JP2013231654A - 環境試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、送風機からの吐出空気の温度や湿度の分布ムラ、特に送風機の回転フィンの回転方向における分布ムラを抑制し、環境試験の精度の向上を図ることができる環境試験装置を提供することを目的とする。
【解決手段】環境試験装置１は、恒温恒湿槽が仕切壁４によって、試験室６と空調用通路７に区分されており、上下の開口９、１９を介して、試験室６と空調用通路７との間で空気を循環させて、試験室６内を所望の環境に制御できるものである。空調用通路７には、上流側から、加湿器１４、蒸発器１５、加熱ヒータ２６、送風機２７の順番で直列状に並べられ、加熱ヒータ２６と送風機２７との間に、空気導入ガイド８が設けられ、さらに送風機２７の下流側には、抵抗板１１が設けられている。空気導入ガイド８は、加熱ヒータ２６の下流近傍の空気を送風機２７に導き、抵抗板１１は、送風機２７の吐出流量の偏りをほぼ均等にできる。
【選択図】図２

Description

本発明は、閉空間の温度環境を調整する機能を有した環境試験装置に関するものであり、特に閉空間内の空気を攪拌する送風機を備えた環境試験装置に関する。

製品や素材等の性能や耐久性を試験する装置として、環境試験装置がある。この種の環境試験装置は、試験対象の試料体が載置される試験空間を備え、この試験空間内の温度や湿度を所望の試験環境に調整するものである。すなわち、この種の環境試験装置は、試験空間内を所望の試験環境に調整するべく、空気を加熱するヒータや、空気を冷却する冷却器（例えば、冷凍サイクルの一部を形成する蒸発器）、さらには試験空間内の空気を攪拌する送風機が少なくとも搭載されている。

ところで、特許文献１には、１つの恒温恒湿槽内を、仕切壁によって、試料体を載置する試験空間と、試験環境の形成に寄与する前記した各機器（ヒータ、冷却器、並びに送風機等）が配された空気調整空間とに区分した環境試験装置が開示されている。この環境試験装置は、ヒータや冷却器を駆動した状態で送風機を起動し、空気調整空間と試験空間との間に空気を循環させて、試験空間内の温度や湿度をほぼ均一となるように制御するものである。

特開２０１１−１６３５８５号公報

ところが、特許文献１のような環境試験装置では、安定的且つ高精度に所望の試験環境を形成することが困難な場合があり、試験結果の信頼性を損ねてしまうおそれがあった。その理由について、以下に具体的に説明する。

特許文献１の環境試験装置は、空気調整空間内部に、空気の流れ方向上流側から冷却器、ヒータ、送風機の順番で配設された基本構成を有している。すなわち、空気調整空間内部においては、循環空気は、冷却器、ヒータの順番で通過して、送風機を介して、試験空間内に送り出される。

より具体的に説明すると、この種の環境試験装置は、空気調整空間において、試験空間における目標温度や目標湿度に応じて、冷却器やヒータが選択的に使用される。すなわち、試験空間内の試料体を高温にさらす場合においては、主にヒータが使用される。具体的には、高温試験運転においては、ヒータを所定の出力に調整（比例制御やオン・オフ制御）し、送風機によって試験空間と空気調整空間との間に循環空気を形成して、試験空間の雰囲気温度が目標温度に維持されるように制御する。一方、試験空間内の試料体を低温にさらす場合においては、冷却器とヒータの双方が使用される。具体的には、低温試験運転においては、冷却器を断続的に運転しつつ、ヒータを所定の出力に調整（比例制御やオン・オフ制御）し、送風機によって試験空間と空気調整空間との間に循環空気を形成して、試験空間の雰囲気温度が目標温度に維持されるように制御する。

しかしながら、実際は、いずれの運転においても、図１７に示すように、送風機１００に空気が流入する流入部（以下、吸気口１０２という）を基準に、３６０°いたる方向からも空気が流入し得るため、吸気口１０２から送風機１００内に取り込まれる空気は、温度や湿度に大きな分布ムラを生じてしまう場合がある。これは、送風機における吸気範囲の広範囲化により、一方向の吸引力が低下し、吸気口１０２の近傍に空気がよどんだ滞留領域が形成されてしまうことが大きな原因とされている。そして、この滞留領域は、図１７に示すように、吸気口１０２から若干離反した位置であり、当該吸気口１０２を基準に、空気調整空間の上方側の角付近に発生し易い。すなわち、空気調整空間に発生する滞留領域は、主に装置の外郭を形成する壁面に沿った部分である。また、空気調整空間内の前記壁面近傍では、少なからず外気温度の影響を受ける。すなわち、従来の環境試験装置では、そのような外乱の影響がある範囲に滞留領域が形成されるため、試験中にも関わらず、空気調整空間内に、冷却器やヒータ等で調整された温度や湿度と異なる空気が形成される。そして、この温度調整されていない滞留領域の空気が、送風機１００に吸気されることで、温度や湿度に大きな分布ムラを生じさせてしまっていた。

また、送風機に吸気される空気の温度や湿度に大きな分布ムラを生じさせるその他の理由としては、例えば、送風機１００に流入する空気が、冷却器のみを通過した空気（単に低温空気という）や、冷却器及びヒータ１０１を通過した空気（単に調整空気という）、あるいはヒータ１０１のみを通過した空気（単に高温空気という）が中途半端に入り混じること等も挙げられる。

このような原因により、吸気口１０２から送風機１００内に取り込まれた空気は、温度や湿度の分布が一様にはならず、温度や湿度に大きな分布ムラが生じる。またそれに追従するように、送風機１００からの吐出空気も温度や湿度に大きな分布ムラが生じた状態となる。すなわち、送風機１００の吐出空気は、吐出方向に交差する方向の断面において、温度や湿度の分布ムラが形成される。そして、この分布ムラのある空気によって、試験空間内が所望の環境に調整されている。

このように、従来技術の環境試験装置では、送風機に様々な温度や湿度を有した空気が吸気口から導入され、その空気を用いて試験環境を形成しているため、試験空間における温度や湿度の調整が難しく、試験環境を安定した状態で維持することが困難であった。その結果、不安定な環境の中で、環境試験が強いられることとなり、試験精度の低下を引き起こしていた。すなわち、送風機における吐出空気の分布ムラが、試験精度の低下を招く原因の１つになっていた。特に、長期的に高温状態や低温状態を維持する試験に適した恒温装置や恒温恒湿装置（環境試験装置）においては、試験結果への影響がより大きくなるため、環境試験の信頼性を大きく低下させてしまう可能性があった。

そこで、本発明では、従来技術の問題点に鑑み、送風機からの吐出空気の温度や湿度の分布ムラ、特に送風機の回転フィンの回転方向における分布ムラを抑制し、環境試験の精度の向上を図ることができる環境試験装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するべく提供される請求項１に記載の発明は、熱源と送風機を有した空気調整空間と、試料体が配される試験空間とを有し、空気調整空間と試験空間との間で空気を循環させて、試験空間内を所望の環境に形成する環境試験装置であって、空気調整空間内では、空気の流れ方向上流側から、熱源、送風機の順番で並べられ、送風機は、当該送風機に吸気される空気の通過方向が、熱源を通過する空気の通過方向と交差するように設置されており、熱源と送風機との間には、主に熱源によって温度が調整された空気を、送風機に導く空気導入ガイドが設けられていることを特徴とする環境試験装置である。
なお、ここで言う「熱源」には、冷熱源や加熱源の概念が含まれるものとする。

先にも説明したが、この種の環境試験装置は、高温試験運転においては、ヒータを所定の出力に調整（比例制御やオン・オフ制御）し、送風機によって試験空間と空気調整空間との間に循環空気を形成し、試験空間の雰囲気温度が目標温度に維持されるように制御する。一方、低温試験運転においては、冷却器を断続的に運転しつつ、ヒータを所定の出力に調整（比例制御やオン・オフ制御）し、送風機によって試験空間と空気調整空間との間に循環空気を形成し、試験空間の雰囲気温度が目標温度に維持されるように制御する。
すなわち、この種の環境試験装置においては、高温試験運転と低温試験運転のいずれの場合においても、ヒータが駆動されている。

そこで、請求項１に記載した環境試験装置は、送風機と熱源との間に空気導入ガイドを設け、熱源を通過した空気が、送風機に導かれる構成とされている。これにより、環境試験装置において、いかなる試験を行う場合であっても、当該環境試験装置の送風機には、主に熱源の下流近傍の温湿度調整後のほぼ一様な状態の空気が流入されるため、当該流入空気の温度や湿度の分布ムラを、ほぼ均一なものとすることができる。また、先に説明したように、空気調整空間内であって、送風機の吸気部よりも上方側に滞留領域が形成された場合であっても、本発明では、空気導入ガイドによって、その領域の空気を吸い込まないように規制することができるため、より確実に、送風機に流入される空気の温度や湿度の分布ムラの発生を阻止することができる。すなわち、本発明においては、送風機における吐出空気の温度や湿度の分布ムラも、ほぼ均一なものとすることができるため、試験空間内における試験環境の調整が容易となる。その結果、試験環境を安定した状態で、長期的に維持することが可能となる。これにより、本発明の環境試験装置が、長期的に高温状態や低温状態を維持する恒温装置や恒温恒湿装置に採用された場合であっても、高い試験精度を確保できるため、試験結果の信頼性を低下させてしまうおそれがない。

さらに、本発明においては、送風機を、当該送風機に吸気される空気の通過方向が、熱源を通過する空気の通過方向と交差するように設置した上で、空気導入ガイドを設けた構成にしたため、環境試験装置の大型化を招くことがない。
この理由について簡単に説明する。
環境試験装置では、送風機の駆動源としてモータが使用されている。一般的に、モータは高温にさらされたり、急激な温度変化等によって、不具合を生じる場合がある。そのため、環境試験装置においては、モータを試験空間内や空気調整空間内に配置することが避けられている。そこで、通常、環境試験装置には、軸流型よりも遠心型の送風機が多用されている。遠心型の送風機は、軸心方向から吸気して、回転方向に吐出する構造である。すなわち、遠心型の送風機は、空気の吸い込み方向と、吐き出し方向とが交差する構造である。そして、送風機の駆動源たるモータは、一般的に、軸心方向に配設されている。このような事情に鑑み、従来より、送風機は、モータを空気調整空間の外部に配置し、送風機に吸気される空気の通過方向が、熱源を通過する空気の通過方向と交差するように設置されている。また、この姿勢で設置すると、熱によるモータの不具合の発生を防止できる上、環境試験装置が必要以上に大型化することを阻止することができる。
したがって、本発明では、送風機の設置姿勢を従来のそれと同様にしつつ、空気導入ガイドを設けたため、従来の環境試験装置とほぼ同一の大きさに維持しつつ、新たな作用効果を期待することができる。

請求項２に記載の発明は、前記空気導入ガイドは、空気の流れ方向を基準とした上流側に流入開口を有し、当該流入開口は、前記熱源に向けて開口するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の環境試験装置である。

かかる構成によれば、空気導入ガイドの流入開口が、熱源に向けて開口するように配置しているため、より効果的に、送風機に対して、熱源通過後の空気を取り込むことができる。換言すれば、空気導入ガイドの流入開口は、送風機に空気が流入する部分（吸気部）の延長上に位置するため、流入開口を送風機の吸気部とみなすことができ、熱源の下流近傍の空気を、確実に送風機内に取り込むことができる。

請求項３に記載の発明は、前記送風機は、吸気口を有し、当該吸気口から空気が吸気されるもので、前記空気導入ガイドは、前記吸気口の周囲のうち前記熱源がある方向以外の部分を囲繞する囲繞壁と、当該囲繞壁内に空気を導く流入開口を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の環境試験装置である。

かかる構成によれば、送風機の吸気口の周囲のうち熱源がある方向以外の部分を囲繞する囲繞壁によって、吸気口に空気を案内する空気導入ガイドが形成されており、流入開口を介して、空気を囲繞壁内に導くことができるため、流入開口を通過した空気を、確実に送風機内に取り込むことができる。換言すれば、本発明によれば、流入開口以外の箇所から、囲繞壁内に空気が流入することを防止できるため、より確実に、送風機に取り込まれる空気の温度や湿度の分布ムラを抑制することができる。

一般的に、環境試験装置においては、ヒータのサイズ（外形）は、冷却器のサイズ（外形）よりも小さいものが採用されている。また、一般的な流体は、流路抵抗の関係に従って、抵抗が小さい経路を辿ろうとする。したがって、冷却器を通過した空気は、ヒータを回避するようにして流れることで、送風機における空気の温度や湿度の分布ムラを生じさせる原因の一つになっていた。
そこで、提供される請求項４に記載の発明は、前記空気調整空間内において、前記熱源は空気の流通方向に直交する方向に占める面積が、前記空気調整空間が前記空気の流通方向に直交する方向に占める面積よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の環境試験装置である。

かかる構成によれば、熱源を回避した経路を辿って送風機に流入し得る構成であったとしても、空気導入ガイドによって、熱源の下流近傍の空気を送風機内に取り込むことができる。すなわち、既存の環境試験装置における機器構成や空気調整空間等の設計変更等を実施することなく、熱源の下流近傍の空気を送風機に吸入させることができる。これによれば、製造コストが大幅に増大するようなおそれはない。

請求項５に記載の発明は、前記流入開口は、前記熱源を当該流入開口に向けて投影した投影面内に位置するように配されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の環境試験装置である。

かかる構成によれば、空気導入ガイドの流入開口が、熱源をその流入開口に向けて投影した投影面内に位置するように配置しているため、より効果的に、送風機に対して、熱源通過後の空気を取り込むことができる。

請求項６に記載の発明は、前記送風機は、空気を吐出する吐出口を有し、吐出口の近傍には、空気の流通抵抗となる抵抗体が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の環境試験装置である。

かかる構成によれば、抵抗体によって、吐出口から吐き出される空気の流れを制限して、送風機の回転フィンによって生じ得る吐出流量の偏りを調整することができる。これにより、送風機から吐き出されて試験空間内に向かう流量をほぼ均一に分散することができるため、試験空間内を時差なく効率的に所望の試験環境に至らすことができる。結果的に、試験精度の向上を図ることができる。

請求項７に記載の発明は、前記送風機は、多翼型のファンであり、前記抵抗体は、前記ファンの回転方向側に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の環境試験装置である。

かかる構成によれば、抵抗体が、送風機の回転方向側に設けられているため、送風機の流量を分散させることができる。これにより、送風機から吐出された空気を、より確実に均等に分散することができる。

請求項８に記載の発明は、前記空気調整空間内に第二の熱源を有し、前記空気調整空間内では、空気の流れ方向上流側から前記第二の熱源、前記熱源、送風機の順番で並べられ、前記熱源は、前記空気の流通方向に直交する方向に占める面積が、前記第二の熱源が前記空気の流通方向に直交する方向に占める面積よりも小さいことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の環境試験装置である。

かかる構成によれば、第二の熱源を通過した空気が、熱源を回避した経路を辿って送風機に流入し得る構成であったとしても、空気導入ガイドによって、熱源の下流近傍の空気を送風機内に取り込むことができる。

本発明の環境試験装置は、前記熱源がヒータであり、前記第二の熱源が冷却器であることが望ましい。（請求項９）

本発明の環境試験装置は、送風機とヒータとの間に、空気導入ガイドを設け、空気導入ガイドによって、ヒータを通過した空気を送風機に導くことができるため、送風機から吐出される空気の温度や湿度の分布ムラを抑制することができる。これにより、試験空間内の試験環境を、安定的且つ高精度に維持することができるため、信頼性が高い試験結果を得ることができる。

本発明の実施形態に係る環境試験装置を示す概念図である。 図１の環境試験装置の内部における要部の実体を示す斜視図である。 導入流路形成部材を示す斜視図である。 導入流路形成部材を示す正面図である。 環境試験装置内部における送風機とその周辺機器及び部材との位置関係を示す説明図である。 環境試験装置内部における空気の流れを示す概念図である。 送風機の上下流の空気の流れに注目した概念図である。 送風機の下流側における空気の流れに注目した概念図である。 導入流路形成部材の変形例を示す斜視図である。（湾曲形状） 導入流路形成部材の変形例を示す斜視図である。（三角形状） 導入流路形成部材の別の変形例を示す斜視図である。（流入開口拡張） 導入流路形成部材のさらに別の変形例を示す斜視図である。 抵抗板の変形例を示す斜視図である。（傾斜） 抵抗板の変形例を示す説明図である。（吊設） 抵抗板の変形例を示す説明図である。（湾曲状） 抵抗体の変形例を示す説明図である。（スリット状） 従来の環境試験装置における送風機の上下流の空気の流れに注目した概念図である。（網掛け部：滞留領域）

以下に、本発明の実施形態に係る環境試験装置１について説明する。
まず、本実施形態の環境試験装置１の基本構成について説明する。
図１に示す環境試験装置１は、周囲を断熱材３で覆われた筐体２を有する、所謂恒温恒湿装置である。すなわち、筐体２は、恒温恒湿槽５を成すものであり、内部が仕切壁４によって、試験室（試験空間）６と、空調用通路（空気調整空間）７とに区切られている。そして、恒温恒湿槽５内の上部側と下部側には、試験室６と空調用通路７とを連通する開口９、１９が設けられている。

試験室６は、環境試験を行う際に、試料となる機器や部品等を配置する空間で、当該空間の温度を検知する室内温度検知手段２３と、当該空間の相対湿度を検知する室内湿度検知手段２４が設けられている。室内温度検知手段２３は、例えば、従来公知の熱電対やサーミスタ等の温度センサである。一方、室内湿度検知手段２４は、例えば、従来公知の湿度センサである。

空調用通路７は、所望の温度や湿度の空気を生成する部分であり、下部側（空気の流れ方向上流側）から順番に、加湿器１４、蒸発器（第二の熱源）１５、加熱ヒータ（熱源）２６、送風機２７が配されている。
加湿器１４は、蒸発皿３０と従来公知の電気ヒータ３１を有し、電気ヒータ３１によって蒸発皿３０内に貯留した湯水を蒸発させるものである。
蒸発器（冷却器）１５は、公知の冷却装置１０の一部であり、冷凍サイクルの一部を担うべく機能するものである。すなわち、蒸発器１５は、内部に相変化する冷媒が流通し、冷却能力と表面温度を変化させることができるものである。
加熱ヒータ２６は、従来公知の電気ヒータであり、空調用通路７を通過する空気を加熱するものである。

送風機２７は、従来公知の遠心送風機であり、回転フィン２８とそれを内蔵した外郭部材３３を有し、回転フィン２８の軸心方向から空気を吸気して、回転方向に空気を吐出するものである。すなわち、送風機２７は、外郭部材３３に吸気口３５と吐出口３６を有し、吸気口３５は、外郭部材３３であって、回転フィン２８の回転軸と直交する側面に形成されており、吐出口３６は、回転フィン２８の回転方向に沿った周面に形成されている。

また、空調用通路７には、送風機２７よりも上部側（空気の流れ方向下流側）に、閉塞壁１６が設けられている。閉塞壁１６は、所定の位置において形成された部材厚方向に貫通した開口１７を有し、開口１７からのみ空気の通過を許す空気流通制限部材である。すなわち、閉塞壁１６は、開口１７に、送風機２７の吐出口３６を連通させることによって、送風機２７から吐出される空気を、試験室６側に送ることができる。なお、本実施形態では、閉塞壁１６の開口１７の開口形状はほぼ方形状であり、当該開口１７の開口サイズは、送風機２７の吐出口３６の開口サイズとほぼ同じ大きさである。

続いて、本実施形態の環境試験装置１の特徴的構成について説明する。
本実施形態の環境試験装置１は、送風機２７から吐出される空気の温度や湿度の分布ムラを抑制するべく、送風機２７の吸気口３５よりも空気の流れ方向上流側に空気導入ガイド８が設けられ、さらに、試験室６内の温度や湿度の分布ムラを抑制すると共に、温湿度調整の容易化を図るべく、送風機２７の吐出口３６よりも空気の流れ方向下流側に抵抗板１１が設けられている。

空気導入ガイド８は、図１に示すように、加熱ヒータ２６と送風機２７との間に設けられ、送風機２７に流入する空気を制限するものである。すなわち、空気導入ガイド８は、主に加熱ヒータ２６を通過した空気を、送風機２７に導入するための補助流路の機能を果たす部材である。そして、空気導入ガイド８は、図２に示すように、送風機２７に取り付けられた導入流路形成部材１２によって形成されている。

導入流路形成部材１２は、図３、４に示すように、外観がほぼ台形状であり、流路形成部２１と取付部２２とにより構成されている。流路形成部２１は、図２に示すように、送風機２７の吸気口３５を囲繞する部分であり、所定の幅（図３の奥行き方向の長さ）を有した金属部材を折り曲げ加工により形成したものである。すなわち、流路形成部２１は、２つの傾斜壁（囲繞壁）３７、３８と、その２つの傾斜壁３７、３８を繋ぐ連結壁（囲繞壁）４０とを有する。そして、流路形成部２１は、２つの傾斜壁３７、３８が、連結壁４０の端部にそれぞれ配置され、且つ、それらの傾斜壁３７、３８は、連結壁４０の端部から当該連結壁４０の同一面側に延びると共に、当該連結壁４０の面から離れる方向に向かうにつれて、傾斜壁３７、３８同士が互いに離反するような傾斜方向で配されている。すなわち、流路形成部２１は、傾斜壁３７、３８と連結壁４０とによって囲繞空間３２を形成すると共に、連結壁４０の前記面と対向する側であって、傾斜壁３７、３８が最も離反した端部同士の間に形成された開放部（流入開口）２５を有する部分である。

取付部２２は、送風機２７への取り付けに寄与する部分であり、導入流路形成部材１２の台形を基準とした外側に配され、２つの傾斜壁３７、３８と連結壁４０とに跨るように設けられた部分である。具体的には、取付部２２は、流路形成部２１に対してほぼ直交するように配された板部本体４１を有し、板部本体４１が２つの傾斜壁３７、３８と連結壁４０に跨るように配されている。本実施形態では、板部本体４１は、２つの傾斜壁３７、３８の一部と、連結壁４０全体に跨るように配されている。板部本体４１は、流路形成部２１から離反した位置に輪郭辺４２を有し、その輪郭辺４２は曲線状に形成されている。具体的には、輪郭辺４２は、半径ｒ（例えば、連結壁４０の長さと同等あるいはそれより若干長い長さ）の円の一部たる円弧である。そして、板部本体４１には、部材厚方向に貫通したネジ等の締結手段を挿通する貫通孔４３が３箇所設けられている。

抵抗板１１は、図２に示すように、所定の大きさを有した方形状の板体であり、送風機２７から吐出された空気の流量分布の偏りを均すものである。すなわち、抵抗板１１は、抵抗部４５と、その抵抗部４５の端部からほぼ直交する方向に屈曲した固定部４６とで構成されている。

次に、環境試験装置１内における機器及び部材等の位置関係について説明する。
本実施形態の環境試験装置１は、上記したように、恒温恒湿槽５内に設けられた仕切壁４によって、試験室６と空調用通路７とに区分されている。すなわち、試験室６と空調用通路７とは、仕切壁４を境に隣接した関係である。また、試験室６と空調用通路７は、仕切壁４の上下に設けられた開口９、１９によって、連通した関係でもある。

そして、空調用通路７内においては、空気の流れ方向上流側（図１の下部側）から、加湿器１４、蒸発器１５、加熱ヒータ２６、送風機２７の順番で設置されている。そして、各機器は、空調用通路７内において、それぞれ一定の間隔を空けて、直列状に並べられた配置にされている。より具体的には、加湿器１４は、空調用通路７の底部のほぼ中央に位置するように固定され、蒸発器１５は、加湿器１４を鉛直上方に投影した際に形成される投影領域にほぼ全てが属するように固定され、加熱ヒータ２６は、加湿器１４を鉛直上方に投影した際に形成される投影領域にほぼ全てが属し、且つ、蒸発器１５を鉛直上方に投影した際に形成される投影領域に概ね属するように固定され（その残部は蒸発器１５の投影領域から逸脱）、送風機２７は、外郭部材３３が、加湿器１４を鉛直上方に投影した際に形成される投影領域にほぼ全てが属し、且つ、蒸発器１５を鉛直上方に投影した際に形成される投影領域にほぼ全てが属し、且つ、加熱ヒータ２６を鉛直上方に投影した際に形成される投影領域に一部が属し、残部がその領域から逸脱するように固定されている。

また、加湿器１４、蒸発器１５、加熱ヒータ２６、送風機２７の位置関係をより明確化するべく、設置姿勢における鉛直方向の投影領域の大きさに基づいて、本実施形態における各機器の相対的なサイズについて付言すると、加湿器１４が最も大きく、蒸発器１５、加熱ヒータ２６、送風機２７の外郭部材３３の順番で小さくされている。換言すれば、空調用通路７の内壁と各機器との隙間Ｐは、蒸発器１５の位置で最も小さく（隙間Ｐ１）、加熱ヒータ２６の位置（隙間Ｐ２）、送風機２７の外郭部材３３の位置（隙間Ｐ３）の順番で大きい。そして、本実施形態では、蒸発器１５と仕切壁４との間に隙間Ｐ１が形成され、加熱ヒータ２６と筐体２との間に隙間Ｐ２が形成され、送風機２７の外郭部材３３と仕切壁４との間に隙間Ｐ３が形成されるように、各機器を配置している。したがって、空調用通路７においては、蒸発器１５が加湿器１４を覆っていない部分があり、加熱ヒータ２６が蒸発器１５を覆っていない部分があり、送風機２７が加熱ヒータ２６を覆っていない部分がある。このため、本実施形態では、蒸発器１５を通過した空気が、隙間Ｐ２に流入し得ないように、ガイド板３４が設けられている。すなわち、ガイド板３４は、図１に示すように、蒸発器１５の筐体２側端部から加熱ヒータ２６の下側端部に渡って配されている。
なお、本実施形態においては、送風機２７に空気を導く主な流路として、隙間Ｐ３が利用されている。すなわち、送風機２７は、吸気口３５を隙間Ｐ３に向けて開口させた姿勢で設置されている。

そして、送風機２７の吸気口３５を囲繞するように、空気導入ガイド８が設けられている。すなわち、導入流路形成部材１２は、図１に示すように、送風機２７の外郭部材３３と仕切壁４との間に形成された隙間Ｐ３に配され、取付部２２を介して、送風機２７に固定されている。より具体的には、導入流路形成部材１２は、流路形成部２１における取付部２２が位置する端部と対向する端部（以下、単に突端側端部ともいう）を、仕切壁４に対向するように配した姿勢で、送風機２７に固定されている。このとき、流路形成部２１の突端側端部と、仕切壁４との間には、一定の隙間が形成されている。すなわち、流路形成部２１の囲繞空間３２は、傾斜壁３７、３８と連結壁４０に加えて、送風機２７の外郭部材３３とによっても囲繞されている。

また、流路形成部２１は、図１、２、５に示すように、連結壁４０を空調用通路７の底面とほぼ平行な姿勢にした状態で、加熱ヒータ２６の鉛直上方の位置に配され、且つ、流路形成部２１の流入開口２５全体が加熱ヒータ２６の直上に位置する配置にされている。具体的には、流路形成部２１は、流入開口２５の長手方向に延びる全長が、加熱ヒータ２６の長手方向に延びる所定の範囲ｌ（本実施形態では、長手方向中央を含んだ、全長Ｌの約１／２〜２／３倍程度）の鉛直方向投影領域と重なる配置にされている。

したがって、本実施形態では、空気導入ガイド８が、流入開口２５から加熱ヒータ２６上部の空気を、囲繞空間３２内に導き、その空気を、流路形成部２１と送風機２７の外郭部材３３に沿わせて、送風機２７の吸気口３５に案内できる配置である。

また、送風機２７の上部には、閉塞壁１６が配されている。すなわち、閉塞壁１６は、部材厚方向に貫通した開口１７を、空調用通路７の上下方向に連通するような姿勢にし、当該開口１７が送風機２７の吐出口３６と連通する配置にされている。

また、閉塞壁１６の上面側であって、開口１７の近傍に、空気の流通抵抗となる抵抗板１１が取り付けられている。抵抗板１１は、閉塞壁１６に対して、立直した姿勢にされ、開口１７の縁端部に沿うように固定部４６を配して固定されている。具体的には、抵抗板１１は、送風機２７から吐出される空気の吐出流量が多い位置であって、その一部の空気の吐出方向を遮る位置に取り付けられている。より具体的に言うと、本実施形態では、抵抗板１１は、取り付け姿勢において、高さ方向突端部が空調用通路７の天井に当接し、開口１７の縁端部に沿って延びた長さ（幅）が、仕切壁４から若干離反した位置から吐出口３６の一部に掛かるまで延びている。すなわち、抵抗板１１は、閉塞壁１６から空調用通路７の天井面までの高さ方向に分散する空気を反射させ、仕切壁４から筐体２の壁面との空調用通路７の奥行き方向（図１の左右方向）に分散する空気の一部を反射させることができる配置である。

次に、本実施形態の環境試験装置１の基本動作について説明する。
本実施形態の環境試験装置１では、送風機２７によって恒温恒湿槽５内の空気を循環して、試験室６内に所望の環境が作られる。すなわち、恒温恒湿槽５内の空気は、送風機２７によって仕切壁４の下部側の開口９から空調用通路７側に吸入され、空調用通路７を鉛直上方に向けて通過して、仕切壁４の上部側の開口１９から試験室６側に吐出される。

より詳細に説明すると、送風機２７が起動されると、図６に示すように、空調用通路７内の空気が送風機２７の吸気口３５に吸い込まれて、吐出口３６から吐出される。そして、送風機２７から吐出された空気は、仕切壁４の上部側の開口１９から試験室６側に送り出される。これにより、試験室６内の壁面に沿うように空気の流れが形成される。そして、仕切壁４の下部側の開口９に到達した空気が、再び空調用通路７内に導入される。空調用通路７には、前記したように、空気の流れ方向に沿って順番に加湿器１４、蒸発器１５、加熱ヒータ２６が配置されているため、空調用通路７に導入された空気は、加湿器１４で必要に応じて加湿され、蒸発器１５を通過してから、加熱ヒータ２６側に流れる。
なお、環境試験装置１は、室内温度検知手段２３と室内湿度検知手段２４によって、試験室６内の現状の温度（現状気温）と現状の相対湿度（現状相対湿度）が監視され、所定の設定条件に基づいて、各機器（加湿器１４、蒸発器１５、加熱ヒータ２６、送風機２７等）が制御される。

続いて、本実施形態の環境試験装置１における特徴的機能について説明する。
本実施形態の環境試験装置１は、前記基本動作の際に、送風機２７から吐出される空気の温度や湿度の分布ムラを抑制することで、試験室６内の温湿度調整の容易化を図り、さらに、試験室６内の温度や湿度の分布ムラを抑制できる機能を有する。

本実施形態の環境試験装置１は、送風機２７の上流側に空気導入ガイド８を設け、送風機２７に流入する空気を制限している。すなわち、本実施形態では、空気導入ガイド８によって、空気がよどんだ滞留領域から送風機２７への空気の流れを防ぎ、温度調整された所望の空気を送風機２７に導いている。その結果、送風機２７の吸気口３５が擬似的に加熱ヒータ２６側に近づくため、加熱ヒータ２６近傍の空気を送風機２７内に導くことができる。具体的には、図７に示すように、吸気口３５から加熱ヒータ２６までの距離Ｈが、空気導入ガイド８を設けることで、擬似的距離ｈまで縮まる。より具体的には、導入流路形成部材１２の流入開口２５を加熱ヒータ２６に近づけると共に、その流入開口２５が加熱ヒータ２６に向かって開口するように下方に向けられている。これにより、送風機２７の吸気口３５に吸入される空気は、実質的に流入開口２５を通過した空気となり、送風機２７の吸気口３５と加熱ヒータ２６との距離が擬似的に縮まる。そして結果的に、空気導入ガイド８によって、送風機２７における空気の吸引力を下方に集中させることができる。すなわち、送風機２７を起動すれば、図７に示すように、加熱ヒータ２６の下流近傍、つまり加熱ヒータ２６のほぼ直上の空気を吸入するため、加熱ヒータ２６を通過した空気や、隙間Ｐ２を通過して加熱ヒータ２６の下流近傍に至った空気が、空気導入ガイド８内の囲繞空間３２に吸い込まれるように流れる。特に、本実施形態では、加熱ヒータ２６を通過した空気の割合を高めることができる。これにより、送風機２７内に取り込まれる空気の温度や湿度の分布ムラを大幅に減少することができる。

そのようにして送風機２７内に取り込まれた空気は、吐出口３６から送風機２７の外側に吐出される。すなわち、閉塞壁１６の開口１７から、主に回転フィン２８の回転方向（巻き込み方向）に偏った流量で送風機２７から吐き出される。具体的には、送風機２７の吐出流量は、図２を基準とした、右方向（回転フィン２８の回転方向）に多く、左方向（回転フィン２８の反回転方向）に少ない。しかしながら、本実施形態では、抵抗板１１が開口１７近傍に設けられているため、図７、８に示すように、回転フィン２８の回転方向に流れる空気は、一部が抵抗板１１に衝突して回転フィン２８の回転方向に反する方向に跳ね返されて流れ、残りの空気のみが抵抗板１１と筐体２の間をすり抜けて回転方向に流れる。これにより、送風機２７から吐き出された空気が、空調用通路７の幅方向（図８の左右方向）にほぼ均等に拡がり、試験室６内に送り出される。すなわち、試験室６内には、温度や湿度の分布ムラが殆どない空気を、ほぼ均一な流量分布で送ることができる。

以上により、本実施形態では、空気導入ガイド８を設け、加熱ヒータ２６の下流近傍に至った空気を、送風機２７の吸気口３５から吸入するように制限し、吸気口３５を通過する空気の温度や湿度の分布ムラを減少させることができるため、送風機２７から吐出される空気の温度や湿度の分布ムラを所定範囲内に抑えることができる。すなわち、以下の表１に示すように、上記構成を備えた環境試験装置１の場合（実施例）、送風機２７の吐出口３６から吐出される空気の温度の分布ムラを摂氏１．０度以内（実際には摂氏０．３度）に抑えることができたが、空気導入ガイド８を備えない従来の環境試験装置の場合（比較例）、送風機の吐出口から吐出される空気の温度分布ムラが摂氏３．０度を超えた（実際には摂氏３．２度）。

また、本実施形態では、抵抗板１１を設け、送風機２７から吐出される流量分布の偏りを概ね均一化することができるため、試験室６内における温度や湿度の分布ムラを抑えることができる。その結果、試験室６内の温度や湿度調整が容易となり、さらに安定的に試験環境を維持することが可能となる。これにより、本実施形態によれば、試験精度が向上し、試験結果の信頼性を高めることができる。

上記実施形態では、導入流路形成部材１２が台形状を呈するものを採用した構成を示したが、本発明はこれに限定されず、他の形状の導入流路形成部材を採用しても構わない。例えば、図９に示すように、一定の幅を有する部材を湾曲状に曲げて曲面を有する「山」型にした導入流路形成部材３８であったり、図１０に示すように、三角形状を呈した導入流路形成部材３９であっても構わない。
また、導入流路形成部材の取付部の輪郭辺を、円弧状に限らず、導入流路形成部材の形状に合わせて、台形状や曲線状、三角形状にしても構わない。

また、上記実施形態では、流路形成部２１の流入開口２５の幅が、部材幅（仕切壁４から送風機２７の外郭部材３３までの長さ）程度しかない構成を示したが、本発明はこれに限定されず、流入開口の幅を上記実施形態よりも広げた構成であっても構わない。例えば、図１１に示すように、加熱ヒータ２６と同程度の幅まで拡張した流路開口５０を有する流路形成部４７が挙げられる。
さらに本発明では、図１２に示すように、流入開口２５と送風機２７の吸気口３５に連通する連通開口４９を有するケース状の導入流路形成部材４８を採用した構成であっても構わない。

上記実施形態では、抵抗板１１を閉塞壁１６に立設するように固定した構成を示したが、本発明はこれに限定されず、抵抗板１１を筐体２の天上面から垂下するように固定する構成であっても構わない。また、図１３に示すように、傾斜した抵抗板５１を用いて、一定の角度で傾斜するように閉塞壁１６に固定しても構わない。また同様に、筐体２の天井面に対して抵抗板５１を固定しても構わない。
また、その他の構成として、図１４に示すように、筐体２の天井面に吊設部材５３を取り付け、その吊設部材５３に、抵抗板５２が一定の傾斜を呈するように吊り下げた構成でも構わない。

上記実施形態では、方形状の抵抗板１１を採用した構成を示したが、本発明はこれに限定されず、図１５に示すように、断面形状が湾曲状を呈する抵抗板５５を採用した構成であっても構わない。

上記実施形態では、厚みが一様な平面状の抵抗板１１を採用した構成を示したが、本発明はこれに限定されず、図１６に示すように、所定の数のスリット５７が形成された抵抗体５６を採用した構成であっても構わない。

上記実施形態では、恒温恒湿装置として採用した環境試験装置１の構成を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、加湿器１４を有さない恒温装置に対しても同様に適用できる。また、その他の機能を有した環境試験装置、例えば冷熱衝撃試験装置等に対しても適用することができる。

上記実施形態では、空調用通路７を試験室６の側方に配置し、空気が高さ方向に流れる構成を示したが、本発明はこれに限定されず、空調用通路７を試験室６の上方あるいは下方に配置し、空気が水平方向に流れる構成であっても構わない。

上記実施形態では、空調用通路７において、空気の流れ方向上流側から加湿器１４、蒸発器１５、加熱ヒータ２６の順番で配置した構成を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、上流側から加熱ヒータ２６、加湿器１４、蒸発器１５あるいは蒸発器１５、加湿器１４、加熱ヒータ２６等のいずれの順番で配置した構成であっても構わない。

上記実施形態では、鉛直方向の投影領域の大きさが、加湿器１４が最も大きく、蒸発器１５、加熱ヒータ２６の順番で小さくなる機器が採用された構成を示したが、本発明はこれに限定されず、各機器の大きさがいかなる大きさのものであっても構わない。すなわち、空調用通路７に配される各機器は、それらの位置関係や大きさに関係なく、上記実施形態と同様の効果を期待することができる。
ただし、各機器の大きさを変更した場合、鉛直方向の投影領域の大きさが最も小さい機器を、空調用通路７における空気導入ガイド８に最も近い位置（最下流側）に配する構成が好ましく、その場合、特に高い効果を得ることができる。

上記実施形態では、空調用通路７に蒸発器１５及び加熱ヒータ２６の２つの熱源を備えた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、いずれか一方の熱源だけを備えた構成であっても構わない。

上記実施形態では、空気導入ガイド８の導入流路形成部材１２の突端側端部が仕切壁４に当接しない構成を示したが、本発明はこれに限定されず、導入流路形成部材１２の突端側端部を仕切壁４に当接させた構成であっても構わない。これにより、送風機２７の吸気口３５よりも上方に形成され得る滞留領域と、調整された空気を送風機２７の吸気口３５に導く囲繞空間３２とが、より遮断された構造となるため、送風機２７に流入する空気の温度や湿度の分布ムラをさらに均一化することができる。

上記実施形態では、加熱ヒータ２６と筐体２との間を通過する空気を阻止するべく、加熱ヒータ２６と蒸発器１５との間にガイド板３４を設けた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、ガイド板３４を設けない構成であっても構わない。

１ 環境試験装置
４ 仕切壁
６ 試験室（試験空間）
７ 空調用通路（空気調整空間）
８ 空気導入ガイド
１１、５１、５２、５５ 抵抗板（抵抗体）
１２ 導入流路形成部材
１４ 加湿器
１５ 蒸発器（冷却器、第二の熱源）
１６ 閉塞壁
１７ 開口
２１、４７ 流路形成部
２５、５０ 流入開口
２６ 加熱ヒータ（熱源）
２７ 送風機
２８ 回転フィン
３２ 囲繞空間
３３ 外郭部材
３５ 吸気口
３６ 吐出口
５６ 抵抗体

Claims (9)

1. 熱源と送風機を有した空気調整空間と、試料体が配される試験空間とを有し、空気調整空間と試験空間との間で空気を循環させて、試験空間内を所望の環境に形成する環境試験装置であって、
   空気調整空間内では、空気の流れ方向上流側から、熱源、送風機の順番で並べられ、送風機は、当該送風機に吸気される空気の通過方向が、熱源を通過する空気の通過方向と交差するように設置されており、
   熱源と送風機との間には、主に熱源によって温度が調整された空気を、送風機に導く空気導入ガイドが設けられていることを特徴とする環境試験装置。
2. 前記空気導入ガイドは、空気の流れ方向を基準とした上流側に流入開口を有し、当該流入開口は、前記熱源に向けて開口するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の環境試験装置。
3. 前記送風機は、吸気口を有し、当該吸気口から空気が吸気されるもので、
   前記空気導入ガイドは、前記吸気口の周囲のうち前記熱源がある方向以外の部分を囲繞する囲繞壁と、当該囲繞壁内に空気を導く流入開口を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の環境試験装置。
4. 前記空気調整空間内において、前記熱源は空気の流通方向に直交する方向に占める面積が、前記空気調整空間が前記空気の流通方向に直交する方向に占める面積よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の環境試験装置。
5. 前記流入開口は、前記熱源を当該流入開口に向けて投影した投影面内に位置するように配されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の環境試験装置。
6. 前記送風機は、空気を吐出する吐出口を有し、吐出口の近傍には、空気の流通抵抗となる抵抗体が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の環境試験装置。
7. 前記送風機は、多翼型のファンであり、
   前記抵抗体は、ファンの回転方向側に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の環境試験装置。
8. 前記空気調整空間内に第二の熱源を有し、
   前記空気調整空間内では、空気の流れ方向上流側から前記第二の熱源、前記熱源、送風機の順番で並べられ、
   前記熱源は、前記空気の流通方向に直交する方向に占める面積が、前記第二の熱源が前記空気の流通方向に直交する方向に占める面積よりも小さいことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の環境試験装置。
9. 前記熱源がヒータであり、前記第二の熱源が冷却器であることを特徴とする請求項８に記載の環境試験装置。

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