JP2003148850A - 加・冷熱機器 - Google Patents

加・冷熱機器

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JP2003148850A
JP2003148850A JP2001340776A JP2001340776A JP2003148850A JP 2003148850 A JP2003148850 A JP 2003148850A JP 2001340776 A JP2001340776 A JP 2001340776A JP 2001340776 A JP2001340776 A JP 2001340776A JP 2003148850 A JP2003148850 A JP 2003148850A
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JP
Japan
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heating
peltier module
heater
temperature
cover
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JP2001340776A
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English (en)
Inventor
Chikahide Fujiyama
周秀 藤山
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JTEKT Thermo Systems Corp
Original Assignee
Koyo Thermo Systems Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 室温以下の約0℃から高温域に至る広い範囲
で温度設定が可能であり、かつ、実験室等での簡易な使
用に適した加・冷熱機器を提供する。 【解決手段】 誘導加熱方式の加熱器1とペルチェモジ
ュール10を備えたペルチェモジュール室2とを外形上
一体に構成し、加熱器1の加熱面A及びペルチェモジュ
ール室2の吹き出し口4bの上に着脱自在にカバー3を
取り付けてその内部に熱空間Sを形成する。カバー3を
取り外せば加熱器によるホットプレートとして室温から
高温域までの範囲で加熱を可能とし、カバー3を取り付
ければ、ペルチェモジュール10の運転と、必要により
加熱器1を併用して、約0℃から高温域までの広い範囲
で温度設定を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、主として研究開発
のため実験室等で用いられる加・冷熱機器に関する。 【0002】 【従来の技術】実験用機器として用いられる従来の加熱
器(いわゆるホットプレート)のうち代表的なものは、
設定温度の上限が500℃であり、高温設定については
十分な能力を有しているといえる。しかし、ほとんどの
加熱器では、設定温度の下限は室温であり、室温より低
い温度設定はできない。一方、室温より低い温度設定も
可能な従来の冷熱器(いわゆるコールドプレート)は、
設定温度の上限が80℃以下の比較的低いレベルであ
り、高温設定について十分な能力を有しているとはいえ
ない。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】一般に、食品産業の熱
サイクル試験や電子部品の熱衝撃試験等は、室温(一般
には20℃)以下の約0℃から100℃以上の範囲で行
われることが多い。このような試験に対しては、上記ホ
ットプレート及びコールドプレートのいずれも、適用範
囲外となる。そこで、このような試験には、専用のオー
ブンや冷却器等、他の加・冷熱機器が必要となるが、こ
れらは大掛かりな装置で高価なものであるため、実験室
等で簡易に使用したいユーザにとって手頃な装置ではな
い。 【0004】上記のような従来の問題点に鑑み、本発明
は、室温以下の約0℃から高温域に至る広い範囲で温度
設定が可能であり、かつ、実験室等での簡易な使用に適
した加・冷熱機器を提供することを目的とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明の加・冷熱機器
は、加熱コイル及びこれによって誘導加熱される加熱プ
レートを有する加熱器と、ペルチェ素子に空気を供給し
て暖気及び冷気を排出するペルチェモジュールの一極側
を筐体に内蔵し且つ他極側を露出させ、当該筐体に排気
の吹き出し口を有するとともに、前記加熱器と外形上一
体を成すペルチェモジュール室と、前記加熱器の加熱面
及び前記吹き出し口の上に着脱自在に取り付けられ、そ
の内部に、被処理物を収容する熱空間を形成するカバー
とを備えたものである。 【0006】上記のように構成された加・冷熱機器で
は、カバーを取り外した状態で加熱器に通電することに
より、いわゆるホットプレートとして、加熱面上の被処
理物に対して室温から高温域までの範囲内の設定温度で
加熱を行うことができる。一方、カバーを取り付けた状
態で、ペルチェモジュールに対して一方向に通電するこ
とによりカバー内の熱空間に冷気が送り込まれて対流
し、室温以下の約0℃から室温までの範囲内の設定温度
で、カバー内の熱空間にある被処理物に所望の恒温環境
を提供することができる。他方、カバーを取り付けた状
態で、ペルチェモジュールに対して他方向に通電するこ
とによりカバー内の熱空間に暖気が送り込まれて対流
し、また、必要により加熱器を併用することにより、室
温から高温域までの範囲内の設定温度で、カバー内の熱
空間にある被処理物に所望の恒温環境を提供することが
できる。また、加熱器とペルチェモジュール室とは外形
上一体を成すため、当該加・冷熱機器は一つの装置とし
て簡便に取り扱うことができる。しかも、ペルチェモジ
ュールは、コンプレッサ等を用いる冷却装置に比べて簡
素でコンパクトな装置である。 【0007】 【発明の実施の形態】図1及び図2はそれぞれ、本発明
の一実施形態による加・冷熱機器の断面図及び平面図
(一部断面で表示)である。当該加・冷熱機器は、加熱
器1とペルチェモジュール室2とカバー3とを備えたも
のであり、加熱器1とペルチェモジュール室2とは、外
形上一体を成しており、筐体4を共有している。上記加
熱器1は、加熱コイル5と、これを載せる台座6と、加
熱コイル5に高周波電流が流れることにより誘導加熱さ
れる加熱プレート7と、加熱プレート7の下面側にあっ
て加熱プレート7から加熱コイル5への熱輻射を遮る断
熱材8とを有している。加熱プレート7は筐体4に設け
られた開口4aに面して配置され、突起部材9を介して
被処理物Wを載せることができるようになっている。上
記のような誘導加熱は、熱効率が高く(80%以上)、
昇温降温速度が速い(目標値到達まで10分以下)。ま
た、磁性体を選択加熱することができるので便利であ
る。さらに、加熱コイル5の存在する空間と、被処理物
Wが存在する空間とを互いに分離することができること
により、相互に汚染を防止することができる。 【0008】上記ペルチェモジュール室2は、ペルチェ
素子に空気を供給して暖気及び冷気を排出する既知のペ
ルチェモジュール10の一極側を筐体に内蔵し、かつ、
他極側を露出させている。また、ペルチェモジュール室
2の上部には、排気の吹き出し口4bが設けられてい
る。上記カバー3は、着脱自在であり、加熱器1の加熱
面A(加熱プレート7の表面)及び吹き出し口4bの上
に被せられることによりその内部に熱空間Sを形成する
ものである。当該カバー3は例えば耐熱樹脂からなる。
なお、上記加熱器1、ペルチェモジュール室2及びカバ
ー3のそれぞれの内面には、必要により断熱材(図示せ
ず。)が取り付けられる。また、筐体4の底面や側面に
は、ペルチェモジュール室2に外気を取り込むための1
個又は複数個の孔4cが設けられ、筐体4の上面には、
熱空間Sとペルチェモジュール室2とを互いに連通させ
る1個又は複数個の孔4dが設けられている。 【0009】図2において、カバー3内部の熱空間S
は、後述の動作により、恒温熱空間となる。また、加熱
プレート7による加熱面Aは、熱空間Sの内部底面にあ
る。加熱器1及びペルチェモジュール10に電源供給す
る電源基板11は、加熱器1の一側面に設けられてい
る。温度制御は、図示しないサーモグラフィや温度セン
サを用いて、これらの信号を電源基板11にフィードバ
ック制御することにより行われる。なお、ペルチェモジ
ュール室2の吹き出し口4bは、カバー3内部の熱空間
Sに開口して、図示のように横長に設けられている。 【0010】上記のように構成された加・冷熱機器の動
作について説明する。まず、カバー3を取り外した状態
での動作について説明する。この状態では、ペルチェモ
ジュール10に通電せず、加熱コイル5のみに通電し
て、誘導加熱により加熱プレート7を発熱させる。これ
により、加熱器1を、室温から最高500℃程度までの
範囲で温度設定が可能なホットプレートとして用いるこ
とができる。 【0011】次に、カバー3を取り付けた状態での動作
について説明する。図1,図2における矢印は空気の流
れを示している。この状態において、設定温度が0℃〜
室温未満の場合には、加熱コイル5には通電せず、ペル
チェモジュール10に対して、ペルチェモジュール室2
に内蔵されている方の極側で冷却されるように、設定温
度に応じた電流を一方向に流す。このとき、ペルチェモ
ジュール10から排出される冷気は、吹き出し口4bか
らカバー3内の熱空間Sに送り込まれ、対流する。対流
により温度分布が均一化される。そして、当該熱空間S
は、所定時間後には設定温度に維持された恒温熱空間と
なる。なお、ペルチェモジュール10の露出している極
側では発熱し、暖気が放出される。 【0012】また、設定温度が室温より高く、80℃近
くまでの範囲である場合には、加熱コイル5には通電せ
ず、ペルチェモジュール10に対して、ペルチェモジュ
ール室2に内蔵されている方の極側で発熱するように、
設定温度に応じた電流を他方向に流す。このとき、ペル
チェモジュール10から排出される暖気は、吹き出し口
からカバー3内の熱空間Sに送り込まれ、対流する。対
流により温度分布が均一化される。そして、当該熱空間
Sは、所定時間後には設定温度に維持された恒温熱空間
となる。なお、ペルチェモジュール10の露出している
極側では冷却が行われ、冷気が放出される。 【0013】一方、設定温度が80℃近傍から約500
℃までの範囲である場合には、設定温度に応じた電流を
加熱コイル5に流すとともに、ペルチェモジュール10
に対して、ペルチェモジュール室2に内蔵されている方
の極側で発熱するように、設定温度に応じた電流を他方
向に流す。従って、カバー3内の熱空間Sは、加熱器1
による熱と、ペルチェモジュール10からの暖気とによ
って昇温する。また、対流により温度分布が均一化され
る。そして、当該熱空間Sは、所定時間後には設定温度
に維持された恒温熱空間となる。 【0014】上記のように、カバー3の着脱により加・
冷熱機器としての機能を使い分けることができ、これに
より、ホットプレートとして室温から高温域までの範囲
内の設定温度で加熱を行うことができるとともに、恒温
槽として室温以下の約0℃から高温域に至る広い範囲で
温度設定が可能な加・冷熱機器を提供することができ
る。また、加熱器1とペルチェモジュール室2とは外形
上一体を成すため、当該加・冷熱機器は一つの装置とし
て簡便に取り扱うことができる。しかも、ペルチェモジ
ュール10は、コンプレッサ等に比べて簡素でコンパク
トな装置であり、冷媒を用いないことにより環境汚染の
心配もない。従って、実験室等での簡易な使用に適した
加・冷熱機器を提供することができる。 【0015】 【発明の効果】以上のように構成された本発明の加・冷
熱機器によれば、カバーの着脱により加・冷熱機器とし
ての機能を使い分けて、ホットプレートとして室温から
高温域までの範囲内の設定温度で加熱を行うことができ
るとともに、恒温槽として室温以下の約0℃から高温域
に至る広い範囲で温度設定が可能な加・冷熱機器を提供
することができる。また、加熱器とペルチェモジュール
室とは外形上一体を成すため、当該加・冷熱機器は一つ
の装置として簡便に取り扱うことができる。しかも、ペ
ルチェモジュールは、コンプレッサ等を用いる冷却装置
に比べて簡素でコンパクトな装置である。従って、実験
室等での簡易な使用に適した加・冷熱機器を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施形態による加・冷熱機器の断面
図である。 【図2】上記加・冷熱機器の平面図である(一部断面で
表示)。 【符号の説明】 1 加熱器 2 ペルチェモジュール室 3 カバー 4 筐体 5 加熱コイル 7 加熱プレート 10 ペルチェモジュール A 加熱面 S 熱空間 W 被処理物
フロントページの続き Fターム(参考) 3K059 AA08 AB03 AB09 AB12 AB14 AB27 AB28 AD03 AD13 AD32 AD39 CD52 CD54 CD72 CD73 3L045 AA04 AA07 BA08 CA02 DA04 EA03 KA09 PA04 4G057 AD01 AD03 4G075 AA42 AA63 CA02 CA03 CA13 EA07 EB01 FC07

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】加熱コイル及びこれによって誘導加熱され
    る加熱プレートを有する加熱器と、 ペルチェ素子に空気を供給して暖気及び冷気を排出する
    ペルチェモジュールの一極側を筐体に内蔵し且つ他極側
    を露出させ、当該筐体に排気の吹き出し口を有するとと
    もに、前記加熱器と外形上一体を成すペルチェモジュー
    ル室と、 前記加熱器の加熱面及び前記吹き出し口の上に着脱自在
    に取り付けられ、その内部に、被処理物を収容する熱空
    間を形成するカバーとを備えたことを特徴とする加・冷
    熱機器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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