KR20000001084U

KR20000001084U - Centrifuge with thermoelectric element

Info

Publication number: KR20000001084U
Application number: KR2019980010704U
Authority: KR
Inventors: 윤경주
Original assignee: 윤경주, 김재석; 주식회사 비전과학
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1998-06-19
Publication date: 2000-01-15

Abstract

본 고안은 용기를 고속으로 회전시켜 현탁액의 침전속도를 증가시키는 원심분리기에 관한 것으로, 특히 원심분리기를 감싸는 챔버의 내부온도를 열전소자를 이용해 조절하는 열전소자가 부착된 원심분리기에 관한 것으로서, 본 고안에 의한 열전소자가 부착된 원심분리기는 종래에 사용되던 압축기, 응축기, 그리고 증발관등의 부피가 크고, 구성상 복잡한 구성요소를 사용하지 않고, 부피가 작고 구동하기 편리한 열전소자를 사용함으로써 원심분리기의 구성을 단순화 할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다. 그리고 냉매사이클에 의한 챔버의 냉각과정이 아니므로 냉매를 주기적으로 교환해주어야 하는 번거러움을 해소할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.The present invention relates to a centrifuge that rotates the vessel at high speed to increase the settling speed of the suspension, and more particularly, to a centrifuge with a thermoelectric element for controlling the internal temperature of the chamber surrounding the centrifuge using a thermoelectric element. The centrifugal separator with a thermoelectric element according to the present invention is a centrifugal separator using a thermoelectric element that is small in volume and convenient to operate, without using bulky, constitutively complicated components such as a compressor, a condenser, and an evaporation tube, which are conventionally used. There is an outstanding effect that can simplify the configuration. And because it is not a cooling process of the chamber by the refrigerant cycle has an excellent effect that can solve the hassle of having to replace the refrigerant periodically.

Description

Centrifuge with thermoelectric element

본 고안은 용기를 고속으로 회전시켜 현탁액의 침전속도를 증가시키는 원심분리기에 관한 것으로, 특히 원심분리기를 감싸는 챔버의 내부온도를 열전소자를 이용해 조절하는 열전소자가 부착된 원심분리기에 관한 것이다.The present invention relates to a centrifuge that rotates the container at high speed to increase the settling speed of the suspension, and more particularly, to a centrifuge with a thermoelectric element for controlling the internal temperature of the chamber surrounding the centrifuge using a thermoelectric element.

종래기술에 의한 원심분리기는 도 1에 도시한 바와같이 샘플용기가 안착되는 다수개의 안착부(11)가 형성되어 있으며 후술되는 모터의 회전력을 전달받아 연동회전하는 로터(10)와, 구동전원을 인가받아 회전력을 발생하는 모터(23)와, 상기 모터(23)에서 발생되는 회전력을 상기 로터(10)에 전달해주는 동력전달부(24)와, 상기 로터(10)를 일정간격을 두고 감싸는 챔버(5)와, 상기 챔버(5)를 냉각시키기 위한 냉각수단과, 상기 챔버(5)의 온도를 상승시키는 도시하지 않은 히터로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the centrifugal separator according to the related art has a plurality of seating parts 11 on which a sample container is mounted, and receives a rotational force of a motor to be described later, and a rotor 10 and a driving power source. The motor 23 is applied to generate a rotational force, the power transmission unit 24 for transmitting the rotational force generated from the motor 23 to the rotor 10, and the chamber surrounding the rotor 10 at a predetermined interval (5), cooling means for cooling the said chamber (5), and the heater which is not shown in figure which raises the temperature of the said chamber (5).

상기 냉각수단은 상기 챔버(5)의 둘레를 감싸고, 내측으로는 저온저압의 액냉매가 흐르게 되어 상기 챔버(5)를 냉각하는 증발관(3)과, 상기 증발관(3) 및 도시되지 않은 액분리기를 통해 인가되는 저온저압의 기체냉매를 압축시켜 고온고압의 기체냉매로 변환하는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)에서 출력되는 고온고압의 기체냉매를 응축시켜 상온고압의 액냉매로 변환하는 응축기(2)와, 상기 응축기(2)와 증발관(3)사이에 설치되어 상기 응축기(2)에서 출력되는 상온고압의 액냉매를 단열팽창시켜 저온저압의 액체냉매로 변환시키는 도시되지 않은 모세관으로 구성되어 있다.The cooling means surrounds the circumference of the chamber 5, and the liquid refrigerant of low temperature and low pressure flows inside, and the evaporation tube 3 for cooling the chamber 5, the evaporation tube 3, and not shown. Compressor (1) for compressing the low-temperature low-pressure gas refrigerant applied through the liquid separator to convert to a high-temperature high-pressure gas refrigerant, and the high-temperature, high-pressure gas refrigerant from the compressor (1) to condense the liquid refrigerant at room temperature and high pressure It is installed between the condenser (2) and the condenser (2) and the evaporation pipe (3) to convert the liquid refrigerant of normal temperature and high pressure output from the condenser (2) and is not shown to convert into a liquid refrigerant of low temperature and low pressure. Not composed of capillaries.

상기와 같은 구성을 가지는 종래의 원심분리기는 미도시된 구동스위치가 온동작되면 로터(10)가 회전하게 되고, 이에 따라 안착부(11)에 안착된 샘플용기에 담겨있는 현탁액은 침전속도가 증가되어 용기 하측에는 비중이 큰 물질이 위치하며, 나머지 부분에는 위로 갈수록 비중이 작은 물질이 놓여지게 되어 원심분리과정이 이루어진다.In the conventional centrifuge having the above configuration, the rotor 10 rotates when the driving switch is not shown, and the suspension contained in the sample container seated in the seating portion 11 increases in the settling speed. As a result, a material having a higher specific gravity is located at the bottom of the container, and a material having a smaller specific gravity is placed at the upper part of the container, thereby performing a centrifugal separation process.

그리고, 미도시된 온도센서에 의해 챔버(5)내부의 온도를 감지하여 상기 냉각수단과 히터의 동작이 제어되어 상기 챔버(5)의 내부의 온도를 일정온도로 유지시키므로써 원심분리과정이 원할하게 이루어 질 수 있도록 하였다.In addition, by sensing the temperature inside the chamber 5 by a temperature sensor (not shown), the operation of the cooling means and the heater is controlled to maintain the temperature inside the chamber 5 at a constant temperature so that the centrifugal separation process is smoothly performed. It could be done.

그러나, 상술한 종래의 원심분리기는 냉각수단의 구성에 있어서 압축기, 응축기, 및 증발기 등의 부피가 큰 구성요소들로 구성되므로 써 원심분리기의 부피가 커지게 되다. 그리고, 냉방효율을 높이기 위해 주기적으로 냉매를 재충전해야 하는 번거러움이 있었다.However, the above-described conventional centrifuge is composed of bulky components such as a compressor, a condenser, and an evaporator in the configuration of the cooling means, thereby increasing the volume of the centrifuge. In addition, there is a need to periodically recharge the refrigerant to increase the cooling efficiency.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 고안의 목적은 원심분리기의 부피를 소형화할 수 있으며, 주기적인 냉매의 교체가 필요없는 열전소자가 부착된 원심분리기를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a centrifuge with a thermoelectric element that can reduce the volume of the centrifuge and does not require periodic refrigerant replacement. have.

도 1은 종래의 기술에 의한 원심분리기의 구성을 나타내는 개략사시도,1 is a schematic perspective view showing the configuration of a centrifugal separator according to the prior art,

도 2는 본 고안의 일실시예에 의한 열전소자가 부착된 원심분리기의 구성을 나타내는 개략사시도,Figure 2 is a schematic perspective view showing the configuration of a centrifugal separator with a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention,

도 3은 도 2의 원심분리기의 온도제어블록도.3 is a temperature control block diagram of the centrifuge of FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 로터 23 : 모터10: rotor 23: motor

25 : 챔버 26 : 열전소자25 chamber 26 thermoelectric element

28 : 방열팬 100 : 온도감지부28: heat radiating fan 100: temperature detection unit

110 : 키조작부 200 : 마이컴110: key control unit 200: microcomputer

210 : 전원공급부 300 : 열전소자구동부210: power supply unit 300: thermoelectric element driving unit

310 : 방열팬구동부310: heat dissipation fan drive unit

상기의 목적을 달성하기 위해 본 고안의 열전소자가 부착된 원심분리기는 샘플용기가 안착되는 다수개의 안착부가 형성되어 있으며 모터의 회전력을 전달받아 연동회전하는 로터와, 상기 로터를 일정간격을 두고 감싸는 챔버가 구비된 원심분리기에 있어서, 상기 챔버의 둘레를 냉각시키기위해 상기 챔버의 둘레에 다수개 설치되는 열전소자와, 상기 열전소자의 방열판측으로부터 발생되는 열을 냉각시키도록 상기 열전소자의 방열판측 각각에 설치되는 방열팬과, 상기 챔버내부의 온도를 감지하여 상기 열전소자 및 방열팬의 구동을 제어하는 온도제어수단이 추가로 구비되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a centrifuge having a thermoelectric device according to the present invention has a plurality of seating parts on which a sample container is seated, and a rotor for interlocking rotation by receiving a rotational force of a motor, and wrapping the rotor at a predetermined interval. A centrifuge having a chamber, wherein a plurality of thermoelectric elements are installed around the chamber to cool the circumference of the chamber, and the heat sink side of the thermoelectric element to cool the heat generated from the heat sink side of the thermoelectric element. A heat dissipation fan is installed in each, and the temperature control means for sensing the temperature in the chamber to control the operation of the thermoelectric element and the heat dissipation fan is characterized in that it is further provided.

이하, 본 고안의 일실시예에 의한 열전소자가 부착된 원심분리기에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a centrifuge having a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 고안의 일실시예에 의한 열전소자가 부착된 원심분리기의 구성을 나타내는 개략사시도이고, 도 3은 도 2의 원심분리기의 온도제어블록도로서, 종래와 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 붙이고 중복된 설명은 생략한다.Figure 2 is a schematic perspective view showing the configuration of a centrifugal separator with a thermoelectric element according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a temperature control block diagram of the centrifuge of Figure 2, the same reference numerals for the same parts as in the prior art And duplicate descriptions are omitted.

본 발명에 의한 열전소자가 부착된 원심분리기는 모터(23), 동력전달부(24), 로터(10), 챔버(25), 열전소자(26), 방열팬(28), 그리고 온도제어수단으로 구성되어 있다.The centrifugal separator with a thermoelectric element according to the present invention includes a motor 23, a power transmission unit 24, a rotor 10, a chamber 25, a thermoelectric element 26, a heat radiating fan 28, and a temperature control means. It consists of.

상기 챔버(25)는 상기 로터(10)를 인정간격을 두고 감싸고 있으며, 그 형태는 상, 하부가 개구된 상자형태이며, 형태는 상, 하부가 개구된 형태이면 얼마든지 변형이 가능하다.The chamber 25 surrounds the rotor 10 at a recognized interval, and the shape of the chamber 25 is a box shape of which the upper and lower portions are opened, and the shape of the chamber 25 can be deformed as long as the upper and lower portions are opened.

그리고, 상기 열전소자(26)는 구동전원을 인가받아 흡열작용을 하는 반도체소자로서, 상기 챔버(25)의 둘레에 다수 개 설치되어 상기 챔버(25)를 냉각시키는 역할을 하며, 일측에는 흡열작용을 하는 흡열부가 형성되어 있고, 타측에는 발열을 하는 발열부가 형성되는 동시에 그 발열부에 열을 발산하는 방열판(27)이 일체형으로 부착되어 있다.In addition, the thermoelectric element 26 is a semiconductor element that is endothermic by receiving a driving power, and a plurality of thermoelectric elements are installed around the chamber 25 to cool the chamber 25, and at one side of the thermoelectric element 26. A heat absorbing portion for forming heat is formed, and a heat generating portion for generating heat is formed on the other side, and a heat sink 27 for dissipating heat is integrally attached to the heat generating portion.

또한, 상기 방열팬(28)은 상기 열전소자(26)의 방열판(27)에 각각 부착설치되어 상기 방열판(28)으로 바람을 불어주므로 써 발산되는 열을 냉각시키는 역할을 한다.In addition, the heat dissipation fan 28 is attached to the heat dissipation plate 27 of the thermoelectric element 26, respectively, and serves to cool the heat dissipated by blowing wind to the heat dissipation plate 28.

그리고, 상기 온도제어수단은 도 3에 도시한 바와같이 상기 챔버(25)의 온도를 감지하는 센서인 온도감지부(100)와, 사용자의 설정에 의해 키조작신호를 출력하는 키조작부(110)와, 상기 키조작부(110)에서 키조작신호를 인가받아 온도 등의 동작조건이 설정되고, 상기 온도감지부(100)에서 온도감지신호를 입력받아 챔버내의 온도를 인식하고 이에 상응하는 제어신호를 출력하는 마이컴(200)과, 상기 마이컴(200)에서 출력되는 제어신호를 인가받아 스위칭동작되어 상기 열전소자(26)에 인가되는 구동전원을 단속하는 열전소자구동부(300)와, 상기 마이컴(200)에서 출력되는 제어신호를 인가받아 스위칭동작되어 방열팬(28)으로 인가되는 구동전원을 단속하는 방열팬구동부(310)와, 상기 마이컴(200), 열전소자구동부(300), 그리고, 방열팬구동부(310)에 구동전원을 공급하는 전원공급부(210)로 이루어져 있다.And, the temperature control means is a temperature sensing unit 100 that is a sensor for sensing the temperature of the chamber 25, as shown in Figure 3, and a key operation unit 110 for outputting a key operation signal by the user's setting And, the key operation unit 110 receives the key operation signal, the operating conditions such as temperature is set, the temperature sensing unit 100 receives the temperature detection signal to recognize the temperature in the chamber and corresponding control signal A microcomputer 200 for outputting, a thermoelectric device driving unit 300 for controlling a driving power applied to the thermoelectric element 26 by being switched by receiving a control signal output from the microcomputer 200, and the microcomputer 200 The heat dissipation fan driver 310 for controlling the driving power applied to the heat dissipation fan 28 by receiving a control signal output from the heat dissipation fan, the microcomputer 200, the thermoelectric element driver 300, and the heat dissipation fan. Drive power to the driving unit 310 It consists of a power supply 210 for supplying.

상기와 같이 구성된 본 고안의 일실시 예에 의한 열전소자가 부착된 원심분리기의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the centrifuge with a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

동작설명을 위한 초기조건으로서, 로터(10)의 안착부(11)에 현탄액이 담긴 샘플용기가 안착된 상태라고 가정한다.As an initial condition for describing the operation, it is assumed that the sample container containing the suspension liquid is seated in the seating portion 11 of the rotor 10.

먼저, 도시하지 않은 구동키를 온동작시키면, 모터(23)는 회전하기 시작하고, 이에따라, 로터(10)는 동력전달부(24)를 통해 모터(23)로부터 회전력을 전달받아 회전하며, 상기 샘플용기에 담긴 현탄액은 원심력에 의해 침강속도가 증가되어 원리분리과정이 진행된다.First, when the driving key (not shown) is turned on, the motor 23 starts to rotate, and accordingly, the rotor 10 rotates by receiving rotational force from the motor 23 through the power transmission unit 24. The suspension in the sample container increases the sedimentation rate due to centrifugal force and proceeds with the principle separation process.

상기 원심분리과정에서는 사용자가 설정한 일정온도가 유지되며, 이에 대한 동작과정을 설명하기로한다.In the centrifugation process, a predetermined temperature maintained by the user is maintained, and an operation process thereof will be described.

먼저, 키조작부(110)를 통해 사용자가 원하는 온도를 설정하면, 마이컴(200)은 온도감지부(100)로부터 챔버(25)내의 온도를 감지하고, 이에따라 상기 설정된 온도와 감지된 온도를 비교하여, 감지된 온도가 설정된 온도이하이면, 열전소자구동부(300)에 이에 상응하는 제어신호를 출력하여 상기 열전소자(26)에 인가되는 구동전원을 차단하고, 반면에, 상기 감지된 온도가 설정온도보다 크면, 이에상응하는 제어신호를 열전소자구동부(300)에 출력하여 상기 열전소자(26)에 구동전원을 인가시켜 열전소자(26)를 구동시킨다.First, when the user sets the desired temperature through the key control unit 110, the microcomputer 200 detects the temperature in the chamber 25 from the temperature sensor 100, and accordingly compares the set temperature and the detected temperature When the sensed temperature is less than or equal to the set temperature, the control signal corresponding to the thermoelectric element driver 300 is output to cut off the driving power applied to the thermoelectric element 26, while the sensed temperature is set to the set temperature. If larger, the corresponding control signal is output to the thermoelectric element driver 300 to apply the driving power to the thermoelectric element 26 to drive the thermoelectric element 26.

이에따라, 상기 열전소자(26)는 흡열작용을 하여 챔버(25)를 일정온도로 유지시키게 된다. 또한, 방열팬(28)은 로터(10)가 회전하기 시작하면 구동되어 상기 열전소자(26)의 방열판(27)으로부터 발산되는 열을 냉각시키게 된다.Accordingly, the thermoelectric element 26 is endothermic to maintain the chamber 25 at a constant temperature. In addition, the heat radiating fan 28 is driven when the rotor 10 starts to rotate to cool the heat dissipated from the heat dissipation plate 27 of the thermoelectric element 26.

한편, 상기의 실시 예에서는 열전소자만을 이용하여 챔버 내의 온도를 조절하였으나 보다 정밀한 온도제어를 위해 히터를 부가할 수 있다.Meanwhile, in the above embodiment, the temperature in the chamber is adjusted using only the thermoelectric element, but a heater may be added for more precise temperature control.

상술한 바와 같이 본 고안에 의한 열전소자가 부착된 원심분리기는 종래에 사용되던 압축기, 응축기, 그리고 증발관등의 부피가 크고, 구성상 복잡한 구성요소를 사용하지 않고, 부피가 작고 구동하기 편리한 열전소자를 사용함으로써 원심분리기의 구성을 단순화 할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.As described above, the centrifugal separator with a thermoelectric device according to the present invention has a large volume, such as a compressor, a condenser, and an evaporation tube, which are conventionally used, and does not use components that are complicated in structure, and is small in volume and convenient to operate. By using it has an excellent effect that can simplify the configuration of the centrifuge.

또다른 효과는 냉매사이클에 의한 챔버의 냉각과정이 아니므로 냉매를 주기적으로 교환해주어야 하는 번거러 움을 해소할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.Another effect is that it is not a cooling process of the chamber by the refrigerant cycle, so there is an excellent effect of eliminating the need to periodically change the refrigerant.

Claims

In the centrifuge having a plurality of seating portion is formed seating the sample container and receiving a rotational force of the motor and the chamber for interlocking rotation, and the chamber surrounding the rotor at a predetermined interval, to cool the circumference of the chamber A plurality of thermoelectric elements installed around the chamber, a heat dissipation fan installed on each of the heat sink side of the thermoelectric element to cool heat generated from the heat sink side of the thermoelectric element, and a temperature inside the chamber to sense the temperature And a temperature control means for controlling the driving of the device and the heat dissipation fan.

According to claim 1, wherein the temperature control means is a temperature sensing unit for sensing the temperature of the chamber, a key operation unit for outputting a key operation signal according to the user's settings, the key operation signal is applied to the key operation signal, etc. The operating condition is set, the temperature sensing unit receives a temperature sensing signal to recognize the temperature in the chamber and outputs a control signal corresponding to the microcomputer, and the switching operation is applied to the control signal output from the microcomputer The thermoelectric element driver comprises a thermoelectric element driver for controlling the driving power applied to the device, and a heat dissipation fan driver for controlling the driving power applied to the radiating fan by being switched by receiving the control signal output from the microcomputer. Centrifuge.