JP2620950B2 - 換気調整熱風恒温槽 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、換気調整熱風恒温槽に係わり、更に詳し
くは、例えばゴム、プラスチック材等の試料の熱老化試
験における熱風恒温槽の槽内空気の換気調整に関するも
のである。

〔従来の技術〕

一般に、ゴム、プラスチック材等の試料の熱老化試験
においては、槽内空気の換気は１時間に試験槽内容積に
相当する空気量換気を換気回数１回以上として、試験中
の換気回数の設定制御を行っているが、この換気回数の
違いは試験結果に大きなばらつきを生じさせ問題とな
る。

従来、上記の恒温槽においては換気回数の測定方法と
して排気筒における流量を測定する方法がある。しか
し、流量計の温度に対する耐久性等に問題があり、一般
にはASTM Ｅ 145規格により、加熱器の消費電力量を
測定して換気回路を算出している。

測定方法としては、試験槽の通風孔を閉じて無換気状
態にし、試験温度を同一温度に維持するために必要な加
熱ヒーターの平均消費電力量を求め、次いで通風孔を開
いて換気状態にし、決められた温度に維持するために必
要な平均消費電力量を求め、更にその消費電力量の差よ
り通風孔を開いている時に試験槽内を通過する空気量の
尺度になる換気回路を算出している。

この消費電力量を求めるためには、試験槽内温度を周
囲温度より80±２℃高い温度に設定し、昇温して熱平衡
状態を得てから消費電力量を測定している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようにして求まる換気回数は、測定作業に長時間
を要し、外気温度の変化、電源電圧の変動、風速の変化
等によって不正確なものとなる欠点があり、更に試験の
経過とともに、槽内試料は、高温空気による化学反応に
よりガス等を発生し、排気筒につまりを生じさせ換気空
気量が変化する問題点がある。

例えば、換気回数測定作業時間は、規定の周囲温度よ
り80±２℃高い温度まで昇温後、熱平衡状態を得る迄に
少なくとも30分を要し、消費電力量１回測定に30分以上
を要する。

この測定を試験槽が無換気状態と換気状態の各々を３
回行うため、長期間を費やさなればならない。また、測
定中に電源電圧変動がある場合は試験槽内の熱平衡状態
を得難く、特に換気回数の少ない１時間に10回以上の場
合は無換気状態と換気状態の消費電力量の差が小さい値
であるため更に時間を要し、算出した換気回数も不正確
なものとなる。

また周囲温度の変化は試験槽からの放熱が変化して消
費電力量値に差を生じさせ、試験中においても朝、昼、
夜によって大きい温度差を生じるのが普通であり、規定
温度以上の温度差を生じると試験を中断して、換気回数
を算出するための測定作業を最初から行わなければなら
ない。この作業を行わないで試験を続行すると、試験槽
の通風孔を閉じた無換気状態の消費電力量が最初に測定
したままの値で計算することになるので精度が悪く、特
に換気回数の少ない場合不正確なものとなる。

更に一度設定された換気回数でも、その条件で、試料
を入れ試験を行うと試験槽排気筒に試料より放出される
ガス、可塑剤等が徐々に凝縮付着して径が小さくなり、
排出される換気空気量が時間とともに変化し、試験槽の
内圧を高める傾向となる。

然しながら、従来ではこれを検出する手段がなく、試
験とともに徐々に換気回数が変化し、ついの間にか試験
結果に大きな影響を及ぼすことになると言う問題があっ
た。

〔発明の概要〕

この発明は、かかる従来の問題点に着目して案出され
たもので、その目的とするところは送風機出口と排気筒
との圧力差と風量との関係より、差圧値を差圧検出器に
設定することにより、一定温度に調節した空気を試験槽
に送入する風量を直接連続的に調節可能とし、周囲温度
の変化による影響を受けず制御し、また排気筒のつまり
による差圧値の変化が生じた場合には、異常警報が出力
でき、試料の保護と再現性のある試験結果が得られ、換
気回数の測定作業を不要とする換気調整熱風恒温槽を提
供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は上記のような問題点を解決するために開発
されたもので、試験槽の空気供給口に、空気供給経路を
介して送風機を接続する一方、前記空気排気口に設けた
排気筒に、前記送風機出口と排気筒との圧力差及び風量
との関係を予め求めて、風量に対応する差圧値を検出す
る差圧検出器を接続し、前記空気供給口と送風機とを接
続する送風経路に、送風機の風量により弁開度が切換制
御される絞り調節弁を設け、前記送風機と差圧検出器と
の間に、前記差圧検出器で計測した差圧値に対応する信
号出力により、前記送風機の回転数を制御する送風機回
転数調整器を設けたことにより、周囲温度の影響を受け
ずに、差圧値により風量を制御するようにしたことを要
旨とするものである。

〔作 用〕

この発明では、フィルター、加熱部、絞り調節弁を通
って試験槽に供給する外気は、周囲温度の影響を除くた
め、年間を通して周囲温度より高い温度に予熱調節し、
送風機、絞り調節弁により一定風量に制御し試験槽に供
給する。

上記のように予熱調節された空気を制御し、換気回数
を管理するため、換気回数に相当する空気量と差圧値の
関係より差圧検出器に差圧値を設定し、差圧検出器から
の信号を受けた送風機回転数調整器により送風機の回転
数を制御する。

絞り調節弁は換気回数により弁位置を切り換えて、送
風機の回転数制御とにより所要風量に調整される。

送風機出口と排気筒との差圧値が変化すると差圧検出
器からの信号により送風機回転数調整器が駆動して所要
風量に調整する。

排気筒につまりを生じ差圧値が、差圧検出器設定時の
設定範囲外になると、差圧を検出して警報を出力する。

〔実施例〕

以下添付図面に基いて、この発明の実施例を説明す
る。

第１図は、この発明を実施した換気調整熱風恒温槽の
概略構成図を示し、試験槽１は、断熱隔壁２により中空
方形状に形成され、側部には試料の出し入れを行う図示
しない開閉ドアが設けられている。前記試験槽１の下部
の隔壁2aには、空気Ａの供給口３が形成され、また隔壁
上部2bには、排気筒４が連結された排気A1の排気口５が
設けられている。

前記、区画形成された試験槽１内には、複数の送風通
孔６を備えた隔壁部材７を介して循環送風経路８が形成
され、循環送風経路８の下部には試験槽モータ９が配設
され、また前記隔壁中央には、循環送風ファン10が配設
されている。更に、試験槽１の上部には、図示しない試
料回転枠が設けられ、熱老化試験を行う複数の試料を吊
下げるようになっている。

前記、循環送風ファン10は、隔壁部材７の外側に対向
し、両隔壁の中心線上にその軸心を一致させるよう回転
軸10aが取付けられ、モーター11により回転させること
により試験室内空気を吸引するようなっている。

ここで循環送風ファン10は、フード10bにより囲まれ
ており、逆流などすることなく試験内空気を効率よく吸
込むよう考慮されている。

また、試験槽１の試験室内には、試験中の試験室内温
度を測定する温度検出器12が配設され、この温度検出器
12が、試験槽１の外部に設置された温度調節器13に接続
されている。

次に、前記試験槽１の供給口３に接続された空気供給
経路14には、前記温度調節器13からの指令により、所望
の温度、即ち試験槽１の外部の大気温度よりも高い温度
に空気Ａを予熱して試験室内に供給する熱風ボックス等
の予熱手段15が設けられ、この予熱手段15に接続される
送風経路16には、絞り調節弁17を介して送風機18が接続
されている。

なお、前記試験槽ヒータ９の温度調節も温度調節器13
からの指令により行われる。

前記送風機18には、温度調節器19を備えた予熱装置20
が接続され、またこの予熱装置20には、除塵フィルター
21を備えた空気清浄器22が接続されている。

また一方、前記試験槽１の排気口５に連結された排気
筒４には、排気圧力P1と、前記送風機18の出口圧力P2と
の差圧値を検出する差圧検出器23が接続されている。

この差圧検出器23の差圧値の設定は、試験槽１の換気
回数に相当する風量と、上記の差圧値の関係から予め求
めておき、換気回数に対応する差圧値を差圧検出器23に
設定するものである。

上記の差圧検出器23の機能としては、差圧値の設定に
より、差圧検出器23と送風機18とを結ぶ回路25に介設さ
れた送風機回転数調整器24に信号を出力する機能と、送
風機18の出口部の出口圧力P2と排気筒部の排気圧力P1と
の圧力差を検出し、設定した差圧値に対し変化を生じる
と送風機回転数調整器24を作動して送風機18を所要風量
に制御し、排気筒４に試料より放出されるガスや可塑剤
等が凝縮付着して内径が小さくなり、検出差圧値が初期
設定範囲外になると図示しない異常状態表示手段から異
常信号（例えばアラームを発する）を出力する機能を備
えている。

差圧検出器23の信号で作動する送風機回転数調整器24
は、差圧検出器23に設定した差圧値により出力される信
号に対応する周波数が設定され、この周波数により送風
機18の回転数が制御される。

即ち、排気筒４につまりを生じたりして差圧値が低下
すると、送風機回転数を上げて風量を増加させるように
作動して所要風量に調整するのである。

また、前記絞り調節弁17の構成は、第２図に示すよう
に、駆動モータ26により、絞り弁17aが上下動し、弁開
度が数段階位置（例えばX,Y,Zの３段階）に固定出来る
ように構成されている。

試験槽１に供給する風量調節は、送風機18の回転数制
御と、絞り調節弁17の弁位置の組合せにより行なわれ
る。

絞り調節弁17の弁位置切換は、換気回数を、例えば１
〜10回／時間、11〜100回／時間、101〜200回／時間の
３段階にし、換気回数によって絞り弁17aの位置を切換
えて、風量をより精度よく調整して試験槽１に供給す
る。

絞り調節弁17の弁位置切換は、所要換気回数に相当す
る位置にスイッチを切換え、絞り弁17aを上下動させて
固定する。

次に、この実施例の作用について説明する。

まず、試験槽１内に供給する外気より供給される一定
風量に調整される空気Ａは、防塵フィルター21で空気中
のチリ、ゴミを除き、空気清浄フィルター22で空気中の
汚染ガスを除去した後、温度調節器19を備えた予熱装置
20で周囲温度の影響を受けない温度、例えば40℃に制御
され、送風機18及び絞り弁17により風量調整されて送風
経路16を通って熱風ボックス等の予熱手段15に供給され
る。

前記予熱手段15に供給された供給空気Ａは、試験室内
温度に予熱され、更にこの予熱手段15を通り供給口３か
ら循環送風経路８の試験槽ヒータ９の部分に送入された
供給空気Ａは、温度調節器13からの指令により更に予熱
され、隔壁部材７の一方から送風通孔６を通って試験室
に入る。

試験室内温度は、室内に設けられた温度調節器13の温
度検出器12により検出し、その信号に従って試験槽ヒー
ター９を制御して温度調節するとともに、予熱手段15を
通る空気Ａを試験室温度に予熱調節する。

試験室内に供給された空気Ａは、循環送風ファン10の
回転により、試験室内空気を吸引し排気口５から排気筒
４へ排出させる。

このようにして試験室空気を温度調節した状態で循環
させ、一定量の割合で新鮮な外気を送風機18により、絞
り調節弁17及び予熱手段15を介して試験槽１内に供給さ
れ、換気回数により１時間当りの換気空気量に相当する
風量を排気筒４より排出させる。

風量を調整する送風機18の制御は、上述したように差
圧検出器23に設定された差圧値により、差圧検出器23か
らの信号で送風機回転数調整機24が駆動して送風機18の
回転数を制御する。

例えば、容量245の試験槽において換気回数、風
量、差圧値の関係は第１表の如くなる。

上記差圧検出器23は、送風機出口部の圧力P2と排気筒
部の圧力P1との圧力差を検出し、設定した差圧値に対し
変化を生じると送風機回転数調整器24を作動して所要風
量に制御する。排気筒４に試料より放出されるガスまた
は可塑剤等が凝縮付着して内径が小さくなり、検出差圧
値が初期設定範囲外になると異常信号を出力し、これに
より、警報信号が発せられることで試料が保護され、試
験精度、信頼性が著しく高められることにより試験性
能、試験能率が著しく向上するのである。

また、風量調節は、上述したように送風機18の回転数
制御と、絞り調節弁17の弁位置の組合せにより行なわ
れ、絞り調節弁17の弁位置切換は換気回数は、例えば１
〜10回／時間、11〜100回／時間、101〜200回／時間の
３段階にし、換気回数によって弁の位置を換えて、風量
をより精度よく調整して試験槽１に供給するのである。

〔発明の効果〕

この発明は、上記のように、試験槽の空気供給口に、
空気供給経路を介して送風機を接続する一方、前記空気
排気口に設けた排気筒に、前記送風機出口と排気筒との
圧力差及び風量との関係を予め求めて、風量に対応する
差圧値を検出する差圧検出器を接続し、前記空気供給口
と送風機とを接続する循環送風経路に、送風機の風量に
より弁開度が切換制御される絞り調節弁を設け、前記送
風機と差圧検出器との間に、前記差圧検出器で計測した
差圧値に対応する信号出力により、前記送風機の回転数
を制御する送風機回転数調整器を設けたので、送風機出
口と排気筒との間の差圧値を常に検出し、風量を一定に
調整する一方、周囲温度の影響を受けずに風量調整がで
き、また一定の換気ができることにより、試料の試験条
件を一定にすることができる効果があり、また常に差圧
値を検出することにより、排気筒のつまりを感知するこ
とで、試料が保護され、試験精度、信頼性が著しく高め
られることにより試験性能、試験能率が著しく向上する
ことが出来る効果がある。

例えば、下記の第２表は、実施例の試験槽の空気換気
率の推移と改善後の推移を示すものである。

改善前は、排気筒のつまりにより、６ヶ月で38％も換
気率が徐々に低下し、通常気が付かないで試験を続け試
験結果の信頼性を低下させていた。しかし、改善後はそ
の様な低下はなく、また低下して制御可能範囲を越える
と、それを感知することが出来るので、排気筒の掃除や
換気率の再チェックにより正しい換気率で常に試験する
事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を実施した換気調整熱風恒温槽の概
略構成図、第２図は絞り調節弁の拡大説明図である。 １……試験槽、３……供給口、４……排気筒、５……排
気口、14……空気供給経路、16……送風経路、17……絞
り調節弁、18……送風機、23……差圧検出器、24……送
風機回転数調整器。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気の供給口と排気口とを備えた試験槽
   に、一定温度の加熱空気を供給すると共に、所定時間毎
   に一定量の換気を行う換気調整熱風恒温槽において、前
   記試験槽の空気供給口に、空気供給経路を介して送風機
   を接続する一方、前記空気排気口に設けた排気筒に、前
   記送風機出口と排気筒との圧力差及び風量との関係を予
   め求めて、風量に対応する差圧値を検出する差圧検出器
   を接続し、前記送風機と差圧検出器との間に、前記差圧
   検出器で計測した差圧値に対応する信号出力により、前
   記送風機の回転数を制御する送風機回転数調整器を設け
   た換気調整熱風恒温槽。
2. 【請求項２】前記、試験槽に温度検出器を介して温度調
   節器を設けると共に、試験槽の空気供給口と絞り調節弁
   とを接続する空気供給経路に、前記温度調節器を介して
   試験槽外部の空気温度より高い温度に予熱する予熱手段
   を設けた請求項１に記載の換気調整熱風恒温槽。
3. 【請求項３】前記空気供給口と送風機とを接続する送風
   経路に、送風機の風量により弁開度が切換制御される絞
   り調節弁を設けた請求項１に記載の換気調整熱風恒温
   槽。
4. 【請求項４】差圧検出器に、該差圧検出器で計測した差
   圧値が設定値の範囲を外れた場合、異常状態あることを
   知らしめる異常状態表示手段を設けた請求項１または請
   求項２に記載の換気調整熱風恒温槽。