JPH1029899A - 温度制御テストセル - Google Patents

温度制御テストセル

Info

Publication number
JPH1029899A
JPH1029899A JP18514496A JP18514496A JPH1029899A JP H1029899 A JPH1029899 A JP H1029899A JP 18514496 A JP18514496 A JP 18514496A JP 18514496 A JP18514496 A JP 18514496A JP H1029899 A JPH1029899 A JP H1029899A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature control
control units
control unit
members
thermally connected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP18514496A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2954025B2 (ja
Inventor
Shigenao Maruyama
重直 圓山
Katsuo Tsukamoto
勝男 塚本
Tomoji Morita
知二 森田
Satoshi Kono
智 河野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UCHU KANKYO RIYOU SOKUSHIN CENTER
National Space Development Agency of Japan
Canon Machinery Inc
Original Assignee
UCHU KANKYO RIYOU SOKUSHIN CENTER
National Space Development Agency of Japan
Nichiden Machinery Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UCHU KANKYO RIYOU SOKUSHIN CENTER, National Space Development Agency of Japan, Nichiden Machinery Ltd filed Critical UCHU KANKYO RIYOU SOKUSHIN CENTER
Priority to JP18514496A priority Critical patent/JP2954025B2/ja
Publication of JPH1029899A publication Critical patent/JPH1029899A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2954025B2 publication Critical patent/JP2954025B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】試験条件の異なる各種の試験に適切に対応可能
で、液収容室への注排液の簡単な温度制御テストセルを
提供する。 【解決手段】ペルチェ素子の一方の面にブロック部材3
を、他方の面にヒ−トシンク部材4を熱的に接続し、か
つそれぞれのブロック部材の端面が対向するように対称
的に配置した第1,第2の温度制御ユニット1,1A
と、少なくともサ−モモジュ−ル11,12,21に熱
伝導部材13,22を熱的に接続し、かつ第1,第2の
温度制御ユニットの隣接位置にそれぞれの熱伝導部材の
端面が対向するように配置した第3,第4の温度制御ユ
ニット10,20と、第1,第2の温度制御ユニットと
第3,第4の温度制御ユニットとの間に配置した断熱部
材30と、少なくともブロック部材の端面と熱伝導部材
の端面と断熱部材の端面とによって形成した液収容室4
0と、熱伝導部材に設けた注排液機構60,60Aとよ
り成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は温度制御テストセル
に関し、特に落下塔や航空機による無重力や微小重力環
境下での結晶成長に好適する急速温度制御が可能な温度
制御テストセルの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種結晶成長装置は、例えば特
開平3−97689号公報に開示されているように、種
結晶と溶液を接触させて結晶成長を開始させる時まで種
結晶と溶液を分離する隔離手段を備えたものにおいて、
溶液側にはその溶液を結晶成長の開始に先立って飽和温
度よりも高い温度に加熱するヒ−タ−を設けると共に、
種結晶側にはその種結晶を結晶成長の開始に先立って溶
液の飽和温度よりも低い温度に冷却するク−ラ−を設け
て構成されており、所定温度に制御された溶液を充填し
た液収容室にク−ラ−により過冷却状態の種結晶を隔離
手段の開放に基づいて挿入し、溶液と接触されることに
より行なわれている。
【0003】この装置によれば、ク−ラ−としてペルチ
ェ素子が使用されている関係で、種結晶を溶液に接触さ
せるまで簡易的に冷却することができる上、コンパクト
な結晶成長装置を提供できるという特徴を有するもの
の、例えば落下塔や航空機のような環境下では、得られ
る無重力や微小重力状態は極めて短時間であり、その短
時間内に種結晶を、それに接触した溶液による温度上昇
に抗して過冷却状態に維持することが難しいものであ
る。即ち、溶液と接触した後も、継続して種結晶を、そ
れの結晶成長が阻害されないように過冷却状態に維持す
るには、大熱流束で冷却しなければならないものである
が、上記構成のように定常冷却性能を有するものでは不
十分である。
【0004】かといって、ペルチェ素子を多段に積み重
ねて多段モジュ−ル化すれば、大きな温度差が得られ冷
却性能の向上が可能であるものの、上段のペルチェ素子
の発熱を下段のペルチェ素子で吸収しかつ冷却しなけれ
ばならないために、効率が低下するのみならず、大熱流
束での冷却に適さないものである。
【0005】そこで、ペルチェ素子によるク−ラ−の冷
却性能を補完するために、種結晶の支持部材を冷媒の噴
射などによって冷却する対流冷却法の併用が考えられて
いるが、冷媒の噴射機構や制御用バルブなど装置が複雑
かつ大型になることもあって、落下塔や航空機のように
実験スペ−スが制約される実験装置には適用し難いとい
う問題もある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本出願人は、
先に、図7〜図8に示す結晶成長セルを提案した。同図
において、Aは液収容室であって、内部には所定の溶液
aが収容されている。この液収容室Aの1つの対向する
側面にはサ−モユニットB,Cが、熱伝導部材D,Eを
介して熱的に接続されており、その側面に隣接する3つ
の側面には観察窓F,G,Hが形成されている。又、観
察窓Fに対向する液収容室Aの側面にはペルチェ素子J
が、試験台としてのブロック部材Kを介して熱的に接続
されている。このペルチェ素子Jの他方の面(ブロック
部材Kの非接続側)にはヒ−トシンク部材Lを介してサ
−モモジュ−ルMが熱的に接続されており、さらにサ−
モモジュ−ルMの他方の面(ヒ−トシンク部材Lの非接
続側)には放熱板Pが熱的に接続されている。これらブ
ロック部材K,ペルチェ素子J,ヒ−トシンク部材L,
サ−モモジュ−ルMよりなる温度制御ユニットと熱伝導
部材D,Eとの間には断熱部材N,Nが配置されてい
る。尚、液収容室Aは、ブロック部材Kの端面と熱伝導
部材D,Eの端面と観察窓F,G,Hの端面と断熱部材
N,Nの端面とによって構成されている。
【0007】この構成において、結晶成長は次のように
行なわれる。まず、ブロック部材Kの端面(液収容室A
の溶液aに接触する側)に種結晶を装着させると共に、
液収容室Aに所定の溶液aを収容した上で、例えば落下
塔や航空機の試験装置に組み込む。この状態において、
サ−モユニットB,Cによって溶液aを、それの飽和温
度に精度よく加熱冷却・制御する。これと同時に、ブロ
ック部材Kに装着されている種結晶を加熱モ−ドのペル
チェ素子J,ヒ−トシンク部材L,サ−モモジュ−ル
M,放熱板Pの協働作用によって、種結晶が溶液aに溶
解せず、しかも結晶成長しないような温度に制御する。
次に、この試験装置を無重力ないし微小重力環境下にお
いて、ペルチェ素子Jの極性を反転させて冷却モ−ドに
設定すると、ブロック部材Kは急速に冷却される。これ
によって、種結晶は成長する。成長の状態などは観察窓
F,G,Hを利用して行なわれる。
【0008】特に、この構成によれば、実験の開始と同
時に、ペルチェ素子Jはブロック部材Kからの熱を吸収
し、ヒ−トシンク部材Lに速やかに拡散する関係で、ペ
ルチェ素子Jの定常冷却性能の数十倍の大熱流束で冷却
される。このために、例えば1〜30秒と短い間に結晶
成長を促進し得る温度に冷却でき、かつその冷却状態を
維持できる。従って、結晶成長装置をコンパクト化でき
るのみならず、冷却性能も改善できるものである。
【0009】ところで、近時、この種実験も多様化の傾
向にあり、例えば種結晶に対する冷却時の温度勾配を一
層大きくしたり、高精度で温度制御したり、液収容室内
の溶液の重力の影響を任意に変更したりする実験が望ま
れているものの、上述の結晶成長セルでは適切に対応で
きない上、構成上、液収容室Aへの溶液aの供給・排出
が面倒であるという問題がある。
【0010】それ故に、本発明の目的は、比較的に簡単
な構成によって試験条件の異なる各種の試験に適切に対
応可能で、しかも液収容室への注排液の簡単な温度制御
テストセルを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は上述の
目的を達成するために、少なくともペルチェ素子とこの
ペルチェ素子の一方の面に熱的に接続したブロック部材
とペルチェ素子の他方の面に熱的に接続したヒ−トシン
ク部材とを有する第1,第2の温度制御ユニットと、液
収容室とを含み、前記第1,第2の温度制御ユニット
を、それぞれのブロック部材の端面が対向するように対
称的に配置し、かつそれぞれのブロック部材の端面が液
収容室の一部を形成するように構成したものである。
【0012】又、本発明の第2の発明は、少なくともペ
ルチェ素子とこのペルチェ素子の一方の面に熱的に接続
したブロック部材とペルチェ素子の他方の面に熱的に接
続したヒ−トシンク部材とを有し、かつそれぞれのブロ
ック部材の端面が対向するように対称的に配置した第
1,第2の温度制御ユニットと、少なくともサ−モモジ
ュ−ルに熱伝導部材を熱的に接続してなり、かつ第1,
第2の温度制御ユニットに隣接する部分にそれぞれの熱
伝導部材の端面が対向するように配置した第3,第4の
温度制御ユニットと、第1,第2の温度制御ユニットと
第3,第4の温度制御ユニットとの間に配置した断熱部
材と、少なくとも第1,第2の温度制御ユニットのブロ
ック部材の端面と第3,第4の温度制御ユニットの熱伝
導部材の端面と断熱部材の端面とによって形成した液収
容室とを具備したことを特徴とする。
【0013】又、本発明の第3の発明は、少なくともペ
ルチェ素子とこのペルチェ素子の一方の面に熱的に接続
したブロック部材とペルチェ素子の他方の面に熱的に接
続したヒ−トシンク部材とを有し、かつそれぞれのブロ
ック部材の端面が対向するように対称的に配置した第
1,第2の温度制御ユニットと、少なくともサ−モモジ
ュ−ルに熱伝導部材を熱的に接続してなり、かつ第1,
第2の温度制御ユニットに隣接する部分にそれぞれの熱
伝導部材の端面が対向するように配置した第3,第4の
温度制御ユニットと、第1,第2の温度制御ユニットと
第3,第4の温度制御ユニットとの間に配置した断熱部
材と、少なくとも第1,第2の温度制御ユニットのブロ
ック部材の端面と第3,第4の温度制御ユニットの熱伝
導部材の端面と断熱部材の端面とによって形成した液収
容室と、第3及び/又は第4の温度制御ユニットの熱伝
導部材に設けた注排液機構とを具備し、前記注排液機構
は、第3及び/又は第4の温度制御ユニットの熱伝導部
材に外部から液収容室に連通するように孔を形成すると
共に、外部に近い孔部分に柔軟性ないし弾力性を有する
シ−ル部材を水密的に装着して構成したことを特徴とす
る。
【0014】さらに、本発明の第4の発明は、ペルチェ
素子の一方の面にブロック部材を、他方の面にヒ−トシ
ンク部材をそれぞれ熱的に接続すると共に、ヒ−トシン
ク部材にサ−モモジュ−ルを介して放熱板を熱的に接続
してなり、かつそれぞれのブロック部材の端面が対向す
るように対称的に配置した第1,第2の温度制御ユニッ
トと、サ−モモジュ−ルの一方の面に熱伝導部材を、他
方の面に放熱板をそれぞれ熱的に接続してなり、かつ第
1,第2の温度制御ユニットに直交すると共にそれぞれ
の熱伝導部材の端面が対向するように配置した第3,第
4の温度制御ユニットと、第1,第2の温度制御ユニッ
トと第3,第4の温度制御ユニットとの間に配置した断
熱部材と、少なくとも第1,第2の温度制御ユニットの
ブロック部材の端面と第3,第4の温度制御ユニットの
熱伝導部材の端面と断熱部材の端面とによって形成した
液収容室とを具備し、前記第1ないし第4の温度制御ユ
ニットを含む外形をほぼ正方形に構成したことを特徴と
し、第5の発明は、前記第3,第4の温度制御ユニット
のそれぞれの熱伝導部材を一体的に形成すると共に、そ
れのほぼ中央部分に両側に貫通する開口部を形成し、こ
の開口部内で第1,第2の温度制御ユニットのそれぞれ
のブロック部材の端面を対向させたことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
1〜図5を参照して説明する。同図において、1,1A
は第1,第2の温度制御ユニットであって、両ユニット
はほぼ同一に構成されている。同ユニット1,1Aは、
例えばペルチェ素子2と、ペルチェ素子2の一方の面に
熱的に接続されたブロック部材3と、ペルチェ素子2の
他方の面に熱的に接続されたヒ−トシンク部材4と、ヒ
−トシンク部材4の、ペルチェ素子2の非接続側に熱的
に接続されたサ−モモジュ−ル5と、そのサ−モモジュ
−ル5の反対側の面に熱的に接続された放熱板6とから
構成されており、第1,第2の温度制御ユニット1,1
Aは、それぞれのブロック部材3,3の端面3a,3a
が互いに対向するように対称的に配置されている。これ
らのユニットにおいて、サ−モモジュ−ル5としては例
えばペルチェ素子が好適するが、他の制御素子,機構も
利用できる。又、ブロック部材3,ヒ−トシンク部材
4,放熱板6は例えば熱伝導性に優れた銅などが好適す
るが、アルミニウム,ダイヤモンドなども適用可能であ
る。特に、ヒ−トシンク部材4は熱伝導率及び熱拡散率
が大きくなるようにペルチェ素子側に比べてサ−モモジ
ュ−ル側の断面積が大きく構成されている。例えばペル
チェ素子側の断面積を1とすると、サ−モモジュ−ル側
の断面積は2以上が望ましいが、落下塔や航空機による
実験においては9を超えると装置自体が大きくなるため
に好ましくない。
【0016】この第1,第2の温度制御ユニット1,1
Aに隣接する部分、具体的にはほぼ90°ずれた位置に
は第3,第4の温度制御ユニット10,20が配置され
ている。第3の温度制御ユニット10は、例えば2つの
サ−モモジュ−ル11,12と、このサ−モモジュ−ル
11,12の一方の面に熱的に接続された熱伝導部材1
3と、サ−モモジュ−ル11,12の他方の面に熱的に
接続された放熱板14とから構成されており、特に、熱
伝導部材13の端部には異なった方向に開口する第1,
第2の開口部13a,13bが形成されている。又、第
4の温度制御ユニット20は、例えばサ−モモジュ−ル
21と、このサ−モモジュ−ル21の一方の面に熱的に
接続された熱伝導部材22と、サ−モモジュ−ル21の
他方の面に熱的に接続された放熱板23とから構成され
ており、特に、熱伝導部材22の端部には異なった方向
に開口する第1,第2の開口部22a,22bが形成さ
れている。この第3,第4の温度制御ユニット10,2
0は、それぞれの熱伝導部材13,22の第1の開口部
13a,22aにおける端面13c,22cが対向する
ように配置されており、第1の開口部13a,22aに
は第1,第2の温度制御ユニット1,1Aの対向部分の
先端部分(例えばブロック部材3など)が挿入・配置さ
れる。そして、図1における第1,第2の温度制御ユニ
ット1,1Aと第3,第4の温度制御ユニット10,2
0との外形はほぼ正方形となるように構成されている。
尚、熱伝導部材13,22としては熱伝導性に優れたア
ルミニウムが好適するが、銅などの部材も使用可能であ
る。
【0017】上述の第1,第2の温度制御ユニット1,
1Aと第3,第4の温度制御ユニット10,20との間
には例えば断熱機能を有する樹脂材よりなる断熱部材3
0,30が配置されている。この断熱部材30は、例え
ば底の深い皿状に樹脂成形して構成されており、具体的
には第1の開口部13a,22aに嵌合し得る大きさの
底面部31と、底面部31より延び、熱伝導部材13,
22の側壁に沿うように形成された径大の中間段部32
と、この中間段部32より外方に延びる取付部33とか
らなり、底面部31の中央部分には第1,第2の温度制
御ユニット1,1Aの対向する先端部分(例えばブロッ
ク部材3)が嵌合され得る大きさの開口部30aが形成
されている。そして、この断熱部材30,30は第1,
第2の温度制御ユニット1,1Aと第3,第4の温度制
御ユニット10,20との間に、それぞれの底面部3
1,31が第3,第4の温度制御ユニット10,20の
熱伝導部材13,22の第1の開口部13a,22aに
嵌合されると共に、中間段部32,32が熱伝導部材1
3,22の側壁に沿うように配置されている。それぞれ
の底面部31,31における開口部30a,30aには
第1,第2の温度制御ユニット1,1Aのブロック部材
3,3が、その端面3a,3aと底面部31,31の端
面31a,31aとがほぼ面一となるように嵌合されて
いる。
【0018】特に、第1,第2の温度制御ユニット1,
1Aはそれぞれの構成要素をサンドイッチ状に重ね合わ
せて断熱部材30,30に収容した上で、放熱板6,6
と取付部33,33とをネジで締め付けることにより
(図3参照)、それぞれの構成要素は放熱板6,6と断
熱部材30,30の底面部31,31とによって挟持さ
れ、互いに熱的に接続される。又、別の部位ではこれら
第1,第2の温度制御ユニット1,1Aと断熱部材3
0,30と第3,第4の温度制御ユニット10,20と
は断熱性を有する樹脂製のボルトを放熱板6,6から断
熱部材30,30の取付部33,33を介して熱伝導部
材13,22の側壁に螺入することによって固定されて
いる(図1参照)。又、第1,第2の温度制御ユニット
1,1Aは、図3に示すように、それぞれの側面部にロ
字形の枠を配置し、放熱板6,6の側面部にボルトを螺
入することによっても固定されている。
【0019】上述のように第1,第2の温度制御ユニッ
ト1,1Aと第3,第4の温度制御ユニット10,20
と断熱部材30,30との組み立て状態において、例え
ばブロック部材3,3の端面3a,3aと底面部31の
端面31a,31aと熱伝導部材13,22の端面13
c,22cとによって液収容室40が構成されている。
この液収容室40には実験に用いられる各種の溶液が適
宜に選定されて収容される。尚、ブロック部材3,3と
底面部31,31との間、熱伝導部材13,22の側壁
と中間段部32,32との間、放熱板6,6と取付部3
3,33との間には例えばバイトンやシリコ−ンゴムな
どよりなるOリングが介在されているために、溶液の漏
出を防止できる。
【0020】又、第3,第4の温度制御ユニット10,
20の熱伝導部材13,22における第2の開口部13
b,22bには第1,第2の光学観察部50,50Aが
形成されている。この第1,第2の光学観察部50,5
0Aはほぼ同一の構造に構成されており、例えば熱伝導
部材13,22における第2の開口部13b,22bの
周辺に形成された第1の凹部51aと、第1の凹部51
aの外周に形成された第2の凹部51bと、第1の凹部
51aに挿入されたガラス板などの透光板52と、透光
板52を支持するリング状の押え部材53とから構成さ
れている。特に、透光板52,52の内面52a,52
aはブロック部材3,3の端面3a,3aと底面部31
の端面31a,31aと熱伝導部材13,22の端面1
3c,22cと共に液収容室40の一部の壁面を構成し
ている。尚、透光板52と第1の凹部51aとの間には
例えばバイトンやシリコ−ンゴムなどよりなるOリング
が介在されている。
【0021】一方、第3,第4の温度制御ユニット1
0,20の熱伝導部材13,22には液収容室40に溶
液を注入したり、或いは溶液を排出したりする第1,第
2の注排液機構60,60Aが付設されている。例えば
第3の温度制御ユニット10の熱伝導部材13には第2
の注排液機構60Aが、第4の温度制御ユニット20の
熱伝導部材22には第1の注排液機構60がそれぞれ配
置されている。これらの注排液機構60,60Aはほぼ
同一に構成されており、例えば液収容室40に連通する
第1の孔61と、第1の孔61から直角方向に延びる第
2の孔62と、第2の孔62に連続し、かつそれより径
大に形成されて外部に開口する第3の孔63と、第3の
孔63の奥部分に配置されたシリコ−ンゴムなどのよう
に柔軟性ないし弾力性を有するシ−ル部材64と、第3
の孔63に螺着され、しかもシ−ル部材64が第3の孔
63に水密的に密着するようにシ−ル部材64を押圧す
る栓体65とから構成されている。尚、栓体65の中心
部分には注射針などが挿入し得る程度の孔65aが形成
されている。
【0022】又、例えば第2の注排液機構60Aが配置
されていない熱伝導部材13の他の側壁部分には温度セ
ンサ−装着機構70と溶液攪拌機構70Aが並設されて
いる。尚、両者の構成はほぼ同一である。例えば温度セ
ンサ−装着機構70は液収容室40に開口する第1の孔
71と、第1の孔71に連続し、かつそれより径大に形
成されて外部に開口する第2の孔72と、第2の孔72
の奥部分に配置されたシリコ−ンゴムなどのように柔軟
性ないし弾力性を有するシ−ル部材73と、第2の孔7
2に螺着され、しかもシ−ル部材73が第2の孔72に
水密的に密着するようにシ−ル部材73を押圧する栓体
74と、シ−ル部材73を貫通して先端が液収容室40
に配置された温度センサ−75とから構成されている。
尚、溶液攪拌機構70Aには温度センサ−75はなく、
その代わりに図示しない攪拌手段がシ−ル部材73を貫
通して液収容室40に挿入される。又、これらの機構は
温度センサ−の配置用,攪拌手段の配置用以外の用途に
も利用可能である。
【0023】次に、このように構成されたテストセルに
よる結晶成長方法について説明する。まず、第1の温度
制御ユニット1のブロック部材3の端面3aに種結晶を
装着した後、第1の注排液機構60を利用して溶液を液
収容室40に注入する。即ち、溶液を注射器に収容した
後、それの針を栓体65の孔65aに挿入すると共に、
シ−ル部材64を貫通させて第2の孔62に露呈させ
る。この状態で、溶液を針,第2の孔62,第1の孔6
1を介して液収容室40に、全体が満たされるように注
入する。次に、このテストセルを例えば落下塔や航空機
の試験装置に組み込む。この状態において、第3,第4
の温度制御ユニット10,20によって溶液を、それの
飽和温度に精度よく加熱冷却・制御する。これと同時
に、第1,第2の温度制御ユニット1,1Aを加熱モ−
ドとし、ブロック部材3に装着されている種結晶が溶液
aに溶解されず、しかも結晶成長しないような温度に制
御する。次に、この試験装置を無重力ないし微小重力環
境下において、第1の温度制御ユット1のペルチェ素子
2の極性を反転させて冷却モ−ドに設定すると、ブロッ
ク部材3は急速に冷却される。これによって、種結晶は
急速に成長する。尚、結晶の成長状態などは光学観察部
50,50Aを利用して行なわれる。
【0024】この実施例によれば、第1,第2の温度制
御ユニット1,1Aはそれぞれのブロック部材3,3の
端面3a,3aが対向するように対称的に配置されてい
る上、互いのユニットが独立して能動的に作動するよう
に構成されているために、ブロック部材3,3を含む液
収容室40を精度よく温度制御することができる。従っ
て、長時間に亘って維持し得ない無重力ないし微小重力
状態であっても、短時間で大きな温度勾配を付与するこ
とができ、このような環境下での種結晶の結晶成長状態
を実験することができる。
【0025】特に、第1,第2の温度制御ユニット1,
1Aに隣接する部分には第3,第4の温度制御ユニット
10,20が配置されている上に、それぞれの間には断
熱部材30,30が配置されている関係で、液収容室4
0内の温度は独立して能動的に作動する第1,第2の温
度制御ユニット1,1Aと第3,第4の温度制御ユニッ
ト10,20に基づいて高精度でかつ一様に制御可能で
あるために、結晶と溶液を共存させて長時間保持でき
る。従って、実験の直前に溶液を液収容室40に注入す
る必要がなくなることもあって、実験の信頼性が格段に
向上できる。
【0026】又、第3,第4の温度制御ユニット10,
20には第1,第2の注排液機構60,60Aが配置さ
れており、しかも液収容室40に連通する孔(第3の
孔)63には柔軟性ないし弾力性を有するシ−ル部材6
4が水密的に装着されている関係で、液収容室40への
溶液の注入は注射器の針をシ−ル部材64に突き立てた
状態で注射器の中子の押し出し操作によって溶液を注射
器から針,第2の孔62,第1の孔61を介して行なう
ことができ、逆に溶液の排出は注射器の針をシ−ル部材
64に突き立てた状態で注射器の中子の引き出し操作に
よって溶液を針から注射器の方へ吸い取ることにより液
収容室40の溶液を容易に排出することができる。特
に、この注排液操作は短時間で簡単に行なうことが可能
であることから、例えば溶液の温度を変化させることな
く注入できるのみならず、不純物の混入も最小限にでき
る。
【0027】しかも、このテストセルの外形はほぼ正方
形に構成されているために、実験装置に対する設置面を
容易に90°変更することができる。従って、設置面を
90°変えることにより温度制御面を上下又は左右に配
置することで、液収容室内の流体の重力の影響を自由に
変えることができる。
【0028】さらには、第1,第2の温度制御ユニット
1,1Aはそれぞれの構成要素をサンドイッチ状に重ね
合わせた状態で断熱部材30,30に収容した上で、放
熱板6,6を断熱部材30,30の取付部33,33に
ネジ止めされているために、ネジによる締め付けの際
に、それぞれの構成要素は放熱板6,6と断熱部材3
0,30の底面部31,31とによって強く挟持され
る。従って、それぞれの構成要素は互いに熱的に確実に
接続することができる。
【0029】上述のテストセルは次のような使い方が可
能である。例えばこのテストセルは第1,第2の温度制
御ユニット1,1Aの付設によって液収容室内を高精度
に温度制御でき、しかも任意の温度分布を現出させるこ
とができる関係で、各種の実験を無重力ないし微小重力
下は勿論のこと、それ以外の環境下でも行なうことがで
きるし、例えば第1の温度制御ユニット1のブロック部
材3を冷却し第2の温度制御ユニット1Aのブロック部
材3を加熱して温度成層をつくり、溶液と干渉縞の関係
を検定できる。
【0030】又、このテストセルは濃度の異なる溶液を
液収容室40に注入し、その拡散場の干渉縞を測定する
ことにより、干渉縞の濃度依存性を検定できる。
【0031】又、地上実験でも、第1,第2の温度制御
ユニット1,1Aを上下方向となるように設置し、一方
のブロック部材3の下面(端面3a)を急速冷却し一定
に保つことにより、温度拡散率の測定を容易に行なうこ
とができる。
【0032】特に、このテストセルは液収容室40の洗
浄や液収容室40への注液作業が容易であるために、屋
外やフィ−ルド実験にも容易に使用できるし、そのよう
な環境でも、液収容室内の温度を高精度に制御すること
が可能である。
【0033】さらには、高精度の温度制御と任意の温度
分布の制御が可能であり、しかも長時間のゆっくりした
温度制御も可能なので、無欠陥結晶の成長や蛋白結晶の
合成などの実験などにも使用できる。
【0034】図6は本発明の他の実施例を示すものであ
って、基本的な構成は図1〜図5に示すものと同一であ
る。異なる点は、第3,第4の温度制御ユニット10,
20における熱伝導部材13,22を同一部材にて一体
化し、その中央部分の一方の側壁部分に第1の開口部
(13a,22a)を、一方の側壁部分に直交する他方
の側壁部分に第2の開口部(13b,22b)をそれぞ
れ貫通状に形成したことである。そして、この第1の開
口部(13a,22a)には両側から断熱部材30,3
0の底面部31,31及び第1,第2の温度制御ユニッ
ト1,1Aのブロック部材3,3が挿入され、それぞれ
の端面31a,31a及び3a,3aが対向するように
配置されている。又、第2の開口部(13b,22b)
にはそれぞれの開口部に共通の透光板52,52が、共
通の第1の凹部51aに挿入して配置されており、透光
板52,52はほぼ長方形でリング状の押え部材53,
53にて支持されている。尚、透光板52,52と共通
の第1の凹部51aとの間には例えばシリコ−ンゴムな
どよりなるOリングが介在されており、溶液の漏出を防
止している。
【0035】この実施例によれば、第3,第4の温度制
御ユニット10,20における熱伝導部材13,22が
同一部材にて一体化されているために、テストセルの組
み立て性を改善できる上、機械的強度も高めることがで
きる。さらに、断熱部材30,30との水密性も容易に
確保できる。
【0036】尚、本発明は、何ら上記実施例に制約され
ることなく、例えば第1,第2の温度制御ユニットにお
いて、サ−モモジュ−ル,放熱板は用途によっては省略
することもできるし、ヒ−トシンク部材の形態は角錐形
以外に構成することも可能であるし、それぞれの構成要
素は断熱部材の底面部と放熱板との挟持によって接続す
る他に、個々にネジ,接着剤などによって熱的に接続す
ることもできる。又、注排液機構は2つの他、1つない
し3つ以上付設することもできる。
【0037】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、第1,第
2の温度制御ユニットはそれぞれのブロック部材の端面
が対向するように対称的に配置されている上、互いのユ
ニットが独立して能動的に作動するように構成されてい
るために、ブロック部材を含む液収容室を精度よく温度
制御することができる。従って、例えば長時間に亘って
維持し得ない無重力ないし微小重力状態であっても、ブ
ロック部材を含む液収容室に短時間で大きな温度勾配を
付与できるなど多様な温度設定が可能となり、かかる環
境下での結晶成長などの各種の実験を的確に行なうこと
ができる。
【0038】特に、第1,第2の温度制御ユニットに隣
接する部分に第3,第4の温度制御ユニットを配置する
と共に、それぞれの間に断熱部材を配置すれば、液収容
室をそれぞれの温度制御ユニットに基づいて高精度でか
つ一様に制御可能であるために、例えば結晶と溶液を共
存させて長時間保持できる。従って、実験の直前に溶液
を液収容室に注入する必要がなくなることもあって、実
験の信頼性を格段に向上できる。
【0039】又、第3及び/又は第4の温度制御ユニッ
トには注排液機構が配置されており、しかも液収容室に
連通する孔には柔軟性ないし弾力性を有するシ−ル部材
が水密的に装着されている関係で、液収容室への溶液の
注入は例えば注射器の針をシ−ル部材に突き立てた状態
で注射器の中子の押し出し操作によって溶液を注射器か
ら針,孔を介して行なうことができ、逆に溶液の排出は
注射器の針をシ−ル部材に突き立てた状態で注射器の中
子の引き出し操作によって溶液を針から注射器の方へ吸
い取ることにより液収容室の溶液を容易に排出すること
ができる。特に、この注排液操作は短時間で簡単に行な
うことが可能であることから、例えば溶液の温度を変化
させることなく注入できるのみならず、不純物の混入も
最小限にできる。
【0040】さらには、このテストセルの外形はほぼ正
方形に構成されているために、実験装置に対する設置面
を容易に90°変更することができる。従って、設置面
を90°変えることにより温度制御面を上下又は左右に
配置することで、液収容室内の流体の重力の影響を自由
に変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例を示す正断面図。
【図2】図1の液収容室部分を拡大した正断面図。
【図3】図1の横断面図。
【図4】図3の液収容室部分を拡大した横断面図。
【図5】図1の側断面図。
【図6】本発明の他の実施例を示す液収容室部分の断面
斜視図。
【図7】先行技術の横断面図。
【図8】図6の正断面図。
【符号の説明】
1,1A 第1,第2の温度制御ユニット 2 ペルチェ素子 3 ブロック部材 3a,13c,22c,31a 端面 4 ヒ−トシンク部材 5,11,12,21 サ−モモジュ−ル 6,14,23 放熱板 10,20 第3,第4の温度制御ユニット 13,22 熱伝導部材 13a,22a 第1の開口部 13b,22b 第2の開口部 30 断熱部材 30a 開口部 31 底面部 32 中間段部 33 取付部 40 液収容室 50,50A 第1,第2の光学観察部 51a,51b 第1,第2の凹部 52 透光板 52a 内面 53 押え部材 60,60A 第1,第2の注排液機構 61,62,63 孔 64 シ−ル部材 65 栓体 65a 孔 70 温度センサ−装着機構 70A 溶液攪拌機構 71,72 孔 73 シ−ル部材 74 栓体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000110859 ニチデン機械株式会社 滋賀県大津市晴嵐2丁目9番1号 (72)発明者 圓山 重直 宮城県仙台市青葉区川内無番地 川内住宅 第一地区11−405 (72)発明者 塚本 勝男 宮城県仙台市青葉区南吉成2丁目11番10号 (72)発明者 森田 知二 東京都新宿区西早稲田3−30−16 財団法 人 宇宙環境利用推進センタ−内 (72)発明者 河野 智 滋賀県大津市晴嵐2丁目9番1号 ニチデ ン機械株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともペルチェ素子とこのペルチェ
    素子の一方の面に熱的に接続したブロック部材とペルチ
    ェ素子の他方の面に熱的に接続したヒ−トシンク部材と
    を有する第1,第2の温度制御ユニットと、液収容室と
    を含み、前記第1,第2の温度制御ユニットを、それぞ
    れのブロック部材の端面が対向するように対称的に配置
    し、かつそれぞれのブロック部材の端面が液収容室の一
    部を形成するように構成したことを特徴とする温度制御
    テストセル。
  2. 【請求項2】 少なくともペルチェ素子とこのペルチェ
    素子の一方の面に熱的に接続したブロック部材とペルチ
    ェ素子の他方の面に熱的に接続したヒ−トシンク部材と
    を有し、かつそれぞれのブロック部材の端面が対向する
    ように対称的に配置した第1,第2の温度制御ユニット
    と、少なくともサ−モモジュ−ルに熱伝導部材を熱的に
    接続してなり、かつ第1,第2の温度制御ユニットに隣
    接する部分にそれぞれの熱伝導部材の端面が対向するよ
    うに配置した第3,第4の温度制御ユニットと、第1,
    第2の温度制御ユニットと第3,第4の温度制御ユニッ
    トとの間に配置した断熱部材と、少なくとも第1,第2
    の温度制御ユニットのブロック部材の端面と第3,第4
    の温度制御ユニットの熱伝導部材の端面と断熱部材の端
    面とによって形成した液収容室とを具備したことを特徴
    とする温度制御テストセル。
  3. 【請求項3】 少なくともペルチェ素子とこのペルチェ
    素子の一方の面に熱的に接続したブロック部材とペルチ
    ェ素子の他方の面に熱的に接続したヒ−トシンク部材と
    を有し、かつそれぞれのブロック部材の端面が対向する
    ように対称的に配置した第1,第2の温度制御ユニット
    と、少なくともサ−モモジュ−ルに熱伝導部材を熱的に
    接続してなり、かつ第1,第2の温度制御ユニットに隣
    接する部分にそれぞれの熱伝導部材の端面が対向するよ
    うに配置した第3,第4の温度制御ユニットと、第1,
    第2の温度制御ユニットと第3,第4の温度制御ユニッ
    トとの間に配置した断熱部材と、少なくとも第1,第2
    の温度制御ユニットのブロック部材の端面と第3,第4
    の温度制御ユニットの熱伝導部材の端面と断熱部材の端
    面とによって形成した液収容室と、第3及び/又は第4
    の温度制御ユニットの熱伝導部材に設けた注排液機構と
    を具備し、前記注排液機構は、第3及び/又は第4の温
    度制御ユニットの熱伝導部材に外部から液収容室に連通
    するように孔を形成すると共に、外部に近い孔部分に柔
    軟性ないし弾力性を有するシ−ル部材を水密的に装着し
    て構成したことを特徴とする温度制御テストセル。
  4. 【請求項4】 ペルチェ素子の一方の面にブロック部材
    を、他方の面にヒ−トシンク部材をそれぞれ熱的に接続
    すると共に、ヒ−トシンク部材にサ−モモジュ−ルを介
    して放熱板を熱的に接続してなり、かつそれぞれのブロ
    ック部材の端面が対向するように対称的に配置した第
    1,第2の温度制御ユニットと、サ−モモジュ−ルの一
    方の面に熱伝導部材を、他方の面に放熱板をそれぞれ熱
    的に接続してなり、かつ第1,第2の温度制御ユニット
    に直交すると共にそれぞれの熱伝導部材の端面が対向す
    るように配置した第3,第4の温度制御ユニットと、第
    1,第2の温度制御ユニットと第3,第4の温度制御ユ
    ニットとの間に配置した断熱部材と、少なくとも第1,
    第2の温度制御ユニットのブロック部材の端面と第3,
    第4の温度制御ユニットの熱伝導部材の端面と断熱部材
    の端面とによって形成した液収容室とを具備し、前記第
    1ないし第4の温度制御ユニットを含む外形をほぼ正方
    形に構成したことを特徴とする温度制御テストセル。
  5. 【請求項5】 前記第3,第4の温度制御ユニットのそ
    れぞれの熱伝導部材を一体的に形成すると共に、それの
    ほぼ中央部分に両側に貫通する開口部を形成し、この開
    口部内で第1,第2の温度制御ユニットのそれぞれのブ
    ロック部材の端面を対向させたことを特徴とする請求項
    2ないし4のいずれかに記載の温度制御テストセル。
JP18514496A 1996-07-15 1996-07-15 温度制御テストセル Expired - Fee Related JP2954025B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18514496A JP2954025B2 (ja) 1996-07-15 1996-07-15 温度制御テストセル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18514496A JP2954025B2 (ja) 1996-07-15 1996-07-15 温度制御テストセル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1029899A true JPH1029899A (ja) 1998-02-03
JP2954025B2 JP2954025B2 (ja) 1999-09-27

Family

ID=16165647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18514496A Expired - Fee Related JP2954025B2 (ja) 1996-07-15 1996-07-15 温度制御テストセル

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2954025B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2531635A1 (en) * 2010-02-01 2012-12-12 Michael Krautter Device for crystal growth at intermediate temperatures using controlled semi-active cooling

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2531635A1 (en) * 2010-02-01 2012-12-12 Michael Krautter Device for crystal growth at intermediate temperatures using controlled semi-active cooling
EP2531635A4 (en) * 2010-02-01 2014-01-01 Michael Krautter INTERMEDIATE TEMPERATURE CRYSTAL GROWTH DEVICE USING REGULATED SEMI-ACTIVE COOLING

Also Published As

Publication number Publication date
JP2954025B2 (ja) 1999-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5061630A (en) Laboratory apparatus for optional temperature-controlled heating and cooling
JP2628670B2 (ja) 容器に収めた生物学的物質の試料を冷却及び急速冷凍する装置
CN100478629C (zh) 免受大气湿气影响的热循环仪
JP4473252B2 (ja) 旋光計
US5181382A (en) Heating/cooling or warming stage assembly with coverslip chamber assembly and perfusion fluid preheater/cooler assembly
US7405583B2 (en) Functional and stress testing of LGA devices
US7005617B2 (en) Apparatus and method for thermally cycling samples of biological material with substantial temperature uniformity
US10702870B2 (en) Thermal energy transfer device
JP2954025B2 (ja) 温度制御テストセル
CN114295399B (zh) 一种均热板蒸发器散热性能的可视化测试装置
US5008162A (en) Test cell structure
CN214150355U (zh) 恒温装置及阻隔性恒温测试系统
RU99116925A (ru) Способ исследования низкотемпературных свойств многокомпонентных жидкостей и устройство для его осуществления
CN109059418B (zh) 一种生物制品冻存和复苏装置及冻存和复苏方法
JP4500905B2 (ja) 被冷却加熱対象物の温度調節装置
CN221141745U (zh) 多温区控温试剂保温模块
CN219383514U (zh) 样品静置仓及样品静置系统
CN220250410U (zh) 制冷装置及细胞培养设备
US8191434B2 (en) Device and method for temperature compensation testing of digital load cells
JP2010020029A (ja) 顕微鏡観察用保冷装置
CN215727223U (zh) 样品冷却系统以及样品处理设备
SU1334007A1 (ru) Устройство дл лиофильной сушки термочувствительных материалов
US3290889A (en) Thermal junction thermostatic chamber
JP2569481B2 (ja) 泳動用ゲル載置台
SU1702127A1 (ru) Криостат

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990622

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080716

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090716

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090716

Year of fee payment: 10

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090716

Year of fee payment: 10

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090716

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100716

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100716

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110716

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120716

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120716

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130716

Year of fee payment: 14

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees