JP2004116823A - 低温恒温槽の冷却装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷却装置のＯＮ−ＯＦＦ制御を少なくしても高精度の温度制御が可能で、電力消費量を増やすことなく、装置の省スペース化が図れる。
【解決手段】恒温槽２内の冷却器３に冷媒を供給するキャプラリーチューブを、メインキャプラリーチューブ１０とこれと並列に設けたサブキャプラリーチューブ１１とで構成し、サブキャプラリーチューブ１１に電磁弁１２を設け、冷却装置１を連続運転しながら、サブキャプラリーチューブ１１の電磁弁１２を開閉制御することにより、冷却器３への冷媒流量を調節して恒温槽２内の液体温度を制御する。
【選択図】 図１
【解決手段】恒温槽２内の冷却器３に冷媒を供給するキャプラリーチューブを、メインキャプラリーチューブ１０とこれと並列に設けたサブキャプラリーチューブ１１とで構成し、サブキャプラリーチューブ１１に電磁弁１２を設け、冷却装置１を連続運転しながら、サブキャプラリーチューブ１１の電磁弁１２を開閉制御することにより、冷却器３への冷媒流量を調節して恒温槽２内の液体温度を制御する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、理化学実験等に使用する低温恒温槽の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷媒を圧縮するコンプレッサーと、圧縮された冷媒を冷却する凝縮器と、冷却された冷媒を膨張させて低温にするキャプラリーチューブと、恒温槽内に配置されて熱交換を行う冷却器とを備えた冷却装置を設置した低温恒温槽では、槽内を所定の温度に保つための温度制御方法として、冷却装置のＯＮ−ＯＦＦ制御による方法や、槽内にヒーターを配置して、冷却装置の作動時間とヒーターの作動時間とを制御することによる方法（例えば、特許文献１参照。）や、冷却装置の回路に併設したホットガスバイパス回路を開いて温度制御する方法（例えば、特許文献２参照。）が用いられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−３０３５４３号公報（第１頁）
【０００４】
【特許文献２】
特開２００１−７４３１８号公報（第２頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷却装置のＯＮ−ＯＦＦ制御による方法では、温度調節精度を高くしようとすると、冷却装置のＯＮ−ＯＦＦが頻繁になり、故障の原因となるので、温度調節精度を高くできない。また、ヒーター併用制御は、温度調節精度を高くできるものの消費電力が多くなる。さらに、ホットガスバイパス制御は、高精度の温度制御はできるが、ホットガスによる熱負荷量が大きいため、ホットガスバイパス回路の開閉弁の開閉頻度が多くなり、開閉弁の劣化を早めるだけでなく、蓄熱容量をある程度大きく持つ必要があるため、装置の省スペース化が図れない。
【０００６】
そこで本発明は、冷却装置のＯＮ−ＯＦＦ制御を少なくしても高精度の温度制御が可能で、電力消費量を増やすことなく、装置の省スペース化が図れる低温恒温槽の冷却装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明は、冷媒を圧縮するコンプレッサーと、圧縮された冷媒を冷却する凝縮器と、冷却された冷媒を膨張させて低温にするキャプラリーチューブと、恒温槽内に配置されて熱交換を行う冷却器とを備えた低温恒温槽の冷却装置において、前記キャプラリーチューブを、メインキャプラリーチューブと、該メインキャプラリーチューブと並列に設けられるサブキャプラリーチューブとで構成し、該サブキャプラリーチューブに開閉弁を設けたを特徴としている。また、前記サブキャプラリーチューブを複数本並列に設けることが可能で、さらに、前記開閉弁が電磁弁であることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施形態例に基づいて、さらに詳細に説明する。冷却装置１は、液体を収容した恒温槽２内に配置されるコイル状の冷却器３と、該冷却器３から配管４を介して排出される冷媒を圧縮するコンプレッサー５と、該コンプレッサー５にて圧縮された冷媒を配管６を介して供給される凝縮器７と、該凝縮器７の冷媒を冷却する冷却ファン８と、凝縮器７で冷却された冷媒を冷却器３へ供給する配管９と、該配管９の途中に設けられて冷却された冷媒を膨張させて低温にするメインキャプラリーチューブ１０と、該メインキャプラリーチューブ１０と並列に設けられたサブキャプラリーチューブ１１と、サブキャプラリーチューブ１１の上流側に設けられた電磁弁１２とを備えている。
【０００９】
サブキャプラリーチューブ１１は、メインキャプラリーチューブ１０の上流側で配管９から分岐し、メインキャプラリーチューブ１０の下流側で配管９と合流している。また、恒温槽２内には、恒温槽２内の液体温度を検知する温度センサー１３が設けられ、該温度センサー１３は、配線１４を介して温度調節器１５に接続されている。
【００１０】
このように構成された冷却装置１は、図２に示される高冷却負荷領域ａでは、図３に示されるように、冷却装置１を連続運転し、恒温槽２内の液体温度の設定値の上限温度Ｂ℃に到達した時点で、サブキャプラリーチューブ１１の電磁弁１２をＯＮして開き、メインキャプラリーチューブ１０とサブキャプラリーチューブ１１の双方から冷却器３へ冷媒を供給することにより、冷却器３への冷媒流量を増やして恒温槽２内の液体温度を下げ、液体温度が設定値の下限温度Ａ℃に到達したところで電磁弁１２をＯＦＦして閉じ、恒温槽２内の液体温度を上げる。これを繰り返すことにより、高精度の温度制御ができる。
【００１１】
また、図２に示される低冷却負荷領域ｂでは、図４に示されるように、Ａ℃に到達したところで電磁弁１２をＯＦＦして閉じても、メインキャプラリーチューブ１０から供給される冷媒流量のみでも恒温槽２内の液体温度が下がるので、液体温度がＣ℃に到達した時点で、冷却装置１の運転を停止して恒温槽２内の液体温度を上げ、液体温度がＢ℃に到達した時点で、冷却装置１の運転を再開するとともに、サブキャプラリーチューブ１１の電磁弁１２をＯＮして開き、冷却器３への冷媒流量を増やして恒温槽２内の液体温度を下げる。なお、電磁弁１２のＯＮ・ＯＦＦ、及び冷却装置１のＯＮ・ＯＦＦは、温度調節器１５の温度センサー１３が検知した温度に基づいて制御される。
【００１２】
このように、高冷却負荷領域ａでは、冷却装置１を連続運転しながら、サブキャプラリーチューブ１１の電磁弁１２をＯＮ・ＯＦＦ制御することにより、高精度の温度制御ができるから、冷却装置１の故障発生原因を低減できる。また、冷却器３へ供給される冷媒の流速がメインキャプラリーチューブ１０とサブキャプラリーチューブ１１との合流後も変化しないので、配管９内に液溜まりが発生しにくい。さらに、低冷却負荷領域ｂでも、冷却装置１のＯＮ・ＯＦＦ制御回数が従来よりも少なくなるので、冷却装置１の故障発生原因を低減できる。
【００１３】
しかも、恒温槽２内に投入された被冷却物の熱負荷を利用し、冷却器３への冷媒流量を調節することで恒温槽２内の液体温度制御が可能であるから、従来のように、ヒーターやホットガスの熱負荷を利用する必要がない。したがって、電力消費量が増えることはなく、また、電磁弁１２の開閉度は、ホットガスの熱負荷を利用する場合よりも小さくなり、蓄熱容量すなわち恒温槽２内の液体容量も小さくできるので、冷却装置１の省スペース化が図れる。
【００１４】
なお、上記実施形態例では、１本のサブキャプラリーチューブを設けたもので説明したが、サブキャプラリーチューブを複数本並列に設けてもよく、この場合はより細かな温度制御が可能となる。さらに、サブキャプラリーチューブの開閉は、電磁弁に限らず他の開閉弁でもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の低温恒温槽の冷却装置は、恒温槽内の冷却器に冷媒を供給するキャプラリーチューブを、メインキャプラリーチューブとこれと並列に設けたサブキャプラリーチューブとで構成し、サブキャプラリーチューブに開閉弁を設け、冷却装置を連続運転しながら、サブキャプラリーチューブの開閉弁を開閉制御することにより、冷却器への冷媒流量を調節して恒温槽内の液体温度を制御するで、高精度の温度制御が可能であるとともに、冷却装置の故障発生原因を低減できる。また、恒温槽内に投入された被冷却物の熱負荷を利用して恒温槽内の液体温度制御が可能であるから、蓄熱容量を小さくでき、冷却装置の省スペース化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷却装置の一実施形態例を示す回路図
【図２】恒温槽内の液体温度と冷却能力の関係を示すグラフ図
【図３】高冷却負荷領域における温度制御を示すタイミング図
【図４】低冷却負荷領域における温度制御を示すタイミング図
【符号の説明】
１…冷却装置、２…恒温槽、３…冷却器、５…コンプレッサー、７…凝縮器、１０…メインキャプラリーチューブ、１１…サブキャプラリーチューブ、１２…電磁弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、理化学実験等に使用する低温恒温槽の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷媒を圧縮するコンプレッサーと、圧縮された冷媒を冷却する凝縮器と、冷却された冷媒を膨張させて低温にするキャプラリーチューブと、恒温槽内に配置されて熱交換を行う冷却器とを備えた冷却装置を設置した低温恒温槽では、槽内を所定の温度に保つための温度制御方法として、冷却装置のＯＮ−ＯＦＦ制御による方法や、槽内にヒーターを配置して、冷却装置の作動時間とヒーターの作動時間とを制御することによる方法（例えば、特許文献１参照。）や、冷却装置の回路に併設したホットガスバイパス回路を開いて温度制御する方法（例えば、特許文献２参照。）が用いられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−３０３５４３号公報（第１頁）
【０００４】
【特許文献２】
特開２００１−７４３１８号公報（第２頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷却装置のＯＮ−ＯＦＦ制御による方法では、温度調節精度を高くしようとすると、冷却装置のＯＮ−ＯＦＦが頻繁になり、故障の原因となるので、温度調節精度を高くできない。また、ヒーター併用制御は、温度調節精度を高くできるものの消費電力が多くなる。さらに、ホットガスバイパス制御は、高精度の温度制御はできるが、ホットガスによる熱負荷量が大きいため、ホットガスバイパス回路の開閉弁の開閉頻度が多くなり、開閉弁の劣化を早めるだけでなく、蓄熱容量をある程度大きく持つ必要があるため、装置の省スペース化が図れない。
【０００６】
そこで本発明は、冷却装置のＯＮ−ＯＦＦ制御を少なくしても高精度の温度制御が可能で、電力消費量を増やすことなく、装置の省スペース化が図れる低温恒温槽の冷却装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明は、冷媒を圧縮するコンプレッサーと、圧縮された冷媒を冷却する凝縮器と、冷却された冷媒を膨張させて低温にするキャプラリーチューブと、恒温槽内に配置されて熱交換を行う冷却器とを備えた低温恒温槽の冷却装置において、前記キャプラリーチューブを、メインキャプラリーチューブと、該メインキャプラリーチューブと並列に設けられるサブキャプラリーチューブとで構成し、該サブキャプラリーチューブに開閉弁を設けたを特徴としている。また、前記サブキャプラリーチューブを複数本並列に設けることが可能で、さらに、前記開閉弁が電磁弁であることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施形態例に基づいて、さらに詳細に説明する。冷却装置１は、液体を収容した恒温槽２内に配置されるコイル状の冷却器３と、該冷却器３から配管４を介して排出される冷媒を圧縮するコンプレッサー５と、該コンプレッサー５にて圧縮された冷媒を配管６を介して供給される凝縮器７と、該凝縮器７の冷媒を冷却する冷却ファン８と、凝縮器７で冷却された冷媒を冷却器３へ供給する配管９と、該配管９の途中に設けられて冷却された冷媒を膨張させて低温にするメインキャプラリーチューブ１０と、該メインキャプラリーチューブ１０と並列に設けられたサブキャプラリーチューブ１１と、サブキャプラリーチューブ１１の上流側に設けられた電磁弁１２とを備えている。
【０００９】
サブキャプラリーチューブ１１は、メインキャプラリーチューブ１０の上流側で配管９から分岐し、メインキャプラリーチューブ１０の下流側で配管９と合流している。また、恒温槽２内には、恒温槽２内の液体温度を検知する温度センサー１３が設けられ、該温度センサー１３は、配線１４を介して温度調節器１５に接続されている。
【００１０】
このように構成された冷却装置１は、図２に示される高冷却負荷領域ａでは、図３に示されるように、冷却装置１を連続運転し、恒温槽２内の液体温度の設定値の上限温度Ｂ℃に到達した時点で、サブキャプラリーチューブ１１の電磁弁１２をＯＮして開き、メインキャプラリーチューブ１０とサブキャプラリーチューブ１１の双方から冷却器３へ冷媒を供給することにより、冷却器３への冷媒流量を増やして恒温槽２内の液体温度を下げ、液体温度が設定値の下限温度Ａ℃に到達したところで電磁弁１２をＯＦＦして閉じ、恒温槽２内の液体温度を上げる。これを繰り返すことにより、高精度の温度制御ができる。
【００１１】
また、図２に示される低冷却負荷領域ｂでは、図４に示されるように、Ａ℃に到達したところで電磁弁１２をＯＦＦして閉じても、メインキャプラリーチューブ１０から供給される冷媒流量のみでも恒温槽２内の液体温度が下がるので、液体温度がＣ℃に到達した時点で、冷却装置１の運転を停止して恒温槽２内の液体温度を上げ、液体温度がＢ℃に到達した時点で、冷却装置１の運転を再開するとともに、サブキャプラリーチューブ１１の電磁弁１２をＯＮして開き、冷却器３への冷媒流量を増やして恒温槽２内の液体温度を下げる。なお、電磁弁１２のＯＮ・ＯＦＦ、及び冷却装置１のＯＮ・ＯＦＦは、温度調節器１５の温度センサー１３が検知した温度に基づいて制御される。
【００１２】
このように、高冷却負荷領域ａでは、冷却装置１を連続運転しながら、サブキャプラリーチューブ１１の電磁弁１２をＯＮ・ＯＦＦ制御することにより、高精度の温度制御ができるから、冷却装置１の故障発生原因を低減できる。また、冷却器３へ供給される冷媒の流速がメインキャプラリーチューブ１０とサブキャプラリーチューブ１１との合流後も変化しないので、配管９内に液溜まりが発生しにくい。さらに、低冷却負荷領域ｂでも、冷却装置１のＯＮ・ＯＦＦ制御回数が従来よりも少なくなるので、冷却装置１の故障発生原因を低減できる。
【００１３】
しかも、恒温槽２内に投入された被冷却物の熱負荷を利用し、冷却器３への冷媒流量を調節することで恒温槽２内の液体温度制御が可能であるから、従来のように、ヒーターやホットガスの熱負荷を利用する必要がない。したがって、電力消費量が増えることはなく、また、電磁弁１２の開閉度は、ホットガスの熱負荷を利用する場合よりも小さくなり、蓄熱容量すなわち恒温槽２内の液体容量も小さくできるので、冷却装置１の省スペース化が図れる。
【００１４】
なお、上記実施形態例では、１本のサブキャプラリーチューブを設けたもので説明したが、サブキャプラリーチューブを複数本並列に設けてもよく、この場合はより細かな温度制御が可能となる。さらに、サブキャプラリーチューブの開閉は、電磁弁に限らず他の開閉弁でもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の低温恒温槽の冷却装置は、恒温槽内の冷却器に冷媒を供給するキャプラリーチューブを、メインキャプラリーチューブとこれと並列に設けたサブキャプラリーチューブとで構成し、サブキャプラリーチューブに開閉弁を設け、冷却装置を連続運転しながら、サブキャプラリーチューブの開閉弁を開閉制御することにより、冷却器への冷媒流量を調節して恒温槽内の液体温度を制御するで、高精度の温度制御が可能であるとともに、冷却装置の故障発生原因を低減できる。また、恒温槽内に投入された被冷却物の熱負荷を利用して恒温槽内の液体温度制御が可能であるから、蓄熱容量を小さくでき、冷却装置の省スペース化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷却装置の一実施形態例を示す回路図
【図２】恒温槽内の液体温度と冷却能力の関係を示すグラフ図
【図３】高冷却負荷領域における温度制御を示すタイミング図
【図４】低冷却負荷領域における温度制御を示すタイミング図
【符号の説明】
１…冷却装置、２…恒温槽、３…冷却器、５…コンプレッサー、７…凝縮器、１０…メインキャプラリーチューブ、１１…サブキャプラリーチューブ、１２…電磁弁
Claims (3)
- 冷媒を圧縮するコンプレッサーと、圧縮された冷媒を冷却する凝縮器と、冷却された冷媒を膨張させて低温にするキャプラリーチューブと、恒温槽内に配置されて熱交換を行う冷却器とを備えた低温恒温槽の冷却装置において、前記キャプラリーチューブを、メインキャプラリーチューブと、該メインキャプラリーチューブと並列に設けられるサブキャプラリーチューブとで構成し、該サブキャプラリーチューブに開閉弁を設けたことを特徴とする低温恒温槽の冷却装置。
- 前記サブキャプラリーチューブが複数本並列に設けられていることを特徴とする請求項１記載の低温恒温槽の冷却装置。
- 前記開閉弁が電磁弁であることを特徴とする請求項１又は２に記載の低温恒温槽の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002278397A JP2004116823A (ja) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | 低温恒温槽の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002278397A JP2004116823A (ja) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | 低温恒温槽の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004116823A true JP2004116823A (ja) | 2004-04-15 |
Family
ID=32273679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002278397A Pending JP2004116823A (ja) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | 低温恒温槽の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004116823A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104190490A (zh) * | 2014-08-04 | 2014-12-10 | 广东机电职业技术学院 | 一种热回收式恒温槽循环设备及其恒温方法 |
-
2002
- 2002-09-25 JP JP2002278397A patent/JP2004116823A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104190490A (zh) * | 2014-08-04 | 2014-12-10 | 广东机电职业技术学院 | 一种热回收式恒温槽循环设备及其恒温方法 |
| CN104190490B (zh) * | 2014-08-04 | 2015-12-16 | 广东机电职业技术学院 | 一种热回收式恒温槽循环设备及其恒温方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20050908 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080205 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080624 |