィルタ16 導管17 調整弁18 導管19 導管20 従来例の試験に使用する装置のダクト21 従来例の試験に使用する装置のＨＥＰＡフィルタ22 従来例の試験に使用する装置の導管23 従来例の試験に使用する装置のラスキンノズル型発生器24 従来例の試験に使用する装置の送風機25 従来例の試験に使用する装置のノズル26 従来例の試験に使用する装置の粒子検出器27 従来例の試験に使用する装置の粒子検出器走査装置28 従来例の試験に使用する装置の試験フィルタ29 従来例の試験に使用する装置の粒子計測器 エアフィルタの上流側において粒子供給器からテストエアロゾルを供給し、前記エアフィルタの下流側において粒子検出器を上下・左右に走査して漏洩したテストエアロゾルを検出するエアフィルタテスト方法において、 前記粒子供給器から発生するテストエアロゾルを前記フィルタの上流側から供給すると共に、前記粒子供給器からのテストエアロゾルを前記粒子検出器の上下・左右の走査運動に同調させて局所的に前記エアフィルタに供給し、もって漏洩したテストエアロゾルを検出するエアフィルタテスト方法であって、 前記粒子供給器を、前記粒子検出器に対向する位置より先行する位置関係において走査させることを特徴とするエアフィルタテスト方法。 エアフィルタの上流側に設置されテストエアロゾルを供給する粒子供給器と、前記エアフィルタの下流側に設置されて漏洩したテストエアロゾルを検出する上下・左右に移動可能な粒子検出器と、を含むエアフィルタテスト装置において、 前記エアフィルタの上流側に設置されテストエアロゾルを局所的に前記エアフィルタに供給する前記粒子供給器にして、該粒子供給器は前記粒子検出器に対向したまま前記粒子検出器と共に上下・左右に移動可能である前記粒子検出器を備えるエアフィルタテスト装置であって、 前記粒子供給器を、前記粒子検出器に対向する位置より先行する位置関係において移動させることを特徴とするエアフィルタテスト装置。