JPH0424447A - 恒温恒湿装置 - 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］ この発明は、恒温恒湿装置にかかわり、とくに、製品の
環境試験のように、湿度および温度の設定条件がひろい
試験をおこなうのに好適な恒温恒湿装置に関している。

［従来の技術］ 恒温恒湿装置は、一般に、断熱材で囲まれた空間領域を
もつ恒温恒湿室と、冷媒蒸気を発生する蒸発器と、冷媒
蒸気を圧縮し、高圧の加熱蒸気にさせる圧縮機と、加熱
蒸気を液体にさせる凝縮器と、この高圧の液体を減圧し
、低温低圧の冷媒蒸気にさせる膨張弁と、蒸発器によっ
て冷却された空気にたいする加熱器および加湿器と、こ
れらによって調温調湿された空気を空間領域内に供給す
る送風機とを具備している。

このような恒温恒湿装置における除霜は、たとえば特開
昭６１−２２５５２号公報に開示されているように、圧
縮機から凝縮器へながれる加熱蒸気となった冷媒の一部
を取り出し、この蒸気を電磁弁を経由して蒸発器に送り
込み、蒸発器に蓄積された霜や氷を融解する、いわゆる
、ホ・ソトガス除霜方式によってなされている。

［発明が解決しようとする課題］ 恒温恒湿装置は、コンピュータ、精密機械なとの環境試
験などをおこなうため、試験目的に応じて、たとえば、
温度−３０°Ｃないし８０°Ｃ１湿度が２０％ないし９
５％にわたる、さまざま温度と湿度との組み合せを設定
することができるだけでなく、試験中に設定条件を確実
に維持することを要求される。が、設定した湿度かたか
くなると、蒸発器などにおける着霜量が多くなり、さら
に梅雨時のように、湿度のみならす温度もたかい条件で
は、これがかなり増大する。

従来のホットガス除霜方式は、通常の冷凍サイクルにお
いて蒸発器内にみちびかれる加熱蒸気か少量であり、蓄
積した霜を融解するのに必要な熱量がすくないため、着
霜量がおおきくなると、除霜に長い時間を必要とし、試
験室内の温度および湿度に乱れが生じて、信頼性のだか
い環境試験をおこなうことができない。

本発明の目的は、信頼性のたかい環境試験をおこなうこ
とができる、改良された恒温恒湿装置を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の恒温恒湿装置は、上記目的を達成するために、
冷凍機が、圧縮機の吐出口を凝縮器にかつ圧縮機の吸入
口を蒸発器に接続する第一の位置および圧縮機の吸入口
を凝縮器にかつ圧縮機の吐出口を蒸発器に接続する第二
の位置をもつ切換手段と、凝縮器の冷却水路にある制水
弁をバイパスする手段とを具備させられている。

［作用コ 冷却サイクルのときに、切換手段は第一の位置にされる
。蒸発から発生する冷媒蒸気は、圧縮機において圧縮さ
れ、凝縮器で冷却され高圧の液体になり、高圧液体は膨
張弁において減圧され、温度が下がり、この低圧低温の
冷媒が蒸発器で蒸発させることによって、前記密閉空間
を冷却する。

送風機がこの蒸発熱がうばわれた空気を密閉空間内を循
環させるとともに、加熱器および加湿器か所要の温度お
よび湿度に調温調湿する。

除霜は、切換手段を第二の位置にさせることによって、
圧縮機からの高圧の加熱蒸気が蒸発器にはいり、冷却サ
イクルにおいて蓄積していた霜および氷を融解して液体
となり、この高圧液体が膨張弁によって減圧され、低圧
低温になった冷媒が凝縮器にて蒸発し、低圧の蒸気とな
って圧縮機にもとることによってなされる。このため、
作業か短時間でおこなわれ、密閉空間の温度の乱れが少
ない。

除霜サイクルにおいて、凝縮器にたいする冷却水は、制
水弁が除霜中に閉じても、バイパス手段によって凝縮器
から排水される。これによって、凝縮器温度が除霜サイ
クル中に水の凝固点よりもだかく維持されるため、凝縮
器の凍結が阻止される。

本発明において、冷凍機が凝縮器の凍結温度に関連する
温度のときに電気信号を出力する検出手段を具備し、バ
イパス手段かこの検出手段からの信号によって制水弁を
バイパスして冷却水を凝縮器にながすようにさせること
かでき、そうすることによって、冷却サイクルおよび除
霜サイクルのみならす、冷凍機が停止したときにも、冷
却水の凍結を防止することができる。

［実施例コ 本発明の恒温恒温装置の実施例は、以下に、第１図ない
し第５図とともに説明する。

この恒温恒湿装置は、たとえばエレクトロニクス製品の
環境試験をおこなうためのもので、第１図に示すように
、試験室１１と、圧縮機１２、凝縮器１３、送風機１４
、蒸発器１５、加熱器１６、加湿器１７を含む冷凍機と
を具備している。

試験室１１は、内壁１８によって密閉空間１９を形成し
、内壁の外側にスペースを形成して外壁２０を配置し、
内外壁のあいだに断熱材２１を装填した構造のものから
なってる。図示されていないが、密閉空間１９の内部に
試験物を搬入するための扉が室１１を構成する壁のひと
つに設けられている。

試験室の内部には空調機２２が組み込まれている。空調
機には、冷凍機における送風機１４および蒸発器１５と
ともに、加熱器１６および加湿器１７が組み込まれてい
る。送風機１４は、蒸発器１５によって冷却された空気
が矢印で示すような循環をなすように、空調機２２に組
み込まれている。加熱器１６および加湿器１７は、この
循環空気の流れにそって配置され、所要の温度および湿
度に循環空気を調温調湿している。

圧縮機１２、凝縮器１３は、膨張弁や液分離器などの機
器といっしょに、試験室の外部に設置された機械室２３
に配置されているとともに、空調機２２にある機器に配
管によって接続されている。

第２図はこの恒温恒湿装置における冷凍機の全体構成を
示している。

第２図おいて、膨張弁は符号２３、液分離器は２４によ
って示され、２５は切換弁、２６は制水弁、２７はバイ
パス弁をそれぞれ示している。

圧縮機１２は、吐出口が切換弁２５に接続され、吸入口
が液分離器２４を介在して切換弁２５に接続されている
。凝縮器１３は冷媒出入口の一方を膨張弁２３を介在し
て蒸発器１５の出入口の一方に接続され、他方を切換弁
２５に接続されている。

蒸発器１５は出入口の他方を切換弁２５に接続されてい
る。

切換弁２５は、たとえば四方向切換弁からなっていて、
弁体が第一の位置にあるときに、圧縮機１２の吐出口と
凝縮器１３における冷媒出入り口の一方とを、蒸発器１
５における冷媒出入口の一方と液分離器２４あるいは圧
縮機１２の吸入口とを接続し、弁体が第二の位置にある
ときに、圧縮機１２の吐出口と蒸発器１５における冷媒
出入口の他方とを、圧縮機１２の吸入口あるいは液分離
器２４と凝縮器１３の冷媒出入口の一方とを接続するこ
とができるようにさせている。膨張弁２３は、電子膨張
弁からなっていて、冷媒の流れ方向を切換弁２５によっ
てかえたときにも、冷媒の循環をおこなうことができる
ようにさせている。

また、凝縮器１３は、水冷形式のものからなっていて、
冷却水出入口の一方が図示を省略された水ポンプの吐出
口に、他方か制水弁２６を介在して冷却槽に接続されて
いる。バイパス弁２７は電磁弁からなっていて、配管２
８によって、制水弁の前後に接続されている。

この恒温恒温装置において、冷却サイクルの運転は、四
方切換弁２５の弁体を第一の位置にさせ、電子膨張弁２
３を所定の開度に設定し、バイパス弁２７を閉じること
によっておこなわれる。

圧縮機１２から吐出された高圧の加熱蒸気からなる冷媒
は、第２図において実線矢印で示すように、四方向切換
弁２５をとおり、配管２８を経由して、水冷凝縮器１３
に送り込まれ、凝縮器１３において冷却水によって熱を
うばわれかつ凝縮させられる。凝縮器をでた高圧液体か
らなる冷媒は電子膨張弁２３において減圧され、蒸発器
１５におくられる。膨張弁からの低圧低温の冷媒は、試
験室内に設置された蒸発器１５において熱交換されかつ
蒸発して低圧蒸発となり、配管２９、四方切換弁２５お
よび離型２４をとおって圧縮機１２へもとる。

他方、試験室１４の密閉空間１９にある空気は、送風機
１４によって、蒸発器１５、加熱器１６および加湿器１
７をとおって密閉空間内を循環させられている。冷凍機
が作動すると、この循環空気は、蒸発器１５にて冷却か
つ減湿されるとともに、加熱器１６および加湿器１７に
て調温かつ調湿され、密閉空間１９の湿度および温度を
一定に維持させることができる。

除霜サイクルの運転は、切換弁２５の弁体を第二の位置
にさせ、電子膨張弁２３の開度を変更し、制水弁２６お
よびバイパス弁２７を開くことによっておこなうことか
できる。

圧縮機１２から吐出された冷媒は、第２図に破線矢印で
示すように、四方向切換弁２５および配管２９をとおり
、蒸発器１５に送り込まれ、蒸発器１５に蓄積している
霜および氷と熱交換して凝縮される。凝縮器１３に付着
している霜および氷は、冷媒が排熱した熱量によって融
解するため、除霜をおこなうことができる。凝縮した冷
媒は、膨張弁２３においてあらたに設定された開度でも
って減圧され、冷却サイクルのときに凝縮器として機能
した凝縮器１３にて冷却水と熱交換させられ、吸熱する
ことによって蒸発して、配管２８、切換弁２５、液分離
器２４をとおって圧縮機にもどされる。このときに、圧
縮機１２の吐出圧力が低下し、制水弁２６が閉じても、
バイパス弁２７が開いているので、凝縮器１３にたいす
る冷却水の供給が維持され、凍結による凝縮器１３の損
傷を防ぐことができる。

本発明による恒温恒湿装置では、このように、凝縮器の
排熱のすべてを蒸発器１５の除霜に利用して、蒸発器１
５に蓄積した霜および氷を融解させているので、除霜時
間の短縮をはかれ、しかも、凝縮器１３に冷却水をたえ
ず供給しておくことができるので、圧縮機１２を停止さ
せることなしに、凝縮器１３における冷却水凍結を防止
することができる。

本発明による恒温恒湿装置において、温度検出手段を凝
縮器１３に組み込んで、凝縮器の温度に関連してバイパ
ス弁２７を開閉するようにさせることによって、常時、
凝縮器冷却水の凍結による凝縮器の損傷を防ぐことがで
きる。

第３図はそのような恒温恒湿装置を示している。

温度検出手段はサーモスタット３１を含んでいる。

サーモスタットはそれ自体公知のもので、冷却サイクル
において、凝縮器１３の温度が凝縮器を凍結する温度に
関連する温度なったときに、バイパス弁２７をひらくよ
うに、バイパス弁とともに適当する電気的制御回路に接
続されている。

冷凍サイクルおよび除霜サイクルの運転は前述の実施例
と同様にしておこなうことができる。が、冷凍サイクル
において、凝縮器１３が凍結すると、いいかえれば、凝
縮器１３の温度が凝縮器が凍結する温度に関連する温度
になると、サーモスタット３１が信号を出力し、バイパ
ス弁２７がこの信号によってひらき、冷却水が凝縮器１
３に供給され、凝縮器水温が凍結温度に低下しても、こ
の冷却水によって凍結を阻止することができる。このた
め、冷凍機が停止しても、凍結による凝縮器の損傷を防
ぐことができる。

これらの恒温恒湿装置において、膨張弁は電子膨張弁か
らなっていて、冷却サイクルと除霜サイクルとの各々に
たいする適正開度をひとつの減圧手段によっておこなう
ことができ、しかも、開度を任意に設定することができ
るため、たとえば高温域において開度を調整し、冷却能
力をすくなくすることによって、電力消費をすくなくさ
せることかできるようにさせている。が、本発明は電子
膨張弁のみに限定されない。同様な機能をはだす他の構
成を採用することができる。第４図はそのような膨張弁
を具備する恒温恒湿装置を示している。

膨張弁２３は温度膨張弁からなっている。この温度膨張
弁の出入口には逆止め弁３２が接続されている。さらに
、膨張弁２３と凝縮器１３とのあいだにも、逆止め弁３
３が接続されているとともに、キャピラリチューブ３４
がこの逆止め弁３３の出入口に接続されている。これら
の逆止め弁のうち、逆止め弁３２は蒸発器１６から凝縮
器１３への冷媒の流れを許容するものからなっており、
逆止め弁３３は凝縮器１３から蒸発器１６への冷媒の流
れを許容するものからなっている。

このような膨張弁をもつ恒温恒湿装置は、冷却サイクル
において、凝縮器１３において凝縮された冷媒は、逆止
め弁３３をとおり、膨張弁２３にて低温低圧になり、蒸
発器１６にて熱交換され、圧縮機に吸入され、ふたたび
凝縮器１３にみちびかれる。試験室の空気は、送風機に
よって循環され、蒸発器において冷却かつ除湿されると
ともに、加熱器および加湿器において調温かつ調湿され
、密閉空間の温度および湿度を一定に維持させることが
できる。また、除霜サイクルにおいて、圧縮機１２から
の冷媒は、四方向切換弁２３によって流れ方向をかえら
れて蒸発器１６に送り込まれ、蒸発器にて熱交換され液
冷媒となったあと、逆止め弁３２をとおり、キャピラリ
チューブ３４にて減圧され凝縮器１３にはいり、凝縮器
にて熱交換されかつ蒸発して低圧蒸発となり、蒸発器１
３に付着した霜や氷を融解させることかできる。

また、これらの恒温恒温装置において、凝縮器１３の機
能と蒸発器１５のそれとを入れ替えるための切換弁２５
も、たとえば第５図に示すように、他の形態のものを採
用することができる。これにおいて、切換弁は四個の電
磁弁から構成されている。電磁弁３５．３６はシリーズ
に、電磁弁３７．３８はシリーズに接続されている。凝
縮器１３は電磁弁３８．３５に、蒸発器１６は電磁弁３
７．３６に、液分離器２４の入口は電磁弁３７と３８と
のあいだに、圧縮機１２の吐出口は電磁弁３５と３６の
あいだにそれぞれ接続されている。

冷却サイクルの運転は電磁弁３６．３８のみがとじた状
態でおこなわれる。圧縮機１２からの冷媒は、電磁弁３
５をとおって凝縮器１３にみちびかれ、ここで凝縮され
、それから逆止め弁３３および膨張弁２３をとって蒸発
器１５に送り込まれ、蒸発器１５にて熱交換されたあと
、電磁弁３７をとおって液分離器２４にながれ、圧縮機
１２に帰還する。試験室の循環空気は、蒸発器において
冷却かつ除湿されるとともに、加熱器および加湿器にお
いて調温かつ調湿され、密閉空間の温度および湿度か一
定に維持される。除霜サイクル運転は電磁弁３５．３７
をとじた状態にておこなわれる。

圧縮機１２からの冷媒は、電磁弁３６をとおり蒸発器１
５に送り込まれ、ここで凝縮されたあと、逆止め弁３２
およびキャピラリチューブ３４をとおって凝縮器１３に
みちびかれ、凝縮器１３にてこれに付着した霜や氷を溶
解し、電磁弁３８および液分離器２４をとおって圧縮機
１２に帰還する。

［発明の効果］ 本発明の恒温恒温装置は、以上述べたように、請求項１
にしたがえば、除霜を短時間でもっておこなわせて、試
験物などをいれる密閉空間の温度の乱れを少なくしてい
るので、信頼性のたかい環境試験をおこなうことができ
、しかも、制水弁か除霜中に閉じても、バイパス手段に
よって凝縮器にたいする冷却水の供給を確保して、冷却
水温度を凝固点よりもたかく維持することができるので
、冷却水の凍結による凝縮器の損傷を防ぐことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の恒温恒湿装置の一実施例の全体構成を
示す説明図、第２図は冷凍機の構成を示す説明図、第３
図は本発明の恒温恒湿装置の他の実施例における冷凍機
の構成を示す説明図である。 第４図は本発明の恒温恒湿装置のさらに他の実施例にお
ける冷凍機の構成を示す説明図、第５図は本発明の恒温
恒湿装置のさらにまた実施例における冷凍機の構成を示
す説明図である。 １１・・恒温恒湿室、１２・・・圧縮機、１３・・・凝
縮器、１４・・・送風機、１５・・・蒸発器、１６　・
加熱器、１７・・・加湿器、１９・・・密閉空間、２３
・・・膨張弁、２５・・・切換手段、２６・・・制水弁
、２７・・バイパス手段、３１・・検出手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、断熱材で囲まれた密閉可能な空間をもつ部屋と、圧
   縮機、水冷式凝縮器、膨張弁および蒸発器を含み、蒸発
   器を送風機、加熱器および加湿器とともに前記密閉空間
   に配置された冷凍機とを具備している恒温恒湿装置にお
   いて、冷凍機が、圧縮機の吐出口を凝縮器にかつ圧縮機
   の吸入口を蒸発器に接続する第一の位置および圧縮機の
   吸入口を凝縮器にかつ圧縮機の吐出口を蒸発器に接続す
   る第二の位置をもつ切換手段と、凝縮器の冷却水路にあ
   る制水弁をバイパスする手段とを具備していることを特
   徴としている恒温恒湿装置。 ２、冷凍機が、凝縮器の凍結温度に関連する温度のとき
   に、電気信号を出力する検出手段を含んでいる特許請求
   の範囲第１項に記載の恒温恒湿装置。