CN100578417C - 温度调节装置 - Google Patents

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Abstract

通过将多个不同直径的遮蔽筒呈同心状地配置在液槽的内部，形成同心状的内外多层空间部，同时，通过将这些空间部连通成一个，形成恒温液体的循环流路，在上述空间部的其中之一内，容纳药液在内部流动的传热管，经由该传热管，使药液和上述恒温液体进行热交换，调节该药液的温度。

Description

温度调节装置
技术领域
本发明涉及温度调节装置，在所述温度调节装置中，在液槽内设置恒温液循环流动的循环流路、以及配置在该循环流路内以使药液在内部流动的传热管，通过经由该传热管使上述药液和恒温液进行热交换，对该药液进行温度调节。
背景技术
一直以来，广泛利用配备有将对象物保持在一定的温度用的液槽的温度调节装置，近年来，也采用在这些液槽内配备利用珀尔帖(Peltier)效应调节温度的热电型微型组件的热交换器(例如，参照专利文献1)。在利用这种热电微型组件的热交换器中，由于只需改变电流的供应方向就可以进行加热和冷却，所以，温度的控制变得简单、小型化，特别适合于小型的液槽。
上述专利文献1记载的温度调节装置，配备有利用具有电热微型组件的热交换器进行填充到槽内的热交换介质液体的温度调节的液槽、以及设置在该液槽内的盘管，使在该盘管内部流动的药液与上述热交换介质液体进行热交换，调节温度，在底部设置搅拌件，搅拌热交换介质液体，以实现液体温度的恒温。
但是，在上述温度调节装置中，只将盘管浸渍到填充了热交换介质液的热液槽内，用搅拌件搅拌热交换介质液体，在盘管内部流动的药液与热交换介质液体的热交换效率不高。
另外，例如，如专利文献2所述，过去已知一种温度调节装置，在利用备有上述电热微型组件的热交换器进行槽内的液体的温度调节的温度调节装置中，包括：储存上述液体的外槽；隔着间隙设置在上述外槽的内部、在侧壁上具有来自外槽的上述液体流入的流路、同时在底部中央具有开口的内槽；容纳浸渍在该内槽中的上述液体内的作为温度调节对象的药液的容器；利用配置在上述外槽与内槽之间的底部中央的旋转翼、将从内槽底部的开口流入的上述液体通过内外槽的侧壁之间导入到其上方的搅拌机，所述温度调节装置，将上述热交换器中的热电微型组件安装到上述外槽的侧壁外表面上，根据检测液体温度的温度传感器的输出，将在内外槽之间流动的上述液体控制在设定的温度。
但是，这种温度调节装置，由于将容纳作为温度调节对象的药液的容器装在内槽内，从内槽中的温度调节过的液体经由容器向药液传热，所以，存在着实现药液温度的稳定需要花费时间的问题。
【专利文献1】特开2000-75935号公报
【专利文献2】特开2005-127608号公报
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的温度调节装置中的这种问题，其技术课题是，提供一种温度调节装置，所述温度调节装置可以节省空间、高效率地进行调节过温度的恒温液体与作为温度调节对象的药液的热交换，可以容易并且迅速地进行药液的温度调整及恒温化。
另外，本发明的其它的技术课题是提供一种温度调节装置，所述温度调节装置可以简单地将流路长度长的节省空间的循环流路设置在液槽内。
用于解决上述课题的本发明的温度调节装置，在由可自由开闭的上盖覆盖上部的液槽内设置恒温液体循环地流动的循环流路、以及配置在该循环流路内以便药液在内部流动的传热管，通过经由该传热管使上述药液和恒温液体进行热交换，对该药液进行温度调节，在该温度调节装置中，其特征在于，上述循环流路由多个空间部形成，所述多个空间部通过围绕上述液槽的中心轴线将多个不同直径的遮蔽筒配置成同心状而构成间隔开的同心层状，这些空间部在内外相邻的空间部彼此交替地在相反侧的轴向方向端部连通，同时，最内侧的空间部和最外侧的空间部借助沿着液槽的底壁扩展的连通流路相互连通，上述连通流路形成在被配置于上述液槽的内部的圆环状的遮蔽板和该液槽的底壁之间，上述遮蔽板与上述液槽的底壁之间保持一定的间隔并与该底壁平行地配置，该遮蔽板的内周部与小直径的内部遮蔽筒的下端部连接，同时，该遮蔽板的外周部与大直径的外部遮蔽筒的下端部连接，另外，上述多个遮蔽筒由上述小直径的内部遮蔽筒、上述大直径的外部遮蔽筒和中间直径的中间部遮蔽筒构成，其中，内部遮蔽筒和外部遮蔽筒朝上安装在上述遮蔽板的内周部和外周部，剩下的上述中间部遮蔽筒朝下地安装在上述上盖上，介于上述内部遮蔽筒与外部遮蔽筒之间，上述传热管具有药液流入的流入侧管端及药液流出的流出侧管端、以及连接在这些管端之间的螺旋状的传热盘管部，该传热盘管部与该空间部呈同心状容纳在上述空间部内，在上述液槽的底部中央位置配置用于使恒温液体沿着上述循环流路循环的泵。
在本发明中，优选地，在上述上盖上安装上述传热管。
在这种情况下，上述循环流路由以下部分构成：上述液槽的侧壁和上述外部遮蔽筒之间的空间部、该外部遮蔽筒与上述中部遮蔽筒之间的空间部、该中部遮蔽筒与上述内部遮蔽筒之间的空间部、该内部遮蔽筒的内部空间部、以及上述连通流路。
在本发明中，上述传热管具有呈同心状配置且直径不同的多个传热盘管部，所述多个传热盘管部分别容纳在上述循环流路中的多个空间部内。
或者，也可以在位于最内侧的上述遮蔽筒内，与该遮蔽筒的内表面之间保持恒温液体流通用间隙地配置容纳上述药液的容器，将上述传热管的上述流入侧管端一直延伸到浸渍在该容器内的药液中的位置。
另外，在本发明中，优选地，上述液槽具有用于调节上述恒温液的温度的热交换器。
根据具有上述结构的温度调节装置，由于通过在液槽内将直径不同的多个遮蔽筒配置成同心状而形成循环流路，所以，在该液槽内的限定的空间内可以简单地形成流路长度长的热交换用的上述循环流路。另外，这种结构与上述液槽配备有沿着该循环流路使上述恒温液体循环的泵相关联，可以适当地加快在该循环流路内的传热管的周围流动的恒温液体的流速，其结果是，可以节省空间、高效率地与在传热管内流动的药液进行热交换，可以容易并且迅速地进行药液的温度调节和恒温化。
这样，根据本发明，可以节省空间、高效率地进行经过温度调节的恒温液体与作为温度调节对象的药液的热交换，可以容易并且迅速地进行药液的温度调节及恒温化，可以将流路长度长、节省空间的循环流路简单地设置在液槽内。
附图说明
图1是表示根据本发明的温度调节装置的第一个实施例的主要部分的纵剖视图。
图2是在上述第一个实施例中使用的传热管的部分断开的正视图。
图3是表示在上述第一个实施例中使用的上盖的纵剖视图。
图4是表示在上述第一个实施例中使用的液槽和外壳的结构的纵剖视图。
图5是表示根据本发明的温度调节装置的第二个实施例的主要部分的纵剖视图。
图6是表示根据本发明的温度调节装置的第三个实施例的主要部分的纵剖视图。
图7是表示根据本发明的温度调节装置的第四个实施例的主要部分的纵剖视图。
具体实施方式
下面，根据图中所示的实施例详细说明根据本发明的温度调节装置。
图1～图4是表示根据本发明的温度调节装置的第一个实施例。该温度调节装置1配备有：利用备有电热微型组件31的热交换器30进行槽内的恒温液体的温度调节的液槽3、设置在该液槽3内的上述恒温液体用的循环流路4、具有设置在该循环流路4内的螺旋状的传热盘管部5a、5b的传热管5、容纳该液槽3的外壳2、设置在上述液槽3的底壁3a中央的使上述恒温液体沿着上述循环流路4循环用的泵21。
另外，在图1中，用单线箭头表示在传热管5的内部流动的药液的流动方向，用空白箭头表示在循环流路中的循环恒温液体的流动。作为在传热管5的内部流动的药液，例如，有MO-CVD(有机金属气相成长法)装置的药液等，但并不局限于此。
下面对于上述温度调节装置1进行更详细的描述。如图1、图3及图4所示，上述液槽3呈上方敞开的有底圆筒状，被保持在上述外壳2内，在该外壳2的上壁部2a上可自由拆装地安装上盖11。
如图1及图2所示，上述传热管5包括：以内外同心状配置的、形成直径相互不同的两个螺旋状的上述传热盘管部5a、5b；与构成小直径的内侧的传热盘管部5a的上端连通、药液流入的流入侧管端5c；与构成大直径的外侧的传热盘管部5b的上端连通、药液流出的流出侧管端5d。上述两个传热盘管部5a和5b它们的下端部彼此相互连通。
另外，将上述管端部5c、5d制成直线状，贯通上述上盖11，突出到其上方，借助这些管端5c、5d，将上述传热管5安装到该上盖11上。
上述热交换器30通过将以下部分叠层而构成：利用珀尔帖效应调节温度的上述热电型微型组件31、通过上述液槽3的侧壁3b供应热量的传热板33、冷却水等在内部流动的散热部32。另外，在上述液槽3的底壁3a上，设置检测该液槽3内的液体温度的温度传感器36，上述电热微型组件31和该温度传感器36连接到图中未示出的控制装置上，所述控制装置根据该温度传感器36的输出将液槽3内的液体温度控制在规定的设定温度。
并且，上述热交换器30、温度传感器36以及电热微型组件31的控制装置，构成调节上述液槽3内的恒温液的温度的温度调节机构。
在上述热交换器30中的电热微型组件31，在本实施例中，在液槽3的侧壁3b的外表面安装有4个，它们跨越该侧壁3b的大致整个上下方向延伸，但是，该装置安装形式可以根据温度调节条件适当的设定。
如图1所示，上述循环流路4由呈同心状配置的第一～第四个多个空间部8a～8d形成。即，通过利用呈同心状配置在中心轴线L周围的多个不同直径的遮蔽筒7a～7c将上述液槽3的内部隔开，形成呈同心状并且内外多个层状配置的上述多个空间部8a～8d，内外相邻的空间部彼此交替地由相反侧的轴向方向端部相互连通，同时，通过利用沿着液槽3的底壁3a在全周方向上扩展的连通流路13将上述液槽3的中央沿着中心轴线L延伸的最内侧的第一空间部8a的下端部、以及最外侧的第四个空间部8d的下端部相互连通，形成一个连续的流路。另外，上述传热管5的两个传热盘管部5a及5b分别呈同心状容纳在上述多个空间部8a～8d中的位于中间的第二及第三空间部8b、8c内。
在容纳在上述空间部8b及8c内的上述传热盘管部5a及5b与构成上述空间部8b及8c的遮蔽筒7a、7b及遮蔽筒7b、7c的各个壁面之间，分别保持基本上恒定的间隙。这些间隙的大小会影响通过该间隙流动的恒温液的流速，另外，由于流过上述传热盘管部5a、5b的周围的恒温液的流速会影响传热性能，所以，考虑到由上述泵21产生的流量和上述间隙的关系，为了使流过传热盘管部5a、5b周围的恒温液的流速变成所需的流速，有必要适当地设定构成上述空间部8a～8d的壁面之间的距离、上述传热管5的管径、上述间隙的大小等。
另外，上述多个遮蔽筒7a～7c，在图中所示的例子中，是小直径的内部遮蔽筒7a及大直径的外部遮蔽筒7c、以及介于这些遮蔽筒7a和7c之间的中间直径的中间部遮蔽筒7b。其中，如图1、图3、图4所示，上述内部遮蔽筒7a和外部遮蔽筒7c安装在与上述液槽3的底壁3a之间保持一定间隔地设置的圆环状的遮蔽板12上，并朝上延伸，它们的上端部在液槽3内在恒温液的液面下敞开。另外，剩下的上述中间部遮蔽筒7b成一整体地安装到上述液槽3的上盖11上，并朝下延伸，其下端部在上述遮蔽板12的稍上方的位置处敞开。
上述遮蔽板12是在中央具有开口12a的圆环状板，在与上述底壁3a之间划分形成上述连通流路13，上述内部遮蔽筒7a和外部遮蔽筒7c分别安装在该遮蔽板12的内周缘和外周缘。
另外，上述循环流路4由以下部分形成：上述遮蔽板12与液槽3的底壁3a之间的上述连通流路13、上述外部遮蔽筒7c与液槽3的侧壁3b之间的上述第四空间部8d、该外部遮蔽筒7c与上述中间遮蔽筒7b之间的上述第三空间部8c、该中间部遮蔽筒7b与上述内部遮蔽筒7a之间的上述第二空间部8b、该内部遮蔽筒7a的内部的上述第一空间部8a。
上述泵21具有位于在上述液槽3底部中央的上述遮蔽板12的中央开口12a下方的旋转翼22。该泵21借助该旋转翼22使从上述内部遮蔽筒7a内部的空间部8a通过上述遮蔽板12中央的开口12a向间隙13流下的恒温液向该遮蔽板12与液槽3的底壁3a之间的上述连通流路13流出。该恒温液流通过位于最外侧的上述外部遮蔽筒7c与液槽3的侧壁3b之间的第四空间部8d被导向上方，从该遮蔽筒7c的上端下降到前述第三空间部8c，绕过上述中间部遮蔽筒7b的下端，到达第二空间部8b，通过该第二空间部8b被导向上方，之后，绕过内部遮蔽筒7a的上端，被引导到该内部遮蔽筒7a内侧的第一空间部8a，被上述泵21再次送出到间隙13内。
如上所述，上述传热管5由药液流入流出的上述两个管端5c、5d安装到上盖11上，但是，这时，大小两个传热盘管部5a和5b将安装在该上盖11上的上述遮蔽筒7b夹在中间，位于该遮蔽筒7b的内侧和外侧，与该遮蔽筒7b平行地延伸。
因此，只要将上述上盖11安装到上述液槽3上，借助设置在上述液槽3内的遮蔽筒7a、7c和安装在上述上盖11上的遮蔽筒7b，可以形成连成层状的多个空间部8a～8d，同时，可以将上述传热管5的螺旋状的传热盘管部5a、5b容纳到层状的空间部8b、8c内。
图5是表示根据本发明的温度调节装置的第二个实施例的图示。在该第二个实施例的温度调节装置1B中，在安装在遮蔽板12内周部的最内侧遮蔽筒7a内，在与该遮蔽筒7a的内表面之间设置间隙，配置容纳药液38的容器37，从该容器将药液供应给传热管5。
即，在上述液槽3的上盖11上，形成上述容器37通过的贯通孔39，上述容器37通过该贯通孔39插入，以便其下端到达上述遮蔽筒7a内的下端附近，在这种插入状态下，该容器37的上端向上述上盖11的上方的大气侧敞开。
在安装在上述传热管5的上述上盖11上的两个管端5c、5d中，在药液流入侧的管端5c延伸设置吸入用管5e，该管5e的前端浸渍在上述容器37内的药液38中。另外，药液流出侧的管端5d，连接到配备有吸引药液的泵41的配管上。
在该第二个实施例的情况下，由于可以将容纳在上述遮蔽筒7a内的容器37内的药液预先温度调节，所以，可以效率更高地进行温度控制。
另外，该第二个实施例的其它结构及作用，由于和图1所示的第一个实施例的情况没有实质上的变化，所以，在图上的对应的部位赋予相同的标号，省略其详细说明。
图6表示本发明的温度调节装置的第三个实施例。该第三个实施例的温度调节装置1C与上述第一个实施例同样，借助多个遮蔽筒7a～7c在液槽3内形成构成层状的多个空间部8a～8d，借助这些空间部8a～8d和连通流路13形成循环流路4，但传热管5的结构与第一个实施例不同。
即，在前述第一个实施例中，传热管5具有形成螺旋状的大小两个传热盘管部5a、5b，与此相对，该第三个实施例中的传热管5只具有形成螺旋状的单一的传热盘管部5f。该传热盘管部5f相当于上述第一个实施例的传热管5中的两个传热盘管部5a、5b中的大直径的传热盘管部5b，因此，在传热盘管5f被容纳在安装于上盖11上的中间部遮蔽筒7b外侧的第三空间部8c内。
另外，上述传热管5的药液流入的流入侧管端5c连接到上述传热盘管部5f的下端部，通过第二空间部8b内从上盖11向上方突出。另一方面，药液流出的流出侧管端5d连接到上述传热盘管部5f的上端部，通过第三空间部8c内从上盖11向上方突出。
在该第三实施例的情况下，由于上述传热管5的传热盘管部5f是一层，所以，与第一个实施例的情况相比传热面积缩小，但是，由于形成在液槽3内的循环流路4与第一个实施例的情况相同，所以，根据所要求的温度调节能力，可以利用共同的装置。
另外，由于上述第三个实施例的其它结构及作用，与图1所示的第一个实施例的情况在实施上没有变化，所以，在图中的对应部位赋予相同的标号，省略其详细说明。
图7是表示根据本发明的温度调节装置的第四个实施例的图示。该第四个实施例的温度调节装置1D具有传热管5呈螺旋状的单一的传热盘管部5g，所以，在这一点上，与上述第三个实施例的结构相似，但是，该传热盘管部5g比第三个实施例的传热盘管5f的直径小，相当于上述第一个实施例的传热管5中的小直径的传热盘管5a。从而，该传热盘管部5g容纳在安装到上盖11上的中间部遮蔽筒7b的内侧的第二个空间部8b内。
另外，上述传热管5的药液流入的流入侧管端5c连接到上述传热盘管5g的下端部，通过第三空间部8c内部、从上盖11向上方突出。另一方面，药液流出的流出侧管端5d连接到上述传热盘管部5g的上端部，通过第二空间部8b内部、从上盖11向上方突出。
上述第四个实施例的其它结构及作用与图6所示的第三个实施例相同，所以，在图中对应的部位赋予相同的标号，省略其详细说明。
具有上述结构的温度调节装置1，由于通过将直径不同的多个遮蔽筒7a～7b呈同心状地配置在液槽3内而形成上述循环流路4，所以，在该液槽3内的限定的空间内，可以简单地形成流路长度长的用于热交换用的上述循环流路4。另外，这种结构与上述液槽3配备有沿着该循环流路4使上述恒温液循环的泵21相关联，可以适当地加快在该循环流路4内的传热管5周围流动的恒温液的流速，其结果是，可以节省空间、高效率地与传热管5内流动的药液进行热交换，可以容易并且迅速地进行药液的温度调节和恒温化。
另外，将上述多个遮蔽筒7a～7c中的一部分安装到上述液槽3中，同时，剩下的安装到上盖11上，进而，通过将上述传热管5安装到该上盖11上，只要将该上盖11安装到上述液槽3上，就可以由上述空间部8a～8d简单地形成循环流路4，同时，可以在所需要的空间部内容纳上述传热管5。
上面，对于本发明的温度调节装置的实施形式进行了详细描述，但是，本发明并不局限于这里所说明的实施例，在不超出权利要求书所记载的发明的精神的范围内，在设计中可以进行种种变更。
例如，在上述第一～第四个实施例中，传热管5具有一个或两个螺旋状的传热盘管部，但是，也可以具有三个或三个以上的传热盘管部。
另外，在传热管5具有三层以上的传热盘管部的情况下，通过增加设置上述液槽内的遮蔽筒和/或安装在上述上盖上的遮蔽筒的数目以增加空间部的数目，可以容纳增加的量的传热盘管部。

Claims (6)

1.一种温度调节装置，在由可自由开闭的上盖覆盖上部的液槽内设置恒温液循环地流动的循环流路、以及配置在该循环流路内且药液在内部流动的传热管，通过经由该传热管使上述药液和恒温液进行热交换，对该药液进行温度调节，其特征在于，
上述循环流路由多个空间部形成，所述多个空间部构成通过围绕上述液槽的中心轴线将多个不同直径的遮蔽筒配置成同心状而间隔开的同心的层状，这些空间部中，内外相邻的空间部彼此交替地以相反侧的轴向方向端部连通，同时，最内侧的空间部和最外侧的空间部借助沿着液槽的底壁扩展的连通流路相互连通，
上述连通流路形成在被配置于上述液槽的内部的圆环状的遮蔽板和该液槽的底壁之间，
上述遮蔽板与上述液槽的底壁之间保持一定的间隔并与该底壁平行地配置，该遮蔽板的内周部与小直径的内部遮蔽筒的下端部连接，同时，该遮蔽板的外周部与大直径的外部遮蔽筒的下端部连接，
另外，上述多个遮蔽筒由上述小直径的内部遮蔽筒、上述大直径的外部遮蔽筒和中间直径的中间部遮蔽筒构成，其中，内部遮蔽筒和外部遮蔽筒朝上安装在上述遮蔽板的内周部和外周部，剩下的上述中间部遮蔽筒朝下地安装在上述上盖上，介于上述内部遮蔽筒与外部遮蔽筒之间，
上述传热管具有药液流入的流入侧管端及药液流出的流出侧管端、以及连接在这些管端之间的螺旋状的传热盘管部，该传热盘管部与该空间部呈同心状容纳在上述空间部内，
在上述液槽的底部中央位置配置有用于使恒温液沿着上述循环流路循环的泵。
2.如权利要求1所述的温度调节装置，其特征在于，在上述上盖上安装上述传热管。
3.如权利要求1所述的温度调节装置，其特征在于，上述循环流路包括：上述液槽的侧壁和上述外部遮蔽筒之间的空间部、该外部遮蔽筒与上述中间部遮蔽筒之间的空间部、该中间部遮蔽筒与上述内部遮蔽筒之间的空间部、该内部遮蔽筒的内部的空间部、以及上述连通流路。
4.如权利要求1至3中的任何一项所述的温度调节装置，其特征在于，上述传热管具有呈同心状配置的直径不同的多个传热盘管部，所述多个传热盘管部分别容纳在上述循环流路中的多个空间部内。
5.如权利要求1至3中的任何一项所述的温度调节装置，其特征在于，在位于最内侧的上述遮蔽筒内，在与该遮蔽筒的内表面之间保持恒温液流通用间隙，配置容纳上述药液的容器，将上述传热管的上述流入侧管端延伸至浸渍在该容器内的药液中的位置。
6.如权利要求1至3中的任何一项所述的温度调节装置，其特征在于，上述液槽具有调节上述恒温液的温度用的热交换器。
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