JPH079086Y2 - 液体クロマトグラフ用恒温槽 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この考案は液体クロマトグラフ用恒温槽に関する。さら
に詳しくは液体クロマトグラフのカラム、検出器等を一
定温度に保持する循環式空気恒温槽に関する。

（ロ）従来の技術 従来、液体クロマトグラフ用カラムおよび／または検出
器を収納しかつこれらを所定の一定温度に保持しうる循
環式空気恒温槽は、槽内に内設され槽内雰囲気を撹拌す
るファンと、上記ファンの近傍に設定され槽内温度を調
節するヒータと、該ヒータの近傍に設定されヒータによ
り加熱される加熱雰囲気温度を検出しうる温度センサ
と、槽外に設置され上記ファンを駆動する回転速度が一
定のモータとからなるものが知られている。このような
恒温槽においては、撹拌された槽内雰囲気の温度を検出
する温度センサからの検出信号を予め設定された温度値
と比較しこの結果に基づいて上記ヒータをオンする時間
の密度をコントロールする制御部により恒温状態を保持
するように構成されている。

（ハ）考案が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のごとき構成の恒温槽では、ファン
が一定の回転速度であるため撹拌能力に限界が生じ、高
速で回転するファンが空気を切る際に生じる発熱による
槽内温度の上昇に対処できず、室温に近い設定温度値で
は温度コントロールができなくなりまた高温で温度コン
トロールする場合、ファンの撹拌能力の不足による温度
分布が生じることとなる。また槽内に設定されている温
度センサがヒータの近傍に設定されているため温調した
いカラム，検出等の温度精度が悪くなる場合がある。

この考案はかかる状況に鑑み為されたものであり、こと
に温度調整が精度良く行われるよう構成された液体クロ
マトグラフ用恒温槽を提供しようとするものである。

（ニ）問題点を解決するための手段 かくしてこの考案によれば、外部から制御しうるファン
およびヒータを内設し、液体クロマトグラフ用カラムお
よび／または検出器を収納しうる循環式空気恒温槽と、 循環式空気恒温槽の上記ヒータ近傍に設けられ槽内温度
をモニターしうる第１温度センサ並びに同じく上記ヒー
タから離れて設けられ槽内温度をモニターしうる第２温
度センサと、 第１温度センサの出力と所定の設定温度値に基づいてフ
ァンの回転速度を調整するとともに、ヒータのオン／オ
フサイクルを調整し、該第１温度センサによる検出温度
と設定温度値とが略一致した後にさらに第２温度センサ
の出力変動に基づいて上記ファンの回転速度を微調整す
る制御部とを備えてなる液体クロマトグラフ用恒温槽が
提供される。

この考案は、槽内でヒータの近傍およびヒータから離れ
て設置された２つの温度センサによって２点で検出され
る槽内の温度分布状態に応じて、槽内雰囲気の加熱状態
および加熱雰囲気の槽内循環速度を制御することによ
り、槽内雰囲気温度を予め設定された温度に保持しうる
よう制御することを特徴とする。

この考案に用いるファンを外部から制御しうる構成とし
ては、ファン駆動部に回転速度可変モータを用いた構成
であってもよく、また定速で回転するモータの回転数を
歯車等により機械的に変速してファンの回転速度を変化
しうるよう構成されたものであってもよい。上記回転速
度可変モータとしては、ステッピングモータ、サーボモ
ータ等が挙げられる。上記回転速度可変モータを用いる
場合には回転数変換信号を出力する周波数変換手段が共
に用いられる。またこれらのモータを設置するときは回
転速度計（タコジェネレータ）等を併設することが好ま
しい。

この考案に用いる第１温度センサは、ヒータ近傍に設定
され、ファンにより循環されるヒータ近傍の加熱雰囲気
の温度を検出し、該検出信号を後述する制御部に出力し
うるよう構成される。

この考案に用いる第２温度センサの設定位置は、ヒータ
から離れかつ恒温槽内の温調を意図するカラム、検出器
等の任意の部分もしくはこれらの近傍が好ましい。上記
第２温度センサは温調目的物近傍の加熱雰囲気の温度を
検出し、該検出信号を後述する制御部に出力しうるよう
構成される。

この考案に用いられる制御部は、設定温度値を入力する
入力部、第１温度センサの温度検出信号を設定温度値と
比較する第１比較部および第２温度センサの温度検出信
号を設定温度値と比較する第２比較部を備え、第１比較
部からの出力に基づいてヒータのオン／オフサイクルお
よびファンの回転速度を調節し、ついで第２比較部から
の出力に基づいて再びファンの回転速度を調節すべくヒ
ータおよびファン駆動部に作動を指令するよう、ヒータ
およびファン駆動部に電気的に接続される。上記制御部
による制御の一つの例としては、第１温度センサからの
検出信号が温度設定信号より小さくかつその差が所定値
以内の場合は、ヒータに加熱作動停止信号を出力すると
ともにファンの回転数増加または低減信号を出力する。
次いで第２温度センサからの検出信号と温度設定信号と
の差が所定値以下になるまで上記よりもさらに増加また
は低減した回転数でファンを駆動する。

この考案の恒温槽の上記制御部においては、設定温度値
および／または上記制御による槽内温度の温調状態の適
・不適を表示する表示部から設定されていてもよい。

（ホ）作用 この考案によれば、第１温度センサからの検出信号と温
度設定信号との差に基づいて出力される信号によりヒー
タおよび恒温槽内の雰囲気を循環させるファンの撹拌能
力が制御されて槽内の加熱状態および加熱雰囲気の循環
速度が調整され、次いで第２温度センサからの検出信号
と温度設定信号との差に基づいてさらに槽内の加熱雰囲
気の循環速度が調整されることとなる。

以下実施例によりこの考案を詳細に説明するが、これに
よりこの考案は限定されるものではない。

（ヘ）実施例 第１図はこの考案の液体クロマトグラフ用恒温槽の温度
制御装置の一例の構成説明図である。

図において、カラム、検出器等（図示しない）を収納し
一定温度に保持する恒温槽（１）は、槽内空気撹拌用フ
ァン（２）と、ヒータ（３）と、ヒータ制御用温度セン
サ（４）と、槽内温調用温度センサ（５）と、温度設定
器（６）と、ファン駆動用周波数変換手段（７）と、制
御部（８）とから主として構成されている。

槽内空気撹拌用ファン（２）、ヒータ（３）、ヒータ制
御用温度センサ（４）および槽内温調用温度センサ
（５）は恒温槽（１）内に設定されており、ヒータ制御
用温度センサ（４）はヒータ（３）の近傍に、温調用温
度センサ（５）は図示しないカラム近傍にそれぞれ設定
されている。ヒータ制御用温度センサ（４）は主として
ヒータ（３）近傍を循環する加熱雰囲気の温度を検出す
るものであり、温調用温度センサ（５）は主として温調
対象物（ここではカラム）の温度を検出するものであ
る。

温度設定器（６）は恒温槽（１）外に設けられており、
恒温槽（１）内の温度を所定の温度に設定するものであ
り、設定温度の表示および恒温槽（１）内の温度の安定
な温調状態を表示する表示部（61）を備えており、制御
部（８）に電気接続されている。

制御部（８）は恒温槽（１）外に設けられており、第１
比較部（41）および第２比較部（51）を備えている。第
１比較部（41）は温調手段を具備しておりヒータ（３）
およびヒータ制御用温度センサ（４）が電気接続されて
いる。また第２比較部（51）には温調用温度センサ
（５）が電気接続されている。第１比較部（41）はヒー
タ制御用温度センサ（４）から出力される検出信号と温
度設定器（６）から出力される温度設定信号とを比較し
その出力差の信号を制御部（８）に出力し、第２比較部
（51）は温調用温度センサ（５）から出力される検出信
号と温度設定器（６）から出力される温度設定信号と比
較してその出力差の信号を制御部（８）に出力するよう
構成されている。これら第１および第２比較部（41）
（51）からの出力信号により制御部（８）はヒータ
（３）のオン／オフサイクルおよびファン駆動用周波数
変換手段（７）を制御するようヒータ（３）のオン／オ
フスイッチおよびファン駆動用周波数変調手段（７）に
電気接続されている。

ファン駆動用周波数変換手段（７）は、恒温槽（１）外
に設けられており、制御部（８）からの設定信号に応じ
た回転数でステッピングモータ（９）を回転作動するよ
うに回転数変換信号を出力するもので、周波数変換回路
（71）とモータドライブ回路（72）とタコジェネレータ
（73）とからり、制御部（８）およびステッピングモー
タ（９）に電気接続されている。

次ぎにこの装置の作動について説明する。

まず、分析を開始する前に第２図または第３図に示すよ
うに恒温槽（１）内の設定温度と、この設定温度に対応
する適正なステッピングモータ（９）の回転数との関係
を予め実験的に調査し決定しておく。この関係は比例関
係でも、また階段状の関係でもよい。そして温度設定器
（６）で恒温槽（１）内の温度をある値に設定すると温
度設定器（６）から出力される電圧信号としての温度設
定信号は制御部（８）内の第１比較部（41）、第２比較
部（51）および周波数変換回路（71）にそれぞれ入力さ
れる。

第１比較部（41）内の温調手段から制御部を経てヒータ
（３）に加熱作動信号が出力され、これによってヒータ
（３）は加熱作動する。一方、周波数変換回路（71）に
入力された温度設定信号は、周波数変換回路（71）によ
ってパルス周波数に変換され、モータドライブ回路（7
2）に入力される。

モータドライブ回路（72）はステッピングモータ（９）
にパルス周波数に応じた電流を通電し、ステッピングモ
ータ（９）を予め設定した回転数で駆動させる。この回
転周波数はタコジェネレータ（73）でチェックされる。

ついで撹拌用ファン（２）回転し、恒温槽（１）内の空
気を循環撹拌し、恒温槽（１）内の温度の均一化をはか
る。

次に恒温槽（１）内のヒータ（３）近傍の循環空気の温
度が設定温度に近付き、ヒータ制御用温度センサ（４）
での検出信号と温度設定信号とが第１比較部（41）で所
定出力差になると、制御部（８）からヒータ（３）に加
熱作動停止信号が出力され、ヒータ（３）の加熱作動が
停止される。

次にもう一方の温調用温度センサ（５）での検出信号と
温度設定信号とが第２比較部（51）で比較されると同時
に制御部（８）から周波数変換手段（71）に撹拌用ファ
ン（２）の回転数の調整が指令され、上記比較部（51）
での出力差がほぼ一定値を示すまで、初めの設定よりも
回転数が徐々に低減されて撹拌用ファン（２）が駆動さ
れるようになり、上記出力差が所定差に落ち着くとその
温調状態が温度設定器（６）の表示部（61）に表示され
ると同時にその回転数が制御部（８）により固定され
る。

そして再び、恒温槽（１）内の温度と設定温度との差が
所定値よりも大きくなると、ヒータ制御用温度センサ
（４）の検出信号に基づいてヒータ（３）に加熱作動信
号が出力されてヒータ（３）が加熱作動する。

なお、上記設定温度が室温に近い場合は上記回転数の低
減度が大きくなり、これによって撹拌用ファン（２）の
回転により生ずるジュール熱の発生が防止される。

（ト）考案の効果 この考案によれば、恒温槽内の第１温度センサと第２温
度センサとの２段階で槽内の温度調整がはかられ、この
２つの温度センサにより検出される温度分布に応じて該
槽内を循環する加熱雰囲気の循環速度が調節されるよう
に構成されているので、槽内の温調状態が意図する設定
温度に均一にかつ精度良く調整・保持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例を示す構成説明図、第２
図および第３図はこの考案における恒温槽の設定温度
と、これに対応する適正なステッピングモータの回転数
との関係を示すグラフ図である。 （１）……恒温槽、（２）……槽内空気撹拌用ファン、
（３）……ヒータ、（４）……ヒータ制御用温度セン
サ、（５）……温調用温度センサ、（６）……温度設定
器、（７）……周波数変換手段、（８）……制御部、
（９）……ステッピングモータ、（41）……第１比較
部、（51）……第２比較部、（61）……表示部、（71）
……周波数変換回路、（72）……モータドライブ回路、
（73）……タコジェネレータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外部から制御しうるファンおよびヒータを
   内設し、液体クロマトグラフ用カラムおよび／または検
   出器を収納しうる循環式空気恒温槽と、 循環式空気恒温槽の上記ヒータ近傍に設けられ槽内温度
   をモニターしうる第１温度センサ並びに同じく上記ヒー
   タから離れて設けられ槽内温度をモニターしうる第２温
   度センサと、 第１温度センサの出力と所定の設定温度値に基づいてフ
   ァンの回転速度を調整するとともに、ヒータのオン／オ
   フサイクルを調整し、該第１温度センサによる検出温度
   と設定温度値とが略一致した後にさらに第２温度センサ
   の出力変動に基づいて上記ファンの回転速度を微調整す
   る制御部とを備えてなる液体クロマトグラフ用恒温槽。