KR20210108599A

KR20210108599A - 환경 시험 장치

Info

Publication number: KR20210108599A
Application number: KR1020200023371A
Authority: KR
Inventors: 이영익
Original assignee: 주식회사 삼원테크놀로지
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2021-09-03
Also published as: KR102380341B1

Abstract

본 발명은 시료를 온습도 환경에서 테스트하기 위한 환경 시험 장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 피시험물이 들어가는 시험실(R)과, 상기 시험실(R)의 현재 습도(Hp)를 설정 습도(Hs)로 만들기 위해서 상기 시험실(R)의 설정 온도(Ts)와 설정 습도(Hs)에 일치하는 이슬점온도(Tw)의 습공기를 상기 시험실(R)로 공급하는 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)을 포함하여 구성되고, 상기 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)으로부터 공급되는 이슬점온도의 습공기에 의해서, 설정 온도(Ts)로 유지되고 있는 상기 시험실(R)의 현재 습도(Hp)가 설정 습도(Hs)로 제어되는 것을 특징으로 하고, 이에 의하면 저온·저습 환경이나 영하의 환경에서도 습도를 제어할 수 있는 이점이 있다.

Description

환경 시험 장치{TEST APPARATUS}

본 발명은 환경 시험 장치에 관한 것으로, 특히 저온·저습 환경이나 영하의 환경에서도 습도를 제어할 수 있도록 하기에 적당하도록 환경 시험 장치에 관한 것이다.

예컨대 항온항습기와 같은 환경 시험 장치는 예를 들어 LCD필름이나 반도체 소재나 반도체 장비와 같은 시료를 시험실[챔버] 내부에 재치한 상태에서 시험실 내부에 있는 시료에 대하여 각종 테스트를 수행하기 위하여 필요한 장비로서, 통상적으로는 설정 온도와 설정 습도를 유지하는 것이 필수이다.

환경 시험 장치의 시험실을 일정한 온도와 습도로 유지하기 위하여 열을 제공하여 내부를 히팅시키는 히터와, 시험실 내부에 냉기를 공급하여 쿨링(cooling)하는 냉동기를 구비하여서 냉동기와 히터의 적절한 운전을 통해서 수행한다.

그러나, 종래의 항온항습기는 저온(예컨대 0 ~ 20 도씨)이나 저습(예컨대 15 ~ 30 %)의 환경이나, 0 도씨 미만의 영하권에서는 수분이 결빙되는 문제로 인해 습도 제어에 한계가 있었다.

우선 종래에는 예컨대 0 도씨 ~ 20 도씨 환경의 저온의 환경에서 습도 조절을 위해서는 별도의 제습장치(습기를 제공하여 습도를 조절할 수 있는 장치)에 의해서 습도 조절을 하였으므로, 습도 제어에 한계가 있었다.

또한 종래에는 영하에서는 수분이 결빙되는 문제로 인해서 습도 조절 자체가 불가능하였다. 그리고 제습장치를 사용하더라도 0 ~ 20 도씨의 저온의 환경에서 저습으로 장시간 운전하거나 또는 영하의 환경에서 운전하는 경우에는 증발기가 얼어서 장시간 사용이 불가능하였다.

그리고, 종래에는 100 도씨 이상의 고온 환경에서는, 증발하기 때문에 상대습도를 운전하기 위한 컨트롤러가 없었고, 또한 상대습도센서 테이블도 100 도씨까지만 정의되어 있었으므로, 습도 제어에 어려움이 있었다.

문헌1: 등록특허공보 제10-1671604호(공고일: 2016.11.01) 문헌2: 등록특허공보 제10-0708555호(공고일: 2007.04.18)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 환경 시험 장치의 목적은,

첫째, 예컨대 항온항습기와 같은 환경 시험 장치에서, 0 도씨 미만의 온도 영역에서도 이슬점이 존재하므로 이 이슬점을 이용해서 저온(예컨대 0 도씨 ~ 20 도씨) 및 저습(예컨대 15 ~ 30 %)환경이나 또는 영하의 환경에서도 습도를 제어할 수 있도록 하고, 또한 장시간 동안 운전을 할 수 있도록 하며,

둘째, 상온에서만 이루어지던 습도 제어 영역을 영하의 이슬점 영역으로 확대할 수 있도록 하며,

셋째, 예컨대 항온항습기와 같은 환경 시험 장치의 시험실의 압력 조건[감압(진공을 포함)에서부터 가압]에 무관하게 습도 제어를 할 수 있도록 함으로써 어떠한 환경 조건에서도 재현 가능한 시험을 수행할 수 있도록 있도록 하며,

넷째, 예컨대 100 도씨 이상의 고온 및 고습의 환경에서도 습도 제어가 가능할 수 있도록 하며,

다섯째, 이슬점온도 기반으로 습도를 제어함으로써 히터의 전력량을 줄일 수 있어서 에너지를 절감할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 환경 시험 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 환경 시험 장치는, 피시험물이 들어가는 시험실과, 상기 시험실의 현재 습도를 설정 습도로 만들기 위해서 상기 시험실의 설정 온도와 설정 습도에 일치하는 이슬점온도의 습공기를 상기 시험실로 공급하는 이슬점온도 습공기 공급수단을 포함하여 구성되고, 상기 이슬점온도 습공기 공급수단으로부터 공급되는 이슬점온도의 습공기에 의해서, 설정 온도로 유지되고 있는 상기 시험실의 현재 습도가 설정 습도로 제어되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 환경 시험 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 예컨대 항온항습기와 같은 환경 시험 장치에서, 0 도씨 미만의 온도 영역에서도 이슬점이 존재하므로 이 이슬점을 이용해서 저온(예컨대 0 도씨 ~ 20 도씨) 및 저습(예컨대 15 ~ 30 %)환경이나 또는 영하의 환경에서도 습도를 제어할 수 있는 효과가 있다. 또한 저온 및 저습의 환경에서도 장시간 동안 운전을 할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 상온에서만 이루어지던 습도 제어 영역을 영하의 이슬점 영역으로 확대할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 예컨대 항온항습기와 같은 환경 시험 장치의 시험실의 압력 조건에 무관하게 습도 제어를 할 수 있도록 함으로써 어떠한 환경 조건에서도 재현 가능한 시험을 수행할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 예컨대 100 도씨 이상의 고온 및 고습의 환경에서도 습도 제어가 가능할 수 있는 효과가 있다.

다섯째, 이슬점온도 기반으로 습도를 제어함으로써 히터의 전력량을 줄일 수 있어서 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치의 블록 구성도이다.

다음은 본 발명인 환경 시험 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 환경 시험 장치는 항온항습장치인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치는, 피시험물(미도시)이 들어가는 시험실(R)과, 설정 온도(Ts)를 유지하고 있는 상기 시험실(R)의 현재 습도(Hp)를 설정 습도(Hs)로 만들기 위해서 상기 시험실(R)의 설정 온도(Ts)와 설정 습도(Hs)에 일치하는 이슬점온도(Tw)의 습공기(wet air)를 상기 시험실(R)로 공급하는 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)을 포함하여 구성되고, 상기 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)으로부터 공급되는 이슬점온도의 습공기에 의해서, 설정 온도(Ts)로 유지되고 있는 상기 시험실(R)의 현재 습도(Hp)가 설정 습도(Hs)로 되는 것을 특징으로 한다.

상기 시험실(R)의 설정 온도(Ts)는 이슬점온도의 습공기가 시험실(R)에 공급되는 경우에 구현 목표인 설정 습도(Hs)[제어 목표인 습도값]를 만들기 위한 시험실(R)의 온도(Ts)이다.

상기와 같이 설정 온도(Ts)를 유지하고 있는 시험실(R)로 이슬점온도의 습공기가 공급되면, 시험실(R)의 습도는 설정 습도(Hs)로 되는 것이다.

이와 같이 이슬점온도의 습공기를 시험실(R)로 공급함으로써 시험실의 환경이 저온(예컨대 0 ~ 20 도씨) 및 저습(예컨대 15 ~ 30 %)의 환경이나 또는 영하의 환경에서도 시험실의 습도를 조절할 수 있게 되는 것이다.

예를 들면, 시험실(R)의 내부 온도가 40 도씨로 유지된 상태에서, 이슬점온도 38 도씨의 습공기를 시험실(R)로 공급하게 되면[이슬점온도 38 도씨의 습공기가 시험실로 공급되면], 시험실(R)은 습도 90 %가 되는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 실제로 시험실(R)로 공급되는 습공기의 온도(이슬점온도)는 시험실의 설정 온도와 설정 습도에 정확히 일치하는 이슬점인 것이 가장 바람직하나, 시험실의 조건이나 시험실의 환경 등의 이유로 예컨대 ±1 도씨의 오차(제1 오차)가 발생할 수도 있는데, 이와 같이 시험실의 설정 온도와 설정 습도에 일치하는 이슬점온도에서 제1 오차범위를 갖는 이슬점온도를 공급하는 경우에도 본원발명의 기술적 범위에 속하여야 함은 물론이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)은, 기준 온도(Tc)(예컨대 0 도씨) 이상의 이슬점온도의 습공기[즉, 제1 이슬점 영역(0 도씨 이상의 이슬점온도)을 갖는 이슬점온도의 습공기]를 상기 시험실(R)로 공급하여서, 설정 온도(Ts)를 유지하고 있는 상기 시험실(R)의 현재 습도를 설정 습도(Hs)로 제어하는 제1 이슬점 영역 습공기 공급수단(110)과, 기준 온도(Tc)(예컨대 0 도씨) 미만의 이슬점온도의 습공기[즉, 제2 이슬점 영역(0 도씨 미만의 이슬점온도)을 갖는 이슬점온도의 습공기]를 상기 시험실(R)로 공급하여서, 설정 온도(Ts)를 유지하고 있는 상기 시험실(R)의 현재 습도를 설정 습도(Hs)로 제어하는 제2 이슬점 영역 습공기 공급수단(120)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이, 제1 이슬점 영역과 제2 이슬점 영역으로 구분하여서 이슬점온도의 습공기를 공급함으로써, 시험실(R)의 온도에 대응되어서 영하의 이슬점온도의 습공기 또는 영상의 이슬점온도의 습공기의 공급을 선택적으로 공급할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 제1 이슬점 영역 습공기 공급수단(110)과 제2 이슬점 영역 습공기 공급수단(120)은 택일적으로 동작하여서 이슬점온도의 습공기를 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 이슬점 영역 습공기 공급수단(110)과 제2 이슬점 영역 습공기 공급수단(120)이 택일적으로 동작한다는 것은 상기 제1 이슬점 영역 습공기 공급수단(110)과 제2 이슬점 영역 습공기 공급수단(120) 중에서 하나의 습공기 공급수단에서만 습공기가 공급되고, 2 개의 습공기 공급수단에서 동시에 습공기가 시험실(R)로 공급되지 않는다는 의미이다.

이는 당연한 것인데, 왜냐하면, 기준 온도(Tc) 이상에서는 제1 이슬점 영역 습공기 공급수단(110)에서만 습공기가 공급되고, 기준 온도(Tc) 미만에서는 제2 이슬점 영역 습공기 공급수단(120)에서만 습공기가 공급되기 때문이다.

특히, 기준 온도(Tc)가 0 도씨 미만인 경우에는, 제1 이슬점 영역 습공기 공급수단(110)이 아닌 제2 이슬점 영역 습공기 공급수단(120)에 의해서 생성된 0 도씨 미만의 습공기를 공급함으로써 시험실(R) 내부에서의 습도 조절이 더욱더 용이하게 될 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 제1 이슬점 영역 습공기 공급수단(110)은, 물(w1)이 담겨져 있고, 외부로부터 공기(예컨대 건조공기)를 공급받고, 외부로부터 공급되는 공기(예컨대 건조공기)를 물(w1)과 접촉시켜서 기준 온도(Tc) 이상의 이슬점온도의 습공기로 만들어서[변환시켜서] 상기 시험실(R)로 공급하는 제1 수조(111)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 간단한 수조에 의해서 이슬점온도의 습공기를 만들수 있는 이점이 있다.

상기 제1 수조(111)는, 예컨대 탱크 형상으로 형성될 수도 있는데, 물(w1)을 담고 있고 공기를 공급받아서 습공기를 배출할 수 있는 구성이라면 그 형상이나 명칭에 관계없이 모두 본원발명의 기술적 범위에 속함은 물론이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 제1 이슬점 영역 습공기 공급수단(110)은, 상기 제1 수조(111)에 담겨 있는 물(w1)의 온도를 이슬점온도와 동일한 온도로 만들기 위해서, 상기 제1 수조(111)의 물(w1)을 가열하는 제1 히팅부재와, 상기 제1 수조(111)에 담겨 있는 물(w1)의 온도를 이슬점온도와 동일한 온도로 만들기 위해서, 상기 제1 수조(111)의 물(w1)을 냉각하는 제1 냉각부재가 더 포함되어서 구성되고, 상기 제1 히팅부재와 제1 냉각부재의 동작 제어에 의해서 제1 수조(111)의 물(w1)을 이슬점 온도와 동일한 온도로 만들고, 외부로부터 공기(예컨대 건조공기)를 공급받고, 외부로부터 공급되는 공기(예컨대 건조공기)는 이슬점 온도와 동일한 온도의 물(w1)과 접촉되어서 기준 온도(Tc) 이상의 이슬점온도의 습공기로 만들어지는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 히팅부재는 예컨대 제1 수조(111)의 내부에 구비되어서 물을 가열하는 제1 히터(112)로 구성될 수 있을 것이다.

또한 상기 제1 히팅부재는 제1 수조(111)의 물(w1)에 침잠 또는 부분 침잠되어서 구비될 수 있다.

상기 제1 냉각부재는, 상기 제1 수조(111)의 물(w1)과 열교환하기 위한 열교환매체가 내부를 흐르는 제1 열교환 배관(113)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

제1 열교환 배관(113)은 제1 수조(111)의 내부에서는 예컨대 코일(coil) 형태로 배치될 수도 있을 것이다. 이에 의하면 냉각효율이 좋아지게 된다.

상기 제1 열교환 배관(113)은, 상기 제1 수조(111)의 물(w1)을 순환하여서 브라인(brine)액 공급조(130)로 궤환하도록, 브라인액이 저장되어 있는 브라인액 공급조(130)에 일단(입구)과 타단(출구)이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 열교환 배관(113)은, 열교환매체가 브라인액(brine liquid)로 구성되는 브라인 배관인 것을 특징으로 한다.

상기 브라인액은 예컨대 영하 40 도씨에서도 얼지 않는 부동의 열교환매체이다.

상기와 같이 제1 열교환 배관(113)의 열교환매체를 브라인액으로 구성하는 경우, 열교환매체의 온도 조절 제어가 가능하고 또한 그 온도 조절 제어가 신속하고 즉각적으로 조절할 수 있으므로, 이슬점온도의 습공기를 만들기 위한 물(w1)의 온도 제어가 가능하고 동시에 용이하다는 이점이 있다. 또한 이슬점온도의 습공기를 만들기 위한 물(w1)의 온도를 정밀하고 정확하게 제어할 수 있는 이점이 있다.

한편, 상기 제1 열교환 배관(113)의 열교환매체는 상기의 브라인액 외에도 예컨대 냉매가스 또는 냉수로 구성될 수 있을 것이며, 그 밖에 물(w1)과 열교환하는 유체라면 어느 것이라도 본원발명의 기술적 범위에 속함은 물론이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 제1 이슬점 영역 습공기 공급수단(110)으로부터 시험실로 공급되는 이슬점온도의 습공기의 온도를 측정하는 제1 온도센서(151)가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 온도센서(151)는 습공기를 공급하는 제1 습공기 공급관(116)에 설치되어서 제1 습공기 공급관(116)의 습공기의 온도를 측정하거나 또는 제1 수조(111)에 설치되어서 제1 수조(111)의 물(w1)의 온도를 측정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 제1 온도센서(151)로부터 수신한 상기 제1 수조(111)의 현재 온도(Tp)를 기초로 상기 제1 히터(112)의 동작을 제어하거나 또는 제1 열교환 배관(113)으로 공급되는 열교환매체의 공급을 제어하여서 제1 수조(111)의 물(w1)의 온도를 제어하기 위한 컨트롤러(미도시)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러(미도시)는 제1 수조(111)의 물(w1)의 온도를 시험실(R)로 공급되는 이슬점온도의 습공기의 이슬점온도와 동일하도록 제어하는 것이 바람직하다.

상기 컨트롤러는 예컨대 컨트롤러의 내부나 외부에 구비된 이슬점 저장부[이슬점 기억매체](미도시)에 기억되어 있는 이슬점온도의 테이블값(온도와 습도에 따라서 일의적으로 결정되는 이슬점의 온도가 매칭되어서 저장되어 있는 계산표)을 데이터로서 저장하고 있고, 상기 컨트롤러는 이 이슬점 저장부(미도시)에 저장되어 있는 테이블값을 리드하여서 시험실의 설정 온도와 설정 습도[목표 습도]에 일치하는 이슬점온도를 추출하게 되는 것이다.

한편, 상기 제1 수조(111)는 정확한 이슬점온도의 습공기를 공급하기 위해서 복수로 구성될 수도 있는데, 이 경우에 제1 온도센서(151)는 각 수조마다 물의 온도를 측정하기 위하여 복수로 구비되어야 함은 물론이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 제1 수조(111)로 공급되는 공기는, 상기 제1 수조(111)의 물(w1)의 표면보다 아래의 위치에서 제1 수조(111)로 공급되는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 공급되는 공기와 물(w1)의 접촉이 많아져서 물(w1)과 이슬점온도의 습공기의 온도차를 거의 같을 정도로 최소로 할 수 있어서 시험실(R)의 습도 제어를 정확하게 할 수 있는 이점이 있다.

더욱 바람직하게는 상기 제1 수조(111)로 공급되는 공기는, 제1 수조(111)의 하면에서 공급되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 수조(111)로 공기를 공급하기 위해서, 일단이 공기공급원에 연결되고 타단이 제1 수조(111)에 연결되는 제1 공기배관(114)이 더 포함되어서 구성될 수 있다.

상기와 같이 공기를 공급하는 제1 공기배관(114)이 제1 수조(111)의 하면 또는 측면에 구비되되, 측면에 구비되는 경우에는 물(w1)의 수면보다 아래에 위치하도록 구비되는 것이 바람직하며, 그 이유는 전술한 바와 같다.

상기 제1 수조(111)로 물을 공급하기 위해서, 일단이 물공급원에 연결되고 타단이 제1 수조(111)에 연결되는 제1 물배관(115)이 더 포함되어서 구성될 수 있다.

상기 제1 수조(111)에서 생성된 이슬점온도의 습공기를 시험실(R)로 공급하기 위해서 일단이 제1 수조(111)에 연결되고 타단이 시험실(R)에 연결되는 제1 습공기 공급관(116)이 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 제2 이슬점 영역 습공기 공급수단(120)은, 아이스(ice)[얼음](I1)가 내부에 구비되어 있고, 외부로부터 공기(예컨대 건조공기)를 공급받으며, 외부로부터 공급받은 공기를 아이스(I1)와 접촉시켜서 기준 온도(Tc) 미만(예컨대 영하)의 이슬점온도의 습공기로 만들어서 상기 시험실(R)로 공급하는 제2 수조(121)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 간단한 아이스(I1)를 구비하고 이 아이스를 공기와 접촉시킨 후에 배출하는 제2 수조(121)의 구성에 의해서 영하권의 이슬점온도를 갖는 차가운 습공기를 간단한 구성으로 제작할 수 있는 이점이 있다.

상기 제2 수조(121)는 예컨대 탱크 형상으로 형성될 수도 있는데, 아이스(I1)를 구비할 수 있고, 외부로부터 공기를 공급받아서 습공기를 배출할 수 있는 구성이라면 그 형상이나 명칭에 관계없이 모두 본원발명의 기술적 범위에 속함은 물론이다.

상기 제2 수조(121)에 구비되는 아이스(I1)의 제조 방법으로는 예컨대 물을 제2 수조(121)에 공급한 후에 이 제2 수조(121)의 물을 하기의 제2 냉각부재에 의해서 얼려서 만들 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 제2 수조(121)에는, 시험실(R)로 공급되는 이슬점온도의 습공기의 온도를 기준 온도 미만의 이슬점의 온도로 만들기 위해서, 제2 수조(121)로 공급된 물을 냉동하여서 아이스(I1)로 만들기 위한 제2 냉각부재가 구비되어 있고, 상기 제2 냉각부재의 동작 제어에 의해서 제2 수조(121)의 아이스(I1)와 접촉하는 공기의 온도를 기준 온도(Tc) 미만의 이슬점온도의 습공기로 만드는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 제2 냉각부재는 상기 제2 수조(121)의 물과 열교환하여서 제2 수조의 물을 냉동하기 위한 열교환매체가 내부를 흐르는 제2 열교환 배관(123)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 열교환 배관(123)은 열교환매체가 브라인액(brine liquid)으로 구성되는 브라인 배관인 것을 특징으로 한다.

상기 제2 열교환 배관(123)은 상기 제2 수조(121)의 아이스(I1)의 내부를 순환하여서 브라인액 공급조(131)로 궤환하도록, 브라인액이 저장되어 있는 브라인액 공급조(130)에 일단(입구)과 타단(출구)가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

열교환 매체를 브라인액으로 구성하는 경우 열교환매체의 온도 조절 제어가 가능하고 또한 그 온도 조절 제어가 신속하고 즉각적으로 조절할 수 있으므로, 이슬점온도의 습공기를 만들기 위한 물의 냉동[즉 아이스(I1)]의 온도 제어가 가능하고 동시에 용이하다는 이점이 있다. 또한 이슬점온도의 습공기를 만들기 위한 아이스(I1)의 온도를 정밀하고 정확하게 제어할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 제2 수조(121)의 온도를 감지하는 제2 온도센서(152)가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 컨트롤러는

상기 제2 온도센서(152)로부터 수신한 상기 제2 수조(121)의 현재 온도(Tp)를 기초로 상기 제2 열교환 배관(123)으로 공급되는 열교환매체의 공급을 제어하여서 제2 수조(121)의 온도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는 제2 수조(121)의 아이스(I1)의 온도를 시험실(R)로 공급되는 이슬점온도의 습공기의 온도와 동일하도록 제어하는 것이 바람직하다.

상기 컨트롤러는 이슬점표 저장부에 저장되어 있는 테이블값을 리드하여서 시험실의 설정 온도와 설정 습도[목표 습도]에 일치하는 이슬점온도를 추출하여서 제2 수조의 아이스의 온도를 제어하게 되는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 제2 열교환 배관(123)에 구비되어서 상기 제2 수조(121)로 공급되는 브라인액의 온도를 조절하는 제2 히팅부재가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 히팅부재는 상기 브라인액이 통과될 수 있도록 구성된 제2 히터(122)인 것을 특징으로 한다.

그리고 제2 히터(122)는 예컨대 내부로 브라인액이 통과될 수 있도록 형성된 히터봉(heater bar)인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 제2 수조(121)로 공급되는 공기는, 제2 수조(121)의 측면 또는 상측에서 공급되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 수조(121)로 공기를 공급하기 위해서, 일단이 공기공급원에 연결되고 타단이 제2 수조(121)에 연결되는 제2 공기배관(124)이 더 포함되어서 구성될 수 있다.

또한 상기 제2 수조(121)로 물을 공급하기 위해서, 일단이 물공급원에 연결되고 타단이 제2 수조(121)에 연결되는 제2 물배관(125)이 더 포함되어서 구성될 수도 있다.

상기 제1 공기배관(114)은 제2 수조(121)의 측면 또는 상측에 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 수조(121)는 정확한 이슬점온도의 습공기를 공급하기 위해서 복수로 구성될 수도 있다.

또한 제2 수조(121)에서 생성된 이슬점온도의 습공기를 시험실(R)로 공급하기 위해서 일단이 제2 수조(121)에 연결되고 타단이 시험실(R)에 연결되는 제2 습공기 공급관(126)이 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 제1 열교환 배관(113)과 제2 열교환 배관(123)으로 브라인액을 공급하는 브라인액 공급조(131)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1,2 열교환 배관(113,123)에는 브라인액을 공급하기 위한 펌프(미도시)가 구비될 수 있고, 이 펌프의 구동은 상기 컨트롤러(미도시)에 의해서 제어될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 브라인액 공급조(131)에는 브라인액의 온도를 조절하기 위한 제3 히팅부재가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 제3 히팅부재는 예컨대 제3 히터(132)로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 브라인액 공급조(131)의 브라인액의 온도를 감지하는 제3 온도센서(153)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는 상기 제3 온도센서(153)로부터 수신한 브라인액 공급조(131)의 온도[엄밀하게는 브라인액 공급조(131)의 브라인액]를 기초로 공급되어야 하는 열교환 매체인 브라인액의 온도를 조절할 수 있는데, 예컨대 상기 제3 히터(132)의 동작 제어에 의해서 브라인액의 온도를 제어할 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 시험실(R)의 내부의 습도를 측정하기 위한 습도센서(171)와, 시험실(R)의 내부의 온도를 측정하기 위한 시험실 온도센서(172)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치는, 상기 시험실(R)의 현재 온도를 설정 온도로 제어하기 위해서 시험실(R)의 내부 온도 상승시키기 위하여 열을 시험실(R)로 공급하는 시험실 히팅부재와, 브라인액을 공급하는 브라인액 공급조(131)와 브라인액 배관(141a)으로 연결되고, 브라인액과 열교환되어서 온도가 강하된 공기를 상기 시험실(R)로 공급하는 브라인 열교환기(141)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 시험실 히팅부재와 브라인 열교환기(141)는 시험실(R)의 온도를 조절하기 위한 것으로서 즉, 시험실의 온도를 설정 온도로 제어하기 위한 구성이다.

또한, 상기 브라인 열교환기(141)는 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)로부터 공급되는 이슬점온도의 습공기와 열교환 작용에 의해서 상기 이슬점온도의 습공기의 이슬점온도에 해당하는 온도로 제습하는 기능도 수행한다.

즉, 상기 브라인 열교환기(141)는 열교환 작용(제습 작용)에 의해서 시험실 내부의 공기의 온도를 조절함과 동시에 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)로부터 공급되는 습공기가 이슬점온도를 유지하도록 수증기의 양을 조절하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 수증기가 많은 경우에는 이슬점온도로 제습을 하고, 수증기가 적은 경우에는 더 이상 제습을 하지 않는다.

상기 시험실 히팅부재는 예컨대 시험실 히터(145)로 구성될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 브라인액 공급조(131)로부터 상기 브라인액 배관(141a)을 통해서 상기 브라인 열교환기(141)로 공급되는 브라인액은, 상기 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)[상기 제1 이슬점 영역 습공기 공급수단(110) 및 상기 제2 이슬점 영역 습공기 공급수단(120)]으로부터 시험실(R)로 공급되는 습공기의 이슬점온도와 동일한 온도로서 공급되는 것을 특징으로 한다.

브라인 열교환기(141)로 공급되는 브라인액을 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)[제1 이슬점 영역 습공기 공급수단(110) 및 제2 이슬점 영역 습공기 공급수단(120)]으로부터 시험실(R)로 공급되는 습공기의 이슬점온도와 동일한 온도로서 공급함으로써, 시험실(R)로 들어가는 이슬점온도의 습공기가 정확하게 이슬점온도[즉, 시험실의 설정 온도 및 설정 습도에 일치하는 이슬점온도]에 일치하도록 하기 위함이다.

즉, 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)로부터 공급되는 이슬점온도의 습공기는 최초 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)에 의해서 생성될 때에는 시험실의 설정 온도 및 설정 습도에 일치하는 이슬점온도에 해당하지만, 습공기 공급관(116,126)을 통해서 공급되는 과정에서 온도의 변화(증감)가 발생할 수 있는데, 브라인 열교환기(141)에서 습공기의 습도는 그래도 유지한 채로 온도만을 시험실의 설정 온도 및 설정 습도에 일치하는 이슬점의 온도로 열교환함으로써, 상기와 같은 온도의 변화를 보정할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 상기 브라인 열교환기(141)는 시험실(R)의 온도를 설정 온도로 조절하는 역할을 수행하고, 또한 제습 작용[수증기양의 조절]에 의해서 시험실(R)로 공급되는 습공기가 정확한 이슬점온도[즉 설정 온도 및 설정 습도에 일치하는 이슬점온도로서, 설정 습도를 만들기 위한 이슬점온도]를 유지하도록 하는 역할을 하게 된다.

그리고, 브라인 열교환기(141)로 공급되는 브라인액의 온도는 시험실(R)로 공급되는 습공기의 이슬점온도와 동일한 온도인 것이 바람직하지만, 시험실의 환경, 열손실 등의 현실적이고도 현장 상황의 이유로 완전히 동일한 온도의 브라인액을 공급하기 어려우므로, 이슬점온도 대비 제2 오차(예컨대 ±2 도씨) 값의 범위 내의 온도값을 갖는 브라인액을 공급하는 경우도 본원발명의 기술적 범위에 속하여야 함은 물론이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 브라인액 공급조(131)로부터 상기 브라인액 배관(141a)을 통해서 상기 브라인 열교환기(141)로 공급되는 브라인액의 온도를 조절하기 위하여, 상기 브라인액 배관(141a)에 구비되는 제4 히팅부재가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제4 히팅부재는 상기 브라인액이 통과될 수 있도록 구성된 제4 히터(142)인 것을 특징으로 한다.

그리고 제4 히터(142)는 예컨대 내부로 브라인액이 통과될 수 있도록 형성된 히터봉(heater bar)인 것을 특징으로 한다.

상기 브라인액 배관(141a)의 브라인액의 온도를 감지하는 제4 온도센서(154)가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는 상기 제4 온도센서(154)로부터 수신한 브라인액 배관(141a)의 브라인액의 온도를 기초로 공급되어야 하는 열교환 매체인 브라인액의 온도를 조절할 수 있는데, 예컨대 상기 제4 히터(142)의 동작 제어에 의해서 브라인액의 온도를 제어할 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 시험실(R)의 내부 또는 외부의 일측에 형성되는 공조실(C1)이 더 포함되어서 구성되고, 상기 공조실(C1)의 공기가 유입되도록 상기 시험실(R)의 일측에는 유입구(Ri)가 형성되며, 상기 시험실(R)의 공기가 시험실(R)로 배출되도록 상기 시험실(R)의 타측에는 토출구(Ro)가 형성되어 있으며, 상기 브라인 열교환기(141)와 시험실 히팅부재는 공조실(C1)에 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 바람직하게는 상기 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)[상기 제1 이슬점 영역 습공기 공급수단(110) 및 상기 제2 이슬점 영역 습공기 공급수단(120)]으로부터 시험실(R)로 공급되는 습공기는, 상기 브라인 열교환기(141)와 시험실 히팅부재 사이의 공조실(C1)의 일 영역으로 공급되어서 상기 브라인 열교환기(141)에 의해서 열교환된 공기와 혼합된 후에 상기 시험실(R)로 공급되는 것을 특징으로 한다.

한편, 실시예에 따라서는, 상기 시험실(R)에 구비되고, 냉매에 의해서 시험실(R)의 내부와 열교환하여서 시험실(R)의 온도를 낮추는 제1 열교환기(146)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 열교환기(146)는 냉매가스에 의해서 열교환되는 일반적인 증발기로서 이 제1 열교환기(146)는 예컨대 시험실의 온도를 빠르고 큰 값으로 낮추고자 하는 경우에 이용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 공조실(C1)의 공기를 시험실(R)로 공급하고, 또한 시험실(R)과 공조실(C1)의 공기를 순환시키기 위한 순환팬(F1)이 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 순환팬(F1)의 동작에 의해서 시험실(R) 및 공조실(C1)에서의 공기의 순환 흐름이 형성되고, 이 순환 흐름이 도 1에 점선 화살표로 도시되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 시험실(R)과 공조실(C1)은 격벽에 의해서 구획되어 있는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 유입구(Ri)와 토출구(Ro)는 격벽에 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 시험실(R)과 공조실(C1)을 외포하는 외부 하우징(Ho)이 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다. 이러한 외부 하우징(Ho)에 의하면 시험실(R)을 외부와 단열함으로써 시험실의 온도 조건 구현을 더욱더 용이하게 수행할 수 있다.

그리고, 외부 하우징(Ho)에 구비되는 제2 열교환기(147)와, 외부 하우징(Ho)에 구비되는 외부 히터(도면번호 미병기)와, 외부 하우징(Ho)의 온도를 센싱하는 외부 하우징 온도센서(174)가 더 포함되어서 구성될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치에 있어서, 상기 시험실(R)의 압력을 조절[가압 또는 감압(진공을 포함)]하기 위해서 압력센서(173)와 진공펌프(V1)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 의한 환경 시험 장치의 동작에 대하여 기술한다.

먼저, 시험실(R)의 설정 습도(목표 습도)가 90 %이고, 설정 온도(목표 온도)가 40 도씨인 경우의 예를 들어서 설명한다.

이 경우의 이슬점온도는 38 도씨가 되는데, 이 이슬점온도의 데이터값은 컨트롤러가 리드할 수 있도록 저장매체에 저장되어 있어서 컨트롤러가 리드할 수 있다.

이슬점온도가 기준 온도(Tc)인 0 도씨보다 크므로 제1 수조(111)에서 습공기가 공급되도록 제어된다.

이러한 습공기의 공급 제어는 컨트롤러에 의해서 제어될 수 있는데, 예컨대 제1 습공기 공급관(116)에 밸브(미도시)를 구비하고, 제2 습공기 공급관(126)에 밸브(미도시)를 구비하여서 이 밸브의 온오프 제어에 의해서 습공기의 공급을 제어할 수 있다.

제1 히팅부재와 제1 냉각부재를 제어하여서 제1 습공기 공급관(116)의 습공기의 온도가 38 도씨가 되도록 하면, 이슬점온도 38 도씨의 습공기가 시험실(R)로 공급된다.

브라인 열교환기(141)의 브라인액의 온도를 38 도씨로 공급하고, 시험실 히팅부재의 동작 제어에 의해서 시험실의 온도를 설정 온도인 40 도씨로 유지시켜 놓은 상태에서, 38 도씨의 이슬점온도의 습공기를 공급하면 시험실(R)의 습도는 90 %가 된다.

다음으로 시험실(R)의 설정 습도(목표 습도)를 30 %로 하고, 설정 온도(목표 온도)를 영하 10 도씨로 하는 경우의 예를 들어서 설명한다.

이 경우의 이슬점온도는 영하 24.2 도씨가 되는데, 이 이슬점온도의 데이터값은 컨트롤러가 리드할 수 있도록 이슬점온도의 정보값이 저장매체에 저장되어 있음은 전술한 바와 같다.

이슬점온도가 기준 온도(Tc)인 0 도씨 미만이므로 예컨대 제1 습공기 공급관(116)의 밸브(미도시)는 오프되고, 제2 습공기 공급관(126)의 밸브(미도시)는 온되어서 제2 수조(121)에서 습공기가 공급되도록 제어된다.

예컨대 제2 열교환 배관(123)을 통해서 공급되는 브라인액의 온도가 영하 24.2 도씨가 되도록 제어하여서 제2 수조(121)의 아이스(I1)의 온도가 영하 24.2 도씨가 되도록 하면, 이슬점온도 영하 24.2 도씨의 습공기가 시험실(R)로 공급된다.

그리고, 브라인 열교환기(141)의 브라인액의 온도를 영하 24.2 도씨로 공급하고, 항온항습기 히팅부재의 동작 제어에 의해서 설정 온도인 영하 10 도씨로 유지시켜 놓은 상태에서 영하 24.2 도씨의 이슬점온도의 습공기를 공급하면 항온항습기(R)의 습도는 30 %가 되는 것이다.

이제 더 구체적으로 습공기 공급관(116,126)으로부터 습공기가 공급되는 경우의 습도 제어 방법에 대해서 설명한다.

이슬점온도 38 도씨의 습공기가 공급되면, 이 이슬점온도의 습공기가 브라인 열교환기(141)를 통과한 공기와 혼합되면서 더욱더 정확한 신뢰성 높은 이슬점온도 38 도씨로 된다.

제1 습공기 공급관(116)의 습공기의 온도를 측정하는 제1 온도센서(151)의 센싱 온차가 있을 수도 있고, 브라인 열교환(141)의 온도의 오차도 있을 수도 있으므로, 이러한 오차 요인을 고려하여 이슬점온도의 브라인 열교환기(141)를 통과한 공기와 공급된 이슬점온도의 습공기를 혼합함으로써 더욱더 신뢰성 있고 완벽에 가까운 이슬점온도의 습공기를 공급할 수 있게 되는 것이다.

시험실 히터(146)는 설정 온도인 40 도씨의 열을 제공하여 시험실 내부의 온도는 40 도씨가 된다.

40 도씨의 시험실 내부의 공기가 순환하면서 브라인 열교환기(141)와 열교환되고, 이슬점온도(위 예의 38 도씨)의 습공기를 만나서 이후 계속 순환하면서 시험실 내부가 이슬점온도가 유지(따라서 이슬점온도의 수증기량은 그대로 유지)되면서 상대습도가 90%가 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것은 해당 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

R : 시험실
Ri : 시험실의 유입구 Ro : 시험실의 토출구
C1 : 공조실 F1 : 제1 순환팬
Ho : 외부 하우징
110 : 제1 이슬점 영역 습공기 공급수단
111 : 제1 수조 w1 : 물
112 : 제1 히터 113 : 제1 열교환 배관
114 : 제1 공기배관 115 : 제1 물배관
116 : 제1 습공기 공급관
120 : 제2 이슬점 영역 습공기 공급수단
121 : 제2 수조 I1 : 아이스
122 : 제2 히터 123 : 제2 열교환 배관
124 : 제2 공기배관 125 : 제2 물배관
126 : 제2 습공기 공급관
131 : 브라인액 공급조 132 : 제3 히터
141 : 브라인 열교환기 141a : 브라인액 배관
142 : 제4 히터
145 : 시험실 히터
146 : 제1 열교환기 147 : 제2 열교환기
151 : 제1 온도센서 152 : 제2 온도센서
153 : 제3 온도센서 154 : 제4 온도센서
171 : 습도센서 172 : 시험실 온도센서
173 : 압력센서 174 : 외부 하우징 온도센서
V1 : 진공펌프

Claims

피시험물이 들어가는 시험실(R)과,
상기 시험실(R)의 현재 습도(Hp)를 설정 습도(Hs)로 만들기 위해서 상기 시험실(R)의 설정 온도(Ts)와 설정 습도(Hs)에 일치하는 이슬점온도(Tw)의 습공기를 상기 시험실(R)로 공급하는 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)을 포함하여 구성되고,
상기 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)으로부터 공급되는 이슬점온도의 습공기에 의해서, 설정 온도(Ts)로 유지되고 있는 상기 시험실(R)의 현재 습도(Hp)가 설정 습도(Hs)로 제어되는 것을 특징으로 하는 환경 시험 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)은,
기준 온도(Tc) 이상의 이슬점온도의 습공기를 상기 시험실(R)로 공급하여서, 설정 온도(Ts)를 유지하고 있는 상기 시험실(R)의 현재 습도를 설정 습도(Hs)로 제어하는 제1 이슬점 영역 습공기 공급수단(110)과,
기준 온도(Tc) 미만의 이슬점온도의 습공기를 상기 시험실(R)로 공급하여서, 설정 온도(Ts)를 유지하고 있는 상기 시험실(R)의 현재 습도를 설정 습도(Hs)로 제어하는 제2 이슬점 영역 습공기 공급수단(120)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 환경 시험 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 이슬점 영역 습공기 공급수단(110)과 제2 이슬점 영역 습공기 공급수단(120)은 택일적으로 동작하여서 이슬점온도의 습공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 환경 시험 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 이슬점 영역 습공기 공급수단(110)은,
물(w1)이 담겨져 있고, 외부로부터 공급되는 공기를 물(w1)과 접촉시켜서 기준 온도(Tc) 이상의 이슬점온도의 습공기로 만들어서 상기 시험실(R)로 공급하는 제1 수조(111)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 환경 시험 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 이슬점 영역 습공기 공급수단(120)은,
아이스(ice)(I1)가 내부에 구비되어 있고, 외부로부터 공급받은 공기를 아이스(I1)와 접촉시켜서 기준 온도(Tc) 미만의 이슬점온도의 습공기로 만들어서 상기 시험실(R)로 공급하는 제2 수조(121)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 환경 시험 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 수조(121)에는, 상기 제2 수조(121)로 공급된 물을 냉동하여서 아이스(I1)로 만들기 위한 제2 냉각부재가 구비되어 있고,
상기 제2 냉각부재의 동작 제어에 의해서 제2 수조(121)의 아이스(I1)와 접촉하는 공기의 온도를 기준 온도(Tc) 미만의 이슬점온도의 습공기로 만드는 것을 특징으로 하는 환경 시험 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 시험실(R)의 현재 온도를 설정 온도로 제어하기 위해서 시험실(R)의 내부 온도 상승시키기 위한 열을 시험실(R)로 공급하는 시험실 히팅부재와,
브라인액을 공급하는 브라인액 공급조(131)와 브라인액 배관(141a)으로 연결되고, 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)로부터 공급되는 이슬점온도의 습공기와 열교환 작용에 의해서 공급되는 습공기의 이슬점온도에 해당하는 온도로 제습하는 브라인 열교환기(141)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 하는 환경 시험 장치.
청구항 7에 있어서,
브라인액 공급조(131)로부터 상기 브라인액 배관(141a)을 통해서 상기 브라인 열교환기(141)로 공급되는 브라인액은, 상기 이슬점온도 습공기 공급수단(110,120)으로부터 시험실(R)로 공급되는 습공기의 이슬점온도와 동일한 온도로서 공급되는 것을 특징으로 하는 환경 시험 장치.