JP7094061B2 - 環境試験装置及びその運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、環境試験装置及びその運転方法に関する。

従来、特許文献１に記載されているように、所定の温湿度条件下における各種製品や部品の信頼性や耐久性などを試験するために用いられる環境試験装置が知られている。特許文献１に記載された環境試験装置は、内部が試験室と空調室とに分離された試験槽と、当該試験室の温度及び湿度を測定する温湿度センサと、当該空調室に設けられた送風機、加熱器、冷凍機の冷却器及び加湿器と、を備えている。この環境試験装置では、送風機を駆動させることにより、空調室において温度及び湿度が調整された空気が、当該空調室から試験室に流入する。

特開２０１８－４３７６号公報

特許文献１に記載された環境試験装置では、試験中に試料から腐食性ガスが放出され、当該腐食性ガスにより試験槽内が汚染される場合がある。具体的には、当該腐食性ガスにより冷却器などの機器において腐食が起こり、その結果試験を中断せざるを得ない事態も起こり得る。このため、腐食性物質を除去するために試験槽内の洗浄が必要となる。

ここで、試験槽内にホースなどを引き込んで当該試験槽内を水洗する場合には、洗浄作業が煩雑であり、また試験槽内の全体を隅々にまで亘って十分に洗浄することも困難である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、試験槽内を広範囲に亘って簡単に洗浄することが可能な環境試験装置及びその運転方法を提供することである。

前記課題を解決するために、本発明の一局面に係る環境試験装置は、試料を収容する試験槽と、前記試験槽内を流れる空調空気に蒸気を供給することにより、前記空調空気を加湿する加湿部と、前記試験槽内の湿度を検知する湿度検知部と、冷却装置と、前記加湿部及び前記冷却装置を制御する制御部と、を備えている。前記制御部は、前記湿度検知部による検知値に基づいて前記加湿部の出力を制御する試験運転と、前記湿度検知部による検知値に基づかずに前記加湿部を作動させる蒸気洗浄運転と、前記蒸気洗浄運転の終了後に行う運転であって前記試験槽内の温度が所定の冷却目標温度に近づくように前記冷却装置を制御する冷却運転と、を実行するように構成されている。

この環境試験装置によれば、湿度検知部による検知値に基づいて加湿部の出力を制御する試験運転を実行して試料の環境試験を行い、その後、試験運転から蒸気洗浄運転に切り替えることができる。そして、蒸気洗浄運転では、湿度検知部による検知値に基づかずに加湿部を作動させることにより、試験槽内を流れる空調空気の湿度を高めることができる。これにより、空調空気に含まれる蒸気が凝縮し、当該凝縮水により試験槽内の汚れを洗い流すことができる。したがって、試験槽内に水洗用のホースなどを引き込む必要もなく、装置運転を切り替えるだけで試験槽内を簡単に洗浄することができる。しかも、湿度が高められた空調空気を試験槽内の広範囲に亘って行き渡らせ、そこで蒸気を凝縮させることにより、試験槽内の広範囲に亘って凝縮水を利用した洗浄が可能になる。

また、本発明の他の一局面に係る環境試験装置は、試料を収容する試験槽と、前記試験槽内を流れる空調空気に蒸気を供給することにより、前記空調空気を加湿する加湿部と、前記試験槽内の湿度を検知する湿度検知部と、前記空調空気を冷却する冷却器を含む冷却装置と、前記加湿部及び前記冷却装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記湿度検知部による検知値に基づいて前記加湿部の出力を制御する試験運転と、前記湿度検知部による検知値に基づかずに前記加湿部を作動させる蒸気洗浄運転と、を実行するように構成され、前記蒸気洗浄運転において、前記加湿部を作動させた後であって、前記試験槽内の温度が予め定められた上限値に達してから前記冷却装置を作動させるように構成されている。

この構成によれば、蒸気洗浄運転中において加湿部の作動後に冷却装置が作動することにより冷却器の温度が下がるため、当該冷却器の表面における蒸気の凝縮を促進することができる。したがって、凝縮水により冷却器の表面を効率的に洗浄することが可能になる。試験運転中は特に冷却器の表面に腐食性物質が溜まりやすいのに対し、上記構成によれば冷却器の表面に多量の凝縮水を発生させることができるため、腐食性物質を効率的に洗い流すことができる。

上記環境試験装置において、前記冷却器は、前記試験槽内において上下に複数並んで配置されていてもよい。前記制御部は、前記蒸気洗浄運転において、複数の前記冷却器のうち上方に配置された前記冷却器の前記冷却装置から順に作動させるように構成されていてもよい。

この構成によれば、冷却器の表面に付着する腐食性物質などの汚れを、上方から下方に向かって凝縮水により効率的に洗い流すことができる。

上記環境試験装置は、前記試験槽内の温度を検知する温度検知部をさらに備えていてもよい。前記制御部は、前記蒸気洗浄運転において前記温度検知部による検知値が予め定められた上限値を超えた時に前記冷却装置を作動させるように構成されていてもよい。

この構成によれば、蒸気洗浄運転中に試験槽内の温度が上がり過ぎるのを防止することができる。これにより、試験槽内に配置される各種部材を保護することができる。

上記環境試験装置において、前記制御部は、前記蒸気洗浄運転において前記試験槽内の温度が予め定められた上限値を超えた時に、前記加湿部の出力を下げ又は前記加湿部の作動を停止させるように構成されていてもよい。

この構成によれば、空調空気に供給される蒸気の供給量を減らし又は蒸気の供給を止めることにより、試験槽内の温度が上がり過ぎるのを防止し、試験槽内に配置される各種部材を保護することができる。

上記環境試験装置において、前記制御部は、前記蒸気洗浄運転において前記加湿部を最大出力で作動させるように構成されていてもよい。

この構成によれば、試験槽内を流れる空調空気を速やかに飽和状態とし、凝縮水を発生し易くすることができる。

本発明の他局面に係る環境試験装置の運転方法は、試料を収容する試験槽と、前記試験槽内を流れる空調空気に蒸気を供給することにより、前記空調空気を加湿する加湿部と、前記試験槽内の湿度を検知する湿度検知部と、冷却装置と、を備えた環境試験装置を運転する方法である。この運転方法では、前記湿度検知部による検知値に基づいて前記加湿部の出力を制御する試験運転と、前記湿度検知部による検知値に基づかずに前記加湿部を作動させる蒸気洗浄運転と、前記蒸気洗浄運転の終了後において、前記試験槽内の温度が所定の冷却目標温度に近づくように前記冷却装置を制御する冷却運転と、を実行する。

この運転方法によれば、湿度検知部による検知値に基づいて加湿部の出力を制御する試験運転を実行して試料の環境試験を行い、その後、試験運転から蒸気洗浄運転に切り替えることができる。そして、蒸気洗浄運転では、湿度検知部による検知値に基づかずに加湿部を作動させることにより、試験槽内を流れる空調空気の湿度を高めることができる。これにより、空調空気に含まれる蒸気が凝縮し、当該凝縮水により試験槽内の汚れを洗い流すことができる。したがって、試験槽内に水洗用のホースなどを引き込む必要もなく、装置運転を切り替えるだけで試験槽内を簡単に洗浄することができる。しかも、湿度が高められた空調空気を試験槽内の広範囲に行き渡らせ、そこで蒸気を凝縮させることにより、試験槽内の広範囲に亘って凝縮水による洗浄が可能になる。

また、本発明の他局面に係る環境試験装置の運転方法は、試料を収容する試験槽と、前記試験槽内を流れる空調空気に蒸気を供給することにより、前記空調空気を加湿する加湿部と、前記試験槽内の湿度を検知する湿度検知部と、前記空調空気を冷却する冷却器を含む冷却装置と、を備えた環境試験装置を運転する方法である。この運転方法では、前記湿度検知部による検知値に基づいて前記加湿部の出力を制御する試験運転と、前記湿度検知部による検知値に基づかずに前記加湿部を作動させる蒸気洗浄運転と、を実行し、前記蒸気洗浄運転において、前記加湿部を作動させた後であって、前記試験槽内の温度が予め定められた上限値に達してから前記冷却装置を作動させる。

この方法によれば、蒸気洗浄運転中において加湿部の作動後に冷却装置が作動することにより冷却器の温度が下がるため、当該冷却器の表面における蒸気の凝縮を促進することができる。したがって、凝縮水により冷却器の表面を効率的に洗浄することが可能になる。

上記環境試験装置の運転方法において、前記冷却器は、前記試験槽内において上下に複数並んで配置されていてもよい。前記蒸気洗浄運転において、複数の前記冷却器のうち上方に配置された前記冷却器の前記冷却装置から順に作動させてもよい。

この方法によれば、冷却器の表面に付着する腐食性物質などの汚れを、上方から下方に向かって凝縮水により効率的に洗い流すことができる。

上記環境試験装置の運転方法では、前記蒸気洗浄運転において、前記試験槽内の温度が予め定められた上限値を超えた時に前記冷却装置を作動させてもよい。

この方法によれば、蒸気洗浄運転中に試験槽内の温度が上がり過ぎるのを防止することができる。これにより、試験槽内に配置される各種部材を保護することができる。

上記環境試験装置の運転方法では、前記蒸気洗浄運転において、前記試験槽内の温度が予め定められた上限値を超えた時に、前記加湿部の出力を下げ又は前記加湿部の作動を停止させてもよい。

この方法によれば、空調空気に供給される蒸気の供給量を減らし又は蒸気の供給を止めることにより、試験槽内の温度が上がり過ぎるのを防止し、試験槽内に配置される各種部材を保護することができる。

上記環境試験装置の運転方法では、前記蒸気洗浄運転において、前記加湿部を最大出力で作動させてもよい。

この方法によれば、試験槽内を流れる空調空気を速やかに飽和状態とし、凝縮水を発生し易くすることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、試験槽内を広範囲に亘って簡単に洗浄することが可能な環境試験装置及びその運転方法を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る環境試験装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態１に係る環境試験装置の冷凍機の構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態１に係る環境試験装置の運転方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る環境試験装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態３に係る環境試験装置の運転方法を説明するためのフローチャートである。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る環境試験装置及びその運転方法について詳細に説明する。

（実施形態１）
まず、本発明の実施形態１に係る環境試験装置１の構成について、図１を参照して説明する。本実施形態に係る環境試験装置１は、試験槽１０内を所定の温湿度条件（例えば、温度５０℃、相対湿度５０％）に制御可能な恒温恒湿装置であり、試料Ｓの環境試験を行うために用いられる。試料Ｓは、特に限定されないが、例えば樹脂製の自動車用部品、電子機器、液晶パネル関連の部品、電池、木材又は段ボールなどを用いることができる。図１に示すように、環境試験装置１は、試験槽１０と、温調部２０と、加湿部３０と、送風部４０と、温度検知部５１と、湿度検知部５０と、制御部６０と、を主に備えている。

図１は、環境試験装置１における主要な構成要素のみを示しており、環境試験装置１は、同図に現れていない他の構成要素も備え得るものである。以下、環境試験装置１の各構成要素についてそれぞれ詳細に説明する。

試験槽１０は、例えば断熱壁により構成された直方体形状を有するチャンバーであり、試験対象である試料Ｓを収容する。図１に示すように、試験槽１０の内部には、試料Ｓが収容される試験室１１と、当該試験室１１に隣接する空調室１２と、がそれぞれ設けられている。試験室１１には、試料Ｓを載置するための棚板１３が配置されており、空調室１２には、温調部２０及び送風部４０がそれぞれ配置されている。本実施形態では、試験室１１が空調室１２の前方に位置しており、上下に延びる仕切り部１４により空調室１２に対して仕切られている。

図１に示すように、仕切り部１４の上方には、空調室１２から試験室１１に向かって空調空気Ａ１を吹き出すための吹出口１５が設けられている。また仕切り部１４の下方には、試験室１１から空調室１２に空調空気Ａ１を吸い込むための吸込口１６が設けられている。試験室１１と空調室１２とは、吹出口１５及び吸込口１６を通じて互いに連通している。本実施形態における環境試験装置１は、試験室１１内において空調空気Ａ１が上方から下方に向かって流れると共に、空調室１２内において空調空気Ａ１が下方から上方に向かって流れる構成となっている。

なお、図示は省略するが、試験室１１は前方が開放されており、試験槽１０に対して回動自在に取り付けられた扉により当該開放部を開閉可能となっている。これにより、試料Ｓを試験室１１から出し入れすることができる。なお、扉は、回動式のものに限定されず、例えば上下にスライド可能な自動扉であってもよい。

試験槽１０の床面１９には、当該試験槽１０から排水するための排水口１７，１８が設けられている。図１に示すように、本実施形態では、試験室１１及び空調室１２のそれぞれに排水口１７，１８が設けられている。

試験槽１０には、その上限温度及び上限湿度が予め定められている。この上限温度及び上限湿度は、試験槽１０内に配置される各種部材（例えば、蛍光灯やコンセントなど）の耐久温度及び耐久湿度に基づいて定められるものであり、例えば８０℃、９５％（相対湿度）である。

温調部２０は、試験室１１に吹き出される空調空気Ａ１の温度を調整するためのものであり、複数（本実施形態では２台）の冷凍機２１（冷却装置）と、加熱器２３と、を有している。

図２は、冷凍機２１の構成を模式的に示している。図２に示すように、冷凍機２１は、冷媒が循環する冷媒回路２６と、当該冷媒回路２６に配置された冷却器２２（蒸発器）、圧縮機２７、凝縮器２８及び膨張弁２９と、を有している。なお、図２中において冷媒回路２６に沿って示した矢印は、冷凍機２１における冷媒の流れ方向を示している。

冷却器２２は、例えばプレートフィン式の熱交換器であり、複数のプレートフィンと当該複数のプレートフィンを貫通する伝熱管とを組み合わせて構成されるものである。冷却器２２は、冷媒回路２６から流入する低圧の液冷媒と空調室１２に吸い込まれた空調空気Ａ１との間で熱交換を行う。この熱交換により、液冷媒が蒸発してガス化すると共に、空調空気Ａ１が冷却除湿される。図１に示すように、冷却器２２は、試験槽１０内（空調室１２内）において上下に複数並んで配置されている。

圧縮機２７は、例えばロータリー式やスクロール式の圧縮機であり、冷却器２２の下流側に配置されている。圧縮機２７は、冷却器２２から流出した低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧のガス冷媒を吐出する。凝縮器２８は、圧縮機２７から吐出された冷媒を例えば空気との熱交換により凝縮させる熱交換器であり、圧縮機２７の下流側に配置されている。膨張弁２９は、凝縮器２８から流出した冷媒を膨張させて減圧するものであり、例えば開度可変の電子膨張弁である。圧縮機２７の回転数及び膨張弁２９の開度は、制御部６０により制御可能となっている。

加熱器２３は、空調空気Ａ１を加熱するためのものであり、空調室１２内において冷却器２２よりも風下側に配置されている。加熱器２３は、例えばフィンヒータにより構成されており、制御部６０によりヒータ出力が制御される。なお、加熱器２３は、フィンヒータにより構成されるものに限定されず、他の種類のヒータを用いることも可能である。

加湿部３０は、試験槽１０内を流れる空調空気Ａ１に蒸気Ｖ１を供給することにより、空調空気Ａ１を加湿するためのものである。図１に示すように、本実施形態における加湿部３０は、蒸気発生用の水Ｗ１を貯留すると共に試験槽１０の外側に配置された容器３１と、当該容器３１内の水Ｗ１を加熱して蒸気を発生させる加湿ヒータ３２と、当該容器３１内で発生した蒸気を空調室１２内（冷却器２２よりも風下側で且つ加熱器２３よりも風上側の領域）に供給するための蒸気供給管３３と、を有している。蒸気供給管３３は、容器３１内の空間に開口する流入口と、空調室１２における冷却器２２よりも風下側で且つ加熱器２３よりも風上側の領域に開口する流出口と、を含み、当該流入口から当該流出口まで延びている。これにより、容器３１内で発生させた蒸気を、蒸気供給管３３を通じて空調室１２内に供給し、空調室１２内を流れる空調空気Ａ１を加湿することができる。

なお、加湿部３０は、本実施形態の構成のものに限定されず、例えば超音波加湿器により構成されていてもよい。また蒸気供給管３３の流出口の位置は、図１に示す位置に限定されず、例えば加熱器２３よりも風下側に当該流出口が位置していてもよいし、冷却器２２よりも風上側に当該流出口が位置していてもよい。

送風部４０は、空調空気Ａ１を試験槽１０内で循環させるためのものであり、温調部２０及び加湿部３０により温度及び湿度が調整された空調空気Ａ１を、空調室１２から試験室１１に向かって吹き出す。具体的には、送風部４０は、例えばシロッコファンなどの送風機からなり、吹出口１５に臨むように空調室１２の上方（加熱器２３よりも風下側）に配置されている。これにより、温度及び湿度が調整された空調空気Ａ１がファンに吸い込まれ、昇圧された空調空気Ａ１が試験室１１に向けて吹き出される。なお、送風部４０は、シロッコファンにより構成されるものに限定されず、他の種類の送風機を用いることも可能である。

温度検知部５１は、試験槽１０内（試験室１１内）の温度を検知するセンサであり、吹出口１５の近傍（試料Ｓの風上側）に配置されている。湿度検知部５０は、試験槽１０内（試験室１１内）の湿度を検知するセンサであり、温度検知部５１と同様に吹出口１５の近傍に配置されている。

温度検知部５１及び湿度検知部５０は、常時又は所定の時間間隔で試験室１１内の温度及び湿度をそれぞれ検知し、取得された各検知データが制御部６０に入力される。当該入力値が試験室１１内の温湿度制御に用いられる。なお、温度検知部５１及び湿度検知部５０は、図１に示す位置に配置される場合に限定されず、例えば吸込口１６の近傍（試料Ｓの風下側）に配置されていてもよい。

制御部６０は、温調部２０、加湿部３０及び送風部４０の各動作を制御するコントローラである。図１に示すように、制御部６０は、受付部６１と、演算部６２と、出力部６３と、操作部６４と、を含む。受付部６１、演算部６２及び出力部６３は、 制御部６０を構成するコンピュータの中央演算処理装置（ＣＰＵ；Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）により実行される各機能に相当する。

受付部６１は、温度検知部５１及び湿度検知部５０により検知される試験室１１内の温度及び湿度の各データを受け付ける。演算部６２は、受付部６１から入力される試験室１１内の温度及び湿度に基づいて、冷凍機２１、加熱器２３及び加湿部３０の出力を算出する。具体的には、演算部６２は、温湿度の検知値と設定値との差に基づいて、当該検知値を設定値に近づけるための冷凍機２１、加熱器２３及び加湿部３０の出力を算出する。出力部６３は、演算部６２による算出結果に基づいて、冷凍機２１における圧縮機２７の回転数又は膨張弁２９の開度を調整し、加熱器２３のヒータ出力を調整し、また加湿ヒータ３２の出力を調整する。

操作部６４は、例えばタッチパネルなどにより構成されている。当該操作部６４において、試験槽１０内の温度及び湿度の設定値などを入力することができる。

制御部６０は、湿度検知部５０による検知値に基づいて加湿部３０の出力を制御する試験運転と、湿度検知部５０による検知値に基づかずに加湿部３０を作動させる蒸気洗浄運転と、を実行するように構成されている。試験運転は、試料Ｓの環境試験を行うために実行される運転であり、温度検知部５１及び湿度検知部５０による検知値に基づくフィードバック制御を行う。具体的には、温度検知部５１による検知値と温度の設定値との差に基づくＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御により冷凍機２１における冷媒循環量や加熱器２３のヒータ出力が制御され、湿度検知部５０による検知値と湿度の設定値との差に基づくＰＩＤ制御により加湿ヒータ３２の出力が制御される。

一方、蒸気洗浄運転は、試料Ｓの環境試験の終了後に試験槽１０内を蒸気により洗浄するために実行される運転である。制御部６０は、蒸気洗浄運転において、湿度検知部５０による検知値に依らずに加湿ヒータ３２の出力を最大とし、加湿部３０を最大出力で作動させる。また当該蒸気洗浄運転において、制御部６０は、加湿部３０の出力（加湿ヒータ３２の出力）を最大出力において一定に維持する。

また制御部６０は、蒸気洗浄運転において冷凍機２１を作動させ、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う。より具体的には、制御部６０は、蒸気洗浄運転において温度検知部５１による検知値が予め定められた上限値を超えた時に冷凍機２１を作動させる。本実施形態における「予め定められた上限値」は、試験槽１０について予め定められた上限温度（例えば８０℃）であるが、これに限定されない。また制御部６０は、蒸気洗浄運転において冷凍機２１を作動させる際に、複数の冷却器２２のうち上方に配置された冷却器２２の冷凍機２１から順に作動させる。

次に、本発明の実施形態１に係る環境試験装置１の運転方法について、図３に示すフローチャートに従って説明する。

まず、試料Ｓを試験室１１内の棚板１３上に載置し（ステップＳ１０）、温度及び湿度の設定値を操作部６４のタッチパネル上で入力する（ステップＳ２０）。本実施形態では、一例として、設定温度を５０℃、設定湿度を５０％（相対湿度）とする。そして、操作部６４のタッチパネル上のスイッチを押すことにより、試験運転を開始する（ステップＳ３０）。

試験運転では、温度検知部５１による検知値に基づいて、制御部６０（出力部６３）が冷凍機２１や加熱器２３の出力を制御する。具体的には、温度検知部５１による検知値が温度の設定値に近づくように、制御部６０が圧縮機２７の回転数や膨張弁２９の開度を制御し、また加熱器２３のヒータ出力を制御する。

また試験運転では、湿度検知部５０による検知値に基づいて、制御部６０（出力部６３）が加湿部３０の出力を制御する。具体的には、湿度検知部５０による検知値が湿度の設定値に近づくように、制御部６０が加湿ヒータ３２の出力を制御する。このようにして温湿度が制御された条件下で試料Ｓの環境試験を行う。

ここで、試験運転中には、試料Ｓから腐食性ガスが放出され、当該腐食性ガスにより試験槽１０内が汚染される場合がある。具体的には、試料Ｓの種類にも依るが、塩素系や酢酸系のガス等が試料Ｓから放出される場合がある。また試験運転中には冷却器２２の表面に多量の凝縮水が付着し、当該凝縮水に腐食性ガスが溶け込んで凝縮するため、冷却器２２の表面において特に腐食性物質が溜まり易くなる。これに対し、以下に説明する蒸気洗浄運転を試験運転の終了後に実行することにより、試験槽１０内の腐食性物質を洗い流し、冷却器２２をはじめとした機器の腐食を防止する。

予め定められた試験時間が経過すると（ステップＳ４０の「ＹＥＳ」）、環境試験装置１の運転を一旦停止し、試料Ｓを試験室１１から外に取り出す（ステップＳ５０）。そして、試験室１１内に試料Ｓが収容されていない状態で、操作部６４のタッチパネル上のスイッチを押すことにより、蒸気洗浄運転を開始する（ステップＳ６０）。

蒸気洗浄運転においては、制御部６０（出力部６３）が、湿度検知部５０による検知値に基づかずに加湿部３０を作動させる。より具体的には、制御部６０が、湿度検知部５０による検知値に依らずに加湿ヒータ３２の出力を最大出力に固定し、加湿部３０を最大出力で作動させる。また当該蒸気洗浄運転中、制御部６０は送風部４０も作動させる。

これにより、試験槽１０内の空調空気Ａ１が飽和状態に向かって加湿され（空調空気Ａ１の相対湿度が１００％に向かって上昇し）、また蒸気Ｖ１の供給により空調空気Ａ１の温度も１００℃に向かって上昇する。そして、当該空調空気Ａ１の相対湿度がほぼ１００％に到達する。この高温高湿状態の空調空気Ａ１が、試験室１１内において上方から下方に向かって流れると共に空調室１２内において下方から上方に向かって流れ、試験室１１と空調室１２との間で循環する。この時、例えば冷却器２２におけるフィンプレート間の隙間など、試験槽１０内の隅々にまで亘って空調空気Ａ１が流れる。また本実施形態では、蒸気洗浄運転の間に加熱部２３のヒータ出力をオフにしているがこれに限定されず、加熱部２３のヒータを作動させてもよい。

そして、空調空気Ａ１に含まれる多量の蒸気が、冷却器２２の表面や試験槽１０の内壁面などの様々な場所で凝縮し、当該凝縮水により冷却器２２の表面や試験槽１０の内壁面などに堆積した腐食性物質が洗い流される。洗浄後の凝縮水は、試験槽１０の床面１９に設けられた排水口１７，１８を通じて当該試験槽１０の外側に排出される。このようにして、試験槽１０内の蒸気洗浄が行われる。

次に、温度検知部５１により検知される試験槽１０内の温度が予め定められた上限値（本実施形態では試験槽１０について予め定められた上限温度である８０℃）以下であるか否かを、制御部６０において判定する（ステップＳ７０）。そして、試験槽１０内の温度が当該上限値を超えた時には（ステップＳ７０の「ＮＯ」）、制御部６０（出力部６３）が冷凍機２１を作動させる（ステップＳ８０）。これにより、冷却器２２に冷媒が流れ、空調空気Ａ１が冷却器２２において冷媒と熱交換（冷媒へ放熱）することにより冷却され、試験槽１０内の温度が当該上限値以下に維持される。一方、試験槽１０内の温度が当該上限値以下である場合には（ステップＳ７０の「ＹＥＳ」）、冷凍機２１を作動させず、蒸気洗浄運転をそのまま継続する。

また蒸気洗浄運転において冷凍機２１を作動させる時は、複数の冷却器２２のうち上方に配置された冷却器２２の冷凍機２１から順に作動させる。つまり、図１中の上側に示した冷却器２２の冷凍機２１を作動させた後に、同図中の下側に示した冷却器２２の冷凍機２１を作動させる。

そして、所定の洗浄時間（例えば、２時間）が経過すると（ステップＳ９０の「ＹＥＳ」）と、蒸気洗浄運転を終了し、続いて冷却運転に移行する（ステップＳ１００）。冷却運転では、試験槽１０内の温度が所定の冷却目標温度（本実施形態では２５℃）になるように少なくとも冷凍機２１の出力を制御する。なお、冷却運転では、加熱器２３及び加湿部３０の出力が制御されてもよいし、制御されなくてもよい。

試験槽１０内の温度が冷却目標温度に到達すると共に第１運転時間（本実施形態では１時間）が経過すると（ステップＳ１１０の「ＹＥＳ」）、本実施形態に係る環境試験装置１の運転方法が終了する。一方、第１運転時間の経過時点において試験槽１０内の温度が冷却目標温度に到達していない場合は（ステップＳ１１０の「ＮＯ」）、冷却運転を継続する。その後、第２運転時間（本実施形態では冷却運転開始から２時間）が経過すると（ステップＳ１２０の「ＹＥＳ」）、試験槽１０内の温度が冷却目標温度に到達していない場合でも本実施形態に係る環境試験装置１の運転方法が終了する。

以上の通り、本実施形態に係る環境試験装置１及びその運転方法によれば、湿度検知部５０による検知値に基づいて加湿部３０の出力を制御する試験運転を実行した後、試験運転から蒸気洗浄運転に切り替えることができる。そして、蒸気洗浄運転では、湿度検知部５０による検知値に基づかずに加湿部３０を最大出力で作動させることにより、試験槽１０内を流れる空調空気Ａ１の湿度を高めることができる。これにより、空調空気Ａ１に含まれる蒸気が凝縮し、当該凝縮水により試験槽１０内に付着した腐食性物質を洗い流すことができる。したがって、試験槽１０内に水洗用のホースなどを引き込む必要もなく、装置運転を切り替えるだけで試験槽１０内を簡単に洗浄することができ、冷却器２２や試験槽１０の内壁面における腐食を防止することができる。

しかも、湿度が高められた空調空気Ａ１を試験槽１０内の隅々まで行き渡らせ、そこで蒸気を凝縮させることにより、試験槽１０内の隅々にまで亘って凝縮水による洗浄が可能になる。また試験槽１０の内壁面や冷却器２２の表面などの蒸気の接触面においてのみ結露が生じるため、試験槽１０内に散水する場合と異なり、試験槽１０内において洗浄水が無駄に飛散することもない。また環境試験装置１が湿度制御のために元々備えている加湿部３０を利用して試験槽１０内を洗浄することができるため、洗浄用の機器や部材を新たに導入する必要がないという利点もある。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係る環境試験装置２について、図４を参照して説明する。実施形態２に係る環境試験装置２は、基本的に実施形態１に係る環境試験装置１と同様の構成を備え、同様に運転し、且つ同様の効果を奏するものであるが、加湿皿方式が採用されている点で実施形態１に係る環境試験装置１とは異なっている。以下、実施形態１に係る環境試験装置１と異なる点についてのみ説明する。

図４に示すように、加湿部３０は、空調室１２において冷却器２２の下方に配置された蒸発皿３４と、当該蒸発皿３４に貯まった蒸気発生用の水Ｗ１を加熱する加湿ヒータ３５と、を有している。加湿ヒータ３５の出力を上げることにより水Ｗ１が加熱されて蒸発し、発生した蒸気Ｖ１により空調空気Ａ１が加湿される。このような加湿皿方式の環境試験装置２においても、上述した蒸気洗浄運転を実行可能となっており、これにより試料Ｓの環境試験中（試験運転中）に試験槽１０内に付着した腐食性物質を凝縮水により洗い流すことができる。

（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３に係る環境試験装置及びその運転方法について、図５を参照して説明する。実施形態３に係る環境試験装置及びその運転方法は、基本的に実施形態１の場合と同様であるが、蒸気洗浄運転において試験槽１０内の温度が上限値を超えた時に、冷凍機２１を作動させるだけではなく、加湿部３０の出力を下げる制御を行う点で実施形態１とは異なっている。以下、実施形態１と異なる点についてのみ説明する。

図５に示すように、実施形態３に係る環境試験装置において、制御部６０は、蒸気洗浄運転において温度検知部５１による検知値が上限値を超えた時に（ステップＳ７０における「ＮＯ」）、冷凍機２１を作動させた後（ステップＳ８０）、加湿部３０の出力を下げる（ステップＳ８１）。具体的には、制御部６０は、加湿ヒータ３２の出力が、温度検知部５１による検知値が上限値を超える前よりも低くなるように、当該出力を下げる。

これにより、冷凍機２１を作動させるだけでは試験槽１０内の温度上昇を防ぐのが困難な場合でも、加湿部３０からの蒸気Ｖ１の供給量を減らすことで、試験槽１０内の温度上昇をより確実に防ぐことができる。またステップＳ８１において、加湿ヒータ３２の出力をオフにし、加湿部３０の作動を停止させてもよい。なお、当該実施形態３の制御は、実施形態２に係る環境試験装置２（図４）においても実行することができる。

（その他実施形態）
ここで、本発明のその他実施形態について説明する。

上記実施形態１では、蒸気洗浄運転において冷凍機２１を作動させる場合について説明したがこれに限定されず、蒸気洗浄運転において冷凍機２１を作動させなくてもよい。この場合でも、蒸気洗浄運転中は試験槽１０内が高温高湿状態になるため、冷却器２２の表面において多量の凝縮水を発生させ、これにより腐食性物質を洗い流すことができる。

上記実施形態１では、温度検知部５１により検知される試験槽１０内の温度が上限値を超えた時に冷凍機２１の作動を開始する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、蒸気洗浄運転中において試験槽１０内の温度が上限値を超える前から冷凍機２１を作動させておき、当該上限値を超えた時に冷凍機２１の出力を上げる制御を行ってもよい。

上記実施形態１では、蒸気洗浄運転において冷凍機２１を作動させるタイミングを決定する上限値として、試験槽１０について予め定められた上限温度（８０℃）が用いられる場合について説明したが、例えば当該上限温度よりも低い温度が当該上限値として用いられてもよい。つまり、試験槽１０内の温度が当該試験槽１０の上限温度に到達する前に冷凍機２１の作動を開始してもよい。

上記実施形態３では、試験槽１０内の温度が上限値を超えた時に、冷凍機２１を作動させると共に加湿部３０の出力を下げる場合について説明したが、冷凍機２１を作動させずに加湿部３０の出力のみ下げてもよい。

上記実施形態１では、冷凍機２１が２台設けられる場合について説明したがこれに限定されず、冷凍機２１が３台以上設けられてもよいし、１台のみ設けられてもよい。また加湿部３０が１台のみ設けられる場合に限定されず、複数台設けられてもよい。この場合、使用する加湿部３０の台数を変更しつつ環境試験装置１，２を運転してもよい。

上記実施形態１では、複数の冷却器２２のうち上方に配置された冷却器２２の冷凍機２１から順に作動させる場合について説明したが、これに限定されず、複数の冷凍機２１を同時に作動させてもよいし、下方に配置された冷却器２２の冷凍機２１から順に作動させてもよい。また冷却器２２が３台以上設けられる場合には、中央に配置された冷却器２２の冷凍機２１から順に作動させてもよい。

上記実施形態１では、冷却装置の一例として冷凍機２１を説明したが、これに限定されない。例えば、ヒートパイプが冷凍機２１の代わりに用いられてもよいし、また冷却水やブライン等を空調空気Ａ１との熱交換媒体として用いた冷却器を含む冷却装置が用いられてもよい。

上記実施形態１では、蒸気洗浄運転において加湿部３０を最大出力で作動させる場合について説明したが、最大出力以下で加湿部３０を作動させてもよい。また蒸気洗浄運転において加湿部３０の出力を一定に維持してもよいがこれに限定されず、当該蒸気洗浄運転において加湿部３０の出力を変動させてもよい。

上記実施形態１では、環境試験中に腐食性ガスを放出する試料Ｓが用いられる場合について説明したがこれに限定されず、腐食性ガスを放出しない試料が用いられてもよい。

試験運転の終了後であって蒸気洗浄運転の開始前に、試験槽１０の内壁面を予め冷却しておき、蒸気洗浄運転中に当該内壁面に凝縮水が発生し易くしてもよい。

試験室１１と空調室１２との位置関係は、図１に示すように試験室１１と空調室１２とが前後に仕切られる場合に限定されない。例えば、試験室１１と空調室１２とが上下に仕切られており、試験室１１が試験槽１０内の上方に設けられ且つその下方に空調室１２が設けられていてもよいし、試験室１１が試験槽１０内の下方に設けられ且つその上方に空調室１２が設けられていてもよい。また試験室１１と空調室１２とが左右に仕切られていてもよい。また試験室１１内において空調空気Ａ１が流れる方向は特に限定されず、上記実施形態１のように上方から下方に向かって空調空気Ａ１が流れてもよいし、下方から上方に向かって空調空気Ａ１が流れてもよい。

今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１，２ 環境試験装置
１０ 試験槽
２１ 冷凍機（冷却装置）
２２ 冷却器
３０ 加湿部
５０ 湿度検知部
５１ 温度検知部
６０ 制御部
Ａ１ 空調空気
Ｓ 試料

Claims (12)

1. 試料を収容する試験槽と、
   前記試験槽内を流れる空調空気に蒸気を供給することにより、前記空調空気を加湿する加湿部と、
   前記試験槽内の湿度を検知する湿度検知部と、
   冷却装置と、
   前記加湿部及び前記冷却装置を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記湿度検知部による検知値に基づいて前記加湿部の出力を制御する試験運転と、前記湿度検知部による検知値に基づかずに前記加湿部を作動させる蒸気洗浄運転と、前記蒸気洗浄運転の終了後に行う運転であって前記試験槽内の温度が所定の冷却目標温度に近づくように前記冷却装置を制御する冷却運転と、を実行するように構成されている、環境試験装置。
2. 試料を収容する試験槽と、
   前記試験槽内を流れる空調空気に蒸気を供給することにより、前記空調空気を加湿する加湿部と、
   前記試験槽内の湿度を検知する湿度検知部と、
   前記空調空気を冷却する冷却器を含む冷却装置と、
   前記加湿部及び前記冷却装置を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記湿度検知部による検知値に基づいて前記加湿部の出力を制御する試験運転と、前記湿度検知部による検知値に基づかずに前記加湿部を作動させる蒸気洗浄運転と、を実行するように構成され、
   前記蒸気洗浄運転において、前記加湿部を作動させた後であって、前記試験槽内の温度が予め定められた上限値に達してから前記冷却装置を作動させるように構成されている、環境試験装置。
3. 前記冷却器は、前記試験槽内において上下に複数並んで配置され、
   前記制御部は、前記蒸気洗浄運転において、複数の前記冷却器のうち上方に配置された前記冷却器の前記冷却装置から順に作動させるように構成されている、請求項２に記載の環境試験装置。
4. 前記試験槽内の温度を検知する温度検知部をさらに備え、
   前記制御部は、前記蒸気洗浄運転において前記温度検知部による検知値が予め定められた上限値を超えた時に前記冷却装置を作動させるように構成されている、請求項１に記載の環境試験装置。
5. 前記制御部は、前記蒸気洗浄運転において前記試験槽内の温度が予め定められた上限値を超えた時に、前記加湿部の出力を下げ又は前記加湿部の作動を停止させるように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の環境試験装置。
6. 前記制御部は、前記蒸気洗浄運転において前記加湿部を最大出力で作動させるように構成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の環境試験装置。
7. 試料を収容する試験槽と、前記試験槽内を流れる空調空気に蒸気を供給することにより、前記空調空気を加湿する加湿部と、前記試験槽内の湿度を検知する湿度検知部と、冷却装置と、を備えた環境試験装置を運転する方法であって、
   前記湿度検知部による検知値に基づいて前記加湿部の出力を制御する試験運転と、
   前記湿度検知部による検知値に基づかずに前記加湿部を作動させる蒸気洗浄運転と、
   前記蒸気洗浄運転の終了後において、前記試験槽内の温度が所定の冷却目標温度に近づくように前記冷却装置を制御する冷却運転と、を実行する、環境試験装置の運転方法。
8. 試料を収容する試験槽と、前記試験槽内を流れる空調空気に蒸気を供給することにより、前記空調空気を加湿する加湿部と、前記試験槽内の湿度を検知する湿度検知部と、前記空調空気を冷却する冷却器を含む冷却装置と、を備えた環境試験装置を運転する方法であって、
   前記湿度検知部による検知値に基づいて前記加湿部の出力を制御する試験運転と、
   前記湿度検知部による検知値に基づかずに前記加湿部を作動させる蒸気洗浄運転と、を実行し、
   前記蒸気洗浄運転において、前記加湿部を作動させた後であって、前記試験槽内の温度が予め定められた上限値に達してから前記冷却装置を作動させる、環境試験装置の運転方法。
9. 前記冷却器は、前記試験槽内において上下に複数並んで配置され、
   前記蒸気洗浄運転において、複数の前記冷却器のうち上方に配置された前記冷却器の前記冷却装置から順に作動させる、請求項８に記載の環境試験装置の運転方法。
10. 前記蒸気洗浄運転において、前記試験槽内の温度が予め定められた上限値を超えた時に前記冷却装置を作動させる、請求項７に記載の環境試験装置の運転方法。
11. 前記蒸気洗浄運転において、前記試験槽内の温度が予め定められた上限値を超えた時に、前記加湿部の出力を下げ又は前記加湿部の作動を停止させる、請求項７～１０のいずれか１項に記載の環境試験装置の運転方法。
12. 前記蒸気洗浄運転において、前記加湿部を最大出力で作動させる、請求項７～１１のいずれか１項に記載の環境試験装置の運転方法。

Images