JP6509703B2

JP6509703B2 - 調湿気体発生装置

Info

Publication number: JP6509703B2
Application number: JP2015201995A
Authority: JP
Inventors: 秀樹武田
Original assignee: 株式会社第一科学
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2019-05-08
Anticipated expiration: 2035-10-13
Also published as: JP2017075709A

Description

本発明は、水蒸気で飽和している定量の気体と、完全に乾燥している定量の気体とを混合することにより、所望する湿度に調湿された気体を発生・供給するよう構成した調湿気体発生装置に関するものである。

例えば、湿度計(湿度センサ)の校正に際しては、湿度が分かっている気体の湿度を測定する方法があり、このように湿度の分かっている気体を得る手段、言い換えれば所望する湿度の気体を発生する装置としては、本出願人に係る特許文献１に記載されたものがある。

この特許文献１に記載された調湿気体発生装置は、シリンダ内におけるピストンの往復動作により乾燥気体を所定の容量だけ吸引して送出するピストンポンプと、導入された乾燥気体と飽和気体とを混合する気体混合部と、ピストンポンプから送出された乾燥気体を直接に気体混合部へ導入するドライ側流路と、ピストンポンプから送出された乾燥気体が飽和気体生成手段を介して生成される飽和気体を気体混合部へ導入するウェット側流路とを具備し、さらに気体混合部において乾燥気体と飽和気体とを所定の比率で混合させることにより所望する湿度の気体を発生させるべく、ピストンポンプの動作を制御して、このピストンポンプからドライ側流路を経て気体混合部へ導入される乾燥気体の容量を調整するとともに、ピストンポンプからウェット側流路を経て気体混合部へ導入される飽和気体の容量を調整する制御手段を備えて成ることを特徴としている。

すなわち、この調湿気体発生装置によれば、ピストンポンプの動作を制御することによって、気体混合部へ導入される乾燥気体の容量と飽和気体の容量を調整し、乾燥気体と飽和気体とを所定の比率で混合させることにより、所望する湿度の気体を発生させることができる。

たとえば、ピストンポンプは、電動アクチュエータあるいはエアシリンダアクチュエータにより駆動され、これらアクチュエータは、タッチパネルなどのインターフェースを介して、シーケンサなどの制御機器により制御される。

特許第３９６９７３１号公報

従来の調湿気体発生装置によれば、比較的に安価なピストンポンプの動作によって、互いに混合される乾燥気体と飽和気体との容量を設定しているため、装置１台あたりの製造に関わるコストを低減することが可能となる。

しかしながら、ピストンポンプを動作させるには、アクチュエータ、タッチパネル、制御機器を要するとともに、これらに電力を供給する電源を必要する。

一方で、電気のインフラが整っていない国、地域においては、オペレータによる作業負荷は厭わないが、電力なしでピストンポンプを動作させたいとの要請がある。

本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、従来の装置に比べて、アクチュエータ、タッチパネル、制御機器、電源を要しない極めて簡易な構成で、しかも従来の装置と同等の極めて高い精度で、調湿気体を発生・供給することができる調湿気体発生装置の提供を課題とするものである。

上記課題を達成するべく、請求項１に係る発明は、
第１の容量の気体と第２の容量の気体を送出する気体送出部と、前記気体送出部から送出された第１および第２の容量の気体を水蒸気飽和気体と完全乾燥気体に生成して、これら水蒸気飽和気体と完全乾燥気体とを混合して、所望する湿度に調湿された気体を発生する気体発生部とを備えて構成された調湿気体発生装置において、前記気体送出部は、
第１のシリンダ内における第１のピストンの往復動作により気体を第１の容量だけ吸引して送出するドライ側ピストンポンプと、
第２のシリンダ内における第２のピストンの往復動作により気体を第２の容量だけ吸引して送出するウエット側ピストンポンプと、
前記第１のピストンに一端が接続された第１のピストンロッドと、
前記第２のピストンに一端が接続された第２のピストンロッドと、
前記第１および第２のピストンロッドを伸縮させる方向に傾動自在に、一端が支点に支持されたレバー部材と、
前記第１のピストンロッドおよび前記第２のピストンロッドそれぞれの他端を、独立して、前記レバー部材の長手方向に沿ってスライド自在に支持するピストンロッド側支持手段と、
前記第１のシリンダおよび前記第２のシリンダそれぞれを、独立して、前記第１および第２のピストンロッドの伸縮方向に対して垂直な方向に沿ってスライド自在に支持するシリンダ側支持手段と、
前記ドライ側ピストンポンプをスライドさせ、所望する第１のスライド位置に固定する第１のスライド操作手段と、
前記ウエット側ピストンポンプをスライドさせ、所望する第２のスライド位置に固定する第２のスライド操作手段と
を含んで構成されることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、
前記ピストンロッド側支持手段は、
前記レバー部材を構成する部材であって、当該レバー部材の長手方向に沿って平行に配置された第１および第２の板部材と、
前記第１および第２の板部材それぞれに、前記レバー部材の長手方向に伸長するように形成された第１および第２のピストンロッド側長孔と、
前記第１および第２のピストンロッド側長孔それぞれにスライド自在に挿通される第１および第２のスライドピンと、
第１および第２のスライドピンの端部をそれぞれ支持し、前記第１および第２のピストンロッドの端部にそれぞれ接続される第１および第２のスライドピン支持部材と
を含んで構成されることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２において、
前記シリンダ側支持手段は、
前記第１および第２のシリンダの前記第１および第２のピストンロッドとは反対側のボディ下端面に対面するように、その板面が配置されたスライド板と、
前記第１および第２のピストンロッドの伸縮方向に対して垂直な方向に伸長するように前記スライド板に平行に形成された第１および第２のシリンダ側長孔と、
前記第１および第２のシリンダ側長孔それぞれにスライド自在に挿通され、かつ前記第１および第２のシリンダのボディ下端に接続された第１および第２のスライド部材と
を含んで構成されることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３において、
前記スライド板に、前記第１および第２のシリンダ側長孔に沿ってガイド部材が設けられるとともに、
前記第１のスライド操作手段は、
前記ガイド部材と、
第１の操作ハンドルと、
前記第１の操作ハンドルにその一端が接続され、他端が前記ガイド部材に摺動自在に支持され、かつ前記第１のスライド部材を前記スライド板に固定可能に前記スライド板に螺合された第１のネジ部材と
を含んで構成されるとともに、
前記第２のスライド操作手段は、
前記ガイド部材と、
第２の操作ハンドルと、
前記第２の操作ハンドルにその一端が接続され、他端が前記ガイド部材に摺動自在に支持され、かつ前記第２のスライド部材を前記スライド板に固定可能に前記スライド板に螺合された第２のネジ部材と
を含んで構成されることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれか一項において、
前記第１および第２のシリンダの前記第１および第２のピストンロッドとは反対側のボディ下端面に対面するように、その板面が配置されたスライド板と、
前記スライド板に突設された支柱と
が備えられ、
前記支柱のうち、前記第１および第２のシリンダのボディ上端より上方の位置に、前記レバー部材の支点を構成する部材が設けられていることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１から５のいずれか一項において、
前記気体発生部は、
導入された完全乾燥気体と水蒸気飽和気体とを混合する気体混合部と、
前記ドライ側ピストンポンプから送出された気体を、除湿フィルタを介して、完全乾燥気体に生成して、前記気体混合部へ導入するドライ側流路と、
前記ウエット側ピストンポンプから送出された気体を、飽和気体生成手段を介して、水蒸気飽和気体に生成して、前記気体混合部へ導入するウェット側流路と
を含んで構成されることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１から６のいずれか一項において、
前記第１および第２のシリンダの前記第１および第２のピストンロッドとは反対側のボディ下端面に対面するように、その板面が配置されたスライド板
が備えられ、
前記スライド板には、前記第１および第２のシリンダのスライド方向に沿って、設定湿度の大きさを指示するスケールが設けられていることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項１から７のいずれか一項において、
前記レバー部材は、
前記第１および第２のピストンロッドを連動して伸縮させるように構成されていることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項８において、
前記レバー部材は、
前記第１および第２のピストンロッドそれぞれをスライド自在に支持する一体のフレームで構成されていることを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項１から７のいずれか一項において、
前記レバー部材は、
前記第１および第２のピストンロッドを独立して伸縮させるように、独立した第１および第２のレバー部材で構成されていることを特徴とする。

請求項１１に係る発明は、請求項１０において、
前記第１および第２のレバーの支点およびグリップは、同じ方向に配置されていることを特徴とする。

請求項１２に係る発明は、請求項１０において、
前記第１および第２のレバーの支点およびグリップは、互いに逆方向に配置されていることを特徴とする。

請求項１３に係る発明は、第１の容量の気体と第２の容量の気体を送出する気体送出部と、前記気体送出部から送出された第１および第２の容量の気体を水蒸気飽和気体と完全乾燥気体に生成して、これら水蒸気飽和気体と完全乾燥気体とを混合して、所望する湿度に調湿された気体を発生する気体発生部とを備えて構成された調湿気体発生装置において、前記気体送出部は、
第１のシリンダ内における第１のピストンの往復動作により気体を第１の容量だけ吸引して送出するドライ側ピストンポンプと、
第２のシリンダ内における第２のピストンの往復動作により気体を第２の容量だけ吸引して送出するウエット側ピストンポンプと、前記第１のピストンに一端が接続された第１のピストンロッドと、
前記第２のピストンに一端が接続された第２のピストンロッドと、
前記第１および第２のピストンロッドそれぞれの他端に係合し、当該前記第１および第２のピストンロッドを連結し、前記第１および第２のピストンロッドが伸縮する伸縮方向に沿ってスライド自在に支持された連結部材と、
前記連結部材の第１のピストンロッド側端部と第２のピストンロッド側端部との間に設けられ、前記連結部材を、前記伸縮方向に押し引き操作する操作子と、
前記第１のピストンロッド側端部の前記伸縮方向への往復移動を、前記伸縮方向に調整自在な第１のストロークエンド位置間内に規制する第１のストッパ部材と、
前記第２のピストンロッド側端部の前記伸縮方向への往復移動を、前記伸縮方向に調整自在な第２のストロークエンド位置間内に規制する第２のストッパ部材と
を含んで構成されることを特徴とする。

請求項１乃至請求項１２にかかる本発明によれば、ドライ側ピストンポンプおよびウエット側ピストンポンプそれぞれを、独立して、手動でスライドさせ、それぞれ所望する第１および第２のスライド位置に、手動で固定することで、ドライ側ピストンポンプから送出される第１の容量が設定されるとともに、ウエット側ピストンポンプから送出される第２の容量が設定される。そして、レバー部材を傾動操作することで、ドライ側ピストンポンプの第１のピストンが往復動作するともに、ウエット側ピストンポンプの第２のピストンが往復動作して、気体送出部から第１の容量の気体と第２の容量の気体を送出させることができる。

請求項１３にかかる本発明によれば、第１のストッパ部材および第２のストッパ部材それぞれを、手動で調整して、それぞれ所望する第１および第２のストロークエンド位置に、手動で固定することで、ドライ側ピストンポンプから送出される第１の容量が設定されるとともに、ウエット側ピストンポンプから送出される第２の容量が設定される。そして、操作子を押し引き操作することで、ドライ側ピストンポンプの第１のピストンが往復動作するともに、ウエット側ピストンポンプの第２のピストンが往復動作して、気体送出部から第１の容量の気体と第２の容量の気体を送出させることができる。

したがって、本発明によれば、アクチュエータ、タッチパネル、制御機器、電源を要しない極めて簡易な構成で、しかも従来の装置と同等の極めて高い精度で、調湿気体を発生・供給することができる。

図１は、湿度センサを校正するポータブル湿度校正器に、本発明に関わる調湿気体発生装置を適用した第１実施例の全体構成を示した図である。図２は、気体送出部の構成を示す上面図、正面図、側面図で、図３を矢視Ｖ１からみた図である。図３は、気体送出部の構成を示す正面図である。図４は、気体送出部の構成を示す側面図で、図３を矢視Ｖ２からみた図である。図５（ａ）、（ｂ）は、スケールに記された設定湿度の大きさの指示値と、第１および第２のピストンの上死点位置との対応関係を示した図で、図５（ａ）は、スケールで指示される設定湿度と、第１のピストンの上死点位置との関係を示した図であり、図５（ｂ）は、スケールで指示される設定湿度と、第２のピストンの上死点位置との関係を示した図である。図６は、図５（ａ）、（ｂ）に示される対応関係を表にてまとめた図である。図７は、図２、図３、図４に示される気体送出部のレバー部材の構成を示した図である。図８は、図２、図３、図４とは異なるレバー部材の構成例を示した図である。図９は、他の気体送出部の構成例を示した図である。図１０は、図４の要部を示す図である。

以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。

図１は、湿度センサを校正するポータブル湿度校正器に、本発明に関わる調湿気体発生装置を適用した第１実施例の全体構成を示しており、この調湿気体発生装置１は、後に詳述する第１の容量の気体と第２の容量の気体を送出する気体送出部１００と、気体送出部１００から送出された第１および第２の容量の気体を水蒸気飽和気体と完全乾燥気体に生成して、これら水蒸気飽和気体と完全乾燥気体とを混合して、所望する湿度に調湿された湿度校正用気体を発生する気体発生部２００とを備えて構成される。

気体発生部２００には、チャンバ３００が接続され、チャンバ３００には、湿度測定器４００が接続されることで、ポータブル湿度校正器が構成される。

気体送出部１００は、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄ、ウェット側ピストンポンプ１０３Ｗを含んで構成される。気体送出部１００のうち、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄ、ウェット側ピストンポンプ１０３Ｗを動作させるための構成については後述する。

気体発生部２００は、除湿フィルタ２０２と、飽和槽２０５とを含んで構成される。
除湿フィルタ２０２は、吸気管Ｐｉから導入された外気（大気）を、内部を通過する間に完全に乾燥した完全乾燥気体とする機能を有している。除湿フィルタ２０２には、生成した完全乾燥気体が送り出される第１供給管Ｐ１が接続されており、第１供給管Ｐ１は、配管Ｐ３に接続されている。第１供給管Ｐ１には、チェックバルブ２２１が設けられている。チェックバルブ２２１は、第１供給管Ｐ１から配管Ｐ３に向かう流れのみを許容する。配管Ｐ３は、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄに接続されている。

また除湿フィルタ２０２には、生成した完全乾燥気体が送り出される第２供給管Ｐｊが接続されており、第２供給管Ｐｊは、後述するチェックバルブ２２３の入り口に接続されている。

ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄは、配管Ｐ３に、そのシリンダ室１０３ＤＣが連通している第１のシリンダ１０３Ｄｓと、この第１のシリンダ１０３Ｄｓの内部において往復動する第１のピストン１０３Ｄｐとを具備している。

またウェット側ピストンポンプ１０３Ｗは、配管Ｐ４に、そのシリンダ室１０３ＷＣが連通している第２のシリンダ１０３Ｗｓと、この第２のシリンダ１０３Ｗｓの内部において往復動する第２のピストン１０３Ｗｐとを具備している。

上記ピストンポンプ１０３Ｄ、１０３Ｗは、第１および第２のピストン１０３Ｄｐ、１０３Ｗｐのストロークを調整しつつ往復動させることにより、可変容量型のピストンポンプとして機能する。ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄは、第１のシリンダ１０３Ｄｓ内における第１のピストン１０３Ｄｐの往復動作により気体を第１の容量だけ吸引して、配管Ｐ３に送出する。ウェット側ピストンポンプ１０３Ｗは、第２のシリンダ１０３Ｗｓ内における第２のピストン１０３Ｗｐの往復動作により気体を第２の容量だけ吸引して、配管Ｐ４に送出する。

飽和槽２０５には、第２供給管Ｐｊ、ウェット側ピストンポンプ１０３Ｗから延びる配管Ｐ４、Ｐ５を介して完全乾燥気体が導入される。配管Ｐ４には、チェックバルブ２２３の出口が接続されている。チェックバルブ２２３は、第２供給管Ｐｊから配管Ｐ４に向かう流れのみを許容する。配管Ｐ５には、ウエットバルブ２３１が設けられている。吸気管Ｐ５には、チェックバルブ２２９が設けられている。チェックバルブ２２９は、飽和槽２０５に向かう流れのみを許容する。

飽和槽２０５において生成された水蒸気飽和気体は、配管Ｐ６を介して、気体混合部を構成する合流管Ｐｃに導入される。配管Ｐ６には、流量調整バルブ２３２が設けられている。

上記配管Ｐ４と配管Ｐ５と配管Ｐ６とによって、ウェット側ピストンポンプ１０３Ｗから送出された完全乾燥気体が飽和槽２０５を通過することにより生成される水蒸気飽和気体を合流管(気体混合部)Ｐｃへ導入するウェット側流路Ｌｗが構成されている。

また、上記合流管(気体混合部)Ｐｃには、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄから延びる配管Ｐ３が接続されており、この配管Ｐ３を介して上記合流管(気体混合部)Ｐｃに完全乾燥気体が導入される。配管Ｐ３には、チェックバルブ２２２が設けられている。チェックバルブ２２２は、合流管(気体混合部)Ｐｃに向かう流れのみを許容する。また配管Ｐ３には、ドライバルブ２３３が設けられている。

上記配管Ｐ３によって、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄから送出された完全乾燥気体を、合流管(気体混合部)Ｐｃへ導入するドライ側流路Ｌｄが構成されている。

ここで、上記ウェット側流路Ｌｗを介して導入された水蒸気飽和気体と、上記ドライ側流路Ｌｄを介して導入された完全乾燥気体とは、上記合流管(気体混合部)Ｐｃの内部において混合されることにより所望する湿度の気体となり、この調湿気体は調湿気体発生装置１の外部に設置されたチャンバ３００に集合供給管Ｐ７を介して導入されることとなる。
つぎに、気体送出部１００の構成について説明する。

気体送出部１００は、手動にて、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄを動作させて、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄからドライ側流路Ｌｄを経てチャンバ３００へ導入される完全乾燥気体の第１の容量を調整するとともに、ウェット側ピストンポンプ１０３Ｗを動作させて、ウェット側ピストンポンプ１０３Ｗからウェット側流路Ｌｗを経てチャンバ３００へ導入される水蒸気飽和気体の第２の容量を調整するものとして構成されている。

すなわち、上記ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄと、ウェット側ピストンポンプ１０３Ｗと、第１のピストン１０３Ｄｐに一端が接続された第１のピストンロッド１０３ＤＲと、第２のピストン１０３Ｗｐに一端が接続された第２のピストンロッド１０３ＷＲと、第１および第２のピストンロッド１０３ＤＲ、１０３ＷＲを伸縮させる方向Ａ１に傾動自在に、一端が支点１１１に支持されたレバー部材１１０と、第１のピストンロッド１０３ＤＲおよび第２のピストンロッド１０３ＷＲそれぞれの他端を、独立して、レバー部材１１０の長手方向Ａ２に沿ってスライド自在に支持するピストンロッド側支持手段１２０と、第１のシリンダ１０３Ｄｓおよび第２のシリンダ１０３Ｗｓそれぞれを、独立して、第１および第２のピストンロッド１０３ＤＲ、１０３ＷＲの伸縮方向Ａ１に対して垂直な方向Ａ３に沿ってスライド自在に支持するシリンダ側支持手段１３０と、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄをスライドさせ、所望する第１のスライド位置に固定する第１のスライド操作手段１４０と、ウエット側ピストンポンプ１０３Ｗをスライドさせ、所望する第２のスライド位置に固定する第２のスライド操作手段１５０とを含んで構成される。

図２、図３、図４は、気体送出部１００の構成を示す図で、それぞれ上面図、正面図、側面図である。図２は、図３を矢視Ｖ１からみた図で、図４は、図３を矢視Ｖ２からみた図である。

レバー部材１１０は、第１および第２のピストンロッド１０３ＤＲ、１０３ＷＲを連動して伸縮させるように構成されている。レバー部材１１０は、第１および第２のピストンロッド１０３ＤＲ、１０３ＷＲそれぞれをスライド自在に支持する一体のフレーム１１２で構成されている。

フレーム１１２の支点１１１とは反対側の端部には、グリップ１１３が設けられている。
第１および第２のシリンダ１０３Ｄｓ、１０３Ｗｓの第１および第２のピストンロッド１０３ＤＲ、１０３ＷＲとは反対側のボディ下端面に対面するように、その板面が配置されたスライド板１３１が設けられている。スライド板１３１には、支柱１６０が突設されている。

支柱１６０のうち、第１および第２のシリンダ１０３Ｄｓ、１０３Ｗｓのボディ上端より上方の位置に、レバー部材１１０の支点１１１を構成する部材としての支点カラー１１４、支点ロッド１１５が設けられている。支点ロッド１１５は、支柱１６０に対して、その両端が回動自在に支持されている。支点カラー１１４には、支点ロッド１１５が内部に挿通された状態で、フレーム１１２の端部が取り付けられている。

スライド板１３１には、第１および第２のシリンダ１０３Ｄｓ、１０３Ｗｓのスライド方向に沿って、設定湿度の大きさを指示するスケール１７１、１７２が設けられている。

ピストンロッド側支持手段１２０は、第１および第２の板部材１２１、１２２と、第１および第２のピストンロッド側長孔１２３、１２４と、第１および第２のスライドピン１２５、１２６と、第１および第２のスライドピン支持部材１２７、１２８とを含んで構成される。

すなわち、レバー部材１１０を構成する部材としてのフレーム１１２は、レバー部材１１０の長手方向Ａ２に沿って平行に配置された第１および第２の板部材１２１、１２２を備えている。

第１および第２の板部材１２１、１２２それぞれには、レバー部材１１０の長手方向Ａ２に伸長するように形成された第１および第２のピストンロッド側長孔１２３、１２４が形成されている。

第１および第２のピストンロッド側長孔１２３、１２４それぞれには、第１および第２のスライドピン１２５、１２６がスライド自在に挿通されている。

第１および第２のピストンロッド１０３ＤＲ、１０３ＷＲの端部にはそれぞれ、第１および第２のスライドピン支持部材１２７、１２８が接続されており、第１および第２のスライドピン１２５、１２６の端部をそれぞれ支持している。

一方、シリンダ側支持手段１３０は、スライド板１３１と、第１および第２のシリンダ側長孔１３２、１３３と、第１および第２のスライド部材１３４、１３５とを含んで構成されている。

すなわち、スライド板１３１には、第１および第２のピストンロッド１０３ＤＲ、１０３ＷＲの伸縮方向Ａ１に対して垂直な方向Ａ３に伸長するように平行に、第１および第２のシリンダ側長孔１３２、１３３が形成されている。

第１および第２のシリンダ側長孔１３２、１３３それぞれには、第１および第２のスライド部材１３４、１３５がスライド自在に挿通されており、かつそれら第１および第２のスライド部材１３４、１３５はそれぞれ、第１および第２のシリンダ１０３Ｄs、１０３Ｗｓのボディ下端に接続されている。

第１のスライド操作手段１４０は、ガイド部材１８０と、第１の操作ハンドル１４１と、第１のネジ部材１４２とを含んで構成されている。

ここで図４の要部を図１０に示す。

すなわち、スライド板１３１に形成された第１および第２のシリンダ側長孔１３２、１３３に沿ってガイド部材１８０が設けられている。

第１のネジ部材１４２は、第１の操作ハンドル１４１にその一端が接続されるとともに、他端がガイド部材１８０に摺動自在に支持され、かつ第１のスライド部材１３４をスライド板１３１に固定可能に第１のスライド部材１３４に螺合されている。

第１のスライド部材１３４は、それぞれ相対するテーパ接触面を有する構成部材１３４ａと構成部材１３４ｂとからなる。

第１の操作ハンドル１４１のスライド操作することによって、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄをスライドさせて所望する第１のスライド位置まで移動させることができるとともに、第１の操作ハンドル１４１を回転操作することによって、第１のネジ部材１４２が締めこまれ上記テーパ接触面に荷重が作用して第１のスライド部材１３４がスライド板１３１側にせり上がり、第１のスライド部材１３４を、スライド板１３１の所望する第１のスライド位置に固定することができる。

第２のスライド操作手段１５０は、ガイド部材１８０と、第２の操作ハンドル１５１と、第２のネジ部材１５２とを含んで構成されている。

第２のネジ部材１５２は、第２の操作ハンドル１５１にその一端が接続されるとともに、他端がガイド部材１８０に摺動自在に支持され、かつ第２のスライド部材１３５をスライド板１３１に固定可能に第２のスライド部材１３５に螺合されている。

第２のスライド部材１３５は、それぞれ相対するテーパ接触面を有する構成部材１３５ａと構成部材１３５ｂとからなる。

第２の操作ハンドル１５１のスライド操作することによって、ウエット側ピストンポンプ１０３Ｗをスライドさせて所望する第２のスライド位置まで移動させることができるとともに、第２の操作ハンドル１５１を回転操作することによって、第２のネジ部材１５２が締めこまれ上記テーパ接触面に荷重が作用して第２のスライド部材１３５がスライド板１３１側にせり上がり、第２のスライド部材１３５を、スライド板１３１の所望する第２のスライド位置に固定することができる。

以下では、上述した如き構成された調湿気体発生装置１の動作態様を、動作の順を追って詳細に説明する。

作業者が、レバー部材１１０のグリップ１１３を握って、レバー部材１１０を傾動させて、第１および第２のピストン１０３Ｄｐ、１０３Ｗｐをそれぞれ、図３の図中上下方向に、上死点位置、下死点位置間で往復移動させる。ここで、第１および第２のピストン１０３Ｄｐ、１０３Ｗｐの上死点位置は、それぞれ、第１のスライド位置、第２のスライド位置によって規定される。第１のピストン１０３Ｄｐの上死点、下死点間のシリンダ容量が第１の容量と定義され、第２のピストン１０３Ｗｐの上死点、下死点間のシリンダ容量が第２の容量と定義される。

レバー部材１１０を一往復上下動させることにより、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄから第１の容量の完全乾燥気体が送出されるとともに、ウェット側ピストンポンプ１０３Ｗから第２の容量の完全乾燥気体が送出される。

先ず、レバー部材１１０を上方向に引くように傾動操作させることで、図１において、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄの第１のピストン１０３Ｄｐが上方向に後退して除湿フィルタ２０２で生成された完全乾燥気体がドライ側ピストンポンプ１０３Ｄ側に吸引されるとともに、ウェット側ピストンポンプ１０３Ｗの第２のピストン１０３Ｗｐが上方向に後退して、乾燥気体がウェット側ピストンポンプ１０３Ｗ側に吸引される。

次いで、レバー部材１１０を下方向に押すように傾動操作させることで、図１において、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄの第１のピストン１０３Ｄｐが下方向に前進して、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄにより押し出される完全乾燥気体がドライ側流路Ｌｄを介して合流管Ｐｃからチャンバ３００に導入されるとともに、ウェット側ピストンポンプ１０３Ｗの第２のピストン１０３Ｗｐが下方向に前進して、ウェット側ピストンポンプ１０３Ｗにより押し出される乾燥気体がウェット側流路Ｌｗを介して水蒸気飽和気体と成って合流管Ｐｃからチャンバ３００に導入される。

このように、レバー部材１１０を一往復上下に傾動操作することにより、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄが１往復動作して、合流管Ｐｃを介してチャンバ３００に第１の容量の完全乾燥気体が送り込まれるとともに、ウェット側ピストンポンプ１０３Ｗが１往復動作して、合流管Ｐｃを介してチャンバ３００に第２の容量の水蒸気飽和気体が送り込まれる。以下、同様の往復動作を繰り返すことにより、第１の容量の完全乾燥気体と第２の容量の水蒸気飽和気体とが混合された所望の湿度の調湿気体が連続して生成されることとなる。

ここで、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄおよびウェット側ピストンポンプ１０３Ｗの動作を行う前に、所望する湿度の気体(調湿気体)を生成するために、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄの第１のスライド位置およびウェット側ピストンポンプ１０３Ｗの第２のスライド位置が予め、第１の操作ハンドル１４１、第２の操作ハンドル１５１の操作によって、位置決め固定される。上述したごとく、第１のスライド位置は第１の容量を規定し、第２のスライド位置は第２の容量を規定し、第１の容量と第２の容量によって設定湿度が規定される。

図５（ａ）、（ｂ）は、スケール１７１、１７２に記された設定湿度の大きさの指示値と、第１および第２のピストン１０３Ｄｐ、１０３Ｗｐの上死点位置との対応関係を示している。図５（ａ）は、スケール１７１で指示される設定湿度（０〜１０〜１００）と、第１のピストン１０３Ｄｐの上死点位置Ｄ１０〜Ｄ９〜０との関係を示しており、図５（ｂ）は、スケール１７２で指示される設定湿度（０〜１０〜１００）と、第２のピストン１０３Ｗｐの上死点位置０〜Ｗ１〜Ｗ１０との関係を示している。また図６は、対応関係を表にてまとめたものである。

スケール１７１、１７２はそれぞれ、第１および第２のシリンダ１０３Ｄｓ、１０３Ｗｓのスライド方向に沿って、配置されている。

第１のシリンダ１０３Ｄｓの第１のスライド位置が、レバー部材１１０の支点１１１から離れ、グリップ１１３に近づくほど、上死点は下死点から離れて、第１の容量は大きくなり、設定湿度の指示値は小さくなる。

第２のシリンダ１０３Ｗｓの第２のスライド位置が、レバー部材１１０の支点１１１から離れ、グリップ１１３に近づくほど、上死点は下死点から離れて、第２の容量は大きくなり、設定湿度の指示値は大きくなる。

そして、生成しようとする調湿気体の設定湿度（０〜１００）に応じて、第１の操作ハンドル１４１を操作して、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄの第１のスライド位置を、スケール１７１に記された設定湿度指示値（０〜１００）に位置決めして、固定するとともに、第２の操作ハンドル１５１を操作して、ウェット側ピストンポンプ１０３Ｗの第２のスライド位置を、スケール１７２に記された設定湿度指示値（０〜１００）に位置決めして、固定する。

例えば、設定湿度７０％の調湿気体を生成する場合には、第１のスライド位置および第２のスライド位置を、スケール１７１、１７２の「７０」の指示値に位置決め、固定して、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄの第１のピストン１０３Ｄｐを０(原点：下死点)と上死点位置Ｄ３との間でストロークさせ、ウェット側ピストンポンプ１０３Ｗの第２のピストン１０３Ｗｐを０(原点：下死点)と上死点位置Ｗ７との間でストロークさせることとなる。

なお、設定湿度０％あるいは０％に極めて近い湿度は、スライド位置の設定だけでは達成できないことがある。その場合には、配管Ｐ５に設けられたウエットバルブ２３１を開いて、配管Ｐ５内の気体を大気に開放して調整すればよい。同様に、設定湿度１００％あるいは１００％に極めて近い設定湿度をスライド位置だけでは達成できないことがある。その場合には、配管Ｐ３に設けられたドライバルブ２３３を開いて、配管Ｐ３内の気体を大気に開放して調整すればよい。

気体発生部２００で発生した所望する設定湿度に調整した調湿気体は、チャンバ３００に導入される。チャンバ３００内に配置した湿度センサ３０１の計測信号は、湿度測定器４００に送られ、湿度センサ３０１の校正が行われる。

上述した調湿気体発生装置１によれば、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄおよびウエット側ピストンポンプ１０３Ｗそれぞれを、独立して、手動でスライドさせ、それぞれ所望する第１および第２のスライド位置に、手動で固定することで、ドライ側ピストンポンプ１０３から送出される第１の容量が設定されるとともに、ウエット側ピストンポンプ１０３Ｗから送出される第２の容量が設定される。そして、レバー部材１１０を傾動操作することで、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄの第１のピストン１０３Ｄｐが往復動作するともに、ウエット側ピストンポンプ１０３Ｗの第２のピストン１０３Ｗｐが往復動作して、気体送出部１１０から第１の容量の気体と第２の容量の気体を送出させることができる。

したがって、本実施例によれば、アクチュエータ、タッチパネル、制御機器、電源を要しない極めて簡易な構成で、しかも従来の装置と同等の極めて高い精度で、調湿気体を発生・供給することができる。

上述した実施例では、図７に示すように、レバー部材１１０が、第１および第２のピストンロッド１０３ＤＲ、１０３ＷＲを連動して伸縮させるように構成され、レバー部材１１０が、第１および第２のピストンロッド１０３ＤＲ、１０３ＷＲそれぞれをスライド自在に支持する一体のフレーム１１２で構成されているものとして説明した。

しかし、これは一例であり、図８に示すように、レバー部材１１０が、第１および第２のピストンロッド１０３ＤＲ、１０３ＷＲを独立して伸縮させるように、独立した第１および第２のレバー部材１１０Ａ、１１０Ｂで構成されたものであってもよい。

この場合に、図８（ａ）に示すように、第１および第２のレバー１１０Ａ、１１０Ｂの支点１１１Ａ、１１１Ｂおよびグリップ１１３Ａ、１１３Ｂが、同じ方向に配置される構成であってもよく、図８（ｂ）に示すように、第１および第２のレバー１１０Ａ、１１０Ｂの支点１１１Ａ、１１１Ｂおよびグリップ１１３Ａ、１１３Ｂが、互いに逆方向に配置される構成であってもよい。

さらに、図９に示すように、調湿気体発生装置１の気体送出部１００を構成する実施も可能である。

図９に示す気体送出部１００は、前述の実施例と同様のドライ側ピストンポンプ１０３Ｄと、ウエット側ピストンポンプ１０３Ｗとを備えている。

ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄの第１のピストン１０３Ｄｐには、第１のピストンロッド１０３ＤＲの一端が接続されている。またウエット側ピストンポンプ１０３Ｗの第２のピストン１０３Ｗｐには、第２のピストンロッド１０３ＷＲの一端が接続されている。

連結部材５００は、第１および第２のピストンロッド１０３ＤＲ、１０３ＷＲを連結しており、第１および第２のピストンロッド１０３ＤＲ、１０３ＷＲそれぞれの他端に係合している。

操作子５１０は、連結部材５００に取り付けられており、連結部材５００を、第１および第２のピストンロッド１０３ＤＲ、１０３ＷＲを伸縮する方向に押し引き操作する。

第１のストッパ部材５３０は、連結部材５００のうち第１のピストンロッド１０３ＤＲ側端部５０１の第１のストロークエンド位置５３１、５３２を規制するものである。第１のストッパ部材５３０は、第１のストロークエンド位置５３１、５３２が調整自在となっている。

第２のストッパ部材５４０は、連結部材５００のうち第２のピストンロッド１０３ＷＲ側端部５０２の第２のストロークエンド位置５４１、５４２を規制するものである。第２のストッパ部材５４０は、第２のストロークエンド位置５４１、５４２が調整自在となっている。

よって、この図９に示される実施例の気体送出部１００によれば、第１のストッパ部材５３０および第２のストッパ部材５４０それぞれを、手動で調整して、それぞれ所望する第１のストロークエンド位置５３１、５３２および第２のストロークエンド位置５４１、５４２に、手動で固定することで、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄから送出される第１の容量が設定されるとともに、ウエット側ピストンポンプ１０３ＷＲから送出される第２の容量が設定される。すなわち、第１のストロークエンド位置５３１、５３２間のストロークによって、第１の容量が定まる。また第２のストロークエンド位置５４１、５４２間のストロークによって、第２の容量が定まる。

そして、操作子５１０を押し引き操作することで、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄの第１のピストン１０３Ｄｓが往復動作するともに、ウエット側ピストンポンプ１０３Ｗの第２のピストン１０３Ｗｓが往復動作して、気体送出部１００から第１の容量の気体と第２の容量の気体を送出させることができる。すなわち、操作子５１０を押し引き操作すると、連結部材５００のうち第１のピストンロッド１０３ＤＲ側端部５０１が、第１のストッパ部材５３０の第１のストロークエンド位置５３１、５３２間を往復移動して、ドライ側ピストンポンプ１０３Ｄからは第１の容量の気体が送出されるとともに、連結部材５００のうち第２のピストンロッド１０３ＷＲ側端部５０２が、第２のストッパ部材５４０の第２のストロークエンド位置５４１、５４２間を往復移動して、ウエット側ピストンポンプ１０３Ｗからは第２の容量の気体が送出される。

また、上述した各実施例においては、調湿気体発生装置により調湿した空気(大気)を発生・供給する例を示したが、本発明に関わる調湿気体発生装置においては、空気以外の種々のガス雰囲気における任意の湿度設定も可能であることは言うまでもない。

さらに、上述した各実施例においては、湿度計(湿度センサ)を校正するためのポータブル湿度校正器に本発明を適用した例を示したが、本発明の利用範囲は実施例に限定されるものではなく、例えば半導体等の精密部品製造、バイオテクノロジー、製薬製剤、高分子研究、燃料電池の評価試験等、種々多用な産業分野において、調湿された気体を発生・供給する装置として有効に適用し得ることは勿論である。

１００気体送出部
１０３Ｄドライ側ピストンポンプ
１０３Ｗウエット側ピストンポンプ
１０３Ｄｐ第１のピストン
１０３Ｗｐ第２のストン
１０３Ｄｓ第１のシリンダ
１０３Ｗｓ第２のシリンダ
１０３ＤＲ第１のピストンロッド
１０３ＷＲ第２のピストンロッド
１１０レバー部材
１２０ピストンロッド側支持手段
１３０シリンダ側支持手段
１４０第１のスライド操作手段
１５０第２のスライド操作手段

Claims

第１の容量の気体と第２の容量の気体を送出する気体送出部と、前記気体送出部から送出された第１および第２の容量の気体を水蒸気飽和気体と完全乾燥気体に生成して、これら水蒸気飽和気体と完全乾燥気体とを混合して、所望する湿度に調湿された気体を発生する気体発生部とを備えて構成された調湿気体発生装置において、前記気体送出部は、
第１のシリンダ内における第１のピストンの往復動作により気体を第１の容量だけ吸引して送出するドライ側ピストンポンプと、
第２のシリンダ内における第２のピストンの往復動作により気体を第２の容量だけ吸引して送出するウエット側ピストンポンプと、
前記第１のピストンに一端が接続された第１のピストンロッドと、
前記第２のピストンに一端が接続された第２のピストンロッドと、
前記第１および第２のピストンロッドを伸縮させる方向に傾動自在に、一端が支点に支持されたレバー部材と、
前記第１のピストンロッドおよび前記第２のピストンロッドそれぞれの他端を、独立して、前記レバー部材の長手方向に沿ってスライド自在に支持するピストンロッド側支持手段と、
前記第１のシリンダおよび前記第２のシリンダそれぞれを、独立して、前記第１および第２のピストンロッドの伸縮方向に対して垂直な方向に沿ってスライド自在に支持するシリンダ側支持手段と、
前記ドライ側ピストンポンプをスライドさせ、所望する第１のスライド位置に固定する第１のスライド操作手段と、
前記ウエット側ピストンポンプをスライドさせ、所望する第２のスライド位置に固定する第２のスライド操作手段と
を含んで構成されることを特徴とする調湿気体発生装置。
前記ピストンロッド側支持手段は、
前記レバー部材を構成する部材であって、当該レバー部材の長手方向に沿って平行に配置された第１および第２の板部材と、
前記第１および第２の板部材それぞれに、前記レバー部材の長手方向に伸長するように形成された第１および第２のピストンロッド側長孔と、
前記第１および第２のピストンロッド側長孔それぞれにスライド自在に挿通される第１および第２のスライドピンと、
第１および第２のスライドピンの端部をそれぞれ支持し、前記第１および第２のピストンロッドの端部にそれぞれ接続される第１および第２のスライドピン支持部材と
を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の調湿気体発生装置。
前記シリンダ側支持手段は、
前記第１および第２のシリンダの前記第１および第２のピストンロッドとは反対側のボディ下端面に対面するように、その板面が配置されたスライド板と、
前記第１および第２のピストンロッドの伸縮方向に対して垂直な方向に伸長するように前記スライド板に平行に形成された第１および第２のシリンダ側長孔と、
前記第１および第２のシリンダ側長孔それぞれにスライド自在に挿通され、かつ前記第１および第２のシリンダのボディ下端に接続された第１および第２のスライド部材と
を含んで構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の調湿気体発生装置。
前記スライド板に、前記第１および第２のシリンダ側長孔に沿ってガイド部材が設けられるとともに、
前記第１のスライド操作手段は、
前記ガイド部材と、
第１の操作ハンドルと、
前記第１の操作ハンドルにその一端が接続され、他端が前記ガイド部材に摺動自在に支持され、かつ前記第１のスライド部材を前記スライド板に固定可能に前記スライド板に螺合された第１のネジ部材と
を含んで構成されるとともに、
前記第２のスライド操作手段は、
前記ガイド部材と、
第２の操作ハンドルと、
前記第２の操作ハンドルにその一端が接続され、他端が前記ガイド部材に摺動自在に支持され、かつ前記第２のスライド部材を前記スライド板に固定可能に前記スライド板に螺合された第２のネジ部材と
を含んで構成されることを特徴とする請求項３に記載の調湿気体発生装置。
前記第１および第２のシリンダの前記第１および第２のピストンロッドとは反対側のボディ下端面に対面するように、その板面が配置されたスライド板と、
前記スライド板に突設された支柱と
が備えられ、
前記支柱のうち、前記第１および第２のシリンダのボディ上端より上方の位置に、前記レバー部材の支点を構成する部材が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の調湿気体発生装置。
前記気体発生部は、
導入された完全乾燥気体と水蒸気飽和気体とを混合する気体混合部と、
前記ドライ側ピストンポンプから送出された気体を、除湿フィルタを介して、完全乾燥気体に生成して、前記気体混合部へ導入するドライ側流路と、
前記ウエット側ピストンポンプから送出された気体を、飽和気体生成手段を介して、水蒸気飽和気体に生成して、前記気体混合部へ導入するウェット側流路と
を含んで構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の調湿気体発生装置。
前記第１および第２のシリンダの前記第１および第２のピストンロッドとは反対側のボディ下端面に対面するように、その板面が配置されたスライド板
が備えられ、
前記スライド板には、前記第１および第２のシリンダのスライド方向に沿って、設定湿度の大きさを指示するスケールが設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の調湿気体発生装置。
前記レバー部材は、
前記第１および第２のピストンロッドを連動して伸縮させるように構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の調湿気体発生装置。
前記レバー部材は、
前記第１および第２のピストンロッドそれぞれをスライド自在に支持する一体のフレームで構成されていることを特徴とする請求項８に記載の調湿気体発生装置。
前記レバー部材は、
前記第１および第２のピストンロッドを独立して伸縮させるように、独立した第１および第２のレバー部材で構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の調湿気体発生装置。
前記第１および第２のレバーの支点およびグリップは、同じ方向に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の調湿気体発生装置。
前記第１および第２のレバーの支点およびグリップは、互いに逆方向に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の調湿気体発生装置。
第１の容量の気体と第２の容量の気体を送出する気体送出部と、前記気体送出部から送出された第１および第２の容量の気体を水蒸気飽和気体と完全乾燥気体に生成して、これら水蒸気飽和気体と完全乾燥気体とを混合して、所望する湿度に調湿された気体を発生する気体発生部とを備えて構成された調湿気体発生装置において、前記気体送出部は、
第１のシリンダ内における第１のピストンの往復動作により気体を第１の容量だけ吸引して送出するドライ側ピストンポンプと、
第２のシリンダ内における第２のピストンの往復動作により気体を第２の容量だけ吸引して送出するウエット側ピストンポンプと、
前記第１のピストンに一端が接続された第１のピストンロッドと、
前記第２のピストンに一端が接続された第２のピストンロッドと、
前記第１および第２のピストンロッドそれぞれの他端に係合し、当該前記第１および第２のピストンロッドを連結し、前記第１および第２のピストンロッドが伸縮する伸縮方向に沿ってスライド自在に支持された連結部材と、
前記連結部材の第１のピストンロッド側端部と第２のピストンロッド側端部との間に設けられ、前記連結部材を、前記伸縮方向に押し引き操作する操作子と、
前記第１のピストンロッド側端部の前記伸縮方向への往復移動を、前記伸縮方向に調整自在な第１のストロークエンド位置間内に規制する第１のストッパ部材と、
前記第２のピストンロッド側端部の前記伸縮方向への往復移動を、前記伸縮方向に調整自在な第２のストロークエンド位置間内に規制する第２のストッパ部材と
を含んで構成されることを特徴とする調湿気体発生装置。