JPH01141337A - 換気率調整熱風恒温槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はゴム・プラスチック材の熱老化試験における換
気率調整熱風恒温槽に関する。

従来の技術 熱老化試験では、試験中の換気率の違いによって試験結
果に大きなばらつきを生じることが問題となる。

従来の熱風恒温槽においては、換気率を測定するために
排気孔における流量を測定していたが流量計の温度に対
する耐久性等問題があり、一般にＡＳＴＭ　　Ｅ１４５
規格及びＪＩＳ規格により、恒温槽の消費電力量を測定
し、次の計算式で換気率を算出している。

Ｖ−Ｄ・ΔＴ ここでＮｉ１時間当りの空気の換気回数Ｘ：換気中の消
費電力量（Ｗ／ｈ） Ｙ：無換気中の消費電力量（Ｗ／ｈ） ■＝恒温槽の全内容積（ｃｍ″） Ｄ：恒温槽周囲の空気の密度（ｇ／ｃｍ″）ΔＴ：恒温
槽内外の温度差（”Ｃ） 即ち、ＪＩＳの規格によれば、槽内温度を周囲温度より
８０℃±２℃高い温度に設定し、昇温してから３０分放
置した後、試験槽を密封したときの消費電力量を３０分
以上測定し、次に試験槽が換気状態にあるときの消費電
力量を３０分以上測定して、その消費電力量の差より熱
風恒温槽の換気率を算出する間欠制御である。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このような従来技術により求める換気率は、 （イ）換気率測定作業に時間を要する。

（ロ）換気率の小さい試験においては特に試験結果に大
きなばらつきを生じる。

（ハ）外気温度の変化により換気率が変る。

等の問題点がある。

一般に試験前に換気率の測定を行うが、換気率算出のた
めの消費電力量の測定において、無換気状態で温度上昇
後、熱平衡状態になる迄の時間及び、換気状態で熱平衡
状態を得る迄の時間が、外気温度の変化、電源電圧の変
動により規定以上の時間を要し、Ｙ値、Ｘ値の測定も通
常３回以上の測定をし、平均を算出する必要があり、換
気率算出まで長時間を費やすことになる。

換気率の小さい１０回／時間以下の場合は、消費電力Ｉ
Ｙ値とＸ値との差が小さい値であるため、外気温度の変
化によって試験槽からの放熱が変化したり、電源電圧の
変動により、消費電力量の測定値にばらつきを生じ、不
正確な換気率となる。

しかも、このようにして算出した換気率も試験中におけ
る外気温度が朝、昼、夜によって大きい温度差を生じる
のが普通であり、換気率が変化してしまう。

又外気温度が変化したとき正しい換気率で試験するには
試験を中断して、換気率を算出するための測定作業を最
初から行わなければならない。

もしこの作業をせず試験を続行すると、無換気状態の消
費電力量が最初に測定したままの値で計算することにな
るので不正確なものとなり、換気率が小さい場合は特に
精°度が悪くなる欠点がある。

このため、試験温度に応じて換気率設定が容易にでき、
外気温度の変化による影響を受けず精度の良い換気率が
得られる熱風恒温槽の開発が強く望まれていた。

発明の概要 本発明は上記要望に応えるためになされたものであり、
試験温度に応じて換気率設定が容易にでき、外気温度よ
り高い温度に調節した空気の送入空気量を直接連続的に
調節可能とし、外気温度の変化による影響を受けず、精
度の良い換気率が得られ、換気率測定に要する時間が不
要であり、再現性のある試験結果を得ることのできる換
気率調整熱風恒温槽を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は上記の問題点を解決するために開発されたもの
で、試験槽内空気を外気で換気する熱風恒温槽において
、吸入空気を外気温度より高い一定温度に予熱調節する
前槽２５と、試験温度時の排気量を試験槽ｌ内容積で除
した換気率を予熱温度の空気量に換算した換気率設定機
構５０と、この換気率設定機構５０に設定した換気率に
対応した送入空気量を調節する流量調節弁２４を有する
弁開閉機構１７と、前記弁開閉機構１７を制御する制御
機構５１とからなり、外気温度の影響を受けずに試験温
度に応じた換気率設定を容易としたことを特徴とする。

作用 送風機３１により試験槽ｌに送入する外気は吸入口に設
けた空気浄化フィルター３２により、外気に含まれる汚
染ガスや不純物、試験槽内から排出する空気に含まれる
試験片から気化して出る添加剤、分解物を除去し、清炸
な空気とする。

また、外気温度の影響を受けないように前槽２５により
年間を通じて外気温度より高い温度に予熱調節され、流
量調節弁２４で空気量を調節して試験槽ｌに送入される
。

このように予熱調節された空気量を制御し、換気率を管
理するため、試験温度時の排気量を試験槽内容積で除し
た換気率を予熱温度の空気量に換算した換気率設定機構
５０により換気率を設定し、制御する。

具体的には、換気率の設定は、１時間当りに試験槽ｌか
ら排出される空気量を予熱温度の空気量に換算し、種々
の換気率について、各試験温度における送入空気量を求
めて作成した換気率曲線を目盛とした換気率目盛１３の
試験温度と換気率との交点に換気率設定指標１４を合わ
せ換気率を設定する。

換気率を設定すると摺動抵抗Ｒ１１５の抵抗値が定まり
、ホイートストン・ブリッジ回路３３の電気的平衡状態
を得るため、摺動抵抗Ｒ２２１の摺動接点２２位置を操
作する駆動用可逆モーター１８をサーボアンプ３５によ
って制御する。

前記駆動用可逆モーター１８の軸に固定された歯車２０
と噛合する溝歯１９を備えた駆動軸２３は摺動接点２２
を連結し、ブリッジ回路３３の電気的平衡状態位置で保
持されると、駆動軸２３に連設された流量調節弁２４の
位置が定まり、設定した換気率の予熱温度空気量に換算
された空気を試験槽１に送入することになる。

又、上記の手段の他に、換気率の設定は、換気；１へ設
定器３６に試験時の換気率を設定し、試験温度を試験温
度設定器３７に、前槽温度を前槽温度設定器３８に設定
することにより、空気量計算部３９において自動的にシ
ャルルの法則に従って、送入空気量が算出され、サーボ
アンプ３５に信号が出され、サーボアンプ３５は、駆動
用可逆モーター１８を制御し、弁開閉機構１７の駆動軸
２３を動作させ、流量調節弁２４を算出した送入空気量
を得る位置に調整する。

実施例 本発明の実施の１例を図面にもとづいて具体的に説明す
る。

第１図において、吸気口に設けた空気浄化フィルター３
２を通し、送風機３１で試験槽１に送入する空気を一定
温度に予熱調節する前槽２５を設けられている。

換気率設定機構５０として、試験温度時の換気率に相当
する排出空気量を、予熱温度の空気量にシャルルの法則
に基づいて換算した空気量を目盛った換気率目盛１３を
設け、該換気率目盛１３には、換気率設定指標１４とこ
れに連結された摺動接点１６をもつ摺動抵抗Ｒ１１５が
配設されている。

設定した換気率の空気量に調節する流量調節弁２４を前
槽２５と試験槽１間に設け、流量調節弁２４の開閉操作
を行う駆動用可逆モーター１８と駆動用可逆モーター軸
に固定された歯車２０と噛合する溝歯１９を具備する駆
動軸２３と駆動軸２３に連結された摺動接点２２をもつ
摺動抵抗Ｒ２２１を有する弁開閉機構１７を備えている
。

前記弁開閉機構１７を制御する制御機構５１として、ホ
イートストン・ブリッジ回路３３の一端を形成する摺動
抵抗Ｒ１１５と、他端を形成し電気的平衡状態をつくる
摺動抵抗Ｒ２２１、増幅器３４、サーボアンプ３５より
成る電気制御機構５１を設けたものである。

熱風恒温槽内は加熱ヒーター９．温度調節器ｌＯによっ
て所望の温度に調節され、外部より送風機３１によって
一定量の空気を槽内に送入し、排出して試験槽ｌ内空気
の換気をする構成になっている。

試験槽ｌの中央には、試料を取付けた試料回転枠８があ
り、モーター３により規定速度で回転し、取外し可能な
構造になっている。

試験槽ｌは三重構造で試験室７、循環送風経路６、断熱
部４からなり、試験室７の両側に丸形孔を有する隔壁５
．５′を設け、隔壁５′に対向し循環送風ファン１１が
取り付けられ、モーター１２により回転させることによ
り、試験室ｌ内空気を循環送風経路６に送り、送風機３
１により送入された空気と合流し、途中加熱ヒーター９
において、温度調節器ｌＯの信号に従ってヒーター９を
制御し温度を調節し、他方の隔壁５より再び試験室７に
戻る循環送風を行い、一部は設定された換気率により一
定空気量が槽排気筒２より排出され熱名化試験が行われ
る。

この換気率は試験槽ｌの全内容積を基準とし。

１時間当りの槽内空気の排出量との割合で、その設定は
排出量を一定温度に予熱した送入空気量に換算して目盛
った換気率目盛１３に換気率設定指標１４を合わせて設
定する。　　　′ 換気率目盛１３はシャルルの法則により種々試験温度に
おける送入空気量を次の式を用いて求める。

計算式　　Ｖ　＝　Ｖ　Ｏ（１＋　−ｔ　）ここで　ｖ
　　：ｔ’ｃにおける空気の体積Ｖｏ：Ｏ℃における空
気の体積 ｔ　：温度（摂氏） 次の表に過大空気温度４０℃における換気率毎の空気量
の一例を示す。

試験槽の全内容積は２３６文とする。

求めた値より空気量を横軸に、試験温度を縦軸にし、換
気率との関係を示した換気率目盛１３を第２図に示す、
同図Ａにおいて数字のｌ・・・・・・１０は１時間当り
の換気回数を示す。

換気率設定指標１４はプラスチック、ガラス等の透明性
のものを用い換気率目盛１３の一部を上部より下部迄壇
い、中央部の上下方向に試験温度と換気率曲線の交点に
合わせ設定できるよう指標線１４’を設け、左右方向に
スライドできる。

換気率目盛１３の上側に配設した摺動抵抗Ｒ１１５の摺
動接点１６は、換気率設定指標１４に連結され一体の動
きをし、換気率が設定されると。

摺動抵抗Ｒ１１５の抵抗値は定まり、ホイートストン・
ブリッジ回路３３の電気的平衡状態をつくるため、増幅
器３４よりサーボアンプ３５に信号が出され、サーボア
ンプは駆動用可逆モーター１８を制御し、摺動抵抗Ｒ２
２１の摺動接点２２を連結した弁開閉機構１７の駆動軸
２３を動作させ、電気的平衡状態が得られた位置に止ま
る。

駆動用可逆モーター１８は軸部に歯車２０を固定し、弁
開閉機構１７の駆動軸２３に設けた溝南１９と噛合し、
駆動軸２３を上下することにより、クサビ形状を有する
流量調節弁２４の開閉操作を行う。

上記流量調節弁２４は上部が厚く、下部にいくにつれて
薄くなり、断面が二等辺三角形になるような形状に加工
されている。

駆動用可逆モーター１８の開閉操作により、設定された
換気率の送入空気量を得る位置に調節された流量調節弁
２４を通り、一定温度、例えば４０℃に予熱調節された
空気を試験槽ｌ内に送入する。

試験槽ｌ内に送入する空気は外気に含まれる汚染ガスや
不純物、試験片から気化して由る添加剤、分解物等を物
理吸着剤、強力酸化剤、中和吸収剤、触媒吸収剤の複数
層の空気浄化フィルター３２を通し、清浄な空気とされ
、送風機３１によって吸引し、前槽２５で一定温度に予
熱調節される。

前槽２５は、第３図のように奥行より幾分短かい仕切板
２８により互いちがいに仕切られ、予熱空気出口に至る
経路ができるだけ長くなるようにつくられ、仕切板２８
と仕切板２８との空間にプレヒーター２７を設け、温度
調節器２９の信号に徒って、ヒーター２７を制御し温度
調節して、−定温度の空気量を試験槽ｌに送入すること
により、試験温度に応じた換気率設定を容易とした。

次に第４図にもとづいて、換気率設定機構５０の他の実
施例を説明する。

換気率設定は、換気率設定器３６に試験時の換気率を設
定し、試験温度を試験温度設定器３７に、前槽温度を前
槽温度設定器３Ｂに設定することにより、空気量計算部
３９において、シャルルの法則に従って、自動的に送入
空気量が算出され、サーボアンプ３５に信号が出され、
サーボアンプ３５は、駆動用可逆モーター１８を制御し
、弁開閉機構１７の駆動軸２３を動作させ、流量調節弁
２４を算出した送入空気量を得る位置に調整する。

発明の効果 上述のように本発明によって、試験温度に応じて換気率
設定が容易にでき、外気温度より高い温度に調節した空
気の送入空気量を直接連続的に調節可能であり、外゛気
温度の変化による影響を受けず、精度の良い換気率が得
られ、換気率測定に要する時間が不要であり、再現性の
ある試験結果を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明実施の一例を示すもので、第１図は、本発
明の説明図、第２図は換気率設定機構の説明図、第３図
は前槽の断面図、第４図は換気率設定機構の他の実施例
を示す説明図である。 ｌ・・・・・・試験槽、１７・・・・・・弁開閉機構２
４・・・・・・流量調節弁、２５・・・・・・前槽５０
・・・・・・換気率設定機構、５１・・・・・・制御機
構特許出願人　　　　ス　ガ　試験機株式会社、　”：
ｔ。 代　理　人　　　　弁理士　佐　藤　孝　雄゛、：・・
１°・＋　、’ｌ；、−′ 才３１コ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 試験槽内空気を外気で換気する熱風恒温槽において、吸
   入空気を外気温度より高い一定温度に予熱調節する前槽
   （２５）と、試験温度時の排気量を試験槽（１）内容積
   で除した換気率を予熱温度の空気量に換算した換気率設
   定機構（５０）と、この換気率設定機構（５０）に設定
   した換気率に対応した送入空気量を調節する流量調節弁
   （２４）を有する弁開閉機構（１７）と、前記弁開閉機
   構（１７）を制御する制御機構（５１）とからなり、外
   気温度の影響を受けずに試験温度に応じた換気率設定を
   容易としたことを特徴とする換気率調整熱風恒温槽。