(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却装置によって槽内を冷却する機能を備えた環境試験装置において、
前記冷却装置は、低温側圧縮部、低温側凝縮部、低温側膨張部及び低温側蒸発部を有し冷媒が循環する低温側冷凍回路と、
高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部及び凝縮器冷却用蒸発部を有し、冷媒が循環する高温側冷凍回路とが設けられ、
凝縮器冷却用蒸発部によって低温側凝縮部を冷却可能であり、
高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部に冷媒を通過させて槽内を冷却する一元運転と、
高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を通過させて低温側凝縮部を冷却すると共に低温側冷凍回路に冷媒を通過させて槽内を冷却する二元運転とを行うことが可能であり、
一元運転から二元運転に切り換える際に、一時的に槽内冷却用蒸発部と凝縮器冷却用蒸発部の双方に冷媒を通過させる移行運転が実施され、
前記高温側膨張部は、槽内冷却用蒸発部に冷媒を供給する槽内冷却用膨張経路と、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を供給する凝縮器用膨張経路を有し、前記槽内冷却用膨張経路は冷媒の通過面積を変更可能であり、
凝縮器用膨張経路は冷媒の通過経路を開閉可能であり、
前記移行運転においては、凝縮器用膨張経路が開かれると共に槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積が一元運転の状態から絞られることを特徴とする環境試験装置。
【請求項２】
冷却装置によって槽内を冷却する機能を備えた環境試験装置において、
前記冷却装置は、低温側圧縮部、低温側凝縮部、低温側膨張部及び低温側蒸発部を有し冷媒が循環する低温側冷凍回路と、
高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部及び凝縮器冷却用蒸発部を有し、冷媒が循環する高温側冷凍回路とが設けられ、
凝縮器冷却用蒸発部によって低温側凝縮部を冷却可能であり、
高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部に冷媒を通過させて槽内を冷却する一元運転と、
高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を通過させて低温側凝縮部を冷却すると共に低温側冷凍回路に冷媒を通過させて槽内を冷却する二元運転とを行うことが可能であり、
一元運転から二元運転に切り換える際に、一時的に槽内冷却用蒸発部と凝縮器冷却用蒸発部の双方に冷媒を通過させる移行運転が実施され、
前記高温側膨張部は、槽内冷却用蒸発部に冷媒を供給する槽内冷却用膨張経路と、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を供給する凝縮器用膨張経路を有し、前記槽内冷却用膨張経路は冷媒の通過面積を変更可能であり、
凝縮器用膨張経路は冷媒の通過経路を開閉可能であり、
前記移行運転においては、凝縮器用膨張経路が開かれると共に槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積が徐々に絞られ、一定時間経過後には槽内冷却用膨張経路が全閉されることを特徴とする環境試験装置。
【請求項３】
外気温度を検知する外気温度検知手段を有し、一元運転から二元運転に切り換える際の外気温度が外気基準温度以上である場合には、外気温度が外気基準温度未満である場合に比べて槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積が絞られることを特徴とする請求項１又は２に記載の環境試験装置。
【請求項４】
槽内の温度を検知する槽内温度検知手段を有し、一元運転から二元運転に切り換える際の槽内温度が槽内基準温度未満である場合には、槽内温度が槽内基準温度以上である場合に比べて槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積が絞られることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の環境試験装置。
【請求項５】
槽内冷却用膨張経路は、複数のキャピラリーチューブが並列に配管されたものであり、一又は複数のキャピラリーチューブに対して直列に開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の環境試験装置。
【請求項６】
断熱材で覆われた槽内を冷却する冷却装置において、
低温側圧縮部、低温側凝縮部、低温側膨張部及び低温側蒸発部を有し冷媒が循環する低温側冷凍回路と、
高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部及び凝縮器冷却用蒸発部を有し、冷媒が循環する高温側冷凍回路とが設けられ、
凝縮器冷却用蒸発部によって低温側凝縮部を冷却可能であり、
高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部に冷媒を通過させて槽内を冷却する一元運転と、
高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を通過させて低温側凝縮部を冷却すると共に低温側冷凍回路に冷媒を通過させて槽内を冷却する二元運転とを行うことが可能であり、
一元運転から二元運転に切り換える際に、一時的に槽内冷却用蒸発部と凝縮器冷却用蒸発部の双方に冷媒を通過させる移行運転が実施され、
前記高温側膨張部は、槽内冷却用蒸発部に冷媒を供給する槽内冷却用膨張経路と、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を供給する凝縮器用膨張経路を有し、前記槽内冷却用膨張経路は冷媒の通過面積を変更可能であり、
凝縮器用膨張経路は冷媒の通過経路を開閉可能であり、
前記移行運転においては、凝縮器用膨張経路が開かれると共に槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積が一元運転の状態から絞られることを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
断熱材で覆われた槽内を冷却する冷却装置において、
低温側圧縮部、低温側凝縮部、低温側膨張部及び低温側蒸発部を有し冷媒が循環する低温側冷凍回路と、
高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部及び凝縮器冷却用蒸発部を有し、冷媒が循環する高温側冷凍回路とが設けられ、
凝縮器冷却用蒸発部によって低温側凝縮部を冷却可能であり、
高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部に冷媒を通過させて槽内を冷却する一元運転と、
高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を通過させて低温側凝縮部を冷却すると共に低温側冷凍回路に冷媒を通過させて槽内を冷却する二元運転とを行うことが可能であり、
一元運転から二元運転に切り換える際に、一時的に槽内冷却用蒸発部と凝縮器冷却用蒸発部の双方に冷媒を通過させる移行運転が実施され、
前記高温側膨張部は、槽内冷却用蒸発部に冷媒を供給する槽内冷却用膨張経路と、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を供給する凝縮器用膨張経路を有し、前記槽内冷却用膨張経路は冷媒の通過面積を変更可能であり、
凝縮器用膨張経路は冷媒の通過経路を開閉可能であり、
前記移行運転においては、凝縮器用膨張経路が開かれると共に槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積が徐々に絞られ、一定時間経過後には槽内冷却用膨張経路が全閉されることを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は環境試験装置に関するものであり、さらに詳しくは、圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器によって構成される冷凍回路を複数有し、１つの冷凍回路だけを使用して運転する一元運転と、２以上の冷凍回路を連結的に運転する二元運転の切り換えが可能な冷却装置を備えた環境試験装置に関するものである。
また本発明は、一元運転と二元運転の切り換えが可能な冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に環境試験装置には、冷却装置が搭載されている。冷却装置は、圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器によって構成され、内部に相変化する冷媒が循環する冷凍回路を有している。冷凍回路内において冷媒は圧縮機によって圧縮され、凝縮器によって凝縮し、膨張手段で膨張した後に、蒸発器で蒸発し、再び圧縮機に戻る。そして冷媒は、蒸発器で蒸発する際に周囲から熱を奪う。
【０００３】
環境試験装置に採用される冷却装置は、一組の圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器によって構成されて冷凍回路によって冷却を行う構造のものが多い。
より低い温度が要求される場合には、２以上の冷凍回路をカスケードコンデンサで熱的に連結して二元運転を行う冷却装置が用いられる。
二元運転を行う冷却装置は、複数の冷凍回路を有している。二元運転を行う冷却装置は、高温側冷凍回路と低温側冷凍回路を有し、高温側冷凍回路の蒸発器と低温側冷凍回路の凝縮器が一体化されてカスケードコンデンサを構成している。
二元運転を行う冷却装置によると、低温側冷凍回路の凝縮器がより冷却され、極低温を作り出すことができる。
【０００４】
ところで二元運転で冷却を行うと、低温での冷却能力は高まるものの、複数の冷凍回路を運転することになるので電力消費量が多い。従って極低温が要求されない場合、即ち中程度の低温環境を作りたい場合には、一組の冷凍回路だけを使用して冷却装置を運転することが望ましい。即ち中程度の低温環境を作りたい場合には、一元運転で冷却装置を運転することが望ましい。
【０００５】
特許文献１には、一元運転と二元運転との切り換えを行うことが可能な冷却装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１７４３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
環境試験装置は、各種の試験を実施するものであり、被試験物を一定の温度環境にさらす場合や、高温環境から低温環境に変化させて被試験物の性能を試験する様な場合がある。後者の高温環境から低温環境に変化させて試験する場合は、温度の変化勾配が一定であることが望ましい。
ここで、一元運転と二元運転との切り換えを行うことが可能な冷却装置を使用して、例えば槽内を摂氏１５０度から摂氏マイナス４０度という様な低温に変化させる場合は、一元運転で運転を開始し、途中で二元運転に切り換えることとなる。即ち槽内の温度が高い時期には冷却装置を一元運転で運転し、槽内の温度がある程度低下すると、運転モードを二元運転に切り換え、最終的に摂氏マイナス４０度に至らせる。
【０００８】
しかしながら、槽内の温度を低下させる過程で運転モードを切り換えると、切り換え直後に槽内の温度が一時的に上昇してしまう場合がある。
【０００９】
この理由は、冷却装置を二元運転に切り換えた直後は、低温側冷凍回路の凝縮器の温度が高く、低温側冷凍回路が十分に機能しないためである。
即ち二元運転を行う場合、高温側蒸発器によって低温側冷凍回路の凝縮器が冷却されなければ低温側冷凍回路が機能しない。そのため、運転モードを一元運転から二元運転へ切り替えた直後には、一時的に冷却装置の冷却能力が低下してしまい、二元運転で運転を行っているにもかかわらず、槽内温度の降下速度が遅くなったり、槽内温度が上昇したりするのであった。
【００１０】
そこで、本発明は、一元運転と二元運転との切替が可能な冷却装置であり、切り替えの際に冷却能力が低下しにくく、従来に比べて温度の変化勾配の変化が少ない環境試験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】
【００１１】
そして、上記した目的を達成するための請求項１に記載の発明は、冷却装置によって槽内を冷却する機能を備えた環境試験装置において、前記冷却装置は、低温側圧縮部、低温側凝縮部、低温側膨張部及び低温側蒸発部を有し冷媒が循環する低温側冷凍回路と、高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部及び凝縮器冷却用蒸発部を有し、冷媒が循環する高温側冷凍回路とが設けられ、凝縮器冷却用蒸発部によって低温側凝縮部を冷却可能であり、高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部に冷媒を通過させて槽内を冷却する一元運転と、高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を通過させて低温側凝縮部を冷却すると共に低温側冷凍回路に冷媒を通過させて槽内を冷却する二元運転とを行うことが可能であり、一元運転から二元運転に切り換える際に、一時的に槽内冷却用蒸発部と凝縮器冷却用蒸発部の双方に冷媒を通過させる移行運転が実施され、前記高温側膨張部は、槽内冷却用蒸発部に冷媒を供給する槽内冷却用膨張経路と、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を供給する凝縮器用膨張経路を有し、前記槽内冷却用膨張経路は冷媒の通過面積を変更可能であり、凝縮器用膨張経路は冷媒の通過経路を開閉可能であり、前記移行運転においては、凝縮器用膨張経路が開かれると共に槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積が一元運転の状態から絞られることを特徴とする環境試験装置である。
【００１２】
本発明の環境試験装置では、一元運転から二元運転に切り換える際に、一時的に槽内冷却用蒸発部と凝縮器冷却用蒸発部の双方に冷媒を通過させる移行運転が実施される。そのため二元運転が開始された直後は、高温側の槽内冷却用蒸発部にも冷媒が供給され続け、高温側の槽内冷却用蒸発部もある程度の冷却機能を維持している。そのため槽内温度が上昇する現象が発生しにくい。
また本発明の環境試験装置では、移行運転時に槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積が絞られる。そのため凝縮器用膨張経路を流れる冷媒の量と、槽内冷却用膨張経路を流れる冷媒の量とのバランスをとることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、冷却装置によって槽内を冷却する機能を備えた環境試験装置において、前記冷却装置は、低温側圧縮部、低温側凝縮部、低温側膨張部及び低温側蒸発部を有し冷媒が循環する低温側冷凍回路と、高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部及び凝縮器冷却用蒸発部を有し、冷媒が循環する高温側冷凍回路とが設けられ、凝縮器冷却用蒸発部によって低温側凝縮部を冷却可能であり、高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部に冷媒を通過させて槽内を冷却する一元運転と、高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を通過させて低温側凝縮部を冷却すると共に低温側冷凍回路に冷媒を通過させて槽内を冷却する二元運転とを行うことが可能であり、一元運転から二元運転に切り換える際に、一時的に槽内冷却用蒸発部と凝縮器冷却用蒸発部の双方に冷媒を通過させる移行運転が実施され、前記高温側膨張部は、槽内冷却用蒸発部に冷媒を供給する槽内冷却用膨張経路と、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を供給する凝縮器用膨張経路を有し、前記槽内冷却用膨張経路は冷媒の通過面積を変更可能であり、凝縮器用膨張経路は冷媒の通過経路を開閉可能であり、前記移行運転においては、凝縮器用膨張経路が開かれると共に槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積が徐々に絞られ、一定時間経過後には槽内冷却用膨張経路が全閉されることを特徴とする環境試験装置である。
【００１４】
本発明によると、冷却能力の急激な変化が抑制されるので、温度の変化勾配の急変が減少する。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、外気温度を検知する外気温度検知手段を有し、一元運転から二元運転に切り換える際の外気温度が外気基準温度以上である場合には、外気温度が外気基準温度未満である場合に比べて槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積が絞られることを特徴とする請求項１又は２に記載の環境試験装置である。
【００１６】
本発明は、環境試験装置の小型化に寄与することができる発明であり、特に高温側凝縮部の小型化を図ることができる発明である。
本発明の基本構成（請求項１）として、一元運転から二元運転に切り換える際に移行運転が実施され、一時的に槽内冷却用蒸発部と凝縮器冷却用蒸発部の双方に冷媒が流される。
ここで、一元運転を行っている際における槽内冷却用蒸発部に対する冷媒供給量を維持した状態で、凝縮器冷却用蒸発部にも冷媒を流すと、高圧側冷凍回路を循環する冷媒量が増加することとなり、高温側凝縮部に掛かる負荷が増大する。その結果、高温側凝縮部を含む高温側の冷媒圧力が上昇し、高温側凝縮部を含む高温側の圧力が設計圧力を超え、高圧側回路の損傷の恐れがあり、また、圧縮機の仕様を外れる場合は圧縮機の故障の原因ともなり得る。
この問題に対する解決手段として、凝縮器を大きくし、移行運転時における凝縮負荷に耐えさせる方策（以下、凝縮器の大型化）が考えられる。
またもう一つの方策として、移行運転時においては、槽内冷却用膨張経路の通過面積を極端に絞り、高圧側冷凍回路を循環する冷媒量を減らす方策（以下、冷媒循環量の低下）が考えられる。
しかしながら、前者の「凝縮器の大型化」による対策は、環境試験装置自体の大型化を招き、好ましくない。
また後者の「冷媒循環量の低下」による対策は、冷却装置自体の冷却量を減らすこととなり、望ましくない。即ち冷却装置は、可能な限りフルパワーで運転して槽内の冷却に寄与させるべきであるが、後者の「冷媒循環量の低下」による対策は、冷却装置が持つ能力の一部をだけを使用することとなり、持っている冷凍能力を有効に活用できない。
請求項３に記載の発明は、これらの問題を解消するために開発された発明である。
本発明の環境試験装置では、外気温度に応じて槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積を変化させ、高温側凝縮部内の圧力が設計圧力を超えることを防いでいる。
即ち、高温側凝縮部内の圧力は、冷媒循環量だけでなく、外気温度とも相関関係があり、外気温度が高いと高温側凝縮部内の圧力が高くなり、外気温度が低いと高温側凝縮部内の圧力が低くなる傾向となる。
そこで本発明は、一元運転から二元運転に切り換える際の外気温度が一定温度（外気基準温度）以上である場合には、外気温度が一定未満（外気基準温度未満）である場合に比べて槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積を絞ることとし、高温側凝縮部内の圧力が過度に上昇することを防いだ。
本発明によると、大型の凝縮器を搭載する必要が無いから、環境試験装置を小型化することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、槽内の温度を検知する槽内温度検知手段を有し、一元運転から二元運転に切り換える際の槽内温度が槽内基準温度未満である場合には、槽内温度が槽内基準温度以上である場合に比べて槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積が絞られることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の環境試験装置である。
【００１８】
前記した様に、冷却装置は、可能な限りフルパワーで運転して槽内の冷却に寄与させるべきであるから、一元運転から二元運転に切り換える際には、槽内冷却用膨張経路にできるだけ大量の冷媒を流すことが望ましい。そのためには、槽内冷却用膨張経路の冷媒通過面積を最大にすることが望ましい。
しかしながら、槽内冷却用膨張経路の冷媒通過面積を多くすると、冷媒の蒸発圧力が上昇し、冷媒の蒸発温度が上昇する。即ち、槽内冷却用膨張経路の冷媒通過面積を多くすると、冷媒の通過量が増大し、冷媒の蒸発量が増大するので、冷媒が奪う総熱量は多くなるが、冷媒の蒸発温度は高くなる。
一方、一元運転から二元運転に切り換える際や、二元運転が開始される際には、すでに槽内の温度が低い場合がある。そのため槽内冷却用膨張経路の冷媒通過面積を最大にすると、冷媒の蒸発温度が槽内温度と近くなり、温度差が取れないため、槽内冷却用蒸発部での冷媒が蒸発しなくなってしまう。
そこで本発明では、一元運転から二元運転に切り換える際、又は二元運転が開始される際の槽内温度が一定温度未満（槽内基準温度未満）である場合には、槽内温度が一定以上（槽内基準温度以上）である場合に比べて槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積を絞ることとし、冷媒の蒸発温度を下げて槽内冷却用蒸発部での熱交換を促進することとした。
【００１９】
槽内冷却用膨張経路は、複数のキャピラリーチューブが並列に配管されたものであり、一又は複数のキャピラリーチューブに対して直列に開閉弁が設けられていることが望ましい（請求項５）。
【００２０】
また同様の課題を解決する冷却装置の発明は、断熱材で覆われた槽内を冷却する冷却装置において、低温側圧縮部、低温側凝縮部、低温側膨張部及び低温側蒸発部を有し冷媒が循環する低温側冷凍回路と、高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部及び凝縮器冷却用蒸発部を有し、冷媒が循環する高温側冷凍回路とが設けられ、凝縮器冷却用蒸発部によって低温側凝縮部を冷却可能であり、高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部に冷媒を通過させて槽内を冷却する一元運転と、高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を通過させて低温側凝縮部を冷却すると共に低温側冷凍回路に冷媒を通過させて槽内を冷却する二元運転とを行うことが可能であり、一元運転から二元運転に切り換える際に、一時的に槽内冷却用蒸発部と凝縮器冷却用蒸発部の双方に冷媒を通過させる移行運転が実施され、前記高温側膨張部は、槽内冷却用蒸発部に冷媒を供給する槽内冷却用膨張経路と、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を供給する凝縮器用膨張経路を有し、前記槽内冷却用膨張経路は冷媒の通過面積を変更可能であり、凝縮器用膨張経路は冷媒の通過経路を開閉可能であり、前記移行運転においては、凝縮器用膨張経路が開かれると共に槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積が一元運転の状態から絞られることを特徴とする。
またもう一つの発明は、断熱材で覆われた槽内を冷却する冷却装置において、低温側圧縮部、低温側凝縮部、低温側膨張部及び低温側蒸発部を有し冷媒が循環する低温側冷凍回路と、高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部及び凝縮器冷却用蒸発部を有し、冷媒が循環する高温側冷凍回路とが設けられ、凝縮器冷却用蒸発部によって低温側凝縮部を冷却可能であり、高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、槽内冷却用蒸発部に冷媒を通過させて槽内を冷却する一元運転と、高温側冷凍回路の高温側圧縮部、高温側凝縮部、高温側膨張部、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を通過させて低温側凝縮部を冷却すると共に低温側冷凍回路に冷媒を通過させて槽内を冷却する二元運転とを行うことが可能であり、一元運転から二元運転に切り換える際に、一時的に槽内冷却用蒸発部と凝縮器冷却用蒸発部の双方に冷媒を通過させる移行運転が実施され、前記高温側膨張部は、槽内冷却用蒸発部に冷媒を供給する槽内冷却用膨張経路と、凝縮器冷却用蒸発部に冷媒を供給する凝縮器用膨張経路を有し、前記槽内冷却用膨張経路は冷媒の通過面積を変更可能であり、凝縮器用膨張経路は冷媒の通過経路を開閉可能であり、前記移行運転においては、凝縮器用膨張経路が開かれると共に槽内冷却用膨張経路の冷媒の通過面積が徐々に絞られ、一定時間経過後には槽内冷却用膨張経路が全閉されることを特徴とする冷却装置である。
【００２１】
本発明によると、槽内温度を低下させる過程で槽内温度が一時的に上昇する現象が発生しにくい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の環境試験装置及び冷却装置は、一元運転から二元運転へ切り替える際の冷却能力の低下が少なく、従来に比べて温度の変化勾配の変化が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態の環境試験装置の断面図である。
【図２】図１の環境試験装置に搭載されている冷却装置の作動原理図である。
【図３】図２の冷却装置を一元運転した場合における冷媒の流れを太線で表した作動原理図である。
【図４】図２の冷却装置を移行運転した場合における冷媒の流れを太線で表した作動原理図であり、第１ステージにおける冷媒の流れを示す。
【図５】図２の冷却装置を移行運転した場合における冷媒の流れを太線で表した作動原理図であり、第２ステージにおける冷媒の流れを示す。
【図６】図２の冷却装置を移行運転した場合における冷媒の流れを太線で表した作動原理図であり、第３ステージにおける冷媒の流れを示す。
【図７】図２の冷却装置を移行運転した場合における冷媒の流れを太線で表した作動原理図であり、第４ステージにおける冷媒の流れを示す。
【図８】図２の冷却装置を移行運転した場合における冷媒の流れを太線で表した作動原理図であり、第５ステージにおける冷媒の流れを示す。
【図９】図２の冷却装置を二元運転した場合における冷媒の流れを太線で表した作動である。
【図１０】本実施形態の環境試験装置の試験室内を高温状態から低温状態に変化させた場合における時間経過と試験室内の温度との関係を実測したグラフである。
【図１１】環境試験装置の試験室内を高温状態から低温状態に変化させた場合における時間経過と試験室内の温度との関係を実測したグラフであり、冷却装置を一元運転していた状態から移行運転を経ずに二元運転に切り換えた場合を示す。
【図１２】外気温度が高いという条件下において、本実施形態の環境試験装置の試験室内を、高温状態から低温状態に変化させた場合における試験室内の温度と高温側凝縮部内の冷媒の圧力との関係を実測したグラフである。
【図１３】外気温度が高いという条件下において、環境試験装置の試験室内を高温状態から低温状態に変化させた場合における試験室内の温度と高温側凝縮部内の冷媒の圧力との関係を実測したグラフであり、冷却装置を一元運転していた状態から移行運転を経ずに二元運転に切り換えた場合を示す。
【図１４】本実施形態の環境試験装置を、一元運転して試験室内に温度が低い環境を作り、移行運転を経て二元運転に切り換えた場合における試験室内の温度と冷媒の蒸発温度との関係を実測したグラフである。
【図１５】環境試験装置を、一元運転して試験室内に温度が低い環境を作り、移行運転を経ずに二元運転に切り換えた場合における試験室内の温度と冷媒の蒸発温度との関係を実測したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。
本実施形態の環境試験装置１は、小型のものであり、卓上に設置することができる程度の大きさである。環境試験装置１の基本構成は、公知のものと大差なく、図１に示すように断熱壁２によって覆われた断熱槽３を有している。そして当該断熱槽３の一部に試験室５が形成されている。試験室５は、被試験物を設置する空間である。
環境試験装置１は、さらに加湿装置６、冷却装置７、加熱ヒータ８、及び送風機１０を備えている。
環境試験装置１には、試験室５と連通する空気流路１５があり、当該空気流路１５に前記した加湿装置６と、冷却装置７と、加熱ヒータ８、及び送風機１０が設けられている。また空気流路１５の出口側に、温度センサー（槽内温度検知手段）１２と湿度センサー１３が設けられている。環境試験装置１では、前記した空気流路１５内の部材と、温度センサー１２及び湿度センサー１３によって空気調和装置１７が構成されている。
また本実施形態の環境試験装置１は、外部の温度を検知する外気温度センサー（外気温度検知手段）１８を有している。
環境試験装置１は、空気調和装置１７によって、試験室５（断熱槽３）内に所望の温度・湿度環境を作ることができる。
【００２５】
本発明の実施形態の環境試験装置１で採用する冷却装置７は、図２に示されるような冷凍回路を備えている。
以下、冷却装置７の冷凍回路について説明する。
本実施形態の環境試験装置１で採用する冷却装置７は、低温側冷凍回路２０と、高温側冷凍回路２１を備えている。
低温側冷凍回路２０は、作動原理図で外周側に描かれている回路であり、低温側圧縮部２２、低温側冷媒予冷部２３、低温側凝縮部２５、低温側膨張部２６、及び低温側蒸発部２７を有し、これらが環状に接続されたものである。
【００２６】
ここで低温側圧縮部２２は、公知の圧縮機である。低温側冷媒予冷部２３は、公知の空冷式熱交換器であり、冷媒が通過する。
低温側凝縮部２５は、低温側冷凍回路２０の一部を構成し、圧縮された冷媒ガスが導入されて液化される部位である。
低温側膨張部２６は、キャピラリーチューブである。
低温側蒸発部２７は、公知の蒸発器であり、後記する槽内冷却用蒸発部３３と一体化されて試験室５と連通する空気流路１５に設置されている。
【００２７】
高温側冷凍回路２１は、作動原理図で内周側に描かれている回路であり、高温側圧縮部３０、高温側凝縮部３１、高温側膨張部３２、槽内冷却用蒸発部３３及び凝縮器冷却用蒸発部３５を有し冷媒が循環する高温側冷凍回路である。
本実施形態では、槽内冷却用蒸発部３３と凝縮器冷却用蒸発部３５は、高温側圧縮部３０に対して並列に配管されている。
また高温側膨張部３２は、大きく槽内冷却用膨張経路３６と、凝縮器用膨張経路３７に分かれている。槽内冷却用膨張経路３６は槽内冷却用蒸発部３３に接続され、凝縮器用膨張経路３７は凝縮器冷却用蒸発部３５に接続されている。
【００２８】
高温側圧縮部３０は、公知の圧縮機である。高温側凝縮部３１は、公知の凝縮器である。本実施形態では、高温側凝縮部３１と前記した低温側冷媒予冷部２３が隣接して配置され、同一の送風機３８で送風されて熱交換が行われる。
高温側膨張部３２は作動原理図において一点鎖線で囲んだ部位であり、複数のキャピラリーチューブによって構成されている。本実施形態では、６個のキャピラリーチューブで構成されている。
【００２９】
説明の便宜上、６個のキャピラリーチューブを凝縮器用キャピラリーチューブ４０、槽内冷却用第１キャピラリーチューブ（以下、第１キャピラリーチューブ）４１、槽内冷却用第２キャピラリーチューブ（以下、第２キャピラリーチューブ）４２、槽内冷却用第３キャピラリーチューブ（以下、第３キャピラリーチューブ）４３、槽内冷却用第４キャピラリーチューブ（以下、第４キャピラリーチューブ）４４、槽内冷却用第５キャピラリーチューブ（以下、第５キャピラリーチューブ）４５と称することとする。
【００３０】
上記した６個のキャピラリーチューブの内、凝縮器用キャピラリーチューブ４０だけが凝縮器用膨張経路３７として機能し、他の５個のキャピラリーチューブは、いずれも槽内冷却用膨張経路３６として機能する。
槽内冷却用膨張経路３６を構成する５個のキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５は、いずれも同一の開口断面積を有している。凝縮器用キャピラリーチューブ４０の開口断面積は、槽内冷却用膨張経路３６を構成するキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５の開口断面積よりも大きい。
【００３１】
槽内冷却用蒸発部３３は、公知の蒸発器であり、低温側蒸発部２７と一体化され、試験室５と連通する空気流路１５に設置されている。
【００３２】
凝縮器冷却用蒸発部３５は、冷媒を気化させる空間であり、前記した低温側凝縮部２５と一体化されてカスケードコンデンサ４６を構成している。そのため、凝縮器冷却用蒸発部３５が発生する冷熱によって、低温側凝縮部２５を冷却することができる。
【００３３】
高温側冷凍回路２１の配管系統はやや複雑であり、高温側圧縮部３０を起点として、高温側凝縮部３１、高温側膨張部３２の槽内冷却用膨張経路３６、槽内冷却用蒸発部３３を巡って高温側圧縮部３０に戻る主回路５０と、高温側圧縮部３０を起点として、高温側凝縮部３１、高温側膨張部３２の凝縮器用膨張経路３７、凝縮器冷却用蒸発部３５を巡って高温側圧縮部３０に戻る補助回路５１に分かれている。
補助回路５１の凝縮器冷却用蒸発部３５から高温側圧縮部３０に至る間には、逆止弁４７が設けられている。
【００３４】
また主回路５０と、補助回路５１との分岐部５３があり、当該分岐部５３から下流側（冷媒の流れ方向を基準とする）には、それぞれ主回路側開閉弁５５と、補助回路側開閉弁５６が設けられている。主回路側開閉弁５５及び補助回路側開閉弁５６はいずれも電磁弁である。
【００３５】
さらに、主回路５０側の膨張部たる槽内冷却用膨張経路３６は、前記した様に５個のキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５によって構成されているが、これらはいずれも分岐配管によって並列に配管されている。
そして第５キャピラリーチューブ４５に至る分岐配管を除いて、各分岐配管に開閉弁６０，６１，６２，６３が設けられている。これらはいずれもキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，に直列に接続されている。
説明の便宜上、第１キャピラリーチューブ４１に繋がる配管に接続された開閉弁６０を第１開閉弁６０と称し、第２キャピラリーチューブ４２に繋がる配管に接続された開閉弁６１を第２開閉弁６１と称し、第３キャピラリーチューブ４３に繋がる配管に接続された開閉弁６２を第３開閉弁６２と称し、第４キャピラリーチューブ４４に繋がる配管に接続された開閉弁６３を第４開閉弁６３と称することとする。
【００３６】
前記した５個のキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５が接続された分岐配管は、第１キャピラリーチューブ４１が接続された配管と、第２キャピラリーチューブ４２が接続された配管が集合されて第１中グループを構成し、第３キャピラリーチューブ４３が接続された配管と、第４キャピラリーチューブ４４が接続された配管と、第５キャピラリーチューブ４５が接続された配管が集合された第２中グループを構成している。
【００３７】
二つの中グループの下流側には合流部７０があり、その下流側が槽内冷却用蒸発部３３に接続されている。
ただし、合流部７０から槽内冷却用蒸発部３３に至る配管の一部が、槽内冷却用蒸発部３３から高温側圧縮部３０に戻る戻り配管７１と接している。この理由は、槽内冷却用蒸発部３３から高温側圧縮部３０に戻る冷媒を冷却し、高温側圧縮部３０に過度に高温の冷媒が流入することを防ぐためである。
【００３８】
本実施形態の冷却装置７は、一元運転で運転することができる。一元運転は、高温側冷凍回路２１の主回路５０だけに冷媒を循環させて行う運転モードである。即ち一元運転を行う場合には、高温側圧縮部３０だけを起動し、低温側圧縮部２２は停止する。
一元運転における冷媒の流れは図３の通りである。即ち、高温側圧縮部３０を起動すると共に主回路５０に属する開閉弁５５，６０，６１，６２，６３を全て開き、補助回路５１に属する開閉弁（補助回路側開閉弁５６）を閉じる。その結果、高温側圧縮部３０を起点として、高温側凝縮部３１、高温側膨張部３２の槽内冷却用膨張経路３６、槽内冷却用蒸発部３３に冷媒が流れ、槽内冷却用蒸発部３３の表面温度が低下して試験槽内を冷却する。
【００３９】
また本実施形態の冷却装置７は、二元運転で運転することもできる。二元運転は、高温側冷凍回路２１の補助回路５１と、低温側冷凍回路２０に冷媒を循環させて行う運転モードである。即ち二元運転を行う場合には、高温側圧縮部３０と、低温側圧縮部２２の双方を起動する。
二元運転における冷媒の流れは図９の通りである。即ち、高温側圧縮部３０を起動すると共に主回路５０に属する開閉弁５５，６０，６１，６２，６３を全て閉じ、補助回路５１に属する補助回路側開閉弁５６を開く。その結果、高温側圧縮部３０を起点として、高温側凝縮部３１、高温側膨張部３２の凝縮器用膨張経路３７、凝縮器冷却用蒸発部３５を巡って高温側圧縮部３０に戻る補助回路５１に冷媒が流れ、カスケードコンデンサ４６を構成する低温側凝縮部２５を冷却する。
【００４０】
一方、低温側圧縮部２２が起動されることにより、低温側冷凍回路２０に冷媒が循環し、低温側圧縮部２２を起点として、低温側冷媒予冷部２３、低温側凝縮部２５、低温側膨張部２６、及び低温側蒸発部２７に冷媒が流れる。低温側圧縮部２２で圧縮され高温状態となった冷媒ガスは、低温側冷媒予冷部２３で幾分冷却される。そして冷媒は、低温側凝縮部２５に流れ込んで冷却されて凝縮し、さらに温度が低下して過冷却状態となる。
この凝縮した冷媒は、低温側膨張部２６で狭窄部を通過し、低温側蒸発部２７で膨張する。その結果、低温側蒸発部２７で低温の冷媒が蒸発し、試験室５（断熱槽３）内を冷却する。
【００４１】
また本実施形態の冷却装置７は、一元運転から二元運転に切り換わる際に、移行運転が実施される。移行運転では、高温側冷凍回路２１の主回路５０と、補助回路５１の双方に冷媒を流し、この状態で、低温側冷凍回路２０にも冷媒を循環させる。
また本実施形態の冷却装置７では、移行運転は段階的に行われる。
即ち移行運転は、前記した様に高温側冷凍回路２１の主回路５０にも冷媒を通過させるが、主回路５０の膨張部たる槽内冷却用膨張経路３６の冷媒の通過面積が時間の経過と共に変化する。
具体的には、槽内冷却用膨張経路３６を構成する５個のキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５を通過する流路を最初は全て開いておき、これらを時間の経過と共に一個ずつ閉じる。そして槽内冷却用膨張経路３６の冷媒の通過面積を徐々に絞る。そして一定時間経過後に５個のキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５を通過する流路を全閉する。
【００４２】
本実施形態では、一元運転から二元運転に切り換えた直後は、第１ステージの状態で運転される。即ち一元運転から二元運転に切り換え直後の、第１ステージでは、図４の様に槽内冷却用膨張経路３６を構成する５個のキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５のすべてに冷媒を通過させる。即ち主回路側開閉弁５５を開くと共に、第１開閉弁６０、第２開閉弁６１、第３開閉弁６２、第４開閉弁６３を全て開く。
その結果、槽内冷却用膨張経路３６は全開状態となり、高温側冷凍回路２１に属する槽内冷却用蒸発部３３の冷却能力が維持される。
その一方で、補助回路側開閉弁５６も開かれていて補助回路５１にも冷媒が流れ、カスケードコンデンサ４６を構成する低温側凝縮部２５が冷却される。そのため低温側冷凍回路２０に属する低温側蒸発部２７についても冷却能力を発現する。
そのため第１ステージの移行運転は、槽内冷却用膨張経路３６が全開状態であって高温側冷凍回路２１に属する槽内冷却用蒸発部３３の冷却能力が相当に高く維持されており、且つ補助回路５１にも幾分冷媒が流れて低温側蒸発部２７についても冷却能力を発現する。
従って、第１ステージにおいては、冷却装置７の冷却能力には大きな変化は無い。少なくとも切り換え直後に冷却能力が大きく減じることはない。
【００４３】
一定の時間が経過すると、移行運転は第２ステージに移行する。第２ステージでは、図５の様に槽内冷却用膨張経路３６を構成する５個のキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５を通過する流路の内、第１キャピラリーチューブ４１を通過する流路が閉じられる。
即ち主回路側開閉弁５５は開かれたままの状態を維持し、第１開閉弁６０が閉じられる。第２開閉弁６１、第３開閉弁６２、第４開閉弁６３は開かれた状態を維持する。
その結果、槽内冷却用膨張経路３６は「５分の４開」状態となり、高温側冷凍回路２１に属する槽内冷却用蒸発部３３の冷却能力は幾分低下するものの相当に維持される。
補助回路側開閉弁５６も開かれていて補助回路５１にも冷媒が流れ、カスケードコンデンサ４６を構成する低温側凝縮部２５が冷却される。そのため低温側冷凍回路２０に属する低温側蒸発部２７についても冷却能力を発現する。また補助回路５１に流れ込む冷媒量が幾分増えるので、低温側蒸発部２７の冷凍能力はやや増加する。
【００４４】
さらに一定の時間が経過すると、移行運転は第３ステージに移行する。第３ステージでは、図６の様に槽内冷却用膨張経路３６を構成する５個のキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５を通過する流路の内、第１キャピラリーチューブ４１と第２キャピラリーチューブ４２を通過する流路が閉じられる。
槽内冷却用膨張経路３６は「５分の３開」状態となり、高温側冷凍回路２１に属する槽内冷却用蒸発部３３の冷却能力は全開時に比べて半減する。
その一方で、補助回路５１を流れる冷媒量が増加し、低温側凝縮部２５がさらに冷却される。そのため高温側冷凍回路２１に属する槽内冷却用蒸発部３３は冷却能力が低下するが、低温側蒸発部２７の冷凍能力が増加する。
【００４５】
さらに一定の時間が経過すると、移行運転は第４ステージに移行する。第４ステージでは、図７の様に槽内冷却用膨張経路３６を構成する５個のキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５を通過する流路の内、第１キャピラリーチューブ４１と第２キャピラリーチューブ４２と、第３キャピラリーチューブ４３を通過する流路が閉じられる。
槽内冷却用膨張経路３６は「５分の２開」状態となり、高温側冷凍回路２１に属する槽内冷却用蒸発部３３の冷却能力は小さくなる。
その一方で、補助回路５１を流れる冷媒量が大幅に増加し、低温側凝縮部２５がさらに冷却される。そのため高温側冷凍回路２１に属する槽内冷却用蒸発部３３は冷却能力がさらに低下するが、低温側蒸発部２７の冷凍能力はさらに増加する。
【００４６】
さらに一定の時間が経過すると、移行運転は第５ステージに移行する。第５ステージでは、図８の様に槽内冷却用膨張経路３６を構成する５個のキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５を通過する流路の内、第１キャピラリーチューブ４１と第２キャピラリーチューブ４２と、第３キャピラリーチューブ４３と、第４キャピラリーチューブ４４を通過する流路が閉じられる。主回路側開閉弁５５は開かれたままの状態を維持する。第５キャピラリーチューブ４５が属する分岐管には開閉弁が無いので、第５キャピラリーチューブ４５には冷媒が流れる。
しかし槽内冷却用膨張経路３６は「５分の１開」状態となり、高温側冷凍回路２１に属する槽内冷却用蒸発部３３の冷却能力は極小さくなる。
その一方で、補助回路５１を流れる冷媒量は、さらに大幅に増加し、低温側凝縮部２５がさらに強力に冷却される。そのため高温側冷凍回路２１に属する槽内冷却用蒸発部３３については冷却能力はほぼ失われてしまうが、低温側蒸発部２７の冷凍能力が全力に近い状況となる。
【００４７】
そしてさらに一定の時間が経過すると、主回路側開閉弁５５が閉じられて主回路５０に流れ込む冷媒が停止し、図９の様な完全な二元運転に移行する。
移行運転が行われる時間は、２分から６分程度である。また移行運転が行われる時間は、３分から５分程度であることが推奨される。
各ステージの実施時間は、６０秒から２００秒程度である。初期のステージを比較的長く実施することが望ましい。
例えば、第１ステージを８０秒実行した後に第２ステージに移行し、第２ステージを４０秒実行する。さらに第３ステージを４０秒、第４ステージを４０秒、第５ステージを４０秒実行する。その結果、２４０秒の間移行運転が行われ、二元運転に切り換わることとなる。
【００４８】
本実施形態の冷却装置７では、原則として、第１ステージから順次ステージが進み、完全な二元運転に移行する。しかしながら、特有の条件が揃った場合には、何ステージかを飛ばして二元運転に移行させる。
【００４９】
ステージを飛ばす条件の一つは、外気温度である。本実施形態の環境試験装置は、「外気温度補正機能」を有し、外気温度が高い場合には、第１ステージ又は第１、第２ステージを飛ばし、第２ステージまたは第３ステージから移行運転を開始する。
【００５０】
即ち、外気温度が高い場合には外気の温度相当分に凝縮温度が高くなるため、高温側凝縮部３１内の冷媒圧力が上昇する。
一方、高温側凝縮部３１については、設計時に想定する運転条件があり、その一つに高温側凝縮部３１内の圧力がある。そのため高温側凝縮部３１内の圧力が過度に上昇すると、設計時に想定していた圧力の上限を超えてしまい、高圧回路の損傷の恐れがあり、圧縮機の仕様を外れる場合は圧縮機の故障の原因となり得る。
そのため高温側凝縮部３１内の圧力は、一定未満に維持する必要がある。
【００５１】
一方、移行運転の第１ステージは、槽内冷却用膨張経路３６が全開状態であるのに加えて、凝縮器用膨張経路３７も開かれる。そのため高温側冷凍回路２１を流れる冷媒量が増加し、高温側凝縮部３１の圧力が上昇する要因となる。
そのため、外気温度が高い状態の際に、第１ステージの運転を行うと、高温側凝縮部３１内の圧力が設計時に想定していた圧力の上限を超える事態となる。
【００５２】
そこで本実施形態では、外気温度センサー（外気温度検知手段）１８を監視し、外気温度センサー１８の検知温度が一定温度以上であるならば、移行運転を第２ステージ又は第３ステージから開始する。
例えば、外気温度センサー１８の検知温度が、第１外気基準温度以上であるならば、移行運転を第２ステージから開始する。また外気温度センサー１８の検知温度が、第２外気基準温度以上であるならば、移行運転を第３ステージから開始する。
【００５３】
またステージを飛ばす条件のもう一つは、槽内温度である。
本実施形態の環境試験装置は、「槽内温度補正機能」を有し、槽内温度が低い場合には、第１ステージ又は第１、第２ステージを飛ばし、第２ステージまたは第３ステージから移行運転を開始する。
【００５４】
前記した様に、移行運転の第１ステージは、槽内冷却用膨張経路３６が全開状態であるのに加えて、凝縮器用膨張経路３７も開かれる。その結果、冷媒の蒸発圧力が上昇し、槽内冷却用蒸発部３３の蒸発温度が上昇する。そのため、槽内温度が既に低温状態であるときに第１ステージの状態で運転を行うと、槽内冷却用蒸発部３３の蒸発温度が槽内温度を超えてしまう場合がある。
そこで本実施形態で採用する冷却装置７では、試験室５に設けられた温度センサー１２を監視し、温度センサー１２の検知温度が一定未満であるならば、移行運転を第２ステージ又は第３ステージから開始する。
例えば、温度センサー１２の検知温度が、第１槽内基準温度未満であるならば、移行運転を第３ステージから開始する。また温度センサー１２の検知温度が、第１槽内基準温度以上であって第２槽内基準温度未満であるならば移行運転を第２ステージから開始する。
【００５５】
第１槽内基準温度は、摂氏マイナス１０度からプラス１０度程度が望ましく、第２槽内基準温度は、摂氏４０度から摂氏７０度程度が望ましい。
実際には、外気基準温度と、槽内基準温度の双方を監視し、より細かく開始ステージが選定される。もちろん外気基準温度と、槽内基準温度のいずれか一方のみを監視するものであってもよい。
【００５６】
以上説明した実施形態では、複数のキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５によって槽内冷却用膨張経路３６を構成したが、キャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５に代わって膨張弁を使用してもよい。凝縮器用膨張経路３７に設けられたれた凝縮器用キャピラリーチューブ４０についても同様であり膨張弁に置き換えることができる。
【００５７】
また移行運転は、最初に５個のキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５を通過する流路を全て開いておき、これらを時間の経過と共に一個ずつ閉じることとしたが、複数のキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５を通過する流路を同時に閉鎖してもよい。
【００５８】
上記した実施形態では、槽内冷却用膨張経路３６を５個のキャピラリーチューブ４１，４２，４３，４４，４５で構成したが、キャピラリーチューブの数は任意であり、５未満であってもよく、６以上であってもよい。
キャピラリーチューブの適正な個数は、３から８程度である。
また上記した実施形態では、同一開口径のキャピラリーチューブを使用したが、開口径の異なるキャピラリーチューブが混在していてもよい。
【００５９】
また上記した実施形態では、主回路５０に主回路側開閉弁５５を設け、主回路５０を主回路側開閉弁５５で開閉する構成を採用した。また主回路側開閉弁５５を開いた際に、最低限度の冷媒流量を確保する目的から、第５キャピラリーチューブ４５に至る分岐配管には開閉弁を設けていない。
変形例として、主回路側開閉弁５５を省略し、代わって第５キャピラリーチューブ４５に至る分岐配管に別途開閉弁を設ける構成が考えられる。
【実施例】
【００６０】
次に本発明者らが行った実験について説明する。
（１）温度降下勾配の比較
本実施形態の環境試験装置として、図１に示す装置を採用し、槽内温度を摂氏１５０度の環境から、摂氏マイナス４０度の環境に変化させた。一元運転から二元運転への切り換えは、槽内温度が摂氏５０度の時に行い、一元運転から二元運転へ切り換える際に移行運転を実施した。移行運転は、第１ステージから開始し、順次ステージを上げて行き、第５ステージの後に、完全な二元運転に移行させた。
その際の槽内温度と時間との関係は、図１０の通りであり、温度下降カーブは、一元運転実施時と、二元運転実施時で相違するものの、切り換わりは円滑であった。
【００６１】
これに対して、同一機械構造の環境試験装置を使用し、一元運転から二元運転への切り換えを、移行運転を経ることなく行った。
その際の槽内温度と時間との関係は、図１１の通りであり、切り換わり時に槽内温度が一次的に上昇し、切り換えは円滑性を欠くものであった。
【００６２】
（２）高温側凝縮部３１内の圧力の比較
本実施形態の環境試験装置として、図１に示す装置を採用した。環境試験装置１の高温側凝縮部３１の設計上の上限圧力は、２．６ＭＰａである。
実験に使用した装置は、「外気温度補正機能」を有し、外気温度が高い場合には、第１ステージ又は第１、第２ステージを飛ばし、第２ステージまたは第３ステージから移行運転を開始する。
環境試験装置の近傍の気温は、摂氏３５度であった。
【００６３】
そして槽内温度を摂氏１５０度の環境から、摂氏マイナス４０度の環境に変化させた。一元運転から二元運転への切り換えは、槽内温度が摂氏約６０度の時に行われた。一元運転から二元運転へ切り換える際に移行運転を実施したが、移行運転は第２ステージから行われた。そして順次ステージを上げて行き、第５ステージの後に、完全な二元運転に移行させた。
その際の槽内温度と高温側凝縮部３１内の冷媒の圧力との関係は、図１２の通りであり、移行運転時に高温側凝縮部３１内の冷媒の圧力が上昇するものの、設計上の上限圧力の２．６ＭＰａを超えることはなかった。
【００６４】
これに対して、同一機械構造の環境試験装置を使用し、一元運転から二元運転への切り換えを、移行運転を経て行ったが、移行運転は原則通り第１ステージから行った。そして順次ステージを上げて行き、第５ステージの後に、完全な二元運転に移行させた。
その際の槽内温度と高温側凝縮部３１内の冷媒の圧力との関係は、図１３の通りであり、移行運転時に高温側凝縮部３１内の冷媒の圧力が上昇し、設計上の上限圧力の２．６ＭＰａを超える事態となった。
【００６５】
（３）槽内温度と冷媒の蒸発温度との比較
本実施形態の環境試験装置として、図１に示す装置を採用した。
実験に使用した装置は、「槽内温度補正機能」を有し、槽内温度が低い場合には、第１ステージ又は第１、第２ステージを飛ばし、第２ステージまたは第３ステージから移行運転を開始する。
【００６６】
そして槽内温度を摂氏マイナス１５度の環境から、摂氏マイナス４０度の環境に変化させた。一元運転から二元運転への切り換えは、槽内温度が摂氏マイナス１５度の時に行われた。一元運転から二元運転へ切り換える際に移行運転を実施したが、移行運転は第２ステージから行われた。そして順次ステージを上げて行き、第５ステージの後に、完全な二元運転に移行させた。
【００６７】
その際の槽内温度と冷媒の蒸発温度（高温側冷凍回路２１及び低温側冷凍回路２０）との関係は、図１４の通りであり、移行運転時に高温側冷凍回路２１の蒸発温度（槽内冷却用蒸発部３３側）が上昇するものの、高温側冷凍回路２１の蒸発温度が槽内温度を超えることはない。
即ち高温側冷凍回路２１に注目すると、一元運転から二元運転に切り換わる過程の移行運転で、高温側冷凍回路２１の蒸発温度（槽内冷却用蒸発部３３側）は一時的に上昇するが、その後に低下する。そして完全に二元運転に切り換わると、槽内冷却用蒸発部３３側には冷媒が流れなくなる。
【００６８】
一方、低温側冷凍回路２０に注目すると、一元運転から二元運転への切り換えの過程で移行運転が行われ、低温側冷凍回路２０が起動し、図１４の様に低温側冷凍回路２０を流れる冷媒の蒸発温度がしだいに低下する。
本実施形態では、低温側冷凍回路２０の運転状況が定常状態となり、低温側冷凍回路２０を流れる冷媒の蒸発温度が、略安定状態となって所望の低温を発現した後に高温側冷凍回路２１の槽内冷却用蒸発部３３側への冷媒供給を停止するので、移行運転の際に槽内温度が上昇することはない。
【００６９】
これに対して、同一機械構造の環境試験装置を使用し、一元運転から二元運転への切り換えを、移行運転を経て行ったが、移行運転は原則通り第１ステージから行われた。そして順次ステージを上げて行き、第５ステージの後に、完全な二元運転に移行させた。
その際の槽内温度と冷媒の蒸発温度との関係は、図１５の通りであり、移行運転時に蒸発温度が上昇し、槽内温度を超えた。
【符号の説明】
【００７０】
１    環境試験装置
３    断熱槽
５    試験室
７    冷却装置
１２  温度センサー（槽内温度検知手段）
１８  外気温度センサー（外気温度検知手段）
２０  低温側冷凍回路
２１  高温側冷凍回路
２２  低温側圧縮部
２５  低温側凝縮部
２６  低温側膨張部
２７  低温側蒸発部
３０  高温側圧縮部
３１  高温側凝縮部
３２  高温側膨張部
３３  槽内冷却用蒸発部
３５  凝縮器冷却用蒸発部
３６  槽内冷却用膨張経路
３７  凝縮器用膨張経路
４０  キャピラリーチューブ（凝縮器用）
４１，４２，４３，４４，４５  キャピラリーチューブ（槽内冷却用）
６０，６１，６２，６３  開閉弁
【図１】
0005995326.tif 000002
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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