JP2548662Y2 - 環境試験装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、任意の温度及び湿度の環境を迅速に達成す
ることのできる環境試験装置に関するものである。

環境試験装置は、半導体等の通電試験を様々な温度・
湿度の環境下にて行なう為のものである。

従来技術 従来のこの種の環境試験装置としては、第３図に示す
ように断熱材からなるケーシング１で覆われた環境試験
装置２内を仕切板４を介して試験室６と恒温恒湿空気供
給室８とに区画したものにおいて、該恒温恒湿空気供給
室８内に、圧縮機10,凝縮器12,膨張弁14,蒸発器16及び
アキュムレータ18と循環接続された冷凍サイクルの蒸発
器16と、電熱ヒータ20と、空気循環用のブロワー22と、
強制加湿するための加湿器24とを設置し、前記電熱ヒー
タ20を試験室６内に設置した温度センサー26からの検知
温度に基づき電力供給量を調整する温度制御装置28と接
続し、前記加湿器24を試験室６内に設けた湿度センサー
30からの検知湿度に基づき電力供給量を調整する湿度制
御装置32と接続するように構成されたものが知られてい
る。

以上の構成において従来の装置では、加湿器24で加湿
された空気を冷凍サイクルの蒸発器16で冷却した後に電
熱ヒータ20により加熱することにより室内を所定の温度
に空気を調整する。

そしてこの調整された空気を空気循環用のブロワー22
で試験室６内に送風し、試験室６内を設定温度に維持す
るようにしている。

又湿度制御は、試験室６内に設置した湿度センサー30
からの検知湿度に基づき加湿器24に供給する電力を制御
装置32でコントロールすることにより行なっていた。

考案が解決しようとする問題点 しかしながらかかる従来の環境試験装置では、加湿手
段として加湿器で強制加湿するように構成しているため
に低湿度範囲では空気を冷却している蒸発器に霜が付着
し易く、蒸発器の空気通路が閉塞されてしまい冷凍サイ
クルの冷却効率が低下してしまうといった不都合があ
る。

さらに蒸発器に付着した霜を取り除くためには除霜を
頻繁に行なわなければならず、連続した環境試験には不
向きであるといった不都合がある。

加湿器を使わない状態で低温高湿にする場合には冷媒
の蒸発温度を設定温度近くにする為に蒸発圧力調整弁を
絞り込む必要があるが、単純に蒸発圧力調整弁を絞り込
むと圧縮機入口付近の管内が負圧若しくは著しい低圧に
なるため、圧縮機に悪影響を与えるというようなスーパ
ーヒート部分が多くなるといった不都合がある。また蒸
発器の圧力を上昇させ温度を制御させるのに時間がかか
り応答性が遅いという不都合がある。

そこで本考案は、かかる従来技術の欠点に鑑み圧縮機
等に負荷をかけることなく環境試験装置内をあらゆる温
度・湿度に迅速に環境設定することができる装置を提供
することを目的とする。

問題点を解決するための手段 すなわち本考案は、断熱材からなるケーシングで覆わ
れた環境試験装置内に、圧縮機，凝縮器，膨張弁，蒸発
器，蒸発圧力調整弁及びアキュムレータと循環接続され
た冷凍サイクルの蒸発器と電熱ヒータと送風用ブロワー
とを配置した装置において、 前記凝縮器の冷媒出口と蒸発器の冷媒入口との間に接
続された膨張弁が、電磁弁54と電子膨張弁、電磁弁76と
温度自動膨張弁及び電磁弁78と定圧膨張弁と直列接続さ
れたものが並列に接続され、 各膨張弁の冷媒入口側とアキュムレータの冷媒入口側
とが、電磁弁71及びキャピラリーチューブを介して接続
されたものからなり、 一般加湿運転時には電子膨張弁及び定圧膨張弁のみを
作動し、低湿範囲と低温高湿範囲の運転時には電子膨張
弁及び温度自動膨張弁のみを作動し、温度制御のみの運
転時には温度自動膨張弁のみを作動するように各電磁弁
54,76,78が開閉制御され、 前記蒸発圧力調整弁及び電子膨張弁の開度は、環境試
験室内に設置された湿度センサーからの検知信号に基づ
き冷媒の蒸発圧力を高くする時に圧力調整弁を絞ると共
に電子膨張弁を広げ、冷媒の蒸発圧力を低くする時に圧
力調整弁を広げると共に電子膨張弁を絞るように調整さ
れることを特徴とする環境試験装置により本目的を達成
する。

作用 本考案にかかる装置では、一般加湿のときは電子膨張
弁を作動させず温度自動膨張弁及び定圧膨張弁のみを作
動させた状態で加湿を行なう。

次に低湿範囲及び低温高湿範囲のときは冷凍サイクル
及び電熱ヒータを稼働させてまず試験室内を所定の温度
となるようにすると共に電子膨張弁及び温度膨張弁を作
動させる。電子膨張弁及び蒸発圧力調整弁の開度は、試
験室内に設置された湿度センサーの検知湿度に基づきそ
れぞれが調整されるようになっている。

すなわち試験室内の湿度を上げようとするときは蒸発
圧力調整弁の開度を絞る、すると冷媒の蒸発圧力が上昇
し蒸発温度も上昇する。

蒸発圧力調整弁を絞ることにより冷媒の循環量が低下
し、蒸発器のスーパーヒート部分が多くなろうとする
が、本考案の装置では蒸発圧力調整弁の開度が絞られる
と同時に電子膨張弁の開度が広がるように作動する為
に、冷媒の蒸発圧力が迅速に上昇すると共に冷媒循環量
が増える。

又試験室内の湿度を下げようとする時は、蒸発圧力調
整弁の開度を広げる、すると冷媒の蒸発圧力が低下し、
蒸発温度も下降する。この時冷媒の循環量は充分にある
為、冷媒の循環量が多くなり過ぎ、液バック現象を生じ
るおそれがあるので電子膨張弁の開度は絞るように調整
される。尚、温度維持のために温度自動膨張弁が使用さ
れる。

湿度制御のみの運転にする時は、電子膨張弁と定圧膨
張弁を作動させず、温度膨張弁のみを作動させて温度制
御を行なう。

以上のようにして迅速に設定温度・湿度の環境を作る
のである。

実施例 以下に本考案を図面に示された一実施例に従って詳細
に説明する。

40は断熱材からなるケーシング42で覆われた環境試験
装置であり、該試験装置40内は仕切板44により試験室46
と恒温恒湿空気供給室48とに区画されている。

区画された空気供給室48内には、圧縮機50,凝縮器52,
レシーバ53,電磁弁54,電子膨張弁55,蒸発器56,電子蒸発
圧力調整弁58,吸入圧力調整弁59,アキュムレータ60と循
環接続された冷凍サイクルの蒸発器56と、電熱ヒータ62
と、空気循環用のブロワー64と、加湿器80とが設置され
ている。

レシーバ53の冷媒出口と蒸発器56の冷媒入口間には、
電磁弁54及び電子膨張弁55と並列に電磁弁76及び温度自
動膨張弁77と、電磁弁78及び定圧膨張弁79とが接続され
ており、さらにレシーバ53の冷媒出口（膨張弁の入口
側）と吸入圧力調整弁59・アキュムレータ60間とは電磁
弁71及びキャピラリーチューブ57を介して連通されてい
る。尚、このキャピラリーチューブ57は、高圧側と低圧
側とを連通するため減圧が必要となるために設けてい
る。

蒸発圧力調整弁58及び電子膨張弁55は湿度制御装置68
からの指示に従い電力供給回路70から供給される電力に
よりそれぞれの蒸発圧力調整弁58,電子膨張弁55の開度
を連続的に調整できるように構成されている。

66,67は試験室46内に設置された湿度センサー及び温
度センサーであり、該湿度センサー66は湿度制御装置68
と接続され、温度センサー67は温度制御装置72と接続さ
れており、各センサーの検知信号が入力される。

そして湿度センサー66の検出湿度に基づき湿度制御装
置68が電力供給回路70に指示することにより、以下の表
−１に示すように蒸発圧力調整弁58及び電子膨張弁55の
開度が調整される。

又、各膨張弁55,77,79の切り換えを行なう電磁弁54,
電磁弁76,電磁弁78と、レシーバ53の冷媒出口（膨張弁
の入口側）と吸入圧力調整弁59・アキュムレータ60間の
開閉を行なう電磁弁71は、設定条件に基づき以下の表−
２に示すように動作する。

尚一般加湿とは気温が10℃以上で相対湿度が50％RH以
上の時であり、低温高湿範囲とは気温が10℃以下で相対
湿度が50％RH以上の時であり、低湿範囲とは湿度が40％
Rh以下の時をさす。

本実施例にかかる装置では、電子式蒸発圧力調整弁58
は湿度設定値の変更当初は作動せずその弁を開放したま
まで設定温度に到達した時から動作するように構成され
ている。

温度センサー67は、温度制御装置72と接続されてお
り、温度制御装置72が設定された温度の比較で試験室64
内の温度が高いときには電熱ヒータ62への電力供給を弱
めるように指示し、試験室64内の温度が低いときには電
熱ヒータ62への電力供給量を強めるように指示を出す。

そして温度制御装置72からの指示に従い電力供給回路
74が電熱ヒータ62へ所定の電力を供給する。

尚、加湿器80は電力供給回路82からの電力供給を受け
て水槽内の水を蒸散させるようになっている。

但し加湿器80は、環境試験室内の絶対湿度が極めて低
く、室内の水分（水蒸気）だけでは試験室46の相対湿度
を充分に上昇させることができないとき（一般加湿の
時）のみスイッチ84を切り換えて使用する。

以上述べた構成において本実施例にかかる環境試験装
置では第２図のタイムチャートに示されたように各膨張
弁55,77,79、電磁弁54,76,78及び蒸発圧力調整弁58が制
御されて所定の温度及び湿度からなる環境を作る。

Ａの状態（停止状態） 20℃ 装置全体が停止している関係から、蒸発圧力調整弁58
は全開状態、電子膨張弁55は全閉、電磁弁54,76,78は閉
じた状態となっている。

Ｂの状態（一般加湿）設定:20℃,50％RH 露点:9.3℃ 制御装置が働き、まず電磁弁76及び電磁弁78が閉開
に変わり、電磁弁54は閉じたままの為に電子膨張弁55は
作動せず、温度自動膨張弁77と定圧膨張弁79とが並列に
作動する。その結果双方の膨張弁77,79から冷媒が流れ
ることにより、冷媒の蒸発圧力が高くなる為に蒸発器56
の温度が比較的高温となり加湿器80を作動させても凍結
しない状態となる。この時蒸発圧力調整弁58が全開であ
るため、蒸発器56の冷媒の蒸発温度は例えば＋３℃とな
る。

Ｃの状態（低湿範囲）設定:20℃,10％RH 露点：−11.2
℃ 設定温度と当初温度との間に差がない関係から除湿す
るだけでよい、しかし露点温度を下げる必要性から電磁
弁54は閉開に変わり、電磁弁78は開閉に変わる。
（電磁弁76は開のままを維持する。）その結果定圧膨張
弁79が動作しないので冷媒の蒸発圧力は低下する。

着霜を少ない状態で設定湿度10％RHに近づける為に湿
度センサー66の検出湿度に基づき制御装置68が動作し、
第２図に示すように蒸発圧力調整弁58の開度を絞る方向
に、また電子膨張弁55の開度を開く方向に制御する。そ
の結果、充分な冷媒供給の下で冷媒の蒸発圧力は下がり
過ぎず露点−11.2℃の温度を維持する。

Ｄの状態（低湿範囲）設定:20℃,20％RH 露点：−3.3
℃ 制御装置68に設定された湿度に基づき蒸発圧力調整弁
58及び電子膨張弁55の開度をコントロールすることによ
り、Ｃの場合と同様に湿度を10％から20％に上げる。尚
湿度を高める為に冷媒の蒸発圧力が上げられる。

冷媒の蒸発圧力を上げる方法として蒸発圧力調整弁58
の開度を絞ると共に電子膨張弁55の開度を広げることに
より冷媒が充分に供給される関係から迅速に上昇すると
共に冷却能力も十分確保される。

その結果冷媒が充分に供給された状態で冷媒の蒸発圧
力が迅速に上昇し、露点温度−3.3℃（相対湿度20％RH
に対応する絶対湿度100％RHに対応する温度）を維持す
るよう機能し、冷却能力も十分確保される。

Ｅの状態（温度制御範囲）設定：−20℃ 温度のみを−20℃に下げれば良い為、電磁弁54が閉じ
られると共に電子膨張弁55が全閉となり、温度自動膨張
弁77のみにより冷媒の蒸発圧力が制御される。

以上述べたように本実施例の装置は、冷媒の蒸発圧力
の上げ下げを従来技術のような蒸発圧力調整弁58だけの
弁の開度調整でなく、電子膨張弁55の弁の開度の調整を
も利用して迅速に対応するようにしている。

効果 以上述べたように本考案にかかる環境試験装置は、従
来のものでは任意の温度・湿度環境を作成するのに時間
がかかっていたものを、蒸発圧力調整弁と電子膨張弁の
弁の開度を同時に制御することにより冷媒の蒸発圧力を
制御しているので迅速に温度・湿度環境を作成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる一実施例を示す装置の概略図，
第２図は第１図に示された装置の作動を示すタイムチャ
ート、第３図は従来技術を示す装置の概略図である。 40……環境試験装置、42……ケーシング 44……仕切板、46……試験室 48……恒温恒湿空気供給室、50……圧縮機 52……凝縮器、54……電磁弁 55……電子膨張弁、56……蒸発器 58……電子蒸発圧力調整弁、59……吸入圧力調整弁 60……アキュムレータ、62……電熱ヒータ 64……ブロワー、66……湿度センサー 68……湿度制御装置、70……電力供給回路 71……電磁弁、72……温度制御装置 74……電力供給回路、76,78……電磁弁 77……自動温度膨張弁、79……定圧膨張弁 80……加湿器

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】断熱材からなるケーシングで覆われた環境
   試験装置内に、圧縮機，凝縮器，膨張弁，蒸発器，蒸発
   圧力調整弁及びアキュムレータと循環接続された冷凍サ
   イクルの蒸発器と電熱ヒータと送風用ブロワーとを配置
   した装置において、 前記凝縮器の冷媒出口と蒸発器の冷媒入口との間に接続
   された膨張弁が、電磁弁54と電子膨張弁55、電磁弁76と
   温度自動膨張弁77及び電磁弁78と定圧膨張弁79と直列接
   続されたものが並列に接続され、 各膨張弁55,77,79の冷媒入口側とアキュムレータ60の冷
   媒入口側とが、電磁弁71及びキャピラリーチューブ57を
   介して接続されたものからなり、 一般加湿運転時には電子膨張弁55及び定圧膨張弁79のみ
   を作動し、低湿範囲と低温高湿範囲の運転時には電子膨
   張弁55及び温度自動膨張弁77のみを作動し、温度制御の
   みの運転時には温度自動膨張弁77のみを作動するように
   各電磁弁54,76,78が開閉制御され、 前記蒸発圧力調整弁58及び電子膨張弁55の開度は、環境
   試験室内に設置された湿度センサー66からの検知信号に
   基づき冷媒の蒸発圧力を高くする時に圧力調整弁58を絞
   ると共に電子膨張弁55を広げ、蒸発圧力を低くする時に
   圧力調整弁58を広げると共に電子膨張弁55を絞るように
   調整されることを特徴とする環境試験装置。