JP3008557B2

JP3008557B2 - 冷熱衝撃試験装置の試験液回収装置

Info

Publication number: JP3008557B2
Application number: JP3142522A
Authority: JP
Inventors: 隆田中; 力弥藤原
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 2000-02-14
Anticipated expiration: 2015-02-14
Also published as: JPH04343043A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気・電子部品等の熱衝
撃に対する特性を試験する冷熱衝撃試験装置に関し、特
に該冷熱衝撃試験装置における蒸発試験液の回収装置に
関するのものである。

【０００２】

【従来の技術】冷熱衝撃試験装置の試験液には、沸点の
異なる２種類のフッ素系不活性液体（商品名フロリナー
ト）が使用されており、沸点の低いもの（例えば９７
℃）が低温液として、又、沸点の高いもの（例えば１７
４℃）が高温液として、夫々装置下部に設けられた低温
液槽及び高温液槽に貯溜されている。前記電気・電子部
品等、試料に対する冷熱衝撃試験は、前記試料を搬送手
段を介して両液槽に交互に浸漬することで行われる。

【０００３】ところで、試験に際してこうした浸漬をく
り返すとき、一方の試験液が試料や搬送手段に付着して
他方の液槽に混入することが、必然的に生じ、これが前
記試験に支障を与えることがある。特に、低温液槽の低
温液が高温液槽に入る場合は、前記の如き低い沸点の低
温液が通常、１５０℃程度に保持されている高温液槽に
入ることとなるため、、低温液は一瞬にして蒸発してし
まい、これが試験進行と共にくり返されると、低温液槽
の低温液が次第に減少し、試験を続行不可能とする問題
があった。しかも、高温液槽では、こうした低温液の蒸
発だけでなく、高温液自体も、その高温のため、常にあ
る程度蒸発しており、総じて冷熱衝撃試験装置における
高温液槽側での試験液蒸発は、大きな問題であった。

【０００４】従って、従来多くの冷熱衝撃試験装置に
は、高温液槽から蒸発した試験液を回収するために、試
験液回収装置が付設されており、例えば特開平２−２０
３２４３号公報にその具体的な構成例が記載されてい
る。即ち、同公報に記載される試験液回収装置の場合、
その構成は、高温液槽の上部出入口に設けられた筒状の
凝縮器と、該凝縮器の直下に位置する受皿、さらに試験
液を低温液と高温液に分離する分離器からなっていて、
高温液槽から蒸発する試験液を、凝縮器で凝縮液化し、
受皿に滴下させ、その後、受皿から分離器に導いて高温
液と低温液とに分離し、各所定の配管を通じて各液槽に
回収する構造としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした凝縮
器と受皿及び分離器を備えた従来の試験液回収装置の場
合、特に分離器部分が大きくスペースをとり、冷熱衝撃
試験装置本体に組み込むのが極めて困難であるという欠
点を有していた。また、分離器は非常に高価であり、回
収装置をコスト的に高いものとする問題があった。

【０００６】本発明はこのような実状に対処して、分離
器の無い、設置スペースの極めて小さい、低コストの試
験液回収装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、上記目的に適合す
る本発明の特徴は、試験室内の下部に低温液を貯溜した
低温液槽と高温液を貯溜した高温液槽とを並設すると共
に、両液槽間にわたって試料を移動浸漬可能な搬送手段
を設けた冷熱衝撃試験装置において、前記試験室内の上
部に凝縮器及び受皿を上下に配置する一方、前記受皿の
底部から低温液槽に向かって第１の電磁弁を備えた第１
の回収配管を、又、前記受皿の底部から高温液槽に向か
って第２の電磁弁を備えた第２の回収配管を夫々設け、
前記搬送手段による試料の低温液槽への浸漬と高温液槽
への浸漬からなる１試験サイクル終了ごとに、前記第２
の電磁弁のみを開放し、さらに所定の複数サイクル終了
ごとに、第２の電磁弁を閉止し、前記第１の電磁弁のみ
を開放する如く各電磁弁を制御してなることにある。

【０００８】

【作用】以上の如く構成した本発明によれば、前記試料
等に付着して運ばれた低温液は、高温液槽から蒸発する
と、同じく高温液槽から蒸発する高温液と共に、試験室
上方において凝縮器により凝縮液化され、受皿に滴下
し、貯溜される。そして１試験サイクルが終了した時点
で、前記第２の電磁弁が開放されるため、受皿に貯溜さ
れた前記２種類の試験液は、第２の回収配管を通って高
温液槽に流れ込むことになる。しかし、このうち低温液
は高温液槽に流れ込むとまたすぐに蒸発し、凝縮器で凝
縮液化され、再び受皿に貯溜される。従って前記第２の
電磁弁の開放により実際に回収されるのは、蒸発した高
温液だけである。そして次の試験サイクル時になると、
また新たに低温液が低温液槽から高温液槽に運ばれ、同
様のことがくり返される。このため、試験サイクルが終
了するごとに、受皿には低温液ばかりが増え、高温液の
貯溜量は常に当初と同一量が保たれる。

【０００９】以上のことがあらかじめ設定した複数回の
試験サイクルにわたってくり返されると、次に第２の電
磁弁に代わって第１の電磁弁が１度だけ開かれ、ここで
受皿の試験液が第１の回収配管を通り、低温液槽に戻さ
れる。そしてこれによりこれまで低温液層から出た低温
液が、すべて低温液槽に回収されることとなる。さらに
試験を続行する場合は、以上のことが最初からくり返さ
れて、適時、高温液と低温液とが夫々回収される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづき説明
する。図は、本発明試験液回収装置を備えた冷熱衝撃試
験装置の概要説明図であり、試験室（１）の内部には、
下部に低温液槽（２）と高温液槽（３）とが一定の距離
を隔てて並設されていて、各液槽（２），（３）の内部
に低温液あるいは高温液が夫々所要量宛貯溜されてい
る。低温液及び高温液は前記したように、互いに沸点の
異なるフッ素性不活性液体であり、夫々図示しない冷却
装置あるいは加熱装置によって所定温度（例えば低温液
は−５０℃、高温液は１５０℃）に保持されている。か
かる試験液に対して、電気・電子部品等は試料カゴ
（４）に収容され、この試料カゴ（４）を把持する搬送
手段（１点鎖線で、その経路のみを略示する）（５）を
介して、前記低温液槽（２）と高温液槽（３）との間を
往復し、両試験液に所定時間宛浸漬され、熱衝撃に対す
る特性が試験される。なお、搬送手段（５）について
は、横移動機構と昇降機構を備えて、これに昇降シリン
ダを組み合わせたもの、あるいは矢示の如き経路を有す
る搬送ベルトによるもの等、適宜公知の機構のものが適
用される。ここで試料が低温液槽（２）に浸漬され、次
に高温液槽（３）に浸漬されて引き上げられ、再び低温
液槽（２）上部に戻るまでを１試験サイクルとする。

【００１１】以上の冷熱衝撃試験装置において、試験室
（１）の上部は、左右に空気流通のための余地を残して
隔壁（６）で仕切られており、その上側が回収室（７）
となり、該回収室（７）の略中央に上方から凝縮器
（８）が設置されている。凝縮器（８）は、図示しない
冷凍機に連結された公知のものであり、その表面に伝熱
フィン等が設けられていて、冷凍機の作動により表面が
所要温度に冷却され、後記する如く試験液の蒸気を伝熱
フィン等に凝縮液化して付着させるものである。一方、
凝縮器（８）の直下に位置する前記隔壁（６）の、凝縮
器（８）との対面部分は所要大きさに皿状に窪んでい
て、前記凝縮器（８）表面から滴下する前記凝縮試験液
を受け止め貯溜する受皿（９）となっている。前記受皿
（９）の底部は、隔壁（６）を貫通する回収パイプ（１
０）に通じており、該回収パイプ（１０）は図のように
隔壁（６）直下で２方向に分岐し、一方は低温液槽
（２）へ通じる第１の回収配管（１１）、他方は高温液
槽（３）へ通じる第２の回収配管（１２）となってい
る。そして各回収配管（１１），（１２）には、夫々第
１の電磁弁（１３）、第２の電磁弁（１４）が介設され
ている。なお、図において、（１５）は環気ファンであ
り、試験室（１）外部に設置されたモータ（Ｍ）により
回転駆動され、試験室（１）において液槽（２），
（３）上部に充満する蒸気を前記回収室（７）内に強制
的に環気させるものである。

【００１２】以上の如き構成において、前記第１の電磁
弁（１３）及び第２の電磁弁（１４）は、公知の制御装
置により、１試験サイクル終了ごとに第２の電磁弁（１
４）だけが所定時間開放され、そして所定の複数サイク
ル終了後の１回だけは、第１の電磁弁（１３）だけが、
所定時間開放されるよう制御される。そこで、以下で
は、上記如く各電磁弁（１３），（１４）が制御される
ときの、本発明回収装置における試験液回収作用を、実
際の数値例をもとに具体的に説明する。まず、ここで液
槽（２），（３）の大きさについては、両液槽（２），
（３）共、図２のように、開口部分（ａ）が４００mm×
４００mm、高さ（ｂ）が５００mmであり、いずれも当初
４００mmの深さ（ｃ）迄、各所定の試験液が入っている
ものとする。

【００１３】さらに低温液槽（２）から高温液槽（３）
への搬送手段（５）による往復試料移動時間、即ち１試
験サイクルに要する時間（Δｔ）は２０秒とし、これと
周期を同じくして、第２の電磁弁（１４）あるいは第１
の電磁弁（１３）が所要時間開くものとする。また、一
般的に、試験液蒸発量は試験液蒸気圧Ｐと試験室内の試
験液分圧αとの差に比例するから、蒸発量＝Ｃ＊（Ｐ−
α）＊Ｓ＊Δｔ(gｒ) の関係式が得られる。ここでＣは
液槽形状に係わる係数で本実施例の場合、経験値として
Ｃ＝６×１０^{- 2}をとる。Ｐは図３のグラフに沿って変
化する数値で、例えば低温液が−６５℃のとき、Ｐ＝１
０^{- 4} kg/cm²，同じく低温液が＋１５０℃のときＰ＝
４ kg/cm²、高温液が＋１５０℃のときＰ＝0.5kg/cm²
となる。さらにα＝１０^-3 kg/cm²とする。Ｓは蒸発
面積である。よって上記関係式から、Δｔ時間内での各
試験液の蒸発量を求めると、まず低温液槽（２）での蒸
発量＝Ｃ＊（１０^{- 4}−α）＊Ｓ＊Δｔ＜０となる。即
ち、低温液槽（２）からの蒸発はなく、逆に試験室
（１）内の蒸発試験液が溶け込むこととなり、低温液槽
（２）における蒸発量は、蒸気回収の面よりみれば、無
視できることとなる。

【００１４】一方、高温液槽（３）での高温液の蒸発量
（Ａ）は、Ａ＝Ｃ＊（0.5 −α）＊Ｓ＊Δｔ＝0.096 (gr) である。さらに高温液槽（３）へは試料等に付着して問
題の低温液がもち込まれるが、この実施例の場合、その
付着量（Ｂ）は１回あたり0.5 gr以下である。これに対
して、低温液の１５０℃での蒸発量Ｂ´は次の通りであ
る。Ｂ´＝Ｃ＊（４−α）＊Ｓ＊Δｔ＝0.768 (gr) 従ってＢ´＞Ｂとなり１５０℃の高温液槽（３）に入っ
た低温液はすべて蒸発してしまうこととなる。

【００１５】以上のように最初のΔｔ時間で高温液は0.
096 gr蒸発し、同時に低温液は付着分の全量が蒸発する
が、これらの蒸気は、図１における前記環気ファン（１
５）によって前記回収室（７）に送られ、凝縮器（８）
により凝縮液化された後、総量が受皿（９）に滴下す
る。即ち、上記数値を用いれば、Ａ＋Ｂ＝0.596(gr) の
量が受皿（９）に貯溜されることとなる。そしてこれだ
けの貯溜液が１回目の試験サイクル終了後、第２の電磁
弁（１４）が開放されることにより、第２の回収配管
（１２）を通り高温液槽（３）に回収されるが、そのう
ちの、低温液は、高温液槽（３）に戻ると、再び蒸発す
るため、再度環気ファン（１５）を介して回収室
（７）に送られ、凝縮器（８）により凝縮液化されて、
受皿（９）に貯溜される。一方ではこの間に、次の試験
サイクルが始まっており、新たに試料等に付着した低温
液が高温液槽（３）に運ばれ、同様の過程を経てこれも
受皿（９）に貯溜される。さらにこの間、高温液槽
（３）から蒸発する高温液も同様に受皿（９）に貯溜さ
れる。

【００１６】かくして受皿（９）に対しては、試験サイ
クルが終了するごとにこれがくり返されて、低温液が次
第に多く貯溜されるようになる。即ち、前記高温液の蒸
発量（Ａ）及び低温液の付着量（Ｂ）を用いて表せば、
ｎサイクル目にはｎＡ＋Ｂ(gr)の試験液が貯溜されるこ
とになる。なお、上記作用をより明確に示すため、Δｔ
時間毎の試験室（１）内の蒸発量の値を下記の表１に示
している。試料等に付着して低温液槽（２）から高温液
槽（３）に運ばれる低温液の量は、ここでは便宜上、前
記計算式により求めた0.768 grとしている。また表の上
段の数値は試験が何サイクル目であるかを示し、一方、
その隣の「回収」は電磁弁（１３），（１４）を開放す
る時を表している。以下余白

【００１７】

【表１】

【００１８】上記表において、ｎ−１サイクル目までの
「回収」は、前記した如く第２の電磁弁（１４）だけを
開く。この結果、ｎサイクル目での試験室（１）内の蒸
気量は、高温液蒸気量が0.096(gr) ，低温液蒸気量がｎ
×0.768(gr) （再蒸発量の集積）となる。次にこれだけ
の量の試験液が受皿（９）に貯溜されると、ｎ回目の
「回収」だけは、第２の電磁弁（１４）を閉止して第１
の電磁弁（１３）を開放すると、前記0.096(gr) の高温
液とｎ×0.768(gr) の低温液は、第１の回収配管（１
１）を通って低温液槽（２）に回収されることとなる。
つまり、これまで試料等に付着して運ぶ去られた低温液
が、すべて第１の回収配管（１１）を通り、低温液槽
（２）に回収されることとなる。そしてこれにより、所
期の試験液回収が果たされる。なお、経験上、上記ｎサ
イクルとしては、この場合、５００サイクルを採用して
いる。従って１サイクル目から４９９サイクル目までは
第２の電磁弁（１４）を、そして５００サイクル目だけ
は第１の電磁弁（１３）を開放するよう前記制御装置に
設定している。またこの場合、５０１サイクル目からの
試験液回収作業は、以上のことを再びくり返して行われ
る。

【００１９】ところで前記第１の電磁弁（１３）の１度
の開放により、例えばこの場合であれば、0.096qr の高
温液が低温液と共に低温液槽（２）に混入する。しかし
一般に高温液の低温液に対する混入許容率は３０％とな
っており、この範囲であれば本発明回収装置は支障なく
使用可能である。従って前記の場合であれば、低温液槽
（２）内の低温液（比重２）の重量が１２８kgであるか
ら、（１２８×0.3 ）／0.096 ＝４００（回）まで、前
記ｎサイクル試験（例えば５００サイクルの試験）をく
り返すことができる。このため、本発明回収装置によれ
ば極めて長期にわたり、支障なく、簡易に蒸発液の回収
を行うことができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明試験液回収装置は、冷熱衝撃試験
装置の試験室上部に凝縮器と受皿を配し、さらに受皿か
ら低温液槽と高温液槽に、夫々第１の電磁弁、第２の電
磁弁を備えた第１の回収配管及び第２の回収配管を延設
し、１試験サイクル終了ごとに第２の電磁弁を開放し、
これをくり返した後、所定の複数サイクル目だけは、第
１の電磁弁のみを開放するようにしたものであるから、
蒸発した試験液を凝縮器に凝縮液化して捕捉し、受皿に
貯溜した後、高温液は１試験サイクルごとに、又、低温
液は前記複数サイクルごとに各回収配管を通じて夫々液
槽に回収することができる。従ってその場合、前記第１
の電磁弁開放に至る複数サイクルを適当に設定すること
で、実用上支障なく、極めて長期間にわたり、簡易に蒸
発試験液を回収でき、冷熱衝撃試験を不都合なく続行す
ることができる。またその構成要素に分離器をもたない
ため、全体的に非常に省スペース的な構成となってお
り、試験装置本体に組み込む場合は、主として凝縮器と
回収配管だけを組込めばよく、極めて配置しやすい回収
装置である。さらに、分離器を具備しないことに関連し
て、それだけ低コストに構成できることも本発明試験液
回収装置の利点である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷熱衝撃試験装置の試験液回収装
置の概要を示す説明図である。

【図２】冷熱衝撃試験装置の液槽の１例を示す説明図で
ある。

【図３】図２の冷熱衝撃試験装置における試験室と温度
との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

（１）試験室（２）低温液槽（３）高温液槽（５）搬送手段（８）凝縮器（９）受皿（１１）第１の回収配管（１２）第２の回収配管（１３）第１の電磁弁（１４）第２の電磁弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−203243（ＪＰ，Ａ) 特開平２−203242（ＪＰ，Ａ) 特開平２−96634（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 3/00 - 3/62

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】試験室（１）内の下部に低温液を貯溜し
た低温液槽（２）と高温液を貯溜した高温液槽（３）と
を並設すると共に、両液槽（２），（３）間にわたって
試料を移動浸漬可能な搬送手段（５）を設けた冷熱衝撃
試験装置において、前記試験室（１）内の上部に凝縮器
（８）及び受皿（９）を上下に配置する一方、前記受皿
（９）の底部から低温液槽（２）に向かって第１の電磁
弁（１３）を備えた第１の回収配管（１１）を、又、前
記受皿（９）の底部から高温液槽（３）に向かって第２
の電磁弁（１４）を備えた第２の回収配管（１２）を夫
々設け、前記搬送手段（５）による試料の低温液槽
（２）への浸漬と高温液槽（３）への浸漬からなる１試
験サイクル終了ごとに、前記第２の電磁弁（１４）のみ
を開放し、さらに所定の複数サイクル終了ごとに、第２
の電磁弁（１４）を閉止し、前記第１の電磁弁（１３）
のみを開放する如く各電磁弁（１３），（１４）を制御
してなることを特徴とする冷熱衝撃試験装置の試験液回
収装置。