JP6895910B2 - 環境試験装置及び環境試験装置の低湿度環境創出方法 - Google Patents
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また本発明は、環境試験装置の試験室を低湿度環境とする方法に関するものである。
環境試験装置は、一般に加熱ヒータと冷却装置と加湿装置とを備えており、予め設定された庫内の目標温度や目標湿度に向けて、所望の環境を作り出すものが多い。
特許文献2に開示された環境試験装置では、加湿用水を溜める加湿皿に仕切りを設けて複数の空間に区切っている。
特許文献2に開示された環境試験装置を使用して高湿度環境を創出する場合には、加湿皿の全面から水を蒸発させる。一方、低湿度環境を創出する際には、加湿皿の一部の領域から水を抜き、加湿皿の表面の一部から水を蒸発させる。
特許文献3に開示された環境試験装置を使用して高湿度環境を創出する場合には、加湿皿内の水位をあげて大きな面積の領域から水を蒸発させる。一方、低湿度環境を創出する場合には、加湿皿の水位を下げ、小さな面積の領域から水を蒸発させる。
しかしながら、特許文献2、3の構造を採用しても、なお水蒸気の発生量が多すぎる場合がある。
水蒸気の発生量が多すぎる場合には、冷凍機の蒸発器(冷却器)に結露させて除湿することとなるが、不要な電力消費を要することとなる。
また本発明は、環境試験装置の試験室内に低湿度環境を作ることができる低湿度環境創出方法を提供することを課題とする。
上記した課題を解決するためもう一つの態様は、被試験物を載置する試験室と、前記試験室と連通する空調用通路を有し、さらに水を溜める加湿用貯水部と、前記加湿用貯水部内の前記水を加熱する加湿用加熱手段を有する加熱式加湿手段を備えた環境試験装置において、前記加湿用貯水部内の前記水を排水する排水手段と、微加湿用水供給手段と、微加湿手段を有し、前記微加湿手段は、前記加熱式加湿手段による場合に比べて水と空気との接触面積が小さい少量水存在部を作るものであって、前記少量水存在部は、前記排水手段で前記加湿用貯水部内の前記水を略全て排水し、前記微加湿用水供給手段によって前記空調用通路内の部位に水を供給することにより作られることを特徴とする環境試験装置である。
上記した課題を解決するためもう一つの態様は、被試験物を載置する試験室と、水を溜める加湿用貯水部と、前記加湿用貯水部内の前記水を加熱する加湿用加熱手段を有する加熱式加湿手段を備えた環境試験装置において、前記加湿用貯水部内の前記水を排水する排水手段と、微加湿用水供給手段と、微加湿手段を有し、前記微加湿手段は、前記加熱式加湿手段による場合に比べて水と空気との接触面積が小さい少量水存在部を作るものであって、前記少量水存在部は、前記排水手段で前記加湿用貯水部内の前記水を略全て排水し、前記微加湿用水供給手段によって前記加湿用貯水部及び/又は前記試験室に水を供給することにより作られることを特徴とする環境試験装置である。
そして本態様の環境試験装置では、微加湿用水供給手段によって加湿用貯水部及び/又は試験室又は試験室と連通する他の部位に、新たに少量の水を供給して少量水存在部を作る。
本態様によると、特許文献2、3に比べて、水と空気との接触面積をより小さくすることができ、加湿量を抑えることができる。
補助貯水部は、加湿用貯水部よりも底面の平面面積が小さいので、水と空気との接触面積が小さい。本態様によると、特許文献2、3に比べて、水と空気との接触面積をより小さくすることができ、加湿量を抑えることができる。
また補助貯水部は、空調用通路内であって、少なくとも加湿用貯水部内よりも上の位置にあることが望ましい。
本態様の環境試験装置では、補助貯水部を加湿用貯水部の上の異なる高さの位置に重ねて設置することができるため、装置の外形が過度に大きくなりにくい。
本態様によると、水が水滴状又は水たまり状に存在するので、存在する水量が少なく、水と空気との接触面積が小さく、蒸発量が少ない。
本実施形態の環境試験装置1は、図1に示すように、断熱壁2で覆われた断熱筐体3を有している。断熱筐体3の一面には扉18が設けられている。
断熱筐体3は、内部が仕切壁8によって試験室6と空調用通路7とに区分されている。仕切壁8の上下のそれぞれに、試験室6と空調用通路7とを連通する空気吹き出し口16と、空気吸い込み口17が設けられている。
本実施形態では、室内温度検知手段22及び室内湿度検知手段23は、試験室6の上部側であって、空気吹き出し口16の近傍に配されている。
室内温度検知手段22は、従来公知の熱電対やサーミスタ等の温度センサであり、乾球温度を検知するものである。
これに対して室内湿度検知手段23は、湿球温度を検知するものであり、湿度検知センサ21と、その検知部を覆うウィック25を有している。なお湿度検知センサ21自体は湿球温度を検知する温度センサである。
外郭部27は、検知用貯水部26からオーバーフローした水を集水して下方に流す機能を有する。
加湿器10は、所定の深さを有した加湿皿(加湿用貯水部)30と、加湿ヒータ(加湿用加熱手段)31を有し、加湿ヒータ31によって加湿皿30内に貯留された水を蒸発させるものである。
加熱ヒータ12(昇温用加熱手段)は、電気ヒータであり、空調用通路7を通過する空気を加熱するものである。
送風機13は、ファンであり、断熱筐体3内に空気の循環流を形成するものである。
補助貯水部40は小型の皿状であり、図6の様に底部41と周壁42を有し、上部は開放されている。
補助貯水部40の底部41の平面面積は、加湿皿(加湿用貯水部)30の底部の平面面積に比べて小さい。補助貯水部40の底部41の平面面積は、加湿皿30の底面の面積の30パーセント以下であり、より望ましくは、20パーセント以下であり、さらに望ましくは、10パーセント以下である。
補助貯水部40は、空調用通路7内であって、加熱ヒータ12と送風機13の間の高さに設置されている。即ち補助貯水部40は、加湿皿30、加熱ヒータ12、蒸発器(冷却器)11のいずれよりも上の位置にある。
補助貯水部40は、平面視すると、その一部又は全部が加湿皿30と重なる。
微加湿用水供給系統15は、図1に示す貯水タンク38から室内湿度検知手段23に給水する検知用給水系統35と、図2に示す検知用給水系統35を通過した水を、検知用貯水部26を経由して中段に位置する補助貯水部40に給水する加湿用給水系統36とで構成されている。
検知用給水系統35は、給水ポンプ43を駆動することで、タンク吐出側配管37内に水流が形成され、それにより室内湿度検知手段23への給水が行われる。室内湿度検知手段23に給水された水は、検知用貯水部26に貯留される。
検知用貯水部26の容積は小さい。そのため給水ポンプ43は、小型であり、単位時間当たりの吐出量は少ない。
加湿用給水系統36は、室内湿度検知手段23に供給された水を、室内湿度検知手段23から流出させ、湿度検知手段側配管47に通水させることで、補助貯水部40への給水を行うことができる流路である。
本実施形態では、検知用給水系統35に水を流して室内湿度検知手段23の検知用貯水部26に水を満たすことができる。
またさらに多くの水を検知用給水系統35から供給して、検知用貯水部26から水を溢れさせ、下部の補助貯水部40に水を滴下することができる。
本実施形態では、加湿側排水配管45と排水用開閉弁48によって加湿皿30内の水を排水する排水手段55が構成されている。
本実施形態の環境試験装置1は、通常の加熱式加湿手段による加湿と、微加湿手段による加湿を行うことができる。
本実施形態の環境試験装置1では、送風機13によって断熱筺体3内の空気を循環して、試験室6内に所望の環境が作られる。即ち断熱筺体3内の空気は、送風機13によって仕切壁8の下部側の空気吸い込み口17から空調用通路7側に吸入され、空調用通路7を鉛直上方に向けて通過して、仕切壁8の上部側に設けられた空気吹き出し口16から試験室6側に吐出される。
特に本実施形態の環境試験装置1は、湿度の変化幅が広く、10パーセント以下の低湿度の環境から、90パーセントを越える高湿度の環境を試験室6内に創り出すことができる。
即ち本実施形態の環境試験装置1は、公知のそれと同様に、加熱式加湿手段を備えている。加熱式加湿手段は、加湿器10の加湿皿(加湿用貯水部)30に加湿用の水を張り、加湿ヒータ(加湿用加熱手段)31で水を加熱して気化させ、試験室6内の湿度を調節する加湿手段である。
中程度以上の湿度環境に調整する場合には、加熱式加湿手段を利用して試験室6内の湿度を調整する。
加熱式加湿手段を利用する場合には、排水用開閉弁48を閉じ、図示しない給水路から加湿器10の加湿皿30に給水して加湿皿30を水で満たす。
そして加湿ヒータ(加湿用加熱手段)31で水を加熱して気化させる。加湿ヒータ31の出力は、図示しない制御装置で制御される。即ち試験室6内の湿度が設定湿度よりも低い場合には、加湿ヒータ31の出力を増加して蒸発量が増やされる。試験室6内の湿度が設定湿度よりも高い場合には、加湿ヒータ31の出力を低下させて蒸発量を減少させる。また冷却装置を駆動して湿度を低下させる。実際には、加湿ヒータ31と冷却装置を同時に駆動して湿度が調節される。
微加湿手段は、加湿器10の加湿皿30から水を抜いて空状態とする。
そして、検知用貯水部26を経由して、補助貯水部40に水を滴下し、加熱式加湿手段による場合に比べて水と空気との接触面積が小さい少量水存在部70を作る。
少量水存在部70の水が自然蒸発し、試験室6内が僅かずつ加湿される。
その後、あるいはこれと平行して、図5の様に補助貯水部40に水を滴下し、補助貯水部40の底に少量水存在部70を作る。
いずれにしても、水は、補助貯水部40の底部41全体を覆ってはおらず、底部41が直接露出した露出部71がある。
加湿器10は使用しないので、加湿ヒータ31はオフ状態となっている。
微加湿手段を利用する場合には、水滴状や水たまり状の水が自然蒸発され、試験室6内を僅かずつ加湿する。
即ち少量水存在部70は、試験室6と連通する位置にあるから、少量水存在部70から蒸発した水蒸気は、試験室6に流れ、試験室6内の湿度に影響を与えることとなる。
さらに本実施形態では、加湿皿30に比べて小型の補助貯水部40に水を供給し、その水を気化させるから、仮に加湿皿30の水を自然蒸発させる場合に比べて蒸気発生量が少ない。
さらに本実施形態では、補助貯水部40に供給される水が少量であり、且つ滴下状態に水を供給し、水を水滴状態や水たまり状態とするので、空気と水の接触面積は小さく、蒸気発生量は極めて少ない。
そのため試験室6内を低湿度環境に維持することができる。
設例では、中温中湿環境は摂氏60度、相対湿度60パーセントであり、中温低湿環境は、摂氏65度、相対湿度10パーセントである。
本実施形態の環境試験装置1では、図示しない制御装置に、試験室6内の環境を表1の条件に自動的に変化させるプログラムが格納されている。
初期の目標環境は中温中湿環境であるから、環境試験装置1は、加熱式加湿手段を利用して運転される。
具体的には、図示しない給水路から加湿皿30に水が供給される。なお排水用開閉弁48は閉じられている。また図示しない水位センサーにより、加湿皿30の水位が一定水準に維持される。
そして制御装置によって、摂氏60度、相対湿度60パーセントとなる様に、加湿器10、冷却装置、加熱ヒータ12が駆動される。目標環境は中湿度環境であるから、加湿ヒータ(加湿用加熱手段)31に通電され、加湿ヒータ31によって加湿皿30内に貯留された水を蒸発させて空調用通路7を通過する空気が加湿され、試験室6内が高湿度環境に維持されることとなる。
具体的には、給水路を経由する加湿皿30への通水が停止される。また加湿ヒータ31への通電は停止される。
続いて制御装置からの指令によって排水用開閉弁48が開かれ、加湿皿30内の水が略完全に排水される。
具体的には、検知用給水系統35の給水ポンプ43が起動され、貯水タンク38から室内湿度検知手段23の検知用貯水部26に給水される。給水ポンプ43の給水は、検知用貯水部26内の水が満水状態となった後も維持される。その結果、水は検知用貯水部26から溢れ、湿度検知手段側配管47を経由して、補助貯水部40に落下する。
補助貯水部40は空調用通路7内にあって通風環境下にあり、補助貯水部40内の水は自然蒸発して、空調用通路7を通過する空気を僅かに加湿する。
加湿量が不足する場合は、給水ポンプ43が駆動して、より多くの水を補助貯水部40に供給し、補助貯水部40において水が存在する面積を増加させて、自然蒸発量を増加させる。
図8乃至10は、本発明の他の実施形態を示すものである。図8、図9に示す環境試験装置80は、補助貯水部40を持たず、検知用貯水部26から加湿皿30に水を滴下する構造となっている。環境試験装置80では、加湿皿30が「水受け部」として機能する。他の構成については、前記した実施形態と同じであるから同一の番号を付して重複した説明を省略する。
そして加湿ヒータ(加湿用加熱手段)31で水を加熱して気化させる。
微加湿手段を利用する場合には、図9の様に、図示しない給水路からの給水を停止するとともに、排水用開閉弁48を開き、加湿器10の加湿皿30内の水を完全に排水する。さらに加湿皿30を乾燥状態にすることが望ましい。
その後、あるいはこれと平行して、図10の様に加湿皿30に水を滴下し、図11の様に加湿皿30の底に少量水存在部70を作る。
加湿器10は使用しないので、加湿ヒータ31はオフ状態となっている。
微加湿手段を利用する場合には、水滴状や水たまり状の水を自然蒸発させ、試験室6内を僅かずつ加湿する。
補助貯水部40や加湿皿30への少量の水の供給は、上からの供給に限らず、補助貯水部40内や加湿皿30内に設けられた孔、特にこれらの底に形成した連通孔から供給してもよい。
加熱式加湿手段を利用する際の給水経路の一部又は全部が、微加湿手段を利用する際の給水経路と重複していてもよい。加熱式加湿手段を利用する際の給水手段が、微加湿手段を利用する際の給水手段を兼ねていてもよい。
排水手段の一部が微加湿手段を利用する際の給水手段を兼ねていてもよい。
例えば加湿側排水配管45を経由して微加湿用の水を加湿皿30に供給してもよい。
補助貯水部40の高さについても任意であり、加湿皿30の上や、蒸発器(冷却器)11又は加熱ヒータ12の上でなくてもよい。補助貯水部40の高さは、蒸発器(冷却器)11や加熱ヒータ12と同じ高さであってもよい。
6 試験室
7 空調用通路
10 加湿器
11 蒸発器(冷却器)
12 加熱ヒータ(昇温用加熱手段)
13 送風機
15 微加湿用水供給系統
21 湿度検知センサ
23 室内湿度検知手段
25 ウィック
26 検知用貯水部
30 加湿皿(加湿用貯水部)
31 加湿ヒータ(加湿用加熱手段)
40 補助貯水部
41 底部
48 排水用開閉弁
51 加湿用排水系統
55 排水手段
56 微加湿用水供給手段
70 少量水存在部
80 環境試験装置
Claims (8)
- 被試験物を載置する試験室と、前記試験室と連通する空調用通路を有し、
さらに水を溜める加湿用貯水部と、前記加湿用貯水部内の前記水を加熱する加湿用加熱手段を有する加熱式加湿手段を備えた環境試験装置において、
前記加湿用貯水部内の前記水を排水する排水手段と、微加湿用水供給手段と、微加湿手段を有し、
前記微加湿手段は、前記加熱式加湿手段による場合に比べて水と空気との接触面積が小さい少量水存在部を作るものであって、
前記少量水存在部は、前記排水手段で前記加湿用貯水部内の前記水を略全て排水し、前記微加湿用水供給手段によって前記空調用通路内の部位に水を供給することにより作られることを特徴とする環境試験装置。 - 被試験物を載置する試験室と、水を溜める加湿用貯水部と、前記加湿用貯水部内の前記水を加熱する加湿用加熱手段を有する加熱式加湿手段を備えた環境試験装置において、
前記加湿用貯水部内の前記水を排水する排水手段と、微加湿用水供給手段と、微加湿手段を有し、
前記微加湿手段は、前記加熱式加湿手段による場合に比べて水と空気との接触面積が小さい少量水存在部を作るものであって、
前記少量水存在部は、前記排水手段で前記加湿用貯水部内の前記水を略全て排水し、前記微加湿用水供給手段によって前記加湿用貯水部及び/又は前記試験室に水を供給することにより作られることを特徴とする環境試験装置。 - 被試験物を載置する試験室と、前記試験室と連通する空調用通路を有し、
さらに水を溜める加湿用貯水部と、前記加湿用貯水部内の前記水を加熱する加湿用加熱手段を有する加熱式加湿手段を備えた環境試験装置において、
補助貯水部と、微加湿用水供給手段と、微加湿手段を有し、
前記微加湿手段は、前記加熱式加湿手段による場合に比べて水と空気との接触面積が小さい少量水存在部を作るものであって、
前記少量水存在部は、前記微加湿用水供給手段によって前記補助貯水部に水を供給することにより作られることを特徴とする環境試験装置。 - 前記少量水存在部は、水滴状又は水たまり状となってい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。
- 湿度検知センサと、ウィックに供給する水を溜める検知用貯水部と、前記検知用貯水部に水を供給する検知用水供給手段を有し、
前記微加湿用水供給手段は前記検知用貯水部を経由して水を供給するものであ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。 - 被試験物を載置する試験室と、前記試験室内の湿度を調節する加湿手段を備えた環境試験装置において、
前記試験室又は前記試験室と連通する空間に水受け部があり、
微加湿用水供給手段と、水滴状又は水たまり状の少量水存在部を作る微加湿手段を有し、
前記少量水存在部は、前記微加湿用水供給手段で前記水受け部に水を供給することにより作られるものであり、
前記少量水存在部を自然蒸発させて試験室内の湿度を調節することを特徴とする環境試験装置。 - 前記微加湿用水供給手段は、水を滴下する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。
- 試験室内に低湿度環境を創出する環境試験装置の低湿度環境創出方法において、
前記試験室又は前記試験室と連通する部位に少量の水を供給して、水滴状又は水たまり状の少量水存在部を作り、前記少量水存在部の水を自然蒸発させることを特徴とする環境試験装置の低湿度環境創出方法。
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