特開 2024-57390 環境形成装置及び環境形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024057390

(43)【公開日】2024-04-24

(54)【発明の名称】環境形成装置及び環境形成方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 17/00 20060101AFI20240417BHJP

【ＦＩ】

G01N17/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022164093

(22)【出願日】2022-10-12

(71)【出願人】

【識別番号】000108797

【氏名又は名称】エスペック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100137143

【弁理士】

【氏名又は名称】玉串 幸久

(72)【発明者】

【氏名】植村 匠

(72)【発明者】

【氏名】田辺 将利

【テーマコード（参考）】

2G050

【Ｆターム（参考）】

2G050BA06

2G050EA02

(57)【要約】

【課題】応答遅れを抑制しつつ、環境形成槽内に導入する水蒸気流量を調整する。
【解決手段】環境形成装置１０は、所定の湿度環境を形成するための環境形成室１８を有する環境形成槽１２と、貯水槽３１及びヒータ３２を有し、貯水槽３１に溜められた水をヒータ３２で加熱することによって水蒸気を発生させる蒸気発生器１４と、環境形成槽１２と蒸気発生器１４とをつなぐ配管１６と、配管１６に設けられた電動弁３８と、環境形成室１８の湿度を取得するための湿度検知器２８と、ヒータ３２及び電動弁３８を制御するように構成されたコントローラ４５と、を備える。コントローラ４５は、環境形成室１８内の湿度を制御する湿度運転において、湿度検知器２８によって取得された湿度に基づいて電動弁３８の開度を変える制御を実行する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の湿度環境を形成するための環境形成室を有する環境形成槽と、
貯水槽及びヒータを有し、前記貯水槽に溜められた水を前記ヒータで加熱することによって水蒸気を発生させるように構成された蒸気発生器と、
前記環境形成槽と前記蒸気発生器とをつなぐ配管と、
前記配管に設けられた電動弁と、
前記環境形成室の湿度を取得するための湿度検知器と、
前記ヒータ及び前記電動弁を制御するように構成されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記環境形成室内の湿度を制御する湿度運転において、前記湿度検知器によって取得された湿度に基づいて前記電動弁の開度を変える制御を実行する、環境形成装置。

【請求項2】

前記コントローラは、前記環境形成室内の湿度を制御する湿度運転を開始する前に、前記貯水槽内で水蒸気が発生するように前記ヒータを制御するとともに前記発生した水蒸気が前記環境形成槽内に流入しないように又はほとんど流入しないように前記電動弁を制御し、かつ、前記湿度運転の開始時に、前記発生した水蒸気が前記環境形成槽内に流入するように前記電動弁を制御するように構成されている、請求項１に記載の環境形成装置。

【請求項3】

前記コントローラは、前記湿度運転の開始時に、前記電動弁の開度を徐々に大きくするように前記電動弁を制御し、その後、前記湿度検知器によって取得された湿度に基づく前記電動弁の開度制御に移行するように構成されている、請求項２に記載の環境形成装置。

【請求項4】

前記コントローラは、前記湿度運転の開始時に、前記湿度検知器によって取得された湿度に基づく前記電動弁の開度制御に移行するように構成されている、請求項２に記載の環境形成装置。

【請求項5】

前記コントローラは、前記湿度運転において、前記貯水槽内の水温が一定になるように前記ヒータを制御する、請求項１から４のいずれか１項に記載の環境形成装置。

【請求項6】

前記配管における前記電動弁よりも前記貯水槽側の部位に、リリーフ弁が設けられる、請求項１から４のいずれか１項に記載の環境形成装置。

【請求項7】

環境形成槽内の環境形成室において所定の湿度環境を形成する環境形成方法であって、
前記環境形成槽の外に配置された蒸気発生器において、貯水槽に溜められた水をヒータで加熱することによって水蒸気を発生させ、
湿度検知器によって前記環境形成室の湿度を取得し、
前記環境形成室内の湿度を制御する湿度運転において、前記湿度検知器によって取得された湿度に基づいて、前記環境形成槽と前記蒸気発生器とをつなぐ配管に設けられた電動弁の開度を調整することによって、前記環境形成室内の湿度を調整する、環境形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、環境形成装置及び環境形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、所定の湿度環境を形成するための環境形成装置が知られているが、環境形成装置において、所定の湿度環境を形成する構成として、水蒸気発生機構が環境形成槽内に設けられる加湿皿タイプと、水蒸気発生機構が環境形成槽の外に設けられる加湿ボイラタイプとがある。加湿皿タイプは、発生させる水蒸気量が少ないため、主に小型の環境形成装置に用いられる。一方、加湿ボイラタイプは、多量の水蒸気を必要とする大型の環境形成装置に用いられる。

【0003】

加湿ボイラタイプの水蒸気発生機構が用いられた環境形成装置の一例が、下記特許文献１に開示されている。この文献に開示された環境形成装置は、環境形成室を有する環境形成槽と、貯水槽及びヒータを有し、環境形成装置の外側に配置される蒸気発生器と、蒸気発生器と環境形成槽とを互いに接続する配管と、を備えている。そして、貯水槽に溜められた水をヒータで加熱することによって水蒸気を発生させ、この水蒸気を配管を通して環境形成槽に流入させる。これにより、環境形成槽内を加湿することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５８９４９５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１には、環境形成室内の湿度を制御することまでは開示されていないが、この環境形成装置において、環境形成室の湿度を制御する場合には、要求される加湿量に応じて蒸気発生器のヒータを制御する方法を採用できる。この場合には、環境形成槽に設けられた湿度検知器の検知結果を用いてヒータ出力の制御を行う方式を採用することができる。しかしながら、ヒータ出力の制御によって湿度制御を行う場合には、応答遅れを生じる虞がある。すなわち、貯水槽は一般的に、多量の水蒸気量を必要とする大型の環境形成槽に用いられるため、水量及びヒータ容量ともに大きい。また、多くの水量を溜められる貯水槽は環境形成槽から離れて配置されるため、配管も長くなってしまう。また、ヒータの熱量と蒸気発生量が必ずしもリニアの関係ではないため、湿度検知器によって環境形成槽の湿度を検知したとしても、その検知結果に基づくヒータ出力制御の場合、蒸気発生量を精度良くコントロールすることは難しい。これらの要因によって、応答遅れが生ずる虞がある。

【0006】

そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、応答遅れを抑制しつつ、環境形成槽内に導入する水蒸気流量を調整することができるようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の目的を達成するため、本発明に係る環境形成装置は、所定の湿度環境を形成するための環境形成室を有する環境形成槽と、貯水槽及びヒータを有し、前記貯水槽に溜められた水を前記ヒータで加熱することによって水蒸気を発生させるように構成された蒸気発生器と、前記環境形成槽と前記蒸気発生器とをつなぐ配管と、前記配管に設けられた電動弁と、前記環境形成室の湿度を取得するための湿度検知器と、前記ヒータ及び前記電動弁を制御するように構成されたコントローラと、を備える。前記コントローラは、前記環境形成室内の湿度を制御する湿度運転において、前記湿度検知器によって取得された湿度に基づいて前記電動弁の開度を変える制御を実行する。

【0008】

本発明では、電動弁の開度を変えることにより、配管を通して環境形成槽内に導入される水蒸気の流量を変えることができる。電動弁は、環境形成槽と蒸気発生器とをつなぐ配管に設けられているため、貯水槽に比べれば環境形成槽に近い位置にある。このため、電動弁の開度を調整する構成では、貯水槽内で蒸気発生量を調整する構成に比べて、環境形成槽内に導入される水蒸気流量を素早く変えることができる。しかも、貯水槽のヒータ出力を調整することによって水蒸気発生量を調整する構成では、貯水槽に溜められた水容量の影響で応答遅れが生ずる可能性があるが、電動弁の開度を調整することによって環境形成槽内に導入する水蒸気流量の調整を行う構成では、そのような応答遅れが生ずることもない。また、貯水槽のヒータ出力を調整することによって水蒸気発生量を調整する構成では、ヒータの熱量と水蒸気発生量とが必ずしもリニアの関係になっていないことから、所定量の水蒸気を発生させるタイミングを制御しにくいが、電動弁の開度を調整することによって環境形成槽内に導入する水蒸気流量の調整を行う構成では、電動弁の開度に応じて水蒸気流量をコントロールできる。このため、水蒸気を環境形成槽内に導入するタイミングをコントロールしやすい。したがって、本発明では、応答遅れを抑制しつつ、環境形成槽内に導入する水蒸気流量を調整することができる。

【0009】

前記コントローラは、前記環境形成室内の湿度を制御する湿度運転を開始する前に、前記貯水槽内で水蒸気が発生するように前記ヒータを制御するとともに前記発生した水蒸気が前記環境形成槽内に流入しないように又はほとんど流入しないように前記電動弁を制御し、かつ、前記湿度運転の開始時に、前記発生した水蒸気が前記環境形成槽内に流入するように前記電動弁を制御するように構成されていてもよい。

【0010】

この態様では、環境形成室内の湿度を制御する運転である湿度運転を開始する前に、貯水槽内で水蒸気を発生させるが、この蒸気発生器で発生した水蒸気は、配管内に流入するものの電動弁を通過しない又はほとんど通過しないため、発生した水蒸気は環境形成槽内に流入しない又はほとんど流入しない。そして、湿度運転の開始時に、水蒸気を環境形成槽内に流入させる。このときには既に、水蒸気が電動弁のところまでは存在しているため、電動弁の制御により、水蒸気をタイミング良く環境形成槽内に流入させることができる。したがって、湿度運転を開始する際においても、湿度制御の応答遅れを抑制できる。なお、「湿度運転の開始時に」には、湿度運転の開始直後、開始する時及び開始直前の少なくとも一つにおいて、水蒸気を流入させるものが含まれる。

【0011】

前記コントローラは、前記湿度運転の開始時に、前記電動弁の開度を徐々に大きくするように前記電動弁を制御し、その後、前記湿度検知器によって取得された湿度に基づく前記電動弁の開度制御に移行するように構成されてもよい。

【0012】

この態様では、電動弁の開度を大きくすることに伴って貯水槽内の圧力が急激に変化して、水蒸気発生量が急激に変化することを防止することができる。例えば、水蒸気が環境形成槽内に流入するように電動弁の開度を急激に大きくする場合には、貯水槽に溜められた水が突沸する虞があるが、電動弁の開度を徐々に大きくすることにより、突沸を未然に防止することができる。したがって、水蒸気の発生量が急激に増えることを防止できる。

【0013】

前記コントローラは、前記湿度運転の開始時に、前記湿度検知器によって取得された湿度に基づく前記電動弁の開度制御に移行するように構成されてもよい。

【0014】

この態様では、例えば、蒸気発生器が密閉構造ではなく、電動弁の開度を急激に大きくした場合でも貯水槽内の圧力が急激に変化しないような場合において、貯水槽に溜められた水が突沸することを抑制できる。したがって、湿度検知器の検出結果に基づく電動弁の開度制御を早期に開始できる。

【0015】

前記コントローラは、前記湿度運転において、前記貯水槽内の水温が一定になるように前記ヒータを制御してもよい。

【0016】

この態様では、湿度運転において貯水槽内の水温が一定に調整されるため、湿度運転時において水蒸気発生量を安定させることができる。このため、電動弁の開度と環境形成槽内への水蒸気の流入量との関係を安定させることができる。したがって、湿度運転時の湿度制御をより正確に行うことができる。

【0017】

前記配管における前記電動弁よりも前記貯水槽側の部位に、リリーフ弁が設けられていてもよい。この態様では、配管内の圧力が過上昇することを防止できる。したがって、電動弁の上流側における配管内の圧力を安定させることができる。

【0018】

本発明に係る環境形成方法は、環境形成槽内の環境形成室において所定の湿度環境を形成する環境形成方法であって、前記環境形成槽の外に配置された蒸気発生器において、貯水槽に溜められた水をヒータで加熱することによって水蒸気を発生させ、湿度検知器によって前記環境形成室の湿度を取得し、前記環境形成室内の湿度を制御する湿度運転において、前記湿度検知器によって取得された湿度に基づいて、前記環境形成槽と前記蒸気発生器とをつなぐ配管に設けられた電動弁の開度を調整することによって、前記環境形成室内の湿度を調整する。

【発明の効果】

【0019】

以上説明したように、本発明によれば、応答遅れを抑制しつつ、環境形成槽内に導入する水蒸気流量を調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本実施形態に係る環境形成装置の全体構成を概略的に示す図である。

【図2】前記環境形成装置による環境形成方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0022】

図１に示すように、本実施形態に係る環境形成装置１０は、環境形成室内を所定の温度及び湿度に維持し、環境形成室内に配置された供試体をこの温度及び湿度環境に晒す環境試験を行う環境試験装置として構成されている。環境形成装置１０は、恒温恒湿槽として構成された環境形成槽１２と、蒸気発生器１４と、両者を繋ぐ配管１６と、を備えている。

【0023】

環境形成槽１２は、所定の温度湿度環境を形成するための環境形成室１８と、環境形成室１８に隣接する空調室１９と、を有している。環境形成室１８及び空調室１９は、断熱壁によって一体的に形成されており、環境形成室１８と空調室１９とは仕切り壁２０を介して互いに隣り合っている。

【0024】

空調室１９には、環境形成室１８内を所定温度及び湿度にするために空調空気を生成する空調機が配置されている。この空調機には、空気を加熱する加熱器２２と、空気を冷却する冷却器２３と、蒸気発生器１４から導入される水蒸気を流出させる流出口２４と、空調室１９内の空調空気を環境形成室１８に吹き出す送風機２５と、が含まれる。

【0025】

環境形成室１８は、供試体を配置可能な大きさを有しており、供試体の出入口１８ａが設けられている。

【0026】

環境形成槽１２には、環境形成室１８内の温度を取得する温度検知器２７と、環境形成室１８内の湿度を取得する湿度検知器２８と、が設けられている。温度検知器２７は、温度センサによって構成されている。温度検知器２７は、環境形成室１８内の空気の温度を取得できるのであれば、環境形成室１８内に配置されて環境形成室１８内の温度を直接的に検知する構成であっても、空調室１９内に配置されて、空調室１９内の温度から環境形成室１８内の温度を推定するものであってもよい。また、湿度検知器２８は、湿度センサによって構成されている。湿度検知器２８は、環境形成室１８内の空気の湿度を取得できるのであれば、環境形成室１８内に配置されて環境形成室１８内の湿度を直接的に検知する構成であっても、空調室１９内に配置されて、空調室１９内の湿度から環境形成室１８内の湿度を推定するものであってもよい。

【0027】

蒸気発生器１４は、水を溜められる貯水槽３１と、貯水槽３１に溜められた水を加熱するためのヒータ３２と、水位を検知する水位計３３と、水の温度を検知する水温計３４と、を備えている。ヒータ３２が作動することにより、貯水槽３１内の水が蒸発し、水蒸気が発生する。なお、貯水槽３１は、密閉された構造でもよく、溜められた水が所定量を超えるとオーバーフローするように構成された反密閉型の構造でもよい。水位計３３は、省略可能である。

【0028】

配管１６は、貯水槽３１内で発生した水蒸気を空調室１９内に導入可能に、蒸気発生器１４と環境形成槽１２とを互いに接続している。配管１６の先端は、上述した流出口２４として空調室１９内に開口している。

【0029】

配管１６には、電動弁３８が設けられている。電動弁３８は、なるべく流出口２４に近い位置に配置されるのが好ましく、環境形成槽１２との距離が貯水槽３１との距離よりも短くなる位置に配置されるのが望ましい。

【0030】

電動弁３８は、開度を任意の開度に変えられるタイプの弁である。電動弁３８の開度が変更されることにより、配管１６の開口面積が変わり、電動弁３８を通過する水蒸気の流量が変わる。したがって、電動弁３８の開度に応じて、貯水槽３１から環境形成槽１２へ流入する水蒸気の流量が調整される。電動弁３８が閉じられると、貯水槽３１内と環境形成槽１２内との間が遮断されるため、貯水槽３１内の水蒸気は環境形成槽１２内に流入できない。

【0031】

配管１６には、電動弁３８よりも上流側、すなわち、電動弁３８よりも蒸気発生器１４側の部位に圧力検知器４１とリリーフ弁４２とが設けられている。圧力検知器４１は、電動弁３８の上流側での水蒸気の圧力を検知するように構成されている。リリーフ弁４２は、電動弁３８の上流側における配管１６内の圧力が設定された値を超えると、配管１６内の水蒸気を放出するように構成されている。なお、圧力検知器４１は配管１６ではなく、蒸気発生器１４に設けられてもよく、またリリーフ弁４２も配管１６ではなく、蒸気発生器１４に設けられてもよい。

【0032】

温度検知器２７、湿度検知器２８、空調機、電動弁３８、圧力検知器４１、水温計３４、ヒータ３２は、コントローラ４５に電気的に接続されている。コントローラ４５は、恒温恒湿槽の各種動作を制御可能に構成されたコンピュータによって構成されており、このコンピュータの中央演算処理装置（ＣＰＵ；Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）により実行されるコントローラ４５の機能には、温湿度設定部４５ａと、温度制御部４５ｂと、ヒータ制御部４５ｃと、弁制御部４５ｄと、が含まれている。

【0033】

温湿度設定部４５ａは、環境形成室１８の温度及び湿度を設定するための機能部であり、温度のみを設定することも、温度及び湿度を設定することも可能となっている。本実施形態では、例えば、温度のみを制御する温度運転が第１運転として行われ、その次の第２運転において、温度及び湿度を制御する湿度運転が行われるものとする。そのため、ある温度が設定温度として設定された第１運転が登録されるとともに、ある温度及びある湿度が設定温度及び設定湿度として設定された第２運転も登録されるものとする。

【0034】

温度制御部４５ｂは、温度検知器２７によって検知された温度が、温湿度設定部４５ａによって設定された設定温度になるように、加熱器２２及び冷却器２３を制御する。温度制御部４５ｂは、第１運転を継続する時間として設定された時間だけ、第１運転用の設定温度に合わせる加熱器２２及び冷却器２３の制御を行い、その後、第２運転を継続する時間として設定された時間だけ、第２運転用の設定温度に合わせる加熱器２２及び冷却器２３の制御を行う。

【0035】

ヒータ制御部４５ｃは、第２運転（湿度運転）において、水温計３４の測定結果に基づいて、ヒータ３２を制御するように構成されている。すなわち、ヒータ制御部４５ｃは、貯水槽３１に溜められた水の温度が所定温度になるように、ヒータ３２の出力を調整する。このため、貯水槽３１内の水温は一定の温度に維持され、所定量の水蒸気を発生させることができる。このときの所定温度は、水の沸点であってもよく、沸点に対して僅かに低い温度であってもよい。沸点未満の温度であったとしても、貯水槽３１内の水から水蒸気が発生するからである。

【0036】

ヒータ制御部４５ｃは、湿度運転が行われる場合において、湿度運転に先だってヒータ３２を作動させる。すなわち、温湿度設定部４５ａによって、温度及び湿度が設定された第２運転が登録されるため、ヒータ制御部４５ｃは、第２運転を開始する前にヒータ３２を作動させる。これにより、湿度運転が開始される前に水蒸気を配管１６内に流入させておくことができる。本実施形態では、第１運転も登録されるため、第１運転開始時或いは第１運転中にヒータ３２が作動される。第１運転中におけるヒータ３２の制御においても、第２運転中におけるヒータ３２の制御と同様、貯水槽３１に溜められた水の温度が一定になるようにヒータ出力の制御が行われる。なお、ヒータ３２の制御は、第１運転中の全体の期間に亘って行われてもよいが、必ずしもその必要はなく、第１運転中の少なくとも一部の期間で行われればよい。要は、湿度運転を開始する時点において、所定量の水蒸気が準備できているようにヒータ３２の制御を行えばよい。

【0037】

また、ヒータ制御部４５ｃは、水温が一定になるようにヒータ３２を制御しているときに、圧力検知器４１によって検知された水蒸気の圧力が予め定められた圧力よりも高くなると、ヒータ３２の能力を下げる制御を行う。これにより、配管１６内の圧力が過剰に高くなることが防止される。

【0038】

弁制御部４５ｄは、湿度運転（第２運転）において、湿度検知器２８によって取得された湿度に基づいて、電動弁３８を制御するように構成されている。すなわち、弁制御部４５ｄは、湿度検知器２８によって取得された湿度が、温湿度設定部４５ａによって設定された湿度になるように、電動弁３８の開度を制御する。

【0039】

また、弁制御部４５ｄは、第２運転の開始時には、電動弁３８の開度を徐々に大きくするように電動弁３８の制御を行う。すなわち、弁制御部４５ｄは、圧力検知器４１によって圧力（配管１６又は貯水槽３１内の圧力）を検知しつつ電動弁３８の開度を調整しており、所定開度だけ開度を大きくしたときに検知圧力が所定圧力以上下がらなければ、再度、所定開度大きくするようにして徐々に開度を大きくするように電動弁３８を制御する。このとき、所定時間当たりの開度変化量に制限値を設けておいて、この制限値の範囲内で開度を変化させてもよい。

【0040】

ここで、環境形成装置１０を用いて、環境形成室１８において所定の湿度環境を形成する環境形成方法について、図２を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、温度のみを制御する温度運転（第１運転）を行った後、温度及び湿度を制御する湿度運転（第２運転）を行うため、ここでは、その場合の環境形成方法について説明する。

【0041】

まず、温度及び湿度の設定を行う（ステップＳＴ１１）。このステップでは、第１運転での試験温度を設定するとともに第２運転での試験温湿度を設定する。したがって、第１運転における設定温度を図外の入力装置を通して入力し、また、第２運転における設定温度及び設定湿度を図外の入力装置を通して入力する。これにより、第１運転での設定温度がコントローラ４５に記憶されるととともに、第２運転での設定温度及び設定湿度がコントローラ４５に記憶される。なお、このとき、第１運転の試験時間及び第２運転の試験時間も設定する。

【0042】

供試体を環境形成室１８内に配置した後、コントローラ４５が試験開始指令を受けると、第１運転を開始する（ステップＳＴ１２）。第１運転では、温度検知器２７によって検知された温度が、第１運転に対する設定温度になるように、加熱器２２及び冷却器２３が制御され、送風機２５が作動することにより、空調空気が環境形成室１８及び空調室１９内を循環する。これにより、環境形成室１８内が設定温度に調整される。第１運転は、設定された試験時間だけ継続される。

【0043】

この第１試験において、蒸気発生器１４において水蒸気を発生させる（ステップＳＴ１３）。すなわち、蒸気発生器１４のヒータ３２を作動させて、貯水槽３１内の水を加熱する。これにより貯水槽３１内において水蒸気が発生し、この水蒸気は配管１６内にも流入する。ただし、第１試験時には電動弁３８が閉じられているため、水蒸気は電動弁３８より先には流れない。これにより、湿度運転を開始する前に、電動弁３８のところまでは水蒸気が存在する状態にしておくことができる。

【0044】

第１試験時において水蒸気を発生させる際には、水温計３４によって測定される水温が一定になるようにヒータ３２が制御されるが、必ずしも水温一定制御を行う必要はない。なおこのとき、電動弁３８を完全に閉じておいてもよいが、水蒸気が電動弁３８をほとんど通過しないのであれば、電動弁３８が僅かに開けられていてもよい。

【0045】

第１運転の試験時間が経過すると第２運転に移行する（ステップＳＴ１４）。第２運転では、湿度運転を行うため、環境形成室１８内の温度及び湿度が、設定された温度及び湿度になるように、加熱器２２、冷却器２３、電動弁３８及びヒータ３２が制御される。

【0046】

第２運転では、まず、電動弁３８の開度を徐々に大きくする移行運転が行われ、その後、湿度検知器２８によって取得された湿度に基づいて電動弁３８の開度を調整する制御運転が行われる。すなわち、湿度運転の開始時には、環境形成室１８内の湿度を急激に変更する可能性があり、その場合において、電動弁３８を開けることによって貯水槽３１内の圧力が急激に変動しないように、電動弁３８の開度を徐々に大きくする。このとき、圧力検知器４１によって圧力（配管１６又は貯水槽３１内の圧力）を検知しており、電動弁３８の開度を所定開度だけ大きくしたときに検知圧力が所定圧力以上下がらなければ、再度、所定開度だけ大きくするようにして、これを繰り返しながら徐々に開度を大きくする。そして、電動弁３８の開度が、湿度検知器２８によって取得された湿度（取得湿度）と設定湿度との差分に基づく開度になると、制御運転に移行する。これ以降は、取得湿度と設定湿度との差分に基づくフィードバック制御（例えばＰＩＤ制御）によって電動弁３８の開度が制御される。すなわち、湿度を上げていく場合においては、取得湿度と設定湿度との差分が大きくなると、開度が大きくなる方向に電動弁３８を制御する。このため、開度の変化量に応じて、環境形成槽１２内に導入される水蒸気の流量が増加する。一方、取得湿度と設定湿度との差分が小さくなると、開度が小さくなる方向に電動弁３８を制御する。このため、開度の変化量に応じて、環境形成槽１２内に導入される水蒸気の流量が減少する。これにより、湿度検知器２８による取得湿度が設定温度に近づくように、環境形成室１８内の湿度が調整される。

【0047】

第２運転においても、水温計３４によって測定される水温が一定になるようにヒータ３２が制御される。このため、貯水槽３１内の水蒸気発生量が安定し、電動弁３８の開度と環境形成槽１２内への水蒸気の流入量との関係も安定する。なお、第２運転（制御運転）においても、必ずしも水温一定制御を行う必要はない。

【0048】

以上説明したように、本実施形態では、電動弁３８の開度を変えることにより、配管１６を通して環境形成槽１２内に導入される水蒸気の流量を変えることができる。電動弁３８は、環境形成槽１２と蒸気発生器１４とをつなぐ配管１６に設けられているため、貯水槽３１に比べれば環境形成槽１２に近い位置にある。このため、電動弁３８の開度を調整する構成では、貯水槽３１内で蒸気発生量を調整する構成に比べて、環境形成槽１２内に導入される水蒸気流量を素早く変えることができる。しかも、貯水槽３１のヒータ３２の出力を調整することによって水蒸気発生量を調整する構成では、貯水槽３１に溜められた水容量の影響で応答遅れが生ずる可能性があるが、電動弁３８の開度を調整することによって環境形成槽１２内に導入する水蒸気流量の調整を行う構成では、そのような応答遅れが生ずることもなく、応答性が良い。また、貯水槽３１のヒータ３２の出力を調整することによって水蒸気発生量を調整する構成では、ヒータ３２の熱量と水蒸気発生量とが必ずしもリニアの関係になっていないことから、所定量の水蒸気を発生させるタイミングを制御し難いが、電動弁３８の開度を調整することによって環境形成槽１２内に導入する水蒸気流量の調整を行う構成では、電動弁３８の開度に応じて水蒸気流量をコントロールできる。このため、水蒸気を環境形成槽１２内に導入するタイミングをコントロールしやすい。したがって、応答遅れを抑制しつつ、環境形成槽１２内に導入する水蒸気流量を調整することができる。

【0049】

また、本実施形態では、湿度運転を開始する前に、貯水槽３１内で水蒸気を発生させるが、この蒸気発生器１４で発生した水蒸気は、配管１６内に流入するものの電動弁３８を通過しないため、発生した水蒸気は環境形成槽１２内に流入しない。そして、湿度運転の開始時に、水蒸気を環境形成槽１２内に流入させる。このときには既に、水蒸気が電動弁３８のところまでは存在しているため、電動弁３８の制御により、水蒸気をタイミング良く環境形成槽１２内に流入させることができる。したがって、湿度運転を開始する際においても、湿度制御の応答遅れを抑制できる。

【0050】

しかも本実施形態では、湿度運転開始時に電動弁３８の開度を徐々に大きくする。このため、電動弁３８の開度を大きくすることに伴って貯水槽３１内の圧力が急激に変化して水蒸気発生量が急激に変化することを防止することができる。例えば、水蒸気が環境形成槽１２内に流入するように電動弁３８の開度を急激に大きくする場合には、貯水槽３１に溜められた水が突沸する虞があるが、電動弁３８の開度を徐々に大きくすることにより、突沸を未然に防止することができる。したがって、水蒸気の発生量が急激に増えることを防止できる。

【0051】

また本実施形態では、湿度運転において貯水槽３１内の水温が一定になるようにヒータ３２が制御されるため、湿度運転時において水蒸気発生量を安定させることができる。このため、電動弁３８の開度と環境形成槽１２内への水蒸気の流入量との関係を安定させることができる。したがって、湿度運転時の湿度制御をより正確に行うことができる。

【0052】

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、湿度運転において、ヒータ制御部４５ｃは、水温計３４によって測定された水温が所定温度になるようにヒータ３２の出力を調整するように構成されているが、これに限られない。例えば、ヒータ制御部４５ｃは、圧力検知器４１による検知結果に基づいて、検知圧力が設定圧力になるようにヒータ３２の出力を調整するように構成されていてもよい。この場合、検知された圧力が設定圧力になるようにヒータ出力をＰＩＤ制御する。このとき、圧力が電動弁３８の開度によって過敏に変化するため、一定時間の移動平均を検知圧力として採用してもよい。

【0053】

湿度運転での設定湿度が高い高湿運転と、設定湿度が低い低湿運転とでは、水蒸気の要求量が異なるため、高湿運転での電動弁３８の開度はより大きくなり易くなる。そのために、高湿運転では、圧力検知器４１による検知圧力が低くなる可能性がある。そこで、設定湿度によらず貯水槽３１内の圧力が一定になるようにヒータ３２を制御することにより、検知圧力が低くなり易い高湿運転時には、ヒータ出力がより高く制御されるようにし、高湿運転の際には、より多くの水蒸気を発生させて、要求水蒸気量に合わせた制御を行うようにすることができる。

【0054】

なお、設定湿度に応じて、貯水槽３１内の設定圧力を異ならせるようにしてもよい。例えば、高湿運転のときの設定圧力を低湿運転のときの設定圧力よりも高い値に設定してもよい。すなわち、低湿運転では要求される水蒸気量が少なくなるため、設定圧力を低く抑えることによって、水蒸気発生量を低く抑えるようにしてもよい。この場合、設定圧力を、設定湿度に応じて加減算するようにしてもよい。

【0055】

また、ヒータ制御部４５ｃが、圧力検知器４１による検知結果に基づいてヒータ３２の出力を制御する場合においても、湿度運転の開始時には、電動弁３８の変化速度に制限を設けるようにしてもよい。

【0056】

前記実施形態では、湿度運転において設定湿度を一定値に維持する制御を行う構成としたが、これに代え、湿度運転において、設定湿度を次第に変化させる運転を行ってもよい。例えば、設定湿度をリニアに変化させてもよい。設定湿度をリニアに変化させる場合、電動弁３８の開度は、設定湿度の変化に伴い変更されることになる。すなわち、電動弁３８の開度は取得湿度と設定湿度との差分に基づいて調整されるが、例えば、設定湿度が徐々に大きくなる場合には、電動弁３８の開度は徐々に大きくなり得る。この場合、実際の湿度もリニアに変化するため、結果として、環境試験室１８内の湿度が設定湿度の変化に応じて調整されることになる。しかも、電動弁３８の開度を調整する方式では、応答性が良いため、湿度の制御性が良い。

【0057】

前記実施形態では、温度運転を行った後に湿度運転を行うようにしているが、温度運転を省略してもよい。この場合、湿度運転を開始する前に、水蒸気を発生させるための準備運転を行うようにしてもよい。この準備運転では、ヒータ制御部４５ｃが蒸気発生器１４のヒータ３２を作動させて、水蒸気を発生させる。このとき、電動弁３８は閉じられている。そして、水温計３４の温度が設定温度に達した後、あるいは、圧力検知器４１の圧力が設定圧力に達した後、湿度運転を開始する。なお、この準備運転も行わず、単に湿度運転のみを行うものであってもよい。

【0058】

前記実施形態では、湿度運転において、水温を一定にするようにヒータ３２を制御するため、圧力検知器４１を省略することが可能である。この場合、湿度運転の開始時に電動弁３８の開度を徐々に大きくする場合には、所定時間毎に所定開度だけ開度を大きくするというように所定制限内の開度速度で、開度を大きくしてもよい。

【0059】

また、リリーフ弁４２も省略可能である。例えば、貯水槽３１が密閉構造でなく、溜められた水が所定量を超えるとオーバーフローするような構成の場合には、リリーフ弁４２を省略することが可能である。また、所定圧力に達したときに、リリーフ弁４２を開放するのではなく、ヒータ３２を停止するようにしてもよい。

【0060】

前記実施形態の環境形成装置１０は、環境形成槽１２が環境試験を行うための恒温恒湿槽として構成されているが、これに限られない。例えば、環境形成装置１０は、食材または食品を所定の湿度環境にさらすための食品装置（例えば、熟成庫、スチームコンベクションオーブン等）として構成されてもよい。この場合、食品が収容される環境形成室１８を有する環境形成槽１２とは別に、蒸気発生器１４が設けられ、この蒸気発生器１４で発生した水蒸気が環境形成槽１２内に導入される構成としてもよい。

【符号の説明】

【0061】

１０ ：環境形成装置
１２ ：環境形成槽
１４ ：蒸気発生器
１６ ：配管
１８ ：環境形成室
２８ ：湿度検知器
３１ ：貯水槽
３２ ：ヒータ
３８ ：電動弁
４２ ：リリーフ弁
４５ ：コントローラ

【図1】

【図2】