JP2014190971A - 環境試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の温度条件を維持しながら液槽試験を行うことができ、しかも装置の大型化を抑制できる環境試験装置を提供する。
【解決手段】環境試験装置１は、試料を収容する試験容器１１を有する試験室１０と、試験容器１１に液体を供給する液体タンク２０と、液体タンク２０内の液体の温度を調節する温度調節手段３０と、温度調節手段３０によって温度調節された液体を液体タンク２０から試験容器１１に供給しつつ試験容器１１から液体を排出することによって所定の温度条件に調節された試験容器１１内の液体に試料を浸す液槽試験、及び液体が排出された試験容器１１内において所定の条件で気体に試料をさらす気槽試験を実行する制御手段４０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、試料を液体に浸す液槽試験と、試料を気体にさらす気槽試験とを実行する環境試験装置に関するものである。

従来、例えば自動車車載用部品、航空機部品、産業用機器などの種々の産業分野において、製品の信頼性評価を行うための種々の環境試験装置が知られている。このような環境試験装置としては、例えば、試料を液体に浸す液槽試験と、試料を気体にさらす気槽試験とを実行する装置が提案されている。この環境試験装置は、気槽試験のために恒温に調節可能な気槽と、液槽試験のために水を貯留可能な液槽とを有する。そして、気槽試験と液槽試験との切り換え時には、作業者の手作業又は搬送装置によって試料が気槽と液槽との間を移動する。しかし、このような環境試験装置では、装置内に気槽と液槽とをそれぞれ配置する必要があるので、装置が大型化するという問題がある。

例えば特許文献１は、装置を小型化するために、同一の試験容器において液槽試験と気槽試験とを実行することができる環境試験装置を提案している。

特公平２−４９４５７号公報

しかしながら、特許文献１の環境試験装置では、液槽試験時の水の温度調節を行うことができないので、例えば装置の周辺の気温以上（常温以上）の温度条件すなわち周辺の気温に左右される温度条件で液槽試験が行われる。したがって、特許文献１の環境試験装置では、連続的に所定の温度条件を維持しながら液槽試験を行うことができなかった。

本発明の目的は、所定の温度条件を維持しながら液槽試験を行うことができ、しかも装置の大型化を抑制できる環境試験装置を提供することである。

本発明の環境試験装置は、試料を収容する試験容器を有する試験室と、前記試験容器に液体を供給する液体タンクと、前記液体タンク内の液体の温度を調節する温度調節手段と、前記温度調節手段によって温度調節された液体を前記液体タンクから前記試験容器に供給しつつ前記試験容器から液体を排出することによって所定の温度条件に調節された前記試験容器内の液体に前記試料を浸す液槽試験、及び液体が排出された前記試験容器において所定の条件で気体に前記試料をさらす気槽試験を実行する制御手段と、を備える。

この構成では、液槽試験において、液体タンクから試験容器に供給される液体は温度調節手段によって予め温度調節されており、しかも、この液体を試験容器に供給しつつ試験容器から液体を排出するという構成を採用している。したがって、この構成では、液槽試験中の試験容器には、温度調節された液体の連続的又は断続的な供給が継続されるので、所定の温度条件を連続的に維持しながら液槽試験を行うことができる。また、この構成では、液槽試験と気槽試験とが同一の試験容器によって実行されるので、気槽と液槽とを別々に設ける必要がなく、装置の大型化を抑制できる。

前記環境試験装置において、前記温度調節手段は、液体を冷却する冷却材を前記液体タンクに供給する冷却材供給装置を有しているのが好ましい。この構成では、冷却材供給装置が液体タンクに供給する冷却材によって液体タンク内の液体を、周囲の気温よりも低い温度に冷却することができる。したがって、この構成では、液槽試験中の試験容器には、周囲の気温よりも低い温度に調節された液体が供給されるので、周囲の気温よりも低い温度条件を維持しながら液槽試験を行うことができる。

前記環境試験装置において、前記冷却材は氷であるのが好ましい。この構成では、冷却材によって液体タンク内の液体を０℃付近まで冷却することができる。したがって、この構成では、液槽試験中の試験容器には０℃付近に調節された液体が供給されるので、０℃付近の温度条件を連続的に維持しながら液槽試験を行うことができる。

前記環境試験装置において、前記氷が前記冷却材供給装置において前記液体タンク内の液体の一部を凝固させることにより作製される場合には、冷却材を液体タンクに供給することに起因して液体タンク内の液体中の成分の濃度が変動するのを抑制できる。具体的に、例えば液体タンク内の液体が塩水である場合には、液体タンク内の液体中に供給される冷却材は塩水の一部を凝固させた氷であるので、液体タンク内の液体中の塩分濃度が変動するのを抑制できる。

前記環境試験装置において、前記温度調節手段は、前記冷却材供給装置だけでなく、さらに、前記液体タンク内の液体を冷却する熱交換器を有しているのが好ましい。この構成では、冷却材供給装置と熱交換器とを併用するので、冷却材による液体冷却効果と熱交換器による液体冷却効果とによって液体タンク内の液体を効率よく冷却することができる。

また、この構成では、冷却材が氷であって液体タンク内の液体を０℃付近まで冷却する場合には、熱交換器において着霜や凍結が生じるのを抑制できる。すなわち、この構成では、冷却材供給装置と熱交換器とを併用するので、冷却材を供給せずに熱交換器だけで液体タンク内の液体を０℃付近まで冷却する場合に比べて、熱交換器を流れる熱媒体の温度を高く設定することができる。これにより、熱交換器において着霜や凍結が生じるのを抑制できる。これに対し、冷却材を供給せずに熱交換器だけで液体タンク内の液体を０℃付近まで冷却する場合には、熱交換器において着霜や凍結が生じやすい。熱交換器において着霜や凍結が生じると、液体タンク内の液体を冷却する能力が低下し、その結果、液タンク内の液体を０℃付近まで継続して冷却することができない。

前記環境試験装置において、前記液槽試験において前記試験容器から排出された液体が、前記液体タンクに戻される場合には、液槽試験における液体の使用量が多くなるのを抑制できる。

前記環境試験装置において、前記液槽試験において前記試験容器からオーバーフローした液体が前記液体タンクに戻されるという形態が例示できる。この形態において、周囲の気温よりも低い温度条件を維持しながら液槽試験を行う場合には、液槽試験中の試験容器には、周囲の気温よりも低い温度に調節された液体が供給される。そして、試験容器内の上部には下部に比べて温度の高い液体が存在する。したがって、試験容器内の上部に存在する液体をオーバーフローさせることによって、試験容器内には比較的温度の低い液体が選択的に残される。これにより、試験容器内の液体を所望の低温に維持しやすくなり、特に０℃付近に液体の温度を維持する場合には好適である。

前記環境試験装置において、前記試験室が、前記試験室内の温度を調節する機能を有する場合には、液槽試験中の液体及び／又は気槽試験中の気体の温度を所望の温度により精度よく調節することができる。

前記環境試験装置において、前記試験室は、前記試験容器に大気を導入する大気導入装置を有しているのが好ましい。この構成では、例えば液槽試験から気槽試験に切り換えられ、試料の表面が濡れている場合であっても、大気導入装置によって試験容器に大気が導入されるので試料の表面の乾燥を促進することができる。

前記環境試験装置において、前記大気導入装置は、試験容器内に延びるブロアー配管を有しているのが好ましい。この構成では、試料の表面に付着している液体を除去する効果をさらに高めることができる。

前記環境試験装置において、前記大気導入装置は、熱風を発生させる機能を有するのが好ましい。この構成では、気槽試験において試料の表面に熱風を供給することができるので、液槽試験との組合せによって種々の条件での熱衝撃試験を実施できる。具体的に、例えば、低温側の試験として液槽試験を行い、高温側の試験として気槽試験を行うという熱衝撃試験を実施できる。

以上説明したように、本発明によれば、所定の温度条件を維持しながら液槽試験を行うことができ、しかも装置の大型化を抑制できる。

本発明の第１実施形態に係る環境試験装置の概略的な構成を示す図である。 第１実施形態の変形例に係る環境試験装置の概略的な構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る環境試験装置の概略的な構成を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る環境試験装置の概略的な構成を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る環境試験装置の概略的な構成を示す図である。 本発明の第５実施形態に係る環境試験装置の概略的な構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態に係る環境試験装置１ついて図面を参照して説明する。環境試験装置１は、液槽試験と気槽試験を行う複合サイクル試験装置である。環境試験装置１は、液槽試験と気槽試験を同一の試験容器において行うことができる。環境試験装置１は、例えば自動車車載用部品、航空機部品、産業用機器などの種々の産業分野における製品の信頼性評価を行うことができる。

（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る環境試験装置１は、試料を収容する試験容器１１を有する試験室１０と、試験容器１１に液体を供給する液体タンク２０と、液体タンク２０内の液体の温度を調節する温度調節手段３０と、液槽試験及び気槽試験を実行する制御手段４０とを備える。

制御手段４０は、液槽試験において、温度調節手段３０によって温度調節された液体を液体タンク２０から試験容器１１に供給しつつ試験容器１１から液体を排出することによって所定の温度条件に調節された試験容器１１内の液体に試料を浸す。また、制御手段４０は、気槽試験において、液体が排出された試験容器１１において所定の条件で気体に試料をさらす。環境試験装置１は、これらの液槽試験及び気槽試験を組み合わせることにより、試料の冷熱衝撃試験（腐食劣化試験）を行うことができる。

試験室１０は、試料に負荷を与えるためのものである。試験室１０は、上述の試験容器１１と、この試験容器１１を囲む筐体１４と、大気導入装置１２とを有する。

試験容器１１は、内部に試料を収容可能な空間を有する箱状体である。試験容器１１は、液槽試験において所定の高さまで液体を溜めることができる。これにより、液槽試験において試料を液体に浸漬することができる。また、試験容器１１は、内部の液体を試験容器１１外に排出することができる。これにより、気槽試験において試料を気体にさらすことができる。

大気導入装置１２は、試験容器１１に大気を導入するための装置である。大気導入装置１２は、ブロアー機能を有する送風機１２ａを含む。第１実施形態では、大気導入装置１２は、１つ又は複数のブロアー配管１３をさらに含む。ブロアー配管１３は、試験容器１１の内部まで延びている。大気導入装置１２の送風機１２ａが運転されると、ブロアー配管１３を通じて試験容器１１内に送られる大気は、試験容器１１内に配置された試料に吹き付けられる。これにより、試料の表面に付着している液体を除去する効果を高めることができる。

なお、第１実施形態では、大気導入装置１２は、筐体１４上に配置されているがこれに限られない。また、第１実施形態では、ブロアー配管１３は、試験容器１１の上壁を通じて試験容器１１内に挿入されているが、これに限られず、例えば試験容器１１の側壁や下壁を通じて試験容器１１内に挿入されていてもよい。

第１実施形態では、試験室１０は、試験室１０内の温度（試験室１０内の気体の温度）を調節する機能を有している。温度調節機能の具体例として、試験室１０は、例えば試験容器１１の周囲や内部に配置されたヒータや冷却装置を備えていてもよい。ただし、試験室１０の温度調節機能は省略可能である。例えば図２に示す環境試験装置１の変形例では、試験室１０は、試験室１０内の空気を加熱する機能を有するヒータ１５と、試験室１０内の空気を冷却する機能を有する冷却装置１６とを備えている。ヒータ１５及び冷却装置１６は、図略の温度センサの検出データに基づいて制御手段４０によって制御される。また、試験室１０は、試験室１０内の空気を循環させる送風機１７をさらに有していてもよい。また、試験室１０内の空間は、仕切り１８によって試験容器１１が配置されている第１空間と、ヒータ１５及び冷却装置１６が配置されている第２空間とに仕切られている。送風機１７が運転されると、試験室１０内の空気は、第１空間と第２空間との間を循環する。送風機１７及び仕切り１８は省略可能である。なお、変形例のような温度調節機能は、図３〜図６に示す第２〜第５実施形態における試験室１０に設けられていてもよい。

液体タンク２０は、試験容器１１に液体を供給するためのものである。液体タンク２０は、内部に液体を収容可能な空間を有する箱状体である。

第１実施形態では、液体タンク２０は、配管５１によって試験容器１１と接続されている。配管５１にはポンプ６１が設けられている。ポンプ６１が運転されると、液体タンク２０に貯留された液体が配管５１を通じて試験容器１１に供給される。第１実施形態では、ポンプ６１は、液体タンク２０の内部に配置されているが、これに限られず、液体タンク２０の外部に配置されていてもよい。

また、第１実施形態では、液体タンク２０は、配管５２によって試験容器１１の下部と接続されている。配管５２にはポンプ６２が設けられている。ポンプ６２が運転されると、試験容器１１内の液体が配管５２を通じて試験容器１１から排出され、液体タンク２０に戻される。

また、第１実施形態の環境試験装置１は、試験容器１１からオーバーフローした液体を液体タンク２０に戻すための配管５３を有する。この配管５３の上流側は、試験容器１１の上部（本実施形態では試験容器１１の側面の上部）に接続され、配管５３の下流側は液体タンク２０に接続されている。配管５３が試験容器１１に接続されている部位は、ブロアー配管１３の下端部よりも下方に位置している。

なお、第１実施形態では、試験容器１１内の液体を液体タンク２０に戻すための手段として、配管５２及びポンプ６２と、配管５３とが設けられているが、これらのうち、配管５２及びポンプ６２を省略してもよく、又は配管５３を省略してもよい。

液体タンク２０には、液体タンク２０内の液体の温度を検出する温度センサＴ１が設けられている。また、試験容器１１には、試験容器１１内の温度を検出する温度センサＴ２が設けられている。これらの温度センサＴ１，Ｔ２によって検出された温度のデータは、制御手段４０に送られる。

温度調節手段３０は、液体タンク２０内の液体の温度を調節するためのものである。第１実施形態では、温度調節手段３０は、冷却材供給装置３１と、熱交換器３２と、チラー３３とを含む。チラー３３は、前記液体を冷却する機能及び前記液体を加熱する機能を有し、前記液体を任意の温度に調節することができる。例えば、チラー３３は、冷凍機と、ヒータとを備える。この冷凍機は、例えば圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を有する。チラー３３は、ブラインなどの熱媒体を温度調節（冷却又は加熱）し、温度調節された熱媒体を熱交換器３２に循環させることにより、液体タンク２０内の液体の温度を微調節することができる。

冷却材供給装置３１は、液体タンク２０内の液体を冷却する冷却材を液体タンク２０に供給するための装置である。第１実施形態では、冷却材が氷であり、冷却材供給装置３１が製氷機である。

製氷機３１は、貯氷室３１ａと、冷凍機３１ｂとを備える。貯氷室３１ａは、例えばブロック状の氷塊を形成するためのものである。貯氷室３１ａには、配管５４を通じて液体タンク２０内の液体の一部が供給される。貯氷室３１ａと液体タンク２０は、配管５４によって接続されている。配管５４にはポンプ６３が設けられている。ポンプ６３が運転されると、液体タンク２０内の液体の一部が製氷機３１の貯氷室３１ａに供給される。貯氷室３１ａに供給された液体は、冷凍機３１ｂによって凝固点以下の温度に冷却されることによって凝固して氷になる。貯氷室３１ａにおいて作製された氷は、供給路５５を通じて液体タンク２０に供給される。製氷機３１の冷凍機３１ｂとしては、例えば蒸気圧縮式の冷凍機が挙げられるが、これに限られない。

なお、第１実施形態では、上記のように氷は、液体タンク２０内の液体の一部を凝固させることにより作製されるが、これに限られない。例えば、氷のもととなる液体を液体タンク２０以外から製氷機３１に供給してもよい。

熱交換器３２は、液体タンク２０内の液体の温度を微調節するためのものである。熱交換器３２は、チラー３３によって冷却又は加熱された熱媒体が流れる流路を有する。熱交換器３２は、液体タンク２０内に設けられている。

チラー３３は、熱交換器３２に送る熱媒体の冷却又は加熱を行うものである。このチラー３３は、液体タンク２０の外部に設置されており、熱媒体の流通配管５６を介して熱交換器３２と接続されている。すなわち、熱交換器３２とチラー３３との間で流通配管５６を介して熱媒体が循環するように構成されている。チラー３３によって冷却又は加熱された熱媒体が供給される熱交換器３２において、液体タンク２０内の液体は熱交換器３２内の熱媒体と熱交換して温度調節される。熱交換器３２からチラー３３側に戻された熱媒体は、チラー３３によって再度温度調節される。チラー３３としては、例えば蒸気圧縮式の冷凍機を使用するものが挙げられるが、これに限られない。

環境試験装置１は、操作者が環境試験装置の動作に関する各種設定値や試験条件を設定するための図略の設定部を備える。具体的に、この設定部では、液槽試験及び気槽試験の各種設定を行うことができる。各種設定としては、例えば試験温度、試験時間、液槽試験と気槽試験の順番、液槽試験と気槽試験の繰り返し回数（サイクル数）などが挙げられる。

制御手段４０は、環境試験装置１の各部を制御して液槽試験及び気槽試験を実行する。制御手段４０は、中央演算処理装置、メモリなどを有する。メモリは、上述した各種設定などを記憶する。具体的に、制御手段４０は、試験容器１１をメモリに記憶された所定の条件に調節して液槽試験及び気槽試験を実行する。

液槽試験において用いる液体としては、真水、塩水などの水が例示できるが、これに限られない。また、第１実施形態では、温度調節手段３０が設けられているので、液槽試験において試験容器１１内の液体の温度条件は、周囲の気温よりも低い温度に設定可能である。具体的に、例えば液体として水（真水、塩水など）を用いる場合、試験容器１１内の液体の温度条件は０℃に設定可能である。また、液体として塩水を用いる場合においても、試験容器１１内の液体の温度条件は０℃以下に設定可能である。

第１実施形態における気槽試験では、試験容器１１において所定の条件で気体に試料をさらす。この気槽試験の条件としては、試験容器１１内の温度、ブロアーの風量（風速）の強弱などが挙げられる。

次に、第１実施形態の環境試験装置１の動作について説明する。制御手段４０は、設定部において操作者により入力された試験条件に基づいて複合サイクル試験を実行する。以下では、液体として水（真水、塩水など）が用いられ、液槽試験の温度条件が０℃に設定され、気槽試験の温度条件が常温に設定され、液槽試験後に気槽試験を実行する場合を例に挙げて説明するが、この試験条件に限られない。

液体タンク２０には予め所定量の水が貯留される。水として塩水を用いる場合には、塩水の塩分濃度が予め調節される。

次に、制御手段４０は、液体タンク２０内の水の温度を０℃に調節する。具体的に、制御手段４０は、製氷機３１及びポンプ６３を運転することにより、液体タンク２０内の水の一部を用いて氷を作製し、作製された氷を液体タンク２０に供給する。制御手段４０は、必要に応じて製氷動作を繰り返し実行する。また、制御手段４０は、チラー３３を運転して熱媒体を熱交換器３２に供給して液体タンク２０内の水の温度を調節する。制御手段４０は、液体タンク２０内の水の温度が０℃に達するように、温度センサＴ１の検出データに基づいて、製氷機３１及びポンプ６３の運転と、チラー３３の運転とを制御する。

次に、制御手段４０は、ポンプ６１を運転して液体タンク２０内の水を、配管５１を通じて試験容器１１に供給する。試験容器１１内における液面の高さ（液体が水の場合には水位）は、試験容器１１からオーバーフローした水を配管５３を通じて液体タンク２０に戻すことができる程度に設定される。試験容器１１内の液面の高さが所定の高さに達すると、試験容器１１の水はオーバーフローして配管５３に流入し、液体タンク２０に戻される。すなわち、第１実施形態では、液体タンク２０内の水の一部が試験容器１１に供給されながら、試験容器１１内の水の一部がオーバーフローして配管５３を通じて液体タンク２０に戻される。このように液体タンク２０内の水が温度調節手段３０によって冷却され、且つ、水が液体タンク２０と試験容器１１との間を循環するという構成を採用することによって、試験容器１１内の水の温度を０℃又はその近傍に維持することができる。

試験容器１１内の液体の温度が所定の温度条件で安定すると、試験容器１１内の所定の位置に試料が配置されて試料が液体に浸される。そして、制御手段４０は、例えば操作者のボタン操作などの指示に基づいて液槽試験を開始する。制御手段４０は、液槽試験中においては、試験容器１１内の液体の温度が所定の温度条件に維持されるように、温度調節手段３０による液体タンク２０内の水の冷却、及び液体タンク２０と試験容器１１との間の水の循環を、連続的又は断続的に継続する。

制御手段４０は、図略のタイマなどによって液槽試験の終了時間に達したと判断すると、製氷機３１、チラー３３、ポンプ６１，６３を停止するように制御する。これにより、液槽試験が終了する。制御手段４０は、ポンプ６２の運転を開始することによって、試験容器１１内の水を排出する。排出された水は、配管５２を通じて液体タンク２０に戻される。これにより、試験容器１１内には水がない状態となる。水の排出が完了するとポンプ６２は停止される。

次に、制御手段４０は、水が排出された試験容器１１において所定の条件で気体に試料をさらす気槽試験を実行する。気槽試験において、制御手段４０は、大気導入装置１２の送風機１２ａを運転することによりブロアー配管１３を通じて試験容器１１内に大気を送る。この大気は、試験容器１１内に配置された試料に吹き付けられる。これにより、試料の表面に付着している液体が除去され、試料が乾燥する。第１実施形態では、ブロアー配管１３から吹き出される大気の温度が常温であるので、試料に熱ストレスを加えずに試料を乾燥させることができる。また、気槽試験では、制御手段４０は、例えば試験容器１１の周囲や内部に配置された図略のヒータや図略の冷却装置を用いて試験容器１１内の温度を所定の温度条件に調節してもよい。制御手段４０は、図略のタイマなどによって気槽試験の終了時間に達したと判断すると、気槽試験を終了する。

以上のような液槽試験及び気槽試験によって試料に負荷が加えられるので、試料の劣化を促進させることができる。液槽試験及び気槽試験は、１サイクルで終了してもよく、複数サイクル繰り返されてもよい。

以上説明したように、第１実施形態では、液槽試験において、液体タンク２０から試験容器１１に供給される液体は温度調節手段３０によって予め温度調節されており、しかも、この液体を試験容器１１に供給しつつ試験容器１１から液体を排出するという構成を採用している。したがって、この構成では、液槽試験中の試験容器１１には、温度調節された液体の連続的又は断続的な供給が継続されるので、所定の温度条件を連続的に維持しながら液槽試験を行うことができる。また、この構成では、液槽試験と気槽試験とが同一の試験容器１１内で実行されるので、気槽と液槽とを別々に設ける必要がなく、装置の大型化を抑制できる。

また、第１実施形態では、温度調節手段３０は、液体を冷却する冷却材を液体タンク２０に供給する冷却材供給装置３１を有している。この構成では、冷却材供給装置３１が液体タンク２０に供給する冷却材によって液体タンク２０内の液体を、周囲の気温よりも低い温度に冷却することができる。したがって、この構成では、液槽試験中の試験容器１１には、周囲の気温よりも低い温度に調節された液体が供給されるので、周囲の気温よりも低い温度条件を維持しながら（試験容器１１内の液体の温度を周囲の気温よりも低い温度に一定に保ちながら）液槽試験を行うことができる。

また、第１実施形態では、冷却材が氷であるので、この冷却材によって液体タンク２０内の液体を０℃付近まで冷却することができる。したがって、この構成では、液槽試験中の試験容器１１には０℃付近に調節された液体が液体タンク２０から連続的又は断続的に供給されるので、０℃付近の温度条件を連続的に維持しながら液槽試験を行うことができる。

また、第１実施形態では、前記氷が冷却材供給装置３１において液体タンク２０内の液体の一部を凝固させることにより作製される。この場合には、冷却材を液体タンク２０に供給することに起因して液体タンク２０内の液体中の成分の濃度が変動するのを抑制できる。具体的に、例えば液体タンク２０内の液体が塩水である場合には、液体タンク２０内の液体中に供給される冷却材は塩水の一部を凝固させた氷であるので、液体タンク２０内の液体中の塩分濃度が変動するのを抑制できる。

また、第１実施形態では、温度調節手段３０は、冷却材供給装置３１だけでなく、さらに、液体タンク２０内の液体を冷却する熱交換器３２を有している。この構成では、冷却材供給装置３１と熱交換器３２とを併用するので、冷却材による液体冷却効果と熱交換器３２による液体冷却効果とによって液体タンク内の液体を効率よく冷却することができる。

また、この構成では、冷却材が氷であって液体タンク２０内の液体を０℃付近まで冷却する場合には、熱交換器３２において着霜や凍結が生じるのを抑制できる。すなわち、この構成では、冷却材供給装置３１と熱交換器３２とを併用するので、冷却材を供給せずに熱交換器３２だけで液体タンク２０内の液体を０℃付近まで冷却する場合に比べて、熱交換器３２を流れる熱媒体の温度を高く設定することができる。これにより、熱交換器３２において着霜や凍結が生じるのを抑制できる。すなわち、この構成では、液体タンク２０内の液体温度を室温以下でコントロールするために、製氷機３１により供給される氷を使用して液体タンク２０内の液体の温度を下げ、チラー３３及び熱交換器３２によって液体タンク２０内の液体の温度をコントロールすることで、液体を冷却するときに、熱交換器３２の表面において凍結、着霜などが生じるのを効果的に抑制できる。これにより、液体の温度を所定の温度条件に連続的に維持しやすくなり、試験容器１１に連続的に所定の温度の液体を供給できる。

また、第１実施形態では、液槽試験において試験容器１１から排出された液体が、液体タンク２０に戻されるので、液槽試験における液体の使用量が多くなるのを抑制できる。

また、第１実施形態では、試験室１０が、試験容器１１内の温度を調節する機能を有する。この場合には、液槽試験中の液体及び／又は気槽試験中の気体の温度を所望の温度により精度よく調節することができる。

また、第１実施形態では、液槽試験において試験容器１１からオーバーフローした液体が液体タンク２０に戻される。この第１実施形態において、試験容器１１の上部には下部に比べて温度の高い液体が存在する。したがって、試験容器１１の上部に存在する液体をオーバーフローさせることによって、試験容器１１には比較的温度の低い液体が選択的に残される。これにより、試験容器１１内の液体を所望の低温に維持しやすくなり、特に０℃付近に液体の温度を維持する場合には好適である。

また、第１実施形態では、試験室１０は、試験容器１１に大気を導入する大気導入装置１２を有している。この構成では、例えば液槽試験から気槽試験に切り換えられ、試料の表面が濡れている場合であっても、大気導入装置１２によって試験容器１１に大気が導入されるので試料の表面の乾燥を促進することができる。

また、第１実施形態では、大気導入装置１２は、試験容器１１内に延びるブロアー配管１３を有している。この構成では、試料の表面に付着している液体を除去する効果をさらに高めることができる。

（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係る環境試験装置の概略的な構成を示す図である。図３に示すように、第２実施形態の環境試験装置１は、大気導入装置１２の構成が第１実施形態と異なっている。第２実施形態では、大気導入装置１２以外の構成は第１実施形態と同様である。

第２実施形態の大気導入装置１２は、熱風を発生させる機能を有する。具体的に、大気導入装置１２は、送風機１２ａと、ヒータ１２ｂとを有する。ヒータ１２ｂは必要に応じてオン・オフされる。したがって、大気導入装置１２は、試験容器１１に大気を送るブロアー機能と、熱風発生機能とを併せ持つ。大気導入装置１２は、ヒータ１２ｂをオフにすれば常温の大気を試験容器１１に送ることができ、ヒータ１２ｂをオンにすれば加熱された大気を試験容器１１に送ることができ、ブロアー機能と熱風発生機能とを切り換えることができる。

熱風の温度は、例えば周囲の気温（室温）＋１０℃〜周囲の温度＋１５０℃程度の範囲内でコントロール可能である。第２実施形態では、このような温度にコントロールされた熱風を瞬時に試験容器１１に供給できる。

以上説明したように、第２実施形態では、大気導入装置１２は、熱風を発生させる機能を有し、気槽試験において試料の表面に熱風を供給することができるので、液槽試験との組合せによって種々の条件での熱衝撃試験を実施できる。具体的に、例えば、低温側の試験として液槽試験を行い、高温側の試験として気槽試験を行うという熱衝撃試験を実施できる。

（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係る環境試験装置の概略的な構成を示す図である。図４に示すように、第３実施形態の環境試験装置１は、温度調節手段３０の構成が第１実施形態及び第２実施形態と異なっており、また、大気導入装置１２の構成が第２実施形態と同様であり、温度調節手段３０及び大気導入装置１２以外の構成は、第１実施形態と同様である。

第３実施形態の温度調節手段３０は、熱交換器３２がチラー３３の筐体内に配置されている。熱交換器３２を収容するチラー３３は、液体タンク２０の外部に配置されている。

熱交換器３２は、チラー３３において冷却された熱媒体が流れる第１流路と、配管５７を通じて液体タンク２０内の液体の一部が流れる第２流路とを有する。これにより、液体タンク２０内の液体は熱交換器３２において第１流路内の熱媒体と熱交換して温度調節される。

（第４実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態に係る環境試験装置の概略的な構成を示す図である。図５に示すように、第４実施形態の環境試験装置１は、温度調節手段３０の構成が第１実施形態と異なっており、チラー３３を備えていない。したがって、この第４実施形態では、第１実施形態〜第３実施形態に比べて、液体タンク２０内の液体を冷却する能力が劣る。しかし、液体タンク２０の容積、試験容器１１内の容積が比較的小さい場合には、第４実施形態の環境試験装置１であっても、液槽試験中の試験容器１１に、周囲の気温よりも低い温度に調節された液体を供給し、周囲の気温よりも低い温度条件を維持しながら液槽試験を行うことができる。

（第５実施形態）
図６は、本発明の第５実施形態に係る環境試験装置の概略的な構成を示す図である。図６に示すように、第５実施形態の環境試験装置１は、オーバーフロー用の配管を備えていない点で第１実施形態と異なっている。

この第５実施形態の環境試験装置１は、液槽試験において次のように動作する。液槽試験において、試験容器１１内の液面の高さ（液体が水の場合には水位）は、試料の一部又は全部が液体に浸漬される程度に設定される。ポンプ６１が運転されて液体タンク２０から配管５１を通じて試験容器１１に液体が送られ、試験容器１１内の液面の高さが所定の高さに達すると、制御手段４０は、ポンプ６２の運転も開始して試験容器１１内の液体の一部を配管５２を通じて液体タンク２０に戻す。すなわち、第５実施形態では、液体タンク２０内の水の一部が配管５１を通じて試験容器１１に供給されながら、試験容器１１内の水の一部が配管５２を通じて液体タンク２０に戻される。

このように液体タンク２０内の水が温度調節手段３０によって冷却され、且つ、水が液体タンク２０と試験容器１１との間を循環するという構成を採用することによって、試験容器１１内の水の温度を０℃又はその近傍に維持することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。

前記実施形態では、液体として真水、塩水などの水が用いられる場合を例示したが、これに限られず、液体は水以外であってもよい。また、前記実施形態では、冷却材が氷である場合を例示したが、これに限られない。

また、前記実施形態では、液体を冷却する冷却材を前記液体タンクに供給する冷却材供給装置を有する場合を例示したが、液体を０℃付近まで冷却する必要がない場合には、冷却材供給装置は省略可能である。

また、前記実施形態では、大気導入装置１２を備える形態を例示したが、大気導入装置１２は省略可能である。

前記実施形態では、液槽試験において試験容器１１から排出された液体が液体タンク２０に戻される場合を例示したが、これに限られない。試験容器１１から排出された液体は、液体タンク２０に戻すことなく廃棄されてもよい。

前記実施形態では、大気導入装置１２が、試験容器１１内に延びるブロアー配管１３を有する場合を例示したが、これに限られない。大気導入装置１２は、図２の変形例のようにブロアー配管１３を有していなくてもよい。

前記実施形態では、気槽試験において試験容器１１に大気が導入される場合を例示したが、これに限られず、大気以外の気体が試験容器１１に導入されてもよい。

前記実施形態では、冷却機能及び加熱機能を有するチラー３３を用いたが、冷却機能を有し加熱機能を有していない冷凍装置をチラー３３の代わりに用いてもよい。この場合には、液体タンク２０内に例えばヒータなどの加熱源を設けることにより、液体タンク２０内の液体を加熱することができ、これにより、液体タンク２０内の液体の温度を微調節することができる。

また、チラー３３に代えて前記冷凍装置を用い、且つ、液体タンク２０内にヒータなどの加熱源を設けない場合には、例えば前記冷凍装置の運転と停止（オンとオフ）を制御する（冷凍装置の熱媒体の流れを制御する）ことにより、液体タンク２０内の液体の温度を微調節することができる。この場合、前記冷凍装置による冷却を停止すると、液体タンク２０の外部から液体タンク２０内に侵入する熱によって液体タンク２０内の液体の温度が次第に上昇する。

１ 環境試験装置
１０ 試験室
１１ 試験容器
１２ 大気導入装置
１２ａ 送風機
１２ｂ ヒータ
１３ ブロアー配管
２０ 液体タンク
３０ 温度調節手段
３１ 冷却材供給装置
３２ 熱交換器
３３ チラー
４０ 制御手段

Claims (11)

1. 試料を収容する試験容器を有する試験室と、
   前記試験容器に液体を供給する液体タンクと、
   前記液体タンク内の液体の温度を調節する温度調節手段と、
   前記温度調節手段によって温度調節された液体を前記液体タンクから前記試験容器に供給しつつ前記試験容器から液体を排出することによって所定の温度条件に調節された前記試験容器内の液体に前記試料を浸す液槽試験、及び液体が排出された前記試験容器において所定の条件で気体に前記試料をさらす気槽試験を実行する制御手段と、を備える環境試験装置。
2. 前記温度調節手段は、液体を冷却する冷却材を前記液体タンクに供給する冷却材供給装置を有する、請求項１に記載の環境試験装置。
3. 前記冷却材が氷である、請求項２に記載の環境試験装置。
4. 前記氷は、前記冷却材供給装置において前記液体タンク内の液体の一部を凝固させることにより作製される、請求項３に記載の環境試験装置。
5. 前記温度調節手段は、前記液体タンク内の液体を冷却する熱交換器を有する、請求項２〜４の何れか１項に記載の環境試験装置。
6. 前記液槽試験において前記試験容器から排出された液体は、前記液体タンクに戻される、請求項１〜５の何れか１項に記載の環境試験装置。
7. 前記液槽試験において前記試験容器からオーバーフローした液体が前記液体タンクに戻される、請求項６に記載の環境試験装置。
8. 前記試験室は、前記試験室内の温度を調節する機能を有する、請求項１〜７の何れか１項に記載の環境試験装置。
9. 前記試験室は、前記試験容器に大気を導入する大気導入装置を有する、請求項１〜８の何れか１項に記載の環境試験装置。
10. 前記大気導入装置は、試験容器内に延びるブロアー配管を有する、請求項９に記載の環境試験装置。
11. 前記大気導入装置は、熱風を発生させる機能を有する、請求項９又は１０に記載の環境試験装置。
    

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