JPH1164207A - 水蒸気移動制御装置の検査方法 - Google Patents

水蒸気移動制御装置の検査方法

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JPH1164207A JP23184197A JP23184197A JPH1164207A JP H1164207 A JPH1164207 A JP H1164207A JP 23184197 A JP23184197 A JP 23184197A JP 23184197 A JP23184197 A JP 23184197A JP H1164207 A JPH1164207 A JP H1164207A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 二つの通気口間の通気路途中に通気性透湿性
の防水膜を複数設けて複数の小室を形成した水蒸気移動
制御装置の防水膜の穴の有無・膜品質・小室の気密性の
検査を精度よく行う。 【解決手段】 水蒸気移動装置1の小室1f,1g,1
hに、マノメーター3a,3b,3cの圧力測定管2
a,2b,2cを挿入して圧力を測定し、又水蒸気移動
装置1の一方の通気口を大気に開放し、他方の通気口に
空気ボンベ4の空気を送り込む。各小室1f,1g,1
hの圧力とマノメーター3a,3b,3cで測定し、時
間変化をグラフ化して正常の良品質の製品の場合の圧力
値の時間変化との偏差を求めて、その偏差から品質を判
断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特殊な膜とその配
列で水蒸気の移動方向を制御する水蒸気移動制御装置
で、加湿装置・除湿装置・調湿装置として利用される小
型装置の製品の防水検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明者は、性質を異にする通気性で透
湿性のある防水膜を通気路途中に複数設けて、通気路を
複数の小室に区画して、水蒸気の移動方向を制御するメ
カニカルな機構を必要としない小型の水蒸気移動制御装
置を開発した。この装置を製作する際、膜の穴の初期欠
陥、膜の製作中又は使用中の劣化・損傷、その他の取付
の気密箇所の不良を検査する気密性・防水膜の通気性の
品質管理が必要とされる。従来の装置検査方法は、膜・
部品の検査と組み立て後の製品の目視による検査だけで
あったため、製品の検査の精度が悪いものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来のこれらの問題点を解決し、防水膜の
通気性・通気路の気密性の検査を精度よくできる水蒸気
移動制御装置の検査方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決した本
発明の構成は、 1) 外に開放された二つの通気口を有し、同通気口を
連絡する通気路の途中に通気性で透湿性のある防水膜を
複数設けて通気路を複数の小室に区画し、二つの通気口
間での水蒸気の移動を制御する水蒸気移動制御装置の検
査方法であって、水蒸気移動制御装置の二つの通気口に
圧力差がある気体を送り、その小室内の圧力又は小室間
の圧力差を計測し、その計測圧力値が適正の品質の防水
膜・通気路の気密性・通気性の場合の圧力値からの偏差
から防水膜の通気性及び通気路の気密性の欠陥を検査す
ることを特徴とする水蒸気移動制御装置の検査方法 2) 外に開放された二つの通気口を有し、同通気口を
連絡する通気路の途中に通気性で透湿性のある防水膜を
複数設けて通気路を複数の小室に区画し、二つの通気口
間での水蒸気の移動を制御する水蒸気移動制御装置の検
査方法であって、水蒸気移動制御装置の二つの通気口に
温度と湿度が異なる気体を送り、その小室の温度と湿度
を計測し、各膜間の水蒸気の透過係数を求め、この透過
係数値の時間的変化の適切な防水膜・通気路の場合の透
過係数値からの偏差から防水膜・通気路の気密性通気性
の欠陥を検査することを特徴とする水蒸気移動制御装置
の検査方法にある。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明における圧力計測手段とし
ては、水・水銀等の液体を用いたマノメーター、圧力で
金属を変形変位させてその変形変位を針の動きに変える
圧力計、又は電気的に計測する圧力センサーが使える。
湿度センサーとしては、熱電対温度センサー,白金測温
抵抗体温度センサー,サーミスタ温度センサー,IC化
温度センサー,赤外線温度センサーが使える。又湿度セ
ンサーとしては、セラミックス(加熱クリーニング型,
非加熱クリーニング型)湿度センサー,高分子フィルム
(静電容量式、電気抵抗式)湿度センサー,熱伝導式湿
度センサー,限界電流式湿度センサー,その他ヘリウム
湿度センサー等が使える。これらの温度・湿度センサー
は、装置の大きさや膜の性能および測定条件、センサー
自体の性能を考慮に入れて、適宜組み合わせて使用して
もよい。本発明の検査対象の水蒸気移動制御装置は、フ
ィン・ファン等の気体の流れ・温度の流れを生起させる
構成、及びペルチェ等の発熱体・吸熱体・蓄熱体・断熱
材等を用いたものでもよく、これらの構成部材があって
も本発明はよく検査できる。圧力をかける気体として
は、空気,窒素,炭酸ガス,酸素,一酸化炭素,炭酸ガ
スその他ヘリウム等の不活性ガス等が用いられる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は実施例1の検査方法を示す説明図である。
図2は実施例1の小室の圧力変化図である。図3は実施
例2の検査方法を示す説明図である。図4は透過係数の
時間変化を示す説明図である。図5は透過係数の合格範
囲の領域を示す説明図である。図6は水蒸気移動制御装
置の例を示す説明図である。図7は水蒸気移動制御装置
のパッキンの取付状態を示す説明図である。図8は水蒸
気移動制御装置の小室ユニットの連結構造を示す説明図
である。図9は水蒸気移動制御装置の孔の設け方の例を
示す説明図である。図10は水蒸気移動制御装置の孔の
設け方の例を示す説明図である。
【0007】:実施例1(図1,2参照) 図1,2に示す実施例は、水蒸気移動制御装置の通気口
の一方を大気に開放し、他方の通気口に空気ボンベから
の空気を送り、小室の圧力をマノメーターで計測し、各
小室の圧力の時間変化を図2のように記録し、、品質の
良い防水膜・通気路の場合の同一条件での圧力値とを比
較し、その偏差から、その良否及び品質の程度を計測す
る。図中1は水蒸気移動制御装置、1a,1b,1cは
防水性で通気性で透湿膜である防水膜、1d,1eは通
気口、1f,1g,1hは小室、2a,2b,2cは圧
力測定管、3a,3b,3cは一方を大気に開放して大
気圧との差圧の圧力を計測するマノメーター、4は空気
の空気ボンベ、5は通気口1dに空気ボンベ4の空気を
与圧するための与圧マスクである。この実施例では、そ
の小室1f,1g,1hにマノメーター3a,3b,3
cの一端を挿入し、他端は大気に開放している。従っ
て、マノメーター3a,3b,3cの計測圧P1 ,P
2 ,P3 の大気圧P0 からの圧力(差圧)は下式の通り
となる。 P1=P1−P0=ρgh1 ρ:マノメーターの液密度 P2=P2−P0=ρgh23=P3−P0=ρgh31 ,h2 ,h3 :液頭差 h1,h2,h3を計測し、圧力P1,P2,P3を上記式よ
り計算し、その時間経過をプロットして図2の作図を行
い、品質の良好な製品との同一条件での結果の値(実
線)と比較する。図2の点線のように実線からの大きな
偏差がある計測圧力値Pであれば、防水膜又は通気路に
孔等の通気性・気密性の欠陥があると認定する。各小室
毎に同様に検査する。この検査方法は簡単でコストも安
くできる。水蒸気移動制御装置の形状・寸法・膜・素材
・構造等が違う種々の型(モデル)毎に、良品質状態の
ものの圧力の図2の時間変化図を予め測定して求めてお
けば、品質検査を迅速にできる。
【0008】:実施例2(図3,4,5参照)実施例2
は、水蒸気移動制御装置の一方の通気口を大気に開放
し、他方の通気口の空気を高温、高湿の状態とし、その
水蒸気の移動に伴う小室の温度と湿度を計測し、それか
ら防水膜毎の透過係数を計算し、その透過係数の値及び
時間的経過から、防水膜・通気路の気密性・防水膜の性
能を評価する例である。図中20は水蒸気移動制御装
置、21は温度センサー,22は湿度センサー,23,
24,25は小室、26,27,28は防水性通気性の
透湿膜,a,b,cは小室23,24,25の室内の空
間を示す記号である。温度センサー21,湿度センサー
22の位置は、適宜定める。本実施例の透過係数の求め
方は下記の通りである。透過係数の求め方小室23,2
4,25の空間の温度と相対湿度を温度センサー21,
湿度センサー22を用いて測定する。透気度試験の通気
路の膜直上部にて摂氏温度と相対湿度を測定する。そし
て次の式で絶対湿度を求める。 絶対湿度dv[kg/m3 ]:湿潤空気の単位体積中に
ある水蒸気の質量 dv=mv/V=(U・es・Mv)/(100・R・T) (*) mv: 湿潤空気中の水蒸気の質量 [ kg ] V : 湿潤空気の体積 [ m3 ] U : 相対湿度 [ %RH ] es: 温度Tにおける飽和水蒸気圧 [ Pa ] Mv: 水のモル質量18.01528×10-3 [ kg/mol ] R : 気体定数 [ J/K・mol ] T : 湿潤空気の温度 [ K ] (*)式より、水蒸気の質量:mvを求める。 mv=(U・es・Mv・V)/(100・R・T) (1) 測定している空間の水蒸気質量が、t秒間にmv1からm
v2に変化したとすれば、膜透過速度Q[mol/se
c]は次式となる。 Q=(mv1 − mv2 )/(Mv・t) (2) 求められたQを、透湿膜面積A[m2]、膜前後におけ
る分圧差△P[Pa]で除することにより、見かけの透
過係数k[mol/(Pa・m2・sec)]が得られ
る。 k=Q/(A・△P) (3) 1)透湿膜26を検査する場合(1)式より、時間t
1 ,t2 における小室23の空間aの水蒸気質量を求め
ると次式となる。 mva1 =(Ua1・esa1 ・Mv・Va )/(100・R
・Ta1 ) mva2 =(Ua2・esa2 ・Mv・Va )/(100・R
・Ta2 ) 測定している空間aの水蒸気質量が、t秒間にmva1
らmva2 に変化したとすれば、膜透過速度Qα(1-2)
[mol/sec]は(2)式より次式で表せる。 Qα(1-2) =(mva1 −mva2 )/(Mv・t) 求められたQα(1-2) を、透湿膜面積Aα[m2 ]、膜
前後での分圧差△Pα(1 -2) [Pa]で除することによ
り、見かけの透過係数kα(1-2) [mol/(Pa・m
2 ・sec)]が得られる。ただし、分圧差△Pα
(1-2) は膜前後の分圧差の変わりに、小室23,24空
間のそのときの温度Tにおける飽和水蒸気圧を用いる。
それを次式に示す。 △Pα(1-2) =Pa −Pb =((esa1 +esa2 )/
2)−((esb1 +esb2 )/2) Pa ,Pb :小室23,24の空間aとbの分圧を示
す。 よって、見かけの透過係数kα(1-2) は、(3)式より
次式となる。 kα(1-2) =Qα(1-2) /(Aα・△Pα(1-2) ) 以下、時間t3 ,t4 ,t5 …の温度と相対湿度を用い
て、kα(2-3) ,kα(3-4) ,kα(4-5) …を求めてい
く。 2)透湿膜27を検査する場合 透湿膜26と同様に求めると、小室空間bでの時間t
1 ,t2 における水蒸気質量は mvb1 =(Ub1
sb1 ・Mv・Vb )/(100・R・Tb1 ) mvb2 =(Ub2・esb2 ・Mv・Vb )/(100・R
・Tb2 ) 膜透過速度Qβ(1-2) [mol/sec]は Qβ(1-2) =(mvb1 −mvb2 )/(Mv・t) 分圧差△Pβ(1-2) は △Pβ(1-2) =Pb −Pc =((esb1 +esb2 )/
2)−((esc1 +esc2 )/2) よって、透湿膜27の見かけの透過係数kβ(1-2) は kβ(1-2) =Qβ(1-2) /(Aβ・△Pβ(1-2) ) 3)透湿膜28を検査する場合 以下、透湿膜26,27同様に求める。ただし、透湿膜
28の次の小室空間は存在しないので、分圧差△Pγ
(1-2) は、外気の温度Td1とTd2における飽和水蒸気圧
sd1 ,esd2 を用いる。 △Pγ(1-2) =Pc−Pd=((esc1 +esc2 )/2)
−((esd1 +esd2 )/2) 4)見きわめ方 一定の温度、相対温度の水蒸気ガスを流し続けると、測
定開始直後は水蒸気の移動量が激しいので、見かけの透
過係数kは大きな値を示すが、やがて小室空間内部が定
常状態になってくるので、ほぼ一定の値をもつようにな
る。もし、膜が破損しているならば、その分だけ水蒸気
の移動量が多くなるので、kは開始直後から大きな値と
なり、定常状態になったときの値も、正常な膜の値より
高い値を示すようになる。(図4参照) 見かけの透過係数kは、膜の性質によって変わってくる
ので、当然透湿膜26,27,28も違う値を示す。
注)あらかじめ数十個の除湿モジュールで、検量線のよ
うなものを作っておき、ある程度の範囲を決めておかな
ければならない。(図5参照) 本発明の検査方法において、マノメーター,圧力センサ
ー,温度センサー,湿度センサーを水蒸気移動制御装置
の小室内に挿入する孔又は開口を必要とするため、水蒸
気移動制御装置のケーシングは図6に示すように二体に
分けることが好ましい。又、水蒸気移動制御装置60を
螺合または合着により形成し、これを保温腔ユニット6
2に接合する。このときに小室内腔に連通するマノメー
ター測定用孔(透過測定検査用孔)61は、小室壁外側
に開口する。この孔61は保温腔との合着時において封
鎖される。また、小室壁に十分な厚みが確保可能な場合
は、各小室63,64の外気側において、壁内部に、微
小な連通する穴を設け、これが保温腔ユニットへの合着
により封鎖されるようにしてもよい。また、小室ユニッ
ト60a,60b,60c,60dと保温腔ユニット6
2のtaper形成は、この気密性を補助する形態とな
る。ここで、測定孔の部分に溝を形成し、これをガイド
として合着時に気密性が確保される手段も考えられる。
この孔の形態は挿入方向を囲む方向に向く三日月状、半
円状、△状、など接合時に補助的に使用する合着剤の孔
内部変形を防止する形態としてもよい。又、孔の位置
は、図9,図10に示すように斜めにすることもでき
る。孔61の位置は溝ガイド90の再深部に設定するよ
りも直径の45度以内において設定する方が気密性が確
保されやすい。これは滑りによる抵抗を考慮した結果で
あり、鋭角状の形態は保温腔側の凸部の変形により確保
しにくいが、この形態のときも溝の壁面に形成する方が
好ましいものと考えられる。以上、小室60側に溝を設
定する場合を詳述したが、逆に保温腔ユニット62側
に、溝を形成し、小室ユニット側に凸形態を設け、同様
に測定孔を形成してもよい。パッキング65の締め付け
接合がうまく適合しない場合、ネジ66の部分で気密性
が破壊される可能性が残される。この問題を解決する手
段として図8(1),(2),(3) に示すように内側に向かう
シャンファー形態(1) あるいは外側に向かうナイフエッ
ジ形態(2) による気密性を確保するそれぞれエッジの先
端またはシャンファー形態(3)が、螺合により圧接され
て気密補助形態となるとともに、保温腔ユニット62の
内面への適合を確実なものとする作用が得られる。ナイ
フエッジ形態(2)では、先端が点接触してねじ込み力で
変形して気密性を良好にする。保温腔接触面との接触面
は滑である必要があるために、上記のような形態が好ま
しいものと考えられる。これらにより、保温腔67への
接触が螺合によらない小室63,64間の接合において
も(たとえば接着や溶着、など)によるシールは完全な
ものとなり、また、保温腔接触面への接合の寸法精度に
誤差は発生しにくいので、小室壁の保温腔側の面は平滑
になり、小室ユニット60a,60b,60c,60d
と保温腔67との接合はテーパー形成による圧接によ
り、精密に適合し、マノメーターの測定用孔(透過測定
検査用孔61)61は完全に封鎖される。
【0009】
【発明の効果】以上の様に、本発明によれば、水蒸気移
動制御装置の二つの通気口に圧力差のある気体を送り、
小室の圧力変動の具合、又は高温高湿の気体を送り、そ
の小室間の透過係数を求め、これらの時間的変動の正常
な値からの偏差から、防水膜の良否、気密性、通気性の
品質を精度よく評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の検査方法を示す説明図である。
【図2】実施例1の小室の圧力変化図である。
【図3】実施例2の検査方法を示す説明図である。
【図4】透過係数の時間変化を示す説明図である。
【図5】透過係数の合格範囲の領域を示す説明図であ
る。
【図6】水蒸気移動制御装置の例を示す説明図である。
【図7】水蒸気移動制御装置のパッキンの取付状態を示
す説明図である。
【図8】水蒸気移動制御装置の小室ユニットの連結構造
を示す説明図である。
【図9】水蒸気移動制御装置の孔の設け方の例を示す説
明図である。
【図10】水蒸気移動制御装置の孔の設け方の例を示す
説明図である。
【符号の説明】
1 水蒸気移動制御装置 1a,1b,1c 防水膜 1d,1e 通気口 1f,1g,1h 小室 2a,2b,2c 圧力測定管 3a,3b,3c マノメーター 4 空気ボンベ 5 与圧マスク 20 水蒸気移動制御装置 21 温度センサー 22 湿度センサー 23,24,25 小室 26,27,28 透湿膜 60 水蒸気移動制御装置 60a,60b,60c,60d 小室ユニット 61 孔 62 保温腔ユニット 63,64 小室 65 パッキング 66 ネジ 67 保温腔 90 溝ガイド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外に開放された二つの通気口を有し、同
    通気口を連絡する通気路の途中に通気性で透湿性のある
    防水膜を複数設けて通気路を複数の小室に区画し、二つ
    の通気口間での水蒸気の移動を制御する水蒸気移動制御
    装置の検査方法であって、水蒸気移動制御装置の二つの
    通気口に圧力差がある気体を送り、その小室内の圧力又
    は小室間の圧力差を計測し、その計測圧力値が適正の品
    質の防水膜・通気路の気密性・通気性の場合の圧力値か
    らの偏差から防水膜の通気性及び通気路の気密性の欠陥
    を検査することを特徴とする水蒸気移動制御装置の検査
    方法。
  2. 【請求項2】 外に開放された二つの通気口を有し、同
    通気口を連絡する通気路の途中に通気性で透湿性のある
    防水膜を複数設けて通気路を複数の小室に区画し、二つ
    の通気口間での水蒸気の移動を制御する水蒸気移動制御
    装置の検査方法であって、水蒸気移動制御装置の二つの
    通気口に温度と湿度が異なる気体を送り、その小室の温
    度と湿度を計測し、各膜間の水蒸気の透過係数を求め、
    この透過係数値の時間的変化の適切な防水膜・通気路の
    場合の透過係数値からの偏差から防水膜・通気路の気密
    性通気性の欠陥を検査することを特徴とする水蒸気移動
    制御装置の検査方法。
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