(57)【要約】【課題】流体の温度を安定的に所望の温度に維持することができる流体供給装置を提供する。【解決手段】第１流体循環装置１０では、熱交換器１１と、熱交換器１１で液化された第１流体を貯留するタンク１２と、タンク１２に貯留された第１流体を汲み出す第１流体用ポンプ１３と、第１流体用ポンプ１３から汲み出された第１流体を加熱する加熱器１４と、加熱器１４から第１流体を供給される第１流体供給部１５と、が第１配管１６により接続される。第２流体循環装置２０は、第２流体を冷却するための冷却器２１を有し、冷却器２１で冷却された第２流体を第２配管２２により通流させて冷却器２１に戻す。第２流体循環装置２０の第２配管２２は、熱交換器１１に接続されるとともに、タンク１２及び第１流体用ポンプ１３に接続され、第２流体が、熱交換器１１、タンク１２及び第１流体用ポンプ１３における第１流体を冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流体を冷却して液化するための熱交換器と、前記熱交換器で液化された前記第１流体を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された前記第１流体を汲み出すポンプと、前記ポンプから汲み出された前記第１流体を加熱する加熱器と、前記加熱器から前記第１流体を供給される第１流体供給部と、が第１配管により接続され、前記第１流体供給部に前記第１流体が供給された後、前記第１流体を前記熱交換器に向けて流出させるか、又は、前記第１流体供給部に前記加熱器から前記第１流体が供給される状態と、前記第１流体供給部に前記加熱器からの前記第１流体が供給されずに前記加熱器が前記第１流体を前記熱交換器に向けて流出させる状態と、を切替え可能となっている第１流体循環装置と、
第２流体を冷却するための冷却器を有し、前記冷却器で冷却された前記第２流体を第２配管により通流させて前記冷却器に戻す第２流体循環装置と、を備え、
前記第２流体循環装置の前記第２配管は、前記熱交換器に接続されるとともに、前記タンク及び前記ポンプのうちの少なくともいずれかに接続され、前記第２流体循環装置は、前記熱交換器において前記第２流体と前記第１流体とを熱交換させて前記第１流体を冷却するとともに、前記タンク及び前記ポンプのうちの少なくともいずれかにおいて前記第２流体と前記第１流体とを熱交換させて前記第１流体を冷却することを特徴とする流体供給装置。
【請求項２】
前記第２配管は、前記タンク又は前記ポンプ、前記熱交換器の順で前記第２流体を通流させることを特徴とする請求項１に記載の流体供給装置。
【請求項３】
前記第２配管は、前記ポンプ、前記タンク、前記熱交換器の順で前記第２流体を通流させることを特徴とする請求項１に記載の流体供給装置。
【請求項４】
前記第２配管は、前記ポンプにおける前記第２流体による前記第１流体の冷却が可能となるように前記ポンプに接続されるポンプ接続部と、前記ポンプ接続部を迂回し、前記ポンプに前記第２流体を通流させずに下流側へ送るポンプバイパス部と、を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の流体供給装置。
【請求項５】
前記ポンプは、ケース本体と、前記ケース本体に密着した状態で取り付けられるポンプカバーと、を有し、前記ポンプカバーにクーリングジャケットが形成されており、
前記第２配管は、前記ポンプカバーのクーリングジャケットに接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の流体供給装置。
【請求項６】
前記タンクは、タンク本体と、前記タンク本体に密着した状態で取り付けられるタンクカバーと、を有し、前記タンクカバーにクーリングジャケットが形成されており、
前記第２配管は、前記タンクカバーのクーリングジャケットに接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の流体供給装置。
【請求項７】
前記第１流体は二酸化炭素であり、
前記第１流体循環装置は、前記ポンプによって前記第１流体を昇圧するとともに、前記加熱器によって前記第１流体を加熱することで、超臨界二酸化炭素流体を生成するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の流体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば超臨界流体等の流体を供給する際に用いて好適な流体供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所望の温度に精密に温度制御されることが求められる流体として、ウェハを保持するステージを冷却するためのブラインや、洗浄等の各種分野での利用を期待されている超臨界流体等を挙げることができる。超臨界流体の一例としての超臨界二酸化炭素流体は、液化状態の二酸化炭素をポンプにより昇圧した後に、ヒータにより加熱することで生成され得る。このような超臨界二酸化炭素流体を生成する装置としては、循環型の生成装置が従来から知られている。当該装置は、一般に、ポンプ及びヒータに加えて、洗浄等を行った後の超臨界二酸化炭素流体を冷却して液化する冷却部と、液化された二酸化炭素を貯留するタンクとを有する。これにより、液化された二酸化炭素をポンプ及びヒータによって再度、昇圧及び加熱し、反復的に超臨界二酸化炭素流体を生成することを可能としている。
【０００３】
上述のような超臨界二酸化炭素流体の溶解力は密度の変化に応じて増減し、その密度は温度に応じて変化することが知られている。そのため、超臨界二酸化炭素流体の温度は、所望の溶解力を得るために高精度に制御されることが求められる。この際、加熱又は昇圧される前の液化された二酸化炭素の温度を所望の温度に維持することが重要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１０１２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、流体の温度を安定的に所望の温度に維持することができる流体供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる流体供給装置は、第１流体を冷却して液化するための熱交換器と、前記熱交換器で液化された前記第１流体を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された前記第１流体を汲み出すポンプと、前記ポンプから汲み出された前記第１流体を加熱する加熱器と、前記加熱器から前記第１流体を供給される第１流体供給部と、が第１配管により接続され、前記第１流体供給部に前記第１流体が供給された後、前記第１流体を前記熱交換器に向けて流出させるか、又は、前記第１流体供給部に前記加熱器から前記第１流体が供給される状態と、前記第１流体供給部に前記加熱器からの前記第１流体が供給されずに前記加熱器が前記第１流体を前記熱交換器に向けて流出させる状態と、を切替え可能となっている第１流体循環装置と、第２流体を冷却するための冷却器を有し、前記冷却器で冷却された前記第２流体を第２配管により通流させて前記冷却器に戻す第２流体循環装置と、を備え、前記第２流体循環装置の前記第２配管は、前記熱交換器に接続されるとともに、前記タンク及び前記ポンプのうちの少なくともいずれかに接続され、前記第２流体循環装置は、前記熱交換器において前記第２流体と前記第１流体とを熱交換させて前記第１流体を冷却するとともに、前記タンク及び前記ポンプのうちの少なくともいずれかにおいて前記第２流体と前記第１流体とを熱交換させて前記第１流体を冷却することを特徴とする。
【０００７】
本発明にかかる流体供給装置によれば、熱交換器において第２流体によって冷却された第１流体がタンク又はポンプに至るまでに昇温したとしても、当該昇温は、タンク及び／又はポンプにおける第２流体による冷却により抑制される。これにより、流体（第１流体）の温度を、特にポンプと加熱器との間において安定的に所望の温度に維持することができる。
【０００８】
前記第２配管は、前記タンク又は前記ポンプ、前記熱交換器の順で前記第２流体を通流させてもよい。
【０００９】
この構成によれば、加熱器に近い位置において第２流体の冷凍能力を極力大きく確保できるため、第１流体の温度を、加熱器に供給することが望まれる所望の温度に制御し易くなる。
【００１０】
また、前記第２配管は、前記ポンプ、前記タンク、前記熱交換器の順で前記第２流体を通流させてもよい。
【００１１】
この構成によれば、加熱器に近い位置において第２流体の冷凍能力を極力大きく確保できるために、第１流体の温度を加熱器に供給することが望まれる所望の温度に制御し易くなり、且つ冷却対象部分を増加させることで温度制御の安定性を向上させることができる。
【００１２】
また、前記第２配管は、前記ポンプにおける前記第２流体による前記第１流体の冷却が可能となるように前記ポンプに接続されるポンプ接続部と、前記ポンプ接続部を迂回し、前記ポンプに前記第２流体を通流させずに下流側へ送るポンプバイパス部と、を有するものでもよい。
【００１３】
この構成によれば、ポンプ接続部及び／又はポンプバイパス部に開閉弁又は流量調節弁を設けることで、ポンプの冷却の有無又はポンプに対する冷凍能力を調節することができる。
【００１４】
また、前記ポンプは、ケース本体と、前記ケース本体に密着した状態で取り付けられるポンプカバーと、を有し、前記ポンプカバーにクーリングジャケットが形成されており、前記第２配管は、前記ポンプカバーのクーリングジャケットに接続されていてもよい。
【００１５】
この構成によれば、ポンプの駆動源の発熱により第１流体の温度が上昇することを容易に抑制することができる。
【００１６】
また、前記タンクは、タンク本体と、前記タンク本体に密着した状態で取り付けられるタンクカバーと、を有し、前記タンクカバーにクーリングジャケットが形成されており、前記第２配管は、前記タンクカバーのクーリングジャケットに接続されていてもよい。
【００１７】
この構成によれば、タンク内部の第１流体を容易に冷却することができる。
【００１８】
また、前記第１流体は二酸化炭素であり、前記第１液体循環装置は、前記ポンプによって前記第１流体を昇圧するとともに、前記加熱器によって前記第１流体を加熱することで、超臨界二酸化炭素流体を生成するように構成されていてもよい。
【００１９】
この構成によれば、超臨界二酸化炭素流体を安定的に生成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、流体の温度を安定的に所望の温度に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる流体供給装置の概略図である。
【図２】図１に示す流体供給装置における第１流体循環装置のポンプの概略断面図である。
【図３】図１に示す流体供給装置における第１流体循環装置のタンクの概略断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる流体供給装置の概略図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態にかかる流体供給装置の概略図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態にかかる流体供給装置の概略図である。
【図７】第１の実施の形態の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の各実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる流体供給装置１の概略図である。本実施の形態にかかる流体供給装置１は、一例として超臨界二酸化炭素流体を生成及び供給する装置として構成されている。図１に示されるように、この流体供給装置１は、二酸化炭素を循環させる第１流体循環装置１０と、第１流体循環装置１０が循環させる二酸化炭素を冷却するための冷媒を循環させる第２流体循環装置２０と、を備える。
【００２４】
第１流体循環装置１０が循環させる二酸化炭素は、本発明でいう第１流体に対応し、第２流体循環装置２０が循環させる冷媒は、本発明でいう第２流体に対応する。なお、第１流体循環装置１０が循環させる流体は二酸化炭素に限られるものではなく、ブライン等であってもよい。また第２流体循環装置２０が循環させる冷媒はエチレングリコール水溶液であるが、これに限られるものではなく、当該冷媒は、その他のアルコール系の不凍液でもよいし、フッ素系の冷媒等であってもよい。
【００２５】
第１流体循環装置１０は、二酸化炭素を冷却して液化するための凝縮器として機能する熱交換器１１と、熱交換器１１で冷却されて液化された二酸化炭素を貯留するタンク１２と、タンク１２に貯留された液化二酸化炭素を汲み出し且つ液化二酸化炭素を昇圧させる第１流体用ポンプ１３と、第１流体用ポンプ１３から汲み出されて且つ昇圧された液化二酸化炭素を加熱して超臨界二酸化炭素流体とする加熱器１４と、加熱器１４から超臨界二酸化炭素流体を供給される第１流体供給部１５と、が複数の管体からなる第１配管１６により接続されて構成されている。
【００２６】
第１流体供給部１５及び熱交換器１１は、第１配管１６の一部を介して互いに接続され、第１流体供給部１５は、供給された超臨界二酸化炭素流体を所定の目的のために使用した後に、これを熱交換器１１に向けて流出させるようになっている。上記の所定の目的は、例えば洗浄や乾燥等であってもよい。すなわち、第１流体供給部１５は、例えば超臨界二酸化炭素流体による洗浄を行うための洗浄槽であってもよく、超臨界二酸化炭素流体による乾燥を行うための容器或いはチャンバー等であってもよい。
【００２７】
また、第２流体循環装置２０は、冷媒を冷却するための冷却器２１を有し、冷却器２１で冷却された冷媒を、例えば複数の管体からなる第２配管２２により通流させて冷却器２１に戻すように構成されている。図示の冷却器２１は熱交換器であり、その内部に通流させた冷媒を、外部の装置から別途供給される他の冷媒によって冷却するようになっている。このような他の冷媒は、例えば冷凍機を循環する冷媒であってもよい。
【００２８】
なお、図１において、符号３１は、第２流体循環装置２０が循環させる冷媒を冷却させるための他の冷媒を通流させる冷媒配管を示し、冷媒配管３１は、冷却器２１に接続されている。また冷媒配管３１には、冷却器２１に流入させる上記他の冷媒の流量を調節するための流量調節弁３２が設けられている。本実施の形態では、流量調節弁３２の開度を調節することで、第２流体循環装置２０が循環させる冷媒の温度を調節することが可能となっている。
【００２９】
第２配管２２には、冷媒を通流させるための駆動力を発生させる第２流体用ポンプ２３と、冷媒を加熱するための冷媒加熱器２４とが設けられている。そして本実施の形態では、第２流体用ポンプ２３から吐出された冷媒が、冷却器２１、冷媒加熱器２４の順で図中の矢印で示す方向に通流する。
【００３０】
ここで、本実施の形態における第２流体循環装置２０の第２配管２２は、冷媒加熱器２４の下流側で且つ第２流体用ポンプ２３の上流側の部分（冷却器２１の下流側で且つ上流側の部分）において、第１流体循環装置１０の熱交換器１１に接続されるとともに、タンク１２及び第１流体用ポンプ１３に接続されている。これにより、本実施の形態では、第２流体循環装置２０が、熱交換器１１において冷媒と二酸化炭素（本例では、主に超臨界二酸化炭素流体）とを熱交換させて超臨界二酸化炭素流体を冷却して液化するとともに、タンク１２及び第１流体用ポンプ１３においても冷媒と二酸化炭素（本例では、主に液化二酸化炭素）とを熱交換させて超臨界二酸化炭素流体を冷却するようになっている。
【００３１】
図２は、第１流体用ポンプ１３と第２配管２２との接続態様を説明するための第１流体用ポンプ１３の概略断面図である。第１流体用ポンプ１３は、図示省略するモータによって回転される羽根車１３１と、駆動部としての羽根車１３１を収容し、且つ駆動部の駆動に応じて二酸化炭素流体を流入させるとともに吐出するケース本体１３２と、ケース本体１３２に密着した状態で着脱可能に取り付けられるポンプカバー１３３と、を有し、ポンプカバー１３３に複数のクーリングジャケット１３４が形成されている。ここで、第２配管２２は、ポンプカバー１３３のクーリングジャケット１３４に接続される。これにより、第２配管２２からクーリングジャケット１３４に供給された冷媒が、クーリングジャケット１３４及びケース本体１３２を介して、ケース本体１３２の内部の液化二酸化炭素を冷却することになる。
【００３２】
また本実施の形態では、ケース本体１３２が円筒状であり、ポンプカバー１３３が、ケース本体１３２の周方向に分割された複数のカバー要素１３３Ａからなる。各カバー要素１３３Ａはクーリングジャケット１３４を有し、ケース本体１３２の外面に沿う円弧形状に形成されている。ケース本体１３２は、液化二酸化炭素の吐出側流路やモータの取付部などを有することから形状が複雑となるが、本実施の形態では、分割されたカバー要素１３３Ａを用いることで、吐出側流路やモータの取付部等との干渉を回避した状態でポンプカバー１３３をコンパクトに且つ効率的にケース本体１３２に取り付けることが可能となる。なお、ポンプカバー１３３の材質は特に限定されるものではないが、熱伝導率の高い材料で形成されることが好ましい。
【００３３】
また本実地の形態では、第１流体用ポンプ１３として、羽根車１３１を有するタイプのものを例示したが、第１流体用ポンプ１３は、ダイヤフラムポンプ、ベーンポンプ、又は歯車ポンプ等を有してなるものであってもよい。第１流体用ポンプ１３がダイヤフラムポンプを有してなるものである場合、ケース本体１３２に駆動部としてのダイヤフラムが取り付けられることになる。この際、ポンプカバー１３３が、ダイヤフラムを避けるように、ケース本体１３２の外面に取り付けられてもよい。
【００３４】
また、図３は、タンク１２と第２配管２２との接続態様を説明するためのタンク１２の概略断面図である。タンク１２は、液化二酸化炭素を貯留するタンク本体１２２と、タンク本体１２２に密着した状態で着脱可能に取り付けられるタンクカバー１２３と、タンク本体１２２及びタンクカバー１２３を一体に覆う断熱ケース１２５と、を有し、タンクカバー１２３にクーリングジャケット１２４が形成されている。ここで、第２配管２２は、タンクカバー１２３の複数のクーリングジャケット１２４に接続され、これにより、第２配管２２からクーリングジャケット１２４に供給された冷媒が、クーリングジャケット１２４及びタンク本体１２２を介して、タンク本体１２２の内部の液化二酸化炭素を冷却することになる。
【００３５】
本実施の形態では、タンク本体１２２及びタンクカバー１２３が断熱ケース１２５で覆われることで、クーリングジャケット１２４に供給された冷媒の温度上昇が抑制される。このような断熱ケース１２５は、例えばウレタンなどの断熱材を有してなるものであってもよい。また、タンクカバー１２３の材質は特に限定されるものではないが、熱伝導率の高い材料で形成されることが好ましい。
【００３６】
また図１に戻り、本実施の形態にかかる流体供給装置１は、第１配管１６における第１流体用ポンプ１３の下流側で且つ加熱器１４の上流側の部分の液化二酸化炭素の温度を検出する温度センサ４１の検出結果に基づき、冷媒配管３１上の流量調節弁３２の開度及び冷媒加熱器２４の加熱量を調節するコントローラ４２を備えている。この場合、コントローラ４２は、加熱器１４に液化二酸化炭素が供給される直前の位置の液化二酸化炭素の温度に応じて、冷媒の冷凍能力が調節することになる。これにより、本実施の形態では、簡易的な態様で、加熱器１４に供給する液化二酸化炭素の温度を所望の温度へ制御することが可能となる。
【００３７】
以上に説明した本実施の形態にかかる流体供給装置１では、熱交換器１１において冷媒によって冷却された二酸化炭素がタンク１２又は第１流体用ポンプ１３に至るまでに昇温したとしても、当該昇温は、タンク１２及び第１流体用ポンプ１３における冷媒による冷却により抑制される。これにより、流体（二酸化炭素）の温度を、特に第１流体用ポンプ１３と加熱器１４との間において安定的に所望の温度に維持することができる。
【００３８】
また本実施の形態では、第２配管２２が、第１流体用ポンプ１３、タンク１２、熱交換器１１の順で冷媒を通流させる。これにより、加熱器１４に近い位置において冷媒の冷凍能力を極力大きく確保できるため、二酸化炭素の温度を加熱器１４に供給することが望まれる所望の温度に制御し易くなる。
【００３９】
また、第１流体用ポンプ１３は、ケース本体１３２と、ケース本体１３２に密着した状態で取り付けられるポンプカバー１３３と、を有し、ポンプカバー１３３にクーリングジャケット１３４が形成され、第２配管２２は、ポンプカバー１３３のクーリングジャケット１３４に接続されている。これにより、第１流体用ポンプ１３の駆動源（本例では、羽根車１３１のモータ）の発熱により二酸化炭素の温度が上昇することを容易に抑制することができ、より具体的には液化二酸化炭素の気化を容易に抑制することができる。なお、本実施の形態では、ケース本体１３２に取り付けられたポンプカバー１３３に第２配管２２が接続されるが、第２配管２２は、モータのケースに着脱可能に取り付けられた別体のカバーに接続され、冷媒によってモータのケースを冷却するように構成されてもよい。
【００４０】
また、タンク１２は、タンク本体１２２と、タンク本体１２２に密着した状態で取り付けられるタンクカバー１２３と、を有し、タンクカバー１２３にクーリングジャケット１２４が形成され、第２配管２２は、タンクカバー１２３のクーリングジャケット１２４に接続されている。これにより、タンク１２内部の二酸化炭素を容易に冷却することができる。
【００４１】
＜第２の実施の形態＞
次に第２の実施の形態について図４を参照しつつ説明する。本実施の形態の構成部分のうちの第１の実施の形態の構成部分と同様のものについては、同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４２】
図４に示すように、本実施の形態では、第２配管２２が冷却器２１の下流側であって冷媒加熱器２４の下流側で複数、具体的に３つに分岐し、分岐部２２Ｂ１〜Ｂ３を、第１流体用ポンプ１３，タンク１２、及び熱交換器１１に振り分けて接続させている。そして各分岐部２２Ｂ１〜Ｂは、第１流体用ポンプ１３，タンク１２及び熱交換器１１を通流した冷媒を第２流体用ポンプ２３の上流側に戻すようになっている。言い換えると、第２配管２２は、冷却器２１、第２流体用ポンプ２３及び冷媒加熱器２４が設けられるメイン流路部２２Ａと、メイン流路部２２Ａの下流端部から分岐して上流端部で合流する３つの分岐部２２Ｂ１〜Ｂ３と、を有している。その他の構成部分は、第１の実施の形態と同様である。
【００４３】
また、分岐部２２Ｂ１〜Ｂ３のそれぞれには、流量調節弁２６が設けられている。これにより、第１流体用ポンプ１３，タンク１２及び熱交換器１１のそれぞれを冷却するための冷媒の流量を調節可能となり、それぞれにおける冷却の程度を調節することが可能となっている。これら流量調節弁２６は、コントローラ４２によって制御される。
【００４４】
本実施の形態によれば、第１流体用ポンプ１３，タンク１２及び熱交換器１１のそれぞれを各別に所望の温度に温度制御し易くなるため、温度維持の安定性を高めることができる。
【００４５】
＜第３の実施の形態＞
次に第３の実施の形態について図５を参照しつつ説明する。本実施の形態の構成部分のうちの第１又は第２の実施の形態の構成部分と同様のものについては、同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４６】
図５に示すように、本実施の形態における第２配管２２は、第１流体用ポンプ１３における冷媒による二酸化炭素の冷却が可能となるように第１流体用ポンプ１３に接続されるポンプ接続部２２Ｘと、ポンプ接続部２２Ｘを迂回し、第１流体用ポンプ１３に冷媒を通流させずに下流側へ送るポンプバイパス部２２Ｙと、を有する。ポンプ接続部２２Ｘ及びポンプバイパス部２２Ｙのそれぞれには、通流させる冷媒の流量を調節可能な流量調節弁２６が設けられている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。なお、流量調節弁２６の代わりに、開閉のみを切り替える開閉弁が設けられてもよい。
【００４７】
本実施の形態によれば、ポンプ接続部２２Ｘ及び／又はポンプバイパス部２２Ｙに開閉弁又は流量調節弁を設けることで、第１流体用ポンプ１３の冷却の有無又は第１流体用ポンプ１３に対する冷凍能力を調節することができる。
【００４８】
＜第４の実施の形態＞
次に第４の実施の形態について図６を参照しつつ説明する。本実施の形態の構成部分のうちの第１乃至第３の実施の形態の構成部分と同様のものについては、同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４９】
図６に示すように、本実施の形態における第１流体循環装置１０は、第１流体供給部１５に加熱器１４から超臨界二酸化炭素流体が供給される状態と、第１流体供給部１５に加熱器１４からの超臨界二酸化炭素が供給されずに加熱器１４が超臨界二酸化炭素流体を熱交換器１１に向けて流出させる状態と、を切替え可能となっている。より詳しくは、上述した各実施の形態とは異なり、第１配管１６における加熱器１４と第１流体供給部１５との間に、流量調節弁２６が設けられる。そして第１配管１６における第１流体供給部１５の下流側端部は、熱交換器１１に接続されていない。一方で、第１配管１６における流量調節弁２６と加熱器１４との間からは分岐配管１６Ａが延び、分岐配管１６Ａにも流量調節弁２６が設けられるとともに、分岐配管１６Ａの下流側端部が熱交換器１１に接続されている。この構成では、二つの流量調節弁２６を適宜開閉させることで、上述の切り換えが可能となる。本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００５０】
以上に本発明の各実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態の態様に限られるものではない。上述した各実施の形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００５１】
上述の各実施の形態では、例えば冷媒を通流させる第２配管２２が、第１流体用ポンプ１３、タンク１２及び熱交換器１１に接続されるが、第２配管２２は、第１流体用ポンプ１３及びタンク１２のうちのいずれか一方と、熱交換器１１とに接続されるだけでもよい。また第２配管２２における第２流体用ポンプ２３や冷媒加熱器２４の位置も、上述の各実施の形態の態様に限られるものではない。例えば、第２流体用ポンプ２３は、冷却器２１の下流側に設けられてもよい。
【００５２】
また上述したが、第１の実施の形態で説明した第１流体用ポンプ１３は、ダイヤフラムポンプを有してなるものであってもよく、そのような変形例にかかる第１流体用ポンプ１３の断面図が図７に示されている。この場合、ケース本体１３２にダイヤフラム１３６が取り付けられ、ダイヤフラム１３６がプランジャ１３７に押し引きされることで、ケース本体１３２を二酸化炭素流体が流れる。本変形例では、ダイヤフラム１３６を避けるようにケース本体１３２にポンプカバー１３３が着脱可能に取り付けられている。図中の矢印に示されるように、第２配管２２の上流部からクーリングジャケット１３４を流れて第２配管２２の下流部に流出する冷媒は、二酸化炭素が流れる方向と逆向きに流れるようになっている。
【符号の説明】
【００５３】
１…流体供給装置
１０…第１流体循環装置
１１…熱交換器
１２…タンク
１３…第１流体用ポンプ（ポンプ）
１４…加熱器
１５…第１流体供給部
１６…第１配管
２０…第２流体循環装置
２１…冷却器
２２…第２配管
２２Ｘ…ポンプ接続部
２２Ｙ…ポンプバイパス部
２３…第２流体用ポンプ
４１…温度センサ
１２２…タンク本体
１２３…タンクカバー
１２４…クーリングジャケット
１３２…ケース本体
１３３…ポンプカバー
１３４…クーリングジャケット
【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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【手続補正書】
【提出日】平成30年3月28日(2018.3.28)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流体を冷却して液化するための熱交換器と、前記熱交換器で液化された前記第１流体を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された前記第１流体を汲み出すポンプと、前記ポンプから汲み出された前記第１流体を加熱する加熱器と、前記加熱器から前記第１流体を供給される第１流体供給部と、が第１配管により接続され、前記第１流体供給部に前記第１流体が供給された後、前記第１流体を前記熱交換器に向けて流出させるか、又は、前記第１流体供給部に前記加熱器から前記第１流体が供給される状態と、前記第１流体供給部に前記加熱器からの前記第１流体が供給されずに前記加熱器が前記第１流体を前記熱交換器に向けて流出させる状態と、を切替え可能となっている第１流体循環装置と、
第２流体を冷却するための冷却器を有し、前記冷却器で冷却された前記第２流体を第２配管により通流させて前記冷却器に戻す第２流体循環装置と、を備え、
前記第２流体循環装置の前記第２配管は、前記熱交換器に接続されるとともに、前記タンク及び前記ポンプに接続され、前記第２流体循環装置は、前記熱交換器において前記第２流体と前記第１流体とを熱交換させて前記第１流体を冷却するとともに、前記タンク及び前記ポンプにおいて前記第２流体と前記第１流体とを熱交換させて前記第１流体を冷却し、
前記第１流体は二酸化炭素であり、
前記第１流体循環装置は、前記ポンプによって前記第１流体を昇圧するとともに、前記加熱器によって前記第１流体を加熱することで、超臨界二酸化炭素流体を生成するように構成されていることを特徴とする超臨界二酸化炭素流体生成用の流体供給装置。
【請求項２】
前記第２配管は、前記ポンプ、前記タンク、前記熱交換器の順で前記第２流体を通流させることを特徴とする請求項１に記載の超臨界二酸化炭素流体生成用の流体供給装置。
【請求項３】
前記第２配管は、前記ポンプにおける前記第２流体による前記第１流体の冷却が可能となるように前記ポンプに接続されるポンプ接続部と、前記ポンプ接続部を迂回し、前記ポンプに前記第２流体を通流させずに下流側へ送るポンプバイパス部と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の超臨界二酸化炭素流体生成用の流体供給装置。
【請求項４】
前記ポンプは、ケース本体と、前記ケース本体に密着した状態で取り付けられるポンプカバーと、を有し、前記ポンプカバーにクーリングジャケットが形成されており、
前記第２配管は、前記ポンプカバーのクーリングジャケットに接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の超臨界二酸化炭素流体生成用の流体供給装置。
【請求項５】
前記タンクは、タンク本体と、前記タンク本体に密着した状態で取り付けられるタンクカバーと、を有し、前記タンクカバーにクーリングジャケットが形成されており、
前記第２配管は、前記タンクカバーのクーリングジャケットに接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の超臨界二酸化炭素流体生成用の流体供給装置。
【請求項６】
前記第２流体は、エチレングリコール水溶液、アルコール系の不凍液又はフッ素系の冷媒であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の超臨界二酸化炭素流体生成用の流体供給装置。
【請求項７】
前記第２流体循環装置には、前記冷却器で冷却された前記第２流体を加熱する第２流体用加熱器がさらに設けられ、前記第２配管は、前記第２流体用加熱器の下流側で前記熱交換器、前記タンク及び前記ポンプに接続されており、
前記第１配管における前記ポンプの下流側で且つ前記加熱器の上流側の部分の前記第１流体の温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出結果に基づき、前記第２流体用加熱器の加熱量を調節するコントローラとをさらに備えることを特徴とする請求項６に超臨界二酸化炭素流体生成用の流体供給装置。