JP2008198671A - Temperature adjustment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、理化学,液晶、半導体関連の分野に用いられる温度調整装置に関し、詳しくは、複数のペルチェ素子を備えて構成された温度調整装置に関するものである。 The present invention relates to a temperature adjusting device used in fields related to physics and chemistry, liquid crystals, and semiconductors, and more particularly to a temperature adjusting device configured with a plurality of Peltier elements.
この種の温度調整装置として、本願出願人は、特開2003−110155号公報に開示されたペルチェモジュールユニットを提案している。この温度調整装置は、一対の基板間に並設された複数のペルチェ素子が基板の各対向面に形成された電極によって直列接続されると共に各ペルチェ素子に直流電圧を供給するための一対の端子部を有するペルチェモジュールを芯線と絶縁被覆とで構成された配線材で複数直列接続して構成されている。また、この温度調整装置は、基台、および基台に各端部を外部に露出させた状態で取り付けられた複数の接続体を有する端子台を備えている。この場合、ペルチェモジュール同士を接続する配線材は、ペルチェモジュール同士のうちの一方のペルチェモジュールに接続された第1の配線材と、他方のペルチェモジュールに接続された第2の配線材とで構成され、さらに第1の配線材および第2の配線材は1つの接続体の各端部に接続解除自在に接続されている。 As this type of temperature control apparatus, the present applicant has proposed a Peltier module unit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-110155. In this temperature adjusting device, a plurality of Peltier elements arranged in parallel between a pair of substrates are connected in series by electrodes formed on the opposing surfaces of the substrate, and a pair of terminals for supplying a DC voltage to each Peltier element A plurality of Peltier modules having a portion are connected in series with a wiring material composed of a core wire and an insulating coating. The temperature adjusting device includes a base and a terminal block having a plurality of connecting bodies attached to the base in a state where each end is exposed to the outside. In this case, the wiring member for connecting the Peltier modules is composed of a first wiring member connected to one of the Peltier modules and a second wiring member connected to the other Peltier module. In addition, the first wiring member and the second wiring member are connected to each end of one connection body so as to be able to be disconnected.
この温度調整装置は、直列に接続された複数のペルチェ素子に電源部から直流定電流が供給されて作動する。一方、この温度調整装置では、上記したように、端子台を設け、直列に接続されるペルチェモジュール同士を第1の配線材、第2の配線材および端子台の接続体を介して接続している。このため、この温度調整装置によれば、複数のペルチェモジュールのうちの少なくとも1つにおける少なくとも1つのペルチェ素子に断線故障が生じたときに、各ペルチェモジュール同士の接続を迅速かつ簡単に解除して、断線故障が発生したペルチェモジュールを迅速かつ容易に特定可能となっている。さらに、断線故障が生じたペルチェモジュールの交換作業についても、迅速に実行可能となっている。また、ペルチェモジュールが断線故障した場合、その故障したペルチェモジュールを特定した後に、そのペルチェモジュールが接続されていた端子台における露出した各端部間を配線で短絡することで、応急処置として運転を短時間で再開可能となっている。
ところが、この従来の温度調整装置では、以下の解決すべき課題が存在している。すなわち、この温度調整装置では、上記したように端子台を使用して各ペルチェモジュール同士を接続解除自在に接続したことにより、ペルチェ素子に断線故障が生じたときに、各ペルチェモジュール同士の接続を迅速かつ簡単に解除して、断線故障が発生したペルチェモジュールを迅速かつ容易に特定したり、交換したり、応急処置を施したりできるように考慮されてはいるものの、依然として、ペルチェ素子の断線故障の発生によって温度調整動作が停止するという課題は残存している。 However, this conventional temperature control apparatus has the following problems to be solved. That is, in this temperature control device, when the Peltier element is disconnected by using the terminal block so that the connection between the Peltier modules can be freely released, the connection between the Peltier modules is established. Although Peltier modules are considered to be quickly and easily released so that the Peltier module in which the disconnection failure occurs can be quickly and easily identified, replaced, or subjected to first aid, the disconnection failure of the Peltier element still remains. The problem that the temperature adjustment operation stops due to the occurrence of the problem remains.
本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、ペルチェ素子に断線が発生したときであっても温度調整動作を続行し得る温度調整装置を提供することを主目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and a main object of the present invention is to provide a temperature adjusting device capable of continuing the temperature adjusting operation even when the Peltier element is disconnected.
上記目的を達成すべく請求項1記載の温度調整装置は、1または直列に接続された複数のペルチェ素子を備えて構成されたモジュール列をm列(mは2以上の整数)並列に接続して構成されたペルチェモジュール群と、当該ペルチェモジュール群に対して予め規定された最大出力電圧を出力電圧の上限として直流電流を出力可能に構成されると共に、前記m列のモジュール列のうちの少なくとも1列において前記ペルチェ素子に異常が発生したときに、正常な前記モジュール列の列数に応じた電流値で当該直流電流を供給する直流定電流電源とを備えている。
In order to achieve the above object, the temperature control apparatus according to
請求項2記載の温度調整装置は、請求項1記載の温度調整装置において、前記直流定電流電源の前記出力電圧が前記最大出力電圧に達したか否かを検出して検出信号を出力する電圧検出部と、前記直流定電流電源から出力されて前記正常なモジュール列の列数に応じて変化する前記直流電流の電流値を検出して当該正常なモジュール列および前記異常の発生したモジュール列のうちの少なくとも一方のモジュール列の列数を特定可能な検出信号を出力する電流検出部と、前記電圧検出部および前記電流検出部から出力される前記各検出信号に基づいて、前記少なくとも一方のモジュール列の列数を特定する処理部と、前記特定したモジュール列の列数を報知する出力部とを備えている。
The temperature regulating device according to
請求項3記載の温度調整装置は、請求項2記載の温度調整装置において、前記処理部は、前記特定したモジュール列の列数が予め設定された基準数に達したときに、前記直流定電流電源に対して前記直流電流の供給を停止させる。
The temperature adjustment device according to
請求項1記載の温度調整装置では、予め規定された最大出力電圧を出力電圧の上限として直流電流を出力可能に構成されると共に、モジュール列のうちの少なくとも1列においてペルチェ素子に異常が発生したときに、直流定電流電源が、モジュール列をm列並列に接続して構成されたペルチェモジュール群に対して、正常なモジュール列の列数に応じた電流値で直流電流を供給する。したがって、この温度調整装置によれば、m列のモジュール列のうちの少なくとも1列においてペルチェ素子に異常が発生したときに最大出力電圧を出力電圧の上限として作動する状態に移行するように直流定電流電源を予め設定しておくことにより、ペルチェ素子に異常が発生したときであっても、直流定電流電源が、正常なモジュール列(ペルチェ素子に異常の発生していないモジュール列)の列数に応じた電流値にペルチェモジュール群に供給する直流電流の電流値を自動的に変更するため、各ペルチェ素子に対して適正な電流値の直流電流を供給し続けることができる結果、温度調整対象体に対する温度調整動作を確実に続行することができる。
The temperature regulating device according to
また、請求項2記載の温度調整装置では、電圧検出部が直流定電流電源の出力電圧を検出して最大出力電圧に達したときに検出信号を出力し、電流検出部が直流定電流電源から出力されている直流電流を検出して正常なモジュール列および異常の発生したモジュール列のうちの少なくとも一方のモジュール列の列数を特定可能な検出信号を出力し、処理部が電圧検出部および電流検出部から出力された各検出信号に基づいて、この少なくとも一方のモジュール列の列数を特定し、出力部がこの特定したモジュール列の列数を報知する。したがって、この温度調整装置によれば、出力部による報知により、正常なモジュール列の列数および異常の発生しているモジュール列の列数のうちの少なくとも一方を特定することができ、この特定したモジュール列の列数に基づいて、残存している正常なモジュール列に対する直流電流の出力を続行するか否かの判断を正確に行うことができる。これにより、温度調整対象体に対する温度調整動作が正常に行えるモジュール列の列数となる状態まで、ペルチェモジュール群に直流電流を出力して作動させることができる結果、ペルチェモジュール群の能力を十分に活用することができる。
Further, in the temperature regulating device according to
また、請求項3記載の温度調整装置では、特定したモジュール列の列数が予め設定された基準数に達したときに、処理部が直流定電流電源に対して直流電流の供給を停止させる。したがって、この温度調整装置によれば、特定したモジュール列の列数が異常の発生したモジュール列の列数である場合にはモジュール列の全列数から基準数を引いた列数を、一方、特定したモジュール列の列数が正常なモジュール列の列数である場合には基準数そのものを、温度調整対象体に対する温度調整動作が正常に行えるモジュール列の必要最小列数に予め設定しておくことにより、正常なモジュール列の列数が基準数未満となって(少なくなり過ぎて)温度調整動作が正常に行えない状態に陥る事態を確実に防止することができる。
In the temperature regulating device according to
以下、添付図面を参照して、本発明に係る温度調整装置の最良の形態について説明する。 Hereinafter, the best mode of a temperature control device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
最初に、温度調整装置1の構成について、図面を参照して説明する。
Initially, the structure of the
温度調整装置1は、図1に示すように、直流定電流電源2、電圧検出部3、電流検出部4、処理部5、出力部6およびペルチェモジュール群7を備え、温度調整対象体に対する温度調整動作を実行可能に構成されている。
As shown in FIG. 1, the
この場合、ペルチェモジュール群7は、1または直列に接続された複数(本例では一例として5個)のペルチェ素子8を備えて構成されたモジュール列9をm列(本例では一例として、m=3)並列に接続して構成されて、温度調整対象体に対する温度調整動作を実行する。また、各ペルチェ素子8は、一例として、抵抗値が2[Ω]であり、最大定格電流(直流電流)が6[A]に規定された同じ特性のペルチェ素子で構成されている。また、本例では、定常状態において、各ペルチェ素子8に一例として4[A]を供給して動作させる。また、3つのモジュール列9のうちの少なくとも1つのモジュール列9においてペルチェ素子8の劣化が発生したときに、正常な他のモジュール列9に流れる電流を、最大定格電流(6[A])を考慮して、5[A]に制限することとする。
In this case, the Peltier
直流定電流電源2は、交流電圧または直流電圧を入力して、最大出力電圧Vmaxを出力電圧Voの上限として、電流値I1の直流電流Io(直流定電流)を出力可能に構成されている。本例では、電流供給対象であるペルチェモジュール群7が前述したように構成されているため、直流定電流電源2は、定常状態において、電流値I1(=12[A])の直流電流Ioをペルチェモジュール群7に供給するように設定されている。また、本例では、ペルチェモジュール群7の3つのモジュール列9のうちの少なくとも1つのモジュール列9においてペルチェ素子8の劣化が発生したときに、正常な他のモジュール列9に流れる電流を前述したように5[A]に制限する必要がある。このため、本例では、正常なモジュール列9の合成抵抗値が10(=2×5)[Ω]となることに基づいて、直流定電流電源2は、その最大出力電圧Vmaxが50[V](=5[A]×10[Ω])に規定されている。以上のように構成された直流定電流電源2は、出力電圧Voが最大出力電圧Vmax(50[V])以下のときには、電流値I1(12[A])の直流電流Ioを出力し、出力電圧Voが最大出力電圧Vmaxに達したときには、最大出力電圧Vmaxと正常なモジュール列9の合成抵抗値(10[Ω])とで規定される電流値(5[A])に正常なモジュール列9の数を乗じた電流値の直流電流Ioを出力する。
The DC constant
電圧検出部3は、例えば、不図示のコンパレータで構成されて、直流定電流電源2の出力電圧Voが最大出力電圧Vmaxに達しているときに「High」レベルとなり、出力電圧Voが最大出力電圧Vmax未満のときに「Low」レベルとなる検出信号S1を出力する。
The
電流検出部4は、一例として図2に示すように、微小抵抗値(直流電流Ioが流れたときに発生する電圧降下が出力電圧Voに対して無視できる程度の抵抗値)の電流検出用抵抗4a、および3つの電流判別回路4b,4c,4dを備えている。この場合、各電流判別回路4b,4c,4dは、基準電圧発生部およびコンパレータ(いずれも図示せず)をそれぞれ備えて、直流電流Ioに起因して電流検出用抵抗4aの両端間に発生する電圧Vdと、各々の基準電圧発生部で発生する基準電圧Vr1,Vr2,Vr3とを比較することにより、直流電流Ioの電流値が予め設定された基準範囲内となったときに検出信号S2、検出信号S3、検出信号S4をそれぞれ出力する。
As shown in FIG. 2 as an example, the current detection unit 4 is a current detection resistor having a minute resistance value (a resistance value with which a voltage drop generated when the DC current Io flows is negligible with respect to the output voltage Vo). 4a and three current
具体的には、電流判別回路4bは、入力した電圧Vdと自らの基準電圧発生部で発生する基準電圧Vr1とをコンパレータで比較することにより、直流電流Ioの電流値I1が予め設定された基準範囲内(11[A]以下)のときに検出信号S2を出力する。同様にして、電流判別回路4cは、入力した電圧Vdと自らの基準電圧発生部で発生する基準電圧Vr2とをコンパレータで比較することにより、直流電流Ioの電流値I1が予め設定された基準範囲内(7[A]以下)のときに検出信号S3を出力し、電流判別回路4dは、入力した電圧Vdと自らの基準電圧発生部で発生する基準電圧Vr3とをコンパレータで比較することにより、直流電流Ioの電流値I1が予め設定された基準範囲内(2[A]以下)のときに検出信号S4を出力する。本例では、各電流判別回路4b,4c,4dは、直流電流Ioの電流値I1が前述した範囲内となっているときに「High」レベルとなり、直流電流Ioの電流値I1が前述した範囲外となっているときに「Low」レベルとなる各検出信号S2,S3,S4を出力する。
Specifically, the current
ここで、各電流判別回路4b,4c,4dに対して予め設定されている基準電圧Vr1,Vr2,Vr3について説明する。上記したように、ペルチェモジュール群7においてすべてのモジュール列9が正常のときには、直流定電流電源2から出力される直流電流Ioの電流値I1は12[A]となる。一方、後述するように、断線の発生したモジュール列9の数が1つ、2つ、3つと増加する毎に、直流定電流電源2から出力される直流電流Ioの電流値I1は10[A]、5[A]、ほぼ0[A]というように減少する。したがって、電流判別回路4bについては、直流定電流電源2から出力される直流電流Ioの電流値I1が12[A]から10[A]に減少したことを検出することができるように、一例として上記のように直流電流Ioの電流値I1が11[A]以下のときに検出信号S2を出力可能に、その基準電圧Vr1が設定されている。同様にして、電流判別回路4cについては、直流電流Ioの電流値I1が10[A]から5[A]に減少したことを検出することができるように、一例として上記のように直流電流Ioの電流値I1が7[A]以下のときに検出信号S3を出力可能に、その基準電圧Vr2が設定され、電流判別回路4dについては、直流電流Ioの電流値I1が5[A]からほぼ0[A]に減少したことを検出することができるように、一例として上記のように直流電流Ioの電流値I1が2[A]以下のときに検出信号S4を出力可能に、その基準電圧Vr3が設定されている。
Here, reference voltages Vr1, Vr2, and Vr3 set in advance for each of the
処理部5は、一例として、図2に示すように、論理回路(一例として3つのAND素子5a,5b,5cで構成された論理回路)で構成されて、各検出信号S1,S2,S3,S4に基づいて、ペルチェ素子8に断線(異常)の発生しているモジュール列9の数を特定し得る(言い替えれば、ペルチェ素子8に断線の発生していない正常なモジュール列9の数を特定し得る)警報信号S5,S6,S7を出力する。具体的には、AND素子5aが各検出信号S1,S2の論理積を算出して警報信号S5を出力し、AND素子5bが各検出信号S1,S3の論理積を算出して警報信号S6を出力し、AND素子5cが各検出信号S1,S4の論理積を算出して警報信号S7を出力する。本例では、各AND素子5a〜5cは、上記構成により、入力している2つの信号が共に「High」レベルのときに「High」レベルとなり、入力している2つの信号の少なくとも一方が「Low」レベルのときに「Low」レベルとなる警報信号S5,S6,S7をそれぞれ出力する。
As illustrated in FIG. 2, the
出力部6は、一例として、図2に示すように、表示装置としての3つのLED(発光ダイオード)6a,6b,6c、および各LED6a,6b,6c用の駆動回路(図示せず)で構成されている。この場合、LED6aは、処理部5から警報信号S5が出力されているときに駆動回路によって点灯されて、1つのモジュール列9においてペルチェ素子8の断線が発生している旨を報知する。同様にして、LED6bは、処理部5から警報信号S6が出力されているときに、またLED6cは、処理部5から警報信号S7が出力されているときに駆動回路によってそれぞれ点灯されて、2つのモジュール列9においてペルチェ素子8の断線が発生している旨、3つのモジュール列9においてペルチェ素子8の断線が発生している旨をそれぞれ報知する。
As an example, as shown in FIG. 2, the
続いて、温度調整装置1の動作について説明する。
Next, the operation of the
この温度調整装置1では、作動状態において、直流定電流電源2が、予め設定された電流値I1(12[A])の直流電流Ioをペルチェモジュール群7に出力する。また、電圧検出部3は直流定電流電源2の出力電圧Voについての検出を開始し、電流検出部4は直流電流Ioの検出を開始する。
In the
この状態において、ペルチェモジュール群7における各モジュール列9のいずれにもペルチェ素子8の断線が発生していないとき(すべてのペルチェ素子8が正常のとき)には、直流定電流電源2から出力されている直流電流Io(電流値I1=12[A])は、均等(4[A]ずつ)に分割されて3つのモジュール列9に流れる。この場合、直流定電流電源2の出力電圧Voは、40[V](=4[A]×10[Ω])となり、最大出力電圧Vmax(50[V])には達していない。このため、電圧検出部3からは「Low」レベルの検出信号S1が出力される。また、電流検出部4の各電流判別回路4b,4c,4dからも、それぞれ「Low」レベルの検出信号S2,S3,S4が出力される。これにより、処理部5では、各AND素子5a,5b,5cが各検出信号S1〜S4に基づいて、共に「low」レベルの警報信号S5,S6,S7を出力する。したがって、出力部6では、いずれのLED6a,6b,6cも点灯状態に移行せず、消灯状態に維持される。これにより、温度調整装置1においていずれのモジュール列9においてもペルチェ素子8に断線が発生していない旨、すなわち異常が発生したモジュール列9の列数がゼロである旨、さらに言い換えれば、すべてのモジュール列9が正常である旨が報知される。
In this state, when no disconnection of the
また、ペルチェモジュール群7における各モジュール列9のうちの1つにペルチェ素子8の断線が発生したときには、そのモジュール列9では、その合成抵抗値は正常時の10[Ω]と比較して極めて大きな値となり、電流の殆ど流れない状態となる。このため、直流定電流電源2から出力されている直流電流Ioは2つの正常なモジュール列9に均等に分割されて流れる。この状態において、断線の発生の直前までの電流値I1(12[A])の直流電流Ioが2つに分割されて2つのモジュール列9に流れたときには、各モジュール列9での電圧降下は60[V](=6[A]×10[Ω])となり、直流定電流電源2の最大出力電圧Vmaxを超えることになる。このため、直流定電流電源2は、出力電圧Voを50[V]に制限する状態に移行して、ペルチェモジュール群7に直流電流Ioを出力する。この場合、各モジュール列9には、5[A](=50[V]÷10[Ω])の電流が流れるため、直流定電流電源2がペルチェモジュール群7に出力する直流電流Ioの電流値は10[A]となる。
Further, when a disconnection of the
これにより、電圧検出部3は、出力電圧Voが最大出力電圧Vmaxに達したことを検出して、「High」レベルの検出信号S1を出力する。一方、電流検出部4では、直流定電流電源2からペルチェモジュール群7への直流電流Ioの電流値I1が10[A]となって11[A]以下となることから、電流判別回路4bが、出力している検出信号S2のレベルを「Low」レベルから「High」レベルに移行させる(「High」レベルの検出信号S2の出力を開始する)。なお、他の電流判別回路4c,4dは、各検出信号S3,S4を「Low」レベルに維持する。これにより、処理部5では、AND素子5aが、出力している警報信号S5のレベルを「Low」レベルから「High」レベルに移行させる(「High」レベルの警報信号S5の出力を開始する)。なお、他のAND素子5b,5cは、各警報信号S6,S7を「Low」レベルに維持する。したがって、出力部6では、LED6aのみが消灯状態から点灯状態に移行する。これにより、温度調整装置1によって、1つのモジュール列9においてペルチェ素子8の断線が発生している旨(異常が発生したモジュール列9が1つ(1列)である旨)が報知される。なお、この報知は、正常なモジュール列9が2つ(2列)である旨の報知でもある。
Thereby, the
次いで、正常な2つのモジュール列9のうちの1つにペルチェ素子8の断線が発生したときには、このモジュール列9の合成抵抗値も極めて大きな値となり、電流の殆ど流れない状態となる。このため、直流定電流電源2から出力されている直流電流Ioは、残った正常な1つのモジュール列9に流れる。この状態において、断線の発生の直前までの電流値I1(10[A])の直流電流Ioが正常な1つのモジュール列9に流れたときには、モジュール列9での電圧降下は100[V](=10[A]×10[Ω])となり、直流定電流電源2の最大出力電圧Vmaxを超えることになる。このため、直流定電流電源2は、出力電圧Voを50[V]に制限した状態を維持しつつ、ペルチェモジュール群7に直流電流Ioを出力する。この場合、正常な1つのモジュール列9には、5[A](=50[V]÷10[Ω])の電流が流れるため、直流定電流電源2がペルチェモジュール群7に出力する直流電流Ioの電流値は5[A]となる。
Next, when the disconnection of the
これにより、電圧検出部3は、「High」レベルの検出信号S1の出力を続行する。一方、電流検出部4では、直流定電流電源2からペルチェモジュール群7への直流電流Ioの電流値I1が5[A]となって7[A]以下となることから、電流判別回路4bと共に、電流判別回路4cが、出力している検出信号S3のレベルを「Low」レベルから「High」レベルに移行させる(「High」レベルの検出信号S3の出力を開始する)。なお、他の電流判別回路4dは、検出信号S4を「Low」レベルに維持する。これにより、処理部5では、AND素子5aと共に、AND素子5bが、出力している警報信号S6のレベルを「Low」レベルから「High」レベルに移行させる(「High」レベルの警報信号S6の出力を開始する)。なお、他のAND素子5cは、警報信号S7を「Low」レベルに維持する。したがって、出力部6では、LED6bが消灯状態から点灯状態に移行することにより、2つのLED6a,6bが点灯する。このLED6bの点灯により、温度調整装置1によって、2つのモジュール列9においてペルチェ素子8の断線が発生している旨(異常が発生したモジュール列9が2つ(2列)である旨)が報知される。なお、この報知は、正常なモジュール列9が1つ(1列)である旨の報知でもある。
Thereby, the
続いて、さらに、正常な1つのモジュール列9にペルチェ素子8の断線が発生したときには、すべてのモジュール列9においてその合成抵抗値が極めて大きな値となるため、直流定電流電源2からペルチェモジュール群7に出力されている直流電流Ioの電流値I1が僅かであっても、各モジュール列9での電圧降下が直流定電流電源2の最大出力電圧Vmaxを超えることになる。したがって、直流定電流電源2は、出力電圧Voを50[V]に制限した状態でのペルチェモジュール群7への直流電流Ioの出力を継続して、モジュール列9の合成抵抗値と最大出力電圧Vmaxとで規定される極めて小さい値の直流電流Ioをペルチェモジュール群7に出力する。
Subsequently, when the disconnection of the
これにより、電圧検出部3は、「High」レベルの検出信号S1の出力を続行する。一方、電流検出部4では、直流定電流電源2からペルチェモジュール群7への直流電流Ioの電流値I1が極めて小さい値(つまり、2[A]以下)となることから、電流判別回路4b,4cと共に、電流判別回路4dが、出力している検出信号S4のレベルを「Low」レベルから「High」レベルに移行させる(「High」レベルの検出信号S4の出力を開始する)。これにより、処理部5では、AND素子5cが、出力している警報信号S7のレベルを「Low」レベルから「High」レベルに移行させる(「High」レベルの警報信号S7の出力を開始する)結果、すべてのAND素子5a〜5cが「High」レベルの警報信号S5,S6,S7を出力した状態となる。したがって、出力部6では、消灯状態にあった1つのLED6cが点灯状態に移行することにより、すべてのLED6a〜6cが点灯する。このLED6cの点灯により、温度調整装置1によって、すべてのモジュール列9においてペルチェ素子8の断線が発生している旨(異常の発生したモジュール列9が3つ(3列)である旨)が報知される。なお、この報知は、正常なモジュール列9がゼロ(ゼロ列)である旨の報知でもある。
Thereby, the
なお、ペルチェ素子8の断線が発生したモジュール列9において、さらに他のペルチェ素子8に断線が発生したとしても、このモジュール列9の合成抵抗値は、最初にペルチェ素子8の断線が発生したときから変化しない。このため、出力部6での各LED6a,6b,6cの点灯・消灯状態は変化せず、温度調整装置1は、引き続き、同じ数のモジュール列9にペルチェ素子8の断線が発生している旨を報知する。
In the module row 9 where the disconnection of the
このように、この温度調整装置1では、予め規定された最大出力電圧Vmaxを出力電圧Voの上限として直流電流Ioを出力可能に構成されると共に、モジュール列9うちの少なくとも1列においてペルチェ素子8に異常が発生したときに最大出力電圧Vmaxを出力電圧Voの上限として作動する状態に移行して、直流定電流電源2が、モジュール列9を3列並列に接続して構成されたペルチェモジュール群7に対して、正常なモジュール列9の列数に応じた電流値I1で直流電流Ioを供給する。したがって、この温度調整装置1によれば、3列のモジュール列9のうちの少なくとも1列においてペルチェ素子8に異常が発生したときであっても、直流定電流電源2が、ペルチェモジュール群7に供給する直流電流Ioの電流値I1を正常なモジュール列9の列数に応じた電流値に自動的に変更するため、各ペルチェ素子8に対して適正な電流値の直流電流を供給し続けることができる結果、温度調整対象体に対する温度調整動作を確実に続行することができる。
As described above, the
また、この温度調整装置1では、電圧検出部3が直流定電流電源2の出力電圧Voを検出して最大出力電圧Vmaxに達したときに検出信号S1を出力し、電流検出部4が直流定電流電源2から出力されている直流電流Ioを検出して各検出信号S2〜S4を出力し、処理部5が各検出信号S1〜S4に基づいて、ペルチェ素子8の断線しているモジュール列9の列数を特定して各警報信号S5〜S7を出力する(断線しているモジュール列9の列数を報知する)。したがって、この温度調整装置1によれば、各警報信号S5〜S7の出力状態に基づいて、いくつのモジュール列9においてペルチェ素子8の断線が発生したか(つまり故障したモジュール列9の列数)を特定することができ、残存している正常なモジュール列9に対する直流電流Ioの出力を続行するか否かの判断を正確に行うことができる。これにより、ペルチェモジュール群7による温度調整動作の対象体(温度調整対象体)に対する温度調整動作が正常に行えるモジュール列9の列数となる状態まで、例えば、正常なモジュール列9が2列となる状態、さらには1列となる状態までペルチェモジュール群7に直流電流Ioを出力して作動させることができる結果、ペルチェモジュール群7の能力を十分に活用することができる。
Further, in this
なお、本発明は、上記した構成に限定されない。例えば、上記の実施の形態では、一例として、すべてのモジュール列9について同じ特性のペルチェ素子8を用いて構成しているが、特性(抵抗値や最大定格電流)の異なるペルチェ素子を混在させて1つのモジュール列9を構成してもよい。また、すべてのモジュール列9についてペルチェ素子を同数(一例として5個)用いて構成しているが、少なくとも1つのモジュール列9について、他のモジュール列9とは異なる数のペルチェ素子を用いて構成することもできる。これらの各構成においては、いずれのモジュール列9においても、流れる電流がペルチェ素子8についての最大定格電流以下となるようにペルチェ素子8の種類や数を規定する。また、上記の実施の形態では、ペルチェモジュール群7を構成するモジュール列9の数(3列)に対応させて電流検出部4に3つの電流判別回路4b,4c,4dを配設する構成を採用したが、電流検出部4に配設する電流判別回路の数をペルチェモジュール群7のモジュール列9の数と同じにすることにより、モジュール列9の列数を2列、4列等、任意の列数のモジュール列9に構成することもできる。同様にして、3つのAND素子5a〜5cで処理部5を構成し、3つのLED6a〜6cで出力部6を構成しているが、各数を電流判別回路の数と等しく配設することができる。また、1つのモジュール列9を直列に接続された5個のペルチェ素子8で構成しているが、2個以上の任意の数のペルチェ素子8を直列に接続して構成してもよいし、1つのペルチェ素子8で構成することもできる。
The present invention is not limited to the configuration described above. For example, in the above-described embodiment, as an example, the
また、一例として、上記した仕様の直流定電流電源2を用いた例について説明したが、モジュール列9の列数が多いときには出力電流Ioの大きな直流定電流電源2を用い、逆にモジュール列9の列数の少ないときには出力電流Ioの小さな直流定電流電源2を用いる等、モジュール列9の列数に応じて出力電流Ioの仕様の異なる直流定電流電源2を用いることもできる。また、1つのモジュール列9に含まれるペルチェ素子8の数が多いときには最大出力電圧Vmaxの大きな直流定電流電源2を用い、逆に少ないときには、最大出力電圧Vmaxの小さな直流定電流電源2を用いる等、モジュール列9に含まれているペルチェ素子8の数に応じて最大出力電圧Vmaxの仕様の異なる直流定電流電源2を用いることもできる。
Further, as an example, an example using the DC constant
また、断線の発生したモジュール列9の数を1個単位で検出する構成について上記したが、例えば、8列のモジュール列9が並列に接続されて構成されたペルチェモジュール群7の場合において、電流検出部4の電流判別回路の数を8列の半分(4つ)として、2つのモジュール列9に断線が発生する都度、各電流判別回路が「High」レベルの検出信号を出力するように構成するなど、断線の発生したモジュール列9の数を任意の数単位で検出する可能に構成することもできる。また、処理部5をAND素子5a〜5cで構成しているが、他の論理素子(論理ゲート)を用いた論理回路で構成してもよいし、CPUおよびメモリで構成して、各警報信号S5〜S7の生成をソフトウェアで行うこともできる。
Also, the configuration for detecting the number of module rows 9 in which disconnection has occurred is described above. For example, in the case of a
また、処理部5が、直流定電流電源2に対する制御を実行するように構成して、予め設定された数(基準数)のモジュール列9に断線が発生するまで(または、正常なモジュール列9が予め設定された数(基準数)になるまで)直流定電流電源2からペルチェモジュール群7に対して直流電流Ioを出力させ、基準数のモジュール列9に断線が発生した時点(または、正常なモジュール列9が基準数になった時点)で、直流定電流電源2によるペルチェモジュール群7への直流電流Ioの出力を停止させるように構成することもできる。このように構成することにより、特定したモジュール列9の列数が異常の発生したモジュール列9の列数である場合にはモジュール列9の全列数から基準数を引いた列数を、一方、特定したモジュール列9の列数が正常なモジュール列9の列数である場合には基準数そのものを、温度調整対象体に対する温度調整動作が正常に行えるモジュール列9の必要最小列数に予め設定しておくことにより、正常なモジュール列9の列数が基準数未満となって(少なくなり過ぎて)温度調整対象体に対する温度調整動作が正常に行えない状態に陥る事態を確実に防止することができる。
Further, the
また、出力部6としてLEDを使用した例について上記したが、ランプなどの他の表示装置を使用してもよいし、ブザーやスピーカーなどの鳴動装置を使用または併用して報知することもできる。また、処理部5をCPU等で構成したときには、出力部6としてディスプレイ装置を使用して、モジュール列9の断線状態を画面に表示可能に構成することもできる。
Further, although an example in which an LED is used as the
1 温度調整装置
2 直流定電流電源
3 電圧検出部
4 電流検出部
5 処理部
6 出力部
7 ペルチェモジュール群
8 ペルチェ素子
9 モジュール列
Io 直流電流
S1,S2,S3,S4 検出信号
DESCRIPTION OF
Claims (3)
当該ペルチェモジュール群に対して予め規定された最大出力電圧を出力電圧の上限として直流電流を出力可能に構成されると共に、前記m列のモジュール列のうちの少なくとも1列において前記ペルチェ素子に異常が発生したときに、正常な前記モジュール列の列数に応じた電流値で当該直流電流を供給する直流定電流電源とを備えている温度調整装置。 A group of Peltier modules configured by connecting m columns (m is an integer of 2 or more) in parallel with one or a plurality of Peltier elements connected in series;
The Peltier module group is configured to be capable of outputting a direct current with a maximum output voltage defined in advance as an upper limit of the output voltage, and the Peltier element has an abnormality in at least one of the m columns of modules. A temperature control apparatus comprising: a DC constant current power source that supplies the DC current at a current value corresponding to the number of normal module rows when generated.
前記直流定電流電源から出力されて前記正常なモジュール列の列数に応じて変化する前記直流電流の電流値を検出して当該正常なモジュール列および前記異常の発生したモジュール列のうちの少なくとも一方のモジュール列の列数を特定可能な検出信号を出力する電流検出部と、
前記電圧検出部および前記電流検出部から出力される前記各検出信号に基づいて、前記少なくとも一方のモジュール列の列数を特定する処理部と、
前記特定したモジュール列の列数を報知する出力部とを備えている請求項1記載の温度調整装置。 A voltage detector that detects whether the output voltage of the DC constant current power supply has reached the maximum output voltage and outputs a detection signal;
At least one of the normal module row and the abnormal module row is detected by detecting a current value of the direct current that is output from the DC constant current power supply and changes according to the number of rows of the normal module row. A current detection unit that outputs a detection signal capable of specifying the number of module rows of
Based on the detection signals output from the voltage detection unit and the current detection unit, a processing unit for specifying the number of rows of the at least one module row,
The temperature adjustment device according to claim 1, further comprising an output unit that notifies the number of rows of the identified module rows.
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