JPH0396831A

JPH0396831A - 冷熱サイクル装置

Info

Publication number: JPH0396831A
Application number: JP23543089A
Authority: JP
Inventors: Masao Yaita; 矢坂　正男; Keiichi Murano; 村野　恵一; Akiya Nojiri; 明哉野尻; Yoshiro Tsujiko; 嘉郎辻子
Original assignee: Tabai Espec Co Ltd
Current assignee: Espec Corp
Priority date: 1989-09-11
Filing date: 1989-09-11
Publication date: 1991-04-22
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JP2786688B2

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〕本発明は猜密機器、その材料や部品、その他各種電子部
品等の熱衝撃、温度サイクル等の熱雰囲気に対する耐久
性、強度等を調べる冷熱サイクル装置に関する。

〔従来の技術］従来、この種の装置においては、常温さらし時、装置周
辺の外気を試験槽内へ導入し、常温さらし前の高温さら
しまたは低温さらしによる試験槽内温度を外気と熱交換
さセ、試験槽内を常温に近づけていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような常温さらしにおいては次の問題が生
じていた。

■　常温さらしの温度が制御されていない。すなわち、
外気を試験槽内へ導入するため、常温さらし温度が管理
（制御）されておらず、その結果、熱雰囲気試験の温度
精度を悪くしていた。例えば、高温さらし、低温さらし
では例えば±Ｉ　’Ｃの精度を有するが、常温さらしで
は１０〜４０℃程度の範囲でパラツキが生していた。

■　低温さらし後の常温さらしにおいて試料に桔露し、
試料に結露することにより試料に与えられるべき熱エネ
ルギーを水分が吸収してしまったり、試料が高温雰囲気
にさらされる等、該結露が試験に対する外乱要因となっ
ていた。

■　試験槽に外気を導入するため、試験槽内に外気中の
水分が侵入し、該侵入した水分が低温さらし時に蒸発器
または蓄冷器に凝結し、革発器の熱交換能力の低下や風
洞抵抗の増加により風景の低下を招いていた。また、高
温気体供給槽や低温気体供給槽と試験槽との間に設けた
開閉ダンパー等における断熱を目的とするシールパッキ
ン部に該水分が付着し、これが低温さらし時に凝結する
と、該シール部に隙間ができ、気体洩れが発生したり、
ダンバーの氷結による動作不良が発生していた。

そこで本発明の目的は、常温さらしの温度を管理（制御
）することができ、それによって常温さらし試験の温度
精度を高温、低温さらし時と同等程度に向上させること
ができ、また、外部の水分を試験槽内に取り入れないよ
うにして、結露による外乱的要因を排除し、それによっ
て試験精度を向上させると同時に装置への氷結、霜付等
の悪条件を排除することができる冷熱ザイクル装置を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記目的に従い、試験槽と、高温気体供給槽と
、低温気体供給槽と、常温気体供給槽と、前記試験槽と
前記各気体供給槽とを結ぶ第１の通気孔群と、前記試験
槽と前記各気体供給槽とを結び前記第１の通気孔群と対
をなす第２の通気孔群と、前記各通気孔を開閉するため
の扉とを備えたことを特徴とする冷熱サイクル装置を提
供するものである。

試験槽内の水分を排除するために、前記試験槽には乾燥
空気、窒素ガス等の乾燥ガス導入手段を設けるとともに
該ガス導入手段による乾燥ガス導入により前記試験槽内
気体を該試験槽内が外気圧より僅かに陽圧に保たれるよ
うに排出するための排気手段を設けてもよい。この排気
手段には例えば開閉可能の排気ダクトが考えられる。

〔作　用〕

本発明冷熱サイクル装置によると、試験槽内に試料が収
納され、高温さらしの時には、該試験槽と高温気体供給
槽とを結ぶ通気孔の開閉扉が開かれ、他の扉は全て閉し
られる。この状態で高温気体が高温気体供給槽から試験
槽に循環せしめられ、試料が高温雰囲気にさらされる。

低温さらしの時には、試験槽と低温気体供給槽とを結ぶ
通気孔の開閉扉が開かれ、他の扉は全て閉しられる。こ
の状態で低温気体が低温気体供給槽から試験槽に循環せ
しめられ、試料が低温雰囲気にさらされる。

また、常温さらしの時には、試験槽と常温気体供給槽と
を結ぶ通気孔の開閉扉が開かれ、他の扉は全て閉じられ
る。この状態で温度制御された常温気体が常温気体供給
槽から試験槽に循環せしめられ、試料が該常温雰囲気に
さらされる。

試験槽に前記乾燥ガス導入手段が設けられるとともに前
記排気手段が設けられている場合には、各さらし試験に
おいて、該乾燥ガス導入手段から試験槽内に乾燥ガスが
導入されるとともに、すでに試験槽内にあった気体の一
部が前記排気ダクトから外部へ放出され、それによって
試験槽内が外気圧より僅かに陽圧に保たれて一層乾燥状
態に保たれる。

なお、高温さらし時における低温気体供給槽および常温
気体供給槽、低温さらし時における冑温気体供給槽およ
び常温気体供給槽、常温さらし時における高温気体供給
槽および低温気体供給槽は、それぞれ、必要に応し、次
の使用に備えて準備運転することができる。

〔実　施　例］以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図示の冷熱サイクル装置は、試験槽１、試験槽１の下側
に隣合わせて設けられた高温気体供給槽２、試験槽１の
背後に隣合わせて設けられた低温気体供給槽３、および
試験槽１の上側に隣合わセ゛て設けられた常温気体供給
槽４を備えている。

試験槽１は前面に試料出し入れ用の開閉自在扉１１を有
し、試験槽１と高温気体供給槽２との間には断熱壁Ｉ２
が、試験梧】と低温気体供給槽３との間に断熱壁１３が
、試験槽１と常温気体供給槽４との間に断熱壁１４がそ
れぞれ設けられており、試験槽］の左右は断熱壁１５、
１５によって塞がれている。また、気体供給槽２は断熱
壁２ｏにより、気体供給槽３は断熱壁３０により、気体
供給槽４は断熱壁４０により囲まれている。

断熱壁１２、１３、１４のそれぞれにおいて試験槽１の
一端部（第１図上、右端部）に臨む部分には、試験槽１
と高温気体供給槽２とを結ぶ通気孔２１、試験槽１と低
温気体供給槽３とを結ぶ通気孔３１および試験槽１と常
温気体供給槽４とを結ぶ通気孔４１が設けられており、
それらには開閉断熱扉５１、６１、７１が設けられてい
る。

断熱壁１２、１３、１４のそれぞれにおいて試験槽１の
他端部（第１図上、左端部）に臨む部分には、試験槽１
と高温気体供給槽２とを結ぶ通気孔２２、試験槽１と低
温気体供給槽３とを結ぶ通気孔３２および試験槽１と気
体供給槽４とを結ぶ通気孔４２が設番ノられており、そ
れらには開閉断熱扉５２、６２、７２が設けられている
。

これら扉はそれぞれ図面に実線で示す位置から二点鎖線
で示す位置まで回動できるように前記断熱壁に直接また
は間接的にヒンジ連結されており、それ自体すでに知ら
れている図示しない扉駆動手段、例えば、直接または適
当なリンク機構を介してピストン・シリンダ装置にて駆
動するようにしたもの、扉に連結した回動用シャフトを
ウォームギャ等の適当な歯車伝動装置を介してモークに
て駆動するようにしたもの等にて開閉されるようになっ
ている。

高温気体供給槽２は電気加熱ヒータ、蒸気加熱しータ等
の適当なヒータをアルミ等製のインゴットに内蔵した加
熱蓄熱器２３と、その下流側に配置された通常の電気ま
たは蒸気加熱ヒータ２４と、さらに該ヒータの下流側か
つ通気孔２１に臨む位置に配置された気体循環用ファン
２５を備えており、ファン２５はモータ２６により駆動
される。

また、低温気体供給槽３は例えばアルミ等製のインゴッ
トからなる蓄冷器３３と、その下流側に順次配置された
冷却器３４、温度調節用加熱ヒータ３５および気体循環
用ファン３６を備えており、ファン３６は通気孔３１に
臨んでおり、モータ３７により駆動される。

常温気体｛Ｊｊ給梠４は熱交換器４３と、熱交換器の下
流側かつ通気孔４１に臨む位置に気体循環用ファン４３
を備えており、該ファンはモータ４４により駆動される
。

試験槽１の両端部（第１図において左右両端部）には、
前記通気孔および扉よりも内側の位置に格子または網板
１６、１６が設けられており、これらは試験槽１内の試
料が通気孔に入り込まないように安全のため設けられて
いるものであるが、整流機能を備えていることが望まし
いものである。

また、試験槽１の一端部（第１図上、右端部）には乾燥
ガスとして露点温度の低い（例えば−７０゜Ｃ）空気を
導入ずるためのパイプ５が設けられており、該パイプ５
は電磁弁５ｌにより開閉可能であるとともに、空気源５
２から乾燥空気を試験槽１内へ導入することができる。

試験槽１には、さらに、他端部（第１図上、左端部）に
排気ダクト６が設けられており、該ダクト６は図示しな
いソレノイド等の駆動手段により開閉されるダンパ６１
を備えている。

なお、図中７１は制御室、７２は機械室である。

この冷熱サイクル装置によると、図示しない試料を試験
槽１の扉１１を開いて該槽内に収納し、扉１１を閉めた
後、該試料を所望のサイクルにて高温気体、低温気体、
常温気体という異なる熱雰囲気にさらすことができ、熱
衝撃、各種熱雰囲気に対する該試料の耐久性、強度等を
調べることができる。

試料を高温気体にさらす時には、高温気体供給槽２に通
しる扉５１および５２が第ｌ図に二点鎖線で示す位置ま
で開かれ、他の扉６１、６２、７１、７２は閉しられる
。加熱蓄熱器２３が後述する待機時から引き続き運転さ
れ、さらにヒーク２４も運転される。

この状態でファン２５が駆動され、高温気体が気体供給
槽２から通気孔２１を通って試験槽１へ１０流入し、さらに該試験槽から通気孔２２を通って槽２へ
戻り、該槽内で再び加熱されて試験槽１へ吐き出される
。かくして試験槽内試料は所望の高温に所望時間さらさ
れる。

この高温さらしの間、低温気体供給槽３および常温気体
供給槽４は準備運転される。すなわち低温気体供給槽３
においては、冷却器３４が運転され、蓄冷器３３に冷熱
が蓄えられ、次の低温さらしに備えて直ちに所定の低温
気体を供給できるように準備される。また、常温気体供
給槽４においては、次の常温さらしに備えて熱交換器４
３が運転される。

試料を低温気体にさらす時には、低温気体供給槽３に通
しる扉６１および６２が第３図に二点鎖線で示す位置ま
で開かれ、他の扉５１、５２、７１、７２は全て閉しら
れる。冷却器３４が前記待機時から引き続き運転され、
ファン３６が駆動され、低温気体が気体供給槽３から通
気孔３１を通って試験槽１に流入し、さらに該試験槽か
ら通気孔３２を通って槽３に戻り、該槽３内で再び冷却
されて試験槽１へ吐出される。かくして試験槽内試料は
所望の低温に所望時間さらされる。

この低温さらしの間、高温気体供給槽３では次の高温さ
らしに備え直ちに所定の高温気体を供給できるように準
備運転される。また、常温気体供給槽４も準備運転され
る。

試料を常温気体にさらす時には、常温気体供給槽４に通
しる扉４１および４２が第１図に二点鎖線で示す位置ま
で開かれ、他の扉５１、５２、６１、６２は閉じられる
。熱交換器４３が待機時から引き続き運転され、ファン
４３が駆動され、常温さらしを行う所定温度の気体が通
気孔４１から試験槽１へ吐出される。試験槽１内の気体
は通気孔４２から槽４内へ吸い込まれ、熱交換器４３に
よって所定温度に制御され、再び試験槽１へ吐き出され
る。かくして試験槽内試料は所望温度の常温気体に所望
時間さらされる。

この常温さらしの間、高温気体供給槽２および低温気体
供給槽３は準備運転される。

各さらし運転においては、空気導入パイプ５か１１１２ら乾燥空気が試験槽１内へ導入されるとともに、試験槽
内気体の一部が俳気ダク１・６により試験柏外へ排出さ
れ、かくして試験槽１内は外気圧より僅かに陽圧に保た
れ、外気の試験槽内への侵入が確実に防止される。この
外気侵入の防止と乾燥空気の導入によって、それだけ試
験槽１内はより水分の少ない良好な状態に保たれる。

前記実施例によると、熱交換器４３を有する常温気体供
給槽４が装備されているので、常温さらし温度の管理（
制御）が可能になり、従って、常温さらし試験状態が外
気温度に関係なく一定になり、試験状態の再現性が良好
となる。

また、常温さらしにおいて、試験槽１内へ外気を導入し
ないため、外気中の水分が試験槽１内へ取り込まれるこ
とがなく、それだけ試料の結露が少なく、温度以外の外
因が排除される。

さらに、各槽内への水分の侵入が少なく、そのため、低
温気体供給槽３内の氷結が少なくなり、連続サイクル数
が多くなる（デフロストのタイミングが長くなる）。さ
らに、各通気孔の断熱扉におけるパッキン部に氷結が少
なくなり、パッキン当たりの間隙の発生による気体洩れ
や、扉の動作不良が減少する。

なお本発明は前記実施例に限定されるものではなく、他
にも様々の態様で実施することができる。

例えば前記実施例では各気体供給槽に気体循環用ファン
が設けられているが、これらのファンに代えて試験槽１
のいずれかの一端部（第１図上、右端部または左端部）
に各気体供給槽に対し共通のファン装置を設けてこれに
より気体を試験槽１へ循環させてもよい。

また、各通気孔を開閉する扉は前記実施例のように回動
式ではなく、引戸式に直線動作するように設けられても
よい。

前記実施例では高温気体供給槽２において、蓄熱器２３
とヒータ２４は分離しているが、これを一体的な加熱蓄
熱器に代えてもよい。

〔発明の効果〕本発明冷熱サイクル装置は次の利点を有する。

■常温気体供給槽を設けたので、常温さらしの温１３１４度を管理（制御）することができ、それによって常温さ
らし試験の温度精度を高温、低温さらし時と同等程度に
向上させることができる。

■常温さらしにおいて、外部の水分を試験槽内に取り込
まないようにしたので、結露による外乱的要因を排除す
ることができ、それによって試験精度を向上させること
ができる。

■常温さらしにおいて、外部の水分を試験槽内に取り込
まないようにしたので、装置への氷結、霜付等の悪条件
を排除することができ、また、それによって試験におけ
る連続サイクル数を多くできる。

■試験槽に乾燥気体を導入する手段および排気手段を設
番ノるときには、試験梠内がそれだけ乾燥状態に保たれ
、水分による悪条件がそれだけ排除される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は正面側
から見た状態の全体概略断面図、第２図は第１図のｘ　
−　ｘ　４’ｌに沿う断面図、第３図は第１図のＹ−Ｙ
線に沿う断面図である。１・・・試験槽２・・・高温気体供給槽３・・・低温気体供給槽４・・・常温気体供給槽２１、３１、４１・・・第１の通気孔２２、３２、４２・・・第２の通気孔５１、５２、６１、６２、７１、７２・・・通気孔開閉
扉５・・・空気導入パイプ６・・・排気ダクト出　願　人　クハイエスペック株式会社１５１６

Claims

【特許請求の範囲】

（１）試験槽と、高温気体供給槽と、低温気体供給槽と
、常温気体供給槽と、前記試験槽と前記各気体供給槽と
を結ぶ第１の通気孔群と、前記試験槽と前記各気体供給
槽とを結び前記第１の通気孔群と対をなす第２の通気孔
群と、前記各通気孔を開閉するための扉とを備えたこと
を特徴とする冷熱サイクル装置。
（２）前記試験槽に乾燥ガス導入手段を設けるとともに
該ガス導入手段による乾燥ガス導入により前記試験槽内
気体を該試験槽内が外気圧より僅かに陽圧に保たれるよ
うに排出するための排気手段を設けたことを特徴とする
請求項１記載の冷熱サイクル装置。