JPH0296633A - 環境装置 - 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、各種製品、その部品、各種材料等の温度変化
に対する特性、耐久性などをテストする、例えば熱衝撃
試験装置の如き冷熱サイクル装置や前記物品等の冷却、
耐寒テストなどをもっばら行う低温器のような環境装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の環境装置においては、物品を収容する槽内に低
温雰囲気を必要とする際、機械式冷凍装置と併用し又は
該冷凍装置とは別に単独で液化窒素、液化二酸化炭素等
の液化冷却ガスを用いる場合がある。

このように液化冷却ガスを用いた場合には、低温雰囲気
提供部、すなわち物品を収容する低温槽及び（又は）核
種に低温気体を供給する低温空調部の圧力が液化冷却ガ
スの気化膨張により陽圧となるので、その圧力を低下さ
せるとともに添加されたガスを外部へ排出するために排
気手段が設けられている。

該排気手段は低温雰囲気提供部に対し設けたケーブル孔
、すなわち計測機器等に接続されるケーブルを通すため
の孔を利用したものや、かかるケーブル孔とは別個に設
けた孔からなるものであり、液化冷却ガスを使用する試
験又は処理の度に、操作者が該孔に予め装着してあった
閉塞用キャップを外して排気を行うものである。

また、外気吸い込み対策として前記孔にスリット付ゴム
製膜を設けてなる簡単な弁を設置したものもある。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら従来の排気手段によると、液化冷却ガスを
使用する度に操作者がキャップを開閉しなければならな
いので、それだけ手間を要する。

また、排気用孔に外気侵入対策が施されていないときに
は、液化冷却ガスの断続使用におけるインターバルの間
に、外気が排気孔を通って前記低温雰囲気提供部へ侵入
し、冷却器等に霜付が発生するという問題がある。

外気侵入対策として前記スリット付きゴム膜が排気孔に
設けられている場合でも、該ゴム膜部分を低温気体がそ
のまま通過するので、該ゴム膜部分に霜付、氷結等が発
生して作動不良を起こし、最悪の場合は排気孔を閉塞し
てしまうという問題がある。場合によっては、該ゴム膜
スリット部分が若干量いたままの状態で凍結するなどし
て、液化冷却ガスの断続使用によるインターバルの間に
、その開いた部分から外気が侵入し、冷却器等に霜付が
発生するという問題もある。

そこで本発明の目的は、低温雰囲気を必要とする際に、
機械式冷凍装置と併用し又は該冷凍装置とは別に単独で
液化冷却ガスが採用される場合において、低温雰囲気提
供部内の圧力上昇を抑制するとともに該部分へ添加され
たガスを外部へ排出するために、該低温雰囲気提供部内
気体を確実に且つ自動的に外部へ排出することができ、
また、液化冷却ガスの断続供給のインターバルの間には
、該雰囲気提供部へ外気が侵入することを確実に且つ自
動的に防止することができる環境装置を提供することを
目的とする。

（課題を解決するための手段〕 本発明は前記目的にしたがい、液化冷却ガスを供給でき
るように構成された低温雰囲気提供部が備えられており
、該低温雰囲気提供部の少なくとも一部に排気通路が接
続されているとともに該通路には外部へ排気を許すが外
部からの気体侵入を禁じる弁部が設けられており、さら
に前記弁部を通過する気体を加熱する手段が備えられて
いることを特徴とする環境装置を提供するものである。

前記環境装置としては、■（低温空調部及び液化冷却ガ
ス源）又は液化冷却ガス源等から低温気体を供給される
物品収容用低温槽が備わっているだけで、高温槽が備わ
っていないもの、■低温槽とは別に高温空調部等から高
温気体を供給される高温槽も備わっているもの、■一つ
の槽が低温空調部等から低温気体を供給される低温槽で
あるとともに高温空調部等から高温気体を供給される高
温槽を兼ねているもの等を挙げることができる。

前記低温雰囲気提供部とは、これらのうちいずれの場合
においても、低温雰囲気に曝される部分、すなわち物品
収容用低温槽、低温空調部等である。

従ってまた、液化冷却ガス供給の態様としては、物品収
容用低温槽、低温空調部又はこれら双方に対するものが
考えられる。

前記低温雰囲気提供部に対する前記排気通路の接続多核
低温雰囲気提供部を構成する低温空調部、物品収容用低
温槽又はこれら双方に対するものが考えられる。

前記加熱手段としては、前記弁部より上流側において前
記排気通路周囲又は該排気通路内に設けられた電気ヒー
タ等のヒータや前記弁部を加熱することができるヒータ
又はこれらの適当な組み合わせ等を考えることができる
が、低温槽とは別に高温雰囲気提供部が設けられている
場合には、前記加熱手段を該高温雰囲気提供部の少なく
とも一部からなるものとし、前記排気通路を前記弁部を
通過する気体が該高温雰囲気提供部の少なくとも一部に
より加熱されるように配置してもよい。

また、低温槽が高温空調部に接続されていて高温槽を兼
ねるときには、該高温空調部を加熱手段とし、前記排気
通路を、前記弁部を通過する気体が該高温空調部によっ
て加熱されるように配置してもよい。

〔作　用］ 本発明環境装置によると、低温雰囲気提供部には別途用
意した液化窒素、液化二酸化炭素等の液化冷却ガスを添
加することができる。低温雰囲気提供部に所定温度の低
温雰囲気を得るために、液化窒素、液化二酸化炭素等の
液化冷却ガスが添加されて該雰囲気提供部の圧力が上昇
すると、前記弁部が自動的に開き、該雰囲気提供部の内
圧が低下するとともに添加されたガスが外部へ排出され
る。

また、液化冷却ガスの断続添加のインターバルの間に低
温雰囲気提供部内が除圧となったときには、前記弁部が
自動的に閉じて外気の該部分への侵入を防止する。

なお、冷却ガス噴射制御弁等の故障により、ガスが噴射
しつづけて低温雰囲気提供部が陽圧状態のときには、前
記弁部が開き続けて排気が続けられる。

低温雰囲気提供部における除霜時に陽圧の高温高湿気体
が発生したときにも前記弁部が開いて排気される。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図及び第２図に概略断面にて示される各実施例は、
各種製品、その部品、材料等の温度変化に対する特性を
調べる熱衝撃試験等に利用される環境試験装置としての
冷熱サイクル装置である。

第１図の環境試験装置は低温雰囲気提供部及び高温雰囲
気提供部を備えており、低温雰囲気提供部は低温空調部
１０及び該空調部から低温気体を供給される低温槽３か
らなり、高温雰囲気提供部は高温空調部２０及び該空調
部から高温気体を供給される高温槽４を備えている。

高温槽４と低温槽３は上下二段に配置されており、全体
は断熱壁６によって囲繞されている。但し図上手前側に
は各種に対し図示しない断熱扉が回動自在に設けられて
いる。

低温空調部１０は下から上へ順次液化冷却ガス導入回路
５、冷却器９１、低温槽加熱器９２及び気体撹拌用ファ
ン装置７を備えており、これら各部の適当な運転により
低温気体が低温槽３内を図上矢印Ａ方向に循環する。

液化冷却ガス導入回路５は図示しない液化冷却ガス源に
接続されており、電磁弁５１の開成によって該冷却ガス
源から冷却ガスを低温槽３内へ導く。高温空調部２０は
下から上へ順次高温槽加熱器８及び気体撹拌用ファン装
置７０を備えており、これらの運転により高温気体が高
温槽４内に循環せしめられる。

低温槽３と高温槽４とはその途中を仕切る断熱壁に設け
られた孔６０を介して互いに連通している。

液孔６０には試料棚装置１２が昇降自在に配置されてお
り、該棚装置１２は図示しない駆動手段により高温槽４
又は低温槽３に配置される。図示の状態では棚装置１２
は高温槽４に配置されており、下端プレート１２２が孔
６０を閉じている。

なお、棚装置１２が低温槽３に配置されるときには上端
プレート１２１が孔６０を閉じる。

低温槽３には排気ダクト２の形態の排気通路が接続され
ている。該排気ダクト２は断熱壁６内を通り、装置上端
に開口している。該開口部２１にはネオプレンゴム製の
片持ち支持板状弁体を備えた逆止弁ｌが設けられている
。前記排気ダクトにはその上部が高温槽によって加熱さ
れるように高温槽に接近して配置されている。

この実施例装置によると、図示しない試料は試料かご１
１に入れられて棚装置１２に納められる。

該試料を高温さらしするときには、図示のように試料棚
装置１２を高温槽４内に配置する。高温さらし前の待機
中及び高温さらしにおいては、加熱器８及び撹拌装置７
０が運転される。

試料を低温さらしするときには、棚装置１２を下降させ
て低温槽３内に配置する。低温さらし前の待機中及び該
低温さらしにおいては冷却器ＩＯ及び撹拌装置７が運転
され、さらに必要に応じ低温槽加熱器９も運転されるが
、−層速やかに所定の低温で低温さらしを開始する必要
があるときなどは、電磁弁５１を開いて冷却ガスを低温
槽３内へ噴出せしめる。低温槽３に冷却ガスが添加され
ると、槽３及び空調部１０内は陽圧となるが、その圧力
が大気圧より高圧の予め定めた圧力以上になると、これ
ら部分の気体は速やかに自動的にその圧力でもって弁１
を開き、装置外へ出る。その場合、槽３内から弁１へ通
過する気体はダクト２の上半部を通過するときに、高温
槽４から熱をうけて昇温したのち弁１から排気されるの
で、弁１に結露や氷結が発生し、これが作動不良をおこ
すというおそれはない。また冷却ガスの断続添加による
インターバルの間に槽３内が陽圧となったときには、装
置外気圧によりただちに弁１は閉じ、外気の槽３及び空
調部１０への侵入は防止される。

また、このように外気侵入が防止されるため、もし外気
侵入があれば大量に発生するであろう冷却器９１等への
霜付も防止される。。

低温さらし時に、冷却ガス導入回路５における電磁弁５
１が故障する等して冷却ガスが必要以上に低温槽３内へ
流入したときも、弁ｌが自動的に開いて排気されるので
、槽３及び空調部ｌＯ内の異常圧力上昇は防がれ、従っ
て試料及び環境試験装置それ自体も安全に保護される。

低温空調部１０おける冷却器９１の除霜時に槽３及び空
調部ＩＯ内が陽圧の高温高温状態になったときも、弁ｌ
は自動的に開き、除霜作業を速やかならしめる。

次に第２図に示す実施例環境試験装置について説明する
。

第２図の装置は、中央部に高温槽と低温槽を兼ねる一つ
の槽３０を備えており、槽３０の上側に高温空調部２０
０を連設するとともに、下側に低温空調部１００を連設
し、全体を断熱壁６０で囲繞したものである。但し、槽
３０は断熱扉３０１によって開閉可能となっている。

高温空調部２００は高温加熱器８０及び高温送風機７０
０を備えている。高温空調部２００と槽３０の間には開
閉自在のダンパ２０１及び２０２が設けられており、槽
３０を高温さらしするときには該ダンパが開かれる（気
流は図上矢印Ｃ方向）。

低温空調部ｌＯＯは冷却器９１０、除霜用加熱器９２０
、蓄冷器９３０及び低温送風機７Ａを備えている。低温
空調部１００と槽３０との間には開閉自在のダンパ１０
１　１０２が設けられており、槽３０を低温さらしする
ときには、該ダンパが開かれる（気流は図上矢印り方向
）。

低温空調部１００には排気通路２０が接続されており、
該通路は断熱壁６０の中を通って、装置上端へ開口して
いる。該通路の上部２ＯＡはここを通る気体が高温空調
部によって加熱されるように、高温空調部２００に近接
して配置されている。

通路２０の上端開口は第１図の装置において採用されて
いる逆止弁１と同じ構造の弁１を備えている。

低温空調部１００にはさらに液化冷却ガス導入回路５０
が接続されており、該回路中の電磁弁５０１を開くと、
図示しない冷却ガス源から冷却ガスを空調部１００、さ
らには槽３０へ導くことができる。

なお槽３０の奥壁には開閉自在の一対のダンパ１３０（
図には手前の一つだけが現れている）が設けられており
、該ダンパ１３０を開いて、槽３０を外気により常温さ
らしできる。

本実施例によれば、図示しない試料は槽３０に配置され
たままの状態で高温さらし、低温さらし又は常温さらし
される。低温さらしにおいては、必要に応じ電磁弁５０
１が開かれ、冷却ガスが導入される。

排気通路２０及び該通路上端開口の弁１の働きは第１図
の装置における排気通路２及び弁１の働きと同様であり
、冷却ガスの供給により低温空調部１００の気圧が大気
圧より高圧の予め定めた圧力以上になると該弁が開き、
高圧気体を外部へ放出する。

低温空調部１００において冷却器９１０等の除霜を行う
ときには、通常はダンパ１０１及び１０２は閉じられる
。

なお、本実施例のように低温空調部１００に液化冷却ガ
ス導入回路５０を接続すると、冷却ガスを直接試料に吹
きかけることがないので、試料が吹き飛ぶ等のおそれが
ない。また、本実施例のように、さらに、排気通路２０
が空調部１００に接続されていると、冷却ガスの噴射制
御が不能となったときにはダンパ１０１，１０２を閉じ
て試料の過冷却というトラブルを防止することができる
。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、他にも
さまざまの態様で実施することができる。

例えば排気通路２０を低温空調部１００にではなく槽３
０に設けてもよい。このように設けると次のような利点
がある。

すなわち、槽３０を低温さらし、常温さらし、高温さら
しと順次さらすと、低温さらしから常温さらしへ移行し
たとき、槽３０内の物品や壁面に結露し、その後の高温
さらしでその結露水が飽和水蒸気となり、その水蒸気圧
力等で槽３０内圧力が上昇することがあるが、そのとき
にも前記弁１が開いてその圧力を外部へ放出する。もし
この場合、槽３０に対しこのような排気通路及び弁がな
ければ、槽３０内の高圧水蒸気がこれより低圧下にある
低温空調部１００ヘダンバ１０１．１０２の隙間等から
侵入し、その結果蒸発器等へ霜付きが発生し、それだけ
低温空調部の除霜（デフロスト）間隔を縮めなければな
らず、またそれだけ装置を効率良く連続運転できなくな
るのであるが、この問題も解決されるのである。

なお、ガス導入回路５０を槽３０に接続したときには、
冷却ガスを試料のある槽へ直接吹くので、冷却の効率が
良いという利点はある。

また、第１図の実施例における排気通路２の上半部は高
温槽４内を通るバイブであってもよく、第２図の実施例
における排気通路２０の上半部は、高温空調部２００内
を通るパイプであってもよい。

また前記弁１はこれに限定されるものではなく本発明の
目的を達成し、効果を奏するものであれば様々のタイプ
の弁を採用することができる。　さらに前記低温空調部
ｌ０１１００を備えず、これに代えて液化冷却ガス導入
回路のみを備える場合も考えられる。

（発明の効果） 本発明によると、次の利点を有する環境装置を提供でき
る効果がある。

■　低温雰囲気を必要とする際に、機械式冷凍装置と併
用し又は該冷凍装置とは別に単独で液化冷却ガスが採用
される場合において、低温雰囲気提供部内の異常圧力上
昇の防止及び該雰囲気提供部へ添加されたガスの外部排
出のために、該雰囲気提供部内気体を確実にかつ自動的
に外部へ排出することができるとともに、液化冷却ガス
の断続供給のインターバルの間には、前記雰囲気提供部
内へ外気が侵入することを確実にかつ自動的に防止する
ことができ、それだけ冷却器等への霜付きを減少させる
ことができる、 ■　液化冷却ガス導入回路が備わっている場合において
、該回路の開閉弁が故障する等して冷却ガスが必要以上
に該雰囲気提供部内へ流入したときも、そこの気体が自
動的に排気され、そこの異常圧力上昇が防止され、従っ
て試料及び環境装置それ自体も安全に保護される、 ■　除霜時に低温雰囲気提供部内が陽圧になったときも
、該雰囲気提供部内の高温高湿の気体が自動的に排気さ
れ、それだけ除霜作業を速やかに行うことができる、 ■　前記低温雰囲気提供部内から排出される低温気体を
温める加熱手段として、高温雰囲気提供部（高温槽、高
温空調部等）があるときにこれを利用するときには、別
個の加熱手段を必要としないのでそれだけ環境装置全体
が安価に提供されるとともに、エネルギーの節約になる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略断面図、第２図は本発
明の他の実施例の概略断面図である。 ３・・・低温槽、 ４・・・高温槽、 ３０・・・低温槽及び高温槽を兼ねる槽、２．２０・・
・排気通路、 １・・・弁、 １０．１００・・・低温空調部、 ２０．２００・・・高温空調部。 ５．５０・・・液化冷却ガス導入回路。 出　願　人　タバイエスペック株式会社ｂ・・・故化ｎ
ｆｉ１１ガス導入回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）液化冷却ガスを供給できるように構成された低温
   雰囲気提供部が備えられており、該低温雰囲気提供部の
   少なくとも一部に排気通路が接続されているとともに該
   通路には外部へ排気を許すが外部からの気体侵入を禁じ
   る弁部が設けられており、さらに前記弁部を通過する気
   体を加熱する手段が備えられていることを特徴とする環
   境装置。
2. （２）前記低温雰囲気提供部とは別に、高温雰囲気提供
   部が設けられており、前記加熱手段が該高温雰囲気提供
   部の少なくとも一部からなっており、前記排気通路は前
   記弁部を通過する気体が該高温雰囲気提供部の少なくと
   も一部により加熱されるように配置されている請求項１
   記載の環境装置。
3. （３）前記低温雰囲気提供部が物品を収容する低温槽を
   備えており、該槽はさらに高温空調部に接続されていて
   高温槽を兼ねており、前記加熱手段が該高温空調部であ
   り、前記排気通路は前記弁部を通過する気体が該高温空
   調部により加熱されるように配置されている請求項１記
   載の装置。