JPH0227232B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は恒温媒体の温度を設定温度に適切に維
持することができる恒温装置に関するものであ
る。

発明の背景 従来より恒温装置は、恒温を維持するために、
恒温槽と恒温源との間に恒温媒体を循環し、恒温
槽内の循環流れの少ない場所では強制撹拌して恒
温装置の循環系全体の熱的平衡を保つ必要があ
る。従つて循環流量と撹拌量とを高めることによ
り恒温槽内における恒温媒体の一様な熱的流れ
（流体は乱流であつてもよい）を実現し、恒温を
維持する精度を高めることができる。循環流量
は、恒温源の熱容量に比例して決定されるため、
熱容量を適切に設定することが重要である。熱容
量に応じた所定量の循環流量Ｑは、循環ポンプの
駆動力を適宜に設定して得られるが、循環系路の
断面積をＳ、循環速度をＶとすると、Ｑ＝Ｓ・Ｖ
で表わせるため、所定量の循環流量Ｑに対して、
その循環速度Ｖは断面積Ｓに応じて決定される。
駆動系路の断面積Ｓを大きく設定すると循環速度
Ｖが遅くなり、かつ循環系路での放熱面積も大き
くなり、又、流体が層流に近づくために撹拌効果
が少なくなるため恒温媒体の循環系路としては不
都合である。従つて循環系路の断面積Ｓはなるべ
く小さくすることが望ましい。一般に、恒温槽よ
り恒温源へ吸引される循環系路での循環流量Ｑ
は、恒温槽内の全体の恒温媒体量に比較して極め
て小さいが、流量と撹拌効果を増大させるため
に、恒温媒体量に比較して循環流量Ｑを大きく
し、循環速度Ｖを大きくすると、恒温槽内壁に設
けた恒温媒体の吸引口では断面積が急激に縮小す
るため渦を生ずることになる。この渦は、断面積
が急激に縮小する変化量と流速とに比例して大き
くなり、例えば恒温槽内の恒温媒体の境界面まで
渦が達すると、その渦が恒温媒体中に外気を巻き
込み、その外気と恒温媒体との温度差により熱交
換が行なわれて恒温媒体に温度変動を生ずること
になる。従つて断面積Ｓを小さくし、循環速度Ｖ
が速くなると、上記のような不都合が生ずる恐れ
がある。このため従来は、例えば恒温水槽の場
合、水槽の水位を高くし、吸引口を水槽の底部に
設け、渦が水面まで達しないようにしたが、水槽
の水量が増加するため水槽の大型化を強いること
になつている。又、水面に達した渦が外気を巻き
込まないように、吸引口の上部の水面上にフロー
トを設けた装置も見られるが、第１図に示すよう
に反応ライン３の駆動方向（図の表面より裏面方
向に駆動している）に対して恒温水槽の幅が狭い
場合は、反応ライン３の反応管３ａの下方に吸引
口１が設定されるため、前記フロート２を恒温水
槽の水面全域に設置し、かつ反応管３ａの駆動に
連動させなければならず、反応管３ａの駆動に障
害をきたす恐れが生ずる。又、恒温媒体の循環流
量を高めるかわりに第２図に示すように撹拌器４
のシヤフト５の上部に円盤を有した装置を設け、
水面を波立せずに効果的に撹拌を行うことにより
恒温水槽内の温度分布の均一を図つたものもみら
れる。しかしながら、撹拌は恒温媒体の円滑な循
環流れを実現する補助的手段としては効果的であ
るが、恒温を維持する精度を高めることに関して
は、循環流量を増加する場合の効果に比べ劣つて
いる。

背景技術の問題点 以上説明したように、恒温槽の恒温を維持する
精度を高めるには、恒温槽と恒温源とを循環する
恒温媒体の循環流量を高めることが効果的である
が、循環流量を高めることにより生ずる渦による
外気の巻き込みを効果的に防止する装置が提供さ
れていなかつた。

発明の目的 本発明は前記事情に鑑みてなされたものであ
り、恒温媒体の循環流量を高めながらも、恒温槽
内の恒温媒体の境界面まで影響する渦の発生を抑
えることにより恒温を維持する精度を高めること
ができる恒温装置を安価に提供することを目的と
するものである。

発明の構成 前記目的を達成する本発明の構成としては、恒
温媒体を恒温槽と恒温源との間に循環させて恒温
を維持する恒温装置において、恒温槽内の恒温媒
体を恒温源に導く吸引口近傍に、吸引口での流量
を大小に分割する複数個の流入口を具備する渦抑
制手段を設け、恒温槽内の恒温媒体の境界面に達
する渦を抑制することを特徴とするものである。

発明の実施例 本発明の一実施例の構成を第３図及び第４図を
参照して説明する。第３図において、３ａは反応
管であり、その内部には測定に供される試料が収
納されており、適宜の手段によつて駆動ベルト７
に固定されていて、図示矢印Ａ方向に移動可能で
ある。８は恒温槽であり、恒温媒体９を収納し、
前記反応管３ａ内の試料を恒温に維持している。
尚９ａは前記恒温媒体９の境界面を示している。
前記恒温槽８は例えばその底部に吸引口１０を有
し、循環ポンプ（図示しない）の駆動により恒温
槽８内の恒温媒体９を吸引口１０より恒温源（図
示していない）に導き、その後恒温槽８に設けた
吐出口（図示していない）より吐出するように恒
温媒体９の循環が可能である。１１は渦抑制器で
あり、例えば第４図に示すように同心円上に配列
した複数個の穴１３を穿設する円形板１２と、前
記吸引口１０に挿入するための筒状の挿入部１４
ａと、挿入部１４ａの上方所定位置に前記円形板
１２を支持すると共に挿入部１４ａに立設された
例えば３本のアーム１４とから構成されている。

以上のように構成された恒温装置の作用につい
て説明する。循環ポンプ（図示していない）を駆
動することにより、恒温槽８内の恒温媒体９は、
吸引口より恒温源（図示していない）へ導かれ、
恒温槽８と恒温源との間で循環を始める。このと
きの恒温媒体９の流れを第５図を参照して説明す
る。第５図Ａは渦抑制器を設けない場合の流れ場
であり、第５図Ｂは吸引口１０の流れに抗して平
板を設けた場合の流れ場である。尚、平板は吸引
口１０の上方に適宜に固定されているものとす
る。第５図Ｃは本発明の一実施例である渦抑制器
１１を設けた場合の流れ場であり、第５図Ａ〜Ｃ
の恒温媒体９の境界面９ａの高さ及び吸引口１０
での流量は同一であるとする。流れ場Ａは、吸引
口１０の真上に渦を生じ、境界面９ａまで渦が達
して恒温媒体９に外気を巻き込む恐れが生ずる。
流れ場Ｂでは、平板の回りに抑流が生ずるため、
恒温槽８内の恒温媒体９の一部が循環に関与せ
ず、循環に支障を来す恐れがある。又、平板と恒
温槽底部の間隙が小さいため流体抵抗が増加し、
大型ポンプが必要となる。流れ場Ｃは、恒温槽８
内の恒温媒体９の循環の理想的な流れである。即
ち、円形板１２を設けたことにより吸引力の最も
大きい吸引口１０の真上に流れ場Ａに示すような
渦が発生することはない。吸引口１０より吸引さ
れる恒温媒体９のほとんどは、前記渦抑制器１１
に設けたアーム１４の間隙より流出するため、円
形板１２に設けた複数個の穴１３での流量を少な
くすることができる。このため、穴１３での流れ
では、境界面９ａに達するような渦を発生させる
ことなく、流れ場Ｂに示すような抑流を生じさせ
ない程度の流れを実現することが可能となる。従
つて、渦抑制器１１に設けた各アーム１４の間隙
寸法及び円形板１２上の穴１３の穴径、個数を吸
引口１０の流量に応じて決定し、かつ円形板１２
の外径寸法及び円形板１２上の穴１３の設定位置
を吸引口１０の流量及び境界面９ａの高さに応じ
て適宜に決定することにより、流れ場Ｃに示す理
想的な流れを実現することが可能となる。

以上説明したように、渦抑制器１１を設けるこ
とにより、吸引口１０の流量を高めながらも境界
面９ａに達する渦を抑制し、抑流をも防止するこ
とができるので、外気を巻き込む恐れもなく、恒
温槽内の恒温を維持する精度を高めることができ
る。又、渦抑制器１１は流量に応じてその高さを
低く設定することができるので、境界面９ａの高
さを低くすることも可能であり、従つて恒温装置
の小型化を図ることもできる。尚、前記渦抑制器
１１は挿脱可能であるため、従来の恒温装置に装
着して恒温を維持する精度の向上を図ることもで
きる。

発明の変形例 本発明は前記実施例に限定されるものではな
く、この発明の要旨の範囲内で種々の変形例を包
含することは言うまでもない。例えば渦抑制器１
１の形状を第６図に示すようにしてもよい。第６
図において、１８は底部に穴１５ａを挿通した筒
状の挿入部１５を設けた空間部を有する半球であ
り、底部に近い半球面上には比較的大きな穴１６
が複数個開設されており、又、半球面上の頂点近
傍には比較的小さな穴１７が複数個開設された構
成を有している。この渦抑制器によると、球面形
状のために、球面１８の回りの流れが円滑とな
り、円形板１２の回りの流れに比較して抑流を生
じにくい効果がある。又、第５図の流れ場Ｃの循
環流れをさらに円滑にするために、第７図に示す
ように吸引口１０と恒温槽８との連結部にテーパ
部１０ａを設けることも可能である。この場合、
渦抑制器１１の取付けは、吸引口１０に挿入せず
に、恒温槽８の底部に適宜に固定すればよい。テ
ーパ部１０ａを設けることにより、断面積の急激
な縮小を抑制し、恒温媒体９の流れをより円滑に
実現できる。又、前記の実施例は全て、恒温槽の
底部に吸引口があるものとして説明したが、吸引
口が恒温槽８の側面にある場合であつても、この
発明に係る渦抑制器は外気巻き込みを有効に防止
することができる。ただし吸引口が側面にある場
合には、例えば第６図に示す半球状を呈した渦抑
制器を設置し、恒温媒体９の境界面９ａに近い球
面上に穴１７を設け、恒温槽８の底部に近い球面
上に穴１６を設ければよい。

発明の効果 以上説明したように、この発明によると簡単な
構造を有する渦抑制器を恒温槽の吸引口に適宜に
設置することにより、恒温媒体の循環流量を高め
ながらも恒温媒体の境界面に達する渦を防止し、
恒温槽内の円滑な循環流れを実現でき、よつて恒
温を維持する精度を高めることができる恒温装置
を安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の恒温装置の一実施例を
示す概略説明図、第３図は本発明の一実施例を示
す概略説明図、第４図は渦抑制器の一実施例を示
す概略斜視図、第５図Ａ，Ｂ，Ｃは恒温槽内の循
環流れを示す概略説明図、第６図は渦抑制器の変
形例を示す概略斜視図、第７図は吸引口の変形例
を示す概略説明図である。 ３ａ……反応管、７……駆動ベルト、８……恒
温槽、９……恒温媒体、９ａ……境界面、１０…
…吸引口、１０ａ……テーパ部、１１……渦抑制
器、１２……円形板、１３，１５，１６，１７…
…穴、１４……アーム、１４ａ，１５ａ……挿入
部、１８……半球。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 恒温媒体を恒温槽と恒温源との間に循環させ
   て恒温を維持する恒温装置において、恒温槽内の
   恒温媒体を恒温源に導く吸引口近傍に恒温槽内の
   恒温媒体の境界面に達する渦を抑制する渦抑制手
   段を設け、該渦抑制手段は恒温槽内の恒温媒体全
   体が循環に関与するように恒温媒体の境界面方向
   に複数の流入口を有することを特徴とする恒温装
   置。