JP2006105430A - 均熱装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被加熱物と熱的に結合して被加熱物を均熱処理するための定盤10、定盤10に設けられた所定面積の熱交換面と熱的に接触して蒸発可能に封入され放熱パイプ14により構成される循環路を介して循環される作動液6を備え、前記作動液6の放熱パイプ14により構成される循環路に蒸発した作動液6を凝縮するための冷却用伝熱体15を設けた。
【選択図】図1
Description
この発明による実施の形態1を図1から図5までに基づいて説明する。図1は実施の形態1における均熱装置の全体構成を示す断面側面図である。図2は実施の形態1における均熱装置の全体構成を一部断面で示す平面図である。図3は実施の形態1における冷却用伝熱体の構成を示す断面図である。図4は実施の形態1における降温時の定盤表面の温度変化例を従来技術と比較して示す説明図である。図4(a)は従来技術における降温時の定盤表面の温度変化例を示し、図4(b)は実施の形態1における降温時の定盤表面の温度変化例を示している。図5は実施の形態1における昇温時の定盤表面の温度変化例を従来技術と比較して示す説明図である。図5(a)は従来技術における昇温時の定盤表面の温度変化例を示し、図5(b)は実施の形態1における昇温時の定盤表面の温度変化例を示している。
上記のように構成された実施の形態1における均熱装置において、定盤10の温度は被加熱物の処理温度に応じて変更する必要がある。
図4(a)は上述した従来装置における定盤表面温度の降温変化の一例を示すものである。従来装置の例では冷却媒体を定盤の裏面に吹き付けて冷却を行うため、冷却媒体の流れ方向に温度分布が生じ、定盤面にも温度分布が生じる。従って、図4(a)に示すように、冷却時間T1の経過によって定盤が目標温度以下になっても、さらに定盤の均熱化に必要な回復時間T2をとらないと目標温度において温度分布の均一な状態にすることができなかった。
この発明の実施の形態1において、被加熱物11を均圧加熱するための定盤10を、現状の設定温度から、より低い設定温度に変更し、定盤10を冷却する場合は、放熱パイプ14に熱的に接触した冷却用伝熱体15の冷却媒体流路18に冷却媒体19を流通させることで、放熱パイプ14に導入される定盤10の内部流通路4からの作動液6の蒸気16を凝縮させ、蒸気16の凝縮潜熱の放出により定盤10を冷却するものである。この場合、流通路4の各部における蒸気16の圧力は一定状態を保ちながら蒸気16の凝縮潜熱の放出により定盤10を冷却するので、定盤10の表面温度分布を均一に保ちながら、冷却することができる。
従って、図4(b)に示すように、目標温度まで冷却完了した後における温度回復時間を必要とせず、従来装置における温度設定変更時間T=T1+T2よりも小さい温度設定変更時間T3で所定の温度まで短時間で定盤10の温度を均一に低下させることができる。
この発明による実施の形態2を図6に基づいて説明する。図6は実施の形態2における均熱装置の全体構成を示す断面側面図である。
この実施の形態2において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
実施の形態1で説明のものでは、低温度に温度設定を変更するため降温時の冷却を行う場合は冷却能力を極力高めて、定盤全体を速やかに冷却することが望まれるが、昇温時に冷却を行う場合は、温度オーバーシュートを無くすだけの冷却でよいため、降温時の冷却に比べて、極めて低容量の冷却による温度制御が必要である。従って、冷却の目的に応じて、冷却媒体の流量などを大幅に調整することが必要となる。
このように循環流通される作動液6の蒸気16は、放熱パイプ14の中間部14bに設けられた傾斜部分14Rに配設された冷却用伝熱体15の冷却媒体流路18aに流通される冷却媒体19により冷却用伝熱体15によって効果的かつ確実に短時間で冷却される。この冷却によって液化された作動液6の凝縮液は液溜り部5の下部へ戻される。
作動液6の蒸気16による加熱により定盤10の温度が変更された設定温度近傍に達すると、制御弁22を作動させて比較的小さな熱容量を持つ冷却用伝熱体20の冷却媒体流路18bに冷却媒体19を供給し、比較的小さな熱容量を持つ冷却用伝熱体20により作動液6の蒸気16における温度を調整して、定盤10の温度を微細調整し変更された設定温度へ円滑かつ正確に到達させる。
この発明による実施の形態3を図7に基づいて説明する。図7は実施の形態3における均熱装置の全体構成を示す断面側面図である。
この実施の形態3において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1および実施の形態2における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
このように循環流通される作動液6の蒸気16は、放熱パイプ14の中間部14bに設けられた傾斜部分14Rに配設された比較的高い冷却能力を持つ冷却用伝熱体15の冷却媒体流路18aに流通される冷却媒体19により冷却用伝熱体15によって効果的かつ確実に短時間で冷却される。この冷却によって液化された作動液6の凝縮液は液溜り部5の下部へ戻される。
作動液6の蒸気16による加熱により定盤10の温度が変更された設定温度近傍に達すると、制御弁22を作動させて比較的小さな冷却能力を持つ冷却用伝熱体15の冷却媒体流路18bに冷却媒体19を供給し、比較的小さな冷却能力を持つ冷却用伝熱体15の冷却媒体流路18bに流通される冷却媒体19により作動液6の蒸気16における温度を調整して、定盤10の温度を微細調整し変更された設定温度へ円滑かつ正確に到達させる。
この発明による実施の形態4を図8および図9に基づいて説明する。図8は実施の形態4における均熱装置の全体構成を示す断面側面図である。
この実施の形態4において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1から実施の形態3までにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
また、第2の冷却用伝熱体21の冷却能力を、熱伝導率の調整以外に、第2の冷却用伝熱体21と第1の冷却用伝熱体15との接触面積の変更等により調整することができるので、昇温時の温度安定の最適制御条件となるように冷却用伝熱体21の冷却能力を微調整することができるという特長がある。
このように循環流通される作動液6の蒸気16は、放熱パイプ14の中間部14bに設けられた傾斜部分14Rに配設された比較的高い冷却能力を持つ冷却用伝熱体15の冷却媒体流路18aに流通される冷却媒体19により冷却用伝熱体15によって効果的かつ確実に短時間で冷却される。この冷却によって液化された作動液6の凝縮液は液溜り部5の下部へ戻される。
作動液6の蒸気16による加熱により定盤10の温度が変更された設定温度近傍に達すると、制御弁22を作動させて比較的小さな冷却能力を持つ冷却用伝熱体21の冷却媒体流路18bに冷却媒体19を供給し、比較的小さな冷却能力を持つ冷却用伝熱体21の冷却媒体流路18bに流通される冷却媒体19により冷却用伝熱体21と熱的に結合された冷却用伝熱体15を介して作動液6の蒸気16における温度を調整して、定盤10の温度を微細調整し変更された設定温度へ円滑かつ正確に到達させる。
また、上記実施の形態では、冷却用伝熱体15,20を二分割とし、放熱パイプ14を挟むようにしたもので説明したが、冷却用伝熱体15,20は溶接、ロウ付けなどで放熱パイプ14に一体的に接合されていてもよく、放熱パイプ14と熱的に接触しているものであればよい。
さらに、上記実施の形態では、冷却媒体19を冷却用伝熱体15,20の内部に設けた冷却媒体流路18,18a,18bに流すようにしたが、冷却媒体19の流通パイプを冷却用伝熱体15,20の表面に溶接、ロウ付けなどで接合させて冷却するようにしてもよい。
そして、上記実施の形態では、冷却用伝熱体15,20に冷却媒体19を流通させるものについて示したが、冷却用伝熱体として電子冷却モジュール等を備えた冷却体としてもよい。
なお、冷却用伝熱体15,20に流通される冷却媒体19としては水などの液体であっても、空気などの気体であってもかまわないことは言うまでもない。
Claims (7)
- 被処理物と熱的に結合して被処理物を均熱処理するための熱伝導体からなる盤状体、前記盤状体に設けられた所定面積の熱交換面と熱的に接触して蒸発可能に封入され循環路を介して循環される液状作動媒体を備え、前記作動媒体の循環路に蒸発した作動媒体を凝縮するための熱交換手段を設けたことを特徴とする均熱装置。
- 前記循環路を構成する放熱パイプと、前記放熱パイプと熱的に結合される冷却用伝熱体とにより、前記熱交換手段を構成したことを特徴とする請求項1に記載の均熱装置。
- 前記盤状体に設けられた熱交換面と熱的に接触した作動媒体を循環する循環路に前記作動媒体を誘導するよう下方へ傾斜する傾斜部分を設け、この傾斜部分に前記熱交換手段を配設したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の均熱装置。
- 前記盤状体に設けられ所定面積の熱交換面を構成する流通路、熱源が配置され前記盤状体の下方に位置して前記流通路と連通する液溜部、前記盤状体の流通路に構成された所定面積の熱交換面と熱的に接触して蒸発可能に封入され前記流通路から前記循環路を介して前記液溜部へ循環される液状作動媒体を備え、前記流通路および前記循環路ならびに前記液溜部を含む連通部分の内部へ所定量の作動媒体を真空排気後に充填したことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の均熱装置。
- 前記循環路を構成する放熱パイプ、前記放熱パイプと熱的に結合される第1および第2の冷却用伝熱体を備え、前記第1および第2の冷却用伝熱体のそれぞれに冷却媒体流路を形成したことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の均熱装置。
- 前記循環路を構成する放熱パイプ、前記放熱パイプと熱的に結合される冷却用伝熱体を備え、前記冷却用伝熱体に第1および第2の冷却媒体流路を形成したことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の均熱装置。
- 前記循環路を構成する放熱パイプ、前記放熱パイプと熱的に結合される第1の冷却用伝熱体、前記第1の冷却用伝熱体と熱的に結合される第2の冷却用伝熱体を備え、前記第1および第2の冷却用伝熱体のそれぞれに冷却媒体流路を形成したことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の均熱装置。
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CN106871676A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-06-20 | 于仁麟 | 上集管截面积变化的热管 |
CN106996709A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-01 | 于仁麟 | 一种下集管弯曲的热管 |
WO2018168276A1 (ja) * | 2017-03-16 | 2018-09-20 | 株式会社デンソー | 機器温調装置 |
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2004
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