(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験槽内に槽内ファン及び加湿器等を含む調温調湿装置部を備え、該調温調湿装置部に前記試験槽内空間を外空間に連通する均圧口、純水供給用のタンクを含む純水給水系、排水系及び各種計装を付設し、前記均圧口に接続して前記試験槽から排出される純水の凝縮手段を配設すると共に、該凝縮手段により凝縮した純水を回収するための回収手段を備えてなる恒温恒湿装置において、
前記凝縮手段は、前記均圧口に接続して前記試験槽外で上方に延設され、前記均圧口から前記試験槽外に排出される加湿蒸気を露点温度以下に冷却し、前記加湿蒸気内に含まれる純水を内壁に結露させて水滴とする凝縮管で構成されたものであり、前記回収手段は、前記加湿器が前記試験槽内の前記均圧口よりも下方に設置されていて、前記凝縮管で凝縮した純水が重力により前記均圧口を経て前記加湿器へ戻るように構成されたものであることを特徴とする恒温恒湿装置。
【請求項２】
前記凝縮手段に、前記試験槽外空間の圧力が内空間の圧力より高い場合に閉止する電動弁または逆止弁を配設したことを特徴とする請求項１に記載の恒温恒湿装置。
【請求項３】
前記凝縮手段を強制冷却するための送風機及び熱交換器を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の恒温恒湿装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試験槽内を恒温恒湿に保ち、電子部品や電子機器、樹脂成形品、食品および薬品などの環境試験等を実施するための恒温恒湿装置に係り、特に試験槽内の湿度を制御するために使用される純水の消費量を低減させるに好適な恒温恒湿装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
恒温恒湿装置では、試験槽内の湿度を所定値に制御するために、加湿器により加湿を行なう場合がある。この加湿器内にどの程度に水量が確保されるべきかという水量制御は、試験槽の外部に設置された水位検出器で行なうのが一般的であるが、試験槽内の圧力は試験槽内の温湿度条件により変化するものであり、試験槽内外に圧力差が生じた場合には正しい水位の検出が困難となる。さらに、恒温恒湿装置の機能上、運転中および停止中に扉の開閉が必要であり、扉を開けた際の加湿蒸気の急激な吹き出し等を避ける目的からも、試験槽内外の圧力を平衡に保つための均圧口が、試験槽に必要である。
【０００３】
加湿を行なうための供給水としては、試験槽内に不純物が堆積しないように不純物の極めて少ない純水を純水製造器で製造して使用するのが一般的であるが、試験槽内の圧力が高い場合には、加湿器で加湿された加湿蒸気が、前記均圧口から試験槽外へと排出される。従来は、この排出された加湿蒸気を大気中にそのまま放出していたため、加湿蒸気に含まれる純水も大気中に放出されることになり、試験槽内に配置した試験対象物に対し、試験槽内の温湿度を制御し、特に長時間連続して試験を行なうためには、定期的な純水の補給が必要であった。
【０００４】
なお、恒温恒湿装置の給排水系の一例としては、特開平１−１６７５４０号公報に開示されたようなものが挙げられる。この例では、純水の排水系が均圧口を兼ねており、加湿蒸気に含まれる純水は排水系より排出されてしまうため、やはり定期的な純水の補給が不可欠となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術のように、恒温恒湿装置により試験を連続して行なうためには定期的な純水の補給が不可欠となるが、一般的な恒温恒湿装置では純水は可搬式のタンクに収めてあり、タンク内の純水が所定値より少なくなると、その都度タンクを恒温恒湿装置から外して、別途純水製造器からタンクに純水を給水して満たし、再びタンクを恒温恒湿装置に取り付けるという作業を、試験実施者が行なう必要がある。したがって、試験実施者は、純水が消費されるたびにタンクを運搬しなければならず、これは連続した長時間の試験においては相当の労力を要する。
【０００６】
また、万一試験実施者が上記の作業を怠った場合には、タンク内の純水がなくなった時点で、恒温恒湿装置は試験槽内の湿度制御が不可能になり、試験を中断せざるを得ない状況となるという問題があった。
【０００７】
なお、試験場によっては、純水製造器と恒温恒湿装置とを接続することで、純水の消費に伴ない自動で純水を補給できるように構成されている場合もあるが、給水配管設備や消費される純水の量に見合った容量の純水製造器の設置など、設備費用の高騰が問題となる。
【０００８】
上記の問題点に鑑み、本発明の目的は、試験中の純水の消費量を低減させる純水凝縮・回収手段を有する恒温恒湿装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による恒温恒湿装置は、請求項１ないし３の各項に記載されたところをもって構成上の特徴とするものであるが、特に、独立項としての請求項１に係る恒温恒湿装置は、試験槽内に槽内ファン及び加湿器等を含む調温調湿装置部を備え、該調温調湿装置部に前記試験槽内空間を外空間に連通する均圧口、純水供給用のタンクを含む純水給水系、排水系及び各種計装を付設し、前記均圧口に接続して前記試験槽から排出される純水の凝縮手段を配設すると共に、該凝縮手段により凝縮した純水を回収するための回収手段を備えてなる恒温恒湿装置において、前記凝縮手段は、前記均圧口に接続して前記試験槽外で上方に延設され、前記均圧口から前記試験槽外に排出される加湿蒸気を露点温度以下に冷却し、前記加湿蒸気内に含まれる純水を内壁に結露させて水滴とする凝縮管で構成されたものであり、前記回収手段は、前記加湿器が前記試験槽内の前記均圧口よりも下方に設置されていて、前記凝縮管で凝縮した純水が重力により前記均圧口を経て前記加湿器へ戻るように構成されたものであることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る第１の先行例を示す図である。恒温恒湿装置の試験槽１は、仕切り板１４で分けられた調温調湿装置部１５と、試験室１６とからなる。
【００１１】
調温調湿装置部１５は、加湿器３、加熱器７及び冷却器８を含み、調温調湿された空気を試験室１６に移送する槽内ファン６が備えられている。計装としては、温度計、湿度計及び水位検出器等があり、付帯設備として給水系、排水系等を有している。恒温恒湿装置の試験槽１内外の圧力を平衡に保つための均圧口２より凝縮手段としての凝縮管４を下方に向けて接続延設し、均圧口２から排出される加湿蒸気が凝縮管４を通過する間に純水を凝縮させて回収する。
【００１２】
恒温恒湿装置では、槽内ファン６により試験槽１内の空気を循環させ、必要に応じて加熱器７及び冷却器８を作動させて試験槽１内の温度を制御し、また加湿器３及び冷却器８を作動させて試験槽１内の湿度を制御する。ここで、加湿器３が作動し試験槽１内の圧力が試験槽１外の圧力より高くなると、加湿器３で発生した加湿蒸気は均圧口２から試験槽１外へ排出され、凝縮管４の内部を通過して大気中へと放出されるが、この際に加湿蒸気が凝縮管４の内壁に接触して露点温度以下に冷却されると、加湿蒸気内に含まれる純水が凝縮管４内壁に結露して水滴となる。
【００１３】
水滴となった純水は、やがて重力により落下し、凝縮管４先端の真下に設置された回収手段としての受水槽５に入る。受水槽５に入った純水を不図示の純水供給用のタンクあるいは純水を加湿器３に導入するための給水経路をあらかじめ設けて導けば、再び加湿器３での加湿に利用できるため、純水が回収されたことになる。
【００１４】
なお、必要に応じて、凝縮管４を図１に点線で示すように送風機９などで強制的に冷却したり、凝縮管４を二重管にして冷却水などにより冷却することで、より多くの純水が凝縮管４内壁に結露し、純水の回収効率を向上させることが可能となる。
【００１５】
図２は、本発明に係る第２の先行例を示す図である。恒温恒湿装置の試験槽１内外の圧力を平衡に保つための均圧口２に凝縮手段としての熱交換器１０の伝熱管１０ａを接続し、前記均圧口２から排出される加湿蒸気を前記熱交換器１０内に導入して、加湿蒸気に含まれる純水を回収する。
【００１６】
図１の凝縮管４を設置した第１の先行例の場合と同じく、加湿蒸気に含まれる純水は、熱交換器１０の内部で露点温度以下に冷却されて凝縮し、熱交換器１０の伝熱管１０ａの真下に設けられた回収手段としての受水槽５に一旦回収される。受水槽５に回収された純水を純水供給用のタンクあるいは純水を加湿器３に導入するための給水経路へと導くことで純水が回収されたことになるのは、第１の先行例と同様である。
【００１７】
また、熱交換器１０は、単に自然放熱あるいは送風機９で冷却する形態でもよいが、図２に点線で示すように冷凍機１１と接続したり、あるいは水冷式とすることにより、より多くの純水が熱交換器１０内部に結露し、純水の回収効率を向上させることが可能となる。
【００１８】
なお、図３は、本発明に係る第３の先行例を示す図である。第１及び第２の先行例においては、凝縮管４や熱交換器１０で結露した純水を一旦受水槽５に回収しているが、これらは恒温恒湿装置にすでに装備されている純水供給用のタンク１２自体を受水槽５としてこれに直接回収してもよい。図３に、第１の先行例における受水槽５に代えて純水供給用のタンク１２自体を受水槽５とした場合の先行例を示す。
【００１９】
図３のように、凝縮手段としての凝縮管４の内壁で結露した純水を一部凝縮手段でかつ回収手段としてのタンク１２に直接回収することで、純水の給水系および回収系の経路構造が簡略化されるとともに、凝縮管４内では結露しきれずに加湿蒸気の状態のまま凝縮管４を出てくる純水についても、タンク１２内に溜まっている純水と接触することで凝縮し、タンク１２内に回収されるため、純水の回収効率をより向上させることが可能となる。
【００２０】
図４は、本発明の実施例を示す図である。純水の給水系および回収系の経路構造を簡略化するための一例として、凝縮管４などで結露した純水を直接加湿器へと戻す場合の実施例を示す。
【００２１】
凝縮管４を均圧口２より上方に向けて均圧口２と接続すると、凝縮管４の内壁で結露した純水は、重力により下方へ流れて加湿器３へと戻るため、凝縮管４の設置のみで純水の回収が可能となり、純水の給水系および回収系の経路構造を簡略化することができる。なお、この場合も第１の先行例に示したように凝縮管４を送風機９などで強制的に冷却したり、第２の先行例に示したように熱交換器１０を接続することで、さらに純水の回収効率を向上させることが可能となる。
【００２２】
図５は、本発明に係る第４の先行例を示す図である。上記の本発明の実施例及び第１ないし第３の先行例では、試験槽１内外の圧力を平衡に保つための均圧口２に各種の装置を接続して純水の回収を実施しているが、これらは試験槽１内の圧力が試験槽１外の圧力より高い場合について記載したものである。逆に、試験槽１内の圧力が試験槽１外の圧力より低い場合には、均圧口２から加湿蒸気が排出されないため純水の消費はないが、試験槽１外の空気が試験槽１内に流入して、試験槽１内の温湿度制御が困難となり、試験槽１内の温湿度を一定に保つという恒温恒湿装置としての目的が達成できなくなる恐れがある。
【００２３】
これを防止するためには、図５に示すように凝縮管４に電動弁１３を、さらに電動弁１３を制御する制御装置１７を設置し、試験槽１内の圧力が外の圧力より高ければ電動弁１３を開け、逆に低ければ電動弁１３を閉めればよい。また、電動弁１３に替えて逆止弁を設け、試験槽１外の空気が試験槽１内へ流入するのを防止してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明による純水凝縮・回収手段を恒温恒湿装置に適用することにより、連続した長時間の試験においても純水の消費量は非常に少なくなるため、試験中の純水消費量を監視しながら必要に応じて純水を補給する試験実施者の労力を大幅に削減することができる。また、恒温恒湿装置単体での長時間の試験が可能となるため、従来は自動給水設備を導入していた試験場においても、設備費用の抑制を図ることが可能となる。特に、凝縮手段である凝縮管は、均圧口より上方に向け接続されているため、凝縮管の内壁で結露した純水は、下方へ流れて加湿器へと戻ることとなり、凝縮管の設置のみで純水の回収が可能となり、純水の給水系および回収系の経路構造を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の先行例を示す概略図である。
【図２】本発明の第２の先行例を示す概略図である。
【図３】本発明の第３の先行例を示す概略図である。
【図４】本発明の実施例を示す概略図である。
【図５】本発明の第４の先行例を示す概略図である。
【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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