JP2006071565A

JP2006071565A - 断熱材における断熱性能の検査方法と検査装置

Info

Publication number: JP2006071565A
Application number: JP2004257898A
Authority: JP
Inventors: Takahito Shibayama; 卓人柴山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】熱流束センサーの精度の面から熱伝導率が低いと、センサーは大きくなくては測定ができず、熱流束センサーの精度から測定できる熱伝導率と被測定物の大きさに制限がある。
【解決手段】所定温度の熱源４と接した断熱材５の熱源接触面とその面に対向する面との温度差と、検査条件の周囲温度と熱伝達率とより算出される断熱材５の熱貫流率と断熱材表面と裏面との温度差の相関関係から断熱材の断熱性能を判定するので、熱還流率が所定値以下であることを温度差より判定することができ、断熱材５の断熱性能を検査することができる。また、温度を測定するだけなので短時間で検査を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、断熱材が所定の断熱性能を有しているか否かを検査する検査方法と、それを実行する検査装置に関するものである。

従来の検査装置は、被測定物の両面を温度制御して温度差をつけ、熱流束と温度差、厚みを測定することにより熱伝導率を求めている。

また、被測定物と熱抵抗材の間で熱を発生させて、被測定物内部と熱抵抗材内部に熱を流し、熱抵抗材の少なくとも２箇所の温度差から被測定物の熱伝導率を求める装置もある（例えば、特許文献１参照）。

図４は、特許文献１に記載された従来の熱伝導率測定方法の概略断面図である。図４に示すように被測定物１と、熱抵抗材２と、熱発生装置３から構成されている。

以上のように構成された検査装置について、以下その動作を説明する。

まず、被測定物１と熱抵抗材２の内部に熱発生装置３より熱を流し、熱抵抗材２の少なくとも２箇所の温度差から被測定物１の熱伝導率を求める。
特開２００２−１３１２５７号公報

しかしながら、上記従来の構成では、熱流束センサーの精度の面から低熱伝導率の被測定物は、熱流束センサーが小さいと測定できない問題があり、熱流束センサーの精度から測定できる熱伝導率と被測定物の大きさに制限があった。

また、特許文献１の構成では、被測定物の片面上の少なくとも２箇所温度測定しなければならず、測定精度を上げるためには一定の距離間以上で数箇所の温度測定が必要であった。そのため、被測定物が小さいと測定精度が落ちてしまう問題があった。また、２箇所の温度差から熱伝導率を出すため、被測定物での２箇所間の温度差と熱伝導率の関係を実測してだす必要がある。そのため、測定の工数が増えてしまう問題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、特に５０Ｗ／ｍ²Ｋ以下の熱貫流率の断熱材の断熱性能を簡単に判定することができる検査方法と検査装置を提供するものである。

上記従来の課題を解決するために、本発明の検査装置は、断熱材の裏表面に温度差を付けて温度差を測定するようにしたものである。

これによって、前もって温度差と熱貫流率の関係を実測することなく、（数１）より温度差と熱貫流導率の相関関係が導けるので、熱還流率が所定値以下であることを温度差より判定することができ、様々な熱伝導率、形状、大きさの断熱材の断熱性能を簡単に判定することができる。

本発明の検査装置は、様々な熱伝導率、形状、大きさの断熱材の断熱性能を簡単に判定することができる。

請求項１に記載の発明は、所定温度の熱源と接した断熱材の熱源接触面とその面に対向する面との温度差と、予め算出した断熱材の熱貫流率と断熱材表面と裏面との温度差との相関関係から断熱材の断熱性能を判定する検査方法であるので、熱貫流率と両面の温度差の相関関係より、断熱材表面と裏面とに温度差を付け両面の温度差を測定することで、熱還流率が所定値以下であることを温度差より判定することができ、断熱材の断熱性能を検査することができる。また、温度を測定するだけなので短時間で検査を行うことができる。

請求項２に記載の発明は、所定温度の熱源と接した断熱材の熱源接触面とその面に対向する面との温度差と、検査条件の周囲温度と熱伝達率とより算出される断熱材の熱貫流率と断熱材表面と裏面との温度差の相関関係から断熱材の断熱性能を判定する検査方法であるので、熱貫流率と断熱材表面と裏面との温度差の相関関係より、断熱材の両面に温度差を付け両面の温度差を測定することで、熱還流率が所定値以下であることを温度差より判定することができ、断熱材の断熱性能を検査することができる。

また、温度を測定するだけなので短時間で検査を行うことができる。また、熱貫流率と断熱材表面と裏面との温度差の相関関係が検査条件の周囲温度と熱伝達率が同じならば一意的に決まるので、前もって相関関係データを取る必要がないので時間が短縮できる。

請求項３に記載の発明は、断熱材の熱貫流率が５０Ｗ／ｍ²Ｋ以下である請求項１または請求項２に記載の検査方法であり、熱貫流率に対する断熱材表面と裏面との温度差の傾きが大きいので、検査精度が向上する。

請求項４に記載の発明は、断熱材の厚みが５ｍｍ以下である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の検査方法であり、熱貫流率に対する断熱材表面と裏面との温度差の傾きが大きいので、検査精度が向上する。また、薄いことにより検査時間が短縮できる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項の検査方法を実行する手段を備えた検査装置であり、断熱性能の検査を行うことができる。

請求項６に記載の発明は、周囲の温度を測定する温度センサーを備え、測定したデータから熱貫流率と断熱材表面と裏面との温度差の相関関係データを補正する請求項５に記載の検査装置であり、周囲の温度を測定して測定時の温度がわかり熱伝導率と両面の温度差の相関関係データを補正することにより、（数１）より算出できる熱貫流率と断熱材表面と裏面との温度差の相関関係と、実測温度差との差が少なくできるので、検査精度を向上できる。

請求項７に記載の発明は、検査装置をケースで覆った請求項５または請求項６に記載の検査装置であり、熱伝達率を一定にできるので、（数１）より算出できる熱貫流率と断熱材表面と裏面との温度差の相関関係と実測温度差との差が少なくできるので、検査精度を向上できる。

請求項８に記載の発明は、温度センサーを断熱材の少なくとも片面に２つ以上設けた請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の検査装置であり、２点以上で温度を測定することにより、断熱材の表面の段差や、密度差などのバラツキによる測定温度バラツキを低減できるので、検査精度を向上することができる。

請求項９に記載の発明は、断熱材の厚みを測定するセンサーを備えた請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の検査装置であり、製品規格外の厚みの断熱材を抽出することができるので、検査効率が向上する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における検査装置の測定部概略図である。図２は、本発明の実施の形態１における熱貫流率と断熱材両面の温度差との相関関係図である。図３は、本発明の実施の形態１における熱伝導率と断熱材両面の温度差との相関関係図である。

図１、図２、図３において、検査装置の測定部８は、風による影響を防ぐケース７と、断熱材６の片面に接触し温度制御する熱源４と、断熱材６の他面から挟みこむ放熱器９を備え、断熱材６の熱源接触面とその面に対向する面との温度を測定する温度センサー６から構成される。また、周囲温度、熱伝達率を予め入力しておくことにより（数１）より算出される温度差と熱貫流率の相関関係データ、もしくは温度差と熱貫流率の相関関係のデータを備える。

また、好ましくは断熱材５の厚みを温度測定と同時に測定するセンサーを備え、その厚みより熱貫流率を熱伝導率に変換する機能を有する。また、周囲温度を測定するセンサーを備える。また、温度センサー６は、好ましくはひとつの断熱材５の片面に少なくとも２点以上備える。また、好ましくは断熱材の熱貫流率が５０Ｗ／ｍ²Ｋ以下である。また、好ましくは断熱材の厚みが５ｍｍ以下である
以上のように構成された検査装置について、以下その作用を説明する。

断熱材５の片面を熱源４により温度制御し、温度センサー６により断熱材５の表面と裏面の温度を測定し、温度差を出す。その測定温度差と図２の相関関係より、熱還流率が所定値以下であることを温度差より判定することができる。

以上のように、本実施の形態においては、所定温度の熱源４と接した断熱材５の熱源接触面とその面に対向する面との温度差と、検査条件の周囲温度と熱伝達率とより算出される断熱材５の熱貫流率と断熱材表面と裏面との温度差の相関関係から断熱材の断熱性能を判定するので、熱還流率が所定値以下であることを温度差より判定することができ、断熱材５の断熱性能を検査することができる。

また、断熱材の熱貫流率が５０Ｗ／ｍ²Ｋ以下なら、図２よりわかるように熱貫流率に対する断熱材表面と裏面との温度差の傾きが大きいので、検査精度が向上する。また、断熱材５の厚みが５ｍｍ以下なら、図２に厚みのファクターを入れた図３や（表１）からみると、熱伝導率に対する断熱材表面と裏面との温度差の傾きが大きいので、検査精度が向上し、また薄いことにより検査時間が短縮できる。

また、風による影響を減らすケース７を備えており、熱伝達率が一定になることで（数１）より算出できる熱貫流率と断熱材表面と裏面との温度差の相関関係と実測温度差との差を少なくできるので、検査精度を向上できる。

また、厚みの測定ができることにより、断熱材５個々の正確な厚みがわかり、製品規格外の厚みの断熱材を抽出することができ、検査効率が向上する。また、周囲温度を測定できることにより、（数１）より算出できる熱貫流率と断熱材表面と裏面との温度差の相関関係と実測温度差との差を少なくでき、検査精度を向上できる。

また、測定点一箇所につき複数の温度センサー１１をもちいることにより、断熱材５の表面の段差や、断熱材５の密度差などのバラツキによる測定温度バラツキを低減でき、検査精度を向上することができる。なお、本実施の形態では断熱材５の片面に放熱器９を接触させているが、それを空気に換えることも可能である。空気に換えることにより、測定温度の安定するまでの時間が短くなり、検査効率が向上する。また、相関関係において熱貫流率を用いているが、これは熱を示すひとつの指標であり、これが熱伝導率、熱流速等であっても同様のことが行える。

以上のように、本発明にかかる検査装置は、断熱材の両面に温度差を付け、両面の温度を測定することで熱伝導率が所定範囲にあることがわかり、断熱材の断熱性能を短時間で簡単に検査することが可能となるので、真空断熱材の生産ラインでの検査に適用できる。

本発明の実施の形態１における検査装置の測定部概略図本発明の実施の形態１における熱貫流率と断熱材両面の温度差との相関関係を示す特性図本発明の実施の形態１における熱伝導率と断熱材両面の温度差との相関関係を示す特性図従来の検査装置の概略図

符号の説明

４熱源
５断熱材
６熱源
７ケース

Claims

所定温度の熱源と接した断熱材の熱源接触面とその面に対向する面との温度差と、予め算出した断熱材の熱貫流率と断熱材表面と裏面との温度差との相関関係から断熱材の断熱性能を判定する検査方法。
所定温度の熱源と接した断熱材の熱源接触面とその面に対向する面との温度差と、検査条件の周囲温度と熱伝達率とより算出される断熱材の熱貫流率と断熱材表面と裏面との温度差の相関関係から断熱材の断熱性能を判定する検査方法。
断熱材の熱貫流率が５０Ｗ／ｍ²Ｋ以下である請求項１または請求項２に記載の検査方法。
断熱材の厚みが５ｍｍ以下である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の検査方法。
請求項１から請求項４のいずれか一項の検査方法を実行する手段を備えた検査装置。
周囲の温度を測定する温度センサーを備え、測定した周囲温度から熱貫流率と断熱材表面と裏面との温度差の相関関係データを補正する請求項５に記載の検査装置。
検査装置をケースで覆った請求項５または請求項６に記載の検査装置。
データ処理部に温度センサーを断熱材の少なくとも片面に２つ以上設けた請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の検査装置。
断熱材の厚みを測定するセンサーを備えた請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の検査装置。