JP7019543B2 - 環境試験装置用給排気装置及び環境試験装置 - Google Patents
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Description
例えば、被試験物の耐熱性を試験する場合には、試験室内の雰囲気温度を高温状態に制御する。逆に氷点下の低温状態に試験室内の温度を制御する場合もある。低温環境から高温環境に変化させたり、高温環境から低温環境に変化させる場合もある。
特定の環境下に被試験物を置いて、被試験物に通電する場合もある。
また被試験物に器具やセンサーを取り付け、環境下における被試験物の変化を監視する場合もある。
ケーブル孔は、試験室の壁(断熱槽の壁)を貫通するものであり、試験室の内外を連通する。
例えば試験室内の被試験物に通電する場合には、環境試験装置の近傍に電源を用意し、電源につながる電力線をケーブル孔に挿通し、被試験物につなぐ。
また被試験物の変化をセンサーで監視する場合には、環境試験装置の近傍に測定器等を設置し、センサーに接続された信号線をケーブル孔に挿通し、測定器につなぐ。
被試験物に対する通電等を行わない場合には、ケーブル孔に蓋が装着されて孔が塞がれる。
被試験物の種類によっては高温や低温の環境の中での試験中に化学変化を起こしてガスやベーパーを発生させるものがある。
被試験物からガス等が発生する場合、試験環境を保つために、当該ガス等を排出することが望ましい場合がある。
この様な場合には、試験室内を換気した後に温度や湿度を調節することが望ましい場合がある。
しかしながら、環境試験装置を導入する際には、ガス等が放出される様な試験を想定していなかった場合もある。
ここで既存の環境試験装置に換気機能を後付けする改造は、大改造であり、多大な費用を有するばかりでなく、既存の環境試験装置の性能を損ねてしまう場合がある。
既存の環境試験装置に換気機能を付与するには、断熱槽に換気用の開口を形成する必要がある。ここで断熱槽は厚い断熱壁で覆われている。そのため断熱槽に後から換気用の開口を設けることは困難である。
ところが既存の環境試験装置に後から換気用の開口をあけると、断熱槽に歪みが生じ、気密性が損なわれてしまう場合がある。
また開口部分の処理が杜撰であれば、断熱槽の気密性を確保して試験を行うべき場合のときに、開口自体から内部の空気が漏れてしまう場合もある。さらに開口の内壁から断熱層内に空気が流れ込んでしまう様な場合もある。
上記した課題を解決するための態様は、断熱槽を有し当該断熱槽の壁面に貫通孔を有する環境試験装置に装着される給排気装置であって、流路形成部材と、送風機と、箱を有し、前記流路形成部材が前記貫通孔に挿通されることにより、前記流路形成部材によって前記貫通孔内に給気路と排気路が形成されるものであり、前記箱に前記流路形成部材の少なくとも一部が貫通すると共に、前記箱の内部の空間に前記送風機の吹出口又は吸込口が連通し、前記給気路又は前記排気路の一方が、前記箱に貫通した前記流路形成部材の内部で形成され、前記給気路又は前記排気路の他方が、前記箱の内部の空間を介して前記送風機に連通することを特徴とする環境試験装置用給排気装置である。
同様の課題を解決するためのもう一つの態様は、断熱槽を有し当該断熱槽の壁面に貫通孔を有する環境試験装置に装着される給排気装置であって、流路形成部材と、送風機と、前記流路形成部材の少なくとも一部が貫通する箱を有し、前記流路形成部材が前記貫通孔に挿通されて前記箱が前記壁面に装着されることにより、前記流路形成部材によって前記貫通孔内に給気路と排気路が形成されるものであり、前記給気路又は前記排気路の一方に前記送風機の吹出口又は吸込口が連通することを特徴とする環境試験装置用給排気装置である。
本態様の環境試験装置用給排気装置は、貫通孔に挿通する流路形成部材を有している。流路形成部材は、貫通孔内に給気路と排気路を形成するものである。本態様の環境試験装置用給排気装置では、給気路又は排気路の一方に送風機の吹出口又は吸込口が連通している。
例えば送風機の吹出口が貫通孔内に構成された給気路に連通している場合は、送風機の吹出口から吹出された送風が、貫通孔内に構成された給気路を通じて断熱槽内に供給される。その結果、断熱槽内が正圧傾向となり、断熱槽内の空気が排気路を経由して外部に排出される。その結果、断熱槽内が換気される。
例えば送風機の吸込口が貫通孔内に構成された排気路に連通している場合は、送風機によって断熱槽内の空気が吸引されて排気される。その結果、断熱槽内が負圧傾向となり、断熱槽内部の空気が排気路を経由して外部に排出される。
貫通孔は、既存の孔であるから、新たに設ける必要はない。
また管を流路形成部材とし、当該管内に仕切りを設けて上下空間や左右空間に仕切り、各空間を前記給気路と前記排気路としてもよい。
前記流路形成部材が、内側部材と外側部材を有し、前記箱を貫通する前記流路形成部材の少なくとも一部が、前記内側部材であり、前記外側部材が、前記内側部材の少なくとも一部の周面を取り囲むものであり、前記内側部材の内側の空間が、前記給気路又は前記排気路のうち一方を形成するとともに、前記内側部材の外面と前記外側部材の内面の間の空間が、前記給気路又は前記排気路のうち他方を形成することが望ましい。
本実施形態の環境試験装置1は、既存の環境試験装置200に環境試験装置用給排気装置(単に給排気装置と略称する場合がある)50を取り付けたものである。
特徴的構成たる給排気装置50の説明に先立って、給排気装置50の取り付け対象たる環境試験装置200について説明する。
環境試験装置200は、図3に示すように被試験物18が配される試験室5を備え、試験室5内を所望の温度や湿度の環境に調整することができるものである。
環境試験装置200は、断熱壁2によって覆われた断熱槽3を有している。そして当該断熱槽3の一部に試験室5が形成されている。なお断熱槽3の全部が試験室5である場合もある。
試験室5は、被試験物18を設置する空間である。試験室5の正面には扉21が設けられている。
環境試験装置200は、さらに空調機器17と送風機10を備えている。空調機器17は、加湿装置6、冷却装置7及び加熱装置8によって構成されている。
そのため送風機10を起動すると、試験室5内の空気が空気導入部20から空調通風路15内に導入される。そして空調通風路15が通風状態となり、空調機器17に空気が接触して熱交換や湿度調整がなされ、空気吹き出し部16から試験室5内に調整後の空気が吹き出される。
また空調通風路15の空気吹き出し部16の近傍に、温度センサー12と湿度センサー13が設けられている。
環境試験装置200を使用する際には、送風機10を運転して空調通風路15内を通風状態とし、温度センサー12及び湿度センサー13の検出値が、設定環境の温度及び湿度に近づく様に空調機器17を制御する。
ケーブル孔22は、試験室5内の被試験物18に取り付けられたケーブル25や、被試験物18に装着された部材23に取り付けられたケーブル26を挿通して当該ケーブル25、26を断熱槽3の外に引き出す用途に使用されるものである。
例えば図3の様に、被試験物18に給電するための電力ケーブル25と、被試験物18に装着された歪みセンサー等の部材23に取り付けられた信号ケーブル26が、ケーブル孔22に挿通されて図2の様に環境試験装置200の外に引き出される。
試験室5の側壁(断熱壁2)は、断熱槽3の一部であり、図2(b)の様に、内壁板27と外壁板28の間の空間35内に、断熱材30が充填されたものである。
ケーブル孔22は、内壁板27と外壁板28の間に管状部材31が貫通状に配されたものである。
ケーブル孔22と空間35の間には通気性は無い。
ケーブル孔22にケーブル25、26を挿通する場合には、試験室5の空気が外部に漏れにくい様に、ケーブル孔22内に詰め物(図示せず)が挿入される場合がある。
図2(a)の様に、ケーブル孔22に嵌合する蓋部材36が用意されている。ケーブル25、26を挿通しない場合には、試験室5の空気が外部に漏れない様に、蓋部材36がケーブル孔22に装着される。
給排気装置50は、図4乃至図9に示す様に、中継ボックス51と、流路形成部材52と、送風機53を有しており、中継ボックス51に流路形成部材52と送風機53が取り付けられたものである。
中継ボックス51は、略立方体の箱であり、天面板60、正面板61、背面板62、底面板63及び左右側面板65、66を有している。中継ボックス51の底面板63には、送風機53との通気を確保するための通気開口68が設けられている。
中継ボックス51の内部には空間38がある。
内管部材55は、断面形状が円形の管であり、中継ボックス51を背面板62から正面板61に向かって貫通し、さらにその先端が正面板61よりも先に延びている。
正面板61から先に突出した突出部58の長さAは、図8、図9の様にケーブル孔22の軸方向長さよりも長い。
外管部材56は、中継ボックス51の正面板61に片持ち状に取り付けられている。
外管部材56の端部は、図6、図8、図9の様に中継ボックス51内に開口している。外管部材56の大部分は、中継ボックス51の正面板61から外側に向かって張り出している。
ただし外管部材56の張り出し部37の長さBは、前記した内管部材55の突出部58の長さAよりも短い。ただし外管部材56の張り出し部37の長さBは、図8、図9の様にケーブル孔22の長さに比べると長い。
より具体的には、内管部材55と外管部材56の重なり部分の一端は、中継ボックス51内にあり、内管部材55の一端は外管部材56の後端からさらに突出して中継ボックス51の背面板62を貫通し、中継ボックス51の外部に開口している。
外管部材56の後端部は中継ボックス51内に開口している。
また本実施形態では、内管部材55内の空間42(図8、図9参照)が排気路として機能する。以下内管部材55内の空間42を排気路42と称する場合がある。
給気路41の断面積と、排気路42の断面積は、近似したものであることが望ましい。本実施形態では、給気路41の断面積と排気路42の断面積は同じである。
支持部71は、邪魔板部70の上辺と下辺の部分から折り返されて形成されている。支持部71は、平面視が台形である。
取り付けられた状態においては、邪魔板部70の開口72に内管部材55が挿通されており、内管部材55の先端部分は、邪魔板部70よりもさらに先に突出している。
邪魔板部70の平面は、外管部材56及び内管部材55の軸線に対して垂直姿勢となる。
ケーシング75には、吹出口80と吸込口81が設けられている。
送風機53は、公知のそれと同様に、吸込口81からケーシング75に空気を吸引し、回転羽根76で付勢して吹出口80から送風するものである。
送風機53は、支持金具97によって支持され、中継ボックス51の下部に固定されている。
送風機53の吹出口80と中継ボックス51の通気開口68の間は、ダクト98で接続されている。その結果、中継ボックス51の底面板63に設けられた通気開口68と送風機53の吹出口80が連通する。
本実施形態では、送風機53の吹出口80は、ダクト98及び中継ボックス51内の空間38を中継路として流路形成部材52の給気路41と連通する。
磁石67の個数は任意であり、正面板61の四隅に設けられていてもよい。
給排気装置50は、図1の様に、環境試験装置200に外付けされる。具体的には、図8、図9の様に環境試験装置200のケーブル孔22に流路形成部材52が挿入された状態で、環境試験装置200の側面に取り付けられる。
給排気装置50の固定は、中継ボックス51の正面板61に設けられた磁石67によって行われる。即ち給排気装置50は、流路形成部材52の中継ボックス51から突出した部分をケーブル孔22に挿入した状態で、磁石67を環境試験装置200の側面に磁着させることによって環境試験装置200に外付けされる。
給排気装置50の正面板61には接続パッキン82があり、当該接続パッキン82によって正面板61と環境試験装置200の側面との気密性が確保される。
具体的に説明すると、内管部材55に比べて全長が短く、内管部材55の外側を覆う外管部材56は、ケーブル孔22を貫通し、その先端は試験室5内に開口している。
内管部材55の先端部分は、外管部材56の端部からさらに先に突出している。
風向部材57は、その全ての部分が試験室5内にある。
なお、給排気装置50を取り付ける際には、図7の様に外管部材56から風向部材57を外した状態で流路形成部材52の自由端側をケーブル孔22に挿入する。そして外管部材56を試験室5側に突出させ、ネジ等によって流路形成部材52の突出部分に風向部材57を固定する。
内管部材55の他端側に注目すると、内管部材55の中間部は中継ボックス51を貫通し、他端側は中継ボックス51の外と連通している。即ち内管部材55は、中継ボックス51内の空間とは連通していない。
これに対して外管部材56の他端側は中継ボックス51内に開いており、外管部材56は、中継ボックス51内の空間と連通している。
ただし外管部材56の中心部には内管部材55が挿通されているので、実際に中継ボックス51と連通しているのは、外管部材56の内面と内管部材55の外面によって囲まれた断面形状がドーナツ状の筒状空間(給気路)41である。
外管部材56内に内管部材55が配されており、両者の軸線が一致するので、説明の便宜上、内管部材55の空間を内側空間と称し、外管部材56の内面と内管部材55の外面によって囲まれて仕切られた空間を外側空間と称する場合がある。
また外側空間は、試験室5内と中継ボックス51内の空間を連通し、さらに送風機53の吹出口80につながるものであり、給気路41として機能する。給気路41の試験室5側の開口は、試験室5に対する送風口45として機能する。
なお、送風機の吹出口80を中継ボックス51に連通させる構成に代えて、送風機53の吸込口81を内側空間と連通させる構成としてもよい。
試験室5内を換気する際には、送風機53のモータ78を駆動する。
その結果、送風機53の回転羽根76が回転し、ケーシング75の吸込口81から外気が吸引され、加圧されて吹出口80から吐出される。
送風機53の吹出口80は、ダクト98を介して中継ボックス51と連通しており、吹出口80から吐出された空気は、中継ボックス51内の空間38に流れ込み、当該空間38内が正圧傾向となる。
そのため中継ボックス51内の空気は、外管部材56と内管部材55の間の隙間である給気路41を通過し、給気路41の先端開口である送風口45から試験室5内に吹き込まれる。
その結果、試験室5内が正圧傾向となるが、流路形成部材52の内管部材55が試験室5内と外部を直接つないでいるので、内管部材55の先端開口が試験室5に対する吸入口43となり、試験室5内の空気は内管部材55を排気路42として外部に排出される。
このように空気は送風機53の吸込口81、吹出口80、ダクト98、中継ボックス51、給気路41を経由して試験室5に導入され、試験室5内に開いた吸入口43から内管部材55によって構成される排気路42を経由して外部に排出される。本実施形態では、流路形成部材52内に形成された給気路41と排気路42を経由して空気が外部と循環する。
前記した様に中継ボックス51から外管部材56と内管部材55の間の隙間を給気路41とし、先端開口を試験室5に対する送風口45として試験室5内に外気が吹き込まれる。
送風口45から吹き込まれた空気は、内管部材55の外面に沿って流れる。
ここで本実施形態では、外管部材56の延長線上であって、内管部材55の外周に風向部材57の邪魔板部70がある。そのため、送風口45から吹き出された空気は、図6、図8の矢印の様に邪魔板部70と衝突して内管部材55から離れる方向に流れを変える。邪魔板部70は、送風口45から試験室5内に吹き込まれる送風を吸入口43から離れる方向に向ける機能を果たす。
そのため外管部材56と内管部材55の間の隙間から吹き出した送風は、風向部材57の邪魔板部70に遮られ、内管部材55の先端側には流れ込み難い。従って、本実施形態では、邪魔板部70は、送風口45から試験室5内に吹き込まれる送風が吸入口43に入ることを阻止する短絡防止用障害物としても機能する。
そのため試験室5に導入された空気は、直接的には内管部材55に吸い込まれ難く、ショートサーキットが生じにくい。
以上説明した実施形態では、邪魔板部70は、平面形状であるが、一部が折り返されていたり、傘の様に湾曲していてもよい。
以上説明した実施形態では、風向部材57をネジ等によって外管部材56に固定したが、他の部材に風向部材57を固定してもよい。例えば内管部材55に風向部材57を固定してもよい。
風向部材57を設けた構造は推奨されるものであるが、風向部材57を設けない構造としてもよい。例えば送風口45の位置と吸入口43の位置が軸方向にある程度の距離だけ離れておれば、送風口45から直接的に吸入口43に回り込む風量は少ない。そのため送風口45の位置と吸入口43の位置が軸方向にある程度の距離だけ離れておれば、風向部材57を設ける必要はない。例えば前記した流路形成部材52は、送風口45の位置と吸入口43の位置が軸方向にある程度の距離だけ離れているので、仮に風向部材57が無くても送風口45から吸入口43に短絡的に回り込む風量は少ない。また、断熱槽3内部で、送風機10により空気が空気吹き出し部16から試験室5を経由して空気導入部20の方向に流れるように構成することにより、送風口45から吸入口43に短絡的に回り込む風量がより少なくなる。
また他の方策によって送風の回り込みを防ぐこともできる。
図10、図11に示す給排気装置85は、試験室5に対する送風口100と、吸入口101の向きを変えることによって送風の回り込みを防いでいる。
即ち給排気装置85で採用する流路形成部材86は、前記した実施形態と同様に二重管状の部材であり、内管部材87と、外管部材88を有している。
そして外管部材88の側面に送風口100となる開口が設けられている。
即ち外管部材88の内面と内管部材87の外面によって囲まれた空間の先端は、封鎖部材102によって閉塞され、代わって外管部材88の側面に送風口100となる開口が設けられている。
内管部材87の先端は開放され、且つ内管部材87の側面側が切り欠かれている。
本実施形態では、送風口100の向きと吸入口101の向きが異なっている。即ち送風口100は、正面から見て、流路形成部材86の軸線に対して6時から12時の方向にかけて開いている。
吸入口101は、流路形成部材86の軸線方向と、軸線に対して12時から6時の方向にかけて開いている。
さらに送風口100と吸入口101は、流路形成部材86の軸線方向にも離れている。
そのため試験室5に導入された空気は、直接的には内管部材87に吸い込まれ難く、ショートサーキットが生じにくい。
また給排気装置85は、風向部材57が無いので、流路形成部材86から張り出す部分がない。そのため環境試験装置200の外側から流路形成部材86をケーブル孔22に差し込むだけで給排気装置85を取り付けることができ、試験の最中に給排気装置85を装着することも可能である。
また、本実施形態においても、前述のように断熱槽3の内部で、送風機10により空気が空気吹き出し部16から試験室5を経由して空気導入部20の方向に流れるように構成することにより、送風口100から吸入口101に短絡的に回り込む風量がより少なくなる。
図12、図13に示す給排気装置90では、流路形成部材91は単独の管である。
流路形成部材91の太さはケーブル孔22の径よりも細い。
給排気装置90では、中継ボックス51の正面板61であって、流路形成部材91が貫通する部分に開口92が形成されている。
また試験室5内の空気は、流路形成部材91の内部で形成される排気路95を通じて外部に排出される。
この構成によると、中継ボックス51等を通過する空気が常温であるから、中継ボックス51等を断熱する必要が無い点で推奨される。
ただし本発明は、この構成に限定されるものはなく、内側空間を給気路とし、外側空間を排気路としてもよい。
例えば、送風機53の吸込口81を中継ボックス51の空間38に連通させたり、送風機53の吹出口80を内側空間に連通させることにより、流路形成部材の内側空間を給気路とし、外側空間を排気路とすることができる。
或いは図14に示す様に、流路形成部材52の外管部材56をケーブル孔22よりも細くし、外管部材56とケーブル孔22の間の空間110にケーブル25、26を挿通する方法も考えられる。
いずれの固定手段を採用するにしても、給排気装置50、85、90は、環境試験装置200に対して着脱可能であることが望ましい。
またいずれの固定手段を採用するにしても、給排気装置50、85、90を環境試験装置200に密着させ、且つ固定後はぐらつかないことが望ましい。そうすることにより、換気機能が安定する。
(1)環境試験装置200に対する固定機能があるので、環境試験装置200に対して着脱容易であり、且つ環境試験装置200に対して安定して固定されるので換気機能が安定する。中継ボックス51に接続パッキン82が設けられているので、給排気装置50、85、90と環境試験装置200との気密が維持される。
(2)流路形成部材52等の内側空間と外側空間の断面積が等しいので排気時のダクト抵抗が小さい。
(3)流路形成部材52等の内部が内側空間と外側空間に仕切られており、外側空間側から外気を供給するため、給排気装置50等の外周側が室温になり、断熱材は必ずしも必要ではない。
(4)導入した外気がそのまま排気されること(シュートサーキット)を防止する短絡防止機能があるので換気効率が高い。
(5)図14の様な配線用の空間110を有する構造の場合は、ケーブル孔としての機能を保つことも可能である。
(6)給排気装置50等は、取り外し可能であるから、不要時は取り外すことで試験への影響(試験室5内への外気侵入、試験室5内からの漏れ、熱負荷等)を最小限にすることができる。
(7)既存のケーブル孔22に装着できるので環境試験装置200側の改造が不要である。
(8)給排気装置50等の断熱が不要であり、構造が簡単、安価、安全(外装側が高温にならないので火傷等がない)である。
(9)試験中に予想外に換気が必要になった場合にも対応することができる。
(10)試験中の任意のタイミングでケーブル孔22に着脱して試験室5内の換気を行うことができる。
3 断熱槽
5 試験室
22 ケーブル孔(貫通孔)
41 給気路
42 排気路
43 吸入口
45 送風口
50、85、90 環境試験装置用給排気装置
51 中継ボックス
52、86、91 流路形成部材
53 送風機
55、87 内管部材
56、88 外管部材
57 短絡防止用風向部材
70 邪魔板部
80 吹出口
81 吸込口
200 環境試験装置
Claims (9)
- 断熱槽を有し当該断熱槽の壁面に貫通孔を有する環境試験装置に装着される給排気装置であって、
流路形成部材と、送風機と、箱を有し、
前記流路形成部材が前記貫通孔に挿通されることにより、前記流路形成部材によって前記貫通孔内に給気路と排気路が形成されるものであり、
前記箱に前記流路形成部材の少なくとも一部が貫通すると共に、前記箱の内部の空間に前記送風機の吹出口又は吸込口が連通し、
前記給気路又は前記排気路の一方が、前記箱に貫通した前記流路形成部材の内部で形成され、
前記給気路又は前記排気路の他方が、前記箱の内部の空間を介して前記送風機に連通することを特徴とする環境試験装置用給排気装置。 - 断熱槽を有し当該断熱槽の壁面に貫通孔を有する環境試験装置に装着される給排気装置であって、
流路形成部材と、送風機と、前記流路形成部材の少なくとも一部が貫通する箱を有し、
前記流路形成部材が前記貫通孔に挿通されて前記箱が前記壁面に装着されることにより、前記流路形成部材によって前記貫通孔内に給気路と排気路が形成されるものであり、
前記給気路又は前記排気路の一方に前記送風機の吹出口又は吸込口が連通することを特徴とする環境試験装置用給排気装置。 - 前記環境試験装置に固定する固定手段を有し、
前記固定手段によって前記環境試験装置に取り付けることが可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の環境試験装置用給排気装置。 - 前記流路形成部材は筒状であり、その内部が仕切られていて前記給気路と前記排気路が形成され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用給排気装置。
- 前記流路形成部材と前記貫通孔の内壁によって前記給気路と前記排気路の少なくとも一方が形成され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用給排気装置。
- 前記流路形成部材が、内側部材と外側部材を有し、
前記箱を貫通する前記流路形成部材の少なくとも一部が、前記内側部材であり、
前記外側部材が、前記内側部材の少なくとも一部の周面を取り囲むものであり、
前記内側部材の内側の空間が、前記給気路又は前記排気路のうち一方を形成するとともに、前記内側部材の外面と前記外側部材の内面の間の空間が、前記給気路又は前記排気路のうち他方を形成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用給排気装置。 - 前記給気路を経由した空気を前記断熱槽内に吹き込む送風口と、前記断熱槽内の空気を前記排気路に導入する吸入口があり、
前記送風口から前記断熱槽内に吹き込まれる送風を前記吸入口から離れる方向に向ける短絡防止用風向部材及び/又は前記送風口から前記断熱槽内に吹き込まれる送風が前記吸入口に入ることを抑制する短絡防止用障害物が設けられてい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用給排気装置。 - 前記流路形成部材は筒状であり、
前記給気路を経由した空気を前記断熱槽内に吹き込む送風口と、前記断熱槽内の空気を前記排気路に導入する吸入口があり、
前記送風口と前記吸入口は前記流路形成部材の軸線方向に離れた位置に開口してい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用給排気装置。 - 請求項1乃至8のいずれかに記載の環境試験装置用給排気装置が取り付けられたことを特徴とする環境試験装置。
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