JP2013183081A - Heat sink for thermoelectric module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱電モジュール用ヒートシンクにおいて熱を放散させる技術に関する。 The present invention relates to a technique for dissipating heat in a heat sink for a thermoelectric module.
熱電モジュールが電子機器などの物体と熱交換をして、その物体を加熱又は冷却することで、その物体の温度を調整する装置において、物体及び熱電モジュールが発した熱を、流れる水や空気などの流体に放散させる技術がある。特許文献1には、デバイスの片側では空冷機構により熱を放散させ、その反対側では熱電モジュールと熱交換を行い、その熱電モジュールの熱を水流機構により放散させる技術が開示されている。
In a device that adjusts the temperature of an object by heating or cooling the object by exchanging heat with the object such as an electronic device, the thermoelectric module converts the heat generated by the object and the thermoelectric module into flowing water, air, etc. There is technology to dissipate in the fluid.
上記のような技術では、例えば、ヒートシンクと呼ばれる部材を流体が通過することで、そのヒートシンクから流体に熱が放散する。この流体は、例えばポンプやファンにより、ヒートシンクを通過するように移動させられている。これらのポンプやファンが故障すると、流体が移動しなくなるため、ヒートシンクに留まっている流体の温度が上昇して熱が放散しにくくなる。その結果、熱電モジュールの温度も上昇して、ついには熱電モジュールが壊れてしまうことになる。 In the above technique, for example, when a fluid passes through a member called a heat sink, heat is dissipated from the heat sink to the fluid. This fluid is moved so as to pass through the heat sink by, for example, a pump or a fan. If these pumps or fans fail, the fluid does not move, so that the temperature of the fluid staying on the heat sink rises and it becomes difficult to dissipate the heat. As a result, the temperature of the thermoelectric module also rises and eventually the thermoelectric module is broken.
また、上記のように熱電モジュールを用いて物体の温度を調整する場合、熱電モジュールは、流される電流の向きによって物体から熱を与えたり(加熱したり)、熱を奪ったり(冷却したり)する。これら加熱及び冷却のいずれの場合も、熱電モジュール自身も発熱するため、流される電流量が同じであれば、物体を冷却するときに物体から奪う熱量に比べて、物体を加熱するときに物体に与える熱量が多くなる。このため、熱電モジュールによる物体の加熱は、物体の冷却に比べて制御することが難しいが、物体の加熱中にヒートシンクが熱を放散させて熱電モジュールを冷却することで、物体に与えられる熱量を少なくして制御しやすくなる場合がある。この場合と、熱電モジュールが物体を冷却する場合とでは、熱電モジュールの温度の上昇を防ぐためにヒートシンクが放散すべき適切な熱量が異なることが多い。 In addition, when the temperature of an object is adjusted using a thermoelectric module as described above, the thermoelectric module gives (heats) or deprives (cools) heat from the object depending on the direction of the flowing current. To do. In both cases of heating and cooling, the thermoelectric module itself generates heat, so if the amount of current that flows is the same, compared to the amount of heat taken away from the object when cooling the object, The amount of heat given increases. For this reason, heating of an object by a thermoelectric module is difficult to control compared to cooling of an object, but the heat sink dissipates heat during heating of the object to cool the thermoelectric module, thereby reducing the amount of heat given to the object. It may be easier to control with less. In this case, the appropriate amount of heat that the heat sink should dissipate in order to prevent an increase in the temperature of the thermoelectric module is often different between the case where the thermoelectric module cools an object.
特許文献1の技術では、水流機構及び空冷機構が備えられているが、熱電モジュールを冷却することができるのは水流機構のみである。このため、その水流機構で上記のような故障があると、熱電モジュールの温度が高くなりすぎて破損してしまうことになる。また、この技術では、水流機構で熱電モジュールを冷却するだけであるため、上述したように物体を加熱するときと冷却するときとでヒートシンクが放散する熱量を異ならせることができない。
そこで、本発明は、少なくとも2種類の異なる熱伝導率を有する流体へ熱を放散させて熱電モジュールの熱を効果的に放散させることが可能な熱電モジュール用ヒートシンクを提供すること目的とする。
In the technique of
Therefore, an object of the present invention is to provide a heat sink for a thermoelectric module that can dissipate heat to fluids having at least two different thermal conductivities to effectively dissipate the heat of the thermoelectric module.
上記した課題を解決するために、本発明は、熱電モジュールを固定する固定面と、少なくとも2種類の異なる熱伝導率を有する流体がそれぞれ通過する複数の放熱部とを有し、前記固定面に固定される前記熱電モジュールと熱交換をする熱電モジュール用ヒートシンクを提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention has a fixed surface for fixing a thermoelectric module and a plurality of heat radiating portions through which fluids having at least two different thermal conductances pass, respectively, A heat sink for a thermoelectric module that exchanges heat with the thermoelectric module to be fixed is provided.
好ましい態様において、前記複数の放熱部は、第1流体が通過する第1放熱部と、当該第1流体よりも熱伝導率の低い第2流体が通過する第2放熱部とを有し、前記第1放熱部を前記第1流体が通過するように当該第1流体を移動させる第1移動手段と、前記第2放熱部を前記第2流体が通過するように当該第2流体を移動させる第2移動手段と、前記第1移動手段により前記第1流体を移動させて前記ヒートシンクの熱を当該第1流体に放散させる第1放熱処理と、前記第1移動手段の異常を検出した場合に、前記第2移動手段により前記第2流体を移動させて前記ヒートシンクの熱を当該第2流体に放散させる第2放熱処理を行う第1制御手段とを備えることを特徴とする。 In a preferred aspect, the plurality of heat radiating portions include a first heat radiating portion through which the first fluid passes, and a second heat radiating portion through which a second fluid having a lower thermal conductivity than the first fluid passes, A first moving means for moving the first fluid so that the first fluid passes through the first heat radiating portion; and a second moving means for moving the second fluid so that the second fluid passes through the second heat radiating portion. When detecting an abnormality of the first moving means, two moving means, a first heat dissipating process for moving the first fluid by the first moving means to dissipate heat of the heat sink to the first fluid, And a first control means for performing a second heat radiation process for moving the second fluid by the second moving means to dissipate the heat of the heat sink to the second fluid.
また、好ましい態様において、前記複数の放熱部は、第1流体が通過する第1放熱部と、当該第1流体よりも熱伝導率の低い第2流体が通過する第2放熱部とを有し、前記第1放熱部を前記第1流体が通過するように当該第1流体を移動させる第1移動手段と、前記第2放熱部を前記第2流体が通過するように当該第2流体を移動させる第2移動手段と、前記熱電モジュールがサンプルを加熱する場合には前記第2移動手段により前記第2流体を移動させて前記ヒートシンクの熱を当該第2流体に放散させる第1放熱処理を行い、前記熱電モジュールがサンプルを冷却する場合には前記第1移動手段により前記第1流体を移動させて前記ヒートシンクの熱を当該第1流体に放散させる第2放熱処理を行う第2制御手段を備えることを特徴とする。 Further, in a preferred aspect, the plurality of heat radiating portions include a first heat radiating portion through which the first fluid passes and a second heat radiating portion through which a second fluid having a lower thermal conductivity than the first fluid passes. The first moving means for moving the first fluid so that the first fluid passes through the first heat radiating portion, and the second fluid moves so that the second fluid passes through the second heat radiating portion. When the thermoelectric module heats the sample, the second moving means to move the second fluid is moved by the second moving means to dissipate the heat of the heat sink to the second fluid. , When the thermoelectric module cools the sample, the first moving means moves the first fluid to include second control means for performing a second heat radiation process for dissipating the heat of the heat sink to the first fluid. It is characterized by .
また、好ましい態様において、前記ヒートシンクはブロックの形状をしており、前記第1放熱部及び前記第2放熱部はいずれも前記ヒートシンクを貫通することを特徴とする。
また、前記第2放熱部の少なくとも一部は、前記第1放熱部よりも前記熱電モジュール側に配置されていることを特徴とする。
In a preferred embodiment, the heat sink has a block shape, and both the first heat radiating portion and the second heat radiating portion penetrate the heat sink.
In addition, at least a part of the second heat radiating portion is disposed closer to the thermoelectric module than the first heat radiating portion.
本発明によれば、少なくとも2種類の異なる熱伝導率を有する流体へ熱を放散させて熱電モジュールの熱を効果的に放散させることが可能な熱電モジュール用ヒートシンクを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat sink for thermoelectric modules which can dissipate heat to the fluid which has at least 2 types of different thermal conductivity, and can dissipate the heat of a thermoelectric module effectively can be provided.
[第1実施形態]
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施形態における温調器1の構成を示すブロック図である。温調器1は、例えば計測器や精密加工機などの電子機器と熱を交換することで、その電子機器の温度を調整するものである。温調器1が温度を調整する対象は電子機器に限らず、熱を交換することが可能な何らかの物体であればよい。本実施形態では、温調器1がサンプル2の温度を調整する場合を例にとって説明する。温調器1は、熱交換装置10と、放熱装置20と、放熱制御装置40とを備える。
[First Embodiment]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the
熱交換装置10は、サンプル2と熱交換をする装置である。熱交換装置10は、熱電モジュール11と、電源12とを有する。熱電モジュール11は、複数の熱電素子と、これらの熱電素子を電気的に接続する複数の電極と、これらの熱電素子及び電極を挟み込む2つの板状の絶縁体とを有し、これらが概ね直方体状となるように形成されている。複数の熱電素子はP型半導体化合物素子とN型半導体化合物素子の2種類からなる。これらP型及びN型の半導体化合物素子は、P、N、P、Nの順に電気的に直列に接続されている。熱電モジュール11に直流電流が流れると、一方の面からその反対側の面に向けて熱が伝達する。熱電モジュール11では、流れる電流の向きが反対になると、熱が伝達する方向も反対になる。電源12は、熱電モジュール11に電力を供給する電源である。電源12により電力が供給されると、熱電モジュール11に直流電流が流れ、サンプル2から熱電モジュール11に熱が伝達するようになっている。この場合、熱電モジュール11は、サンプル2から熱を奪い、サンプル2を冷却する。
The
放熱装置20は、水や空気に熱を放散させるための部材である。放熱装置20は、ヒートシンク30と、水流入部21と、空気流入部22と、バッテリー23と、スイッチ24とを有する。ヒートシンク30は、水又は空気に熱を放散する、すなわち放熱する部材である。ヒートシンク30は、水冷部31と、強制空冷部32とを有する。水冷部31は、ヒートシンク30において、流れる水の通り道となる部分である。水流入部21は、電動のポンプを有し、そのポンプを稼働させることで、水冷部31に水を流入させる。水冷部31では、流入された水がそのまま通過するようになっている。つまり、水冷部31においては、水流入部21により次々に水が流入されることで、内部に存在する水が次々に通過して新たな水と入れ替わるようになっている。このように、水流入部21は、水冷部31を水が通過するように移動させる移動手段として機能する。水冷部31においては、水流入部21により流入されてきた水が通過するときに、この水に対してヒートシンク30から熱が放散される。このように、水冷部31において通過する水に対して熱が放散される状態を水冷状態という。水冷部31と水流入部21とは、水流機構として機能する。
The
強制空冷部32は、ヒートシンク30において、流れる空気の通り道となる部分である。空気流入部22は、電動のファンを有し、そのファンを回転させることで、強制空冷部32に空気を流入させる。強制空冷部32では、流入された空気がそのまま通過するようになっている。つまり、強制空冷部32においては、空気流入部22により次々に空気が流入されることで、内部に存在する空気が次々に通過して新たな空気と入れ替わるようになっている。このように、空気流入部22は、強制空冷部32を空気が通過するように移動させる移動手段として機能する。バッテリー23は、空気流入部22が有するファンに電力を供給する。スイッチ24は、バッテリー23と空気流入部22との間に接続され、バッテリー23が上記ファンに電力を供給する状態(通電状態という)と供給しない状態(非通電状態という)とを切り替える。強制空冷部32では、空気流入部22により流入されてきた空気が通過するときに、この空気に対してヒートシンク30から熱が放散される。このように、強制空冷部32において通過する空気に対して熱が放散される状態を強制空冷状態という。強制空冷部32、空気流入部22、バッテリー23及びスイッチ24は、空冷機構として機能する。
The forced
放熱制御装置40は、放熱装置20が水冷状態又は強制空冷状態のいずれかの状態で放熱するように制御する装置である。以下では、この制御のことを「放熱制御」という。放熱制御装置40は、流量計41と、コントローラ42とを有する。流量計41は、水冷部31を通過する水の流量(例えば体積流量)を計測する計測装置である。流量計41は、計測した流量を示すデータをコントローラ42に供給する。コントローラ42は、CPU(Central Processing Unit)等の演算装置と、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などの記憶装置とを備えている。コントローラ42は、スイッチ24と電気的に接続されている。CPUは、RAMをワークエリアとして用いてROMに記憶されたプログラムを実行することによって、スイッチ24の動作を制御する。
The heat
続いて、ヒートシンク30の形状について、図2及び図3を参照しながら説明する。
図2は、ヒートシンク30の外観を示す斜視図である。ヒートシンク30は、例えばアルミニウムや銅などの熱伝導率が比較的高い金属を材料に用いてブロック(直方体)の形状をしている。図2を含む以下の図においては、ヒートシンク30の各辺に沿った方向を、互いに直角に交わるX軸、Y軸及びZ軸で表す。各軸を示す矢印が指す方向を、それぞれの軸の正方向(例えばX軸正方向)といい、特に正方向か負方向かを示さない場合は単にその軸の方向(例えばX軸方向)というものとする。
Next, the shape of the
FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the
ヒートシンク30のZ軸正方向に向いた面には、熱電モジュール11が固定されている。以下では、この面を「固定面30A」という。熱電モジュール11のZ軸正方向に向いた面11A側には、サンプル2が固定されている。ヒートシンク30のX軸正方向に向いた面30Bの中央には、水冷部31が設けられている。より詳細には、水冷部31は、ヒートシンク30をX軸方向に貫通する円柱状の孔と、ヒートシンク30においてその孔を形成している内周面を含む部分とを有するものである。つまり、水冷部31は、ヒートシンク30を貫通するように設けられている。水冷部31には、外径が水冷部31の直径と一致する配管211が差し込まれている。図2では、水冷部31を示すため、配管211の面30B側を二点鎖線で示している。配管211は、例えばアルミニウムや銅などの熱伝導率が比較的高い金属を材料に用いて形成されている。配管211は、水流入部21の一部であり、図2ではその一部を示している。配管211は、図示せぬポンプにより内部に水が流れるようになっている。ヒートシンク30のY軸正方向に向いた面30C側には、その四隅にそれぞれ強制空冷部321、322、323及び324(それぞれを区別しない場合は「強制空冷部32」という。)が設けられている。具体的には、各強制空冷部32は、ヒートシンク30をY軸方向にそれぞれ貫通する円柱状の孔と、ヒートシンク30においてその孔を形成している内周面を含む部分とを有するものである。つまり、各強制空冷部32は、ヒートシンク30を貫通するようにそれぞれ設けられている。水冷ヒートシンク30のY軸負方向側には、空気流入部22が取り付けられている。
The
なお、水冷部31の開口部には、配管を固定するためにコネクタを配置してもよい。具体的には、配管211を水冷部31へ差し込むのではなく、水冷部31の開口部のコネクタへ配管211を接続する。このコネクタは、水冷部31の開口部自体にネジを切ったものであってもよいし、専用コネクタを取り付けたものであってもよい。その場合、配管211には、熱伝導率の小さなビニール等のチューブを用いることもできる。
In addition, you may arrange | position a connector in the opening part of the
図3は、3つの方向から見た放熱装置20をそれぞれ示した図である。図3(a)はZ軸負方向に、図3(b)はY軸負方向に、図3(c)はX軸負方向に見た放熱装置20をそれぞれ示している。以降の図においては、X、Y、Z軸方向に対して、図3(a)、(b)及び(c)と同様の向きに見たヒートシンクを示す図を、平面図、正面図、側面図というものとする。図3(a)に示すとおり、空気流入部22には、上記のファン221が設けられている。ファン221は、回転すると矢印で示した方向、すなわちY軸正方向に空気を送り込む。これにより、強制空冷部32に空気が流入する。水冷部31と強制空冷部32とは、互いの軸が直交するように設けられている。また、図3(b)に示すように、水冷部31と強制空冷部32とは、互いに重ならないようになっている。このように水冷部31と強制空冷部32とが配置されていることにより、配管211が差し込まれる面とは異なる面に、空気流入部22が取り付けられるようになっている。すなわち、金属のブロックからなるヒートシンク30は、複数の貫通する孔を有することによって、一体のブロックでありながら、強制空冷及び強制水冷の両方の機能を備えることができる。
FIG. 3 is a view showing the
図3(b)に示すとおり、熱電モジュール11は、Z軸正方向に向いた面11Aと、Z軸負方向に向いた面11Dとを有する。熱電モジュール11の面11A側には、サンプル2が固定されて面11Aと接触しており、面11D側には、ヒートシンク30が固定されて面11Dと接触している。熱電モジュール11は、面11A及び面11Dの間で熱を伝達させてサンプル2と熱交換をする。また、ヒートシンク30は、固定面30Aに固定される熱電モジュール11と熱交換をする。本実施形態においては、熱電モジュール11は、面11Aから面11Dに向けて熱を伝達させ、矢印A1で示したとおり、サンプル2の熱をヒートシンク30に伝達させる。ヒートシンク30は、熱電モジュール11により伝達させられてきた熱の一部を、矢印群A2で示したとおり、強制空冷部32に存在する空気に向けて放散する。また、図3(c)に示すとおり、水冷部31と配管211の外周面とは互いに接触している。このような水冷部31では、熱電モジュール11により伝達させられてきた熱の一部が、矢印群A3で示したとおり、配管211内を流れる水にヒートシンク30から配管211を介して放散される。
As shown in FIG. 3B, the
温調器1においては、電源が投入されると、熱電モジュール11に電流が流されてサンプル2の冷却が開始されるとともに、水流入部21が有するポンプにも電流が流されて、水冷部31への水の流入が開始される。このとき、スイッチ24は、非通電状態となっている。つまり、温調器1は、電源が投入されると、最初は空気よりも熱伝導率が高い水による水冷状態で動作するようになっている。そして、この水の流入の開始を契機として、コントローラ42は、上述した放熱制御を行うための処理(放熱制御処理という)を開始する。
In the
図4は、放熱制御処理の手順を示すフローチャートである。コントローラ42は、まず、流量計41から供給されるデータから、そのデータが表す流量を検出する(ステップS11)。次に、コントローラ42は、検出した流量が閾値未満か否かを判定する(ステップS12)。この閾値は、例えば、水流入部21による水の流入が順調に行われているときの流量の100分の1の値である。コントローラ42は、検出した流量が閾値未満と判定すると(ステップS12:YES)、非通電状態であったスイッチ24を通電状態に切り替え、空気流入部22にバッテリー23から電力を供給させて強制空冷部32への空気の流入を開始させる(ステップS13)。このようにして、温調器1は、水冷状態から強制空冷状態に切り替えを行う。ステップS13の処理を実行すると、コントローラ42は、放熱制御処理を終了する。また、コントローラ42は、ステップS12において、検出した流量が閾値以上(NO)と判定した場合も、放熱制御処理を終了する。コントローラ42は、以上の放熱制御処理を、予め定められた間隔(例えば1秒毎)で繰り返し実行する。
FIG. 4 is a flowchart illustrating the procedure of the heat dissipation control process. The
流量計41により検出される流量が閾値未満となるのは、例えば水流入部21のポンプが故障して水を流入させることができなくなった場合など、水流入部21に何らかの異常が発生した場合である。コントローラ42と流量計41とが協働することで、このような水流入部21の異常の有無を検知する検知手段として機能する。流量が閾値未満になるということは、図2に示す水冷部31に存在する水はほとんど入れ替わらないことになる。そのため、水冷部31を水が通過して水の入れ替えが行われる場合に比べて、水冷部31からの放熱により水の温度が上昇しやすくなる。この水の温度がヒートシンク30の温度まで上昇すると、それ以上放熱できなくなるため、今度はヒートシンク30の温度が上昇する。すると、それに追随して水の温度も上昇する。こうしてヒートシンク30及び水の温度がともに上昇してゆき、熱電モジュール11が冷却されなくなって、熱電モジュール11の温度も上昇してついには破損してしまうことになる。
The flow rate detected by the
本実施形態では、コントローラ42は、水冷状態で熱を放散させる放熱処理と、例えば上述した水が流入してこない状態のように水流入部21の異常を検出した場合に、水よりも熱伝導率が低い空気による強制空冷状態で熱を放散させる放熱処理を行う制御手段(第1制御手段)として機能している。これにより、水流入部21の異常が検出された場合であっても、水冷状態での放熱がされる代わりに、強制空冷状態での放熱がされることになり、熱電モジュール11の温度の上昇を抑制することができる。つまり、水及び空気への放熱を制御して熱電モジュール11の熱を効果的に放散させることができる。また、それにより、熱電モジュール11の温度が高くなりすぎることを防ぎ、熱電モジュール11が熱により破損することを少なくすることができる。
In the present embodiment, the
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態における温調器は、上述した第1実施形態の温調器1と共通する構成を有するものである。よって、第1実施形態と共通する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態は、上述した放熱制御が行われるという点では第1実施形態と共通するが、熱電モジュール11の動作状態に応じて水冷状態と強制空冷状態とを切り替えるように放熱制御が行われるという点で、第1実施形態と異なる。ここでいう動作状態とは、熱電モジュール11がサンプル2に熱を与えるように動作している(すなわち加熱している)状態と、サンプル2にから熱を奪うように動作している(すなわち冷却している)状態のことである。以下、図5及び図6を参照しながら、本実施形態における温調器について説明する。
[Second Embodiment]
The temperature controller in the second embodiment of the present invention has a configuration common to the
図5は、第2実施形態に係る温調器1aの構成を示す図である。温調器1aは、熱交換装置10aと、放熱装置20aと、放熱制御装置40aとを備える。熱交換装置10aは、熱電モジュール11と、バイポーラ電源13とを有する。熱電モジュール11では、上述したとおり、流れる電流の向きが反対になると、熱が伝達する方向も反対になる。つまり、熱電モジュール11は、流れる電流の向きを変えることにより、サンプル2を冷却したり加熱したりする。バイポーラ電源13は、極性(電流を流す向き)を反転させることができる電源である。以下では、熱電モジュール11がサンプル2を加熱するときのバイポーラ電源13の極性を「加熱極性」といい、冷却するときの極性を「冷却極性」という。バイポーラ電源13は、加熱極性及び冷却極性の電流を、電流量(単位時間当たりの電流量)を変化させて熱電モジュール11に供給することができる。加熱極性の場合は、電流量が多いほど、熱電モジュール11の面11Aの温度が高くなり、冷却極性の場合は、電流量が多いほど、面11Aの温度が低くなる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the
放熱装置20aは、ヒートシンク30aを有する。ヒートシンク30aの形状について、図6を参照しながら説明する。
図6は、放熱装置20aの外観を示す図である。図6(a)及び(b)では、放熱装置20aの正面図及び側面図をそれぞれ示している。ヒートシンク30aは、水冷部31aと強制空冷部32aとを有する。水冷部31a及び強制空冷部32aは、それぞれ、ヒートシンク30aをY軸方向に貫通する直径がL1の円柱状の1つの孔と、ヒートシンク30aにおいてその孔を形成している内周面を含む部分とを有するものである。つまり、水冷部31a及び強制空冷部32aが有する内周面の表面積は、互いに等しくなっている。水冷部31a及び強制空冷部32aは、Z軸方向に並んでおり、水冷部31aの方がZ軸正方向側、すなわち熱電モジュール11に近い位置に配置されている。水冷部31a及び強制空冷部32aには、同じ厚さの配管211a及び222がそれぞれ差し込まれている。配管211a及び222は、それぞれ水流入部21a及び空気流入部22aの一部であり、図6ではその一部を示している。配管211a及び222は、内部がそれぞれ水及び空気で満たされた状態となっている。水流入部21a及び空気流入部22aは、図示せぬポンプによって、これらの配管内の水及び空気を、流量(体積流量)が互いに等しくなるように移動させる。
The
FIG. 6 is a diagram illustrating an appearance of the
配管211a及び配管222には、電磁バルブ213及び223がそれぞれ設けられている。電磁バルブ213及び223は、電磁石及びその電磁石によって開閉する弁を有する。これらの弁が開閉することで、配管211a及び配管222の中の水及び空気が流れたり止まったりする。熱電モジュール11の面11Aには、サーミスター43が取り付けられている。サーミスター43は、温度を測定するセンサである。図6(c)では、図6(a)におけるサーミスター43、サンプル2及び熱電モジュール11を拡大して示している。サーミスター43は、Z軸負方向側を面11Aの領域M1に接触させ、この領域M1の温度を測定する。サーミスター43は、図5に示すように、測定した温度を示すアナログ形式のデータをコントローラ42aに供給する。
コントローラ42aは、サーミスター43から供給されたデータが示す温度を、面11Aの温度として検出する。コントローラ42aは、この検出を、定められた間隔(例えば1秒毎)で行う。コントローラ42aは、電磁バルブ213及び223の弁の開閉と、バイポーラ電源13から熱電モジュール11に供給される電流の極性及び電流量とを制御する。コントローラ42aは、この電流量の制御を、段階的(例えば10段階)に行う。また、コントローラ42aは、上記弁の開閉状態(開いているか閉じているか)と、上記電流の極性(加熱極性か冷却極性か)とを検出する。コントローラ42aは、例えば、これらを最後に制御したときの状態を示すデータをRAMに記憶させておき、記憶させたデータを参照することで、これらの状態を検出する。
The
続いて、コントローラ42aの動作について、温調器1aがサンプル2の温度サイクル試験に用いられた場合を例にとって説明する。温度サイクル試験とは、温度の上昇及び下降を繰り返したときにサンプル2の性能がどのように変化するかを調査する試験である。この試験では、コントローラ42aは、温調器1aがサンプル2に対して加熱及び冷却を繰り返すように各部を制御する処理を行う。コントローラ42aがこの処理を行うことで、サンプル2の温度が制御される。以下ではこの処理を「温度制御処理」という。温度制御処理においては、コントローラ42aは、水冷状態での放熱と強制空冷状態での放熱とを、次のように制御する。
Next, the operation of the
温調器1aがサンプル2を冷却する場合について説明する。温調器1aにおいては、上述したとおり、水冷部31a及び強制空冷部32aが有する内周面の表面積が互いに等しく、配管211a及び222が同じ厚さであるため、両部をそれぞれ通過している水及び空気と各配管とが接触する面積も等しくなる。また、上述したとおり、これらの水及び空気が水流入部21a及び空気流入部22aによりそれぞれ移動させられるときの流量(体積流量)も、互いに等しくなっている。空気に比べて水の方が熱伝導率が高いため、放熱装置20aが放熱する熱量は、強制空冷状態に比べて水冷状態の方が多くなる。このため、コントローラ42aは、サンプル2の冷却中に水冷状態で放熱するように各部を制御することで、強制空冷状態で放熱させる場合に比べて、熱電モジュール11からヒートシンク30aに伝達してきた熱をより多く放熱させる、すなわち熱電モジュール11をより強く冷却する。
A case where the
次に、温調器1aがサンプル2を加熱する場合について説明する。熱電モジュール11は、電流を供給されると、熱を伝達させるとともに、自身が熱を発生させる。このため、サンプル2を加熱するときは、冷却するときに比べて、同じ電流量でも熱電モジュール11の面11Aの温度を大きく上昇させることができる。一方で、加熱中は、面11Aの温度を少しだけ上昇させて、サンプル2を少しだけ加熱するといったことが、冷却中に比べて難しい。そこで、温調器1aでは、加熱中に強制空冷状態で放熱することで、熱電モジュール11を冷却して面11Aの温度の上昇量を少なくし、サンプル2を少しだけ加熱することができるようにしている。このとき、水冷状態で放熱すると、放熱される熱量が多すぎて、温調器1aにおいては、電流量が少ないとサンプル2が反対に冷却されることがある。以上のことから、コントローラ42aは、サンプル2の加熱中に強制空冷状態で放熱するように制御することで、面11Aの温度の上昇量を適度に抑えるようにしている。
Next, the case where the
続いて、温度調整処理におけるコントローラ42aが実行する処理の手順について説明する。まず最初に、温調器1aがサンプル2の加熱又は冷却を始める前、すなわち、熱電モジュール11に電流が流れていない状態では、コントローラ42aは、バイポーラ電源13を制御して、熱電モジュール11にいずれかの極性(加熱極性又は冷却極性)の電流を、決められた電流量で供給させる。こうしてサンプル2の加熱又は冷却が始まると、コントローラ42aは、温度制御処理を開始する。
Subsequently, a procedure of processing executed by the
図7は、温度制御処理における処理の手順を示すフローチャートである。コントローラ42aは、まず、熱電モジュール11の動作状態を検出し、検出した動作状態が、熱電モジュール11がサンプル2を加熱する動作を行っている状態(加熱動作状態)なのか、冷却する動作を行っている状態(冷却動作状態)なのかを判断する(ステップS20)。具体的には、コントローラ42aは、バイポーラ電源13が熱電モジュール11に供給する電流の極性を熱電モジュール11の動作状態を表すものとして検出する。そして、コントローラ42aは、加熱極性が検出されれば加熱動作状態と判断し、冷却極性が検出されれば冷却動作状態と判断する。このようにコントローラ42aは、バイポーラ電源13と協働することで、熱電モジュール11の動作状態を検出する検出手段として機能する。コントローラ42aは、加熱動作状態と判断した場合、ステップS21からS25までのを行い、冷却動作状態と判断した場合、ステップS31からS35までのを行う。
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure in the temperature control processing. First, the
ステップS20において加熱動作状態と判断された場合について説明する。コントローラ42aは、まず、強制空冷状態になっているか否かを判断する(ステップS21)。詳細には、コントローラ42aは、電磁バルブ213及び223の弁(以下、それぞれを「水弁」及び「空気弁」という。)の開閉状態をそれぞれ検出し、水弁が開いていて空気弁が閉まっていれば水冷状態、空気弁が開いていて水弁が閉まっていれば強制空冷状態と判断する。コントローラ42aは、強制空冷状態ではない(NO)と判断した場合、電磁バルブ213及び223を制御してこれらの弁の開閉状態を反対にすることで、水冷状態から強制空冷状態に切り替える(ステップS22)。ステップS21において強制空冷状態である(YES)と判断した場合、コントローラ42aは、次に述べるステップS23の処理を行う。
A case where the heating operation state is determined in step S20 will be described. First, the
コントローラ42aは、サーミスター43から供給されたデータに基づき、上記のとおり熱電モジュール11の面11Aの温度を検出し、検出した温度が予め決められた上限値以下であるか否かを判断する(ステップS23)。この上限値は、この温度サイクル試験においてサンプル2の温度を上昇させたときの上限として予め決められた値である。また、ここで検出される温度は、面11Aのうち、図6(c)に示した領域M1の温度を表している。一方、サンプル2は、面11Aのうち、図6(c)に示すサンプル2と接触している領域M2と熱交換をしているため、領域M2の温度を追随するように温度が変化する。つまり、サンプル2及び領域M1の温度は、厳密には時間的な相違が生じる場合がある。また、領域M1及びM2は、熱交換をする対象が異なるため、厳密には相違している場合がある。これらの相違は、本実施形態においては、無視できる大きさであるものとする。つまり、上記のとおり検出された温度は、サンプル2の温度を表しているものとする。なお、これらの相違が大きい場合は、サンプル2の温度の上昇及び下降を繰り返したときのサンプル2及び領域M1の温度を予め測定しておいて、コントローラ42aが、それらの測定値の相違に基づいて検出した温度を補正するようにしてもよい。
Based on the data supplied from the
コントローラ42aは、検出した温度が上限値より大きい(NO)とステップS23において判断した場合、バイポーラ電源13が熱電モジュール11に供給する電流の電流量は変化させず、極性を加熱極性から冷却極性に変更する(ステップS24)。そして、コントローラ42aは、空気弁を閉じて水弁を開くことで、強制空冷状態から水冷状態に切り替え(ステップS25)、温度制御処理を終了する。コントローラ42aは、検出した温度が上限値以下(YES)とステップS23において判断した場合も、温度制御処理を終了する。コントローラ42aは、温度制御処理を終了した後、定められた時間(例えば1秒)が経過すると、再び温度制御処理を開始する。
If the
次に、ステップS20において冷却動作状態と判断された場合について説明する。コントローラ42aは、ステップS31、S32、S34及びS35において、ステップS21、S22、S24及びS25の処理を、水冷状態及び強制空冷状態と、水弁及び空気弁と、加熱極性及び冷却極性とを入れ替えて実行する。また、コントローラ42aは、ステップS33においては、サーミスター43から供給されたデータに基づいて面11Aの温度を検出し、検出した温度が予め決められた下限値以上であるか否かを判断する。この下限値は、この温度サイクル試験においてサンプル2の温度を下降させたときの下限として予め決められた値である。
Next, a case where the cooling operation state is determined in step S20 will be described. In steps S31, S32, S34, and S35, the
図8は、コントローラ42aが温度制御処理を行ったときのサンプル2の温度変化の一例を示すグラフである。図8のグラフの縦軸はサンプル2の温度(単位は℃)を示し、横軸は時間(単位は分)を示している。この温度制御処理においては、上限値が80℃、下限値が20℃と決められているものとする。サンプル2の温度は、最初は20℃であり、熱電モジュール11によりサンプル2が加熱されることで上昇し、1分後に80℃まで到達している。この到達後にコントローラ42aにより行われた温度制御処理において、加熱から冷却への切り替えが行われる。サンプル2の温度は下降してゆき、温度制御処理の開始から2分後に20℃まで到達する。この到達後にコントローラ42aにより行われた温度制御処理において、冷却から加熱への切り替えが行われる。以上のとおり、温調器1aは、温度サイクル試験において、サンプル2の温度を、決められた上限値及び下限値の間で上昇及び下降を繰り返すように制御する。
FIG. 8 is a graph showing an example of the temperature change of the
本実施形態では、コントローラ42aは、上述したとおり、熱電モジュール11の動作状態を検出し、加熱動作状態を検出した場合には強制空冷状態で熱を放散させる放熱処理を行い、冷却動作状態を検出した場合には水冷状態で熱を放散させる放熱処理を行う制御手段(第2制御手段)として機能している。これにより、コントローラ42aは、加熱動作状態のときに、水冷状態で放熱する場合に比べて熱電モジュール11の面11Aの温度の上昇量を適度に抑えるようにしつつ、冷却動作状態のときに、強制空冷状態で放熱する場合に比べて熱電モジュール11を強く冷却し、熱電モジュール11の高温による破損を生じにくくしている。このように、本実施形態によれば、水及び空気への放熱を制御して熱電モジュール11の熱を効果的に放散させることができる。
In the present embodiment, as described above, the
[変形例]
上述した各実施形態は、本発明の実施の一例に過ぎず、以下のように変形させてもよい。また、上述した各実施形態及び以下に示す各変形例は、必要に応じて組み合わせて実施してもよい。
[Modification]
Each embodiment mentioned above is only an example of implementation of the present invention, and may be changed as follows. Moreover, you may implement combining each embodiment mentioned above and each modification shown below as needed.
(変形例1)
放熱装置は、上述した第2実施形態では、水冷部31aの方が熱電モジュール11に近い位置に配置されていたが、強制空冷部の方が熱電モジュール11に近い位置に配置されていてもよい。
図9は、本変形例に係る放熱装置の一例である放熱装置20bを示す図である。図9では、放熱装置20bの正面図を示している。放熱装置20bは、ヒートシンク30bと、水流入部21bと、空気流入部22bとを有する。ヒートシンク30bは、水冷部31bと、強制空冷部32bとを有する。水冷部31b及び強制空冷部32bは、いずれも直径がL1の円柱状の孔を有するものである。水流入部21bは、水冷部31bに差し込まれた配管211bを有し、図示せぬポンプにより、水冷部31bに水を流入させる。空気流入部22bは、フィン221bを有し、フィン221bを回転させることで強制空冷部32bに空気を流入させる。ヒートシンク30bにおいては、水冷部31bに比べて、強制空冷部32bの方が熱電モジュール11に近い位置に配置されている。
(Modification 1)
In the above-described second embodiment, the
FIG. 9 is a diagram illustrating a
図10は、本変形例に係る放熱装置の一例である放熱装置20cを示す図である。図10では、放熱装置20cの正面図を示している。放熱装置20cは、ヒートシンク30cと、水流入部21cと、空気流入部22cとを有する。ヒートシンク30cは、水冷部31cと、強制空冷部32cとを有する。水冷部31c及び強制空冷部32cは、いずれも直径がL2の円柱状の孔を有するものである。水流入部21cは、水冷部31cに差し込まれた配管211cを有し、図示せぬポンプにより、水冷部31cに水を流入させる。空気流入部22cは、図9で示した空気流入部22bのようにフィンを有する代わりに、強制空冷部32cに差し込まれた配管222cを有し、図示せぬポンプにより、強制空冷部32cに空気を流入させる。ヒートシンク30cにおいても、水冷部31cに比べて、強制空冷部32cの方が熱電モジュール11に近い位置に配置されている。
FIG. 10 is a diagram illustrating a
図9及び図10に示した例では、水冷部及び強制空冷部の直径が、それぞれ同じ(L1及びL2)になっている。つまり、これらの例では、水冷部及び強制空冷部が有する内周面の表面積が、互いに等しくなっている。一方、水と空気とでは、水の方が空気に比べて熱伝導率が高い。このため、上記の各例では、水冷状態の水冷部の方が、強制空冷状態の強制空冷部に比べて、多くの熱が放散されるようになっている。なお、それぞれの配管の厚さは無視できるほど薄いものとする。また、熱電モジュール11からヒートシンクに熱が伝達してくる場合、水冷部及び強制空冷部が熱電モジュール11からそれぞれ遠ざかるほど、伝達してきた熱のうちこれらの各部に到達する熱の量が少なくなる。つまり、水冷部及び強制空冷部では、各々が熱電モジュール11に近いほど、多くの熱が放散されるようになっている。
In the example shown in FIGS. 9 and 10, the diameters of the water cooling part and the forced air cooling part are the same (L1 and L2), respectively. That is, in these examples, the surface areas of the inner peripheral surfaces of the water cooling part and the forced air cooling part are equal to each other. On the other hand, water and air have higher thermal conductivity than water. For this reason, in each of the above examples, the water-cooled water-cooled portion dissipates more heat than the forced-air-cooled forced air-cooled portion. The thickness of each pipe is assumed to be negligible. Further, when heat is transmitted from the
本変形例においては、上記のとおり、水冷部に比べて、強制空冷部の方が熱電モジュール11に近い位置に配置されている。このため、強制空冷部に比べて、水冷部の方が熱電モジュール11に近い位置に配置されている構成(構成1という)と比較すると、強制空冷部において放散される熱量が多くなり、水冷部において放散される熱量が少なくなっている。これにより、これらの熱量の差が、構成1における同様の熱量の差に比べて小さくなっている。例えば、上述した第1実施形態のような放熱制御処理が行われ、水冷状態から強制空冷状態に切り替わった場合に、ヒートシンクが放散する熱の量が減少する度合いが、構成1の場合と比べて小さくなる。従って、本変形例によれば、異常等で水流入部21から水が水冷部31に流入されない事態などが発生したときでも、構成1に比べて、熱電モジュール11の温度が上がりにくくなり、熱電モジュール11が熱により破損することを少なくすることができる。なお、このように破損を少なくするためには、図2に示すような強制空冷部が複数ある場合であれば、それらの強制空冷部のうちの少なくとも一部が、水冷部よりも熱電モジュール側に配置されていればよい。その場合であっても、第1実施形態のような放熱制御処理が行われたときに、上記と同様に、構成1に比べて熱電モジュール11が熱により破損することを少なくすることができる。
In the present modification, as described above, the forced air cooling unit is disposed closer to the
(変形例2)
水冷部及び強制空冷部は、上述した各実施形態では、円柱状の孔を有していたが、これとは異なる形状の孔を有していてもよい。この異なる形状の孔とは、例えば、屈曲する孔であってもよいし、断面積が変化する孔であってもよい。ここでいう断面積とは、液体又は気体が流れる方向に直交する断面の面積のことであり、以下「断面」及び「断面積」という場合は、このような断面及び断面積を示しているものとする。また、水冷部及び強制空冷部は、途中で分岐する孔を有していてもよい。なお、この断面の形状は、円及び楕円等の曲線のみで形成されるものに限らず、多角形等の角を有するものや、星型等の内部空間に凸部を有するものであってもよい。
(Modification 2)
In each embodiment mentioned above, although the water cooling part and the forced air cooling part had a cylindrical hole, you may have a hole of a shape different from this. This differently shaped hole may be, for example, a bent hole or a hole whose cross-sectional area changes. The cross-sectional area as used herein refers to the area of a cross section perpendicular to the direction in which the liquid or gas flows. Hereinafter, "cross section" and "cross section" indicate such cross section and cross sectional area. And Moreover, the water cooling part and the forced air cooling part may have a hole branched in the middle. The shape of the cross section is not limited to a shape formed only by a curve such as a circle and an ellipse, and may have a corner such as a polygon or a convex shape in an internal space such as a star. Good.
図11は、本変形例に係る放熱装置の一例である、放熱装置20dを示す図である。図11(a)では、放熱装置20dの正面図を示している。放熱装置20dは、ヒートシンク30dを有する。ヒートシンク30dは、水冷部31d及び強制空冷部32dを有する。水冷部31d及び強制空冷部32dは、ヒートシンク30dのX軸正方向を向いた面30BdからY軸正方向を向いた面30Cdにかけて貫通する孔を有するものである。水冷部31d及び強制空冷部32dは、面30Cdに開口している部分が、いずれも、短軸の長さがL3、長軸の長さがL4の楕円形である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a heat dissipation device 20d, which is an example of a heat dissipation device according to this modification. FIG. 11A shows a front view of the heat dissipation device 20d. The heat dissipation device 20d includes a
水冷部31dの詳細な形状を、図11(b)を参照して説明する。図11(b)では、図11(a)の矢視XI−XIが示す方向に見たヒートシンク30dが示されており、水冷部31dの形状が示されている。水冷部31dは、面30Bdに開口する直径がL3の円柱状の孔となっている部分(孔部31d1という)と、面30Cdに開口する長軸がL4の楕円柱状の孔となっている部分(孔部31d2という)とを有する。これらの孔部31d1及び31d2は、互いの軸が直角に交わっている。孔部31d2の断面は、短軸の長さがL3の楕円形であるため、直径がL3の円形となる孔部31d1の断面よりも面積が大きくなっている。これにより、孔部31d2においては、孔部31d1に比べて、ヒートシンク30dと接触する面積が大きくなり、放散される熱量が多くなる。
The detailed shape of the
また、水冷部31dでは、サンプル2のZ軸負方向に孔部31d2が位置するようになっている。サンプル2の熱は、熱電モジュール11によりZ軸負方向に伝達させられる。この熱は、ヒートシンク30dの熱電モジュール11を固定する固定面30Adのうち、図11(a)に示す領域M3にその大部分が到達する。領域M3は、固定面30Adのうち、サンプル2のZ軸負方向に位置する領域である。また、図11(b)に示す領域M4は、領域M3のZ軸負方向に位置する領域である。つまり、孔部31d2は、領域M4と重なるように配置されている。仮に孔部31d2が領域M4と重ならないように配置した場合の構成(構成2という)と比較すると、図11(b)に示す構成では、孔部31d2と領域M3との距離が近くなる。一方、孔部31d2が領域M3に近いほど、領域M3に到達してきたサンプル2の熱の多くが孔部31d2に到達することになる。従って、ヒートシンク30dにおいては、上記構成2に比べて、孔部31d2に多くの熱が到達することになり、水冷部31dが放散する熱量を多くすることができる。
Moreover, in the
図12は、本変形例に係るヒートシンクの一例である、ヒートシンク30eを示す図である。ヒートシンク30eは、水冷部31eを有する。図12では、図11(b)と同様の方向に見た水冷部31eを示している。水冷部31eは、直径がL5の円柱状の孔部31e1及び31e2を有する。孔部31e2は、Y軸方向に延びており、ヒートシンク30eを貫通している。孔部31e1は、X軸方向に延びており、ヒートシンク30eのX軸正方向に向いた面30Beと孔部31e2の中央とを接続している。つまり、孔部31e1及び31e2は、図12に示すように、領域M4で接続している。水冷部31eには、面30Be側から水が流入するようになっている。孔部31e1から孔部31e2に到達した水は、それまでと同じ断面積の孔が2方向に別れているため、断面積が2倍の孔を流れることになる。つまり、仮に孔部31e1をX軸方向に貫通させて1つの円柱状の孔だけとした場合の構成(構成3という)と比較すると、図12に示す構成では、通過する水に熱を放散することができる面積が、領域M4の近辺では2倍になっていることになる。従って、ヒートシンク30eにおいては、構成3に比べて、水冷部31eにおいて放散される熱量を多くすることができる。
FIG. 12 is a diagram showing a
なお、上述した水冷部31dは、面30Bd側の開口部31S1から面30Cd側の開口部31S2にかけて、断面積が次第に大きくなっていったが、開口部31S2の断面積は、例えば領域M4における断面積に比べて小さくなっていてもよい。開口部31S2は、領域M4に比べて、領域M3から離れていて到達する熱量が少ないためである。要するに、本変形例に係るヒートシンクにおいては、水冷部は、ヒートシンクを貫通し、かつ、一方の開口部よりも断面積が大きい領域を有する孔を有するものであればよい。この場合、水流入部は、開口部31S1から開口部31S2に向けて水冷部を通過するように、水を移動させる。これにより、上述した構成3のように、水冷部が一方の開口部から他方の開口部まで断面積が変わらない孔を有する構成に比べて、水冷部において放散される熱量を多くすることができる。
The above-described water-cooling
(変形例3)
空冷部は、上述した各実施形態では、円柱状の孔を有するものであったが、これに限らず、例えば、いわゆるフィンであってもよい。ここにおいて、フィンとは、例えば複数の板や棒を並べることで表面積を大きくするように形成された部材である。
図13は、本変形例に係るヒートシンクの一例であるヒートシンク30fを示す図である。図13(a)では、ヒートシンク30fの正面図を示している。ヒートシンク30fは、水冷部31f及び強制空冷部32fを有する。強制空冷部32fは、ヒートシンク30fのZ軸負方向側に設けられており、Z軸負方向に延びる複数の棒状の突起部を有するフィンである。強制空冷部32fには、X軸正方向に取り付けられた空気流入部22fが有するファンにより空気が流入される。図13(b)では、Z軸正方向に見た強制空冷部32fを示している。図13(b)に示すように、強制空冷部32fには、X軸方向及びY軸方向に突起部が並んでいる。強制空冷部32fは、これらの突起部の間を通過する空気に熱を放散させる。強制空冷部32fは、例えば図6に示す強制空冷部32aに比べて表面積が大きく、より多くの熱を放散することができる。
(Modification 3)
In each embodiment mentioned above, although the air cooling part has a cylindrical hole, it is not restricted to this, For example, what is called a fin may be sufficient. Here, the fin is a member formed so as to increase the surface area by arranging a plurality of plates and bars, for example.
FIG. 13 is a diagram showing a
図14は、本変形例に係るヒートシンクの一例であるヒートシンク30gを示す図である。ヒートシンク30gは、水冷部31g及び強制空冷部32gを有する。強制空冷部32gのZ軸負方向には、空気流入部22gが取り付けられている。強制空冷部32gには、この空気流入部22gからZ軸正方向に向けて空気が流入される。こうして流入された空気は、突起部を支える土台となっている部分に衝突する。空冷部の面に空気が衝突する場合、その面に沿って空気が通過する場合に比べて、より多くの熱が放散される。そのため、ヒートシンク30g及び空気流入部22gを有する放熱装置は、ヒートシンク30f及び空気流入部22fを有する放熱装置に比べて多くの熱を放散することができる。
FIG. 14 is a diagram showing a
図15は、本変形例に係るヒートシンクの一例であるヒートシンク30hを示す図である。ヒートシンク30hは、水冷部31h及び強制空冷部32hを有する。強制空冷部32hは、水冷部31hよりも熱電モジュール11側に配置されている。図13に示す強制空冷部32gは、突起部の一方の端部が土台に固定されるという、いわゆる片持ちの形状であった。これに対し、強制空冷部32hは、突起部の両方の端部が土台に固定されるという、いわゆる両持ちの形状となっている。強制空冷部32hのZ軸正方向側にある土台には、熱電モジュール11が接触している。また、強制空冷部32hのX軸正方向側には空気流入部22hが取り付けられており、強制空冷部32hには、この空気流入部22hから空気が流入されてくる。ヒートシンク30hにおいては、図9に示すヒートシンク30bと同様に、水冷部31hに比べて、強制空冷部32hの方が熱電モジュール11に近い位置に配置されている。これにより、水冷部が放散する熱量と強制空冷部が放散する熱量との差が、上述した構成1に比べて小さくなっている。
FIG. 15 is a diagram showing a
図16は、本変形例に係るヒートシンクの一例であるヒートシンク30kを示す図である。ヒートシンク30kは、水冷部31k及び強制空冷部32kを有する。強制空冷部32kは、水冷部31kよりも熱電モジュール11側に配置されている。強制空冷部32kは、土台321kと突起部322kとを有する。突起部322kは、図13に示す強制空冷部32fの突起部のように棒状となっている。土台321kのX軸方向の端部側に2列ずつ設けられており、X軸方向の中央側には設けられていない。強制空冷部32kのX軸正方向側には空気流入部22kが取り付けられており、強制空冷部32kには、この空気流入部22kから空気が流入されてくる。熱電モジュール11は、その土台321kの中央部に接触している。熱電モジュール11がこのように配置されていることにより、例えば図15に示す構成(構成2という)に比べて、熱電モジュール11が水冷部に近くなる。このようなヒートシンク30kによれば、水冷状態で放熱する場合に放散する熱の量が、構成2に比べて多くなる。
FIG. 16 is a diagram showing a
図17は、本変形例に係るヒートシンクの一例であるヒートシンク30kを示す図である。ヒートシンク30mは、水冷部31m及び強制空冷部32mを有する。水冷部31mは、Y軸方向に貫通する円柱状の孔を有するものである。水冷部31mのX軸方向の両側には、強制空冷部32mがそれぞれ接続されている。強制空冷部32mは、土台に固定されてX軸方向に延びる棒状の突起部を有する。強制空冷部32mのX軸正方向側には空気流入部22mが取り付けられている。ヒートシンク30mにおいては、以上のとおり水冷部31m及び強制空冷部32mをX軸方向に並べて配置したことで、これらをZ軸方向に並べて配置する場合に比べて、Z軸方向の寸法を小さくすることができる。
FIG. 17 is a diagram showing a
図18は、本変形例に係るヒートシンクの一例であるヒートシンク30nを示す図である。ヒートシンク30nは、水冷部31m及び強制空冷部32mと同様の形状をした水冷部31n及び強制空冷部32nを有する。強制空冷部32nのY軸負方向側には、空気流入部22nが取り付けられている。ヒートシンク30n及び空気流入部22nを有する放熱装置においては、以上のとおり水冷部31m及び強制空冷部32mをX軸方向に並べて配置し、強制空冷部32n及び空気流入部22nをY軸方向に並べて配置したことで、これらをZ軸方向にそれぞれ並べて配置する場合に比べて、Z軸方向の寸法を小さくすることができる。
FIG. 18 is a diagram showing a
図19は、本変形例に係るヒートシンクの一例であるヒートシンク30pを示す図である。ヒートシンク30pは、水冷部31p及び強制空冷部32pを有する。水冷部31pは、X軸方向に貫通する円柱状の孔を有するものである。この水冷部31pには、水流入部21pが有する配管211pが差し込まれている。水冷部31pのX軸方向の両側には、強制空冷部32pがそれぞれ接続されている。強制空冷部32pは、土台に固定されてX軸方向に延びる棒状の突起部を有する。強制空冷部32pの土台には、配管211pの外径を直径とする円形の孔が開いており、その孔にこの配管211pが差し込まれている。強制空冷部32pのZ軸負方向側には、空気流入部22pが取り付けられている。ヒートシンク30p、水流入部21p及び空気流入部22pを有する放熱装置においては、以上のとおり、これらをY軸方向に並べないようにそれぞれを配置したことで、これらのいずれかをY軸方向に並べて配置する場合に比べて、Y軸方向の寸法を小さくすることができる。
FIG. 19 is a diagram showing a
図20は、本変形例に係るヒートシンクの一例であるヒートシンク30qを示す図である。図20(a)では、ヒートシンク30qの正面図を示し、図20(b)では、ヒートシンク30qの平面図を示している。ヒートシンク30qは、水冷部31q及び強制空冷部32qを有する。水冷部31qは、ヒートシンク30qのX軸正方向側に向いた面30BqからY軸正方向側に向いた面30Cqにかけて貫通する孔を有するものである。この水冷部31qは、図20(b)に示すように、途中で直角に折れ曲がっている。また、水冷部31qには、配管211qが差し込まれている。強制空冷部32qは、水冷部31qのX軸負方向側に配置されている。ヒートシンク30qによれば、水冷部及び強制空冷部をZ軸方向に並べて配置する場合に比べて、Z軸方向の寸法を小さくすることができる。また、ヒートシンク30qでは、配管211qがX軸正方向及びY軸正方向に出ているため、Y軸負方向側には出っ張るものがない。このため、ヒートシンク30qは、Y軸負方向側に何か物があるところでも、その物に近づけて設置することができる。
FIG. 20 is a diagram showing a
図21は、ヒートシンク30qにおいて、水冷部31qの形状を異ならせた例を示す図である。図21(a)では、面30Bqのある領域から別の領域にかけて貫通する水冷部31q1を有するヒートシンク30q1を示している。つまり、水冷部31q1は、Uの字の形状をした孔を有するものである。この場合、ヒートシンク30q1は、Y軸正方向にもY軸負方向にも出っ張るものがないため、これらの方向に何か物があるところで、その物に近づけて設置することができる。また、図21(b)及び(c)にそれぞれ示すヒートシンク30q2及び30q3は、それぞれ図11及び図12で示した水冷部31d及び31eと同様の形状をした水冷部31q2及び31q3を有している。これにより、ヒートシンク30q2及び30q3では、上述した構成2及び3に比べて、水冷部31q2及び31q3において放散される熱量をそれぞれ多くすることができる。
以上のとおり、本変形例に係るヒートシンクは、水冷部、強制空冷部、水流入部及び空気流入部の配置及び形状を異ならせることで、各方向の寸法を他の配置に比べて小さくしたり、水冷部と強制空冷部とにおいて放散される熱量の差を小さくしたりすることができる。
FIG. 21 is a diagram showing an example in which the shape of the
As described above, the heat sink according to the present modification can be made smaller in dimensions than other arrangements by changing the arrangement and shape of the water cooling section, forced air cooling section, water inflow section, and air inflow section. The difference in the amount of heat dissipated between the water cooling part and the forced air cooling part can be reduced.
(変形例4)
水冷部及び強制空冷部では、上述した各実施形態において、水及び空気にそれぞれ放熱されたが、これらとは異なる流体に放熱されるようにしてもよい。この流体とは、例えば、油などの水以外の液体や、ヘリウムなどの空気以外の気体である。また、どちらにおいても液体に放熱されるようにしてもよいし、どちらにおいても気体に放熱されるようにしてもよい。要するに、水冷部及び強制空冷部は、そこにおいて液体や気体などの何らかの流体に熱が放散される放熱部として機能するようになっていればよい。つまりヒートシンクは、第1流体(例えば水)に熱が放散される第1放熱部と、第2流体(例えば空気)に熱が放散される第2放熱部という複数の放熱部を有していればよい。この場合、第1流体と第2流体とは、水と空気のように、熱伝導率が異なっていればよい。要するに、ヒートシンクは、水流入部21及び空気流入部22のような、第1放熱部を第1流体が通過するように第1流体を移動させる第1移動手段と、第2放熱部を第2流体が通過するように第2流体を移動させる第2移動手段とを有していればよい。この場合、コントローラは、上述した第1実施形態のように、第1移動手段により第1流体を移動させてヒートシンクの熱を放散させる第1放熱処理と、第1移動手段の異常を検出した場合に、第2移動手段により第2流体を移動させてヒートシンクの熱を放散させる第2放熱処理とを行う第1制御手段として機能する。また、コントローラは、上述した第2実施形態のように、熱電モジュールがサンプルを加熱する場合には第2移動手段により第2流体を移動させてヒートシンクの熱を放散させる第1放熱処理を行い、熱電モジュールがサンプルを冷却する場合には第1移動手段により第1流体を移動させてヒートシンクの熱を放散させる第2放熱処理を行う第2制御手段としても機能する。
(Modification 4)
In the water cooling unit and the forced air cooling unit, in each of the above-described embodiments, heat is radiated to water and air, but heat may be radiated to a fluid different from these. This fluid is, for example, a liquid other than water such as oil or a gas other than air such as helium. In either case, the heat may be radiated to the liquid, and in either case, the heat may be radiated to the gas. In short, the water cooling section and the forced air cooling section only need to function as a heat radiating section where heat is dissipated to some fluid such as liquid or gas. In other words, the heat sink has a plurality of heat radiating portions such as a first heat radiating portion that dissipates heat to the first fluid (for example, water) and a second heat radiating portion that dissipates heat to the second fluid (for example, air). That's fine. In this case, the first fluid and the second fluid may have different thermal conductivities like water and air. In short, the heat sink includes a first moving means such as a
(変形例5)
ヒートシンクは、上述した各実施形態では、2種類の異なる熱伝導率を有する流体(水及び空気)がそれぞれ通過する放熱部(水冷部及び強制空冷部)を有していたが、2種類に限らず、3種類以上の流体がそれぞれ通過する放熱部を有していてもよい。この場合、ヒートシンクは、例えば、水冷部及び強制空冷部に加え、熱伝導率が水よりも低く、空気よりも高い油が通過する放熱部である油冷部を有する。油冷部は、水冷部と同様に、ヒートシンクを貫通する孔と、その孔を形成するヒートシンクの表面を含む部分とを有するものである。また、温調器は、油冷部に油を通過させるように油を移動させる油流入部を備える。この油冷部に油を通過させて熱を放散させる状態を油冷状態という。油冷状態のヒートシンクは、水冷状態のときよりも弱く、且つ、強制空冷状態のときよりも強く、熱電モジュール11を冷却する。
(Modification 5)
In each of the above-described embodiments, the heat sink has a heat dissipating part (water cooling part and forced air cooling part) through which fluids (water and air) having two different thermal conductances pass, respectively. Instead, it may have a heat radiating part through which three or more kinds of fluids pass. In this case, the heat sink has, for example, an oil cooling part that is a heat radiating part through which oil having a thermal conductivity lower than water and higher than air passes, in addition to the water cooling part and the forced air cooling part. Similar to the water cooling section, the oil cooling section has a hole that penetrates the heat sink and a portion that includes the surface of the heat sink that forms the hole. Further, the temperature controller includes an oil inflow portion that moves the oil so that the oil passes through the oil cooling portion. A state in which oil is passed through the oil cooling part to dissipate heat is referred to as an oil cooling state. The oil-cooled heat sink is weaker than the water-cooled state and stronger than the forced air-cooled state, and cools the
例えば、上述した第1実施形態のような制御が行われる場合において、水が流入してこない状態が発生したときに、強制空冷状態で動作させる代わりに油冷状態で動作させることで、強制空冷状態で動作させるよりも熱電モジュール11の温度の上昇をより抑制することができるようになる。さらに、放熱制御装置40が油冷部の流量を計測する流量計を有し、この流量計により検出される流量が閾値未満となったときに強制空冷状態で動作させることで、油流入部に異常が発生して油が流入されなくなった場合にも、熱電モジュール11の温度の上昇をより抑制することができる。また、例えば、上述した第2実施形態のように温度制御処理、すなわち、温調器がサンプルに対して加熱及び冷却を繰り返すように各部を制御する処理が行われる場合において、強制空冷状態では熱電モジュール11の面11Aの温度の上昇量を適度に抑えることができないときや、水冷状態では熱電モジュール11を冷却しすぎてしまうときなどに、上記の油冷状態で熱を放散させることで、それらを適度に行うことができるようになる。
以上のとおり、異なる熱伝導率を有する流体の種類が多いほど、ヒートシンクが放散する熱の量を多く変化させることができ、熱電モジュールの熱を必要に応じて効果的に放散させることができるようになる。
For example, when the control as in the first embodiment described above is performed, when a state where water does not flow in occurs, the forced air cooling is performed by operating in the oil cooling state instead of the forced air cooling state. The temperature rise of the
As described above, the more kinds of fluids having different thermal conductivities, the more the amount of heat dissipated by the heat sink can be changed, and the heat of the thermoelectric module can be effectively dissipated as needed. become.
(変形例6)
コントローラ42は、上述した第1実施形態では、第1流体として水を用いる第1放熱処理と、水流入部21が移動させる水の流量が閾値未満である場合(すなわち水流入部21の異常が検出された場合)に、第2流体として空気を用いる第2放熱処理とを行う制御手段として機能した。要するに、コントローラ42は、第1実施形態では水冷状態から強制空冷状態に切り替えを行ったが、これに限らず、強制空冷状態から水冷状態に切り替えを行ってもよい。例えば、温調器1がサンプル2を冷却するときに、水冷状態で放熱を行うと、放散させる熱量が多すぎて、温調器1及びサンプル2を合わせた全体の温度が下がり過ぎてしまい、サンプル2が過度に低温になる場合がある。このような場合は、温調器1が強制空冷状態でサンプル2を冷却することが望ましい。本変形例の温調器は、例えば、強制空冷部32を通過する空気の流量を計測する流量計を備え、コントローラ42が、この流量計から供給されるデータが表す流量を検出する。そして、コントローラ42は、検出した流量が閾値未満と判定した場合に、強制空冷状態から水冷状態に切り替える。この場合は、強制空冷部32が、そこを通過する第1流体(この場合は空気)に熱が放散される第1放熱部として機能し、水冷部31が、そこを通過する第2流体(この場合は水)に熱が放散される第2放熱部として機能することになる。本変形例においても、第1実施形態と同様に、水及び空気への放熱を制御して熱電モジュール11の熱を効果的に放散させることができるとともに、熱電モジュール11が熱により破損することを少なくすることができる。
(Modification 6)
In the first embodiment described above, the
(変形例7)
コントローラ42は、上述した第1実施形態において、流量計41と協働することで、水流入部21の異常の有無を検知する検知手段として機能したが、これに限らず、他の方法で異常の有無を検知してもよい。
図22は、本変形例に係る温調器1rの構成を示すブロック図である。温調器1rは、放熱制御装置40rを備え、放熱制御装置40rは、通電センサ44を有する。通電センサ44は、水流入部21が有するポンプの通電の有無を検出するセンサである。通電センサ44は、検出した結果を示すアナログ式のデータをコントローラ42に供給する。
図23は、本変形例に係る放熱制御処理の手順を示すフローチャートである。コントローラ42は、通電センサ44により供給されたデータから通電の有無を検出する(ステップS11r)。水流入部21のポンプに通電が無いということは、水流入部21に異常が有ることを示している。つまり、コントローラ42及び通電センサ44が協働することで、水流入部21の異常の有無を検知する検知手段として機能する。ステップS11rにおいて通電が無いことが検出した場合、つまり、水流入部21に異常が有ると検知した場合(ステップS12r:YES)、コントローラ42は、図4のステップS13の処理(強制空冷部32への空気の流入を開始)を行って、放熱制御処理を終了する。ステップS12rにおいてNOであった場合も、コントローラ42は、放熱制御処理を終了する。
(Modification 7)
In the first embodiment described above, the
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of a
FIG. 23 is a flowchart illustrating a procedure of heat dissipation control processing according to the present modification. The
(変形例8)
コントローラ42aは、上述した第2実施形態では、図7に示すステップS20において、バイポーラ電源13の極性を検出することで、熱電モジュール11の動作状態(加熱動作状態又は冷却動作状態)を検出したが、他の方法でこれを検出してもよい。加熱動作状態の熱電モジュール11では、面11Dから面11Aに熱が伝達しているため、加熱が始まる前よりも面11Aの温度が上昇している。また、冷却動作状態の熱電モジュール11では、反対に、面11Aから面11Dに熱が伝達しているため、電流量が十分であれば、冷却が始まる前よりも面11Aの温度が下降している。つまり、コントローラ42aは、例えば面11Aの温度変化を検出することで、動作状態を検出してもよい。例えば、コントローラ42aは、サーミスター43が測定した温度と、前回又は決められた回数前の温度制御処理においてサーミスター43が測定した温度とを比較して、温度が上昇していれば加熱動作状態、温度が下降していれば冷却動作状態をそれぞれ動作状態として検出する。他にも、例えば、コントローラが時刻を測定する機能を有する場合に、加熱又は冷却を行う時間帯をそれぞれ予め決めておき、コントローラが、そのとき測定した時刻がどちらの時間帯に含まれるかによって、加熱動作状態又は冷却動作状態のいずれかを動作状態として検出する。
(Modification 8)
In the second embodiment described above, the
(変形例9)
コントローラ42aは、上述した第2実施形態では、バイポーラ電源13が決められた電流量の電流を熱電モジュール11に供給させたが、この電流量を変化させるようにしてもよい。例えば、図7に示すステップS23において、検出した温度が上限値以下であった場合に、検出した温度と上限値との差に応じて、電流の極性は変えずに、電流量を変化させるといった具合である。例えば、コントローラ42aは、この差が小さくなるほど、電流量を少なくする。また、コントローラ42aは、ステップS33において、検出した温度と下限値との差が小さくなるほど、電流量を少なくする。これにより、例えば、サンプル2の温度が上限値に近づくほど、熱電モジュール11の面11Aの温度が低下し、サンプル2との温度差が小さくなるため、サンプル2の温度変化が緩やかになる。また、サンプル2の温度が下限値に近づくほど、熱電モジュール11の面11Aの温度が増加し、サンプル2との温度差が小さくなるため、サンプル2の温度変化が緩やかになる。本変形例によれば、コントローラ42aが上記のように電流量を変化させない場合に比べて、上限値を大きく上回ったり、下限値を大きく下回ったりすることが少なくなる。
(Modification 9)
In the second embodiment described above, the
(変形例10)
コントローラ42aは、上述した第2実施形態では、電磁バルブ213及び223の水弁及び空気弁の開閉のみを制御したが、これらの弁の開き具合を制御するようにしてもよい。これらの弁の開き具合を大きくするほど、水冷部31a及び強制空冷部32aを通過する水及び空気の流量が多くなり、これらの各部で放散される熱量が増加する。なお、コントローラ42aは、上記弁の開き具合を制御する代わりに、水流入部21a及び空気流入部22aのポンプの出力の大きさを制御することで、水及び空気の流量を制御してもよい。この場合、コントローラ42aは、熱電モジュール11の動作状態として、加熱動作状態又は冷却動作状態のいずれであるかに加えて、これらの動作の強弱を検出する。コントローラ42aは、この強弱を、上記電流量の大きさや、熱電モジュール11の面11Aの温度によって検出する。例えば、コントローラ42aは、面11Aの温度が高いほど強く加熱しており、温度が低いほど強く冷却しているという動作状態を検出する。そして、コントローラ42aは、熱電モジュール11がサンプル2を強く冷却しているときほど、弁の開き具合を大きくして放散する熱量を増加させ、弱く冷却しているときには、弁の開き具合を小さくして放散する熱量を減少させる。水冷状態及び強制空冷状態の放熱だと、ヒートシンクが放散する熱量は2段階に変化するが、本変形例によれば、ヒートシンクが放散する熱量を3段階以上に変化させることができる。これにより、水冷状態又は強制空冷状態だと熱電モジュール11の温度が下がりすぎるといった場合に、放散する熱量を減少させることで、熱電モジュール11を適度に冷却することができる。従って、水及び空気の流量を制御しない場合に比べて、熱電モジュールの熱をより効果的に放散させることができる。
(Modification 10)
In the second embodiment described above, the
(変形例11)
強制空冷部32が有するヒートシンク30の内周面には、上述した各実施形態では、窪みや突起などがなかったが、これらがあってもよい。これにより、この表面に窪みや突起などがない場合に比べて、強制空冷部を通過する空気に接触するヒートシンクの表面積が大きくなり、放散される熱量が大きくなる。また、強制空冷部のうち、ヒートシンクの外部と繋がる開口部に近い部分に雌ねじが切ってあってもよい。これにより、放散される熱量が大きくなるのに加え、空気流入部22が故障して使えなくなったときに、これを外して、代わりに、端部に雄ねじが切ってある配管をねじ込み、第1実施形態の強制空冷部32aのようにポンプによって空気を移動させるようにすることができる。この場合、強制空冷部は、配管を取り付けるためのコネクタとしても機能する。なお、この場合に、雌ねじを切る部分を開口部に近い部分だけとせずに、強制空冷部全体に切っておいてもよい。これにより、一部に雌ねじを切る場合に比べて、表面積がさらに大きくなり、強制空冷部において放散される熱量がより大きくなる。
(Modification 11)
The inner peripheral surface of the
(変形例12)
サンプル2は、上述した各実施形態では、図2に示すように熱電モジュール11の面11Aと直接接触するように固定されていたが、例えば面11Aとの間にシートを挟むなどした状態で固定されてもよい。要するに、サンプル2は、熱電モジュール11と熱が交換されるように固定されていればよい。
(Modification 12)
In each of the above-described embodiments, the
(変形例13)
温調器は、第1実施形態で例として述べた電子機器の他に、様々なサンプルの温度を調整してもよい。例えば、温調器は、細菌、微生物又はDNA(Deoxyribo Nucleic Acid)などの培養液の温度を調整してもよい。この場合、温調器は、培養が促進される温度となるように培養液の温度を調整することができる。また、温調器は、半導体IC(Integrated Circuit)などの部品の温度を調整してもよい。この場合、温調器は、例えば部品の耐熱検査を行うときに、その部品の温度を一定に保ったり、上述した第2実施形態のように或る範囲でその部品の温度の上昇と下降とを繰り返したりすることができる。また、温調器は、圧電材料などの各種の機能材料の温度を調整してもよい。この場合、温調器は、それらの機能材料の特性を改善するプロセスにおいて、機能材料の温度を調整する役割を果たすことができる。
(Modification 13)
In addition to the electronic device described as an example in the first embodiment, the temperature controller may adjust the temperature of various samples. For example, the temperature controller may adjust the temperature of a culture solution such as bacteria, microorganisms, or DNA (Deoxyribo Nucleic Acid). In this case, the temperature controller can adjust the temperature of the culture solution so that the culture is accelerated. Further, the temperature controller may adjust the temperature of components such as a semiconductor IC (Integrated Circuit). In this case, for example, when performing a heat resistance inspection of a component, the temperature controller keeps the temperature of the component constant, or increases and decreases the temperature of the component within a certain range as in the second embodiment described above. Can be repeated. The temperature controller may adjust the temperature of various functional materials such as piezoelectric materials. In this case, the temperature controller can play the role of adjusting the temperature of the functional material in the process of improving the properties of those functional materials.
(変形例14)
本発明は、上述した温調器1や1aなどの他に、ヒートシンク30や30aなどの熱電モジュール用ヒートシンクのみであってもよい。また、本発明は、熱電モジュール及びヒートシンクのみを備える温調器としても把握される。この場合であっても、例えばサンプルを含む設備に備え付けられたポンプ及び配管から水が水冷部に流入され、且つ、ファンから空気が強制空冷部に流入されることで、熱電モジュールの熱を放散させることができる。この温調器では、上述した変形例5のように、少なくとも2種類の異なる熱伝導率を有する流体がそれぞれ通過する複数の放熱部が備えられていればよい。そして、これらの放熱部に流体を流入させる動作において、上述した第1実施形態及び第2実施形態のような制御が行われることで、本変形例に係る温調器においては、少なくとも2種類の異なる熱伝導率を有する流体へ熱を放散させて熱電モジュールの熱を効果的に放散させることが可能となる。
(Modification 14)
The present invention may be only the heat sink for the thermoelectric module such as the
1…温調器、2…サンプル、10…熱交換装置、11…熱電モジュール、12…電源、13…バイポーラ電源、20…放熱装置、21…水流入部、211…配管、213…電磁バルブ、22…空気流入部、221…ファン、222…配管、223…電磁バルブ、23…バッテリー、24…スイッチ、30…ヒートシンク、31…水冷部、32…強制空冷部、40…放熱制御装置、41…流量計、42…コントローラ、43…サーミスター
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1放熱部を前記第1流体が通過するように当該第1流体を移動させる第1移動手段と、
前記第2放熱部を前記第2流体が通過するように当該第2流体を移動させる第2移動手段と、
前記第1移動手段により前記第1流体を移動させて前記ヒートシンクの熱を当該第1流体に放散させる第1放熱処理と、前記第1移動手段の異常を検出した場合に、前記第2移動手段により前記第2流体を移動させて前記ヒートシンクの熱を当該第2流体に放散させる第2放熱処理を行う第1制御手段とを備える
ことを特徴とする請求項1記載の熱電モジュール用ヒートシンク。 The plurality of heat radiating portions include a first heat radiating portion through which a first fluid passes, and a second heat radiating portion through which a second fluid having a lower thermal conductivity than the first fluid passes.
First moving means for moving the first fluid so that the first fluid passes through the first heat radiating portion;
Second moving means for moving the second fluid so that the second fluid passes through the second heat radiating portion;
A first heat radiation process for moving the first fluid by the first moving means to dissipate the heat of the heat sink to the first fluid; and an abnormality of the first moving means is detected. 2. The heat sink for a thermoelectric module according to claim 1, further comprising: a first control unit that performs a second heat radiation process for moving the second fluid to dissipate heat of the heat sink to the second fluid.
前記第1放熱部を前記第1流体が通過するように当該第1流体を移動させる第1移動手段と、
前記第2放熱部を前記第2流体が通過するように当該第2流体を移動させる第2移動手段と、
前記熱電モジュールがサンプルを加熱する場合には前記第2移動手段により前記第2流体を移動させて前記ヒートシンクの熱を当該第2流体に放散させる第1放熱処理を行い、前記熱電モジュールがサンプルを冷却する場合には前記第1移動手段により前記第1流体を移動させて前記ヒートシンクの熱を当該第1流体に放散させる第2放熱処理を行う第2制御手段を備える
ことを特徴とする請求項1記載の熱電モジュール用ヒートシンク。 The plurality of heat radiating portions include a first heat radiating portion through which a first fluid passes, and a second heat radiating portion through which a second fluid having a lower thermal conductivity than the first fluid passes.
First moving means for moving the first fluid so that the first fluid passes through the first heat radiating portion;
Second moving means for moving the second fluid so that the second fluid passes through the second heat radiating portion;
When the thermoelectric module heats the sample, the second fluid is moved by the second moving means to perform a first heat dissipation process to dissipate the heat of the heat sink to the second fluid, and the thermoelectric module The second control means for performing a second heat radiation process for moving the first fluid by the first moving means to dissipate the heat of the heat sink to the first fluid when cooling is provided. 1. A heat sink for a thermoelectric module according to 1.
前記第1放熱部及び前記第2放熱部はいずれも前記ヒートシンクを貫通する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の熱電モジュール用ヒートシンク。 The heat sink has a block shape,
The heat sink for a thermoelectric module according to any one of claims 1 to 3, wherein the first heat radiating portion and the second heat radiating portion both penetrate the heat sink.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の熱電モジュール用ヒートシンク。 5. The heat sink for a thermoelectric module according to claim 1, wherein at least a part of the second heat radiating portion is disposed closer to the thermoelectric module than the first heat radiating portion.
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