JP2002318212A - Sample cooling method and sample cooling system - Google Patents

Sample cooling method and sample cooling system

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JP2002318212A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the cooling efficiency by speedily discharging a coolant in the initial stages of cooling in which most of the coolant is vaporized at a sample cooling part and improve the cost efficiency by saving the consumption of the coolant in the stationary stage of cooling in which the endothermic amount of the coolant is reduced at the sample cooling part. SOLUTION: In this sample cooling system including the sample cooling part 30, a coolant supplying path 20 for supplying the sample cooling part 30 with the liquefied coolant, and a coolant discharge path 40 for discharging the coolant supplied for the sample cooling part 30, the coolant discharge path 40 is constituted of a first coolant discharge path 41 provided with a solenoid value 43 for conducting or interrupting the coolant and a second coolant discharge path 42 for discharging the coolant.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、熱分析装置にお
ける試料の冷却に好適な試料冷却方法および試料冷却ユ
ニットに関する。
The present invention relates to a sample cooling method and a sample cooling unit suitable for cooling a sample in a thermal analyzer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、熱分析装置などに組み込まれる試
料冷却ユニットとして、液体窒素(LN)等の液化冷
却媒体を用いた図4に示すごとき構造のものが知られて
いる。同図に示す試料冷却ユニット200は、供給タン
ク201に貯留してある液体窒素(液化冷却媒体)を、
冷媒供給経路202を介し試料冷却部203に供給し
て、この試料冷却部203を冷却する。試料冷却部20
3は、試料保持容器204の周囲に設けられ、内部が中
空となっている。この中空部203aに冷媒供給経路2
02から液体窒素が供給される。また、試料冷却部20
3には、冷媒排出経路205が連通しており、試料冷却
部203で吸熱した冷却媒体を、この冷媒排出経路20
5を通して試料冷却部203から排出する構成を備えて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a sample cooling unit incorporated in a thermal analyzer or the like, one having a structure as shown in FIG. 4 using a liquefied cooling medium such as liquid nitrogen (LN 2 ) is known. The sample cooling unit 200 shown in FIG. 3 uses liquid nitrogen (liquefied cooling medium) stored in the supply tank 201,
The sample cooling unit 203 is supplied to the sample cooling unit 203 through the coolant supply path 202 and is cooled. Sample cooling unit 20
Reference numeral 3 is provided around the sample holding container 204, and the inside is hollow. In this hollow portion 203a, the refrigerant supply path 2
Liquid nitrogen is supplied from 02. Also, the sample cooling unit 20
3 is connected to a refrigerant discharge path 205, and the cooling medium absorbed by the sample cooling unit 203 is passed through the refrigerant discharge path 20.
5 to discharge from the sample cooling unit 203.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】さて、上述した試料冷
却システムを熱分析装置に利用する場合、次のような課
題があった。すなわち、通常、熱分析装置の測定開始直
後は試料保持容器204が室温になっていることが多
く、その周囲に設けた試料冷却部203も、液体窒素の
供給前は同様に室温となっている。そこへ供給タンク2
01から液体窒素が供給されると、液体窒素は一瞬にし
て気化し、窒素ガスが試料冷却部203の中空部203
a内に充満することになる。気化した窒素ガスは体積が
きわめて大きくなるため、冷媒排出経路205からの排
出に時間がかかる。そして、試料冷却部203の中空部
203a内に窒素ガスが充満した状態においては、液体
窒素の供給が阻害されてしまう。その結果、冷却初期段
階において、試料冷却部203を所望の温度まで冷却す
るための時間が長くなり、このことが測定作業を遅延さ
せる一因となっていた。
When the above-described sample cooling system is used for a thermal analyzer, there are the following problems. That is, usually, immediately after the start of measurement by the thermal analyzer, the sample holding container 204 is often at room temperature, and the sample cooling unit 203 provided therearound is also at room temperature before the supply of liquid nitrogen. . Supply tank 2 there
When liquid nitrogen is supplied from step 01, liquid nitrogen is vaporized instantaneously, and nitrogen gas is supplied to the hollow portion 203 of the sample cooling section 203.
a. Since the vaporized nitrogen gas has an extremely large volume, it takes time to discharge the refrigerant from the refrigerant discharge path 205. When the hollow portion 203a of the sample cooling unit 203 is filled with the nitrogen gas, the supply of the liquid nitrogen is hindered. As a result, in the initial stage of cooling, the time for cooling the sample cooling unit 203 to a desired temperature becomes longer, which has been a factor that delays the measurement operation.

【0004】冷却初期段階において、試料冷却部203
の中空部203aに充満する窒素ガスを速やかに排出し
て、液体窒素の供給効率を向上させるためには、冷媒排
出経路205を構成する配管の口径を太くすればよい。
In the initial stage of cooling, the sample cooling section 203
In order to quickly discharge the nitrogen gas filling the hollow portion 203a and improve the supply efficiency of the liquid nitrogen, the diameter of the pipe constituting the refrigerant discharge path 205 may be increased.

【0005】一方、試料冷却部203が充分に冷却され
て定常冷却段階に入ると、液体窒素は中空部203a内
での吸熱量が減少するため、気化せずに極低温を維持す
ることになる。このように気化していない液体窒素は、
できるだけ長い時間、試料冷却部203の中空部203
a内に滞留させておく方が、液体窒素の消費量を節約す
る上で好ましい。
On the other hand, when the sample cooling unit 203 is sufficiently cooled and enters a steady cooling stage, the amount of heat absorbed by the liquid nitrogen in the hollow portion 203a is reduced, so that the cryogenic temperature is maintained without vaporization. . Liquid nitrogen that has not been vaporized in this way
The hollow part 203 of the sample cooling part 203
It is preferable to keep the liquid nitrogen in a in order to save the consumption of liquid nitrogen.

【0006】しかしながら、上述のごとく冷媒排出経路
205を構成する配管の口径を太くした場合は、単位時
間あたりの液体窒素排出量が大きくなるので、試料冷却
部203の中空部203a内に液体窒素を滞留させてお
く時間が短くなり、その結果、液体窒素の消費量が多く
不経済となる課題があった。
However, as described above, when the diameter of the pipe constituting the refrigerant discharge path 205 is increased, the amount of liquid nitrogen discharged per unit time increases, so that liquid nitrogen is introduced into the hollow portion 203a of the sample cooling section 203. There has been a problem that the time for which the liquid nitrogen is kept is short, and as a result, the consumption of liquid nitrogen is large and uneconomical.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は上述した事情に
鑑みてなされたもので、請求項1の発明は、試料冷却部
に冷媒供給経路を介して液化した冷却媒体を供給すると
ともに、試料冷却部に供給された冷却媒体を冷媒排出経
路を介して排出する試料冷却方法において、試料の冷却
期間を、少なくとも冷媒排出経路に気化した冷却媒体が
排出されてくる冷却初期段階と、冷媒排出経路に液化し
た冷却媒体が排出されてくる定常冷却段階とに区分し、
冷却初期段階では、定常冷却段階に比べ、試料冷却部か
ら排出される冷却媒体の排出量を多くすることを特徴と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an invention according to claim 1 is to supply a liquefied cooling medium to a sample cooling unit via a refrigerant supply path, In a sample cooling method for discharging a cooling medium supplied to a cooling unit via a refrigerant discharge path, a cooling period of the sample is set at least in an initial cooling stage in which the vaporized cooling medium is discharged to the refrigerant discharge path, and a refrigerant discharge path. Into a steady cooling stage in which the liquefied cooling medium is discharged,
In the cooling initial stage, the amount of the cooling medium discharged from the sample cooling unit is increased compared to the steady cooling stage.

【0008】この発明によれば、冷却初期段階では、定
常冷却段階に比べ、試料冷却部から排出される冷却媒体
の排出量が多くなるように構成したので、試料冷却部に
おいて冷却媒体の多くが気化してしまう冷却初期段階
は、迅速に冷却媒体を排出して冷却効率を向上させるこ
とができる。一方、試料冷却部における冷却媒体の吸熱
量が減少した定常冷却段階では、冷却初期段階に比べて
試料冷却部から排出される冷却媒体の排出量が少なくな
るので、試料冷却部での冷却媒体の滞留時間が長くな
り、その結果、冷却媒体の消費量を節約して経済性の向
上を図ることができる。
According to the present invention, the amount of the cooling medium discharged from the sample cooling unit is configured to be larger in the initial cooling stage than in the steady cooling stage. In the initial stage of cooling, which evaporates, the cooling medium can be quickly discharged to improve the cooling efficiency. On the other hand, in the steady cooling stage in which the amount of heat absorbed by the cooling medium in the sample cooling unit is reduced, the amount of the cooling medium discharged from the sample cooling unit is smaller than in the initial cooling stage. The residence time is prolonged, and as a result, the consumption of the cooling medium can be saved and the economic efficiency can be improved.

【0009】請求項2の発明は、試料冷却部と、この試
料冷却部に液化した冷却媒体を供給する冷媒供給経路
と、試料冷却部に供給された冷却媒体を排出する冷媒排
出経路とを含む試料冷却システムにおいて、冷媒排出経
路は、冷却媒体を導通または遮断する開閉手段を備えた
第1の冷媒排出経路と、冷却媒体を排出する第2の冷媒
排出経路と、を含むことを特徴とする。
The invention of claim 2 includes a sample cooling section, a refrigerant supply path for supplying a liquefied cooling medium to the sample cooling section, and a refrigerant discharge path for discharging the cooling medium supplied to the sample cooling section. In the sample cooling system, the refrigerant discharge path includes a first refrigerant discharge path provided with opening / closing means for conducting or blocking the cooling medium, and a second refrigerant discharge path for discharging the cooling medium. .

【0010】したがって、例えば、冷却初期段階におい
て、開閉手段を開放して第1の冷媒排出経路からも冷却
媒体を排出するようにすれば、複数の冷媒排出経路(第
1,第2の冷媒排出経路)から冷却媒体が排出されてそ
の排出量が多くなり、それに伴って試料冷却部への新た
な冷却媒体の供給量を増加させることができるので、冷
却効率が向上する。
Therefore, for example, in the initial stage of cooling, if the opening / closing means is opened to discharge the cooling medium also from the first refrigerant discharge path, a plurality of refrigerant discharge paths (first and second refrigerant discharge paths) can be provided. The cooling medium is discharged from the path, and the amount of the discharged cooling medium is increased, and accordingly, the supply amount of the new cooling medium to the sample cooling unit can be increased, so that the cooling efficiency is improved.

【0011】一方、定常冷却段階においては、開閉手段
を閉塞し、冷却媒体を第2の冷媒排出経路からのみ排出
するようにすれば、冷却媒体の排出量が抑制されて試料
冷却部での冷却媒体の滞留時間を長くすることができ、
その結果、冷却媒体の消費量を節約して経済性の向上を
図ることができる。
On the other hand, in the steady cooling stage, if the opening / closing means is closed and the cooling medium is discharged only from the second refrigerant discharge path, the discharge amount of the cooling medium is suppressed and the cooling in the sample cooling section is performed. The residence time of the medium can be extended,
As a result, the consumption of the cooling medium can be saved, and the economic efficiency can be improved.

【0012】ここで、第1,第2の冷媒排出経路は配管
により構成し、さらに第1の冷媒排出経路は、少なくと
も第2の冷媒排出経路に比べ大きな内径を有し、且つ経
路長さの短い配管で構成することが好ましい(請求項
3)。このように構成することで、第1の冷媒排出経路
は流路抵抗が減少するので、この第1の冷媒排出経路が
開いている間は、多量の冷却媒体を速やかに排出して冷
却効率を一層向上させることが可能となる。
Here, the first and second refrigerant discharge paths are constituted by pipes, and the first refrigerant discharge path has at least an inner diameter larger than that of the second refrigerant discharge path and has a path length. It is preferable to use a short pipe (claim 3). With this configuration, the first refrigerant discharge path has a reduced flow path resistance. Therefore, while the first refrigerant discharge path is open, a large amount of the cooling medium is quickly discharged to reduce the cooling efficiency. It is possible to further improve.

【0013】さて、試料冷却部と、この試料冷却部に液
化した冷却媒体を供給する冷媒供給経路と、試料冷却部
に供給された冷却媒体を排出する冷媒排出経路とを含む
試料冷却システムにおいて、冷媒供給経路の流路抵抗が
大きく試料冷却部に至るまでの距離が長い場合や、試料
冷却部での流路抵抗が大きい場合などにあっては、供給
される冷却媒体の流動速度が遅くなり、そのため冷媒供
給経路の途中で冷却媒体が周囲の熱を吸熱して気化する
ことがある。
In a sample cooling system including a sample cooling unit, a refrigerant supply path for supplying a liquefied cooling medium to the sample cooling unit, and a refrigerant discharge path for discharging the cooling medium supplied to the sample cooling unit, When the flow path resistance of the coolant supply path is large and the distance to the sample cooling section is long, or when the flow path resistance in the sample cooling section is large, the flow speed of the supplied cooling medium decreases. Therefore, the cooling medium may vaporize by absorbing the surrounding heat in the middle of the refrigerant supply path.

【0014】このように冷媒供給経路の途中で気化した
冷却媒体は体積がきわめて大きくなり、上流側から続い
て送られてくる冷却媒体の円滑な流れを阻害するおそれ
がある。
[0014] The cooling medium vaporized in the middle of the cooling medium supply path has an extremely large volume, which may obstruct the smooth flow of the cooling medium subsequently sent from the upstream side.

【0015】そこで、請求項4の発明にあっては、冷媒
供給経路に、気化した冷却媒体が排出されるガス抜き経
路を分岐して備える構成として、冷媒供給経路内で気化
した冷却媒体をこのガス抜き経路から速やかに排出し
て、冷媒供給経路での冷却媒体の円滑な流れを確保する
ようにして、冷却効率の向上を図っている。
Therefore, in the invention according to claim 4, the refrigerant supply path is provided with a degassing path for discharging the vaporized cooling medium, and the vaporized cooling medium in the refrigerant supply path is connected to the refrigerant supply path. The cooling efficiency is improved by quickly discharging the cooling medium from the gas supply path to ensure a smooth flow of the cooling medium in the refrigerant supply path.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。図1はこの発明の
第1実施形態に係る試料冷却システムの全体構成を示す
模式図である。試料冷却システム1は、熱分析装置に組
み込まれ測定対象となる試料を所望の温度に冷却するも
ので、冷却媒体供給源としての供給タンク10と、冷媒
供給経路20と、冷媒供給経路20を介して送られてき
た冷却媒体により試料を冷却する試料冷却部30と、試
料冷却部30から冷却媒体を排出す冷媒排出経路40と
を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a sample cooling system according to a first embodiment of the present invention. The sample cooling system 1 is incorporated in a thermal analyzer and cools a sample to be measured to a desired temperature. The sample cooling system 1 includes a supply tank 10 as a cooling medium supply source, a refrigerant supply path 20, and a refrigerant supply path 20. The cooling unit 30 includes a sample cooling unit 30 that cools the sample with the cooling medium sent thereto, and a refrigerant discharge path 40 that discharges the cooling medium from the sample cooling unit 30.

【0017】供給タンク10には、液体窒素(LN
等の液化冷却媒体が封入されている。この供給タンク1
0は、その内圧が調節可能となっており、本実施形態に
あっては、0.14MPa程度に設定されている。この
内圧調整は、例えば、供給タンク10の内部にヒータを
内臓し、そのヒータへの印可電圧を制御すること等によ
り行うことができる。この供給タンク10の容量は任意
であるが、例えば、液体窒素を充填したものであれば、
100リットル程度の容量のものが既に市販されてい
る。
The supply tank 10 contains liquid nitrogen (LN 2 )
And the like. This supply tank 1
0 indicates that the internal pressure can be adjusted, and is set to about 0.14 MPa in the present embodiment. This internal pressure adjustment can be performed by, for example, incorporating a heater inside the supply tank 10 and controlling the applied voltage to the heater. The capacity of the supply tank 10 is arbitrary. For example, if the tank is filled with liquid nitrogen,
Those having a capacity of about 100 liters are already commercially available.

【0018】冷媒供給経路20は、金属(例えば、ステ
ンレス)パイプ等からなる配管で構成してあり、この冷
媒供給経路20の途中には電磁弁21が設けられてい
る。配管の外周は、テフロン(登録商標)材料等の断熱
材で被覆してある。冷媒供給経路20を形成する配管の
口径は任意であるが、本実施形態にあっては、例えば、
口径8mm程度に設定してある。
The coolant supply path 20 is constituted by a pipe made of a metal (for example, stainless steel) pipe or the like, and an electromagnetic valve 21 is provided in the middle of the coolant supply path 20. The outer periphery of the pipe is covered with a heat insulating material such as Teflon (registered trademark) material. Although the diameter of the pipe forming the refrigerant supply path 20 is arbitrary, in the present embodiment, for example,
The diameter is set to about 8 mm.

【0019】試料冷却部30は、その内部に中空部31
が形成してあり、この中空部31に冷媒供給経路20を
介して供給されてくる冷却媒体が充填可能となってい
る。この試料冷却部30は、熱分析装置50に設けられ
た試料装着部51の周囲に設置してあり、試料装着部5
1に装着された試料を周囲から冷却する。なお、52
は、試料装着部51を加熱する加熱ヒータである。
The sample cooling unit 30 has a hollow portion 31 inside.
Is formed, and the hollow portion 31 can be filled with a cooling medium supplied through the refrigerant supply path 20. The sample cooling section 30 is installed around a sample mounting section 51 provided in the thermal analyzer 50,
The sample mounted on 1 is cooled from the surroundings. Note that 52
Is a heater for heating the sample mounting section 51.

【0020】中空部31には、液化冷却媒体が満たされ
る所定の高さ位置にレベルスイッチ32が設けてあり、
このレベルスイッチ32により、中空部31内に充填さ
れた液化冷却媒体の液面レベルが検出可能となってい
る。
In the hollow portion 31, a level switch 32 is provided at a predetermined height position where the liquefied cooling medium is filled.
With this level switch 32, the liquid level of the liquefied cooling medium filled in the hollow portion 31 can be detected.

【0021】冷媒排出経路40は、第1の冷媒排出経路
41と、この第1の冷媒排出経路41から分岐して設け
た第2の冷媒排出経路42とで構成されている。第1の
冷媒排出経路41および第2の冷媒排出経路42は、と
もに金属(例えば、ステンレス)パイプ等からなる配管
で構成してある。そして、第1の冷媒排出経路41は、
第2の冷媒排出経路42に比べ、大きな内径を有し、そ
の長さが短く設定されている。例えば、本実施形態にお
いては、第1の冷媒排出経路41が少なくとも8mm以
上の口径に設定してあり、一方、第2の冷媒排出経路4
2は、4mm乃至6mm程度に設定してある。なお、こ
れら各冷媒排出経路41,42を構成する配管の外周
は、テフロン材料等の断熱材で被覆してある。
The refrigerant discharge path 40 is composed of a first refrigerant discharge path 41 and a second refrigerant discharge path 42 branched from the first refrigerant discharge path 41. Each of the first refrigerant discharge path 41 and the second refrigerant discharge path 42 is configured by a pipe made of a metal (for example, stainless steel) pipe or the like. And the first refrigerant discharge path 41 is:
It has a larger inner diameter and a shorter length than the second refrigerant discharge path 42. For example, in the present embodiment, the first refrigerant discharge path 41 is set to have a diameter of at least 8 mm or more, while the second refrigerant discharge path 4
2 is set to about 4 mm to 6 mm. In addition, the outer periphery of the piping constituting each of the refrigerant discharge paths 41 and 42 is covered with a heat insulating material such as a Teflon material.

【0022】また、第1の冷媒排出経路41には、第2
の冷媒排出経路42との分岐点41aより下流側に、開
閉手段としての電磁弁43が設けてあり、この電磁弁4
3の開閉操作によって冷却媒体を導通または遮断する。
The first refrigerant discharge path 41 has a second
An electromagnetic valve 43 as an opening / closing means is provided downstream of a branch point 41a with respect to the refrigerant discharge path 42.
The opening / closing operation of 3 turns on / off the cooling medium.

【0023】次に、図1および図2に基づいて、試料冷
却システム1による試料の冷却動作を詳細に説明する。
まず、熱分析装置50による試料の熱分析が開始される
と、冷媒供給経路20および冷媒排出経路40の各電磁
弁21,43が開放され、供給タンク10から冷媒供給
経路20を介して試料冷却部30に冷却媒体が供給され
るとともに、試料冷却部30から第1の冷媒排出経路4
1および第2の冷媒排出経路42を介して冷却媒体が排
出される(図1参照)。
Next, the operation of cooling the sample by the sample cooling system 1 will be described in detail with reference to FIGS.
First, when the thermal analysis of the sample by the thermal analyzer 50 is started, the solenoid valves 21 and 43 of the refrigerant supply path 20 and the refrigerant discharge path 40 are opened, and the sample is cooled from the supply tank 10 through the refrigerant supply path 20. The cooling medium is supplied to the sample cooling section 30 and the first coolant discharge path 4
The cooling medium is discharged via the first and second refrigerant discharge paths 42 (see FIG. 1).

【0024】この冷却初期段階においては、冷媒供給経
路20および試料冷却部30が室温になっていることが
多く、そこへ供給タンク10から液化冷却媒体が供給さ
れると、その液化冷却媒体は一瞬にして気化して試料冷
却部30の中空部31内に充満することになる。気化し
た冷却媒体は体積がきわめて大きくなるが、本実施形態
の試料冷却システム1では、第1の冷媒排出経路41が
充分に大きな口径の配管により形成されおり、しかもそ
の経路長さが短いので流路抵抗が小さく、気化して体積
が増大した冷却媒体をも速やかに試料冷却部から排出す
ることができる。
In the initial stage of cooling, the coolant supply path 20 and the sample cooling section 30 are often at room temperature, and when the liquefied cooling medium is supplied thereto from the supply tank 10, the liquefied cooling medium is instantaneously cooled. Then, the inside of the hollow portion 31 of the sample cooling unit 30 is filled. Although the volume of the vaporized cooling medium becomes extremely large, in the sample cooling system 1 of the present embodiment, the first refrigerant discharge path 41 is formed by a pipe having a sufficiently large diameter, and the path length is short because the path length is short. The cooling medium having a small path resistance and having increased volume due to vaporization can be quickly discharged from the sample cooling section.

【0025】このように試料冷却部30からの冷却媒体
排出動作が速やかに実行されれば、供給タンク10から
の液化冷却媒体の供給も滞ることなく実行され、その結
果、試料冷却部30を短時間で所望の温度に冷却するこ
とができる。
If the operation of discharging the cooling medium from the sample cooling unit 30 is performed promptly as described above, the supply of the liquefied cooling medium from the supply tank 10 is also performed without delay, and as a result, the sample cooling unit 30 is shortened. It can be cooled to a desired temperature in a time.

【0026】試料冷却部30が充分に冷却された後は、
液化冷却媒体が気化することなく試料冷却部30の中空
部31内に満たされることになる。そして、所定の高さ
まで液化冷却媒体が充填されたことをレベルセンサ32
が検知すると、定常冷却段階に移行して、その検知信号
に基づき電磁弁43が閉じられる(図2参照)。
After the sample cooling unit 30 is sufficiently cooled,
The liquefied cooling medium is filled in the hollow portion 31 of the sample cooling unit 30 without being vaporized. The level sensor 32 indicates that the liquefied cooling medium has been filled to a predetermined height.
Is detected, the process proceeds to the steady cooling stage, and the electromagnetic valve 43 is closed based on the detection signal (see FIG. 2).

【0027】電磁弁43が閉じられた後は、冷媒排出経
路40は口径が小さい第2の冷媒排出経路42だけとな
る。したがって、試料冷却部30での液化冷却媒体の滞
留時間が長くなり、その結果、液化冷却媒体の消費量を
節約して経済性の向上を図ることができる。
After the electromagnetic valve 43 is closed, the refrigerant discharge path 40 becomes only the second refrigerant discharge path 42 having a small diameter. Therefore, the residence time of the liquefied cooling medium in the sample cooling unit 30 is prolonged, and as a result, the consumption of the liquefied cooling medium can be saved and the economic efficiency can be improved.

【0028】次に、図3に基づいて、本発明の第2実施
形態について詳細に説明する。この第2実施形態に係る
試料冷却システム100は、熱分析装置の試料装着部を
内包する高真空炉101を周囲から冷却するもので、供
給タンク110に連通する冷媒供給経路120と、この
冷媒供給経路120から連続して形成した試料冷却部1
30と、さらにこの試料冷却部130から連続して形成
した冷媒排出経路140とを備えている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. The sample cooling system 100 according to the second embodiment cools a high vacuum furnace 101 containing a sample mounting portion of a thermal analyzer from the surroundings, and includes a refrigerant supply path 120 communicating with a supply tank 110 and a refrigerant supply path 120. Sample cooling unit 1 formed continuously from path 120
30 and a coolant discharge path 140 formed continuously from the sample cooling unit 130.

【0029】これら冷媒供給経路120、試料冷却部1
30、および冷媒排出経路140は、連続する金属(例
えば、ステンレス)パイプで形成された配管によって形
成されており、その配管経路は流路抵抗が大きい。な
お、試料冷却部130は、高真空炉101に外周に巻回
してある。
The coolant supply path 120 and the sample cooling section 1
30 and the refrigerant discharge path 140 are formed by a pipe formed of a continuous metal (for example, stainless steel) pipe, and the pipe path has a large flow path resistance. The sample cooling unit 130 is wound around the high vacuum furnace 101 on the outer periphery.

【0030】このような構成の試料冷却システム100
にあっては、配管経路の流路抵抗が大きいゆえに、供給
タンク110から供給される冷却媒体の流動性が悪く、
したがって試料冷却部130に到達する前の冷媒供給経
路120内で、液化冷却媒体の一部が気化してしまうこ
とがある。
The sample cooling system 100 having such a configuration is described.
In the above, the flow resistance of the cooling medium supplied from the supply tank 110 is poor because the flow path resistance of the piping path is large,
Therefore, a part of the liquefied cooling medium may be vaporized in the coolant supply path 120 before reaching the sample cooling unit 130.

【0031】冷媒供給経路120内で冷却媒体が気化す
ると、その体積が極めて大きくなって経路内の内圧が増
大する。その結果、供給タンク110内の圧力との差圧
が減少して、液化冷却媒体の単位時間あたりの供給量が
著しく減少するおそれがある。
When the cooling medium is vaporized in the refrigerant supply path 120, its volume becomes extremely large and the internal pressure in the path increases. As a result, the pressure difference between the pressure in the supply tank 110 and the supply pressure of the liquefied cooling medium may be significantly reduced.

【0032】そこで、本実施形態の試料冷却システム1
00は、冷媒供給経路120の途中にガス抜き経路15
0を分岐して設けてある。このガス抜き経路150に
は、例えば電磁弁151からなる開閉手段が設けてあ
り、電磁弁151の開閉操作によってガス抜き経路15
0を閉塞または開放できる構成となっている。
Therefore, the sample cooling system 1 of the present embodiment
00 is a degassing path 15 in the middle of the refrigerant supply path 120.
0 is provided in a branched manner. Opening / closing means including, for example, an electromagnetic valve 151 is provided in the gas vent path 150.
0 can be closed or opened.

【0033】特に、冷却初期段階や周囲の温度が高温の
場合等においては、電磁弁151を開きガス抜き経路1
50を開放して、冷媒供給経路120内で気化した冷却
媒体をガス抜き経路150から外部に放出する。これに
より、冷媒供給経路120内の圧力が低下して、液化冷
却媒体を試料冷却部130へと円滑に供給することがで
きる。
In particular, in the initial cooling stage or when the ambient temperature is high, the solenoid valve 151 is opened to open the gas vent path 1.
50 is opened, and the cooling medium vaporized in the coolant supply path 120 is discharged from the gas release path 150 to the outside. As a result, the pressure in the refrigerant supply path 120 decreases, and the liquefied cooling medium can be smoothly supplied to the sample cooling unit 130.

【0034】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は上述した実施形態に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明に係る技術的思
想を逸脱しない範囲であれば、種々の変更が可能である
ことは勿論である。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be made without departing from the technical concept of the present invention described in the appended claims. If it is, various changes are of course possible.

【0035】例えば、上述した第1実施形態において
は、冷媒排出経路40を第1の冷媒排出経路41から第
2の冷媒排出経路42を分岐させた構成としているが、
試料冷却部30に第1の冷媒排出経路41および第2の
冷媒排出経路42を直接連通する構成としてもよい。ま
た、各冷媒排出経路41,42の一方または双方を複数
本備えた構成とすることもできる。さらに、第1実施形
態において、冷媒供給経路20あるいは試料冷却部30
にガス抜き経路を設ける構成としてもよい。
For example, in the first embodiment described above, the refrigerant discharge path 40 is configured such that the second refrigerant discharge path 42 is branched from the first refrigerant discharge path 41.
The first cooling medium discharge path 41 and the second cooling medium discharge path 42 may be directly connected to the sample cooling unit 30. Further, a configuration may be employed in which one or both of the refrigerant discharge paths 41 and 42 are provided in plurality. Further, in the first embodiment, the refrigerant supply path 20 or the sample cooling unit 30
It is good also as a structure which provides a gas venting path | pass in.

【0036】第2実施形態においても、冷媒排出経路1
40を第1実施形態と同様な第1,第2の冷媒排出経路
41,42をもって構成し、さらに第1冷媒排出経路4
1には電磁弁43などの開閉手段を設けた構成としても
よい。さらにまた、供給タンクの内圧を調節したり、あ
るいは各経路に設けた電磁弁の開き量を任意に調整する
ことで、窒素供給量を微調整する構成としてもよい。
Also in the second embodiment, the refrigerant discharge path 1
40 comprises the same first and second refrigerant discharge paths 41 and 42 as in the first embodiment, and further comprises a first refrigerant discharge path 4
1 may be provided with an opening / closing means such as a solenoid valve 43. Furthermore, the internal pressure of the supply tank may be adjusted, or the amount of opening of the solenoid valve provided in each path may be arbitrarily adjusted to finely adjust the nitrogen supply amount.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
試料冷却部において冷却媒体の多くが気化してしまう冷
却初期段階は、迅速に冷却媒体を排出して冷却効率を向
上させるとともに、試料冷却部における冷却媒体の吸熱
量が減少した定常冷却段階では、冷却媒体の消費量を節
約して経済性の向上を図ることができる。
As described above, according to the present invention,
In the initial cooling stage where most of the cooling medium is vaporized in the sample cooling unit, the cooling medium is quickly discharged to improve the cooling efficiency, and in the steady cooling stage where the heat absorption amount of the cooling medium in the sample cooling unit is reduced, The consumption of the cooling medium can be saved, and the economic efficiency can be improved.

【0038】[0038]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1実施形態に係る試料冷却システ
ムの全体構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a sample cooling system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同じく試料冷却システムにおける定常冷却段階
での冷却動作を説明するための模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a cooling operation in a stationary cooling stage in the sample cooling system.

【図3】この発明の第2実施形態に係る試料冷却システ
ムの全体構成を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an entire configuration of a sample cooling system according to a second embodiment of the present invention.

【図4】従来の試料冷却システムの構成を示す模式図で
ある。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional sample cooling system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:試料冷却システム 10:供給タンク 20:冷媒供給経路 21:電磁弁 30:試料冷却部 31:中空部 32:レベルスイッチ 40:冷媒排出経路 41:第1の冷媒排出経路 42:第2の冷媒排出経路 43:電磁弁 50:熱分析装置 100:試料冷却システム 110:供給タンク 120:冷媒供給経路 130:試料冷却部 140:冷媒排出経路 150:ガス抜き経路 151:電磁弁 1: Sample cooling system 10: Supply tank 20: Refrigerant supply path 21: Solenoid valve 30: Sample cooling unit 31: Hollow part 32: Level switch 40: Refrigerant discharge path 41: First refrigerant discharge path 42: Second refrigerant Discharge path 43: Solenoid valve 50: Thermal analyzer 100: Sample cooling system 110: Supply tank 120: Refrigerant supply path 130: Sample cooling section 140: Refrigerant discharge path 150: Degassing path 151: Solenoid valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G040 AB12 CA02 CB03 EA08 EA11 EB02 EC08 EC09 3L044 AA03 BA05 CA11 DB03 FA10 GA01 HA03 JA05 KA04 KA05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G040 AB12 CA02 CB03 EA08 EA11 EB02 EC08 EC09 3L044 AA03 BA05 CA11 DB03 FA10 GA01 HA03 JA05 KA04 KA05

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料冷却部に冷媒供給経路を介して液化
した冷却媒体を供給するとともに、前記試料冷却部に供
給された冷却媒体を冷媒排出経路を介して排出する試料
冷却方法において、 試料の冷却期間を、少なくとも前記冷媒排出経路に気化
した冷却媒体が排出されてくる冷却初期段階と、前記冷
媒排出経路に液化した冷却媒体が排出されてくる定常冷
却段階とに区分し、 前記冷却初期段階では、前記定常冷却段階に比べ、前記
試料冷却部から排出される冷却媒体の排出量を多くする
ことを特徴とする試料冷却方法。
1. A sample cooling method for supplying a liquefied cooling medium to a sample cooling unit via a coolant supply path and discharging the cooling medium supplied to the sample cooling unit via a coolant discharge path. The cooling period is divided into at least an initial cooling stage in which a vaporized cooling medium is discharged to the refrigerant discharge path and a steady cooling stage in which a liquefied cooling medium is discharged to the refrigerant discharge path. In the sample cooling method, the amount of the cooling medium discharged from the sample cooling unit is increased as compared with the steady cooling step.
【請求項2】 試料冷却部と、この試料冷却部に液化し
た冷却媒体を供給する冷媒供給経路と、前記試料冷却部
に供給された冷却媒体を排出する冷媒排出経路とを含む
試料冷却システムにおいて、 前記冷媒排出経路は、冷却媒体を導通または遮断する開
閉手段を備えた第1の冷媒排出経路と、冷却媒体を排出
する第2の冷媒排出経路と、を含むことを特徴とする試
料冷却システム。
2. A sample cooling system comprising a sample cooling section, a refrigerant supply path for supplying a liquefied cooling medium to the sample cooling section, and a refrigerant discharge path for discharging the cooling medium supplied to the sample cooling section. A sample cooling system, wherein the refrigerant discharge path includes a first refrigerant discharge path provided with opening / closing means for conducting or blocking the cooling medium, and a second refrigerant discharge path for discharging the cooling medium. .
【請求項3】 請求項2記載の試料冷却システムにおい
て、 前記第1,第2の冷媒排出経路を配管により構成すると
ともに、前記第1の冷媒排出経路は、少なくとも前記第
2の冷媒排出経路に比べ、大きな内径を有し、且つ経路
長さの短い配管で構成したことを特徴とする試料冷却シ
ステム。
3. The sample cooling system according to claim 2, wherein the first and second refrigerant discharge paths are constituted by pipes, and the first refrigerant discharge path is at least connected to the second refrigerant discharge path. A sample cooling system characterized by comprising a pipe having a larger inner diameter and a shorter path length.
【請求項4】 試料冷却部と、この試料冷却部に液化し
た冷却媒体を供給する冷媒供給経路と、前記試料冷却部
に供給された冷却媒体を排出する冷媒排出経路とを含む
試料冷却システムにおいて、 前記冷媒供給経路は、気化した冷却媒体が排出されるガ
ス抜き経路を分岐して備えることを特徴とする試料冷却
システム。
4. A sample cooling system including a sample cooling unit, a refrigerant supply path for supplying a liquefied cooling medium to the sample cooling unit, and a refrigerant discharge path for discharging the cooling medium supplied to the sample cooling unit. The sample cooling system according to claim 1, wherein the refrigerant supply path is provided by branching a gas release path from which a vaporized cooling medium is discharged.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011083591A1 (en) * 2010-01-06 2011-07-14 住友電装株式会社 Flame resistance test device
JP2014500473A (en) * 2010-12-16 2014-01-09 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード Indirect injection method for managing the supply of chilled liquid to a transport vehicle for the transport of thermal products

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