(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、液槽に装脱可能にしたことを特徴とする恒温槽の液体温度調節装置。
【請求項２】
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したことを特徴とする恒温槽の液体温度調節装置。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
0003660369.tif 000002
【図２】
0003660369.tif 000003
【図３】
0003660369.tif 000004