JP2004206518A - Thermoregulator - Google Patents

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JP2004206518A
JP2004206518A JP2002376157A JP2002376157A JP2004206518A JP 2004206518 A JP2004206518 A JP 2004206518A JP 2002376157 A JP2002376157 A JP 2002376157A JP 2002376157 A JP2002376157 A JP 2002376157A JP 2004206518 A JP2004206518 A JP 2004206518A
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JP
Japan
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water
cooling
control unit
mode
water tank
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Pending
Application number
JP2002376157A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Osugi
和也 大杉
Yukio Ito
幸夫 伊藤
Hisashi Shiga
寿 志賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Tottori Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Sanyo Electric Co Ltd, Tottori Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermoregulator for heating a sample by warm water, and exactly maintaining predetermined temperature and prescribed water volume. <P>SOLUTION: The thermoregulator is provided with a tank 2 in which water 3 is stored, pipes 18, 26, a circulation pump 21 for circulating the water 3, a heater 23 for heating the water in the pipes 18, 26 and a cooling pump 25 for supplying cooled water 14 in the tank 2 and maintains the water in the tank 2 to the predetermined temperature by separately using a warming mode by the heater 23 and a cooling mode by the cooled water 14. In addition, it is desirable that the cooling pump 25 supplies the cooling water 14 in the tank 2 by predetermined volume after a thermal insulation mode by which the water 3 in the tank 2 is maintained at the predetermined temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は恒温装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、恒温装置は、ハウジングおよび開閉可能な扉を備えている。扉を閉めることにより、ハウジング内部への外気の侵入を遮断することができる。ハウジング内の試料は、ハウジング内の気体によって加熱される(例えば、特許文献1を参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−89561号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
生体を緩やかに加温することで起こる細胞の変化について、各研究機関において、多くの研究がなされている。これらの生体や細胞の温熱効果による培養や評価を行うためには、気体で試料の加熱を行うことは望ましくない、第1の欠点がある。
【0005】
しかし、温水で加熱する場合、温水を所定温度内(例えば、所定温度±0.1℃以内)に維持する事は困難である、第2の欠点がある。更に、温水加熱の場合、温水状態を維持する状態において、温水が蒸発し、温水が所定量から減る、第2の欠点がある。故に、本発明はこの様な従来の欠点を考慮し、温水による試料の加熱を行い、所定温度を正確に維持し、所定水量を維持できる恒温装置を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1の本発明では、水が貯えられる水槽と、前記水を循環させるパイプおよび循環ポンプと、前記パイプ内の水を加熱するヒータと、前記水槽内に冷却水を供給する冷却ポンプとを備え、前記ヒータによる昇温モードと、前記冷却水による冷却モードを別々に用いることにより、前記水槽内の水を所定温度に維持する。
【0007】
請求項2の本発明では、前記水槽内の水を所定温度に維持した保温モードの後に、前記冷却ポンプは、前記水槽内に前記冷却水を所定量だけ供給する。
【0008】
請求項3の本発明では、前記保温モード後における、前記冷却ポンプの回転数は、前記保温モード前における、前記冷却ポンプの回転数よりも小さくなる様に、設定された。
【0009】
請求項4の本発明では、制御部を設け、前記制御部は、前記保温モード後に、前記冷却ポンプを間欠運転させ、運転時間を短く、停止時間を長くなる様に、制御する。
【0010】
請求項5の本発明では、前記制御部に接続するコンピュータを設け、前記コンピュータは前記制御部に対し、一定の前記運転時間を与え、環境条件に応じた前記停止時間を与える。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に、図1の概略構成図に従い、本発明の実施の形態に係る恒温装置1を説明する。図1において、水槽2は、上方が開放した略凹状に形成されている。水槽2には、水3が貯えられている。棚4は、水槽2の上部に固定され、試料が収容された容器5は、棚4の上に配置されている。
【0012】
ハウジング6は、水槽2を囲む様に設けられている。ハウジング6の適所と水槽2の適所を貫通する様に、出口部7と、排水部8と、入口部9が設けられている。
【0013】
排水部8の一側は、排水管10に接続され、他側は排水弁11に接続されている。排水弁11に設けられたハンドル12は、ユーザにより回される事により、オーバーフローの水位が調節される様に、構成されている。
【0014】
冷却槽13は、上方が開放した略凹状に形成され、冷却水14が冷却槽13内に貯えられている。扉15は、冷却槽13の側面に設けられ、開閉自在に構成され、ユーザが冷却水14を補給できる様に、構成されている。
【0015】
水位計16は、冷却水14の水位を測定するためのものである。入口具17の一側は、パイプ18を介して、出口部7に接続されている。入口具17の適所に温度計19が設けられている。入口具17の適所に、流量スイッチ20が設けられている。
【0016】
入口具17の他側は、循環ポンプ21の吸込側に接続されている。循環ポンプ21の吐出側は、出口具22の一側に接続されている。
【0017】
出口具22の適所に、ヒータ23が設けられている。出口具22の適所に、切換弁24が設けられ、切換弁24は冷却ポンプ25の吐出側に設けられている。冷却ポンプ25の吸込側は、冷却槽13内の冷却水14を吸込む様に、構成されている。出口具22の他側はパイプ26を介し、入口部9に接続されている。
【0018】
上記構成により、切換弁24が閉じている時、水槽2内の水3は、出口部7とパイプ18と、入口具17と、循環ポンプ21を通り、ヒータ23により加熱され、切換弁24と、出口具22と、パイプ26と、入口部9を通り、水槽2内に戻る。
【0019】
この様に、水槽2内の水3を循環させるパイプ18,26と、循環ポンプ21と、パイプ18,26内の水を加熱するヒータ23が設けられている。また、切換弁24が開いた時、水3は出口部7と、パイプ18と、入口具17と、循環パイプ21を通り、切換弁24を通過する。この時、冷却槽13内の冷却水14は、冷却ポンプ25の吸込側を通り、吐出側を通り、切換弁24内に入る。
【0020】
この様にして、切換弁24により、水槽2内の水3と、冷却槽13内の冷却水14は混合され、この混合水は、出口具22の他側と、パイプ26と、入口部9を通り、水槽2内に戻る。この様に、水槽2内に冷却水14を供給する冷却ポンプ25が設けられている。
【0021】
冷却槽13の上方に、回路基板27が設けられている。制御部28は例えばCPU等から成り、回路基板27上に配置されている。制御部28は、雄コネクタ29と、ヒータ3と、温度計19と、循環ポンプ21と、冷却ポンプ25と、湯温度調整器30と、電圧調整器31と、切換弁24等に接続されている。以上の部品により、この恒温装置1は構成されている。
【0022】
なお、コンピュータ32は例えば、パーソナルコンピュータであり、入力部33等を有している。ケーブル34の一側は、雌コネクタ35を有しており、他側はコンピュータ32に接続されている。雌コネクタ35と、雄コネクタ29は、機械的及び電気的に接続される様に、構成されている。
【0023】
次に、図1ないし図3に従い、この恒温装置1の動作を説明する。図2は恒温装置1の主要動作を示すフローチャート、図3は図2に続くフローチャートである。
【0024】
これらの図において、制御部28は、コンピュータ32からの入力信号が有ったか否かを判定する(図2のS1を参照)。仮に、この入力信号が無ければ、制御部28は待ち受け状態を続ける。
【0025】
仮に、この入力信号が有れば、次に制御部28は、水槽2内の水3の現在温度が設定温度(例えば42℃)以上か否かを判定する(図2のS2を参照)。
【0026】
仮に、水3の現在温度(例えば、46℃とする)が設定温度以上ならば、制御部28はS2の判定を肯定し、冷却モードに設定する(図2のS3を参照)。冷却モードとは、循環ポンプ21を運転させ、ヒータ23を停止させ、切換弁24を開かせ、冷却ポンプ25をフル運転(100%の出力で運転させる事)させるモードである。
【0027】
次に、制御部28は、水3の現在温度が設定温度(42℃)+ヒステリシス▲2▼(例えば、3℃とする)以下か否かを判定する(図2のS4を参照)。上記例では、水3の現在温度が46℃であるので、制御部28は、S4の判定を否定する。
【0028】
この様にして、制御部28は、S3とS4を繰り返す。この時は、保温モード(後述)前の冷却モードであり、制御部28は電圧調整器31を介して、冷却ポンプ25に対し、比較的大きい電圧を印加する。
【0029】
その結果、冷却ポンプ25の回転数は例えば3000rpmと大きく、冷却水14を流量7リットル/分にて吐出する。この時、切換弁24は開いているので、出口具22の中において、循環ポンプ21が吐出する水3(約46℃)と、冷却ポンプ25が吐出する冷却水(約10℃)とが混合され、この混合水はパイプ26を通り、水槽2内に供給される。
【0030】
また、水槽2内の上記混合水は、パイプ18を介して、循環ポンプ21により吸引され、再び、出口具22の中に吐出される。この様にして、水槽2内の水3の温度は急激に下がる。
【0031】
この様にして、水3の温度が45℃まで下がると、制御部28はS4の判定を肯定し、自然冷却モードに設定する(図2のS5を参照)。自然冷却モードとは循環ポンプ21を運転させ、ヒータ23を停止させ、切換弁24を閉じさせ、冷却ポンプ25を停止させるモードである。
【0032】
次に制御部28は、水3の現在温度が設定温度(42℃)+ヒステリシス▲3▼(例えば0.1℃)以上か否かを判定する(図2のS6を参照)。上記例では、水3の温度は、まだ高いので、制御部28はS6の判定を否定し、S5とS6を繰り返す。
【0033】
この様にして、水3(45℃)と冷却水14(10℃)が混合され、この混合水は循環はポンプ21により、循環される。その結果、水3の温度は徐々に下がり、例えば、42.1℃になったとする。
【0034】
この時、制御部28はS6を繰り返し、昇温モードに設定する(図2のS7を参照)。昇温モードとは、循環ポンプ21を運転させ、ヒータ23をフル運転(100%の出力で運転させる事)させ、切換弁24を閉じさせ、冷却ポンプ25を停止させるモードである。
【0035】
つぎに制御部28は、水3の現在温度が設定温度(42℃)−ヒステリシス▲3▼(0.1℃)以上か否かを判定する(図2のS8を参照)。上記例では、水3の現在温度は41.9℃よりも低いので(水温が落ち込むので)、制御部28はS8の判定を否定し、S7とS8の動作を繰り返す。
【0036】
上記動作を繰り返す(即ち、昇温モードを実行する)と、水3の現在温度は41.9℃に復帰し、制御部28はS8を肯定し、保温モード(即ち、定常運転モードであり、図3のS9を参照)に設定する。
【0037】
また、上記説明と異なり、水3の現在温度が設定温度(42℃)より低い場合制御部28はS2を否定し、昇温モード(図2のS10を参照)に設定する。
【0038】
次に制御部28は、水3の現在温度が設定温度(42℃)−ヒステリシス▲3▼(0.1℃)以上か否かを判定する(図2のS11を参照)。仮に、現在温度が上記温度より低い場合、制御部28は、S10とS11の動作を繰り返す。
【0039】
仮に、現在温度が上記温度に復帰した場合、制御部28はS11を肯定し、保温モードに設定する(図3のS9を参照)。
【0040】
保温モードとは、循環ポンプ21を運転させ、ヒータ23を全出力の20%ないし30%で運転させ、切換弁24を閉じさせ、冷却ポンプ25を停止させるモードである。この様に、保温モードにおいて、水槽2内の水3の現在温度は設定温度(例えば42℃)±0.1℃以内に維持される。
【0041】
以上の動作の特徴をまとめる。ヒータ23による昇温モード(S7を参照)と冷却水14による冷却モード(S3を参照)を別々に用いることにより、水槽2内の水3を所定温度に維持する(S9を参照)ことができる。
【0042】
次に制御部28は、水3の現在温度と所定温度との差(温度のずれ)が、ヒステリシス▲1▼(例えば、外乱による誤差であり、±0.5℃とする)以上か否かを判定する(図3のS12を参照)。
【0043】
仮に、温度のずれがヒステリシス▲1▼以上ならば、制御部28はS12の判定を肯定し、図2のS2の直前に戻る。仮に、温度のずれが小さければ、制御部28はS12の判定を否定する。
【0044】
次に制御部28は、設定温度が変更されたか否かを判定する(図3のS13を参照)。仮に、ユーザが設定温度を変更していれば、制御部28はS13の判定を肯定し、図2のS2の直前に戻る。仮に、ユーザが変更していなければ、制御部28はS13の判定を否定する。
【0045】
そして制御部28は水補給モードか否かを判定する(図3のS14参照)。仮に、ユーザが恒温装置1に設けられた水補給モード選択キー(図示せず)を押していなければ、制御部28はS14の判定を否定し、S9の直前に戻る。
【0046】
上記例では、ユーザが上記キーを押していたものとする。その結果、制御部28は、S14の判定を肯定する。次に制御部28は、補給間隔が経過したか否かを判定する(図3のS15を参照)。即ち、制御部28は、保温モード(S9を参照)が開始してから、次の水補給モード(後述)が開始するまでの時間が、補給間隔時間以上か否かを判定する。
【0047】
上記例では、保温モードが開始した直後なので、制御部28はS15の判定を否定し、ステップS9,S12,S13,S14,S15の動作を繰り返す。上記動作の繰り返しにより、時間が経過すると、制御部28は、S15を肯定する。
【0048】
つぎに制御部28は、水補給モードに設定する(図3のS16を参照)。水補給モードとは、循環ポンプ21を運転させ、ヒータ23を全出力の20%〜30%で運転させ、冷却ポンプ25を全出力の約10%で運転させ、切換弁24を開かせるモードである。
【0049】
この水補給モードにおいて、制御部28は、電圧調整器31を介して、冷却ポンプ25に対し、比較的小さい電圧を印加させる。その結果、冷却ポンプ25の回転数は例えば300rpmと小さく、冷却水14を流量0.7リットル/分にて吐出する。
【0050】
この様に、保温モード(S9を参照)後における、冷却ポンプ25の回転数(例えば300rpm)は、保温モード(S9を参照)前における、冷却ポンプ25の回転数(例えば,3000rpm)よりも小さくなる様に、設定されている。
【0051】
また、水補給モード(S16参照)において、制御部28は、冷却ポンプ25を間欠運転させる。例えば、1サイクルにおける運転時間は、約5秒間であり、1サイクルにおける停止時間は約20分間である。そして制御部28は、冷却ポンプ25を3サイクルだけ運転させる。すなわち、合計の運転時間は(5秒+20分)×3=1時間15秒である。なお、上記停止時間(例えば、20分間)はS15に示した補給間隔時間と、同一である。
【0052】
例えば、水槽2の大きさは、縦が430mmで、横が360mmで、高さが240mmとし、水3の温度を42℃とし、冷却水14の温度を10℃として、冷却ポンプ25を、上記間欠運転させる。
【0053】
この時、冷却ポンプ25の3サイクルにおける冷却水14の供給量は174CCであり、水3の蒸発による水位低下を1mm以内に抑える事ができる。また、42℃の水3に対し、10℃の冷却水14を1サイクル58CCを加える事により、水槽2内の水3の温度変化は、±0.1℃以内とする事ができる。
【0054】
この様に、水補給モード(S16)が所定時間(例えば、1時間15秒)が経過すると、制御部28は「所定時間経過か」の判定(図3のS17を参照)を肯定し、S9の直前に戻る。また、所定時間が経過しない場合、制御部28はS16とS17の動作を繰り返す。
【0055】
上記水補給モード(図3のS16を参照)の特徴をまとめる。水槽2内の水3を所定温度(例えば、42℃)に維持した保温モード(S9を参照)の後に、冷却ポンプ25は、水槽2内に冷却水14を所定量(例えば、174CC)だけ供給する。
【0056】
また、制御部28は、保温モード(S9を参照)後に、冷却ポンプ25を間欠運転させ、運転時間(例えば、5秒)を短く、停止時間(例えば、20分)を長くする様に、制御する。
【0057】
なお、ユーザは、コンピュータ32に設けられた入力部33に対し、環境条件(例えば、水3の設定温度、雰囲気の空気の温度、湿度、水槽2の開放度等)を入力するものとする。
【0058】
この時、コンピュータ32に設けられた制御手段(CPU等から成るが、図示せず)は、制御部28に対し、水補給モード(S16参照)における、冷却ポンプ25の運転時間を一定とし(例えば、5秒)、上記環境条件に応じた最適の停止時間を与える。
【0059】
すなわち、コンピュータ32は、水槽2内の水3の温度が例えば、設定温度の±0.1℃以内になる様に、かつ、水補給しても、水槽2内の水3の水位の変化が、例えば1mm以内になる様に、停止時間を計算し、制御部28に対し、上記停止時間を与える。
【0060】
【発明の効果】
請求項1の本発明では、水が貯えられる水槽と、前記水を循環させるパイプおよび循環ポンプと、前記パイプ内の水を加熱するヒータと、前記水槽内に冷却水を供給する冷却ポンプとを備え、前記ヒータによる昇温モードと、前記冷却水による冷却モードを別々に用いることにより、前記水槽内の水を所定温度に維持する。この様に、昇温モードと、冷却水による冷却モードを別々に用いる事により水槽内の水温を、より正確に、より早く、所定温度に維持(到達)させる事ができる。
【0061】
請求項2の本発明では、前記水槽内の水を所定温度に維持した保温モードの後に、前記冷却ポンプは、前記水槽内に前記冷却水を所定量だけ供給する。上記構成により、供給される冷却水の量を所定量に維持することにより、水槽内の水位の変化を、できるだけ、小さく維持できる。
【0062】
請求項3の本発明では、前記保温モード後における、前記冷却ポンプの回転数は、前記保温モード前における、前記冷却ポンプの回転数よりも小さくなる様に設定された。この様に、水補給モードにおける、冷却ポンプの回転数を小さくする事により、水槽への吐出流量を小さく抑え、水槽内の水位の変化を小さくできる。
【0063】
請求項4の本発明では、制御部を設け、前記制御部は、前記保温モード後に、前記冷却ポンプを間欠運転させ、運転時間を短く、停止時間を長くなる様に、制御する。この様に、冷却ポンプを間欠運転する事により、水槽への冷却水の吐出量を小さくし、水槽内の水温変化を抑える事ができる。
【0064】
請求項5の本発明では、前記制御部に接続するコンピュータを設け、前記コンピュータは前記制御部に対し、一定の前記運転時間を与え、環境条件に応じた前記停止時間を与える。上記構成により、環境条件が変化しても、コンピュータにより、水槽内の水温変化が少なく、水槽内の水位変化が少ない条件(冷却ポンプの停止時間)が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る恒温装置1の概略構成図である。
【図2】上記装置1の主要動作を示すフローチャートである。
【図3】図2に続くフロ−チャートである。
【符号の説明】
2 水槽
3 水
14 冷却水
18,26 パイプ
23 ヒータ
25 冷却ポンプ
28 制御部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermostat.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a thermostat has a housing and an openable / closable door. By closing the door, outside air can be prevented from entering the inside of the housing. The sample in the housing is heated by the gas in the housing (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-89561
[Problems to be solved by the invention]
Many studies have been made at various research institutions on changes in cells caused by gently heating a living body. In order to perform cultivation and evaluation of these living bodies and cells by the thermal effect, it is not desirable to heat the sample with a gas.
[0005]
However, when heating with hot water, there is a second disadvantage that it is difficult to maintain the hot water within a predetermined temperature (for example, within a predetermined temperature ± 0.1 ° C.). Furthermore, in the case of heating with hot water, there is a second disadvantage that the hot water evaporates and the amount of hot water decreases from a predetermined amount in a state where the hot water state is maintained. Therefore, the present invention provides a constant temperature apparatus that can heat a sample with hot water, accurately maintain a predetermined temperature, and maintain a predetermined water amount, in consideration of such conventional disadvantages.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, in the present invention of claim 1, a water tank in which water is stored, a pipe and a circulation pump for circulating the water, a heater for heating water in the pipe, and cooling in the water tank A cooling pump for supplying water is provided, and the water in the water tank is maintained at a predetermined temperature by separately using a heating mode by the heater and a cooling mode by the cooling water.
[0007]
According to the second aspect of the present invention, the cooling pump supplies the cooling water by a predetermined amount into the water tank after the heat retention mode in which the water in the water tank is maintained at a predetermined temperature.
[0008]
According to the third aspect of the present invention, the rotation speed of the cooling pump after the heat retention mode is set to be smaller than the rotation speed of the cooling pump before the heat retention mode.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, a control unit is provided, and the control unit controls the cooling pump to operate intermittently after the heat retention mode so as to shorten the operation time and increase the stop time.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, a computer connected to the control unit is provided, and the computer gives the control unit a fixed operation time and the stop time according to environmental conditions.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a constant temperature apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the schematic configuration diagram of FIG. In FIG. 1, the water tank 2 is formed in a substantially concave shape whose upper part is open. Water 3 is stored in the water tank 2. The shelf 4 is fixed on the upper part of the water tank 2, and the container 5 containing the sample is arranged on the shelf 4.
[0012]
The housing 6 is provided so as to surround the water tank 2. An outlet 7, a drain 8, and an inlet 9 are provided so as to penetrate the housing 6 and the water tank 2.
[0013]
One side of the drain section 8 is connected to a drain pipe 10, and the other side is connected to a drain valve 11. The handle 12 provided on the drain valve 11 is configured such that the water level of the overflow is adjusted by being turned by the user.
[0014]
The cooling tank 13 is formed in a substantially concave shape whose upper part is open, and cooling water 14 is stored in the cooling tank 13. The door 15 is provided on a side surface of the cooling tank 13 and is configured to be openable and closable, so that a user can supply the cooling water 14.
[0015]
The water level gauge 16 is for measuring the water level of the cooling water 14. One side of the inlet 17 is connected to the outlet 7 through a pipe 18. A thermometer 19 is provided at an appropriate position of the entrance tool 17. A flow switch 20 is provided at an appropriate position of the inlet device 17.
[0016]
The other side of the inlet 17 is connected to the suction side of the circulation pump 21. The discharge side of the circulation pump 21 is connected to one side of the outlet 22.
[0017]
A heater 23 is provided at an appropriate position of the outlet 22. A switching valve 24 is provided at an appropriate position of the outlet 22, and the switching valve 24 is provided on the discharge side of the cooling pump 25. The suction side of the cooling pump 25 is configured to suck the cooling water 14 in the cooling tank 13. The other side of the outlet 22 is connected to the inlet 9 via a pipe 26.
[0018]
With the above configuration, when the switching valve 24 is closed, the water 3 in the water tank 2 passes through the outlet 7, the pipe 18, the inlet 17, and the circulation pump 21, and is heated by the heater 23. , Through the outlet 22, the pipe 26, and the inlet 9 and back into the water tank 2.
[0019]
Thus, the pipes 18 and 26 for circulating the water 3 in the water tank 2, the circulation pump 21, and the heater 23 for heating the water in the pipes 18 and 26 are provided. When the switching valve 24 is opened, the water 3 passes through the outlet 7, the pipe 18, the inlet 17, and the circulation pipe 21 and passes through the switching valve 24. At this time, the cooling water 14 in the cooling tank 13 passes through the suction side of the cooling pump 25, passes through the discharge side, and enters the switching valve 24.
[0020]
In this manner, the water 3 in the water tank 2 and the cooling water 14 in the cooling tank 13 are mixed by the switching valve 24, and the mixed water is mixed with the other side of the outlet 22, the pipe 26, and the inlet 9. And return to the water tank 2. Thus, the cooling pump 25 that supplies the cooling water 14 into the water tank 2 is provided.
[0021]
A circuit board 27 is provided above the cooling tank 13. The control unit 28 includes, for example, a CPU and is disposed on the circuit board 27. The control unit 28 is connected to the male connector 29, the heater 3, the thermometer 19, the circulation pump 21, the cooling pump 25, the hot water temperature regulator 30, the voltage regulator 31, the switching valve 24, and the like. I have. The constant temperature device 1 is configured by the above components.
[0022]
The computer 32 is, for example, a personal computer and has an input unit 33 and the like. One side of the cable 34 has a female connector 35, and the other side is connected to the computer 32. The female connector 35 and the male connector 29 are configured to be mechanically and electrically connected.
[0023]
Next, the operation of the constant temperature apparatus 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing the main operation of the thermostat 1, and FIG. 3 is a flowchart following FIG.
[0024]
In these figures, the control unit 28 determines whether or not there is an input signal from the computer 32 (see S1 in FIG. 2). If there is no input signal, the control unit 28 continues the standby state.
[0025]
If the input signal is present, the control unit 28 determines whether the current temperature of the water 3 in the water tank 2 is equal to or higher than a set temperature (for example, 42 ° C.) (see S2 in FIG. 2).
[0026]
If the current temperature of the water 3 (for example, 46 ° C.) is equal to or higher than the set temperature, the control unit 28 affirms the determination in S2 and sets the cooling mode (see S3 in FIG. 2). The cooling mode is a mode in which the circulation pump 21 is operated, the heater 23 is stopped, the switching valve 24 is opened, and the cooling pump 25 is fully operated (operated at 100% output).
[0027]
Next, the control unit 28 determines whether or not the current temperature of the water 3 is equal to or lower than a set temperature (42 ° C.) + Hysteresis (2) (for example, 3 ° C.) (see S4 in FIG. 2). In the above example, since the current temperature of the water 3 is 46 ° C., the control unit 28 denies the determination in S4.
[0028]
In this way, the control unit 28 repeats S3 and S4. At this time, the control unit 28 applies a relatively large voltage to the cooling pump 25 via the voltage regulator 31 in the cooling mode before the heat retaining mode (described later).
[0029]
As a result, the rotation speed of the cooling pump 25 is as large as 3000 rpm, for example, and the cooling water 14 is discharged at a flow rate of 7 liter / minute. At this time, since the switching valve 24 is open, the water 3 (about 46 ° C.) discharged from the circulation pump 21 and the cooling water (about 10 ° C.) discharged from the cooling pump 25 are mixed in the outlet 22. This mixed water is supplied into the water tank 2 through the pipe 26.
[0030]
Further, the mixed water in the water tank 2 is sucked by the circulation pump 21 through the pipe 18 and is discharged again into the outlet 22. In this way, the temperature of the water 3 in the water tank 2 drops rapidly.
[0031]
In this way, when the temperature of the water 3 drops to 45 ° C., the control unit 28 affirms the determination in S4 and sets the natural cooling mode (see S5 in FIG. 2). The natural cooling mode is a mode in which the circulation pump 21 is operated, the heater 23 is stopped, the switching valve 24 is closed, and the cooling pump 25 is stopped.
[0032]
Next, the controller 28 determines whether or not the current temperature of the water 3 is equal to or higher than the set temperature (42 ° C.) + Hysteresis (3) (for example, 0.1 ° C.) (see S6 in FIG. 2). In the above example, since the temperature of the water 3 is still high, the control unit 28 denies the determination in S6 and repeats S5 and S6.
[0033]
Thus, the water 3 (45 ° C.) and the cooling water 14 (10 ° C.) are mixed, and the mixed water is circulated by the pump 21. As a result, it is assumed that the temperature of the water 3 gradually decreases to, for example, 42.1 ° C.
[0034]
At this time, the control unit 28 repeats S6 to set the temperature raising mode (see S7 in FIG. 2). The temperature raising mode is a mode in which the circulation pump 21 is operated, the heater 23 is operated in full operation (operation at 100% output), the switching valve 24 is closed, and the cooling pump 25 is stopped.
[0035]
Next, the control unit 28 determines whether or not the current temperature of the water 3 is equal to or higher than the set temperature (42 ° C.) − Hysteresis (3) (0.1 ° C.) (see S8 in FIG. 2). In the above example, since the current temperature of the water 3 is lower than 41.9 ° C. (since the water temperature drops), the control unit 28 denies the determination of S8 and repeats the operations of S7 and S8.
[0036]
When the above operation is repeated (that is, the temperature increase mode is executed), the current temperature of the water 3 returns to 41.9 ° C., the control unit 28 affirms S8, and the heat retention mode (that is, the steady operation mode, (See S9 in FIG. 3).
[0037]
Also, unlike the above description, when the current temperature of the water 3 is lower than the set temperature (42 ° C.), the control unit 28 denies S2 and sets the temperature increase mode (see S10 in FIG. 2).
[0038]
Next, the control unit 28 determines whether or not the current temperature of the water 3 is equal to or higher than the set temperature (42 ° C.) − Hysteresis (3) (0.1 ° C.) (see S11 in FIG. 2). If the current temperature is lower than the above temperature, the control unit 28 repeats the operations of S10 and S11.
[0039]
If the current temperature has returned to the above-mentioned temperature, the control unit 28 affirms S11 and sets the heat retention mode (see S9 in FIG. 3).
[0040]
The warming mode is a mode in which the circulation pump 21 is operated, the heater 23 is operated at 20% to 30% of the total output, the switching valve 24 is closed, and the cooling pump 25 is stopped. Thus, in the heat retention mode, the current temperature of the water 3 in the water tank 2 is maintained within the set temperature (eg, 42 ° C.) ± 0.1 ° C.
[0041]
The features of the above operation are summarized. By separately using the heating mode by the heater 23 (see S7) and the cooling mode by the cooling water 14 (see S3), the water 3 in the water tank 2 can be maintained at a predetermined temperature (see S9). .
[0042]
Next, the control unit 28 determines whether or not the difference (temperature deviation) between the current temperature of the water 3 and the predetermined temperature is equal to or greater than hysteresis (1) (for example, an error due to disturbance, ± 0.5 ° C.). Is determined (see S12 in FIG. 3).
[0043]
If the temperature deviation is equal to or greater than the hysteresis (1), the control unit 28 affirms the determination in S12 and returns to the position immediately before S2 in FIG. If the temperature deviation is small, the control unit 28 denies the determination in S12.
[0044]
Next, the control unit 28 determines whether the set temperature has been changed (see S13 in FIG. 3). If the user has changed the set temperature, the control unit 28 affirms the determination in S13 and returns to immediately before S2 in FIG. If the user has not changed, the control unit 28 denies the determination in S13.
[0045]
Then, the control unit 28 determines whether or not the mode is the water supply mode (see S14 in FIG. 3). If the user has not pressed the water supply mode selection key (not shown) provided on the thermostat 1, the control unit 28 denies the determination in S14 and returns to immediately before S9.
[0046]
In the above example, it is assumed that the user has pressed the key. As a result, the control unit 28 affirms the determination in S14. Next, the control unit 28 determines whether or not the supply interval has elapsed (see S15 in FIG. 3). That is, the control unit 28 determines whether or not the time from the start of the heat retention mode (see S9) to the start of the next water supply mode (described later) is equal to or longer than the supply interval time.
[0047]
In the above example, since the heat retention mode has just started, the control unit 28 denies the determination of S15 and repeats the operations of steps S9, S12, S13, S14, and S15. When time elapses due to the repetition of the above operation, the control unit 28 affirms S15.
[0048]
Next, the control unit 28 sets the water supply mode (see S16 in FIG. 3). The water replenishment mode is a mode in which the circulation pump 21 is operated, the heater 23 is operated at 20% to 30% of the total output, the cooling pump 25 is operated at about 10% of the total output, and the switching valve 24 is opened. is there.
[0049]
In the water supply mode, the control unit 28 causes the cooling pump 25 to apply a relatively small voltage via the voltage regulator 31. As a result, the rotation speed of the cooling pump 25 is as small as 300 rpm, for example, and the cooling water 14 is discharged at a flow rate of 0.7 liter / minute.
[0050]
Thus, the rotation speed (for example, 300 rpm) of the cooling pump 25 after the heat retention mode (see S9) is smaller than the rotation speed (for example, 3000 rpm) of the cooling pump 25 before the heat retention mode (see S9). It is set to be.
[0051]
In the water supply mode (see S16), the control unit 28 causes the cooling pump 25 to operate intermittently. For example, the operation time in one cycle is about 5 seconds, and the stop time in one cycle is about 20 minutes. Then, the control unit 28 operates the cooling pump 25 for only three cycles. That is, the total operation time is (5 seconds + 20 minutes) × 3 = 1 hour 15 seconds. The stop time (for example, 20 minutes) is the same as the replenishment interval time shown in S15.
[0052]
For example, the size of the water tank 2 is 430 mm in length, 360 mm in width, 240 mm in height, the temperature of the water 3 is 42 ° C., the temperature of the cooling water 14 is 10 ° C., and the cooling pump 25 is Operate intermittently.
[0053]
At this time, the supply amount of the cooling water 14 in the three cycles of the cooling pump 25 is 174 CC, and a decrease in the water level due to evaporation of the water 3 can be suppressed to within 1 mm. Further, by adding 58 CC per cycle of the cooling water 14 of 10 ° C. to the water 3 of 42 ° C., the temperature change of the water 3 in the water tank 2 can be kept within ± 0.1 ° C.
[0054]
As described above, when a predetermined time (for example, 1 hour and 15 seconds) elapses in the water supply mode (S16), the control unit 28 affirms the determination of “whether the predetermined time has elapsed” (see S17 in FIG. 3), and proceeds to S9. Return to just before. If the predetermined time has not elapsed, the control unit 28 repeats the operations of S16 and S17.
[0055]
The features of the water supply mode (see S16 in FIG. 3) will be summarized. After the heat retaining mode (see S9) in which the water 3 in the water tank 2 is maintained at a predetermined temperature (for example, 42 ° C.), the cooling pump 25 supplies the cooling water 14 into the water tank 2 by a predetermined amount (for example, 174 CC). I do.
[0056]
Further, after the heat retention mode (see S9), the control unit 28 controls the cooling pump 25 to operate intermittently to shorten the operation time (for example, 5 seconds) and lengthen the stop time (for example, 20 minutes). I do.
[0057]
It is assumed that the user inputs environmental conditions (for example, the set temperature of the water 3, the temperature of the air in the atmosphere, the humidity, the degree of opening of the water tank 2, etc.) to the input unit 33 provided in the computer 32.
[0058]
At this time, control means (comprising a CPU or the like, not shown) provided in the computer 32 instructs the control unit 28 to keep the operation time of the cooling pump 25 constant in the water supply mode (see S16) (for example, , 5 seconds) to provide an optimal stop time according to the above environmental conditions.
[0059]
That is, the computer 32 changes the water level of the water 3 in the water tank 2 so that the temperature of the water 3 in the water tank 2 is, for example, within ± 0.1 ° C. of the set temperature, and the water is replenished. For example, the stop time is calculated so as to be within 1 mm, and the control unit 28 is given the stop time.
[0060]
【The invention's effect】
In the present invention of claim 1, a water tank in which water is stored, a pipe and a circulation pump for circulating the water, a heater for heating the water in the pipe, and a cooling pump for supplying cooling water to the water tank are provided. The water in the water tank is maintained at a predetermined temperature by separately using a temperature increasing mode by the heater and a cooling mode by the cooling water. As described above, by separately using the temperature increasing mode and the cooling mode using the cooling water, the water temperature in the water tank can be maintained (attained) at a predetermined temperature more accurately and quickly.
[0061]
According to the second aspect of the present invention, the cooling pump supplies a predetermined amount of the cooling water into the water tank after the heat retention mode in which the water in the water tank is maintained at a predetermined temperature. According to the above configuration, by maintaining the supplied cooling water at a predetermined amount, the change in the water level in the water tank can be kept as small as possible.
[0062]
According to the third aspect of the present invention, the rotation speed of the cooling pump after the heat retention mode is set to be lower than the rotation speed of the cooling pump before the heat retention mode. As described above, by reducing the rotation speed of the cooling pump in the water supply mode, the discharge flow rate to the water tank can be reduced, and the change in the water level in the water tank can be reduced.
[0063]
According to a fourth aspect of the present invention, a control unit is provided, and the control unit controls the cooling pump to perform an intermittent operation after the heat retention mode so as to shorten the operation time and increase the stop time. As described above, by intermittently operating the cooling pump, the discharge amount of the cooling water to the water tank can be reduced, and a change in the water temperature in the water tank can be suppressed.
[0064]
According to a fifth aspect of the present invention, a computer connected to the control unit is provided, and the computer gives the control unit a constant operation time and the stop time according to environmental conditions. With the above configuration, even if the environmental conditions change, the computer can obtain the condition (the cooling pump stop time) in which the water temperature change in the water tank is small and the water level change in the water tank is small.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a thermostat 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a main operation of the device 1.
FIG. 3 is a flowchart following FIG. 2;
[Explanation of symbols]
2 Water tank 3 Water 14 Cooling water 18, 26 Pipe 23 Heater 25 Cooling pump 28 Control unit

Claims (5)

水が貯えられる水槽と、前記水を循環させるパイプおよび循環ポンプと、前記パイプ内の水を加熱するヒータと、前記水槽内に冷却水を供給する冷却ポンプとを備え、前記ヒータによる昇温モードと、前記冷却水による冷却モードを別々に用いることにより、前記水槽内の水を所定温度に維持する事を特徴とする恒温装置。A water tank in which water is stored, a pipe and a circulation pump for circulating the water, a heater for heating water in the pipe, and a cooling pump for supplying cooling water to the water tank; And a cooling mode using the cooling water, whereby the water in the water tank is maintained at a predetermined temperature. 前記水槽内の水を所定温度に維持した保温モードの後に、前記冷却ポンプは、前記水槽内に前記冷却水を所定量だけ供給する事を特徴とする請求項1の恒温装置。2. The constant temperature apparatus according to claim 1, wherein the cooling pump supplies a predetermined amount of the cooling water into the water tank after a heat retention mode in which water in the water tank is maintained at a predetermined temperature. 3. 前記保温モード後における、前記冷却ポンプの回転数は、前記保温モード前における、前記冷却ポンプの回転数よりも小さくなる様に、設定された事を特徴とする請求項2の恒温装置。3. The constant temperature apparatus according to claim 2, wherein a rotation speed of the cooling pump after the heat retention mode is set to be lower than a rotation speed of the cooling pump before the heat retention mode. 4. 制御部を設け、前記制御部は、前記保温モード後に、前記冷却ポンプを間欠運転させ、運転時間を短く、停止時間を長くなる様に、制御する事を特徴とする請求項3の恒温装置。4. The constant temperature apparatus according to claim 3, wherein a control unit is provided, and the control unit controls the cooling pump to perform an intermittent operation after the heat retention mode so as to shorten an operation time and increase a stop time. 5. 前記制御部に接続するコンピュータを設け、前記コンピュータは前記制御部に対し、一定の前記運転時間を与え、環境条件に応じた前記停止時間を与える事を特徴とする請求項4の恒温装置。5. The constant temperature apparatus according to claim 4, further comprising a computer connected to the control unit, wherein the computer provides the control unit with the constant operation time and the stop time according to environmental conditions.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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