JPH05289754A - 恒温恒湿槽の結露防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 恒温恒湿槽内での結露を防止しつつ恒温恒湿
槽内の雰囲気を急速に冷却しまた恒温恒湿槽内の雰囲気
温度をサイクリックに迅速に変化させる。 【構成】 槽本体12内に熱交換器の熱交換部52a を設
け、槽本体12を熱媒18で覆う。槽本体12内の雰囲気Ａの
温度を冷却する場合に次のａ）〜ｃ）を満足させつつ雰
囲気Ａを冷却することにより目的を達成する。ａ）熱交
換部52a を流れる熱媒体の温度を飽和槽28、66 の内部温
度と等しいかそれよりも0.5 〜１℃程度高くする。ｂ）
熱媒18の温度を雰囲気Ａの温度と等しいかそれよりも0.
5 〜１℃程度高くする。ｃ）雰囲気Ａの温度を飽和槽2
8、66 の内部温度と等しいかそれよりも高くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、恒温恒湿槽の結露防
止方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、温度及び湿度を管理した雰囲
気中において、試料例えば各種材料、半導体素子等の特
性が経時的にどのように変化するかを調べる特性試験が
行なわれている。通常は、二点温度法、二点圧力法或は
分流法を用いて飽和気体から所望の相対湿度を有する気
体を生成しこの気体を恒温恒湿槽内に保持することによ
り、恒温恒湿槽内に特性試験のための雰囲気を形成す
る。

【０００３】図２は二点温度法の実施に用いる従来装置
の構成を概略的に示す図である。同図において１０は二
点温度法の実施に用いる恒温恒湿槽を示す。この恒温恒
湿槽１０は槽本体１２、外槽１４、断熱材１６及び熱媒
ジャケット１８を備える。外槽１４内に槽本体１２を設
け、外槽１４の外壁を断熱材１６で覆う。また外槽１４
と槽本体１２との間に空間Ｓを形成し、この空間Ｓに熱
媒ジャケット１８例えば空気を充満させ槽本体１２を熱
媒ジャケット１８で覆う。そして空間Ｓ内に冷却器２０
の熱交換部２０ａとヒータ２１の発熱部２１ａと送風機
２２の羽根車２２ａとを設ける。冷却器２０、ヒータ２
１及び送風機２２により熱媒ジャケット１８を冷却或は
加熱し攪拌することにより、槽本体１２内の雰囲気Ａの
温度を調整する。また槽本体１２内にヒーター２４の発
熱部２４ａと送風機２６の羽根車２６ａとを設け、ヒー
ター２４及び送風機２６により雰囲気Ａを加熱及び攪拌
する。このように雰囲気Ａを冷却或は加熱し、雰囲気Ａ
の温度を調整する。

【０００４】２８は二点温度法の実施に用いる飽和槽を
示す。この飽和槽２８の下部に、水３０例えば純水を溜
め気体導入部２８ａを設けると共に、飽和槽２８の上部
に、気体３２を溜め気体導出部２８ｂを設ける。気体導
入部２８ａを介して原料気体例えば空気を飽和槽２８外
部から内部へ導入する。気体導入部２８ａは飽和槽２８
内部に配置したフィルタＦを備え、飽和槽２８外部から
の原料気体例えば空気を、フィルタＦが備える多数の細
孔により細かい気泡にして水３０中を通し、これにより
飽和気体を生成する。この飽和気体を飽和槽２８上部に
溜める。気体導出部２８ｂと槽本体１２とを流路３４に
より接続し、飽和槽２８上部に溜めた気体３２を流路３
４を介して槽本体１２内部に導入する。そして飽和槽２
８の任意好適箇所に水注入部２８ｃを設けると共に飽和
槽２８の下部に水排出部２８ｄを設ける。

【０００５】３６は水温調整器を示し、この水温調整器
３６は水槽３８、冷却器４０、ヒーター４２及びポンプ
４４を備える。飽和槽２８の水注入部２８ｃ及び水排出
部２８ｄをそれぞれ流路４６及び４８を介し水槽３８と
接続し、流路４６にポンプ４４を設ける。水槽３８内に
水３０を溜め、ポンプ４４により、水３０を水槽３８か
ら飽和槽２８へさらに飽和槽２８から水槽３８へと還流
させる。そして水槽３８内に冷却器４０の熱交換部４０
ａとヒーター４２の発熱部４２ａとを設ける。熱交換部
４０ａ及び発熱部４２ａにより水３０を加熱或は冷却す
る。気体３２の露点は水３０の温度にほぼ等しい。

【０００６】二点温度法によれば、雰囲気Ａの相対湿度
は気体３２の温度における飽和水蒸気圧と雰囲気Ａの温
度における飽和水蒸気圧との比で表せる。従って水３０
及び雰囲気Ａの温度を調整することにより雰囲気Ａの温
度及び湿度を調整できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来装置にお
いて、槽本体１２内の雰囲気Ａの温度を降下させる際に
は、槽本体１２内に導入する気体３２の温度を降下させ
ればよいが、それだけでは雰囲気Ａの温度を急冷するこ
とは難しく、また雰囲気Ａの温度をサイクリックに変化
させて特性試験を行なう場合に特性試験に要する時間が
長くなる。

【０００８】そこで熱媒ジャケット１８を雰囲気Ａの温
度よりも低くするように冷却して雰囲気Ａの温度降下速
度を速めることも考えられるが、この場合には、熱媒ジ
ャケット１８の温度が雰囲気Ａの温度よりも低いがため
に槽本体１２の内壁面に結露を生じてしまう。

【０００９】また槽本体１２内に冷却器を設けこの冷却
器により雰囲気Ａの温度を降下させることも考えられる
が、通常行なわれる如く、冷却器を流れる熱媒体の温度
を雰囲気Ａの温度よりも低くするとこの場合にも槽本体
１２内で結露を生じてしまう。

【００１０】この発明の目的は、上述した従来の問題点
を解決し、雰囲気Ａの温度を急速に冷却しても結露を防
止できる恒温恒湿槽の結露防止方法を提供することにあ
る

【課題を解決するための手段】上述した従来の問題点を
解決するため、この発明の恒温恒湿槽の結露防止方法
は、槽本体及び槽本体を覆う熱媒ジャケットを備えて成
る恒温恒湿槽の、前記槽本体内に飽和槽からの飽和気体
を導入するに当たり、槽本体内に熱交換器を設け熱交換
器を流れる熱媒体の温度を最小でも飽和槽の内部温度と
し、かつ、熱媒ジャケットの温度を最小でも槽本体の雰
囲気温度とすることを特徴とする。

【００１１】

【作用】このような構成によれば、熱交換器を槽本体内
に設けるので、槽本体外に熱交換器を設ける場合より
も、槽本体内の雰囲気Ａを迅速に或は急速に冷却するこ
とができる。

【００１２】また槽本体内に設けた熱交換器により雰囲
気Ａを冷却する場合、熱交換器を流れる熱媒体の温度が
飽和槽の内部温度（或は飽和気体の露点、或は飽和槽内
に溜める水の温度、或は飽和槽内に溜める気体の温度）
よりも低くなると、熱交換器近傍で結露を生じる。しか
し熱交換器を流れる熱媒体の温度を飽和槽内部の温度と
等しいかそれよりも高くしつつ、熱交換器を流れる熱媒
体の温度を低下させて雰囲気Ａを冷却することにより、
熱交換器近傍での結露を防止できる。

【００１３】また槽本体内の雰囲気Ａを冷却する場合、
槽本体の外部温度が雰囲気Ａの温度よりも低くなると、
これに起因して槽本体の内壁面に結露を生じる。しかし
槽本体を熱媒ジャケットで覆い、この熱媒ジャケットの
温度（≒槽本体の内壁面温度）を雰囲気Ａの温度と等し
いかそれよりも高くしつつ、雰囲気Ａを冷却することに
より、槽本体の内壁面での結露を防止できる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照し、この発明の実施例につ
き説明する。尚、図面はこの発明が理解できる程度に概
略的に示してあるにすぎず、従ってこの発明を図示例に
限定するものではない。

【００１５】まずこの発明の実施に用いて好適な装置の
構成につき説明する。図１はこの発明の実施に用いて好
適な装置の構成を概略的に示す図である。図中、従来の
構成成分に対応する構成成分については同一の符号を付
して示し、従来と同様の点についてはその詳細な説明を
省略する。

【００１６】同図にも示すように、恒温恒湿槽１０は槽
本体１２、外槽１４、断熱材１６及び熱媒ジャケット１
８を備える。そして槽本体１２及び外槽１４の間の空間
Ｓ内に熱交換器５０例えば潜熱を利用した熱交換器の熱
交換部５０ａとヒーター５１の発熱部５１ａと送風機２
２の羽根車２２ａとを設ける。熱交換器５０及びヒータ
ー５１の双方又は一方を用いて熱媒ジャケット１８を冷
却或は加熱することにより、槽本体１２内の雰囲気Ａ若
しくは槽本体１２の壁を冷却或は加熱する。また槽本体
１２内に熱交換器５２例えば顕熱を利用した熱交換器の
熱交換部５２ａとヒーター５３の発熱部５３ａと送風機
２６の羽根車２６ａとを設ける。熱交換器５２及びヒー
ター５３の双方又は一方を用いることにより雰囲気Ａを
冷却或は加熱する。

【００１７】また５４は熱媒槽を示し、熱媒槽５４内に
流す熱媒体例えば水５６を溜める。水５６の変わりに不
凍液或はシリコンオイルを用いることもある。熱媒槽５
４内に熱交換器５８例えば潜熱を利用した熱交換器の熱
交換部５８ａとヒーター５９の発熱部５９ａとを設け
る。熱交換器５８及びヒーター５９の双方又は一方を用
いて、水５６を冷却或は加熱することにより水５６の温
度を精密にまたアナログ的に制御できる。そして熱媒槽
５４を流路６０及び６２を介して槽本体１２内に設けた
熱交換器５２の熱交換部５２ａと接続し流路６２にポン
プ６４を設け、水５６を熱媒槽５４から熱交換部５２ａ
へさらに熱交換部５２ａか熱媒槽５４へと還流させる。

【００１８】また６６は飽和槽２８とは別の飽和槽を示
し、飽和槽２８を高露点の飽和気体例えば露点が１〜８
５℃の飽和気体を発生するのに用い及び別の飽和槽６６
を低露点の飽和気体例えば露点が−３０〜１℃の飽和気
体を発生するのに用いる。飽和槽２８からの気体３２を
流路７０を介して飽和槽６６内に導入する。飽和槽６６
内には熱交換器６８例えば顕熱を利用した熱交換器の熱
交換部６８ａを設け、熱交換器６８により気体３２を冷
却して低露点の飽和気体を生成する。そして飽和槽６６
を流路７２を介し流路３４の槽本体側部分と接続し飽和
槽６６内で冷却した気体３２を流路７２及び３４を介し
槽本体１２内に導入する。流路７０及び７２の間の流路
３４部分にバルブ７４を設け、流路７０及び７２にそれ
ぞれバルブ７６及び７８を設ける。高露点の飽和気体を
槽本体１２内に導入するときは、バルブ７４を開くと共
にバルブ７６及び７８を閉じ、また低露点の飽和気体を
槽本体１２内に導入するときは、バルブ７４を閉じると
共にバルブ７６及び７８を開く。さらに飽和槽６６内に
設けた熱交換器６８の熱交換部６８ａを流路８０及び８
２を介して流路６２及び６０と接続する。そして流路８
０にポンプ８４及びバルブ８６を設け、水５６を熱媒槽
５４から飽和槽６６内の熱交換部６８ａへさらに熱交換
部６８ａから熱媒槽５４へと還流させる。従って槽本体
１２内に設けた熱交換部５２ａと飽和槽６６内に設けた
熱交換部６８ａとにそれぞれ等しい温度の水５６を供給
することとなり、その結果、槽本体１２内の熱交換部５
２ａを流れる熱媒体としての水５６の温度は飽和槽６６
内部の温度（＝飽和槽６６内に溜めた気体３２の温度）
と等しくなる。低露点の飽和気体を槽本体１２内に導入
するときはバルブ８６を開くと共にバルブ４９を閉じ、
高露点の飽和気体を槽本体１２内に導入するときはバル
ブ８６を閉じておくと共にバルブ４９を開いておく。

【００１９】８８は熱交換器例えば顕熱を利用した熱交
換器を示す。この例では水温調整器３６を設けず、熱交
換器８８の熱交換部８８ａを飽和槽２８内に設け、熱交
換器８８により飽和槽２８内に溜める水３０を冷却或は
加熱する。また熱交換部８８ａを流路４６を介し熱媒槽
５４の流路８０に接続すると共に熱交換部８８ａを流路
４８を介し熱媒槽５４の流路６０に接続し、熱媒槽５４
の水５６を熱媒槽５４から熱交換部８８ａへさらに熱交
換部８８ａから熱媒槽５４へ還流させる。流路４６にポ
ンプ４７及びバルブ４９を設ける。従って槽本体１２内
の熱交換部５２ａ、飽和槽６６内の熱交換部６８ａ及び
飽和槽２８内の熱交換部８８ａに等しい温度の水５６が
供給される。

【００２０】９０は飽和槽２８の内部温度例えば飽和槽
２８内に溜めた水３０の温度を計測するための温度セン
サを示し、温度センサ９０を飽和槽２８内部に設ける。
飽和槽２８に溜めた気体３２が理想的な飽和状態であれ
ば、飽和槽２８から導出される気体３２の露点は水３０
の温度に等しく、従って飽和槽２８内に溜めた水３０の
温度を調整することにより飽和槽２８から導出される気
体３２の露点を調整できる。９１は飽和槽６６の内部温
度例えば飽和槽６６内に溜めた気体３２の温度を計測す
るための温度センサを示す。

【００２１】９２は熱媒ジャケットの温度を計測するた
めの温度センサを示し、温度センサ９２を空間Ｓ内に設
ける。９４は槽本体１２内の雰囲気Ａの温度を計測する
ための温度センサを示し、温度センサ９４を槽本体１２
内に設ける。

【００２２】９６は熱媒槽５４に溜めた水５６の温度を
計測するための温度センサを示し、温度センサ９６を熱
媒槽５４内に設ける。熱媒槽５４に溜めた水５６の温度
は、槽本体１２内に設けた熱交換部５２ａを流れる水５
６の温度と、飽和槽６６内部の温度（＝飽和槽６６から
導出される気体３２の温度）と、飽和槽２８の内部温度
とに等しい。

【００２３】尚、飽和槽２８、６６から導出された気体
３２を、温度センサ９０により計測される飽和槽２８、
６６の内部温度に等しい温度に保ちながら流路３４、７
０、７２を流すのが好ましい。このようにすることによ
り、飽和槽２８から導出された気体３２の含有水分量の
変動を防止する。また熱媒槽５４から導出された水５６
を、温度センサ９６により計測される熱媒槽５４の内部
温度に等しい温度に保ちながら流路４６、４８、６０、
６２、８０及び８２を流すのが好ましい。

【００２４】次にこの発明の実施例として、図１に示す
装置において、槽本体１２内に飽和気体を導入する際の
結露を防止する方法につき説明する。

【００２５】飽和気体を槽本体１２内に導入しておき槽
本体１２内の雰囲気Ａの温度を下げる或は上げる場合に
は、次のａ）〜ｃ）を満足するようにしつつ雰囲気Ａの
温度を下げ或は上げる。このようにすることにより、雰
囲気Ａの温度を急速に下げる場合の槽本体１２内におけ
る結露を防止でき、また雰囲気Ａの温度をサイクリック
に変化させる場合特に高温から低温へ温度を変化させる
場合に槽本体１２内における結露を防止しつつ雰囲気Ａ
の温度を迅速に変化させることができる。ａ）槽本体１
２内に設けた熱交換部５２ａを流れる水５６の温度を、
飽和槽２８及び６６の内部温度と等しいかそれよりも高
くなるようにする（槽本体１２内に設けた熱交換部５２
ａを流れる水５６の温度を最小でも飽和槽２８及び６６
の内部温度となるようにする）。熱交換部５２ａを流れ
る水５６と飽和槽２８及び６６の内部温度との温度差
は、雰囲気Ａの温度に実質的に影響を与えない程度例え
ば０．５℃〜１℃程度とするのがよい。ｂ）熱媒ジャケ
ット１８の温度（≒槽本体１２の内壁面温度）を、槽本
体１２の雰囲気Ａの温度と等しいかそれよりも高くなる
ようにする（最小でも槽本体１２の雰囲気Ａの温度とす
る）。熱媒ジャケット１８及び槽本体１２の雰囲気Ａの
温度差は、雰囲気Ａの温度に実質的に影響を与えない程
度例えば０．５℃〜１℃程度とするのがよい。ｃ）槽本
体１２の雰囲気Ａの温度を、飽和槽２８及び６６の内部
温度と等しいかそれよりも高くなるようにする（最小で
も飽和槽２８及び６６の内部温度とする）。

【００２６】例えば、槽本体１２内の温度及び相対湿度
を８０℃及び９０％ＲＨから２０℃及び９０％ＲＨまで
急冷する場合、熱媒槽５４内に溜めた水５６の温度を７
７．４℃から１８．３℃まで下げればよい。

【００２７】またこの実施例によれば、槽本体１２、飽
和槽２８及び６６内にそれぞれ顕熱を利用した熱交換器
５２、６８及び８８を設けると共にこれら熱交換器にそ
れぞれ同一の熱媒槽５４から供給される水５６を流し、
しかも水５６の温度を一定に保つようにしながらこれら
熱交換器へと導くので、槽本体１２内、飽和槽２８及び
６６内の温度を精度良く等しくすることができる。

【００２８】この発明は上述した実施例にのみ限定され
るものではなく、従って各構成成分の形状、配設位置、
寸法、数値条件及びそのほかを任意好適に変更できる。

【００２９】例えば、飽和槽６６内の熱交換部６８ａ或
は飽和槽２８内の熱交換部８８ａに、熱媒槽５４の水と
は別に温度制御された熱媒体を流すようにしてもよい。
また熱媒槽５４内に溜めた水を飽和槽２８へさらに飽和
槽２８から熱媒槽５４へと還流させるようにしてもよ
い。また飽和槽６６を設けずに、飽和槽２８により低露
点及び高露点の飽和気体を生成するようにしてもよい。

【００３０】またこの発明を分流法、二点圧力法に応用
してもよい。

【００３１】

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明の恒温恒湿槽の結露防止方法によれば、熱交換器
を槽本体内に設けるので、槽本体内の雰囲気Ａを迅速に
或は急速に冷却することができる。

【００３２】そして熱交換器を流れる熱媒体の温度を飽
和槽内部の温度と等しいかそれよりも高くしつつ、熱交
換器を流れる熱媒体の温度を低下させて雰囲気Ａを冷却
するので、熱交換器近傍での結露を防止できる。

【００３３】しかも槽本体を熱媒ジャケットで覆い、こ
の熱媒ジャケットの温度（≒槽本体の内壁面温度）を雰
囲気Ａの温度と等しいかそれよりも高くしつつ、雰囲気
Ａを冷却するので、槽本体の内壁面での結露を防止でき
る。

【００３４】従って雰囲気Ａの温度を急速に下げる場合
の槽本体内における結露を防止でき、また雰囲気Ａの温
度をサイクリックに変化させる場合特に高温から低温へ
温度を変化させる場合に槽本体内における結露を防止し
つつ雰囲気の温度を迅速に変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施に用いて好適な装置構成を概略
的に示す図である。

【図２】従来の二点温度法の実施に用いる装置構成を概
略的に示す図である。

【符号の説明】

１０：恒温恒湿槽 １２：槽本体 １８：熱媒ジャケット ２８、６６：飽和槽 ５２：熱交換器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 槽本体及び該槽本体を覆う熱媒ジャケッ
   トを備えて成る恒温恒湿槽の、前記槽本体内に飽和槽か
   らの飽和気体を導入するに当たり、 前記槽本体内に熱交換器を設け、該熱交換器を流れる熱
   媒体の温度を、最小でも飽和槽の内部温度とし、 前記熱媒ジャケットの温度を、最小でも槽本体の雰囲気
   温度とすることを特徴とする恒温恒湿槽の結露防止方
   法。
2. 【請求項２】 槽本体の雰囲気温度を、最小でも飽和槽
   の内部温度とすることを特徴とする請求項１記載の恒温
   恒湿槽の結露防止方法。