(57)【要約】【課題】  低温試験室の内部環境の維持と壁の劣化の抑制を同時に達成することができるエンジンの低温試験装置を提供する。【解決方法】  エンジンの低温試験装置１０は、低温試験室３０の壁４０に設けられており、低温試験室３０と機械室２０にそれぞれ面しているとともに、エンジン５０の排気を機械室２０へ導く排気煙道５８が隙間４９、８９を有して貫通している小部屋７４と、小部屋７４へ乾燥空気を供給するダクト８０と、小部屋７４の圧力を低温試験室３０内の圧力よりも低く調整する圧力調整器１００を備えている。エンジンの低温試験装置１０では、低温試験室３０と機械室２０の間に小部屋７４を設け、その内部の圧力を調整することによって、低温試験室３０の内部環境を維持することができるとともに、壁４０の劣化を抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの低温試験装置であり、
低温試験室の壁に設けられており、低温試験室の外と内にそれぞれ面している小部屋と、
隙間を有して小部屋を貫通してエンジンの排気を低温試験室の外へ導く排気管と、
小部屋へ乾燥空気を供給するダクトと、
小部屋内の圧力を低温試験室内の圧力よりも低く保つ圧力調整器と、
を備えることを特徴とする低温試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温環境におけるエンジンの性能を試験する低温試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
使用される様々な温度環境におけるエンジンの性能を試験する試験装置の一つに、低温試験装置がある。低温試験装置では、エンジンの排気ガスを試験室の外へ排出する必要がある。例えば特許文献１に、低温試験室の壁に貫通孔が設け、貫通孔を貫通する排気管をエンジンに取付けてエンジンの低温試験を行う低温試験装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７８３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図２に、特許文献１のエンジンの低温試験装置１１０の構造を模式的に示す。低温試験装置１１０は、低温に保たれる低温試験室３０と常温の機械室２０を備えている。低温試験室３０と機械室２０は壁４０によって隔てられている。低温試験室３０では、エンジン５０が載置台５２の上に載置されており、エンジン５０には排気管５４が取り付けられている。排気管５４は接続具５６を介して大径の排気煙道５８に接続されており、排気煙道５８は壁４０に設けられた貫通孔４２を貫通して機械室２０まで伸びている。エンジン５０の排気ガスは、排気管５４と排気煙道５８を介して低温試験室３０外へと放出される。
【０００５】
エンジン５０の低温試験を行う際には、エンジン５０が載置されている低温試験室３０の内部環境を一定に保つことが要求される。つまり、低温試験室３０の気密性を保持することが要求される。低温試験室３０の気密性を保持するためには、壁４０に設けられた貫通孔４２の内壁と排気煙道５８の外壁が接触していることが好ましい。
その一方、排気煙道５８には、排気管５４を介して高温の排気ガスが流れており、排気煙道５８は高温になる。貫通孔４２の内壁と排気煙道５８の外壁が接触していると、高温の排気煙道５８によって壁４０が加熱され、壁４０が劣化してしまう。また、壁４０の劣化を防止するために、不燃材や遮熱板を用いて壁４０を形成する必要があり、壁４０を構成するコスト（つまり、エンジンの低温試験装置１１０を構成するコスト）が増大してしまう。壁４０の劣化を抑制するためには、図２に示すように、貫通孔４２の内壁と排気煙道５８の外壁の間に隙間を設け、排気煙道５８の外壁から貫通孔４２の内壁へ直接的に熱が伝導することを抑制することが効果的である。しかし、貫通孔４２の内壁と排気煙道５８の外壁の間に隙間を設けた場合、低温試験室３０の気密性を保つことが難しい。即ち、低温試験室３０の内部環境を維持することが難しい。
【０００６】
貫通孔４２の内壁と排気煙道５８の外壁の間に隙間を設けた場合、少なくとも、低温試験室内の圧力を機械室内の圧力よりも高くしておく必要がある。そうでないと、機械室内の常温の空気が低温試験室へ流入し、低温試験室の温度が上昇してしまう。また、貫通孔４２の内壁と排気煙道５８の外壁の間に隙間を設けた場合、常温の空気が低温試験室内の低温の空気に触れると常温の空気に含まれている水分が結露することもある。特に、常温の空気が低温試験室へ流入すると、低温試験室内で結露が発生する場合がある。
【０００７】
ところが、エンジンの試験中に、一時的に低温試験室内の圧力が外の圧力よりも低下する場合がある。このことを、図３を参照して説明する。
図３は、試験中のエンジンの回転数Ｎとエンジンの吸気量Ｍと低温試験室の圧力Ｐの関係を模式的に示したグラフである。横軸は経過時間を示している。実線はエンジンの回転数Ｎを示している。点線はエンジンの吸気量Ｍを示している。二点鎖線は低温試験室の外部の圧力を基準とした低温試験室の内部の圧力Ｐを示している。図３に示すように、エンジンの回転数Ｎの上昇にともなって、エンジンの吸気量Ｍが上昇する。低温試験室の体積に対してエンジンの吸気量Ｍの割合が大きい場合、エンジンの吸気量Ｍが上昇すると、図３に円６０で囲んで示すように、低温試験室の圧力Ｐが低下し、一時的に低温試験室の内部の圧力が低温試験室の外部の圧力に比べて低下することがある。
【０００８】
貫通孔４２の内壁と排気煙道５８の外壁の間に隙間を設けた場合、低温試験室内の圧力が低温試験室外の圧力に比べて低下すると、低温試験室の外部の空気が低温試験室の内部に入り込む。低温試験室の温度が上昇したり、低温試験室内で結露が発生し、低温試験室の内部環境を保持することができないことがある。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決する。すなわち本発明は、低温試験室の内部環境の維持と壁の劣化の抑制を同時に達成することができるエンジンの低温試験装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、エンジンの低温試験装置に具現化される。このエンジンの低温試験装置は、低温試験室にエンジンを載置し、低温試験室内でエンジンを動作させたときのエンジンの性能を試験することを目的としており、小部屋と、排気管と、ダクトと、圧力調整器を備えている。小部屋は、低温試験室の壁に設けられており、低温試験室の外と内にそれぞれ面している。つまり、低温試験室の壁には、壁を貫通する小部屋が設けられている。排気管は、隙間を有して小部屋を貫通しており、エンジンの排気を低温試験室の外へ導く。より詳細には、排気管は、低温試験室の外と内にそれぞれ面している小部屋の壁を貫通している。小部屋の壁と排気管の間には隙間が形成されており、壁と排気管は接触していない。ダクトは、小部屋へ乾燥空気を供給する。圧力調整器は、小部屋内の圧力を低温試験室内の圧力よりも低く保つ。なお、小部屋内の圧力は、低温試験室内の圧力よりも僅かに低く保たれていればよい。
【００１１】
本発明のエンジンの低温試験装置では、小部屋の壁と排気管の間には隙間が形成されており、小部屋の壁と排気管が接触していない。そのため、排気管の内部を流れる排気ガスによって排気管が加熱された場合でも、壁が排気管によって直接的に加熱されることがない。これによって、壁の加熱が抑制され、壁の劣化を抑制することができる。
【００１２】
他方、小部屋内の圧力は、常に低温試験室内の圧力よりも低く保たれる。低温試験室内の圧力が外気圧よりも低くなった場合、小部屋内の圧力は低温試験室内の圧力と外気圧よりも低くなる。従って、外気が低温試験室内へ流入することが防止される。このとき、排気管と壁の隙間を介して外気が小部屋に流入するが、小部屋は乾燥空気で満たされているため、小部屋内で結露が発生することはない。
【００１３】
また、ダクトを通して小部屋に乾燥空気が供給されているので、低温試験室側の隙間から低温の空気が小部屋へ流入し、小部屋内の空気が冷却された場合でも、結露の発生が抑制される。なお、低温試験室と小部屋の温度差によっては、結露の発生を防止することができない可能性もある。この低温試験装置では、低温試験室内の空気と小部屋内の空気が小部屋において混合する。そのため、結露の発生を小部屋内に留めることができる。
【００１４】
圧力調整器は、低温試験室内の圧力が外気圧よりも高い場合には、小部屋内の圧力は外気圧よりも高く保持されることが好ましい。小部屋の圧力をそのように調整することによって、低温試験室側の隙間から小部屋へ流入した低温の空気は、ダクトから供給される乾燥空気と混合して、低温試験室とは反対側の隙間を通って外に流出する。小部屋内の空気は常に隙間から外へ排出されるので、ダクトを通じて乾燥空気を小部屋内にスムーズに流入させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低温試験室の内部環境の維持と壁の劣化の抑制を同時に達成することができるエンジン低温試験装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に説明する実施例の主要な特徴を整理する。
（特徴１）低温試験室の壁には、貫通孔が形成されている。貫通孔の低温試験室の内部側には第１遮蔽板が設けられている。貫通孔の低温試験室の外部側には第２遮蔽板が設けられている。貫通孔と第１遮蔽板と第２遮蔽板によって、小部屋が形成されている。
（特徴２）第１遮蔽板には、第１貫通孔が形成されている。排気管は、第１貫通孔を貫通している。第１貫通孔は、排気管の断面より広く開口しており、第１貫通孔の内壁と排気管の外壁の間には、全周に亘って隙間が形成されている。
（特徴３）第２遮蔽板には、第２貫通孔が形成されている。排気管は、第２貫通孔を貫通している。第２貫通孔は、排気管の断面より広く開口しており、第２貫通孔の内壁と排気管の外壁の間には、全周に亘って隙間が形成されている。
（特徴４）ダクトに供給される乾燥空気は、低温試験室の外部の温度以上の温度に設定されている。
【実施例】
【００１７】
図１に、本発明の一実施例であるエンジンの低温試験装置１０の構成を模式的に示す。なお、図１には、低温試験装置１０の全体は描かれておらず、本発明を説明するのに必要な一部のみが描かれている。図１に示すように、エンジンの低温試験装置１０は、機械室２０と低温試験室３０を備えており、機械室２０と低温試験室３０は壁４０によって隔てられている。低温試験室３０は、低温状態に保たれているとともに、低湿状態に保たれており、低温試験室３０の内部における結露の発生が抑制されている。機械室２０内の温度は常温である。エンジン５０が、低温試験室３０の載置台５２の上に載置されている。本実施例のエンジンの低温試験装置１０では、エンジン５０を低温試験室３０に載置してエンジン５０を動作させ、低温環境におけるエンジン５０の性能を試験する。
【００１８】
壁４０には、機械室２０から低温試験室３０へと貫通している貫通孔４２が設けられている。低温試験室３０に載置されたエンジン５０には、排気管５４が取り付けられている。排気管５４は、接続具５６を介して大径の排気煙道５８に接続されている。排気煙道５８は、壁４０に設けられた貫通孔４２を貫通して機械室２０まで伸びているとともに、支持部材７０と支柱５９によって支えられており、その先端が機械室２０の床下へと伸びている。
貫通孔４２は、排気煙道５８の断面より広く開口しており、その内壁を覆うように断熱材４６が設けられている。断熱材４６の低温試験室３０側の側面には、貫通孔４２の低温試験室３０側を覆う第１遮蔽板４８が設けられている。第１遮蔽板４８には、第１貫通孔４７が形成されている。第１貫通孔４７は、排気煙道５８の断面よりわずかに広く開口しており、排気煙道５８は第１貫通孔４７を通して第１遮蔽板４８を貫通しているとともに、第１貫通孔４７の内壁と排気煙道５８の外壁の間には、その全周に亘ってわずかな隙間４９が形成されている。即ち、排気煙道５８は、低温試験室３０を外部から遮蔽する壁（壁４０及び第１遮蔽板４８）と接触していない。
【００１９】
貫通孔４２の内部には、支持部材７０が配置されている。支持部材７０は、図示されていない部材によって固定されており、排気煙道５８を支持している。支持部材７０と断熱材４６の間には、隙間７２が設けられている。隙間７２が形成されていることで、断熱材４６と支持部材７０を介して排気煙道５８と壁４０が接触することが防止される。
【００２０】
壁４０の機械室２０側には、ダクト８０が設けられている。ダクト８０は支柱８２によって壁４０に支持されている。ダクト８０は、壁４０の機械室２０側のうち、貫通孔４２が形成された部位を覆うように配置されており、貫通孔４２を通って垂直方向に伸びている。
ダクト８０において、貫通孔４２に対向する部分である対向部８０ａは、貫通孔４２に対向しない部分である非対向部８０ｂに比べてその断面が細くなっている。対向部８０ａの低温試験室３０側には、第１穴８４が形成されている。断熱材４６は、第１穴８４周辺のダクト８０の外壁に接続されており、これによって、隙間７２を通して貫通孔４２とダクト８０の空気が流入可能に構成される。また、対向部８０ａの機械室２０側には、第２穴８８が形成されている。第２穴８８周辺のダクト８０の外壁には、第２穴８８を覆う第２遮蔽板８６が設けられている。第２遮蔽板８６には、第２貫通孔８７が形成されている。第２貫通孔８７は、排気煙道５８の断面よりわずかに広く開口しており、排気煙道５８は第２貫通孔８７を通して第２遮蔽板８６を貫通しているとともに、第２貫通孔８７の内壁と排気煙道５８の外壁の間には、その全周に亘ってわずかな隙間８９が形成されている。即ち、ここでも、排気煙道５８は、低温試験室３０を外部から遮蔽する壁（壁４０及び第２遮蔽板８６）と接触していない。
【００２１】
本実施例のエンジンの低温試験装置１０では、排気煙道５８と壁４０が接触していない。そのため、エンジン５０から排出される高温の排気によって排気煙道５８が加熱された場合でも、排気煙道５８によって壁４０が直接加熱されることがない。加熱によって壁４０が劣化することを抑制することができる。また、加熱による劣化を防ぐために、壁４０を不燃材や遮熱板を用いて形成する必要がない。
【００２２】
本実施例のエンジンの低温試験装置１０では、断熱材４６と第１遮蔽板４８と第２遮蔽板８６によって、壁４０に設けられた貫通孔４２を囲うように小部屋７４が構成されており、この小部屋７４にダクト８０が接続された構造が形成されている。小部屋７４には、ダクト８０を通して常温の乾燥空気が供給されている。
【００２３】
後述するように、圧力調整器１００が、小部屋７４内の圧力を低温試験室３０内の圧力よりも低く維持する。そのため本実施例のエンジンの低温試験装置１０では、隙間４９を通して低温試験室３０内の空気が小部屋７４内へ流入する。また、低温試験室３０内の圧力が機械室２０内の圧力（外気圧）よりも高い場合には、圧力調整器１００が、小部屋７４内の圧力を機械室２０内の圧力よりも高く維持する。即ち、低温試験室３０内の圧力が機械室２０内の圧力（外気圧）よりも高い場合には、圧力調整器１００は、小部屋７４内の圧力を低温試験室３０内の圧力よりも低く、かつ機械室２０内の圧力よりも高く維持する。従って、隙間８９を通して小部屋７４内の空気は機械室２０へ流出する。
【００２４】
ダクト８０の下方には、結露水タンク９６が載置されている。結露水タンク９６には、小部屋７４で結露した結露水が集められる。結露水タンク９６の底部には、バルブ９８が設置されており、結露水タンク９６に貯められた結露水はバルブ９８を通して外部へ放出される。
【００２５】
ダクト８０の内部には、ダクト８０の対向部８０ａから非対向部８０ｂに向かう位置にファン９０が設置されている。小部屋７４には、小部屋７４内の圧力を測定する圧力計９２が設置されている。また、ダクト８０の対向部８０ａには、圧力調整弁９４が設置されている。
機械室２０には、圧力計２２が設置されており、低温試験室３０には、圧力計３２が設置されている。また、機械室２０には圧力調整器１００が設置されている。圧力調整器１００は、圧力計２２、３２、９２に接続されており、機械室２０と小部屋７４と低温試験室３０の圧力を監視している。また、圧力調整器１００は、ファン９０と圧力調整弁９４に接続されている。圧力調整器１００は、ファン９０と圧力調整弁９４の開閉度を調整することによって、小部屋７４の圧力を調整する。
【００２６】
本実施例のエンジンの低温試験装置１０では、圧力調整器１００が小部屋７４の圧力を低温試験室３０の圧力よりも低くなるように調整している。そのため、小部屋７４内の空気が低温試験室３０へと流入することがない。これによって、低温試験室３０の内部環境を保持することができ、一定の環境下におけるエンジンの性能を正確に測定することができる。
【００２７】
その一方で、低温試験室３０内の空気が小部屋７４へと流入し、小部屋７４内の空気が冷却される。
本実施例のエンジンの低温試験装置１０では、ダクト８０を通して小部屋７４に乾燥空気が供給されており、小部屋７４における結露の発生が抑制されている。また、低温試験装置１０と小部屋７４の温度差によっては、小部屋７４における結露の発生を完全に防止することができない場合がある。本実施例のエンジンの低温試験装置１０では、結露が発生した場合でも、その発生場所を小部屋７４内に留めることができる。これによって、機械室２０と低温試験室３０のいずれにおいても結露が発生することが防止され、結露により加湿と乾燥の繰返しによって壁４０が劣化することが抑制される。小部屋７４で発生した結露水は、ダクト８０を通して結露水タンク９６へと集められる。
【００２８】
隙間４９を通って低温試験室３０から小部屋７４内に流入した空気は、小部屋７４内においてダクト８０から供給される乾燥空気と混合される。小部屋７４内の圧力は、機械室２０内の圧力よりも高く設定されている。そのため、小部屋７４内で混合した空気は隙間８９を通して機械室２０に流出する。隙間４９は狭く、低温試験室３０から小部屋７４に流入する空気は、ダクト８０から小部屋７４に供給される空気に比べてその体積が少ない。そのため、小部屋７４内で混合した空気は、依然として常温に保たれる。そのため、小部屋７４内で混合した空気が機械室２０に流出した場合でも、機械室２０で結露が発生することがない。壁４０の機械室２０側において結露が発生することが確実に防止される。
【００２９】
エンジンの低温試験装置では、図３に示すように、エンジンの回転数Ｎの上昇に伴ってエンジンの吸気量Ｍが上昇すると、低温試験室３０の圧力が低下し、円６０に示すように、低温試験室３０の圧力が一時的に機械室２０の圧力よりも低下することが起こり得る。
【００３０】
本実施例のエンジンの低温試験装置１０では、低温試験室３０と機械室２０の間に小部屋７４が設けられている。また、小部屋７４の圧力は圧力調整器１００によって低温試験室３０の圧力よりも低く維持されている。低温試験室３０の圧力が機械室２０の圧力よりも低下した場合、小部屋７４の圧力は、機械室２０内の圧力よりも低くなる。そのため、低温試験室３０の圧力が一時的に機械室２０の圧力よりも低下した場合には、機械室２０内の空気は小部屋７４へは流入するが、低温試験室３０へ流入することはない。
また、わずかな隙間８９から機械室２０から小部屋７４内に流入した空気は、小部屋７４内においてダクト８０から供給される乾燥空気と混合される。機械室２０から小部屋７４に流入する空気は、ダクト８０から小部屋７４に供給される空気に比べてその体積が少ない。そのため、小部屋７４内で混合した空気は、小部屋７４の圧力に保たれる。そのため、小部屋７４内で混合した空気が低温試験室３０に流入することがない。
【００３１】
本実施例のエンジンの低温試験装置１０によれば、低温試験室３０内の圧力が一時的に外部の圧力よりも低下しても、外部の空気が排気煙道５８の周囲の隙間から低温試験室３０へと流入することがない。これによって、低温試験室３０内の低温環境が保持され、エンジン５０の性能を正確に試験することができる。また、本実施例のエンジンの低温試験装置１０によれば、加熱や加湿による壁４０の劣化を確実に防止することができる。これによって、エンジンの低温試験装置１０を長寿命化することができ、エンジンの低温試験装置１０を構成するコストを削減することができる。
【００３２】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例の低温試験装置を示す図である。
【図２】従来の低温試験装置を示す図である。
【図３】エンジンの運転状況と低温試験室の圧力の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０：低温試験装置
２０：機械室
２２、３２、９２：圧力計
３０：低温試験室
４０：壁
４２：貫通孔
４６：断熱材
４７：第１貫通孔
４８：第１遮蔽板
５０：エンジン
５４：排気管
５８：排気煙道
７０：支持部材
７４：小部屋
８０：ダクト
８４：第１穴
８６：第２遮蔽板
８７：第２貫通孔
８８：第２穴
９０：ファン
９４：圧力調整弁
９６：結露水タンク
９８：バルブ
１００：圧力調整器
Ｍ：エンジンの吸気量を示すグラフ
Ｎ：エンジンの回転数を示すグラフ
Ｐ：低温試験室の圧力を示すグラフ
【図１】
2010121965.tif 000003
【図２】
2010121965.tif 000004
【図３】
2010121965.tif 000005