KR200285216Y1 - High Stabilizing Constant Temperature Device - Google Patents
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Abstract
본 고안은 고안정 항온장치에 관한 것으로 특히, 공지된 항온장치에 있어서, 상기 항온실을 내외벽 사이에 진공층이 형성된 진공병의 형태로 형성하고, 상기 항온실의 입구측 외부에는 히터를 설치하되 이 히터의 외측으로는 단열재를 설치하며, 상기 항온실의 상면 일측에는 항온실의 온도를 전기적인 신호로 검출하는 항온실 온도검출센서를 설치하여 외기온도에 의한 내부온도의 변화가 민감하게 이루어지지 않도록 함과 동시에 그 내부의 온도를 올릴시 온도변화가 심하게 이루어질 수 있는 입구측을 감쌓고 있는 히터에서 발생되는 열이 그 내부로 골고로 전달되도록 하여 항온실내의 온도변화에 보다 안정적(즉, 고안정)으로 대처할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a high temperature constant temperature device, and in particular, in a known temperature constant temperature device, the constant temperature chamber is formed in the form of a vacuum bottle having a vacuum layer formed between the inner and outer walls, and a heater is installed outside the inlet side of the constant temperature chamber. However, a heat insulating material is installed outside the heater, and on one side of the upper side of the constant temperature chamber, a constant temperature chamber temperature detection sensor for detecting the temperature of the constant temperature chamber as an electrical signal is made to be sensitive to the change in the internal temperature due to the outside temperature. At the same time, the heat generated from the heater enclosing the inlet side, which can be severely changed when raising the temperature inside, is transferred to the inside of the chamber to be more stable to the temperature change in the chamber. High resolution).
Description
본 고안은 고안정 항온장치에 관한 것으로 더욱 상세히는, 항온실 자체를 2중벽을 갖고 그 벽사이는 진공을 유지하는 진공병의 형태로 형성하고 그의 입구측 일부에는 단열재로 쌓여지는 히터를 설치하여 항온실내의 온도변화에 보다 안정적으로 대처할 수 있도록 고안한 것이다.The present invention relates to a high temperature constant temperature device. More specifically, the constant temperature chamber itself is formed in the form of a vacuum bottle having a double wall and a vacuum is maintained between the walls, and a heater that is stacked with a heat insulating material is installed at a part of the inlet side. It is designed to cope with the temperature change in the constant temperature room more stably.
소정온도를 유지시켜 주는 항온장치를 이용하여, 상온 근처나 그 이하에서 온도를 일정하게 유지시키는 것은 단순히 항온실을 가열 또는 냉각만을 시켜서 이루어지는 것이 아니고, 냉각과 가열을 동시에 이용하여 일정온도로 유지시켜서 이루어지는 것이 일반적이다.By using a constant temperature device that maintains a predetermined temperature, maintaining a constant temperature near or below room temperature is not achieved by simply heating or cooling the constant temperature chamber, but by maintaining both at a constant temperature by simultaneously cooling and heating. It is common to get there.
이 경우 항온실의 온도를 일정하게 유지하기 위하여, 종래에는 열매체로서 사용되는 액체, 즉, 냉매의 액화와 기화에 따른 발열과 흡열을 이용함으로써, 일반적으로 냉각과 동시에 히터의 발열량을 조절하여 소정의 온도를 얻었다.In this case, in order to keep the temperature of the constant temperature chamber constant, by using a heat, which is conventionally used as a heat medium, that is, heat generation and endotherm according to the liquefaction and vaporization of the refrigerant, the heating amount of the heater is controlled at the same time as cooling, Temperature was obtained.
이 때, 열량계의 항온실 부분을 항온조(恒溫槽)에 잠기게 하거나 온도가 조절된 공기를 항온실 주변에 순환시켜 온도를 안정화시키는 등의 적절한 방법을 이용하여 열교환이 이루어지게 함으로써 항온실의 온도를 일정하게 하는 방법을 사용하고 있다.At this time, the temperature of the constant temperature chamber is made by immersing the constant temperature portion of the calorimeter in a constant temperature chamber or by circulating the temperature-controlled air around the constant temperature chamber to stabilize the temperature. I'm using a way to make it constant.
온도를 안정화시키는데 필요한 시간이 항온조에 항온실을 잠기게 하는 경우보다 온도가 조절된 공기를 항온실 주변에 순환시켜 온도를 안정화시키는 경우가 온도를 안정화시키는데 필요한 시간이 매우 긴 단점이 있지만, 신호선 등의 전기 리드선들의 배선처리가 전자의 경우보다 수월할 뿐만 아니라 온도 안정도도 훨씬 좋기 때문에 후자의 경우가 주로 이용된다.Although the time required for stabilizing the temperature to stabilize the temperature by circulating the temperature-controlled air around the chamber is much longer than the time required to submerge the chamber in the cabinet, the signal line, etc. The latter case is mainly used because the wiring of the electrical leads of is not only easier than the former case but also the temperature stability is much better.
온도가 조절된 공기를 항온실 주변이 순환시켜 온도를 안정화시키는 종래 일반적인 기술에 대하여 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.The conventional general technique of stabilizing the temperature by circulating the temperature controlled air around the constant temperature room will be described in more detail.
먼저, 항온을 유지하고자 하는 대상물을 외부온도로부터 차단이 되도록 단열재 등으로 만들어진 밀폐되고 단열된 상자 안에 위치시키고, 이렇게 밀폐되고 단열된 상자 안에는 내부 공기를 순환시킬 수 있도록 공간이 마련되는 한편, 외부의 항온조에 의하여 온도가 조절된 열매체가 파이프를 통하여 단열된 상자 안의 하부 공간을 거쳐서 계속 순환하도록 한다.First, the object to be maintained at a constant temperature is placed in a sealed and insulated box made of a heat insulator, etc. to be isolated from the outside temperature, and in this sealed and insulated box, a space is provided to circulate the internal air. The heat medium whose temperature is controlled by the thermostat is continuously circulated through the lower space in the insulated box through the pipe.
이 때, 온도가 조절된 열매체가 단열된 상자 안을 통과할 때 열교환이 쉽게 이루어지도록 파이프가 몇 차례 왕복된 뒤 다시 항온조로 되돌아가도록 배관이 되어 있는데, 이렇게 배치된 파이프에 팬(fan)을 이용하여 정해진 경로를 따라 공기를 강제 순환시킴으로써 밀폐되고 단열된 상자 안의 온도는 어느 정도의 일정한 온도로 된다.At this time, the pipe is reciprocated several times after the temperature controlled heat medium passes through the insulated box, so that the heat exchange is easily performed, and then back to the thermostat. By forced circulation of air along a defined path, the temperature in a closed and insulated box is brought to a certain constant temperature.
그러나, 단열된 상자가 외부의 온도 변화에 영향을 받기 때문에 다시 2차적인 온도조절이 필요하다. 즉, 팬 주변에 히터를 장착하여 이 히터를 통하여 순환하는 공기의 온도를 일정한 온도가 되도록 히터의 발열량을 조절하고 있다.However, because the insulated box is subject to external temperature changes, a second temperature control is needed again. In other words, the heater is installed around the fan to adjust the heat generation amount of the heater so that the temperature of the air circulated through the heater becomes a constant temperature.
이러한, 복잡한 단계의 제어는 궁극적으로 대상물의 온도를 장기간 고안정도로 유지시키고자 하는 것이지만, 장치의 제작비용과 전력소모, 소음, 및 냉매에 의한 환경문제 등에 있어서 많은 취약점을 갖고 있고, 게다가 온도안정에 도달하는 시간이 많이 걸린다는 문제점을 갖고 있다.Such a complicated step control ultimately aims to maintain the temperature of the object at a design level for a long time, but has many weaknesses in manufacturing cost, power consumption, noise, and environmental problems caused by refrigerant. There is a problem that it takes a long time to reach.
따라서, 본 출원인은 이를 해결하기 위한 수단으로 국내 특허출원(출원번호 2001-0045731호)한 바 있는데, 이는 단열된 상자 내에 위치하는 항온실과; 상기 항온실로부터 외부로 또는 그 역으로 열을 전달하기 위한 열전소자 유닛; 및 상기 열전달매체의 상면에 열적으로 접촉된 방열판 위에서 단열된 상자 내의 기체를 순환시키기 위한 팬으로 구성하되, 상기 항온실로부터 외부로 또는 그 역으로 열을 전달하기 위한 상기 열전소자 유닛은 상기 단열된 상자 내에 일면이 위치된 제1 열전소자, 및 상기 제1 열전소자의 상면에 열적으로 접촉된 열전달매체를 포함시키고, 상기 항온실 내에 일면이 위치된 제2 열전소자 및 상기 제2 열전소자 아래에 열적으로 접촉된 방열판을 설치하며, 상기 단열된 상자 내에 있는 온도센서, 및 전류 출력형 PID식 온도조절기와 푸쉬풀회로가 접속된 구성을 갖고 상기 온도센서에 접속된 온도조절장치를 설치한 구성을 갖는다.Accordingly, the applicant has filed a domestic patent application (application number 2001-0045731) as a means for solving the problem, which includes a thermostat located in an insulated box; A thermoelectric unit for transferring heat from the thermostatic chamber to the outside or vice versa; And a fan for circulating the gas in the insulated box on the heat sink that is in thermal contact with the upper surface of the heat transfer medium, wherein the thermoelectric element unit for transferring heat from the thermostatic chamber to the outside or vice versa is A first thermoelectric element having one surface positioned in the box, and a heat transfer medium in thermal contact with an upper surface of the first thermoelectric element, and below the second thermoelectric element and the second thermoelectric element having one surface positioned in the thermostatic chamber. A heat sink is installed in thermal contact, and a temperature sensor in the insulated box, a current output type PID type thermostat, and a push-pull circuit are connected to each other, and a thermostat connected to the temperature sensor is installed. Have
그러나 이와같은 구성은 상기 항온실이 단순히 단열된 상자의 형태를 갖고, 또 상기 항온실의 온도를 조절하여 주는 열전소자가 항온실의 저면에 설치된 구성을 가지므로 항온실의 온도변화가 주변온도 변화에 민감하게 변화되어 안정된 항온효과를 가질 수 없을 뿐만 아니라, 열전소자에서 발생되는 열기 또는 냉기가 항온실의 저부로 부터 절달되므로 항온실의 전체온도를 빠른시간내에 일정온도로 유지시킬 수 없는 문제점이 있다.However, such a configuration has a configuration in which the thermostat is simply insulated, and a thermoelectric element for controlling the temperature of the thermostat is installed at the bottom of the thermostat so that the temperature change of the thermostat changes in the ambient temperature. Not only does it change sensitively to have a stable constant temperature effect, but also heat or cold generated from thermoelectric elements is transferred from the bottom of the constant temperature chamber, so that the entire temperature of the constant temperature chamber cannot be maintained at a constant temperature quickly. have.
본 고안은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 항온실 자체를 2중벽을 갖는 진공병의 형태로 형성하고 그 외부에서 입구측 일부에는 단열재로 쌓여지는 히터를 설치하여 항온실내의 온도변화에 보다 안정적으로 대처할 수 있는 고안정 항온장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve such problems in the prior art, and the thermostatic chamber itself is formed in the form of a vacuum bottle having a double wall, and a heater which is piled up as a heat insulating material is installed at a part of the inlet side from the outside, The purpose is to provide a high-temperature constant temperature device that can more stably cope with temperature changes.
상기한 본 고안의 목적은, 내벽이 단열재로 충진된 사각 함체형 단열 상자와; 상방부가 트여진 상태에서 상기 단열 상자내의 공간부상에 설치되어 항온실의 외측으로 흐르는 공기의 통로를 제한하는 덕트와; 상기 덕트와 소정 거리를 두고 그 내부에 설치되는 항온실과; 상기 덕트의 바닥면에 설치되어 단열 상자내의 전체 공기를 강제 순환시키는 방식을 통해 열전소자에서 발생되는 열기 또는 냉기가 상자내의 공기에 골고로 전달되도록 하여 그 온도가 일정하도록 하는 제 1 송풍팬과; 상기 단열 상자내의 바닥면부에 설치되어 전압의 공급방향에 부응하여 발열 및 흡열반응을 실시하는 열전소자와; 상기 열전소자의 상면부에 고정 설치되어 열전소자에서 발생되는 열기 또는 냉기를 상자내의 공기에 전달시켜 주는 제 1 방열판과; 상기 제 1 방열판과 항온실의 저면 사이에 설치되어 그 간격이 일정하게 유지되도록 함과 동시에 제 1 방열판을 통해 발생되는 열기나 냉기가 항온실에 직접 전달되지 않도록 하는 열전도가 낮은 열저항체와; 상기 단열 상자의 저면을 관통한 상태에서 그 상면은 상기 열전소자의 저면부에 부착 설치되고 저면부에는 제 2 방열판가 고정 설치되는 구성을 갖고 상기 열전소자에서 발생되는 열기 또는 냉기를 단열 상자외부의 제 2 방열판으로 전달하는 열전달매체와; 상기 열전달매체의 저면부에 고정 설치되어 열전달매체를 통해 전달되는 열을 광범위하게 확산시켜 주는 제 2 방열판과; 상기 제 2 방열판을 통해 전달되는 열전소자의 열기나 냉기를 외부로 배출시켜 주는 제 2 송풍팬과; 상기 단열 상자내에 설치되어 그 내부 온도를 전기적인 신호로 검출하여 제어부로 하여금 제 1 및 제 2 송풍팬과 열전소자의 구동에 따른 제어신호로 활용도록 하는 상자내 온도검출센서로 이루어진 항온장치에 있어서, 상기 항온실을 내외벽 사이에 진공층이 형성된 진공병의 형태로 형성하고, 상기 항온실의 입구측 외부에는 히터를 설치하되 이 히터의 외측으로는 단열재를 설치하며, 상기 항온실의 상면 일측에는 항온실의 온도를 전기적인 신호로 검출하는 항온실 온도검출센서를 설치하여 주므로써 달성할 수 있다.An object of the present invention described above, the inner wall is filled with a heat insulating material rectangular box-type heat insulation box; A duct installed on a space in the heat insulation box in an open state of the upper part to restrict a passage of air flowing out of the constant temperature chamber; A constant temperature room installed at a predetermined distance from the duct; A first blower fan installed at the bottom surface of the duct to force hot or cold air generated from the thermoelectric element to be delivered to the air in the box through a method of forcibly circulating the entire air in the heat insulating box; A thermoelectric element installed in the bottom surface of the thermal insulation box and configured to generate heat and endothermic in response to a supply direction of voltage; A first heat dissipation plate fixedly installed on an upper surface of the thermoelectric element to transfer hot or cold air generated from the thermoelectric element to the air in the box; A heat resistor having a low thermal conductivity installed between the first heat sink and the bottom of the thermostat chamber to maintain a constant gap therebetween and to prevent heat or cold generated through the first heat sink from being directly transmitted to the thermostat chamber; The upper surface of the thermal insulation box penetrates the bottom surface of the thermoelectric element, and the second heat sink is fixed to the bottom surface of the thermoelectric element. 2 a heat transfer medium for transferring to the heat sink; A second heat dissipation plate fixedly installed on a bottom surface of the heat transfer medium to diffuse widely the heat transferred through the heat transfer medium; A second blowing fan for discharging hot or cold air of the thermoelectric element transmitted through the second heat sink; In the thermostat device which is installed in the thermal insulation box and detects the internal temperature as an electrical signal to enable the control unit to use as a control signal according to the driving of the first and second blower fan and the thermoelectric element. And forming the thermostatic chamber in the form of a vacuum bottle having a vacuum layer formed between the inner and outer walls, and installing a heater outside the inlet side of the thermostatic chamber, and installing a heat insulator outside the heater. This can be achieved by installing a thermostat temperature sensor for detecting the temperature of the thermostat as an electrical signal.
따라서, 항온실이 진공병의 형태를 가지므로 외기온도에 의한 내부온도의 변화가 민감하게 이루어지지 않음은 물론 그 내부의 온도를 올릴시 온도변화가 심하게 이루어질 수 있는 입구측을 감쌓고 있는 히터에서 발생되는 열이 그 내부로 골고로 전달되므로 항온실내의 온도변화에 보다 안정적(즉, 고안정)으로 대처할 수 있는 것이다.Therefore, since the thermostatic chamber has the form of a vacuum bottle, the change in the internal temperature due to the outside temperature is not made sensitively, and in the heater enclosing the inlet side where the temperature change can be made severely when raising the temperature inside. Since the generated heat is transferred to the inside of the gogogo, it is possible to cope with the temperature change in the chamber more stably (that is, high stability).
도 1은 본 고안 장치의 단면도.1 is a cross-sectional view of the device of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 단열 상자 2 : 덕트1: insulation box 2: duct
3 : 항온실 4,10 : 제 1 및 제 2 송풍팬3: constant temperature room 4,10: 1st and 2nd blowing fan
5 : 열전소자 6,8 : 제 1 및 제 2 방열판5: thermoelectric element 6, 8: first and second heat sink
7 : 열저항체 9 : 열전달매체7: heat resistor 9: heat transfer medium
11 : 제어부 12,15 : 온도검출센서11: control unit 12,15: temperature detection sensor
13 : 히터 14 : 단열재13: heater 14: heat insulating material
31,32 : 내외벽 33 : 진공층31,32: inner and outer walls 33: vacuum layer
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention in detail as follows.
도 1은 본 고안 장치의 단면도를 나타낸 것이다.1 shows a cross-sectional view of the device of the present invention.
이에 따르면, 내벽이 단열재(14)로 충진된 사각 함체형 단열 상자(1)와; 상방부가 트여진 상태에서 상기 단열 상자(1)내의 공간부상에 설치되어 항온실(3)의 외측으로 흐르는 공기의 통로를 제한하는 덕트(2)와; 상기 덕트(2)와 소정 거리를 두고 그 내부에 설치되어 내부온도를 일정하게 유지시켜 주는 항온실(3)과; 상기 덕트(2)의 바닥면에 설치되어 단열 상자(1)내의 전체 공기를 강제 순환시키는 방식을 통해 열전소자(5)에서 발생되는 열기 또는 냉기가 상자(1)내의 공기에 골고로 전달되도록 하는 제 1 송풍팬(4)과; 상기 단열 상자(1)내의 바닥면부에 설치되어 전압의 공급방향에 부응하여 발열 및 흡열반응을 실시하는 열전소자(5)와; 상기 열전소자(5)의 상면부에 고정 설치되어 열전소자(5)에서 발생되는 열기 또는 냉기를 상자(1)내의 공기에 전달시켜 주는 제 1 방열판(6)과; 상기 제 1 방열판(6)과 항온실(3)의 저면 사이에 설치되어 그 간격이 일정하게 유지되도록 함과 동시에 제 1 방열판(6)을 통해 발생되는 열기나 냉기가 항온실(3)에 직접 전달되지 않도록 하는 열저항체(7)와; 상기 단열 상자(1)의 저면을 관통한 상태에서 그 상면은 상기 열전소자(5)의 저면부에 접촉되고 저면부에는 제 2 방열판(8)가 접촉 설치되는 구성을 갖고 상기 열전소자(5)에서 발생되는 열기 또는 냉기를 단열 상자(1) 외부의 제 2 방열판(8)으로 전달하는 열전달매체(9)와; 상기 열전달매체(9)의 저면부에 고정 설치되어 열전달매체(9)를 통해 전달되는 열을 광범위하게 확산시켜 주는 제 2 방열판(8)과; 상기 제 2 방열판(8)을 통해 전달되는 열전소자(5)의 열기나 냉기를 외부로 강제 배출시켜 주는 제 2 송풍팬(10)과; 상기 단열 상자(1)내에 설치되어 그 내부 온도를 전기적인 신호로 검출하여 제어부(11)로 하여금 제 1 및 제 2 송풍팬(4)(10)과 열전소자(5)의 구동에 따른 제어신호로 활용도록 하는 상자내 온도검출센서(12)로 이루어진 항온장치에 있어서,According to this, the inner wall is filled with a heat insulating material (14) rectangular enclosure type heat insulating box (1); A duct (2) installed on the space portion in the heat insulation box (1) in an open state to restrict a passage of air flowing out of the constant temperature chamber (3); A constant temperature chamber (3) installed at a predetermined distance from the duct (2) to maintain a constant internal temperature; Is installed on the bottom surface of the duct (2) to force the circulation of the entire air in the thermal insulation box (1) to ensure that the hot or cold air generated in the thermoelectric element (5) is delivered to the air in the box 1 evenly A first blowing fan 4; A thermoelectric element (5) installed in the bottom surface portion of the thermal insulation box (1) and performing heat generation and endothermic reactions in response to the supply direction of the voltage; A first heat dissipation plate 6 fixed to an upper surface of the thermoelectric element 5 to transfer hot or cold air generated from the thermoelectric element 5 to air in the box 1; It is installed between the first heat sink 6 and the bottom of the thermostat chamber 3 to maintain a constant gap, and at the same time hot or cold air generated through the first heat sink 6 directly to the thermostat chamber 3. A heat resistor 7 to prevent transmission; The thermoelectric element 5 has a configuration in which the upper surface of the thermal insulation box 1 penetrates the bottom surface of the thermoelectric element 5 and the second heat sink 8 is in contact with the lower surface of the thermoelectric element 5. A heat transfer medium 9 for transferring hot or cold air generated in the second heat sink 8 outside the heat insulation box 1; A second heat dissipation plate 8 fixed to the bottom surface of the heat transfer medium 9 to diffuse widely the heat transferred through the heat transfer medium 9; A second blowing fan 10 for forcibly discharging hot or cold air of the thermoelectric element 5 transferred through the second heat sink 8 to the outside; It is installed in the insulation box (1) and detects the internal temperature as an electrical signal, causing the control unit 11 to control the control signal according to the driving of the first and second blowing fan (4) 10 and the thermoelectric element (5). In the thermostat consisting of a temperature sensor 12 in the box to be utilized as,
상기 항온실(3)을 내외벽(31)(32) 사이에 진공층(33)이 형성된 진공병의 형태로 형성하고, 상기 항온실(3)의 입구측 외부 일부에는 히터(13)를 설치하되 이 히터(13)의 외측으로는 단열재(14)를 설치하며, 상기 항온실(3)의 상면 일측에는항온실(3)의 온도를 전기적인 신호로 검출하여 제어부(11)로 전달하는 항온실 온도검출센서(15)를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.The thermostatic chamber 3 is formed in the form of a vacuum bottle in which a vacuum layer 33 is formed between the inner and outer walls 31 and 32, and a heater 13 is installed at an outside portion of the inlet side of the thermostatic chamber 3. However, the outer side of the heater 13 is provided with a heat insulating material 14, the upper side of the constant temperature chamber (3) to detect the temperature of the constant temperature chamber (3) as an electrical signal to transfer the term to the control unit (11) It is characterized in that the greenhouse temperature detection sensor 15 is additionally installed.
이와같이 구성된 본 고안 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the device of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 본 고안의 주요 핵심은 공지된 항온장치에 있어서, 항온실(3)의 형상을 내외벽(31)(32) 사이에 진공층(33)이 형성된 진공병의 형태로 제작하고, 기존에는 항온실(3)의 저면부에 설치되던 열전소자를 배제하고 온도변화가 쉽게 이루어질 수 있는 상기 항온실(3)의 입구측 일부에 히터(13)를 설치하고, 이 히터(13)의 외측으로는 단열재(14)를 설치하여 단열 상자(1)내의 공기와 접촉을 차단한 것이다.First, the main core of the present invention is in the known thermostat, the shape of the thermostat chamber 3 is produced in the form of a vacuum bottle in which a vacuum layer 33 is formed between the inner and outer walls 31, 32, and conventionally The heater 13 is installed at a part of the inlet side of the thermostat chamber 3 in which the temperature change can be easily performed by excluding the thermoelectric element installed in the bottom part of the thermostat chamber 3, and then to the outside of the heater 13. Is to block the contact with the air in the heat insulating box (1) by installing a heat insulating material (14).
또한, 상기 항온실(3)의 상면 일측에는 온도검출센서(15)를 설치하여 통상시 항온실(3)의 온도를 전기적인 신호로 검출하여 제어부(11)로 전달하도록 하므로써 제어부(11)에서 제 1 및 제 2 송풍팬(4)(10)과 열전소자(5)를 포함한 상기 히터(13)의 구동에 따른 제어신호를 적절히 발생시킬 수 있는 것이다.In addition, by installing a temperature detection sensor 15 on one side of the upper surface of the thermostatic chamber 3, the controller 11 detects the temperature of the thermostatic chamber 3 as an electric signal and transmits the electrical signal to the controller 11 in the normal time. The control signal according to the driving of the heater 13 including the first and second blower fans 4 and 10 and the thermoelectric element 5 can be appropriately generated.
즉, 본 고안에서는 항온실(3)을 마개를 구비한 진공병의 형태를 갖는 것으로, 히터(13)는 저면부에 설치되지 않고 온도변화가 쉽게 이루어질 수 있는 입구측 일부에 설치되어 있으므로 상대적으로 낮은 온도가 유지되고, 제 1 방열판(6)과 적절한 크기의 열저항체(7)에 의해 연결되게 한다.That is, in the present invention, the thermostatic chamber 3 has a shape of a vacuum bottle having a stopper, and the heater 13 is not installed at the bottom and is installed at a part of the inlet side where the temperature can be easily changed. The low temperature is maintained and allowed to be connected by the first heat sink 6 and the heat resistor 7 of a suitable size.
기저의 제 1 방열판(6)은 단열 상자(1) 안의 공기가 일정하게 유지되도록 온도가 조절된다.The underlying first heat sink 6 is temperature controlled such that the air in the thermal insulation box 1 is kept constant.
물론, 이때에 제 1 방열판(6)에는 송풍팬(4)을 설치하여 팬에 의해 강제적으로 송풍되는 공기가 단열상자(1)의 내부 전체를 휩쓸면서 순환하도록 하는 한편,항온실(3)의 입구에는 히터(13)와 온도센서를 설치하여 입구의 온도가 기저 방열판의 온도보다 약간 높게 설정한다. 그러면 항온실 내부의 온도는 일정한 온도에 수렴하게 된다.Of course, at this time, the blower fan 4 is installed in the first heat sink 6 so that the air forcedly blown by the fan circulates while sweeping the entire inside of the thermal insulation box 1, The inlet is provided with a heater 13 and a temperature sensor to set the temperature of the inlet slightly higher than the temperature of the base heat sink. The temperature inside the thermostat converges to a constant temperature.
이때, 항온이라 하면 외부(여기서는 실험실)의 온도가 바뀌어도 일정한 온도를 유지해야 함을 말하는 바, 특히 장시간의 온도안정을 이루기 위해서는 적어도 하루 동안의 온도변화를 관찰해야 하는데 그 이유는 실온이 밤과 낮에 따라 하루의 주기로 바뀌기 때문이다.In this case, the constant temperature means that a constant temperature should be maintained even if the temperature of the outside (here lab) is changed. In order to achieve long-term temperature stability, at least one day temperature change must be observed because the room temperature is night and day. Because it changes with the cycle of the day.
밤과 낮의 온도는 상황에 따라 다르기는 하지만 적게는 3℃ 크게는 9℃정도 변하므로 항온실은 외부의 이러한 온도의 교란에 대해서 안정적이어야 한다.Temperatures at night and day vary depending on the situation, but at least 3 ° C and as high as 9 ° C, so the thermostat must be stable against external disturbances of these temperatures.
이러한 경우 단열상자(1) 내부에 위치한 제 1 방열판(6)의 역할의 입장에서 보면 다음과 같다.In this case, as seen from the standpoint of the role of the first heat sink 6 located inside the thermal insulation box (1).
외부의 온도가 내려가 있을때에는 상자(1)안의 온도도 내려가려 하므로(비록 단열상자로 쌓여있다 하여도) 온도조절기능을 갖는 제어부(11)에서는 단열상자(1)내의 온도가 일정하게 유지되도록 방열판(6)의 온도를 올리게 된다.When the outside temperature decreases, the temperature inside the box 1 is also lowered (even though it is stacked in a heat insulation box). Therefore, in the control unit 11 having a temperature control function, the temperature in the heat insulation box 1 is kept constant. The temperature of (6) is raised.
그러면, 진공병의 형태를 갖는 항온실(3) 외피의 기저 온도(항온실의 외부온도)는 약간 올라가게 되지만, 이는 진공병 내부에는 큰영향을 미치지 않는다.Then, the base temperature (outside temperature of the thermostat) of the outer shell of the thermostatic chamber 3 in the form of a vacuum bottle is slightly raised, but this does not have a great effect on the inside of the vacuum bottle.
왜냐하면 항온실(3) 외피의 온도가 항온실로 전달되기 전에 진공병의 형태를 갖는 항온실(3) 입구에서 히터(13)에 의해 또 한차례의 온도조절을 받기 때문이다.This is because the temperature of the shell of the chamber 3 is further controlled by the heater 13 at the inlet of the chamber 3 in the form of a vacuum bottle before being transferred to the chamber.
마찬가지로 외부의 온도가 올라가 있는 경우에도 그 역이 성립한다.Similarly, the reverse holds even when the outside temperature rises.
이렇게 외부의 온도가 변하는 경우 항온실(3) 외피의 온도변화 크기는 수십mK(밀리 켈빈, 1mK=0.001℃)정도이다.When the outside temperature is changed in this way, the temperature change of the jacket of the thermostatic chamber 3 is about several tens of mK (milli Kelvin, 1 mK = 0.001 ° C).
이것은 항온실(3) 외피의 기저와 제 1 방열판(6)과의 연결이 어느정도 크기의 열저항으로 되었는지에 따라 달라지게 되는데, 그 열저항값은 시스템의 크기, 총열용량 등에 따라 적절히 조정해야 할 필요가 있다.This depends on how much heat resistance the connection between the base of the shell of the thermostatic chamber 3 and the first heat sink 6 becomes, and the heat resistance value should be properly adjusted according to the size of the system, the total heat capacity, and the like. There is a need.
극단적인 예로 항온실이 열저항이 무한대인 재료에 의해서 지지되어 있다고 가정하면 항온실은 순환하고 있는 공기에 의해서만 열이 전달되어 온도안정을 이룰 것이며 이때에는 안정에 이르는 시간이 매우 길어서 실험에 소요되는 시간이 길어지게 된다.As an extreme example, assuming that the chamber is supported by a material with infinite heat resistance, the chamber will transfer heat only through the circulating air to achieve temperature stability, in which case the time required for the experiment is very long. This will be longer.
반대로 항온실(3)이 제 1 방열판(6)과 아주 작은 열저항체에 의해 지지되어 있다면 외부온도변화에 따라 항온실 외피의 온도가 매우 큰 폭으로 변화하게 되고 이는 결국 항온실 내부의 온도에까지 영향을 미치어 안정된 온도를 얻을 수 없게 된다.On the contrary, if the chamber 3 is supported by the first heat sink 6 and a very small thermal resistor, the temperature of the chamber shell changes significantly with the change of the external temperature, which eventually affects the temperature inside the chamber. It is impossible to obtain a stable temperature.
본 고안 장치를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention is described in more detail as follows.
항온장치는 미소열량계 등에서 필수적으로 사용되는 것으로서 항온상태로 할려는 목적물을 항온실에 적절히 위치시킨 후 신호선을 외부로 끌어내어 사용하는 장치이다.The thermostat is an essential device used in microcalorimeters, and it is a device that draws a signal line to the outside after properly placing the object to be in a constant temperature in a constant temperature chamber.
따라서 항온실의 내부에 목적에 맞는 내부 셀을 설치함으로서 다양한 형태의 목적에 사용할 수 있는데, 먼저 단열재(14)로 쌓여진 닫힌 공간이 필수로 이와같은 단열상자(1)는 외부의 온도변화를 되도록 둔감하게 하고 또한 내부의 조절된 순환공기의 온도가 보온되도록 하는 역할을 한다.Therefore, it can be used for various types of purposes by installing the inner cell in accordance with the purpose inside the constant temperature room, first, the closed space accumulated by the heat insulating material (14) is indispensable such that the thermal insulation box (1) to change the temperature outside It also serves to keep the temperature of the regulated circulating air inside.
상기 단열상자(1)의 저부에는 열전소자(5)와 제 1 송풍팬(4), 그리고 제 1 방열판(6)을 설치하여 단열상자(1) 내부의 강제 순환되는 공기의 온도를 조절 할 수 있도록 되어 있다.The thermoelectric element 5, the first blowing fan 4, and the first heat sink 6 may be installed at the bottom of the insulation box 1 to control the temperature of the air circulated in the insulation box 1. It is supposed to be.
이때, 온도검출센서(12)는 단열상자(1) 내부에 적절히 위치시킨다.At this time, the temperature detection sensor 12 is appropriately positioned inside the thermal insulation box (1).
이 상태라면 단열상자 내부의 온도를 완벽하지는 않지만 수십 mK의 안정도로 안정시킬 수 있다.In this state, the temperature inside the insulation box is not perfect but can be stabilized with a stability of several tens of mK.
상기 제 1 방열판(6) 위로는 덕트(2)와 진공병의 형태를 갖는 항온실(3)을 순차적으로 설치하게 되는데, 이때 상기 항온실(3)의 외피와 제 1 방열판(6)과는 적절한 재료 즉, 플라스틱이나 테프론 등과 같이 연전도도가 적은 물질로 된 지지대 즉 열저항체(7)를 설치하여 열의 전달을 차단한다.The thermostat chamber 3 having a form of a duct 2 and a vacuum bottle is sequentially installed on the first heat sink 6, wherein the outer shell of the thermostat chamber 3 and the first heat sink 6 are disposed. By installing a suitable material, that is, a support made of a material having a low conductivity, such as plastic or Teflon, that is, a heat resistor 7 to block heat transfer.
만일 제 1 방열판(6)과 항온실(3)의 외피 사이에 너무 큰 저항이 걸려있으면 일부 지지봉 즉, 열저항체(7)를 열전도도가 작은 금속으로 교체하면 된다.If too much resistance is applied between the first heat sink 6 and the outer shell of the thermostatic chamber 3, some of the supporting rods, that is, the thermal resistor 7, may be replaced with a metal having low thermal conductivity.
여기서, 제 1 송풍팬(4)은 순환공기가 단열상자(1) 내부를 전체적으로 휩쓸 수 있도록 덕트(2)를 통해 통로를 만들어 준다.Here, the first blowing fan (4) makes a passage through the duct (2) so that the circulation air can sweep the inside of the heat insulating box (1) as a whole.
이렇게 되면 단열상자(1) 안의 공기 온도는 열전소자(5)와 제 1 방열판(6)에 의해 조절되게 되고, 외부온도변화에 따라 약간씩 변하는 공기의 온도와 항온실(3)의 온도는 히터(13)를 통해 그 입구 부근에서 공기의 온도보다 약간 높은 온도로(여기서는 약 1℃높게 설정)조절 함으로서 공기의 온도변화를 안정적으로 수용할 수 있게 된다.In this case, the air temperature in the insulation box 1 is controlled by the thermoelectric element 5 and the first heat sink 6, and the temperature of the air and the temperature of the constant temperature chamber 3, which are slightly changed according to the change of the external temperature, are heaters. Through (13), it is possible to stably accommodate the change in temperature of the air by adjusting it to a temperature slightly higher than the temperature of the air in the vicinity of the inlet (here, set to about 1 ° C).
결국, 항온실(3)을 진공병의 형태로 성형하여 그 안에 가두고 외부에는 적절한 크기로 냉각력을 부가함으로서 빠르고 안정된 항온실의 온도를 얻을 수 있게 된다.As a result, it is possible to obtain a fast and stable temperature of the constant temperature chamber by shaping the constant temperature chamber 3 in the form of a vacuum bottle and confining it therein and adding cooling power to an appropriate size outside.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 항온실의 형태를 2중벽을 갖는 진공병의 형태로 형성하고 그 외부에서 입구측 일부에는 단열재로 쌓여지는 히터를 설치하여 주므로써, 실외온도 변화에 따른 항온실내의 온도변화에 보다 안정적으로 대처할 수 있어 제품의 신뢰도 자체를 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 고안인 것이다.As described above, according to the present invention, the thermostatic chamber is formed in the form of a vacuum bottle having a double wall, and a heater which is piled up as a heat insulating material is installed at a part of the inlet side from the outside, and thus the constant temperature according to the change of the outdoor temperature It is a very useful design that can cope with the temperature change in the room more stably and greatly improve the reliability of the product itself.
Claims (1)
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Family Applications (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006006795A1 (en) * | 2004-07-09 | 2006-01-19 | Korbi Co., Ltd. | Apparatus for maintaining constant temperature in water quality measuring instruments |
| KR100650987B1 (en) * | 2005-10-18 | 2006-11-29 | 김재성 | A aircondition packages and system of operating room aircondition system thereby |
| CN113660823A (en) * | 2021-06-28 | 2021-11-16 | 成都云绎智创科技有限公司 | Visual system, device and method suitable for high and low temperatures |
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2002
- 2002-05-02 KR KR2020020013442U patent/KR200285216Y1/en not_active IP Right Cessation
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