JP7145129B2 - 環境試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、試験室の内部に所望の環境を形成することができる環境試験装置に関するものである。

環境試験装置は試験室を有しており、温度環境（例えば、高温や低温）や湿度環境（例えば、高湿度や低湿度）等の所定の環境を試験室内に人工的に作り出すことができるものである。

環境試験装置には、空調部と試験室を有しているものがある。ここで、空調部はヒータや冷却器等の空調機器が内蔵された部分であり、試験室は供試体が配置される空間である。
環境試験装置には、送風装置を備え、当該送風装置で前記した空調部と試験室の間で空気を循環させて、試験室の環境を所望の環境に整えるものがある。

また環境試験装置には、特許文献１に開示された様に、空調部と試験室を仕切る仕切り壁を有し、当該仕切り壁の上方から空調された空気が試験室側に送風されるものがある。
例えば特許文献１に開示された環境試験装置では、仕切り壁の上部に送風開口があり、仕切り壁の下部に吸入開口が設けられている。
特許文献１に開示された環境試験装置では、空調部内で空気の温度や湿度が調整され、その空気が送風開口から試験室内に送風される。試験室内の空気は吸入開口から空調部側に戻される。

特開２０１４－６６５９３号公報

環境試験装置に必要な一般的性能として、試験室内の温度ばらつきが小さいことが要求される。
しかしながら、特許文献１に開示された様なレイアウトを採用する環境試験装置では、供試体にとって風上になる面と風下になる面ができる場合がある。そのため風の当たり方に差が生じ、供試体の温度が部分的に異なってしまう場合がある。
また、大きい供試体が送風開口の正面に置かれた様な場合、供試体が障害物となって当該供試体の後ろ側の領域に風が回り込みにくくなり、温度や湿度が他の領域と異なるものとなってしまう懸念がある。
本発明は従来技術の上記した問題点に注目し、送風の死角となる領域を少なくし、試験室内の各部に送風を行き渡らせることが可能な環境試験装置を提供することを課題とするものである。

上記した課題を解決するための態様は、供試体を配置する試験室と、空調機器が収容された空調部と、送風装置を有し、前記送風装置によって前記空調部と前記試験室との間で空気が循環される環境試験装置において、前記空調部と前記試験室との間に均圧空間が設けられており、送風路形成部材を複数有し、前記送風路形成部材は、その一部又は全部が前記試験室内であって前記試験室の対向する内壁に沿ってそれぞれ設置されており、前記送風路形成部材の前記試験室内に配された領域に送風開口が設けられており、当該送風開口から前記試験室内に空気が送風されるものであ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のもう一つの態様は、供試体を配置する試験室と、空調機器が収容された空調部と、送風装置を有し、前記送風装置によって前記空調部と前記試験室との間で空気が循環される環境試験装置において、前記空調部と前記試験室との間に均圧空間が設けられており、送風路形成部材を複数有し、前記送風路形成部材は、前記均圧空間側から前記試験室内に延びるものであってその一部又は全部が前記試験室内にあり、前記送風路形成部材の前記試験室内に配された領域に、送風開口が設けられており、当該送風開口から前記試験室内に空気が送風されるものであることを特徴とする環境試験装置である。

本態様の環境試験装置では、均圧空間側から試験室内に延びる送風路形成部材を有している。そして、送風路形成部材の試験室内に配された領域に送風開口があり、当該送風開口から試験室内に空気が送風される。本態様の環境試験装置では、試験室の各所から試験室内に送風され、死角が減少する。
また、空調部から吐出された空気は、一旦均圧空間に入り、均圧空間から送風路形成部材を経て試験室内に供給されるので、各送風路形成部材の送圧に差が生じ難い。そのため各部に至る風量や、風速を比較的均一にすることができる。

前記送風開口の開口方向が変更可能であることが望ましい。

送風開口の開口方向を変更可能とすることにより、試験室の各所により送風を行き渡らせることができる。

前記送風開口はスリット状であることが望ましい。

送風開口をスリット状に設計することにより、試験室の広い範囲に送風開口を配し、試験室の各所に送風を行き渡らせることができる。

前記送風開口は、ノズル状であることが望ましい。

送風開口をノズル状に設計することにより、死角となる領域に重点的に風を送ることができる。

上記した各態様において、前記送風路形成部材は、前記試験室の内壁に沿って設置されており、前記送風路形成部材の上に棚部材を載置することが可能であることが望ましい。

本態様によると、送風路形成部材を棚部材を載せる桟として活用することができる。

上記した各態様において、前記試験室は天面と側面を有し、前記天面と前記側面が接合される上角部があり、少なくともいずれかの前記送風路形成部材が前記上角部に配置されていることが望ましい。

また上記した各態様において、前記試験室は底面と側面を有し、前記底面と前記側面が接合される下角部があり、少なくともいずれかの前記送風路形成部材が前記下角部に配置されていることが望ましい。

試験室の上角部や下角部には、供試体が設置される場合が少なく、利用されることが少ない領域である。本態様によると利用されにくい上角部や下角部を有効利用することができる。
また上角部等は、送風が回り込み難い領域であり、他の部位と同様の環境に維持することが困難である場合がある。これに対して本態様によると、環境調整を行ない難い領域が塞がれるので、試験室内の温度等のばらつきを小さくすることができる。

本発明の環境試験装置は、試験室内に送風の死角となる領域が少なく、試験室内の各部に送風を行き渡らせることができる。

本発明の第一実施形態の環境試験装置の断面図である。 （ａ）は送風路形成部材の部分の拡大断面図であり、（ｂ）は他の実施形態における送風路形成部材の部分の拡大断面図である。 図１の試験室のＡ－Ａ方向断面図であり、試験室内に棚部材を設置した状態を示す。 本発明の第一実施形態の環境試験装置の内部構造を概念的に示す斜視図である（リターンダクト仕切り板及びリターンダクト部を除く）。 本発明の第二実施形態の図３に相当する位置での断面図であり、試験室内に棚部材を設置した状態を示す。 （ａ）は本発明の第三実施形態の環境試験装置の内部構造を概念的に示す斜視図であり（リターンダクト仕切り板及びリターンダクト部を除く）、（ｂ）は送風路形成部材の部分の断面図である。

以下、さらに本発明の実施形態について説明する。
図１に示す様に、本実施形態の環境試験装置１は、断熱壁２で形成された筐体３を有している。筐体３の前面には開口５があり、開口５には扉６が設けられている。筐体３の内部には試験室８として機能する空間と、空調部１５として機能する空間と、均圧空間１８として機能する空間と、リターンダクト部４８ａ、４８ｂとして機能する空間がある。

筐体３は、図１の様に、天面壁３０、底面壁３１、奥面壁３２及び、不図示の左右の側面壁を有している。
筐体３の内部には第一仕切り壁（仕切り）１１と第二仕切り壁（仕切り）２１があり、第一仕切り壁１１と第二仕切り壁２１によって筐体３内が、前後方向に、空調部１５、均圧部領域１７、及び試験室領域１３に分かれている。

試験室領域１３、均圧部領域１７及び空調部１５のレイアウトは、図１の通りであり、扉６側に試験室領域１３があり、最も奥の位置に空調部１５がある。そして空調部１５と試験室領域１３の間に均圧部領域１７がある。
均圧部領域１７の大部分は均圧空間１８であり、試験室領域１３の大部分は試験室８である。従って、試験室８、均圧空間１８及び空調部１５のレイアウトは、図４の通りであり、扉６側に試験室８があり、最も奥の位置に空調部１５がある。そして空調部１５と試験室８の間に均圧空間１８がある。

空調部１５は、筐体３の奥面壁３２、天面壁３０の一部、底面壁３１の一部、左右の側面壁３３ａ、３３ｂの各一部及び第一仕切り壁１１で囲まれた空間である。

空調部１５内には空調機器２２が内蔵されている。
空調機器２２は、加湿装置２３、冷却器２５ａ、２５ｂ及び加熱ヒータ２６によって構成されている。
冷却器２５ａ、２５ｂは、公知の冷却装置の蒸発器である。本実施形態の冷却装置は、凝縮器（図示せず）の下流側が分岐され、２基の冷却器２５ａ、２５ｂが並列に接続されてそれぞれに冷媒が供給される構成となっている。
加熱ヒータ２６は、電気ヒータであり、略環状に形成されている。加湿装置２３は、水を溜める加湿皿２７と、加湿ヒータ２８によって構成されている。

本実施形態では、第一仕切り壁１１の中央付近に位置するように、送風装置１２が筐体３に装着されている。送風装置１２は公知の軸流ファンである。送風装置１２は、インバータ制御されており、単位時間当たりの回転数（回転速度）を任意に変更することができる。

本実施形態では、送風装置１２が前記した第一仕切り壁１１の中心の開口２０に位置するように、筐体３に取り付けられている。
本実施形態では、第一仕切り壁（第一仕切り）１１の中心に送風装置１２が位置するように設置されているが、送風装置１２の位置は、中心から幾分ずれても大きな影響はない。

２基の冷却器２５ａ、２５ｂは、図１の様に、送風装置１２の上下の位置にある。
加熱ヒータ２６は、送風装置１２の吸気側を取り巻く位置に設けられている。
加湿装置２３は、空調部１５の下部に設置されている。

均圧部領域１７は、第一仕切り壁１１と第二仕切り壁２１に挟まれた空間である。均圧部領域１７の大部分は、均圧空間１８として機能する。

試験室領域１３は、第二仕切り壁２１と扉６によって挟まれた空間である。試験室領域１３の大部分は、試験室８として機能する。
前記した均圧部領域１７と前記した試験室領域１３の内部には、リターンダクト仕切り板４６ａ、４６ｂがあり、均圧部領域１７と試験室領域１３の内部が上下方向に３領域に区切られている。即ち上から、リターンダクト部４８ａ、均圧空間１８／試験室８、リターンダクト部４８ｂに区切られている。

均圧空間１８は、上下のリターンダクト仕切り板４６ａ（天面）、４６ｂ（底面）、左右の側面壁３３ａ、３３ｂの一部、第一仕切り壁１１及び第二仕切り壁２１によって６面が囲まれた空間である。
一方、試験室８は、上下のリターンダクト仕切り板４６ａ（天面）、４６ｂ（底面）、左右の側面壁３３ａ、３３ｂの大部分、扉６及び第二仕切り壁２１によって６面が囲まれた空間である。
試験室領域１３及び均圧部領域１７内においては、試験室８等の上下にリターンダクト仕切り板４６ａ（天面）、４６ｂ（底面）によって、リターンダクト部４８ａ、４８ｂが構成されており、試験室８からの戻り空気がリターンダクト部４８ａ、４８ｂを通過して空調部１５の上下から空調部１５に流入する。

本実施形態の環境試験装置１では、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが４本設置されている。各送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄは、いずれも均圧空間１８側から試験室８内に延びるものである。
即ち、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄは、その一端が均圧空間１８に開口している。また、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの大部分は、試験室８内に設置されている。
送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの長手方向の位置関係に注目すると、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの先端は、扉６の近傍に至っている。即ち、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄは、試験室８の長さ方向の略、端から端までの位置を占めていて、先端は閉じられている。

次に各送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの正面から観察した配置レイアウトに注目すると、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄは、図３、図４の様に、試験室８の隅角の位置に設置されている。
即ち、試験室８の上部の隅角たる上側のリターンダクト仕切り板４６ａと左右の側面壁３３ａ、３３ｂが接合された上角部３６ａ、３６ｄの位置に、送風路形成部材３５ａ、３５ｄが設けられている。
また、試験室８の下部の隅角たる下側のリターンダクト仕切り板４６ｂと左右の側面壁３３ａ、３３ｂが接合された下角部３６ｂ、３６ｃの位置に、送風路形成部材３５ｂ、３５ｃが設けられている。

送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄは円筒形であり、側面にスリット状の送風開口４０が形成されている。本実施形態では、送風開口４０は、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの側面だけにあり、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの先端は閉じられている。
送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄは、図２（ａ）の様に、長寸の本体部４１と、短寸の始端部４２に分かれている。本体部４１と始端部４２は、いずれも円筒形であり、本体部４１が始端部４２の周囲を取り巻いて係合している。
送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの始端部４２は、第二仕切り壁２１に固定されている。送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの本体部４１は、始端部４２に接続されている。
送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの本体部４１は、始端部４２に対して相対回転可能である。

リターンダクト仕切り板４６ａ、４６ｂの扉６側の端部と扉６の間であって、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの先端よりも先の位置に、排気開口４５ａ、４５ｂが設けられている。
試験室８内には、温度センサーと湿度センサーが設けられている。温度センサーと湿度センサーの位置は任意である。
試験室８内には、図３の様に、棚部材５０を設置することができる。

次に、本実施形態の環境試験装置１の機能について説明する。
本実施形態の環境試験装置１では、送風装置１２を起動すると、空調部１５と均圧空間１８及び試験室８との間で空気が循環し、試験室８内の温度や湿度が所望の環境に調節される。
送風装置１２を起動すると、空調部１５内が負圧傾向となり、試験室８内の空気が、リターンダクト部４８ａ、４８ｂを経由して、吸気開口１６a、１６ｂから空調部１５内に導入される。そして空調部１５が通風状態となり、空調機器２２に空気が接触して熱交換や湿度調整がなされ、送風装置１２に吸引される。
そして、送風装置１２の先端から均圧空間１８内に、温度や湿度を調整後の空気が吹き出される。

均圧空間１８は、送風装置１２に対して風下の位置にある。均圧空間１８は、ある程度の容積があるので、位置による圧力差が減少し、内部が全体的に均圧化する。
均圧空間１８は、試験室８よりも高圧状態となるから、均圧空間１８内の空気は送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄを流れ、送風開口４０から試験室８内に吹き出される。
ここで、送風開口４０はスリット状であり、且つその長さが試験室８の大部分の領域に至っているから、試験室８の各隅から試験室８の全域に渡って、送風が行なわれる。
そのため、試験室８内の温度ばらつきや湿度ばらつきが小さい。

送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの本体部４１が回転可能であるから、スリット状の送風開口４０の向きを任意に変更することができる。
また、排気開口４５a、４５ｂが、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの先端よりも先の位置に開口しているから、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄから放出された空気がショートサーキットして直接的に排気開口４５ａ、４５ｂに吸引される懸念も少ない。

試験室８の隅角は、供試体が設置されることが少ない位置である。また、試験室８の隅角は、送風が行き渡り難い位置でもある。一般に、試験室８の隅角の位置は、利用されることが少ない部位であると言える。
本実施形態の環境試験装置１では、利用されることが少ない場所に送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが設置されているから、試験室８の有効空間を実質的に狭めることがない。

送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの設置位置は、隅の角に限定されるものではなく、リターンダクト仕切り板４６ａの中心線上や、リターンダクト仕切り板４６ｂに沿った位置に設けてもよい。
また、図５に示す第二実施形態の環境試験装置５１の様に、側面壁３３ａ、３３ｂの中間高さの位置に送風路形成部材３５ａ、３５ｄを設けてもよい。
本実施形態では、送風路形成部材３５ａ、３５ｄで棚部材５０を支持している。

以上説明した実施形態では、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄを通過する風量を個別に調節することができない。しかし、例えば図２（ｂ）の様に、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの一部にダンパー３８を設けることにより、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄを通過する風量を個別に調節可能としてもよい。

以上説明した実施形態では、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの側面に、スリット状の送風開口４０を設けた。しかし、送風開口４０の形状は、スリット状に限定されるものではなく、例えば独立した複数の孔であってもよい。
また上記した送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄは、ダクトの形状として円管状のものを採用し、全体を回転させることによって送風開口４０の向きを変更するものであった。
しかしながら、送風開口４０の開口方向を変更するための構造は、全体を回転させるものに限定されるものではなく、例えば図６に示す様に、送風路形成部材５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄに複数のノズル（送風開口）５６を設ける構成とし、各ノズル５６の姿勢を変更するようにしてもよい。

図６に示す環境試験装置６０は、試験室８の四隅に断面形状が略三角形の送風路形成部材５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄが設置されている。そして、各送風路形成部材５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄのそれぞれに、ノズル５６が複数個取り付けられている。
各ノズル５６は、パンカールーバーと称されるものであり、外郭部材６１の中にノズル本体６２が内蔵されており、さらにノズル本体６２の中に開閉部材６３が内蔵されている。
ノズル本体６２は、外郭部材６１に対して球面接触しており、ノズル本体６２は、外郭部材６１と密接した状態を維持しながら向きを変えることができる。
また、開閉部材６３は、ノズル本体６２の内部にあって摺動可能であり、ノズル本体６２の開口面積を変更することができる。

以上説明した実施形態では、リターンダクト仕切り板４６ａ、４６ｂの扉６側の端部と扉６との間であって、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの先端よりも先の位置に、排気開口４５ａ、４５ｂがある。そして排気開口４５ａ、４５ｂと吸気開口１６a、１６ｂとの間は、リターンダクト部４８a、４８ｂで接続されている。
排気開口４５ａ、４５ｂの位置は、上記した位置に限定されるものではなく、側面壁３３ａ、３３ｂ側にあってもよい。また、平行に延びる送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄの間に排気開口４５ａ、４５ｂがあってもよい。例えば、送風路形成部材３５ｂと３５ｃの間や、送風路形成部材３５ｄと３５ｃの間などの任意の位置に、排気開口４５ａ、４５ｂがあってもよい。
また、扉６に排気開口４５ａ、４５ｂがあってもよい。
ただし、送風路形成部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ等から放出された空気がショートサーキットして直接的に排気開口４５ａ、４５ｂに吸引されることを防ぐためには、送風開口４０やノズル（送風開口）５６から離れた位置に排気開口４５ａ、４５ｂがあることが望ましい。
排気開口４５ａ、４５ｂの形状は、例えばスリット状であったり、複数の小孔であってもよい。

空調部１５の吸気開口１６ａ、１６ｂの位置についても限定されるものではなく、他の部位であってもよい。
また、空調部１５のレイアウトについても任意であり、例えば特許文献１の様な、上部に送風装置が設けられているものであってもよい。

以上説明した実施形態では、送風路形成部材が４本設けられたものであったが、本数は限定されない。送風路形成部材は、２本以上あればよく、５本以上あってもよい。

１、５１、６０ 環境試験装置
３ 筐体
８ 試験室
１１ 第一仕切り壁
１２ 送風装置
１５ 空調部
１８ 均圧空間
２１ 第二仕切り壁
２２ 空調機器
３０ 天面壁
３１ 底面壁
３３ａ、３３ｂ 側面壁
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ 送風路形成部材
４０ 送風開口
５０ 棚部材
５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ 送風路形成部材
５６ ノズル（送風開口）

Claims (6)

1. 供試体を配置する試験室と、空調機器が収容された空調部と、送風装置を有し、前記送風装置によって前記空調部と前記試験室との間で空気が循環される環境試験装置において、
   前記空調部と前記試験室との間に均圧空間が設けられており、
   送風路形成部材を複数有し、前記送風路形成部材は、その一部又は全部が前記試験室内であって前記試験室の対向する内壁に沿ってそれぞれ設置されており、
   前記送風路形成部材の前記試験室内に配された領域に送風開口が設けられており、当該送風開口から前記試験室内に空気が送風されるものであることを特徴とする環境試験装置。
2. 前記送風開口の開口方向が変更可能であることを特徴とする請求項１に記載の環境試験装置。
3. 前記送風開口はスリット状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。
4. 前記送風開口は、ノズル状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。
5. 前記試験室は天面と側面を有し、前記天面と前記側面が接合される上角部があり、少なくともいずれかの前記送風路形成部材が前記上角部に配置さ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. 前記試験室は底面と側面を有し、前記底面と前記側面が接合される下角部があり、少なくともいずれかの前記送風路形成部材が前記下角部に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の環境試験装置。

Images