JPH0640845U - 温度雰囲気発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 チャンバ内に発熱体や吸熱体が置かれたり、
冷却器表面温度分布が変化するようなことがあっても、
被制御チャンバ内雰囲気の温度分布を均一化することが
でき、或いは所望の温度分布状態にすることもできる温
度雰囲気発生装置を提供する。 【構成】 チャンバ１内を気体循環方向Ｘを横切る方向
において複数ゾーンＬ、Ｒに仮想分割し、空調部２で温
度調整された気体をチャンバ１を吹き出す各分割ゾーン
上流側の吹出し口２１の部分又はその近傍にそれぞれ温
度センサ２６１、２６２を配置するとともに、空調部２
内における各温度センサより上流側の位置にヒータ２４
１、２４２をそれぞれ配置し、さらにその上流側に冷却
器２３を配置し、チャンバ内気体を吸込み口２２から空
調部２へ吸い込むように循環させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、所定の温度雰囲気を発生させる温度雰囲気発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

温度雰囲気発生装置は、各種分野において利用されている。 代表的には、各種物品や材料について、その耐熱性、耐寒性、耐熱衝撃性等を 調べたり、各種製品やその部品についてバーンイン、スクリーニング等を実施す る恒温器、恒温恒湿器、冷熱衝撃装置等の環境試験装置に組み込まれ、使用され ているものである。また、物品を加熱処理したり、加熱乾燥させる等に用いる熱 処理装置に組み込まれ、使用されるものもある。

【０００３】 かかる温度雰囲気発生装置には種々のタイプのものがあるが、代表的なものと して、環境試験装置等において多用されているタイプのものを挙げることができ る。 すなわち、温度制御すべき被制御チャンバと、前記チャンバに気体吹出し口及 び気体吸込み口を臨ませた空調部とを有し、前記空調部で温度調整された気体を 前記吹出し口から前記チャンバへ吹き出し、該チャンバ内気体を前記吸込み口か ら前記空調部へ吸い込むように循環させることで前記チャンバ内に所定温度雰囲 気を得る温度雰囲気発生装置である。

【０００４】 このタイプの装置では、通常、空調部に気体加熱ヒータ及び（又は）冷却器が 配置され、これらにより温調された気体が送風ファン等の送気手段にて被制御チ ャンバに循環せしめられる。 被制御チャンバ内雰囲気の温度コントロールは、気体吹出し口又はその近傍に 配置した一つの温度センサによる検出温度を温度調節器へ取り込みつつ、この温 度調節器からの指示に基づいてヒータの加熱能力や冷却器の冷却能力を制御する ことで行われる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、この種の温度雰囲気発生装置では、被制御チャンバ内雰囲気の 温度制御は、前記一つの温度センサ付近の気体の温度変化のみをとらえて行われ るため、次のような問題がある。 被制御チャンバ内に発熱体又は吸熱体が部分的に配置され、そのため空調部 の気体吸込み口において、その各部で温度差が発生すると、ヒータや冷却器に流 入する気体中の温度分布が不均一となり、ヒータや冷却器を通過した気体各部間 にもなお、この温度差が残存したままとなり、これがそのまま吹出し口からチャ ンバ内へ吹き出され、しかも、温度センサはかかる気体の一部の温度のみを検出 し、それに基づいて気体全体の温度制御を行うようになるから、結局のところ、 温度差は残存したままの状態が続き、気体吹出し口から吹き出される気体の温度 分布がいつまでも均一化せず、延いては被制御チャンバ内の各部温度分布に乱れ が生じるという問題がある。 また、冷却器を使用している場合、その冷却能力の変化によって冷却器表面 の温度分布が変化すると、その影響で冷却器を通過した気体各部の温度が不均一 となり、しかも、前記一つのセンサではこの不均一さが解消されず、温度分布不 均一な気体がそのまま被制御チャンバに吐出され、従って、該チャンバ内に温度 分布の乱れが発生するという問題もある。 また、被制御チャンバ内雰囲気の温度分布を、均一化することを含め、意図 的に所望の分布状態とすることができない。

【０００６】 そこで本考案は、温度制御すべき被制御チャンバと、前記チャンバに気体吹出 し口及び気体吸込み口を臨ませた空調部とを有し、前記空調部で温度調整された 気体を前記吹出し口から前記チャンバへ吹き出し、該チャンバ内気体を前記吸込 み口から前記空調部へ吸い込むように循環させることで前記チャンバ内に所定温 度雰囲気を得る温度雰囲気発生装置であって、被制御チャンバ内雰囲気の温度分 布を、従来の同タイプの装置に比べると、たとえ被制御チャンバ内に発熱体や吸 熱体が置かれたり、冷却器表面温度分布が変化するようなことがあっても、均一 化することができ、或いは意図的に均一化以外の所望の温度分布状態にすること もできる温度雰囲気発生装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決する本考案の温度雰囲気発生装置は、前記チャンバ内を気体循 環方向を横切る方向において複数ゾーンに仮想分割し、該各分割ゾーン上流側の 前記吹出し口部分又はその近傍にそれぞれ温度センサを配置するとともに前記空 調部内における、該各温度センサより上流側の位置に該各温度センサによる検出 温度に基づいてそれぞれ制御される少なくとも一種の温度制御要素をそれぞれ配 置したことを特徴とする。

【０００８】 前記温度制御要素としては、気体加熱ヒータ、気体冷却器（冷凍機の蒸発器等 ）又はこれらの組み合わせ等を考えることができる。例えば、前記温度制御要素 として前記各温度センサに対応させて気体加熱ヒータを採用し、さらに、これら ヒータの上流側に一体形の冷却器を配置する場合が考えられる。

【０００９】

【作用】

本考案装置によると、空調部吹出し口から被制御チャンバへ吹き出される気体 の温度は、該チャンバの仮想分割ゾーンのそれぞれに対応して配置された複数の 温度センサにより複数個所で別々に検出でき、さらに、各センサに対応して空調 部内に配置された各温度制御手段をその検出温度に基づいて別々に制御でき、そ れによって各分割ゾーンにおける目的雰囲気温度（設定温度）を得ることができ る。

【００１０】 各分割ゾーンにおける設定温度が同一温度のときは、被制御チャンバ内の雰囲 気全体が均一化された温度となる。 また、分割ゾーン相互において設定温度が異なるときは、その設定温度の違い に応じた所望温度分布の雰囲気をチャンバ内に得ることができる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。図１は本考案の１実施例の 概略斜視図であり、図２はその一部の概略断面図である。 この温度雰囲気発生装置は、温度制御すべき被制御チャンバ１及びこれに連設 された空調部２を備えている。チャンバ１及び空調部２の外壁はいずれも断熱壁 であり、チャンバ１は断熱扉１１により開閉でき、その中に物品を出し入れでき る。空調部２はその上端部に空気吹出し口２１を、下端部に空気吸込み口２２を 備えており、これら通気口２１、２２はチャンバ１に臨んでいる。

【００１２】 空調部２内には、幅方向Ｗの略全体にわたる冷却器２３が配置され、その上方 に幅方向Ｗを２分するように二つの空気加熱ヒータ２４１、２４２が配置されて いる。 空気吹出し口２１の手前には幅方向Ｗの略全体にわたるクロスフローファン２ ５が配置され、吹出し口２１には左右に一つずつ温度センサ２６１、２６２が配 置してある。

【００１３】 センサ２６１にて検出された温度情報は温度調節器２７１に、センサ２６２に て検出された温度情報は温度調節器２７２に入力され、ヒータ２４１は調節器２ ７１からの指示に基づき、ヒータ２４２は調節器２７２からの指示に基づき制御 運転される。 冷却器２３は全体を図示していない冷凍機における蒸発器であり、本例では、 装置運転中、冷媒が流される。

【００１４】 この装置では、空調部２において温調された空気がファン２５の運転にて吹出 し口２１全体からチャンバ１内へ吹き出され、チャンバ１内空気が吸込み口２２ から空調部２内へ吸い込まれるように循環方向Ｘにて循環する。 チャンバ１内には、かかる空気の循環方向Ｘを横切る方向においてチャンバ中 央部で、実際に仕切部材等で分割するのではなく、単に仮想的に２分割して得ら れる左右のゾーンＬ、Ｒが想定され、前記センサ２６１、２６２は、それら仮想 ゾーンの各上流側部分に設置されている。すなわち、センサ２６１はゾーンＬに 対応する上流側位置に、センサ２６２はゾーンＲに対応する上流側位置にある。 また、ヒータ２４１はセンサ２６１に対応する上流側位置にあり、ヒータ２４２ はセンサ２６２に対応する上流側位置にある。

【００１５】 チャンバ１内の仮想分割ゾーンＬの設定温度は温度調節器２７１にセットされ 、仮想分割ゾーンＲの設定温度は温度調節器２７２にセットされる。 以上説明した温度雰囲気発生装置によると、ヒータ２４１、２４２及び冷却器 ２３により温調された空気は、ファン２５の運転によりチャンバ１内に循環せし められる。

【００１６】 空調部空気吹出し口２１のうち、仮想ゾーンＬに対応する部分から吹き出され る空気温度はセンサ２６１にて検出され、調節器２７１へ入力される。調節器２ ７１はゾーンＬの設定温度とこの入力温度に基づき、ゾーンＬを設定温度雰囲気 とする方向へヒータ２４１の運転を制御する。また、仮想ゾーンＲに対応する部 分から吹き出される空気温度はセンサ２６２にて検出され、調節器２７２へ入力 される。調節器２７２はゾーンＲの設定温度とこの入力温度に基づいて、ゾーン Ｒを設定温度雰囲気とする方向へヒータ２４２の運転を制御する。

【００１７】 いま、調節器２７１及び２７２のそれぞれにおける設定温度が同一とすると、 チャンバ１内雰囲気はその全体が該設定温度に均一化される。 この場合、図３に示すように、例えば調節器２７１、２７２における設定温度 がいずれも２０℃であり、チャンバ１内の仮想ゾーンＲに図示しない発熱体が配 置されていて、空調部吸込み口２２から吸い込まれる空気のうち仮想ゾーンＬに 対応するものの温度が２１℃、仮想ゾーンＲに対応するものの温度が２５℃とし 、冷却器２３においてこれら空気の温度がいずれも５℃ずつ下げられたとすると 、ヒータ２４１は調節器２７１からの指示によりこれを通過する空気の温度を４ ℃上昇させて２０℃とし、ヒータ２４２は調節器２７２からの指示によりこれを 通過する空気の温度を上昇させることなく２０℃のままとする。かくして吹出し 口２１から吹き出される空気全体の温度が２０℃とされ、チャンバ内雰囲気温度 が均一化される。

【００１８】 また、図４に示すように、例えば調節器２７１、２７２における設定温度がい ずれも２０℃であり、空調部吸込み口２２から吸い込まれる空気温度が全体に２ １℃であるが、冷却器２３の冷却能力が不均一で、これを通過する空気のうち、 ゾーンＬに対応する空気は５℃下げられ、ゾーンＲに対応する空気は２℃下げら れたとすると、ヒータ２４１は調節器２７１からの指示によりこれを通過する空 気の温度を４℃上昇させて２０℃とし、ヒータ２４２は調節器２７２からの指示 によりこれを通過する空気の温度を１℃上昇させて２０℃とする。かくして吹出 し口２１から吹き出される空気全体の温度が２０℃とされ、チャンバ内雰囲気温 度が均一化される。

【００１９】 また、調節器２７１における設定温度を例えばＴ℃とし、調節器２７２におけ る設定温度をこれと異なる例えばＴ℃＋５℃とすると、センサ２６１、２６２が それぞれ独立して温度検出を行い、調節器２７１、２７２がそれぞれ独立してヒ ータ２４１、２４２を制御するから、仮想ゾーンＬの雰囲気はＴ℃に向けられ、 仮想ゾーンＲの雰囲気はＴ℃＋５℃に向けられ、かくしてチャンバ１内に所望の 異なる温度分布が得られる。

【００２０】 以上説明した温度雰囲気発生装置はそのまま恒温器として採用することができ 、また、空調部２において冷却器２３の下方に加湿器を備えるなどして、恒温恒 湿器として利用することも可能である。 なお、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、他にも種々の態様で実 施することができる。例えば、温度検出センサの位置と数、それに対応する空気 加熱ヒータの位置と数、温度調節器の数は前記実施例のものに限定されない。よ り多くのセンサ、ヒータ及び温度調節器を採用してよい。また、必要に応じ、隣 合うヒータ等の温度制御要素の間、その上側、その下側等に空気流れを整流する ような仕切部材を配置することも考えられる。さらに、冷却器も仮想ゾーンに対 応させて分割配置したり、各冷却器の冷却能力を仮想ゾーンの設定温度及び温度 センサの検出温度に基づいて制御できるようにすることも考えられる。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によると、温度制御すべき被制御チャンバと、前記 チャンバに気体吹出し口及び気体吸込み口を臨ませた空調部とを有し、前記空調 部で温度調整された気体を前記吹出し口から前記チャンバへ吹き出し、該チャン バ内気体を前記吸込み口から前記空調部へ吸い込むように循環させることで前記 チャンバ内に所定温度雰囲気を得る温度雰囲気発生装置であって、被制御チャン バ内雰囲気の温度分布を、従来の同タイプの装置に比べると、たとえ被制御チャ ンバ内に発熱体や吸熱体が置かれたり、冷却器表面温度分布が変化するようなこ とがあっても、均一化することができ、或いは意図的に均一化以外の所望の温度 分布状態にすることもできる温度雰囲気発生装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１実施例の概略斜視図である。

【図２】図１の実施例の一部の断面図である。

【図３】空調部吸込み温度にばらつきがある場合の温度
均一化の様子を示す説明図である。

【図４】空調部冷却器の冷却能力にばらつきがある場合
の温度均一化の様子を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 被制御チャンバ Ｌ、Ｒ チャンバ１内の仮想分割ゾーン ２ 空調部 ２１ 空気吹出し口 ２２ 空気吸込み口 ２３ 冷却器 ２４１、２４２ 空気加熱ヒータ ２５ クロスフローファン ２６１、２６２ 温度センサ ２７１、２７２ 温度調節器

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度制御すべき被制御チャンバと、前記
   チャンバに気体吹出し口及び気体吸込み口を臨ませた空
   調部とを有し、前記空調部で温度調整された気体を前記
   吹出し口から前記チャンバへ吹き出し、該チャンバ内気
   体を前記吸込み口から前記空調部へ吸い込むように循環
   させることで前記チャンバ内に所定温度雰囲気を得る温
   度雰囲気発生装置であり、前記チャンバ内を気体循環方
   向を横切る方向において複数ゾーンに仮想分割し、該各
   分割ゾーン上流側の前記吹出し口部分又はその近傍にそ
   れぞれ温度センサを配置するとともに前記空調部内にお
   ける、該各温度センサより上流側の位置に該各温度セン
   サによる検出温度に基づいてそれぞれ制御される少なく
   とも一種の温度制御要素をそれぞれ配置したことを特徴
   とする温度雰囲気発生装置。
2. 【請求項２】 前記温度制御要素として前記各温度セン
   サに対応させて気体加熱ヒータが採用され、さらに、こ
   れらヒータの上流側に一体形の冷却器が配置されている
   請求項１記載の温度雰囲気発生装置。