JP3660369B2 - Liquid temperature controller for temperature chamber - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、槽内の液体の温度を所定温度に維持する主に理化学用の恒温槽の液体温度調節装置の改良に関する。
【0002】
【従来技術】
従来、液体槽内を常温及び常温以下に制御するためには、冷却装置と加熱装置をそれぞれ備えておき、常温以上に加熱する時に加熱装置を、常温以下に冷却する時には冷凍装置の冷却器を槽内に浸漬させ、それぞれ別々に制御していた。例えば、特公昭54−16875号公報には、電気的に制御される発熱体が槽内に浸漬される例が示されている。一方、実公昭59−16696号公報には、加熱器または電気ヒータを内蔵した管状部材を液槽内に浸漬する投込み式熱交換器の例が示されている。
さらに、コンプレッサを使用した冷凍回路の冷媒流れ方向を切り替えて、冷却と、ホットガスによる加温とを行ったものがある。(実公昭64−52545号公報参照)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の方式の前者の場合には加熱装置と冷却装置とが別体であるため、設備費が高くなったり、取扱が煩雑になったりする。さらに、両者ともに制御を別々に行うため制御の連続性がなく、常温以上と常温以下との連続した制御ができない欠点がある。しかも、制御精度が極めて悪い欠点がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、加熱手段または冷却手段を介して熱交換を行うことによって、液槽内の液体の温度を調節する液体温度調節装置において、熱電変換素子を挟んでその両側に熱良導性素材からなる放熱体と、液体流路を備えた伝熱ブロック体とを設けた熱交換器の液体流路に、送液ポンプによって液槽中の液体を循環通過させ、液体の温度を所定温度に制御する液体温度調節装置であって、熱交換器、送液ポンプ並びに制御装置等を架台に一体的に取付けると共に、該架台の下部に突出した脚部を設け、該突出した脚部を液槽上端縁に締結固定し、液槽に装脱可能にすることによって、本目的を達成しようとするものである。
また、加熱手段または冷却手段を介して熱交換を行うことによって、液槽内の液体の温度を調節する液体温度調節装置において、熱電変換素子を挟んでその両側に熱良導性素材からなる放熱体と、液体流路を備えた伝熱ブロック体とを設けた熱交換器の液体流路に、送液ポンプによって液槽中の液体を循環通過させ、液体の温度を所定温度に制御する液体温度調節装置であって、熱交換器、送液ポンプ並びに制御装置等を架台に一体的に取付けると共に、該架台の下部に送液ポンプより大径かつ下方に長く多数の孔を設けた脚部を設け、液槽底部に載置可能にすることによって、本目的を達成しようとするものである。
【0005】
【作用】
本発明にかかる装置によれば、送液ポンプで送られた槽内の液体は、熱交換器を通過する時に熱電変換素子によって加熱または冷却された後に液槽中に戻されて温度調節がなされる。
また、別の液槽に使用する場合には、熱交換器と蓋体等が一体化されている液体温度調節装置を単に移動させることでなされる。
【0006】
【実施例】
以下に、本発明を、図面に示された実施例に従って詳細に説明する。
図1は、本発明に係る第1の実施例である。
1は板状の架台であって液槽8に取り付け可能な脚部2を備えている。架台1上に設けられた熱交換器3は、熱電変換素子4を挟んでその両側に、アルミニウム等の熱良導性素材からなる伝熱ブロック体5とフィン等の放熱器6とを熱伝導可能に密接している。そして、前記伝熱ブロック体5には一方が送液ポンプ7の吐出口に接続され、他方の配管口が液槽8内に開放される液体流路9が設けられている。
送液ポンプ7は、電気モ−タ−10を架台1上に固定し、該モ−タ−10のシャフト13に連結されて被冷却液体中に浸されたインペラ−12を回転する回転ポンプであって、その吐出口は前記熱交換器3の伝熱ブロック体5に設けられた液体流路9と配管によって接続されている。
一方、該電気モーター10のシャフト13の他端には送風ファン14が取り付けられており、該モーター10の回転と同時に熱交換器3の放熱器6に外気を送風する構造になっている。
制御装置15には、熱電変換素子4への電流や電気モーターを制御するコントローラー16や、熱交換器3または液体の温度を測定する温度センサー17、電源装置18等からなる。
【0007】
次に、本発明の第1の実施例に係る液体温度調節装置の作用等について説明する。
本装置は、熱交換器3等が一体的に取付けられた架台1の脚部2を端縁にねじ等で締結することによって液槽8に固定する。
そして、被調温液体を送液ポンプ7により、液槽8から配管を介して接続された熱交換器3に送り、その後液槽8に戻され循環する。熱交換器3では、熱良導性の材質からなる伝熱ブロック体5が、熱電変換素子4によって冷却または加熱されており、これと熱交換がなされることにより被調温液体も冷却または加熱される。この温度制御または加熱、冷却の切り替えは、温度センサー17の検出値と設定された温度目標値とを比較しフィードバック制御しながら行われる。すなわち、温度センサー17の検出値が設定温度より低い場合には、熱電変換素子4を加熱モードにして加温し、高い場合には電流の方向を切り替えて冷却モードにする。さらに、加熱または冷却の強さは、電流の大きさやパルス電流のデューティ比を変化させる事によって行われる。なお、これによって、熱交換器3の放熱器6は熱電変換素子4の伝熱ブロック体5側とは逆に冷却または加熱され、送風ファン14によって外気が放熱器6に送られ、放熱がなされる。
このような本実施例の構成、作用によれば、コンパクトな構成でありながら、冷却、加熱の両者を制御精度良く行うことができる。さらに、架台と装置とが一体化されているため、取扱いが極めて容易である。
【0008】
次に、第2の実施例を図2にもとづいて説明する。第2の実施例では、第1の実施例と同様に本装置全体が架台と一体的に形成されてい液体温度調節装置の熱交換器を液中に浸漬させ、熱交換効率を上げようとしたものである。液中に浸漬する熱交換器は、熱電変換素子4、熱伝導用熱交換器21、放熱用熱交換器22並びに断熱材23等から構成される。熱伝導用熱交換器21は、一面を熱電変換素子4に接し、反対面を液槽中に露出する熱良導性素材からなる。放熱用熱交換器22は、一面を熱電変換素子4に接し、他の面を断熱材23で覆うと共に、内部を冷却用液体が通過する熱良導性素材からなる。断熱材23は、熱電変換素子4及び放熱用熱交換器22を覆う。24は、内部を放熱用循環液体が通過し、送風ファン14によって冷却される放熱器であり、放熱用熱交換器22と共に密閉回路を形成する。なお25は、送風ファン14のモーター10とシャフトを同じくする攪はん器である。
【0009】
このように構成された第2の実施例によれば、熱電変換素子4の熱は熱伝導用熱交換器21を介して被冷却液体に伝導し、攪はん器25によって攪判されながら所定温度に調温される。これにより、熱電変換素子4の一面に発生した熱は、放熱用熱交換器22で熱電変換素子4と密閉回路内の冷却用循環流体とで熱交換を行い、放熱器24で送風ファン14によって送られた空気と熱交換し、該循環液体を冷却または加温される。
そして、液中の熱交換器部分は、液体と直接接触する熱交換器21を介して熱電変換素子4で液温調節され、その調整に際して発生した熱気または冷気は、密閉回路を介して放熱器24から空中に放出される。
このような構造の第2の実施例によれば、熱交換器を被冷却液体内に浸漬して直接調温しているため、冷却または加熱効率及び制御精度が良い。一方、熱電変換素子の完全シールや密閉された循環液体回路が必要になる等、コスト面で不利な点が考えられる。なお、ファンモータ10は、送風ファン14、攪はん器25のみならず、送液ポンプ7と一体化してもよい。
【0010】
次に図3に第3の実施例を実施例を示す。
この場合には、水冷の放熱器30を用いている点が第1、第2実施例と相違する。さらに、架台1下部に多数の孔を穿けた脚部31を取り付け、液槽8の底部に載置するようにした点も相違する。この構成の場合には、液槽の架台への取付けが不要になって複数の槽間の移動を極めて容易に行う事ができる。
【0011】
【効果】
以上詳説したように、本発明によれば、熱電変換素子によって加熱及び冷却を行うため、1つの装置で足りると共に、装置全体が小型化される。また、制御を、加熱と冷却をどちらへも連続して行うことができる。さらに、熱交換器と蓋体とが一体化されているため、取扱いおよび液槽への装脱をきわめて容易に行うことができる。さらに、液体温度調節装置を液槽に装脱および載置可能にすることによって、複数の槽間の移動を極めて容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる装置の第1実施例を示す全体構成図である。
【図2】本発明にかかる装置の第2実施例を示す全体構成図である。
【図3】本発明にかかる装置の第3実施例を示す全体構成図である。
【符号の説明】
1 架台
2、31 脚部
3 熱交換器
4 熱電変換素子
5 伝熱ブロック体
6 放熱器
7 送液ポンプ
8 液槽
10 電気モーター
12 インペラー
13 モーターシャフト
14 送風ファン
15 制御装置
17 温度センサー
21 熱伝導用熱交換器
22 放熱用熱交換器
23 断熱材
24 放熱器
25 液槽攪はん器
31 水冷放熱器[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an improvement in a liquid temperature control device for a thermostat bath mainly for physics and chemistry that maintains the temperature of a liquid in a bath at a predetermined temperature.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to control the inside of a liquid tank to normal temperature and below normal temperature, a cooling device and a heating device are provided, respectively, and when heating above normal temperature, the heating device is used. It was immersed in the tank and controlled separately. For example, Japanese Patent Publication No. 54-16875 shows an example in which an electrically controlled heating element is immersed in a tank. On the other hand, Japanese Utility Model Publication No. 59-16696 discloses an example of a throw-in heat exchanger in which a tubular member containing a heater or an electric heater is immersed in a liquid tank.
Furthermore, there are some which perform cooling and warming with hot gas by switching the refrigerant flow direction of a refrigeration circuit using a compressor. (See Japanese Utility Model Publication No. 64-52545)
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the former case of the conventional method, since the heating device and the cooling device are separate, the equipment cost becomes high and the handling becomes complicated. Furthermore, since both are controlled separately, there is a lack of control continuity, and there is a drawback that continuous control between room temperature and room temperature cannot be performed. Moreover, there is a drawback that the control accuracy is extremely poor.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is a liquid temperature control device that adjusts the temperature of a liquid in a liquid tank by performing heat exchange through a heating unit or a cooling unit, and has heat conductivity on both sides of the thermoelectric conversion element. The liquid in the liquid tank is circulated through the liquid flow path of the heat exchanger provided with the heat radiator made of the material and the heat transfer block body provided with the liquid flow path, and the temperature of the liquid is set to a predetermined temperature. And a heat exchanger, a liquid feed pump, a control device and the like are integrally attached to the gantry, and a protruding leg is provided at a lower portion of the gantry, and the protruding leg is The present object is achieved by fastening and fixing to the upper edge of the liquid tank so that the liquid tank can be attached and detached.
Further, in a liquid temperature adjusting device that adjusts the temperature of the liquid in the liquid tank by performing heat exchange via a heating means or a cooling means, heat dissipation made of a heat-conducting material on both sides of the thermoelectric conversion element. The liquid in the liquid tank is circulated through the liquid flow path of the heat exchanger provided with the body and the heat transfer block body provided with the liquid flow path, and the temperature of the liquid is controlled to a predetermined temperature. A temperature control device, in which a heat exchanger, a liquid feed pump, a control device, etc. are integrally attached to a gantry, and a leg portion having a large diameter and a number of holes extending downward from the liquid feed pump at a lower portion of the gantry This is intended to achieve this object by enabling the mounting on the bottom of the liquid tank.
[0005]
[Action]
According to the apparatus of the present invention, the liquid in the tank sent by the liquid feed pump is heated or cooled by the thermoelectric conversion element when passing through the heat exchanger, and then returned to the liquid tank to adjust the temperature. The
Moreover, when using for another liquid tank, it is made | formed only by moving the liquid temperature control apparatus with which the heat exchanger, the cover body, etc. were integrated.
[0006]
【Example】
In the following, the present invention will be described in detail according to the embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 shows a first embodiment according to the present invention.
The
On the other hand, a
The
[0007]
Next, the operation and the like of the liquid temperature adjusting device according to the first embodiment of the present invention will be described.
This apparatus fixes to the
Then, the temperature-controlled liquid is sent from the
According to the configuration and operation of the present embodiment, both cooling and heating can be performed with high control accuracy while having a compact configuration. Furthermore, since the gantry and the device are integrated, handling is extremely easy.
[0008]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, as in the first embodiment, the entire apparatus is integrally formed with the gantry, and the heat exchanger of the liquid temperature control apparatus is immersed in the liquid to increase the heat exchange efficiency. Is. The heat exchanger immersed in the liquid includes the
[0009]
According to the second embodiment configured as described above, the heat of the
The heat exchanger portion in the liquid is liquid temperature adjusted by the
According to the second embodiment having such a structure, since the heat exchanger is immersed in the liquid to be cooled and directly controlled in temperature, the cooling or heating efficiency and control accuracy are good. On the other hand, there may be disadvantages in terms of cost, such as a complete seal of the thermoelectric conversion element and a sealed circulating liquid circuit being required. The
[0010]
Next, FIG. 3 shows a third embodiment.
In this case, the point which uses the water-cooled
[0011]
【effect】
As described above in detail, according to the present invention, since heating and cooling are performed by the thermoelectric conversion element, one apparatus is sufficient, and the entire apparatus is downsized. Also, the control can be performed continuously for both heating and cooling. Furthermore, since the heat exchanger and the lid are integrated, handling and loading / unloading to the liquid tank can be performed very easily. Further, by allowing the liquid temperature adjusting device to be attached to and detached from and placed on the liquid tank, movement between the plurality of tanks can be performed very easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of an apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an overall configuration diagram showing a second embodiment of the apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is an overall configuration diagram showing a third embodiment of the apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
21 heat exchanger for
Claims (2)
Priority Applications (1)
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- 1994-05-17 JP JP10286994A patent/JP3660369B2/en not_active Expired - Fee Related
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