(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴霧手段、温度調整手段、及び湿度調整手段を有し、噴霧、乾燥、及び湿潤の各条件を繰り返して複合試験を行うための装置であって、
（1）（あ）試験槽内下部壁面に廻らせた蒸気管から蒸気を試験槽内に導入する第一の湿度発生機と、
（い）試験槽内底部から上方に向かって蒸気を試験槽内に導入させる第二の湿度発生機と
を有し、かつ、
（2）試験槽外に設けた冷却装置で冷却した水を試験槽内壁に廻らした冷却用配管に流して試験槽の壁にスプレーすることにより試験槽内空気を冷却させる手段と、
（3）試験槽内の空気を温度調整しながら攪拌する、ヒータ及び攪拌扇モータを有する循環風路
を有し、
前記第一の湿度発生機と第二の湿度発生機を選択的に用いることにより、
乾燥試験サイクルから湿潤試験サイクルへ移行する際に、１５分以内の一定時間で、試験槽内温度を下降させると同時に湿度を上昇させて湿潤試験を行うことができることを特徴とする複合サイクル試験装置。
【請求項２】
前記冷却装置が、冷却水を流してタンク内の水を冷却する冷却コイルを有する温調タンク及びタンク内の水を上記冷却用配管に送るためのポンプを有することを特徴とする請求項１記載の複合サイクル試験装置。
【請求項３】
上記冷却用配管に送る水の温度が２２℃であることを特徴とする請求項１記載の複合サイクル試験装置。
【請求項４】
噴霧、乾燥、及び湿潤の各条件を繰り返して複合試験を行う複合サイクル試験方法であって、
（1）湿度と温度の調整を、試験槽内下部内壁に廻らせた蒸気管から蒸気を試験槽内に導入する第一の湿度発生機によって行う噴霧試験過程、
（2）つづいて、湿度と温度の調整を、ヒータ及び攪拌扇モータを有する循環風路でヒータを点けて温めた空気を試験槽内に循環させること及び第一の湿度発生機によって行う乾燥試験過程、
（3）乾燥試験過程終了後、試験槽内底部から上方に向かって蒸気を試験槽内に導入させる第二の湿度発生機により湿度を上昇させ、
また、試験槽外に設けた冷却装置で冷却した水を試験槽内壁に廻らした冷却用配管に流して試験槽の壁にスプレーすることより試験槽内空気を冷却させ、かつ、上記循環風路でヒータを止めて冷たい空気を試験槽内に循環させることによって温度を下降させる湿潤試験過程の移行段階、
（4）温度及び湿度が規定値に達した後上記冷却装置を止めて、湿度及び温度の調整を、上記第二の湿度発生機及び上記循環風路でヒータを点けて温めた空気を試験槽内に循環させて行う湿潤試験過程の安定段階
を有することにより、乾燥試験過程から湿潤試験過程への移行時に、15分以内の一定時間で、試験槽内温度を下降させると同時に湿度を上昇させる
ことを特徴とする複合サイクル試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合サイクル試験装置及び複合サイクル試験方法に関する。更に詳しくは、噴霧手段、温度調整手段、及び湿度調整手段を有し、噴霧、乾燥、及び湿潤の各条件を繰り返して複合試験を行うための複合サイクル試験装置及び複合サイクル試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複合サイクル試験は、材料の自然界における腐食を知るための促進試験であり、鋼材等の多くの材料試験に用いられている（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】ＪＡＳＯ  Ｍ  ６０９−９１
【０００３】
噴霧試験過程は、槽内温度３５℃で塩水を噴霧塔や噴霧ノズルで噴霧させて行う。次に乾燥試験過程は、槽内温度６０℃で相対湿度が２５％ＲＨの雰囲気で行う。噴霧試験過程から乾燥試験過程への雰囲気移行時間は３０分以内である。
【０００４】
つづく湿潤試験過程は槽内温度５０℃で相対湿度が９５％ＲＨ以上の雰囲気で行う。乾燥試験過程から湿潤試験過程への雰囲気移行時間は１５分以内である。
【０００５】
つづく塩水試験過程は３５℃相対湿度９８％の雰囲気で行う。湿潤試験過程から塩水試験過程への雰囲気移行時間は３０分以内である。
【０００６】
従来の複合サイクル試験装置においては、乾燥試験から湿潤試験に移行する際に、温度を下降させようとすると湿度が上昇しにくく、湿度を上昇させようとすると温度が下降しにくいため、湿潤試験を行うまでの雰囲気移行時間が長くなるという問題があった。なお、本願において、湿度とは、相対湿度のことをいう。
【０００７】
かかる問題を解決する手段として、フロンを冷媒とする大型冷凍機を付設して、湿潤試験を行うまでの移行時間を１５分以内にする複合サイクル試験装置が採用されていた。しかし、かかる冷凍機では、除湿作用が大きくて温度を下げるだけでなく湿度まで下げてしまうという問題があった。また、湿度を上げるために加湿させると、冷却コイルに霜が付着し、冷却能力が低下するというという問題があった。さらに、試験槽を保温材でくるむ必要があった。また、コストがかかりすぎるという問題があった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５９−４３３３１（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする問題点は、コストを大幅に上げないで乾燥試験から湿潤試験への移行の際に短時間で温度を下降させる一方湿度を上昇させることできない点である。特に、鋼材においては、湿度が上昇する一方で温度が下降するという条件が腐食に大きく影響する。そのため、冬でも夏でも、外気温に係らず、一定時間で乾燥試験から湿潤試験への移行を、確実に行うことが重要となる。
【０００９】
本発明は、かかる問題を鑑みてなされたものであり、したがって、本発明の目的は、乾燥試験から湿潤試験への移行の際に、短時間で温度を下降させる一方湿度を上昇させることを安価にできる複合サイクル試験装置及び複合サイクル試験方法を提供することにある。本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、試行錯誤の上、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の複合サイクル試験装置は、噴霧手段、温度調整手段、及び湿度調整手段を有し、噴霧、乾燥、及び湿潤の各条件を繰り返して複合試験を行うための装置であって、（1）（あ）試験槽内下部壁面に廻らせた蒸気管から蒸気を試験槽内に導入する第一の湿度発生機と、（い）試験槽内底部から上方に向かって蒸気を試験槽内に導入させる第二の湿度発生機とを有し、かつ、（2）試験槽外に設けた冷却装置で冷却した水を試験槽内壁に廻らした冷却用配管に流して試験槽の壁にスプレーすることにより試験槽内空気を冷却させる手段と、（3）試験槽内の空気を温度調整しながら攪拌する、ヒータ及び攪拌扇モータを有する循環風路を有し、前記第一の湿度発生機と第二の湿度発生機を選択的に用いることにより、乾燥試験サイクルから湿潤試験サイクルへ移行する際に、１５分以内の一定時間で、試験槽内温度を下降させると同時に湿度を上昇させて湿潤試験を行うことができることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の複合サイクル試験装置は、更に好ましくは、前記冷却装置が、冷却水を流してタンク内の水を冷却する冷却コイルを有する温調タンク及びタンク内の水を上記冷却用配管に送るためのポンプを有する。
【００１３】
本発明の複合サイクル試験装置は、更に好ましくは、上記冷却用配管に送る水の温度が２２℃である。
【００１４】
本発明の複合サイクル試験方法は、噴霧、乾燥、及び湿潤の各条件を繰り返して複合試験を行う複合サイクル試験方法であって、（1）湿度と温度の調整を、試験槽内下部内壁に廻らせた蒸気管から蒸気を試験槽内に導入する第一の湿度発生機によって行う噴霧試験過程、（2）つづいて、湿度と温度の調整を、ヒータ及び攪拌扇モータを有する循環風路でヒータを点けて温めた空気を試験槽内に循環させること及び第一の湿度発生機によって行う乾燥試験過程、（3）乾燥試験過程終了後、試験槽内底部から上方に向かって蒸気を試験槽内に導入させる第二の湿度発生機により湿度を上昇させ、また、試験槽外に設けた冷却装置で冷却した水を試験槽内壁に廻らした冷却用配管に流して試験槽の壁にスプレーすることより試験槽内空気を冷却させ、かつ、上記循環風路でヒータを止めて冷たい空気を試験槽内に循環させることによって温度を下降させる湿潤試験過程の移行段階、（4）温度及び湿度が規定値に達した後上記冷却装置を止めて、湿度及び温度の調整を、上記第二の湿度発生機及び上記循環風路でヒータを点けて温めた空気を試験槽内に循環させて行う湿潤試験過程の安定段階を有することにより、もって、乾燥試験過程から湿潤試験過程への移行時に、外気温に関らず15分以内の一定時間で、試験槽内温度を下降させると同時に湿度を上昇させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の複合サイクル試験装置及び複合サイクル試験方法は、上述したとおりであるので、乾燥試験から湿潤試験への移行の際に、短時間で温度を下降させる一方湿度を上昇させることを安価にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
通常、湿度を下げようとすれば、温度も下がってしまい、湿度を上げようとすれば、温度も上がってしまうところ、乾燥試験から湿潤試験への移行の際に、短時間で温度を下降させる一方湿度を上昇させることを安価に行うという目的を、大型冷凍機や保温材等を用いずに実現した。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の複合サイクル試験装置の実施例１の正面図（ａ）及び左側面図（ｂ）である。図２は、本発明の複合サイクル試験装置の実施例１の平面図である。図１に示した本発明の実施例１の複合サイクル試験装置（１６）は、第一の湿度発生機（１）、第二の湿度発生機（２）、循環風路（３）、試験槽（１５）、冷却装置（８）及び冷却用配管（７）を有する。内に噴霧塔（１２）を有する。なお、図３は、従来の複合サイクル試験装置の正面図（ａ）及び左側面図（ｂ）である。図４は、従来の複合サイクル試験装置の平面図である。本発明の複合サイクル試験装置と異なり、第二の湿度発生機、冷却装置、冷却用配管がない。
【００１８】
第一の湿度発生機（１）は、試験槽の下にあるヒータ付き水槽と、かかる水槽と連結して試験槽内に満遍なく蒸気を送るために試験槽内下部壁面に廻らせた第一の蒸気管（５）からなる。第一の湿度発生機（１）は、試験槽内下部の壁面全体に第一の蒸気管（５）を廻らせてあるため、試験槽内に湿度を供給すると共に温度も供給する。
【００１９】
一方、第二の湿度発生機（２）は、試験槽の下にあるヒータ付き水槽と、かかる水槽と連結して試験槽内に蒸気を送るために試験槽内底部から上方に向かって蒸気を試験槽内に導入させる第二の蒸気管（６）からなる。第二の蒸気管（６）は、試験槽底ほぼ中央に位置し、試験槽内に湿度を供給するが、温度は供給しないようにするため、試験槽内の水平方向の配管は有しない。第一の湿度発生機（１）と第二の湿度発生機（２）とは、同時には使用しない。温度と湿度を上昇させる目的では第一の湿度発生機（１）を用い、温度を上げずに湿度だけ与えたい場合は第二の湿度発生機（２）を用いる。
【００２０】
冷却装置（８）は、試験槽外に設けてあり、ここで冷却した水を試験槽内壁に廻らした冷却用配管（７）に流して試験槽内の壁にスプレーすることにより試験槽内の空気を冷却する。冷却用配管（７）には、均等に２２箇所冷却用ノズルが設けてある。
【００２１】
冷却装置（８）は、温調タンク（１０）とポンプ（９）を有する。温調タンク（１０）には、水が満たしてある。かかる水を冷却コイル（１１）で冷やして、ポンプ（９）によって冷却用配管（７）に送る。冷却コイル（１１）は、直径１０ｍｍの管の場合、配管長さを１２ｍとし、かかる配管中に水道水を冷却水として６Ｌ／分で流すしくみとなっている。水道水の水温は２０℃以下である。温調タンク（１０）内の水温が常に２２℃を保つように冷却コイル（１１）を流れる水を調整する。調整は、水道水の供給口に設けた電磁弁をＯＮ−ＯＦＦすることにより行う。温調タンク（１０）内に水温調整器を設け、水温が２２℃以上になると冷却コイル（１１）に水が流れるようにし、水温が２２℃未満のときは水を止めるようにする。温調タンク（１０）内の水は乾燥試験過程終了後、各冷却用ノズルから３０ｍＬ／分で９分間試験槽内に放出されるため、１５.９４Ｌ必要となる。
【００２２】
循環風路（３）は、攪拌扇モータ（１４）及びヒータ（４）からなる。試験槽内の空気を温度調整しながら攪拌する役目をする。
【００２３】
噴霧試験過程においては、湿度と温度の調整を、第一の湿度発生機によって行う。つづいて乾燥試験過程では、湿度と温度の調整を、循環風路でヒータを点けて温めた空気を試験槽内に循環させること及び第一の湿度発生機によって行う。さらに、乾燥試験過程終了後の湿潤試験過程の移行段階では、第二の湿度発生機により湿度を上昇させ、冷凍装置で冷却した水を冷却用配管に流して試験槽の壁にスプレーすることより試験槽内空気を冷却させ、かつ、循環風路でヒータを止めて外気を導入し、一部を排気させながら、空気を試験槽内に循環させることによって温度を下降させる。そして、温度及び湿度が規定値に達した後、湿潤試験過程の安定段階に入ったら、冷却装置を止めて冷却水のスプレーを停止し、湿度及び温度の調整を、第二の湿度発生機及び循環風路でヒータを点けて温めた空気を試験槽内に循環させて行う。循環風路の外気導入は、湿潤試験過程の安定段階に入ったら停止する。
【００２４】
温度と湿度の調整は、試験槽内に設けた乾球と湿球によって、冷凍装置や第一の湿度発生機、第二の湿度発生機、循環風路中のヒータや外気導入弁を制御して行う。たとえば、湿潤試験過程の移行段階においては、乾球が５０℃、湿球が４９.１℃となるように制御する。乾球が５０℃、湿球が４９.１℃のとき、相対湿度は９５％ＲＨになる。
【００２５】
より具体的には、移行段階に入ったら、第一ステップとして、乾球温度計が５０℃より高いとき、循環風路の外気導入及び冷却水スプレーがＯＮとなるように制御する。また、第二の湿度発生機は、乾球温度計が５０℃より高いときは、湿球温度計が４９.１℃以下の場合にＯＮとなるように制御される。
【００２６】
乾球温度計がひとたび５０℃以下となったら、第二ステップとして、循環風路の外気導入はＯＦＦとなるように制御される。一方、冷却水スプレーが数分間ＯＮとなりその後ＯＦＦとするタイマーが働く。そして、第二の湿度発生機は、湿球温度計による制御ではなく、乾球温度計が５０℃より高い場合にＯＦＦとなるように制御される。冷却水スプレーがＯＮとなっている数分間は、過冷却状態になるので、第二の湿度発生機はＯＮのままの状態となる。冷却水スプレーがＯＦＦとなった後は、第二の湿度発生機のみのＯＮ−ＯＦＦにより温度と湿度を安定させる。移行段階に入って約１０分程度で、冷却水スプレーがＯＦＦとなるので、移行段階に入って１５分後には、温度も湿度も規定の状態で十分安定する。
【００２７】
図５は、本発明の複合サイクル試験装置による温度及び湿度の測定結果を示す図である。図６は、従来の複合サイクル試験装置による温度及び湿度の測定結果である。ともに、湿潤試験過程の移行段階に入ってからの時間に対する試験槽内の温度と湿度を表している図である。本発明によれば、従来と比べ、温度と湿度が安定するのが早いことがわかる。
【００２８】
本発明の複合サイクル試験装置の実施例１によれば、乾燥試験過程から湿潤試験過程への移行時に、15分以内の一定時間で、試験槽内温度を下降させると同時に湿度を上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の複合サイクル試験装置の実施例１の正面図（ａ）及び左側面図（ｂ）である。（実施例１）
【図２】本発明の複合サイクル試験装置の実施例１の平面図である。（実施例１）
【図３】従来の複合サイクル試験装置の正面図（ａ）及び左側面図（ｂ）である。
【図４】従来の複合サイクル試験装置の平面図である。
【図５】本発明の複合サイクル試験装置による温度及び湿度の測定結果を示す図である。（実施例１）
【図６】従来の複合サイクル試験装置による温度及び湿度の測定結果である。
【符号の説明】
【００３０】
１  第一の湿度発生機
２  第二の湿度発生機
３  循環風路
４  ヒータ
５  第一の蒸気管
６  第二の蒸気管
７  冷却用配管
８  冷却装置
９  ポンプ
１０  温調タンク
１１  冷却コイル
１２  噴霧塔
１３  試験片
１４  攪拌扇モータ
１５  試験槽
１６  複合サイクル試験装置
【要約】
【課題】複合サイクル試験装置及び複合サイクル試験方法に関するものであって、乾燥試験から湿潤試験への移行の際に、短時間で温度を下降させる一方湿度を上昇させることを安価にできる複合サイクル試験装置及び複合サイクル試験方法を提供すること。
【解決手段】（1）（あ）試験槽内下部壁面に廻らせた蒸気管から蒸気を試験槽内に導入する第一の湿度発生機と、（い）試験槽内底部から上方に向かって蒸気を試験槽内に導入させる第二の湿度発生機とを有し、かつ、（2）試験槽外に設けた冷却装置で冷却した水を試験槽内壁に廻らした冷却用配管に流して試験槽の壁にスプレーすることにより試験槽内空気を冷却させる手段と、（3）試験槽内の空気を温度調整しながら攪拌する、ヒータ及び攪拌扇モータを有する循環風路を有する複合サイクル試験装置及びこれを利用した複合サイクル試験方法。
【選択図】図１
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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