(57)【特許請求の範囲】
【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を小室を有する小室ユニットと同小室ユニットの外側に気密が確保されるように合着される保温腔ユニットとの二体に分け、しかも小室ユニット又は保温腔ユニットに溝を形成し、保温腔ユニット又は小室ユニットに前記溝と接合する凸部を形成し、小室ユニットの外壁に小室と通じる孔を設ける構造とし、検査時においては保温腔ユニットを小室ユニットから取り外し、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前記孔から計測し、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。
【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を小室を有する小室ユニットと同小室ユニットの外側に気密が確保されるように合着される保温腔ユニットとの二体に分け、しかも小室ユニット又は保温腔ユニットに溝を形成し、保温腔ユニット又は小室ユニットに前記溝と接合する凸部を形成し、小室ユニットの外壁に小室と通じる孔を設ける構造とし、検査時においては保温腔ユニットを小室ユニットから取り外し、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前記孔から計測し、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。
【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を小室を有する小室ユニットと同小室ユニットの外側に気密が確保されるように合着される保温腔ユニットとの二体に分け、しかも小室ユニット又は保温腔ユニットに溝を形成し、保温腔ユニット又は小室ユニットに前記溝と接合する凸部を形成し、小室ユニットの外壁に小室と通じる孔を設ける構造とし、検査時においては保温腔ユニットを小室ユニットから取り外し、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前記孔から計測し、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を小室を有する小室ユニットと同小室ユニットの外側に気密が確保されるように合着される保温腔ユニットとの二体に分け、しかも小室ユニット又は保温腔ユニットに溝を形成し、保温腔ユニット又は小室ユニットに前記溝と接合する凸部を形成し、小室ユニットの外壁に小室と通じる孔を設ける構造とし、検査時においては保温腔ユニットを小室ユニットから取り外し、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前記孔から計測し、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，３ｃ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  ，Ｐ２  ，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＝ρｇｈ２
Ｐ３＝Ｐ３−Ｐ０＝ρｇｈ３              ｈ１  ，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２３，２４，２５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ｍｖ２に変化したとすれば、膜透過速度Ｑ［ｍｏｌ／ｓｅｃ］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ｔ１  ，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  から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・ｍ２  ・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ｔ１  ，ｔ２  における水蒸気質量は      ｍｖｂ１  ＝（Ｕｂ１・ｅｓｂ１  ・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ｅｓｄ１  ，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６２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６２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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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