恒温槽
【課題】内タンクと外タンクとの間の隙間部分について無駄なスペースを無くし、且つこの隙間をなるべく狭くするようにして、液体温度を高い精度で制御できる恒温槽を提供する。
【解決手段】多角筒状の頂点部分が曲線Ａｉで形成された内タンク３６と、内タンク３６の多角筒状の曲線状の部分Ａｉの数と同じ数の頂点部分Ａｏを有する多角筒状の外タンク３８とを有し、内タンク３６の曲線状の部分Ａｉと外タンク３８の頂点部分Ａｏとが一致するように配置されて成る二重壁構造のタンク３８が設けられ、内タンク３６と外タンク３８との間は、流路４０として設けられ、内タンク３６内の液体を、内タンク３６の底部から流路４０内を上昇して内タンク３６の上部から再度内タンク３６内に流入するように循環させる羽根車５１を有する循環手段４８が設けられ、流路４０を流通する液体を所定の温度となるように維持するサーモモジュール５２が外タンク３８の外壁面の平面部分に設けられている。
【解決手段】多角筒状の頂点部分が曲線Ａｉで形成された内タンク３６と、内タンク３６の多角筒状の曲線状の部分Ａｉの数と同じ数の頂点部分Ａｏを有する多角筒状の外タンク３８とを有し、内タンク３６の曲線状の部分Ａｉと外タンク３８の頂点部分Ａｏとが一致するように配置されて成る二重壁構造のタンク３８が設けられ、内タンク３６と外タンク３８との間は、流路４０として設けられ、内タンク３６内の液体を、内タンク３６の底部から流路４０内を上昇して内タンク３６の上部から再度内タンク３６内に流入するように循環させる羽根車５１を有する循環手段４８が設けられ、流路４０を流通する液体を所定の温度となるように維持するサーモモジュール５２が外タンク３８の外壁面の平面部分に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、恒温槽に関し、さらに詳細にはタンク内部の液体を所定の温度に保つ恒温槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体製造時において用いられる洗浄用等の液体を、所定の温度に維持する恒温槽が従来から知られている（例えば特許文献１参照）。
図６に基づいて、従来の恒温槽について説明する。
恒温槽９を構成するタンク１０内には、所定の温度に保つべき液体１１が貯留されている。このタンク１０内には、内部を冷媒液が流通する冷却用蛇管１２が配置されている。タンク１０内の液体は、この冷却用蛇管１２を介して冷媒液と熱交換されており、タンク１０内の液体の温度が一定に保たれるように設けられている。
【０００３】
また、図７に他の恒温槽の例を示す。
この恒温槽１３のタンク１４の上部および下部のそれぞれには、ヒータ１５およびサーモモジュール１６に接続される配管１７ａ、１７ｂが設けられている。各配管１７ａ，１７ｂは、タンク１４内の液体１１を直接ヒータ１５やサーモモジュール１６へ循環させるように設けられており、配管１７ａの途中には液体１１を循環させるためのポンプ１８が設けられている。
【０００４】
上述の図６に示したような恒温槽では、タンク１０内の液体を循環させずに、冷媒液を循環させており、冷却蛇管１２に接触している部分と冷却蛇管１２から離れている部分の液体に温度差がでてきしまっていた。また、このようなタンク１０にタンク１０内の液体を撹拌させるための撹拌手段（スターラー等）を設けた場合であっても、タンク１０の隅々まで十分に撹拌することは難しく、タンク内にどうしても温度差が生じてしまっていた。
【０００５】
さらに、図７に示したような恒温槽では、タンク１４から液体を取り出して循環させる方式であるので、タンク１４内の液体としてフッ素系不活性液体を用いた場合、フッ素性不活性液体は電気的な絶縁性が極めて高いので、配管内を液体が流通することで配管と液体との摩擦により静電気が発生してしまう。静電気の発生を防止するには、配管を金属製にする必要があるが、金属製配管では恒温槽全体が重量化・大型化してしまい、またコスト的にも不利であった。
【０００６】
そこで、本願出願人は、図８に示すように、内タンク１９と外タンク２０とから構成される二重壁構造のタンク２１を採用し、内タンク１９と外タンク２０との間の隙間２２を利用してタンク内部で液体を流通させる構成を提案した（例えば、特許文献２参照）。
この特許文献２に開示されている恒温槽によれば、外タンク２０の形状を多角筒状とし、この多角筒状の外壁面の平面部分にサーモモジュール２４を設けることにより、サーモモジュール２４の外タンク２０への取り付けが容易になると共に、サーモモジュール２４と外タンク２０との接触面積を最大限に取ることができ、温度制御を確実なものとした。
また、外タンク２０は多角形状であっても内タンク１９は円筒状であるので、内タンク１９内には液体の流通を妨げるようなデッドスペースを作らずに済み、内タンク１９内部における温度差の解消にさらに寄与することができた。
【０００７】
【特許文献１】特開平４−２１３１０３号公報（図１、図６等）
【特許文献２】特開２００６−３０９４１８号公報（図２、図３等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に開示されているように、二重壁構造のタンクの内タンクを円筒状とし、外タンクを多角筒状とすることにより、サーモモジュールの取付が容易になるなどの効果を奏することはできる。
しかし、内タンクが円筒状で外タンクが多角筒状であると、内タンクと外タンクとの隙間として、広い部分と狭い部分とができてしまうので、無駄なスペースが生じているという課題がある。
一方、外タンクの外壁面にサーモモジュールが設けられているので、内タンクと外タンクとの隙間はなるべく狭い方が効率よく温度制御可能であるが、従来のような構造であると、外タンクの頂点部分に該当する位置では平面部分と比較して内タンクと外タンクとを接近させることができないという課題もある。
【０００９】
そこで、本発明者は、内タンクの形状を変更することで、上記課題を解決することができると考え、本発明に想到した。
【００１０】
すなわち、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、内タンクと外タンクとの間の隙間部分について無駄なスペースを無くし、且つこの隙間をなるべく狭くするようにして、液体温度を高い精度で制御できる恒温槽を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる恒温槽によれば、対象となる液体を所定の温度に維持する恒温槽において、多角筒状の頂点部分が曲線で形成された内タンクと、該内タンクの多角筒状の曲線状の部分の数と同じ数の頂点部分を有する多角筒状の外タンクとを有し、該外タンクは、内タンクを内部に収納するようにして内タンクの外壁面から所定の距離をおき、内タンクの曲線状の部分と頂点部分とが一致するように配置されて成る二重壁構造のタンクが設けられ、前記内タンクと前記外タンクとの間は、前記液体が流通する流路として設けられ、前記内タンクの上部および底面には、内タンクの内部と前記流路とを連通させる上部連通孔および底部連通孔が設けられ、前記内タンク内の液体を、前記内タンクの底部連通孔から前記流路内を上昇して前記内タンクの上部連通孔から再度前記内タンク内に流入するように循環させる、回転軸の軸線方向と直交する方向に液体を移動させるような形状に羽根が設けられた羽根車を有する循環手段が、内タンクの底部連通孔の下方の外タンクの底面に設けられ、前記流路を流通する液体を所定の温度となるように維持するサーモモジュールが前記外タンクの外壁面の平面部分に設けられていることを特徴としている。
【００１２】
この構成による作用は以下の通りである。
すなわち、外タンクを多角筒状に形成したことにより、サーモモジュールの外タンクへの取り付けが容易になると共に、サーモモジュールと外タンクとの接触面積を最大限に取ることができるので、温度制御が確実なものとなる。また、外タンクの内底面に設けられた羽根車の回転により、内タンク内の液体を遠心方向に流すようにしているので、外タンクの多角形の内壁面に液体がぶつかることで流路内で液体がほどよく撹拌され、より全体の温度を均一にできる。
そして、内タンクの形状を多角筒状の頂点部分が曲面状に形成されたものとしたことで、内タンクの内部にはデッドスペースを作らず、且つ、外タンクの頂点部分と内タンクの曲線状の部分とを一致させるように配置したことにより、外タンクと内タンクとの間の隙間をなるべく狭くすることが可能となった。このため、液体温度の制御をさらに高精度に行うことができる。
【００１３】
また、前記内タンクの曲面状の部位は、円弧状であることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の恒温槽によれば、内タンク内のいずれの場所においても液体の温度差が無く液体温度を高精度に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１に、恒温槽の全体構成を示す。
本実施例における恒温槽３０は、タンク３１が内蔵された本体３３に、温度制御用の制御装置３４が接続されて設けられている。
恒温槽３０は、フッ素系不活性液体を所定の温度に保つ機能を有するものであり、タンク３１内にフッ素系不活性液体（以下、単に液体と称する場合がある）を貯留させている。タンク３１内で所定の温度に維持された液体は、例えば半導体製造時の洗浄等に用いられる。
【００１６】
図２に本体の平面図を、図３はタンクの側面図を、図４にタンクの断面図を示す。
本体３３には、内タンク３６と、内タンク３６を内部に収納するように内タンク３６の外周に配置された外タンク３８とからなる二重壁構造のタンク３１が設けられている。このタンク３１に、液体が所定の温度となるように貯留される。
【００１７】
内タンク３６は、上部が開口した八角形筒状の頂点部分を、所定の曲率半径を有する円弧Ａｉで形成した形状に形成されている。８箇所の頂点部分の円弧Ａｉの曲率半径はすべて同一の曲率半径であるとする。したがって内タンク３６は、平面視すると直線部分Ｌｉが曲線Ａｉで連結された閉じた図形として現れる。
一方、外タンク３８は上部が開口した八角形筒状に形成されている。
そしてこのような二重壁構造のタンク３１は、平面視すると、内タンク３６の直線部分Ｌｉは、外タンク３８の直線部分Ｌｏと一致するように配置されている。すなわち、言い換えると外タンク３８の頂点部分Ａｏと、内タンク３６の円弧状の部分Ａｉとが一致するように二重壁構造のタンク３１形成されている。
【００１８】
内タンク３６と外タンク３８との間には所定間隔の隙間が形成されている。この隙間が、内タンク３６と外タンク３８との間で液体が循環するための流路４０として構成される。
そして、上述したように、八角形筒状の外タンク３８と、八角形筒状の頂点部分を所定の曲率半径を有する円弧で形成した形状の内タンク３６を外タンク３８の頂点部分と、内タンク３６の円弧状の部分とが一致するように配置したので、従来の構造と比較しても（図８参照）流路４０がいずれの場所においてもほぼ同じ間隔となるように構成できる。
【００１９】
内タンク３６の底面３６ａには、流路４０と内タンク３６の内部とを連通させるための底部連通孔４２が形成されている。また、内タンク３６の上部には、流路４０と内タンク３６内部とを連通させるための上部連通孔４４が形成されている。
【００２０】
また、外タンク３８の底面であって内タンク３６の底部連通孔４２の下方には、液体を内タンク３６から外タンク３８へ循環させるための循環手段４８が設けられている。循環手段４８として具体的には、マグネット式の遠心ポンプを用いている。マグネット式の遠心ポンプは、外タンク３８の外底面に配置され、回転軸にマグネット（図示せず）が設けられたモータ４９と、該モータ４９と分離して設けられ、底部にマグネット５０を有する羽根車５１とを具備している。羽根車５１は、回転軸の軸線方向と直交する方向に流体を移動させるような形状に羽根が設けられている。このようにして羽根車５１とモータ４９との間には、タンク３１を貫通する回転軸を設けなくともよいので、回転軸を貫通させる場合に必要となる軸受けやシール機構などを設けずにすみ、加工コストの削減に寄与できる。
【００２１】
モータ４９が回転駆動することによって、羽根車５１が回転し、内タンク３６内の液体を内タンク３６底面の底部連通孔４２から流路４０へ流入させる。このとき羽根車５１は、液体を内タンク３６の底部から遠心方向に流し、外タンク３８の内壁面に液体をぶつけさせる。外タンク３８は上述したように、八角形筒状でありその頂点部分が形成されているので、液体は外タンク３８の内壁面に当接してほどよく撹拌される。
そして、内タンク３６と外タンク３８との間隙である流路４０に流入した液体は羽根車５１の回転により流路４０内を上昇し、内タンク３６の上部連通孔４４から内タンク３６の内部へ流入する。
こうして液体はタンク３１内を撹拌されつつ上下方向に循環する。
【００２２】
液体が流路４０を上昇している最中に、外タンク３８の外壁面に設けられたサーモモジュール５２によって液体は所定の温度に設定される。
すなわち、サーモモジュール５２は、外タンク３８の外壁面に取り付けられており、外タンク３８を直接加熱または冷却しており、外タンク３８に接触しつつ通過する液体を加熱または冷却することができる。
【００２３】
このように、流路４０を移動中に所定の温度にされた液体は、内タンク３６の上部連通孔４４から内タンク３６内に流入して内タンク３６の底面に向けて流れるので、内タンク３６内では常に上下方向に流動することとなり、内タンク３６内部における液体の温度差を無くすことができる。また、内タンク３６は角が円弧状に形成された形状であるから、液体の流通がスムーズに行え、液体が滞留等してしまうことがなく、特に均一な温度分布に設定することができる。
【００２４】
次に、サーモモジュールの構成について説明する。
サーモモジュール５２は、制御装置３４に接続されたペルチェ素子５６と、ペルチェ素子５６の一方の面側と外タンク３８の外壁面との間に配置される熱伝導板５８と、ペルチェ素子５６の他方の面側に設けられた熱交換器５９とを有している。
【００２５】
ペルチェ素子５６は、2種類の金属が貼り合わされて構成されており、電圧を印加する
ことによって一方の金属から他方の金属へ熱が移動して温度を調節することが出来る素子である。
また、熱伝導板５８は、ペルチェ素子５６を確実に外タンク３８の外壁面に取り付けると共に、ペルチェ素子５６の熱を均一に外タンク３８へ伝導させるために設けられており、ペルチェ素子５６の表面積よりも大きい表面積の銅板等が用いられる。
【００２６】
熱交換器５９は、水冷式であり、内部を冷媒が通過する流路６０が形成されたブロック体６１から構成されている。
例えば、ペルチェ素子５６において、外タンク３８を冷却する際には、ペルチェ素子５６の他方側の面は高温になるが、この高温となった他方側の面の温度を下げることによって、さらにペルチェ素子５６の性能を引き出すことができるようになる。
なお、冷媒としては、チラー水等を採用することができ、冷媒がポンプ６２によって循環可能となるように配管６３を設け、冷媒の熱交換を行なう熱交換器（図示せず）を設けても良い。
【００２７】
また、制御装置３４は、ペルチェ素子５６に印加する電流を制御するための回路が内蔵されており、ユーザが指定する温度に液体が短時間で到達するように制御がなされる。
制御装置３４は、ペルチェ素子５６へ印加する電圧の極性切換を行なうことによって、タンク３１内の液体の温度を加熱および冷却の双方を実行することができる。
【００２８】
なお、上述した実施例においては、外タンク３８の形状としては平面視八角形の筒状のものを採用した。しかし、外タンクの形状としてはこのようなものに限定されることはない。サーモモジュール５２が取り付けられる平面部分が形成されていれば、平面視四角形や平面視六角形、あるいは平面視十角形以上のものであってもよい。ただし、四角形や六角形では、内タンク３６の外壁面との間の距離が場所によって大きく異なるものとなってしまい、液体の流路４０におけるスムーズな流通が妨げられるおそれがある。また、十角形以上の角数になってしまうと製造上手間がかかり且つ平面部分の面積が小さくなってサーモモジュールの取り付けに支障をきたすおそれがある。このため、外タンク３８の形状は、平面視八角形程度の多角形状が好ましいと考えられる。
【００２９】
また、内タンク３６の形状も外タンク３８の形状と同一の角数を有する多角形の頂点を曲線で形成したものであれば、八角形状に限定されることはない。さらに、内タンク３６の頂点部分も円弧状に限定するものではなく、液体の流通がスムーズに行えるような曲線であればよい。
【００３０】
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の恒温槽の全体構成を示すブロック図である。
【図２】二重壁構造のタンクの平面図である。
【図３】タンクの側面図である。
【図４】タンクの断面図（内タンクの側面図）である。
【図５】サーモモジュールの分解図である。
【図６】液体を循環させない従来の恒温槽の構成について説明する説明図である。
【図７】液体を循環させる従来の恒温槽の構成について説明する説明図である。
【図８】二重壁構造のタンクを有する従来の恒温槽の構成について説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
３０ 恒温槽
３１ タンク
３３ 本体
３４ 制御装置
３６ 内タンク
３８ 外タンク
４０ 流路
４２ 底部連通孔
４４ 上部連通孔
４８ 循環手段
４９ モータ
５０ マグネット
５１ 羽根車
５２ サーモモジュール
５６ ペルチェ素子
５８ 熱伝導板
５９ 熱交換器
６０ 流路
６１ ブロック体
６２ ポンプ
６３ 配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、恒温槽に関し、さらに詳細にはタンク内部の液体を所定の温度に保つ恒温槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体製造時において用いられる洗浄用等の液体を、所定の温度に維持する恒温槽が従来から知られている（例えば特許文献１参照）。
図６に基づいて、従来の恒温槽について説明する。
恒温槽９を構成するタンク１０内には、所定の温度に保つべき液体１１が貯留されている。このタンク１０内には、内部を冷媒液が流通する冷却用蛇管１２が配置されている。タンク１０内の液体は、この冷却用蛇管１２を介して冷媒液と熱交換されており、タンク１０内の液体の温度が一定に保たれるように設けられている。
【０００３】
また、図７に他の恒温槽の例を示す。
この恒温槽１３のタンク１４の上部および下部のそれぞれには、ヒータ１５およびサーモモジュール１６に接続される配管１７ａ、１７ｂが設けられている。各配管１７ａ，１７ｂは、タンク１４内の液体１１を直接ヒータ１５やサーモモジュール１６へ循環させるように設けられており、配管１７ａの途中には液体１１を循環させるためのポンプ１８が設けられている。
【０００４】
上述の図６に示したような恒温槽では、タンク１０内の液体を循環させずに、冷媒液を循環させており、冷却蛇管１２に接触している部分と冷却蛇管１２から離れている部分の液体に温度差がでてきしまっていた。また、このようなタンク１０にタンク１０内の液体を撹拌させるための撹拌手段（スターラー等）を設けた場合であっても、タンク１０の隅々まで十分に撹拌することは難しく、タンク内にどうしても温度差が生じてしまっていた。
【０００５】
さらに、図７に示したような恒温槽では、タンク１４から液体を取り出して循環させる方式であるので、タンク１４内の液体としてフッ素系不活性液体を用いた場合、フッ素性不活性液体は電気的な絶縁性が極めて高いので、配管内を液体が流通することで配管と液体との摩擦により静電気が発生してしまう。静電気の発生を防止するには、配管を金属製にする必要があるが、金属製配管では恒温槽全体が重量化・大型化してしまい、またコスト的にも不利であった。
【０００６】
そこで、本願出願人は、図８に示すように、内タンク１９と外タンク２０とから構成される二重壁構造のタンク２１を採用し、内タンク１９と外タンク２０との間の隙間２２を利用してタンク内部で液体を流通させる構成を提案した（例えば、特許文献２参照）。
この特許文献２に開示されている恒温槽によれば、外タンク２０の形状を多角筒状とし、この多角筒状の外壁面の平面部分にサーモモジュール２４を設けることにより、サーモモジュール２４の外タンク２０への取り付けが容易になると共に、サーモモジュール２４と外タンク２０との接触面積を最大限に取ることができ、温度制御を確実なものとした。
また、外タンク２０は多角形状であっても内タンク１９は円筒状であるので、内タンク１９内には液体の流通を妨げるようなデッドスペースを作らずに済み、内タンク１９内部における温度差の解消にさらに寄与することができた。
【０００７】
【特許文献１】特開平４−２１３１０３号公報（図１、図６等）
【特許文献２】特開２００６−３０９４１８号公報（図２、図３等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に開示されているように、二重壁構造のタンクの内タンクを円筒状とし、外タンクを多角筒状とすることにより、サーモモジュールの取付が容易になるなどの効果を奏することはできる。
しかし、内タンクが円筒状で外タンクが多角筒状であると、内タンクと外タンクとの隙間として、広い部分と狭い部分とができてしまうので、無駄なスペースが生じているという課題がある。
一方、外タンクの外壁面にサーモモジュールが設けられているので、内タンクと外タンクとの隙間はなるべく狭い方が効率よく温度制御可能であるが、従来のような構造であると、外タンクの頂点部分に該当する位置では平面部分と比較して内タンクと外タンクとを接近させることができないという課題もある。
【０００９】
そこで、本発明者は、内タンクの形状を変更することで、上記課題を解決することができると考え、本発明に想到した。
【００１０】
すなわち、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、内タンクと外タンクとの間の隙間部分について無駄なスペースを無くし、且つこの隙間をなるべく狭くするようにして、液体温度を高い精度で制御できる恒温槽を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる恒温槽によれば、対象となる液体を所定の温度に維持する恒温槽において、多角筒状の頂点部分が曲線で形成された内タンクと、該内タンクの多角筒状の曲線状の部分の数と同じ数の頂点部分を有する多角筒状の外タンクとを有し、該外タンクは、内タンクを内部に収納するようにして内タンクの外壁面から所定の距離をおき、内タンクの曲線状の部分と頂点部分とが一致するように配置されて成る二重壁構造のタンクが設けられ、前記内タンクと前記外タンクとの間は、前記液体が流通する流路として設けられ、前記内タンクの上部および底面には、内タンクの内部と前記流路とを連通させる上部連通孔および底部連通孔が設けられ、前記内タンク内の液体を、前記内タンクの底部連通孔から前記流路内を上昇して前記内タンクの上部連通孔から再度前記内タンク内に流入するように循環させる、回転軸の軸線方向と直交する方向に液体を移動させるような形状に羽根が設けられた羽根車を有する循環手段が、内タンクの底部連通孔の下方の外タンクの底面に設けられ、前記流路を流通する液体を所定の温度となるように維持するサーモモジュールが前記外タンクの外壁面の平面部分に設けられていることを特徴としている。
【００１２】
この構成による作用は以下の通りである。
すなわち、外タンクを多角筒状に形成したことにより、サーモモジュールの外タンクへの取り付けが容易になると共に、サーモモジュールと外タンクとの接触面積を最大限に取ることができるので、温度制御が確実なものとなる。また、外タンクの内底面に設けられた羽根車の回転により、内タンク内の液体を遠心方向に流すようにしているので、外タンクの多角形の内壁面に液体がぶつかることで流路内で液体がほどよく撹拌され、より全体の温度を均一にできる。
そして、内タンクの形状を多角筒状の頂点部分が曲面状に形成されたものとしたことで、内タンクの内部にはデッドスペースを作らず、且つ、外タンクの頂点部分と内タンクの曲線状の部分とを一致させるように配置したことにより、外タンクと内タンクとの間の隙間をなるべく狭くすることが可能となった。このため、液体温度の制御をさらに高精度に行うことができる。
【００１３】
また、前記内タンクの曲面状の部位は、円弧状であることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の恒温槽によれば、内タンク内のいずれの場所においても液体の温度差が無く液体温度を高精度に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１に、恒温槽の全体構成を示す。
本実施例における恒温槽３０は、タンク３１が内蔵された本体３３に、温度制御用の制御装置３４が接続されて設けられている。
恒温槽３０は、フッ素系不活性液体を所定の温度に保つ機能を有するものであり、タンク３１内にフッ素系不活性液体（以下、単に液体と称する場合がある）を貯留させている。タンク３１内で所定の温度に維持された液体は、例えば半導体製造時の洗浄等に用いられる。
【００１６】
図２に本体の平面図を、図３はタンクの側面図を、図４にタンクの断面図を示す。
本体３３には、内タンク３６と、内タンク３６を内部に収納するように内タンク３６の外周に配置された外タンク３８とからなる二重壁構造のタンク３１が設けられている。このタンク３１に、液体が所定の温度となるように貯留される。
【００１７】
内タンク３６は、上部が開口した八角形筒状の頂点部分を、所定の曲率半径を有する円弧Ａｉで形成した形状に形成されている。８箇所の頂点部分の円弧Ａｉの曲率半径はすべて同一の曲率半径であるとする。したがって内タンク３６は、平面視すると直線部分Ｌｉが曲線Ａｉで連結された閉じた図形として現れる。
一方、外タンク３８は上部が開口した八角形筒状に形成されている。
そしてこのような二重壁構造のタンク３１は、平面視すると、内タンク３６の直線部分Ｌｉは、外タンク３８の直線部分Ｌｏと一致するように配置されている。すなわち、言い換えると外タンク３８の頂点部分Ａｏと、内タンク３６の円弧状の部分Ａｉとが一致するように二重壁構造のタンク３１形成されている。
【００１８】
内タンク３６と外タンク３８との間には所定間隔の隙間が形成されている。この隙間が、内タンク３６と外タンク３８との間で液体が循環するための流路４０として構成される。
そして、上述したように、八角形筒状の外タンク３８と、八角形筒状の頂点部分を所定の曲率半径を有する円弧で形成した形状の内タンク３６を外タンク３８の頂点部分と、内タンク３６の円弧状の部分とが一致するように配置したので、従来の構造と比較しても（図８参照）流路４０がいずれの場所においてもほぼ同じ間隔となるように構成できる。
【００１９】
内タンク３６の底面３６ａには、流路４０と内タンク３６の内部とを連通させるための底部連通孔４２が形成されている。また、内タンク３６の上部には、流路４０と内タンク３６内部とを連通させるための上部連通孔４４が形成されている。
【００２０】
また、外タンク３８の底面であって内タンク３６の底部連通孔４２の下方には、液体を内タンク３６から外タンク３８へ循環させるための循環手段４８が設けられている。循環手段４８として具体的には、マグネット式の遠心ポンプを用いている。マグネット式の遠心ポンプは、外タンク３８の外底面に配置され、回転軸にマグネット（図示せず）が設けられたモータ４９と、該モータ４９と分離して設けられ、底部にマグネット５０を有する羽根車５１とを具備している。羽根車５１は、回転軸の軸線方向と直交する方向に流体を移動させるような形状に羽根が設けられている。このようにして羽根車５１とモータ４９との間には、タンク３１を貫通する回転軸を設けなくともよいので、回転軸を貫通させる場合に必要となる軸受けやシール機構などを設けずにすみ、加工コストの削減に寄与できる。
【００２１】
モータ４９が回転駆動することによって、羽根車５１が回転し、内タンク３６内の液体を内タンク３６底面の底部連通孔４２から流路４０へ流入させる。このとき羽根車５１は、液体を内タンク３６の底部から遠心方向に流し、外タンク３８の内壁面に液体をぶつけさせる。外タンク３８は上述したように、八角形筒状でありその頂点部分が形成されているので、液体は外タンク３８の内壁面に当接してほどよく撹拌される。
そして、内タンク３６と外タンク３８との間隙である流路４０に流入した液体は羽根車５１の回転により流路４０内を上昇し、内タンク３６の上部連通孔４４から内タンク３６の内部へ流入する。
こうして液体はタンク３１内を撹拌されつつ上下方向に循環する。
【００２２】
液体が流路４０を上昇している最中に、外タンク３８の外壁面に設けられたサーモモジュール５２によって液体は所定の温度に設定される。
すなわち、サーモモジュール５２は、外タンク３８の外壁面に取り付けられており、外タンク３８を直接加熱または冷却しており、外タンク３８に接触しつつ通過する液体を加熱または冷却することができる。
【００２３】
このように、流路４０を移動中に所定の温度にされた液体は、内タンク３６の上部連通孔４４から内タンク３６内に流入して内タンク３６の底面に向けて流れるので、内タンク３６内では常に上下方向に流動することとなり、内タンク３６内部における液体の温度差を無くすことができる。また、内タンク３６は角が円弧状に形成された形状であるから、液体の流通がスムーズに行え、液体が滞留等してしまうことがなく、特に均一な温度分布に設定することができる。
【００２４】
次に、サーモモジュールの構成について説明する。
サーモモジュール５２は、制御装置３４に接続されたペルチェ素子５６と、ペルチェ素子５６の一方の面側と外タンク３８の外壁面との間に配置される熱伝導板５８と、ペルチェ素子５６の他方の面側に設けられた熱交換器５９とを有している。
【００２５】
ペルチェ素子５６は、2種類の金属が貼り合わされて構成されており、電圧を印加する
ことによって一方の金属から他方の金属へ熱が移動して温度を調節することが出来る素子である。
また、熱伝導板５８は、ペルチェ素子５６を確実に外タンク３８の外壁面に取り付けると共に、ペルチェ素子５６の熱を均一に外タンク３８へ伝導させるために設けられており、ペルチェ素子５６の表面積よりも大きい表面積の銅板等が用いられる。
【００２６】
熱交換器５９は、水冷式であり、内部を冷媒が通過する流路６０が形成されたブロック体６１から構成されている。
例えば、ペルチェ素子５６において、外タンク３８を冷却する際には、ペルチェ素子５６の他方側の面は高温になるが、この高温となった他方側の面の温度を下げることによって、さらにペルチェ素子５６の性能を引き出すことができるようになる。
なお、冷媒としては、チラー水等を採用することができ、冷媒がポンプ６２によって循環可能となるように配管６３を設け、冷媒の熱交換を行なう熱交換器（図示せず）を設けても良い。
【００２７】
また、制御装置３４は、ペルチェ素子５６に印加する電流を制御するための回路が内蔵されており、ユーザが指定する温度に液体が短時間で到達するように制御がなされる。
制御装置３４は、ペルチェ素子５６へ印加する電圧の極性切換を行なうことによって、タンク３１内の液体の温度を加熱および冷却の双方を実行することができる。
【００２８】
なお、上述した実施例においては、外タンク３８の形状としては平面視八角形の筒状のものを採用した。しかし、外タンクの形状としてはこのようなものに限定されることはない。サーモモジュール５２が取り付けられる平面部分が形成されていれば、平面視四角形や平面視六角形、あるいは平面視十角形以上のものであってもよい。ただし、四角形や六角形では、内タンク３６の外壁面との間の距離が場所によって大きく異なるものとなってしまい、液体の流路４０におけるスムーズな流通が妨げられるおそれがある。また、十角形以上の角数になってしまうと製造上手間がかかり且つ平面部分の面積が小さくなってサーモモジュールの取り付けに支障をきたすおそれがある。このため、外タンク３８の形状は、平面視八角形程度の多角形状が好ましいと考えられる。
【００２９】
また、内タンク３６の形状も外タンク３８の形状と同一の角数を有する多角形の頂点を曲線で形成したものであれば、八角形状に限定されることはない。さらに、内タンク３６の頂点部分も円弧状に限定するものではなく、液体の流通がスムーズに行えるような曲線であればよい。
【００３０】
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の恒温槽の全体構成を示すブロック図である。
【図２】二重壁構造のタンクの平面図である。
【図３】タンクの側面図である。
【図４】タンクの断面図（内タンクの側面図）である。
【図５】サーモモジュールの分解図である。
【図６】液体を循環させない従来の恒温槽の構成について説明する説明図である。
【図７】液体を循環させる従来の恒温槽の構成について説明する説明図である。
【図８】二重壁構造のタンクを有する従来の恒温槽の構成について説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
３０ 恒温槽
３１ タンク
３３ 本体
３４ 制御装置
３６ 内タンク
３８ 外タンク
４０ 流路
４２ 底部連通孔
４４ 上部連通孔
４８ 循環手段
４９ モータ
５０ マグネット
５１ 羽根車
５２ サーモモジュール
５６ ペルチェ素子
５８ 熱伝導板
５９ 熱交換器
６０ 流路
６１ ブロック体
６２ ポンプ
６３ 配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象となる液体を所定の温度に維持する恒温槽において、
多角筒状の頂点部分が曲線で形成された内タンクと、該内タンクの多角筒状の曲線状の部分の数と同じ数の頂点部分を有する多角筒状の外タンクとを有し、該外タンクは、内タンクを内部に収納するようにして内タンクの外壁面から所定の距離をおき、内タンクの曲線状の部分と頂点部分とが一致するように配置されて成る二重壁構造のタンクが設けられ、
前記内タンクと前記外タンクとの間は、前記液体が流通する流路として設けられ、
前記内タンクの上部および底面には、内タンクの内部と前記流路とを連通させる上部連通孔および底部連通孔が設けられ、
前記内タンク内の液体を、前記内タンクの底部連通孔から前記流路内を上昇して前記内タンクの上部連通孔から再度前記内タンク内に流入するように循環させる、回転軸の軸線方向と直交する方向に液体を移動させるような形状に羽根が設けられた羽根車を有する循環手段が、内タンクの底部連通孔の下方の外タンクの底面に設けられ、
前記流路を流通する液体を所定の温度となるように維持するサーモモジュールが前記外タンクの外壁面の平面部分に設けられていることを特徴とする恒温槽。
【請求項２】
前記内タンクの曲線状の部位は、円弧状であることを特徴とする請求項１記載の恒温槽。
【請求項１】
対象となる液体を所定の温度に維持する恒温槽において、
多角筒状の頂点部分が曲線で形成された内タンクと、該内タンクの多角筒状の曲線状の部分の数と同じ数の頂点部分を有する多角筒状の外タンクとを有し、該外タンクは、内タンクを内部に収納するようにして内タンクの外壁面から所定の距離をおき、内タンクの曲線状の部分と頂点部分とが一致するように配置されて成る二重壁構造のタンクが設けられ、
前記内タンクと前記外タンクとの間は、前記液体が流通する流路として設けられ、
前記内タンクの上部および底面には、内タンクの内部と前記流路とを連通させる上部連通孔および底部連通孔が設けられ、
前記内タンク内の液体を、前記内タンクの底部連通孔から前記流路内を上昇して前記内タンクの上部連通孔から再度前記内タンク内に流入するように循環させる、回転軸の軸線方向と直交する方向に液体を移動させるような形状に羽根が設けられた羽根車を有する循環手段が、内タンクの底部連通孔の下方の外タンクの底面に設けられ、
前記流路を流通する液体を所定の温度となるように維持するサーモモジュールが前記外タンクの外壁面の平面部分に設けられていることを特徴とする恒温槽。
【請求項２】
前記内タンクの曲線状の部位は、円弧状であることを特徴とする請求項１記載の恒温槽。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２０８０１６（Ｐ２００９−２０８０１６Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５４６５８（Ｐ２００８−５４６５８）
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（３９１０１５９２６）千代田電機工業株式会社 (17)
【出願人】（３９２０１４９３３）株式会社ラスコ (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（３９１０１５９２６）千代田電機工業株式会社 (17)
【出願人】（３９２０１４９３３）株式会社ラスコ (16)
【Ｆターム（参考）】
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