JPH09257690A - ワイドレンジ型環境試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダンパー機構部や全体構造を簡素化し、温度
制御性を良くする。 【解決手段】 試験室１、高温側及び低温側空気循環系
２及び３、空気吹出口１１に対向する風導板１３、下部
開口１２等を備えている。高温側空気循環系２は、送風
機２２により空気吹出口１１、試験室１、下部開口１２
及び加熱器２１を介して空気を循環させる。低温側空気
循環系３は、冷却器３１の入口側及び出口側にダンパー
３２を備え、送風機３３により風導板１３を境として試
験室１とは反対側の方向に下部開口１２を経由して空気
を循環させる。 【効果】 下部開口１２の位置で高温側空気と低温側空
気が混合し、それぞれの側に低温空気と高温空気が適当
に取り込まれ、ダンパーには直接高温空気が当たらな
い。その結果、ダンパー機構を簡素化でき、制御性も良
くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試験室と加熱器と
冷媒で冷却される冷却器と前記加熱器を含む第１気体循
環系と前記冷却器を含む第２気体循環系とを備え広範囲
に温度又は温度及び湿度を制御できるワイドレンジ型環
境試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の温度及び湿度を広範囲に制御でき
る環境試験装置としては、例えば、試験室と、循環ダク
ト部分を共用した高温空気循環系と低温空気循環系とを
この順に並設し、出入口ダンパーによって高温空気循環
系を開閉できるようにした装置が提案されている（特開
昭５９−１４５９４９号公報参照）。この装置では、高
温条件でダンパーを開いて高温空気循環系のみを使用
し、低温条件でダンパーを閉じて低温空気循環系のみを
使用する。そして、気密性の高いダンパー機構により、
耐熱面で上限温度に制限のある冷却器の冷媒が高温運転
時に高温雰囲気に曝されないようにしている。

【０００３】しかしながら、このような装置では、低温
側と高温側とが正圧を持つ吹出側を共用しているので、
ダンパー機構部のガスケットが劣化して気密性がなくな
ると、高温空気が低温側に直接流れ込み、冷媒を流す冷
却器部分が高温雰囲気に曝されることになり、冷媒の劣
化を招くという問題がある。又、ダンパー機構を信頼性
の高いものにしなければならないため、部品点数が多く
なってコストアップにもなる。

【０００４】更に、高温及び低温空気循環系が共に試験
室を含まない独立の自己循環経路を備えなければならな
いこと、試験室と低温空気循環系との間に位置する高温
空気循環系の両側を断熱壁で覆う必要があること、等の
ため装置が複雑且つ大型化している。

【０００５】又、高温空気循環系もしくは低温空気循環
系のうちの何れかのみが運転条件に合わせて選択的に使
用されるため、高温運転条件から低温運転条件への切換
時に冷却器を使用することができない。そのため、冷媒
が劣化するおそれのある１００°Ｃ程度までは冷却器を
使用しないで自然放熱によって温度を下げなければなら
ず、高温−低温の切換時間が長くかかり、温度制御性が
良くなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、ダンパー機構部の構造が簡素化
され、温度制御性が良く、全体構造が小形簡素化された
ワイドレンジ型環境試験装置を提供することを課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、試験室と加熱器と冷媒で冷却される冷却器
と前記加熱器を含む第１気体循環系と前記冷却器を含む
第２気体循環系とを備えたワイドレンジ型環境試験装置
において、前記試験室の一方側の面に設けられた気体吹
出口と、前記一方側の面に対向する他方側の面の一部分
を残して相当部分を形成する仕切部材と、を有し、前記
第１気体循環系は前記気体吹出口と前記試験室の内部と
前記一部分とを経由して気体を循環させ、前記第２気体
循環系は前記冷却器への気体の入口側及び出口側にダン
パーを備え前記仕切部材を境として前記試験室とは反対
側の方向に前記一部分を経由して気体を循環させる、こ
とを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用したワイドレ
ンジ型環境試験装置の一例を示す。本装置は、試験室１
と加熱器２１と冷媒で冷却される冷却器３１と加熱器２
１を含む第１気体循環系としての高温側空気循環系２と
冷却器３１を含む第２気体循環系としての低温側空気循
環系３とを備えている。試験室１の一方側の面である図
において右側には空気吹出口１１が設けられ、これに対
向する他方側の面である図において左側の面にはその一
部分である下部開口１２を残して相当部分を形成する仕
切部材としての風導板１３が設けられている。

【０００９】高温側空気循環系２は、加熱器２１を含み
空気吹出口１１と試験室１の内部と下部開口１２とを経
由して空気を循環させるように、経路中に高温側送風機
２２を備えている。なお、図示の例では、送風機２２が
空気吹出口１１の全体に対面するように配置されている
が、送風機２２を図において下方の空気通路部分に配置
し、吹出口の面には多孔板等の抵抗体を設けて空気をこ
れからほぼ直角方向に吹き出させるようにしてもよい。

【００１０】低温側空気循環系３は、冷却器３１への空
気の入口側及び出口側にダンパー３２を備え、風導板１
３を境として試験室１とは反対側の方向に下部開口１２
を経由して空気を循環させるように、経路内に低温側送
風機３３を備えている。図１の他の符号は、それぞれ、
４は冷却器３１に冷媒液を供給して冷媒蒸気を回収する
冷凍機ユニット、５は低温側空気循環系３を形成するた
めのガイド構造体、２２ａは送風機２２のモータ、そし
て３３ａは送風機３３のモータである。なお、断熱壁、
扉、センサ類や制御盤等も設けられるが、図では省略し
ている。

【００１１】以上のようなワイドレンジ型環境試験装置
は、高温側空気循環系が試験室を含む単一の循環系にな
っていること、及び、高温側と低温側とが１枚の風導板
のみで仕切られていることから、全体構造が小形簡素化
されている。又、冷却器を高温側から離れた位置に配置
することができるので、配置的にも冷却器に対する高温
側の熱影響が最小になっている。

【００１２】この装置は次のように運転される。試験室
１内を高温状態に制御するときには、図１に示すように
低温側空気循環系のダンパー３２を閉にし、低温側送風
機３３を停止し、高温側空気循環系の加熱器２１及び高
温側送風機２２を運転する。そして、試験室１内を目的
とする温度に制御するために、加熱器２１の出力を図示
しない温度制御系によって制御する。送風機２２から吹
き出された空気は、試験室１内を平行に流れ、風導板１
３に当たって整流され、下部開口１２から排出され、加
熱器２１部分を経由して再び送風機２２に吸い込まれ、
矢印で示すように循環される。

【００１３】このような高温側の空気循環によれば、送
風機２２から吹き出された熱風は風導板１３に当たって
方向を変え、ダンパー３２に直接当たることがない。
又、下部開口１２から出た所は、送風機２２の吸い込み
側になるため負圧になっていて、熱風は送風機２２側に
吸い込まれるため、ダンパー３２方向に流れ込むことも
ない。従って、ダンパー３２は、図示のような軸に羽根
を取り付けただけの簡単な構造のものでよい。そして、
従来の装置のようにダンパーのガスケットの劣化等の問
題も一切発生せず、熱的安全性が確保される。なお、低
温側空気循環系３のダンパー３２から冷却器３１の側
は、高温側の輻射熱によって多少温度上昇する傾向にな
るが、冷却器３１内の冷媒が僅かに蒸発し、その低熱源
によって輻射熱を吸収するので、冷媒が高い温度に曝さ
れることはない。

【００１４】高温から低温に切り換えるときには、図２
に示す如くダンパー３２を開にして低温側送風機３３を
運転すると共に、高温側送風機２２の運転を継続した状
態で加熱器２１をオフにする。このときには、高温側及
び低温側の循環系はそれぞれ独立した空気流れを形成す
るが、両循環系が下部開口１２を共用するため、この部
分では両方の空気流れが混合する。その結果、低温側及
び高温側は互いに相手側の空気従って熱量の一部分を取
り込み、低温側では冷却器３１でこの熱量を処理し、高
温側では試験室１内の温度が下がることになる。この場
合、部分的な熱量の交換であるため、冷却器３１が高温
空気に曝されることはない。

【００１５】一方、部分的であっても試験室に低熱源が
持ち込まれるため、従来の自然放熱に依存する方法より
も十分速い速度で温度を下げて目的とする試験室温度に
到達させることができる。この場合、従来の装置では１
５０°Ｃ〜１００°Ｃ程度の温度でも冷却器を使用でき
ず自然放熱に依存していたため、外界との温度差の縮小
による放熱量の減少によって温度降下に長い時間を要し
ていたが、本発明の装置では、このような範囲も極めて
短時間で通過することができる。又、２００°Ｃ〜１０
０°Ｃ程度の冷媒の耐熱温度以上の温度域においても、
冷却器を使用した温度制御が可能になり、制御性が良く
なる。

【００１６】試験室１内が目的とする低温に到達する
と、冷凍機の能力制御や送風機３３の風量制御等によっ
て冷却器の冷却能力を制御したり、加熱器２２の加熱量
を制御することにより、試験室１内の温度を制御する。
この場合、低温乃至常温の温度制御範囲において、例え
ば低温側送風機３３の送風量を制御することにより、試
験室１内に入れられた試料の熱負荷に対応して下部開口
１２で低熱源を取り込むことができるので、制御性が良
くなり、省エネも図られる。更に、低温空気が直接試験
室内に入ることなく予め混合され、送風機２２によって
一様に試験室に吹き出されるので、試験室内の温度分布
も良くなる。

【００１７】以上のような良好な運転性能により、本発
明のワイドレンジ型環境試験装置では、例えば−７０°
Ｃ〜３００°Ｃ程度の広範囲の温度域において、熱的安
全性が確保されると共に良好な制御性が得られる。な
お、図１の装置には加湿器が示されていないが、加湿器
を備えていて、温度制御に加えて湿度制御できる装置に
対しても本発明を適用できることは勿論である。

【００１８】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、第１気体循
環系を試験室を含む単一の循環系にすると共に、第１気
体循環系と第２気体循環系とを１枚の仕切部材で仕切っ
ているので、従来技術のように高温側及び低温側のそれ
ぞれが独立の循環系を備えると共に高温側が本体断熱壁
とは別の断熱壁で仕切られている装置に較べて、全体構
造を小形簡素化することができる。又、冷却器を試験室
とは反対側の離れた位置に配置することができるので、
冷却器に対する高温側の熱の影響を配置的に最小限にす
ることができる。

【００１９】更に、気体吹出口とこれに対向する他方側
の相当部分を形成する仕切部材とを対向させた配置にし
ているので、気体吹出口から吹き出された気体は仕切部
材に当たって方向を変え、第２気体循環系に設けられて
いる冷却器の出入口側に備えられたダンパーに直接当た
ることがない。又、他方側の面のうちの仕切部材のない
一部分の外側は第１気体循環系の吸い込み側になるの
で、この一部分から出た気体は第１気体循環系側に流れ
て、ダンパーの方向には流れない。従って、高温気体が
直接ダンパーに流れ込むことがないので、ダンパーに複
雑な構造のシール機構を設けることなく、冷却器内の冷
媒の熱による劣化を防止することができる。その結果、
従来の装置のようにダンパーのガスケットの劣化等の問
題が一切発生せず、熱的安全性が確保される。

【００２０】一方、第１気体循環系及び第２気体循環系
は仕切部材のない一部分を共有するので、試験室内を高
温から低温に移行させるときには、第２気体循環系を作
動させることにより、一部分において高温気体と低温気
体とが混合して熱交換する。その結果、試験室には低熱
源が持ち込まれ、従来の自然放熱に依存する装置よりも
速い速度で温度を下げことができる。特に、１５０°Ｃ
〜１００°Ｃ程度の温度域を従来よりも大幅に速く通過
することができる。この場合、第２気体循環系に持ち込
まれる高温側の熱量はその全循環熱量の一部分であるか
ら、これによって冷却器の冷媒が高温に曝されることに
はならない。

【００２１】又、試験室を低温運転するときには、冷却
器の冷却能力の制御と前記一部分における熱交換とによ
り、試験室内に入れられた試料の熱負荷等に対応して必
要なだけの低熱源を取り込むことができるので、制御性
が良くなり、省エネも図られる。そして更に、低温気体
が直接試験室内に入ることなく前記一部分で予め混合さ
れるので、試験室内には一様な温度の気体を吹き出せる
ことになり、試験室内の温度分布も良くなる。

【００２２】以上から、本発明のワイドレンジ型環境試
験装置では、例えば−７０°Ｃ〜３００°Ｃ程度の広範
囲の温度域において、熱的安全性が確保されると共に良
好な制御性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したワイドレンジ型環境試験装置
の一例を示す断面図であり、高温試験時の状態を示す。

【図２】前記装置の低温試験時の状態を示す。

【符号の説明】

１ 試験室 ２ 高温側空気循環系（第１気体循環系） ３ 低温側空気循環系（第２気体循環系） １１ 空気吹出口（気体吹出口） １２ 下部開口（一部分） １３ 風導板（仕切部材） ２１ 加熱器 ３１ 冷却器 ３２ ダンパー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試験室と加熱器と冷媒で冷却される冷却
   器と前記加熱器を含む第１気体循環系と前記冷却器を含
   む第２気体循環系とを備えたワイドレンジ型環境試験装
   置において、 前記試験室の一方側の面に設けられた気体吹出口と、前
   記一方側の面に対向する他方側の面の一部分を残して相
   当部分を形成する仕切部材と、を有し、前記第１気体循
   環系は前記気体吹出口と前記試験室の内部と前記一部分
   とを経由して気体を循環させ、前記第２気体循環系は前
   記冷却器への気体の入口側及び出口側にダンパーを備え
   前記仕切部材を境として前記試験室とは反対側の方向に
   前記一部分を経由して気体を循環させる、ことを特徴と
   するワイドレンジ型環境試験装置。