(57)【要約】【課題】  冷却コイル負荷が変動に迅速に反応して冷却コイル内の冷媒温度を百分の１度単位で自動的に調節することができると共に、冷媒ガス圧縮器の故障発生を確実に防止して圧縮器の連続稼動を可能とする省スペース、省エネルギー型の精密温度制御空調機を提供する。【解決手段】  第一熱交換器において、空気循環路を循環する空気を、冷媒循環路を循環する冷媒と熱交換させて空気温度を目標値に制御する空調機であって、冷媒循環路に第一熱交換器の冷却コイル内の冷媒蒸発圧を制御することによって冷媒温度を調節することができる冷媒蒸発圧力調整バルブＥ１と、冷媒循環路内で調達する高温圧縮冷媒を利用して圧縮器２に入る低圧冷媒ガス圧力を、加熱調整する第二熱交換器６とを備える。【選択図】  図４
2011085266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
精密装置設置チャンバー内の空気を、空気と冷媒との熱交換を行う第一熱交換器に送って空気の露点温度より高い目標温度に冷却してチャンバー内に戻す空気循環路と、
前記第一熱交換器から出る低圧冷媒ガスを、圧縮器で圧縮した後、凝縮器で凝縮して低温高圧冷媒液とし、該低温高圧冷媒液を膨張弁から前記第一熱交換器の冷却コイルに送る冷媒循環路とを有する空調機であって、
前記空気循環路には第一熱交換器で温度調節された空気用の温度センサーが設置されており、
前記冷媒循環路には、第一熱交換器と圧縮器の間の低圧冷媒ガス流路内に、第一熱交換器側から順次、第一圧力センサー、冷媒蒸発圧力調整バルブ、第二熱交換器、第二圧力センサーが設置され、圧縮器と凝縮器の間の圧縮冷媒流路には、圧縮器から凝縮器に直接接続されている圧縮冷媒流路と、該圧縮冷媒流路から分岐し、第二熱交換器を経由して凝縮器に接続されている圧縮冷媒分岐流路が設置されており、
前記冷媒蒸発圧力調整バルブは、空気循環路の温度センサーによる空気温度の測定値と前記冷媒循環路の第一圧力センサーによる低圧冷媒ガス圧力の測定値とに基づいてバルブ開度を自動制御することによって第一熱交換器の冷却コイル内の冷媒蒸発圧力を自動調節するバルブであり、
前記第二熱交換器は、圧縮冷媒分岐流路を流れる高温圧縮冷媒との熱交換により圧縮器に入る前の低圧冷媒ガスを加熱する熱交換器であることを特徴とする、精密温度制御空調機。
【請求項２】
前記空気循環路には、前記第一温度センサーの下流側に、空気温度をさらに微調整するヒーターが設置されていることを特徴とする、請求項１記載の精密温度制御空調機。
【請求項３】
前記第二熱交換器は、前記第二圧力センサーによる低圧冷媒ガス圧力の測定値に基づいて高温圧縮冷媒の供給量を自動制御するバルブを有する圧縮冷媒分岐流路を流れる高温圧縮冷媒との熱交換により、圧縮器に送られる冷媒ガス圧力を調節する熱交換器であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の精密温度制御空調機。
【請求項４】
前記凝縮器は、該凝縮器から膨張器に至る低温高圧冷媒液流路に第三圧力センサーが設置され、該第三圧力センサーによる低温高圧冷媒液圧の測定値に基づいて、凝縮器に設置されている水冷機構が自動制御される凝縮機であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の精密温度制御空調機。
【請求項５】
前記凝縮器から膨張器に至る低温高圧冷媒液流路に、低温高圧冷媒液の状態を目視できるサイトグラスが配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の精密温度制御空調機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体や液晶パネル等の製造分野で用いられている内部に各種の精密加工装置が設置されているチャンバー内の空気の状態を一定に維持するための精密温度制御空調機に関するものであり、特に、省スペース化・省エネルギー化を可能とした空調機に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体や液晶パネルの製造工程における加工装置や測定機器等が設置されているチャンバーには、チャンバー内空気を熱交換器を経由して循環させて空気の温度、湿度を精密に制御する空調機が設置されている。
【０００３】
このような空調機による空気温度の制御システムは、一般的には、図１に示されるように、製造装置等が設置されているチャンバー内の空気を、還り空気として取り出して熱交換器に導入し、冷媒との熱交換により冷却して温度を調節した後、送り空気としてチャンバー内に戻すというシステムである。
上記のような空調機の具体例としては、図２に示されるような直膨コイル方式と図３に示されるような水コイル方式の空調機が挙げられる。
【０００４】
直膨コイル方式を採用した空調機は、図２に示されるように、チャンバー内から抜き出した「還り空気」を空気流路ａ１０１から熱交換器１０１に導入し、冷媒との熱交換を行った後、空気流路ａ１０２から抜き出し、必要に応じて加熱コイル１０５でさらに温度を微調節して空気流路ａ１０３から「送り空気」としてチャンバー内に戻す、という「チャンバー内空気循環路」と、熱交換器１０１でチャンバー内から抜き出した還り空気と熱交換した冷媒を、低圧冷媒ガスとして冷媒流路Ｌ１０１に取り出し、冷媒圧縮器１０２に送って圧縮冷媒ガスとなし、冷媒流路Ｌ１０２から冷媒凝縮器１０３に送って凝縮液化して低温高圧冷媒液とし、冷媒流路Ｌ１０５を経て取り出して、膨張弁１０５に送り、膨張冷媒液として熱交換器１０１に供給する、という「冷媒循環路」とを有している。（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【０００５】
上記直膨コイル方式の空調機は、熱交換性能に優れていて、かつ、水コイル方式の空調機に比べて省スペース化が可能であるという利点がある。しかし、図２にドレン流路Ｄが図示されているように、熱交換器１０１の冷却コイル内の冷媒温度が還り空気中の水分の露点温度以下となり、冷却コイル周囲に結露して空気を除湿してしまい、チャンバー内に戻される「送り空気」を静電気が発生しやすい乾燥状態とするという問題や、熱交換器１０１内の冷却コイルが結露で腐食するという問題等がある。
【０００６】
水コイル方式の空調機は、図３に示されるように、チャンバー内から抜き出した「還り空気」を空気流路ａ２０１から熱交換器２０１ａに送って熱交換により温度調節した後、必要に応じて、空気流路ａ２０２の加熱コイル２０５でさらに温度を微調節して、空気流路ａ２０３から「送り空気」としてチャンバー内に戻す、という「チャンバー内空気循環路」と、チャンバーから取り出した還り空気と熱交換器２０１ａにおいて熱交換した水冷媒を、熱交換器２０１ａから低圧水冷媒として冷媒流路Ｌ２０１に配置しているポンプＰにより取り出した後、別の冷媒と熱交換して冷却し、熱交換器２０１ｂを経て低温水冷媒として冷媒流路Ｌ２０４から前記熱交換器２０１ａに循環する「水冷媒循環路」と、該水冷媒循環路を循環する水冷媒と熱交換器２０１ｂにおいて熱交換した後、該熱交換器２０１ｂから低圧冷媒として冷媒流路Ｌ２０２に取り出し、冷媒圧縮器２０２で圧縮して圧縮冷媒ガスとし、冷媒流路Ｌ２０２を経て冷媒凝縮器２０２に送り、冷却凝縮して低温高圧冷媒液とし、冷媒流路Ｌ２０５に取り出して膨張弁２０４に送り、膨張弁２０４で膨張させた膨張冷媒液として冷媒流路Ｌ２０６から熱交換器２０１ｂに循環供給する、という「冷媒循環路」とを有している。
【０００７】
この水コイル方式の空調システムは、熱交換器２０１ａ内のコイルを流れる水冷媒の温度がチャンバーからの「還り空気」中の水分の露点温度（相対湿度が１００％となる温度）以上であることにより、チャンバー内に戻される「送り空気」の湿度を一定状態に維持することが容易であるという利点を有する。
しかし、前記「水冷媒循環路」とは別に、水冷媒を熱交換器で冷却するための別系統の冷媒循環路の設置が必要となるため、空調機全体が複雑で規模が大きくなるとともに、エネルギーコストが大きくなるし、空調機全体の制御システムも複雑になるという難点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２１２０９５号公報
【特許文献２】特開２００９−１４２２６号公報
【特許文献３】特開平１１−３２５５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、水コイル方式の空調機に比べて熱交換性能に優れていて、省スペース化が可能である膨張弁を有するタイプの空調機において、熱交換器の冷却コイル内の冷媒の状態を自動的に調節することによって冷却コイル表面温度を制御することが可能で、かつ、熱交換器の冷却コイルから出て圧縮器に入る低圧冷媒ガスの状態を圧縮器が正常に稼動する冷媒ガス状態となるように自動的に調節できる省エネルギー型、省スペース型の空調機を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を達解決することができる本発明は、還り空気と冷媒との熱交換を行う第一熱交換器から圧縮器に至る熱交換済の低圧冷媒ガス流路内に、第一熱交換器の冷却コイル内の冷媒蒸発圧力を自動的に調整することができる冷媒蒸発圧力調整バルブと、冷媒ガス圧縮器に送られる低圧冷媒ガスの状態を、圧縮器が正常に稼動する状態に維持するための第二熱交換器を配置したことを特徴とする空調機に関する発明であり、以下の各発明を包含する。
【００１１】
（１）精密装置設置チャンバー内の空気を、空気と冷媒との熱交換を行う第一熱交換器に送って空気の露点温度より高い目標温度に冷却してチャンバー内に戻す空気循環路と、
前記第一熱交換器から出る低圧冷媒ガスを、圧縮器で圧縮した後、凝縮器で凝縮して低温高圧冷媒液とし、該低温高圧冷媒液を膨張弁から前記第一熱交換器の冷却コイルに送る冷媒循環路とを有する空調機であって、
前記空気循環路には第一熱交換器で温度調節された空気用の温度センサーが設置されており、
前記冷媒循環路には、第一熱交換器と圧縮器の間の低圧冷媒ガス流路内に、第一熱交換器側から順次、第一圧力センサー、冷媒蒸発圧力調整バルブ、第二熱交換器、第二圧力センサーが設置され、圧縮器と凝縮器の間の圧縮冷媒流路には、圧縮器から凝縮器に直接接続されている圧縮冷媒流路と、該圧縮冷媒流路から分岐し、第二熱交換器を経由して凝縮器に接続されている圧縮冷媒分岐流路が設置されており、
前記冷媒蒸発圧力調整バルブは、空気循環路の温度センサーによる空気温度の測定値と前記冷媒循環路の第一圧力センサーによる低圧冷媒ガス圧力の測定値とに基づいてバルブ開度を自動制御することによって第一熱交換器の冷却コイル内の冷媒蒸発圧力を自動調節するバルブであり、
前記第二熱交換器は、圧縮冷媒分岐流路を流れる高温圧縮冷媒との熱交換により圧縮器に入る前の低圧冷媒ガスを加熱する熱交換器であることを特徴とする、精密温度制御空調機。
【００１２】
（２）前記空気循環路には、前記第一温度センサーの下流側に、空気温度をさらに微調整するヒーターが設置されていることを特徴とする、（１）項記載の精密温度制御空調機。
【００１３】
（３）前記第二熱交換器は、前記第二圧力センサーによる低圧冷媒ガス圧力の測定値に基づいて高温圧縮冷媒の供給量を自動制御するバルブを有する圧縮冷媒分岐流路を流れる高温圧縮冷媒との熱交換により、圧縮器に送られる冷媒ガス圧力を調節する熱交換器であることを特徴とする、（１）項又は（２）項に記載の精密温度制御空調機。
【００１４】
（４）前記凝縮器は、該凝縮器から膨張器に至る低温高圧冷媒液流路に第三圧力センサーが設置され、該第三圧力センサーによる低温高圧冷媒液圧の測定値に基づいて、凝縮器に設置されている水冷機構が自動制御される凝縮機であることを特徴とする、（１）項〜（３）項のいずれか１項に記載の精密温度制御空調機。
【００１５】
（５）前記凝縮器から膨張器に至る低温高圧冷媒液流路に、低温高圧冷媒液の状態を目視できるサイトグラスが配置されていることを特徴とする、（１）項〜（４）項のいずれか１項に記載の精密温度制御空調機。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の精密装置チャンバー用空調機によれば、熱交換器の冷却コイルの負荷変動によって変動する冷却コイル内の冷媒ガスの状態を、空気循環路に設置されている温度センサーと低圧冷媒ガス流路に設置されている圧力センサーとにより常時測定し、両測定値に基づいて冷媒蒸発圧力調整バルブの開度を自動制御して冷却コイル内の冷媒ガス圧を調節することにより、冷却コイルの温度をリアルタイムで調節することができるし、低圧冷媒ガス流路内の第二熱交換器により圧縮器に入る低圧冷媒ガスの圧力を液バックや湿り圧縮が生起することのない状態に常時調節することが可能である。さらに、第二熱交換器の加熱媒体として圧縮冷媒分岐流路を流れる高温圧縮ガスを有効利用するので、第二熱交換器のための新たな媒体循環用の装置スペースを確保する必要がなく、省エネルギー、省スペース化を達成し得た空調機である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】精密空調機の基本的な態様を示す図である。
【図２】一般的な直膨コイル方式を採用した空調機の概略図である。
【図３】一般的な水コイル方式を採用した空調機の概略図である。
【図４】本発明の空調機を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の空調機を、図４を参照して詳細に説明する。
本発明の精密温度制御空調機は、図示していない精密装置チャンバー内から「空気流路ａ１」に抜き出された「還り空気」が、「第一熱交換器１」内で、「膨張弁４」から「第一熱交換器１」の冷却コイルに供給される膨張冷媒との熱交換により空気の露点温度より高い目標温度に冷却され、「温度センサーＴ１」が設置されている「空気流路ａ２」から「ヒーター５」を通って、「温度センサーＴ２」が設置されている「空気流路ａ３」から精密装置チャンバー内に「送り空気」として循環される「空気循環路」と、
前記第一熱交換器１の冷却コイルから出る熱交換済の低圧冷媒ガスが、「第二熱交換器６」を通って「圧縮器２」に至り、圧縮されて高温圧縮冷媒ガスとされた後、「凝縮器３」で凝縮されて低温高圧冷媒液とされ、該低温高圧冷媒液が「低温高圧冷媒液流路Ｌ３」により膨張弁４に送られ、該膨張弁４から「膨張冷媒流路Ｌ４」により第一熱交換器１の冷却コイルに送られる、という「冷媒循環路」とを有する空調機である。
【００１９】
上記空気循環路では、チャンバーから空気流路ａ１に抜き出される空気、例えば、チャンバー内で２３℃〜２６℃の範囲で温度が変動している還り空気が、第一熱交換器１で冷却コイルにより冷却される。冷却された空気は空気流路ａ２において第一温度センサーＴ１で温度が測定され、ヒーター５を通って空気流路ａ３に送られる。空気流路ａ３には第二温度センサーＴ２が設置され、第二温度センサーＰ２で測定された空気温度に基づいて制御されているヒーター５が設置されており、必要によりヒーター５で温度が微調整されて目標温度±０．０５℃のように精密に温度調整された空気が送り空気としてチャンバー内に戻される。
【００２０】
前記冷媒循環路には、第一熱交換器１の冷却コイルから出る熱交換済の低圧冷媒ガスが流れる冷媒ガス流路Ｌ１ａに、第一熱交換器１の冷却コイルから出る低圧冷媒ガス圧力を測定する圧力センサーＰ１と、前記空気流路の温度センサーによる温度測定値及び圧力センサーＰ１による冷媒ガス圧力の測定値に基づいてその開度が自動制御される冷媒蒸発圧力調整バルブＥ１が設置されている。この冷媒蒸発圧力調整バルブＥ１を有することが本発明の空調機の第一の特徴である。
【００２１】
第一熱交換器１の冷却コイル内のガス・液混合状態の冷媒ガスの場合、圧力と温度は比例関係にあるので、冷却コイルの温度は冷却コイル内の圧力を制御することにより管理することが可能である。
冷媒蒸発圧力調整バルブＥ１は、前記空気流路の温度センサーによって測定される熱交換済みの空気温度の測定値と低圧冷媒流路Ｌ１ａに設置されている第一圧力センサーＰ１による低圧冷媒ガスの圧力の測定値とに基づいて自動的にその開度が制御されるバルブであり、その開度によって冷却コイル内の冷媒蒸発ガス圧を制御し、それによって冷却コイル内の冷媒ガス温度を制御する機能を備えている。
【００２２】
冷媒蒸発圧力調整バルブＥ１は、前記空気流路の温度センサーによる熱交換済みの空気温度の測定値が目標温度よりも下がっていることを検知すると、低圧冷媒流路Ｌ１ａに設置されている第一圧力センサーＰ１による低圧冷媒ガス圧力の測定値との関係で、冷却コイル内の冷媒蒸発圧力が冷媒ガス温度を目標温度とする圧力まで上昇するように自動的に「閉」方向に作動する。
逆に、前記空気流路の温度センサーＰ１による熱交換済みの空気温度の測定値が目標温度よりも高くなっていることを検知すると、冷媒蒸発圧力調整バルブＥ１は、「開」側に自動的に作動して冷却コイル内の冷媒圧を下げ、それによって冷却コイル内の冷媒ガス温度を目標値に調節する。
【００２３】
上記のように、本発明の空調機は、第一熱交換器１の冷却コイル内の冷媒ガス温度の変動に迅速に反応して冷却コイル内の圧力を調整する冷媒蒸発圧力調整バルブＥ１を低圧冷媒流路Ｌ１に設置していることにより、第一熱交換器のを精密にかつリアルタイムで制御することが可能な空調機となっている。
【００２４】
本発明の空調機は、ガス・液混合状態である場合が多い低圧冷媒ガスを加熱して完全にガス化した状態で冷媒圧縮器に送るために、冷媒蒸発圧力調整バルブＥ１から下流の低圧冷媒ガス流路Ｌ１ｂに第二の熱交換器６を配置していることを第二の技術的特徴とする。
該第二熱交換器６は、その下流の低圧冷媒ガス流路Ｌ１ｃに冷媒圧縮器に入る低圧冷媒ガスの圧力を測定する第二圧力センサーＰ２によって測定される低圧冷媒ガスの圧力状態が該低圧冷媒ガスを加熱ガス化することが必要な状態である場合に自動的に作動する。
【００２５】
低圧冷媒ガス中に冷媒液が残存していたり、冷媒ガスの再液化が発生している低圧冷媒ガスは、圧力も低い状態であり、そのままでは圧縮器２の故障発生原因となる。このような低圧冷媒ガスの状態を圧力センサーＰ２が検知すると、前記冷媒ガス圧縮器２から圧縮冷媒凝縮器３に至る圧縮冷媒流路Ｌ２ａから分岐されている圧縮冷媒分岐流路Ｌ２ｂを流れる高温圧縮冷媒を利用する熱交換器６が作動し、圧縮冷媒分岐流路Ｌ２ｂを流れる高温圧縮冷媒との熱交換により低圧冷媒ガスは加熱されて完全ガス化された状態で圧縮器２に導入される。
【００２６】
圧縮器２から凝縮器３に直接接続されている圧縮冷媒流路Ｌ２ａはバルブＥ２を有し、第二熱交換器６を経由して凝縮器３に接続されている圧縮冷媒分岐流路Ｌ２ｂはバルブＥ３を備えており、それぞれのバルブは、圧力センサーＰ２が検知する低圧冷媒ガスの圧力値が下がった場合は、圧縮冷媒分岐流路Ｌ２ｂのバルブＥ３が「開」方向に作動し、それに伴って圧縮冷媒流路Ｌ２ａのバルブＥ３は「閉」方向作動して第二熱交換器への高温圧縮冷媒ガスの供給量が調整される。
逆に、圧力センサーＰ２が検知する低圧冷媒ガスの圧力値が適正値である場合は、圧縮冷媒分岐流路Ｌ２ｂのバルブＥ３が「閉」状態のままで、圧縮冷媒流路Ｌ２ａのバルブ２は「開」状態となり、高温圧縮冷媒ガスは全量が直接凝縮器に送られることとなる。
【００２７】
以上のように、本発明の空調機では、第二熱交換器を有することによって、冷媒ガス流路Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃから冷媒ガス圧縮器２に導入される冷媒ガスの状態が常にガス化された状態となり、湿り圧縮や液圧縮を起こして圧縮器が故障したり、圧縮器が装置保護のため停止してしまうことがない。
また、第二熱交換器６において低圧冷媒ガスを加熱する媒体を、本発明の空調機における冷媒循環路内で調達しているので、第二熱交換器への加熱媒体の循環系を新たに設置するための追加のスペースを殆ど必要としない。
【００２８】
圧縮冷媒流路Ｌ２ａ及び圧縮冷媒分岐流路Ｌ２ｂからの圧縮冷媒は、圧縮冷媒凝縮器３に送られる。圧縮冷媒凝縮器３は、冷却水供給口Ｗ１から凝縮器３内に入り、冷却水排出口Ｗ２から排出される冷却水量をバルブＭで調節することによって冷却が制御されている水冷機構８を有している。
凝縮液の温度、圧力を一定に保つために、圧縮冷媒凝縮器３から出る低温高圧冷媒液流路Ｌ３に冷媒液の圧力を測定する「第三圧力センサーＰ３」が設置され、該第三圧力センサーＰ３の測定圧力が常に一定となるように、水冷機構８が制御される。
【００２９】
凝縮器３で調製される低温高圧冷媒液は、低温高圧冷媒液流路Ｌ３により膨張弁４に送られる。低温高圧冷媒液流路Ｌ３には、流路内を流れる低温高圧冷媒液を貯留するレシーバタンク９や、冷温高圧冷媒液の状態を目視により監視する「サイトグラス１０」を設置することができる。
【００３０】
膨張弁４は、冷却コイルの負荷変動に対応して、冷却コイルへの冷媒液の流入量を制御する。膨張弁４を出て膨張冷媒液流路Ｌ４を流れる膨張冷媒液は減圧され、熱の授受がないため蒸発してガス・液混合状態となっている。
膨張弁としては、温度式自動膨張弁と機械式膨張弁の何れも採用することができる。
【００３１】
本発明の精密温度制御空調機の場合、第一熱交換器１の冷却コイルで還り空気を除湿せずに送り空気としてチャンバーに戻すために、冷却コイルにおける冷却温度は、通常の空調機（例えば１５℃〜１８℃）より高めに設定される。第一熱交換器１の冷却コイル内の冷媒蒸発圧力は、冷媒蒸発圧力調整バルブＥ１の開度を自動制御することによって行われるが、膨張弁４も冷却コイル内の温度状態に応じて膨張冷媒の供給量を調整している。このように、冷却コイル内の状態は、冷媒蒸発圧力調整バルブＥ１と膨張弁の双方によって制御されているが、熱交換された空気の温度安定精度に寄与する度合いは、冷却コイル内の状態変化に対する応答速度が早い冷媒蒸発圧力調整バルブＥ１による冷却コイル内の冷媒蒸発圧力の制御操作の方が大きい。
【００３２】
以上のように、本発明の精密温度制御空調機は、第一熱交換器１の冷却コイル内の冷媒蒸発圧力を、同じ冷媒ガス流路Ｌ１ａに設置されている応答速度の早い冷却コイル内の冷媒蒸発圧力調整バルブＥ１を作動させて迅速に冷却コイル内の冷媒蒸発圧力を制御する方式を採用していることにより、百分の１℃という単位での空気温度の調節を迅速かつ正確に行うことを可能ならしめたものである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の精密装置チャンバー用空調機は、前記したように、冷媒蒸発圧力調節バルブＥ１と膨張弁４とを共働させた冷却コイル内環境の制御方式を採用することにより、極めて精密な温度制御を可能ならしめたものであることに加えて、冷媒循環系内で調達できる高温圧縮冷媒を効率よく利用することにより冷媒ガス圧縮器の連続稼動を可能にして、省スペース化、省エネルギー化を達成し得たものであるので、本発明の空調機に採用されている基本的な技術思想は、精密装置チャンバー用空調機の分野に限らず、広い産業分野での空調システムに応用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１：第一熱交換器
２：冷媒ガス圧縮器
３：圧縮冷媒凝縮器
４：膨張弁
５：ヒーター（電気式）
６：第二熱交換器
７：アキュムレーター（液分離器）
８：水冷機構
９：レシーバタンク（受液器）
１０：サイトグラス
Ｔ１：第一温度センサー
Ｔ２：第二温度センサー
Ｐ１〜Ｐ３：圧力センサー
Ｅ１：冷媒蒸発圧力調整バルブ
Ｅ２：圧縮冷媒流路用バルブ
Ｅ３：圧縮冷媒分岐流路用バルブ
ａ１〜ａ２：空気流路
Ｌ１ａ〜Ｌ１ｃ：低圧冷媒ガス流路
Ｌ２ａ：圧縮冷媒流路
Ｌ２ｂ：圧縮冷媒分岐流路
Ｌ３：低温高圧冷媒液流路
Ｌ４：膨張冷媒液流路
【図１】
2011085266.tif 000003
【図２】
2011085266.tif 000004
【図３】
2011085266.tif 000005
【図４】
2011085266.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月4日(2010.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
直膨コイル方式を採用した空調機は、図２に示されるように、チャンバー内から抜き出した「還り空気」を空気流路ａ１０１から熱交換器１０１に導入し、冷媒との熱交換を行った後、空気流路ａ１０２から抜き出し、必要に応じて加熱コイル１０５でさらに温度を微調節して空気流路ａ１０３から「送り空気」としてチャンバー内に戻す、という「チャンバー内空気循環路」と、熱交換器１０１でチャンバー内から抜き出した還り空気と熱交換した冷媒を、低圧冷媒ガスとして冷媒流路Ｌ１０１に取り出し、冷媒圧縮器１０２に送って圧縮冷媒ガスとなし、冷媒流路Ｌ１０２から冷媒凝縮器１０３に送って凝縮液化して低温高圧冷媒液とし、冷媒流路Ｌ１０３を経て取り出して、膨張弁１０４に送り、膨張冷媒液として熱交換器１０１に供給する、という「冷媒循環路」とを有している。（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
水コイル方式の空調機は、図３に示されるように、チャンバー内から抜き出した「還り空気」を空気流路ａ２０１から熱交換器２０１ａに送って熱交換により温度調節した後、必要に応じて、空気流路ａ２０２の加熱コイル２０５ａでさらに温度を微調節して、空気流路ａ２０３から「送り空気」としてチャンバー内に戻す、という「チャンバー内空気循環路」と、チャンバーから取り出した還り空気と熱交換器２０１ａにおいて熱交換した水冷媒を、熱交換器２０１ａから低圧水冷媒として冷媒流路Ｌ２０１に配置しているポンプＰにより取り出した後、別の冷媒と熱交換して冷却し、熱交換器２０１ｂを経て低温水冷媒として冷媒流路Ｌ２０４から前記熱交換器２０１ａに循環する「水冷媒循環路」と、該水冷媒循環路を循環する水冷媒と熱交換器２０１ｂにおいて熱交換した後、該熱交換器２０１ｂから低圧冷媒として冷媒流路Ｌ２０２に取り出し、冷媒圧縮器２０２で圧縮して圧縮冷媒ガスとし、冷媒流路Ｌ２０３を経て冷媒凝縮器２０３に送り、冷却凝縮して低温高圧冷媒液とし、冷媒流路Ｌ２０５に取り出して膨張弁２０４に送り、膨張弁２０４で膨張させた膨張冷媒液として冷媒流路Ｌ２０６から熱交換器２０１ｂに循環供給する、という「冷媒循環路」とを有している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
上記空気循環路では、チャンバーから空気流路ａ１に抜き出される空気、例えば、チャンバー内で２３℃〜２６℃の範囲で温度が変動している還り空気が、第一熱交換器１で冷却コイルにより冷却される。冷却された空気は空気流路ａ２において第一温度センサーＴ１で温度が測定され、ヒーター５を通って空気流路ａ３に送られる。空気流路ａ３には第二温度センサーＴ２が設置され、第二温度センサーＴ２で測定された空気温度に基づいて制御されているヒーター５が設置されており、必要によりヒーター５で温度が微調整されて目標温度±０．０５℃のように精密に温度調整された空気が送り空気としてチャンバー内に戻される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
冷媒蒸発圧力調整バルブＥ１は、前記空気流路の温度センサーによる熱交換済みの空気温度の測定値が目標温度よりも下がっていることを検知すると、低圧冷媒流路Ｌ１ａに設置されている第一圧力センサーＰ１による低圧冷媒ガス圧力の測定値との関係で、冷却コイル内の冷媒蒸発圧力が冷媒ガス温度を目標温度とする圧力まで上昇するように自動的に「閉」方向に作動する。
逆に、前記空気流路の第一温度センサーＴ１による熱交換済みの空気温度の測定値が目標温度よりも高くなっていることを検知すると、冷媒蒸発圧力調整バルブＥ１は、「開」側に自動的に作動して冷却コイル内の冷媒圧を下げ、それによって冷却コイル内の冷媒ガス温度を目標値に調節する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
膨張弁４は、冷却コイルの負荷変動に対応して、冷却コイルへの冷媒液の流入量を制御する。膨張弁４を出て膨張冷媒液流路Ｌ４を流れる膨張冷媒液は減圧され、熱の授受がないため蒸発してガス・液混合状態となっている。
膨張弁としては、温度自動膨張弁等を採用することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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