JPH01224638A - 温度サイクル装置における温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各種材料、機器又はその部品等を異なる温度
雰囲気に所定のサイクルでさらし、又は、それら材料等
に熱衝撃を加えるなどして、該材料等の熱に対する特性
の変化、耐久性等をテストし、又はスクリーニングを実
施する等に用いる温度サイクル装置における温度制御方
法に関する。

［従来の技術］ この種温度サイクル装置は、通常、試験室に、加熱機能
を有する高温気体供給部から高温気体を、冷却機能及び
蓄冷機能を有する低温気体供給部から低温気体を、それ
ぞれ供給できるように構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来温度サイクル装置において試験室に
所定の低温を得ようとするときには、当初から低温気体
供給部を使用していたため、成る程度の温度まではその
蓄冷機能により速やかに降下するが、蓄冷能力消費後の
温度降下速度は鈍る傾向にあった。この傾向は低温気体
供給部を働かせ始める当初の温度が高い程顕著であった
。

また、試験室に所定の高温を得るときにも、その温度上
昇速度は必ずしも満足できるものではなかった。

そこで本発明は、先ず、従来より速やかに所定低温に到
達できる温度サイクル装置における温度制御方法を提供
することを目的とする。

また、本発明は、従来より速やかに所定低温に到達でき
るとともに、従来より速やかに所定高温にも到達するこ
とができる温度サイクル装置における温度制御方法を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 本発明は前記目的に従い、 試験室に、加熱機能を有する高温気体供給部から高温気
体を、冷却機能及び蓄冷機能を有する低温気体供給部か
ら低温気体をそれぞれ供給できるようにした温度サイク
ル装置における温度制御方法にして、前記試験室内温度
を低温ＴＩまで降下させるにあたり、前記試験室に対し
作用するようにサブクーラを準備し、途中の温度Ｌ１ま
では前記サブクーラのみにて降下させ、そのあとは前記
低温供給部の蓄冷機能と冷却機能を利用して前記温度Ｔ
１まで温度降下させることを特徴とする温度制御方法、
及び 前記温度制御方法に加え、前記試験室内温度を高温Ｔ２
まで上昇させるにあたっては、途中の温度ｔ２までは前
記高温気体供給部から高温気体を供給するとともに前記
サブクーラをヒートポンプ式加熱器として併用して上昇
させ、そのあとは前記高温気体供給部のみにて前記温度
Ｔ２まで上昇させる温度サイク装置における温度制御方
法、を提供するものである。

前記いずれの方法においても、前記サブクーラの運転を
停止するときは、該サブクーラ内冷媒を抜き出すことが
望ましい。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例をこれを適用する温度サイクル装
置例とともに図面を参照しつつ説明する。

第１図の温度サイクル装置は、試験室１、試験室に接続
された通気路２及び通気路に接続さた低温空調室３を備
えている。

試験室１は扉１０にて開閉でき、図上右端に第１開口部
１１を、左端に開口部１２を備えている。

両開口部は互いに向かいあっている。開口部１１にはネ
ット、孔あき板、格子体等の適当な保護部材１１１が張
設されている。該保護部材は整流効果を有するものでも
よい。

通気路２は、開口部１２から試験室１の背後を通って開
口部１１ヘコの字状に延びており、開口部１２に臨む部
分２３、試験室の背後部分２２及び開口部１１に臨む部
分２１を備えている。

通気路２の部分２３には気体循環用のファン４が配置さ
れており、該ファンは図示しないモータの駆動により開
口部１２を介して試験室内気体を吸引し、開口部１１の
方へ吐出する。

また、通気路２の部分２２には電気ヒータ式加熱器５が
配置されており、該加熱器は試験室への高温気体供給に
あたり、ここを通過する気体を所定温度に加熱する。な
お、この加熱器は、低温気体温度の調整にも使用できる
ものでもよい。

前記通気路２、ファン４及び加熱器５は高温気体供給部
の構成要素である。

低温空調室３は、通気路２の部分２１に隣設されており
、内部にフィンチューブ式蒸発器３１を備えている。

該蒸発器は、通気路の部分２２に臨む位置から開口部１
１全体に臨むように延びていて、部分２２から低温空調
室３へ入る気体が、蒸発器の一部で予冷されるようにな
っている。なお、蒸発器は必ずしも通気路部分２２に臨
んでいる必要はない。

該蒸発器のプレートフィン３１１は銅板から形成されて
いて、全て試験室内における両開口部を結ぶ方向Ａと実
質上平行に配置されている。また、該フィンは蓄冷材を
兼ね得るように、厚さ約　０゜６〜２．Ｏｍｍ、本例の
場合は約０．７胴に形成される。

なお、フィン材質としては銅板のほかアルミ板、ステン
レススチール板等が考えられ、これら材料を採用する場
合において蓄冷材を兼ねさせるときには、厚さ約０．６
〜２．Ｏｍｍが適当である。

フィンに霜付きして風通しが悪くなることを防止するた
め、フィンピッチは約３〜６ｍｍ、本例の場合は約３唾
とされる。

なお、従来は低温空調室待機時に、蒸発器とは別個に設
けた蓄冷器に蓄冷するために空調室内で気体を循環させ
ていたが、このようにフィン３１１に蓄冷作用を持たせ
る場合には、その必要がなく、それだけ構造を面素化で
きる。

また、前記フィン３１１には、冷却用冷媒管３１２が常
法にて装着されているほか、温度調整用のホットガスを
通す管３１３が装着されている。

このホットガス管３１３は必ずしも必要ではないが、こ
こに設けておくと、低温空調室待機時の蒸発器温度調整
に使用できる。

蒸発器３１の背後には、該蒸発器各部へ一様に気体を分
配するための分配装置３２が設けられている。これによ
って通気路部分２２から低温空調室へ入る気体は蒸発器
により十分冷却されて開口部１１全体から一様に試験室
１内へ吹き出す。

該分配装置は、第１図の装置では長さが順次界なる平行
配置の整流板から構成されているが、第２図に示すよう
に適当なダクト３３でもよく、ま１３第３図に示すよう
に適当な邪魔板３４でもよい。

蒸発器３１のうち、通気路部分２２に臨む部分の背後に
は、第２図に示すように、適当な気体循環用ファン３５
を必要に応じて設けることができる。

前記通気路２、ファン４及び空調室３は低温気体供給部
の構成要素である。

さて、再び第１図の装置に戻ると、該装置には、更に、
低温気体供給室３と通気路２との境界に複数のダンパ６
が設けられている。

各ダンパは、従来装置に一般に採用されているダンパよ
り薄い平坦な板状に形成されており、内部は適当な真空
度の真空中空部とされ、断熱効果を有している。

このように内部を真空中空部とすると、従来のようにグ
ラスウール等を使用して断熱効果をもたせる場合より、
ダンパを薄く形成して同程度の断熱効果をもたせること
ができるので、円滑な気流を得る上で都合がよい。

各ダンパ６は、低温空調室３を閉じる第１装置Ｆと低温
空調室３を開いて前記方向Ａと実質上平行姿勢をとる第
２装置Ｓとの間を回動できるように、装置フレームに回
動可能に支承されており、図示していないが、例えば、
各ダンパ軸端にビニオンを固着し、全てのピニオンに一
つのラックを噛合させ、該ラックをエアシリンダその他
の適当な駆動機にて往復駆動することにより、−斉に開
閉駆動することができる。

なお、第１図のダンパ６は、その一端が回動基点Ｐとさ
れているが、第２図に示すように、中央部その他に回動
基点Ｑを設けてもよい。

試験室１内のうち、第２開口部１２に臨む位置には、サ
ブクーラ７が配置されている。

該サブクーラはフィンチューブ式蒸発器からなり、低温
空調器の蒸発器３１と同材質で、蒸発器３１より軽量構
造である。この軽量構造によって温度上昇、温度下降の
際に大きい熱容量負荷とならないように工夫されている
。また、各フィンは全て前記方向Ａに実質上平行である
。

サブクーラ７は、これをターラとして使用でき、或いは
ヒートポンプ式加熱器として使用できるように、図示し
ないそれ自体公知の冷凍回路に組み込まれている。

また、ポンプダウン（アウト）運転手段にて、サブクー
ラ内冷媒を随時抜き出すことができるようになっている
。

なお、サブクーラの位置は必ずしも図示の位置に限定さ
れるものではない。

かかる温度サイクル装置によると、試験室１内気体温度
は次のように制御される。なお、いずれの温度さらしの
場合でも、気体循環用ファン４は運転される。

届Ｌｕ顆ル ダンパ６は第１図に実線にて示す第１装置Ｆに置かれ、
低温空調室３は閉じられる。加熱器５が運転され、これ
によって加熱された気体が通気路２の部分２１、開口部
１１、試験室１、開口部１２、通気路部分２３、通気路
部分２２へと順次循環する。

また、サブクーラ７をヒートポンプ式加熱器として使用
し、第４図に示すように、予め定めた温度ｔ２（−例と
して約４０°Ｃ）まで加熱器５と併用し、その後は加熱
器５のみにて所定温度Ｔ　２を得る。

このようにサブクーラを使用することにより、エネルギ
ー節約、加熱器ヒータ容量の削減、温度上界時のサブク
ーラ熱容量負荷の削減、温度上昇性能の向上を実現でき
る。

サブクーラ７の運転を停止するときには、負荷削減のた
め、内部の冷媒を抜き出しておく。

低温襄立互 加熱器５は停止し、先ずサブクーラ７をクーラとして運
転するとともに気体を高温さらし時と同様に循環させ、
これによって、第５図に示すように、予め定めた温度む
１（−例として常温）まではサブクーラだけで温度降下
させる。

その後ダンパ６を第１図に仮想線にて示す第２装置Ｓ（
方向Ａ）に−斉に開き、低温空調室３の一部を通気路部
分２２に臨ませると共に残部を開口部１１に臨ませる。

かくして低温気体を空調室３から通気路部分２１、開口
部１１、試験室ｌ、開口部１２、通気路部分２３、通気
路部分２２を経て再び空調室３へと循環させる。

低温空調室はこの低温さらしに先立つ待機中も運転し、
蒸発器フィン３１１に予め蓄冷しておき、低温空調室３
を開成したときには、その蓄冷効果を利用して所定温度
ＴＩまで急速に温度降下させる。

なお、低温空調室３を使用し始めるのと同時的にサブク
ーラ７の運転を停止してもよいが、該クーラの能力に応
じて一時的にこれを併用運転してもよい。

また、サブクーラ７の運転を停止するときには、負荷削
減のため内部の冷媒を抜き出しておく。

このようにサブクーラ７を使用することにより、全体と
して所定温度ＴＩまで急速に温度降下させることができ
る。

骨日　　°星　゛し 低温空調室３をダンパ６にて閉じておき、サブ−ラフを
クーラとして、又はヒートポンプ式加熱器として連続的
に又は断続的に使用することにより、試験室を常温乃至
中温にさらすことができる。

この場合、試験室を開放したり、試験室内へ外気を導入
する必要がないので、試験室内の清浄度をそれだけ高く
維持することができる。また、装置設置場所の環境を乱
さない。

各さらし運転は以上説明のとおりであるが、蒸発器３１
やクーラ７の運転に際し、これに霜付きが生じることを
防止するために、必要に応じ、低温空調室３等適当な位
置から乾燥気体を供給してもよい。乾燥気体供給手段と
しては、公知の化学的乾燥機、冷凍回路使用の乾燥機等
を採用することができる。冷凍回路利用の乾燥機の場合
、前記蒸発器３１を含む冷凍回路、クーラ７を含む冷凍
回路を適宜利用してもよい。

前記高温さらし、中温さらしにおいては、所定温度気体
が、通気路部分２１に充満又は略充満した状態から、開
口部１１の全域を経て、大きい風量でもって試験室内へ
供給されるので、試験室内温度は速やかに所定温度に到
達することができる。

また、試験室内の温度分布も良好となる。

低温さらしにおいて低温空調室３が使用される場合には
、ダンパ６が前記Ａ方向に平行に開成され、低温空調室
３が開口部１１に対し大きく開かれるので、空調室内気
体は大きい風量でもってしかも層流状体で試験室内へ流
入し、試験室は速やかに所定温度に到達する。また、試
験室内の温度分布も良好となる。

本発明方法は前記した温度サイクル装置に限らず、例え
ば、高温空調室、低温空調室をそれぞれ別個に試験室に
隣設し、更に常温さらしに当たっては外気を導入できる
ようにした温度サイクル装置等にも適用可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、試験室に、加熱機能を有する高温気体
供給部から高温気体を、冷却機能及び蓄冷機能を有する
低温気体供給部から低温気体をそれぞれ供給できるよう
にした温度サイクル装置において、先ず、従来より速や
かに所定低温に到達できる温度制御方法を提供すること
ができ、更に、従来より速やかに所定低温に到達できる
とともに、従来より速やかに所定高温にも到達すること
ができる温度制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用する温度サイクル装置例の概
略断面図、第２図は他の装置例の低温空調室周辺の概略
断面図、第３図は更に他の装置例の低温空調室の概略断
面図、第４図は本発明実施例による高温さらし時の温度
上昇グラフ、第５図は本発明実施例による低温さらし時
の温度降下グラフである。 １・・・試験室、 １１・・・第１開口部、 １２・・・第２開口部、 ２・・・通気路、 ２１〜２３・・・通気路の一部、 ３・・・低温空調室、 ３１・・・蒸発器、 ３１１・・・フィン、 ４・・・７アン、 ５・・・加熱器、 ６・・・ダンパ、 ７・・・サブクーラ。 出　願　人　タバイエスペック株式会社第１図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）試験室に、加熱機能を有する高温気体供給部から
   高温気体を、冷却機能及び蓄冷機能を有する低温気体供
   給部から低温気体をそれぞれ供給できるようにした温度
   サイクル装置における温度制御方法にして、前記試験室
   内温度を低温Ｔ１まで降下させるにあたり、前記試験室
   に対し作用するようにサブクーラを準備し、途中の温度
   ｔ１までは前記サブクーラのみにて降下させ、そのあと
   は前記低温供給部の蓄冷機能と冷却機能を利用して前記
   温度Ｔ１まで温度降下させることを特徴とする温度制御
   方法。
2. （２）前記サブクーラの運転を停止するとき、該サブク
   ーラ内冷媒を抜き出す請求項１記載の方法。
3. （３）前記試験室内温度を高温Ｔ２まで上昇させるにあ
   たり、途中の温度ｔ２までは前記高温気体供給部から高
   温気体を供給するとともに前記サブクーラをヒートポン
   プ式加熱器として併用して上昇させ、そのあとは前記高
   温気体供給部のみにて前記温度Ｔ２まで上昇させる請求
   項１又は２記載の方法。