(57)【要約】【課題】弁部材を付勢する付勢力を安定させて精度のよい開閉動作が可能な負圧用リリーフ弁、これを備えた冷凍装置用タンクおよび冷凍装置を提供する。【解決手段】負圧用リリーフ弁６１は、内部に吸入通路６３を有し、下流側開口端６７がタンク本体４１に接続される管状のケーシング６９と、ケーシング６９内において略鉛直方向にスライド可能にケーシング６９に支持され、自重を含む付勢力により略鉛直方向の下方側に付勢されてスライド可能域の下端までスライドして吸入通路６３を閉じ、タンク本体４１内が所定の負圧状態となったときに略鉛直方向の上方側にスライドして吸入通路６３を開放する弁部材７１とを備えている。【選択図】図３
2010117086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷媒が貯留されて密閉されるタンク本体（４１）に取り付けられ、前記タンク本体（４１）内が所定の負圧状態となったときに前記タンク本体外の空気を前記タンク本体内に吸入するための負圧用リリーフ弁であって、
内部に空気が通る吸入通路（６３）を有し、前記タンク本体外の空気が前記吸入通路（６３）に流れ込む入口となる上流側開口端（６５）と、前記吸入通路（６３）を通過した前記空気が前記タンク本体内の方へ流れ出る出口となる下流側開口端（６７）とを有し、前記下流側開口端（６７）が前記タンク本体（４１）に直接または間接的に接続される管状のケーシング（６９）と、
前記ケーシング（６９）内において前記略鉛直方向にスライド可能に前記ケーシング（６９）に支持され、自重を含む付勢力により前記略鉛直方向の下方側に付勢されてスライド可能域の下端までスライドして前記吸入通路（６３）を閉じ、前記タンク本体内が前記所定の負圧状態となったときに前記略鉛直方向の上方側にスライドして前記吸入通路（６３）を開放する弁部材（７１）と、を備えた負圧用リリーフ弁。
【請求項２】
前記下流側開口端（６７）と前記タンク本体（４１）との間に介在して前記ケーシング（６９）を前記タンク本体（４１）に間接的に接続する管状継手（７３）をさらに備え、
前記管状継手（７３）は、前記下流側開口端（６７）に接続される一端（７５）と、前記タンク本体（４１）に接続される他端（７７）と、前記一端（７５）から吸入される空気の流れる方向を上方から下方にまたは上方から側方に変える方向転換通路（８１）とを有している、請求項１に記載の負圧用リリーフ弁。
【請求項３】
前記ケーシング（６９）内における前記弁部材（７１）の上方に、前記弁部材（７１）を前記略鉛直方向の下方側に付勢するばね部材（９７）が配設されている、請求項１または２に記載の負圧用リリーフ弁。
【請求項４】
冷却対象との間で熱交換して前記冷却対象の温度を調節するための冷媒を貯留し、密閉して使用される冷凍装置用タンクであって、
内部に前記冷媒を貯留し、上面または側面にリリーフ弁取付口（８０）が設けられたタンク本体（４１）と、
前記リリーフ弁取付口（８０）に取り付けられた請求項１〜３のいずれかに記載の負圧用リリーフ弁（６１）と、
前記タンク本体（４１）内の前記冷媒を前記冷却対象へ送るためのポンプ（４７）と、を備えた冷凍装置用タンク。
【請求項５】
圧縮機（２３）と凝縮器（２５）と減圧機構（２７）と蒸発器（２９）とを有する冷凍回路（２１）と、
前記蒸発器（２９）から前記冷却対象へ前記冷媒が流れる供給側通路（３２）と前記冷却対象から前記蒸発器（２９）へ前記冷媒が流れる戻り側通路（３４）と前記供給側通路（３２）および前記戻り側通路（３４）のいずれかに配設された請求項４に記載の冷凍装置用タンク（３３）とを有する冷媒回路（３１）と、を備えた冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負圧用リリーフ弁、これを備えた冷凍装置用タンクおよび冷凍装置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（例えば特許文献１）。この冷凍装置は、圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とがこの順に配管で接続されて一次冷媒が相変化しながら循環する冷凍回路と、二次冷媒としての冷媒液（ブライン）が循環する冷媒回路とを備えている。冷媒回路は、ブラインを蒸発器から冷却対象へ送る供給側通路と、ブラインを冷却対象から蒸発器へ送る戻り側通路と、ブラインを貯留するタンクとを有している。このタンクは、ブラインを貯留するタンク本体、このタンク本体内のブラインを冷媒回路内で循環させるポンプ、タンク本体内のブラインを加熱するヒーターなどを備えている。
【０００３】
このような冷凍装置に用いられるブラインは、タンク本体を密閉せずに運転するとタンク本体から蒸発しやすくなる。ところが、ブラインは水などの他の冷媒と比べて単価が高いので、蒸発が生じると製造コストの上昇につながる。ブラインの蒸発を抑制するには、例えばタンク本体を密閉して使用する方法が挙げられる。しかし、ブラインは水などの他の冷媒と比べて温度変化時の体積変化が大きいので、タンク本体を密閉して使用する場合には、ブラインの温度が変化するとブラインの体積も変化してタンク本体内の圧力が変動しやすい。
【０００４】
タンク本体内の圧力は、ブラインの温度が上昇して正圧側に変動する場合と、ブラインの温度が降下して負圧側に変動する場合がある。一般に、正圧側への圧力変動はタンク本体が破損するなどの可能性があるので、通常、タンク本体の上面には正圧用のリリーフ弁が取り付けられる。例えば、このリリーフ弁は、タンク本体内の空気をタンク本体外に吐出するための通路を有する円筒状のケーシングと、このケーシング内においてスライド可能に支持され、前記通路を閉じる方向（鉛直方向下方側）にばねにより付勢された弁部材とを備えている。これにより、タンク本体内の圧力が高まった場合であっても弁部材がばねの付勢力に抗して上方にスライドして前記通路が開放されるので、タンク本体内の空気が前記通路を通じてタンク本体外に排出される。その結果、タンク本体内の圧力が適正な範囲まで低減される。
【０００５】
ところが、冷却対象によってはその温度調節の設定温度の範囲が広い場合がある。このように設定温度の範囲が広いとブラインの温度変化も大きくなる。この場合、ブラインが高温になると体積膨張しタンク本体内の圧力が上昇しても正圧用リリーフ弁によりタンク本体内の圧力が低減されるが、その後、ユーザーがブラインの設定温度を低温に変更したときには逆にタンク本体内の圧力が負圧側に大きく低下して、タンク本体に変形などが生じることもある。例えば、冷却対象が半導体製造装置である場合には、冷却対象の温度調節の幅が−３０℃から１００℃程度までの広い範囲にわたることがあり、一日の中で高温から低温に設定温度を変更することも多々あり、変更の時間も短いので、上記の問題が生じやすい。
【０００６】
この負圧の対策として、正圧用のリリーフ弁と同様の構造のリリーフ弁を正圧用の場合とは逆向きにタンク本体の上面に取り付けることにより、タンク本体内が負圧になったときにタンク本体外の空気をタンク本体内に吸入する方法が挙げられる。
【特許文献１】特開平１０−１４１８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記したような正圧用のリリーフ弁と同様の構造のリリーフ弁を正圧用の場合と逆向きにタンク本体の上面に取り付けると、次のような問題がある。すなわち、このように逆向きに取り付けたリリーフ弁では、ばねが弁部材を鉛直方向上方側に付勢してリリーフ弁を閉じる構造であり、ばねに弁部材の自重が常にかかる構造であるので、ばねによる付勢力の設定（初期設定）にずれが生じやすく、また、使用中にも付勢力が変化しやすい。このため、リリーフ弁が作動してタンク本体内の負圧状態が解消された後でも弁部材の自重の作用によって弁部材が通路を閉じる位置まで戻りきらずにリリーフ弁が開放されたままになることが希にあった。このように弁部材が戻りきらずにリリーフ弁が開放されたままとなると、タンク本体の内外で必要以上に空気の移動が生じてタンク本体外の空気に含まれる水分がタンク本体内に過剰に入り込むことがある。このような場合、タンク本体内のブラインの温度が低温に設定されていると、タンク本体内で結露が生じてこの結露水が冷媒回路の蒸発器などで氷結して蒸発器の能力が低下したり、経路を閉塞したりすることがある。
【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、弁部材を付勢する付勢力を安定させて精度のよい開閉動作が可能な負圧用リリーフ弁、これを備えた冷凍装置用タンクおよび冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の負圧用リリーフ弁は、内部に冷媒が貯留されて密閉されるタンク本体（４１）に取り付けられ、前記タンク本体内が所定の負圧状態となったときに前記タンク本体外の空気を前記タンク本体内に吸入するためのものであって、内部に空気が通る吸入通路（６３）を有し、前記タンク本体外の空気が前記吸入通路（６３）に流れ込む入口となる上流側開口端（６５）と、前記吸入通路（６３）を通過した前記空気が前記タンク本体内の方へ流れ出る出口となる下流側開口端（６７）とを有し、前記下流側開口端（６７）が前記タンク本体（４１）に直接または間接的に接続される管状のケーシング（６９）と、前記ケーシング（６９）内において前記略鉛直方向にスライド可能に前記ケーシング（６９）に支持され、自重を含む付勢力により前記略鉛直方向の下方側に付勢されてスライド可能域の下端までスライドして前記吸入通路（６３）を閉じ、前記タンク本体内が前記所定の負圧状態となったときに前記略鉛直方向の上方側にスライドして前記吸入通路（６３）を開放する弁部材（７１）と、を備えている。
【００１０】
この構成では、ケーシング（６９）内において略鉛直方向にスライド可能にケーシング（６９）に支持され、自重を含む付勢力により略鉛直方向の下方側に付勢されてスライド可能域の下端までスライドして吸入通路（６３）を閉じ、タンク本体内が所定の負圧状態となったときに略鉛直方向の上方側にスライドして吸入通路（６３）を開放する弁部材（７１）を備えている。すなわち、本構成では、吸入通路（６３）を閉じるときの弁部材（７１）のスライド方向が、弁部材（７１）の自重がかかる方向と同じ略鉛直方向の下方側であるので、弁部材（７１）を付勢する付勢力を安定させることができる。
【００１１】
具体的には、本構成では、吸入通路（６３）を閉じる付勢力は、ばね部材などの他の付勢手段を用いることなく弁部材（７１）の自重のみから生じさせてもよく、弁部材（７１）の自重とばね部材などの他の付勢手段とを組み合わせて生じさせてもよい。
【００１２】
付勢力が弁部材（７１）の自重のみからなる場合には、弁部材（７１）の自重を調整することによりリリーフ弁が開放される所定の負圧条件を調節できるので、リリーフ弁の構造が簡素化でき、付勢力の初期設定にずれが生じ難くなり、使用中にも付勢力がほとんど変化しない。
【００１３】
また、付勢力が弁部材（７１）の自重と例えばばね部材との組み合わせからなる場合には、吸入通路（６３）を閉じるときの弁部材（７１）の付勢方向が略鉛直方向下方側であるので、ばね部材は弁部材（７１）の上方に配置されて弁部材（７１）を下方側に付勢する構造となる。これにより、ばね部材には弁部材（７１）の自重がかかることがないので、付勢力の初期設定にずれが生じ難くなり、使用中にも付勢力が変化し難くなる。
【００１４】
以上のように、弁部材（７１）を付勢する付勢力を安定させることができるので、精度のよい開閉動作が可能なリリーフ弁を提供することができる。
【００１５】
本発明の負圧用リリーフ弁は、前記下流側開口端（６７）と前記タンク本体（４１）との間に介在して前記ケーシング（６９）を前記タンク本体（４１）に間接的に接続する管状継手（７３）をさらに備え、前記管状継手（７３）は、前記下流側開口端（６７）に接続される一端（７５）と、前記タンク本体（４１）に接続される他端（７７）と、前記一端（７５）から吸入される空気の流れる方向を上方から下方にまたは上方から側方に変える方向転換通路（８１）とを有しているのが好ましい。
【００１６】
この構成では、上記のような管状継手（７３）を備えているので、吸入通路（６３）を閉じるときの弁部材（７１）のスライド方向を弁部材（７１）の自重がかかる方向と同じ略鉛直方向の下方側にした状態で、負圧用リリーフ弁のケーシング（６９）を、管状継手（７３）を介してタンク本体（４１）の上面または側面に容易に取り付けることができる。
【００１７】
前記ケーシング（６９）内における前記弁部材（７１）の上方に、前記弁部材（７１）を前記略鉛直方向の下方側に付勢するばね部材（９７）が配設されていてもよい。
【００１８】
この構成では、弁部材（７１）を略鉛直方向の下方側に付勢する付勢力として、弁部材（７１）の自重に加えてばね部材（９７）が設けられているので、リリーフ弁の開閉条件をより広範囲に調整することができる。しかも、ばね部材（９７）は弁部材（７１）よりも鉛直方向の上方に位置しているので、弁部材（７１）の自重がばね部材（９７）にはかからない構造であり、付勢力の初期設定にずれが生じ難く、使用中にも付勢力が変化し難い。
【００１９】
本発明の冷凍装置用タンクは、冷却対象との間で熱交換して前記冷却対象の温度を調節するための冷媒を貯留し、密閉して使用されるものであって、内部に前記冷媒を貯留し、上面または側面にリリーフ弁取付口が設けられたタンク本体（４１）と、前記リリーフ弁取付口に取り付けられた上記のいずれかに記載の負圧用リリーフ弁（６１）と、前記タンク本体（４１）内の前記冷媒を前記冷却対象へ送るためのポンプ（４７）と、を備えている。
【００２０】
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）とを有する冷凍回路（２１）と、前記蒸発器（２９）から前記冷却対象へ前記冷媒が流れる供給側通路（３２）と前記冷却対象から前記蒸発器（２９）へ前記冷媒が流れる戻り側通路（３４）と前記供給側通路（３２）および前記戻り側通路（３４）のいずれかに配設された上記の冷凍装置用タンク（３３）とを有する冷媒回路（３１）と、を備えている。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、弁部材の自重がかかる方向が弁部材により吸入通路が閉じられる方向であるので、弁部材（７１）を付勢する付勢力を安定させることができる。これにより、精度のよい開閉動作が可能なリリーフ弁を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
＜第１の実施形態＞
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（以下、ブラインという。）が循環する冷媒回路３１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。
【００２４】
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。
【００２５】
蒸発器２９は、冷凍回路２１を循環する一次冷媒が流れる流路と、冷媒回路３１を循環するブラインが流れる流路とが区画されている。この蒸発器２９は、一次冷媒とブラインとの間で熱交換してブラインの温度調節を行う熱交換器である。
【００２６】
冷媒回路３１は、蒸発器２９から冷却対象へブラインを送る供給側通路３２と、冷却対象から蒸発器２９へブラインを送る戻り側通路３４と、戻り側通路３４に配設された冷凍装置用タンク３３とを有している。戻り側通路３４は、第１の戻り側通路３４ａと第２の戻り側通路３４ｂとからなり、これらの間にタンク３３が配置されている。蒸発器２９において温度調節されたブラインは、供給側通路３２を通じて冷却対象へ送られて、冷却対象の温度を調節する。
【００２７】
図１および図２に示すように、タンク３３は、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の外部に吐出して蒸発器２９に送液するポンプ４７とを備えている。
【００２８】
タンク本体４１は、略直方体の形状を有しており、上面には天板４２が配設されて密閉されている。ポンプ４７は、モーター６０と、このモーター６０から下方に延設された図略のシャフトと、このシャフトの先端に支持された図略の羽根車とを有している。シャフトと羽根車は図略のケーシング内に収容されている。このケーシングはタンク本体４１内に収容されている。
【００２９】
図２に示すように、タンク本体４１の天板４２には、リリーフ弁取付口７８，８０がそれぞれ設けられている。これらのリリーフ弁取付口７８，８０には正圧用リリーフ弁９９および負圧用リリーフ弁６１がそれぞれ取り付けられている。
【００３０】
図３に示すように、負圧用のリリーフ弁６１は、内部に空気が通る吸入通路６３を有する管状のケーシング６９と、吸入通路６３を開閉する弁部材７１とを備えている。ケーシング６９は円筒状の外管８３とこの外管８３の内部に配置された内管８９とを有している。
【００３１】
外管８３は、タンク本体４１外の空気が吸入通路６３に流れ込む入口となる上流側開口端６５と、吸入通路６３を通過した空気がタンク本体４１内の方へ流れ出る出口となる下流側開口端６７とを有している。
【００３２】
内管８９は、上面部８８が閉じた円筒状であり、外管８３の内部に外管８３と同軸方向に配設されている。内管８９は、下端部に下端開口部８５が形成され、側部に側部開口部８７が形成され、下端開口部８５と側部開口部８７の間が吸入通路６３の一部となっている。内管８９の下端開口部８５側の側面は、外管８３の外側面の周囲を環状に押圧して外管８３と内管８９に凹部８６を形成することによって外管８３に固定されている。
【００３３】
外管８３は、内管８９の側部開口部８７から内管８９の上端部までの領域の周囲に、内径が内管８９の外径よりも大きくなるように拡径された拡径部９５を有している。この拡径部９５は、前記領域における外管８３の周方向全体にわたって形成されている。
【００３４】
弁部材７１は、内管８９の内部において略鉛直方向にスライド可能に支持された軸部９１と、この軸部９１の上端と一体化されて軸部９１に支持された栓部９３とを有している。軸部９１は軸方向に長い円柱状であり、栓部９３は軸部９１よりも径の大きな扁平な円柱状である。軸部９１の外径は、軸部９１が内管８９の内部において軸部９１の姿勢を略鉛直方向に維持した状態でスライド可能な程度に、内管８９の内径よりも小さく設計されている。
【００３５】
栓部９３の外径は、内管８９の内径よりもわずかに小さく設計されている。これにより、栓部９３は、内管８９の内部に嵌合された状態となるので、左右にぶれることなく軸部９１とともに安定してスライド移動する。弁部材７１は、その自重による付勢力で略鉛直方向の下方側に付勢されている。
【００３６】
図３に示すように、弁部材７１は、スライド可能域の下端までスライドしたとき（図３中の二点鎖線で示す位置）には、栓部９３が下端開口部８５と側部開口部８７の間において吸入通路６３を閉じる。一方、弁部材７１は、栓部９３が少なくとも側部開口部８７の下端よりも上方にスライドしたとき（図３中の実線で示す位置）には、下端開口部８５と側部開口部８７とが連通して吸入通路６３を開放する。
【００３７】
図４に示すように、負圧用リリーフ弁６１は、ケーシング６９の下流側開口端６７とタンク本体４１との間に介在してケーシング６９をタンク本体４１に間接的に接続する管状継手７３を備えている。
【００３８】
管状継手７３は、その一端７５が下流側開口端６７に接続され、他端７７がタンク本体４１のリリーフ弁取付口８０に接続されている。管状継手７３は、一端７５から吸入される空気の流れる方向を上方から下方に変える方向転換通路８１を有している。方向転換通路８１は、略Ｕ字状に曲げられた配管により形成されている。また、管状継手７３は、方向転換通路８１を有する配管の端部に連結されたユニオン管継手８４をさらに備えている。このユニオン管継手８４と方向転換通路８１を有する配管とはナット８２により連結されている。
【００３９】
次に、本実施形態にかかる冷凍装置１１の運転動作について説明する。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。
【００４０】
蒸発器２９は、上述したように冷媒回路３１のブラインの温度調節を行う。蒸発器２９では、一次冷媒が流れる流路と、冷媒回路３１を循環するブラインが流れる流路とが区画されており、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、再び圧縮機２３に送られて圧縮される。
【００４１】
一方、冷媒回路３１においてポンプ４７を駆動すると、タンク３１内で温度調節されたブラインがタンク３１から吐出されて蒸発器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、供給側通路を通じて冷却対象に送られる。
【００４２】
冷却対象に送られたブラインは、冷却対象を冷却して温度調節する。冷却対象の温度を調節したブラインは、第１の戻り側通路３４ａを通じて再びタンク３３に送られ、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た後、第２の戻り側通路３４ｂを通じて蒸発器２９に送られる。
【００４３】
本実施形態では、冷却対象が半導体製造装置であり、−３０℃〜１００℃程度の幅広い温度域で冷却対象を温度調節することが要求される。例えば、製造中のある時間帯において冷却対象を１００℃に近い温度に調節する場合、ブラインも同程度に温度調節された上で冷却対象に送られる。この場合には、タンク本体４１内のブラインの温度が上昇してブラインの体積が増加するので、タンク本体４１内は正圧になる。そして、タンク本体４１内の圧力が所定値以上にまで達した場合にはタンク本体４１に取り付けられた正圧用リリーフ弁９９が作動し、タンク本体４１内の空気が正圧用リリーフ弁９９を通じてタンク本体４１外に排出される。これにより、タンク本体４１内が適正な圧力となる。
【００４４】
その後、上記設定温度の製造が終了し、次の時間帯には例えば冷却対象を常温付近の温度に調節する場合、ブラインも同程度に設定温度が変更される。この場合には、ブラインの温度が１００℃付近から常温付近にまで降下するので、タンク本体４１内の圧力が負圧側に低下する。そして、タンク本体４１の内圧が所定値以下にまで達したときには、タンク本体４１に取り付けられた負圧用リリーフ弁６１が作動し、タンク本体４１外の空気が負圧用リリーフ弁６１を通じてタンク本体４１内に吸入される。これにより、タンク本体４１内が適正な圧力となる。
【００４５】
このときの負圧用リリーフ弁６１の動作は次のようになる。タンク本体４１内がタンク本体４１外と同じ圧力ないしタンク本体４１外よりも大きな圧力（正圧）のときには、弁部材７１は、弁部材７１の自重による付勢力とタンク本体４１内の正圧により栓部９３を下方に押圧する力とによってスライド可能域の下端まで押し下げられるので、図３に二点鎖線で示す位置に存在する。この位置では弁部材７１は吸入通路６３を閉じている。
【００４６】
ブラインの設定温度が変更されて上記したようにタンク本体４１の内圧が所定値以下にまで達したときには、タンク本体４１外の空気圧の方がタンク本体４１内の圧力よりも高くなる。したがって、図３における弁部材７１よりも下方側の吸入通路６３にある空気圧により栓部９３が上方に押されて略鉛直方向上方側にスライドし始める。そして、この栓部９３が側部開口部８７の下端よりも上方にまでスライドしたときに、下端開口部８５と側部開口部８７とが連通し、タンク本体４１外の空気が上流側開口端６５から流入通路６３内に吸入される。
【００４７】
図３に実線の矢印で示すように、上流側開口端６５から吸入される空気は、内管８９の下端開口部８５を通じて内管８９の内部に入り、側部開口部８７を通って拡径部９５と内管８９との隙間を通過して下流側開口端６７側へ流れる。
【００４８】
ある程度の空気がタンク本体４１内に吸入されて、弁部材７１の自重による付勢力の方が栓部９３を押圧する力よりも大きくなると、弁部材７１は再び略鉛直方向の下方側にスライドして吸入通路６３を閉じる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の負圧用リリーフ弁６１では、ケーシング６９内において略鉛直方向にスライド可能にケーシング６９に支持され、自重を含む付勢力により略鉛直方向の下方側に付勢されてスライド可能域の下端までスライドして吸入通路６３を閉じ、タンク本体内が所定の負圧状態となったときに略鉛直方向の上方側にスライドして吸入通路６３を開放する弁部材７１を備えている。すなわち、本実施形態では、吸入通路６３を閉じるときの弁部材７１のスライド方向が、弁部材７１の自重がかかる方向と同じ略鉛直方向の下方側であるので、弁部材７１を付勢する付勢力を安定させることができる。また、本実施形態では、吸入通路６３を閉じる付勢力は、ばね部材などの他の付勢手段を用いることなく弁部材７１の自重のみからなる。弁部材７１の自重を調整することによりリリーフ弁が開放される所定の負圧条件を調節できるので、リリーフ弁の構造が簡素化でき、付勢力の初期設定にずれが生じ難くなり、使用中にも付勢力がほとんど変化しない。したがって、弁部材７１を付勢する付勢力を安定させることができるので、精度のよい開閉動作が可能なリリーフ弁を提供することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、下流側開口端６７とタンク本体４１との間に介在してケーシング６９をタンク本体４１に間接的に接続する管状継手７３をさらに備え、管状継手７３は、下流側開口端６７に接続される一端７５と、タンク本体４１に接続される他端７７と、一端７５から吸入される空気の流れる方向を上方から下方に変える方向転換通路８）とを有しているので、吸入通路６３を閉じるときの弁部材７１のスライド方向を弁部材７１の自重がかかる方向と同じ略鉛直方向の下方側にした状態で、負圧用リリーフ弁６１のケーシング６９を、管状継手７３を介してタンク本体４１の上面に容易に取り付けることができる。
【００５１】
また、本実施形態では、内管８９が下端開口部８５から側部開口部８７に至る吸入通路６３の一部を形成するとともに、内管８９の内部に略鉛直方向にスライド可能に嵌合された栓部９３によって吸入通路６３が開閉される。このように栓部９３が内管８９の内部に嵌合された状態でスライドするので、弁部材７１の動作を安定させることができる。しかも、内管８９に側部開口部８７を設けることによって、リリーフ弁を閉じるときには栓部９３を下方にスライドさせて下端開口部８５と側部開口部８７の間に位置させ、リリーフ弁を開放するときには栓部９３を上方にスライドさせて下端開口部８５と側部開口部８７とを連通させる構造にすることができる。
【００５２】
また、本実施形態では、外管８３は、内管８９の側部開口部８７から内管８９の上端部までの領域の周囲に、内径が内管８９の外径よりも大きくなるように拡径された拡径部９５を有し、拡径部９５の内側面と内管８９の外側面との間を通って空気が下流側開口端６７側へ流れるので、吸入通路６３の一部として機能する拡径部９５と内管８９との隙間の断面積を十分に確保することができる。これにより、下端開口部８５と側部開口部８７の間の吸入通路６３を通過した空気が前記隙間を通って下流側開口端６７側へ流れる際に、通路の断面積が小さいことに起因する部分的な圧力上昇を抑制できるので、リリーフ弁の開閉動作をさらに安定させることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、ケーシング６９は、上流側開口端６５および下流側開口端６７を有する円筒状の外管８３と、外管８３の内部に外管８３と同軸方向に配設されるとともに外管８３に固定され、下端部に下端開口部８５が形成され、側部に側部開口部８７が形成され、下端開口部８５と側部開口部８７の間が吸入通路６３の一部となる円筒状の内管８９とを有し、弁部材７１は、略鉛直方向にスライド可能に内管８９の内部に配置された軸部９１と、軸部９１に支持され、軸部９１とともに略鉛直方向にスライド可能に内管８９の内部に嵌合され、下端開口部８５と側部開口部８７の間において吸入通路６３を閉じ、タンク本体内が所定の負圧状態となったときに略鉛直方向の上方側にスライドして下端開口部８５と側部開口部８７の間の吸入通路６３を開放する円柱状の栓部９３とを有している。
【００５４】
この構成では、内管８９が下端開口部８５から側部開口部８７に至る吸入通路６３の一部を形成するとともに、内管８９の内部に略鉛直方向にスライド可能に嵌合された栓部９３によって吸入通路６３が開閉される。このように栓部９３が内管８９の内部に嵌合された状態でスライドするので、弁部材７１の動作を安定させることができる。しかも、内管８９に側部開口部８７を設けることによって、リリーフ弁を閉じるときには栓部９３を下方にスライドさせて下端開口部８５と側部開口部８７の間に位置させ、リリーフ弁を開放するときには栓部９３を上方にスライドさせて下端開口部８５と側部開口部８７とを連通させる構造にすることができる。
【００５５】
本実施形態では、外管８３は、内管８９の側部開口部８７から内管８９の上端部までの領域の周囲に、内径が内管８９の外径よりも大きくなるように拡径された拡径部９５を有し、拡径部９５の内側面と内管８９の外側面との間を通って空気が下流側開口端６７側へ流れる。
【００５６】
この構成では、上記拡径部９５を有しているので、吸入通路６３の一部として機能する拡径部９５と内管８９との隙間の断面積を十分に確保することができる。これにより、下端開口部８５と側部開口部８７の間の吸入通路６３を通過した空気が前記隙間を通って下流側開口端６７側へ流れる際に、通路の断面積が小さいことに起因する部分的な圧力上昇を抑制できるので、リリーフ弁の開閉動作をさらに安定させることができる。
【００５７】
本実施形態では、内管８９はその上端部を塞ぐ上面部を有し、前記上面部の内面と栓部９３の上面との間に、栓部９３を略鉛直方向の下方側に付勢するばね部材９７が配設されている。
【００５８】
この構成では、弁部材７１を略鉛直方向の下方側に付勢する付勢力として、弁部材７１の自重に加えてばね部材９７が設けられているので、リリーフ弁の開閉条件をより広範囲に調整することができる。しかも、ばね部材９７は弁部材７１よりも鉛直方向の上方に位置しているので、弁部材７１の自重がばね部材９７にはかからない構造であり、付勢力の初期設定にずれが生じ難く、使用中にも付勢力が変化し難い。
【００５９】
＜第２の実施形態＞
図５に示すように、第２の実施形態にかかる負圧用リリーフ弁６１は、弁部材７１を付勢する付勢手段として、弁部材７１の自重に加えてばね部材９７を備えている点で第１の実施形態と異なっている。なお、その他の構成は、第１の実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６０】
本実施形態では、内管８９の上面部８８の内面と栓部９３の上面との間に、栓部９３を略鉛直方向の下方側に付勢するばね部材９７が配設されているので、リリーフ弁の開閉条件をより広範囲に調整することができる。しかも、ばね部材９７は弁部材７１よりも鉛直方向の上方に位置しているので、弁部材７１の自重がばね部材９７にはかからない構造であり、付勢力の初期設定にずれが生じ難く、使用中にも付勢力が変化し難い。
【００６１】
＜その他の実施形態＞
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、吸入通路の一部として外管に拡径部を設けた場合を例に挙げて説明したが、外管の内径よりも内管の外径が小さくなるように縮径された縮径部を内管の一部に設けてもよい。
【００６２】
上記実施形態では、管状継手の方向転換通路として空気の流れる方向を上方から下方に変える略Ｕ字形状である場合を例に挙げて説明したが、方向転換通路としては空気の流れる方向を上方から側方に変えるものであってもよい。この形態の場合、リリーフ弁取付口はタンク本体の側面に設ければよい。
【００６３】
上記実施形態では、管状継手を介してケーシングをタンク本体に間接的に接続する場合を例に挙げて説明したが、管状継手を介することなくケーシングをタンク本体に直接接続してもよい。ケーシングをタンク本体に直接接続するには、例えば、図３に示すようなケーシングの下流側開口端をタンク本体の底面に接続する方法、下流側開口端側をＵ字状またはＬ字状に延設したケーシングを用いて、このケーシングの下流側開口端をタンク本体の上面または側面に接続する方法などが挙げられる。
【００６４】
上記実施形態では、タンクが戻り側通路に配置されている場合を例に挙げて説明したが、タンクは供給側通路に設けてもよい。
【００６５】
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、本発明の負圧用リリーフ弁、タンクおよび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】
【００６６】
【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冷凍装置用タンクを示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる負圧用リリーフ弁を示す断面図である。
【図４】図２の冷凍装置用タンクにおける負圧用リリーフ弁を拡大した斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる負圧用リリーフ弁を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１１  冷凍装置
２１  冷凍回路
３１  冷媒回路
３３  冷凍装置用タンク
４１  タンク本体
４３  供給配管
４５  ヒーター
４７  ポンプ
６１  負圧用リリーフ弁
６３  吸入通路
６５  上流側開口端
６７  下流側開口端
６９  ケーシング
７１  弁部材
７３  管状継手
７５  管状継手の一端
７７  管状継手の他端
７９  上方通路
８０  リリーフ弁取付口
８１  方向転換通路
８３  外管
８５  下端開口部
８７  側部開口部
８９  内管
９１  軸部
９３  栓部
９５  拡径部
９７  ばね部材
【図１】
2010117086.tif 000003
【図２】
2010117086.tif 000004
【図３】
2010117086.tif 000005
【図４】
2010117086.tif 000006
【図５】
2010117086.tif 000007