JP2657546B2 - 液槽式熱衝撃試験装置の浴液分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は小型精密機器等の部品、或は電子部品等の熱
的衝撃による耐久性や強度等の試験を行う液槽式衝撃試
験装置に係わり、特にこの装置に用いられる溶液の分離
装置に関するものである。

【従来の技術】

精密機器等の部品や電子部品などは、その一般的テス
トのほかに熱的影響に対しての耐久性を確認するため熱
衝撃試験を行っているが、従来このテストを行うに際し
て、目的の試料を低温状態で液状を呈する液体槽と高温
の液体槽とを交互に移して浸漬する方式を採用してい
る。 しかし乍ら、従来の方式では低温の液に使用されてい
る化学剤によればその温度を低くすることができないの
で、低温域での耐用性並び高温と低温との温度差を大き
くとることが困難で、当然テスト範囲が狭められること
になり不具合であった。 そこで、温度差が大きくとれる浴液としてフッ素系不
活性液が知られており、これを使用すれば熱衝撃テスト
も有効であるが、この種の浴液は非常に高価なものであ
るから浸漬、取出し、を行う間に試料に付着して浴槽外
に持ち出されること、或いは加熱によって蒸発し放散す
ること、などによって次第に消耗し、そのためランニン
グコストが著しく高価になるので汎用化されるに到って
いない。 従って汎用化があって高度な熱衝撃テストを行える装
置として完成されたものが要望されている。 そこで本出願人は上記欠点を解消するため、特開昭60
-263836号の液槽式熱衝撃試験装置を提案している。 即ち、第２図乃至第３図に示す如く、所要寸法の箱形
躯体に形成した本体101の内部は、前半部が試験室102に
なるよう仕切壁103にて後半部と仕切ってあり、この試
験室102は上半部がテスト試料の移動並びに常温試験空
間にして、下半部には低温浴槽104と高温浴槽105とが所
要の間隔をおいて配してある。 而して低温浴槽104及び高温浴槽105はいずれも縦長の
槽に形成されており（可能な限り深い槽が好ましい）、
上部には各々試料カゴ出入口104′、105′が限定されて
上向きに開口しており、各出入口に対して直線駆動機
（流体圧シリンダ、電動シリンダなど）により自動操作
で開閉できる開閉蓋106、106が閉蓋時槽内を気密に保ち
得る状態で併設してある。 そして低温浴槽104の内下部には所定の液内に常時浸
った状態で浴液Ｗを低温に保持するための冷却器107
を、内側に試料カゴ140が受入けられる状態の筒状に形
成して配し、該冷却器107の下側には加熱気体によって
浴液Ｗを加温するためのヒートチューブ108が併設して
あり、また出入口104′の直下周囲には加熱気体を通し
て雰囲気温度を高めるためのヒータ109が筒状に形成し
て配設してある。 このようにした低温浴槽104に入れる浴液Ｗとしては
フッ素系不活性液（たとえば「フロリナート FC-77」
低温用）を所要液深まで入れて使用する。 斯かる低温浴槽104に対して所要間隔をおいて配設さ
れた高温浴槽105は、その内下部に浴液Ｗ′加熱用の電
気ヒータ111を、該ヒータ111の上部で浴液に浸る位置に
冷却器112（急冷却することが必要なときに使用）を、
それぞれ配設し、出入口105′の直下周囲には凝縮器113
が筒状に形成して配設してある。 そしてこの高温浴槽105には浴液として高温用のフッ
素系不活性液（たとえば「フロリナート FC-43」（商
品名 住友スリーエム社製）を所要液深まで入れて使用
する。 而して斯かる高温、低温漁浴槽104,105は上部におい
てバット115を配して両槽上面が連結されており、該バ
ット115の面は高温浴槽105側へ下り勾配に形成されてお
り、第４図に概要を示す如く、バット115上面と高温浴
槽105とは出入口105′以外の部分で（流れ勾配の手前位
置）液の流入小孔116が穿孔してあり、高温浴槽105内上
部の凝縮器113直下に付設した液滴受皿117から導管118
で分離器120に導くようにし、該分離器120は適宜寸法の
閉鎖容器で内底部に加熱ヒータ122を配してあり、この
分離器120の基準液面は高温浴槽105の液面と揃うように
配置して、その底部から高温浴槽105の底部配管123にて
接続してあり、分離器120の頂部に設けた導出管121は熱
交換器124に接続し、この熱交換器124のジャケット12
4′には冷媒もしくは冷却水を通して蒸発分離した低温
用浴液（商品名「フロリナート FC-77」は高温用浴液
の「フロリナート FC-43」よりも沸点が低いので（前
者の沸点97℃後者の沸点174℃）先に蒸発し分離する）
を凝縮させて液化し、導管123′、127にてそれぞれレベ
ルポット126、126′につながれ、一定の液面が保たれる
ようにしてある。 各レベルポット126、126′には試験室の背後上部に設
置した各浴液の供給タンクから減少分補給できるように
してある。 また浴槽104,105には補助的に攪拌機がそれぞれ付設
され、作業時における液温の均一化を促進して安定した
温度で作業できるようにしてある。 前記した各浴槽104,105内の冷却器や凝縮器に対する
冷媒の供給は本体101の後部室（図示せず）内に設置し
た冷凍機と接続して運転するようになっており、加熱気
体を供給するヒータ108,109には加熱気体供給源から熱
気体が供給されるようにしてある。 そしてこの浴槽105内で試料の浸漬加熱処理及び液切
りに伴い蒸発上昇する浴液は、出入口105′隣接部に設
けてある凝縮器113に接して蒸発ミストが補集され凝縮
し、液滴となったものはその直下位置の受け皿117上に
落下して集められ、導管118により液回収手段の分離器1
20に導かれ、この分離器120は作業に際して液を槽105に
入れた際の基準液面に対応して同レベルになる適量の高
温用浴液が貯められて、その液中に配されている電気ヒ
ータ122による加熱（ほぼ100℃に加熱）で導入された液
も熱せられるので、混入している低沸点の低温用浴液が
蒸発し、導入管121から熱交換器124に送られてここで冷
却され、液化した後低温浴槽104に戻され、分離器120を
介して両浴液が回収されることになり、高温浴液の回収
分は連結する配管123を通じて高温浴槽105側に戻される
ことになる。 上記従来構成においては浴液回収に相当の効果を納め
ることができたが、この種の技術分野において更に効率
的に浴液の回収を図ることが望まれていた。

【発明が解決しようとする問題点】

本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであって、
高価ではあるが大きな温度差をとって高度な熱衝撃テス
トができる浴液を効率的に回収し、分離処理して、ラン
ニングコストを低減する信頼性の高い液槽式熱衝撃試験
装置の浴液分離装置を提供するにある。

【問題点を解決するための手段】

上記問題点を解決するために、この発明では、 液槽
式熱衝撃試験装置の浴液分離装置において、（ａ）．浴
液を貯留する浴液回収装置を設ける、 （ｂ）．該浴液回収装置の底部と管路を介して連通し該
浴液回収装置からの浴液に含まれている水分を炉別する
ための水分離フィルタを内蔵したセパレータを設ける、 （ｃ）．該セパレータの下流側に連通して設けられ該セ
パレータからの浴液に含まれている沸点の異なる低温用
浴液と高温用浴液とを蒸留を介して分離するための分離
器を設ける、 という技術的手段を講じている。

【作用】

浴液回収装置にいったん貯留された低温用浴液、高温
用浴液、その他水等を含む浴液は、この浴液回収装置の
底部と連通して設けられたセパレータを通過する際にこ
の浴液中の水分が除去され、ついで蒸留機構を備えた分
離器に導かれ、ここで低温用浴液が蒸留により高温用浴
液と分離される。

【実施例】

以下に、この発明にかかる液槽式熱衝撃試験装置の浴
液分離装置の使用例を第１図に基づいて説明する。 この液槽式熱衝撃試験装置は、その基本構成を前記従
来構成と同様としている。 即ち、箱形躯体の本体内に、試料出入り扉を前面に設
けた閉鎖構造の試験室２を形成し、該試験室２内には縦
長に形成して上面に自動開閉蓋を備えた試料カゴ40の出
入口を有する低温浴槽４と高温浴槽５とを所要間隔で配
設し、低温浴槽４内には冷却器７を配しまたはこれと共
にヒータ（図示せず）を配してもよく、高温浴槽内には
下部にヒータ11を、そして出入口直下周囲に凝縮器13を
それぞれ配し、斯かる両浴槽4,5にはそれぞれの浴温に
対応するフッ素系不活性液を収納している。 なお作業時の温度設定で、低温浴槽４内浴液の温度を
最低温よりも高い温度で使用したい場合には浴液中にヒ
ートチューブを配しておいてもよく、加熱気体を送り込
んで加温し、所要液温に調節することができる。または
ヒータを配し加熱することもできる。 また上記試料カゴ40には試験室２上部で所定位置（実
施例では両槽直上位置と中間位置と）に停止できる横行
自在な搬送体30が設けられており、該搬送体には図示し
ないが、浴槽内挿入時搬出出入口を仮蓋で閉じるまでの
行程の昇降機構と、槽内で昇降させる昇降シリンダと、
槽内上部位置にて液振り落とし用シリンダ等を付設する
等適宜構成を採ることができる。 そして、上記した低温浴槽４から高温浴槽５に試料を
浸漬して熱衝撃テストを行うについて、その作動を電気
的に組合わせたコントローラ（図示せず）内のプログラ
ムによって順次各部が所定の順序で設定時間に従って移
動し、各部機構が支障なく作動する自動制御機構でもっ
て自動運転できるようにしてある。 この試料の熱衝撃テストとして低温−高温の２ゾーン
でのテストのほかに、低温−常温−高温の３ゾーンのテ
ストをも行うことができるのであり、この場合には低温
浴槽４から高温浴槽５に到る中間位置で所定時間試験室
２内にて静置し、その後高温浴槽５へ移行浸漬するよう
運転すればよい。 このような液槽式熱衝撃試験装置に以下に詳述する浴
液回収機構１が設けられている。 即ち、試験室２にはその側壁の中途部に第１吸気口1A
を開口しており、またその上方には排気口1Dが設けられ
ている。 また、試験室２下方の高温浴槽５は、上下二段の槽か
らなっており、上段は拡開されて環状に凝縮器13が配置
されており、下段は段部を介して小径となり底部にヒー
タ11が配設された浴槽本体からなっている。 そして、上記凝縮器13が設けられた上段位置の側壁中
途部に第２吸気口1Bが開口されており、その凝縮器13の
垂下位置で段部上に環状に形成された受皿17が配置さ
れ、該受皿と連通する導出口1Cが側壁に開口されてい
る。 更に、高温浴槽５の下段の浴槽本体の側壁には高温浴
液注入口5Aが開口されており、また低温浴槽４の側壁に
は低温浴液注入口4Aがそれぞれ開口されている。 そして、前記第１吸気口1Aと第２吸気1Bとはそれぞれ
管路を介してコイル状の凝縮器を内蔵した浴液回収装置
21に接続されている。 この浴液回収装置21はモータ駆動式のブロアからなる
吸排気装置22と接続されており、その吸引力で前記第１
及び第２吸気口1A,1Bからそれぞれ試験室内及び高温浴
槽内のベーパを浴液回収装置21内に吸引している。 この吸引されたベーパは、浴液回収装置21内で気液分
離される。 該浴液回収装置21内で気液分離された気体は、上記ブ
ロア22の排気力で切換弁23を介して装置外部へまたは排
気口1Dから試験室２内に流入される。 上記切換弁23は本実施例では電磁弁からなっており、
図示しないコントローラからの制御信号によって熱衝撃
試験中は気体を試験室２内に排出し、試験終了後一定時
間は気体を外部へ排出するよう切換制御される。 これにより、腐食性ガス等を含んだ気体は排気ダクト
を介する等して装置外部に排出され、含まない気体は試
験室２内に排出されて試験室２内を換気する。 次に、上記浴液回収装置21内で気液分離された液体
は、前記高温浴槽５の凝縮器13により液滴して受皿17か
ら導出口1Cに導出された液体と共にそれぞれ管路を介し
てセパレータ24に注入される。 セパレータ24内では内蔵されたフィルタ24′により浴
液成分とそれ以外の酸、アルカリ等及びHPの溶解した水
とを濾別分離し、排水口24Aを介して該水を排水する。 一方、分離された浴液成分は、次に分離装置25,26に
送られる。 そして第１分離器25は適宜寸法の閉鎖容器で内底部に
加熱ヒータを配してあり、該第１分離器25の上部に設け
た導出管を介して冷却器を備えた第２分離器26に接続し
ている。 これにより、蒸発分離した低温用浴液は高温用浴液よ
りも沸点が低いので先に蒸発し分離するので、これを利
用して凝縮させて液化することができ、浴液を高温用浴
液と低温用浴液とに分離し、分離後の各浴液をそれぞれ
管路を介して低温浴液注入口4Aから低温浴槽４内に、ま
た高温浴液注入口5Aから高温浴槽５内に戻すことができ
る。 なお、この実施例において、高温浴槽および低温浴槽
の深さを深く設定して各浴槽の液面と、槽出入口のシャ
ッタとの間に空間を設けることによりミスト状の浴液が
試験室に流出しにくくなり、浴液の消費量を一層低減さ
せることができて好ましい。 また、試料を移動させるための搬送体と試料の移動空
間を分離し、移動空間（試験室）内の容積を最小にする
ことによって空間壁に付着する浴液の量を更に減少させ
ることができる。

【発明の効果】

本発明の浴液分離装置によれば、低温試験用液体槽と
高温試験用液体槽に連通する浴液回収装置を設け、さら
にこれに水分等の異物を除去するためのフィルターを内
蔵したセパレータ、ならびに蒸留装置を備えた分離器を
連設したから、高価な浴液を効率よく回収し、簡便な機
構を介して水等の異物で汚染された浴液を純粋な低温用
浴液と高温用浴液とに浄化、分離し、これらを再使用の
ために循環させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の好適実施例を示す概要図、第２図は
従来構成を示す要部縦断正面図、第３図は同浴液回収を
示す概要図である。 1A……第１吸気口 1B……第２吸気 1C……導出口 1D……排気口 21……浴液回収装置 22……吸排気装置 23……切換弁 24……セパレータ 25……第１分離器 26……第２分離器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】浴液を貯留する浴液回収装置と、該浴液回
   収装置の底部と管路を介して連通し該浴液回収装置から
   の浴液に含まれている水分を濾別するための水分離フィ
   ルタを内蔵したセパレータと、該セパレータの下流側に
   連通して設けられ該セパレータからの浴液に含まれてい
   る沸点の異なる低温用浴液と高温用浴液とを蒸留を介し
   て分離するための分離器とを具備してなることを特徴と
   する液槽式熱衝撃試験装置の浴液分離装置。