JP3693948B2

JP3693948B2 - 温度環境試験装置

Info

Publication number: JP3693948B2
Application number: JP2001320161A
Authority: JP
Inventors: 正直高橋; 庸詳山中; 雅一内山; 宏鈴木; 郁雄仲本
Original assignee: Sanki Engineering Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Sanki Engineering Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2021-10-18
Also published as: JP2003121340A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の温度環境の形成された恒温室を有する温度環境試験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
所定の温度環境の形成された室内において試験を行う対象として、例えば、自動車のエンジンがある。すなわち、新たに開発されたエンジン等に関し、自動車の使用される環境である高地のような低温環境や砂漠のような高温環境等の様々な温度環境において、種々の性能を確認する必要がある。
【０００３】
図４に示すように、従来の温度環境試験装置４１には、各種温度環境の形成される試験室４２が設けられている。前記試験室４２の中には、エンジン４３が設置可能になっており、エンジン４３から延びる動力軸４４が、試験室４２の外に設置されたダイナモ４５に接続され、エンジン４３からの排気は排気ダクト４６を通じて室外へと排出される。また、エンジン４３には各種センサ４７等が備えられ、センサ４７等の配線４８が試験室４２の外に備えられた計測器４９へと接続されている。このような構成下、エンジン４３の性能が測定可能となっている。
【０００４】
また、試験室４２の外には、加熱用のヒータ５２及び冷却用の冷却機５３を備えた空調機５４と、除湿機５５とが設置されており、空調機５４と試験室４２との間はダクト５６，５７で接続されている。そして、除湿機５５によって除湿された外気と試験室４２から吸込まれる空気とが、空調機５４によって温度調整され、試験室４２内へと吹出される。
【０００５】
このように、温度調整された空気が試験室４２内に吹出されることで、試験室４２内の温度が適宜制御されるようになっている。特に、低温環境を形成する際には、除湿機５５によって露点温度の低い空気が供給され、さらに空調機５４によって冷却されることで、空気を非常に低い温度にさせることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記技術においては、特に、低温環境を形成する際の結露の発生を防止する必要があり、試験室４２の周囲を、非常に厚い断熱材５９の層で覆う必要がある。しかも、試験室４２内への湿気の流入を抑制するために、非常に気密性が高くなるようにシールを施す必要がある。さらに、ダクト５６，５７、空調機５４等を厚い断熱材６０で覆う必要があり、加えて、空調機５４については、一般的に汎用性の高い鋼材でなく、錆びにくいステンレス等の材質を用いた部材で構成するといった対策を講じる必要が生じる。その結果、設備費が増大し、汎用材質を適用しにくいといった不具合を招いてしまう。
【０００７】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、設備費の増大等の不具合を招くことなく、所定の温度環境を形成可能な温度環境試験装置を提供することを主たる目的の一つとしている。
【０００８】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成し得る特徴的手段について以下に説明する。また、各手段につき、特徴的な作用及び効果を必要に応じて記載する。
【０００９】
手段１．空気を除湿するための除湿機と、前記除湿機にて除湿された空気が導入されるドライルームと、前記ドライルーム内に設けられ空気の温度を調整するための空調機と、前記空調機にて温度調整された空気が導入される恒温室とを備え、所定の温度環境の形成された前記恒温室内に被試験体を設置し、該被試験体に関する試験を行うための温度環境試験装置において、前記空調機と前記恒温室とは吹出用連通部を通じて連通可能となっており、かつ、前記空調機は、空気を加熱するための加熱手段及び空気を冷却するための冷却手段のうち少なくとも一方と、温度調整された空気を前記吹出用連通部を通じて前記恒温室内へと吹出すための吹出しファンとを備えていることを特徴とする温度環境試験装置。
【００１０】
上記手段１によれば、除湿機によって除湿された空気が、ドライルームへと導入される。また、ドライルーム内では、前記除湿された空気が、空調機に備えられた加熱手段や冷却手段によって加熱されたり、冷却されたりすることで、所定の温度に調整される。さらに、温度調整された空気は、吹出しファンによって、吹出用連通部を通じて空調機から恒温室へと吹出される。このように、空調機は、除湿された空気の導入されるドライルーム内に設けられていることで、結露しにくい。従って、結露防止のために、空調機を厚い断熱材で覆わなくてもよく、しかも、空調機の構成部材として錆びにくい特殊なステンレス等を用いる必要もなく、汎用材質を適用することができる。さらに、ドライルーム内に導入される空気は、一定に温度調整され、外部の温度と大きな差があるわけではない。このため、ドライルームの壁が断熱仕様でなくても、特にドライルームの壁の外側が結露するといった問題は生じない。このように、設備費の増大等の不具合を招くことなく、所定の温度環境を形成することができる。
【００１１】
手段２．前記除湿機によって除湿された空気の露点温度は、前記空調機によって温度調整された空気の温度よりも低いことを特徴とする手段１に記載の温度環境試験装置。
【００１２】
上記手段２のように、除湿機によって除湿された空気の露点温度が、空調機によって温度調整された空気の温度よりも低くなることで、ドライルーム内における結露の発生が一層抑制される。従って、手段１の作用効果がより一層確実に奏される。
【００１３】
手段３．前記恒温室は前記ドライルームに隣接して設けられていることを特徴とする手段１又は２に記載の温度環境試験装置。
【００１４】
上記手段３によれば、恒温室はドライルームに隣接して設けられているため、恒温室の壁面の外側において、ドライルームの壁面と接している部分は、結露しにくい。このため、該接している部分を断熱材で覆ったりしなくても済む。従って、手段１，２の作用効果に加え、設備費の増大を一層抑制できる。
【００１５】
手段４．前記恒温室は前記ドライルーム内に設けられていることを特徴とする手段１又は２に記載の温度環境試験装置。
【００１６】
上記手段４によれば、恒温室はドライルーム内に設けられているため、恒温室の外部からの湿気の侵入を防止するための気密性を付与しなくてもよい。従って、壁の隙間や配線などのために壁に開けられた孔等に関しては、従来のように厳密にシールを施す等のリーク防止対策を行わなくて済む。また、恒温室はドライルーム内に設けられているため、壁面に結露が起こりにくい。さらに、ドライルームの壁面のうち、少なくとも恒温室と離れている部分は、結露しにくい。このため、恒温室の壁面うちドライルームにさらされている部分や前記離れている部分を断熱材で覆ったりしなくても済む。従って、手段１，２の作用効果に加え、設備費の増大を一層抑制できる。さらに、温度環境試験装置全体のコンパクト化を図ることもできる。
【００１７】
手段５．前記恒温室は前記ドライルームに対して連通可能な開口部を具備しているとともに、前記空調機と前記恒温室とは前記吹出用連通部とは別の吸込用連通部を通じて連通可能となっており、前記空調機は前記吸込用連通部を通じて前記恒温室から温度調整するための空気を吸込み可能となっていることを特徴とする手段３又は４に記載の温度環境試験装置。
【００１８】
上記手段５によれば、恒温室はドライルームに対して連通可能な開口部を具備しているため、開口部を介してドライルーム内の空気と恒温室内の空気は移動可能となる。さらに、空調機によって吸込用連通部を通じて恒温室から温度調整するための空気が吸込まれるため、ドライルームの空気が恒温室へと流入させられ、該流入させられた空気とともに恒温室内の空気が吸込まれて効率的な温度調整を行うことができる。
【００１９】
手段６．前記吸込用連通部の前記恒温室側の吸込み口は前記被試験体よりも前記開口部に近い場所に設けられ、前記吹出用連通部の前記恒温室側の吹出し口は前記開口部よりも前記被試験体に近い場所に設けられていることを特徴とする手段５に記載の温度環境試験装置。
【００２０】
上記手段６によれば、吸込用連通部の恒温室側の吸込み口が被試験体よりも開口部に近い場所に設けられているため、開口部から恒温室へと流入させられる空気は被試験体へと到達させられる前に吸込み口から吸込まれやすい。従って、温度調整前の空気を被試験体へと到達させにくくできる。また、吹出用連通部の恒温室側の吹出し口は開口部よりも被試験体に近い場所に設けられているため、温度調整された空気は開口部から流出させられる前に、被試験体の周囲に到達されやすい。従って、被試験体の周囲温度を予定した温度に調整させやすい。
【００２１】
手段７．前記空調機は前記恒温室に接して備えられ、前記空調機からの温度調整された空気が直接前記恒温室に導入されることを特徴とする手段３乃至６のいずれかに記載の温度環境試験装置。
【００２２】
上記手段７によれば、空調機は恒温室に接して備えられ、空調機からの温度調整された空気が前記恒温室に導入されるため、吸込用連通部及び吹出用連通部にダクト等を使用した場合に比べ、温度変化や圧力損失等が抑制される。従って、空調機による空気の温度調整を行いやすくなり、空調機の吹出しファンにかかる負荷を低減させることができる。
【００２３】
手段８．前記ドライルームの内部が外部に対して高い圧力に維持されるようになっていることを特徴とする手段１乃至７のいずれかに記載の温度環境試験装置。
【００２４】
上記手段８によれば、ドライルームの内部が外部に対して高い圧力に維持されるため、外部からドライルームへの湿気を含んだ外気の侵入を抑制できる。このため、ドライルーム内の露点温度を除湿された時点の露点温度に維持させやすく、もって、ドライルーム内の結露を発生しにくくできる。
【００２５】
手段９．前記ドライルームに隣接して出入り可能な前室を備えていることを特徴とする手段１乃至８のいずれかに記載の温度環境試験装置。
【００２６】
上記手段９によれば、ドライルームに隣接して出入り可能な前室を備えているため、作業者がドライルームに出入りする際における空気の流出入が極力抑制される。従って、ドライルームへの湿気を含んだ外気の侵入を抑制できる。その結果、ドライルーム内の露点温度を除湿された時点の露点温度に維持させやすく、かつ、ドライルーム内を結露させにくい。
【００２７】
手段１０．前記被試験体が自動車のエンジンであることを特徴とする手段１乃至９のいずれかに記載の温度環境試験装置。
【００２８】
上記手段１０によれば、自動車のエンジンに関し、種々の温度環境下での性能試験を的確に行うことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
一実施の形態について、図１、２を参照しつつ説明する。温度環境試験装置１は、外気を除湿するための除湿機２と、除湿された空気を導出するファン３と、導出された空気が導入されるドライルーム４とを備えている。該ドライルーム４の壁面には図示しないダンパが備えられ、ドライルーム４の内部が外部に対して所定の陽圧に保持されるようになっている。さらに、ドライルーム４に隣接して前室５（図２参照）が設けられており、作業者等は、この前室５から前記ドライルーム４へと入室できるようになっている。
【００３０】
また、ドライルーム４の内部には、温度を調整するための空調機６が設けられており、該空調機６には空気を加熱するための加熱手段としてのヒータ７と、空気を冷却するための冷却手段としての冷却機８と、空気を吸込むための有圧換気扇９と、空気を吹出すための吹出しファンとしての有圧換気扇１０とが備えられている。
【００３１】
さらに、ドライルーム４の内部には、恒温室１１が設けられており、該恒温室１１の壁面のうちの一壁面１２が、ドライルーム４の一壁面に接している。この接した壁面１２とドライルーム４の壁面との間、及び恒温室１１の床面とドライルーム４の底壁面との間には、それぞれ結露を抑制するための断熱材１３が備えられている。また、恒温室１１の天井壁と空調機６とは接しており、空調機６と恒温室１１との境界部分には、恒温室１１内の空気が吸込まれる吸込み口（吸込用連通部）１４及び、空調機６から空気が吹出される吹出し口（吹出用連通部）１５が設けられている。加えて、恒温室１１には、ドライルーム４からの空気を導入するための金網で仕切られた開口部１６が設けられており、また、恒温室１１内には、後述する被試験体としての自動車用エンジン１８が設置可能となっている。尚、前記開口部１６近傍に対応して前記吸込み口１４が設けられており、該吸込み口１４からは、開口部１６から導入された空気が主として吸込まれるようになっている。一方、エンジン１８近傍に対応して前記吹出し口１５が設けられており、該吹出し口１５からは、温度調整された空気が恒温室１１内の主としてエンジン１８の方へと吹き付けられるようになっている。
【００３２】
さて、上述したように、恒温室１１内の所定位置には、種々の温度環境下での性能を試験するべく、エンジン１８が設置可能となっている。該エンジン１８が設置された場合、その動力軸１９は、前記壁面１２等を貫通して外部へと延び、かつ、ドライルーム４の外部に設置されたダイナモ２０へと接続される。また、エンジン１８からの排気ガスは排気ダクト２１を通じて外部へと排出されるようになっている。さらに、試験に関しては、エンジン１８には、性能測定のためのセンサ２２等が取り付けられ、該センサ２２等の配線２３がドライルーム４内に設置された計測器２４へと接続されるようになっている。
【００３３】
次に、上記のように構成されてなる温度環境試験装置１を用いて、エンジン１８の性能試験のために恒温室１１の温度調整をする際の作用及び効果について説明する。
【００３４】
まず、外気が、除湿機２によって乾燥空気とされ、該乾燥空気がファン３によってドライルーム４内へと導出される。このとき、ドライルーム４内に導入される空気は、その露点温度が空調機６によって吹出される空気の温度よりも低くなるように、除湿機２によって充分に除湿される。
【００３５】
次に、恒温室１１には開口部１６が設けられていることから、ドライルーム４内の乾燥空気は、開口部１６を通って恒温室１１内へと流入される。尚、本実施の形態では、エンジン１８に取込まれた空気がドライルーム４の外部へと排気されることで、恒温室１１内の空気が排出されることになるため、確実にドライルーム４から恒温室１１へと空気が流入することになる。
【００３６】
さらに、前記流入された空気を主として恒温室１１内の空気が、有圧換気扇９によって開口部１６近傍の吸込み口１４から空調機６へと吸込まれる。そして、空調機６において、前記吸込まれた空気は、冷却機８によって冷却されたり、ヒータ７によって加熱されたりして、温度調整される。この温度調整された空気は、有圧換気扇１０によって、吹出し口１５からエンジン１８の方へと吹出される。本実施の形態では、吹出し口１５の近傍にエンジン１８が設置されているため、吹出された空気は、温度がそれほど変化することなくエンジン１８の周囲へと到達させられる。
【００３７】
このように、温度調整された空気中におけるエンジン１８の性能が、センサ２２等からの信号が計測器２４によって計測されることで確認できる。
【００３８】
以上詳述したように、本実施の形態によれば、ドライルーム４内及び恒温室１１内に導入される乾燥空気の露点温度が、空調機６から吹出される空気の温度よりも低いため、ドライルーム４内（例えば恒温室１１の周囲）では、結露が起こりにくい状態となる。従って、結露防止のために、恒温室１１や空調機６を厚い断熱材で覆わなくてもよく、しかも、空調機６の構成部材として錆びにくい特殊なステンレス等を用いる必要もなく、汎用材質を適用することもできる。
【００３９】
また、恒温室１１は、乾燥したドライルーム４内に設けられているため、恒温室１１の外部からの湿気の侵入を防止するための気密性を付与しなくてもよい。従って、壁の隙間や配線２３用に壁に開けられた孔等に関しては、従来のように厳密にシールを施す等のリーク防止対策を行わなくて済む。
【００４０】
さらに、ドライルーム４内に導入される乾燥空気は、一定に温度調整され、外気の温度と大きな差があるわけではない。このため、ドライルーム４の壁が断熱仕様でなくても、特にドライルーム４の壁の外側が結露するといった問題は生じない。また、ドライルーム４内は、人が作業する温度環境としても特に問題がないため、試験準備や恒温室１１内の観測等の作業が可能であり、加えて、高温や低温に弱い計測器２４等が設置可能である。
【００４１】
尚、上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。
【００４２】
（ａ）ドライルーム４内に設けられる恒温室１１の位置は、上記実施の形態に限定されるものではなく、図３（ａ）のように恒温室１１の壁とドライルーム４の壁とが離れていてもよいし、図３（ｂ）〜（ｃ）のように、恒温室１１の壁とドライルーム４の壁とが接している部分が、上記実施の形態よりも多くなってもよい。
【００４３】
（ｂ）上記実施の形態では、ドライルーム４内に恒温室１１を設けているが、ドライルーム４内には空調機６のみを設けるとともに、ドライルーム４の外部に恒温室１１を設け、除湿された空気が空調機６によって温度調整されてから、恒温室１１に導入されるようにしてもよい。これにより、少なくとも、空調機６を結露のための錆び防止の仕様にしたり、厚い断熱材で覆ったりしなくても済むという効果が奏される。
【００４４】
（ｃ）温度環境試験装置１は、エンジン１８以外の自動車部品や電子部品等の他の試験に利用してもよい。
【００４５】
（ｄ）空調機６を断熱材で覆って、空調機６から周囲への放熱を抑えるようにしてもよい。
【００４６】
（ｅ）上記実施の形態ではドライルーム４に入室するための前室５が設けられているが、該前室５を省略してもよい。
【００４７】
（ｆ）ドライルーム４、恒温室１１、前室５には、作業者の出入りやエンジン１８の移動等のために、シャッターやドア等を適宜設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態における温度環境試験装置の概略構成を示す側断面図である。
【図２】一実施の形態におけるドライルームと恒温室等との位置関係を示す平断面図である。
【図３】別の実施の形態におけるドライルームと恒温室等との位置関係を示す図であって、（ａ）は恒温室の壁面がドライルームの壁面から離れている場合を、（ｂ）は恒温室の２つの壁面がドライルームの壁面と接している場合を、（ｃ）は恒温室の３つの壁面がドライルームの壁面と接している場合をそれぞれ示す平断面図である。
【図４】従来の温度環境試験装置の概略構成を示す側断面図である。
【符号の説明】
１…温度環境試験装置、２…除湿機、４…ドライルーム、５…前室、６…空調機、７…加熱手段としてのヒータ、８…冷却手段としての冷却機、１０…吹出しファンとしての有圧換気扇、１１…恒温室、１４…吸込み口、１５…吹出し口、１６…開口部、１８…被試験体としての自動車のエンジン。

Claims

空気を除湿するための除湿機と、
前記除湿機にて除湿された空気が導入されるドライルームと、
前記ドライルーム内に設けられ空気の温度を調整するための空調機と、
前記空調機にて温度調整された空気が導入される恒温室とを備え、
所定の温度環境の形成された前記恒温室内に被試験体を設置し、該被試験体に関する試験を行うための温度環境試験装置において、
前記空調機と前記恒温室とは吹出用連通部を通じて連通可能となっており、
かつ、前記空調機は、空気を加熱するための加熱手段及び空気を冷却するための冷却手段のうち少なくとも一方と、
温度調整された空気を前記吹出用連通部を通じて前記恒温室内へと吹出すための吹出しファンとを備えていることを特徴とする温度環境試験装置。
前記除湿機によって除湿された空気の露点温度は、前記空調機によって温度調整された空気の温度よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の温度環境試験装置。
前記恒温室は前記ドライルームに隣接して設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の温度環境試験装置。
前記恒温室は前記ドライルーム内に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の温度環境試験装置。
前記恒温室は前記ドライルームに対して連通可能な開口部を具備しているとともに、
前記空調機と前記恒温室とは前記吹出用連通部とは別の吸込用連通部を通じて連通可能となっており、
前記空調機は前記吸込用連通部を通じて前記恒温室から温度調整するための空気を吸込み可能となっていることを特徴とする請求項３又は４に記載の温度環境試験装置。
前記吸込用連通部の前記恒温室側の吸込み口は前記被試験体よりも前記開口部に近い場所に設けられ、
前記吹出用連通部の前記恒温室側の吹出し口は前記開口部よりも前記被試験体に近い場所に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の温度環境試験装置。
前記空調機は前記恒温室に接して備えられ、前記空調機からの温度調整された空気が直接前記恒温室に導入されることを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の温度環境試験装置。
前記ドライルームの内部が外部に対して高い圧力に維持されるようになっていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の温度環境試験装置。
前記ドライルームに隣接して出入り可能な前室を備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の温度環境試験装置。
前記被試験体が自動車のエンジンであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の温度環境試験装置。