環境試験装置及び蓄冷器
【課題】蓄冷力の高い蓄冷器を提供する。
【解決手段】低温槽６の温度を予冷温度−７５℃まで下げる。このとき、凝固点が−７０℃である蓄冷器２０のエタノール水溶液は凝固する。その後、テストエリア７内の空気及び低温槽６内の空気を低温さらし温度−６５℃とする低温さらしの段階に移行する。この低温槽６の温度が予冷温度から低温さらし温度に変化する過程において、温度が−７０℃より高くなると、エタノール水溶液は融解し始める。従って、エタノール水溶液は、熱容量分の蓄熱量に加えて融解熱が利用可能となるため、吸収する熱量が増大する。
【解決手段】低温槽６の温度を予冷温度−７５℃まで下げる。このとき、凝固点が−７０℃である蓄冷器２０のエタノール水溶液は凝固する。その後、テストエリア７内の空気及び低温槽６内の空気を低温さらし温度−６５℃とする低温さらしの段階に移行する。この低温槽６の温度が予冷温度から低温さらし温度に変化する過程において、温度が−７０℃より高くなると、エタノール水溶液は融解し始める。従って、エタノール水溶液は、熱容量分の蓄熱量に加えて融解熱が利用可能となるため、吸収する熱量が増大する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被試験物に対して加熱と冷却とを繰り返すことによって耐久性の試験を行なう環境試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品や電子機器等の温度変化に対する耐久性を評価するために、特許文献１に開示されているような環境試験装置が提供されている。特許文献１に開示されている環境試験装置は、試験環境を高温の雰囲気温度に調整された第１の試験環境と第１の試験環境よりも低温の雰囲気温度に調整された第２の試験環境とを含む複数の試験環境に切り替え可能となっている。
【特許文献１】特開２００７−３３３５５９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の環境試験装置の低温試験槽には、雰囲気温度を低温に調整するために、蒸発器及び低温試験槽の熱容量を増大させる蓄冷器が設けられている。このような蓄冷器は、通常、板状のアルミニウムがスペーサーを挟んで複数枚連結された構造となっており、空気との熱交換を行っている。しかしながら、このような蓄冷器は、蓄冷器を設けることによって環境試験装置が大型化されるにも関わらず、蓄冷能力が高くないという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、蓄冷力の高い蓄冷器を備えた環境試験装置及び蓄冷器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の環境試験装置は、空気を冷却する冷却機構及び蓄冷器を内部に備えた低温槽と、環境試験用の試験物を入れるためのテストエリアと、前記低温槽と前記テストエリアとを連通させている連通状態、及び、非連通にさせている非連通状態となるように開閉可能なダンパと、前記ダンパが前記連通状態のときに、前記テストエリア及び前記低温槽内の空気を循環させることが可能な送風機と、前記低温槽、前記送風機、及び、前記ダンパを制御する制御手段とを備えており、前記制御手段は、前記蓄冷器が、前記ダンパが前記連通状態のときに、前記テストエリア内及び前記低温槽内の空気が平衡温度である低温さらし温度となり、前記ダンパが前記非連通状態のときに、前記低温さらし温度よりも低い予冷温度となるように、前記ダンパ、前記低温槽、及び、前記送風機を制御し、前記蓄冷器が、チューブと、前記チューブ内に封入された蓄冷材とを備えており、前記蓄冷材が、前記低温さらし温度と前記予冷温度との間に凝固点を有することを特徴としている。
【０００６】
上記の構成によると、前記蓄冷材が、前記低温さらし温度と前記予冷温度との間に凝固点を有するため、前記蓄冷器が前記予冷温度から前記低温さらし温度に変化することによって、前記蓄冷材は、前記蓄冷器が前記予冷温度であるときは凝固しているが、前記蓄冷器が前記低温さらし温度に変化する過程において融解し始める。従って、前記蓄冷材は、熱容量分の蓄熱量に加え融解熱が利用可能となり、吸収する熱量が増大する。よって、蓄冷力の高い蓄冷器を備えた環境試験装置が提供される。
【０００７】
また本発明の環境試験装置は、空気の温度を上昇させるための加熱器を備えた高温槽をさらに備えており、前記低温槽は、空気の温度を上昇させるための加熱器をさらに備えていることが望ましい。これによると、高温槽及び低温槽によって、テストエリア内の温度を急激に変化させることが可能である。従って、より温度変化の激しい環境での試験を行うことができる。
【０００８】
また、前記蓄冷材は、エタノール水溶液、メタノール水溶液、または、エチレングリコール水溶液であることが望ましい。これによると、エタノール水溶液、メタノール水溶液、または、エチレングリコール水溶液が、前記低温さらし温度と前記予冷温度との間に凝固点を有するため、前記蓄冷器が前記予冷温度から前記低温さらし温度に変化することによって、当該水溶液は、前記蓄冷器が前記予冷温度であるときは凝固しているが、前記蓄冷器が前記低温さらし温度に変化する過程において融解し始める。従って、当該水溶液は、熱容量分の蓄熱量に加え融解熱が利用可能となり、吸収する熱量が増大する。よって、蓄冷力の高い蓄冷器を備えた環境試験装置が提供される。
【０００９】
また、前記蓄冷材は、水溶液中のアルコール濃度が７０〜８５ｗｔ％、または、エチレングリコール濃度が６０〜７５ｗｔ％であることが望ましい。
【００１０】
また、前記蓄冷器は、前記チューブの周囲に設けられたフィンをさらに備えていることが望ましい。これによると、蓄冷器の外表面積が大きくなり、空気との熱交換性能を向上させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好適な一実施の形態を、図１〜図６に基づいて以下に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態である環境試験装置１の全体的な構成を示す断面図であって、後述する高温槽ダンパ５２が非連通状態、且つ、低温槽ダンパ６２が非連通状態となっているときの図である。図２は、環境試験装置１において、高温槽ダンパ５２が非連通状態、且つ、低温槽ダンパ６２が連通状態となっているときの図である。図３は、環境試験装置１において、高温槽ダンパ５２が連通状態、且つ、低温槽ダンパ６２が非連通状態となっているときの図である。
【００１３】
図１に示すように、環境試験装置１は、図１中右側に位置したサブエリア２と、図１中左側に位置すると共にサブエリア２に隣接するメインエリア３と、メインエリア３に設けられた孔を介してサブエリア２内からメインエリア３内まで延在するように配置された高温槽用送風機１１及び低温槽用送風機１２と、装置１の動作を制御するコントローラ５０とを有する。高温槽用送風機１１は、モータ１１ｂと、モータ１１ｂによって駆動されるファン１１ａと、モータ１１ｂ及びファン１１ａを接続する軸部１１ｃとを含んでいる。また、低温槽用送風機１２は、モータ１２ｂと、モータ１２ｂによって駆動されるファン１２ａと、モータ１２ｂ及びファン１２ａを接続する軸部１２ｃとを含んでいる。
【００１４】
サブエリア２の上方には、高温槽用送風機１１のモータ１１ｂが、下方には、低温槽用送風機１２のモータ１２ｂが配置されている。また、サブエリア２の最下部には、コントローラ５０が配置されている。
【００１５】
メインエリア３には、その枠となるように断熱壁４が設けられている。即ち、断熱壁４によってメインエリア３が画定されている。断熱壁４内では上から順に、内部を高温にするための高温槽５、環境試験用の試験物を入れるためのテストエリア７、及び、内部を低温にするための低温槽６が、上下方向に積み重ねられるように配置されている。高温槽５とテストエリア７との境界部分には断熱板８が設けられており、図１中左右方向に関して断熱板８と断熱壁４との間には断熱板８をその厚さ方向に貫通した長孔３ａがそれぞれ形成されている。即ち、断熱板８は、図１中左右方向に関して断熱壁４から隔離されており、高温槽５とテストエリア７とが長孔３ａを介して連通した状態となっている。また同様に、低温槽６とテストエリア７との境界部分には断熱板９が設けられており、図１中左右方向に関して断熱板９と断熱壁４との間には断熱板９をその厚さ方向に貫通した長孔３ｂがそれぞれ形成されている。即ち、断熱板９は、図１中左右方向に関して断熱壁４から隔離されており、低温槽６とテストエリア７とが長孔３ｂを介して連通した状態となっている。
【００１６】
断熱壁４は、断熱板８が位置する高さにおいて、各長孔３ａ内に僅かに突出する突出部４ａを有すると共に、断熱板９が位置する高さにおいて、各長孔３ｂ内に僅かに突出する突出部４ｂを有する。
【００１７】
さらに、断熱板８と突出部４ａとの間の長孔３ａをそれぞれ覆い隠すように高温槽ダンパ５２がそれぞれ配置されている。高温槽ダンパ５２は、長孔３ａを閉塞及び開放するように開閉可能となっており、長孔３ａを閉塞することによって高温槽５とテストエリア７とを断熱する役割を持つ。高温槽ダンパ５２は、長孔３ａを開放して高温槽５とテストエリア７とを連通させている連通状態（図３参照）、及び、長孔３ａを閉塞して高温槽５とテストエリア７とを非連通にさせている非連通状態（図１及び図２参照）となることができる。また、断熱板９と突出部４ｂとの間の長孔３ｂをそれぞれ覆い隠すように低温槽ダンパ６２がそれぞれ配置されている。低温槽ダンパ６２も同様に、長孔３ｂを閉塞及び開放するように開閉可能となっており、長孔３ｂを閉塞することによって低温槽６とテストエリア７とを断熱する役割を持つ。低温槽ダンパ６２は、長孔３ｂを開放して低温槽６とテストエリア７とを連通させている連通状態（図２参照）、及び、長孔３ｂを閉塞して低温槽６とテストエリア７とを非連通にさせている非連通状態（図１及び３参照）となることができる。
【００１８】
また、テストエリア７内において、図１中左右方向両端付近には常温さらし用ダンパ７２が設けられている。常温さらし用ダンパ７２は、テストエリア７における紙面奥側の断熱壁４に設けられていると共にテストエリア７と環境試験装置１の外部とを連通させる図示しない吸気口及び排気口それぞれを閉塞及び開放するように開閉可能となっている。即ち、常温さらし用ダンパ７２は、当該吸気口及び排気口を介してテストエリア７と環境試験装置１の外部とを連通させている連通状態、及び、非連通にさせている非連通状態となることができる。また、環境試験装置１の外部には図示しない常温さらし用送風機が備えられており、常温さらし用ダンパ７２が連通状態のときに外気とテストエリア７内の空気とを混合させる役割を有する。
【００１９】
高温槽５には、槽内の温度を上昇させるための加熱ヒータ５１が２つ備えられている。さらに、高温槽５において、図１中右側の断熱壁４付近には、高温槽用送風機１１のファン１１ａが配置されている。ファン１１ａは、図１中右側の断熱壁４に設けられた孔内に挿入された軸部１１ｃを介して、サブエリア２内のモータ１１ｂに連結されている。ファン１１ａは、図１及び図２のように高温槽ダンパ５２が非連通状態のときに高温槽５内の空気を循環させる役割、及び、図３のように高温槽ダンパ５２が連通状態のときに、高温槽５内の空気とテストエリア７内の空気とを混合する役割を有する。また、高温槽５における紙面奥側の断熱壁４には、換気用の吸気口５３及び排気口５４が配置されており、図示しないダンパの開閉によって高温槽５内の空気と外気とを入れ換え可能となっている。
【００２０】
低温槽６には、蒸発器６３と、蓄冷器２０と、３つの加熱器６１とが備えられている。蒸発器６３は、外部に配置された図示しない冷凍機に接続されており、図示しない冷媒を蒸発させる際の気化熱を利用することによって、低温槽６の温度を下げることが可能である。後述する本実施形態では、低温槽ダンパ６２が連通状態のときに、低温槽６の温度を、テストエリア７内で試験物がさらされる冷気の温度であって、テストエリア７内及び低温槽６内の空気が平衡温度である低温さらし温度にする。さらに、テストエリア７内の空気を短時間で低温さらし温度に変化させるために、低温槽ダンパ６２が非連通状態のときに、低温さらし温度よりも低い予冷温度にする。また加熱器６１は、槽内の温度を上昇させるためのものであって、これらの加熱器６１によって低温槽６の温度が低温さらし温度または予冷温度未満にならないように調節可能である。蓄冷器２０の詳細については後述する。
【００２１】
また低温槽６において、図１中右側の断熱壁４付近に、低温槽用送風機１２のファン１２ａが配置されている。ファン１２ａは、図１中右側の断熱壁４に設けられた孔内に挿入された軸部１２ｃを介して、サブエリア２内のモータ１２ｂに連結されている。ファン１２ａは、図１及び図３のように低温槽ダンパ６２が非連通状態のときに低温槽６内の空気を循環させる役割、及び、図２のように低温槽ダンパ６２が連通状態のときに、低温槽６内の空気とテストエリア７内の空気とを混合する役割を持つ。
【００２２】
次に、図４を参照して蓄冷器２０の詳細を説明する。蓄冷器２０は、蛇行するように構成されていると共に内部が空洞となったエロフィンチューブ２１と、チューブ２１の周囲に螺旋状に巻き付けられたフィン２２と、チューブ２１内に封入されたエタノール水溶液とを有する。従って、エロフィンチューブ２１は、外部がフィン加工されていると言える。フィン２２には比熱の大きいアルミなどが用いられ、冷却された低温槽６内の空気によって蓄冷される。フィン２２の構造は、空気との熱交換性能を向上させるために外表面積を大きくするためのものである。エタノール水溶液は、冷熱を蓄えるための蓄冷材として封入されている。従って、エタノール水溶液はフィン２２と同様、冷却された低温槽６内の空気によって蓄冷される。
【００２３】
上述したように蒸発器６３によって低温槽６内の空気が低温さらし温度に冷却されると、蓄冷器２０も低温さらし温度となる。また、低温槽６内の空気が予冷温度に冷却されると、蓄冷器２０も予冷温度となる。なお、エタノール水溶液は、これらの低温さらし温度と予冷温度との間に凝固点を有するように調整されている。エタノール水溶液の濃度と凍結温度（凝固点）との関係を以下の表１に示す。
【表１】
また、図５は、エタノール水溶液の濃度と凍結温度（凝固点）との関係を示したグラフである。本実施形態におけるエタノール水溶液は、濃度が８２ｗｔ％のものであって、その凝固点は−７０℃である。
【００２４】
よって、低温槽６内の空気を予冷温度に冷却した後に低温さらし温度にすると、蓄冷器２０も予冷温度から低温さらし温度に変化し、エタノール水溶液は、蓄冷器２０が予冷温度であるときは凝固しているが、蓄冷器２０が低温さらし温度に変化する過程において融解し始める。従って、エタノール水溶液は、熱容量分の蓄熱量に加えて融解熱が利用可能となるため、吸収する熱量が増大する。
【００２５】
なお、環境試験装置１はコントローラ５０によって制御される。即ち、
高温槽ダンパ５２、低温槽ダンパ６２、常温さらし用ダンパ７２、高温槽用送風機１１、低温槽用送風機１２、常温さらし用送風機、加熱ヒータ５１、蓄冷器２０、蒸発器６３、及び、加熱器６１は全てコントローラ５０によって制御される。
【００２６】
次に、図６を参照しつつ環境試験装置１の動作例について説明する。図６は、本実施形態に係る、時間経過に伴った高温槽５、テストエリア７、及び、低温槽６それぞれの温度変化を示したグラフである。本実施形態では、予冷温度を−７５℃、低温さらし温度を−６５℃とする。また、上述したように、エタノール水溶液の凝固点は−７０℃とする。
【００２７】
まず、テストエリア７の温度をほぼ常温にするため、図１に示すように高温槽ダンパ５２を非連通状態とすると共に低温槽ダンパ６２を非連通状態とし、常温さらし用ダンパ７２を連通状態とする。そして、高温槽用送風機１１、低温槽用送風機１２、及び、図示しない常温さらし用送風機を起動させる。
【００２８】
さらに、高温槽５内の加熱ヒータ５１によって高温槽５の温度を上昇させると共に、低温槽６内の蒸発器６３によって低温槽６の温度を予冷温度−７５℃まで下げる。このとき、高温槽ダンパ５２が非連通状態となっているため、高温槽５内の空気は図１の高温槽５内の矢印方向に循環する。また同様に、低温槽ダンパ６２が非連通状態となっているため、低温槽６内の空気は図１の低温槽６内の矢印方向に循環する。また、常温さらし用ダンパ７２が連通状態となっているため、外気とテストエリア７内の空気とが混合される。このように、テストエリア７の温度はほぼ常温となる。
【００２９】
この低温槽６の温度が予冷温度に変化する過程において、温度が−７０℃以下になると、凝固点が−７０℃であるエタノール水溶液は凝固する。即ち、低温槽６の温度が予冷温度であるとき、エタノール水溶液は凝固している。
【００３０】
高温槽５の温度が所定の温度になると共に低温槽６の温度が予冷温度になると、低温さらしの段階に移行する。即ち、図２に示すように、常温さらし用ダンパ７２を非連通状態とすると共に、低温槽ダンパ６２を連通状態とすることによって、テストエリア７内の空気及び低温槽６内の空気を平衡温度にする。上述のように本実施形態では、この平衡温度である低温さらし温度が−６５℃となるように設定されている。
【００３１】
より具体的には、常温さらし用ダンパ７２を非連通状態とすると共に、低温槽ダンパ６２を連通状態とすることによって、テストエリア７及び低温槽６に示された矢印方向に空気が循環し、テストエリア７内の空気と低温槽６内の空気とが混合される。それによって、常温であったテストエリア７の温度が急激に下がると共に予冷温度であった低温槽６の温度が上昇し、平衡温度である低温さらし温度となる。
【００３２】
この低温槽６の温度が予冷温度から低温さらし温度に変化する過程において、温度が−７０℃より高くなると、エタノール水溶液は融解し始める。従って、エタノール水溶液は、熱容量分の蓄熱量に加えて融解熱が利用可能となるため、吸収する熱量が増大する。一例として、蓄冷器の温度が予冷温度−７５℃から低温さらし温度−６５℃まで変化するとき、従来の蓄冷器が３５０ｋＪの熱量を吸収するのに対して、本発明に係る蓄冷器２０は１３５０ｋＪの熱量を吸収することが分かっている。
【００３３】
そして、テストエリア７内の空気と低温槽６内の空気とが低温さらし温度になると、低温さらし温度未満に下がらないように加熱器６１によってコントロールし、所定時間低温さらし温度に保つ。
【００３４】
その後、高温さらしの段階に移行する。即ち、図３に示すように、高温槽ダンパ５２を連通状態とすると共に、低温槽ダンパ６２を非連通状態とすることによって、テストエリア７の温度を上昇させる。より具体的には、高温槽ダンパ５２を連通状態とすると共に、低温槽ダンパ６２を非連通状態とすることによって、テストエリア７及び高温槽５に示された矢印方向に空気が循環し、テストエリア７内の空気と高温槽５内の空気とが混合される。それによって、低温さらし温度であったテストエリア７の温度が急激に上昇すると共に高温槽５の温度が下がり、テストエリア７内の空気及び高温槽５内の空気が平衡温度となる。
【００３５】
このとき、蒸発器６３によって、低温槽６の温度を再び予冷温度−７５℃まで下げる。従って、エタノール水溶液は再び凝固する。
【００３６】
その後、再び低温さらしの段階に移行する。このように、低温さらしの段階と高温さらしの段階とを繰り返すことによって、テストエリア７の温度を上昇及び下降させることができる。従って、テストエリア７内に被試験物を配置することで、耐久性の試験を行なうことが可能である。
【００３７】
以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
【００３８】
エタノール水溶液が、低温さらし温度と予冷温度との間に凝固点を有するため、蓄冷器２０が予冷温度から低温さらし温度に変化することによって、エタノール水溶液は、蓄冷器２０が予冷温度であるときは凝固しているが、蓄冷器２０が低温さらし温度に変化する過程において融解し始める。従って、エタノール水溶液は、熱容量分の蓄熱量に加え融解熱が利用可能となり、吸収する熱量が増大する。よって、蓄冷力の高い蓄冷器２０を備えた環境試験装置１が提供される。
【００３９】
次に図７を参照し、前記実施形態に変更を加えた変更形態について説明する。但し、上述の実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。図７は、本変更形態に係る環境試験装置１０１を示した図である。
【００４０】
環境試験装置１０１は、環境試験を行うためのメインエリア１０３と、装置１０１の外部からメインエリア１０３内の低温槽６内まで延在するように配置された低温槽用送風機１２と、装置１０１の動作を制御するコントローラ１５０とを有する。
【００４１】
メインエリア１０３には、その枠となるように断熱壁１０４が設けられている。即ち、断熱壁１０４によってメインエリア１０３が画定されている。断熱壁１０４内において、図７中左側には、環境試験用の試験物を入れるためのテストエリア７が、右側には、内部を低温にするための低温槽６が配置されている。また、環境試験装置１と同様に、低温槽６とテストエリア７との境界部分には断熱板９が設けられており、図７中上下方向に関して断熱板９と断熱壁１０４との間には断熱板９をその厚さ方向に貫通した長孔３ｂがそれぞれ形成されている。即ち、断熱板９は、図７中上下方向に関して断熱壁１０４から隔離されており、低温槽６とテストエリア７とが長孔３ｂを介して連通した状態となっている。
【００４２】
また、環境試験装置１と同様、断熱壁１０４は、断熱板９が位置する高さにおいて、各長孔３ｂ内に僅かに突出する突出部４ｂを有しており、断熱板９と突出部４ｂとの間の長孔３ｂをそれぞれ覆い隠すように低温槽ダンパ６２がそれぞれ配置されている。そして低温槽ダンパ６２は、長孔３ｂを閉塞及び開放するように開閉可能となっており、長孔３ｂを開放して低温槽６とテストエリア７とを連通させている連通状態、及び、長孔３ｂを閉塞して低温槽６とテストエリア７とを非連通にさせている非連通状態となることができる。
【００４３】
また、テストエリア７内の中央には、環境試験用の試験物を内部に収容可能な棚１０７が設けられている。試験物は、図示しない扉を介して、装置１０１の外部から棚１０７内に入れることができる。
【００４４】
なお、環境試験装置１０１のテストエリア７内及び低温槽６内の他の要素も、環境試験装置１と同様のものである。
【００４５】
このように、環境試験装置１のメインエリア３内には高温槽５、テストエリア７、及び、低温槽６が設けられているのに対し、環境試験装置１０１には、テストエリア７、及び、低温槽６が設けられている。この場合、コントローラ１５０は、低温槽ダンパ６２を試験開始時に非連通状態から連通状態にすることによって、テストエリア７内の温度が常温から急激に低温試験温度となるように環境試験装置１０１を制御することが可能である。よって、テストエリアを常温から低温に温度変化させる時間を短縮して試験物の耐久性を評価することが可能である。
【００４６】
次に図８及び図９を参照し、蓄冷器の変形例を簡単に説明する。但し、上述の実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００４７】
上述の実施形態において、蓄冷器２０はエロフィンチューブ２１を有していたが、代わりにチューブ３１を有していてもよい。チューブ３１は、蛇行するように構成されていると共に内部が空洞となっており、全体的形状はチューブ２１と同様である。図８は、チューブ３１の部分断面図であって、チューブ２１における図４の破線部分に相当する部分の水平方向に沿った断面図である。即ち、チューブ３１は、内壁面が外壁面と共に同位相で蛇行している点でチューブ２１と異なっている。
【００４８】
また蓄冷器２０は、エロフィンチューブ２１の代わりにチューブ４１を有していてもよい。チューブ４１は、蛇行するように構成されていると共に内部が空洞となっており、全体的形状はチューブ２１と同様である。図９（ａ）は、チューブ４１の部分平面図であって、チューブ２１における図４の破線部分に相当する部分を真上から見たものである。図９（ｂ）は、図９（ａ）のVIIIＢ−VIIIＢ線に沿った断面図である。即ち、チューブ４１は、その線に沿った断面が図９（ｂ）のような星型となるように、その周面が凹凸を有する点でチューブ２１と異なっている。
【００４９】
これら２つの変形例によると、エタノール水溶液が凝固し膨張することによって生じやすいチューブの破裂を防止することができる。
【００５０】
以上説明した実施形態、その変更形態及び蓄冷器の変形例は、本発明の実施形態の一例であり、本発明はこのような構成に限られない。
【００５１】
例えば、本実施形態では低温さらし温度を−６５℃、予冷温度を−７５℃に設定したが、これらは適宜変更可能である。さらに、本実施形態ではエタノール水溶液の凝固点を−７０℃としたが、エタノール水溶液の凝固点はこれに限られない。即ち、エタノール水溶液が、低温さらし温度と予冷温度との間に凝固点を有していればよい。
【００５２】
さらに、本実施形態では、蓄冷材としてエタノール水溶液を用いたが、蓄冷材はこれに限られない。例えば、メタノール水溶液、または、エチレングリコール水溶液などであってもよい。蓄冷材がエチレングリコール水溶液である場合は、水溶液中のエチレングリコール濃度が６０〜７５ｗｔ％であることが望ましい。
【００５３】
また、本実施形態における環境試験装置１は、低温さらしの段階と高温さらしの段階とを繰り返すように動作するが、低温さらしの段階と高温さらしの段階との間に、常温さらしと称される工程を一時的に行うように動作してもよい。即ち、低温さらしの段階の次に、低温槽ダンパ６２を非連通状態とすると共に高温槽ダンパ５２を非連通状態とし、常温さらし用ダンパ７２を連通状態とすることによって、外気とテストエリア７内の空気とを混合させ、テストエリア７内の温度を上昇させる工程を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態に係る環境試験装置の断面図であって、高温槽ダンパが非連通状態、且つ、低温槽ダンパが非連通状態となっているときの図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る環境試験装置の断面図であって、高温槽ダンパが非連通状態、且つ、低温槽ダンパが連通状態となっているときの図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る環境試験装置の断面図であって、高温槽ダンパが連通状態、且つ、低温槽ダンパが非連通状態となっているときの図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る環境試験装置の蓄冷器の斜視図である。
【図５】エタノール水溶液と凍結温度（凝固点）との関係を示したグラフである。
【図６】本実施形態に係る、時間経過に伴った高温槽、テストエリア、及び、低温槽それぞれの温度変化を示したグラフである。
【図７】本発明の変更形態に係る環境試験装置の断面図である。
【図８】本発明の蓄冷器の変形例に係るチューブの部分断面図である。
【図９】本発明の蓄冷器の別の変形例に係るチューブの部分平面図、及び、当該部分平面図のVIIIＢ−VIIIＢ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 環境試験装置
２ サブエリア
３ メインエリア
５ 高温槽
６ 低温槽
７ テストエリア
２０ 蓄冷器
５２ 高温槽ダンパ
６２ 低温槽ダンパ
７２ 常温さらし用ダンパ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被試験物に対して加熱と冷却とを繰り返すことによって耐久性の試験を行なう環境試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品や電子機器等の温度変化に対する耐久性を評価するために、特許文献１に開示されているような環境試験装置が提供されている。特許文献１に開示されている環境試験装置は、試験環境を高温の雰囲気温度に調整された第１の試験環境と第１の試験環境よりも低温の雰囲気温度に調整された第２の試験環境とを含む複数の試験環境に切り替え可能となっている。
【特許文献１】特開２００７−３３３５５９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の環境試験装置の低温試験槽には、雰囲気温度を低温に調整するために、蒸発器及び低温試験槽の熱容量を増大させる蓄冷器が設けられている。このような蓄冷器は、通常、板状のアルミニウムがスペーサーを挟んで複数枚連結された構造となっており、空気との熱交換を行っている。しかしながら、このような蓄冷器は、蓄冷器を設けることによって環境試験装置が大型化されるにも関わらず、蓄冷能力が高くないという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、蓄冷力の高い蓄冷器を備えた環境試験装置及び蓄冷器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の環境試験装置は、空気を冷却する冷却機構及び蓄冷器を内部に備えた低温槽と、環境試験用の試験物を入れるためのテストエリアと、前記低温槽と前記テストエリアとを連通させている連通状態、及び、非連通にさせている非連通状態となるように開閉可能なダンパと、前記ダンパが前記連通状態のときに、前記テストエリア及び前記低温槽内の空気を循環させることが可能な送風機と、前記低温槽、前記送風機、及び、前記ダンパを制御する制御手段とを備えており、前記制御手段は、前記蓄冷器が、前記ダンパが前記連通状態のときに、前記テストエリア内及び前記低温槽内の空気が平衡温度である低温さらし温度となり、前記ダンパが前記非連通状態のときに、前記低温さらし温度よりも低い予冷温度となるように、前記ダンパ、前記低温槽、及び、前記送風機を制御し、前記蓄冷器が、チューブと、前記チューブ内に封入された蓄冷材とを備えており、前記蓄冷材が、前記低温さらし温度と前記予冷温度との間に凝固点を有することを特徴としている。
【０００６】
上記の構成によると、前記蓄冷材が、前記低温さらし温度と前記予冷温度との間に凝固点を有するため、前記蓄冷器が前記予冷温度から前記低温さらし温度に変化することによって、前記蓄冷材は、前記蓄冷器が前記予冷温度であるときは凝固しているが、前記蓄冷器が前記低温さらし温度に変化する過程において融解し始める。従って、前記蓄冷材は、熱容量分の蓄熱量に加え融解熱が利用可能となり、吸収する熱量が増大する。よって、蓄冷力の高い蓄冷器を備えた環境試験装置が提供される。
【０００７】
また本発明の環境試験装置は、空気の温度を上昇させるための加熱器を備えた高温槽をさらに備えており、前記低温槽は、空気の温度を上昇させるための加熱器をさらに備えていることが望ましい。これによると、高温槽及び低温槽によって、テストエリア内の温度を急激に変化させることが可能である。従って、より温度変化の激しい環境での試験を行うことができる。
【０００８】
また、前記蓄冷材は、エタノール水溶液、メタノール水溶液、または、エチレングリコール水溶液であることが望ましい。これによると、エタノール水溶液、メタノール水溶液、または、エチレングリコール水溶液が、前記低温さらし温度と前記予冷温度との間に凝固点を有するため、前記蓄冷器が前記予冷温度から前記低温さらし温度に変化することによって、当該水溶液は、前記蓄冷器が前記予冷温度であるときは凝固しているが、前記蓄冷器が前記低温さらし温度に変化する過程において融解し始める。従って、当該水溶液は、熱容量分の蓄熱量に加え融解熱が利用可能となり、吸収する熱量が増大する。よって、蓄冷力の高い蓄冷器を備えた環境試験装置が提供される。
【０００９】
また、前記蓄冷材は、水溶液中のアルコール濃度が７０〜８５ｗｔ％、または、エチレングリコール濃度が６０〜７５ｗｔ％であることが望ましい。
【００１０】
また、前記蓄冷器は、前記チューブの周囲に設けられたフィンをさらに備えていることが望ましい。これによると、蓄冷器の外表面積が大きくなり、空気との熱交換性能を向上させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好適な一実施の形態を、図１〜図６に基づいて以下に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態である環境試験装置１の全体的な構成を示す断面図であって、後述する高温槽ダンパ５２が非連通状態、且つ、低温槽ダンパ６２が非連通状態となっているときの図である。図２は、環境試験装置１において、高温槽ダンパ５２が非連通状態、且つ、低温槽ダンパ６２が連通状態となっているときの図である。図３は、環境試験装置１において、高温槽ダンパ５２が連通状態、且つ、低温槽ダンパ６２が非連通状態となっているときの図である。
【００１３】
図１に示すように、環境試験装置１は、図１中右側に位置したサブエリア２と、図１中左側に位置すると共にサブエリア２に隣接するメインエリア３と、メインエリア３に設けられた孔を介してサブエリア２内からメインエリア３内まで延在するように配置された高温槽用送風機１１及び低温槽用送風機１２と、装置１の動作を制御するコントローラ５０とを有する。高温槽用送風機１１は、モータ１１ｂと、モータ１１ｂによって駆動されるファン１１ａと、モータ１１ｂ及びファン１１ａを接続する軸部１１ｃとを含んでいる。また、低温槽用送風機１２は、モータ１２ｂと、モータ１２ｂによって駆動されるファン１２ａと、モータ１２ｂ及びファン１２ａを接続する軸部１２ｃとを含んでいる。
【００１４】
サブエリア２の上方には、高温槽用送風機１１のモータ１１ｂが、下方には、低温槽用送風機１２のモータ１２ｂが配置されている。また、サブエリア２の最下部には、コントローラ５０が配置されている。
【００１５】
メインエリア３には、その枠となるように断熱壁４が設けられている。即ち、断熱壁４によってメインエリア３が画定されている。断熱壁４内では上から順に、内部を高温にするための高温槽５、環境試験用の試験物を入れるためのテストエリア７、及び、内部を低温にするための低温槽６が、上下方向に積み重ねられるように配置されている。高温槽５とテストエリア７との境界部分には断熱板８が設けられており、図１中左右方向に関して断熱板８と断熱壁４との間には断熱板８をその厚さ方向に貫通した長孔３ａがそれぞれ形成されている。即ち、断熱板８は、図１中左右方向に関して断熱壁４から隔離されており、高温槽５とテストエリア７とが長孔３ａを介して連通した状態となっている。また同様に、低温槽６とテストエリア７との境界部分には断熱板９が設けられており、図１中左右方向に関して断熱板９と断熱壁４との間には断熱板９をその厚さ方向に貫通した長孔３ｂがそれぞれ形成されている。即ち、断熱板９は、図１中左右方向に関して断熱壁４から隔離されており、低温槽６とテストエリア７とが長孔３ｂを介して連通した状態となっている。
【００１６】
断熱壁４は、断熱板８が位置する高さにおいて、各長孔３ａ内に僅かに突出する突出部４ａを有すると共に、断熱板９が位置する高さにおいて、各長孔３ｂ内に僅かに突出する突出部４ｂを有する。
【００１７】
さらに、断熱板８と突出部４ａとの間の長孔３ａをそれぞれ覆い隠すように高温槽ダンパ５２がそれぞれ配置されている。高温槽ダンパ５２は、長孔３ａを閉塞及び開放するように開閉可能となっており、長孔３ａを閉塞することによって高温槽５とテストエリア７とを断熱する役割を持つ。高温槽ダンパ５２は、長孔３ａを開放して高温槽５とテストエリア７とを連通させている連通状態（図３参照）、及び、長孔３ａを閉塞して高温槽５とテストエリア７とを非連通にさせている非連通状態（図１及び図２参照）となることができる。また、断熱板９と突出部４ｂとの間の長孔３ｂをそれぞれ覆い隠すように低温槽ダンパ６２がそれぞれ配置されている。低温槽ダンパ６２も同様に、長孔３ｂを閉塞及び開放するように開閉可能となっており、長孔３ｂを閉塞することによって低温槽６とテストエリア７とを断熱する役割を持つ。低温槽ダンパ６２は、長孔３ｂを開放して低温槽６とテストエリア７とを連通させている連通状態（図２参照）、及び、長孔３ｂを閉塞して低温槽６とテストエリア７とを非連通にさせている非連通状態（図１及び３参照）となることができる。
【００１８】
また、テストエリア７内において、図１中左右方向両端付近には常温さらし用ダンパ７２が設けられている。常温さらし用ダンパ７２は、テストエリア７における紙面奥側の断熱壁４に設けられていると共にテストエリア７と環境試験装置１の外部とを連通させる図示しない吸気口及び排気口それぞれを閉塞及び開放するように開閉可能となっている。即ち、常温さらし用ダンパ７２は、当該吸気口及び排気口を介してテストエリア７と環境試験装置１の外部とを連通させている連通状態、及び、非連通にさせている非連通状態となることができる。また、環境試験装置１の外部には図示しない常温さらし用送風機が備えられており、常温さらし用ダンパ７２が連通状態のときに外気とテストエリア７内の空気とを混合させる役割を有する。
【００１９】
高温槽５には、槽内の温度を上昇させるための加熱ヒータ５１が２つ備えられている。さらに、高温槽５において、図１中右側の断熱壁４付近には、高温槽用送風機１１のファン１１ａが配置されている。ファン１１ａは、図１中右側の断熱壁４に設けられた孔内に挿入された軸部１１ｃを介して、サブエリア２内のモータ１１ｂに連結されている。ファン１１ａは、図１及び図２のように高温槽ダンパ５２が非連通状態のときに高温槽５内の空気を循環させる役割、及び、図３のように高温槽ダンパ５２が連通状態のときに、高温槽５内の空気とテストエリア７内の空気とを混合する役割を有する。また、高温槽５における紙面奥側の断熱壁４には、換気用の吸気口５３及び排気口５４が配置されており、図示しないダンパの開閉によって高温槽５内の空気と外気とを入れ換え可能となっている。
【００２０】
低温槽６には、蒸発器６３と、蓄冷器２０と、３つの加熱器６１とが備えられている。蒸発器６３は、外部に配置された図示しない冷凍機に接続されており、図示しない冷媒を蒸発させる際の気化熱を利用することによって、低温槽６の温度を下げることが可能である。後述する本実施形態では、低温槽ダンパ６２が連通状態のときに、低温槽６の温度を、テストエリア７内で試験物がさらされる冷気の温度であって、テストエリア７内及び低温槽６内の空気が平衡温度である低温さらし温度にする。さらに、テストエリア７内の空気を短時間で低温さらし温度に変化させるために、低温槽ダンパ６２が非連通状態のときに、低温さらし温度よりも低い予冷温度にする。また加熱器６１は、槽内の温度を上昇させるためのものであって、これらの加熱器６１によって低温槽６の温度が低温さらし温度または予冷温度未満にならないように調節可能である。蓄冷器２０の詳細については後述する。
【００２１】
また低温槽６において、図１中右側の断熱壁４付近に、低温槽用送風機１２のファン１２ａが配置されている。ファン１２ａは、図１中右側の断熱壁４に設けられた孔内に挿入された軸部１２ｃを介して、サブエリア２内のモータ１２ｂに連結されている。ファン１２ａは、図１及び図３のように低温槽ダンパ６２が非連通状態のときに低温槽６内の空気を循環させる役割、及び、図２のように低温槽ダンパ６２が連通状態のときに、低温槽６内の空気とテストエリア７内の空気とを混合する役割を持つ。
【００２２】
次に、図４を参照して蓄冷器２０の詳細を説明する。蓄冷器２０は、蛇行するように構成されていると共に内部が空洞となったエロフィンチューブ２１と、チューブ２１の周囲に螺旋状に巻き付けられたフィン２２と、チューブ２１内に封入されたエタノール水溶液とを有する。従って、エロフィンチューブ２１は、外部がフィン加工されていると言える。フィン２２には比熱の大きいアルミなどが用いられ、冷却された低温槽６内の空気によって蓄冷される。フィン２２の構造は、空気との熱交換性能を向上させるために外表面積を大きくするためのものである。エタノール水溶液は、冷熱を蓄えるための蓄冷材として封入されている。従って、エタノール水溶液はフィン２２と同様、冷却された低温槽６内の空気によって蓄冷される。
【００２３】
上述したように蒸発器６３によって低温槽６内の空気が低温さらし温度に冷却されると、蓄冷器２０も低温さらし温度となる。また、低温槽６内の空気が予冷温度に冷却されると、蓄冷器２０も予冷温度となる。なお、エタノール水溶液は、これらの低温さらし温度と予冷温度との間に凝固点を有するように調整されている。エタノール水溶液の濃度と凍結温度（凝固点）との関係を以下の表１に示す。
【表１】
また、図５は、エタノール水溶液の濃度と凍結温度（凝固点）との関係を示したグラフである。本実施形態におけるエタノール水溶液は、濃度が８２ｗｔ％のものであって、その凝固点は−７０℃である。
【００２４】
よって、低温槽６内の空気を予冷温度に冷却した後に低温さらし温度にすると、蓄冷器２０も予冷温度から低温さらし温度に変化し、エタノール水溶液は、蓄冷器２０が予冷温度であるときは凝固しているが、蓄冷器２０が低温さらし温度に変化する過程において融解し始める。従って、エタノール水溶液は、熱容量分の蓄熱量に加えて融解熱が利用可能となるため、吸収する熱量が増大する。
【００２５】
なお、環境試験装置１はコントローラ５０によって制御される。即ち、
高温槽ダンパ５２、低温槽ダンパ６２、常温さらし用ダンパ７２、高温槽用送風機１１、低温槽用送風機１２、常温さらし用送風機、加熱ヒータ５１、蓄冷器２０、蒸発器６３、及び、加熱器６１は全てコントローラ５０によって制御される。
【００２６】
次に、図６を参照しつつ環境試験装置１の動作例について説明する。図６は、本実施形態に係る、時間経過に伴った高温槽５、テストエリア７、及び、低温槽６それぞれの温度変化を示したグラフである。本実施形態では、予冷温度を−７５℃、低温さらし温度を−６５℃とする。また、上述したように、エタノール水溶液の凝固点は−７０℃とする。
【００２７】
まず、テストエリア７の温度をほぼ常温にするため、図１に示すように高温槽ダンパ５２を非連通状態とすると共に低温槽ダンパ６２を非連通状態とし、常温さらし用ダンパ７２を連通状態とする。そして、高温槽用送風機１１、低温槽用送風機１２、及び、図示しない常温さらし用送風機を起動させる。
【００２８】
さらに、高温槽５内の加熱ヒータ５１によって高温槽５の温度を上昇させると共に、低温槽６内の蒸発器６３によって低温槽６の温度を予冷温度−７５℃まで下げる。このとき、高温槽ダンパ５２が非連通状態となっているため、高温槽５内の空気は図１の高温槽５内の矢印方向に循環する。また同様に、低温槽ダンパ６２が非連通状態となっているため、低温槽６内の空気は図１の低温槽６内の矢印方向に循環する。また、常温さらし用ダンパ７２が連通状態となっているため、外気とテストエリア７内の空気とが混合される。このように、テストエリア７の温度はほぼ常温となる。
【００２９】
この低温槽６の温度が予冷温度に変化する過程において、温度が−７０℃以下になると、凝固点が−７０℃であるエタノール水溶液は凝固する。即ち、低温槽６の温度が予冷温度であるとき、エタノール水溶液は凝固している。
【００３０】
高温槽５の温度が所定の温度になると共に低温槽６の温度が予冷温度になると、低温さらしの段階に移行する。即ち、図２に示すように、常温さらし用ダンパ７２を非連通状態とすると共に、低温槽ダンパ６２を連通状態とすることによって、テストエリア７内の空気及び低温槽６内の空気を平衡温度にする。上述のように本実施形態では、この平衡温度である低温さらし温度が−６５℃となるように設定されている。
【００３１】
より具体的には、常温さらし用ダンパ７２を非連通状態とすると共に、低温槽ダンパ６２を連通状態とすることによって、テストエリア７及び低温槽６に示された矢印方向に空気が循環し、テストエリア７内の空気と低温槽６内の空気とが混合される。それによって、常温であったテストエリア７の温度が急激に下がると共に予冷温度であった低温槽６の温度が上昇し、平衡温度である低温さらし温度となる。
【００３２】
この低温槽６の温度が予冷温度から低温さらし温度に変化する過程において、温度が−７０℃より高くなると、エタノール水溶液は融解し始める。従って、エタノール水溶液は、熱容量分の蓄熱量に加えて融解熱が利用可能となるため、吸収する熱量が増大する。一例として、蓄冷器の温度が予冷温度−７５℃から低温さらし温度−６５℃まで変化するとき、従来の蓄冷器が３５０ｋＪの熱量を吸収するのに対して、本発明に係る蓄冷器２０は１３５０ｋＪの熱量を吸収することが分かっている。
【００３３】
そして、テストエリア７内の空気と低温槽６内の空気とが低温さらし温度になると、低温さらし温度未満に下がらないように加熱器６１によってコントロールし、所定時間低温さらし温度に保つ。
【００３４】
その後、高温さらしの段階に移行する。即ち、図３に示すように、高温槽ダンパ５２を連通状態とすると共に、低温槽ダンパ６２を非連通状態とすることによって、テストエリア７の温度を上昇させる。より具体的には、高温槽ダンパ５２を連通状態とすると共に、低温槽ダンパ６２を非連通状態とすることによって、テストエリア７及び高温槽５に示された矢印方向に空気が循環し、テストエリア７内の空気と高温槽５内の空気とが混合される。それによって、低温さらし温度であったテストエリア７の温度が急激に上昇すると共に高温槽５の温度が下がり、テストエリア７内の空気及び高温槽５内の空気が平衡温度となる。
【００３５】
このとき、蒸発器６３によって、低温槽６の温度を再び予冷温度−７５℃まで下げる。従って、エタノール水溶液は再び凝固する。
【００３６】
その後、再び低温さらしの段階に移行する。このように、低温さらしの段階と高温さらしの段階とを繰り返すことによって、テストエリア７の温度を上昇及び下降させることができる。従って、テストエリア７内に被試験物を配置することで、耐久性の試験を行なうことが可能である。
【００３７】
以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
【００３８】
エタノール水溶液が、低温さらし温度と予冷温度との間に凝固点を有するため、蓄冷器２０が予冷温度から低温さらし温度に変化することによって、エタノール水溶液は、蓄冷器２０が予冷温度であるときは凝固しているが、蓄冷器２０が低温さらし温度に変化する過程において融解し始める。従って、エタノール水溶液は、熱容量分の蓄熱量に加え融解熱が利用可能となり、吸収する熱量が増大する。よって、蓄冷力の高い蓄冷器２０を備えた環境試験装置１が提供される。
【００３９】
次に図７を参照し、前記実施形態に変更を加えた変更形態について説明する。但し、上述の実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。図７は、本変更形態に係る環境試験装置１０１を示した図である。
【００４０】
環境試験装置１０１は、環境試験を行うためのメインエリア１０３と、装置１０１の外部からメインエリア１０３内の低温槽６内まで延在するように配置された低温槽用送風機１２と、装置１０１の動作を制御するコントローラ１５０とを有する。
【００４１】
メインエリア１０３には、その枠となるように断熱壁１０４が設けられている。即ち、断熱壁１０４によってメインエリア１０３が画定されている。断熱壁１０４内において、図７中左側には、環境試験用の試験物を入れるためのテストエリア７が、右側には、内部を低温にするための低温槽６が配置されている。また、環境試験装置１と同様に、低温槽６とテストエリア７との境界部分には断熱板９が設けられており、図７中上下方向に関して断熱板９と断熱壁１０４との間には断熱板９をその厚さ方向に貫通した長孔３ｂがそれぞれ形成されている。即ち、断熱板９は、図７中上下方向に関して断熱壁１０４から隔離されており、低温槽６とテストエリア７とが長孔３ｂを介して連通した状態となっている。
【００４２】
また、環境試験装置１と同様、断熱壁１０４は、断熱板９が位置する高さにおいて、各長孔３ｂ内に僅かに突出する突出部４ｂを有しており、断熱板９と突出部４ｂとの間の長孔３ｂをそれぞれ覆い隠すように低温槽ダンパ６２がそれぞれ配置されている。そして低温槽ダンパ６２は、長孔３ｂを閉塞及び開放するように開閉可能となっており、長孔３ｂを開放して低温槽６とテストエリア７とを連通させている連通状態、及び、長孔３ｂを閉塞して低温槽６とテストエリア７とを非連通にさせている非連通状態となることができる。
【００４３】
また、テストエリア７内の中央には、環境試験用の試験物を内部に収容可能な棚１０７が設けられている。試験物は、図示しない扉を介して、装置１０１の外部から棚１０７内に入れることができる。
【００４４】
なお、環境試験装置１０１のテストエリア７内及び低温槽６内の他の要素も、環境試験装置１と同様のものである。
【００４５】
このように、環境試験装置１のメインエリア３内には高温槽５、テストエリア７、及び、低温槽６が設けられているのに対し、環境試験装置１０１には、テストエリア７、及び、低温槽６が設けられている。この場合、コントローラ１５０は、低温槽ダンパ６２を試験開始時に非連通状態から連通状態にすることによって、テストエリア７内の温度が常温から急激に低温試験温度となるように環境試験装置１０１を制御することが可能である。よって、テストエリアを常温から低温に温度変化させる時間を短縮して試験物の耐久性を評価することが可能である。
【００４６】
次に図８及び図９を参照し、蓄冷器の変形例を簡単に説明する。但し、上述の実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００４７】
上述の実施形態において、蓄冷器２０はエロフィンチューブ２１を有していたが、代わりにチューブ３１を有していてもよい。チューブ３１は、蛇行するように構成されていると共に内部が空洞となっており、全体的形状はチューブ２１と同様である。図８は、チューブ３１の部分断面図であって、チューブ２１における図４の破線部分に相当する部分の水平方向に沿った断面図である。即ち、チューブ３１は、内壁面が外壁面と共に同位相で蛇行している点でチューブ２１と異なっている。
【００４８】
また蓄冷器２０は、エロフィンチューブ２１の代わりにチューブ４１を有していてもよい。チューブ４１は、蛇行するように構成されていると共に内部が空洞となっており、全体的形状はチューブ２１と同様である。図９（ａ）は、チューブ４１の部分平面図であって、チューブ２１における図４の破線部分に相当する部分を真上から見たものである。図９（ｂ）は、図９（ａ）のVIIIＢ−VIIIＢ線に沿った断面図である。即ち、チューブ４１は、その線に沿った断面が図９（ｂ）のような星型となるように、その周面が凹凸を有する点でチューブ２１と異なっている。
【００４９】
これら２つの変形例によると、エタノール水溶液が凝固し膨張することによって生じやすいチューブの破裂を防止することができる。
【００５０】
以上説明した実施形態、その変更形態及び蓄冷器の変形例は、本発明の実施形態の一例であり、本発明はこのような構成に限られない。
【００５１】
例えば、本実施形態では低温さらし温度を−６５℃、予冷温度を−７５℃に設定したが、これらは適宜変更可能である。さらに、本実施形態ではエタノール水溶液の凝固点を−７０℃としたが、エタノール水溶液の凝固点はこれに限られない。即ち、エタノール水溶液が、低温さらし温度と予冷温度との間に凝固点を有していればよい。
【００５２】
さらに、本実施形態では、蓄冷材としてエタノール水溶液を用いたが、蓄冷材はこれに限られない。例えば、メタノール水溶液、または、エチレングリコール水溶液などであってもよい。蓄冷材がエチレングリコール水溶液である場合は、水溶液中のエチレングリコール濃度が６０〜７５ｗｔ％であることが望ましい。
【００５３】
また、本実施形態における環境試験装置１は、低温さらしの段階と高温さらしの段階とを繰り返すように動作するが、低温さらしの段階と高温さらしの段階との間に、常温さらしと称される工程を一時的に行うように動作してもよい。即ち、低温さらしの段階の次に、低温槽ダンパ６２を非連通状態とすると共に高温槽ダンパ５２を非連通状態とし、常温さらし用ダンパ７２を連通状態とすることによって、外気とテストエリア７内の空気とを混合させ、テストエリア７内の温度を上昇させる工程を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態に係る環境試験装置の断面図であって、高温槽ダンパが非連通状態、且つ、低温槽ダンパが非連通状態となっているときの図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る環境試験装置の断面図であって、高温槽ダンパが非連通状態、且つ、低温槽ダンパが連通状態となっているときの図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る環境試験装置の断面図であって、高温槽ダンパが連通状態、且つ、低温槽ダンパが非連通状態となっているときの図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る環境試験装置の蓄冷器の斜視図である。
【図５】エタノール水溶液と凍結温度（凝固点）との関係を示したグラフである。
【図６】本実施形態に係る、時間経過に伴った高温槽、テストエリア、及び、低温槽それぞれの温度変化を示したグラフである。
【図７】本発明の変更形態に係る環境試験装置の断面図である。
【図８】本発明の蓄冷器の変形例に係るチューブの部分断面図である。
【図９】本発明の蓄冷器の別の変形例に係るチューブの部分平面図、及び、当該部分平面図のVIIIＢ−VIIIＢ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 環境試験装置
２ サブエリア
３ メインエリア
５ 高温槽
６ 低温槽
７ テストエリア
２０ 蓄冷器
５２ 高温槽ダンパ
６２ 低温槽ダンパ
７２ 常温さらし用ダンパ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を冷却する冷却機構及び蓄冷器を内部に備えた低温槽と、
環境試験用の試験物を入れるためのテストエリアと、
前記低温槽と前記テストエリアとを連通させている連通状態、及び、非連通にさせている非連通状態となるように開閉可能なダンパと、
前記ダンパが前記連通状態のときに、前記テストエリア及び前記低温槽内の空気を循環させることが可能な送風機と、
前記低温槽、前記送風機、及び、前記ダンパを制御する制御手段とを備えており、
前記制御手段は、前記蓄冷器が、前記ダンパが前記連通状態のときに、前記テストエリア内及び前記低温槽内の空気が平衡温度である低温さらし温度となり、前記ダンパが前記非連通状態のときに、前記低温さらし温度よりも低い予冷温度となるように、前記ダンパ、前記低温槽、及び、前記送風機を制御し、
前記蓄冷器は、チューブと、前記チューブ内に封入された蓄冷材とを備えており、
前記蓄冷材は、前記低温さらし温度と前記予冷温度との間に凝固点を有することを特徴とする環境試験装置。
【請求項２】
空気の温度を上昇させるための加熱器を備えた高温槽をさらに備えており、
前記低温槽は、空気の温度を上昇させるための加熱器をさらに備え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。
【請求項３】
前記蓄冷材は、エタノール水溶液、メタノール水溶液、または、エチレングリコール水溶液であることを特徴とする請求項１または２に記載の環境試験装置。
【請求項４】
前記蓄冷材は、水溶液中のアルコール濃度が７０〜８５ｗｔ％、または、エチレングリコール濃度が６０〜７５ｗｔ％であることを特徴とする請求項３に記載の環境試験装置。
【請求項５】
前記蓄冷器は、前記チューブの周囲に設けられたフィンをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の環境試験装置。
【請求項１】
空気を冷却する冷却機構及び蓄冷器を内部に備えた低温槽と、
環境試験用の試験物を入れるためのテストエリアと、
前記低温槽と前記テストエリアとを連通させている連通状態、及び、非連通にさせている非連通状態となるように開閉可能なダンパと、
前記ダンパが前記連通状態のときに、前記テストエリア及び前記低温槽内の空気を循環させることが可能な送風機と、
前記低温槽、前記送風機、及び、前記ダンパを制御する制御手段とを備えており、
前記制御手段は、前記蓄冷器が、前記ダンパが前記連通状態のときに、前記テストエリア内及び前記低温槽内の空気が平衡温度である低温さらし温度となり、前記ダンパが前記非連通状態のときに、前記低温さらし温度よりも低い予冷温度となるように、前記ダンパ、前記低温槽、及び、前記送風機を制御し、
前記蓄冷器は、チューブと、前記チューブ内に封入された蓄冷材とを備えており、
前記蓄冷材は、前記低温さらし温度と前記予冷温度との間に凝固点を有することを特徴とする環境試験装置。
【請求項２】
空気の温度を上昇させるための加熱器を備えた高温槽をさらに備えており、
前記低温槽は、空気の温度を上昇させるための加熱器をさらに備え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。
【請求項３】
前記蓄冷材は、エタノール水溶液、メタノール水溶液、または、エチレングリコール水溶液であることを特徴とする請求項１または２に記載の環境試験装置。
【請求項４】
前記蓄冷材は、水溶液中のアルコール濃度が７０〜８５ｗｔ％、または、エチレングリコール濃度が６０〜７５ｗｔ％であることを特徴とする請求項３に記載の環境試験装置。
【請求項５】
前記蓄冷器は、前記チューブの周囲に設けられたフィンをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の環境試験装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−８５３６５（Ｐ２０１０−８５３６５Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５７４７６（Ｐ２００８−２５７４７６）
【出願日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【出願人】（０００１０８７９７）エスペック株式会社 (282)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【出願人】（０００１０８７９７）エスペック株式会社 (282)
【Ｆターム（参考）】
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