JPH10220854A - 内圧調整機構付き環境試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内圧調整機能を向上する。 【解決手段】 空調室３の低圧部の位置Ｐに開口する管
１１を設け、その外側端１１ｂに、主弁１２及びその中
に副弁１３をそれぞれ矢印Ａ−Ａ´及びＣのように回転
可能に装着する。 【効果】 定常運転時には位置Ｐが負圧になり、副弁が
閉じた状態で主弁が管の傾斜開口部１１ｃに接触して外
気の吸入を防止する。低温運転移行時等に位置Ｐの負圧
が大きくなると、上記の状態から副弁が管内方向に更に
傾斜し、主弁との間隔が開いて外気を導入し、内部の異
常低圧を防止する。高温運転時や扉開時に位置Ｐが正圧
になると、副弁が閉じた状態で主弁が傾斜開口部から離
れて開き、内部の空気を逃がして過大内圧を防止する。
簡単な構造で確実に内圧調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内部が循環空気に
よって空調される環境試験装置に関し、特にその内圧調
整機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】恒温恒湿槽等の環境試験装置では、槽内
に試験室と空調室とを設け、断熱及び気密状態において
温湿度を調整した空気を試験室内に循環供給すると共
に、内圧調整機構を設け、運転条件の変化等によって生
ずる内圧変動を調整するようにしている。

【０００３】従来の内圧調整機構は、通常図５（ａ）に
示す如く、加湿皿４のオーバーフロー水等を排水する排
水管９を利用し、これから分岐した内圧調整管２０を設
けるようにした装置であった。そして、排水管９の槽内
への開口部にドレンフィルタ９ａを設け、内圧調整管２
０の頂部には、同図（ｂ）に示す如く、樹脂製のボール
２１を乗せると共に、小孔２２を設けていた。

【０００４】このような従来の装置では、内圧が上昇し
たときには、内部の空気が内圧調整管２０を通過し、ボ
ール２１を持ち上げて外部に排出され、内圧が低下した
ときには、小孔２２から内圧調整管２０を介して槽内に
外気が吸入される。しかし、このような装置では、小孔
２２が大きい場合には、外気の吸い込み量が多いため、
排水時や槽内ドレーンの排水時にドレンフィルタ９ａの
表面に溜まった水が、低温運転時に外気の吸入と共に霜
柱を形成するという不具合が発生した。一方、小孔が小
さい場合には、内圧調整機能が不足し、槽内の圧力が大
きく低下し、ウイックパンアームから水が噴き出して内
部の試料にかかったり、加湿皿から水が溢れて槽内底面
を水浸しにするというような不具合が発生した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、内圧調整機能の改善された環境
試験装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、内部が循環空気によって空調される環境試
験装置において、一端側が前記内部で相対的に圧力の低
い低圧部のうちの底から離れた部分に開口し他端側が前
記外部まで導設された管と、前記他端側に設けられ前記
内部の圧力が所定圧力より下がった低圧時に前記外部か
ら前記内部に空気を通過させるように開く空気吸入機構
と前記内部の圧力が前記所定圧力より上がった高圧時に
前記内部から前記外部に空気を通過させるように開く空
気排出機構とを有することを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、上記に加えて、前記空
気吸入機構と前記空気排出機構とは、前記高圧時又は前
記低圧時のうちの何れかの時に開くように形成された第
１弁体と、前記何れかの時のうち前記第１弁体が開く時
とは反対の時に開くように形成された第２弁体とによ
り、一体的に形成されていることを特徴とする。請求項
３の発明は、上記に加えて、前記他端側は上方が突出し
下方が退避した傾斜開口部を備え、前記第１弁体は少な
くとも前記傾斜開口部を覆う大きさで前記上方に回転自
在に支持され、前記第２弁体は前記第１弁体の一部分を
構成し該第１弁体に回転自在に支持されていることを特
徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用した環境試験
装置の一例である恒温恒湿槽の概略構造を示す。恒温恒
湿槽は、断熱壁１で囲われた内部に試験室２及び空調室
３を備え、空調室３内に設けられた加湿器４、冷却器
５、加熱器６、送風機７等によって空調された空気が矢
印方向に循環されるようになっている。加湿器４には図
示しないヒータが配設され、冷却器５には図示しない冷
凍装置から冷媒が供給され、これらと加熱器６等によっ
て、試験室２内が目的とする温湿度に調整される。加湿
器４に隣接してそのオーバーフロー水を入れるピット８
が設けられ、これにドレンフィルタ９ａを介してオーバ
ーフロー水を排水するための排水管９が導設されてい
る。以上のような恒温恒湿槽の一般的構成部分に加え
て、内圧調整機構１０が設けられる。従って、排水管９
には内圧調整機構は設けられない。

【０００９】本例の内圧調整機構１０は、図１（ｂ）、
（ｃ）にも示す如く、管１１、第１弁体である主弁１
２、第２弁体である副弁１３等で構成されている。管１
１の一端側１１ａは、試験室２又は空調室３において相
対的に圧力の低い低圧部であり且つ底から離れた部分で
ある位置Ｐに開口し、他端側１１ｂは、断熱壁１を貫通
して外部１００まで導設されている。一端側１１ａの開
口位置は、他の低圧部として試験室２内の位置Ｑの近辺
であってもよい。

【００１０】他端側１１ｂは、図示の如く上方が突出し
下方が退避した傾斜開口部１１ｃを備えている。主弁１
２は、この開口部を覆うようにこれより少し大きなサイ
ズになっていて、上端位置で管１１によって矢印Ａ−Ａ
´方向に回転自在に支持されている。副弁１３は、主弁
１２の一部分を構成し、その上端Ｂ位置で矢印Ｃで示す
ように回転自在に支持されている。但し、主弁１２から
逸脱しないように矢印Ａ´方向の回転を規制されてい
る。副弁１３は主弁１２と同じ材料のものであってもよ
いが、これより比重の大きい材料であることが望まし
い。

【００１１】図２はこのようなこのような内圧調整機構
１０の動作を示す。主弁１２及び副弁１３の寸法等をそ
れぞれ高さＨ、ｈ、幅Ｂ、厚みｔ、比重γとし、一点鎖
線で示すように主弁１２が傾斜開口部当たったときの傾
斜角をα、このときの内部の位置Ｐ（図１）の圧力を
ｐ、二点鎖線で示すようにこれから更に副弁１３が開い
た角度をβ、このときの位置Ｐの圧力をｐ´、外部の大
気圧をｐ₀ とすると、弁１２、１３には、それぞれ、圧
力差による力Ｆ＝（ｐ₀ −ｐ）ＢＨ、ｆ＝（ｐ₀ −ｐ
´）Ｂｈと、自重Ｗ＝ＢＨｔγ、ｗ＝Ｂｈｔγが作用す
る。これらによって生ずるモーメントの釣合いから、一
点鎖線で示すように主弁１２が傾斜開口部を閉鎖するた
めには、 になる必要がある。

【００１２】この式から、 ｐ≦ｐ₀ −ｔγsin α−−−−−−−（１） となる。

【００１３】位置Ｐは内部において相対的に圧力の低い
低圧部であるから、例えば槽内の平均的圧力が所定圧力
として大気圧ｐ₀ であるときには、位置Ｐの圧力ｐはｐ
₀ より低くなる。従って、ｔ、γ、αの値を適当に選定
することにより、上式を成立させて主弁１２が傾斜開口
部に圧接し、定常運転時において位置Ｐの負圧ｐを維持
しつつ、外気の侵入をなくし、蒸発器から成る冷却器５
への霜付を防止することができる。

【００１４】位置Ｐの圧力がｐよりも下がってｐ´にな
ったとすると、主弁１２は管１１の傾斜開口部によって
位置規制されているためこれ以上回転しないが、副弁１
３が二点鎖線で示すように回転して開く。このときに
は、外部から空気が流入するため、動圧が発生したり管
１１内の静圧が変化し、副弁１３の両側に係る圧力（全
圧）は必ずしもｐ₀ 及びｐ´にならないが、このような
圧力がかかるとすると、上記と同様にモーメントの釣合
いから、 （ｐ₀ −ｐ´）Ｂｈ×（Ｈ／２）＝Ｂｈｔγ×（Ｈ／
２）sin （α＋β） となる。従って、 ｐ´＝ｐ₀ −ｔγsin （α＋β）−−−−−−（２） となる。

【００１５】上式から、位置Ｐの圧力がｐからｐ´に下
がると、副弁１３が角度βだけ開いて、外気を吸入する
ことができる。その結果、例えば定常運転状態から設定
温度を下げることによって槽内の温度が下がり、空気の
収縮によって槽内圧力が低下すると、外気が吸入され、
極端な内圧低下を防止することができる。そして、ウイ
ックパンアームからの水の噴き出しやその他の諸不具合
の発生が防止される。又、外気が底から離れた位置Ｐに
吸入されるので、外気吸入時に霜柱ができることがな
い。

【００１６】なお、式（１）、（２）では、主、副弁１
２、１３のｔ及びγを同じにしているが、副弁１３のｔ
及びγの何れか又は両方を主弁１２のそれらよりもある
程度大きくしてもよい。これらが同じであれば、Ｐ位置
の圧力がｐになって主弁１２が閉じるとすると、それか
ら圧力が下がれば続いて副弁１３が開き、外気の吸入が
始まる。上記の如くｔやγを変えれば、式（１）と
（２）が不連続になり、主弁１２が閉になった後更に圧
力が下がっても、この圧力低下が一定値以上になるまで
副弁１３が開かないことになる。その結果、主弁１２が
閉状態にある定常運転時に多少の圧力変動があっても、
主弁１２及び副弁１３が共に閉状態を維持し、不必要な
空気の吸い込みを確実に防止することができる。

【００１７】主、副弁１２、１３が共に閉の定常運転状
態から高温運転に切り換えられると、内部の空気が膨張
して全体的に圧力が高くなり、位置Ｐの圧力も大気圧ｐ
₀ 以上の正圧になる。又、高温運転に限らず低温運転時
でも、恒温恒湿槽の扉を開いた後これを閉めるときに
は、内部に空気を押し込める状態になるため一時的に圧
力が上昇し、位置Ｐの圧力も正圧になる。このときに
は、副弁１３が開いているときにはこれが閉じると共
に、副弁閉の状態で主弁１２が開く。その結果、迅速且
つ確実に内部の空気を逃がし、内圧上昇を防止すること
ができる。

【００１８】図１（ｂ）のような内圧調整機構１０で
は、主弁１２は、内部の圧力が所定圧力より上がった高
圧時に内部から外部に空気を通過させるように開くの
で、主弁１２は第１弁体及び空気排出機構の一例であ
る。副弁１３は、低圧時に内部から外部に空気を通過さ
せるように開くので、第２弁体及び空気流入機構の一例
である。そして、このような主弁及び副弁によれば、極
めて簡単な構造により、所定圧力である定常運転時の空
気吸い込みの防止、低圧時の空気吸い込み、及び高圧時
の空気排出という全ての機能を達成させることができ
る。

【００１９】なお、主弁１２及び副弁１３の大きさ、主
弁１２と副弁１３との大きさの比率、主弁と副弁との位
置関係等は、実際の装置において、扉開閉時等の内圧急
変時に必要十分な空気の吸入／排出が可能なように定め
られる。又、図１では主及び副弁が角形である例を示し
たが、円形やその他の形状であってもよい。図３は主弁
及び副弁の他の例を示す。これらの例でも、図１のもの
と同様に、主弁と副弁とが一体的に形成され、且つ、両
者が低圧時又は高圧時のうち互いに反対の条件のときに
反対の方向に開くようになっている。なお、本図の主弁
及び副弁も図１（ｂ）のものと類似の構造であるため、
簡略化して示している。

【００２０】（ａ）は、図１のものに較べて、管１１の
他端側開口部の傾斜を取り止め、副弁１３に（ｂ）に示
す如く矢印方向の初期トルクＴ₀ を付与している。この
Ｔ₀は、例えば副弁の上端の付根部に捩じりバネを介装
したり、弁自体を弱い弾性板で形成する方法で付与れれ
る。この構造によれば、定常運転時の負圧ｐのときに
は、確実に主弁を閉じて外気の吸入を防止し、高圧時に
は図１のものと同様に内部空気を排出することができ
る。又、Ｔ₀ を適当な値にすることにより、低圧時に内
外圧力差によって外気を吸入することができる。

【００２１】（ｃ）は、（ａ）のものと同様に、副弁１
３に初期トルクＴ₀ を矢印方向に付与している。この構
造によれば、通常運転時の負圧ｐのときには、弁の自重
によって図示の如く主弁１２が閉鎖し、負圧が大きくな
れば副弁１３が閉じた状態で主弁１２が内側に開き、正
圧になれば副弁１３が外側に開く。この構造によれば、
扉を急に開いたような場合に、主弁が大きく開いて内部
の瞬間的な大きな負圧の発生を防止することができる。

【００２２】（ｄ）及び（ｅ）は、それぞれ（ａ）及び
（ｃ）に対応する構造のもので、開口部が上下に向いて
いて、主弁１２及び副弁１３が水平方向に配置されてい
る。このような構造のものは、（ａ）及び（ｃ）のもの
と同様の作用をなすが、弁の支持状態が安定しているた
め、定常運転時の外気吸入を確実に防止できる効果があ
る。

【００２３】図４は内圧調整機構の他の例を示す。本例
のものは、２つの弁が共に主弁として別体になってい
る。（ａ）のものでは、管１１の端部が上下方向に分岐
した分岐部１１−１及び１１−２を備え、それぞれに主
弁１２−１及び１２−２が装着されている。この構造の
ものも、他のものと同様に弁の自重を利用して開閉調整
している。即ち、定常運転時の負圧及びその一定の小さ
い変動範囲では主弁１２−１は開かず、負圧が大きくな
るとこれが矢印方向に開いて外気を吸入し、一定以上の
正圧がかかると、主弁１２−２が矢印方向に開いて内部
の空気を排出するようになっている。従って、この例で
は、主弁１２−１及び１２−２がそれぞれ空気吸入機構
及び空気排出機構を構成する。なお、主弁１２−１及び
１２−２の自重のみに依存することなく、それぞれの弁
を閉じる方向に捩じりバネで付勢するような構造も可能
である。

【００２４】（ｂ）は、（ａ）の主弁１２−１、２をボ
ールにした例を示す。この例のものも、矢印方向へのボ
ールの上下動によって（ａ）のものと同様の作用をな
す。この弁は、より簡単な構造であり、接触部の接触圧
が均一になるため開口部との密着し易く、シール性の良
いものである。

【００２５】（ｃ）は、（ａ）のものと同様の構造であ
るが、主弁１２−１が内側に傾斜していて、主弁１２−
２が垂直又は外側に傾斜している例を示す。この構造の
ものでも、定常運転時には、両弁が確実に閉まって空気
の侵入を防止し、低圧時又は高圧時には、主弁１２−１
又は１２−２が矢印方向に大きく開き、必要時に十分な
量の外気を吸入し、又は内部空気を排出することができ
る。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば次の作用効果が
生ずる。内部の低圧部から外部に管を導設し、所定圧力
である定常運転時の圧力よりも低圧時又は高圧時に外気
を吸入又は内部空気を排出できる空気吸入機構及び空気
排出機構を設けるので、低圧時又は高圧時における環境
試験装置の内部圧力の不都合な低下及び上昇を防止する
ことができる。その結果、ウイックパンアームからの水
の噴き出し等の不都合を防止され、扉の開閉時の操作も
容易になる。又、管の一端側が底から離れた部分に開口
しているので、空気吸入時の霜柱等の発生を防止するこ
とができる。

【００２７】請求項２の発明によれば、上記に加えて、
空気吸入機構と空気排出機構とを、高圧時又は低圧時に
おいて互いに反対の時に開くように一体形成された第１
弁体と第２弁体とによって構成するので、内圧調整機構
の構造を簡素化することができる。このような第１、第
２弁体は、例えば、第１弁体を回転自在に支持して高圧
時に開くようにし、第２弁体を第１弁体の一部として形
成すると共に、第１弁体の開く方向に付勢した状態で第
１弁体で支持することによって構成することができる。

【００２８】請求項３の発明によれば、上記に加えて、
外部にある管の他端側を上方が突出し下方が退避した傾
斜開口部にして、第１弁体を上方で回転自在に支持し、
第２弁体を第１弁体の一部分として第１弁体に回転自在
に支持するので、第１弁体が傾斜開口部に当たることに
より、低圧部を負圧にした状態で外気の吸入を防止する
ことができる。低圧時に低圧部の負圧が大きくなれば、
第１弁体と共に傾斜した第２弁体が第１弁体から回転し
て更に傾斜し、第１弁体との間が開いて外気を吸入し、
内部の過大負圧の発生を防止することができる。内部の
高圧時には、第１弁体が傾斜開口部から離れて、内部空
気を排出し、過大な圧力上昇を防止することができる。
このような内圧調整機構によれば、弁体の自重のみによ
って内圧調整が可能になるので、構造を一層簡素化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した環境試験装置の一例を示し、
（ａ）は全体構成を示す断面図、（ｂ）及び（ｃ）はそ
れぞれ内圧調整機構部分の断面図及び側面図である。

【図２】上記内圧調整機構の作用の説明図である。

【図３】（ａ）及び（ｃ）乃至（ｅ）は一体型の主弁及
び副弁を備えた内圧調整装置の他の例を示す説明図で、
（ｂ）は副弁のトルクの曲線図である。

【図４】（ａ）乃至（ｃ）は内圧調整装置の更に他の例
を示す説明図である。

【図５】（ａ）及び（ｂ）は従来の内圧調整機構の概略
構造を示す説明図である。

【符号の説明】

２ 試験室（内部） ３ 空調室（内部） １１ 管 １１ａ 一端側 １１ｂ 他端側 １１ｃ 傾斜開口部 １２ 主弁（第１弁体、空気排出機構） １２−１ 主弁（空気吸入機構） １２−２ 主弁（空気排出機構） １３ 副弁（空気吸入機構） １００ 外部 Ｐ、Ｑ 低圧部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部が循環空気によって空調される環境
   試験装置において、 一端側が前記内部で相対的に圧力の低い低圧部のうちの
   底から離れた部分に開口し他端側が前記外部まで導設さ
   れた管と、前記他端側に設けられ前記内部の圧力が所定
   圧力より下がった低圧時に前記外部から前記内部に空気
   を通過させるように開く空気吸入機構と前記内部の圧力
   が前記所定圧力より上がった高圧時に前記内部から前記
   外部に空気を通過させるように開く空気排出機構とを有
   することを特徴とする環境試験装置。
2. 【請求項２】 前記空気吸入機構と前記空気排出機構と
   は、前記高圧時又は前記低圧時のうちの何れかの時に開
   くように形成された第１弁体と、前記何れかの時のうち
   前記第１弁体が開く時とは反対の時に開くように形成さ
   れた第２弁体とにより、一体的に形成されていることを
   特徴とする請求項１に記載の環境試験装置。
3. 【請求項３】 前記他端側は上方が突出し下方が退避し
   た傾斜開口部を備え、前記第１弁体は少なくとも前記傾
   斜開口部を覆う大きさで前記上方に回転自在に支持さ
   れ、前記第２弁体は前記第１弁体の一部分を構成し該第
   １弁体に回転自在に支持されていることを特徴とする請
   求項２に記載の環境試験装置。