JP3059592U

JP3059592U - 換気率可変空気調節器付耐光候試験機

Info

Publication number: JP3059592U
Application number: JP1998010035U
Authority: JP
Inventors: 信郎佐藤; 伊藤　　博
Original assignee: Suga Test Instruments Co Ltd
Current assignee: Suga Test Instruments Co Ltd
Priority date: 1998-12-02
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 1999-07-09
Anticipated expiration: 2004-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】試験槽内空気温度又はブラックパネル温度を
試験槽内空気調節器のダンパー開閉により、外気の吸気
と槽内空気の排気とで行う温度制御に関する。【解決手段】試験槽内空気調節器のダンパー開閉動作
にダンパーの閉から開への開き角度を外気の温度範囲に
よって段階的に変化させ、試験槽内空気温度又はブラッ
クパネル温度を一定に調節しうる換気率可変空気調節器
付耐光候試験機。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

材料、製品の耐光性又は耐候性を試験するための耐光候試験機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４に示すものが従来の促進耐光候試験機の縦断面で、試験槽（２０）の中央に光源（２７）があり、これを中心として回転する試料枠（２８）が設けられ、これに試料（２２）が試料ホルダー（２１）によって掛けられ、光源（２７）からの紫外線を強く含む光を受けて劣化現象を生じる。

【０００３】試験槽（２０）の空気温度は光源（２７）からの輻射エネルギーで上昇する。この温度を温度調節器（２３）の測温体（２４）が受感し、温度調節器（２３）の設定温度より温度が高くなると、循環送風機（２９）で槽内を循環していた空気の流れは、循環風路中に設けられた空気調節器（２５）のダンパー（２６）を切り換えて破線で示す全開となり、外気を取り入れ槽内の高温空気を外部に放出する仕組みになっている。その流れを破線矢印（４ａ）で示す。

【０００４】外気と入れ換えることにより設定温度まで下ると、温度調節器（２３）からの信号で全開であったダンパー（２６）は、閉じる方向に回転して全閉となり、試験槽（２０）内空気は実線矢印（４ｂ）で示す流れとなって槽内を循環する。空気調節器（２５）のダンパー（２６）が全開か、全閉かの操作で槽内空気の温度を制御するものであったが、この方法は温度制御の精度が悪い欠点がある。

【０００５】この欠点を改良するものとして、空気混合調節装置付促進耐光・候試験機（特公平３−６２２１９号）があり、図５及び図６に基づいて以下説明する。

【０００６】試験槽の中央部に設けた光源（３１）の回りを回転する試料枠（３２）にブラックパネル温度調節器（３９）の受感部を取り付け、試験槽背面に設けた空気混合器（３６）に、貫通窓（３８）を設けて空気調節器（３７）と連通し、外気温度を検知する複数個の温度センサー（５′ａ，５′ｂ）及び複数個の温度調節器（５ａ，５ｂ）を試験槽の外部に設け、空気混合器（３６）に設けたダンパー（Ａ，Ｂ）の開閉角度を、前記複数の温度調節器（５ａ，５ｂ）からの信号により調節自在とし、図６に示すダンパー開閉の駆動モータ（４３）の回転と連動するレバー（４２）と、レバー（４２）によって電気回路を開閉する複数個のリミットスイッチ（ａ，ｂ，ｃ）によってダンパー開閉角度を操作し、槽内空気の循環と外気との置換の調整を行い、試験槽内温度或いはブラックパネル温度を調節する方式である。

【０００７】即ち、試験槽内温度或いはブラックパネル温度で空気調節器のダンパーＡは開、閉動作を制御される。例えば、試験槽内の温度が上昇し、温度調節器の設定値を超えると空気調節器のダンパーＡは図５に示す実線の位置、即ち全閉の状態から点線で示す全開の位置に移動して槽内からの熱気を排気口（３３）より排出させる。

【０００８】一方、槽内温度が所定の温度になるとダンパーＡは図５の実線の位置全閉の位置に移動し、槽内空気は循環する。ダンパーＡが同図点線の位置の時、空気調節器（３７）と接合する空気混合器（３６）は、外気の変化を温度センサー５′ａ、５′ｂで検知し、温度調節器５ａ、５ｂの信号により、空気混合器のダンパーＢを駆動モータで動かし、図６に示す駆動モータ（４３）と連動するレバー（４２）が、リミットスイッチ複数個のいづれかと作動してダンパーＢを所定の位置に停止させる機構となっている。

【０００９】例えば、図５に示す空気調節器のダンパーＡが点線の位置で外気を導入している場合に於いて、温度調節器５ａの設定を１０℃、温度調節器５ｂを２７℃とした時、外気温度が１０℃以下であれば、図６のレバー（４２）はリミットスイッチａで停止し、ダンパーＢの開き角度は例えば１／４となり、また外気温度が１１〜２６℃の間にあれば、図６のレバー（４２）はリミットスイッチｂの位置で停止し、ダンパーＢの開き角度は例えば１／２となり、更に外気が２７℃以上であればレバー（４２）は、リミットスイッチＣの位置で停止し、ダンパーの角度は全開となる。

【００１０】このように外気温度の変化によりダンパーの停止位置が変化し、ダンパーＢと空気混合器（３６）のダクトとの隙間が調節され、外気吸気口（３４）から導入される外気の量は外気温に応じて自動的に調節される。

【００１１】一方、試験機架台部に設けられた循環送風機の吸気量は常に一定であるから、ダンパーＢとダクト（３５）との隙間を広狭調節することによって、空気調節器（３７）と空気混合器（３６）とを連通している貫通窓（３８）から導入される試験槽からの暖い空気の量もこれに対応して調節されて空気混合器（３６）に導入され、外気と混合されて一定の空気温度の空気となり試験槽に入る。

【００１２】また槽内温度が所定温度に達した場合は、ブラックパネル温度調節器（３９）の信号によりダンパーＡはまた実線で示す全閉の位置で停止する。槽内空気は外気導入を遮断して循環する。

【００１３】この方式（図５）は導入する空気量を外気温度によって調整し、排出すべき暖気の一部を戻し混合して調整するために、槽内に導入される空気温度はほぼ一定温度となるので槽内温度の調節精度は高くなる利点がある。

【００１４】ただ空気調節器の排気口（３３）と空気混合器の外気吸気口（３４）とが並列状態にあるために、吸気の際、ここでも排気の一部を吸い込んでしまい外気の風の状態によっても差が生じるが弊害があった。

【００１５】また構造も空気調節器（３７）、空気混合器（３６）が接合されているので複雑で大型となる。加工上の困難さに伴う工数の増大、かなりの材料を必要とする等で経済上の不利がある。

【００１６】

【考案が解決しようとする課題】

促進耐光候試験機で重要なことは、試験結果が屋外暴露との近似性、促進性、再現性であるといわれる。このためには光源の条件と共に温度特に試料面の温度を均一状態に保持することが大切と言われ、このためには試験機の設置場所の外気温度の変動があっても試験槽内空気温度及びブラックパネル温度が一定に調節される必要がある。

【００１７】この点に於いて空気混合調節装置付促進耐光候試験機はすぐれたアイデアの結集と評価されるが、先に述べた欠点即ち排気口と吸気口が並列で干渉し合ってしまう。構造が複雑で形状も大きく、制作に難があると言うことである。これ等の欠点を解消し、その性能の利点のみを追求する新しい方式の開発が要望された。

【００１８】

【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以下の手段を採用する。試験槽の中央部に光源（１）を設け、その回りを回転する試料枠（２）にブラックパネル温度調節器の受感部（３）を取り付け、また試験槽空気温度調節器（５）の測温体（４）を槽内に設け、試験槽背面に設けた換気率可変空気調節器（５）と試験機架台部（１２）に設けた循環送風機（１１）とを循環ダクト（１０）で接続し、前記ブラックパネル温度調節器の受感部（３）、又は試験槽空気温度調節器の測温体（４）からの信号で換気率可変空気調節器（５）のダンパー（６）を開閉して温度制御を行う耐光候試験機に係るもので、

【００１９】換気率可変空気調節器（５）のダンパー（６）の開き角度を取り入れる外気の温度範囲によって、閉から開へ段階的に変化させ、全閉から全開の中間位置の開き角度では試験槽内空気の一部は循環し、他は外部に放出し、放出と等量の外気を導入する仕組みとし、換気と循環空気の比率を外気温度範囲に応じて変えてブラックパネル温度又は試験槽温度を制御する換気率可変空気調節器付耐光候試験機とする。

【００２０】そのために複数の外気温度を予め設定し、検知する温度調節器（８）とダンパー（６）の開閉手段としての駆動モーター（１４）と、ダンパー（６）開閉と連動して動くカム（１３）及び複数個の光学的又は機械的リミットスイッチ（図３）によって、前記ブラックパネル温度調節器の受感部（３）又は試験槽空気温度調節器の測温体（４）からの信号により動作するダンパー（６）の開き角度を外気温度範囲に応じて変える。また換気率可変空気調節器（５）のダンパー（６）が閉から開への中間位置にあるとき、排気が外気吸気口（１６）に逆流するのを防止する逆流防止壁（１５）を付ける。また試験槽空気温度調節器の測温体（４）を換気率可変空気調節器の換気口（１７）ダクト内に取り付けたことも特徴としている。

【００２１】

【考案の実施の形態】

本考案の換気率可変空気調節器付耐光候試験機は、試験槽内の試料枠（２）に取り付けられたブラックパネル温度調節器の受感部（３）の信号、或いは換気口（１７）ダクト内に取り付けた試験槽空気温度調節器の測温体（４）からの信号を受けて、それぞれの温度調節器が発信する信号で空気調節器の駆動モーター（１４）を動かしダンパーの開閉を行う。

【００２２】このときダンパー全閉の状態、即ち槽内空気が循環のみの状態からダンパーを全開方向に移動しようとすると、ダンパーと連動するカム（１３）も回転を開始し、図３に示す複数個のリミットスイッチの最初に接するリミットスイッチを動作させる。このリミットスイッチの電気回路には外気温度を検知する温度調節器（８）がそれぞれ接続されていて駆動モーター（１４）の電源回路のＯＮ−ＯＦＦを担っている。

【００２３】この最初のリミットスイッチに接続された外気温度を検知する温度調節器（８）の設定値に対し、外気温が低い場合は、該温度調節器（８）の電気回路が作動し、カム（１３）が回転し最初のリミットスイッチが作動すると、駆動モーター（１４）の供給電源がＯＦＦとなり停止する。この位置では例えばダンパー（６）は全開に対し、その１／４の開き角度となる。外気の取り込み量は少なく、この取り込んだ冷気は槽内循環空気流の中に混入されて試験槽に戻る。

【００２４】そして取り込み量と等量の槽内の暖気が排気口より外部に放出される。この際、排気の一部が吸気側に逆行しないように逆流防止壁（１５）が作用する。

【００２５】外気温がこの温度調節器の設定値より高い場合は、カム（１３）が最初のリミットスイッチ（図３に示すＡ〜Ｅのいずれか）を作動させても駆動モーターの供給電源はＯＦＦとならず、次のリミットスイッチを作動させて初めてＯＦＦとなり、この位置で駆動モーターは停止し、ダンパーの開き角度は全開の時の例えば１／２となる。但し、この場合は第２のリミットスイッチに接続されていた外気温度を検知する温度調節器（８）の設定値より外気温度が低い場合である。

【００２６】外気温度が更に上昇した場合は、カム（１３）は第２のリミットスイッチを通過して第３のリミットスイッチが作動し、ダンパー開き角度３／４で停止する。但し、この場合も第３のリミットスイッチに接続されていた前記温度調節器（８）の設定値より外気温度が低い場合、即ち第２のリミットスイッチに接続された前記温度調節器（８）の設定温度以上で、第３のリミットスイッチに接続された前記温度調節器の設定温度以下に外気温度がある場合は、ダンパーは全閉から３／４開の間で試験槽空気温度調節器の受感部（４）かブラックパネル温度調節器（３）からの信号でダンパーは開・閉の動作を行う。

【００２７】更に外気温度が上昇し、第３のリミットスイッチと接続する温度調節器（８）の設定値を超すと、カムは第３のリミットスイッチを通過して第４のリミットスイッチに達しダンパー全開にして停止する。

【００２８】以上のようにして外気温度に応じてダンパーの開き角度を段階的に違えて外気との換気量を加減し、試験槽内温度及びブラックパネル温度を微妙にコントロールしようとするものである。

【００２９】

【実施例】

図１、図２、図３及び配線図に示す一実施例について説明する。条件として外気温度が１０℃以下で、ブラックパネル温度を６３℃にコントロールするとして、ブラックパネル温度調節器の設定を６３℃にしたとする。また複数個の外気温度を検出する調節器（８）の設定値は図９に示すように温度調節器ＴＨＲ₁ は１０℃、温度調節器ＴＨＲ₂は２０℃、温度調節器ＴＨＲ₃は３０℃設定とする。この場合、試験機運転開始の時は試験槽の温度は外気温度に近く、１０℃以下で、ブラックパネル温度も１０℃以下である。

【００３０】従って、図９の配線図上ではブラックパネル温度調節器ＢＰＴＣの接点は実線で示すｃ−ａ間が接触し、リミットスイッチＥ（以下ＬＳ−Ｅと記す）を通ってリレーＲＹ１のコイルにＤＣ２４Ｖが印加される。リレーＲＹ１の接点ＲＹ₁は閉じ換気率可変空気調節器（５）の駆動モーター（１４）はダンパー（６）を閉じる方向つまり図２のダンパー（６）の位置がＥ−Ｅ′になる方向に動く。

【００３１】ダンパーがＥ−Ｅ′の位置に来ると、カム（１３）はリミットスイッチＥのレバーを押し上げＬＳ−Ｅの接点を開とする。このためリレーＲＹ１への通電が停止されモーターへの供給電源も接点ＲＹ₁が開いて停止、モーターも停止する。つまり、ダンパーはＥ−Ｅ′の位置で外気吸気口（１６）、排気口（１８）は全閉の状態となる。

【００３２】試験槽内の空気は循環送風機（１１）によって、循環ダクト（１０）を通って循環する。光源の点灯による輻射エネルギーによってブラックパネル温度は上昇する。設定温度の６３℃を超えると、図９に示すＢＰＴＣの接点はｃ−ａから点線で示すｃ−ｂに切り替わる。

【００３３】外気温度を検出する温度調節器（８）の接点ｃ₁−ａ₁を通ってリミットスイッチ（ＬＳ−Ｃ）を通り、リレーコイルＲＹ２に通電、リレー作動し接点ＲＹ₂が閉じる。

【００３４】この結果図３に示す駆動モーター（１４）はダンパー（６）を開く方向に回転する。即ちダンパー（６）と連動するカム（１３）はリミットスイッチＣのレバーを押し上げる。ＬＳ−Ｃの接点は開となり、リレーコイルＲＹ２への通電を停止、同時に接点ＲＹ₂を開くので駆動モーター（１４）も停止する。図２のようにダンパー（６）はＣ−Ｃ′の位置になり１／４開の状態になる。つまり、３／４は循環空気の流れで１／４が１０℃以下の外気を導入する状態となる。

【００３５】この外気と循環空気は、循環ダクト（１０）循環送風機（１１）を通過する間に攪拌、混合され平均化された温度となって試験槽に入り、ブラックパネル温度を６３℃になるように徐々に冷却していく。

【００３６】このように外気温度が１０℃以下である場合は、ダンパー（６）は、前記図９に示すＢＰＴＣからの信号で全閉−ダンパー１／４開の開け、閉じを繰り返す。従って、外気温度が低い場合は外気導入の空気量を少量にして急激に冷たい空気で試験槽温度を下げない作用をし、試料に対するヒートショックをなくす効果をもつ。

【００３７】外気温度が１０℃を越え２０℃以下の条件について考えると、図９に示すように、外気温度を検出する温度調節器ＴＨＲ₁の接点がｃ₁−ｂ₁間で閉じる状態になるブラックパネル温度が６３℃以上になって外気を取り入れる場合には、電気はＢＰＴＣ接点ｃ−ｂ、ＴＨＲ₁接点ｃ₁−ｂ₁、ＴＨＲ₂の接点ｃ₂−ａ₂、リミットスイッチＬＳ−Ｂを通り、リレーコイルＲＹ２に通じ接点ＲＹ₂を通して駆動モーター（１４）はダンパー（６）を開く方向に回転する。

【００３８】連動するカム（１３）はリミットスイッチＬＳ−Ｃを開き、次いでリミットスイッチＬＳ−Ｂの接点を開き、リレーコイルＲＹ２への給電を停止。従って、リレー接点ＲＹ₂も開いて駆動モーター（１４）は停止、ダンパー（６）はＢ−Ｂ′ の位置即ち１／２開となる。１／２の循環空気と１／２の外気導入とし、循環空気量と外気導入量を１：１の割合にする。

【００３９】同様に外気温度が２０℃を越え３０℃以下の時はダンパーの開き角度は、Ｃ− Ｃ′の位置で３／４換気し、残り１／４が循環空気とその比率を変える。外気温度３０℃以上ではダンパー開の時はＥ−Ｅ′の位置即ち全開となり、試験槽内空気は取り入れる外気で全て置換され排気口から放出される。

【００４０】このように外気の温度範囲に応じてダンパーの開き角度を変え、槽内空気を外気と換気する割合を段階的に変える事が可能となった。

【００４１】以上説明の例では外気温度の検出器が１０℃、２０℃、３０℃の３個であったが、この数を増してもっと温度範囲を狭くすることや、リミットスイッチに機械式のマイクロスイッチを図示したが、ダンパーの位置によって駆動モーターの停止を可能とするものなら、リミットスイッチに光学的方式等を利用可能であり、これを制限するものではないことは言うまでもない。

【００４２】また試験槽内の空気温度を測定する場所として、試験槽空気温度調節器の測温体を空気調節器の換気口に設けた場合、光源からの輻射エネルギーの影響も受けず、空気流速が早いので測温体への熱感知が速く、且つ試験槽内温度の平均化された代表温度を示すことも分かり、槽内温度を正確に制御することが可能となった。

【００４３】

【考案の効果】

本考案による実験結果と、図４に示した従来方式による結果の比較を図７、図８に示す。

【００４４】縦軸に経過時間、横軸に温度を示し、Ａは外気温度、Ｂはブラックパネル温度、Ｃは試験槽内空気温度を示す。この実施例ではブラックパネル温度を６３℃に設定して行ったもので、図７で明らかなように、本考案では外気温度が変動しても槽内温度がほぼ一定を示している。また当然ブラックパネル温度も６３℃±１ ℃内にコントロールされている。

【００４５】これに対し、従来方式では外気温度の変化に伴って槽内温度は変化し、ブラックパネル温度は６３±３℃がやっとである。空気混合調節装置付促進耐光・候試験機（特公平３−６２２１９号）による結果との比較図は記載してないが、図８はその性能を上回る結果を示している。

【００４６】特公平３−６２２１９号に比べ構造を単純化して、制作しやすく材料も軽減し、組み立てに際しても小型軽量のために女性でも簡単に組み立てが可能で、省資源、省力化に大きな効果を上げることが出来た。且つ性能は従来のものを上まわる良い結果を得ることが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の縦断面図。

【図２】本考案の換気率可変空気調節器のリミットスイ
ッチとカムを説明する断面図。

【図３】本考案の換気率可変空気調節器と駆動モーター
の関係を説明する図。

【図４】従来方式の耐光候試験機の断面図。

【図５】従来方式の空気混合調節装置付促進耐光・候試
験機の断面図。

【図６】従来式の空気混合調節装置の外観を示す図。

【図７】本考案並びに従来方式の試験機の実験例を示す
説明図。

【図８】本考案並びに従来方式の試験機の実験例を示す
説明図。

【図９】本考案の電気回路の一例を示す図。

【符号の説明】

１光源２試料枠３ブラックパネル温度調節器の受感部４試験槽温度調節器の測温体４ａ破線矢印４ｂ実線矢印５喚気率可変空気調節器５ａ，５ｂ温度調節器５′ａ，５′ｂ温度センサー６ダンパー７エアフィルター８外気温度を検出する温度調節器１０循環ダクト１１循環送風機１２架台部１３カム１４駆動モーター１５逆流防止壁１６外気吸気口１７測温体１８換気口２０試験槽２１試料ホルダー２２試料２３温度調節器２４測温体２５空気調節器２６ダンパー２７光源２８試料枠２９循環送風機３０試料３１光源３２試料枠３３排気口３４外気吸気口３５ダクト３６空気混合器３７空気調節器３８貫通窓３９ブラックパネル温度調節器の受感部４０循環ダクト４１循環送風機４２レバー４３駆動モーター

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】試験槽の中央部に光源（１）を設け、そ
の回りを回転する試料枠（２）にブラックパネル温度調
節器の受感部（３）を取り付け、また試験槽空気温度調
節器の測温体（４）を槽内に設け、試験槽背面に設けた
空気調節器と試験機架台部（１２）に設けた循環送風機
（１１）とを循環ダクト（１０）で接続し、前記ブラッ
クパネル温度調節器の受感部（３）又は試験槽空気温度
調節器の測温体（４）からの信号で換気率可変空気調節
器（５）のダンパー（６）を開閉して温度制御を行う耐
光候試験機に係るもので、前記換気率可変空気調節器
（５）のダンパー（６）の開き角度を、取り入れる外気
の温度範囲によって閉から開へ段階的に変化させ、全閉
から全開の中間位置の開き角度では試験槽内空気の一部
は循環し、他は外部に放出し、放出と等量の外気を導入
する仕組みとし、換気と循環空気の比率を外気温度範囲
に応じて変えてブラックパネル温度又は試験槽温度を制
御することを特徴とする換気率可変空気調節器付耐光候
試験機。
【請求項２】複数の外気温度を予め設定し、検知する
温度調節器（８）と、ダンパー（６）の開閉手順として
の駆動モーター（１４）と、ダンパー（６）開閉と連動
して動くカム（１３）及び複数個のリミットスイッチに
よって前記ブラックパネル温度調節器の受感部（３）又
は試験槽空気温度調節器の測温体（４）からの信号によ
り動作するダンパー（６）の開き角度を外気温度範囲に
応じて段階的に変えることを特徴とする請求項１記載の
換気率可変空気調節器付耐光候試験機。
【請求項３】換気率可変空気調節器（５）のダンパー
（６）が閉から開への中間位置にある時、排気が外気吸
気口（１６）に逆流するのを防止する逆流防止壁（１
５）を設けたことを特徴とする請求項１記載の換気率可
変空気調節器付耐光候試験機。
【請求項４】試験槽空気温度調節器の測温体（４）を
換気率可変空気調節器（５）の換気口（１７）の内側に
設置したことを特徴とする請求項１記載の換気率可変空
気調節器付耐光候試験機。