JPH0325175Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は熱分析装置その他の装置において、試
料部などを冷却するために使用される冷却装置に
関するものである。

（従来の技術） 熱分析装置を例にして説明すると、従来の熱分
析装置には試料を加熱する加熱炉の他に、試料を
室温以下に冷却する冷却槽を備えたものがある。
冷却槽を被冷却部に直接接触させると、急冷はで
きるが被冷却部からの熱の逃げが激しく、所期の
昇温を実現することが困難になる。そこで、熱分
析装置では冷却槽を被冷却部に直接接触させるこ
とはせず、両者の間に空気などの気体層を介在さ
せ、その気体層による熱伝導又は対流により被冷
却部を冷却するように構成している。

（考案が解決しようとする問題点） また、熱分析装置においては被冷却部を速かに
冷却したい場合もある。しかし、気体は熱伝達率
が低いため、従来の熱分析装置では冷却速度をあ
る程度以上に上げることは難しい。

このように、熱分析装置に付設される冷却装置
には急冷と徐冷という相矛盾する要請があるが、
これらの要請をともに満足する冷却装置はこれま
で実現されていない。

急冷と徐冷がともに要求される冷却装置は、昇
温、降温の制御に高精度が要求される典型例とし
ての熱分析装置に限らず、大なり小なり昇温、降
温の制御を伴なう装置において必要とされるもの
である。

本考案は熱分析装置をはじめとして、急冷と徐
冷がともに必要とされる装置において、被冷却部
を可能な限り急冷することができるとともに、熱
分析的温度制御のような所定の設定速度で昇温し
たり降温したりすることもできる冷却装置を提供
することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本考案の冷却装置は、被冷却部から冷却槽への
熱伝達経路として、気体層を介する第１の熱伝達
経路と、金属部分の接触による第２の熱伝達経路
とを備え、第２の熱伝達経路については開閉でき
るようにしたものである。

本考案の冷却装置は、実施例を示す第２図又は
第４図に示されるように、冷媒１４を収容し気体
層２２を介して金属製被冷却部２と対向して第１
の熱伝達経路を形成する熱伝達用金属部分８を有
する冷却槽６と、外部からの操作により冷却槽６
を被冷却部２に対して相対的に変位させ、冷却槽
６の金属部分８の少なくとも一部２４，３２と被
冷却部２の少なくとも一部４，３０との直接の接
触による第２の熱伝達経路の形状・非形成を操作
できる機構１５，１７，３４とを備えて構成され
ている。

（作用） 通常の熱分析のように徐冷を行なう場合には、
冷却槽６の金属部分８と被冷却部２とを直接に接
触させないで、第１の熱伝達経路により気体層２
２を介してのみ間接的に接触させる。気体層の熱
伝達率は低いので徐冷が行なわれる。

急冷を必要とする場合には、冷却槽６の金属部
分８と被冷却部２とを直接に接触させる。金属に
よる熱伝導は気体層によるものに比して非常に優
つているので、主としてその金属の接触部分を通
して被冷却部２から冷却槽６へ熱が流れ、被冷却
部２の急冷が実現される。

（実施例） 第１図及び第２図は一実施例を表わし、第１図
は第２図のＣ−Ｄ線断面図、第２図は第１図のＡ
−Ｂ線断面図である。ただし、両図は縮尺が一致
していない。

２は被冷却部の一例としての熱分析装置試料部
であり、加熱炉（図示略）も備えている。試料部
２は熱伝導のよい金属で被われて固定されてお
り、外周部に３個の金属製突起部４が設けられて
いる。

６は冷却槽で、試料部２の側方及び上方を被う
形状をしており、試料部２と対向する内壁８は金
属製で熱伝導がよく、他の部分１０は断熱二重構
造となつている。試料部２と冷却槽内壁８の間に
は気体２２が封入されて第１の熱伝達経路が形成
されている。この気体２２には空気やヘリウムな
どが使用される。１２は冷却槽蓋で、これも断熱
二重構造をしている。冷却槽６内には液体窒素の
ような冷媒１４が収容される。

冷却槽６は、その突出部１５が試料部２と一体
構造の支持部材１６の上端面１７により矢印１８
ａ，１８ｂ方向に回転可能に支持されている。冷
却槽６と支持部材１６との間にＯリング２０が介
在することにより、試料部２の外周と冷却槽内壁
８との間の気体層２２が気密に保たれている。

冷却槽内壁８には３個の金属製突起２４が設け
られ、これらの突起２４は冷却槽６の回転により
試料部２の３個の突起４にそれぞれ当接する位置
と大きさに設定されている。

第１図の状態は急冷モードを表わしており、試
料部２と冷却槽６の間で気体層２２を介して行な
われる第１の熱伝達経路と、試料部２の突起４と
冷却槽内壁８の突起２４との金属部材の直接接触
を介して行なわれる第２の熱伝達経路が形成され
ている。

第３図の状態は、本実施例の徐冷モードを表わ
しており、冷却槽６を第１図の状態から矢印１８
ａの方向に回転させた後の状態である。この徐冷
モードの状態では試料部２と冷却槽６の間での金
属接触による第２の熱伝達経路はなくなり、試料
部２と冷却槽６は気体層２２を介する第１の熱伝
達経路によつてのみ熱伝達が行なわれるようにな
る。

また、第３図の徐冷モードの状態から矢印１８
ｂ方向に回転させると第１図の急冷モードの状態
に移行する。

第４図は他の実施例を表わす。金属製突起部３
０が試料部２の上面に設けられ、この突起部３０
と接触させられる冷却槽内壁８の金属製突起部３
２が試料部２の突起部３０と対向して冷却槽内壁
８の上面に設けられている。冷却槽６はねじ３４
によつて支持部材１６に支持され、回転させるこ
とにより上方向又は下方向に移動できるようにな
つている。

冷却槽６を矢印３６ａ方向に回転させることに
より冷却槽６を下降させて突起部３２と突起部３
０と接触させ、気体層２２を介する第１の熱伝達
経路の他に、金属接触による第２の熱伝達経路を
形成して急冷モードとし、一方、冷却槽６を矢印
３６ｂ方向に回転させることにより冷却槽６を上
昇させて突起部３２と突起部３０の接触を解除さ
せ、試料部２と冷却槽６の間に介在する気体層２
２による第１の熱伝達経路のみにより試料部２か
ら冷却槽６への熱伝達が行なわれる徐冷モードと
することができる。

ねじ３４はまた、試料部２と冷却槽６の間の気
体層２２の気密を保つている。

以上の実施例は熱分析装置の冷却装置に関する
ものであるが、他の装置にも同様に適用すること
ができる。

（考案の効果） 本考案の冷却装置によれば、従来と同様の徐冷
モードによる操作の他に、必要に応じて急冷モー
ドに切り換えて操作を行なうことができる。その
結果、例えば、試料を室温以下の初期温度に設定
する場合に急冷モードを用いて測定準備時間を短
縮することができる。また、急冷モードを用いれ
ば、従来装置で実現されていた以上の降温速度で
の熱分析が可能になり、熱分析条件が拡大する。
さらにまた、室温以上の高温域にわたる通常の熱
分析終了後、急冷モードに切り換えて被加熱部を
急速に冷却することにより、測定後処理時間を短
縮することができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例を急冷モードとして表わした
断面図で、第２図のＣ−Ｄ線位置での断面状態を
表わす。第２図は第１図のＡ−Ｂ線断面図、第３
図は同実施例を徐冷モードとして表わした、第１
図に対応する断面図、第４図は他の実施例を示す
垂直断面図である。 ２……試料部、４，２４，３０，３２……金属
製突起部、６……冷却槽、８……冷却槽金属内
壁、１４……冷媒、１５……冷却槽突出部、１６
……支持部材、１７……支持部材上端面、２２…
…気体層、３４……ねじ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 冷媒を収容し気体層を介して被冷却部と対向す
   る熱伝達用金属部分を有する冷却槽を備えた冷却
   装置において、 外部からの操作により冷却槽を被冷却部に対し
   て相対的に変位させ、前記金属部分の少なくとも
   一部と前記被冷却部の少なくとも一部との直接の
   接触・非接触を操作できる機構を備えた冷却装
   置。