JP2603640Y2 - 送風機軸貫通孔を吸気孔とする環境試験装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、断熱壁の外側にモータ
が装着されモータの軸が断熱壁に明けられた貫通孔を貫
通しその先端部分に送風機が取り付けられ吸気孔と排気
孔とを介して換気可能な環境試験装置に関し、例えば、
各種電子部品・機器やその材料等を一定の温度環境下に
置いたり、熱処理やスクリーニングを行う際に、冷却用
に外部空気を試験処理槽内に入れながら行う環境試験
や、試料から発生する不要な排気ガスやミスト等を槽内
から排出しながら行う材料評価及び生産工程上の熱処理
等に用いる高温恒温槽に利用される。

【０００２】

【従来の技術】環境試験装置では、試験室内の温湿度の
保持等のため空調装置が設けられ、送風機によって試験
室内の気体を循環させると共に、特に温度槽では供試品
や試験槽内を室温付近まで冷却する場合等には外気を取
り入れて室内の換気を行う。又、高温恒温槽では、温度
制御のため通常外気を取り入れながら試験を行う。この
ような装置として、従来の高温恒温槽では、例えば図９
乃至図１１に示す如く、床ダクト３０、天井ダクト３
１、多孔板ダクト３２、換気用の吸気孔３３及び排気孔
３４、モータ５から断熱壁１を貫通して延設された軸６
の先端部に取り付けられた送風機８等が設けられ、送風
機の回転により槽内３の空気を循環させたり、換気させ
たりしていた。そして図１２に例示する如く、軸６が断
熱壁１を貫通する部分には、テフロン毛布等のシール材
から成るシャフトシール３５が設けられ、外部との気体
の導通が遮断されていた。

【０００３】しかしながら、このような装置では、断熱
壁１に独立の吸気孔３３を設けるので、その部分の断熱
性が低下する。又、軸貫通部をシールするので、図１２
の矢印で示すように２００〜３００°Ｃになる槽内の高
温環境の熱が軸６を介してモータ５に伝達され、モータ
軸受部の温度が上昇し、モータの耐久性を低下させる傾
向になる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】本考案は従来技術に於
ける上記問題を解決し、断熱性能が向上し、送風機モー
タの耐久性の向上された環境試験装置を提供することを
課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案は上記課題を解決
するために、請求項１の考案は、断熱壁の外側にモータ
が装着され該モータの軸が前記断熱壁に開けられた貫通
孔を貫通しその先端部分に送風機が取り付けられ吸気孔
と排気孔とを介して外気と内部の気体との換気が可能で
高温環境を持つ環境試験装置において、前記送風機は前
記軸の近傍に低圧部と前記軸から離れた所に前記低圧部
より高い圧力の高圧部とを形成し、前記貫通孔は前記断
熱壁の外部と導通可能な開口部を備え、該開口部を前記
吸気孔とすることを特徴とし、請求項２の考案は、上記
に加えて、前記排気孔に装着された開度調整可能なダン
パと、前記モータの軸受部に装着された温度検出手段
と、該温度検出手段が検出した温度に対応して前記ダン
パを開閉するように制御する制御手段と、を有すること
を特徴とし、請求項３の考案は、請求項１の考案の特徴
に加えて、仕切部材により仕切られた試験処理室と空調
室とを備え、前記送風機は前記空調室に設けられ、前記
仕切部材は少なくとも前記低圧部と導通する内側開口部
を有し、前記仕切部材と前記断熱壁との間が外側開口部
になっていることを特徴とし、請求項４の考案は、上記
に加えて、前記仕切部材の外周部は気体の流れる方向に
屈曲した折曲部を有することを特徴とし、請求項５の考
案は、請求項１の考案の特徴に加えて、前記軸は、前記
貫通孔の部分に前記断熱壁の外側から内側の方向に気体
を流す羽根部材を有することを特徴とする。

【０００６】

【作用】請求項１の考案によれば、送風機はその軸の近
傍に低圧部と軸から離れた所に高圧部を形成するので、
軸の近傍を気体吸入側にし、軸から半径方向の離れた所
を気体吐出側にすることができる。一方、送風機は断熱
壁の貫通孔を貫通するモータ軸に取り付けられていて、
貫通孔は外部と導通可能な開口部を備えているので、排
気孔を開いて送風機を運転すると、内部の気体が循環す
ると共に排気孔からその一部分が排出されることによ
り、送風機の低圧部が外圧に対して負圧になり、外部と
導通する開口部から貫通孔を介して外部の気体が導入さ
れ、送風機の低圧部に吸入される。その結果、環境試験
装置の内外の気体が入れ代わり、換気が行われる。この
ように、貫通孔の開口部を吸気孔にすれば、独立した吸
気孔として断熱壁に余分の貫通孔を明ける必要がなくな
り、それだけ断熱性能が向上し、構造も簡単になる。
又、貫通孔を介して外気が導入されるので、軸及びモー
タの軸受部が冷却され、内部の高温環境の熱がモータの
軸受部に伝達されず、モータの寿命が延長される。な
お、軸流ファンは、一方向から気体を吸入して反対方向
に排出するので、排出側は高圧側になる。しかし排出側
であっても、羽根の外周に近い部分が高圧部になるのに
対して、軸の近傍の羽根の付け根に近い部分は低圧部に
なる。従って、排気孔から内部の気体の一部分を排出す
るときには、低圧部は外部の圧力より低くなる。その結
果、軸流ファンの軸の近傍の部分には外気が導入される
ので、軸流ファンは本考案が適用される送風機の一例で
ある。又、中心部分に吸入口を備え外周部分から吐出す
る両吸込式のターボファンや多翼ファンも使用可能であ
る。

【０００７】請求項２の考案によれば、温度検出手段に
よりモータの軸受部の温度を検出し、これに対応して排
気孔のダンパの開度を調整する制御手段を設けるので、
例えば軸受部の温度が上昇すれば、ダンパ開度が大きく
なって排気孔から排出される気体量が多くなり、これに
対応して開口部からの外部気体吸入量が増し、モータ軸
受部の冷却効果が増す。その結果、モータ軸受部の温度
が所定範囲内に維持され、モータの耐久性が向上する。
なお、高温恒温槽等では通常排気孔にダンパが設けら
れ、これが槽内の温度等により制御されているので、前
記制御手段は検出した軸受部の温度によりそのダンパの
槽内温度に基づく制御を補正する手段であってもよい。

【０００８】請求項３の考案によれば、空調室と環境試
験や熱処理等を行うための試験処理室とを仕切っている
仕切部材は少なくとも軸の近傍の低圧部と導通する内側
開口部を有し、又仕切部材と断熱壁との間が外側開口部
になっているので、送風機を回転させると、試験処理室
内の気体は、内側開口部から送風機の低圧部に吸入さ
れ、送風機の高圧部から外側開口部を通して試験処理室
に送り出され、試験処理室と空調室との間を循環する。
この場合、仕切部材が設けられているので、試験処理室
内に吹き出された気体が直ちに送風機に吸入されること
はない。又、このように気体を外側開口部から吹き出し
内側開口部から吸入すると、換気のための外気の吸入孔
の位置が制限され、特に小型の恒温槽等ではその設置場
所が難しくなるが、軸貫通孔を吸気孔にすることによ
り、外気の取り入れが容易になる。更に、抵抗の大きい
外周部から試験処理室内に気体を吹き出し、抵抗の小さ
い中心部から室内の気体を吸入するので、気体流れが良
くなり、試験処理室内にダクトを設ける必要がなくな
る。その結果、構造が簡素化されると共に、試験処理室
空間として利用できる容積が拡大する。

【０００９】請求項４の考案によれば、上記に加えて仕
切部材の外周部は気体の流れる方向に屈曲した折曲部を
有するので、この折曲部により、吹き出した気体がガイ
ドされて試験処理室の奥まで運ばれる。その結果、気体
流れが一層良くなる。請求項５の考案によれば、軸の貫
通孔の部分に、断熱壁の外部から内部の方向に気体を流
す羽根部材を設けるので、換気量が多くなり、換気効果
及びモータの冷却効果が向上する。

【００１０】

【実施例】図１は環境試験装置の一例としての高温恒温
槽の概略全体構造を示し、図２（ａ）はその空調室部分
の構造を示す。高温恒温槽は、断熱壁１で囲われ、仕切
部材としての仕切板２により仕切られ環境試験や熱処理
等を行うための試験処理室としての槽内３と空調室４と
を備えている。断熱壁１の外側にはモータ５が装着さ
れ、その軸６が断熱壁１に開けられた貫通孔７を貫通
し、その先端部分に送風機８が取り付けられている。

【００１１】送風機８は、軸６の近傍に低圧部８ａと軸
６から離れた所に低圧部より高い圧力の高圧部８ｂとを
形成する。但し、本実施例の送風機は軸流ファンである
ため、送風機の槽内３側は全体的に低圧になり、送風機
８は槽内３から気体を吸入して空調室４に吐出する。

【００１２】なお、軸流ファンに代えて両吸込形のシロ
ッコファンやターボファン等の遠心ファンを用いてもよ
い。図２（ｂ）に示す如く、遠心ファンの場合には、送
風機８´の両側の中心部近辺だけが低圧部になり、槽内
３の空気は片側の低圧部８´ａから吸入されることにな
る。

【００１３】仕切板２は、少なくとも低圧部と導通する
内側開口部として本実施例では送風機８に対応する大き
さの吸入口２ａを有し、仕切板２と断熱壁１との間は外
側開口部としの吹出口２ｂになっている。又、仕切板２
は、その外周部が吹き出し空気流を誘導する機能を有す
る折曲部２ｃになっていると共に、吸込みの空気流を調
整するための多数の小孔２ｄを備えている。

【００１４】貫通孔７の部分には、断熱壁１の外側にカ
バー兼モータ取付台９が固定されていて、これに外部と
導通可能な開口部としての吸気孔１０が明けられてい
る。軸６の長さが長くなるような場合には、必要によ
り、貫通孔５に円筒１１を設け、外気吸入口を送風機の
低圧部８ｂに近づけ、外気を吸入し易いようにする。円
筒１１には鎖線で示すような鍔１１ａを取り付けてもよ
い。空調室４内の空気出口部分には、リング状の加熱器
１２及びダンパ１３を備えた排気孔１４が設けられる。

【００１５】このような構造により、本高温恒温槽は次
のように作動する。温度上昇時のように空気循環のみを
行う時には、排気孔１４のダンパ１３を閉鎖し、モータ
５を回転させてその軸６に取り付けられた軸流ファン８
を駆動し、これにより低圧部となる槽内３側から空気を
吸入し、この空気を羽根の回転により昇圧して高圧部８
ｂから吐出し、加熱器１２で加熱して開口部２ｂから槽
内３に吹き出させる。このとき、仕切板２の外周の折曲
部２ｃにより、吹き出された空気が良好にガイドされ、
図において矢印で示す如く、槽内３の対面する断熱壁の
近辺まで到達する。そして槽内３では、空気は矢印の如
く全体的に均一に流れ、仕切板２の多数の小孔２ｄを介
して送風機８に再び吸い込まれ、空気循環系が形成され
る。この場合、低圧部８ａの空調室４側は、外部よりも
多少低い圧力の負圧になる可能性があるが、ダンパ１３
が閉鎖されているので、殆ど外気との圧力差は発生せ
ず、カバー９の吸気孔１０が開いていても、不必要に外
気が吸入されることはない。

【００１６】槽内温度が目的とする所定温度に近付く
と、図示しない制御系が作動し、内部に入れられた被試
験材の吸熱や発熱等の熱負荷に応じて内部温度が一定に
なるように、槽内の温度制御が行われる。即ち、図示し
ない温度センサの検出値に対応して加熱器１２への通電
量及びダンパ１３の開度が制御されると共に、加熱器１
２への通電比が小さい値になるようにダンパ１３の開度
が制御される。ダンパ１３を開いて外気を取り入れ、槽
内３の換気を行いつつ空気を循環させると、送風機の高
圧側に位置する排気孔１４から内部の空気が流出するの
で、送風機８の試験室側が負圧になると共に、空調室４
側の低圧部８ａも空気循環のみの時より大きい負圧を形
成する。その結果、吸気孔１０から貫通孔７を通して換
気のために必要な外気が吸入される。

【００１７】このような装置によれば、送風機の中心部
近傍が低圧部になることを利用し、送風機の軸６を貫通
させるための貫通孔７を換気用の風路として利用するの
で、換気用の独立の吸気孔を設ける必要がなくなる。そ
の結果、断熱壁１の貫通孔が減少し、装置の断熱性能が
向上し、且つ構造が簡単になる。又、空気流れに対して
摩擦抵抗等の大きい外周側を空気の吹き出し側にし、空
気抵抗の少ない中央部分を吸入側にするので、全体の空
気流れが良くなり、従来設けられていたような空気ダク
トを省略することができる。その結果、構造が簡単にな
り槽内３の容積が拡大する。

【００１８】図３は他の実施例の高温恒温槽の構成を示
す。本図の装置は、図１のものに較べて、送風機８の吸
込側と吐出側とが反対になっていること、上下にダクト
１５が設けられていること、及びヒータ１２が排気孔１
３の下方部分に配置されていることが相違する。この装
置では、送風機８は、空調室４側から空気を吸入し、仕
切板２を介して槽内３に空気を吹き出し、これをダクト
１５内に送り込み、空調室４内のヒータ１２部分を通過
させて再び吸入し、空気循環系を形成させている。この
ような装置にすれば、槽内３の容積は減少する。しか
し、換気しつつ槽内３の空気を循環させる場合に、排気
孔１３から空気が排出されても、空気が槽内３を通過し
た後排出されるため、循環風量が減少しない。又、ヒー
タ１２を通過した空気が排出されないので、熱ロスがな
く効率が良くなる利点がある。

【００１９】図４は、吸気孔１０から軸貫通孔７を通し
て外気を導入することによるモータ軸受部５ａの冷却効
果の説明図である。軸受部自体の発熱と共に、図の矢印
でしめす如く、高温になっている槽内３の熱が軸６を介
して熱伝導により軸受部５ａまで伝達されるので、放置
しておくと軸受部５ａの温度が上昇するが、開口部１０
から外気を導入することにより、軸受部を冷却する効果
が生じ、その温度上昇を防止することができる。

【００２０】図５は、上記のような作用を有効に利用す
るために、送風機モータの保護装置を設けた場合の構成
を示す。排気孔１４のダンパ１３は、前述の如く、本来
的には槽内温度又は加熱器への通電比に基づいてダンパ
開度コントローラ１８によって制御されるが、この保護
装置によりその開度が補正される。ダンパ１３はステッ
ピングモータ１６により開度調整可能になっていて、モ
ータ５の軸受部５ａには温度検出手段としての熱電対１
７が装着され、この検出温度に対応してダンパ１３の開
度を制御する制御手段としてはダンパ開度コントローラ
１８が利用される。符号１９はリミットスイッチで、ダ
ンパ１３の開度を検出する。例えば、換気をしないで槽
内３を高温状態に保持する場合には、熱伝導により軸受
部の温度が上昇するが、この保護装置により、所定温度
以上に上昇するとダンパ１３が開くように制御すること
により、その異常な温度上昇を防止することができる。
その結果、モータ５を破損させることなく、槽内３の高
温状態を連続維持することができる。

【００２１】図６は、上記保護装置による制御フローの
一例を示す。タイマがリセットされると（Ｓ−１）、軸
受部の温度が正常かどうかを判断し（Ｓ−２）、これが
正常でないときには、タイマをスタートさせてダンパの
開度を補正する指令を発し（Ｓ−３、４）、タイマ又は
カウンタで時間をカウントしてタイムアップしたかどう
かを判断し（Ｓ−５）、所定時間内に開度が補正されて
タイムアップしなければ、Ｓー２以下の処理を繰り返
し、タイムアップしたときには異常を知らせるための出
力を発信し（Ｓ−６）、図示しない異常処理ルーチンで
処理される。なお、ダンパ開度補正指令では、或る程度
演算を行って補正値を決定するようにしてもよい。

【００２２】図７は軸貫通部の他の構造例を示す。モー
タ５の軸６は、貫通孔７の部分に断熱壁１の外部から空
調室４の方向に気体を流す羽根部材の一例であるねじ状
の多翼扇２０を備えている。これにより、軸６が回転す
ると吸気孔１０から外気が吸入されるので、換気量を増
加させることができる。又、多翼扇２０は放熱フィンと
しての作用もなすので、軸６の冷却効果を一層増大させ
ることができる。

【００２３】図８は、一層確実に必要な換気量の得られ
る装置を示す。この装置では、モータ支持台９にモータ
５と共にブロア２１を取り付け、換気が必要な時にはこ
れを運転し、吸気孔１０を通して積極的に外気を導入
し、換気量の増大を図っている。

【００２４】

【考案の効果】以上の如く本考案によれば、請求項１の
考案においては、軸の貫通孔を換気のための吸気孔とし
て利用することにより、断熱壁貫通孔の数を減らし、装
置の断熱性を向上させ、熱ロスを低減させることができ
る。その結果、装置の省エネ運転を行うことができる。
又、貫通孔内の通気により冷却効果が生じ、モータの軸
受部が冷却されるので、モータを含めた送風機全体の機
械的寿命を延ばすことができる。更に、軸封装置が不要
になるので、貫通孔部分の構造が簡素化される。

【００２５】請求項２の考案においては、上記に加え
て、モータの軸受部の温度に対応して排気孔のダンパ開
度を制御することにより、貫通孔の吸気量を加減してモ
ータ軸受部の温度を所定温度以下にすることができ、モ
ータの耐久性を一層向上させることができる。又、モー
タの耐久性を維持しつつ、試験処理室内を連続して高温
状態に保つことができる。

【００２６】請求項３の考案においては、請求項１の考
案の効果に加えて、仕切部材の内側開口部を吸入側にし
外側開口部を吹き出し側にすることにより、気体流れが
良くなり、試験処理室内のダクトを省略し、構造の簡素
化と試験処理室内の容量拡大を図ることができる。

【００２７】請求項４の考案においては、上記に加え
て、仕切部材の外周部に設けた折曲部が吹き出した気体
をガイドするので、気体流を一層良くすることができ
る。

【００２８】請求項５の考案によれば、請求項１の考案
の効果に加えて、軸の貫通孔の部分に外気を吸入できる
羽根部材を設けるので、換気量を確保し、換気効果及び
モータの冷却効果を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の高温恒温槽の概略全体構成を示す断面
図である。

【図２】（ａ）は軸流ファンの場合の上記高温恒温槽の
空調室部分を示す断面図で、（ｂ）は遠心ファンの場合
のファン部分の断面図である。

【図３】他の実施例の高温恒温槽の概略全体構成を示す
断面図である。

【図４】実施例の高温恒温槽の貫通孔部分を示す断面図
で、冷却効果の説明図である。

【図５】実施例の高温恒温槽の送風機モータの保護装置
の説明図である。

【図６】上記保護装置の動作のフローチャートである。

【図７】実施例の高温恒温槽のモータ軸に多翼扇を設け
たときの構造を示す断面図である。

【図８】実施例の高温恒温槽のモータ取付台にブロアを
設けた場合の構造を示す断面図である。

【図９】従来の高温恒温槽の概略全体構成の一例を示す
断面図である。

【図１０】従来の高温恒温槽の概略全体構成の他の例を
示す断面図である。

【図１１】従来の高温恒温槽の概略全体構成の更に他の
例を示す断面図である。

【図１２】従来の高温恒温槽の貫通孔部分の構造例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ 断熱壁 ２ 仕切板（仕切部材） ２ａ 吸入孔（内側開口部） ２ｂ 吹出口（外側開口部） ２ｃ 折曲部 ３ 槽内（試験処理室） ４ 空調室 ５ モータ ６ 軸 ７ 貫通孔 ８ 送風機 ８ａ 低圧部 ８ｂ 高圧部 １０ 吸気孔（開口部） １３ ダンパ １４ 排気孔 １７ 熱電対（温度検出手段） １８ ダンパ開度コントローラ（制御手段） ２０ 多翼扇（羽根部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 藤岡 俊雄 大阪府大阪市北区天神橋３丁目５番６号 タバイエスペック株式会社内 (56)参考文献 実開 昭58−60129（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 7/08 - 7/10

Claims (5)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】断熱壁の外側にモータが装着され該モータ
   の軸が前記断熱壁に開けられた貫通孔を貫通しその先端
   部分に送風機が取り付けられ吸気孔と排気孔とを介して
   外気と内部の気体との換気が可能で高温環境を持つ環境
   試験装置において、 前記送風機は前記軸の近傍に低圧部と前記軸から離れた
   所に前記低圧部より高い圧力の高圧部とを形成し、前記
   貫通孔は前記断熱壁の外部と導通可能な開口部を備え、
   該開口部を前記吸気孔とすることを特徴とする環境試験
   装置。
2. 【請求項２】 前記排気孔に装着された開度調整可能な
   ダンパと、前記モータの軸受部に装着された温度検出手
   段と、該温度検出手段が検出した温度に対応して前記ダ
   ンパを開閉するように制御する制御手段と、を有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の環境試験装置。
3. 【請求項３】仕切部材により仕切られた試験処理室と空
   調室とを備え、前記送風機は前記空調室に設けられ、前
   記仕切部材は少なくとも前記低圧部と導通する内側開口
   部を有し、前記仕切部材と前記断熱壁との間が外側開口
   部になっ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。
4. 【請求項４】 前記仕切部材の外周部は気体の流れる方
   向に屈曲した折曲部を有することを特徴とする請求項３
   に記載の環境試験装置。
5. 【請求項５】 前記軸は、前記貫通孔の部分に前記断熱
   壁の外側から内側の方向に気体を流す羽根部材を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の環境試験装置。