JP6391616B2 - 環境試験装置及び空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、試験室内に特定の環境を作り出し、被試験物を所望の環境にさらすことができる環境試験装置、及び試験室内に調整された空気を供給する空調装置に関するものである。
本発明の環境試験装置及び空調装置は、試験室内を通風環境にして環境試験を行う用途に適したものである。

製品や部品等の性能や耐久性を調べる試験として、環境試験が知られている。環境試験は、環境試験装置と称される設備を使用して実施される。環境試験装置は、例えば高温環境や、低温環境、高湿度環境等を人工的に作り出すものである。
環境試験装置には、温度や湿度を整える空調部が試験室と一体になったものや、試験室と空調装置が分かれたものがある。

ところで、航空機や車両、汽車等は、飛行時や走行時に各部に風が当たる。そこで航空機や車両等の走行時等の環境を再現するため、試験室内に通風環境を作り、その中に被試験物をさらして環境試験を実施する場合がある。通風環境を作ることができる装置には例えば特許文献１に開示されたものがある。
通風環境を作る環境試験装置は、被試験物自体の大きさが大きかったり、被試験物を駆動する装置が大型である場合があり、試験室と空調部（空調装置）が別体となったものが採用されることがある。
図１１は、試験室内に通風環境を作りだすことができる環境試験装置１００の概念図である。

環境試験装置１００は、前記した様に試験室２と、空調部（空調装置）３が別体であり、両者の間が循環流路５で接続されている。
試験室２は、被試験物を設置する試験空間６を有している。試験空間６は、断熱壁７によって覆われている。
試験室２内には、風速センサー（送風情報検知手段）８が設けられている。
試験室２には、送風導入口１０と、送風排出口１１がある。

空調部３は、内部に通風空間（図示せず）を有し、その中に空調機器１８が内蔵されている。空調機器１８には冷却装置１２と加湿装置１３と加熱ヒータ１５が含まれる。従って空調部３は、冷却装置１２、加湿装置１３、加熱ヒータ１５、及び送風機１６を備えている。送風機１６はインバータ制御されており、モータの回転数を変更することができる。
空調部３は、試験室２側に送風する空気供給口２０と、試験室２から戻された空気を空調部３内に導入する空気戻り口２１を有している。
空調部３は、空気戻り口２１から通風空間（図示せず）に空気を導入し、通風空間を通過する間に空気の温度及び湿度を調整し、送風機１６によって空気供給口２０から送風する機能を有している。

環境試験装置１００は、前記した様に試験室２と、空調部（空調装置）３が別体であり、両者の間が循環流路５で接続されたものである。
即ち空調部３の空気供給口２０と、試験室２の送風導入口１０との間が往き側送風路２２で接続されている。また試験室２の送風排出口１１と空調部３の空気戻り口２１の間が戻り側送風路２５で接続されている。往き側送風路２２及び戻り側送風路２５はいずれもダクトである。
循環流路５の中途にはバイパス流路２６が設けられている。バイパス流路２６は試験室２を迂回する流路である。

往き側送風路２２であって、バイパス流路２６よりも試験室２側に循環開度調節手段３０が設けられている。またバイパス流路２６には、バイパス開度調節手段３１が設けられている。
循環開度調節手段３０及びバイパス開度調節手段３１はいずれもモータダンパーであり、開度を任意に変更することができる。

環境試験装置１００では図示しない入力装置で、試験室２の環境が設定される。環境試験装置１００においては、設定温度、設定湿度に加えて、設定風速が入力される。
環境試験装置１００では、試験室２内の風速センサー８で被試験物に当たる風の風速が検知され、当該風速が送風機１６と循環開度調節手段３０及びバイパス開度調節手段３１にフィードバックされて、試験室２内の風速が設定風速となる様に調節される。
即ち風速センサー８で検知された風速が設定風速を下回る場合には送風機１６の回転速度が増加されると共に循環開度調節手段３０が開かれる。またバイパス開度調節手段３１の開度は狭められる。
逆に風速センサー８で検知された風速が設定風速を上回る場合には送風機１６の回転速度を低下すると共に循環開度調節手段３０の開度が狭められ、バイパス開度調節手段３１の開度が広げられる。

特開平２−３１１７３２号公報

市場において、消費電力が少ない機械器具の開発が望まれている。即ち全ての機械器具の分野において省エネルギー化が進められている。
環境試験装置も機械器具の一つであり、消費電力が少ないことが望ましい。特に環境試験は、長時間に渡って連続的に行われることが多いので、省エネルギー型の装置の開発が熱望されている。
本発明は上記した要求に応えることを目的とするものであり、試験室内の通風環境を精密に制御することが可能であり、且つ消費電力が少ない環境試験装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記した課題を解決するために研究を進める過程において、環境試験を実施している最中におけるバイパス流路２６を通過する風量に着目した。
そして従来技術の環境試験装置１００は、環境試験の実施中、バイパス流路２６を流れる空気の量が必要以上に多いことが分かった。即ち従来技術の環境試験装置１００は、バイパス流路２６に空気を流すために多くの電力を浪費していることが分かった。しかしバイパス流路２６に流れる空気は、実験に寄与しない。その一方でバイパス流路２６に空気を流すのにも電力が消費されるが、この電力は無駄である。

さらに多くの空気を流通させることによって、空気の温度が上昇し、これを相殺するのに冷却装置１２を駆動しなければならず、冷却装置１２の消費電力も上乗せされてしまう。即ち送風機１６が回転することによって、空気に速度エネルギーが与えられるが、速度エネルギーは最終的に熱エネルギーに変換され、空気の温度を上昇させる。
ここで試験室２を氷点下温度という様な低温に維持して環境試験を行う場合もあり、この様な場合には、送風機１６から空気に与えられるエネルギーが無視できない。そのため送風機に由来する空気の温度上昇を抑制する必要が生じ、送風機に由来する空気の温度上昇分冷却装置１２を駆動せざるを得なくなり、消費電力が無駄に多くなる。
また冷却装置１２を駆動することにより、空気が除湿されてしまうので、高湿度環境を作りにくくなる。さらに冷却装置１２を駆動することにより、霜付きが発生し、空調部３内の空気流路を狭めて送風量を低下させる原因となる。

尚、従来技術の環境試験装置１００は、送風機１６の回転数と、循環開度調節手段３０及びバイパス開度調節手段３１の開度を調節することによって試験室２内の通風環境を調節しているが、循環開度調節手段３０及びバイパス開度調節手段３１を廃し、送風機１６の回転数だけを制御して試験室２内の通風環境を調節する方策も考えられる。
しかしながら、送風機１６の回転数変化は、ダンパの開閉に比べて追従性が劣り、試験室２の通風環境を精密に制御することができない。そのため循環開度調節手段３０及びバイパス開度調節手段３１を廃することはできない。

上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、被試験物を設置する試験室と、試験室の送風環境に関する情報を検知する送風情報検知手段と、空調部と、試験室と空調部との間を環状に繋いで空調部と試験室の間で空気を循環させる循環流路と、試験室を迂回するバイパス流路と、バイパス流路の開度を増減するバイパス開度調節手段及び／又は循環流路がバイパス流路と接続される位置から試験室側にあって循環流路の開度を増減する循環開度調節手段を有し、前記空調部は回転数を増減可能な送風機を有し、空気を試験室に送風し、送風機の回転数と、バイパス開度調節手段及び／又は循環開度調節手段を制御して試験室内を所望の送風環境に調整する環境試験装置において、運転初期においては送風機の回転数を一定の範囲に制御し、送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境となる様にバイパス開度調節手段及び／又は循環開度調節手段を制御する初期制御を行い、試験室内が所望の送風環境に達した後に、送風機の回転数を減少させてゆくと共に送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境を維持する様にバイパス開度調節手段及び／又は循環開度調節手段を制御する移行期制御を実行し、その後、送風機の回転数の減少を停止する安定期制御に移行することを特徴とする環境試験装置である。

また同様の課題を解決するもう一つの発明は、被試験物を設置する試験室と、試験室の送風環境に関する情報を検知する送風情報検知手段と、空調部と、試験室と空調部との間を環状に繋いで空調部と試験室の間で空気を循環させる循環流路と、試験室を迂回するバイパス流路と、バイパス流路の開度を増減するバイパス開度調節手段と、循環流路がバイパス流路と接続される位置から試験室側にあって循環流路の開度を増減する循環開度調節手段を有し、前記空調部は温度及び／又は湿度を調整する空調機器と回転数を増減可能な送風機を有し、温度及び／又は湿度が調整された空気を試験室に送風し、送風機の回転数と、バイパス開度調節手段と循環開度調節手段を制御して試験室内を所望の送風環境に調整する環境試験装置において、運転初期においては送風機の回転数を一定の範囲に制御し、送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境となる様にバイパス開度調節手段と循環開度調節手段を制御する初期制御を行い、試験室内が所望の送風環境に達した後に、送風機の回転数を減少させてゆくと共に送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境を維持する様にバイパス開度調節手段と循環開度調節手段を制御する移行期制御を実行し、その後、送風機の回転数の減少を停止する安定期制御に移行することを特徴とする環境試験装置である。

循環開度調節手段の取り付け位置が、「バイパス流路と接続される位置から試験室」とは、「バイパス流路と接続される位置」と、「試験室」と、「バイパス流路と接続される位置と試験室の間」の３者を含む意味である。
即ち循環開度調節手段は、「バイパス流路と接続される位置」にあってもよい。また循環開度調節手段は、試験室に付属していてもよい。また循環開度調節手段は、「バイパス流路と接続される位置」と試験室の間にあってもよい。

本発明の環境試験装置では、運転初期においては送風機の回転数を一定の範囲に制御し、送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境となる様にバイパス開度調節手段と循環開度調節手段を制御する初期制御を行う。
初期制御においては、送風機の回転数を一定の範囲内に制御するが、循環流路の開度とバイパス流路の開度は試験室内の送風環境と設定風速等に応じて変化するので、時間の経過と共に一定の開度に収斂する。
初期制御の段階においては、送風機の回転数が比較的高く設定される。送風機が送り出す空気量は過剰であり、送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境となる様にバイパス開度調節手段と循環開度調節手段が制御された結果、バイパス開度調節手段が開き気味となり、循環開度調節手段は閉じ気味になると予想される。
本発明では、初期制御に続いて移行期制御が実行される。移行期制御では、送風機の回転数を減少させてゆくと共に送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境を維持する様にバイパス開度調節手段と循環開度調節手段を制御する。
前記した初期制御では、送風機が送り出す空気量が過剰であるから、送風機の回転数を減少させる余地がある。
そこで移行期制御では、送風機の回転数を減少させてゆく。そして送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境となる様に循環開度調節手段とバイパス開度調節手段を制御する。
ここで前記した初期制御終了時には、送風機の回転数と、バイパス開度調節手段及び循環開度調節手段の開度がバランスし、試験室内が所望の送風環境となっている。そのため移行期制御に入って送風機の回転数を減少させてゆくと、送風機の送風量減少を補うために、循環開度調節手段が開き方向に動作し、バイパス開度調節手段は閉じ方向に動作する。
その結果、バイパス流路の開度が狭まり、バイパス流路を流れる空気量が減少して、無駄な電力消費が抑制される。

請求項３に記載の発明は、移行期制御では、バイパス開度調節手段によってバイパス流路の開度がしだいに絞られてゆくと共に、循環開度調節手段によって循環流路の開度がしだいに開かれてゆくことを特徴とする請求項２に記載の環境試験装置である。

バイパス開度調節手段を絞ってバイパス流路の開度が一定以下となったこと及び／又は循環開度調節手段を開いて循環流路の開度が一定以上となったことを条件として安定期制御に移行することが望ましい（請求項４）。

循環流路は空調部から試験室に送風する送風側流路と、試験室から空調部に空気を戻す戻り側流路を有し、循環開度調節手段は、送風側流路と戻り側流路の双方に設けられていることが望ましい（請求項５）。

送風情報検知手段は試験室内の風速を検知するものであることが望ましい（請求項６）。

初期制御においては、送風機が一定の初期回転数に一致する様に制御され、当該初期回転数は、実際に必要な回転数よりも高いものであることが望ましい（請求項７）。

三方開度調節手段を有し、当該三方開度調節手段がバイパス開度調節手段と循環開度調節手段を兼ねる構成であってもよい（請求項８）。

同様の課題を解決するためのもう一つの発明は、試験室に対して空気を送風する空調装置であって、空調部と、試験室の送風環境に関する情報を検知する送風情報検知手段と、空調部と試験室との間を環状に繋いで空調部と試験室の間で空気を循環させる循環流路と、試験室を迂回するバイパス流路と、バイパス流路の開度を増減するバイパス開度調節手段及び／又は循環流路がバイパス流路と接続される位置から試験室側にあって循環流路の開度を増減する循環開度調節手段を有し、前記空調部は回転数を増減可能な送風機を有し、空気を試験室に送風し、送風機の回転数と、バイパス開度調節手段及び／又は循環開度調節手段を制御して試験室内を所望の送風環境に調整する空調装置において、運転初期においては送風機の回転数を一定の範囲に制御し、送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境となる様にバイパス開度調節手段及び／又は循環開度調節手段を制御する初期制御を行い、試験室内が所望の送風環境に達した後に、送風機の回転数を減少させてゆくと共に送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境を維持する様にバイパス開度調節手段及び／又は循環開度調節手段を制御する移行期制御を実行し、その後、送風機の回転数の減少を停止する安定期制御に移行することを特徴とする空調装置である（請求項９）。

本発明においても、初期制御、移行期制御及び安定期制御が順次行われ、バイパス流路の開度が適度に狭められ、バイパス流路を流れる空気量が減少して、無駄な電力消費が抑制される。

本発明の環境試験装置は、試験室の通風に寄与しないバイパス流路を流れる空気を制限することができ、消費電力が少ない。本発明の環境試験装置は、従来と同様に試験室内の通風環境を精密に制御することが可能である。また、本発明の空調装置によると従来と同様に試験室内の通風環境を精密に制御することが可能である。

本発明の実施形態の環境試験装置の原理図である。 図１の環境試験装置の動作を示すフローチャートである。 図１の環境試験装置の動作を示すタイムチャートである。 本発明の他の実施形態の環境試験装置の原理図である。 本発明のさらに他の実施形態の環境試験装置の原理図である。 図４、図５の環境試験装置の動作を示すタイムチャートである。 本発明のさらに他の実施形態の環境試験装置の原理図である。 図７の環境試験装置の動作を示すタイムチャートである。 本発明のさらに他の実施形態の環境試験装置の原理図である。 本発明のさらに他の実施形態の環境試験装置の原理図である。 従来技術の環境試験装置の原理図である。

以下さらに本発明の実施形態について説明する。
本実施形態の環境試験装置１の主要構成部材は、従来技術の環境試験装置１００と略同一である。従来技術と同一の部材には同一の番号を付している。本実施形態においても、試験室２と、空調部（空調装置）３が別体であり、両者の間が循環流路５で接続されている。循環流路５はダクトであり、１０ｍ以上の長さがある。本実施形態で採用する送風機１６は、相当の風量と圧力を発生させるものであることが望ましく、例えば１０００ｐａ以上、好ましくは２０００ｐａ程度の静圧を発生することができるものが推奨される。

本実施形態の環境試験装置１と従来技術の環境試験装置１００との相違点は、戻り側送風路２５に循環開度調節手段３３が追加された点である。
即ち本実施形態の環境試験装置１では、従来技術と同様に往き側送風路２２であって、バイパス流路２６よりも試験室２側に循環開度調節手段３０があり、さらに加えて戻り側送風路２５であって、バイパス流路２６よりも試験室２側にも循環開度調節手段３３がある。以下、両者を区別する必要がある場合には、往き側循環開度調節手段３０、戻り側循環開度調節手段３３と称する。両者を区別する必要が無い場合には、循環開度調節手段３０，３３と表記する。

本実施形態の環境試験装置１は、図２のフローチャートの様に、制御方法が３段階に切り替わる。
以下、説明する。
本実施形態の環境試験装置１についても、図示しない入力装置で、試験室２の環境が設定される。環境試験装置１においても、設定温度、設定湿度に加えて、設定風速が入力される。
そして環境試験装置１を駆動すべく運転スイッチをオンし、各機器を起動する。環境試験装置１を構成する機器の内、空調部３の空調機器１８は、従来と同様に設定温度及び設定湿度の空気を試験室２に送り出すべく制御される。
即ち空調部３内の冷却装置１２と加湿装置１３と加熱ヒータ１５は、試験室２内の温度及び湿度が設定値に一致する様に、ＰＩＤ制御される。

これに対して、環境試験装置１では、送風機１６と、往き側循環開度調節手段３０、戻り側循環開度調節手段３３に対しては、特有の制御がなされる。
本実施形態の環境試験装置１では、起動初期においては、初期制御によって各機器が制御される。フローチャートに則って説明すると、ステップ１で運転スイッチをオンされたことが確認されると、ステップ２に移行して初期制御が開始される。

初期制御では、送風機１６が起動されるが、送風機１６の回転数は、一定の回転数に固定される。
即ち送風機１６はインバータ制御されており、任意の回転数で回転させることができるが、初期制御においては、一定の回転数を目標回転数とし、この目標回転数に送風機１６の回転数が一致する様にインバータ制御される。
ここで、初期制御における送風機１６の目標回転数は、やや高めに設定される。即ち最初に行われた設定風速の設定値によって、送風機１６の必要回転数は経験則上分かっている。そのため初期制御における送風機１６の目標回転数は、経験則上必要な回転数よりもやや高い数値に設定される。
実際には、図示しない制御装置に複数段階の回転数が記憶されており、設定風速に応じて複数段階の回転数から一つの回転数が選定される。例えば、超高速、高速、急速、中速、低速という様に５段階の回転数が記憶され、その内の一つが選択される。

また初期制御では、風速センサー（送風情報検知手段）８が検知する試験室２内の風速が、バイパス開度調節手段３１、往き側循環開度調節手段３０及び戻り側循環開度調節手段３３にフィードバックされる（ステップ３）。より正確には、設定風速を目標とし、風速センサー８の検出値が設定風速に一致する様に、バイパス開度調節手段３１、往き側循環開度調節手段３０及び戻り側循環開度調節手段３３の各開度がＰＩＤ制御される。
なお往き側循環開度調節手段３０と戻り側循環開度調節手段３３は、試験室２を挟んで直列的に接続されており、両者を通過する空気量は理論的に同一である。そのため本実施形態では、往き側循環開度調節手段３０と戻り側循環開度調節手段３３は、原則的に同一の開度となる様に制御されている。ただし往き側循環開度調節手段３０と戻り側循環開度調節手段３３の容量（開口面積や呼び径等）が両者で異なる場合もあり、その場合は両者の開度は異なることとなる。

初期制御を実施している時の試験室２内の風速変化、送風機１６の回転数変化、バイパス開度調節手段３１の開度変化及び循環開度調節手段３０，３３の開度変化は図３のタイムチャートの通りである。
即ち送風機１６が起動され、目標回転数に向かって送風機１６の回転数が上昇し、ややオーバーシュートした後、送風機１６の回転数は目標回転数に収斂し、以後送風機１６は目標回転数で回転する。
初期制御においては、風速センサー８の検出値が設定風速に一致する様に、バイパス開度調節手段３１と循環開度調節手段３０，３３の各開度がＰＩＤ制御される。
試験室２内の風速は、当初ゼロであるが、送風機１６の回転数の上昇に伴って試験室２内に風が生じる。試験室２内の風速は、図３のタイムチャートの様に、オーバーシュートとアンダーシュートを繰り返した後、設定風速に収斂する。

この時のバイパス開度調節手段３１と循環開度調節手段３０，３３の各開度に注目すると、バイパス開度調節手段３１は大きく開かれ、循環開度調節手段３０，３３の開度は小さい。
即ち初期制御における送風機１６の目標回転数は、早く安定制御にするため安定期に必要な回転数よりもやや高い数値に設定されるから、送風機１６から吐出される風量は必要量よりも多い。
そのため試験室２の出入り側流路に設けられた循環開度調節手段３０，３３の開度は絞りぎみとなる。一方、試験室２を迂回するバイパス流路２６に設けられたバイパス開度調節手段３１は大きく開かれた状態となる。

送風機１６の回転数が目標回転数と一致して安定し、風速センサー８の検出値が設定風速に一致して安定し、さらにバイパス開度調節手段３１及び循環開度調節手段３０，３３の開度が安定すると、初期制御を終了し、制御方法が移行期制御に変更される（ステップ４，５）。

移行期制御では、送風機１６の回転数を序々に強制的に低下させる（ステップ６）。
そして風速センサー８の検出値が設定風速に一致する様に、バイパス開度調節手段３１及び循環開度調節手段３０，３３の開度を変化させる。
先に実行した初期制御では、送風機１６が一定の回転数で回転されていた。そしてこの状態で、バイパス開度調節手段３１及び循環開度調節手段３０，３３が所定の開度で開かれ、試験室２内の風速が設定風速となる様に均衡が取れていた。即ち先に実行した初期制御の終了時には、送風機１６が吐出する風量と、バイパス開度調節手段３１及び循環開度調節手段３０，３３の開度が均衡し、試験室２内の風速が設定風速となっていた。

移行期制御では、この均衡が取れた状態から、送風機１６の回転数を序々に強制的に低下させてゆく。その結果、送風機１６が排出する風量が減少し、均衡が破れることとなる。
移行期制御では、風速センサー８の検出値が設定風速に一致する様に、バイパス開度調節手段３１及び循環開度調節手段３０，３３の開度を変化させる。
そのため、図３のタイムチャートの様に、循環開度調節手段３０，３３は送風機１６の送風量低下を補う様に開度が次第に開き、バイパス開度調節手段３１は逆に次第に開度が閉じてゆく。

図示しない制御装置は、バイパス開度調節手段３１及び循環開度調節手段３０，３３の開度を監視し、これらの開度が一定の開度となったことを条件として移行期制御を終了する（ステップ７，８）。具体的には、バイパス開度調節手段３１の開度が下限近くであって僅かに余裕を残し、循環開度調節手段３０，３３の開度が上限近くであって僅かに余裕を残す状態に至ると、移行期制御を終了する。

具体的には、バイパス開度調節手段３１の開度が下限に１０パーセント乃至３０パーセントの余裕を残す状態に至り、循環開度調節手段３０，３３の開度が上限に１０パーセント乃至３０パーセントの余裕を残す状態に至ると移行期制御を終了する。

以後は、送風機１６の回転数の減少を停止し、安定期制御に移行する。安定期制御においては、従来と同様に風速センサー８の検出値が設定風速に一致する様に、送風機１６の回転数と、バイパス開度調節手段３１及び循環開度調節手段３０，３３の開度を微妙に変化させて風速が安定する様に制御する。

以上、環境試験装置１を起動してから、安定期制御に移行するまでの動きを説明したが、外乱等の影響により、試験室２内の風速が想定の範囲を超えて変動した場合や、送風機１６の回転数やバイパス開度調節手段３１及び循環開度調節手段３０，３３の開度が想定の範囲を超えた場合には、安定期制御から移行期制御又は初期制御に戻る。
例えば安定期制御で運転されている状態のときに、バイパス開度調節手段３１及び循環開度調節手段３０，３３の開度が想定される変動幅を超えて変動した場合には、安定期制御から移行期制御に切り替えられる。そしてバイパス開度調節手段３１及び循環開度調節手段３０，３３の開度が目標の範囲に収斂して落ちついたならば、安定期制御に戻される。
また安定期制御で運転されている状態のときに、試験室２内の風速が想定の範囲を超えて変動した場合には、安定期制御から初期制御にに切り替えられる。そして所定の条件を満足する状態となれば移行期制御に切り替えられ、さらにその後に安定期制御に移行する。

本実施形態の環境試験装置１は、試験実施中におけるバイパス開度調節手段３１の開度が小さく、バイパス流路２６を通過する空気量が少ないので、送風機１６の負荷が小さく、消費電力が少ない。
また送風機１６に由来する空気温度の上昇が少ないので、冷却装置１２の負荷も小さく、消費電力が少ない。
また冷却装置１２の駆動機会が減少し、空気が過度に除湿されたり、霜付きによる空調部３内の空気流路の狭窄化が防がれる。

以上説明した実施形態では、循環流路５であって、試験室２に空気を導入する側と排出する側の双方に循環開度調節手段３０，３３を設けた。この構成は、試験室２内を締め切り状態にすることができ推奨されるものであるが、試験室２に空気を導入する側と排出する側のいずれか一方だけに循環開度調節手段３０，３３が設けられていてもよい。

またバイパス開度調節手段３１を省略してもよい。循環開度調節手段３０，３３は往き側送風路２２と戻り側送風路２５の双方にあることが望ましいが、往き側送風路２２と戻り側送風路２５の一方だけにあってもよい。
またバイパス開度調節手段３１を残し、循環開度調節手段３０，３３を省略してもよい。

図４に示す環境試験装置５０は、バイパス開度調節手段３１を省略し、試験室２に空気を導入する往き側送風路２２だけに循環開度調節手段３０を設けた例である。一方、図５に示す環境試験装置５１は、バイパス開度調節手段３１を省略し、戻り側送風路２５だけに循環開度調節手段３３を設けた例である。
なお以下に示す変形例においては、先の実施形態と同一の部材に同一の番号を付し、重複した説明を省略する。

環境試験装置５０，５１における、試験室２内の風速変化、送風機１６の回転数変化、及び循環開度調節手段３０，３３の開度変化は図６のタイムチャートの通りである。即ち初期制御、移行期制御、安定期制御を行っている際の、環境試験装置５０，５１の試験室２内の風速変化、送風機１６の回転数変化、及び循環開度調節手段３０，３３の開度変化は図６のタイムチャートの通りである。
環境試験装置５０，５１の初期制御では、送風機１６が起動されるが、送風機１６の回転数は、一定の回転数に固定される。
即ち送風機１６が起動され、目標回転数に向かって送風機１６の回転数が上昇し、ややオーバーシュートした後、送風機１６の回転数は目標回転数に収斂し、以後送風機１６は目標回転数で回転する。

また初期制御では、風速センサー（送風情報検知手段）８が検知する試験室２内の風速が、往き側循環開度調節手段３０又は戻り側循環開度調節手段３３にフィードバックされる。より正確には、設定風速を目標とし、風速センサー８の検出値が設定風速に一致する様に、循環開度調節手段３０（図４の環境試験装置５０），循環開度調節手段３３（図５の環境試験装置５１）の開度がＰＩＤ制御される。
試験室２内の風速は、当初ゼロであるが、送風機１６の回転数の上昇に伴って試験室２内に風が生じる。試験室２内の風速は、図６のタイムチャートの様に、オーバーシュートとアンダーシュートを繰り返した後、設定風速に収斂する。

この時の循環開度調節手段３０，３３の各開度に注目すると、循環開度調節手段３０，３３の開度は絞りぎみとなる。
送風機１６の回転数が目標回転数と一致して安定し、風速センサー８の検出値が設定風速に一致して安定し、さらに循環開度調節手段３０，３３の開度が安定すると、初期制御を終了し、制御方法が移行期制御に変更される。

移行期制御では、送風機１６の回転数を序々に強制的に低下させる。
そして風速センサー８の検出値が設定風速に一致する様に、循環開度調節手段３０，３３の開度を変化させる。
先に実行した初期制御では、送風機１６が一定の回転数で回転されていた。そしてこの状態で、循環開度調節手段３０，３３が所定の開度で開かれ、試験室２内の風速が設定風速となる様に均衡が取れていた。即ち先に実行した初期制御の終了時には、送風機１６が吐出する風量と、循環開度調節手段３０，３３の開度が均衡し、試験室２内の風速が設定風速となっていた。

移行期制御では、この均衡が取れた状態から、送風機１６の回転数を序々に強制的に低下させてゆく。その結果、送風機１６が排出する風量が減少し、均衡が破れることとなる。
移行期制御では、風速センサー８の検出値が設定風速に一致する様に、循環開度調節手段３０，３３の開度を変化させる。
そのため、図６のタイムチャートの様に、循環開度調節手段３０，３３は送風機１６の送風量低下を補う様に開度が次第に開いてゆく。

図示しない制御装置は、循環開度調節手段３０，３３の開度を監視し、これらの開度が一定の開度となったことを条件として移行期制御を終了する。具体的には、循環開度調節手段３０，３３の開度が上限近くであって僅かに余裕を残す状態に至ると、移行期制御を終了する。

以後は、送風機１６の回転数の減少を停止し、安定期制御に移行する。安定期制御においては、従来と同様に風速センサー８の検出値が設定風速に一致する様に、送風機１６の回転数と、循環開度調節手段３０，３３の開度を微妙に変化させて風速が安定する様に制御する。

また図７に示す環境試験装置５２は、バイパス開度調節手段３１を残し、循環開度調節手段３０，３３を省略した例である。
環境試験装置５２の、初期制御、移行期制御及び安定期制御を実施している時の試験室２内の風速変化、送風機１６の回転数変化及びバイパス開度調節手段３１の開度変化は図８のタイムチャートの通りである。
環境試験装置５２の初期制御では、送風機１６が起動されるが、送風機１６の回転数は、一定の回転数に固定される。
即ち送風機１６が起動され、目標回転数に向かって送風機１６の回転数が上昇し、ややオーバーシュートした後、送風機１６の回転数は目標回転数に収斂し、以後送風機１６は目標回転数で回転する。

初期制御では、風速センサー（送風情報検知手段）８が検知する試験室２内の風速が、バイパス開度調節手段３１にフィードバックされる。より正確には、設定風速を目標とし、風速センサー８の検出値が設定風速に一致する様に、バイパス開度調節手段３１の開度がＰＩＤ制御される。
試験室２内の風速は、当初ゼロであるが、送風機１６の回転数の上昇に伴って試験室２内に風が生じる。試験室２内の風速は、図８のタイムチャートの様に、オーバーシュートとアンダーシュートを繰り返した後、設定風速に収斂する。

この時のバイパス開度調節手段３１の開度に注目すると、バイパス開度調節手段３１は大きく開かれている。
送風機１６の回転数が目標回転数と一致して安定し、風速センサー８の検出値が設定風速に一致して安定し、さらにバイパス開度調節手段３１の開度が安定すると、初期制御を終了し、制御方法が移行期制御に変更される。

移行期制御では、送風機１６の回転数を序々に強制的に低下させる。
そして風速センサー８の検出値が設定風速に一致する様に、バイパス開度調節手段３１の開度を変化させる。
先に実行した初期制御では、送風機１６が一定の回転数で回転されていた。そしてこの状態で、バイパス開度調節手段３１が所定の開度で開かれ、試験室２内の風速が設定風速となる様に均衡が取れていた。即ち先に実行した初期制御の終了時には、送風機１６が吐出する風量と、バイパス開度調節手段３１の開度が均衡し、試験室２内の風速が設定風速となっていた。

移行期制御では、この均衡が取れた状態から、送風機１６の回転数を序々に強制的に低下させてゆく。その結果、送風機１６が排出する風量が減少し、均衡が破れることとなる。
移行期制御では、風速センサー８の検出値が設定風速に一致する様に、バイパス開度調節手段３１の開度を変化させる。
そのため、図８のタイムチャートの様に、バイパス開度調節手段３１は送風機１６の送風量低下に伴って開度が閉じられてゆく。

図示しない制御装置は、バイパス開度調節手段３１の開度を監視し、この開度が一定の開度となったことを条件として移行期制御を終了する。具体的には、バイパス開度調節手段３１の開度が下限近くであって僅かに余裕を残す状態に至ると、移行期制御を終了する。

バイパス開度調節手段３１及び循環開度調節手段３０，３３は、試験室２や空調部（空調装置）３とは別の位置に設けられていてもよく、試験室２や空調部（空調装置）３に内蔵されていてもよい。

以上説明した実施形態では、送風情報検知手段として風速センサー８を採用したが、風量を検知するセンサーであってもよい。
また風速センサー８や風量を検知するセンサーの位置は、試験室２内に限定されるものではなく、往き側送風路２２や戻り側送風路２５に設けてもよい。より具体的には、往き側送風路２２又は戻り側送風路２５であって循環流路５がバイパス流路と接続される位置よりも試験室２側に設けられていてもよい。望ましくは、試験室２と循環開度調節手段３０，３３の間に風速センサー８や風量を検知するセンサーが設けられた構成である。

以上説明した実施形態では、移行期制御を終了する条件として、バイパス開度調節手段３１及び循環開度調節手段３０，３３の開度が一定値となることとしたが、いずれかの開度調節手段３１，３０，３３の開度だけを監視し、それが一定値となったことを契機として移行期制御を終了してもよい。

また開度調節手段３１，３０，３３の開度に加えて、試験開始からの時間や、移行期制御開始からの時間の条件があってもよい。即ち開度調節手段３１，３０，３３の開度が一定値となり、且つ所定の時間が経過したことを条件として移行期制御を終了することも可能である。さらに単に時間だけを条件として移行期制御を終了してもよい。

以上説明した実施形態では、試験室２と空調部（空調装置）３が別体であるが、両者は一体のものであってもよい。

循環開度調節手段３０，３３及びバイパス開度調節手段３１はモータダンパーに限定されるものではなく、バタフライ弁等の風量調整が可能な弁であってもよい。

また図９、図１０に示す環境試験装置５３，５４の様に、循環開度調節手段３０，３３及びバイパス開度調節手段３１を三方弁の様な機能を持つ三方開度調節手段６０，６１に置き換えてもよい。三方開度調節手段６０，６１は、循環流路５とバイパス流路２６との接続部分にあって、バイパス流路２６の開度を増減する機能と、循環流路５の開度を増減する機能を有している。

以上説明した実施形態の環境試験装置１，５０，５１，５２，５３，５４は、試験室２内の温度と湿度の双方を制御することができるものであるが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、温度又は湿度のいずれか一方を制御するものであってもよい。さらには温度も湿度も制御しないものであってもよい。

１，５０，５１，５２，５３，５４ 環境試験装置
２ 試験室
３ 空調部（空調装置）
５ 循環流路
８ 風速センサー（送風情報検知手段）
１２ 冷却装置
１３ 加湿装置
１５ 加熱ヒータ
１６ 送風機
１８ 空調機器
２２ 往き側送風路（送風側流路）
２５ 戻り側送風路（戻り側流路）
２６ バイパス流路
３０ 往き側循環開度調節手段
３１ バイパス開度調節手段
３３ 戻り側循環開度調節手段

Claims (9)

1. 被試験物を設置する試験室と、試験室の送風環境に関する情報を検知する送風情報検知手段と、空調部と、試験室と空調部との間を環状に繋いで空調部と試験室の間で空気を循環させる循環流路と、試験室を迂回するバイパス流路と、バイパス流路の開度を増減するバイパス開度調節手段及び／又は循環流路がバイパス流路と接続される位置から試験室側にあって循環流路の開度を増減する循環開度調節手段を有し、
   前記空調部は回転数を増減可能な送風機を有し、空気を試験室に送風し、送風機の回転数と、バイパス開度調節手段及び／又は循環開度調節手段を制御して試験室内を所望の送風環境に調整する環境試験装置において、
   運転初期においては送風機の回転数を一定の範囲に制御し、送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境となる様にバイパス開度調節手段及び／又は循環開度調節手段を制御する初期制御を行い、
   試験室内が所望の送風環境に達した後に、送風機の回転数を減少させてゆくと共に送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境を維持する様にバイパス開度調節手段及び／又は循環開度調節手段を制御する移行期制御を実行し、
   その後、送風機の回転数の減少を停止する安定期制御に移行することを特徴とする環境試験装置。
2. 被試験物を設置する試験室と、試験室の送風環境に関する情報を検知する送風情報検知手段と、空調部と、試験室と空調部との間を環状に繋いで空調部と試験室の間で空気を循環させる循環流路と、試験室を迂回するバイパス流路と、バイパス流路の開度を増減するバイパス開度調節手段と、循環流路がバイパス流路と接続される位置から試験室側にあって循環流路の開度を増減する循環開度調節手段を有し、
   前記空調部は温度及び／又は湿度を調整する空調機器と回転数を増減可能な送風機を有し、温度及び／又は湿度が調整された空気を試験室に送風し、送風機の回転数と、バイパス開度調節手段と循環開度調節手段を制御して試験室内を所望の送風環境に調整する環境試験装置において、
   運転初期においては送風機の回転数を一定の範囲に制御し、送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境となる様にバイパス開度調節手段と循環開度調節手段を制御する初期制御を行い、
   試験室内が所望の送風環境に達した後に、送風機の回転数を減少させてゆくと共に送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境を維持する様にバイパス開度調節手段と循環開度調節手段を制御する移行期制御を実行し、
   その後、送風機の回転数の減少を停止する安定期制御に移行することを特徴とする環境試験装置。
3. 移行期制御では、バイパス開度調節手段によってバイパス流路の開度がしだいに絞られてゆくと共に、循環開度調節手段によって循環流路の開度がしだいに開かれてゆくことを特徴とする請求項２に記載の環境試験装置。
4. バイパス開度調節手段を絞ってバイパス流路の開度が一定以下となったこと及び／又は循環開度調節手段を開いて循環流路の開度が一定以上となったことを条件として安定期制御に移行することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の環境試験装置。
5. 循環流路は空調部から試験室に送風する送風側流路と、試験室から空調部に空気を戻す戻り側流路を有し、循環開度調節手段は、送風側流路と戻り側流路の双方に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の環境試験装置。
6. 送風情報検知手段は試験室内の風速を検知するものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の環境試験装置。
7. 初期制御においては、送風機が一定の初期回転数に一致する様に制御され、当該初期回転数は、実際に必要な回転数よりも高いものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の環境試験装置。
8. 三方開度調節手段を有し、当該三方開度調節手段がバイパス開度調節手段と循環開度調節手段を兼ねることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の環境試験装置。
9. 試験室に対して空気を送風する空調装置であって、
   空調部と、試験室の送風環境に関する情報を検知する送風情報検知手段と、空調部と試験室との間を環状に繋いで空調部と試験室の間で空気を循環させる循環流路と、試験室を迂回するバイパス流路と、バイパス流路の開度を増減するバイパス開度調節手段及び／又は循環流路がバイパス流路と接続される位置から試験室側にあって循環流路の開度を増減する循環開度調節手段を有し、
   前記空調部は回転数を増減可能な送風機を有し、空気を試験室に送風し、送風機の回転数と、バイパス開度調節手段及び／又は循環開度調節手段を制御して試験室内を所望の送風環境に調整する空調装置において、
   運転初期においては送風機の回転数を一定の範囲に制御し、送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境となる様にバイパス開度調節手段及び／又は循環開度調節手段を制御する初期制御を行い、
   試験室内が所望の送風環境に達した後に、送風機の回転数を減少させてゆくと共に送風情報検知手段に基づいて試験室内が所望の送風環境を維持する様にバイパス開度調節手段及び／又は循環開度調節手段を制御する移行期制御を実行し、
   その後、送風機の回転数の減少を停止する安定期制御に移行することを特徴とする空調装置。

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