JPH1151823A - 環境試験装置 - Google Patents

環境試験装置

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JPH1151823A
JPH1151823A JP21037597A JP21037597A JPH1151823A JP H1151823 A JPH1151823 A JP H1151823A JP 21037597 A JP21037597 A JP 21037597A JP 21037597 A JP21037597 A JP 21037597A JP H1151823 A JPH1151823 A JP H1151823A
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JP
Japan
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water
environmental test
mist
outside air
amount
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JP21037597A
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English (en)
Inventor
Toshihiro Asanuma
俊浩 浅沼
Ryohei Minowa
良平 箕輪
Yoshiyasu Hama
芳泰 浜
Yuichi Yamamoto
裕一 山本
Original Assignee
Hitachi Ltd
株式会社日立製作所
Hitachi Techno Eng Co Ltd
日立テクノエンジニアリング株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】環境試験室内に、空調設備なしで霧の環境を作
り、また環境試験室内を温湿度制御しなくとも安定した
霧の濃度制御ができ、これにより霧の環境試験が安価
に、かつ、少ないエネルギで実現出来る環境試験装置を
得ること。 【解決手段】環境試験室1内に2流体ノズル2より、空
気圧と水圧を調整する事により任意の粒径の水の微粒子
を噴霧して霧の環境を作る。霧の濃度は外気を湿度セン
サ15、蒸気制御弁16、蒸気ボイラ17により、蒸気
で飽和近くまで加湿して環境室に導入し、霧の急激な消
滅をふせぎ、安定した霧の濃度が維持できるようにす
る。霧の濃度を濃くする場合、水の噴霧量を増やし、外
気の取入量を減らす。反対に霧の濃度を薄くする場合、
水の噴霧量を減らし、外気の取入量を増やす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は環境試験装置に係
り、特に、自然界で発生する種々の霧の状態を、安定し
て持続させて各種のセンサの霧による影響を実地に計測
したり、霧の濃度による自動車、航空機、船舶等のエン
ジンの影響を試験するための環境試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、環境試験室内を空調設備の加湿装
置により、空気中の水分を過飽和の状態にして霧を作る
試験装置がある。
【0003】また、霧を1流体ノズルもしくは2流体ノ
ズルで水を噴霧して霧を発生させ、霧の濃度は、噴霧ノ
ズルの数を変えて調整する試験装置があった。
【0004】なお、この種のものとして関連するものに
たとえば特開平8−247903号公報に記載のものが
挙げられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の空調設備で環境
試験室内の空気を冷却し、冷却した空気に水分が過飽和
になるまで蒸気等で加湿して霧を発生させる装置は、環
境試験室内の空気を冷却する冷却器の表面に水の微粒子
が凝縮し、霧を消滅する作用があるため、加湿量を多く
しないと霧の濃度が維持できない。この様に環境試験室
内の空気を冷却し、かつ多量の加湿を必要とするので、
霧の環境条件を作るのに多量のエネルギーを必要とし
た。また、大型の環境試験室の場合、空調設備に大容量
のものが必要になり、多額の費用がかかる。
【0006】また、1流体ノズルもしく2流体ノズルで
水を噴射する場合、環境試験室内の空気が湿度100%
以上になり、空気中の水の微粒子が蒸発しなくなったと
きに霧が発生するので、霧を発生させるエネルギーは少
なくてすむ。ただし、霧の濃度を制御する場合、霧を消
滅する手段がないため、噴射ノズルの数を減らして噴霧
量を少なくし、水の微粒子が沈降して霧の濃度が薄くな
るのを待つことになる。この場合、水の微粒子の沈降速
度は粒径が大きい程速く、粒径が小さいと遅くなるの
で、下部に粒径の大きいものが多く集まり、霧の濃度に
下部が濃く、上部が薄いというむらが生ずる。
【0007】また、霧の薄い状態を作る場合、外気が何
らかの条件で若干でも入ると、外気が乾燥しているため
の外気が入った部分の水の微粒子が即座に蒸発し、霧が
消滅するので、濃度のむらが生じ易く、霧の濃度が不安
定になる。
【0008】本発明の目的は、環境試験室内の温湿度を
調整する空調設備が必要でなく、安価に霧の環境を作る
ことができる環境試験装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は、外界から壁
で遮断された環境試験室に、霧発生用水の噴射装置と、
霧を消す換気装置を備える、ことによって達成される。
【0010】好ましくは、換気装置で供給する外気を環
境試験室の上部より吹き出し、下部より排気する。
【0011】また好ましくは、換気装置によって供給す
る外気を加湿する加湿装置を備える。
【0012】さらに好ましくは、換気装置によって供給
する外気の量又は湿度を変化させ、所定の霧の濃度に制
御する。
【0013】さらに好ましくは、視程計の信号により換
気装置によって供給する外気の量と、供給する外気の加
湿量を変化させるとともに、噴霧装置より噴霧する量を
変化させて、霧の濃度を変える制御装置を備える。
【0014】さらに好ましくは、、霧発生用水の噴務装
置に2流体ノズルを使用し、2流体ノズルに供給する水
の圧力と空気の圧力を変えて、噴霧量と霧の粒径を制御
し、換気装置で供給する外気の量と外気の加湿量とを制
御し、任意の霧の粒径と任意の霧の濃度との環境を実現
する。
【0015】環境試験室内に1流体ノズル、また2流体
ノズルで水を微粒にして噴霧すると、環境試験室内の空
気の湿度が100%になるまでは蒸発して消滅し、湿度
が上昇する。湿度が上昇し、100%に達すると、水の
微粒子の蒸発が止まり、環境試験室内に水の微粒子が浮
遊し、霧が発生する。水の噴霧を続けると、環境試験室
内の水の微粒子の量が多くなり、霧の濃度が高くなり、
視程も短くなる。
【0016】上記の状態の環境試験室内に、外気を入れ
ると、通常外気の湿度が50%〜70%であり、外気に
触れた部分の水の微粒子が蒸発するので、霧の濃度が薄
くなり、視程も長くなる。
【0017】霧の消滅について更に説明する。
【0018】霧は水の微粒子が空気中に浮遊している状
態を言い、空気中に浮遊している水の量は視程に比例
し、図2の様になる事がラドフォ−ド(Radfor
d)の研究で明らかにされている。例えば、高速道路が
通行止めになる視程50mの霧の濃度の場合、空気1m
3中に含まれる水の微粒子の量は1gで有り、非常に少
ないことがわかる。
【0019】環境試験室内にこのような霧を発生させて
おいた状態で、霧の濃度を薄くしようとし、外気を取り
入れた場合、例えば、外気が図3の湿り空気線図に示す
ように20℃、相対湿度60%で有った場合(図3のA
点)、外気の絶対湿度が0.0089Kg/kg' であ
り、環境試験室に入ると水の微粒子を蒸発させ、空気の
温度が下がり、約15℃になり湿度が飽和状態になる
(図3のB点)。このときの絶対湿度は0.0109K
g/Kg'になる。つまり、外気1m3を環境試験室内に
いれると、空気の比重が1.2Kg/m3であるので
(0.0109−0.0089)×1.2=0.002
4Kg=2.4gの水分が無くなることになり、外気取
入量の2.4倍分、霧が即座に無くなってしまうことに
なる。又、環境試験室内に入った空気は水を蒸発させる
事により温度が下がり、比重が重くなるので沈降し、対
流が生じる。
【0020】外気をそのまま環境試験室内に取り入れる
と、上記の様に霧の即座な消滅や対流により、霧の濃度
が不安定になり、安定した試験が出来ない事になる。特
に霧の薄い条件を再現仕様とする場合、空気中の水分量
が少ないので、一層不安定になる。
【0021】環境試験室内に取入れる外気を蒸気で加湿
すると外気は温度が変わらず湿度だけ上昇し、湿度が飽
和に近い値になる(図3のC点)。湿度が飽和に近いた
め、外気に触れた部分の水の微粒子の蒸発がおこなわれ
ず、外気の流れに従って水の微粒子が移動し、霧を含ま
ない外気と置換されるので環境試験室内の霧は徐々に薄
くなる。また、加湿した外気を上部から下部へ流すと、
水の粒径に関係なく、水の粒粒子を排出できるので、環
境試験室内が均一な濃度になる。なを、外気の温度変化
がないので対流も発生しない。
【0022】環境試験室内に取入れる外気の湿度をやや
下げると、環境室内の空気は外気と置換されるとともに
水の微粒子の蒸発も起り、霧の濃度を穏やかに薄くする
ことができる。
【0023】上述の外気取入れ量や加湿量を、環境試験
室内に配置した視程計の信号により、自動制御すれば環
境試験室内の霧の濃度を自動的に任意に変えることがで
きる。更に、外気取入れ量や加湿量の制御に加え、水の
噴霧量を制御することにより、霧の発生量と、消滅量が
バランスした値で環境試験室内の霧の濃度を安定的に持
続させることができる。
【0024】2流体ノズルは、水を空気の噴流により粉
砕し、水を微粒化して噴霧する装置で、空気の噴流量に
比し、水の供給量が多いと噴霧する粒径が大きくなり、
反対に水の供給量が少ないと、噴霧する粒径が小さくな
る特性をもっている。また、2流体ノズルの空気及び水
の噴口の径は固定されているので、それぞれの噴出量を
供給圧によって変わることになる。
【0025】従って、環境試験室内の換気の調節と、2
流体ノズルに供給する水圧と、空気圧を調節することに
より、環境室内を任意の粒径の霧の濃度に制御すること
ができる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図1に
より説明する。図1において、1は環境試験室、2は2
流体ノズル、3は空気吹出し口、4は空気圧縮機、5は
空気フィルター、6は空気圧調節弁、7は空気圧セン
サ、8は水タンク、9はポンプ、10は水フィルタ、1
1は水圧調整弁、12は水圧センサ、13は送風機、1
4は送風機、15は湿度センサ、16は蒸気制御弁、1
7はボイラ、18aは視程計の投光器、18bは視程計
の受光部、19は演算器である。
【0027】2流体ノズル2には、圧縮機4より、空気
フィルタ5、空気圧調整弁6を介して所定の圧力の空気
が供給され、ポンプ9より、水フィルタ10、水圧調整
弁11を介して所定の圧力の水が供給され、水が微粒子
になって噴霧される。環境試験室内に噴霧された水の微
粒子は、噴霧開始時蒸発して消滅し、環境試験室内空気
の湿度が上昇する。水の噴霧を継続すると環境試験室内
空気の湿度が100%になり、水の微粒子の蒸発が止
り、水の微粒子が空気中に浮遊し、霧となる。更に水の
噴霧を継続すると、環境試験室内の水の微粒子が多くな
り、霧の濃度が濃い状態に至る。視程計18の視程測定
値も霧の濃度に従って短くなる。
【0028】霧の濃度が濃くなった環境試験室1内に、
外気を送風機13を運転し、ボイラ17で発生させた蒸
気を蒸気制御弁16を介して蒸気で飽和近くまで加湿
し、吹き出し口13より入れる。外気が飽和近くまで加
湿されているので、外気に触れても水の微粒子は蒸発し
なく、外気に置換された体積分のみ霧が薄くなる。ま
た、加湿した外気は上部から吹き、環境試験室1内の空
気を下部から抜く。
【0029】環境試験室1の空気を、加湿した外気で換
気する量を調節し、2流体ノズル2から噴霧する水の量
を調節する事により、環境試験室1より排出される水の
微粒子の量と、2流体ノズル2から供給する水の微粒子
の量がバランスした値に、環境試験室1内の霧の濃度が
一定に保持される。
【0030】次に自動制御について説明する。
【0031】視程計18の信号を演算器19に送り、演
算器19の内部で設定された視程の霧の濃度になるよう
に水の噴霧量と外気の換気量を演算し出力する。水の噴
霧量を増やし、外気の換気量を減らすと霧は濃くなり、
視程も短くなる。水の噴霧量を減らし、外気の換気量を
増やすと霧は薄くなり、視程も長くなる。
【0032】水の噴霧量は、2流体ノズル2に供給する
空気圧と水圧を調整して変える。空気圧は、空気圧セン
サ7の検出値が、演算器19の演算値になるよう、空気
圧調節弁6を開閉して行う。水圧は、水圧センサ12の
検出値が、演算器19の演算値になるよう、水圧調整弁
11を開閉して行う。
【0033】外気の換気量は、送風機13を駆動するイ
ンバータ14の出力周波数を演算器19の演算値になる
ように制御することで行われる。
【0034】換気の湿度は、湿度センサ15の検出値
が、演算器19の演算値になるよう、蒸気制御弁16を
開閉して行う。ボイラ17は加湿用蒸気を供給する。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、水を1流体ノズル又は
2流体ノズルで微粒にして噴霧し霧を作るので、環境試
験室内の温湿度を調整する空調設備が必要なく、安価に
霧の環境を作ることが出来る。又、環境試験室内を空調
する為の断熱設備も不要で、空調する動力も不要にな
り、省エネルギも図れる。
【0036】また、霧の濃度の制御が、外気を適宜に加
湿して取入ることで、外気に拠る換気のみで簡易である
が安定してできる。
【0037】さらに、水を2流体ノズルを使用して噴霧
し、2流体ノズルに供給する空気圧と水圧を変えること
により、環境試験室内に任意の粒径の霧を発生させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の系統図である。
【図2】霧の含水量と視程の関係の説明図である。
【図3】湿り空気の温度と絶対湿度の線図である。
【符号の説明】
1…環境試験室、2…2流体ノズル、3…換気用空気吹
き出し口、4…空気圧縮機、5…空気フィルタ、6…空
気圧調整弁、7…空気圧センサ、8…水タンク、9…ポ
ンプ、10…水フィルタ、11…水圧調整弁、12…水
圧センサ、13…送風機、14…送風機用インバータ、
15…湿度センサ、16…蒸気制御弁、17…ボイラ、
18a…視程計投光器、18b…視程計受光器、19…演算
器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜 芳泰 東京都台東区池之端二丁目9番7号 日立 テクノエンジニアリング株式会社エンジニ アリング事業部内 (72)発明者 山本 裕一 東京都台東区池之端二丁目9番7号 日立 テクノエンジニアリング株式会社エンジニ アリング事業部内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外界から壁で遮断された環境試験室に、霧
    発生用水の噴射装置と、霧を消す換気装置を備えたこと
    を特徴とする環境試験装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の環境試験装置において、
    換気装置によって供給する外気を環境試験室の上部より
    吹き出し、下部より排気することを特徴とする環境試験
    装置。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の環境試験装置において、
    換気装置によって供給する外気を加湿する加湿装置を備
    えたことを特徴とする環境試験装置。
  4. 【請求項4】請求項1に記載の環境試験装置において、
    換気装置によって供給する外気の量又は湿度を変化さ
    せ、所定の霧の濃度に制御することを特徴とする環境試
    験装置。
  5. 【請求項5】請求項1に記載の環境試験装置において、
    視程計の信号により換気装置によって供給する外気の量
    と、供給する外気の加湿量を変化させるとともに、噴霧
    装置より噴霧する量を変化させて、霧の濃度を変える制
    御装置を備えたことを特徴とする環境試験装置。
  6. 【請求項6】請求項1に記載の環境試験装置において、
    霧発生用水の噴務装置に2流体ノズルを使用し、2流体
    ノズルに供給する水の圧力と空気の圧力を変えて、噴霧
    量と霧の粒径とを制御し、換気装置によって供給する外
    気の量と外気の加湿量とを制御し、任意の霧の粒径と任
    意の霧の濃度の環境とを実現することを特徴とする環境
    試験装置。
JP21037597A 1997-08-05 1997-08-05 環境試験装置 Pending JPH1151823A (ja)

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