恒温恒湿装置
【課題】エアジャケットとチャンバー間の給排気ができるとともに、温度と湿度の制御ができる恒温恒湿装置を提供する。
【解決手段】密封された槽３と槽内の空気を攪拌するファン１０と、冷却器１１及び加熱器１２と槽内に複数のチャンバー５を多段又は多段多連に配置して設け、各チャンバー相互間及び他側面間に間隙を形成して槽内にエアジャケット８を形成した装置において、第２のファン２１と、外周部に開口部を有する仕切板２２と、整流板２６と、第３のファン２７と、排気ダクト２８と、第４のファン２９とを具え、槽内にエアジャケット温度・湿度検出手段１６，１７と、加湿器１３及び除湿器１４を設ける一方、チャンバー温度・湿度検出手段３１，３２を任意のチャンバーに設け、チャンバー温度・湿度検出手段の出力及びエアジャケット温度・湿度検出手段の出力を入力する温度・湿度制御手段１８，１９を設けている。
【解決手段】密封された槽３と槽内の空気を攪拌するファン１０と、冷却器１１及び加熱器１２と槽内に複数のチャンバー５を多段又は多段多連に配置して設け、各チャンバー相互間及び他側面間に間隙を形成して槽内にエアジャケット８を形成した装置において、第２のファン２１と、外周部に開口部を有する仕切板２２と、整流板２６と、第３のファン２７と、排気ダクト２８と、第４のファン２９とを具え、槽内にエアジャケット温度・湿度検出手段１６，１７と、加湿器１３及び除湿器１４を設ける一方、チャンバー温度・湿度検出手段３１，３２を任意のチャンバーに設け、チャンバー温度・湿度検出手段の出力及びエアジャケット温度・湿度検出手段の出力を入力する温度・湿度制御手段１８，１９を設けている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、恒温恒湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオテクノロジー及びライフサイエンスの研究をはじめとして、今大きな問題となっている地球温暖化問題に対するエコロジーの研究においても、色々な問題が多様化し、あらゆる角度からスピーディに環境実験を行う必要が生じている。
【０００３】
その中で、特に温度、湿度、照度、空気組成、水組成、などを含めた環境実験が必要とされている。こうした環境実験を数多く緻密にスピーディに行うためには精密な環境試験装置を数多く備えなくてはならない。それには装置の設備費用、設置環境の整備、設置スペース、人手、ランニングコストなどの多くの資源を必要とする。
【０００４】
こうした問題に対処した装置を選ぶ場合、装置に対しての機能性、共有性、操作性、省力化、省スペース化、省エネルギー化、省コスト化などを考えないと、インフラ整備と機器装置に費用が嵩み肝心の研究目的を十分に果たせないこととなってしまう。こうしたことを考えあわせると、小型で簡便な多段又は多段多連式の恒温恒湿環境試験装置が最適な装置の１つと考えられる。本装置でいう「多段式」又は「多段多連式」とは１槽毎に独立した装置を連設させるのではなく、大型槽を親槽にして多数の小型子供槽を大型槽内に多段（上下方向に複数段の意）又は多段多連（上下方向に複数段かつ左右方向にも複数列の意）に組み込ませたものであり、これにて大型槽の各機能を共用して有効活用することが可能となって、省エネ、省スペース、省コストが実現でき、その目的に適うものになる。
【０００５】
本装置のようにすることにより、多段式恒温恒湿装置、多段多連式恒温恒湿装置、この装置に空気組成（ＣＯ２、Ｏ２、Ｎ２、ＮＯ２）に水組成、そして照度を組み合わせた多段又は多段多連式植物育苗育成装置、多段又は多段多連式動物飼育装置、多段又は多段多連式人工気象装置などとなり、多項目であらゆる環境実験が一度にでき、試験、研究のスピードアップができ、研究時間の短縮による人件費削減（省力化）消費電力削減（省エネ化）などに繋がり、経費節減に役立つ。また、早期に得られた研究成果は大きな価値を生み出し、今後の科学技術の進歩に大きく貢献できるものである。
【０００６】
これまでの多段又は多段多連式恒温装置としては、出願人が先に提案した特許文献１に示すようなものがある。この恒温装置１’は、図１０に示すように、周囲側面２’に熱絶縁性材料を用いて密封された槽３’を形成し、この槽内の空気を攪拌するファン１０’と、冷却器１１’及び加熱器１２’を設ける一方、槽３’の内部に複数のチャンバー５’を多段又は多段多連に配置して設け、これらチャンバーの前側面には熱絶縁性材で構成された扉６’が開閉又は着脱可能に装着されているとともに、前側面以外の他側面は熱伝導性材で構成されている。また、これらチャンバー相互間及び他側面間に間隙を形成して槽内にエアジャケット８’を形成し、このエアジャケットの温度を検出するエアジャケット温度検出手段１６’を設け、前記チャンバー内の温度を検出するチャンバー温度検出手段３１’を任意のチャンバーに設け、このチャンバー温度検出手段３１’の出力及びエアジャケット温度検出手段１６’の出力を入力する温度制御手段１８’を設けている。温度制御手段１８’は、エアジャケット温度検出手段１６’の出力とチャンバー温度検出手段３１’の出力との平均値を演算し、演算された平均温度値に対応して、冷却器１１’又は加熱器１２’を駆動させ、エアジャケット８’の温度を予め設定された所定温度に制御して、各チャンバー５’内の温度をエアジャケット８’によってチャンバーの他側面による熱伝導で前記所定温度にするようにしている。
【０００７】
【特許文献１】特許第３２０２６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記特許文献１の技術は、チャンバー５’が密閉式であることと、チャンバー５’がエアジャケット８’と隔離しているため、エアが交流しない。つまり、チャンバーにはエアジャケットからエアの給気ができなかったし、チャンバーからエアジャケット等への排気もできなかった。そのため、チャンバーの熱交換はチャンバーの他側面を利用したエアジャケットからチャンバーへの熱伝導のみとなり、温度順応が遅く、急な環境変化には弱いという問題があった。また、エアジャケット８’とチャンバー５’の温度調整は可能であるが、湿度の調整ができずに成り行きとなる。つまり、温度の制御しかできなかった（湿度の制御はできない）。そのため、チャンバー５’の内部に水分の出るものを入れると高湿度となってしまうが、高湿度となっても除湿ができず、あるいは除湿を取り除くために敢えて化学除湿剤を入れることもあるが、その制御が難しいという問題点があった。
【０００９】
そこでこの発明は、上記従来の装置の問題点を解決し、エアジャケットとチャンバー間の給排気ができるとともに、温度だけでなく湿度の制御もできる恒温恒湿装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は前記のような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、周囲側面に熱絶縁性材料を用いて密封された槽を形成し、この槽内の空気を攪拌するファンと、冷却器及び加熱器を設ける一方、前記槽の内部に複数のチャンバーを多段又は多段多連に配置して設け、これらチャンバーの前側面には熱絶縁性材で構成された扉が開閉又は着脱可能に装着されているとともに、前側面以外の他側面は熱伝導性材で構成されており、またこれらチャンバー相互間及び他側面間に間隙を形成して槽内にエアジャケットを形成した装置において、前記各チャンバーの後壁に設けられて前記エアジャケットのエアをチャンバー内に導入する第２のファンと、前記各チャンバー内に設けられてチャンバー内を前部室と後部室とに仕切り、外周部に開口部を有する仕切板と、この仕切板とチャンバーの後壁の間に設けられて前記第２のファンによってチャンバー内に導入されたエアを前記仕切板の開口部に向けて整流する整流板と、前記仕切板に設けられてチャンバーの前部室から後部室に前記整流板に向けてエアを導入する第３のファンと、前記仕切板とチャンバーの後壁間にわたり設けられてチャンバーの前部室とエアジャケットを連通する排気ダクトと、この排気ダクトに設けられてチャンバーの前部室のエアをエアジャケットに排気する第４のファンとを具え、前記槽内にエアジャケットの温度と湿度を検出するエアジャケット温度・湿度検出手段と、加湿器及び除湿器を設ける一方、前記チャンバー内の温度と湿度を検出するチャンバー温度・湿度検出手段を任意のチャンバーに設け、前記チャンバー温度・湿度検出手段の出力及び前記エアジャケット温度・湿度検出手段の出力を入力する温度・湿度制御手段を設け、この温度・湿度制御手段は、前記エアジャケット温度・湿度検出手段の出力とチャンバー温度・湿度検出手段の出力との平均値を演算し、演算された平均温度に対応して、前記冷却器又は加熱器を駆動させ、あるいは演算された平均湿度に対応して、前記加湿器及び除湿器を駆動させ、エアジャケットの温度・湿度を予め設定された所定温度と所定湿度に制御して、各チャンバー内の温度・湿度をエアジャケットによってチャンバーの他側面による熱伝導、及び第２のファンによってエアジャケットのエアを導入することにより前記所定温度と所定湿度にするようにしていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、周囲側面に熱絶縁性材料を用いて密封された槽を形成し、この槽内の空気を攪拌するファンと、冷却器及び加熱器を設ける一方、前記槽の内部に複数のチャンバーを多段又は多段多連に配置して設け、これらチャンバーの前側面には熱絶縁性材で構成された扉が開閉又は着脱可能に装着されているとともに、前側面以外の他側面は熱伝導性材で構成されており、またこれらチャンバー相互間及び他側面間に間隙を形成して槽内にエアジャケットを形成した装置において、前記各チャンバーの後壁に設けられて前記エアジャケットのエアをチャンバー内に導入する第２のファンと、前記各チャンバー内に設けられてチャンバー内を前部室と後部室とに仕切り、外周部に開口部を有する仕切板と、この仕切板とチャンバーの後壁の間に設けられて前記第２のファンによってチャンバー内に導入されたエアを前記仕切板の開口部に向けて整流する整流板と、前記仕切板に設けられてチャンバーの前部室から後部室に前記整流板に向けてエアを導入する第３のファンと、前記仕切板とチャンバーの後壁間にわたり設けられてチャンバーの前部室とエアジャケットを連通する排気ダクトと、この排気ダクトに設けられてチャンバーの前部室のエアをエアジャケットに排気する第４のファンとを具え、前記槽内にエアジャケットの温度・湿度検出手段と、除湿器及び加湿器を具え、エアジャケット制御手段に直接繋ぎ、また各チャンバーの前部室にチャンバー温度・湿度検出手段と、後部室に加熱器及び小型加湿器をそれぞれ具え、各個別のチャンバー制御手段に、それぞれを繋ぎ、エアジャケット内、各チャンバー内より出力されたデータを入力し、予め設定された温度、湿度値を個別に演算処理し、個別制御できることで、各チャンバー内の温度、湿度を個別に、勾配的に、またバイオリズム的に制御できることを特徴とする。すなわち、換言すると、前記槽内にエアジャケットの温度と湿度を検出するエアジャケット温度・湿度検出手段と、加湿器及び除湿器を設ける一方、温度・湿度制御手段に入力演算の上、加熱器、冷却器、加湿器、除湿器を駆動させ制御する（エアジャケットの温度・湿度設定制御値は、予め各チャンバー内を個別に設定制御しようとする温度・湿度範囲より低い値に設定しておき、例えば温度では各チャンバーの設定温度が５０℃（最高）〜１０℃（最低）の範囲内であれば、最低温度より５℃程度の低い温度差をつけ５℃に設定して冷却源になるようにし、また各チャンバーの湿度が９０％RH（最高）〜４５％RH（最低）の範囲内であれば、最低湿度４５％RHより１５％RH程度低い湿度差をつけ３０％RH程度の湿度値に設定して除湿源になるようにする。このようにして、エアジャケットより各チャンバーの第２ファンにより各チャンバーへ導入するエアが、各チャンバー内を冷却・除湿源になるようにしておく）。そして各チャンバー内に温度・湿度検出手段を設けるとともに、各チャンバー内の後部室内に加熱器と小型加湿器を具え、各チャンバー内の温度・湿度検出手段により検出されたデータを、各個別に設けた温度・湿度制御手段により予め設定された各温度・湿度とを演算して、温度制御において、加熱にはチャンバー内の加熱器を駆動させ、冷却には各チャンバーの他側面の熱伝導と第２のファンによってエアジャケットから冷却エアの導入により行う。湿度制御においては、加湿にはチャンバー内の小型加湿器を駆動させ、除湿には各チャンバーの第２のファンによりエアジャケットから除湿エアの導入により行う。この制御方法により各チャンバーの温度・湿度を個別に任意の温度・湿度に制御でき、しかも各チャンバーを温度・湿度を勾配的に、また朝・昼・夜の温度・湿度をバイオリズムにプログラム制御可能にしていることを特徴とする。
【００１２】
そして、これらの請求項１，２以外に記載の発明は、これらの発明の変形に係るものであり、全請求項に記載の発明について、その詳細を以降の実施の形態で明らかにする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、前記のような構成からなるので、各チャンバーの後壁に設けられた第２のファンによってエアジャケットのエアをチャンバー内に導入することが可能となるとともに、チャンバー内の仕切板とチャンバーの後壁の間に設けられた排気ダクトに設けられた第４のファンによってチャンバー内のエアをエアジャケットに排気することが可能となり、エアジャケットと各チャンバー間でのエアの交流ができるので、温度順応が速くなり、急な環境変化にも十分に対応できるものとなる。また、温度・湿度制御手段によって、エアジャケット温度・湿度検出手段の出力とチャンバー温度・湿度検出手段の出力との平均値を演算し、演算された平均温度に対応して、冷却器又は加熱器を駆動させ、あるいは演算された平均湿度に対応して、加湿器及び除湿器を駆動させ、エアジャケットの温度・湿度を予め設定された所定温度と所定湿度に制御して、各チャンバー内の温度・湿度をエアジャケットによってチャンバーの他側面による熱伝導、及び第２のファンによってエアジャケットのエアを導入することにより前記所定温度と所定湿度にするので、温度の制御だけでなく、湿度の制御もできるようになり、温度と湿度の管理がうまくできる。さらに、各チャンバー内の温度・湿度を個別に勾配的な任意の温度・湿度に制御することもできるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１５】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１の全体斜視図、図２は、同上の要部拡大の縦断側面図、図３は、同上のチヤンバーの扉が開いた状態の斜視図である。この恒温恒湿装置は、上下方向に３段に配置し、かつ左右方向に２列に配置された多段多連のチャンバーを有しており、これらのチャンバーに試料を収容し、各チャンバーを個別に所定の環境条件に設定した各種の実験ができるようにしている。なお、図３では図２で示す仕切板やファンなど内部に配置した部品を図示省略している。また、図２では最上位のチャンバーには中位・最下位のチャンバーに描いたようなエアの流れを示す細矢印線を図示省略している。
【００１６】
すなわち、恒温恒湿装置１は、大型で天井、床、前後左右壁の６つの側面からなる周囲側面２を組立式パネル（熱絶縁性材料を施し）でもって構成し、これにより箱型の密封された槽３を形成し、その槽３の一側壁面を前側面にして、その全面の上下左右（縦、横）に必要数（図１では６個）の開口部を等間隔に設け、その開口部に小さな扉付きチャンバー５を差込み式に装備し、このチャンバー前側面の扉６は透明断熱ガラス又は断熱暗扉より構成されて開閉可能になっている。
【００１７】
また装置１は、図示省略しているが、これら各チャンバー５の配置及び扉６の開閉に邪魔にならないような端か、両側面、後部面のいずれかのスペースに人の出入りができる扉（メンテナンス用）、または外部から手が届きサービスのできる扉を必要数取付けたことを主構造体とし、槽３の内部と配列したチャンバー５の外部の間はエアジャケット（空気層）８を形成している。エアジャケット８を形成した槽３の内部には槽内の空気を攪拌するファン１０と、冷却器１１及び加熱器１２を設けているとともに、加熱器１２の下方に加湿器１３、冷却器１１の前方に除湿器１４を設けている。１６はエアジャケットの温度を検出するエアジャケット温度検出手段、１７はエアジャケットの湿度を検出するエアジャケット湿度検出手段であり、これらで検出された温度や湿度の情報がそれぞれ温度制御手段１８と湿度制御手段１９に送られるようになっている。
【００１８】
チャンバー５の構造は、前記のように前側面に断熱性の開閉可能の扉（透視ガラス窓、暗窓のどちらか）６を有し、前側面以外の他側面である胴体外壁部は熱伝導性のよい材料を用いて構成されている。
【００１９】
チャンバー５の後壁のほぼ中央部に形成の開口にはエアジャケット８のエアをチャンバー５内に導入するファン２１が設けられている。チャンバー５内の後部にはチャンバー５内を前部室と後部室に仕切る仕切板２２が設けられている。前部室は試料を収容するところであるため後部室より大きく形成される。仕切板２２の外周縁部には前部室と後部室を連通する開口部２３が形成されている。開口部２３が形成された仕切板２２の開口部内縁は前部室側に屈曲した風向案内部２５が形成されており、後部室からのエアが該風向案内部に沿って流れ、開口部２３から前部室にスムーズにエアが流れるようになっている。なお、開口部２３の形状は一例であり、スリット又は穴など任意のものとすることが可能である。また、開口部２３は仕切板２２の外周縁部に複数個、円周方向に所定の間隔をおいて設けてもよく、個数等も任意である。
【００２０】
仕切板２２とチャンバー５の後壁の間にはファン２１によってチャンバー内に導入されたエアを開口部２３に向けて整流する整流板２６が設けられている。また、仕切板２２のほぼ中央部に形成の開口にはチャンバー５の前部室から後部室に整流板２６に向けてエアを導入するファン２７が設けられている。また、仕切板２２のファン２７の上方に隣接した位置とチャンバー５の後壁間にはチャンバー５の前部室とエアジャケット８を連通する排気ダクト２８が設けられ、該ダクトのエアジャケットを臨む端部にはチャンバーの前部室からのエアをエアジャケットに吸い込んで排気するファン２９が設けられている。排気ダクト２８は図示では１個としているが、必要により複数個としてもよい。
【００２１】
３１はチャンバー内の温度を検出するチャンバー温度検出手段、３２はチャンバー内の湿度を検出するチャンバー湿度検出手段である。これらチャンバー温度検出手段３１とチャンバー湿度検出手段３２は内部装備品により最適な位置に設置する。また、これらチャンバー温度検出手段３１とチャンバー湿度検出手段３２は任意のチャンバー、この例では１つのチャンバー５にのみ設けられている。そして、これらチャンバー温度検出手段３１とチャンバー湿度検出手段３２で検出された温度や湿度の情報がそれぞれ温度制御手段１８と湿度制御手段１９に送られるようになっている。そして、温度制御手段１８では、エアジャケット温度検出手段１６の出力とチャンバー温度検出手段３１の出力との平均値を演算し、演算された平均温度に対応して、冷却器１１又は加熱器１２を駆動させ、エアジャケット８の温度を予め設定された所定温度に制御する。一方、湿度制御手段１９では、エアジャケット湿度検出手段１７の出力とチャンバー湿度検出手段３２の出力との平均値を演算し、演算された平均湿度に対応して、加湿器１３及び除湿器１４を駆動させ、エアジャケットの湿度を予め設定された所定湿度に制御する。
【００２２】
このようなチャンバー構造により、仕切板２２に設けたファン２７によってチャンバー５の前部室内を細矢印線で示すように流れるエアを吸い込み後部室に排気し、この排気したエアをファン２１によりエアジャケット８から後部室に導入され整流板２６により開口部２３方向に流れるエアと混合したうえ、再び開口部２３から前部室に循環させる一方、前部室の一部のエアを排気ダクト２８からファン２９によって吸い込みエアジャケット８に排気し、このような給気と排気をしながらエアジャケット８とチャンバー５との間のエアの循環、交流を繰り返し行い、槽３内をクリーンな温度と湿度の環境に制御する。
【００２３】
温度制御手段１８と湿度制御手段１９の操作部は、槽３の前側面に設けられた操作パネル３５（図１参照）に設置されていて、外部から操作ノブ又はプログラムチャート等によって所望の温度制御パターンと湿度制御パターンを予め入力しておくことができ、その温度制御範囲はおおよそ−２０℃〜＋５０℃に設定でき、また湿度制御範囲はおおよそ３０％RH〜９５％RHに設定できるようになっている。
【００２４】
動植物の培養、飼育とか化学、薬品、工業製品などにおいても光照射をして検査をする必要があるため、各チャンバー５の天井部には照明装置が必要である。これまでは蛍光ランプ（ＥＬ）などで照射していたが、発熱が多く試料を近接させることができず、ランプと離して使用するために、チャンバーを高く、長く、大きく、スぺースを広く取らねばならなかった。そこで、本実施の形態では、各チャンバー５内の天井部に冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）４１をユニットとして取付けている。ＣＣＦＬ４１はこれまでのＥＬに比べ直径約３ｍｍとこれまでの約３０ｍｍのＥＬよりも極めて細く、取付けスぺースが小さく、１２Ｖ５Ｗと消費電力も小さく、発熱も少ないので、近接照明が可能となり、そのためチャンバーのスぺースを小さくすることができる。しかも、光の波長（スペクトル）を試験に必要なスぺクトルに合わせられるし、調光も可能であり、またランプの形状が管状で照射スポットが長くて広く、その上照射寿命が４０,０００〜５０,０００時間と寿命が長く、このように省スぺース、省エネ、低コスト化が図れることと、光の調光制御ができることにより温度、湿度、ガス、光を加えたプログラム制御の高度化環境試験ができるなど多くの利点がある。
【００２５】
図４は、ＣＣＦＬ４１に代えてＬＥＤランプ４２をユニットとしてチャンバー５内の天井部に取付けた変形例を示す。ＬＥＤランプ４２はＣＣＦＬ４１と同じように、これまでのＥＬよりも発熱が少なく、形状が小さくでき、近接照明ができることから、狭い容積での使用に極めて便利である。波長には白、赤、青緑、紫、など色々なスぺクトルの製品が作られており短波長であることを特徴としている。
【００２６】
植物などの試料には単色光の光を照射して各波長による特性を検査したり、その効果、影響を検査することが必要であり、植物育成に色々なスペクトル光を照射して、光合成によってどのように同化作用を促進させているか、各植物体の茎、葉、根、花などを形成させたり、また植物の色を作り上げるために、光の役割が大きく、そのためには必要なスぺクトルを混ぜ合わせた混色スペクトルが必要である。そのため、本変形例では、これまでのワンチップＬＥＤランプより小さいスリーインワンチップＬＥＤランプを採用している。すなわち、スリーインワンチップＬＥＤランプは３〜５ｍｍ程度と小さくて、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）が３個を１つにまとめ反射角も広角に収納した製品で消費電力も少なく、これまでと同じような形状に製作されている。例えば、管状形では約径２０ｍｍ×Ｌ３３０ｍｍ、チップ１６ヶで２４Ｖ３．６Ｗ、四角形なれば１６０ｍｍ×１６０ｍｍ、チップ１００ヶで２４Ｖ１８Ｗで色々な形状にユニット化される。Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を１つにまとめたチップは個別に配線して各々を電圧ボリュウム、電子パルスなどによって各色を個別に強弱を電子制御して混ぜ合わせすることにより、これまでにないきめ細かい色の調合ができる。また、これまでのワンチップＬＥＤランプに比べ約４分の１と小さいので、数多く配列することにより光量を多くとれ、今までよりチップの数量を減らし、よりきめ細かい照明ができ、３色をランダムに配列する手間が省け、照明ユニットとして標準化と高度化が図られる。このようなスリーインワンチップＬＥＤランプを用いると、例えば１つの組合せ例で、紫外線など色々な組合せを変えたり追加したりすることにより植物などの育成に、動物、昆虫、微生物、土壌、高分子などに必要な色の調合が１つの照明ユニットによりできる。
【００２７】
前記のようなものにおいて、エアジャケット８内及び各チャンバー５内の温度と湿度の制御は次のように行われる。すなわち、チャンバー５の温度検出手段３１と湿度検出手段３２の出力と、エアジャケット８の温度検出手段１６と湿度検出手段１７の出力とが入力された温度制御手段１８と湿度制御手段１９が前記入力の平均温度値と、平均湿度値をそれぞれ演算し、演算された前記平均温度値に対応して、冷却器１１と加熱器１２を、また平均湿度値に対応して、除湿器１４と加湿器１３を駆動して、エアジャケット８を所定の温度と湿度に制御する一方、エアジャケット８の恒温恒湿エアによって、チャンバー５の他側面である胴体外壁部よりの熱伝導と、他側面胴体に設けたファン２１よりエアジャケット８からチャンバー５への一部給気エアの供給と、その給気量にともないファン２９により排気ダクト２８からエアジャケット８への一部排気エアの置換排出との併用により、前記各チャンバー５を所定の温度と湿度に、すばやく対応制御する。
【００２８】
このようにエアジャケット８を全チャンバー５の加熱・冷却用として共通に使えること、チャンバー５を直接的（ファン２１により加熱・冷却が可能）、間接的（熱伝導方式）に加熱・冷却ができるので、従来の装置に比べて、チャンバー５内の温度順化が速く、槽３内の温度変化にすばやく対応でき、急な環境変化に強いものとなる。
【００２９】
なお、所定温度及び／又は所定湿度の設定を変更する場合は、操作パネル３５の操作により前記した温度制御範囲、湿度制御範囲の中から任意の数値を図示しない操作モニタ画面で入力して設定する。
【００３０】
［実施の形態２］
図５は、実施の形態２の要部拡大の縦断側面図であり、実施の形態１の図２と対応するものである。この図５で示す実施の形態２において、実施の形態１と同様の部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について以下に説明することとする。
【００３１】
実施の形態２では、実施の形態１で任意のチャンバー、つまり１つのチャンバーにしか設けなかったチャンバー温度検出手段３１とチャンバー湿度検出手段３２を全てのチャンバー５に設けている。さらに全てのチャンバー５内には、温度制御手段１８で制御される加熱器３３と、湿度制御手段１９で制御される小型加湿器３４がその後部室に設けられている。これにより、チャンバー５内を加熱するには温度制御手段１８によって加熱器３３を駆動させ、チャンバー５内を加湿するには湿度制御手段１９によって小型加湿器３４を駆動させる。一方、チャンバー５内を冷却するには加熱器３３の駆動を停止、又は比例的に出力を小さくさせた状態で、エアジャケット８によるチャンバーの他側面である胴体外壁部からの熱伝導と、ファン２１からの冷却エアの導入により行う。また、除湿するにはエアジャケット８からのファン２１による除湿エアの導入により行う。これにより、各チャンバー５内の温度と湿度をエアジャケット８内の所定温度と所定湿度とは別に、個別に勾配的な任意の温度・湿度に制御することが可能となる。その他の作用は前記実施の形態１と同様である。
【００３２】
［実施の形態３］
図６は、実施の形態３の要部拡大の縦断側面図であり、実施の形態２の図５と対応するものである。この図６で示す実施の形態３において、実施の形態２と同様の部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について以下に説明することとする。
【００３３】
５１はエアジャケット８に二酸化炭素（以下、「ＣＯ２」という。）を供給するためのガスボンベからなるＣＯ２供給手段であり、そのエアジャケット８内で開口する供給管５２の先端には電磁弁５３が装着されている。また、５４はエアジャケット８及び任意のチャンバー５内のガス濃度を検出するためのガス濃度検出手段であり、それぞれガス濃度検出吸入口管５５，５６がエアジャケット８とチャンバー５に開口して設けられ、このガス濃度検出手段５４により検出したガス濃度によりエアジャケット８及び任意のチャンバー５内のガス濃度を適正の値に制御するガス濃度制御手段５７が前記供給管５２とも接続して設けられている。
【００３４】
このような実施の形態３によれば、ＣＯ２供給手段５１からエアジャケット８内にＣＯ２を入れて、前記各チャンバー内各種照明光により、光合成をよくして同化作用を促進させ、成長をよくすることができる。すなわち、ガス濃度検出吸入口管５６によりチャンバー５から吸引したガスをガス濃度検出手段５４によって検出した出力と、ガス濃度検出吸入口管５５によりエアジャケット８から吸引したガスをガス濃度検出手段５４によって検出した出力がガス濃度制御手段５７に入力され、ガス濃度制御手段５７が前記入力の平均ガス濃度値を演算し、演算された前記平均ガス濃度値に対応して、ガス濃度制御手段５７により減衰用エア、ガスまたは減衰用化学剤（図示せず）と増濃用ガスボンベ５１の電磁弁５３の開閉または増濃度（補充）用ガス、エアなど送入装置（図示せず）を駆動させて、エアジャケット８内を所定のガス濃度に制御する。それとともに、各チャンバー５内のガス濃度をファン２１よりエアジャケット８からチャンバー５内への一部給気エアの導入と、それにともなってチャンバー５の排気ダクト２８よりエアジャケット８への一部排気エアの置換排出により室内圧を調整し、前記各チャンバー５を所定のガス濃度に制御する。これにより、温度、湿度制御とともにガス濃度制御を含めた統合制御が簡便にできる。所定のガス濃度の設定を変更する場合は、前記の温度と湿度のときと同様に操作パネル３５の操作により任意の数値を図示しない操作モニタ画面で入力して設定する。
【００３５】
前記のような制御により、各チャンバー５内にガス濃度測定センサを設けなくてもガス濃度検出手段５４とガス濃度制御手段５７により各チャンバー５、エアジャケット８を含めて統合してガス濃度を調節できる。なお、本実施の形態では、ガスとしてＣＯ２を供給する例を示したが、ＣＯ２に限るものではなく、他にＯ２やＮ２などのガスでもよい。
【００３６】
[実施形態４]
図７は実施形態４の要部拡大の縦断側面図であり、実施形態３の図６と対応するものである、この図７で示す実施形態４においては実施の形態３と同様の部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について以下に説明することにする。
【００３７】
実施形態３は、前記の通り、各チャンバー内のガス濃度の制御に、エアジャケットの濃度値と各チャンバー中の１チャンバー内の濃度値の出力の平均値を演算してエアジャケット内のガス濃度を制御して、エアジャケットでガス濃度を調節した、ガス濃度エアの導入により各チャンバー内を同じ濃度に統括制御しようとするものであるが、実施形態４は各チャンバー内にガス濃度検出手段５４よりガス濃度検出吸入口管５５を配管と、ガス供給装置５１よりの供給管５２を各チャンバー内に配管し、その各配管途中に電磁弁を装着する。各チャンバー内のガス濃度は、各チャンバー内のガス濃度検出吸入口管５５より、ガス濃度検出手段５４、１台に吸引集合され、各電磁弁が自動的に切替えられ、分別測定され、測定されたデータはガス濃度制御手段５７に送られ、送られたデータに基づき予め設定されている各チャンバーのガス濃度と比較演算されて、ガス導入用電磁弁の制御、あるいは給気ファンによる、エアジャケットよりの、ガス濃度エアの導入によって、各チャンバーが個別に、あるいはガス濃度勾配的に制御ができる。
【００３８】
さらに詳述すると、各種空気組成、ＣＯ２、Ｏ２、Ｎ２、ＮＯ２などを変えた環境下で実験することが必要である。その中でも特にＣＯ２濃度に関する実験は生物実験にとっては大きな要素となる。本目的のＣＯ２制御はエアジャケット８にＣＯ２ガスを導入し、必要な空気組成のＣＯ２ガス濃度（密度）を一定に調節しておき一括して同じ濃度のガスを各チャンバー５へファン２１により導入しようとするものである。本装置は各チャンバー５内の全てにＣＯ２測定センサを備えずに、エアジャケット８内の一箇所に装備するか、またはエアジャケット８内の一箇所と多連チャンバー５中の一槽内に装備して、どちらかに切替えて使用するか、２箇所の平均値により制御を行うなど、ＣＯ２濃度を調節して平均化した同じ濃度のガスを各チャンバー５に供給しようとするものであり、個別にガス濃度調節ができないが、同じガス濃度を平均化して各チャンバー５内に導入し制御する。大気中に含まれているＣＯ２ガス濃度は約３００ＰＰＭ程度で、実際に植物の実験に供給されるのは、３００〜４０００ＰＰＭ程度で（研究においては高い濃度で実験することもあり、動物細胞に供される場合は５０,０００ＰＰＭとなる）一般的には大気中よりも高い濃度で使用するために各チャンバー５内で消費される量を、エアジャケット内などのセンサにより検出し順次電磁弁の開閉により補充調整することにより簡便に低コストの装備で実験目的が行える。
【００３９】
したがって、エアジャケット８のＣＯ２濃度を実験目的により可変させ濃度調節することにより多連のチャンバー５に同じＣＯ２ガス濃度を、農作物、園芸作物の種苗とか海藻類に供給して光合成、同化作用の効果にどのような影響をもたらすか、平均的な追及ができ、植物の育苗生産、野菜工場、藻類増産のための基礎実験として、生産の効率化、経費節減という成果を期待できるとともに、温度、湿度、照度、ＣＯ２供給を組合わせた恒温恒湿装置により植物学並びに生態学などの研究に重要な役割を果たす。その他の作用は前記実施の形態１，２と同様である。
【００４０】
［実施の形態５］
図８は、実施の形態５の要部拡大の縦断側面図であり、実施の形態４の図７と対応するものである。この図８で示す実施の形態５において、実施の形態４と同様の部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について以下に説明することとする。
【００４１】
前記排気ダクト２８及びファン２９に代えて、仕切板２２からチャンバー５の後壁を貫通して前記排気ダクト２８よりも長いダクト管５８が設けられ、このダクト管５８の先端はエアジャケット８を形成する槽３の後壁近くにおいて縦向きに配置された大径の主ダクト管５９と連通して接続されている。主ダクト管５９の上端は槽３の外部に突出し、突出部には排気ファンニユット６０の排気管６１が設けられ、各ダクト管５８から主ダクト管５９に排気されたエアを外部に排気可能になっている。排気管６１にはフィルタ６２、風量調整ダンパ６３、排気ファン６４、逆流防止弁６５が設けられている。また、排気管６１には先端が槽３内を臨む分岐管６６が接続され、該管には逆流防止弁６７、風量調整ダンパ６８が設けられている。さらに、本実施の形態では槽３内の下部に給気ファンユニット７０の給気管７１が設けられ、エアジャケット８にエアの給気が可能になっている。給気管７１には給気ファン７２、風量調整ダンパ７３、フィルタ７４、逆流防止弁７５が設けられている。
【００４２】
このような実施の形態５によれば、排気ファン６４によって排気されるエアがエアジャケット８に入らず、ダクト管５８と主ダクト管５９を経て排気ファンニユット６０により槽外の大気中に放出される。一方、このようなエアの排気によりチャンバー５内ひいてはエアジャケット８内の温度、湿度、ガス濃度の設定した数値に変動をきたすことになるため、補充の給気が必要となる。そのために、チャンバー５内からのエアの排気量とのバランスを考え、排気されたエア量に見合うエアが給気ファンユニット７０の給気ファン７２によって槽外の大気中から給気される。
【００４３】
前記においては給気ファンユニット７０と排気ファンニユット６０とは別系としているが、必要により排気ファンニユット６０の排気管６１と給気ファンユニット７０の給気管７１を連通させ、排気ファンニユット６０により排気したエアを給気ファンユニット７０から再びエアジャケット内に循環させて給気するようにしてもよい、また必要によりフレッシュエアと混合させてもよい。これにより、省エネ効果が期待できる反面、チャンバー５に動物等を収容している場合はその臭いをそのまま戻すことになってしまうこととなる。そのため、連通させる循環管路には臭い等が戻らないように脱臭装置を設ける等の対策を講じることが好ましい。
【００４４】
このように槽外への排気と常時エアジャケット８よりのフレッシュエアの給気とにより他のチャンバー５内とのエアが交流しないため、臭いが混じるとか、感染の恐れが無い。しかも、臭い、感染の恐れが無く、省エネルギーを第１に考える場合には、前記したように排気エアを再びエアジャケット８内に戻すようにすることができるので、エネルギーの消費を抑え節約することができる。その他の作用は前記実施の形態１〜３と同様である。
【００４５】
［実施の形態６］
図９は、実施の形態６の要部拡大の縦断側面図であり、実施の形態５の図８と対応するものである。この図９で示す実施の形態６において、実施の形態５と同様の部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について以下に説明することとする。
【００４６】
任意のチャンバー５には差圧取入口７７が、エアジャケット８には差圧取入口７８が、さらに槽外にも差圧取入口７９がそれぞれ設けられている。チャンバー差圧取入口７７と槽外差圧取入口７９は管８０で連結され、差圧計８１でその差圧を検出可能になっている。エアジャケット差圧取入口７８と槽外差圧取入口７９は管８２で連結され、差圧計８３でその差圧を検出可能になっている。差圧計８１は差圧制御器８４に接続され、この差圧制御器８４によりチャンバー５よりの集合用ダクト排気流量（圧力）調整ダンパ６３を駆動し、差圧計８３は差圧制御器８５に接続され、この差圧制御器８５によりエアジャケット８よりの分岐管６６の排気流量（圧力）調整ダンパ６８を駆動し、エアジャケット８内の圧力を制御することができる。例えば陰圧制御でチャンバー５を−５０Ｐａ、エアジャケット８を−２０Ｐａ、槽外を常圧とする場合、差圧制御器８４を−５０Ｐａに、差圧制御器８５を−２０Ｐａに差圧値を設定することによりアナログ的にもデジタル的にでも陰圧を自動制御することができ、チャンバー５内のエアを交流させない、操作し易いなど、チャンバー５の圧力制御を確実に行うことができ、装置の機能性、安全性、省力化に優れたものとなる。その他の作用は前記実施の形態１〜５と同様である。
【００４７】
前記実施の形態１ではチャンバー温度検出手段３１とチャンバー湿度検出手段３２を任意のチャンバー、つまり特定の１つのチャンバーにのみ設けているが、必ずしも１つのチャンバーに限らず、２つ以上の任意のチャンバーに設けてもよい。また、各実施の形態では温度制御手段１８と湿度制御手段１９を別々に設けたが、これらを一体にした温度・湿度制御手段としてもよいことは言うまでもない。また、各実施の形態は好ましい一例を示したにすぎず、チャンバー５の数やチャンバー内の具体的な構造等は図面に示した通りでなくともよく、請求の範囲に記載した範囲内で種々に変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の恒温恒湿装置に係る実施の形態１を示す、その全体斜視図である。
【図２】同上の要部拡大の縦断側面図である。
【図３】同上のチヤンバーの扉が開いた状態の斜視図である。
【図４】チヤンバーの変形例を示す部分図である。
【図５】実施の形態２を示す、要部拡大の縦断側面図である。
【図６】実施の形態３を示す、要部拡大の縦断側面図である。
【図７】実施の形態４を示す、要部拡大の縦断側面図である。
【図８】実施の形態５を示す、要部拡大の縦断側面図である。
【図９】実施の形態６を示す、要部拡大の縦断側面図である。
【図１０】従来の装置を示す、縦断側面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 恒温恒湿装置 ２ 周囲側面
３ 槽 ５ チャンバー
６ 扉 ８ エアジャケット（空気層）
１０ ファン １１ 冷却器
１２ 加熱器 １３ 加湿器
１４ 除湿器 １６ エアジャケット温度検出手段
１７ エアジャケット湿度検出手段 １８ 温度制御手段
１９ 湿度制御手段 ２１ ファン（第２のファン）
２２ 仕切板 ２３ 開口部
２６ 整流板 ２７ ファン（第３のファン）
２８ 排気ダクト ２９ ファン（第４のファン）
３１ チャンバー温度検出手段 ３２ チャンバー湿度検出手段
３３ 加熱器 ３４ 加湿器
４１ 冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ） ４２ ＬＥＤランプ
５１ ＣＯ２供給手段（ガス供給手段） ５４ ガス濃度検出手段
５７ ガス濃度制御手段 ５８ ダクト管
６０ 排気ファンニユット ６１ 排気管
６２ フィルタ ６３ 風量調節ダンパ
６４ 排気ファン ６５ 逆流防止弁
６６ 分岐管 ６７ 逆流防止弁
６８ 風量調節ダンパ ７０ 給気ファンユニット
７１ 給気管 ７２ 給気ファン
７３ 風量調節ダンパ ７４ フィルタ
７５ 逆流防止弁 ７７ 差圧取入口
７８ 差圧取入口 ７９ 差圧取入口
８１ 差圧計 ８３ 差圧計
８４ 差圧制御器 ８５ 差圧制御器
【技術分野】
【０００１】
この発明は、恒温恒湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオテクノロジー及びライフサイエンスの研究をはじめとして、今大きな問題となっている地球温暖化問題に対するエコロジーの研究においても、色々な問題が多様化し、あらゆる角度からスピーディに環境実験を行う必要が生じている。
【０００３】
その中で、特に温度、湿度、照度、空気組成、水組成、などを含めた環境実験が必要とされている。こうした環境実験を数多く緻密にスピーディに行うためには精密な環境試験装置を数多く備えなくてはならない。それには装置の設備費用、設置環境の整備、設置スペース、人手、ランニングコストなどの多くの資源を必要とする。
【０００４】
こうした問題に対処した装置を選ぶ場合、装置に対しての機能性、共有性、操作性、省力化、省スペース化、省エネルギー化、省コスト化などを考えないと、インフラ整備と機器装置に費用が嵩み肝心の研究目的を十分に果たせないこととなってしまう。こうしたことを考えあわせると、小型で簡便な多段又は多段多連式の恒温恒湿環境試験装置が最適な装置の１つと考えられる。本装置でいう「多段式」又は「多段多連式」とは１槽毎に独立した装置を連設させるのではなく、大型槽を親槽にして多数の小型子供槽を大型槽内に多段（上下方向に複数段の意）又は多段多連（上下方向に複数段かつ左右方向にも複数列の意）に組み込ませたものであり、これにて大型槽の各機能を共用して有効活用することが可能となって、省エネ、省スペース、省コストが実現でき、その目的に適うものになる。
【０００５】
本装置のようにすることにより、多段式恒温恒湿装置、多段多連式恒温恒湿装置、この装置に空気組成（ＣＯ２、Ｏ２、Ｎ２、ＮＯ２）に水組成、そして照度を組み合わせた多段又は多段多連式植物育苗育成装置、多段又は多段多連式動物飼育装置、多段又は多段多連式人工気象装置などとなり、多項目であらゆる環境実験が一度にでき、試験、研究のスピードアップができ、研究時間の短縮による人件費削減（省力化）消費電力削減（省エネ化）などに繋がり、経費節減に役立つ。また、早期に得られた研究成果は大きな価値を生み出し、今後の科学技術の進歩に大きく貢献できるものである。
【０００６】
これまでの多段又は多段多連式恒温装置としては、出願人が先に提案した特許文献１に示すようなものがある。この恒温装置１’は、図１０に示すように、周囲側面２’に熱絶縁性材料を用いて密封された槽３’を形成し、この槽内の空気を攪拌するファン１０’と、冷却器１１’及び加熱器１２’を設ける一方、槽３’の内部に複数のチャンバー５’を多段又は多段多連に配置して設け、これらチャンバーの前側面には熱絶縁性材で構成された扉６’が開閉又は着脱可能に装着されているとともに、前側面以外の他側面は熱伝導性材で構成されている。また、これらチャンバー相互間及び他側面間に間隙を形成して槽内にエアジャケット８’を形成し、このエアジャケットの温度を検出するエアジャケット温度検出手段１６’を設け、前記チャンバー内の温度を検出するチャンバー温度検出手段３１’を任意のチャンバーに設け、このチャンバー温度検出手段３１’の出力及びエアジャケット温度検出手段１６’の出力を入力する温度制御手段１８’を設けている。温度制御手段１８’は、エアジャケット温度検出手段１６’の出力とチャンバー温度検出手段３１’の出力との平均値を演算し、演算された平均温度値に対応して、冷却器１１’又は加熱器１２’を駆動させ、エアジャケット８’の温度を予め設定された所定温度に制御して、各チャンバー５’内の温度をエアジャケット８’によってチャンバーの他側面による熱伝導で前記所定温度にするようにしている。
【０００７】
【特許文献１】特許第３２０２６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記特許文献１の技術は、チャンバー５’が密閉式であることと、チャンバー５’がエアジャケット８’と隔離しているため、エアが交流しない。つまり、チャンバーにはエアジャケットからエアの給気ができなかったし、チャンバーからエアジャケット等への排気もできなかった。そのため、チャンバーの熱交換はチャンバーの他側面を利用したエアジャケットからチャンバーへの熱伝導のみとなり、温度順応が遅く、急な環境変化には弱いという問題があった。また、エアジャケット８’とチャンバー５’の温度調整は可能であるが、湿度の調整ができずに成り行きとなる。つまり、温度の制御しかできなかった（湿度の制御はできない）。そのため、チャンバー５’の内部に水分の出るものを入れると高湿度となってしまうが、高湿度となっても除湿ができず、あるいは除湿を取り除くために敢えて化学除湿剤を入れることもあるが、その制御が難しいという問題点があった。
【０００９】
そこでこの発明は、上記従来の装置の問題点を解決し、エアジャケットとチャンバー間の給排気ができるとともに、温度だけでなく湿度の制御もできる恒温恒湿装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は前記のような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、周囲側面に熱絶縁性材料を用いて密封された槽を形成し、この槽内の空気を攪拌するファンと、冷却器及び加熱器を設ける一方、前記槽の内部に複数のチャンバーを多段又は多段多連に配置して設け、これらチャンバーの前側面には熱絶縁性材で構成された扉が開閉又は着脱可能に装着されているとともに、前側面以外の他側面は熱伝導性材で構成されており、またこれらチャンバー相互間及び他側面間に間隙を形成して槽内にエアジャケットを形成した装置において、前記各チャンバーの後壁に設けられて前記エアジャケットのエアをチャンバー内に導入する第２のファンと、前記各チャンバー内に設けられてチャンバー内を前部室と後部室とに仕切り、外周部に開口部を有する仕切板と、この仕切板とチャンバーの後壁の間に設けられて前記第２のファンによってチャンバー内に導入されたエアを前記仕切板の開口部に向けて整流する整流板と、前記仕切板に設けられてチャンバーの前部室から後部室に前記整流板に向けてエアを導入する第３のファンと、前記仕切板とチャンバーの後壁間にわたり設けられてチャンバーの前部室とエアジャケットを連通する排気ダクトと、この排気ダクトに設けられてチャンバーの前部室のエアをエアジャケットに排気する第４のファンとを具え、前記槽内にエアジャケットの温度と湿度を検出するエアジャケット温度・湿度検出手段と、加湿器及び除湿器を設ける一方、前記チャンバー内の温度と湿度を検出するチャンバー温度・湿度検出手段を任意のチャンバーに設け、前記チャンバー温度・湿度検出手段の出力及び前記エアジャケット温度・湿度検出手段の出力を入力する温度・湿度制御手段を設け、この温度・湿度制御手段は、前記エアジャケット温度・湿度検出手段の出力とチャンバー温度・湿度検出手段の出力との平均値を演算し、演算された平均温度に対応して、前記冷却器又は加熱器を駆動させ、あるいは演算された平均湿度に対応して、前記加湿器及び除湿器を駆動させ、エアジャケットの温度・湿度を予め設定された所定温度と所定湿度に制御して、各チャンバー内の温度・湿度をエアジャケットによってチャンバーの他側面による熱伝導、及び第２のファンによってエアジャケットのエアを導入することにより前記所定温度と所定湿度にするようにしていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、周囲側面に熱絶縁性材料を用いて密封された槽を形成し、この槽内の空気を攪拌するファンと、冷却器及び加熱器を設ける一方、前記槽の内部に複数のチャンバーを多段又は多段多連に配置して設け、これらチャンバーの前側面には熱絶縁性材で構成された扉が開閉又は着脱可能に装着されているとともに、前側面以外の他側面は熱伝導性材で構成されており、またこれらチャンバー相互間及び他側面間に間隙を形成して槽内にエアジャケットを形成した装置において、前記各チャンバーの後壁に設けられて前記エアジャケットのエアをチャンバー内に導入する第２のファンと、前記各チャンバー内に設けられてチャンバー内を前部室と後部室とに仕切り、外周部に開口部を有する仕切板と、この仕切板とチャンバーの後壁の間に設けられて前記第２のファンによってチャンバー内に導入されたエアを前記仕切板の開口部に向けて整流する整流板と、前記仕切板に設けられてチャンバーの前部室から後部室に前記整流板に向けてエアを導入する第３のファンと、前記仕切板とチャンバーの後壁間にわたり設けられてチャンバーの前部室とエアジャケットを連通する排気ダクトと、この排気ダクトに設けられてチャンバーの前部室のエアをエアジャケットに排気する第４のファンとを具え、前記槽内にエアジャケットの温度・湿度検出手段と、除湿器及び加湿器を具え、エアジャケット制御手段に直接繋ぎ、また各チャンバーの前部室にチャンバー温度・湿度検出手段と、後部室に加熱器及び小型加湿器をそれぞれ具え、各個別のチャンバー制御手段に、それぞれを繋ぎ、エアジャケット内、各チャンバー内より出力されたデータを入力し、予め設定された温度、湿度値を個別に演算処理し、個別制御できることで、各チャンバー内の温度、湿度を個別に、勾配的に、またバイオリズム的に制御できることを特徴とする。すなわち、換言すると、前記槽内にエアジャケットの温度と湿度を検出するエアジャケット温度・湿度検出手段と、加湿器及び除湿器を設ける一方、温度・湿度制御手段に入力演算の上、加熱器、冷却器、加湿器、除湿器を駆動させ制御する（エアジャケットの温度・湿度設定制御値は、予め各チャンバー内を個別に設定制御しようとする温度・湿度範囲より低い値に設定しておき、例えば温度では各チャンバーの設定温度が５０℃（最高）〜１０℃（最低）の範囲内であれば、最低温度より５℃程度の低い温度差をつけ５℃に設定して冷却源になるようにし、また各チャンバーの湿度が９０％RH（最高）〜４５％RH（最低）の範囲内であれば、最低湿度４５％RHより１５％RH程度低い湿度差をつけ３０％RH程度の湿度値に設定して除湿源になるようにする。このようにして、エアジャケットより各チャンバーの第２ファンにより各チャンバーへ導入するエアが、各チャンバー内を冷却・除湿源になるようにしておく）。そして各チャンバー内に温度・湿度検出手段を設けるとともに、各チャンバー内の後部室内に加熱器と小型加湿器を具え、各チャンバー内の温度・湿度検出手段により検出されたデータを、各個別に設けた温度・湿度制御手段により予め設定された各温度・湿度とを演算して、温度制御において、加熱にはチャンバー内の加熱器を駆動させ、冷却には各チャンバーの他側面の熱伝導と第２のファンによってエアジャケットから冷却エアの導入により行う。湿度制御においては、加湿にはチャンバー内の小型加湿器を駆動させ、除湿には各チャンバーの第２のファンによりエアジャケットから除湿エアの導入により行う。この制御方法により各チャンバーの温度・湿度を個別に任意の温度・湿度に制御でき、しかも各チャンバーを温度・湿度を勾配的に、また朝・昼・夜の温度・湿度をバイオリズムにプログラム制御可能にしていることを特徴とする。
【００１２】
そして、これらの請求項１，２以外に記載の発明は、これらの発明の変形に係るものであり、全請求項に記載の発明について、その詳細を以降の実施の形態で明らかにする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、前記のような構成からなるので、各チャンバーの後壁に設けられた第２のファンによってエアジャケットのエアをチャンバー内に導入することが可能となるとともに、チャンバー内の仕切板とチャンバーの後壁の間に設けられた排気ダクトに設けられた第４のファンによってチャンバー内のエアをエアジャケットに排気することが可能となり、エアジャケットと各チャンバー間でのエアの交流ができるので、温度順応が速くなり、急な環境変化にも十分に対応できるものとなる。また、温度・湿度制御手段によって、エアジャケット温度・湿度検出手段の出力とチャンバー温度・湿度検出手段の出力との平均値を演算し、演算された平均温度に対応して、冷却器又は加熱器を駆動させ、あるいは演算された平均湿度に対応して、加湿器及び除湿器を駆動させ、エアジャケットの温度・湿度を予め設定された所定温度と所定湿度に制御して、各チャンバー内の温度・湿度をエアジャケットによってチャンバーの他側面による熱伝導、及び第２のファンによってエアジャケットのエアを導入することにより前記所定温度と所定湿度にするので、温度の制御だけでなく、湿度の制御もできるようになり、温度と湿度の管理がうまくできる。さらに、各チャンバー内の温度・湿度を個別に勾配的な任意の温度・湿度に制御することもできるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１５】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１の全体斜視図、図２は、同上の要部拡大の縦断側面図、図３は、同上のチヤンバーの扉が開いた状態の斜視図である。この恒温恒湿装置は、上下方向に３段に配置し、かつ左右方向に２列に配置された多段多連のチャンバーを有しており、これらのチャンバーに試料を収容し、各チャンバーを個別に所定の環境条件に設定した各種の実験ができるようにしている。なお、図３では図２で示す仕切板やファンなど内部に配置した部品を図示省略している。また、図２では最上位のチャンバーには中位・最下位のチャンバーに描いたようなエアの流れを示す細矢印線を図示省略している。
【００１６】
すなわち、恒温恒湿装置１は、大型で天井、床、前後左右壁の６つの側面からなる周囲側面２を組立式パネル（熱絶縁性材料を施し）でもって構成し、これにより箱型の密封された槽３を形成し、その槽３の一側壁面を前側面にして、その全面の上下左右（縦、横）に必要数（図１では６個）の開口部を等間隔に設け、その開口部に小さな扉付きチャンバー５を差込み式に装備し、このチャンバー前側面の扉６は透明断熱ガラス又は断熱暗扉より構成されて開閉可能になっている。
【００１７】
また装置１は、図示省略しているが、これら各チャンバー５の配置及び扉６の開閉に邪魔にならないような端か、両側面、後部面のいずれかのスペースに人の出入りができる扉（メンテナンス用）、または外部から手が届きサービスのできる扉を必要数取付けたことを主構造体とし、槽３の内部と配列したチャンバー５の外部の間はエアジャケット（空気層）８を形成している。エアジャケット８を形成した槽３の内部には槽内の空気を攪拌するファン１０と、冷却器１１及び加熱器１２を設けているとともに、加熱器１２の下方に加湿器１３、冷却器１１の前方に除湿器１４を設けている。１６はエアジャケットの温度を検出するエアジャケット温度検出手段、１７はエアジャケットの湿度を検出するエアジャケット湿度検出手段であり、これらで検出された温度や湿度の情報がそれぞれ温度制御手段１８と湿度制御手段１９に送られるようになっている。
【００１８】
チャンバー５の構造は、前記のように前側面に断熱性の開閉可能の扉（透視ガラス窓、暗窓のどちらか）６を有し、前側面以外の他側面である胴体外壁部は熱伝導性のよい材料を用いて構成されている。
【００１９】
チャンバー５の後壁のほぼ中央部に形成の開口にはエアジャケット８のエアをチャンバー５内に導入するファン２１が設けられている。チャンバー５内の後部にはチャンバー５内を前部室と後部室に仕切る仕切板２２が設けられている。前部室は試料を収容するところであるため後部室より大きく形成される。仕切板２２の外周縁部には前部室と後部室を連通する開口部２３が形成されている。開口部２３が形成された仕切板２２の開口部内縁は前部室側に屈曲した風向案内部２５が形成されており、後部室からのエアが該風向案内部に沿って流れ、開口部２３から前部室にスムーズにエアが流れるようになっている。なお、開口部２３の形状は一例であり、スリット又は穴など任意のものとすることが可能である。また、開口部２３は仕切板２２の外周縁部に複数個、円周方向に所定の間隔をおいて設けてもよく、個数等も任意である。
【００２０】
仕切板２２とチャンバー５の後壁の間にはファン２１によってチャンバー内に導入されたエアを開口部２３に向けて整流する整流板２６が設けられている。また、仕切板２２のほぼ中央部に形成の開口にはチャンバー５の前部室から後部室に整流板２６に向けてエアを導入するファン２７が設けられている。また、仕切板２２のファン２７の上方に隣接した位置とチャンバー５の後壁間にはチャンバー５の前部室とエアジャケット８を連通する排気ダクト２８が設けられ、該ダクトのエアジャケットを臨む端部にはチャンバーの前部室からのエアをエアジャケットに吸い込んで排気するファン２９が設けられている。排気ダクト２８は図示では１個としているが、必要により複数個としてもよい。
【００２１】
３１はチャンバー内の温度を検出するチャンバー温度検出手段、３２はチャンバー内の湿度を検出するチャンバー湿度検出手段である。これらチャンバー温度検出手段３１とチャンバー湿度検出手段３２は内部装備品により最適な位置に設置する。また、これらチャンバー温度検出手段３１とチャンバー湿度検出手段３２は任意のチャンバー、この例では１つのチャンバー５にのみ設けられている。そして、これらチャンバー温度検出手段３１とチャンバー湿度検出手段３２で検出された温度や湿度の情報がそれぞれ温度制御手段１８と湿度制御手段１９に送られるようになっている。そして、温度制御手段１８では、エアジャケット温度検出手段１６の出力とチャンバー温度検出手段３１の出力との平均値を演算し、演算された平均温度に対応して、冷却器１１又は加熱器１２を駆動させ、エアジャケット８の温度を予め設定された所定温度に制御する。一方、湿度制御手段１９では、エアジャケット湿度検出手段１７の出力とチャンバー湿度検出手段３２の出力との平均値を演算し、演算された平均湿度に対応して、加湿器１３及び除湿器１４を駆動させ、エアジャケットの湿度を予め設定された所定湿度に制御する。
【００２２】
このようなチャンバー構造により、仕切板２２に設けたファン２７によってチャンバー５の前部室内を細矢印線で示すように流れるエアを吸い込み後部室に排気し、この排気したエアをファン２１によりエアジャケット８から後部室に導入され整流板２６により開口部２３方向に流れるエアと混合したうえ、再び開口部２３から前部室に循環させる一方、前部室の一部のエアを排気ダクト２８からファン２９によって吸い込みエアジャケット８に排気し、このような給気と排気をしながらエアジャケット８とチャンバー５との間のエアの循環、交流を繰り返し行い、槽３内をクリーンな温度と湿度の環境に制御する。
【００２３】
温度制御手段１８と湿度制御手段１９の操作部は、槽３の前側面に設けられた操作パネル３５（図１参照）に設置されていて、外部から操作ノブ又はプログラムチャート等によって所望の温度制御パターンと湿度制御パターンを予め入力しておくことができ、その温度制御範囲はおおよそ−２０℃〜＋５０℃に設定でき、また湿度制御範囲はおおよそ３０％RH〜９５％RHに設定できるようになっている。
【００２４】
動植物の培養、飼育とか化学、薬品、工業製品などにおいても光照射をして検査をする必要があるため、各チャンバー５の天井部には照明装置が必要である。これまでは蛍光ランプ（ＥＬ）などで照射していたが、発熱が多く試料を近接させることができず、ランプと離して使用するために、チャンバーを高く、長く、大きく、スぺースを広く取らねばならなかった。そこで、本実施の形態では、各チャンバー５内の天井部に冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）４１をユニットとして取付けている。ＣＣＦＬ４１はこれまでのＥＬに比べ直径約３ｍｍとこれまでの約３０ｍｍのＥＬよりも極めて細く、取付けスぺースが小さく、１２Ｖ５Ｗと消費電力も小さく、発熱も少ないので、近接照明が可能となり、そのためチャンバーのスぺースを小さくすることができる。しかも、光の波長（スペクトル）を試験に必要なスぺクトルに合わせられるし、調光も可能であり、またランプの形状が管状で照射スポットが長くて広く、その上照射寿命が４０,０００〜５０,０００時間と寿命が長く、このように省スぺース、省エネ、低コスト化が図れることと、光の調光制御ができることにより温度、湿度、ガス、光を加えたプログラム制御の高度化環境試験ができるなど多くの利点がある。
【００２５】
図４は、ＣＣＦＬ４１に代えてＬＥＤランプ４２をユニットとしてチャンバー５内の天井部に取付けた変形例を示す。ＬＥＤランプ４２はＣＣＦＬ４１と同じように、これまでのＥＬよりも発熱が少なく、形状が小さくでき、近接照明ができることから、狭い容積での使用に極めて便利である。波長には白、赤、青緑、紫、など色々なスぺクトルの製品が作られており短波長であることを特徴としている。
【００２６】
植物などの試料には単色光の光を照射して各波長による特性を検査したり、その効果、影響を検査することが必要であり、植物育成に色々なスペクトル光を照射して、光合成によってどのように同化作用を促進させているか、各植物体の茎、葉、根、花などを形成させたり、また植物の色を作り上げるために、光の役割が大きく、そのためには必要なスぺクトルを混ぜ合わせた混色スペクトルが必要である。そのため、本変形例では、これまでのワンチップＬＥＤランプより小さいスリーインワンチップＬＥＤランプを採用している。すなわち、スリーインワンチップＬＥＤランプは３〜５ｍｍ程度と小さくて、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）が３個を１つにまとめ反射角も広角に収納した製品で消費電力も少なく、これまでと同じような形状に製作されている。例えば、管状形では約径２０ｍｍ×Ｌ３３０ｍｍ、チップ１６ヶで２４Ｖ３．６Ｗ、四角形なれば１６０ｍｍ×１６０ｍｍ、チップ１００ヶで２４Ｖ１８Ｗで色々な形状にユニット化される。Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を１つにまとめたチップは個別に配線して各々を電圧ボリュウム、電子パルスなどによって各色を個別に強弱を電子制御して混ぜ合わせすることにより、これまでにないきめ細かい色の調合ができる。また、これまでのワンチップＬＥＤランプに比べ約４分の１と小さいので、数多く配列することにより光量を多くとれ、今までよりチップの数量を減らし、よりきめ細かい照明ができ、３色をランダムに配列する手間が省け、照明ユニットとして標準化と高度化が図られる。このようなスリーインワンチップＬＥＤランプを用いると、例えば１つの組合せ例で、紫外線など色々な組合せを変えたり追加したりすることにより植物などの育成に、動物、昆虫、微生物、土壌、高分子などに必要な色の調合が１つの照明ユニットによりできる。
【００２７】
前記のようなものにおいて、エアジャケット８内及び各チャンバー５内の温度と湿度の制御は次のように行われる。すなわち、チャンバー５の温度検出手段３１と湿度検出手段３２の出力と、エアジャケット８の温度検出手段１６と湿度検出手段１７の出力とが入力された温度制御手段１８と湿度制御手段１９が前記入力の平均温度値と、平均湿度値をそれぞれ演算し、演算された前記平均温度値に対応して、冷却器１１と加熱器１２を、また平均湿度値に対応して、除湿器１４と加湿器１３を駆動して、エアジャケット８を所定の温度と湿度に制御する一方、エアジャケット８の恒温恒湿エアによって、チャンバー５の他側面である胴体外壁部よりの熱伝導と、他側面胴体に設けたファン２１よりエアジャケット８からチャンバー５への一部給気エアの供給と、その給気量にともないファン２９により排気ダクト２８からエアジャケット８への一部排気エアの置換排出との併用により、前記各チャンバー５を所定の温度と湿度に、すばやく対応制御する。
【００２８】
このようにエアジャケット８を全チャンバー５の加熱・冷却用として共通に使えること、チャンバー５を直接的（ファン２１により加熱・冷却が可能）、間接的（熱伝導方式）に加熱・冷却ができるので、従来の装置に比べて、チャンバー５内の温度順化が速く、槽３内の温度変化にすばやく対応でき、急な環境変化に強いものとなる。
【００２９】
なお、所定温度及び／又は所定湿度の設定を変更する場合は、操作パネル３５の操作により前記した温度制御範囲、湿度制御範囲の中から任意の数値を図示しない操作モニタ画面で入力して設定する。
【００３０】
［実施の形態２］
図５は、実施の形態２の要部拡大の縦断側面図であり、実施の形態１の図２と対応するものである。この図５で示す実施の形態２において、実施の形態１と同様の部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について以下に説明することとする。
【００３１】
実施の形態２では、実施の形態１で任意のチャンバー、つまり１つのチャンバーにしか設けなかったチャンバー温度検出手段３１とチャンバー湿度検出手段３２を全てのチャンバー５に設けている。さらに全てのチャンバー５内には、温度制御手段１８で制御される加熱器３３と、湿度制御手段１９で制御される小型加湿器３４がその後部室に設けられている。これにより、チャンバー５内を加熱するには温度制御手段１８によって加熱器３３を駆動させ、チャンバー５内を加湿するには湿度制御手段１９によって小型加湿器３４を駆動させる。一方、チャンバー５内を冷却するには加熱器３３の駆動を停止、又は比例的に出力を小さくさせた状態で、エアジャケット８によるチャンバーの他側面である胴体外壁部からの熱伝導と、ファン２１からの冷却エアの導入により行う。また、除湿するにはエアジャケット８からのファン２１による除湿エアの導入により行う。これにより、各チャンバー５内の温度と湿度をエアジャケット８内の所定温度と所定湿度とは別に、個別に勾配的な任意の温度・湿度に制御することが可能となる。その他の作用は前記実施の形態１と同様である。
【００３２】
［実施の形態３］
図６は、実施の形態３の要部拡大の縦断側面図であり、実施の形態２の図５と対応するものである。この図６で示す実施の形態３において、実施の形態２と同様の部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について以下に説明することとする。
【００３３】
５１はエアジャケット８に二酸化炭素（以下、「ＣＯ２」という。）を供給するためのガスボンベからなるＣＯ２供給手段であり、そのエアジャケット８内で開口する供給管５２の先端には電磁弁５３が装着されている。また、５４はエアジャケット８及び任意のチャンバー５内のガス濃度を検出するためのガス濃度検出手段であり、それぞれガス濃度検出吸入口管５５，５６がエアジャケット８とチャンバー５に開口して設けられ、このガス濃度検出手段５４により検出したガス濃度によりエアジャケット８及び任意のチャンバー５内のガス濃度を適正の値に制御するガス濃度制御手段５７が前記供給管５２とも接続して設けられている。
【００３４】
このような実施の形態３によれば、ＣＯ２供給手段５１からエアジャケット８内にＣＯ２を入れて、前記各チャンバー内各種照明光により、光合成をよくして同化作用を促進させ、成長をよくすることができる。すなわち、ガス濃度検出吸入口管５６によりチャンバー５から吸引したガスをガス濃度検出手段５４によって検出した出力と、ガス濃度検出吸入口管５５によりエアジャケット８から吸引したガスをガス濃度検出手段５４によって検出した出力がガス濃度制御手段５７に入力され、ガス濃度制御手段５７が前記入力の平均ガス濃度値を演算し、演算された前記平均ガス濃度値に対応して、ガス濃度制御手段５７により減衰用エア、ガスまたは減衰用化学剤（図示せず）と増濃用ガスボンベ５１の電磁弁５３の開閉または増濃度（補充）用ガス、エアなど送入装置（図示せず）を駆動させて、エアジャケット８内を所定のガス濃度に制御する。それとともに、各チャンバー５内のガス濃度をファン２１よりエアジャケット８からチャンバー５内への一部給気エアの導入と、それにともなってチャンバー５の排気ダクト２８よりエアジャケット８への一部排気エアの置換排出により室内圧を調整し、前記各チャンバー５を所定のガス濃度に制御する。これにより、温度、湿度制御とともにガス濃度制御を含めた統合制御が簡便にできる。所定のガス濃度の設定を変更する場合は、前記の温度と湿度のときと同様に操作パネル３５の操作により任意の数値を図示しない操作モニタ画面で入力して設定する。
【００３５】
前記のような制御により、各チャンバー５内にガス濃度測定センサを設けなくてもガス濃度検出手段５４とガス濃度制御手段５７により各チャンバー５、エアジャケット８を含めて統合してガス濃度を調節できる。なお、本実施の形態では、ガスとしてＣＯ２を供給する例を示したが、ＣＯ２に限るものではなく、他にＯ２やＮ２などのガスでもよい。
【００３６】
[実施形態４]
図７は実施形態４の要部拡大の縦断側面図であり、実施形態３の図６と対応するものである、この図７で示す実施形態４においては実施の形態３と同様の部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について以下に説明することにする。
【００３７】
実施形態３は、前記の通り、各チャンバー内のガス濃度の制御に、エアジャケットの濃度値と各チャンバー中の１チャンバー内の濃度値の出力の平均値を演算してエアジャケット内のガス濃度を制御して、エアジャケットでガス濃度を調節した、ガス濃度エアの導入により各チャンバー内を同じ濃度に統括制御しようとするものであるが、実施形態４は各チャンバー内にガス濃度検出手段５４よりガス濃度検出吸入口管５５を配管と、ガス供給装置５１よりの供給管５２を各チャンバー内に配管し、その各配管途中に電磁弁を装着する。各チャンバー内のガス濃度は、各チャンバー内のガス濃度検出吸入口管５５より、ガス濃度検出手段５４、１台に吸引集合され、各電磁弁が自動的に切替えられ、分別測定され、測定されたデータはガス濃度制御手段５７に送られ、送られたデータに基づき予め設定されている各チャンバーのガス濃度と比較演算されて、ガス導入用電磁弁の制御、あるいは給気ファンによる、エアジャケットよりの、ガス濃度エアの導入によって、各チャンバーが個別に、あるいはガス濃度勾配的に制御ができる。
【００３８】
さらに詳述すると、各種空気組成、ＣＯ２、Ｏ２、Ｎ２、ＮＯ２などを変えた環境下で実験することが必要である。その中でも特にＣＯ２濃度に関する実験は生物実験にとっては大きな要素となる。本目的のＣＯ２制御はエアジャケット８にＣＯ２ガスを導入し、必要な空気組成のＣＯ２ガス濃度（密度）を一定に調節しておき一括して同じ濃度のガスを各チャンバー５へファン２１により導入しようとするものである。本装置は各チャンバー５内の全てにＣＯ２測定センサを備えずに、エアジャケット８内の一箇所に装備するか、またはエアジャケット８内の一箇所と多連チャンバー５中の一槽内に装備して、どちらかに切替えて使用するか、２箇所の平均値により制御を行うなど、ＣＯ２濃度を調節して平均化した同じ濃度のガスを各チャンバー５に供給しようとするものであり、個別にガス濃度調節ができないが、同じガス濃度を平均化して各チャンバー５内に導入し制御する。大気中に含まれているＣＯ２ガス濃度は約３００ＰＰＭ程度で、実際に植物の実験に供給されるのは、３００〜４０００ＰＰＭ程度で（研究においては高い濃度で実験することもあり、動物細胞に供される場合は５０,０００ＰＰＭとなる）一般的には大気中よりも高い濃度で使用するために各チャンバー５内で消費される量を、エアジャケット内などのセンサにより検出し順次電磁弁の開閉により補充調整することにより簡便に低コストの装備で実験目的が行える。
【００３９】
したがって、エアジャケット８のＣＯ２濃度を実験目的により可変させ濃度調節することにより多連のチャンバー５に同じＣＯ２ガス濃度を、農作物、園芸作物の種苗とか海藻類に供給して光合成、同化作用の効果にどのような影響をもたらすか、平均的な追及ができ、植物の育苗生産、野菜工場、藻類増産のための基礎実験として、生産の効率化、経費節減という成果を期待できるとともに、温度、湿度、照度、ＣＯ２供給を組合わせた恒温恒湿装置により植物学並びに生態学などの研究に重要な役割を果たす。その他の作用は前記実施の形態１，２と同様である。
【００４０】
［実施の形態５］
図８は、実施の形態５の要部拡大の縦断側面図であり、実施の形態４の図７と対応するものである。この図８で示す実施の形態５において、実施の形態４と同様の部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について以下に説明することとする。
【００４１】
前記排気ダクト２８及びファン２９に代えて、仕切板２２からチャンバー５の後壁を貫通して前記排気ダクト２８よりも長いダクト管５８が設けられ、このダクト管５８の先端はエアジャケット８を形成する槽３の後壁近くにおいて縦向きに配置された大径の主ダクト管５９と連通して接続されている。主ダクト管５９の上端は槽３の外部に突出し、突出部には排気ファンニユット６０の排気管６１が設けられ、各ダクト管５８から主ダクト管５９に排気されたエアを外部に排気可能になっている。排気管６１にはフィルタ６２、風量調整ダンパ６３、排気ファン６４、逆流防止弁６５が設けられている。また、排気管６１には先端が槽３内を臨む分岐管６６が接続され、該管には逆流防止弁６７、風量調整ダンパ６８が設けられている。さらに、本実施の形態では槽３内の下部に給気ファンユニット７０の給気管７１が設けられ、エアジャケット８にエアの給気が可能になっている。給気管７１には給気ファン７２、風量調整ダンパ７３、フィルタ７４、逆流防止弁７５が設けられている。
【００４２】
このような実施の形態５によれば、排気ファン６４によって排気されるエアがエアジャケット８に入らず、ダクト管５８と主ダクト管５９を経て排気ファンニユット６０により槽外の大気中に放出される。一方、このようなエアの排気によりチャンバー５内ひいてはエアジャケット８内の温度、湿度、ガス濃度の設定した数値に変動をきたすことになるため、補充の給気が必要となる。そのために、チャンバー５内からのエアの排気量とのバランスを考え、排気されたエア量に見合うエアが給気ファンユニット７０の給気ファン７２によって槽外の大気中から給気される。
【００４３】
前記においては給気ファンユニット７０と排気ファンニユット６０とは別系としているが、必要により排気ファンニユット６０の排気管６１と給気ファンユニット７０の給気管７１を連通させ、排気ファンニユット６０により排気したエアを給気ファンユニット７０から再びエアジャケット内に循環させて給気するようにしてもよい、また必要によりフレッシュエアと混合させてもよい。これにより、省エネ効果が期待できる反面、チャンバー５に動物等を収容している場合はその臭いをそのまま戻すことになってしまうこととなる。そのため、連通させる循環管路には臭い等が戻らないように脱臭装置を設ける等の対策を講じることが好ましい。
【００４４】
このように槽外への排気と常時エアジャケット８よりのフレッシュエアの給気とにより他のチャンバー５内とのエアが交流しないため、臭いが混じるとか、感染の恐れが無い。しかも、臭い、感染の恐れが無く、省エネルギーを第１に考える場合には、前記したように排気エアを再びエアジャケット８内に戻すようにすることができるので、エネルギーの消費を抑え節約することができる。その他の作用は前記実施の形態１〜３と同様である。
【００４５】
［実施の形態６］
図９は、実施の形態６の要部拡大の縦断側面図であり、実施の形態５の図８と対応するものである。この図９で示す実施の形態６において、実施の形態５と同様の部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について以下に説明することとする。
【００４６】
任意のチャンバー５には差圧取入口７７が、エアジャケット８には差圧取入口７８が、さらに槽外にも差圧取入口７９がそれぞれ設けられている。チャンバー差圧取入口７７と槽外差圧取入口７９は管８０で連結され、差圧計８１でその差圧を検出可能になっている。エアジャケット差圧取入口７８と槽外差圧取入口７９は管８２で連結され、差圧計８３でその差圧を検出可能になっている。差圧計８１は差圧制御器８４に接続され、この差圧制御器８４によりチャンバー５よりの集合用ダクト排気流量（圧力）調整ダンパ６３を駆動し、差圧計８３は差圧制御器８５に接続され、この差圧制御器８５によりエアジャケット８よりの分岐管６６の排気流量（圧力）調整ダンパ６８を駆動し、エアジャケット８内の圧力を制御することができる。例えば陰圧制御でチャンバー５を−５０Ｐａ、エアジャケット８を−２０Ｐａ、槽外を常圧とする場合、差圧制御器８４を−５０Ｐａに、差圧制御器８５を−２０Ｐａに差圧値を設定することによりアナログ的にもデジタル的にでも陰圧を自動制御することができ、チャンバー５内のエアを交流させない、操作し易いなど、チャンバー５の圧力制御を確実に行うことができ、装置の機能性、安全性、省力化に優れたものとなる。その他の作用は前記実施の形態１〜５と同様である。
【００４７】
前記実施の形態１ではチャンバー温度検出手段３１とチャンバー湿度検出手段３２を任意のチャンバー、つまり特定の１つのチャンバーにのみ設けているが、必ずしも１つのチャンバーに限らず、２つ以上の任意のチャンバーに設けてもよい。また、各実施の形態では温度制御手段１８と湿度制御手段１９を別々に設けたが、これらを一体にした温度・湿度制御手段としてもよいことは言うまでもない。また、各実施の形態は好ましい一例を示したにすぎず、チャンバー５の数やチャンバー内の具体的な構造等は図面に示した通りでなくともよく、請求の範囲に記載した範囲内で種々に変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の恒温恒湿装置に係る実施の形態１を示す、その全体斜視図である。
【図２】同上の要部拡大の縦断側面図である。
【図３】同上のチヤンバーの扉が開いた状態の斜視図である。
【図４】チヤンバーの変形例を示す部分図である。
【図５】実施の形態２を示す、要部拡大の縦断側面図である。
【図６】実施の形態３を示す、要部拡大の縦断側面図である。
【図７】実施の形態４を示す、要部拡大の縦断側面図である。
【図８】実施の形態５を示す、要部拡大の縦断側面図である。
【図９】実施の形態６を示す、要部拡大の縦断側面図である。
【図１０】従来の装置を示す、縦断側面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 恒温恒湿装置 ２ 周囲側面
３ 槽 ５ チャンバー
６ 扉 ８ エアジャケット（空気層）
１０ ファン １１ 冷却器
１２ 加熱器 １３ 加湿器
１４ 除湿器 １６ エアジャケット温度検出手段
１７ エアジャケット湿度検出手段 １８ 温度制御手段
１９ 湿度制御手段 ２１ ファン（第２のファン）
２２ 仕切板 ２３ 開口部
２６ 整流板 ２７ ファン（第３のファン）
２８ 排気ダクト ２９ ファン（第４のファン）
３１ チャンバー温度検出手段 ３２ チャンバー湿度検出手段
３３ 加熱器 ３４ 加湿器
４１ 冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ） ４２ ＬＥＤランプ
５１ ＣＯ２供給手段（ガス供給手段） ５４ ガス濃度検出手段
５７ ガス濃度制御手段 ５８ ダクト管
６０ 排気ファンニユット ６１ 排気管
６２ フィルタ ６３ 風量調節ダンパ
６４ 排気ファン ６５ 逆流防止弁
６６ 分岐管 ６７ 逆流防止弁
６８ 風量調節ダンパ ７０ 給気ファンユニット
７１ 給気管 ７２ 給気ファン
７３ 風量調節ダンパ ７４ フィルタ
７５ 逆流防止弁 ７７ 差圧取入口
７８ 差圧取入口 ７９ 差圧取入口
８１ 差圧計 ８３ 差圧計
８４ 差圧制御器 ８５ 差圧制御器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲側面に熱絶縁性材料を用いて密封された槽を形成し、この槽内の空気を攪拌するファンと、冷却器及び加熱器を設ける一方、前記槽の内部に複数のチャンバーを多段又は多段多連に配置して設け、これらチャンバーの前側面には熱絶縁性材で構成された扉が開閉又は着脱可能に装着されているとともに、前側面以外の他側面は熱伝導性材で構成されており、またこれらチャンバー相互間及び他側面間に間隙を形成して槽内にエアジャケットを形成した装置において、
前記各チャンバーの後壁に設けられて前記エアジャケットのエアをチャンバー内に導入する第２のファンと、前記各チャンバー内に設けられてチャンバー内を前部室と後部室とに仕切り、外周部に開口部を有する仕切板と、この仕切板とチャンバーの後壁の間に設けられて前記第２のファンによってチャンバー内に導入されたエアを前記仕切板の開口部に向けて整流する整流板と、前記仕切板に設けられてチャンバーの前部室から後部室に前記整流板に向けてエアを導入する第３のファンと、前記仕切板とチャンバーの後壁間にわたり設けられてチャンバーの前部室とエアジャケットを連通する排気ダクトと、この排気ダクトに設けられてチャンバーの前部室のエアをエアジャケットに排気する第４のファンとを具え、
前記槽内にエアジャケットの温度と湿度を検出するエアジャケット温度・湿度検出手段と、加湿器及び除湿器を設ける一方、前記チャンバー内の温度と湿度を検出するチャンバー温度・湿度検出手段を任意のチャンバーに設け、前記チャンバー温度・湿度検出手段の出力及び前記エアジャケット温度・湿度検出手段の出力を入力する温度・湿度制御手段を設け、この温度・湿度制御手段は、前記エアジャケット温度・湿度検出手段の出力とチャンバー温度・湿度検出手段の出力との平均値を演算し、演算された平均温度に対応して、前記冷却器又は加熱器を駆動させ、あるいは演算された平均湿度に対応して、前記加湿器及び除湿器を駆動させ、エアジャケットの温度・湿度を予め設定された所定温度と所定湿度に制御して、各チャンバー内の温度・湿度をエアジャケットによってチャンバーの他側面による熱伝導、及び第２のファンによってエアジャケットのエアを導入することにより前記所定温度と所定湿度にするようにしていることを特徴とする恒温恒湿装置。
【請求項２】
周囲側面に熱絶縁性材料を用いて密封された槽を形成し、この槽内の空気を攪拌するファンと、冷却器及び加熱器を設ける一方、前記槽の内部に複数のチャンバーを多段又は多段多連に配置して設け、これらチャンバーの前側面には熱絶縁性材で構成された扉が開閉又は着脱可能に装着されているとともに、前側面以外の他側面は熱伝導性材で構成されており、またこれらチャンバー相互間及び他側面間に間隙を形成して槽内にエアジャケットを形成した装置において、
前記各チャンバーの後壁に設けられて前記エアジャケットのエアをチャンバー内に導入する第２のファンと、前記各チャンバー内に設けられてチャンバー内を前部室と後部室とに仕切り、外周部に開口部を有する仕切板と、この仕切板とチャンバーの後壁の間に設けられて前記第２のファンによってチャンバー内に導入されたエアを前記仕切板の開口部に向けて整流する整流板と、前記仕切板に設けられてチャンバーの前部室から後部室に前記整流板に向けてエアを導入する第３のファンと、前記仕切板とチャンバーの後壁間にわたり設けられてチャンバーの前部室とエアジャケットを連通する排気ダクトと、この排気ダクトに設けられてチャンバーの前部室のエアをエアジャケットに排気する第４のファンとを具え、
前記槽内にエアジャケットの温度・湿度検出手段と、除湿器及び加湿器を具え、エアジャケット制御手段に直接繋ぎ、また各チャンバーの前部室にチャンバー温度・湿度検出手段と、後部室に加熱器及び小型加湿器をそれぞれ具え、各個別のチャンバー制御手段に、それぞれを繋ぎ、エアジャケット内、各チャンバー内より出力されたデータを入力し、予め設定された温度、湿度値を個別に演算処理し、個別制御できることで、各チャンバー内の温度、湿度を個別に、勾配的に、またバイオリズム的に制御できることを特徴とする恒温恒湿装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の恒温恒湿装置において、エアジャケット内にガスを供給するガス供給手段と、エアジャケット内及び任意または各チャンバー内のガス濃度を検出するガス濃度検出手段が設けられていることを特徴とする恒温恒湿装置。
【請求項４】
請求項３に記載の恒温恒湿装置において、エアジャケット内及び任意または各チャンバー内のガス濃度を制御可能なガス濃度制御手段が設けられていることを特徴とする恒温恒湿装置。
【請求項５】
請求項４に記載の恒温恒湿装置において、排気ダクトが槽外に突出し、該ダクトにチャンバーの前部室のエアを槽外に排気する排気ファンユニットが設けられているとともに、槽外に排気されたエア量に見合うエアを槽外からエアジャケット内に給気する給気ファンユニットが設けられていることを特徴とする恒温恒湿装置。
【請求項６】
請求項５に記載の恒温恒湿装置において、排気ファンユニットによって槽外に排気されたエアをそのまま給気ファンユニットによって再びエアジャケット内に給気可能なように両ユニットが連通可能に接続されてチャンバー内の圧力調整ができることを特徴とする恒温恒湿装置。
【請求項１】
周囲側面に熱絶縁性材料を用いて密封された槽を形成し、この槽内の空気を攪拌するファンと、冷却器及び加熱器を設ける一方、前記槽の内部に複数のチャンバーを多段又は多段多連に配置して設け、これらチャンバーの前側面には熱絶縁性材で構成された扉が開閉又は着脱可能に装着されているとともに、前側面以外の他側面は熱伝導性材で構成されており、またこれらチャンバー相互間及び他側面間に間隙を形成して槽内にエアジャケットを形成した装置において、
前記各チャンバーの後壁に設けられて前記エアジャケットのエアをチャンバー内に導入する第２のファンと、前記各チャンバー内に設けられてチャンバー内を前部室と後部室とに仕切り、外周部に開口部を有する仕切板と、この仕切板とチャンバーの後壁の間に設けられて前記第２のファンによってチャンバー内に導入されたエアを前記仕切板の開口部に向けて整流する整流板と、前記仕切板に設けられてチャンバーの前部室から後部室に前記整流板に向けてエアを導入する第３のファンと、前記仕切板とチャンバーの後壁間にわたり設けられてチャンバーの前部室とエアジャケットを連通する排気ダクトと、この排気ダクトに設けられてチャンバーの前部室のエアをエアジャケットに排気する第４のファンとを具え、
前記槽内にエアジャケットの温度と湿度を検出するエアジャケット温度・湿度検出手段と、加湿器及び除湿器を設ける一方、前記チャンバー内の温度と湿度を検出するチャンバー温度・湿度検出手段を任意のチャンバーに設け、前記チャンバー温度・湿度検出手段の出力及び前記エアジャケット温度・湿度検出手段の出力を入力する温度・湿度制御手段を設け、この温度・湿度制御手段は、前記エアジャケット温度・湿度検出手段の出力とチャンバー温度・湿度検出手段の出力との平均値を演算し、演算された平均温度に対応して、前記冷却器又は加熱器を駆動させ、あるいは演算された平均湿度に対応して、前記加湿器及び除湿器を駆動させ、エアジャケットの温度・湿度を予め設定された所定温度と所定湿度に制御して、各チャンバー内の温度・湿度をエアジャケットによってチャンバーの他側面による熱伝導、及び第２のファンによってエアジャケットのエアを導入することにより前記所定温度と所定湿度にするようにしていることを特徴とする恒温恒湿装置。
【請求項２】
周囲側面に熱絶縁性材料を用いて密封された槽を形成し、この槽内の空気を攪拌するファンと、冷却器及び加熱器を設ける一方、前記槽の内部に複数のチャンバーを多段又は多段多連に配置して設け、これらチャンバーの前側面には熱絶縁性材で構成された扉が開閉又は着脱可能に装着されているとともに、前側面以外の他側面は熱伝導性材で構成されており、またこれらチャンバー相互間及び他側面間に間隙を形成して槽内にエアジャケットを形成した装置において、
前記各チャンバーの後壁に設けられて前記エアジャケットのエアをチャンバー内に導入する第２のファンと、前記各チャンバー内に設けられてチャンバー内を前部室と後部室とに仕切り、外周部に開口部を有する仕切板と、この仕切板とチャンバーの後壁の間に設けられて前記第２のファンによってチャンバー内に導入されたエアを前記仕切板の開口部に向けて整流する整流板と、前記仕切板に設けられてチャンバーの前部室から後部室に前記整流板に向けてエアを導入する第３のファンと、前記仕切板とチャンバーの後壁間にわたり設けられてチャンバーの前部室とエアジャケットを連通する排気ダクトと、この排気ダクトに設けられてチャンバーの前部室のエアをエアジャケットに排気する第４のファンとを具え、
前記槽内にエアジャケットの温度・湿度検出手段と、除湿器及び加湿器を具え、エアジャケット制御手段に直接繋ぎ、また各チャンバーの前部室にチャンバー温度・湿度検出手段と、後部室に加熱器及び小型加湿器をそれぞれ具え、各個別のチャンバー制御手段に、それぞれを繋ぎ、エアジャケット内、各チャンバー内より出力されたデータを入力し、予め設定された温度、湿度値を個別に演算処理し、個別制御できることで、各チャンバー内の温度、湿度を個別に、勾配的に、またバイオリズム的に制御できることを特徴とする恒温恒湿装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の恒温恒湿装置において、エアジャケット内にガスを供給するガス供給手段と、エアジャケット内及び任意または各チャンバー内のガス濃度を検出するガス濃度検出手段が設けられていることを特徴とする恒温恒湿装置。
【請求項４】
請求項３に記載の恒温恒湿装置において、エアジャケット内及び任意または各チャンバー内のガス濃度を制御可能なガス濃度制御手段が設けられていることを特徴とする恒温恒湿装置。
【請求項５】
請求項４に記載の恒温恒湿装置において、排気ダクトが槽外に突出し、該ダクトにチャンバーの前部室のエアを槽外に排気する排気ファンユニットが設けられているとともに、槽外に排気されたエア量に見合うエアを槽外からエアジャケット内に給気する給気ファンユニットが設けられていることを特徴とする恒温恒湿装置。
【請求項６】
請求項５に記載の恒温恒湿装置において、排気ファンユニットによって槽外に排気されたエアをそのまま給気ファンユニットによって再びエアジャケット内に給気可能なように両ユニットが連通可能に接続されてチャンバー内の圧力調整ができることを特徴とする恒温恒湿装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１５６５２５（Ｐ２００９−１５６５２５Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３６４５１（Ｐ２００７−３３６４５１）
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（５９１２２１１３４）株式会社日本医化器械製作所 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（５９１２２１１３４）株式会社日本医化器械製作所 (9)
【Ｆターム（参考）】
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