(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験物を設置する試験室と、当該試験室の温度を調整する温度調整手段を有し、当該温度調整手段は少なくとも冷却装置を含む環境試験装置において、
前記冷却装置は、圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、これらを環状に接続する循環流路を有し、当該循環流路に相変化する冷媒が封入されており、気体状の冷媒を圧縮機で圧縮し、圧縮した冷媒を凝縮器で液化し、当該冷媒を膨張手段を経て蒸発器に導入して気化し、圧縮機に戻すものであり、
前記膨張手段として第一膨張手段と第二膨張手段を有し、
前記蒸発器は二つの開口Ａ，Ｂを有していて当該二つの開口Ａ，Ｂの間に冷媒を通過させるものであり、前記凝縮器から第一膨張手段を経て一方の開口Ａから冷媒を導入し他方の開口Ｂから冷媒を排出して前記圧縮機に戻す順方向通過接続と、前記凝縮器から第二膨張手段を経て他方の開口Ｂから冷媒を導入し一方の開口Ａから冷媒を排出して前記圧縮機に戻す逆方向通過接続を切換える流路切換え手段を備え、
前記流路切換え手段は、前記凝縮器と前記膨張手段の間の流路を第一膨張手段側と第二膨張手段側のいずれかに切り換え、且つ冷媒を前記蒸発器から前記圧縮機に戻す流路を前記開口Ｂから前記圧縮機に戻す流路と、前記開口Ａから前記圧縮機に戻す流路のいずれかに切り換えるものであることを特徴とする環境試験装置。
【請求項２】
試験時に蒸発器の表面に霜が付着した際、当該霜の厚さが、蒸発器の全表面において熱交換効率を過度に低下させる状態に至るまでの間に、流路切換え手段が切り換えられ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】
試験室内の温度を氷点温度以上に維持して試験を実施す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】
一定時間ごとに順方向通過接続と逆方向通過接続が切り換え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】
圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、これらを環状に接続する循環流路を有し、当該循環流路に相変化する冷媒が封入されており、気体状の冷媒を圧縮機で圧縮し、圧縮した冷媒を凝縮器で液化し、当該冷媒を膨張手段を経て蒸発器に導入して気化し、圧縮機に戻す冷却装置において、
前記膨張手段として第一膨張手段と第二膨張手段を有し、
前記蒸発器は二つの開口Ａ，Ｂを有していて当該二つの開口Ａ，Ｂの間に冷媒を通過させるものであり、前記凝縮器から第一膨張手段を経て一方の開口Ａから冷媒を導入し他方の開口Ｂから冷媒を排出して前記圧縮機に戻す順方向通過接続と、前記凝縮器から第二膨張手段を経て他方の開口Ｂから冷媒を導入し一方の開口Ａから冷媒を排出して前記圧縮機に戻す逆方向通過接続を切換える流路切換え手段を備え、
前記流路切換え手段は、前記凝縮器と前記膨張手段の間の流路を第一膨張手段側と第二膨張手段側のいずれかに切り換え、且つ冷媒を前記蒸発器から前記圧縮機に戻す流路を前記開口Ｂから前記圧縮機に戻す流路と、前記開口Ａから前記圧縮機に戻す流路のいずれかに切り換えるものであ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る。本発明の環境試験装置は、特に試験室内の温度を氷点温度以上に保って実施する環境試験に好適である。また本発明は、冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製品や素材等の性能や耐久性を試験する装置として、特許文献１の様な環境試験装置が知られている。環境試験装置は、被試験物が載置される試験室を備え、試験室内の温度や湿度を所望の試験環境に調整するものである。
【０００３】
図１は、代表的な環境試験装置を概念的に表したものである。
環境試験装置１００の基本構成は、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１８を設置する空間である。
環境試験装置１００は、さらに空調機器１７と送風機１０を備えている。空調機器１７は、加湿装置６、冷却装置１０１及び加熱ヒータ（加熱装置）８によって構成されている。
環境試験装置１００には、試験室５と環状に連通する空調通風路１５があり、当該空調通風路１５に前記した空調機器１７と送風機１０が内蔵されている。
【０００４】
空調通風路１５は、断熱槽３の一部に形成され、空気吹き出し部１６と空気導入部２５の２箇所で試験室５と連通している。
そのため送風機１０を起動すると、試験室５内の空気が空気導入部２５から空調通風路１５内に導入される。そして空調通風路１５が通風状態となり、空調機器１７に空気が接触して熱交換や湿度調整がなされ、空気吹き出し部１６から試験室５内に調整後の空気が吹き出される。
また空調通風路１５の空気吹き出し部１６の近傍に、温度センサー１２と湿度センサー１３が設けられている。
環境試験装置１００を使用する際には、送風機１０を運転して空調通風路１５内を通風状態とし、温度センサー１２及び湿度センサー１３の検出値が、設定環境の温度及び湿度に近づく様に空調機器１７を制御する。
【０００５】
即ち送風機１０を運転することによって、空気導入部２５から試験室５内の空気が空調通風路１５に導入され、空調通風路１５内の空調機器１７を通過して温度・湿度が整えられる。そして温度・湿度が調整された空気が、空気吹き出し部１６から試験室５に戻され、試験室５内に所望の温度・湿度の環境が作られる。
【０００６】
環境試験装置１００は、食品の保存試験や、医薬品、化粧品等の安定性試験にも活用されている。保存試験や安定性試験は、環境試験の一種であり、食品や医薬品等を一定の環境下に長期間に渡って置いておく試験である。
食品の保存試験や医薬品等の安定性試験においては、試験室５内を２５°Ｃ／６０％ＲＨ（摂氏２５°／相対湿度６０パーセント環境）のような常温常湿領域や、試験室５内の温度を５°Ｃ（摂氏５度）の様な低温環境に保つ。そして試験室５内に長期間にわたって食品や医薬品を置き続ける。
【０００７】
環境試験装置１００は、試験室５内を一定の温度または温度・湿度状態に維持させるため、前記した様に加湿装置６、冷却装置１０１及び加熱ヒータ（加熱装置）８を有している。
冷却装置１０１は、試験室５の内部を低温に維持するためや、除湿するためのものであり、冷凍サイクルを実現するものが一般に活用されている。
冷却装置１０１は、圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、これらを環状に接続する循環流路を有している。そして循環流路に相変化する冷媒が封入されている。冷却装置１０１は、気体状の冷媒を圧縮機で圧縮し、圧縮した冷媒を凝縮器で液化し、当該冷媒を膨張手段を経て蒸発器に導入して気化し、気化熱を奪って蒸発器の表面温度を低下させる。
【０００８】
蒸発器の表面は低温であるから、環境試験を実施すると試験条件によっては蒸発器の表面に霜が付く。環境試験装置で、保存試験や安定性試験を行う場合も同様であり、試験条件によっては蒸発器の表面に霜が付く場合がある。例えば、試験室５内を２５°Ｃ／６０％ＲＨ（摂氏２５°／相対湿度６０パーセント環境）のような常温常湿領域や、試験室５内の温度を５°Ｃ（摂氏５度）の様な低温環境に保つ場合であっても、蒸発器の表面温度は氷点下の温度であることが多く、その場合には蒸発器に霜が付くことがある。そしてその霜が成長してやがて蒸発器表面での熱交換量が低下し、試験室５内を一定の温湿度に維持できなくなることがあるというという問題があった。また、被試験物を出し入れする際に試験室５の扉を開閉することで蒸発器への霜付き量が増えることも分かっている。
【０００９】
従来はこのような霜付により温度や湿度が維持できなくなった場合には、次の様な方策がとられていた。
（１）冷却装置１０１の運転を停止し、試験室内の温度を霜が溶ける温度まで上昇させて蒸発器に付着した霜を自然解凍する。
（２）冷却装置１０１は停止させずに圧縮機で圧縮された高温の冷媒ガスを蒸発器に流し、蒸発器の表面温度を上昇させて付着した霜を強制解凍する（ホットガスデフロスト法）。
【００１０】
また他の対策として、そもそも蒸発器に霜を付かせない方策も考えられる。具体的には次の様な方策によって、蒸発器に流れる冷媒の蒸発温度を０°Ｃ以上にして蒸発器の表面に霜を付かせない。
（３）蒸発圧力調整弁を設けて冷媒の蒸発圧を制御し、蒸発器に流れる冷媒の蒸発温度を０°Ｃ以上に保つ。
（４）定圧膨張弁を設けて冷媒の蒸発圧を一定に保ち、蒸発器に流れる冷媒の蒸発温度を０°Ｃ以上に維持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１４−２０７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、（１）の冷却装置１０１の運転を停止して霜を自然解凍する方法や、（２）のホットガスデフロストによって霜を強制解凍する方法は、解凍中、冷却装置１０１の冷却能力が失われる。そのため、自然解凍を実施している最中や、ホットガスデフロストを実施している最中は、試験室５内を目的の温度、湿度に維持することが難しくなり、環境試験を中断せざるを得なくなることがある。
保存試験や安定性試験は、長期間に渡って一定の環境下に被試験物を置く環境試験であるから、中途の試験中断は許されない場合もある。そのため保存試験や安定性試験を行う環境試験装置には、自然解凍を行う方法や、ホットガスデフロストを実施する方法は、不向きである。
【００１３】
また蒸発器に流れる冷媒の蒸発温度を０°Ｃ以上にする方策を採用する場合は、環境試験を中断する必要はない。しかしながら、冷媒の蒸発温度を０°Ｃ以上にする方策を採用すると、試験室５内の空気の温度と、蒸発器の表面温度との差が小さくならざるを得ず、試験室５内の温度を所定の温度に維持することが困難となる場合がある。また試験室５内の温度を所定の温度に維持するため、大型の蒸発器を採用する必要が生じて、コストの上昇を招く場合がある。さらに試験室５内の温度を所定の温度に維持するために冷媒の循環量を増加させる必要が生じて、消費電力が増大する場合もある。
また蒸発温度を０°Ｃ以上にすると、蒸発圧力が高くなるので、圧縮機の吸い込み圧力が高くなり、低温用の冷媒を使用した場合にはさらにこの圧力が上昇してしまい、圧縮機を傷めてしまう場合がある。
【００１４】
本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、環境試験を中断することなく長時間に渡って連続的に実施することができる環境試験装置を提供することを課題とするものである。また長時間に渡って連続的に運転することができる冷却装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、被試験物を設置する試験室と、当該試験室の温度を調整する温度調整手段を有し、当該温度調整手段は少なくとも冷却装置を含む環境試験装置において、前記冷却装置は、圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、これらを環状に接続する循環流路を有し、当該循環流路に相変化する冷媒が封入されており、気体状の冷媒を圧縮機で圧縮し、圧縮した冷媒を凝縮器で液化し、当該冷媒を膨張手段を経て蒸発器に導入して気化し、圧縮機に戻すものであり、前記膨張手段として第一膨張手段と第二膨張手段を有し、前記蒸発器は二つの開口Ａ，Ｂを有していて当該二つの開口Ａ，Ｂの間に冷媒を通過させるものであり、前記凝縮器から第一膨張手段を経て一方の開口Ａから冷媒を導入し他方の開口Ｂから冷媒を排出して前記圧縮機に戻す順方向通過接続と、前記凝縮器から第二膨張手段を経て他方の開口Ｂから冷媒を導入し一方の開口Ａから冷媒を排出して前記圧縮機に戻す逆方向通過接続を切換える流路切換え手段を備え、前記流路切換え手段は、前記凝縮器と前記膨張手段の間の流路を第一膨張手段側と第二膨張手段側のいずれかに切り換え、且つ冷媒を前記蒸発器から前記圧縮機に戻す流路を前記開口Ｂから前記圧縮機に戻す流路と、前記開口Ａから前記圧縮機に戻す流路のいずれかに切り換えるものであることを特徴とする環境試験装置である。
【００１６】
本発明の環境試験装置は、蒸発器の入口と出口の経路を切り換えることによって、必要な冷却能力と除湿能力を維持しつつ、霜の成長を抑制するものである。
本発明で採用する蒸発器は公知のものと変わりなく、二つの開口Ａ，Ｂを有していて当該二つの開口Ａ，Ｂの間に冷媒を通過させるものである。ここで本発明の環境試験装置は、一方の開口Ａから冷媒を導入し他方の開口Ｂから冷媒を排出する順方向通過接続と、他方の開口Ｂから冷媒を導入し一方の開口Ａから冷媒を排出する逆方向通過接続を切換えることができる。
仮に開口Ａから冷媒を導入し他方の開口Ｂから冷媒を排出する順方向通過接続の状態で環境試験装置を運転すると、冷媒は開口Ａから蒸発器に入り蒸発器の表面温度が低下する。蒸発器の表面は、外部の空気と接触して熱交換が行われる。開口Ａから導入された冷媒は、蒸発器の表面で外部の空気と熱交換されて蒸発が進み、過熱ガスとなって蒸発器の開口Ｂから排出される。
ここで蒸発器の表面の温度分布に注目すると、液状の冷媒が存在する入口側たる開口Ａの近傍は、冷却能力が大きく冷媒の温度が低く、蒸発器の表面温度は低い。そのため、霜は入口側たる開口Ａの近傍から発生し成長する。霜が成長すると、開口Ａの近傍は、蒸発器の表面と外気との熱交換が悪くなり、開口Ａの近傍は冷却装置の冷却能力が低下する。
ここで本発明の環境試験装置は、流路切換え手段を備え、蒸発器の入口と出口の経路を切り換えることができる。先の例で説明すると、流路切換え手段を切り換えることによって、他方の開口Ｂから冷媒を導入し一方の開口Ａから冷媒を排出させることができる。
そのため霜が付着していない側から冷媒が導入され、他方の開口Ｂの近傍で、活発に熱交換が行われ、冷却装置の冷却能力が維持される。
【００１７】
試験時に蒸発器の表面に霜が付着した際、当該霜の厚さが、蒸発器の全表面において熱交換効率を過度に低下させる状態に至るまでの間に、流路切換え手段が切り換えられることが望ましい（請求項２）。
【００１８】
試験室内の温度を氷点温度以上に維持して試験を実施するものであることが望ましい（請求項３）。
【００１９】
前記した様に、保存試験や安定性試験は、試験室内を２５°Ｃ／６０％ＲＨ（摂氏２５°／相対湿度６０パーセント環境）のような常温常湿領域や、試験室内の温度を５°Ｃ（摂氏５度）の様な低温環境で実施され、試験室の設定温度は氷点温度以上である。前記した様に、冷媒は開口Ａから蒸発器に入り、開口Ａの近傍の蒸発器の表面は外部の空気と接触して熱交換が行われる。そして蒸発器内の冷媒は蒸発が進み、過熱ガスとして蒸発器の開口Ｂから排出される。そのため蒸発器の表面であって開口Ａの近傍に霜が付く。
一方、流路切換え手段によって蒸発器の入口と出口の経路を切り換えた後、蒸発器の出口近傍（開口Ａの近傍）となる位置においては、表面に霜が付着しているものの、当該部位の冷媒は外気との熱交換を終えて過熱ガスとなっており、冷媒自体の持つ冷却能力が低い。
その一方で、蒸発器の表面は、試験室内の空気と接し、当該空気の温度は氷点温度以上である。そのため蒸発器の出口近傍（開口Ａの近傍）の表面に付着した霜は、氷点温度以上の空気にさらされて溶ける。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、一定時間ごとに順方向通過接続と逆方向通過接続が切り換え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。
請求項５に記載の発明は、圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、これらを環状に接続する循環流路を有し、当該循環流路に相変化する冷媒が封入されており、気体状の冷媒を圧縮機で圧縮し、圧縮した冷媒を凝縮器で液化し、当該冷媒を膨張手段を経て蒸発器に導入して気化し、圧縮機に戻す冷却装置において、前記膨張手段として第一膨張手段と第二膨張手段を有し、前記蒸発器は二つの開口Ａ，Ｂを有していて当該二つの開口Ａ，Ｂの間に冷媒を通過させるものであり、前記凝縮器から第一膨張手段を経て一方の開口Ａから冷媒を導入し他方の開口Ｂから冷媒を排出して前記圧縮機に戻す順方向通過接続と、前記凝縮器から第二膨張手段を経て他方の開口Ｂから冷媒を導入し一方の開口Ａから冷媒を排出して前記圧縮機に戻す逆方向通過接続を切換える流路切換え手段を備え、前記流路切換え手段は、前記凝縮器と前記膨張手段の間の流路を第一膨張手段側と第二膨張手段側のいずれかに切り換え、且つ冷媒を前記蒸発器から前記圧縮機に戻す流路を前記開口Ｂから前記圧縮機に戻す流路と、前記開口Ａから前記圧縮機に戻す流路のいずれかに切り換えるものであることを特徴とする冷却装置である。
【００２１】
本発明の冷却装置についても、蒸発器の入口と出口の経路を切り換えることができる構造が採用されている。そのため冷却能力を維持することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の環境試験装置は、試験を中断することなく長時間に渡って連続的に実施することができる。また本発明の冷却装置は、長時間に渡って連続的に運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態及び従来技術の環境試験装置を概念的に表した断面図である。
【図２】本発明の実施形態の冷却装置の配管系統図である。
【図３】図２の配管系統図であって、順方向通過接続された状態で動作させた場合の冷媒の流れを示す。
【図４】図２の配管系統図であって、逆方向通過接続された状態で動作させた場合の冷媒の流れを示す。
【図５】本発明の他の実施形態の環境試験装置を概念的に表した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下さらに本発明の実施形態について説明する。本実施形態の環境試験装置１は、食品の保存試験や、医薬品、化粧品等の安定性試験を実施することができるものである。本実施形態の環境試験装置１の構造は、従来技術の環境試験装置１００と概ね同一である。
即ち図１の様に、環境試験装置１は、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１８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（加熱装置）８、及び送風機１０を備えている。本実施形態では、加湿装置６、冷却装置７及び加熱ヒータ８によって空調機器１７が構成されている。
【００２５】
環境試験装置１には、試験室５と連通する空調通風路１５があり、当該空調通風路１５に空調機器１７と送風機１０が設けられている。なお冷却装置７は、冷凍サイクルを実現するものであり、空調通風路１５には蒸発器３３が設置されている。
空調通風路１５の空気吹き出し部１６の近傍に、温度センサー１２と湿度センサー１３が設けられている。
温度センサー１２は、空調通風路１５の空気吹き出し部１６の近傍に設けられており、空調機器１７によって調整された直後の空気の温度を検知することができる。
湿度センサー１３は、空調機器１７によって調整された直後の空気の相対湿度を検知することができる。
【００２６】
本実施形態の環境試験装置１で採用している冷却装置７は、本実施形態に特有のものであり、以下、詳細に説明する。
本実施形態で採用する冷却装置７は、図２の通りであり、圧縮機３０と、凝縮器３１と、第一膨張手段３２ａと、第二膨張手段３２ｂと、蒸発器３３とを有している。第一膨張手段３２ａ及び第二膨張手段３２ｂは、キャピラリーチューブである。蒸発器３３は、公知の構造であり、二つの開口Ａ，Ｂを有していて当該二つの開口Ａ，Ｂの間に冷媒を通過させるものである。
冷却装置７は、さらに流路切換え手段として第一開閉弁４０、第二開閉弁４１、第三開閉弁４５、第四開閉弁４６を有している。これらの開閉弁は、いずれも電磁弁である。
【００２７】
本実施形態で採用する冷却装置７は、上記した機器を環状に繋ぐ環状流路を有しているが、当該循環流路は、分岐部及び合流部を有し、第一系統の循環流路と第二系統の循環流路を構成している。
即ち第一系統の循環流路は、蒸発器３３の開口Ａから開口Ｂに向かって冷媒を通過させる順方向通過接続流路を構成するものであり、圧縮機３０の吐出側と、凝縮器３１と、第一開閉弁４０と、第一膨張手段３２ａと、蒸発器３３の開口Ａが順次配管接続され、さらに蒸発器３３の開口Ｂと、第三開閉弁４５と、圧縮機３０の吸い込み側が順次配管接続されて構成される循環流路である。以下、この一連の流路を主流路４７と称する。第一系統の循環流路は、主流路４７だけに冷媒を通過させる流路であり、冷媒は、圧縮機３０の吐出側から凝縮器３１に入り、さらに凝縮器３１から第一開閉弁４０と、第一膨張手段３２ａを経由して蒸発器３３の開口Ａに入る。さらに冷媒は、蒸発器３３の開口Ｂから吐出され、第三開閉弁４５を経由して圧縮機３０の吸い込み側に戻る。
【００２８】
本実施形態で採用する冷却装置７には、主流路４７の凝縮器３１と第一開閉弁４０の間に第一分岐部５０がある。また蒸発器３３の開口Ｂと、第三開閉弁４５の間に第二分岐部５１がある。そして第一分岐部５０と第二分岐部５１の間が補助往き流路５２で接続され、当該補助往き流路５２に第二開閉弁４１と第二膨張手段３２ｂがこの順で接続されている。
【００２９】
また主流路４７の第一膨張手段３２ａと蒸発器３３の開口Ａの間に第三分岐部５３があり、第三開閉弁４５と圧縮機３０の吸い込み側の間に合流部５５がある。そして第三分岐部５３と合流部５５の間が補助戻り流路５６で接続され、当該補助戻り流路５６に第四開閉弁４６が接続されている。
【００３０】
第二系統の循環流路は、蒸発器３３の開口Ｂから開口Ａに向かって冷媒を通過させる逆方向通過接続流路を構成するものである。第二系統の循環流路は、補助往き流路５２を経由して凝縮器３１で凝縮された冷媒を蒸発器３３の開口Ｂに流し、蒸発器３３の開口Ａから吐出された冷媒を補助戻り流路５６を経由して圧縮機３０の吸い込み側に戻す流路である。
即ち第二系統に冷媒を通過させる場合には、冷媒は、圧縮機３０の吐出側から凝縮器３１に入り、さらに凝縮器３１から第二開閉弁４１と第二膨張手段３２ｂを経由して蒸発器３３の開口Ｂに入る。さらに冷媒は、蒸発器３３の開口Ａから吐出され、第四開閉弁４６を経由して圧縮機３０の吸い込み側に戻る。
【００３１】
第一系統の循環流路と第二系統の循環流路の切換えは、流路切換え手段たる第一開閉弁４０、第二開閉弁４１、第三開閉弁４５、第四開閉弁４６を切り換えることによって行われる。即ち図３の様に、第一開閉弁４０と第三開閉弁４５を開き、第二開閉弁４１と第四開閉弁４６を閉じることによって、補助往き流路５２と補助戻り流路５６が閉鎖され、主流路４７だけが連通する。
そのためこの状態で圧縮機３０を駆動すると、冷媒は、圧縮機３０、凝縮器３１、第一開閉弁４０、第一膨張手段３２ａ、蒸発器３３の開口Ａ、蒸発器３３の開口Ｂ、第三開閉弁４５の順に流れ、圧縮機３０の吸い込み側に戻る。
【００３２】
一方、図４の様に、第二開閉弁４１と第四開閉弁４６を開き、第一開閉弁４０と第三開閉弁４５閉じることによって、補助往き流路５２と補助戻り流路５６が開き、主流路４７の一部が閉鎖される。
そのためこの状態で圧縮機３０を駆動すると、冷媒は、圧縮機３０、凝縮器３１、第二開閉弁４１、第二膨張手段３２ｂ、蒸発器３３の開口Ｂ、蒸発器３３の開口Ａ、第四開閉弁４６の順に流れ、圧縮機３０の吸い込み側に戻る。
【００３３】
次に、本実施形態の環境試験装置１の機能について説明する。例えば環境試験装置１を用いて、食品の保存試験や、医薬品、化粧品等の安定性試験を実施する場合、試験室５内を２５°Ｃ／６０％ＲＨ（摂氏２５°／相対湿度６０パーセント環境）のような常温常湿領域の環境や、試験室５内の温度を５°Ｃ（摂氏５度）の様な低温環境に保って長時間に渡って連続して試験が行われる。
本実施形態の環境試験装置１は、図示しないタイマーを有し、一定時間ごとに流路切換え手段たる第一開閉弁４０、第二開閉弁４１、第三開閉弁４５、第四開閉弁４６の切換えが行われる。即ち、一定時間ごとに冷媒の循環流路が、第一系統の循環流路と第二系統の循環流路で切り替わる。
【００３４】
本実施形態では、最初の一定時間は、第一系統の循環流路に冷媒が循環される。
その結果、冷媒は、凝縮器３１の中を順方向に通過する。より具体的には、冷媒は、開口Ａ側から開口Ｂ側に向かって通過する。
圧縮機３０を起点として説明すると、圧縮機３０で圧縮された冷媒ガスは主流路４７を流れて凝縮器３１に入り、液化する。そして液化した冷媒は、第一膨張手段３２ａを経由して膨張され、蒸発器３３の開口Ａに入る。冷媒は蒸発器３３に入り空調通風路１５を通過する空気との間で熱交換され蒸発し、過熱ガスとなって蒸発器３３の開口Ｂから排出される。開口Ｂから排出された冷媒は、圧縮機３０に吸込まれる。  
【００３５】
ここで蒸発器３３は、冷媒が液相の状態で存在する入口側が冷却能力が大きく温度も低い。即ち蒸発器３３の表面温度にはばらつきがあり、開口Ａ側の近傍は、他の部位に比べて温度が低い。そのため霜は冷媒の入口側たる開口Ａ側から発生し、次第に成長する。霜が成長すると循環空気との熱交換が悪くなる。そのため開口Ａの近傍は熱交換能力が低下し、冷媒が蒸発する領域が蒸発器３３の出口たる開口Ｂ側に移動し、霜が開口Ａ側から開口Ｂ側に向かって広がり且つ成長してゆく。
ここで本実施形態の環境試験装置１では、一定時間ごとに、冷媒の循環流路が、第一系統の循環流路と第二系統の循環流路の間で切り替わり、蒸発器の入口と出口が入れ代わる。即ち前記した霜の厚さが、蒸発器３３の全表面において熱交換効率を過度に低下させる状態に至るまでの間に、流路切換え手段が切り換えられる。
【００３６】
循環経路が第二系統に切り替わることにより、蒸発器３３に流れる冷媒の流れ方向が逆転する。その結果、未だ霜が成長していない開口Ｂ側から冷媒が導入され、開口Ｂ側の近傍の冷却能力が増大する。冷媒は霜がついていない領域で蒸発するので、冷却装置７は冷却能力及び除湿能力を維持できる。また、冷媒は、開口Ｂ側で蒸発し、過熱ガスとなって霜が付いた開口Ａ側に流れる。
開口Ａ側に至った冷媒は、もはや冷却能力を喪失している場合が多い。また蒸発器３３の表面であって、開口Ａの近傍にも空調通風路１５を通過する空気が接触する。ここで例えば環境試験装置１で、医薬品、化粧品等の安定性試験を実施する場合、空調通風路１５を通過する空気は、２５°Ｃや５°Ｃの近傍であって氷点温度よりも高い。そのため、蒸発器３３の表面であって、開口Ａの近傍は、逆に周囲の空気から熱を奪い、昇温する。その結果、開口Ａの近傍に付着していた霜が溶る。
【００３７】
時間の経過と共に、今度は開口Ｂの近傍に霜が発生することとなるが、前記した様に一定時間ごとに、冷媒の循環流路が入れ代わるので、開口Ｂの近傍の霜も溶かされる。
そのため本実施形態の環境試験装置１は、試験を中断しなくても除霜を行うことができる。
【００３８】
上記した実施形態では、流路切換え手段として第一開閉弁４０、第二開閉弁４１、第三開閉弁４５、第四開閉弁４６を採用したが、三方弁や四方弁等の弁を利用してもよい。また上記した実施形態では、流路切換え手段として電磁弁を採用したが、モータ弁等の他の構造のものであってもよい。
【００３９】
上記した実施形態では、一定時間ごとに第一系統の循環流路と第二系統の循環流路を切り換えたが、霜の成長状況を検知するセンサーを設け、霜の厚さが、蒸発器の全表面において熱交換効率を過度に低下させる状態に至るまでの間に、流路切換え手段を切り換えてもよい。
【００４０】
上記した環境試験装置１では、内部のレイアウトが、図１の様に試験室５の背面側に試験室５と環状に連通する空調通風路１５があり、空調通風路１５に空調機器１７と送風機１０が内蔵されたものとなっている。そして空調通風路１５の下部に空気導入部２５があり、空調通風路１５の上部に空気吹き出し部１６がある。
内部のレイアウトは、図１に限定されるものではなく、例えば図５の様に試験室５の下部に空調機器１７等を配置してもよい。
図５に示す環境試験装置６０は、先に説明した環境試験装置１と比較してレイアウトが相違するだけであり、他の構成は同一であるから、同一の部材に同一の番号を付することによって詳細な説明を省略する。
【００４１】
また環境試験装置１，６０では、空調通風路１５内に空調機器１７と送風機１０が内蔵されており、その配置順序は、空気導入部２５から順に、加湿装置６、冷却装置７、加熱ヒータ（加熱装置）８、及び送風機１０が配置されているが、この配置順序は任意である。
例えば空気導入部２５から順に、加湿装置６、加熱ヒータ（加熱装置）８、冷却装置７、及び送風機１０の順であってもよい。なお冷却装置７の上流側に加熱ヒータ（加熱装置）８を設ける構成を採用する場合には、加熱ヒータ８で昇温した空気を冷却装置（蒸発器）３３にあてることができ、冷却装置（蒸発器）３３の霜を溶かす効果が高い。
【００４２】
上記した実施形態では、環境試験装置１の使用例として、食品の保存試験や、医薬品、化粧品等の安定性試験を開示したが、被試験物は限定されるものではなく、機械部品や樹脂製品その他いかなる物を試験対象としてもよい。また試験目的についても、保存試験や、安定性試験に限定されるものではない。
【００４３】
本発明の冷却装置は、環境試験装置１に採用することを目的として開発されたものであるが、冷蔵庫や保存庫に採用することもできる。
【符号の説明】
【００４４】
１，６０  環境試験装置
５    試験室
６    加湿装置
７    冷却装置
８    加熱ヒータ（加熱装置）
１０  送風機
３０  圧縮機
３１  凝縮器
３２ａ  第一膨張手段
３２ｂ  第二膨張手段
３３  蒸発器
４０  第一開閉弁（流路切換え手段）
４１  第二開閉弁（流路切換え手段）
４５  第三開閉弁（流路切換え手段）
４６  第四開閉弁（流路切換え手段）
【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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