結露抑制装置およびそれを備えた環境試験装置
【課題】閉空間内の圧力を調整する圧力調整部の破損を回避でき、圧力調整部の寿命を向上させることが可能な結露抑制装置を提供する。
【解決手段】結露抑制装置３は、内部圧が上昇、低下し得る閉空間５内で結露が発生するのを抑制するものであって、内部圧の上昇に伴い、閉空間５内から空気を流入させることにより、かつ内部圧の低下に伴い、閉空間５内に空気を流出することにより、閉空間５の内部圧の変動を緩和する圧力調整部１８と、閉空間５と圧力調整部１８とを連通するダクト２０とを備えている。ダクト２０は、圧力調整部１８を構成する材料の耐熱温度を超える温度の空気が閉空間５から流入したときに、空気の温度を耐熱温度よりも低くなるように放熱可能な形状を有している。
【解決手段】結露抑制装置３は、内部圧が上昇、低下し得る閉空間５内で結露が発生するのを抑制するものであって、内部圧の上昇に伴い、閉空間５内から空気を流入させることにより、かつ内部圧の低下に伴い、閉空間５内に空気を流出することにより、閉空間５の内部圧の変動を緩和する圧力調整部１８と、閉空間５と圧力調整部１８とを連通するダクト２０とを備えている。ダクト２０は、圧力調整部１８を構成する材料の耐熱温度を超える温度の空気が閉空間５から流入したときに、空気の温度を耐熱温度よりも低くなるように放熱可能な形状を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部圧が上昇、低下し得る閉空間内で結露が発生するのを抑制する結露抑制装置、およびそれを備えた環境試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、試料の熱的強度等を試験する目的で、高温雰囲気および低温雰囲気を生成して、試料に熱負荷を与える試験装置が知られている。このような試験装置では、試験室の雰囲気が高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられたとき、試験室の内部圧が低下する。その結果、試験室内に外気が吸い込まれるため、試験装置内での結露の発生原因となり得る。結露が発生すると、試験装置の冷凍機の冷凍能力が低下したり、除霜のために試験が中断したりするといった問題が生じる。
【０００３】
結露の発生を抑制することが可能な結露抑制装置を備えた試験装置として、例えば特許文献１のものが知られている。特許文献１に開示される結露抑制装置は、変形自在な袋体と、袋体および試験装置の試験室を連通する管継手とを有している。袋体は、低温雰囲気から高温雰囲気に切り換えられた試験室内の高温空気を、管継手を介して流入させることにより、試験室の内部圧の上昇を緩和する。また、袋体は、該袋体内の空気を、高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられた試験室内に管継手を介して流出することにより、試験室の内部圧の低下を緩和する。このように、袋体は、試験室の内部圧の変動を緩和することが可能な圧力調整部として用いられている。この袋体によって、試験室の内部圧は、高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられても大きく低下しないので、外気が試験室内に吸い込まれるのを抑制できる。これにより、結露の発生を抑制している。
【特許文献１】特開２００２−４８７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記結露抑制装置では、袋体および試験室を連通する管継手は、試験室から袋体に流入する高温空気を、袋体の耐熱温度よりも低くなるように放熱させることができないので、高温空気は、温度を維持した状態で袋体に流入する。そのため、袋体は、高温空気に曝されて劣化し易くなる。しかも、高温雰囲気および低温雰囲気のサイクル数が増加すると、袋体の劣化速度は上昇するため、その場合には、袋体が破損する可能性が出てくる。袋体を十分な耐熱性を備えた材料で構成することもできるが、そのような場合には、材料選択の幅が狭くなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、閉空間内の圧力を調整する圧力調整部の破損を回避でき、圧力調整部の寿命を向上させることが可能な結露抑制装置、およびそれを備えた環境試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係る結露抑制装置は、内部圧が上昇、低下し得る閉空間内で結露が発生するのを抑制する結露抑制装置であり、前記内部圧の上昇に伴い、前記閉空間内から空気を流入させることにより、かつ前記内部圧の低下に伴い、前記閉空間内に空気を流出することにより、前記閉空間の前記内部圧の変動を緩和する圧力調整部と、前記閉空間と前記圧力調整部とを連通するダクトとを備えている。前記ダクトは、前記圧力調整部を構成する材料の耐熱温度を超える温度の空気が前記閉空間から流入したときに、前記空気の温度を前記耐熱温度よりも低くなるように放熱可能な形状を有している。
【０００７】
本発明に係る結露抑制装置が取り付けられた前記閉空間は、結露抑制装置の圧力調整部によって該閉空間の内部圧の変動が緩和されるので、外気が侵入し難く、その結果、結露の発生を抑制することが可能な空間である。具体的には、閉空間の内部圧が低下しても、圧力調整部から閉空間内に空気が流入するので、前記内部圧の低下が緩和され、外気が閉空間内に吸い込まれ難くなる。その結果、閉空間内で結露が発生するのを抑制できる。また、閉空間の内部圧が上昇しても、閉空間内の空気は圧力調整部に流入するので、閉空間の内部圧の上昇が緩和される。
【０００８】
また、前記結露抑制装置は、閉空間と圧力調整部とを連通するダクトによって、内部圧変動緩和の機能を維持することが可能である。具体的には、ダクトは、圧力調整部を構成する材料の耐熱温度を超える温度の空気が、閉空間から圧力調整部に流入するのを防止するので、圧力調整部の破損を回避でき、ひいては圧力調整部の寿命を向上させることができる。また、前記空気は、圧力調整部に流入する前にその温度が下げられるので、圧力調整部を、従来と比較して耐熱性の低い材料から構成することができる。これにより、圧力調整部を構成する材料の選択の幅が広がると共に、材料のコストを低減することが可能となる。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態では、前記圧力調整部は、変形自在な袋体であり、前記袋体は、前記内部圧の上昇に伴い、前記閉空間から空気を流入させて膨らみ、かつ前記内部圧の下降に伴い、前記閉空間に空気を流出させて縮む。
【００１０】
この構成によれば、袋体は、閉空間内での圧力変動に容易に追従して変形するので、閉空間内の圧力変動が小さい場合でも対応可能である。
【００１１】
本発明の他の好ましい実施形態では、前記ダクトは蛇腹状に形成されている。また、前記ダクトの外周面に、環状のフィンを複数形成してもよい。これらの構成により、ダクトの表面積が大きくなるので、ダクトと外気との熱交換面積を大きくすることができる。その結果、閉空間から圧力調整部に流入する前記空気の放熱が促進される。また、ダクトを蛇腹状に形成した場合、ダクトに屈曲性および伸縮性を付与することができる。これにより、ダクトの設置の自由度が高くなる。
【００１２】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、結露抑制装置は、さらに、前記ダクトに送風することが可能な送風機を備えている。この構成によれば、閉空間からダクトに流入する前記空気の放熱を一層促進できる。
【００１３】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記ダクトは、第１ダクトと第２ダクトとを含み、前記第１ダクトおよび第２ダクトの各一端部は前記閉空間に接続されると共に、各他端部は前記圧力調整部に接続されている。この構成によれば、１本のダクトを用いる構成と比較して、ダクトの表面積が大きくなるので、ダクトと外気との熱交換面積を大きくすることができる。これにより、閉空間からダクトに流入する前記空気の放熱が容易となる。
【００１４】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記圧力調整部は、前記第１ダクトに連通される第１圧力調整室と、前記第２ダクトに連通される第２圧力調整室とを含む。
【００１５】
閉空間から圧力調整部に流入する前記空気の放熱促進の観点からは、第１ダクトおよび第２ダクトを単一の圧力調整部に接続する構成を採用してもよい。しかしながら、この構成では、前記空気は、２本のダクトから単一の圧力調整部に流入するため、第１ダクト、圧力調整部、第２ダクト、閉空間の順に流れる循環流が発生する可能性がある。このような循環流が発生すると、圧力調整部を構成する材料の耐熱温度を超える前記空気が圧力調整部内に流入する可能性があり、その場合、圧力調整部が破損することを回避することは難しい。そこで、第１ダクトに第１圧力調整部を、第２ダクトに第２圧力調整部を連通させることで、前記循環流が発生するのを防止している。
【００１６】
前記閉空間は、例えば、閉空間内の温度を変えることによって該閉空間内に載置された試料に熱負荷を与える試験室である。この試験室に、本発明に係る結露抑制装置を取り付けてもよい。これにより、試験室内で結露が発生するのを抑制できる。
【００１７】
また、前記閉空間は、例えば、試料に熱負荷を与える試験室を構成する断熱パネル壁である。この断熱パネルに、本発明に係る結露抑制装置を取り付ければ、断熱パネル壁内で結露が発生するのを抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る結露抑制装置によれば、圧力調整部の破損を回避でき、圧力調整部の寿命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】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１実施形態に係る結露抑制装置を備えた試験装置の構成を概略的に示す断面図である。試験装置１は、試料Wを試験する試験装置本体２と、試験装置本体２に取り付けられて、試験装置本体２内で結露が発生するのを抑制する結露抑制装置３とを含む。試験装置１は、試料Wに熱負荷を与えて試料Wの熱的強度等を試験する、例えば環境試験装置である。この環境試験装置は、試料を低温と高温に交互に曝して試料に熱負荷を与える熱衝撃試験装置、あるいは試料を所定条件の雰囲気に曝し続けて試料に熱負荷を与える恒温槽や恒温恒湿槽として構成されている。また、試料Wとして、例えば半導体チップが実装されたプリント基板が挙げられる。本実施形態では、試験装置１は熱衝撃試験装置として説明を続ける。
【００２１】
試験装置本体２は、試験される対象である試料Wが載置される試験室５と、図略の加熱手段により空気を加熱して熱風を試験室５に送出する高温室７と、図略の冷凍機により空気を冷却して冷風を試験室５に送出する低温室９とを含む。試験室５、高温室７および低温室９のそれぞれは、断熱材（断熱層）を内部に有する断熱パネル壁１１によって囲まれた閉空間であり、互いに熱的に遮断されている。試験室５には、試料Wを出し入れするための試験室扉６が設けられている。
【００２２】
高温室７および試験室５間の断熱パネル壁１１には、高温室７から試験室５に熱風を供給するための熱風供給口１３と、前記熱風を試験室５から高温室７に戻すための熱風排出口１４とが形成されている。熱風は、熱風供給口１３から試験室５内に流入し、試験室５内を循環した後、熱風排出口１４を通って高温室７に戻る。これにより、試験室５内は高温雰囲気となる。このとき、試験室５内の温度は、例えば１５０℃に設定される。
【００２３】
また、低温室９および試験室５間の断熱パネル壁１１には、低温室９から試験室５に冷風を供給するための冷風供給口１５と、前記冷風を試験室５から低温室９に戻すための冷風排出口１６とが形成されている。冷風は、冷風供給口１５から試験室５内に流入し、試験室５内を循環した後、冷風排出口１６を通って低温室９に戻る。これにより、試験室５内は低温雰囲気となる。このとき、試験室５内の温度は、例えば−６０℃に設定される。なお、熱風供給口１３および熱風排出口１４には、熱風切換ダンパ１７が配置されており、冷風供給口１５および冷風排出口１６には、冷風切換ダンパ１９が配置されている。図１では、熱風切換ダンパ１７が開状態、冷風切換ダンパ１９が閉状態のときを示している。
【００２４】
試験装置１の稼働中、試料Wは、高温雰囲気および低温雰囲気に交互に曝されて、熱負荷が与えられる。これにより、試料Wの、例えば熱強度、熱ストレス特性、耐久性等が試験される。高温雰囲気および低温雰囲気のサイクル数は、試料Wに応じて任意である。
【００２５】
結露抑制装置３は、試験室５内の圧力の変動を緩和する圧力調整部１８と、外気に曝された状態で試験装置本体２の外部に配置されて、試験室５を圧力調整部１８に連通させるダクト２０とを含む。圧力調整部１８は、第１実施形態では、変形自在な袋体である。袋体１８の材料として、例えばポリエチレン、ビニル樹脂、シリコンが挙げられる。袋体１８は、例えば８０〜９０℃の耐熱温度を有する。袋体１８は、箱体２２内に収容されている。箱体２２の面のうちの１つには、開口が形成されており、この開口には、例えばステンレスからなる接続管２４が嵌め込まれている。接続管２４の一端部２５は、箱体２２内に延在しており、一方、他端部２６は、外部に突出している。接続管２４の一端部２５に、袋体１８の開口部が図略の締付部材、例えばホースバンドによって取り付けられている。
【００２６】
試験室５の一側面には、断熱パネル壁１１を貫通する開口が形成されており、この開口には、例えばステンレスからなる接続管２９が嵌め込まれている。接続管２９の一端部３０は、断熱パネル壁１１の内面に当接するように折り曲げられて前記内面に固定されており、一方、他端部３１は、断熱パネル壁１１から外部に突出している。ダクト２０は、一端部が、試験室５側の接続管２９の他端部３１に締付部材、例えばホースバンドによって取り付けられていると共に、他端部が、袋体１８側の接続管２４の他端部２６に締付部材、例えばホースバンドによって取り付けられることによって、試験室５と袋体１８を連通している。
【００２７】
ダクト２０は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、所定長さを有する蛇腹状の部材である。ダクト２０は蛇腹状に形成されているので、ダクト２０の表面積は大きい。これにより、ダクト２０と外気との熱交換面積を大きくすることができる。その結果、後述するように、試験室５内の高温空気がダクト２０を通る際に、高温空気の温度が袋体１８の前記耐熱温度よりも低くなるように高温空気を放熱させることが可能である。また、ダクト２０を蛇腹状に形成することで、ダクト２０に屈曲性および伸縮性を付与することができる。
【００２８】
次に、試験装置本体２に取り付けられた結露抑制装置３の作用について説明する。試験室５内に載置された試料Wに熱的負荷を与えて試料Wの熱的強度等を試験するに当たり、まず試験室５内の雰囲気を、例えば高温雰囲気にする。高温雰囲気は、熱風切換ダンパ１７を開状態にし、冷風切換ダンパ１９を閉状態にすることにより、高温室７から熱風を試験室５内に導入し、循環させることで生成される。試験室５内の高温空気は、矢印Eで示すように、試験室５の開口を介してダクト２０を通り、袋体１８に流れ込む。袋体１８は、高温空気の流入により、実線Ｌ１で示すように膨らむ。このようにして、袋体１８は、試験室５の内部圧が上昇するのを緩和する。
【００２９】
試料Wを高温雰囲気に所定時間曝した後、試験室５内の雰囲気は、高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられる。低温雰囲気は、熱風切換ダンパ１７を閉じ、冷風切換ダンパ１９を開けることにより、低温室９から冷風を試験室５内に導入し、循環させることで生成される。低温雰囲気が生成されると、試験室５の内部圧は低下するので、外気が試験室５内に吸い込まれて侵入しようとする。しかしながら、このとき、袋体１８内に存在する空気が、矢印Ｓで示すようにダクト２０を通り開口を介して試験室５内に流れ込む。袋体１８は、２点鎖線Ｌ２で示すように縮む。このようにして、袋体１８は、試験室５の内部圧が低下するのを緩和する。
【００３０】
上述のように、袋体１８によって試験室５の内部圧の変動、特に内部圧の低下を緩和することができるので、試験室扉６の隙間等を通って試験室５内に外気が吸い込まれ難い。その結果、吸い込まれた外気が冷却されて発生し得る結露を抑制することが可能である。なお、高温雰囲気および低温雰囲気のサイクル数は、試料Wに応じて任意のサイクル数行われる。
【００３１】
ところで、試験室５内の高温空気がその温度を維持した状態で、特に、高温空気が袋体１８の耐熱温度を超える温度を維持した状態で袋体１８に流入すると、袋体１８は劣化し易くなる。しかも、高温雰囲気および低温雰囲気のサイクル数が増加すると、袋体１８の劣化速度は上昇するので、袋体１８が破損する可能性が出てくる。
【００３２】
しかしながら、第１実施形態では、高温空気が袋体１８に流入する前に通るダクト２０を、所定長さを有する蛇腹状の部材として形成することにより、ダクト２０と外気との熱交換面積を大きくしているので、高温空気は、ダクト２０を通過する際に外気との熱交換によって冷却され、その温度は、袋体１８の耐熱温度よりも低下する。これにより、袋体１８に、袋体１８の耐熱温度を超える温度の高温空気が流入するのを防止することができる。その結果、袋体１８の劣化、破損を回避できるので、袋体１８の寿命を向上させることができる。袋体１８の寿命の向上により、高温雰囲気および低温雰囲気のサイクル数の増加に対応可能となる。したがって、環境試験装置１の連続運転性を向上させることが可能である。
【００３３】
また、高温空気は、袋体１８に流入する前にその温度が下げられるので、袋体１８を、従来と比較して耐熱性の低い材料から構成することができる。これにより、袋体１８を構成する材料の選択の幅が広がると共に、材料のコストを低減することが可能となる。
【００３４】
ダクト２０は、図１に示す実施形態では、蛇腹状に形成しているが、その代わりに、ダクト２０の外周面に環状のフィン（図略）を複数設けてもよい。この構成によっても、ダクト２０の表面積は大きくなる。これにより、ダクト２０と外気との熱交換面積を大きくすることができるので、高温空気の温度が袋体１８の耐熱温度よりも低くなるように高温空気を放熱させることが可能である。
【００３５】
高温空気の放熱を促進する手段として、図１に示すように、ダクト２０の近傍に送風機３５を配置してダクト２０に外気Ａを送風してもよい。また、送風機３５に、外気を取り入れて外気を冷却する冷却器（図略）を搭載し、冷却風をダクト２０に送風してもよい。送風機３５または冷却器搭載の送風機３５を、ダクト２０を蛇腹状に形成する構成や、ダクト２０の外表面にフィンを設ける構成と組み合わせれば、高温空気の放熱の効率を向上させることが可能である。
【００３６】
さらに、ダクト２０は屈曲性および伸縮性を備えているので、ダクト２０の設置の自由度が高い。これにより、本実施形態に係る結露抑制装置３は、試験装置本体２、特に既設の試験装置本体２に取り付けるときに、該試験装置本体２の既存の周辺装置を避けて設置することができる。結露抑制装置３は、図２に示すように、袋体１８を収容する箱体２２を、例えば試験装置本体２の頂部（高温室７の上方部分）１１ａに載置すると共に、ダクト２０を、試験室５の一側面から断熱パネル壁１１に沿って頂部１１ａにかけて延びるように配置することで、試験装置本体２に取り付けてもよい。
【００３７】
この場合、ダクト２０は断熱パネル壁１１に沿って上下方向に直線状に延びるように配置されているので、ダクト２０内を通る高温空気は、煙突効果により上昇流となり、その結果、高温空気の放熱が促進される。また、ダクト２０を覆うダクトカバー２１を採用してもよい。ダクト２０内を通る高温空気によりダクト２０が加熱された場合、作業者がダクト２０に触れると火傷を負う危険性があるが、ダクトカバー２１によりそのような危険性を排除することが可能である。ダクトカバー２１は、例えば断熱パネル壁１１に取り付けられる。また、ダクトカバー２１は、パンチング加工が施されたパンチング板とするのが好ましい。これにより、ダクトカバー２１の通気性を確保することができる。さらに、図示は省略するが、ダクトカバー２１に送風機３５を取り付ければ、ダクト２０内を通る高温空気の放熱を一層促進させることができる。
【００３８】
図３は、本発明の第２実施形態に係る結露抑制装置を備えた試験装置の構成を概略的に示す断面図である。第２実施形態は、結露抑制装置３と試験装置本体２とを２本のダクト２０で連通している点において、図１の第１実施形態と異なる。具体的には、第２実施形態の結露抑制装置３は、互いに独立した第１ダクト４０および第２ダクト４１と、第１ダクト４０に連通される第１袋体４３（第１圧力調整室）と、第２ダクト４１に連通される第２袋体４４（第２圧力調整室）とを含む。第１袋体４３および第２袋体４４は、別個の箱体４６，４７内に収容されている。第１袋体４３および第２袋体４４のそれぞれは、図１に示す袋体１８と同一の構成を有しているので、説明を省略する。
【００３９】
試験室５の一側面には、断熱パネル壁１１を貫通する第１開口５０および第２開口５１が形成されており、第１開口５０には、第１接続管５２が、第２開口５１には、第２接続管５３が嵌め込まれている。第１ダクト４０は、第１接続管５２に取り付けられて試験室５と連通され、第２ダクト４１は、第２接続管５３に取り付けられて試験室５と連通される。第１ダクト４０および第２ダクト４１は、図１の第１実施形態と同様に、外気に曝された状態で試験装置本体２の外部に配置されている。
【００４０】
第２実施形態は、試験室５内の雰囲気が高温雰囲気とされたときに試験室５内の高温空気が、矢印Ｅで示すように、第１ダクト４０および第２ダクト４１の２本のダクトを通って第１袋体４３および第２袋体４４に流入するように構成されている。この構成によれば、１本のダクトを採用する構成と比較して、ダクトと外気との熱交換面積を大きくすることができるので、高温空気の温度を、第１袋体４３および第２袋体４４の耐熱温度よりも容易に低下させることができる。
【００４１】
また、第２実施形態では、袋体を、第１袋体４３および第２袋体４４の２つで構成しているので、第１実施形態と比較して、各袋体４３，４４を小型化できる。これにより、第２実施形態の結露抑制装置３は、試験装置本体２、特に既設の試験装置本体２に取り付けられるとき、該試験装置本体２の既存の周辺装置を避けて配置することが可能である。このように、第２実施形態の結露抑制装置３は、設置の自由度が高い。
【００４２】
第２実施形態では、上述のように、第１ダクト４０および第２ダクト４１の２本のダクトを用い、それらの第１ダクト４０および第２ダクト４１を対応する第１袋体４３および第２袋体４４に接続する構成を採用しているが、代わりに、図４の第３実施形態に示すように、単一の袋体１８に、第１ダクト４０および第２ダクト４１の２本のダクトを接続する構成を採用してもよい。この構成も、ダクト４０，４１の２本のダクトを用いているので、外気との熱交換面積を大きくできる。その結果、高温空気の温度を、袋体１８の耐熱温度よりも容易に低下させることができる。しかも、袋体として、単一の袋体１８のみを採用しているので、図３の第２実施形態の構成と比較して結露抑制装置３の構造を簡単化できる。
【００４３】
第３実施形態では、高温空気は、第１および第２ダクト４０，４１の２本のダクトから単一の袋体１８内に流入するため、例えば、第１ダクト４０、袋体１８、第２ダクト４１、試験室５の順に流れる循環流が発生する可能性がある。このような循環流が発生すると、袋体１８を構成する材料の耐熱温度を超える高温空気が袋体１８内に流入する可能性があり、その場合、袋体１８が破損することを回避することは難しい。袋体１８の破損を回避するためには、袋体１８内に２点鎖線で示す仕切り壁５５を配置して、第１ダクト４０から流入する空気と、第２ダクト４１から流入する空気とが接触しないようにすればよい。これにより、前記循環流の発生を防止することができる。
【００４４】
以上、本発明の第１〜第３実施形態に係る結露抑制装置３を、環境試験装置１内で結露が発生するのを抑制するために用いた場合につき説明してきたが、結露抑制装置３は、環境試験装置１の断熱パネル壁１１内で結露が発生するのを抑制するために用いてもよい。この例を図５に示している。
【００４５】
図５に示す結露抑制装置は、試験室５の断熱パネル壁１１に取り付けられて断熱パネル壁１１内で結露が発生するのを抑制する。具体的には、試験室５の断熱パネル壁１１は、板金により成形された外壁１１ａおよび内壁１１ｂを有しており、外壁１１ａおよび内壁１１ｂに囲まれた閉空間Ｃに断熱材を配置して断熱層６０を形成したものである。断熱材は、例えば綿状積層体のグラスウールやロックウールである。外壁１１ａには、開口が形成されており、この開口には、接続管６２が嵌め込まれている。この接続管６２に、結露抑制装置３のダクト２０の一端部が、締付部材、例えばホースバンドを用いて取り付けられている。これにより、結露抑制装置３の袋体１８と断熱パネル壁１１の断熱層６０とが連通される。結露抑制装置３の構成は、第１実施形態に示すものと同一であるので、説明を省略する。
【００４６】
試験室５内に載置された試料Wに熱的負荷を与えるために、試験室５内で高温雰囲気が生成されると、高温空気によって断熱パネル壁１１の内壁１１ｂが加熱される。内壁１１ｂが加熱されると、断熱層６０中の空気が加熱されて膨張する。膨張した高温空気は、矢印Ｅで示すように、結露抑制装置３のダクト２０を通って袋体１８に流入し、袋体１８が膨らむ。これにより、断熱パネル壁１１の内部圧が上昇するのを緩和する。
【００４７】
また、試験室５内が高温雰囲気から低温雰囲気に移行されると、低温空気によって断熱パネル壁１１の内壁１１ｂが冷却される。内壁１１ｂが冷却されると、断熱層６０中の空気は冷却されて収縮する。このため、断熱パネル壁１１の内部圧は低下するので、外気が、外壁１１ａの板金接続部の隙間等から断熱層６０に吸い込まれて侵入しようとする。しかしながら、このとき、袋体１８内に存在する空気が、矢印Ｓで示すようにダクト２０を通り断熱層６０内に流れ込む。これにより、断熱パネル壁１１の内部圧が低下するのを緩和する。
【００４８】
上述のように、袋体１８によって断熱パネル壁１１の内部圧の変動、特に内部圧の低下を緩和することができるので、断熱パネル壁１１内に外気が吸い込まれ難い。その結果、侵入した外気が冷却されて発生し得る結露を抑制することが可能である。特に、綿状積層体の断熱材や、連続気泡を有する断熱材を用いている場合、そのような断熱材は、気体および液体を通過させ易いので、図５の構成は、結露抑制の観点から有利である。なお、ダクト２０は、第１実施形態と同様に、蛇腹状に形成してもよいし、外周面に環状のフィンを複数形成してもよい。また、ダクト２０の近傍に、送風機３５を配置してもよい。
【００４９】
以上、本発明の結露抑制装置３を環境試験装置１に適用した場合につき説明したが、結露抑制装置３は、外気が流入することに起因して結露が発生する可能性のある閉空間を備えた他の試験装置にも適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る結露抑制装置を備えた試験装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】結露抑制装置を試験装置本体の頂部に配置した構成を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る結露防止装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る結露防止装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の結露抑制装置を、環境試験装置の試験装置本体の断熱パネル壁に取り付けた構成を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 環境試験装置
２ 試験装置本体
３ 結露抑制装置
５ 試験室
７ 高温室
９ 低温室
１１ 断熱パネル壁
１８ 袋体
２０ ダクト
３５ 送風機
Ｗ 試料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部圧が上昇、低下し得る閉空間内で結露が発生するのを抑制する結露抑制装置、およびそれを備えた環境試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、試料の熱的強度等を試験する目的で、高温雰囲気および低温雰囲気を生成して、試料に熱負荷を与える試験装置が知られている。このような試験装置では、試験室の雰囲気が高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられたとき、試験室の内部圧が低下する。その結果、試験室内に外気が吸い込まれるため、試験装置内での結露の発生原因となり得る。結露が発生すると、試験装置の冷凍機の冷凍能力が低下したり、除霜のために試験が中断したりするといった問題が生じる。
【０００３】
結露の発生を抑制することが可能な結露抑制装置を備えた試験装置として、例えば特許文献１のものが知られている。特許文献１に開示される結露抑制装置は、変形自在な袋体と、袋体および試験装置の試験室を連通する管継手とを有している。袋体は、低温雰囲気から高温雰囲気に切り換えられた試験室内の高温空気を、管継手を介して流入させることにより、試験室の内部圧の上昇を緩和する。また、袋体は、該袋体内の空気を、高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられた試験室内に管継手を介して流出することにより、試験室の内部圧の低下を緩和する。このように、袋体は、試験室の内部圧の変動を緩和することが可能な圧力調整部として用いられている。この袋体によって、試験室の内部圧は、高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられても大きく低下しないので、外気が試験室内に吸い込まれるのを抑制できる。これにより、結露の発生を抑制している。
【特許文献１】特開２００２−４８７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記結露抑制装置では、袋体および試験室を連通する管継手は、試験室から袋体に流入する高温空気を、袋体の耐熱温度よりも低くなるように放熱させることができないので、高温空気は、温度を維持した状態で袋体に流入する。そのため、袋体は、高温空気に曝されて劣化し易くなる。しかも、高温雰囲気および低温雰囲気のサイクル数が増加すると、袋体の劣化速度は上昇するため、その場合には、袋体が破損する可能性が出てくる。袋体を十分な耐熱性を備えた材料で構成することもできるが、そのような場合には、材料選択の幅が狭くなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、閉空間内の圧力を調整する圧力調整部の破損を回避でき、圧力調整部の寿命を向上させることが可能な結露抑制装置、およびそれを備えた環境試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係る結露抑制装置は、内部圧が上昇、低下し得る閉空間内で結露が発生するのを抑制する結露抑制装置であり、前記内部圧の上昇に伴い、前記閉空間内から空気を流入させることにより、かつ前記内部圧の低下に伴い、前記閉空間内に空気を流出することにより、前記閉空間の前記内部圧の変動を緩和する圧力調整部と、前記閉空間と前記圧力調整部とを連通するダクトとを備えている。前記ダクトは、前記圧力調整部を構成する材料の耐熱温度を超える温度の空気が前記閉空間から流入したときに、前記空気の温度を前記耐熱温度よりも低くなるように放熱可能な形状を有している。
【０００７】
本発明に係る結露抑制装置が取り付けられた前記閉空間は、結露抑制装置の圧力調整部によって該閉空間の内部圧の変動が緩和されるので、外気が侵入し難く、その結果、結露の発生を抑制することが可能な空間である。具体的には、閉空間の内部圧が低下しても、圧力調整部から閉空間内に空気が流入するので、前記内部圧の低下が緩和され、外気が閉空間内に吸い込まれ難くなる。その結果、閉空間内で結露が発生するのを抑制できる。また、閉空間の内部圧が上昇しても、閉空間内の空気は圧力調整部に流入するので、閉空間の内部圧の上昇が緩和される。
【０００８】
また、前記結露抑制装置は、閉空間と圧力調整部とを連通するダクトによって、内部圧変動緩和の機能を維持することが可能である。具体的には、ダクトは、圧力調整部を構成する材料の耐熱温度を超える温度の空気が、閉空間から圧力調整部に流入するのを防止するので、圧力調整部の破損を回避でき、ひいては圧力調整部の寿命を向上させることができる。また、前記空気は、圧力調整部に流入する前にその温度が下げられるので、圧力調整部を、従来と比較して耐熱性の低い材料から構成することができる。これにより、圧力調整部を構成する材料の選択の幅が広がると共に、材料のコストを低減することが可能となる。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態では、前記圧力調整部は、変形自在な袋体であり、前記袋体は、前記内部圧の上昇に伴い、前記閉空間から空気を流入させて膨らみ、かつ前記内部圧の下降に伴い、前記閉空間に空気を流出させて縮む。
【００１０】
この構成によれば、袋体は、閉空間内での圧力変動に容易に追従して変形するので、閉空間内の圧力変動が小さい場合でも対応可能である。
【００１１】
本発明の他の好ましい実施形態では、前記ダクトは蛇腹状に形成されている。また、前記ダクトの外周面に、環状のフィンを複数形成してもよい。これらの構成により、ダクトの表面積が大きくなるので、ダクトと外気との熱交換面積を大きくすることができる。その結果、閉空間から圧力調整部に流入する前記空気の放熱が促進される。また、ダクトを蛇腹状に形成した場合、ダクトに屈曲性および伸縮性を付与することができる。これにより、ダクトの設置の自由度が高くなる。
【００１２】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、結露抑制装置は、さらに、前記ダクトに送風することが可能な送風機を備えている。この構成によれば、閉空間からダクトに流入する前記空気の放熱を一層促進できる。
【００１３】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記ダクトは、第１ダクトと第２ダクトとを含み、前記第１ダクトおよび第２ダクトの各一端部は前記閉空間に接続されると共に、各他端部は前記圧力調整部に接続されている。この構成によれば、１本のダクトを用いる構成と比較して、ダクトの表面積が大きくなるので、ダクトと外気との熱交換面積を大きくすることができる。これにより、閉空間からダクトに流入する前記空気の放熱が容易となる。
【００１４】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記圧力調整部は、前記第１ダクトに連通される第１圧力調整室と、前記第２ダクトに連通される第２圧力調整室とを含む。
【００１５】
閉空間から圧力調整部に流入する前記空気の放熱促進の観点からは、第１ダクトおよび第２ダクトを単一の圧力調整部に接続する構成を採用してもよい。しかしながら、この構成では、前記空気は、２本のダクトから単一の圧力調整部に流入するため、第１ダクト、圧力調整部、第２ダクト、閉空間の順に流れる循環流が発生する可能性がある。このような循環流が発生すると、圧力調整部を構成する材料の耐熱温度を超える前記空気が圧力調整部内に流入する可能性があり、その場合、圧力調整部が破損することを回避することは難しい。そこで、第１ダクトに第１圧力調整部を、第２ダクトに第２圧力調整部を連通させることで、前記循環流が発生するのを防止している。
【００１６】
前記閉空間は、例えば、閉空間内の温度を変えることによって該閉空間内に載置された試料に熱負荷を与える試験室である。この試験室に、本発明に係る結露抑制装置を取り付けてもよい。これにより、試験室内で結露が発生するのを抑制できる。
【００１７】
また、前記閉空間は、例えば、試料に熱負荷を与える試験室を構成する断熱パネル壁である。この断熱パネルに、本発明に係る結露抑制装置を取り付ければ、断熱パネル壁内で結露が発生するのを抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る結露抑制装置によれば、圧力調整部の破損を回避でき、圧力調整部の寿命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】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１実施形態に係る結露抑制装置を備えた試験装置の構成を概略的に示す断面図である。試験装置１は、試料Wを試験する試験装置本体２と、試験装置本体２に取り付けられて、試験装置本体２内で結露が発生するのを抑制する結露抑制装置３とを含む。試験装置１は、試料Wに熱負荷を与えて試料Wの熱的強度等を試験する、例えば環境試験装置である。この環境試験装置は、試料を低温と高温に交互に曝して試料に熱負荷を与える熱衝撃試験装置、あるいは試料を所定条件の雰囲気に曝し続けて試料に熱負荷を与える恒温槽や恒温恒湿槽として構成されている。また、試料Wとして、例えば半導体チップが実装されたプリント基板が挙げられる。本実施形態では、試験装置１は熱衝撃試験装置として説明を続ける。
【００２１】
試験装置本体２は、試験される対象である試料Wが載置される試験室５と、図略の加熱手段により空気を加熱して熱風を試験室５に送出する高温室７と、図略の冷凍機により空気を冷却して冷風を試験室５に送出する低温室９とを含む。試験室５、高温室７および低温室９のそれぞれは、断熱材（断熱層）を内部に有する断熱パネル壁１１によって囲まれた閉空間であり、互いに熱的に遮断されている。試験室５には、試料Wを出し入れするための試験室扉６が設けられている。
【００２２】
高温室７および試験室５間の断熱パネル壁１１には、高温室７から試験室５に熱風を供給するための熱風供給口１３と、前記熱風を試験室５から高温室７に戻すための熱風排出口１４とが形成されている。熱風は、熱風供給口１３から試験室５内に流入し、試験室５内を循環した後、熱風排出口１４を通って高温室７に戻る。これにより、試験室５内は高温雰囲気となる。このとき、試験室５内の温度は、例えば１５０℃に設定される。
【００２３】
また、低温室９および試験室５間の断熱パネル壁１１には、低温室９から試験室５に冷風を供給するための冷風供給口１５と、前記冷風を試験室５から低温室９に戻すための冷風排出口１６とが形成されている。冷風は、冷風供給口１５から試験室５内に流入し、試験室５内を循環した後、冷風排出口１６を通って低温室９に戻る。これにより、試験室５内は低温雰囲気となる。このとき、試験室５内の温度は、例えば−６０℃に設定される。なお、熱風供給口１３および熱風排出口１４には、熱風切換ダンパ１７が配置されており、冷風供給口１５および冷風排出口１６には、冷風切換ダンパ１９が配置されている。図１では、熱風切換ダンパ１７が開状態、冷風切換ダンパ１９が閉状態のときを示している。
【００２４】
試験装置１の稼働中、試料Wは、高温雰囲気および低温雰囲気に交互に曝されて、熱負荷が与えられる。これにより、試料Wの、例えば熱強度、熱ストレス特性、耐久性等が試験される。高温雰囲気および低温雰囲気のサイクル数は、試料Wに応じて任意である。
【００２５】
結露抑制装置３は、試験室５内の圧力の変動を緩和する圧力調整部１８と、外気に曝された状態で試験装置本体２の外部に配置されて、試験室５を圧力調整部１８に連通させるダクト２０とを含む。圧力調整部１８は、第１実施形態では、変形自在な袋体である。袋体１８の材料として、例えばポリエチレン、ビニル樹脂、シリコンが挙げられる。袋体１８は、例えば８０〜９０℃の耐熱温度を有する。袋体１８は、箱体２２内に収容されている。箱体２２の面のうちの１つには、開口が形成されており、この開口には、例えばステンレスからなる接続管２４が嵌め込まれている。接続管２４の一端部２５は、箱体２２内に延在しており、一方、他端部２６は、外部に突出している。接続管２４の一端部２５に、袋体１８の開口部が図略の締付部材、例えばホースバンドによって取り付けられている。
【００２６】
試験室５の一側面には、断熱パネル壁１１を貫通する開口が形成されており、この開口には、例えばステンレスからなる接続管２９が嵌め込まれている。接続管２９の一端部３０は、断熱パネル壁１１の内面に当接するように折り曲げられて前記内面に固定されており、一方、他端部３１は、断熱パネル壁１１から外部に突出している。ダクト２０は、一端部が、試験室５側の接続管２９の他端部３１に締付部材、例えばホースバンドによって取り付けられていると共に、他端部が、袋体１８側の接続管２４の他端部２６に締付部材、例えばホースバンドによって取り付けられることによって、試験室５と袋体１８を連通している。
【００２７】
ダクト２０は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、所定長さを有する蛇腹状の部材である。ダクト２０は蛇腹状に形成されているので、ダクト２０の表面積は大きい。これにより、ダクト２０と外気との熱交換面積を大きくすることができる。その結果、後述するように、試験室５内の高温空気がダクト２０を通る際に、高温空気の温度が袋体１８の前記耐熱温度よりも低くなるように高温空気を放熱させることが可能である。また、ダクト２０を蛇腹状に形成することで、ダクト２０に屈曲性および伸縮性を付与することができる。
【００２８】
次に、試験装置本体２に取り付けられた結露抑制装置３の作用について説明する。試験室５内に載置された試料Wに熱的負荷を与えて試料Wの熱的強度等を試験するに当たり、まず試験室５内の雰囲気を、例えば高温雰囲気にする。高温雰囲気は、熱風切換ダンパ１７を開状態にし、冷風切換ダンパ１９を閉状態にすることにより、高温室７から熱風を試験室５内に導入し、循環させることで生成される。試験室５内の高温空気は、矢印Eで示すように、試験室５の開口を介してダクト２０を通り、袋体１８に流れ込む。袋体１８は、高温空気の流入により、実線Ｌ１で示すように膨らむ。このようにして、袋体１８は、試験室５の内部圧が上昇するのを緩和する。
【００２９】
試料Wを高温雰囲気に所定時間曝した後、試験室５内の雰囲気は、高温雰囲気から低温雰囲気に切り換えられる。低温雰囲気は、熱風切換ダンパ１７を閉じ、冷風切換ダンパ１９を開けることにより、低温室９から冷風を試験室５内に導入し、循環させることで生成される。低温雰囲気が生成されると、試験室５の内部圧は低下するので、外気が試験室５内に吸い込まれて侵入しようとする。しかしながら、このとき、袋体１８内に存在する空気が、矢印Ｓで示すようにダクト２０を通り開口を介して試験室５内に流れ込む。袋体１８は、２点鎖線Ｌ２で示すように縮む。このようにして、袋体１８は、試験室５の内部圧が低下するのを緩和する。
【００３０】
上述のように、袋体１８によって試験室５の内部圧の変動、特に内部圧の低下を緩和することができるので、試験室扉６の隙間等を通って試験室５内に外気が吸い込まれ難い。その結果、吸い込まれた外気が冷却されて発生し得る結露を抑制することが可能である。なお、高温雰囲気および低温雰囲気のサイクル数は、試料Wに応じて任意のサイクル数行われる。
【００３１】
ところで、試験室５内の高温空気がその温度を維持した状態で、特に、高温空気が袋体１８の耐熱温度を超える温度を維持した状態で袋体１８に流入すると、袋体１８は劣化し易くなる。しかも、高温雰囲気および低温雰囲気のサイクル数が増加すると、袋体１８の劣化速度は上昇するので、袋体１８が破損する可能性が出てくる。
【００３２】
しかしながら、第１実施形態では、高温空気が袋体１８に流入する前に通るダクト２０を、所定長さを有する蛇腹状の部材として形成することにより、ダクト２０と外気との熱交換面積を大きくしているので、高温空気は、ダクト２０を通過する際に外気との熱交換によって冷却され、その温度は、袋体１８の耐熱温度よりも低下する。これにより、袋体１８に、袋体１８の耐熱温度を超える温度の高温空気が流入するのを防止することができる。その結果、袋体１８の劣化、破損を回避できるので、袋体１８の寿命を向上させることができる。袋体１８の寿命の向上により、高温雰囲気および低温雰囲気のサイクル数の増加に対応可能となる。したがって、環境試験装置１の連続運転性を向上させることが可能である。
【００３３】
また、高温空気は、袋体１８に流入する前にその温度が下げられるので、袋体１８を、従来と比較して耐熱性の低い材料から構成することができる。これにより、袋体１８を構成する材料の選択の幅が広がると共に、材料のコストを低減することが可能となる。
【００３４】
ダクト２０は、図１に示す実施形態では、蛇腹状に形成しているが、その代わりに、ダクト２０の外周面に環状のフィン（図略）を複数設けてもよい。この構成によっても、ダクト２０の表面積は大きくなる。これにより、ダクト２０と外気との熱交換面積を大きくすることができるので、高温空気の温度が袋体１８の耐熱温度よりも低くなるように高温空気を放熱させることが可能である。
【００３５】
高温空気の放熱を促進する手段として、図１に示すように、ダクト２０の近傍に送風機３５を配置してダクト２０に外気Ａを送風してもよい。また、送風機３５に、外気を取り入れて外気を冷却する冷却器（図略）を搭載し、冷却風をダクト２０に送風してもよい。送風機３５または冷却器搭載の送風機３５を、ダクト２０を蛇腹状に形成する構成や、ダクト２０の外表面にフィンを設ける構成と組み合わせれば、高温空気の放熱の効率を向上させることが可能である。
【００３６】
さらに、ダクト２０は屈曲性および伸縮性を備えているので、ダクト２０の設置の自由度が高い。これにより、本実施形態に係る結露抑制装置３は、試験装置本体２、特に既設の試験装置本体２に取り付けるときに、該試験装置本体２の既存の周辺装置を避けて設置することができる。結露抑制装置３は、図２に示すように、袋体１８を収容する箱体２２を、例えば試験装置本体２の頂部（高温室７の上方部分）１１ａに載置すると共に、ダクト２０を、試験室５の一側面から断熱パネル壁１１に沿って頂部１１ａにかけて延びるように配置することで、試験装置本体２に取り付けてもよい。
【００３７】
この場合、ダクト２０は断熱パネル壁１１に沿って上下方向に直線状に延びるように配置されているので、ダクト２０内を通る高温空気は、煙突効果により上昇流となり、その結果、高温空気の放熱が促進される。また、ダクト２０を覆うダクトカバー２１を採用してもよい。ダクト２０内を通る高温空気によりダクト２０が加熱された場合、作業者がダクト２０に触れると火傷を負う危険性があるが、ダクトカバー２１によりそのような危険性を排除することが可能である。ダクトカバー２１は、例えば断熱パネル壁１１に取り付けられる。また、ダクトカバー２１は、パンチング加工が施されたパンチング板とするのが好ましい。これにより、ダクトカバー２１の通気性を確保することができる。さらに、図示は省略するが、ダクトカバー２１に送風機３５を取り付ければ、ダクト２０内を通る高温空気の放熱を一層促進させることができる。
【００３８】
図３は、本発明の第２実施形態に係る結露抑制装置を備えた試験装置の構成を概略的に示す断面図である。第２実施形態は、結露抑制装置３と試験装置本体２とを２本のダクト２０で連通している点において、図１の第１実施形態と異なる。具体的には、第２実施形態の結露抑制装置３は、互いに独立した第１ダクト４０および第２ダクト４１と、第１ダクト４０に連通される第１袋体４３（第１圧力調整室）と、第２ダクト４１に連通される第２袋体４４（第２圧力調整室）とを含む。第１袋体４３および第２袋体４４は、別個の箱体４６，４７内に収容されている。第１袋体４３および第２袋体４４のそれぞれは、図１に示す袋体１８と同一の構成を有しているので、説明を省略する。
【００３９】
試験室５の一側面には、断熱パネル壁１１を貫通する第１開口５０および第２開口５１が形成されており、第１開口５０には、第１接続管５２が、第２開口５１には、第２接続管５３が嵌め込まれている。第１ダクト４０は、第１接続管５２に取り付けられて試験室５と連通され、第２ダクト４１は、第２接続管５３に取り付けられて試験室５と連通される。第１ダクト４０および第２ダクト４１は、図１の第１実施形態と同様に、外気に曝された状態で試験装置本体２の外部に配置されている。
【００４０】
第２実施形態は、試験室５内の雰囲気が高温雰囲気とされたときに試験室５内の高温空気が、矢印Ｅで示すように、第１ダクト４０および第２ダクト４１の２本のダクトを通って第１袋体４３および第２袋体４４に流入するように構成されている。この構成によれば、１本のダクトを採用する構成と比較して、ダクトと外気との熱交換面積を大きくすることができるので、高温空気の温度を、第１袋体４３および第２袋体４４の耐熱温度よりも容易に低下させることができる。
【００４１】
また、第２実施形態では、袋体を、第１袋体４３および第２袋体４４の２つで構成しているので、第１実施形態と比較して、各袋体４３，４４を小型化できる。これにより、第２実施形態の結露抑制装置３は、試験装置本体２、特に既設の試験装置本体２に取り付けられるとき、該試験装置本体２の既存の周辺装置を避けて配置することが可能である。このように、第２実施形態の結露抑制装置３は、設置の自由度が高い。
【００４２】
第２実施形態では、上述のように、第１ダクト４０および第２ダクト４１の２本のダクトを用い、それらの第１ダクト４０および第２ダクト４１を対応する第１袋体４３および第２袋体４４に接続する構成を採用しているが、代わりに、図４の第３実施形態に示すように、単一の袋体１８に、第１ダクト４０および第２ダクト４１の２本のダクトを接続する構成を採用してもよい。この構成も、ダクト４０，４１の２本のダクトを用いているので、外気との熱交換面積を大きくできる。その結果、高温空気の温度を、袋体１８の耐熱温度よりも容易に低下させることができる。しかも、袋体として、単一の袋体１８のみを採用しているので、図３の第２実施形態の構成と比較して結露抑制装置３の構造を簡単化できる。
【００４３】
第３実施形態では、高温空気は、第１および第２ダクト４０，４１の２本のダクトから単一の袋体１８内に流入するため、例えば、第１ダクト４０、袋体１８、第２ダクト４１、試験室５の順に流れる循環流が発生する可能性がある。このような循環流が発生すると、袋体１８を構成する材料の耐熱温度を超える高温空気が袋体１８内に流入する可能性があり、その場合、袋体１８が破損することを回避することは難しい。袋体１８の破損を回避するためには、袋体１８内に２点鎖線で示す仕切り壁５５を配置して、第１ダクト４０から流入する空気と、第２ダクト４１から流入する空気とが接触しないようにすればよい。これにより、前記循環流の発生を防止することができる。
【００４４】
以上、本発明の第１〜第３実施形態に係る結露抑制装置３を、環境試験装置１内で結露が発生するのを抑制するために用いた場合につき説明してきたが、結露抑制装置３は、環境試験装置１の断熱パネル壁１１内で結露が発生するのを抑制するために用いてもよい。この例を図５に示している。
【００４５】
図５に示す結露抑制装置は、試験室５の断熱パネル壁１１に取り付けられて断熱パネル壁１１内で結露が発生するのを抑制する。具体的には、試験室５の断熱パネル壁１１は、板金により成形された外壁１１ａおよび内壁１１ｂを有しており、外壁１１ａおよび内壁１１ｂに囲まれた閉空間Ｃに断熱材を配置して断熱層６０を形成したものである。断熱材は、例えば綿状積層体のグラスウールやロックウールである。外壁１１ａには、開口が形成されており、この開口には、接続管６２が嵌め込まれている。この接続管６２に、結露抑制装置３のダクト２０の一端部が、締付部材、例えばホースバンドを用いて取り付けられている。これにより、結露抑制装置３の袋体１８と断熱パネル壁１１の断熱層６０とが連通される。結露抑制装置３の構成は、第１実施形態に示すものと同一であるので、説明を省略する。
【００４６】
試験室５内に載置された試料Wに熱的負荷を与えるために、試験室５内で高温雰囲気が生成されると、高温空気によって断熱パネル壁１１の内壁１１ｂが加熱される。内壁１１ｂが加熱されると、断熱層６０中の空気が加熱されて膨張する。膨張した高温空気は、矢印Ｅで示すように、結露抑制装置３のダクト２０を通って袋体１８に流入し、袋体１８が膨らむ。これにより、断熱パネル壁１１の内部圧が上昇するのを緩和する。
【００４７】
また、試験室５内が高温雰囲気から低温雰囲気に移行されると、低温空気によって断熱パネル壁１１の内壁１１ｂが冷却される。内壁１１ｂが冷却されると、断熱層６０中の空気は冷却されて収縮する。このため、断熱パネル壁１１の内部圧は低下するので、外気が、外壁１１ａの板金接続部の隙間等から断熱層６０に吸い込まれて侵入しようとする。しかしながら、このとき、袋体１８内に存在する空気が、矢印Ｓで示すようにダクト２０を通り断熱層６０内に流れ込む。これにより、断熱パネル壁１１の内部圧が低下するのを緩和する。
【００４８】
上述のように、袋体１８によって断熱パネル壁１１の内部圧の変動、特に内部圧の低下を緩和することができるので、断熱パネル壁１１内に外気が吸い込まれ難い。その結果、侵入した外気が冷却されて発生し得る結露を抑制することが可能である。特に、綿状積層体の断熱材や、連続気泡を有する断熱材を用いている場合、そのような断熱材は、気体および液体を通過させ易いので、図５の構成は、結露抑制の観点から有利である。なお、ダクト２０は、第１実施形態と同様に、蛇腹状に形成してもよいし、外周面に環状のフィンを複数形成してもよい。また、ダクト２０の近傍に、送風機３５を配置してもよい。
【００４９】
以上、本発明の結露抑制装置３を環境試験装置１に適用した場合につき説明したが、結露抑制装置３は、外気が流入することに起因して結露が発生する可能性のある閉空間を備えた他の試験装置にも適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る結露抑制装置を備えた試験装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】結露抑制装置を試験装置本体の頂部に配置した構成を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る結露防止装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る結露防止装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の結露抑制装置を、環境試験装置の試験装置本体の断熱パネル壁に取り付けた構成を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 環境試験装置
２ 試験装置本体
３ 結露抑制装置
５ 試験室
７ 高温室
９ 低温室
１１ 断熱パネル壁
１８ 袋体
２０ ダクト
３５ 送風機
Ｗ 試料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部圧が上昇、低下し得る閉空間内で結露が発生するのを抑制する結露抑制装置であって、
前記内部圧の上昇に伴い、前記閉空間内から空気を流入させることにより、かつ前記内部圧の低下に伴い、前記閉空間内に空気を流出することにより、前記閉空間の前記内部圧の変動を緩和する圧力調整部と、
前記閉空間と前記圧力調整部とを連通するダクトと、
を備え、
前記ダクトは、前記圧力調整部を構成する材料の耐熱温度を超える温度の空気が前記閉空間から流入したときに、前記空気の温度を前記耐熱温度よりも低くなるように放熱可能な形状を有する結露抑制装置。
【請求項２】
請求項１に記載の結露抑制装置において、前記圧力調整部は、変形自在な袋体であり、
前記袋体は、前記内部圧の上昇に伴い、前記閉空間から空気を流入させて膨らみ、かつ前記内部圧の下降に伴い、前記閉空間に空気を流出させて縮む結露抑制装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の結露抑制装置おいて、前記ダクトが蛇腹状に形成されている結露抑制装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の結露抑制装置おいて、前記ダクトの外周面に、環状のフィンが複数形成されている結露抑制装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の結露抑制装置おいて、さらに、前記ダクトに送風することが可能な送風機を備えた結露抑制装置。
【請求項６】
請求項１に記載の結露抑制装置において、前記ダクトは、第１ダクトと第２ダクトとを含み、
前記第１ダクトおよび第２ダクトの各一端部は前記閉空間に接続されると共に、各他端部は前記圧力調整部に接続されている結露抑制装置。
【請求項７】
請求項６の結露抑制装置において、前記圧力調整部は、前記第１ダクトに連通される第１圧力調整室と、前記第２ダクトに連通される第２圧力調整室とを含む結露抑制装置。
【請求項８】
所定の壁体に囲まれた閉空間を有しており、該閉空間内の温度を変えることによって前記閉空間内に載置された試料に熱負荷を与える試験室と、
前記試験室に取り付けられて、該試験室内で結露が発生するのを抑制する請求項１〜７のいずれか一項に記載の結露抑制装置と、
を備えた環境試験装置。
【請求項９】
内部に閉空間を有する断熱パネル壁と、
前記断熱パネル壁に囲まれており、雰囲気温度を変えることによって試料に熱負荷を与える試験室と、
前記断熱パネル壁に取り付けられて、前記閉空間内で結露が発生するのを抑制する請求項１〜７に記載の結露抑制装置と、
を備えた環境試験装置。
【請求項１】
内部圧が上昇、低下し得る閉空間内で結露が発生するのを抑制する結露抑制装置であって、
前記内部圧の上昇に伴い、前記閉空間内から空気を流入させることにより、かつ前記内部圧の低下に伴い、前記閉空間内に空気を流出することにより、前記閉空間の前記内部圧の変動を緩和する圧力調整部と、
前記閉空間と前記圧力調整部とを連通するダクトと、
を備え、
前記ダクトは、前記圧力調整部を構成する材料の耐熱温度を超える温度の空気が前記閉空間から流入したときに、前記空気の温度を前記耐熱温度よりも低くなるように放熱可能な形状を有する結露抑制装置。
【請求項２】
請求項１に記載の結露抑制装置において、前記圧力調整部は、変形自在な袋体であり、
前記袋体は、前記内部圧の上昇に伴い、前記閉空間から空気を流入させて膨らみ、かつ前記内部圧の下降に伴い、前記閉空間に空気を流出させて縮む結露抑制装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の結露抑制装置おいて、前記ダクトが蛇腹状に形成されている結露抑制装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の結露抑制装置おいて、前記ダクトの外周面に、環状のフィンが複数形成されている結露抑制装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の結露抑制装置おいて、さらに、前記ダクトに送風することが可能な送風機を備えた結露抑制装置。
【請求項６】
請求項１に記載の結露抑制装置において、前記ダクトは、第１ダクトと第２ダクトとを含み、
前記第１ダクトおよび第２ダクトの各一端部は前記閉空間に接続されると共に、各他端部は前記圧力調整部に接続されている結露抑制装置。
【請求項７】
請求項６の結露抑制装置において、前記圧力調整部は、前記第１ダクトに連通される第１圧力調整室と、前記第２ダクトに連通される第２圧力調整室とを含む結露抑制装置。
【請求項８】
所定の壁体に囲まれた閉空間を有しており、該閉空間内の温度を変えることによって前記閉空間内に載置された試料に熱負荷を与える試験室と、
前記試験室に取り付けられて、該試験室内で結露が発生するのを抑制する請求項１〜７のいずれか一項に記載の結露抑制装置と、
を備えた環境試験装置。
【請求項９】
内部に閉空間を有する断熱パネル壁と、
前記断熱パネル壁に囲まれており、雰囲気温度を変えることによって試料に熱負荷を与える試験室と、
前記断熱パネル壁に取り付けられて、前記閉空間内で結露が発生するのを抑制する請求項１〜７に記載の結露抑制装置と、
を備えた環境試験装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２５７９５６（Ｐ２００９−２５７９５６Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０７８５６（Ｐ２００８−１０７８５６）
【出願日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【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２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【出願人】（０００１０８７９７）エスペック株式会社 (282)
【Ｆターム（参考）】
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