JPH0420748A - 温度降下制御装置 - 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、各種電気、電子機器、その部品、各種材料等
番ごつき、それらを一定の温度または（温度および湿度
）環境下にさらして、該環境下での特性を調べ、あるい
はそれらを一定の温度または（温度および湿度）環境に
さらして不良品をあらい出すスクリーニング等を行うた
めの環境試験装置等を目標温度まで降下させるための温
度降下制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来、前述した環境試験装置を例にとると、該装置にお
ける試験槽内の温度降下制御は、温度降下勾配を短縮さ
せるため、次の二つの方法のいずれかで行われている。

■　冷凍機を２台準備し、当初は冷凍能力の太きい冷凍
機で予め定めた槽内温度まで降下させ、次いで目標温度
まで降下させ得る２台目の冷凍機を切り替え使用する。

■　冷凍機は１台とし、その冷凍回路中に、例えば第４
図に示すように、複数（第４図の例では２種）のキャピ
ラリーチューフ゛ＣＴ菖、ＣＴ２を設け、当初はＣＴ、
　、ＣＴ、の双方を使用し、槽内温度が予め定めた値に
なると、弁ＳＶを閉じ、目標温度まで降下させ得るチュ
ーブＣＴ。

のみを使用する。なお、第４図において、Ｃｍは圧縮機
、Ｃｎは凝縮器、Ｅは蒸発器である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、冷凍器を２台使用する方法は、コスト高となり
、また、全体の重量が増し、容積も増加するので装置を
コンパクト化できないという問題がある。

キャピラリーチューブを切り替える方式には、次の問題
がある。

弁ＳＶを開いてキャピラリーチューブＣＴ、、ＣＴ！双
方を使用したときの温度降下曲線は、例えば、第５図に
示すように、周囲温度が高いときは実線で示す曲線とな
り、周囲温度が低いときは破線で示す曲線となる。温度
がある程度隣下し、次に弁Ｓ■を閉じ、キャピラリーチ
ューブＣＴ。

のみを使用したときの温度降下曲線は、例えば第６図に
示すように、周囲温度が高いときは実線で示す曲線とな
り、周囲温度が低いときは破線で示す曲線となる。

弁ＳＶの開閉時点は、温度降下を迅速に行うためには、
周囲温度が高いときを考慮しなければならないので、今
、−２０°Ｃを弁Ｓ■閉成時点とすると、全体の温度降
下曲線は、第５図と第６図を合成して、周囲温度が高い
ときには、第７図に示す曲線となり、周囲温度が低いと
きは、第８図に示す曲線となる。

しかし、周囲温度が高いとき、槽内試料の熱容量等によ
り、キャピラリーチューブＣＴ、、ＣＴ。

の双方使用によって槽内温度が一２０°Ｃ以下に到達し
得ないときには、弁Ｓｖが開かれたまとなり、目標温度
まで降下できないという問題がある。確実にキャピラリ
ーチューブ切替を行うために、切替温度を一１５°Ｃに
したとすると、次に述べる周囲温度が低い場合と同じ問
題が生じる。

周囲温度が低いときには、第８図に一点鎖線で示すよう
に、−２０°Ｃに到達しても、なおキャピラリーチュー
ブＣＴ、　、ＣＴ、の双方を使用した方が温度降下勾配
は大きいのに、弁Ｓ■を閉してしまうので、温度降下時
間短縮のうえで損になる。

そこで本発明は、温度を降下させようとする空間の温度
を、１台の冷凍機で、しかも、従来の冷凍機１台による
温度降下制御に比べて、温度降下時間を一層短縮して降
下させ得る安価な温度降下制御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〕

本発明は前記目的を達成するため、温度降下させようと
する空間に付設され、冷凍回路中に複数個の選択切替使
用可能の膨脹機構を有する冷凍機と、前記空間温度を検
出する手段と、前記温度検出手段により検出される空間
温度に基づいて前記膨脹機構を選択切り替えする膨脹機
構切替手段とを備え、前記膨脹機構切替手段は、前記空
間の温度膝下初期には予め定めた膨脹機構を開き、温度
降下途中において該空間が予め定めた温度に到達し、且
つ、温度降下勾配が予め定めた値に到達する毎に、該勾
配より大きい勾配で温度降下させる膨脹機構に切り替え
るように構成されていることを特徴とする温度降下制御
装置を提供するものである。

前記温度降下途中における予め定めた温度および温度降
下勾配は一組だけでもよいが、２組以上定めておいても
よい。

また、膨脹機構には、キャピラリーチューブ、膨張弁、
電子膨脂弁等を使用できる。

圧縮機への液がえりを確実に防止するため、前記膨脹機
構切替手段を、前記空間が前記予め定めた温度よりさら
に低い、しかし未だ圧縮機への液がえりの恐れのない予
め定めた温度に到達すると、そのときの温度降下勾配に
拘らず、前記空間を目標温度まで降下させ得る膨脹機構
に切り替えるように構成してもよい。

〔作　用〕

本発明装置によると、温度降下初期には予め定めた膨脹
機構が使用され、温度降下勾配において、空間温度が予
め定めた温度まで低下し、且つ、予め定めた緩やかな温
度降下勾配に到達する毎に、該勾配より大きい勾配で温
度降下させる膨脹機構が切替使用され、最終的に目標温
度に到達する。

圧縮機への液がえりを防止するための温度が定められて
いるときには、その温度に到達すると、そのときの温度
降下勾配に拘らず、前記空間を目標温度まで降下させ得
る膨脹機構が切替使用される。

〔実　施　例〕

次に本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は環境試験装置を示しており、これに本発明の一
実施例である温度降下制御装置２が含まれている。

環境試験装置１はその内部が奥に配置した縦板１１１と
該縦板下端から手前へ延びる横板１１２とからなる仕切
壁１１によって試験槽１２と空調室１３に分けられてい
る。

試験槽１２はその開口が扉１４によって開閉される。

空調室１３内には横板１１２の下方に蒸発器２３が、そ
の奥に加熱器１５がその上方に空気循環用ファン１６が
配置されている。空調室１３内で温度を調整された空気
はファン１６の回転によって空調室出口１７から試験槽
１２へ吐出され、蒸発器２３前方の空調室人口１８から
再び空調室１３内へ戻るように循環する。

温度降下制御装置２は冷凍機２０、試験槽１２内に配置
された温度センサ２７および制御部２８から構成されて
いる。

冷凍機２０は、圧縮機２１と圧縮機の吐出側に配管接続
された凝縮器２２と、圧縮機の吸入側に配管接続された
前記蒸発器２３と、凝縮器２２および蒸発器２３の間に
並列に配管接続されたキャピラリーチューブ２４．２５
と、キャピラリーチューブ２５に直列接続された開閉電
磁弁２６とを備えている。

圧縮機２１は制御部２８の指示に基づいて運転され、電
磁弁２６も制御部２８の指示に基づいて開閉される。

温度センサ２７の出力は制御部２８へ入力される。

制？ＬＪ３２８はマイクロコンピュータを主体とするも
ので、試験槽１２の温度降下初期においては電磁弁２６
をオンして開き、キャピラリーチューブ２４．２５の双
方を使用できるようにし、センサ２７にて検出される試
験槽１２内温度が予め定めた第１の温度Ｔ、以下になり
、かつ、試験槽内温度時下勾配ａが予め定めた値Ａに到
達すると電磁弁２６をオフして閉じ、キャピラリーチュ
ーブ２４のみを使用できるようにし、また、センサ２７
によって検出される試験槽１２内温度が前記温度Ｔ１よ
りさらに低い予め定めた第２の温度Ｔ２に到達すると、
そのときの温度降下勾配ａに拘らず、直ちに電磁弁２６
をオフして閉じ、キャピラリーチューブ２４のみを使用
するように制御するものである。なお、温度Ｔ　＋　、
Ｔ’ｚおよび目標温度Ｔ０は予め、または図示しない操
作パネルから制御部２８に設定される。

前記温度Ｔ、は試験槽１２内に収容される試料の数が多
く、試料全体の熱容量が大きいとか、試料の数は少ない
が個々の試料の熱容量が大きいとか、周囲温度が高い場
合でも、キャピラリーチューブ２４．２５の双方を使用
して通過降下できる温度であり、換言すれば、キャピラ
リーチューブ２４．２５は槽内温度Ｔ≦Ｔ、となり得る
ように、長さおよび径が選択されている。

また第２の温度Ｔ２は、周囲温度が低いときに、キャピ
ラリーチューブ２４．２５で試験槽内をあまり低い温度
まで下げすぎると、圧縮機２１への液がえりを起こし、
冷凍機の故障につながるおそれがあるから、このよう液
かえり発注のおそれが無い範囲で決定される。なお、通
常、液がえりを起こす直前には温度降下勾配が非常に小
さくなるので、そのような観点からして液がえりのおそ
れが無い範囲で装置を使用する場合には、かかる第２の
温度Ｔ２の設定は必要ではない。

以上説明した温度降下制御装置２によると、試験槽１２
内の温度は第２図に示す曲線を描いて速やかに目標温度
まで降下する。

すなわち、圧縮機２１の運転開始当初は、弁２６はオン
されて開かれ、キャピラリーチューブ２４．２５の双方
が使用される。これによって試験槽１２内は第２図に示
す温度降下曲線■に沿って速やかに降下する。試験槽１
２内の温度が第１の温度Ｔ、以下となり、且つ、温度降
下勾配ａが値Ａに到達するＦ点に達すると、ここで弁２
６がオフされて閉じ、以後はキャピラリーチューブ２５
のみが使用され、温度降下曲線■に沿って目標温度Ｔ０
まで温度降下する。

なお、第２図において破線は当初からキャピラリーチュ
ーブ２５のみを使用した場合の温度降下曲線を示してお
り、これと比較して分がるように温度降下曲線■、■に
よる温度降下では、破線の温度降下に比べて時間がΔｔ
だけ短縮されていることが分かる。

なお、槽内温度が温度Ｔ２に到達したにも拘らず、まだ
温度降下勾配ａが値Ａに到達していないときには、圧縮
機１１への液がえりを確実に防止するために、この時点
で弁２６が閉じられ、以後キャピラリーチューブ２５の
みが使用される。

次に制御部２８の動作を第３図に示すフローチャートに
基づいて説明する。

まず、ステップＳｌにおいて弁２６をオンして開くとと
もにステップＳ２で圧縮機２１をオンして運転開始する
。その後ステップＳ３において槽内温度Ｔが温度Ｔ、以
下になるのを待って次にステップＳ４で槽内温度Ｔが温
度Ｔ２以下が否かを判断し、未だＴ２に到達していない
場合はステップＳ５で温度降下勾配ａが値Ａ以下か否か
を判断し、勾配ａが値Ａに達しない間は再びステップＳ
４へ戻り、次いでステップＳ５で同じ判断を行う。

ステップＳ５で勾配ａが値Ａ以下に到達したと判断する
とステップＳ６で弁２６をオフして閉じ、以後キャピラ
リーチューブ２５のみを使用する。

また、ステップＳ４で槽内温度Ｔが温度Ｔ２以下になっ
たと判断すると、そのときの勾配ａに拘らず直ちにステ
ップＳ６で弁２６を閉じる。ステップＳ６で弁２Ｇを閉
したのちは槽内温度Ｔが目標温度Ｔ０以下になるように
圧縮機運転を続け、目標温度Ｔ０以下になったあとはス
テップｓ８で試験装置を停止するか、すなわち圧縮機運
転を停止するか否かを判断し、まだ圧縮機を停止しない
場合にはその運転は続け、圧縮機を停止する場合にはス
テップＳ９で圧縮機をオフして終了する。

〔発明の効果〕

本発明によると、温度を降下させようとする空間の温度
を、１台の冷凍機で、しかも、従来の冷凍機１台による
温度降下制御に比べて、温度降下時間を一層短縮して降
下させ得る安価な温度降下制御装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を含む環境試験装置例の概略
構成図、第２図は第１図に示す温度降下制御装置による
温度降下曲線を示す図、第３図は温度降下制御装置にお
ける制御部の動作を示すフローチャートである。第４図
は従来例の説明図、第５図は第４図に示す二つのキャピ
ラリーチューブを同時に使用した場合の温度降下曲線を
示すグラフ、第６図は第４図に示すキャピラリーチュー
ブのうち、目標温度まで降下させるためのキャピラリー
チューブによる温度降下曲線を示すグラフ、第７図は第
４図の従来例においてキャピラリーチューブを切り替え
使用する場合で、周囲温度が高い場合の温度降下曲線を
示すグラフ、第８図は第４図の従来例において、キャピ
ラリーチューブを切り替え使用する場合で、周囲温度が
低い場合の温度降下曲線を示すグラフである。 ■・・・環境試験装置 １２・・・試験槽 ２・・・温度降下制御装置 ２０・・・冷凍機 ２４．２５・・・キャピラリーチューブ２６・・・開閉
電磁弁 ２６・・・温度センサ ２８・・・制御部 −−Ｎ　Ｃｓ １［！ＩＩ鄭Ｈ ミ　ｉ−ｐ　増電シ１ 寸■トω ４代代代へ 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）温度降下させようとする空間に付設され、冷凍回
   路中に複数個の選択切替使用可能の膨脹機構を有する冷
   凍機と、前記空間温度を検出する手段と、前記温度検出
   手段により検出される空間温度に基づいて前記膨脹機構
   を選択切り替えする膨脹機構切替手段とを備え、前記膨
   脹機構切替手段は、前記空間の温度降下初期には予め定
   めた膨脹機構を開き、温度降下途中において該空間が予
   め定めた温度に到達し、且つ、温度降下勾配が予め定め
   た値に到達する毎に、該勾配より大きい勾配で温度降下
   させる膨脹機構に切り替えるように構成されていること
   を特徴とする湿度降下制御装置。
2. （２）前記膨脹機構切替手段は、前記空間が前記予め定
   めた温度よりさらに低い、しかし未だ圧縮機への液がえ
   りの恐れのない予め定めた温度に到達すると、そのとき
   の温度降下勾配に拘らず、前記空間を目標温度まで降下
   させ得る膨脹機構に切り替えるように構成されている請
   求項１記載の温度降下制御装置。