KR100786127B1

KR100786127B1 - 온도조절장치

Info

Publication number: KR100786127B1
Application number: KR1020060104956A
Authority: KR
Inventors: 마사오 사이카; 타카유키 하라다; 타카히로 오노
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2007-12-18
Also published as: JP4623297B2; US7607471B2; KR20070045992A; US20070095516A1; CN100578417C; CN1955871A; JP2007120879A; DE102006050981A1; DE102006050981B4

Abstract

액조의 내부에 복수의 다른 직경의 차폐통을 동심상으로 배치함으로써, 동심상으로 위치하는 내외 복수층의 공간부를 형성함과 아울러, 이들 공간부를 하나로 연통시킴으로써 항온액의 순환유로를 형성하고, 상기 공간부 중 어느 하나에, 내부를 약액이 흐르는 전열튜브를 수용하고, 상기 전열튜브를 통해 약액과 상기 항온액을 열교환시켜서 상기 약액을 온도조절한다.

Description

온도조절장치{TEMPERATURE CONTROL DEVICE}

도 1은, 본 발명에 따른 온도조절장치의 제1실시예의 주요부를 나타내는 종단면도이다.

도 2는, 상기 제1실시예에 있어서 이용되는 전열튜브의 부분 파단 정면도이다.

도 3은, 상기 제1실시예에 있어서 이용되는 상부 덮개를 나타내는 종단면도이다.

도 4는, 상기 제1실시예에 이용되는 액조와 케이싱의 구성을 나타내는 종단면도이다.

도 5는, 본 발명에 따른 온도조절장치의 제2실시예의 주요부를 나타내는 종단면도이다.

도 6은, 본 발명에 따른 온도조절장치의 제3실시예의 주요부를 나타내는 종단면도이다.

도 7은, 본 발명에 따른 온도조절장치의 제4실시예의 주요부를 나타내는 종단면도이다.

본 발명은, 액조 내에 항온액이 순환적으로 흐르는 순환유로와, 상기 순환유로 내에 설치되고 내부를 약액이 흐르는 전열튜브를 설치하고, 상기 전열튜브를 통해 상기 약액과 항온액을 열교환시킴으로써 상기 약액을 온도조절하는 온도조절장치에 관한 것이다.

종래부터, 대상물을 일정 온도로 유지하기 위한 액조를 구비한 온도조절장치가 널리 이용되고, 최근에는, 이들 액조에 펠티에 효과에 의해 온도조절하는 서모모듈을 구비한 열교환기도 이용되고 있다(예를 들면 특허문헌1 참조). 이 서모모듈을 이용한 열교환기에서는, 전류의 공급방향을 변경하는 것만으로 가열과 냉각을 행할 수 있으므로, 온도의 제어가 간이하며 소형으로 되어, 소형의 액조에 특히 적합하다.

상기 특허문헌1에 기재된 온도조절장치는, 서모모듈을 구비한 열교환기에 의해 조내에 충전된 열교환 매체액의 온도조절을 행하는 액조와, 상기 액조 내에 설치된 코일 튜브를 구비하고, 상기 코일 튜브의 내부를 흐르는 약액을 상기 열교환 매체액과 열교환시켜서 온도조절하고, 저부에 교반자를 설치해서 열교환 매체액을 교반하여, 액온의 항온화를 꾀하고 있다.

그러나, 상기 온도조절장치에서는, 코일 튜브를 열교환 매체액이 충전된 온액조 내에 침지해서 열교환 매체액을 교반자로 교반하고 있는 것뿐이며, 코일 튜브의 내부를 흐르는 약액과 열교환 매체액의 열교환은 효율적인 것은 아니다.

또한, 상기 서모모듈을 구비한 열교환기에 의해 조내의 액의 온도조절을 행 하는 온도조절장치에 있어서, 상기 액을 저장하는 외부조와, 상기 외부조의 내부에 간극을 통해 설치되고, 측벽에 외부조로부터 상기 액이 유입하는 유로를 갖는 동시에, 저부의 중앙에 뚫린 구멍을 갖는 내부조와, 상기 내부조 내의 상기 액에 침지된 온도조절 대상인 약액을 수용한 용기와, 상기 외부조와 내부조간의 저부 중앙에 배치된 회전날개에 의해, 내부조의 저부의 뚫린 구멍으로부터 유입된 상기 액을 내외부조의 측벽간을 통해 그 상방으로 도입하는 교반기를 구비하고, 상기 열교환기에 있어서의 서모모듈을 상기 외부조의 측벽 외면에 장착하고, 액온을 검지하는 온도센서의 출력에 기초해서 내외부조 사이를 흐르는 상기 액을 설정된 온도로 제어하는 온도조절장치는, 예를 들면 특허문헌2에 나타내는 것처럼 종래 공지이다.

그러나, 이 온도조절장치는 온도조절 대상인 약액을 수용한 용기를 내부조 내에 수용하고, 내부조 내의 온도조절된 액으로부터 용기를 통해 약액에 전열하고 있기 때문에, 약액의 온도의 안정까지 시간이 걸린다는 문제가 있었다.

[특허문헌1] 일본 특허공개 2000-75935호 공보

[특허문헌2] 일본 특허공개 2005-127608호 공보

본 발명은, 종래의 온도조절장치에 있어서의 이러한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 그 기술적 과제는 온도조절된 항온액과 온도조절 대상인 약액을 스페이스 절약화로 효율적으로 열교환할 수 있어, 약액의 온도조정 및 항온화를 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있는 온도조절장치를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는, 유로길이가 긴 스페이스 절약화의 순 환유로를 액조 내에 간단하게 설치할 수 있도록 한 온도조절장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 온도조절장치는, 액조 내에 항온액이 순환적으로 흐르는 순환유로와, 상기 순환유로 내에 설치되고 내부를 약액이 흐르는 전열튜브를 설치하고, 상기 전열튜브를 통해 상기 약액과 항온액을 열교환시킴으로써 상기 약액을 온도조절하는 온도조절장치에 있어서, 상기 순환유로가 상기 액조의 중심축선의 주위에 복수의 다른 직경의 차폐통을 동심상으로 배치함으로써 분할된 동심의 층상을 이루는 복수의 공간부에 의해 형성되고, 이들 공간부는 내외 이웃하는 공간부끼리가 교대로 반대측의 축방향단에서 연통됨과 아울러, 최내측의 공간부와 최외측의 공간부가 액조의 저벽을 따라 넓어지는 연통유로에 의해 서로 연통되어 있고, 상기 전열튜브는, 약액이 유입하는 유입측 튜브단 및 유출되는 유출측 튜브단과, 이들 튜브단간에 늘어서 있는 나선상의 전열 코일부를 갖고 있고, 이 전열 코일부가 상기 공간부 내에 동심상으로 수용되어 있고, 상기 액조의 저부중앙 위치에 상기 순환유로를 따라 항온액을 순환시키기 위한 펌프가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 복수의 차폐통 중 일부가 상기 액조에 부착됨과 아울러, 나머지가 상기 액조의 상부를 덮는 개폐 가능한 상부 덮개에 부착되고, 또한 상기 상부 덮개에는 상기 전열튜브가 부착되어 있는 것이다.

구체적으로는, 상기 액조의 내부에 상기 액조의 저벽과의 사이에 상기 연통 유로를 구획 형성하는 원환상의 차폐판이 설치되고, 또한 상기 복수의 차폐통이 작은 직경의 내부 차폐통과 큰 직경의 외부 차폐통과 중간 직경의 중부 차폐통으로 이루어져 있고, 이 중 내부 차폐통과 외부 차폐통이 상기 차폐판의 내주부와 외주부에 상향으로 부착되고, 나머지 상기 중부 차폐통이 상기 상부 덮개에 하향으로 부착되어 상기 내부 차폐통과 외부 차폐통 사이에 개재되어 있는 구성으로 할 수 있다.

이 경우에, 상기 순환유로는 상기 액조의 측벽과 상기 외부 차폐통 사이의 공간부, 상기 외부 차폐통과 상기 중부 차폐통 사이의 공간부, 상기 중부 차폐통과 상기 내부 차폐통 사이의 공간부, 상기 내부 차폐통의 내부의 공간부, 및 상기 연통유로에 의해 형성된다.

본 발명에 있어서는, 상기 전열튜브가 동심상으로 위치하고 직경이 다른 복수의 전열 코일부를 갖고 있고, 이들 복수의 전열 코일부가 상기 순환유로에 있어서의 복수의 공간부 내에 각각 수용되어 있어도 좋다.

혹은, 가장 내측에 위치하는 상기 차폐통 내에, 상기 차폐통 내면과의 사이에 항온액의 유통용 간극을 유지해서 상기 약액이 수용된 용기를 배치하고, 상기 전열튜브의 상기 유입측 튜브단을 상기 용기 내의 약액 중에 침지하는 위치까지 연장 시킬 수도 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 액조가 상기 항온액의 온도를 조절하기 위한 열교환기를 갖고 있는 것이 바람직하다.

상기 구성을 갖는 온도조절장치에 의하면, 액조 내에 직경이 다른 복수의 차 폐통을 동심상으로 배치함으로써 순환유로를 형성하고 있으므로, 상기 액조 내의 한정된 공간 내에 유로길이가 긴 열교환을 위한 상기 순환유로를 간단하게 형성하는 것이 가능하다. 또한, 이 구성과 상기 액조가 상기 항온액을 상기 순환유로를 따라 순환시키는 펌프를 구비하고 있는 것이 관계되어, 이 순환유로 내의 전열튜브의 주위를 흐르는 항온액의 유속을 적절하게 빠르게 하는 것이 가능해지고, 이 결과, 전열튜브 내를 흐르는 약액과 스페이스 절약화로 효율적으로 열교환하는 것이 가능하여, 약액의 온도조정 및 항온화를 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있다.

이렇게, 본 발명에 의하면, 온도조절된 항온액과 온도조절 대상인 약액을 스페이스 절약화로 효율적으로 열교환할 수 있어, 약액의 온도조정 및 항온화를 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있고, 유로길이가 긴 스페이스 절약화의 순환유로를 액조 내에 간단하게 설치할 수 있다.

이하에, 본 발명에 따른 온도조절장치를 도면에 나타내는 실시예에 기초해서 상세하게 설명한다.

도 1~도 4는, 본 발명에 따른 온도조절장치의 제1실시예를 나타내는 것이다. 이 온도조절장치(1)는, 서모모듈(31)을 구비한 열교환기(30)에 의해 조내의 항온액의 온도조절을 행하는 액조(3)와, 상기 액조(3) 내에 설치된 상기 항온액을 위한 순환유로(4)와, 상기 순환유로(4) 내에 설치된 나선상의 전열 코일부(5a, 5b)를 갖는 전열튜브(5)와, 상기 액조(3)를 수용한 케이싱(2)과, 상기 액조(3)의 저벽(3a)의 중앙에 설치한 상기 항온액을 상기 순환유로(4)를 따라 순환시키기 위한 펌프(21)를 구비하고 있다.

또한, 도 1에 있어서는, 전열튜브(5)의 내부를 흐르는 약액의 흐름의 방향을 단선의 화살표로 나타내고, 순환유로에 있어서의 순환 항온액의 흐름을 아우트라인의 화살표로 나타내고 있다. 전열튜브(5)의 내부에 흘리는 약액으로서는, 예를 들면 MO-CVD(유기금속 기상성장법)장치의 약액 등이 있지만, 그것에 한정되는 것은 아니다.

상기 온도조절장치(1)에 대해서 더욱 상세하게 서술한다. 도 1, 도 3 및 도 4에 나타내는 것처럼, 상기 액조(3)는 상방이 개방되는 저부를 갖는 원통상을 이루고 있고, 상기 케이싱(2) 내에 유지되어 있으며, 상기 케이싱(2)의 상벽부(2a)에는 상부 덮개(11)가 착탈 가능하게 부착되어 있다.

상기 전열튜브(5)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 것처럼, 내외 동심상으로 위치하고 서로 직경이 다른 2개의 나선상을 한 상기 전열 코일부(5a, 5b)와, 작은 직경을 이루는 내측의 전열 코일부(5a)의 상단에 연통해서 약액이 유입하는 유입측 튜브단(5c)과, 큰 직경을 이루는 외측의 전열 코일부(5b)의 상단에 연통해서 약액이 유출되는 유출측 튜부단(5d)을 갖고 있다. 상기 2개의 전열 코일부(5a와 5b)는, 이들의 하단부끼리가 서로 연통하고 있다.

또한, 상기 튜브단(5c, 5d)은 직선상을 하고 있고, 상기 상부 덮개(11)를 관통해서 그 상방으로 돌출되어 있고, 이들 튜브단(5c, 5d)에 의해 상기 전열튜브(5)가 상기 상부 덮개(11)에 부착되어 있다.

상기 열교환기(30)는, 펠티에 효과에 의해 온도조절하는 상기 서모모듈(31)과, 상기 액조(3)의 측벽(3b)을 통해서 열을 공급하는 전열판(33)과, 내부를 냉각 수 등이 흐르는 방열부(32)를 적층해서 구성되어 있다. 또한, 상기 액조(3)의 저벽(3a)에는, 상기 액조(3) 내의 액온을 검지하는 온도센서(36)가 설치되어 있고, 상기 서모모듈(31)과 이 온도센서(36)가 상기 온도센서(36)의 출력에 기초해서 액조(3) 내의 액온을 소정의 설정 온도로 제어하는 도시하지 않은 제어장치에 접속되어 있다.

그리고, 상기 열교환기(30), 온도센서(36), 및 서모모듈(31)의 제어장치가 상기 액조(3) 내의 항온액의 온도를 조절하는 온도조절 수단을 구성하고 있다.

상기 열교환기(30)에 있어서의 서모모듈(31)은, 이 실시예에서는 액조(3)의 측벽(3b)의 외면에 4개 장착되고, 이들은 상기 측벽(3b) 상하방향의 거의 전체에 걸쳐서 연장되어 있지만, 이 장착 형태는, 온도조절 조건에 따라 적당하게 설정할 수 있는 것이다.

상기 순환유로(4)는, 도 1에 나타내는 것처럼, 동심상으로 위치하는 제1~제4의 복수의 공간부(8a~8d)에 의해 형성되어 있다. 즉, 상기 액조(3)의 내부를 중심축선(L)의 주위에 동심상으로 위치하는 복수의 다른 직경의 차폐통(7a~7c)으로 분할함으로써, 동심상 또한 내외 다층상으로 위치하는 상기 복수의 공간부(8a~8d)를 형성하고, 내외 이웃하는 공간부끼리를 교대로 반대측의 축방향단에서 서로 연통 시킴과 아울러, 상기 액조(3)의 중앙을 중심축선(L)을 따라 연장되는 최내측의 제1공간부(8a)의 하단부와, 최외측의 제4공간부(8d)의 하단부를 액조(3)의 저벽(3a)을 따라 전체 둘레방향으로 넓어지는 연통유로(13)로 서로 연통시킴으로써, 1개의 연속하는 유로로서 형성되어 있다. 그리고, 상기 복수의 공간부(8a~8d) 중, 중간에 위치하는 제2 및 제3공간부(8b, 8c) 내에 상기 전열튜브(5)의 2개의 전열 코일부(5a 및 5b)가 각각 또한 동심상으로 수용되어 있다.

상기 공간부(8b 및 8c) 내에 수용된 상기 전열 코일부(5a 및 5b)와, 상기 공간부(8b 및 8c)를 구성하는 차폐통(7a, 7b) 및 차폐통(7b, 7c)의 각 벽면 사이에는, 각각 거의 일정한 간극이 유지되어 있다. 이들 간극의 크기는, 상기 간극을 통해 흐르는 항온액의 유속에 영향을 미치고, 또한 상기 전열 코일부(5a, 5b)의 주위를 흐르는 항온액의 유속은 전열 성능에 영향을 주므로, 상기 펌프(21)에 의해 발생하는 유량과 상기 간극의 관계를 고려해서, 전열 코일부(5a, 5b)의 주위를 흐르는 항온액의 유속이 소정의 유속이 되도록, 상기 공간부(8a~8d)를 구성하는 벽면간의 거리나, 상기 전열튜브(5)의 관 직경, 상기 간극의 크기 등을 적당하게 설정할 필요가 있다.

또한, 상기 복수의 차폐통(7a~7c)은, 도시한 예에서는, 작은 직경의 내부 차폐통(7a) 및 큰 직경의 외부 차폐통(7c)과, 이들 차폐통(7a와 7c) 사이에 개재하는 중간 직경의 중부 차폐통(7b)이다. 이 중 상기 내부 차폐통(7a)과 외부 차폐통(7c)은, 도 1, 도 3, 도 4에 나타내는 것처럼, 상기 액조(3)의 저벽(3a)과의 사이에 일정한 간격을 유지해서 설치된 원환상의 차폐판(12)상에 부착되어 상향으로 연장되고, 이들의 상단부는 액조(3) 내에 항온액의 액체 표면하에서 개방되어 있다. 또한, 나머지 상기 중부 차폐통(7b)은, 상기 액조(3)의 상부 덮개(11)에 일체적으로 부착되어 하향으로 연장되고, 그 하단부는 상기 차폐판(12)의 약간 상방의 위치에서 개방되어 있다.

상기 차폐판(12)은, 중앙에 개구(12a)를 갖는 원환상의 것으로, 상기 저벽(3a)과의 사이에 상기 연통유로(13)를 구획 형성하는 것이며, 이 차폐판(12)의 내주연과 외주연에 상기 내부 차폐통(7a)과 외부 차폐통(7c)이 각각 설치되어 있다.

그리고, 상기 순환유로(4)가 상기 차폐판(12)과 액조(3)의 저벽(3a) 사이의 상기 연통유로(13), 상기 외부 차폐통(7c)과 액조(3)의 측벽(3b) 사이의 상기 제4공간부(8d), 상기 외부 차폐통(7c)과 상기 중부 차폐통(7b) 사이의 상기 제3공간부(8c), 상기 중부 차폐통(7b)과 상기 내부 차폐통(7a) 사이의 상기 제2공간부(8b), 상기 내부 차폐통(7a)의 내부의 상기 제1공간부(8a)에 의해 형성되어 있다.

상기 펌프(21)는, 상기 액조(3)의 저부 중앙에 있어서의 상기 차폐판(12)의 중앙의 개구(12a)의 하방으로 위치시킨 회전날개(22)를 갖고 있다. 상기 펌프(21)는, 상기 회전날개(22)에 의해, 상기 내부 차폐통(7a)의 내부의 공간부(8a)로부터 상기 차폐판(12)의 중앙의 개구(12a)를 통해서 간극(13)으로 유하하는 항온액을 상기 차폐판(12)과 액조(3)의 저벽(3a) 사이의 상기 연통유로(13)를 향해서 유출시키는 것이다. 그 항온액류는 최외측에 위치하는 상기 외부 차폐통(7c)과 액조(3)의 측벽(3b) 사이의 제4공간부(8d)를 통해서 상방으로 도입되고, 이 차폐통(7c)의 상단으로부터 상기 제3공간부(8c)를 하강하고, 상기 중부 차폐통(7b)의 하단을 우회해서 제2공간부(8b)에 이르고, 상기 제2공간부(8b)를 통해서 상방으로 도입된 후, 내부 차폐통(7a)의 상단을 우회해서 상기 내부 차폐통(7a)의 내측의 제1공간부(8a) 로 도입되고, 다시 상기 펌프(21)에 의해 간극(13)으로 송출된다.

상기 전열튜브(5)는 상술한 바와 같이, 약액이 유출입하는 상기 양 튜브단(5c, 5d)에 의해 상부 덮개(11)에 부착된 것이지만, 그 때, 대소 2개의 전열 코일부(5a 및 5b)는, 상기 상부 덮개(11)에 부착된 상기 차폐통(7b)을 사이에 두고 상기 차폐통(7b)의 내측과 외측에 위치하고, 상기 차폐통(7b)과 평행하게 연장되어 있다.

그 때문에, 상기 상부 덮개(11)를 상기 액조(3)에 부착하는 것만으로, 상기액조(3) 내에 설치된 차폐통(7a,7c)과 상기 상부 덮개(11)에 부착된 차폐통(7b)에 의해, 층상으로 늘어서 있던 복수의 공간부(8a~8d)를 형성할 수 있는 동시에, 상기 전열튜브(5)의 나선상의 전열 코일부(5a, 5b)를 층상의 공간부(8b, 8c)에 수용할 수 있다.

도 5는, 본 발명에 따른 온도조절장치의 제2실시예를 나타내는 것이다. 이 제2실시예의 온도조절장치(1B)에서는, 차폐판(12)의 내주부에 부착한 최내측의 차폐통(7a) 내에, 상기 차폐통(7a)의 내면과의 사이에 간극을 두고, 약액(38)을 수용한 용기(37)을 배치하고, 이 용기(37)로부터 약액을 전열튜브(5)에 공급하도록 하고 있다.

즉, 상기 액조(3)의 상부 덮개(11)에는, 상기 용기(37)가 통과하는 관통구멍(39)이 형성되어 있고, 상기 용기(37)가 이 관통구멍(39)을 통하여 그 하단이 상기 차폐통(7a) 내의 하단 부근까지 도달하도록 삽입되고, 그 삽입 상태에서, 상기 용기(37)의 상단이 상기 상부 덮개(11)의 상방의 대기측으로 개방되도록 하고 있 다.

상기 전열튜브(5)의 상기 상부 덮개(11)에 부착된 양 튜브단(5c, 5d) 중, 약액이 유입하는 측의 튜브단(5c)에는, 흡입용 튜브(5e)가 연장 설치되고, 이 튜브(5e)의 선단이 상기 용기(37) 내의 약액(38)에 침지되어 있다. 또한 약액이 유출 되는 측의 튜브단(5d)은, 약액을 흡인하는 펌프(41)를 구비한 배관에 접속되어 있다.

이 제2실시예의 경우, 상기 차폐통(7a) 내에 수용된 용기(37) 내의 약액을 예비 온도조절할 수 있기 때문에, 더욱 효율이 좋은 온도관리가 가능해진다.

또한, 이 제2실시예의 그 밖의 구성 및 작용은, 도 1에 나타내는 제1실시예의 경우와 실질적으로 다른 것이 없으므로, 도면의 대응 개소에 동일한 부호를 붙이고, 이들의 상세한 설명은 생략한다.

도 6은, 본 발명의 온도조절장치의 제3실시예를 나타내는 것이다. 이 제3실시예의 온도조절장치(1C)는, 상기 제1실시예와 마찬가지로, 액조(3) 내에 복수의 차폐통(7a~7c)에 의해 층상을 이루는 복수의 공간부(8a~8d)를 형성하고, 이들 공간부(8a~8d)와 연통유로(13)에 의해 순환유로(4)를 형성한 것이지만, 전열튜브(5)의 구성이 제1실시예와 상위하고 있다.

즉, 상기 제1실시예에서는, 전열튜브(5)가 나선상을 한 대소 2개의 전열 코일부(5a, 5b)를 갖고 있는 것에 대해, 이 제3실시예에 있어서의 전열튜브(5)는, 나선상을 한 단일의 전열 코일부(5f)를 갖을 뿐이다. 이 전열 코일부(5f)는, 상기 제1실시예의 전열튜브(5)에 있어서의 2개의 전열 코일부(5a, 5b) 중 큰 직경의 전열 코일부(5b)에 상당하는 것이며, 이 때문에 이 전열 코일부(5f)는, 상부 덮개(11)에 부착된 중부 차폐통(7b)의 외측의 제3공간부(8c) 내에 수용되어 있다.

또한, 상기 전열튜브(5)의 약액이 유입하는 유입측 튜브단(5c)은, 상기 전열 코일부(5f)의 하단부에 접속되고, 제2공간부(8b) 내를 통해서 상부 덮개(11)로부터 상방으로 돌출되어 있다. 한편, 약액이 유출되는 유출측 튜브단(5d)은, 상기 전열 코일부(5f)의 상단부에 접속되고, 제3공간부(8c) 내를 통해서 상부 덮개(11)로부터 상방으로 돌출되어 있다.

이 제3실시예의 경우, 상기 전열튜브(5)의 전열 코일부(5f)는 1층이기 때문에, 제1실시예의 경우에 비하면 전열 면적이 적어지지만, 액조(3) 내에 형성되는 순환유로(4)가 제1실시예의 경우와 같기 때문에, 요구되는 온도조절 능력에 따라 공통의 장치를 이용할 수 있다.

또한, 상기 제3실시예의 그 밖의 구성 및 작용은, 도 1에 나타내는 제1실시예의 경우와 실시적으로 다른 것이 없으므로, 도면의 대응 개소에 동일한 부호를 붙이고, 이들의 상세한 설명은 생략한다.

도 7은, 본 발명에 따른 온도조절장치의 제4실시예를 나타내는 것이다. 이 제4실시예의 온도조절장치(1D)는, 전열튜브(5)가 나선상을 한 단일의 전열 코일부(5g)를 갖는 것으로, 이 점에서는 상기 제3실시예와 구성이 비슷하지만, 이 전열 코일부(5g)는, 제3실시예의 전열 코일부(5f)보다 작은 직경이며, 상기 제1실시예의 전열튜브(5)에 있어서의 작은 직경의 전열 코일부(5a)에 상당하는 것이다. 따라서 이 전열 코일부(5g)는, 상부 덮개(11)에 부착된 중부 차폐통(7b)의 내측의 제2공간 부(8b) 내에 수용되어 있다.

또한, 상기 전열튜브(5)의 약액이 유입하는 유입측 튜브단(5c)은, 상기 전열 코일부(5g)의 하단부에 접속되고, 제3공간부(8c) 내를 통해서 상부 덮개(11)로부터 상방으로 돌출되어 있다. 한편, 약액이 유출되는 유출측 튜브단(5d)은, 상기 전열 코일부(5g)의 상단부에 접속되고, 제2공간부(8b) 내를 통해서 상부 덮개(11)로부터 상방으로 돌출되어 있다.

상기 제4실시예의 다른 구성 및 작용은, 도 6에 나타내는 제3실시예와 같기 때문에, 도면의 대응 개소에 동일한 부호를 붙이고, 이들의 상세한 설명은 생략한다.

상기 구성을 갖는 온도조절장치(1)는, 액조(3) 내에 직경이 다른 복수의 차폐통(7a~7c)을 동심상으로 배치함으로써 상기 순환유로(4)를 형성하고 있으므로, 상기 액조(3) 내의 한정된 공간 내에 유로길이가 긴 열교환을 위한 상기 순환유로(4)를 간단하게 형성할 수 있다. 또한, 이 구성과, 상기 액조(3)가 상기 항온액을 상기 순환유로(4)를 따라 순환시키는 펌프(21)를 구비하고 있는 것이 관계되어, 이 순환유로(4) 내의 전열튜브(5)의 주위를 흐르는 항온액의 유속을 적절하게 빠르게 하는 것이 가능해지고, 이 결과, 전열튜브(5) 내를 흐르는 약액과 스페이스 절약화로 효율적으로 열교환하는 것이 가능하여, 약액의 온도조정 및 항온화를 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있다.

또한, 상기 복수의 차폐통(7a~7c) 중 일부를 상기 액조(3)에 부착함과 아울러, 나머지를 상부 덮개(11)에 부착하고, 상기 상부 덮개(11)에 상기 전열튜브(5) 를 더 부착함으로써, 이 상부 덮개(11)를 상기 액조(3)에 부착하는 것만으로, 상기 공간부(8a~8d)에 의한 순환유로(4)를 간단하게 형성할 수 있는 동시에, 소정의 공간부 내에 상기 전열튜브(5)를 수용할 수 있다.

이상에 있어서, 본 발명의 온도조절장치의 실시예에 대해서 상세한 서술했지만, 본 발명은, 여기에서 설명한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위에 기재된 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위에서, 설계에 있어서 여러가지 변경을 할 수 있는 것이다.

예를 들면, 상기 제1~제4실시예에서는, 전열튜브(5)를 1개 또는 2개의 나선상의 전열 코일부를 갖는 것으로 하고 있지만, 3개이상의 전열 코일부를 갖는 것으로 할 수도 있다.

또한 전열튜브(5)가 3층이상의 전열 코일부를 갖는 경우에는, 상기 액조 내에 설치되는 차폐통 및 / 또는 상기 상부 덮개에 부착되는 차폐통의 수를 늘려서 공간부의 수를 늘림으로써, 증가분의 전열 코일부를 수용할 수 있다.

상기 구성을 갖는 온도조절장치는, 액조 내에 직경이 다른 복수의 차폐통을 동심상으로 배치함으로써 상기 순환유로를 형성하고 있으므로, 상기 액조 내의 한정된 공간 내에 유로길이가 긴 열교환을 위한 상기 순환유로를 간단하게 형성할 수 있다. 또한, 이 구성과, 상기 액조가 상기 항온액을 상기 순환유로를 따라 순환시키는 펌프를 구비하고 있는 것이 관계되어, 이 순환유로 내의 전열튜브의 주위를 흐르는 항온액의 유속을 적절하게 빠르게 하는 것이 가능해지고, 이 결과, 전열튜 브 내를 흐르는 약액과 스페이스 절약화로 효율적으로 열교환하는 것이 가능하여, 약액의 온도조정 및 항온화를 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있다.

Claims

액조 내에 항온액이 순환적으로 흐르는 순환유로와, 상기 순환유로 내에 설치되고 내부를 약액이 흐르는 전열튜브를 설치하고, 상기 전열튜브를 통해 상기 약액과 항온액을 열교환시킴으로써 상기 약액을 온도조절하는 온도조절장치에 있어서,

상기 순환유로가 상기 액조의 중심축선의 주위에 복수의 다른 직경의 차폐통을 동심상으로 배치함으로써 분할된 동심의 층상을 이루는 복수의 공간부에 의해 형성되고, 이들 공간부는 내외 이웃하는 공간부끼리가 교대로 반대측의 축방향단에서 연통됨과 아울러, 최내측의 공간부와 최외측의 공간부가 액조의 저벽을 따라 넓어지는 연통유로에 의해 서로 연통되어 있고,

상기 전열튜브는 약액이 유입하는 유입측 튜브단 및 유출되는 유출측 튜브단과, 이들 튜브단간에 늘어서 있는 나선상의 전열 코일부를 갖고 있고, 이 전열 코일부가 상기 공간부 내에 동심상으로 수용되어 있고,

상기 액조의 저부 중앙위치에 상기 순환유로를 따라 항온액을 순환시키기 위한 펌프가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 온도조절장치.
제 1항에 있어서, 상기 복수의 차폐통 중 일부가 상기 액조에 부착됨과 아울러, 나머지가 상기 액조의 상부를 덮는 개폐 가능한 상부 덮개에 부착되고, 또한, 상기 상부 덮개에는 상기 전열튜브가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 온도조절 장치.
제 2항에 있어서, 상기 액조의 내부에 상기 액조의 저벽과의 사이에 상기 연통유로를 구획 형성하는 원환상의 차폐판이 설치되고,

또한, 상기 복수의 차폐통이 작은 직경의 내부 차폐통과 큰 직경의 외부 차폐통과 중간 직경의 중부 차폐통으로 이루어져 있고, 이 중 내부 차폐통과 외부 차폐통이 상기 차폐판의 내주부와 외주부에 상향으로 부착되고, 나머지 상기 중부 차폐통이 상기 상부 덮개에 하향으로 부착되어 상기 내부 차폐통과 외부 차폐통 사이에 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 온도조절장치.
제 3항에 있어서, 상기 순환유로가 상기 액조의 측벽과 상기 외부 차폐통 사이의 공간부, 상기 외부 차폐통과 상기 중부 차폐통 사이의 공간부, 상기 중부 차폐통과 상기 내부 차폐통 사이의 공간부, 상기 내부 차폐통의 내부의 공간부, 및 상기 연통유로에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 온도조절장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전열튜브가 동심상으로 위치하고 직경이 다른 복수의 전열 코일부를 갖고 있고, 이들 복수의 전열 코일부가 상기 순환유로에 있어서의 복수의 공간부 내에 각각 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 온도조절장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 가장 내측에 위치하는 상기 차폐통 내에 상기 차폐통 내면과의 사이에 항온액의 유통용 간극을 유지해서 상기 약액이 수용된 용기를 배치하고, 상기 전열튜브의 상기 유입측 튜브단을 상기 용기 내의 약액 중에 침지하는 위치까지 연장시킨 것을 특징으로 하는 온도조절장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액조가 상기 항온액의 온도를 조절하기 위한 열교환기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 온도조절장치.