JPH0658657A - 熱電変換式恒温保管庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フォトレジストなどのような光や熱に不安定な
薬品を冷蔵するのに好適な、高精度で庫内温度を制御で
き、庫内を外部と完全に遮断して、光や外気の侵入を防
止できる熱電変換式恒温保管庫を開示する。 【構成】保管庫の方形をなす物品収納空間３を取り囲む
壁を、互に熱伝導可能な状態にアルミニウムなどの熱良
導性厚板７ａ〜ｄから成る伝熱壁で構成し、この伝熱壁
の一面に熱電変換素子１０の吸熱面を密接して装着する
と共に該熱電変換素子の放熱面には、水冷式放熱器１１
を設け、該放熱器を除く伝熱壁の外面部を断熱材９によ
って被覆した構成を特徴とする熱電変換式恒温保管庫
で、伝熱壁が物品収納空間を取り囲んで冷却するので、
冷却効率が高く、厚板は熱容量が大きいので、外部から
の侵入熱の影響を受けず、保管温度の精度が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱電変換素子（ペルチ
ェ素子）を用いた保管庫の改良に関するものであり、特
に、熱安定性に欠ける薬品の貯蔵など、正確な温度管理
を必要とする物品の貯蔵に好適な保管庫に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、この種の装置としては、図５〜６に
示すように、引き出し戸５２によって開閉自在な、薬品
等の冷蔵室５０と、該冷蔵室に一体的に付設される冷凍
機５５を装備し、冷蔵室の内壁面をなす内側ケース５１
の外側に、前記冷凍機の冷媒蒸発管５８を密着させつ
つ、巻回装着し、更に、その外側を、断熱材５３で被覆
した構成を有するものが知られている。

【０００３】この装置は、冷却力は大きいが、圧縮機５
６、凝縮器５７など一定のスペースを必要とするので、
装置自体を小型化するには、自ずから限度があり、又、
冷凍機の圧縮機５６が、騒音、振動、塵埃の発生源とな
って、室内の環境、特にその清浄度を損なう原因とな
る。又、製造面では、金属板等で作られた内側ケース５
１の外面に、予め曲げ加工した冷媒蒸発管５８を配設す
るに際しては、冷却効率を高めるために、熱伝導のよい
金属製粘着テープ５４で、蒸発管５８を内側ケース５１
の外面に密接固定してから、これを断熱材で被覆するの
で、管体配設作業に手間がかかる上に、内側ケース面に
は蒸発管が突出して凹凸があるので、この面を断熱材で
被覆する場合には、発泡ポリウレタン樹脂等を内側ケー
ス表面で直接発泡させて成形する工程が必須であり、製
作に手間がかかる欠点がある。

【０００４】このような欠点のない冷蔵庫としては、熱
電変換素子を用いたものが知られている。これは、例え
ば、図７に示すように、物品収納空間６０を断熱壁６２
と断熱開閉扉６１とで囲み、断熱壁の側面に貫通開口６
３をあけて、これに、熱電変換素子６６を挟んで、その
吸熱面には、冷却用熱交換器６８を、放熱面には、放熱
器７０を設けてなる電子冷凍機を嵌挿したものが知られ
ている。（実開昭６３−１４７６８５号公報参照）。こ
の冷蔵庫は、冷却用熱交換器６８を、物品収納空間６０
内に、突出して設け、空気循環ファン６９により庫内の
空気を撹拌して、冷却の効率化と庫内温度の均一化とを
図っている。７３は、空冷式放熱器を囲むダクトで、空
気入口７２及び排気ファン７１が、設けられている。

【０００５】この装置は、空気循環ファンを備えていて
も、断熱材を通して庫内に入ってくる熱により、庫内の
温度がなかなか安定せず、特に、これは、保管庫の設置
場所が適当でなく、窓側等からの輻射熱の影響がある場
合に著しい。又、電子冷凍機は、断熱壁６２を貫通して
設けられているので、貫通開口６３の周縁部と電子冷凍
機との間隙を完全にシールしておかないと、扉６１の開
閉操作や被冷却物品を庫内に入れた後などのように、設
定温度より上昇した庫内が次第に冷却されて、温度低下
すると、それに伴って庫内圧力も低下するので、外気が
シール部から侵入してしまうおそれがある。しかしなが
ら、万一の故障等に備えて、電子冷凍機は、開口６３に
着脱自在な構造であることを要するので、この部分のシ
ール構造は、完璧を期し難く、したがって、物品収納空
間６０を外部から遮断する構造が、困難になる欠点があ
る。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、フォトレジストなどのような
光や熱に不安定な薬品を冷蔵するのに好適な、高い精度
で庫内温度を制御でき、且つ、庫内を外部と完全に遮断
して、光や外気の侵入を防止できる熱電変換式恒温保管
庫を開示することを目的とするものである。

【０００７】

【発明の構成】本発明の第一の要旨は、保管庫の物品収
納空間を取り囲む壁の一部分若しくは壁全体を、熱良導
性素材から成る熱容量の大きい伝熱壁で構成し、該伝熱
壁の外面の適所に熱電変換素子の一方の吸放熱面を密接
して装着すると共に該熱電変換素子の他方の吸放熱面に
は熱交換器を設け、伝熱壁の他の部分を断熱材によって
被覆したことを特徴とする熱電変換式恒温保管庫にあ
る。

【０００８】本発明の第二の要旨は、保管庫の方形をな
す物品収納空間を取り囲む少なくとも３面以上の壁を、
該３面以上の壁が互に熱伝導可能な状態に熱良導性厚板
から成る伝熱壁で構成し、当該伝熱壁の一面に熱電変換
素子の一方の吸放熱面を密接して装着すると共に該熱電
変換素子の他方の吸放熱面には、熱交換器を設け、該熱
交換器を除く伝熱壁の外面部を断熱材によって被覆した
ことを特徴とする熱電変換式恒温保管庫にある。以下、
実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。

【０００９】

【実施例】図１〜３は、本発明の一実施例を示すもので
ある。尚、以下の記述においては、繁雑を避けて、物品
を室温より低い温度で保管する冷蔵庫としての用途に用
いる場合を例示しているが、室温以上の温度で物品を保
温する用途を除外するものでないことは、勿論である。
前面に、開閉自在な扉２を有する保管庫１は、フォトレ
ジストなどの薬品を収める方形の収納空間３を、前記扉
２と共に、ステンレススチール薄板のような、耐食性と
熱良導性とを備えた素材から成る内側ケース４が囲んで
おり、扉２が閉塞する開口部周縁を除いて、収納空間３
を、気、液密に閉じた状態で取り囲んでいる。

【００１０】内側ケース４の外面には、複数箇所にわた
って、その面に直角に、溶接ボルト５、５、…が、立設
されている。この内側ケース４の外側に、アルミニウム
製厚板から成る５枚の伝熱板７ａ〜ｅが、密着して設け
られて、箱状の収納空間３の開口部を除く５面を囲む伝
熱壁を構成している。夫々の伝熱板には、前記溶接ボル
ト５、…の位置に対応して、ボルト孔８が、穿設されて
おり、このボルト孔８には、該伝熱板の外面付近におい
て、段状に径を拡大して成るナット室８ａが設けられて
おり、且つ、ボルト５の長さも、伝熱板の厚さより、小
さくなるように設定して、ナット５ａを、締め付けて、
伝熱板７ａ〜ｅと内側ケースとを、密着固定しても、ボ
ルト、ナットが、伝熱板７ａ〜ｅの外面に突出しないよ
うになっている。

【００１１】又、各伝熱板の周縁部は、その突き合わせ
部分をスクリューボルト６、６、…によって、相互に強
固に密着固定されている。このような箱状の伝熱壁の外
面の適所、望ましくは、各伝熱板から等距離にある伝熱
板７ｄの外面中央付近に、熱電変換素子１０が、その吸
熱面が密接する状態で装着されており、該素子１０の放
熱面には、伝熱板と同一素材からなる熱良導性ブロック
体１２に、蛇行状に液体流路を穿設し、該流路の出入口
に、冷却水導管１３、１３を連結して成る放熱器１１と
しての熱交換器が、熱授受自在に密接して設けられてい
る。そして、この放熱器１１を除いて、伝熱壁の表面
を、ポリウレタン発泡体等の断熱材９で被覆して成るも
のである。前記したように、伝熱壁にはボルト等の突起
がないので、該伝熱壁には板状断熱材で十分に密着し、
発泡成形工程は、不要である。

【００１２】上記実施例では、熱良導性素材から成る伝
熱壁は、アルミニウムや銅などの金属厚板の端面を平滑
にして突き合わせ、これをネジやボルト等の固定具で、
密着固定しているが、これは、図４に示すように、アル
ミニウム合金や銅合金などの熱伝導に優れ、かつ軽量の
鋳物合金を用いて、ドア開口２１を除いて、升形を為す
５面２２ａ〜ｅを、継ぎ目のない一体鋳物成型物として
作り、さらに、内面を、例えば、アルミニウム合金鋳物
の場合はアルマイト処理をするなど、その鋳物合金の特
性に応じて、耐薬品性被膜によって、被覆すれば、製作
工数を大幅に省略することができる。又、熱交換器とし
て、熱伝導のよいブロック体２３に、横断面形状が櫛歯
状を為すように、多数の放熱フィン２４を一体形成し、
これを、図示しないダクトで囲って、強制空冷するタイ
プのものでもよい。

【００１３】

【効果】従来の熱電変換式恒温保管庫は、熱電変換素子
の吸熱面に熱授受自在に付設される冷却フィンを直接物
品収納空間に収納し、これに、送風ファンによる循環空
気をあてて、庫内を冷却する構造を有していたが 、本
願保管庫は、物品収納空間を囲む壁面全体を伝熱壁で構
成し、この伝熱壁の一面を熱電変換素子で冷却し、伝熱
壁の熱伝導作用で、その冷却作用を物品収納空間を取り
囲む壁面全体に及ぼすことにより、冷却面で包み込むよ
うにして、庫内を均一に冷却することができる。したが
って、庫内の空気を撹拌するためのファンは、保管庫の
用途によっては、必ずしも、必要ではないが、ファンを
設けることにより、庫内の温度分布の均一性や、冷却効
果は、一段と向上する。

【００１４】又、物品収納空間には、冷却フィンを露出
させる必要がないので、冷凍機の装着に際して、壁面に
電子冷凍機を貫通させるための開口が不要で、冷凍機と
開口周縁との気密構造の確保など、面倒な工作がなく、
断熱加工、組み立て、物品収納空間を外部から遮蔽する
構造の製作等が容易で、コスト低減効果が高い。さら
に、熱容量の大きな厚い伝熱壁は、高い蓄熱効果を有す
るので、壁面を通して庫内に熱が侵入するのを防止し、
庫内温度の変動は、極めて小さい。又、たとえ、停電時
や冷凍機の故障などで、冷却能力に変動が生じても、伝
熱壁は、一定の期間、庫内温度の変化を最小限に抑え
て、収納物品に不測の変質等を生じしめるといった事態
を防止することができる。更に、冷凍機の故障やメンテ
ナンスに際して、冷凍機を取り外しても、庫内温度に与
える影響は、従来と比較にならないほど小さくて済むな
どの効果を有する。熱電変換素子に流れる電流の方向を
反転して、物品収納空間を加熱して保温する場合の効果
も、上記に準じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面説明図である。

【図２】図１の実施例において、伝熱板と内側ケースと
の固定構造を示す部分断面説明図である。

【図３】図１の実施例の伝熱壁と電子冷凍機との組み合
わせ状態を示す説明図である。

【図４】本発明の他の実施例の要部を断熱材被覆を取り
除いた状態で示す部分断面説明図である。

【図５】従来技術の一例の要部を示す説明図である。

【図６】図５に示した従来技術の全体構成を示す説明図
である。

【図７】従来技術の他の例を示す説明図である。

【符号の説明】

２ 扉 ３ 物品収納空間 ４ 内側ケース ５ 溶接ボルト ６ スクリューボルト ７ａ〜ｅ 伝熱板 ９ 断熱材 １０ 熱電変換素子 １１ 水冷式放熱器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】保管庫の物品収納空間を取り囲む壁の一部
   分若しくは壁全体を、熱良導性素材から成る熱容量の大
   きい伝熱壁で構成し、該伝熱壁の外面の適所に熱電変換
   素子の一方の吸放熱面を密接して装着すると共に該熱電
   変換素子の他方の吸放熱面には熱交換器を設け、伝熱壁
   の他の部分を断熱材によって被覆したことを特徴とする
   熱電変換式恒温保管庫。
2. 【請求項２】保管庫の方形をなす物品収納空間を取り囲
   む少なくとも３面以上の壁を、該３面以上の壁が互に熱
   伝導可能な状態に熱良導性厚板から成る伝熱壁で構成
   し、当該伝熱壁の一面に熱電変換素子の一方の吸放熱面
   を密接して装着すると共に該熱電変換素子の他方の吸放
   熱面には、熱交換器を設け、該熱交換器を除く伝熱壁の
   外面部を断熱材によって被覆したことを特徴とする熱電
   変換式恒温保管庫。
3. 【請求項３】物品収納空間を取り囲む壁が、複数の熱良
   導性厚板をその端部付近において突き合わせて固定して
   成る伝熱壁で構成されており、該伝熱壁の内面に密接し
   て設けられた内側ケース外面の複数箇所に立設された前
   記厚板の厚みより短いボルトを、前記伝熱壁に穿設され
   たボルト孔に挿通してナット締めすることにより、前記
   伝熱壁と内側ケースとが、熱授受可能に密着固定されて
   いる請求項２の熱電変換式恒温保管庫。
4. 【請求項４】物品収納空間を取り囲む伝熱壁が熱良導性
   金属を用いて鋳造されて成る継ぎ目のない一体構造を有
   しており、該伝熱壁の内面が耐食性被膜により被覆され
   ている請求項１又は２の熱電変換式恒温保管庫。