JPH08219630A - 恒温槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械的強度を有し、かつ高温度下での試験を
可能とする。 【構成】 全体を符号１で示す恒温槽は、外箱２と外箱
２に収納された恒温室４を形成する内箱３とを備えてい
る。外箱２と内箱３との間にはすき間７が設けられ、外
箱２の上下面に排出孔２１と吸入孔２３とが設けられて
いる。外箱２の壁は機械的強度の高い断熱材で形成さ
れ、内箱３の壁は耐熱性の高い断熱材で形成されてい
る。すき間７は、すき間７が所定の温度以上に達すると
吸入孔２３から吸入され排出孔２１から排出される外気
の流路を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は恒温室内を所定の温度に
制御し、恒温室内に保持した被試験物の温度特性等を試
験する恒温槽に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の恒温槽の構成を示す断面図
である。同図に基づいてこれを説明すると、全体を符号
６０で示す恒温槽には、壁６１によって箱状に形成され
た被試験物を保持する恒温室６２が備えられ、この恒温
室６２の開口部は扉６３によって開閉され、パッキン６
４によって密閉状態が保持されている。恒温室６２内は
遮蔽板９によって仕切られ、遮蔽板９の裏面側には、蒸
発器１０と加熱ヒータ１１とが配設され、これらの上方
には、ファン１２が配設されている。壁６１によって隔
絶された恒温室６２の外には、蒸発器１０に冷気を送風
する冷却装置１４と加熱ヒータ１１を加熱する加熱装置
１８とこれら冷却装置１４と加熱装置１８とを制御する
制御部（図示せず）が備えられている。

【０００３】冷却装置１４は、圧縮機１５、凝縮器１６
および膨張弁１７とで構成されている。壁６１は図８に
示すように、鉄板によって形成された外壁３０とステン
レス等の鋼板によって形成された内壁３１と、これら外
壁３０と内壁３１とに挟持された断熱材として熱伝達係
数の低いポリウレタン成形発泡材３２とで構成されてい
る。このような構成において、外気あるいは恒温室外の
装置の熱を断熱材３２により隔絶して、前記冷却装置１
４、加熱装置１８およびこれらを制御する制御部によ
り、恒温室６２内を所定の温度に保持するように制御し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の恒温槽においては、断熱材３２として採用した
ポリウレタン成形発泡材は機械的強度が高いものの、耐
熱性が低いため恒温室６２内の室温が例えば９０℃以上
になると、ポリウレタン成形発泡材は変形を起こすの
で、高温度下での特性試験ができないといった問題があ
った。そこで、高温度下における試験を行うことができ
るようにするためには、断熱材３２として耐熱性の高い
例えばグラスウールのような無機材を用いることも考え
られるが、グラスウールは機械的強度が低いため、これ
を補強するために特別な構造を必要とし、構造が複雑と
なるといった問題があった。

【０００５】したがって、本発明は上記した従来の問題
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、機械的強度を有し、かつ高温度下での試験を行うこ
とができる恒温槽を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係る恒温槽は、第１の断熱材で形成された
壁を有する恒温室と、この恒温室を囲む第２の断熱材で
形成された壁を有する外箱とを備え、これら恒温室と外
箱との間に冷却用の媒体の流路となるすき間と、冷却用
の媒体を強制循環させる循環手段と、すき間の環境温度
を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の温度情
報に基づき前記循環手段に冷却用の媒体の流量を指令す
る制御部とを設け、前記第１の断熱材を第２の断熱材よ
りも耐熱性に優れた部材で形成するとともに、第２の断
熱材を第１の断熱材よりも機械的強度の高い部材で形成
したものである。また、本発明に係る恒温槽は、断熱材
で形成された壁を有する恒温室を備えた恒温槽におい
て、前記壁を恒温室内から順に第１および第２の断熱材
で形成するとともに、これら断熱材間に冷却用の液体の
流路を形成する中空部材を配設し、前記第１の断熱材を
第２の断熱材よりも耐熱性に優れた部材で形成するとと
もに、第２の断熱材を第１の断熱材よりも機械的強度の
高い部材で形成したものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、恒温室では高温下での特性試
験を行うことができるとともに、外箱により機械的強度
が保証され、すき間に流す冷却用媒体により、外箱の壁
の温度は断熱部材が変形する温度に達することがない。
また、本発明によれば、第２の断熱材の表面の温度が冷
却用の液体の蒸発温度を超えることがない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図に基づいて
説明する。図１は本発明に係る恒温槽の斜視図、図２は
同じく恒温槽の構成を示す断面図、図３は同じく恒温室
および外箱の壁の断面およびそれに対応した壁の表面の
温度分布を示す図である。これらの図において、図７を
使って説明した同一の構成部品については同一の符号を
付して詳細な説明を省略する。全体を符号１で示す恒温
槽は、扉５が設けられた外箱２と、外箱２内に収納され
扉６が設けられた恒温室４を形成する内箱３とを備えて
いる。内箱３は支持部材８ａを介して外箱２に全周にわ
たって形成されたすき間７を有して固定されており、扉
６は扉５に固定した間隔部材８ｂを介して扉５とすき間
７を有している。恒温室４内には温度センサ１３が配設
され、温度センサ１３の配線は内箱６および外箱２の外
部に導出され、制御部２０に接続されている。

【０００９】外箱２の上部中央には、すき間７と外気と
を連通する排気孔２１が穿設され、外箱２の下部前面側
には、すき間７と外気とを連通する吸気孔２３が穿設さ
れている。排気孔２１内には開閉弁２２が設けられ、吸
気孔２３内には吸気用ファン２４が設けられており、そ
れぞれ制御部２０に動作を制御されるように接続されて
いる。２５はすき間７に配設された温度センサで、その
配線は外箱２の外部に導出されて制御部２０に接続され
ている。２６は内箱３および外箱２を密閉するパッキン
である。

【００１０】図３に示すように、外箱２の壁は、ともに
ステンレスからなる外壁３０、内壁３１およびこれら両
壁３０，３１との間に挟持された断熱材として耐熱性は
９０℃が限界であるが機械的強度の高いポリウレタン成
形樹脂からなる板材３２とから構成されている。内箱３
の壁は、ともにステンレスからなる外壁３３、内壁３４
およびこれら両壁３３，３４間に充填された断熱材とし
て１５０℃を超える耐熱性を有するグラスウール３５と
から構成されている。

【００１１】次に、このような構成の恒温槽の使用状態
を説明する。まず、圧縮機１５を作動させて蒸発器１０
によって恒温室４内の熱を吸収して恒温室４内の温度を
下げる。同時に温度センサ１３により恒温室４内の温度
が検出され、制御部２０では恒温室４内の温度と設定温
度と比を較して恒温室４内の温度が低い場合には、加熱
装置１８を作動させて加熱ヒータ１１から恒温室４内に
熱を供給するように指令する。このようにして、常に温
度センサ１３の温度情報に基づき恒温室４内は所定の一
定温度に保たれるようになっている。本実施例の場合に
は、図３における温度分布曲線で示すように、１５０℃
に保たれるようになっている。

【００１２】このような温度設定下の試験中において、
すき間７の温度が外箱２の壁を構成する断熱材のポリウ
レタン成形樹脂３２の耐熱温度である９０℃を超える
と、温度センサ２５からの温度情報に基づき制御部２０
が吸気用ファン２４と開閉弁２２とに作動の指令信号を
送出する。吸気用ファン２４の作動により外気が吸気孔
２３からすき間７に吸気され、吸気された外気はすき間
７を流路としてすき間７の温度を下げて排気孔部２１か
ら排出される。したがって、外箱２の内壁３１の表面
は、図３に示すように常に９０℃以上とならないように
制御される。

【００１３】このように、恒温室４内においては、１５
０℃を超える高温下での試験が可能であるとともに、す
き間７に冷却用の外気を強制送風するようにしたので、
外箱２の内壁３１の表面は、外箱２を構成する断熱材３
２の耐熱を超えることがなく９０℃以下に保たれ、この
ため機械的強度の高い断熱材３２で形成された外箱２に
より内箱３が保護されているので、内箱３が機械的強度
の弱い部材で形成されている断熱材３５で構成されてい
るにもかかわらず、特別な補強構造を必要としない。

【００１４】図４および図５は本発明の第２の実施例を
示す斜視図および恒温室の壁の断面およびそれに対応し
た壁の表面の温度分布を示す図である。これらの図にお
いて、符号４０で示す恒温槽は箱状の恒温室４１を備
え、開口部を開閉自在とする扉４２によって密閉され
る。この恒温槽４０の壁は、図５に示すように、外気に
接する第１の壁部４３と恒温室内に接する第２の壁部４
４と、これら第１および第２の壁部４３，４４に挟持さ
れた第３の壁部４５とで構成されている。

【００１５】第１の壁部４３は、上述した第１の実施例
の外箱２の壁部と同じような構成を備えており、ともに
ステンレスからなる外壁３０、内壁３１およびこれら両
壁３０，３１との間に挟持された断熱材として耐熱性は
１００℃が限界であるが機械的強度の高いウレタン発泡
材からなる板材４６とから構成されている。第２の壁部
４４は、上述した第２の実施例の内箱３の壁部と同じ構
成を備えており、ともにステンレスからなる外壁３３、
内壁３４およびこれら両壁３３，３４間に充填された断
熱材として１５０℃を超える耐熱性を有するグラスウー
ル３５とから構成されている。

【００１６】第３の壁部４５には、恒温槽４０の全壁に
螺旋状に配設された１本の連続した鋼管４７が、前記第
１および第２の壁部４３，４４間に充填された熱伝動性
の高いセメント４８によって埋設されている。鋼管４７
は恒温槽４０の上面中央部において外気と連通する排出
孔４９が設けられているとともに、恒温槽４０の下面中
央部に吸入孔５０が設けられている。５１はパイプで、
それぞれの端部が排出孔４９と吸入孔５０とに接合され
て、パイプ５１は鋼管４７と連通している。パイプ５１
の中央部は螺旋状に形成されてフィン５２が設けられて
おり、フィン５２に対向して冷却用のファン５３が設け
られており、これらフィン５２とファン５３とによりラ
ジエータを形成している。パイプ５１および鋼管４７内
には、約１００℃で蒸発する液体、本実施例では水が充
填されており、前述したラジエータ部で冷却される。な
お、恒温室４１内には、図示を省略しているが、第１の
実施例と同様に蒸発器、加熱ヒータ、ファン等が配設さ
れ、恒温室４１内を所定の温度に保持できるようになっ
ている。

【００１７】このような構成において、第１の実施例と
同様に恒温室４１内を１５０℃に保持して試験を行う場
合を説明する。鋼管４７内に１００℃で蒸発する水が充
填されているので、第２の壁部４４と第１の壁部４３と
の間の第３の壁部４５の温度が１００℃を超えると、鋼
管４７内の水が蒸発して気化熱を奪うので、第３の壁部
４５と第１の壁部４３が接する第１の壁部４３の内壁３
１の表面の温度は、図５に示す温度分布のように第１の
壁部４３を構成する断熱材４６の耐熱温度１００℃を超
えることがない。鋼管４７内で蒸発した水蒸気は、鋼管
内４７およびパイプ５１を自然対流してフィン５２に到
達すると、冷却されて水に液化され、再び吸入孔５０か
ら鋼管４７内に供給される。

【００１８】このように、鋼管４７内に一定の温度で蒸
発する液体を充填させて、液体の蒸発によって一定の温
度以上を超えることがないようにしたので、上述した第
１の実施例で必要としていたすき間７の温度を検出する
温度センサや温度センサの情報に基づいてすき間７に送
風する冷却用の外気の送風量を制御する制御部が不要と
なり構造が簡易化される。また、液体の蒸発および冷却
による液化によって、自然対流で冷却することが可能と
なり、このため強制循環させるポンプ等も不要となる。
また、鋼管４７は螺旋状に恒温室４１の壁面に配設され
ているので、壁面全体が効率よく均一に冷却される。

【００１９】図６（ａ）は本発明の第３の実施例を示す
恒温室を構成する壁の要部の断面図、同図（ｂ）は
（ａ）のVIb-VIb 線断面図である。この第３の実施例で
は、上述した第２の実施例における鋼管４７の替わり
に、中空状のプレート板５５を埋設している。プレート
板５５は恒温室の各壁面とほぼ同じ表面積を有して各壁
面に１枚宛配設され、各プレート板５５は、各プレート
板５５に設けられた細首状の連通路５６によって連通さ
れ、上述した第２の実施例におけるパイプ５１、フィン
５２およびファン５３等と同様な構成によって冷却用の
水が循環できるようになっている。

【００２０】このような構成において、プレート板５５
内を循環する水により、第２の実施例と同様に、第１の
壁部４３の内壁３１の表面は１００℃を超えることがな
く、このため第１の壁部４３内の断熱材であるウレタン
発泡材が熱によって変形することがない。また、プレー
ト板５５が恒温室の各壁面に１枚宛配設されるので、鋼
管を螺旋状に配管した第２の実施例と比較して、製作が
容易である。

【００２１】なお、本実施例において、冷却用の液体と
して水を用いて１００℃を超えることがないようにした
が、液体の種類を変えて蒸発温度を選択することによ
り、種々の断熱材の耐熱温度に対応できることはいうま
でのないことである。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１の断熱材で形成された壁を有する恒温室と、この恒温
室を囲む第２の断熱材で形成された壁を有する外箱とを
備え、これら恒温室と外箱との間に冷却用の媒体の流路
となるすき間と、冷却用の媒体を強制循環させる循環手
段と、すき間の環境温度を検出する温度検出手段と、こ
の温度検出手段の温度情報に基づき前記循環手段に冷却
用の媒体の流量を指令する制御部とを設け、前記第１の
断熱材を第２の断熱材よりも耐熱性に優れた部材で形成
するとともに、第２の断熱材を第１の断熱材よりも機械
的強度の高い部材で形成したことにより、恒温室内を高
温としても、常に冷却用媒体により外箱の表面は外箱を
形成する断熱材の耐熱を超えることがないので、外箱に
より恒温室外部から大きな強度的負荷がかかるのを排除
され、このため強度的に弱い内箱に特別な補強構造が不
要にもかかわらず高温での試験が可能となる。

【００２３】また、本発明によれば、断熱材で形成され
た壁を有する恒温室を備えた恒温槽において、前記壁を
恒温室内から順に第１および第２の断熱材で形成すると
ともに、これら断熱材間に冷却用の液体の流路を形成す
る中空部材を配設し、前記第１の断熱材を第２の断熱材
よりも耐熱性に優れた部材で形成するとともに、第２の
断熱材を第１の断熱材よりも機械的強度の高い部材で形
成したことにより、冷却用の液体の蒸発により第２の断
熱材が耐熱温度を超えることがないので、強度が充分得
られかつ高温での試験が可能となる。また、蒸発温度を
第２の断熱材の耐熱温度以下となるような液体を選択す
ることにより、自動的に第２の断熱材の表面温度を第２
の断熱材の耐熱温度以下にすることができるので、第２
の断熱材の表面温度を検出する温度センサや温度センサ
の情報に基づいて液体の流量を制御する制御部等が不要
となり、かつ液体の蒸発および冷却による液化によっ
て、自然対流で冷却することが可能となり、このため強
制循環させるポンプ等も不要となり、構造が簡易化され
る。さらに、液体を循環させる中空部材を配設したの
で、液体が壁全体に均一に導かれ、このため冷却の能力
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る恒温槽の外観斜視図である。

【図２】 本発明に係る恒温槽の断面図である。

【図３】 本発明に係る恒温槽の壁の断面およびそれに
対応した壁の表面の温度分布を示す図である。

【図４】 本発明に係る恒温槽の第２の実施例を示す外
観斜視図である。

【図５】 本発明に係る恒温槽の第２の実施例における
壁の断面およびそれに対応した壁の表面の温度分布を示
す図である。

【図６】 （ａ）は本発明に係る恒温槽の第３の実施例
における壁の部分を示す要部断面図、（ｂ）は（ａ）に
おけるVIb-VIb 線断面図である。

【図７】 従来の恒温槽の断面図である。

【図８】 従来の恒温槽の壁の断面図である。

【符号の説明】

１，４０…恒温槽、２…外箱、３…内箱、４，４１…恒
温室、７…すき間、１０…蒸発器、１１…加熱ヒータ、
２０…制御部、２４…吸気用ファン、２５…温度セン
サ、３２，３５，４６…断熱材、４７…鋼管、５１…パ
イプ、５５…プレート板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の断熱材で形成された壁を有する恒
   温室と、この恒温室を囲む第２の断熱材で形成された壁
   を有する外箱とを備え、これら恒温室と外箱との間に冷
   却用の媒体の流路となるすき間と、冷却用の媒体を強制
   循環させる循環手段と、すき間の環境温度を検出する温
   度検出手段と、この温度検出手段の温度情報に基づき前
   記循環手段に冷却用の媒体の流量を指令する制御部とを
   設け、前記第１の断熱材を第２の断熱材よりも耐熱性に
   優れた部材で形成するとともに、第２の断熱材を第１の
   断熱材よりも機械的強度の高い部材で形成したことを特
   徴とする恒温槽。
2. 【請求項２】 断熱材で形成された壁を有する恒温室を
   備えた恒温槽において、前記壁を恒温室内から順に第１
   および第２の断熱材で形成するとともに、これら断熱材
   間に冷却用の液体の流路を形成する中空部材を配設し、
   前記第１の断熱材を第２の断熱材よりも耐熱性に優れた
   部材で形成するとともに、第２の断熱材を第１の断熱材
   よりも機械的強度の高い部材で形成したことを特徴とす
   る恒温槽。