JP7212566B2 - 空調空気供給装置、材料試験機及び空調空気供給方法 - Google Patents

空調空気供給装置、材料試験機及び空調空気供給方法 Download PDF

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Description

本発明は、空調空気供給装置、材料試験機及び空調空気供給方法に関する。
従来、特許文献1に記載されているように、所定の温湿度に調整された空調空気を空調ユニットにおいて生成し、ダクトを通じて当該空調空気を空調空気利用室に供給する装置が知られている。この空調空気供給装置は、例えば温度試験や温湿度試験等において、対象物に目的とする環境条件(温度及び湿度)を付与するために用いられる。
特許文献1に記載された精密空調空気供給装置は、温湿度が調整された空気を供給する空調ユニットと、空調ユニットに装着されると共に送気口及び吸気口がそれぞれ設けられた送気吸気ユニットと、送気口及び吸気口にそれぞれ接続された2本のダクトと、を備えている。この空調空気供給装置では、空調ユニットにおいて温湿度が調整された空調空気が、送気側ダクトを通じて空調空気利用室に送り出されると共に、吸気側ダクトを通じて空調空気利用室から空調空気が回収される。
特開平9-269144号公報
特許文献1に記載された空調空気供給装置を用いて温度試験等を行う場合、まず、各ダクトを空調空気利用室(試験室)にそれぞれ接続する。そして、空調ユニットにより空調空気を温調しつつ、当該空調空気を、送気側ダクト、試験室、吸気側ダクト、空調ユニットの順で循環させることにより所定の試験温度で安定させた後、試験が開始される。この場合、循環する空調空気の温度が目的とする試験温度に到達するまでの時間が長くなる。したがって、従来の空調空気供給装置では、試験室に収容された試験片(被温調物)に対して目的とする温度環境を付与可能な状態となるまでに長時間を要するという課題がある。
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、被温調物に対して目的とする温度環境をより短時間で付与することが可能な空調空気供給装置及び空調空気供給方法、並びに当該空調空気供給装置を備えた材料試験機を提供することである。
本発明の一局面に係る空調空気供給装置は、空調空気の温度を調整する空調ユニットと、前記空調ユニットにおける空調空気の出口に接続された基端を有し、前記基端から前記基端と反対側の吹出端まで延在する吹出ダクトと、前記空調ユニットにおける空調空気の入口に接続された基端を有し、前記基端から前記基端と反対側の吸込端まで延在する吸込ダクトと、前記吹出ダクトの通風路から前記吸込ダクトの通風路へ空調空気が直接流入可能なように、前記吹出端と前記吸込端との位置関係を定めるダクト端位置決め部と、を備えている。
この空調空気供給装置では、空調ユニットにより空調空気を温調しつつ、吹出ダクトの通風路から吸込ダクトの通風路へ空調空気が直接流入するように空調空気を循環させることができる(準備運転)。このため、従来のように空調空気利用室にダクトを接続した状態で準備運転を行う場合に比べて、循環中の空調空気の温度を目標温度まで速やかに到達させることができる。そして、準備運転において温調された空調空気を吹出端から被温調物に供給することにより、被温調物に対して目的とする温度環境を短時間で付与することができる。
ここでいう「吹出ダクトの通風路から吸込ダクトの通風路へ空調空気が直接流入可能」とは、空調空気が吹出端から吹き出された後、吸込端から吸い込まれる間において、空調空気の風速が低下しないことを意味する。つまり、空調空気の風速低下を招く流路面積が大きい空間(例えば、従来の空調空気利用室)が吹出端と吸込端との間に位置しないことを意味し、これにより循環中の空調空気の温度が目標温度まで到達する時間を短縮することができる。
上記空調空気供給装置において、前記ダクト端位置決め部は、前記吹出端と前記吸込端とを互いに着脱可能に接続するように構成されていてもよい。
この構成によれば、吹出端と吸込端とを接続することにより、準備運転中において空調空気の漏れを抑制することができる。そして、準備運転の終了後に温調運転を行う際には、吹出端と吸込端とを簡単に取り外すことができる。
上記空調空気供給装置は、少なくとも一部が断熱材料により構成され、前記吹出ダクト及び前記吸込ダクトのうち少なくとも一方のダクトを収容するダクト収容空間が内部に形成されたダクト収容部をさらに備えていてもよい。
この構成によれば、上記少なくとも一方のダクトを、断熱性能を有するダクト収容部内に収容した状態で準備運転を行うことができる。これにより、ダクト内を流れる空調空気の温度が外気温等の影響を受けて変動するのを抑制し、目標温度への到達時間をさらに短縮することが可能になる。
上記空調空気供給装置において、前記ダクト収容部は、前記空調ユニットの上部に配置されていてもよい。
この構成によれば、ダクト収容部からのダクトの出し入れをより簡単に行うことができる。
上記空調空気供給装置は、前記ダクト収容空間において前記少なくとも一方のダクトが所定の折畳み状態で収容されるように、前記少なくとも一方のダクトの形状を保持するダクト形状保持部をさらに備えていてもよい。
この構成によれば、ダクトを素早く且つ整然とダクト収容部内に収容することができる。
本発明の他の局面に係る材料試験機は、試験片を試験空間において保持する試験機本体と、温調された空調空気を前記試験空間に供給する上記本発明の一局面に係る空調空気供給装置と、を備えている。
この材料試験機では、空調空気を温調しつつ吹出ダクトの通風路から吸込ダクトの通風路へ空調空気が直接流入するように空調空気を循環させることができる(準備運転)。このため、試験室にダクトを接続した状態で準備運転を行う場合に比べて、循環中の空調空気の温度を目標とする試験温度まで速やかに到達させることができる。そして、準備運転において温調された空調空気を吹出端から試験片に供給することにより、試験片に対して目的とする温度環境を短時間で付与することができる。
本発明のさらに他の局面に係る空調空気供給方法は、空調空気の温度を調整する空調ユニットと、前記空調ユニットにおける空調空気の出口に接続された基端を有し、前記基端から前記基端と反対側の吹出端まで延在する吹出ダクトと、前記空調ユニットにおける空調空気の入口に接続された基端を有し、前記基端から前記基端と反対側の吸込端まで延在する吸込ダクトと、を備えた空調空気供給装置を用いて、温調された空調空気を被温調空間に供給する方法である。この空調空気供給方法では、前記吹出ダクトの通風路から前記吸込ダクトの通風路へ空調空気が直接流入可能なように前記吹出端と前記吸込端との位置関係を定め、空調空気を前記空調ユニットにより温調しつつ前記吹出ダクト及び前記吸込ダクトを通じて循環させる準備運転と、前記準備運転の後、温調された空調空気を前記吹出端から前記被温調空間に供給する温調運転と、を実行する。
この空調空気供給方法によれば、空調空気を温調しつつ、吹出ダクトの通風路から吸込ダクトの通風路へ空調空気が直接流入するように空調空気を循環させて準備運転を行うことができる。このため、従来のように空調空気利用室にダクトを接続した状態で準備運転を行う場合に比べて、循環中の空調空気の温度を目標温度まで速やかに到達させることができる。そして、準備運転において温調された空調空気を吹出端から被温調空間に供給することにより(温調運転)、被温調物に対して目的とする温度環境を短時間で付与することができる。
上記空調空気供給方法において、前記吹出ダクト及び前記吸込ダクトのうち少なくとも一方のダクトを、少なくとも一部が断熱材料により構成されたダクト収容部内に収容した状態で前記準備運転を実行してもよい。
これにより、準備運転中にダクト内を流れる空調空気の温度が外気温等の影響を受けて変動するのを抑制し、目標温度への到達時間をさらに短縮することが可能になる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、被温調物に対して目的とする温度環境をより短時間で付与することが可能な空調空気供給装置及び空調空気供給方法、並びに当該空調空気供給装置を備えた材料試験機を提供することができる。
本発明の実施形態1に係る材料試験機及び空調空気供給装置の構成を模式的に示す正面図である。 上記空調空気供給装置の構成を模式的に示す平面図である。 上記空調空気供給装置の構成を模式的に示す右側面図である。 上記空調空気供給装置の構成を模式的に示す背面図である。 ダクト収容部の内部構造を模式的に示す図である。 ダクト収容部の断面構造を模式的に示す図である。 吹出ダクトと吸込ダクトとの接続部の構造を模式的に示す図である。 本発明の実施形態1に係る空調空気供給方法の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態2に係る空調空気供給装置の構成を説明するための模式図である。 本発明の実施形態3に係る空調空気供給装置の構成を説明するための模式図である。
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る空調空気供給装置、材料試験機及び空調空気供給方法をそれぞれ詳細に説明する。
(実施形態1)
<材料試験機、空調空気供給装置>
まず、本発明の実施形態1に係る空調空気供給装置2及び材料試験機1の構成を、図1~図7を参照して説明する。なお、図1~図7は、本実施形態に係る空調空気供給装置2及び材料試験機1の主要な構成要素のみを示しており、空調空気供給装置2及び材料試験機1は、これらの図に現れていない他の構成要素もさらに備え得るものである。
材料試験機1は、例えば金属、プラスチック又はゴム等の各種材料からなる試験片100の材料特性を評価する材料試験に用いられる。材料試験の種類としては、例えば引張試験、圧縮試験、曲げ試験又は衝撃試験等が挙げられる。また評価対象の材料特性としては、例えば、様々な機械的性質(材料の強さ、弾性又は硬さ等)、熱的性質(線膨張係数等)又は電気的性質(電気抵抗等)が挙げられる。本実施形態では、引張試験により試験片100の機械的性質を評価する場合を一例として説明する。
図1に示すように、材料試験機1(引張試験機)は、試験片100を試験空間S0において保持する試験機本体3と、試験機本体3が載置される試験機置台4と、温調された空調空気A1を試験空間S0に供給する空調空気供給装置2と、を主に備えている。本実施形態における試験空間S0は、例えば直方体の箱形状を有する試験室101の内部空間として規定される。以下、これらの構成要素をそれぞれ詳細に説明する。
試験機本体3は、試験片100を保持すると共に、試験片100に所定の試験力(本実施形態では引張力)を付与する装置である。図1に示すように、試験機本体3は、基台部31と、門型フレーム32と、クロスヘッド33と、上側チャック34と、上側ロッド34Aと、下側チャック35と、下側ロッド35Aと、を主に有している。
基台部31は、試験機置台4上に載置されている。門型フレーム32は、基台部31から上方に立ち上がる矩形の枠体状に構成されている。クロスヘッド33は、門型フレーム32の枠内面32Aに設けられたガイドレール(図示しない)に沿って、モータの駆動や油圧により上下に移動可能となっている。
上側チャック34は、試験片100の上部を保持(挟持)するものであり、上側ロッド34Aを介してクロスヘッド33に接続されている。下側チャック35は、試験片100の下部を保持(挟持)するものであり、下側ロッド35Aを介して基台部31に接続されている。図1に示すように、上側ロッド34Aは試験室101の上壁部を貫通しており、下側ロッド35Aは試験室101の下壁部を貫通している。上側チャック34及び下側チャック35によって試験片100を保持した状態でクロスヘッド33を上方に移動させることにより、試験片100に対して上向きの引張力が付与される。
試験機置台4は、水平状態で配置された天板41と、天板41を所定の高さ位置において下方から支持する複数の支持脚42と、を有している。天板41は、例えば平面視矩形状を有するテーブル板であり、その上面41Aに試験機本体3が載置されている。各支持脚42は、天板41の角部から下方に延びており、床面F1上に載置されている。なお、試験機置台4は、本発明の材料試験機において必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。
空調空気供給装置2は、引張試験を行うための温度条件に応じて温調された空調空気A1を、試験片100が設置された試験空間S0に供給するものである。図1に示すように、空調空気供給装置2は、空調ユニット10と、空調ユニット10に接続された吹出ダクト51及び吸込ダクト52と、吹出ダクト51及び吸込ダクト52を収容可能なダクト収容部20と、を主に有している。
空調ユニット10は、空調空気A1の温度を調整するものであり、ユニット筐体11と、ユニット筐体11内に収容された冷却器17、加熱器18及び送風機19と、空調ユニット10を操作するためのタブレットPC等の計装部16と、吹出ダクト51又は吸込ダクト52を所定の姿勢、位置で保持するダクトハンガー15と、計装部16及びダクトハンガー15をダクト収容部20に固定する上下伸縮可能な保持アーム14と、を主に有している。図1に示すように、ユニット筐体11の下面には、空調ユニット10を床面F1上で移動させるための複数のキャスター12と、空調ユニット10の位置を固定するためのフットブレーキ13と、がそれぞれ設けられている。また図3に示すように、ダクトハンガー15には、吹出ダクト51又は吸込ダクト52を挿入するための切欠部15Aが形成されている。なお、ダクトハンガー15、キャスター12及びフットブレーキ13は、本発明の空調空気供給装置において必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。
ユニット筐体11は、断熱壁構造を有し、図1に示す通り、空調空気A1の入口IL及び出口OLがそれぞれ設けられると共に、入口ILから出口OLまで至る空調空間S1が内部に形成されている。図1に示すように、当該空調空間S1において、冷却器17、加熱器18及び送風機19が、空調空気A1の風上側から風下側に向かってこの順で配置されている。
冷却器17は、例えば蒸気圧縮冷凍サイクルを行う冷凍機の蒸発器であり、冷媒との熱交換を介して空調空気A1を冷却する。加熱器18は、例えばヒータ等により構成されており、空調空気A1を加熱する。送風機19は、空調空間S1において入口ILから出口OLに向かう空調空気A1の流れを発生させるファンである。
図3の右側面図に示すように、ユニット筐体11は、上記空調空間が内部に形成された前方の空調室11Aと、冷凍機の圧縮機(図示しない)等が配置された後方の機械室11Bと、を有している。また図4の背面図に示すように、ユニット筐体11の後部下側には機械室11Bの吸気口11BAが設けられており、ユニット筐体11の後部上側には機械室11Bの排気口11BBが設けられている。
図1に示すように、吹出ダクト51は、空調ユニット10における空調空気A1の出口OLに接続されており、空調空気A1が流れる通風路が内部に形成されている。吹出ダクト51は、ダクト収容部20の底壁部を貫通して出口OLに接続された基端51Aを有し、基端51Aから当該基端51Aと反対側の吹出端51B(先端)まで延在することにより、所定のダクト長を有している。吹出端51Bには、空調空気A1をダクトの外へ吹き出すための吹出口が設けられている。
なお、図1の右側は、吹出ダクト51がダクト収容部20から取り出され、その吹出端51Bが試験室101の側壁部に接続された状態を示している。本実施形態における吹出ダクト51は、中空円筒形状を有すると共に、可撓性を有する材質により構成されており、内径及び外径が略一定のものである。なお、吹出ダクト51の形状、長さ又は材質等は、特に限定されない。
吸込ダクト52は、空調ユニット10における空調空気A1の入口ILに接続されており、空調空気A1が流れる通風路が内部に形成されている。吸込ダクト52は、ダクト収容部20の底壁部を貫通して入口ILに接続された基端52Aを有し、基端52Aから当該基端52Aと反対側の吸込端52B(先端)まで延在することにより、所定のダクト長を有している。吸込端52Bには、空調空気A1をダクト内に吸い込むための吸込口が設けられている。
なお、図1の右側は、吸込ダクト52がダクト収容部20から取り出され、その吸込端52Bが試験室101の側壁部(吹出端51Bが接続される側壁部に対向する側壁部)に接続された状態を示している。本実施形態における吸込ダクト52は、中空円筒形状を有すると共に、可撓性を有する材質により構成されており、内径及び外径が略一定のものである。なお、吸込ダクト52の形状、長さ又は材質等は、特に限定されない。
ダクト収容部20は、吹出ダクト51及び吸込ダクト52を収容するダクト収容空間S2が内部に形成された箱体である。ダクト収容部20は、少なくとも一部が断熱材料により構成されており、本実施形態では全体が断熱材料により構成されている。図1に示すように、本実施形態におけるダクト収容部20は、空調ユニット10(空調室11A)の上部(上面)に水平に配置されている。ダクト収容部20は、平面視矩形状を有し(図2)、ダクト収容空間S2を規定する収容部本体21と、収容部本体21に対して回動自在に取り付けられた蓋22と、を有している。
図6は、収容部本体21を前後方向に沿って切断した時の断面を示している。図6に示すように、収容部本体21は、空調室11Aの上面に取り付けられる底壁部21Aと、底壁部21Aの前端から垂直に立ち上がる前壁部21Bと、底壁部21Aの後端から垂直に立ち上がる後壁部21Cと、を有し、上方が開放された構造となっている。また図5の平面図に示すように、収容部本体21は、底壁部21Aの右端に沿って設けられた右壁部21Dと、底壁部21Aの左端に沿って設けられた左壁部21Eと、をさらに有している。右壁部21D及び左壁部21Eも、前壁部21B及び後壁部21Cと同様に、底壁部21Aに対して垂直に立ち上がっている。ダクト収容空間S2は、前壁部21B、後壁部21C、右壁部21D及び左壁部21Eにより取り囲まれた直方体の空間である。
蓋22は、平面視矩形状を有し、図2に示す通り、閉状態においてダクト収容空間S2の上側開放部全体を覆っている。図3に示すように、蓋22は、蝶番等の固定具22Aにより収容部本体21の後面に取り付けられており、これを支点として回動自在となっている。蓋22の前面には、開閉のための取っ手22Bが設けられている。
なお、蓋22は、本実施形態のような回動式のものに限定されず、例えば収容部本体21に対して取り外し可能なものであってもよい。またダクト収容部20は、開状態の蓋22(図3)の角度を維持するための支持機構(図示しない)をさらに有していてもよい。
図5は、ダクト収容部20の内部構造を示す平面図である。空調空気供給装置2は、ダクト収容空間S2において吹出ダクト51及び吸込ダクト52が所定の折畳み状態で収容されるように、吹出ダクト51及び吸込ダクト52の形状を保持するダクト形状保持部23を複数備えている。具体的には、図5に示すように、前壁部21Bから後方に延びると共にその先端部と後壁部21Cとの間に隙間を有するダクト形状保持部23と、後壁部21Cから前方に延びると共にその先端部と前壁部21Bとの間に隙間を有するダクト形状保持部23とが、吹出ダクト51の収容空間及び吸込ダクト52の収容空間の各々において、左右方向に間隔を空けて交互に設けられている。またダクト収容空間S2には、吹出ダクト51が収容される空間と吸込ダクト52が収容される空間とを仕切る仕切部24が、後壁部21Cにおける左右方向の略中央から前方に延設されている。
各ダクト形状保持部23は、前後方向に延びると共に、右壁部21D及び左壁部21Eよりも短い矩形状の板であり、底壁部21Aに対して垂直に立設されている。本実施形態では、吹出ダクト51及び吸込ダクト52が、ダクト形状保持部23に沿って前後方向に蛇行するように折畳まれた状態でそれぞれ収容される。なお、ダクト形状保持部23は、本発明の空調空気供給装置において必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。
図7は、吹出ダクト51の吹出端51Bと吸込ダクト52の吸込端52Bとが接続された状態を示している。吹出ダクト51及び吸込ダクト52は、図7に示す通り吹出端51Bと吸込端52Bとが接続された状態で、ダクト収容部20内に収容される。
空調空気供給装置2は、吹出ダクト51の通風路P1から吸込ダクト52の通風路P2へ空調空気A1が直接流入可能なように、吹出端51Bと吸込端52Bとの位置関係を定めるダクト端位置決め部60を備えている。本実施形態におけるダクト端位置決め部60は、吹出端51Bと吸込端52Bとを互いに着脱可能に接続する。図7に示すように、吹出ダクト51と吸込ダクト52とが接続された状態において、吹出端51Bと吸込端52Bとは互いに対向している。
より具体的には、ダクト端位置決め部60は、吹出端51Bに取り付けられた筒形状の吹出側カプラー61(雌カプラー)と、吸込端52Bに取り付けられた筒形状の吸込側カプラー62(雄カプラー)と、を有している。吹出側カプラー61は、吹出端51B側の開口から吹出ダクト51内に挿入された小径部61Aと、小径部61Aよりも内径及び外径が大きい大径部61Cと、小径部61Aと大径部61Cとを接続する段差部61Bと、を有している。一方、吸込側カプラー62は、内径が略一定の中空円筒形状を有する部材であり、一端部(図7中の右端部)が吸込端52B側の開口から吸込ダクト52内に挿入されている。図7に示すように、吸込側カプラー62の他端部(図7中の左端部)を吹出側カプラー61の大径部61C内に挿入することにより両ダクトを接続し、また吸込側カプラー62の他端部を大径部61Cから引き抜くことにより両ダクトを互いに取り外すことができる。
また図1に示すように、試験室101の側壁部には、吹出側カプラー61(大径部61C)の取り付けを許容すると共に吸込側カプラー62の取り付けを許容しない形状の吹出側ダクト取付口101Aと、吸込側カプラー62の取り付けを許容すると共に吹出側カプラー61(大径部61C)の取り付けを許容しない形状の吸込側ダクト取付口101Bと、がそれぞれ設けられている。これにより、試験室101に対するダクトの誤接続を防ぐことができる。
(空調空気供給方法)
次に、本実施形態に係る空調空気供給方法を、図8に示すフローチャートに従って説明する。本実施形態に係る空調空気供給方法は、上記空調空気供給装置2を用いて、温調された空調空気A1を試験空間S0(被温調空間)に供給する方法であり、引張試験における試験片100の温度調整方法として実施される。
まず、空調空気供給装置2の準備運転が行われる(ステップS10)。このステップS10では、吹出ダクト51の通風路P1から吸込ダクト52の通風路P2へ空調空気A1が直接流入可能なように吹出端51Bと吸込端52Bとの位置関係を定め、空調空気A1を空調ユニット10により温調しつつ吹出ダクト51及び吸込ダクト52を通じて循環させる。具体的には次の通りである。
すなわち、図5に示すように、吹出ダクト51及び吸込ダクト52をダクト収容部20内に収容し、且つ吹出端51Bと吸込端52Bとをダクト端位置決め部60により接続する。これにより、図7に示すように、吹出ダクト51の通風路P1から吸込ダクト52の通風路P2へ空調空気A1が直接流入するように、両通風路が互いに連通した状態になる。
この状態で空調ユニット10を作動させることにより、空調空気A1を温調しつつ、当該空調空気A1を、空調ユニット10の出口OL、吹出ダクト51、吸込ダクト52、空調ユニット10の入口ILの順に循環させる。より具体的には、計装部16(図1)に入力された設定温度(試験温度)に基づいて冷却器17又は加熱器18(図1)により空調空気A1を温調しつつ、送風機19を作動させることにより上記の循環流れを形成する。そして、空調空気A1の温度が目標とする設定温度(試験温度)に到達するまで、当該準備運転を継続する。
前記準備運転開始後に、試験片100を試験空間S0に設置するステップS20が行われる。このステップS20では、まず、金属、プラスチック又はゴム等の各種材料を、試験規格により定められた引張試験片の形状に加工する。そして、図1に示すように試験片100を試験室101内(試験空間S0)に設置し、当該試験片100の上端を上側チャック34によって挟持すると共に下端を下側チャック35によって挟持する。なお、試験片100の試験空間S0への設置は、準備運転開始前に行われてもよい。
次に、温調運転(試験運転)が行われる(ステップS30)。このステップS30では、まず、図3に示すように蓋22を開いて、吸込側カプラー62を吹出側カプラー61から引き抜くことにより、吹出端51Bから吸込端52Bを取り外す。そして、吹出ダクト51及び吸込ダクト52をダクト収容部20から取り出し、図1に示すように、吹出側カプラー61を試験室101の吹出側ダクト取付口101Aに取り付けると共に、吸込側カプラー62を試験室101の吸込側ダクト取付口101Bに取り付ける。これにより、吹出ダクト51の通風路P1と試験空間S0とが互いに連通し、且つ吸込ダクト52の通風路P2と試験空間S0とが互いに連通した状態になる。そして、上記準備運転において温調された空調空気A1が、吹出端51Bから試験空間S0に供給される。
これにより、試験片100が所定の試験温度下に曝される。この状態で試験片100に引張力を付与し、その時の試験片100の機械的性質を測定する。具体的には、クロスヘッド33(図1)を上方に移動させて試験片100を上向きに引っ張り、試験片100が破断するまで引張力を増加させる。そして、その時得られる応力と歪との関係等に基づいて、試験片100の引張強度や降伏点等の種々の機械的性質を評価する。
試験空間S0に供給された空調空気A1は、試験片100を通過した後、吸込口から吸込ダクト52内に吸い込まれる。そして、この空調空気A1は、吸込ダクト52を通じて空調ユニット10の入口IL(図1)に戻る。すなわち、試験運転中は、空調空気A1の温度が空調ユニット10により試験温度に維持されると共に、出口OLから空調ユニット10の外へ流出した空調空気A1が、吹出ダクト51の通風路、試験空間S0、吸込ダクト52の通風路を順に通過して空調ユニット10の入口ILに戻る。
以上の通り、本実施形態に係る空調空気供給装置2では、空調ユニット10により空調空気A1を温調しつつ、吹出ダクト51の通風路P1から吸込ダクト52の通風路P2へ空調空気A1が直接流入するように空調空気A1を循環させることができる(準備運転)。このため、試験室101にダクトを接続した状態で準備運転を行う場合に比べて、循環中の空調空気A1の温度を目標温度まで速やかに到達させることができる。そして、準備運転において温調された空調空気A1を吹出端51Bから試験片100に供給することにより、試験片100に対して目的とする温度環境を短時間で付与することができる。
(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2に係る空調空気供給装置の構成を、図9を参照して説明する。実施形態2に係る空調空気供給装置は、基本的に実施形態1に係る空調空気供給装置2と同様の構成を備え且つ同様の効果を奏するものであるが、ダクト端位置決め部60の構成において実施形態1と異なっている。以下、実施形態1と異なる点についてのみ説明する。
図9は、吹出ダクト51の吹出端51Bと吸込ダクト52の吸込端52Bとが接続された状態を示している。図9に示すように、実施形態2におけるダクト端位置決め部60は、吹出側カプラー61(雌カプラー)と、吸込側カプラー63(雌カプラー)と、これらを接続する中間カプラー64(雄カプラー)と、を有している。
吸込側カプラー63は、吹出側カプラー61と同様の構成、すなわち吸込端52B側の開口から吸込ダクト52内に挿入された小径部63Aと、小径部63Aよりも内径及び外径が大きい大径部63Cと、小径部63Aと大径部63Cとを接続する段差部63Bと、を含む構成からなる。中間カプラー64は、内径が略一定の中空円筒形状の部材である。
本実施形態では、中間カプラー64の一端部(図9中の右端部)を吸込側カプラー63の大径部63C内に挿入すると共に、中間カプラー64の他端部(図9中の左端部)を吹出側カプラー61の大径部61C内に挿入することにより、吹出端51Bと吸込端52Bとを互いに対向した状態で位置決めすると共に、吹出ダクト51と吸込ダクト52とを接続することができる。そして、中間カプラー64の両端部を吹出側カプラー61及び吸込側カプラー63から引き抜くことにより、両ダクトを取り外して試験室101に接続することができる。
(実施形態3)
次に、本発明の実施形態3に係る空調空気供給装置の構成を、図10を参照して説明する。実施形態3に係る空調空気供給装置は、基本的に実施形態2に係る空調空気供給装置と同様の構成を備え且つ同様の効果を奏するものであるが、ダクト端位置決め部60の構成において実施形態2と異なっている。以下、実施形態2と異なる点についてのみ説明する。
図10は、吹出ダクト51の吹出端51Bと吸込ダクト52の吸込端52Bとが接続された状態を示している。実施形態3におけるダクト端位置決め部60は、実施形態2と同様に、吹出側カプラー65と、吸込側カプラー66と、これらを接続する中間カプラー67と、を備えるものであるが、吹出側カプラー65及び吸込側カプラー66が雄カプラーであり且つ中間カプラー67が雌カプラーである点で異なっている。
図10に示すように、吹出側カプラー65は、内径が略一定の中空円筒形状の部材であり、一端部(図10中の左端部)が吹出端51B側の開口から吹出ダクト51内に挿入されている。吸込側カプラー66は、吹出側カプラー65と同様に内径が略一定の中空円筒形状の部材であり、一端部(図10中の右端部)が吸込端52B側の開口から吸込ダクト52内に挿入されている。中間カプラー67は、内径が略一定の中空円筒形状の小径部67Aと、小径部67Aよりも内径及び外径が大きく且つ当該小径部67Aの両端に接続された一対の大径部67B,67Cと、を有している。
本実施形態では、吹出側カプラー65の他端部(図10中の右端部)を中間カプラー67の大径部67B内に挿入すると共に、吸込側カプラー66の他端部(図10中の左端部)を中間カプラー67の大径部67C内に挿入することにより、吹出端51Bと吸込端52Bとを互いに対向した状態で位置決めすると共に、吹出ダクト51と吸込ダクト52とを接続することができる。そして、吹出側カプラー65及び吸込側カプラー66を中間カプラー67の大径部67B,67Cから引き抜くことにより、両ダクトを取り外して試験室101に接続することができる。
(その他実施形態)
ここで、本発明のその他実施形態を説明する。
実施形態1では、ダクト収容部20が空調ユニット10の上部に配置されている場合を説明したが、ダクト収容部20が空調ユニット10の前面、側面又は背面に配置されていてもよい。またダクト収容部20が空調ユニット10に取り付けられている場合にも限定されず、空調ユニット10から取り外されていてもよい。さらに、ダクト収容部20は、本発明の空調空気供給装置における必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。
実施形態1では、吹出ダクト51及び吸込ダクト52の両方がダクト収容部20に収容される場合を説明したが、これに限定されない。すなわち、吹出ダクト51のみがダクト収容部20に収容可能であってもよいし、吸込ダクト52のみがダクト収容部20に収容可能であってもよい。またダクト収容空間S2にドライエアーを供給するための空気供給機構(図示しない)が設けられていてもよい。
実施形態1では、ダクト収容部20の全体が断熱材料により構成されている場合を説明したが、ダクト収容部20の一部のみが断熱材料により構成されていてもよい。
実施形態1では、ダクト端位置決め部60が吹出ダクト51及び吸込ダクト52に取り付けられている場合を説明したが、ダクト端位置決め部60がダクト収容部20(収容部本体21又は蓋22)に取り付けられていてもよい。
また、吹出端51Bと吸込端52Bとが直接接続される場合にも限定されない。例えば、吹出端51Bの開口と吸込端52Bの開口とが互いに突き合わされた状態となるように、吹出ダクト51及び吸込ダクト52をダクト収容部20に固定する部材が、ダクト端位置決め部として設けられてもよい。
実施形態1では、空調空気A1の温度を調整する温調部として、冷却器17及び加熱器18の両方が設けられる場合を説明したが、両者のうち一方が省略されてもよい。
実施形態1では、空調ユニット10が温調機能のみ有している場合を説明したが、加湿機能をさらに有していてもよい。この場合、空調空間S1に加湿器が配置され、又は空調ユニット10の外側に配置された加湿器から空調空間S1内に蒸気を導入可能なように構成される。
実施形態1では、試験空間S0が試験室101内の密閉空間である場合を説明したが、試験空間S0が開放空間であってもよい。
実施形態1では、試験片100に試験力を付与する材料試験において空調空気供給装置2が用いられる場合を説明したが、試験片100に試験力を付与しない材料試験において空調空気供給装置2が用いられてもよい。また空調空気供給装置2の用途は、材料試験における試験片100の温調に限定されず、例えば製造ラインにおけるワークの温度制御や、材料試験以外の他の各種試験(例えば、接着力の評価試験等)における試験片の温調に用いることも可能である。
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 材料試験機
2 空調空気供給装置
3 試験機本体
10 空調ユニット
16 計装部
20 ダクト収容部
23 ダクト形状保持部
51 吹出ダクト
51A,52A 基端
51B 吹出端
52 吸込ダクト
52B 吸込端
60 ダクト端位置決め部
100 試験片
A1 空調空気
IL 入口
OL 出口
P1,P2 通風路
S0 試験空間(被温調空間)
S2 ダクト収容空間

Claims (8)

  1. 空調空気の温度を調整する空調ユニットと、
    前記空調ユニットにおける空調空気の出口に接続された基端を有し、前記基端から前記基端と反対側の吹出端まで延在する吹出ダクトと、
    前記空調ユニットにおける空調空気の入口に接続された基端を有し、前記基端から前記基端と反対側の吸込端まで延在する吸込ダクトと、
    前記吹出ダクトの通風路から前記吸込ダクトの通風路へ空調空気が直接流入可能なように、前記吹出端と前記吸込端との位置関係を定めるダクト端位置決め部と、を備え、
    前記ダクト端位置決め部は、前記吹出端と前記吸込端とを互いに着脱可能に接続する、空調空気供給装置。
  2. 空調空気の温度を調整する空調ユニットと、
    前記空調ユニットにおける空調空気の出口に接続された基端を有し、前記基端から前記基端と反対側の吹出端まで延在する吹出ダクトと、
    前記空調ユニットにおける空調空気の入口に接続された基端を有し、前記基端から前記基端と反対側の吸込端まで延在する吸込ダクトと、
    前記吹出ダクトの通風路から前記吸込ダクトの通風路へ空調空気が直接流入可能なように、前記吹出端と前記吸込端との位置関係を定めるダクト端位置決め部と、
    記吹出ダクト及び前記吸込ダクトのうち少なくとも一方のダクトを収容するダクト収容空間が内部に形成されたダクト収容部と、を備えた、空調空気供給装置。
  3. 前記ダクト収容部は、少なくとも一部が断熱材料により構成されている、請求項2に記載の空調空気供給装置。
  4. 前記ダクト収容部は、前記空調ユニットの上部に配置されている、請求項2又は3に記載の空調空気供給装置。
  5. 前記ダクト収容空間において前記少なくとも一方のダクトが所定の折畳み状態で収容されるように、前記少なくとも一方のダクトの形状を保持するダクト形状保持部をさらに備えた、請求項2~4のいずれか1項に記載の空調空気供給装置。
  6. 試験片を試験空間において保持する試験機本体と、
    温調された空調空気を前記試験空間に供給する請求項1~5のいずれか1項に記載の空調空気供給装置と、を備えた、材料試験機。
  7. 空調空気の温度を調整する空調ユニットと、前記空調ユニットにおける空調空気の出口に接続された基端を有し、前記基端から前記基端と反対側の吹出端まで延在する吹出ダクトと、前記空調ユニットにおける空調空気の入口に接続された基端を有し、前記基端から前記基端と反対側の吸込端まで延在する吸込ダクトと、を備えた空調空気供給装置を用いて、温調された空調空気を被温調空間に供給する空調空気供給方法であって、
    前記吹出端と前記吸込端とを接続し、前記吹出ダクトの通風路から前記吸込ダクトの通風路へ空調空気が直接流入可能なように前記吹出端と前記吸込端との位置関係を定め、空調空気を前記空調ユニットにより温調しつつ前記吹出ダクト及び前記吸込ダクトを通じて循環させる準備運転と、
    前記準備運転の後、前記吹出端と前記吸込端との接続を外し、温調された空調空気を前記吹出端から前記被温調空間に供給する温調運転と、を実行する、空調空気供給方法。
  8. 空調空気の温度を調整する空調ユニットと、前記空調ユニットにおける空調空気の出口に接続された基端を有し、前記基端から前記基端と反対側の吹出端まで延在する吹出ダクトと、前記空調ユニットにおける空調空気の入口に接続された基端を有し、前記基端から前記基端と反対側の吸込端まで延在する吸込ダクトと、を備えた空調空気供給装置を用いて、温調された空調空気を被温調空間に供給する空調空気供給方法であって、
    前記吹出ダクトの通風路から前記吸込ダクトの通風路へ空調空気が直接流入可能なように前記吹出端と前記吸込端との位置関係を定め、前記吹出ダクト及び前記吸込ダクトのうち少なくとも一方のダクトをダクト収容部内に収容した状態で、空調空気を前記空調ユニットにより温調しつつ前記吹出ダクト及び前記吸込ダクトを通じて循環させる準備運転と、
    前記準備運転の後、温調された空調空気を前記吹出端から前記被温調空間に供給する温調運転と、を実行する、空調空気供給方法。
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