JP6027955B2 - 湿度計構成部材、湿度計、および環境試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、湿度計構成部材、湿度計、および環境試験装置に関する。

従来、環境試験装置のチャンバ内部の測定空間の相対湿度を測定するために、特許文献１に記載されているようにヒートパイプなどの伝熱部材を用いた湿度計が用いられている。

この湿度計は、ヒートパイプなどの伝熱部材と、当該ヒートパイプの表面に取り付けられた温度センサとを備えている。ヒートパイプの一端部は、チャンバの断熱層を貫通して、当該チャンバ内部の測定空間の内部に挿入されている。ヒートパイプの他端部は、チャンバ外部の外部空間に晒されている。温度センサは、チャンバ内部に突出したヒートパイプの一端部の表面に接着されたり、テープやバンドなどを用いて固定されている。

ヒートパイプは、熱伝導性の良い密閉された細い管の内部に熱伝達媒体として水などの作動流体が減圧状態で封入されたものであり、測定空間の内部および外部にそれぞれ突出する端部間において熱伝達を行う。このようなヒートパイプは、常時、測定空間外部に露出する端部が外気によって冷却されているので、測定空間内部の端部を露点以下に維持することが可能である。そして、測定空間の内部に突出するヒートパイプの端部の表面温度を温度センサによって測定する。乾球温度測定部によって得られた乾球温度およびヒートパイプ端部の表面温度を演算回路に入力し、所定の演算式で演算することにより、測定空間内部の相対湿度を求めることが可能である。

特開２０１２−８３２０６号公報

上記のような構成では、ヒートパイプなどからなる伝熱部材は、測定空間に露出した状態で環境試験に使用されるので腐食しやすい。しかも、ヒートパイプは、通常、熱伝導性の良い銅で製造されているので、とくに腐食しやすい。

また、ヒートパイプの表面温度測定用の温度センサは、チャンバ内部に突出したヒートパイプの一端部の表面に接着などによって固定されているので、測定空間内部の水分などによって温度センサがヒートパイプ表面から脱落するおそれがあり、固定強度や耐久性に問題がある。

また、上記問題を解決するために、ヒートパイプおよび温度センサを保護するカバーを取り付けることが考えられるが、そのような場合、そのカバーとヒートパイプとの間の隙間にできる空気層の熱抵抗によって、温度センサによって得られる測定温度と、カバーをしないときに温度センサにより測定される測定温度（以下、「測定空間の実際の温度」という）との間のずれが大きくなり、温度センサにおける測定空間内部の温度変化に対する追従性が低下するので、湿度演算に用いる温度の正確な測定が困難になる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、測定空間内部における伝熱部材の腐食および温度検出部の脱落を防止することができ、しかも、湿度演算に用いる温度を正確に測定することが可能な湿度計構成部材、およびそれを備えた湿度計および環境試験装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本発明の湿度計構成部材は、測定空間における湿度を測定するための湿度計構成部材であって、作動流体が封入されるとともにヒートパイプ現象を生じさせ得るように構成され、前記測定空間に配置される第１部分と、前記測定空間から断熱された外部空間に配置される第２部分とを有し、当該第１部分と第２部分との間で熱が伝導される伝熱部材と、前記伝熱部材の前記第１部分の表面に取り付けられ、当該第１部分の温度を検出する温度検出部と、前記伝熱部材の前記第１部分および前記温度検出部を覆う保護管と、前記伝熱部材の前記第２部分に接続され、当該第２部分から熱を受けて前記外部空間に放熱する放熱部とを備え、前記伝熱部材の前記第１部分は、前記保護管に熱的に接続されており、前記温度検出部は、前記伝熱部材の第１部分の表面と前記保護管との間に挟まれて保持されていることを特徴とする。

かかる構成によれば、伝熱部材における測定空間に配置される第１部分の表面に温度検出部が取り付けられ、これら第１部分および温度検出部が保護管によって覆われているので、測定空間内部における伝熱部材の腐食および温度検出部の脱落を防止することができる。

しかも、前記伝熱部材の第１部分は、前記保護管に熱的に接続されているので、空気層を介在させずに保護管から伝熱部材へ熱を伝導することが可能である。したがって、伝熱部材に取り付けられた温度検出部によって得られる測定温度と測定空間内部の実際の温度との間のずれが低減する。そのため、温度検出部における測定空間内部の温度変化に対する追従性が向上し、湿度演算に用いる温度の正確な測定が可能になる。
また、上記の構成によれば、温度検出部は、伝熱部材の第１部分の表面と保護管との間に挟まれて保持されているので、温度検出部が伝熱部材の表面から脱落するおそれが低減し、温度検出部の保持状態を安定させることが可能である。

また、前記伝熱部材と前記保護管との間に、熱伝導性の充填材が充填され、前記伝熱部材の第１部分は、前記充填材を介して前記保護管に熱的に接続されている構成であってもよい。

かかる構成によれば、熱伝導性の充填材を介在させて保護管から伝熱部材へ熱が伝導されるので、温度検出部における測定空間内部の温度変化に対する追従性が向上し、湿度演算に用いる温度の正確な測定が可能になる。しかも、伝熱部材と保護管との間に充填材が充填されるので、伝熱部材の第１部分と保護管とを密着させる作業が必要なくなり、組み立て作業性が向上する。

また、前記伝熱部材の第１部分の周面の少なくとも一部は、前記保護管の内面に密着している構成であってもよい。

かかる構成によれば、前記伝熱部材の第１部分の周面は、前記保護管の内面に密着しているので、保護管から伝熱部材へ熱を直接伝導させることが可能である。したがって、温度検出部における測定空間内部の温度変化に対する追従性が向上し、湿度演算に用いる温度の正確な測定が可能になる。

また、前記伝熱部材は、ヒートパイプであるのが好ましい。

ヒートパイプは、通常、熱伝導性の良い銅で製造されているので、測定空間に露出した状態で環境試験を使用すればとくに腐食しやすいが、上記の構成では、伝熱部材であるヒートパイプの第１部分が保護管によって覆われているので、測定空間内部におけるヒートパイプの腐食を防ぐことが出来る。

また、前記保護管は、耐腐食性を有する金属によって製造されているのが好ましい。

かかる構成によれば、保護管は測定空間の内部に露出しても腐食しにくい。

本発明の湿度計は、測定空間における湿度を測定するための湿度計であって、上記の湿度計構成部材と、前記測定空間の乾球温度を測定する乾球温度測定部と、前記湿度計構成部材で測定された前記第１部分の温度と、前記乾球温度測定部で測定された前記測定空間の乾球温度とに基づいて、前記測定空間の湿度を演算する演算部とを備えていることを特徴とする。

かかる構成によれば、湿度計構成部材の伝熱部材の第１部分は、前記保護管に熱的に接続されているので、空気層を介在させずに保護管から伝熱部材へ熱を伝導することが可能である。したがって、伝熱部材に取り付けられた温度検出部によって得られる測定温度と測定空間内部の実際の温度との間のずれが低減する。そのため、温度検出部における測定空間内部の温度変化に対する追従性が向上し、湿度演算に用いる温度の正確な測定が可能になる。その結果、このように湿度計構成部材によって測定された第１部分の温度と乾球温度測定部によって検出された乾球温度とに基づいて演算部が演算を行うことにより、正確な湿度の測定が可能になる。

本発明の環境試験装置は、外部空間から断熱された前記測定空間を有するチャンバと、前記測定空間の温度および湿度を制御する制御部と、測定空間における湿度を測定するための湿度計とを備えており、前記湿度計は、上記の湿度計構成部材と、前記測定空間の乾球温度を測定する乾球温度測定部と、前記湿度計構成部材で測定された前記第１部分の温度と前記乾球温度測定部で測定された前記測定空間の乾球温度とに基づいて、前記測定空間の湿度を演算する演算部とを有することを特徴とする。

かかる構成によれば、湿度計構成部材の伝熱部材の第１部分は、前記保護管に熱的に接続されているので、空気層を介在させずに保護管から伝熱部材へ熱を伝導することが可能である。したがって、伝熱部材に取り付けられた温度検出部によって得られる測定温度と測定空間内部の実際の温度との間のずれが低減する。そのため、温度検出部における測定空間内部の温度変化に対する追従性が向上し、湿度演算に用いる温度の正確な測定が可能になる。その結果、湿度計では、この測定された第１部分の温度と乾球温度測定部によって検出された乾球温度とに基づいて演算部が演算を行うことにより、正確な湿度の測定が可能になる。これにより、環境試験装置は、正確に測定された湿度に基づいて、測定空間内部においてより細かい湿度条件で環境試験を行うことが可能である。

以上説明したように、本発明の湿度計構成部材によれば、測定空間内部における伝熱部材の腐食および温度検出部の脱落を防止することができる。しかも、湿度演算に用いる温度を正確に測定することができる。

また、本発明の湿度計によれば、湿度計構成部材によって測定された第１部分の温度と乾球温度測定部によって測定された乾球温度とに基づいて演算部が演算を行うことにより、正確な湿度の測定が可能になる。

さらに、本発明の環境試験装置によれば、湿度計によって正確に測定された湿度に基づいて、測定空間内部においてより細かい湿度条件で環境試験を行うことが可能である。

本発明の第１実施形態に係る湿度計構成部材を有する湿度計、およびその湿度計備えた環境試験装置の構成を示すブロック図である。 図１の湿度計構成部材の内部構成を示す縦断面図である。 図２の保護管の先端部内部を示す拡大断面図である。 （ａ）図３のＩＶ−ＩＶ線断面図、（ｂ）は（ａ）の変形例である。 図２の放熱部およびその周辺部の上面図である。 図２の放熱部の右側面図である。 本発明の第２実施形態に係る湿度計構成部材の内部構成を示す縦断面図である。 図７の保護管の先端部内部を示す拡大断面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る湿度計構成部材、湿度計、および環境試験装置について、さらに詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に示される環境試験装置は、測定空間１０１を有するチャンバ１００と、測定空間１０１の温度および湿度を制御する制御部（図示せず）と、測定空間１０１における湿度を測定するための湿度計１とを備える。

チャンバ１００は、その内部に測定空間１０１を有する中空の筐体であり、測定空間１０１を取り囲む断熱性を有する断熱壁１０２を備える。測定空間１０１は、断熱壁１０２によって外部空間１０３から断熱されている。

湿度計１は、環境試験装置のチャンバ１００の内部の測定空間１０１における相対湿度（湿度）を測定するための装置である。

湿度計１は、チャンバ１００の測定空間１０１の内部の温度を測定する測定部２と、当該測定部２で測定された温度から湿度を演算する演算装置３とを備える。

測定部２は、測定空間１０１の乾球温度を測定する乾球温度測定部４と、湿度演算に用いるヒートパイプ１１の温度を測定するヒートパイプ温度測定部５とを備える。

乾球温度測定部４は、測定空間１０１内部に設置され、測定空間１０１内部の温度を測定する温度センサ７と、当該温度センサ７を覆う保護管８とを備える。保護管８は、ステンレスなどの熱伝導性の良い材料で製造された密封された管である。温度センサ７は、電線９の端部に接続されている。電線９は、保護管８の内部を通って測定空間１０１の外部に引き出されている。保護管８の内部は、測定空間１０１に連通してもよい。

演算装置３は、測定部２から送られてきた温度に関する情報を記憶する記憶部３１と、記憶部３１に記憶された温度に関する情報を用いて相対湿度を演算する演算部３２と、演算部３２で求められた相対湿度に関する情報を出力する出力部３３とを備える。

記憶部３１は、乾球温度測定部４の温度センサ７から電線９を介して送られてきた乾球温度に関する情報を記憶する乾球温度記憶部３１ａと、後述のヒートパイプ温度測定部５の温度センサ１２から電線１７を介して送られてきたヒートパイプ温度に関する情報を記憶するヒートパイプ温度記憶部３１ｂとを有する。

演算部３２は、乾球温度記憶部３１ａに記憶された乾球温度およびヒートパイプ温度記憶部３１ｂに記憶されたヒートパイプ温度を用いて、所定の演算式によって演算することにより、測定空間１０１内部の相対湿度を演算する。

出力部３３は、ディスプレイまたはプリンタなどからなる。出力部３３は、演算部３２で求められた相対湿度に関する情報を、ディスプレイ上に表示したり、プリンタから印刷することによって出力する。

上記のヒートパイプ温度測定部５、演算部３２および出力部３３によって、ヒートパイプ温度を測定する湿度計構成部材が構成される。

ヒートパイプ温度測定部５は、図２〜６に示されるように、チャンバ１００の断熱壁１０２を貫通して当該チャンバ１００の内側から外側にかけて延びるように取り付けられたヒートパイプ１１と、当該ヒートパイプ１１におけるチャンバ１００の内側の部分に取り付けられた温度センサ１２と、チャンバ１００の内部においてヒートパイプ１１および温度センサ１２を保護する保護管１４と、ヒートパイプ１１における外側の部分に取り付けられた放熱部１３と、保護管１４とヒートパイプ１１との隙間１６に充填された充填材１５とを備える。

ヒートパイプ１１は、チャンバ１００の測定空間１０１の内部と外部との間で熱伝導が可能な伝熱部材であり、チャンバ１００の測定空間１０１の内部に配置される第１部分１１ａと、当該測定空間１０１から断熱壁１０２によって断熱された外部空間１０３に配置される第２部分１１ｂと、断熱壁１０２の内部を通る第３部分１１ｃとを有する。

ヒートパイプ１１の第１部分１１ａの先端は、半球形または平坦な円板形状を有する。

ヒートパイプ１１は、作動流体が封入されるとともにヒートパイプ現象を生じさせ得るように構成され、断熱壁１０２の内部を貫通する第３部分１１ｃを介して第１部分１１ａと第２部分１１ｂとの間で熱の伝導を許容する構造を有する。ヒートパイプ１１は、具体的には、銅などの熱伝導性の良い材料からなる密閉された細い管の内部に熱伝達媒体として水などの作動流体が減圧状態で封入されることにより構成される。ヒートパイプ１１は、細い管の内部に封入された水などの作動流体が蒸発および凝縮をしながら管の内部を循環することによって、測定空間１０１の内部に突出する第１部分１１ａと測定空間１０１外部の外部空間１０３に突出する第２部分１１ｂとの間において熱が搬送されるヒートパイプ現象を生じさせることが可能である。ヒートパイプ１１の第１部分１１ａの先端（作動流体が蒸発する部分）の外面温度が周囲の空気の露点とある特定の関係を持つ。温度センサ１２は、この温度を検出する。

温度センサ１２は、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａの端部１１ａ１の表面に取り付けられ、当該第１部分１１ａの端部１１ａ１の表面の温度を検出する温度検出部として機能する。温度センサ１２は、シート状または帯状の熱電対などからなる。温度センサ１２は、厚みがほぼ均一の矩形のシート状である。また、温度センサ１２は、容易に曲がることが可能であり、ヒートパイプ１１の外周に沿うことが可能である。さらに、温度センサ１２は、図４（ａ）に示されるように、ヒートパイプ１１の外周の一部に接触し、外周のその他の部分は、充填材１５に接触している。

温度センサ１２は、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａの端部１１ａ１の表面に接着されたり、シールなどを用いて固定されている。これにより、温度センサ１２は、ヒートパイプ１１に熱的に接続されている。温度センサ１２には、電線１７が接続されている。電線１７は、図１に示されるように、ヒートパイプ１１と保護管１４との隙間１６を通って、チャンバ１００の外部に引き出され、演算装置３のヒートパイプ温度記憶部３１ｂに接続されている。

また、温度センサ１２は、図３および図４（ａ）に示されるように、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａの表面と保護管１４との間に挟まれて保持されているので、ヒートパイプ１１の表面から脱落するおそれを低減している。

なお、温度センサ１２は、それ自体の熱容量が小さい形状（例えば薄いシート状の形状や極細の線状）の方が、保護管１４からヒートパイプ１１へ熱が伝わりやすいので、好ましい。例えば、温度センサ１２の厚みは、０．１〜０．２ｍｍ程度が好ましい。

保護管１４は、一端が閉じられた筒状の部材である。すなわち、保護管１４の一方の端部１４ａは閉じられ、他方の端部１４ｂには開口１４ｃが形成されている。開口１４ｃは、保護管１４内部の空間部１４ｄに連通している。

ヒートパイプ１１は、上記の温度センサ１２が取り付けられた状態で、保護管１４の開口１４ｃを通して空間部１４ｄに挿入される。この状態では、保護管１４は、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａおよび当該第１部分１１ａの表面に取り付けられた温度センサ１２を覆う。また、図２に示される保護管１４は、断熱壁１０２内部を通るヒートパイプ１１の第３部分１１ｃも覆っている。

保護管１４は、熱伝導性が良く、かつ、耐腐食性を有する金属、たとえばステンレスなどの金属材料によって製造されている。保護管１４の肉厚は、測定空間１０１内部の熱を保護管１４内部のヒートパイプ１１に伝達しやすいように、薄い方が好ましく、例えば０．３ｍｍ以下が好ましい。

保護管１４の内径は、ヒートパイプ１１が温度センサ１２が取り付けられた状態で挿入できるように、ヒートパイプ１１の外径よりも少し大きくなるように設定されている。ヒートパイプ１１と保護管１４との間には、隙間１６が形成されている。隙間１６の幅δ（図３参照）は、例えば厚さ０．１〜０．２ｍｍ程度の温度センサ１２が挿入できるように、０．２〜０．４ｍｍ程度に設定されている。

このヒートパイプ１１と保護管１４との隙間１６には、熱伝導性の充填材１５が充填されている。なお、ヒートパイプ１１と保護管１４との隙間に充填材１５を充填した後に、ヒートパイプ１１を拡管して隙間を狭くしてもよい。

ヒートパイプ１１のうち、チャンバ１００の測定空間１００内部に配置される第１部分１１ａおよびチャンバ１００の断熱壁１０２を貫通する第３部分１１ｃは、充填材１５を介して保護管１４の内面１４ｅに接触して熱的に接続されている。これにより、充填材１５を介して保護管１４からヒートパイプ１１へ熱を伝導することが可能になる。ここで、図３および図４（ａ）に示されるように、温度センサ１２は、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａの表面と保護管１４との間に挟まれて保持されているので、充填材１５は、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａの周面のうち温度センサ１２が配置されている場所を除くその他の場所に分布している。温度センサ１２の外周部分は、充填材１５によって囲まれる。

なお、温度センサ１２の厚みは、変形例である図４（ｂ）に示されるように、ヒートパイプ１１と保護管１４との隙間１６の幅δよりも小さく設定してもよく、その場合には、ヒートパイプ１１の全周が充填材１５によって覆われるようにすればよい。

また、図１に示されるように、温度センサ１２に接続された電線１７の表面は、充填材１５によって覆われている。

充填材１５としては、熱伝導性を有する材料が採用され、例えば、酸化マグネシウムや伝熱グリスなどが用いられる。

また、充填材１５の熱伝導率は、０．８４〜３．０Ｗ／ｍＫの範囲であれば、熱伝導性が良好で、かつ、材料コストを抑えることができるので好ましい。熱伝導率は、０．８４Ｗ／ｍＫ未満であれば、保護管１４からヒートパイプ１１へ熱を良好に伝導することが困難であり、一方、３．０Ｗ／ｍＫを超えれば、材料コストを抑えることが難しくなるので、これらの熱伝導性と材料コストの両立の観点から上記の範囲であるのが好ましい。

放熱部１３は、ヒートパイプ１１の第２部分１１ｂに接続され、当該第２部分１１ｂから熱を受けて外部空間１０３に放熱するものである。放熱部１３は、チャンバ１００の測定空間１０１内からの放熱量の変化に応じてヒートパイプ温度測定部５の温度センサ１２の測定温度が変動しないような大きさの熱容量を有し、かつ、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａの先端部１１ａ１を測定空間１０１内部の環境下における露点以下まで冷却可能な放熱量を有するように設計されている。

具体的には、放熱部１３は、ヒートパイプ１１を上下から挟む２つの部材、すなわち、上部部材２１と、下部部材２２とを備える。

上部部材２１と下部部材２２とは、基本的には上下対称の形状を有する。すなわち、上部部材２１は、下側に開放された凹部を有する本体部２１ａと、本体部２１ａの上面から上方に突出する複数の細い棒状の冷却フィン２１ｂとを備える。一方、下部部材２２は、上側に開放された凹部を有する本体部２２ａと、本体部２２ａの下面から下方に突出する複数の棒状の冷却フィン２２ｂとを備える。上部部材２１と下部部材２２とは、それぞれの本体部２１ａ、２２ａが互いに上下に重ね合わせされた状態でネジ２６によって結合されている。

また、上部部材２１の本体部２１ａと下部部材２２の本体部２２ａとが結合された状態では、それぞれの凹部が互いに連通することにより、空間部２３が形成されている。空間部２３内部には、伝熱グリスなどの熱伝導性を有する充填材２４が充填されている。放熱部１３には、空間部２３に連通する開口２５が形成されている。この開口２５を通して、ヒートパイプ１１の第２部分１１ｂの端部１１ｂ１およびその近傍部分が空間部２３内部に挿入される。ヒートパイプ１１の第２部分１１ｂの熱は、充填材２４を介して上部部材２１および下部部材２２に伝達される。上部部材２１および下部部材２２に伝達された熱は、それぞれの冷却フィン２１ｂ、２２ｂからチャンバ１００の外部空間１０３へ放出される。

このように、上記の放熱部１３では、ヒートパイプ１１の第２部分１１ｂの熱を充填材２４を介して上部部材２１および下部部材２２に良好に伝達することが可能である。しかも、上部部材２１および下部部材２２はそれぞれ複数の針状の冷却フィン２１ｂを備えており、これらの上部部材２１および下部部材２２によって、ヒートパイプ１１の上下両方に広範囲に放熱することができるので、放熱部１３の放熱効果は、従来の平板状のヒートシンクと比較して大幅に向上している。

上記の第１実施形態のヒートパイプ温度測定部５を備えた湿度計構成部材の特徴は以下の（１）〜（５）の通りである。

（１）
第１実施形態の湿度計構成部材では、ヒートパイプ１１における測定空間１０１に配置される第１部分１１ａの表面に温度センサ１２が取り付けられ、これら第１部分１１ａおよび温度センサ１２が保護管１４によって覆われているので、測定空間１０１内部におけるヒートパイプ１１の腐食および温度センサ１２の脱落を防止することができる。

しかも、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａは、充填材１５を介して保護管１４に熱的に接続、すなわち、保護管１４から熱が伝導されるように熱伝導性の充填材１５を介して当該保護管１４の内面１４ｅに接触しているので、空気層を介在させずに保護管１４からヒートパイプ１１へ熱を伝導することが可能である。したがって、ヒートパイプ１１に取り付けられた温度センサ１２によって得られる測定温度と測定空間１０１内部の実際の温度との間のずれが低減する。そのため、温度センサ１２における測定空間１０１内部の温度変化に対する追従性が向上し、湿度演算に用いるヒートパイプ温度の正確な測定が可能になる。

（２）
しかも、第１実施形態の湿度計構成部材では、ヒートパイプ１１と保護管１４との間に充填材１５が充填されるので、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａと保護管１４とを密着させる作業が必要がなくなり、組み立て作業性が向上する。

（３）
第１実施形態の湿度計構成部材では、温度センサ１２は、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａの表面と保護管１４との間に挟まれて保持されているので、温度センサ１２がヒートパイプ１１の表面から脱落するおそれが低減し、温度センサ１２の保持状態を安定させることが可能である。

（４）
上記第１実施形態の湿度計構成部材では、伝熱部材としてヒートパイプ１１が採用されている。ヒートパイプ１１は、通常、熱伝導性の良い銅で製造されているので、測定空間に露出した状態で環境試験を使用すればとくに腐食しやすいが、上記の第１実施形態では、伝熱部材であるヒートパイプの第１部分が保護管によって覆われているので、測定空間１０１内部におけるヒートパイプの腐食を防ぐことができる。

（５）
第１実施形態の湿度計構成部材では、保護管１４が耐腐食性を有する金属によって製造されているので、当該保護管１４は測定空間１０１の内部に露出しても腐食しにくい。

また、第１実施形態の湿度計１では、上記の湿度計構成部材によって測定されたヒートパイプ温度と乾球温度測定部４によって測定された乾球温度とに基づいて演算部３２が演算を行うことにより、正確な湿度の測定が可能になる。

さらに、第１実施形態の環境試験装置では、上記の湿度計１によって正確に測定された湿度に基づいて、測定空間１０１内部においてより細かい湿度条件で環境試験を行うことが可能である。

（第２実施形態）
上記の第１実施形態では、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａは、保護管１４から熱が伝導されるように、充填材１５を介して当該保護管１４の内面１４ｅに間接的に接触しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下の第２実施形態のように、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａが保護管の内面に密着することによって直接的に接触するようにしてもよい。

第２実施形態の湿度計は、図１に示される第１の実施形態の湿度計１の構成のうち、湿度計構成部材のヒートパイプ温度測定部５が、図７〜９に示されるヒートパイプ温度測定部４０に置き換わった構成を有している。その他の構成は、図１に示される第１の実施形態の湿度計１の構成と共通しているので、説明を省略する。

図７〜９に示される湿度計構成部材のヒートパイプ温度測定部４０では、温度センサ１２が存在していない場所において、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａが保護管４４の内面に密着することによって直接的に接触している。温度センサ１２が存在している場所では、第１部分１１ａと保護管４４との間に温度センサ１２が挟持されている。その他の点では、第１実施形態のヒートパイプ温度測定部５の構成と共通しているので、説明を省略する。

なお、図７〜９では、温度センサ１２は、ヒートパイプ１１の下側に配置されている例が示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヒートパイプ１１の表面に取り付けられていればよい。

ヒートパイプ１１のうちチャンバ１００の測定空間１００内部に配置される第１部分１１ａの周面は、保護管４４の内面４４ｅに密着することにより、保護管４４の内面４４ｅに熱的に接続されている。

ここで、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａの周面の少なくとも一部が保護管４４の内面に密着するようにすれば、ヒートパイプ１１と保護管４４との熱的な接続が得られる。

その他の点では、保護管４４は、第１実施形態の保護管１４と同じ構成を有する。

図７〜９に示されるヒートパイプ温度測定部４０では、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａの端部１１ａ１に上記の温度センサ１２が取り付けられ、かつ、当該第１部分１１ａが保護管４４の開口４４ｃを通して空間部４４ｄに挿入された状態で、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａと保護管４４の内面４４ｅとが密着するように加工される。

例えば、保護管４４に手で押し込んで挿入可能な外径を有するヒートパイプ１１を用意し、そのヒートパイプ１１の第１部分１１ａを保護管４４内部に挿入した後、密閉された管であるヒートパイプ１１を加熱してヒートパイプ１１内部の熱伝導媒体を熱膨張させ、当該ヒートパイプ１１を温度センサ１２に沿うように塑性変形（いわゆるバルジ成形）させることにより、保護管４４の内面４４ｅと密着させる。これにより、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａの外周面全体を保護管４４の内面４４ｅに容易かつ確実に密着させることが可能である。なお、保護管４４とヒートパイプ１１との間に充填材を充填してもよい。

ヒートパイプ１１の第１部分１１ａの外周面全体が保護管４４の内面４４ｅに密着した状態では、温度センサ１２は、図８〜９に示されるように、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａの表面と保護管４４との間に挟まれて保持されるので、ヒートパイプ１１の表面から脱落するおそれを低減している。

また、他の密着方法として、例えば、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａを保護管４４に挿入後、保護管４４を外側から内側へ部分的に凹ませることによりートパイプ１１の第１部分１１ａを保護管４４の内面４４ｅに部分的に密着させてもよい。また、その場合、保護管４４とヒートパイプ１１とが密着していない他の部分には隙間が生じているので、その隙間に熱伝導性の充填材を充填することにより、熱伝導性の向上を図ることが可能である。

以上のように、第２実施形態のヒートパイプ温度測定部４０を備えた湿度計構成部材では、ヒートパイプ１１の第１部分１１ａが保護管４４の内面４４ｅに密着することにより、保護管４４の内面４４ｅから熱伝導可能に接触され、すなわち、熱的に接続されている。これにより、保護管４４からヒートパイプ１１へ熱を直接伝導させることが可能である。したがって、温度センサ１２における測定空間１０１内部の温度変化に対する追従性が向上し、湿度演算に用いるヒートパイプ温度の正確な測定が可能になる。

また、上記の第２実施形態の湿度計構成部材においても、第１実施形態の湿度計構成部材における前述の特徴（１）および（３）〜（５）に記載されている作用効果を奏することが可能である。

なお、上記第１および第２実施形態では、チャンバ１００の測定空間１０１の内部と外部との間で熱伝導が可能な伝熱部材の一例として、ヒートパイプ１１を例に挙げて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、作動流体が封入されるとともにヒートパイプ現象を生じさせ得るように構成されていれば、他の構造の伝熱部材を用いてもよい。

また、上記第１および第２実施形態における放熱部１３は、上部部材２１および下部部材２２の本体部２１ａ、２２ａの凹部によって形成された空間部２３に伝熱グリスなどの充填材２４が充填され、充填材２４を介してヒートパイプ１１から上部部材２１および下部部材２２への熱伝達を行っているが、本発明はこれに限定されるものではない。放熱部１３の変形例として、中実のブロック状の放熱部品に溝または穴を形成し、ヒートパイプ１１を溝または穴の内面に密着させることにより、ヒートパイプ１１から放熱部品への伝熱性を向上させてもよい。

また、上記第１および第２実施形態における保護管１４、４４は、ヒートパイプ１１のうちチャンバ１００の測定空間１０１内部に配置される第１部分１１ａだけでなく、断熱壁１０２を貫通する第３部分１１ｃも覆っているが、本発明はこれに限定されるものではなく、保護管１４、４４が第１部分１１ａだけを覆うようにしてもよい。また、測定空間１０１外部に配置される第２部分１１ｂに保護管１４、４４を設けてもよい。

１ 湿度計
２ 測定部
１１ ヒートパイプ
１１ａ 第１部分
１１ｂ 第２部分
１２ 温度センサ（温度検出部）
１３ 放熱部
１４ 保護管
１４ｅ 保護管の内面
１５ 充填材
４４ 保護管
４４ｅ 保護管の内面
１００ チャンバ
１０１ 測定空間
１０２ 断熱壁
１０３ 外部空間

Claims (7)

1. 測定空間における湿度を測定するための湿度計構成部材であって、
   作動流体が封入されるとともにヒートパイプ現象を生じさせ得るように構成され、前記測定空間に配置される第１部分と、前記測定空間から断熱された外部空間に配置される第２部分とを有し、当該第１部分と第２部分との間で熱が伝導される伝熱部材と、
   前記伝熱部材の前記第１部分の表面に取り付けられ、当該第１部分の温度を検出する温度検出部と、
   前記伝熱部材の前記第１部分および前記温度検出部を覆う保護管と、
   前記伝熱部材の前記第２部分に接続され、当該第２部分から熱を受けて前記外部空間に放熱する放熱部と
   を備え、
   前記伝熱部材の前記第１部分は、前記保護管に熱的に接続されており、
   前記温度検出部は、前記伝熱部材の第１部分の表面と前記保護管との間に挟まれて保持されている、
   湿度計構成部材。
2. 前記伝熱部材と前記保護管との間に、熱伝導性の充填材が充填され、
   前記伝熱部材の第１部分は、前記充填材を介して前記保護管に熱的に接続されている、
   請求項１に記載の湿度計構成部材。
3. 前記伝熱部材の第１部分の周面の少なくとも一部は、前記保護管の内面に密着している、
   請求項１に記載の湿度計構成部材。
4. 前記伝熱部材は、ヒートパイプである、
   請求項１から３のいずれかに記載の湿度計構成部材。
5. 前記保護管は、耐腐食性を有する金属によって製造されている、
   請求項１から４のいずれかに記載の湿度計構成部材。
6. 測定空間における湿度を測定するための湿度計であって、
   請求項１から５のいずれかに記載の湿度計構成部材と、
   前記測定空間の乾球温度を測定する乾球温度測定部と、
   前記湿度計構成部材で測定された前記第１部分の温度と、前記乾球温度測定部で測定された前記測定空間の乾球温度とに基づいて、前記測定空間の湿度を演算する演算部と
   を備えている湿度計。
7. 外部空間から断熱された前記測定空間を有するチャンバと、
   前記測定空間の温度および湿度を制御する制御部と、
   測定空間における湿度を測定するための湿度計と
   を備えており、
   前記湿度計は、請求項１から５のいずれかに記載の湿度計構成部材と、前記測定空間の乾球温度を測定する乾球温度測定部と、前記湿度計構成部材で測定された前記第１部分の温度と前記乾球温度測定部で測定された前記測定空間の乾球温度とに基づいて、前記測定空間の湿度を演算する演算部とを有する、
   環境試験装置。

Images