(57)【要約】【課題】信頼性が高く、コストアップを抑制でき、しかも高感度の温度測定が可能なセンサ取付用配管、センサ付き配管および冷凍装置、並びにセンサ付き配管の製造方法を提供する。【解決手段】センサ取付用配管６１は、内部を通る冷媒の温度を測定する温度センサの円柱状の測温部５３を取り付け可能であり、外表面の一部に軸方向に延びて形成された取付凹部５１を有している。この配管６１は、軸方向に垂直な断面における取付凹部５１となる外表面が円弧状である。【選択図】図５
2010112653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を通る冷媒の温度を測定する温度センサ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）の円柱状の測温部（５３）を取り付け可能なセンサ取付用配管であって、
外表面の一部に軸方向に延びて形成された取付凹部（５１）を有し、前記軸方向に垂直な断面における前記取付凹部（５１）となる外表面（５１ａ）が円弧状であり、内部を前記冷媒が通るセンサ取付用配管。
【請求項２】
外表面の一部に軸方向に延びて形成された取付凹部（５１）を有し、前記軸方向に垂直な断面における前記取付凹部（５１）となる外表面（５１ａ）が円弧状であり、内部を前記冷媒が通るセンサ取付用配管（６１）と、
円柱状の測温部（５３）を有し、前記測温部（５３）の表面が前記取付凹部（５１）の前記外表面（５１ａ）に面接触する状態で前記測温部（５３）が前記取付凹部（５１）に配設された温度センサ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）と、を備えたセンサ付き配管。
【請求項３】
前記測温部（５３）が配設された前記取付凹部（５１）の周方向における開口幅（ｗ）が前記測温部（５３）の直径（ｄ）よりも小さい、請求項２に記載のセンサ付き配管。
【請求項４】
圧縮機（２３）と凝縮器（２５）と減圧機構（２７）と蒸発器（２９）とこれらを接続する配管とを有する冷凍回路（２１）と、
冷媒を送るポンプ（４７）と、前記蒸発器（２９）から冷却対象へ前記冷媒を送る配管（３２）と、前記冷却対象から前記蒸発器（２９）へ前記冷媒を送る配管（３４）とを有する冷媒回路（３１）と、を備えた冷凍装置であって、
前記冷凍回路（２１）における前記配管および前記冷媒回路（３１）における前記配管（３２，３４）の少なくとも一部に請求項２または３に記載のセンサ付き配管（６３）を用いた冷凍装置。
【請求項５】
円筒状の配管の外表面の一部に、前記配管の軸方向に延び、前記軸方向に垂直な断面における外表面（５１ａ）が円弧状である取付凹部（５１）を形成する第１工程と、
円柱状の測温部（５３）を有する温度センサ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）を、前記測温部（５３）の表面が前記取付凹部（５１）の外表面（５１ａ）に面接触する状態で前記測温部（５３）を前記取付凹部（５１）に嵌め込む第２工程と、を備えたセンサ付き配管の製造方法。
【請求項６】
前記第２工程の後、前記測温部（５３）が配設された前記取付凹部（５１）の周方向における開口幅（ｗ）を狭める第３工程をさらに備えた、請求項５に記載のセンサ付き配管の製造方法。
【請求項７】
前記第３工程において、前記開口幅（ｗ）を前記測温部（５３）の直径（ｄ）よりも小さくする、請求項６に記載のセンサ付き配管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ取付用配管、センサ付き配管および冷凍装置、並びにセンサ付き配管の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、冷却対象の温度を調節するための冷凍装置が知られている。この冷凍装置は、一次冷媒が相変化しながら循環する冷凍サイクルからなる冷凍回路と、二次冷媒（ブライン）が循環する冷媒回路とを備えている。
【０００３】
冷凍回路は、圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを有し、これらがこの順に配管で接続されている。冷媒回路は、蒸発器から冷却対象へブラインを送る配管と、冷却対象から蒸発器へブラインを送る配管と、ブラインを一時的に貯留するタンクとを有している。
【０００４】
この冷凍装置においては、ブラインの温度を調節するために、冷凍回路および冷媒回路の主要な部位に温度センサが配設されている（例えば特許文献１）。温度センサの測温部としては、種々のタイプが用いられているが、測定精度が高いという点で白金測温抵抗体が多用されている。一般に、白金測温抵抗体などの測温部は、円柱状の形状を有している。この測温部が配管に取り付けられることにより配管の内部を流れる冷媒の温度が測定できる。
【０００５】
測温部を配管に取り付ける方法としては、配管の内部に測温部を配置するとともに、測温部に設けられたネジ部と配管に設けられたネジ部とを螺合することにより測温部を配管に固定する方法が挙げられる。また、測温部を配管に取り付ける他の方法としては、円柱状の測温部を円筒状の配管の外表面に接触させた状態で、これらを例えば銅製のテープなどで巻いて両者を固定する方法が挙げられる。
【特許文献１】特開２００２−２２３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した前者の取り付け方法では、測温部が冷媒と直接接触するので測定感度は高いが、ネジ部同士の螺合による取付箇所から冷媒が漏れる可能性があり信頼性が高いとは言えない。また、この取付箇所において冷媒の漏れがないかを確認する検査工程も必要になり、コストアップにつながる。
【０００７】
また、上記した後者の取り付け方法では、円柱と円筒の接触であるので測温部と配管の外表面とが線接触するだけである。したがって、測温部と配管との接触面積が小さく測定感度が十分に得られない。また、線接触という不安定な接触状態の配管と測温部を銅製のテープなどで固定するので、取り付け位置がずれるなど取り付け状態にばらつきが生じやすい。取り付け状態にばらつきは測定感度の低下にもつながる。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、信頼性が高く、コストアップを抑制でき、しかも高感度の温度測定が可能なセンサ取付用配管、センサ付き配管および冷凍装置、並びにセンサ付き配管の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のセンサ取付用配管は、内部を通る冷媒の温度を測定する温度センサ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）の円柱状の測温部（５３）を取り付け可能であり、外表面の一部に軸方向に延びて形成された取付凹部（５１）を有し、前記軸方向に垂直な断面における前記取付凹部（５１）となる外表面（５１ａ）が円弧状であり、この配管の内部には前記冷媒が通る。
【００１０】
この構成では、上記した取付凹部（５１）を有し、この取付凹部（５１）となる外表面（５１ａ）の断面形状が円弧状であるので、この取付凹部（５１）に円柱状の測温部（５３）を配置したときには取付凹部（５１）と測温部（５３）とが面接触する。これにより、従来の線接触の状態と比較して、配管と測温部（５３）との接触面積を大幅に増加させることができる。また、上記のような凹部を設ける簡単な加工で配管が得られるので製造コストの増大を抑制できる。しかも、配管の外表面に形成された凹部に測温部（５３）を取り付けるので、取付箇所から冷媒が漏れる可能性を著しく低減できる。これにより、信頼性が高く、コストアップを抑制でき、しかも高感度の温度測定が可能なセンサ取付用配管を提供できる。
【００１１】
本発明のセンサ付き配管は、外表面の一部に軸方向に延びて形成された取付凹部（５１）を有し、前記軸方向に垂直な断面における前記取付凹部（５１）となる外表面（５１ａ）が円弧状であり、内部を前記冷媒が通るセンサ取付用配管（６１）と、円柱状の測温部（５３）を有し、前記測温部（５３）の表面が前記取付凹部（５１）の前記外表面（５１ａ）に面接触する状態で前記測温部（５３）が前記取付凹部（５１）に配設された温度センサ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）と、を備えている。この構成では、上記したセンサ取付用配管（６１）に温度センサ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）の円柱状測温部（５３）が配設されているので、信頼性が高く、コストアップを抑制でき、しかも高感度の測定が可能になる。
【００１２】
前記測温部（５３）が配設された前記取付凹部（５１）の周方向における開口幅（ｗ）は前記測温部（５３）の直径（ｄ）よりも小さいのが好ましい。この構成では、取付凹部（５１）の上記開口幅（ｗ）が測温部（５３）の直径（ｄ）よりも小さいので、測温部（５３）が配管から外れたり、配置がずれるのを抑制できる。これにより、測温部（５３）の取り付け状態がより安定するので、信頼性がさらに向上する。
【００１３】
本発明の冷凍装置は、圧縮機（２３）と凝縮器（２５）と減圧機構（２７）と蒸発器（２９）とこれらを接続する配管とを有する冷凍回路（２１）と、冷媒を送るポンプ（４７）と、前記蒸発器（２９）から冷却対象へ前記冷媒を送る配管（３２）と、前記冷却対象から前記蒸発器（２９）へ前記冷媒を送る配管（３４）とを有する冷媒回路（３１）と、を備え、前記冷凍回路（２１）における前記配管および前記冷媒回路（３１）における前記配管（３２，３４）の少なくとも一部に上記のセンサ付き配管（６３）を用いている。この構成では、上記センサ付き配管（６３）を備えているので、冷媒の温度を測定する際の感度が向上する。これにより、冷却対象の温度を高精度に調節することができる。しかも、信頼性が高く、コストアップも抑制できる。
【００１４】
本発明のセンサ付き配管の製造方法は、円筒状の配管の外表面の一部に、前記配管の軸方向に延び、前記軸方向に垂直な断面における外表面（５１ａ）が円弧状である取付凹部（５１）を形成する第１工程と、円柱状の測温部（５３）を有する温度センサ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）を、前記測温部（５３）の表面が前記取付凹部（５１）の外表面（５１ａ）に面接触する状態で前記測温部（５３）を前記取付凹部（５１）に嵌め込む第２工程と、を備えている。この構成によれば、簡単な工程で信頼性と測定感度の高いセンサ付き配管を製造することができる。
【００１５】
前記第２工程の後、前記測温部（５３）が配設された前記取付凹部（５１）の周方向における開口幅（ｗ）を狭める第３工程をさらに備えているのが好ましい。この構成では、さらに上記第３工程を備えているので、測温部（５３）と取付凹部（５１）の表面との接触面積をより大きくすることができる。これにより、さらに高感度な測定が可能になる。
【００１６】
また、前記第３工程において、前記開口幅（ｗ）を前記測温部（５３）の直径（ｄ）よりも小さくするのが好ましい。この構成では、第３工程において、開口幅（ｗ）を測温部（５３）の直径（ｄ）よりも小さくするので、測温部（５３）が配管から外れたり、配置がずれるのを抑制できる。これにより、測温部（５３）の取り付け状態がより安定するので、信頼性がさらに向上する。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、外表面の一部に軸方向に延びて形成された取付凹部を有し、軸方向に垂直な断面における取付凹部となる外表面が円弧状であるので、取付凹部と測温部とを面接触させて測定感度を高めることができる。また、簡単な構造であるので製造コストの増大を抑制できる。しかも配管の外表面に形成された凹部に測温部を取り付けることになるので、取付箇所から冷媒が漏れる可能性を著しく低減できる。これにより、信頼性が高く、コストアップを抑制でき、しかも高感度の温度測定が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態にかかるセンサ取付用配管、センサ付き配管、および冷凍装置について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
＜冷凍装置＞
図１に示すように、本実施形態にかかる冷凍装置１１は、一次冷媒が循環する冷凍サイクルからなる冷凍回路２１と、二次冷媒としての冷媒液（ブライン）が循環する冷媒回路３１と、これらの冷凍回路２１および冷媒回路３１を制御してブラインの温度を調節する制御部６１とを備えている。この冷凍装置１１は、温度調節されたブラインを冷却対象に供給してこの冷却対象の温度調節を行うためのものである。本実施形態では、冷却対象が半導体製造装置である場合を例に挙げて説明する。
【００２０】
冷凍回路２１は、圧縮機２３と凝縮器２５と膨張弁２７と蒸発器２９とを有し、これらがこの順に配管により接続されている。一次冷媒は、この冷凍回路２１内において相変化しながら循環する。蒸発器２９は、一次冷媒とブラインとの間で熱交換する熱交換器である。
【００２１】
冷媒回路３１は、タンク３３と、蒸発器２９から冷却対象へブラインを送る配管３２と、冷却対象から蒸発器２９へブラインを送る配管３４とを有している。配管３４は、配管３４ａと配管３４ｂからなり、これらの配管３４ａ，３４ｂの間にタンク３３が配置されている。
【００２２】
タンク３３は、略直方体の形状を有してブラインが貯留されたタンク本体４１と、このタンク本体４１内にブラインを供給する供給配管４３と、タンク本体４１内のブラインの温度を調節するヒーター４５と、タンク本体４１内のブラインを吸い込み、このブラインをタンク本体４１の外部に送り出して蒸発器２９に送液するポンプ４７とを備えている。
【００２３】
冷媒回路３１において、蒸発器２９と冷却対象との間をつなぐ配管３２の一部には温度センサＴ１を備えた後述のセンサ付き配管６３が配設されている。この温度センサＴ１は、蒸発器２９において温度調節されたブラインの温度を精度よく検出することができる。
【００２４】
冷却対象とタンク３３との間をつなぐ配管３４ａの一部には温度センサＴ２を備えた後述のセンサ付き配管６３が配設されている。この温度センサＴ２は、冷却対象を冷却した後のブラインの温度を反応よく検出することができる。
【００２５】
タンク３３と蒸発器２９との間をつなぐ配管３４ｂの一部には温度センサＴ３を備えたセンサ付き配管６３が配設されている。この温度センサＴ３は、タンク３３から吐出されたブラインの温度を検出する。冷却対象から送られてきたブラインはタンク３３に供給されてタンク本体４１内で撹拌された後（タンク本体４１内のブラインと混ぜられた後）ポンプ４７によりタンク３３から配管３４ｂに吐出されるので、配管３４ｂに設けた温度センサＴ３は、温度むらの少ない安定したブライン温度を検出することができる。また、冷媒回路３１内では、ブラインがポンプ４７から吐出される配管３４ｂの内部が他の部位よりも圧力が高いので、後述する本実施形態のセンサ付き配管６３を配管３４ｂの一部に採用してブラインの漏れを防止することは非常に有効である。
【００２６】
冷凍回路２１において、蒸発器２９と圧縮機２３との間をつなぐ配管の一部には温度センサＴ４を備えた後述のセンサ付き配管６３が配設されている。この温度センサＴ４は、蒸発器２９においてブラインを冷却した後の一次冷媒の温度を反応よく検出することができる。
【００２７】
＜センサ取付用配管＞
上記した温度センサＴ１〜Ｔ３は、図２〜４に示すセンサ取付用配管６１にそれぞれ取り付けられている。図２〜４に示すように、本実施形態にかかる配管６１は、円筒状をなし、内部にブラインが通る流路を有している。この配管６１は、外表面の一部に軸方向に延びて形成された取付凹部５１を有している。
【００２８】
図３に示すように、この取付凹部５１は、軸方向に垂直な断面における外表面５１ａが円弧状である。取付凹部５１は、その長手方向を配管６１の軸方向に沿わせて形成されている。取付凹部５１の長手方向の寸法、円弧の曲率半径などは、後述するように、取り付けられる温度センサＴ１〜Ｔ３の測温部の形状に応じて設定される。
【００２９】
上記した温度センサＴ４は取付用配管６１に取り付けられている。この取付用配管６１は内部に一次冷媒が通る流路を有している。その他については温度センサＴ１〜Ｔ３と同様であるので説明を省略する。
【００３０】
＜センサ付き配管＞
（第１の実施形態）
図５は、本発明の第１の実施形態にかかるセンサ付き配管６３を示す平面図であり、図６は、図５のVI−VI線断面図であり、図７は、図５のVII−VII線断面図である。なお、以下の説明では、温度センサＴ１をセンサ取付用配管６１に取り付ける場合を例に挙げて説明するが、温度センサＴ２，Ｔ３，Ｔ４についても同様にして取り付けられる。
【００３１】
図５〜７に示すように、本実施形態にかかるセンサ付き配管６３は、センサ取付用配管６１と、温度センサＴ１とを備えている。温度センサＴ１は、ブラインの温度を検知する円柱状の測温部５３と、この測温部５３の基端に接続されたリード線５５とを備えている。
【００３２】
測温部５３は、その軸方向を取付凹部５１の長手方向に沿わせて取付凹部５１に配置されている。測温部５３としては、例えば白金測温抵抗体などの測温抵抗体を用いることができる。リード線５５は、測温部５３で検知したデータを制御部６１に伝える経路の一部となる。
【００３３】
図６に示すように、本実施形態では、取付凹部５１の周方向における開口幅ｗは、測温部５３の直径ｄよりも大きい。したがって、測温部５３を取付凹部５１に容易に配置することができるとともに、測温部５３を配置した後、または測温部５３を固定した後であっても、必要に応じて取付凹部５１から測温部５３を取り外すことができる。
【００３４】
取付凹部５１の曲率半径は、特に限定されるものではなく、測温部５３の半径（ｄ／２）よりも大きければよい。これにより、測温部５３が取付凹部５１に配置可能となる。取付凹部５１の曲率半径は、好ましくは測温部５３の半径とほぼ同じかそれよりも僅かに大きい程度であるのがよい。これにより、測温部５３の側面と取付凹部５１の外表面５１ａとの接触面積が大きくなるので、温度センサＴ１の感度が向上する。図６に示すように本実施形態では、取付凹部５１の曲率半径は測温部５３の半径とほぼ同じになるように設計されている。
【００３５】
取付凹部５１の深さ（図６における取付凹部５１の鉛直方向の深さ）は、測温部５３の安定性を向上させるという点では、好ましくは測温部５３の半径以上であるのがよい。取付凹部５１の深さが測温部５３の半径以上であることにより、測温部５３が取付凹部５１から脱落しにくくなるので、測温部５３の安定性がさらに向上する。
【００３６】
また、本実施形態のように取付凹部５１の開口幅ｗが測温部５３の直径ｄよりも大きい場合には、取付凹部５１の深さは、測温部５３と取付凹部５１の接触面積を増加させるという点では、測温部５３の半径と同程度に設定すればよい。すなわち、開口幅ｗが直径ｄよりも大きい場合には、取付凹部５１の深さを測温部５３の半径よりも大きくしても、測温部５３と取付凹部５１の接触面積は、取付凹部５１の深さが測温部５３の半径と同程度のときよりも増加しないからである。したがって、本実施形態の場合には、取付凹部５１は、その深さおよび曲率半径が測温部５３の半径とほぼ同じであり、開口幅ｗが測温部５３の直径ｄとほぼ同じであるのがより好ましい。
【００３７】
測温部５３と取付凹部５１との固定手段としては、例えばこれらの接触面に接着剤などを介在させてこれらを固定する方法が挙げられる。また、測温部５３が図５〜７に示すように取付凹部５１に嵌め込まれた状態で、例えば銅製のテープなどを測温部５３と取付凹部５１とに跨るように貼り付けることでこれらを固定してもよい。
【００３８】
（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態にかかるセンサ付き配管を示す断面図である。図８に示すように、本実施形態にかかるセンサ付き配管６３は、測温部５３の形状が第１の実施形態と相違している。
【００３９】
すなわち、この測温部５３は、リード線５５が接続されている基端側が折れ曲がって配管６１から離隔する方向に延びている。測温部５３の先端側および中央付近は、取付凹部５１の長手方向に沿って配置されている。これにより、基端側が持ちやすくなるので、この基端側を持って測温部５３を取付凹部５１に簡単に配置できる。また、配管６１の内部を高温のブラインが通過する場合などには、リード線５５と配管６１との距離を離すことができるので、リード線５５がブラインの熱で劣化するのを抑制できる。
【００４０】
（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態にかかるセンサ付き配管を示す平面図であり、図１０はそのＸ−Ｘ線断面図である。図９および図１０に示すように、本実施形態にかかるセンサ付き配管６３は、配管６１の開口幅ｗが第１の実施形態と相違している。
【００４１】
本実施形態における取付凹部５１の周方向における開口幅ｗは、測温部５３の直径ｄよりも小さい。これにより、測温部５３の取り付け状態がより安定するとともに、測温部５３と取付凹部５１との接触面積を増大させることができる。このように開口幅ｗを直径ｄよりも小さくするには、後述する方法を用いればよい。
【００４２】
＜センサ付き配管の製造方法＞
次に、第３の実施形態にかかるセンサ付き配管６３を製造する場合を例に挙げて、本発明の一実施形態にかかるセンサ付き配管の製造方法について説明する。
【００４３】
図１１（ａ）に示すように、本実施形態にかかる製造方法では、まず、円筒状の配管６１の外表面の一部に、取付凹部５１となる凹部を形成する。この凹部は、配管６１の軸方向に延び、この軸方向に垂直な断面における外表面５１ａが円弧状となるように形成する（第１工程）。後述の第３工程で取付凹部５１の開口部をかしめて開口幅ｗを狭める必要があるので、図１１（ａ）の断面図における取付凹部５１の円弧の長さは、測温部５３の外周の長さよりも小さく、外周の長さの１／２よりも大きくしておく。また、図１１（ａ）の断面図において、取付凹部５１の狭める前の開口幅ｗ０は、測温部５３の直径ｄよりも大きくしておく。
【００４４】
配管６１に取付凹部５１を形成するには、例えばプレス加工などの方法を用いればよい。具体的には、例えば配管６１の内部と外部に一対の金型を配置し、これらの金型で配管６１を加圧する。
【００４５】
ついで、図１１（ｂ）に示すように、円柱状の測温部５３を有する温度センサＴ１を、測温部５３の表面が取付凹部５１の外表面５１ａに面接触する状態で測温部５３を取付凹部５１に嵌め込む（第２工程）。
【００４６】
ついで、図１１（ｃ）に示すように、配管６１の側面を加圧して取付凹部５１の開口幅ｗを狭める（第３工程）。すなわち、配管６１における取付凹部５１の両側の側面を、プレス加工などの方法を用いて取付凹部５１の開口部の開口幅ｗを小さくする方向に加圧する。取付凹部５１の開口幅ｗは、測温部５３の直径ｄよりも小さくする。これにより、第３の実施形態にかかるセンサ付き配管６３が得られる。
【００４７】
＜運転動作＞
次に、センサ付き配管６３を備えた冷凍装置１１の運転動作について説明する。
【００４８】
冷凍回路２１において圧縮機２３を運転すると、圧縮されたガス状の一次冷媒が圧縮機２３から吐出される。この一次冷媒は、配管を通って凝縮器２５に導入される。凝縮器２５では、導入された一次冷媒が冷却水に放熱して凝縮する。凝縮した一次冷媒は、凝縮器２５から排出される。排出された一次冷媒は、膨張弁２７で減圧された後に、蒸発器２９に導入される。
【００４９】
蒸発器２９は、上述したように冷媒回路３１のブラインの温度を調節する熱交換器として機能する。この蒸発器２９内において一次冷媒がブラインから熱を奪って蒸気になり、ブラインが冷却される。蒸発器２９でガス状になった一次冷媒は、配管を通じて再び圧縮機２３に送られて圧縮される。この配管には、温度センサＴ４が配設されている。温度センサＴ４は、配管を通じて流れる一次冷媒の温度を測定する。この温度データは制御部６１に送られる。
【００５０】
一方、冷媒回路３１においてポンプ４７を駆動すると、タンク３３内で温度調節されたブラインがタンク３３から吐出されて配管を通じて蒸発器２９に送られる。この蒸発器２９においてブラインの温度が所定の設定温度に調節される。その後、蒸発器２９を通過したブラインは、配管３２を通じて冷却対象に送られる。この配管３２には、温度センサＴ１が配設されている。温度センサＴ１は、配管３２を通じて流れるブラインの温度を測定する。この温度データは制御部６１に送られる。
【００５１】
冷却対象では、ブラインとの間で熱交換が行われ、冷却対象が冷却される。本実施形態では、冷却対象は半導体製造装置であり、例えば−２０℃〜１００℃程度の幅広い温度域での温度調節が要求される。また、半導体製造装置においては、設定温度からの誤差が例えば±１℃を超えてしまうと製造工程に不具合が生じるという場合もあるので、それ以上の温度調節精度が要求されることもある。このように冷却対象が半導体製造装置の場合には、空調などの場合と違って高い精度の温度調節が要求されるので、本実施形態のように温度センサの測定感度を高めることは重要である。
【００５２】
冷却対象を冷却したブラインは、配管３４ａを通じて再びタンク３３に送られる。この配管３４ａには、温度センサＴ２が配設されている。この温度センサＴ２は、配管３４ａを通じて流れるブラインの温度を測定する。この温度データは制御部６１に送られる。
【００５３】
ついで、ブラインは、供給配管４３を通じてタンク本体４１に供給される。タンク本体４１内に供給されたブラインは、必要に応じてヒーター４５により加熱されて温度調節され、ポンプ４７によりタンク本体４１から吐出されて配管３４ｂを通じて蒸発器２９に送られる。この配管３４ｂには、温度センサＴ３が配設されている。この温度センサＴ３は、配管３４ｂを通じて流れるブラインの温度を測定する。この温度データは制御部６１に送られる。
【００５４】
制御部６１は、温度センサＴ１〜Ｔ４による温度データに基づいて、冷凍回路２１および冷媒回路３１の膨張弁２７、圧縮機、ヒーターなどを制御してブラインの温度を調節する。
【００５５】
以上説明したように、上記実施形態にかかるセンサ取付用配管６１は、外表面の一部に軸方向に延びて形成された取付凹部５１を有し、軸方向に垂直な断面における取付凹部５１となる外表面５１ａが円弧状であるので、この取付凹部５１に円柱状の測温部５３を配置したときには取付凹部５１と測温部５３とが面接触する。これにより、従来の線接触の状態と比較して、配管６１と測温部５３との接触面積を大幅に増加させることができる。また、上記のような凹部を設ける簡単な加工で配管が得られるので製造コストの増大を抑制できる。しかも、配管６１の外表面に形成された凹部５１に測温部５３を取り付けるので、取付箇所から冷媒が漏れる可能性を著しく低減できる。
【００５６】
また、上記実施形態にかかるセンサ付き配管６３は、外表面の一部に軸方向に延びて形成された取付凹部５１を有し、軸方向に垂直な断面における取付凹部５１となる外表面５１ａが円弧状であり、内部を冷媒が通るセンサ取付用配管６１と、円柱状の測温部５３を有し、測温部５３の表面が取付凹部５１の外表面５１ａに面接触する状態で測温部５３が取付凹部５１に配設された温度センサと、を備えている。この構成では、上記したセンサ取付用配管６１に温度センサの円柱状測温部５３が配設されているので、信頼性が高く、コストアップを抑制でき、しかも高感度の測定が可能になる。
【００５７】
また、上記実施形態では、測温部５３が配設された取付凹部５１の周方向における開口幅ｗが測温部５３の直径よりも小さいので、測温部５３が配管６１から外れたり、配置がずれるのを抑制できる。これにより、測温部５３の取り付け状態がより安定するので、信頼性がさらに向上する。
【００５８】
また、上記実施形態にかかる冷凍装置は、冷凍回路２１と冷媒回路３１とを備え、冷凍回路２１における配管および冷媒回路３１における前記配管の少なくとも一部に上記のセンサ付き配管６３を用いているので、冷媒の温度を測定する際の感度が向上する。これにより、冷却対象の温度を高精度に調節することができる。しかも、信頼性が高く、コストアップも抑制できる。
【００５９】
上記実施形態にかかるセンサ付き配管の製造方法は、円筒状の配管６１の外表面の一部に、配管６１の軸方向に延び、軸方向に垂直な断面における外表面５１ａが円弧状である取付凹部５１を形成する第１工程と、円柱状の測温部５３を有する温度センサを、測温部５３の表面が取付凹部５１の外表面５１ａに面接触する状態で測温部５３を取付凹部５１に嵌め込む第２工程と、を備えている。この構成によれば、簡単な工程で信頼性と測定感度の高いセンサ付き配管を製造することができる。
【００６０】
また、上記実施形態では、第２工程の後、測温部５３が配設された取付凹部５１の周方向における開口幅ｗを狭める第３工程をさらに備えているので、測温部５３と取付凹部５１の表面との接触面積をより大きくすることができる。これにより、さらに高感度な測定が可能になる。
【００６１】
また、上記実施形態では、第３工程において、開口幅ｗを測温部５３の直径ｄよりも小さくするので、測温部５３が配管６１から外れたり、配置がずれるのを抑制できる。これにより、測温部５３の取り付け状態がより安定するので、信頼性がさらに向上する。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、上記実施形態では、冷凍回路と冷媒回路の中の上記３カ所に温度センサを取り付けた場合を例に挙げて説明したが、温度センサは、例えばタンクと蒸発器との間をつなぐ配管などの他の部位に配置してもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、取付凹部の全体が円弧状の形状を有している場合を例に挙げて説明したが、取付凹部は、測温部と接触する部位が円弧状であればよいので、測温部と接触する部分以外の部位は、例えば平面であってもよい。
【００６４】
上記実施形態では、冷却対象が半導体製造装置である場合を例に挙げて説明したが、冷却対象は半導体製造装置に限定されるものではなく、本発明の冷凍装置は種々の冷却対象の温度調節に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる冷凍装置を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるセンサ取付用配管を示す平面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】図２のIV−IV線断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態にかかるセンサ付き配管を示す平面図である。
【図６】図５のVI−VI線断面図である。
【図７】図５のVII−VII線断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかるセンサ付き配管を示す断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態にかかるセンサ付き配管を示す平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、図９のセンサ付き配管の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１１  冷凍装置
２１  冷凍回路
２３  圧縮機
２５  凝縮器
２７  膨張弁
２９  蒸発器
３１  冷媒回路
３２  配管
３３  タンク
３４  配管
４１  タンク本体
４３  供給配管
４５  ヒーター
４７  ポンプ
５１  取付凹部
５１ａ  取付凹部の外表面
５３  測温部
５５  リード線
６１  センサ取付用配管
６３  センサ付き配管
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４  温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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