JP4064006B2 - 発熱性を有する機器の試験用恒温装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、リチウム電池等の発熱性を有する機器を試験する際、機器の異常発熱又は発火の発生時に、恒温装置を保護する発熱性を有する機器の試験用恒温装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発熱性を有する機器の試験用恒温装置は、主に半導体、構造材料及び各種精密製品を高温又は低温の所定温度に曝す環境試験を行うために使用されている。この恒温装置を用いて、例えば、リチウム電池等の発熱性を有する機器を試験する際、機器が異常な温度変化（発熱、放熱）をした場合、恒温装置を保護するために、発熱又は放熱した機器を冷却し、消火するために、試験室の内部の所定の位置に、必要数設けられた水噴射ノズルを介して試験室を水噴霧している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の発熱性を有する機器の試験用恒温装置においては、水噴射ノズルを介して試験室を水噴霧して機器を冷却するようにしていても、水噴霧のために機器を完全に冷却、消火することができず、その結果、機器が異常に発熱又は放熱して恒温装置の一部又は全体を焼損したり、又は機器が爆発し、恒温装置や機器の破片により人的な被害を生じるという問題が発生していた。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、発熱性を有する機器が異常に発熱又は放熱しても、確実に機器を冷却、消火可能な発熱性を有する機器の試験用恒温装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る発熱性を有する機器の試験用恒温装置は、周囲を断熱材で囲まれ、一方には開閉扉を備えて発熱性を有する機器を収納する試験室と、試験室に所定の温度に空調された空気を循環させる空調手段とを有する試験用恒温装置において、試験室内に、機器に散水可能な散水手段を設け、更に、機器を水没する水貯留部を形成可能な構造としている。従って、散水手段によって機器を水貯留部に水没することができる。
【０００６】
ここで、水貯留部は、機器に異常がない場合には形成されないで、機器に異常が発生した場合に形成されるように構成している。従って、機器に異常が発生した（機器の異常な発熱による試験室の異常な温度上昇、煙や炎やガスの発生等）時のみ機器を水貯留部に水没させて、機器に異常がない時には、水貯留部が形成されていないので、試験室内での空気の流路を広く確保できる。
また、試験室の一方側の壁に空気の吹き入れ口を形成し、試験室の他方側の底部に空気の排気口を形成することもでき、これによって、試験室内の機器に対する空気の流れを水平方向とすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る発熱性を有する機器の試験用恒温装置の正断面図、図２は同発熱性を有する機器の試験用恒温装置の側断面図、図３は本発明の他の実施の形態に係る発熱性を有する機器の試験用恒温装置の側断面図である。
【０００８】
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る発熱性を有する機器の試験用恒温装置１０（以下、恒温装置１０と呼ぶ）は、一方側に開閉扉（図示せず）を備え、発熱性を有する機器１１（以下、機器１１と呼ぶ）が収納される試験室１２、試験室１２から排出され温められた空気を設定温度の空気に調整し循環させる空調手段（図示せず）、及び試験室１２との間を空気１９が循環する空気循環エリア１３を備えた恒温槽部分１４と、恒温槽部分１４に隣接した操作制御室１５とを有して構成されている。以下、これらについて詳しく説明する。
【０００９】
図１、図２に示すように、周囲を断熱材で囲まれた恒温槽部分１４の試験室１２の底部１６上には、機器１１が配置されており、機器１１は、図示しない密封構造の開閉扉を通して、恒温装置１０外から試験室１２内へ取込むことができ、また試験室１２内の機器１１は、開閉扉を通して恒温装置１０外へ取り出し可能となっている。機器１１としては、リチウム電池の他に、その他の電池類、半導体チップ、その他のアセンブリも用いることができる。
図２に示すように、空気循環エリア１３の冷たい空気１９は空気循環エリア１３と試験室１２とを隔てる仕切り壁１７の上部に形成された空気の吹き入れ口１８から試験室１２に導入され、矢印で示す方向に流れる。仕切り壁１７の下方には、温められた空気１９が空気循環エリア１３内に排気される排気口２０が形成されている。この冷たい空気１９が機器１１からの熱を吸収して試験室１２内を一定の設定温度に保つことができるように制御されている。
【００１０】
試験室１２の天井部２１には、機器１１に散水するための散水手段の一例である水噴射ノズル２２が所定の数、所定のピッチで取付けられている。排気口２０は、仕切り壁１７の下端２３と、仕切り壁１７の真下の底部１６によって形成されている。底部１６、底部１６に対して垂直に接続する後側壁３２、後側壁３２と対向する前側壁２６、及び左、右側壁２７、２８によって深さＤを有する水貯留部２９が形成される。従って、水噴射ノズル２２から噴射された水３０は、水貯留部２９に溜まり、機器１１は水貯留部２９に溜まった水３０の中に浸漬されることになる。なお、水噴射ノズル２２には、図示しない水配管が施されており、水配管は電磁開閉弁や、流量調整弁を介して給水源に接続されている。
【００１１】
試験室１２の天井部２１には、煙や炎やガスを検知する検知器３１が設けられており、機器１１の異常発熱又は発火が起こった場合に、それを検知し、検知信号を操作制御室１５に配置された図示しない操作制御盤に送り、操作制御盤を介して前記水配管に設けられた電磁開閉弁を操作して水噴射ノズル２２から散水することができる。
【００１２】
空気循環エリア１３には、全て図示していないが、排気口２０から吸引された試験室１２において温められた空気１９を冷たい空気１９にするための冷却器、空気温度の調整用として使用する加熱器、冷たい空気１９を空気循環エリア１３から試験室１２に送風する送風機等が設けられている。送風する冷たい空気１９の温度調整のために、試験室１２内には試験室内温度測定手段が設けられ、該試験室内温度測定手段によって測定された値に基づいて冷却器や加熱器を操作する空調手段が、空気循環エリア１３又は操作制御室１５に設けられている。従って、機器１１からの発熱量に応じて、試験室１２内を一定の温度に保持できるようになっている。
【００１３】
次いで、本発明の一実施の形態に係る発熱性を有する機器の試験用恒温装置１０の作用について、図を参照しながら説明する。
図示しない開閉扉を通して、恒温装置１０外から恒温槽部分１４の試験室１２内へ試験する機器１１を取込み、操作制御室１５に設けられた操作制御盤を操作して、冷たい空気１９を空気循環エリア１３から試験室１２内に送風する。通常使用時には、試験室１２内に配置された試験室内温度測定手段（図示せず）や、空気循環エリア１３又は操作制御室１５に設けられた空調手段（図示せず）によって、機器１１からの発熱量に応じて、循環する空気１９を空調して試験室１２内を一定の温度に保持することができる。
【００１４】
しかし、何らかの原因によって機器１１が異常発熱したり、又は機器１１の発火が起こった場合（異常時）には、検知器３１により煙や炎やガスを検知し、この検知信号を操作制御盤に送り、操作制御盤を介して水配管に設けられた電磁開閉弁を操作して水噴射ノズル２２から散水することができる。水噴射ノズル２２から散水された水３０は、最初は噴霧状の水として機器１１を冷却することができ、噴霧状の水が水貯留部２９に貯留されて、次第に機器１１を浸漬してゆき、最終的には、図２に示すように、水貯留部２９全体に満たされて機器１１は完全に水没する。
従って、機器１１は水３０によって完全に冷却、消火されるので、機器１１により恒温装置１０の一部又は全体を焼損したり、又は機器１１が爆発し、機器１１や恒温装置１０の破片により人的な被害を生じたりすることを回避することができる。
【００１５】
図３には本発明の他の実施の形態に係る発熱性を有する機器の試験用恒温装置４０（以下、恒温装置４０と呼ぶ）の側断面図を示す。恒温装置１０と同一の構成要素は同一の符号を付し、類似の構成要素は同一の符号にアルファベットを付して詳しい説明を省略する。
恒温装置４０は、恒温装置１０と比較して試験室１２ａの排気口２０ａの位置が前側壁２６ａ側の底部１６ａに設けられた点に特徴を有する。従って、試験室１２ａと空気循環エリア１３ａには、恒温槽部分１４ａの底部ｂ、前側壁２６ａ、後側壁３２ａ及び図示しない左、右側壁によって深さＤを有する水貯留部２９ａが形成される。なお、底部１６ａは試験室１２ａと空気循環エリア１３ａとを一部仕切る仕切り壁の機能も有する。
【００１６】
従って、恒温装置１０において、試験室１２内で冷たい空気１９は前側壁２６に衝突してＵターンして排気されるのに対して、恒温装置４０においては、冷たい空気１９は試験室１２ａ内で前側壁２６ａまで水平方向に流れ、その後、前側壁２６ａに沿って下降し排気口２０ａを介して空気循環エリア１３ａに流入するので、恒温性の向上が図れる。
恒温装置４０においても、恒温装置１０と同様、機器１１は水３０によって完全に冷却、消火されるので、機器１１により恒温装置の一部又は全体を焼損したり、又は機器１１が爆発し、機器１１や恒温装置の破片により人的な被害を生じたりすることを回避することができる。
【００１７】
前記実施の形態においては、図３に示すように、機器１１が水没する深さＤの水貯留部２９ａを形成したが、試験室１２ａの底部１６ａを水底とする深さｄの水貯留部を形成することもできる。即ち、図示するように可動式の貯留壁３３を設け、通常時には、貯留壁３３が底部１６ａ上に倒れた状態に保持しておき（従って水貯留部は形成されず）、異常時には、検知器３１例えば煙や炎やガスの検知信号によって貯留壁３３を垂直に回動させて、深さｄの水貯留部を形成することもできる。これによって、異常時の散水量を少なくでき、より早く機器１１を冷却、消火できる。
【００１８】
もし、貯留壁３３を固定した場合、通常時には、可動式の貯留壁３３が底部１６ａに接した状態のものと比較して、冷たい空気１９の戻りのレベルが上がり、この結果、冷たい空気１９と機器１１との接触面積が減少すると共に、冷たい空気１９が試験室１２ａ内をより不均一に流れることになるので、試験室１２内を恒温に維持することが難しくなる。
検知器３１により煙や炎やガスを検知して異常時と判断したが、これに限定されず、機器１１の温度を、接触式又は非接触式の温度計で測定し、所定の温度以上になれば異常時と判断することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１〜３記載の発熱性を有する機器の試験用恒温装置においては、試験室内に、機器に散水可能な散水手段を設け、更に、機器を水没する水貯留部を形成可能な構造としているので、散水手段によって機器を水貯留部に水没することができる。従って、機器は水によって完全に冷却、消火されるので、機器によって恒温装置の一部又は全体を焼損したり、又は機器が爆発し、機器や恒温装置の破片による人的、物的な被害を回避することができる。
特に、請求項２記載の発熱性を有する機器の試験用恒温装置においては、水貯留部は、機器に異常がない場合には形成されないで、機器に異常が発生した場合に形成されるように構成しているので、試験時（又は通常使用時）の試験室内での空気の流路を広く確保でき、これによって恒温性を向上できると共に、水貯留部を小さくできるので、機器をより早く冷却、消火できる。
請求項３記載の発熱性を有する機器の試験用恒温装置においては、試験室の一方側の壁に空気の吹き入れ口を形成し、試験室の他方側の底部に空気の排気口を形成しているので、試験室内の機器に対する空気の流れを水平方向とすることができ、従って恒温性をさらに向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る発熱性を有する機器の試験用恒温装置の正断面図である。
【図２】同発熱性を有する機器の試験用恒温装置の側断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る発熱性を有する機器の試験用恒温装置の側断面図である。
【符号の説明】
１０：発熱性を有する機器の試験用恒温装置（恒温装置）、１１：発熱性を有する機器（機器）、１２、１２ａ：試験室、１３、１３ａ：空気循環エリア、１４、１４ａ：恒温槽部分、１５、１５ａ：操作制御室、１６、１６ａ：底部、１６ｂ：底部、１７、１７ａ：仕切り壁、１８：吹き入れ口、１９：空気、２０、２０ａ：排気口、２１：天井部、２２：水噴射ノズル（散水手段）、２３：下端、２６、２６ａ：前側壁、２７：左側壁、２８：右側壁、２９、２９ａ：水貯留部、３０：水、３１：検知器、３２、３２ａ：後側壁、３３：貯留壁、４０：発熱性を有する機器の試験用恒温装置（恒温装置）

Claims (3)

1. 周囲を断熱材で囲まれ、一方には開閉扉を備えて発熱性を有する機器を収納する試験室と、該試験室に所定の温度に空調された空気を循環させる空調手段とを有する試験用恒温装置において、
   前記試験室内に、前記機器に散水可能な散水手段を設け、更に、該機器を水没する水貯留部を形成可能な構造としたことを特徴とする発熱性を有する機器の試験用恒温装置。
2. 請求項１記載の発熱性を有する機器の試験用恒温装置において、前記水貯留部は、前記機器に異常がない場合には形成されないで、前記機器に異常が発生した場合に形成されることを特徴とする発熱性を有する機器の試験用恒温装置。
3. 請求項１又は２記載の発熱性を有する機器の試験用恒温装置において、前記試験室の一方側の壁に前記空気の吹き入れ口が形成され、該試験室の他方側の底部に前記空気の排気口が形成されていることを特徴とする発熱性を有する機器の試験用恒温装置。

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