JP2008232597A - 流体温調装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、被温調流体を加熱/冷却する温調ユニットを、断熱性および緩衝性を備えた保持体を介在させて、外部筐体の内部に収容設置して成る流体温調装置を対象とし、その目的は、振動や衝撃に起因する温調ユニットの外部筐体に対する位置ずれを防止し得る流体温調装置を提供することにある。
【解決手段】 上記目的を達成するべく、本発明に関わる流体温調装置は、外部筐体の内部に収容された保持体に、温調ユニットと係合して該温調ユニットを保持する係合保持部を設け、保持体に対する温調ユニットの移動を規制するよう構成している。
【選択図】 図14
【解決手段】 上記目的を達成するべく、本発明に関わる流体温調装置は、外部筐体の内部に収容された保持体に、温調ユニットと係合して該温調ユニットを保持する係合保持部を設け、保持体に対する温調ユニットの移動を規制するよう構成している。
【選択図】 図14
Description
本発明は、流体温調装置に関するものであり、詳しくは、被温調流体を加熱/冷却するための温調ユニットを、断熱性および緩衝性を備えた保持体を介在させて、外部筐体の内部に収容設置して成る流体温調装置の構成に関する。
例えば、半導体装置の製造分野においては、様々な製造プロセスに使用される薬液(被温調流体)を温度管理するために、ケミカルサーキュレータ(流体温調装置)が広く使用されており、このケミカルサーキュレータは、被温調流体を加熱/冷却するための温調ユニットを、ケーシング(外部筐体)の内部に収容設置することによって構成されている。
また、上記ケミカルサーキュレータにおいては、温調ユニットによる加熱/冷却の効率を向上させるため、ケーシングの内面に断熱材パネルを貼り付けて外部との断熱を図っている(例えば、特許文献1参照)。
図16〜図19は、従来のケミカルサーキュレータの一例を示しており、このケミカルサーキュレータAは、ケーシング(外部筐体)Bの内部に、断熱性および緩衝性を備えた保持体Cを介在させて、温調ユニットDを収容設置することにより構成されている。
上記ケーシングBは、後述する温調ユニットDに沿って延在する直方体形状を呈しており、上面と一方の端面とが開放された本体Baと、該本体Baの上面を覆う上部パネルBb、および上記本体Baの端面を覆う正面パネルBcとを有し、これら上部パネルBbおよび正面パネルBcは、ケーシングBを密閉構造とするため、図示していないシール材を介して本体Baにネジ止めされている。
一方、温調ユニットDは、薬液の流入/排出される本体ブロックDbと、該本体ブロックDbにおける左右の側面に設置された伝熱板Dpとを備え、本体ブロックDbの端部からは、導入パイプDiと排出パイプDoとが延出している。
また、各伝熱板Dpの外面には熱電モジュールDmが取付けられ、さらに各熱電モジュールDmの外側には、該熱電モジュールDmの放熱/給熱を行う水冷板(ウォータジャケット)Dcが取付けられている。
因みに、本体ブロックDbの流路(図示せず)を通過する薬液が伝熱板Dpと接触することにより、該伝熱板Dpを介して熱電モジュールDmと薬液との間で熱交換が行われ、上記薬液に対する温度の調節が為されることとなる。
上述したケーシングBと温調ユニットDとの間に介在する保持体Cは、断熱性および緩衝性を有する発泡スチロール材から形成され、一端が開口する直方体の筐体を左右に半割りとした左方保持体Caと右方保持体Cbとから成り、これら左方保持体Caと右方保持体Cbとを、温調ユニットDの左右から被せて組み合わせることで、温調ユニットDは保持体Cに収容されることとなる。
上述の如く、左方保持体Caと右方保持体Cbとを組付けて温調ユニットDを保持体Cに収容し、次いで温調ユニットDを収容した保持体CをケーシングBの本体Baに嵌入れた後、上記本体Ba上部パネルBbと正面パネルBcとをネジ止めすることで、ケミカルサーキュレータAの組立てが為され、完成したケミカルサーキュレータAの正面パネルBcからは、温調ユニットDにおける導入パイプDiや排出パイプDo等が貫通して延出することとなる。
特開2005−308257号公報
ところで、上述した従来のケミカルサーキュレータAにおいて、ケーシングBと温調ユニットDとの間に介在する保持体Cは、図19に示す如く温調ユニットDを収容した状態において、上記温調ユニットDの上面、下面、および左右の側面に圧接(面接触)しているに過ぎない。
このため、ケミカルサーキュレータAの運搬時等に伴う振動や衝撃により、保持体Cに対して温調ユニットDがズレ動いてしまい、これによりケーシングBに対する温調ユニットDの設置位置がズレることとなる。
このように、ケーシングBの内部において温調ユニットDがズレ動くことは、電気配線の断線等に起因する動作信頼性の低下を招くばかりでなく、導入パイプDiや排出パイプDo等の長さ(正面パネルBcから突出する長さ)が所期の寸法から狂うことで、設備を構成する他の装置における配管との接続に支障を来す虞れがあった。
本発明の目的は、上記実状に鑑みて、被温調流体を加熱/冷却する温調ユニットを、断熱性および緩衝性を備えた保持体を介在させて、外部筐体の内部に収容設置して成る流体温調装置を対象とし、例えば運搬時や設置時における振動や衝撃に起因して生じる、外部筐体に対する温調ユニットの位置ずれを未然に防止することの可能な流体温調装置の提供にある。
上記目的を達成するべく、請求項1に関わる流体温調装置は、被温調流体を加熱/冷却する温調ユニットを、断熱性および緩衝性を備えた保持体を介在させて、外部筐体の内部に収容設置して成る流体温調装置において、外部筐体の内部に設置された保持体に、温調ユニットと係合して該温調ユニットを保持する係合保持部を設け、保持体に対する温調ユニットの移動を規制するよう構成したことを特徴としている。
また、請求項2の発明に関わる流体温調装置は、請求項1の発明に関わる流体温調装置において、外部筐体が、温調ユニットに沿って延在する直方体形状を呈し、一方の端面のみが開放された筐体本体と、この筐体本体に取付けられて一方の端面を閉止する蓋体とを備えて成ることを特徴としている。
また、請求項3の発明に関わる流体温調装置は、請求項2の発明に関わる流体温調装置において、保持体が、外部筐体の内部に収容され且つ温調ユニットを収容する筐体形状を呈し、1つの端面と1つの側面との2面が開放された保持体本体と、この保持体本体の開放された側面を閉止する蓋体とを備えて成ることを特徴としている。
また、請求項4の発明に関わる流体温調装置は、請求項3の発明に関わる流体温調装置において、外部筐体の内部に臨む保持体の各稜部に面取部を形成して成ることを特徴としている。
請求項1の発明に関わる流体温調装置によれば、外部筐体の内部に設置された保持体に、温調ユニットと係合して該温調ユニットを保持する係合保持部を設けたことで、保持体に対する温調ユニットの移動が規制されることとなり、もって運搬時や設置時における振動や衝撃に起因して生じる、外部筐体に対する温調ユニットの位置ずれを未然に防止することが可能となる。
また、請求項2の発明に関わる流体温調装置によれば、直方体形状を呈する外部筐体を、一方の端面のみが開放された筐体本体と、開放された一方の端面を閉止する蓋体とから構成したことで、組立時やメンテナンス時において、外部筐体に対する温調ユニットおよび保持体の組付け/取出しに際し、1つの蓋体のみを取付け/取外しすれば良いので作業性が良く、併せて筐体本体と1つの蓋体との接合箇所のみをシールすれば良いために、外部筐体における密閉性を向上させることができる。
また、請求項3の発明に関わる流体温調装置によれば、筐体形状を呈する保持体を、1つの端面と1つの側面との2面が開放された箱状の保持体本体と、該保持体本体の開放された側面を閉止する板状の蓋体とから構成したことで、温調ユニットを保持体に収容する際、保持体を保持体本体にのみ嵌め合わせれば良いために作業性が良く、併せて一方の保持体本体のみを箱形状としたことで、保持体の製造が簡易となるため生産コストの低減を図ることができる。
また、請求項4の発明に関わる流体温調装置によれば、外部筐体の内部に臨む保持体の各稜部に面取りを施したことで、温調ユニットを収容した保持体の外部筐体に対する組付け/取出しに際して、保持体が外部筐体の内部に不用意に引っ掛かることが抑えられ、もって極めてスムーズに組付け/取出し作業を行うことができる。
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図1および図2は、本発明に関わる流体温調装置を、半導体製造プロセスに使用される薬液(被温調流体)を温度管理するケミカルサーキュレータに適用した例を示している。
図1および図2は、本発明に関わる流体温調装置を、半導体製造プロセスに使用される薬液(被温調流体)を温度管理するケミカルサーキュレータに適用した例を示している。
上記ケミカルサーキュレータ(流体温調装置)1は、ケーシング(外部筐体)2の内部に、後に詳述する保持筐体(保持体)20を介して、温調ユニット10を収容設置することによって構成されている。
上記ケーシング2は、後述する温調ユニット10に沿って延在する直方体形状を呈しており、一方の端面(正面)のみが開放された本体(筐体本体)2Aと、該本体2Aの端部開口2Aoを覆う正面パネル(蓋体)2Bとを有し、この正面パネル2Bはケーシング2を密閉構造とするため、図示していないシール材を介して本体2Aにネジ止めされている。
一方、上記温調ユニット10は、図3〜図7に示す如く、薬液の流入/排出される本体ブロック11と、該本体ブロック11における左右の側面に設置された伝熱板12、12とを備え、本体ブロック11の端部からは、導入パイプ11iと排出パイプ11oとが延出している。
上記本体ブロック11は、薬液に対する耐蝕性を備えたテフロン(登録商標)等の樹脂材料から形成され、該本体ブロック11の側面に取付けられた伝熱板12、12は、ボルト・ナット等を用いて互いに締結することで、本体ブロック11を左右から挟付ける態様で所定位置に設置されている。
各伝熱板12の外面には熱電モジュール13、13が取付けられ、さらに各熱電モジュール13の外側には、該熱電モジュール13の放熱/給熱を行う水冷板(ウォータジャケット)14が取付けられている。
各々の水冷板14、14は、該水冷板14および熱電モジュール13を貫通して伝熱板12に螺着した締結ネジ15nと、該締結ネジ15nとの間に介装された締結部材15とによって、上記熱電モジュール13を伝熱板12に押付ける態様で設置され、また上記熱電モジュール13は、伝熱板12と水冷板14とに挟付けられる態様で設置されている。
ここで、上記締結ネジ15nおよび締結部材15は、1個の熱電モジュール13に対して9ヶ所に亘って設置されており、さらに上記締結ネジ15nおよび締結部材15は、後述する保持筐体20と係合するためのピン状突起15を構成している。
なお、上記温調ユニット10においては、本体ブロック11の流路(図示せず)を通過する薬液が伝熱板12と接触することにより、該伝熱板12を介して熱電モジュール13と薬液との間で熱交換が行われ、もって上記薬液に対する温度の調節が為されることとなる。
上述したケーシング2と温調ユニット10との間に介在する保持筐体(保持体)20は、断熱性および緩衝性を有する発泡スチロール材から形成され、図2および図3に示す如く、互いに組合わされる本体(保持体本体)21と蓋体22とから成り、これら左方保持体Caと右方保持体Cbとを組み合わせることで、一端が開口した直方体の筐体が構成されることとなる。
温調ユニット10を上記本体21に嵌め入れるとともに、該本体21に蓋体22を組み合わせることによって、上記温調ユニット10は保持筐体20に収容されることとなり、本体21と蓋体22とを組み合わせて成る温調ユニット10の外寸は、上述したケーシング2における本体2Aの内寸にマイナス公差を設けた寸法に設定されている。
図8および図9に示す如く、上記保持筐体20の本体21は、発泡スチロールの板材から成る側板21s、底板21b、天板21t、および端板21eを接着して組立てることにより、1つの端面(正面)と1つの側面との2面が開放された筐体形状を呈している。
上記本体21の側板21sには、上述した如く温調ユニット10を収容した状態において、該温調ユニット10の一方の側面(水冷板14)から突出したピン状突起15、15…の挿入される孔部(係合保持部)21o、21o…が形成されている。
また、側板21sの中央に形成された開口21jの縁部には、上述したピン状突起15、15…の係合する切欠部(係合保持部)21r、21r…が形成され、さらに上記側板21sの内面には、温調ユニット10の一方の側面(水冷板14)と当接する突部(係合保持部)21h、21h…が形成(接着)されている。
上記本体21の底板21bには、温調ユニット10における本体ブロック11の下面に当接する突部(係合保持部)21gと、同じく本体ブロック11の前面に当接する突部(係合保持部)21fとが形成(接着)され、上記本体21の天板21tには、温調ユニット10における本体ブロック11の上面に当接する突部(係合保持部)21gと、同じく本体ブロック11の前面に当接する突部(係合保持部)21fとが形成(接着)されている。
一方、図10に示す如く、上記保持筐体20の蓋体22は、発泡スチロールの1枚の板材から形成されており、上記保持筐体20に温調ユニット10を収容した状態において、該温調ユニット10の他方の側面(水冷板14)から突出したピン状突起15、15…の挿入される孔部(係合保持部)22o、22o…が形成されている。
また、蓋体22の中央に形成された開口22jの縁部には、上述したピン状突起15、15…の係合する切欠部(係合保持部)22r、22r…が形成され、さらに上記蓋体22の内面には、温調ユニット10の他方の側面(水冷板14)と当接する突部(係合保持部)22h、22h…が形成(接着)されている。
また、互いに組付けられて保持筐体20を構成する本体21および蓋体22の各稜部、詳しくは、保持筐体20をケーシング2に収容した際、本体2Aにおける内部に臨む各稜部には、本体21において面取部21c、21c…が形成され、蓋体22において面取部22c、22c…が形成されている。
上述した構成のケミカルサーキュレータ1を組立てる場合には、先ず、保持筐体20の本体21に温調ユニット10を嵌め入れるとともに、上記本体21に蓋体22を組み合わせることにより、上記温調ユニット10を保持筐体20に収容設置する。
この状態において、温調ユニット10の一方の側面(水冷板14)から突出したピン状突起15、15…が、本体21の側板21sに形成された孔部(係合保持部)21o、21o…、および切欠部(係合保持部)21r、21r…に嵌合するとともに、温調ユニット10の他方の側面(水冷板14)から突出したピン状突起15、15…が、蓋体22に形成された孔部(係合保持部)22o、22o…、および切欠部(係合保持部)22r、22r…に嵌合している。
また、上記温調ユニット10の一方の側面(水冷板14)には、本体21の側板21sに形成された突部(係合保持部)21h、21h…が当接するとともに、上記温調ユニット10の他方の側面(水冷板14)には、蓋体22に形成された突部(係合保持部)22h、22h…が当接している。
さらに、温調ユニット10の下面および上面には、本体21の底板21bおよび天板21tに形成された突部(係合保持部)21gが当接し、温調ユニット10の前面における下部と上部とには、本体21の底板21bおよび天板21tに形成された突部(係合保持部)21fが当接しているとともに、温調ユニット10の後面は本体21の端板21eと当接している。
すなわち、保持筐体20に収容設置された温調ユニット10は、上述した孔部21o,22o、切欠部21r,22r、突部21h,22h、突部21g、突部21f等、様々な係合保持部によって保持筐体20に対する不用意な移動(ズレ)の規制が為されている。
次いで、図15に示す如く、作業台100上にケーシング2の本体2Aを横倒しの姿勢でセットするとともに、上記作業台100上における本体2Aの端部開口2Aoと臨む位置に、温調ユニット10を収容設置した保持筐体20を横倒しの姿勢で載置し、上記保持筐体20を矢印で示す方向にスライドさせることにより、端部開口2Aoから鎖線で示す如く本体2Aの内部へ挿入して設置する。
このとき、上述した如く保持筐体20の各稜部には、面取部21cおよび面取部22cが形成されているため、温調ユニット10を収容設置した保持筐体20は、極めてスムーズに本体2Aの内部に挿入されることとなる。
上述の如く、温調ユニット10を収容設置した保持筐体20を、ケーシング2における本体2Aの内部に収容設置した後、上記本体2Aを横倒しの状態から所定の設置姿勢に起こし、この本体2Aにおける一方の端面(正面)に、端部開口2Aoを覆う正面パネル2Bをネジ止めすることで、ケミカルサーキュレータAの組立てが完了し、完成したケミカルサーキュレータ1の正面パネル2Bからは、温調ユニット10における導入パイプ11iや排出パイプ11o等が貫通して延出することとなる。
因みに、上記ケミカルサーキュレータ1のメンテナンス時においては、上述した組立て作業時と逆の作業手順により、ケーシング2の本体2Aから正面パネル2Bを取外し、ケーシング2の本体2Aから温調ユニット10および保持筐体20を取出した後、温調ユニット10から保持筐体20の本体21と蓋体22とを取外すことで、上記温調ユニット10の全体を露呈させることができる。
上述した構成のケミカルサーキュレータ1によれば、ケーシング2の内部に設置された保持筐体20に、温調ユニット10と係合して該温調ユニット10を保持する係合保持部としての孔部21o、切欠部21r、突部21h、突部21g、突部21f、さらに孔部22o、切欠部22r、突部22hを設けたことで、保持筐体20に対する温調ユニット10の移動が規制されることとなり、もって運搬時や設置時における振動や衝撃に起因して生じる、ケーシング2に対する温調ユニット10の位置ずれを未然に防止することが可能となる。
かくして、ケーシングの内部において温調ユニットがズレ動くことに伴う、電気配線の断線等に起因する動作信頼性の低下を未然に防止することができ、併せてケーシングからの導入パイプや排出パイプ等の突出寸法の狂いを防止でき、もって設備を構成する他の装置における配管との接続に支障を来すことがない。
また、上述した構成のケミカルサーキュレータ1によれば、直方体形状を呈するケーシング2を、一方の端面(正面)のみが開放された本体2Aと、開放された端面を閉止する正面パネル2Bとから構成したことで、組立て時やメンテナンス時において、ケーシング2に対する温調ユニット10および保持筐体20の組付け/取出しに際し、1つの正面パネル2Bのみを取付け/取外しすれば良いので作業性が良く、併せて本体2Aと正面パネル2Bとの接合箇所のみをシールすれば良いために、ケーシング2における密閉性を向上させることが可能となる。
また、上述した構成のケミカルサーキュレータ1によれば、筐体形状を呈する保持筐体20を、1つの端面と1つの側面との2面が開放された箱状の本体21と、該本体21の開放された側面を閉止する板状の蓋体22とから構成したことで、温調ユニット10を保持筐体20に収容する際、箱状の本体21に対して温調ユニット10を嵌め合わせれば良いので、図18に示す如く温調ユニットDの左右から、保持体Cを半割りとした左方保持体Caと右方保持体Cbとを被せる従来の構成に比べて作業性が大幅に向上することとなる。
さらに、保持筐体20を構成する一方の本体21のみを箱形状としたことで、図18に示す如く、保持体Cを構成する左方保持体Caと右方保持体Cbとを共に箱形状とした従来の構成に比べ、保持筐体20(本体21)の製造が簡易となり、もってケミカルサーキュレータ1の製造に関わるコストの低減を図ることができる。
また、上述した構成のケミカルサーキュレータ1によれば、保持筐体20の各稜部に面取部21c、21c…、および面取部22c、22c…を形成したことで、温調ユニット10を収容した保持筐体20を、ケーシング2(本体2A)に組付ける際、あるいはケーシング2(本体2A)から取出す際に、保持筐体20がケーシング2(本体2A)の内部に不用意に引っ掛かることが抑えられ、もって組立て時やメンテナンス時における極めてスムーズな作業を実施することが可能となる。
なお、上述した実施例においては、半導体製造のウェットプロセス等で使用される薬液の温度管理を行うケミカルサーキュレータに、本発明に関わる流体温調装置を適用した例を示したが、様々な薬液の温度管理を行う装置においても、本発明を有効に適用し得ることは勿論である。
さらに、半導体製造の分野に限定されることなく、様々な被温調流体の温度調節を必要とする様々な分野における流体温調装置においても、本発明を有効に適用し得ることは言うまでもない。
1…流体温調装置、
2…ケーシング(外部筐体)、
2A…筐体本体、
2Ao…端部開口、
2B…蓋体、
10…温調ユニット、
11…本体ブロック、
12…伝熱板、
13…熱電モジュール、
14…水冷板、
15…ピン状突起、
15n…締結ネジ、
15s…締結部材、
20…保持筐体(保持体)、
21…保持体本体、
21s…側板、
21b…底板、
21t…天板、
21e…端板、
21c…面取部、
21o…孔部(係合保持部)、
21r…切欠部(係合保持部)、
21f…突部(係合保持部)、
21g…突部(係合保持部)、
21h…突部(係合保持部)、
22…蓋体、
22c…面取部、
22o…孔部(係合保持部)、
22r…切欠部(係合保持部)、
22h…突部(係合保持部)。
2…ケーシング(外部筐体)、
2A…筐体本体、
2Ao…端部開口、
2B…蓋体、
10…温調ユニット、
11…本体ブロック、
12…伝熱板、
13…熱電モジュール、
14…水冷板、
15…ピン状突起、
15n…締結ネジ、
15s…締結部材、
20…保持筐体(保持体)、
21…保持体本体、
21s…側板、
21b…底板、
21t…天板、
21e…端板、
21c…面取部、
21o…孔部(係合保持部)、
21r…切欠部(係合保持部)、
21f…突部(係合保持部)、
21g…突部(係合保持部)、
21h…突部(係合保持部)、
22…蓋体、
22c…面取部、
22o…孔部(係合保持部)、
22r…切欠部(係合保持部)、
22h…突部(係合保持部)。
Claims (4)
- 被温調流体を加熱/冷却する温調ユニットを、断熱性および緩衝性を備えた保持体を介在させて、外部筐体の内部に収容設置して成る流体温調装置において、
前記外部筐体の内部に収容された前記保持体に、前記温調ユニットと係合して該温調ユニットを保持する係合保持部を設け、前記保持体に対する前記温調ユニットの移動を規制するよう構成したことを特徴とする流体温調装置。 - 前記外部筐体は、前記温調ユニットに沿って延在する直方体形状を呈し、一方の端面のみが開放された筐体本体と、該筐体本体に取付けられて前記一方の端面を閉止する蓋体とを備えて成ることを特徴とする請求項1記載の流体温調装置。
- 前記保持体は、前記外部筐体の内部に収容され且つ前記温調ユニットを収容する筐体形状を呈し、1つの端面と1つの側面との2面が開放された保持体本体と、前記保持体本体の開放された側面を閉止する蓋体とを備えて成ることを特徴とする請求項2記載の流体温調装置。
- 筐体形状を呈する前記保持体は、前記外部筐体の内部に臨む各稜部に面取部を形成して成ることを特徴とする請求項3記載の流体温調装置。
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