(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーンルームに設置された空調対象であるチャンバ内の空気を導入し、これを設定温度にして前記チャンバに循環するための精密空調機において、
圧縮機の吐出側から吸込側にかけて、凝縮器、膨張弁、蒸発器が順次接続されると共に、前記圧縮機の吐出側のホットガスを前記蒸発器に流すホットガスバイパス回路を有する冷凍サイクルと、
前記冷凍サイクルの蒸発器が収容され、前記チャンバからの空気を導入し、前記蒸発器で設定温度に空調して前記チャンバに循環する熱回収部と、
前記クリーンルーム内に設けられると共に前記冷凍サイクルの凝縮器が収容され、かつその凝縮器をクリーンルーム内の空気で空冷して前記凝縮器の凝縮圧力を一定に保持する能力可変ファンを備えた放熱部と、
を備えたことを特徴とする精密空調機。
【請求項２】
前記冷凍サイクルと前記熱回収部と前記放熱部とが同一のケーシング内に収容される請求項１記載の精密空調機。
【請求項３】
前記ホットガスバイパス回路は、比例制御弁を備え、前記熱回収部には、前記蒸発器で冷却された空調空気の温度を検出する温度センサが設けられ、その温度センサの検出値で、前記比例制御弁が制御され、これにより、蒸発器で冷却される空調空気は精密温度制御される請求項１又は２記載の精密空調機。
【請求項４】
前記蒸発器の冷媒出口と圧縮機の吸込側を結ぶ冷媒配管には、圧縮機の冷媒吸込圧力を一定に保持する吸込圧力調整弁が接続され、前記膨張弁が温度式膨張弁からなり、前記吸込圧力調整弁の上流側の配管には、前記温度式膨張弁の感温筒が設けられ、これにより前記蒸発器での冷媒蒸発圧力が一定に保持される請求項３記載の精密空調機。
【請求項５】
前記凝縮器から前記温度式膨張弁に至る高圧側冷媒配管には高圧センサが設けられ、他方前記放熱部の能力可変ファンがインバータ装置で駆動され、前記高圧センサで検出される冷媒の凝縮圧力が一定となるようにインバータ装置で前記能力可変ファンの回転を制御し、これにより凝縮器での冷媒凝縮圧力が一定に保持される請求項４記載の精密空調機。
【請求項６】
前記凝縮器と前記高圧センサ間の高圧側冷媒配管には、受液タンクが接続される請求項５記載の精密空調機。
【請求項７】
前記熱回収部と前記放熱部を収容するケーシングは、前記クリーンルームのレターンチャンバに設けられる請求項２記載の精密空調機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーンルーム内に設置された露光装置などを収容する空調対象であるチャンバに精密温調された空気を供給循環する精密空調機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ガラス基板の露光装置の周辺環境は、温度変化によりガラス基板が熱膨張するため、空調温度を精密（精度±０．０１〜±０．１℃）にコントロールする必要がある。
【０００３】
このような露光装置などは、クリーンルーム内に隔壁などで形成したチャンバ内に設置されおり、クリーンルーム用の空調機とは別の精密空調機をクリーンルームの床下に設置し、その精密空調機から空調対象であるチャンバに、精密温度制御された空調空気を供給循環するようにしている。
【０００４】
この精密空調機は、冷凍サイクルで構成され、チャンバからの空気を蒸発器で設定温度より低い温度（例えば１７℃）に冷却され、これを再熱電気ヒータで設定温度（例えば２３℃）に加熱し、空調空気としてチャンバに供給循環するようにしている。
【０００５】
ここで、冷凍サイクルの蒸発器である吸熱部は、チャンバ内を空調するためにクリーンルーム内に設置されるが、放熱部となる凝縮器は、圧縮機と共に室外機としてクリーンルーム外に設置し、放熱部と室外機を冷媒配管で接続して空冷型空調機とされる。または放熱部となる凝縮器を水冷式としてクリーンルームの床下に設置する場合には、クリーンルーム外に冷却水供給装置を設置し、放熱部と冷却水供給装置とを水冷配管で接続した水冷式空調機とされるなど、種々のタイプが提案されている（特許文献１）。
【０００６】
しかし、蒸発器で設定温度より低い温度に冷却した空調空気を再熱電気ヒータで、設定温度に加熱する精密温度制御は、電気ヒータのランニングコストが嵩む問題がある。
【０００７】
そこで、特許文献２に提案されるように冷凍サイクルのホットガスを利用し、これを蒸発器に流して蒸発温度を制御するホットガスバイパスに加えて、蒸発器の空気吹出側に別途再熱用凝縮器を設置してこの再熱用凝縮器にホットガスを流し、蒸発器で冷却された空気を、その再熱用凝縮器で加熱し、その後再熱電気ヒータで精密温度制御することが提案されている。
【０００８】
この特許文献２では、蒸発器にホットガスを流して蒸発温度を制御し、再熱用凝縮器で空調空気を温度制御するため、再熱電気ヒータのランニングコストをある程度低減することができるが、ホットガスバイパスで、冷凍サイクルの凝縮温度や蒸発温度を、応答性よくしかも精密に制御することは、不可能であり、再熱電気ヒータの設置は不可欠である。
【０００９】
一方、特許文献３では、蒸発器の吹出側に再熱用凝縮器を設置し、ホットガスを、空気圧で作動する三方比例制御弁にて、ホットガスのバイパス量を制御することで、再熱用凝縮器で応答性のよい温度制御が実現でき、これにより再熱電気ヒータを不要とすることが提案されている。
【００１０】
この特許文献３は、チャンバからの空気を、蒸発器で設定温度より、５℃低い温度に冷却したのち再熱用凝縮器で設定温度に加熱するものであり、再熱電気ヒータが不要なため、ランニングコストを抑えることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−２８３５００号公報
【特許文献２】特開２００９−２１６３３２号公報
【特許文献３】特許第３２８３２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１〜３では、排熱回収用の凝縮器に冷却水を用いており、冷却水供給装置をクリーンルーム外に別途設置すると共に冷水配管で、冷却水供給装置と凝縮器側の放熱部とを接続する作業を必要とする。
【００１３】
特に、最近のクリーンルームは大型化が進んでおり、露光装置などのプロセス機器が設置されるクリーンゾーンの高さは１０ｍ近くで、また床下のレターンチャンバの高さも５〜６ｍ程度と高くなっており、しかもその延べ床面積も数万ｍ2となっており、クリーンゾーン内には多数のプロセス機器を覆うチャンバが個々に設置されることになる。この各チャンバの熱を放熱する放熱部は、レターンチャンバに個々に設置され、他方クリーンルーム外には冷却水供給装置が設置されるため、この冷水供給装置と各放熱部とを接続する冷水配管は必然的に長くなると共に、接続には高所作業も必要とすると共に、冷水配管の保温や水漏れ対策など多大な労力を必要とする。
【００１４】
また、特許文献１〜３では、冷凍サイクルの負荷は、最大空調負荷に対応した能力に設定され、圧縮機の冷媒吐出圧は一定として運転されるため、蒸発器で吸熱した冷媒熱の排熱は、凝縮器に流す冷却水の循環量を制御し、吸熱量と排熱量のマッチングを図っている。しかし、冷却水で凝縮器を冷却する水冷式は、空調負荷が大きい場合には、凝縮器での放熱量を適正に制御できるものの、空調負荷が少ない場合には、凝縮器側に供給する冷却水流量が極端に少なくなり、冷却水流量の制御範囲以下となり安定運転が困難になる可能性がある。
【００１５】
すなわち、制御対象であるチャンバの温度制御は、吸込空気と吹出温度の温度差は±２℃以下と空調負荷が小さいケースが多い。他方、凝縮器へ供給する冷却水温度は１８℃程度の冷却水が用いられ、冷媒の凝縮温度（７０℃前後）に対して冷却水温度が低いため、空調負荷が小さくなるほど、冷却水量の制御は困難となり、冷凍サイクルを安定して運転し、しかも空調負荷に合わせて、凝縮器側の排熱量を調整することは困難となる。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、冷凍サイクルの負荷を一定に保ちつつ制御対象のチャンバの空調負荷に対応して排熱量を制御できる精密空調機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために本発明は、クリーンルームに設置された空調対象であるチャンバ内の空気を導入し、これを設定温度にして前記チャンバに循環するための精密空調機において、
圧縮機の吐出側から吸込側にかけて、凝縮器、膨張弁、蒸発器が順次接続されると共に、前記圧縮機の吐出側のホットガスを前記蒸発器に流すホットガスバイパス回路を有する冷凍サイクルと、
前記冷凍サイクルの蒸発器が収容され、前記チャンバからの空気を導入し、前記蒸発器で設定温度に空調して前記チャンバに循環する熱回収部と、
前記クリーンルーム内に設けられると共に前記冷凍サイクルの凝縮器が収容され、かつその凝縮器をクリーンルーム内の空気で空冷して前記凝縮器の凝縮圧力を一定に保持する能力可変ファンを備えた放熱部と、
を備えた精密空調機である。
【００１８】
本発明において、前記冷凍サイクルと前記熱回収部と前記放熱部とが同一のケーシング内に収容されるものである。
【００１９】
本発明において、前記ホットガスバイパス回路は比例制御弁を備え、前記熱回収部には、前記蒸発器で冷却された空調空気の温度を検出する温度センサが設けられ、その温度センサの検出値で、前記比例制御弁が制御され、これにより、蒸発器で冷却される空調空気が精密温度制御されるものである。
【００２０】
本発明において、前記蒸発器の冷媒出口と圧縮機の吸込側を結ぶ冷媒配管には、圧縮機の冷媒吸込圧力を一定に保持する吸込圧力調整弁が接続され、前記膨張弁が温度式膨張弁からなり、前記吸込圧力調整弁の上流側の配管には、前記温度式膨張弁の感温筒が設けられ、これにより前記蒸発器での冷媒蒸発圧力が一定に保持されるものである。
【００２１】
本発明において、前記凝縮器から前記温度式膨張弁に至る高圧側冷媒配管には高圧センサが設けられ、他方前記放熱部の能力可変ファンがインバータ装置で駆動され、前記高圧センサで検出される冷媒の凝縮圧力が一定となるようにインバータ装置で前記能力可変ファンの回転を制御し、これにより凝縮器での冷媒凝縮圧力が一定に保持されるものである。
【００２２】
前記凝縮器と前記高圧センサ間の高圧側冷媒配管には、受液タンクが接続されるとよい。
【００２３】
前記熱回収部と前記放熱部を収容するケーシングは、前記クリーンルームのレターンチャンバに設けられるとよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、空調対象のチャンバ内の空気を精密温度制御するに際して、チャンバの空気を空調する蒸発器にホットガスを流すことで、空調空気を精密温度制御し、蒸発器で熱回収した熱の相当分を、クリーンルーム内に設置した放熱部の凝縮器で空冷により排熱することで、安定した精密温度制御が可能となると共に、クリーンルーム外に室外機や冷水源を設置することが不要にできるという優れた効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態を示す全体図である。
【図２】図１に示した精密空調機の冷凍サイクルの詳細図である。
【図３】図２における冷凍サイクルをモリエル線図上で示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２７】
先ず図１により、クリーンルーム１０と、クリーンルーム１０内に設置される露光装置等のプロセス機器１１を覆う、空調対象としてのチャンバ１２を空調する精密空調機１３とを説明する。
【００２８】
クリーンルーム１０は、露光装置等のプロセス機器１１が設置されると共にこれを覆うチャンバ１２が設けられたクリーンゾーン１６と、クリーンゾーン１６の天井１７の上方に形成され、クリーンゾーン１６に清浄空気を給気する給気チャンバ１８と、クリーンゾーン１６の床１９の下に形成されクリーンゾーン１６からの空気を吸引するレターンチャンバ２０で構成される。レターンチャンバ２０と給気チャンバ１８とは循環路２１で連結され、その循環路２１にクリーンルーム用空調機２２が設けられ、給気チャンバ１８内の天井１７には、クリーンゾーン１６に清浄空気を吹き出す、ＨＥＰＡとファンを有するファンフィルタユニット２３が複数設けられる。レターンチャンバ２０からの空気は、循環路２１を介して空調機２２に導入され、空調機２２で設定温度に空調され、その空調空気が給気チャンバ１８からファンフィルタユニット２３内の高性能フィルタを通して清浄化されてクリーンゾーン１６にダウンフローで吹き出される。
【００２９】
クリーンゾーン１６には、床１９上にプロセス機器１１を覆うチャンバ１２が設置され、チャンバ１２内を精密空調機１３で空調することで、プロセス機器１１及びプロセス機器１１の周囲環境を精密温度制御するようになっている。
【００３０】
本発明においては、この精密空調機１３を、クリーンルーム１０内、特にレターンチャンバ２０内に設置したものである。すなわち精密空調機１３は、チャンバ１２内の空気を還気（ＲＡ）として導入し、これを精密空調して給気ＳＡとしてチャンバ１２に供給循環する蒸発器２６及び循環ファン２７を備えた熱回収部２８と、圧縮機２９等を備えた機器部３０と、凝縮器３１及び空冷用の能力可変ファン３２を備えた放熱部３３とで構成する。ここで放熱部３３は少なくともクリーンルーム１０、特にレターンチャンバ２０に設けられるものである。また、図示のように、熱回収部２８と圧縮機２９等を備えた機器部３０と、放熱部３３とは、一つのケーシング１４内に収容して精密空調機１３とする。この精密空調機１３は、クリーンルーム１０内のクリーンゾーン１６やレターンチャンバ２０に設けるが、特に、レターンチャンバ２０に設けるとよい。
【００３１】
次に図２により、精密空調機１３を構成する冷凍サイクル２５を説明する。
【００３２】
冷凍サイクル２５は、圧縮機２９の吐出側から吸込側にかけて、放熱部３３の凝縮器３１、受液タンク３４、膨張弁としての温度式膨張弁３５、熱回収部２８の蒸発器２６、アキュムレータ３６が冷媒配管３７で順次接続され、さらに、圧縮機２９の吐出側から凝縮器３１に至る高圧側冷媒配管３７ａから分岐し、ホットガスを蒸発器２６に流すホットガスバイパス回路４０が設けられて主に構成される。
【００３３】
この冷凍サイクル２５を、さらに詳しく説明する。
【００３４】
圧縮機２９の吐出側の高圧側冷媒配管３７ａには、圧縮機２９の過負荷を検出する圧力スイッチ４１が設けられ、その高圧側冷媒配管３７ａが凝縮器３１の入口側に接続される。凝縮器３１の入口側の高圧側冷媒配管３７ａには凝縮圧力調整弁５０が接続される。凝縮器３１は、フィン＆チューブで形成され、その凝縮器３１に能力可変ファン３２が設けられて放熱部３３が形成される。凝縮器３１の出口側の高圧側冷媒配管３７ａは、受液タンク３４の上部に接続され、受液タンク３４の底部に高圧側冷媒配管３７ｂが接続される。この受液タンク３４から温度式膨張弁３５に至る高圧側冷媒配管３７ｂには、高圧センサ４２が接続され、さらに、その下流の高圧側冷媒配管３７ｂには、水分量を検出するサイトグラス４３、冷媒中の水分を除去するフィルタドライヤ４４、止弁としてのバックレス弁４５が接続される。
【００３５】
温度式膨張弁３５からの低圧側冷媒配管３７ｃは、蒸発器２６の入口側に接続される。蒸発器２６は、フィン＆チューブで形成され、その蒸発器２６の出口側に循環ファン２７が設けられて熱回収部２８が形成される。
【００３６】
蒸発器２６の出口側からアキュムレータ３６に至る低圧側冷媒配管３７ｃには、圧力計４６、外均圧導入弁４７、ストレーナ４８、吸入圧力調整弁４９が順次接続される。
【００３７】
温度式膨張弁３５は、ダイアフラム弁からなり、詳細は図示しないが、一方ダイアフラム室がキャピラリ管５１を介して感温筒５２が接続され、他方のダイアフラム室が外均管５３に接続されて構成される。感温筒５２は、蒸発器２６の出口側の低圧側冷媒配管３７ｃに沿って設けられ、外均管５３は、外均圧導入弁４７に接続される。温度式膨張弁３５は、感温筒５２からキャピラリ管５１を介してダイアフラムの一方に作用する圧力（蒸発器２６の蒸発温度に基づく圧力）と、外均管５３からダイアフラムの他方に作用する圧力（蒸発器２６の蒸発圧力）との差圧で、弁開度（減圧度）が制御される。
【００３８】
なお、図示の例では、外均式の温度式膨張弁３５の例で説明したが、内均式の温度式膨張弁を用いても、或いは電動式膨張弁を用いるようにしてもよい。
【００３９】
吸入圧力調整弁４９は、その下流側の冷媒圧力が入力され、その冷媒圧力が一定となるように圧縮機２９の吸込圧が調整される。
【００４０】
ホットガスバイパス回路４０は、圧縮機２９の吐出側から凝縮器３１に至る高圧側冷媒配管３７ａと蒸発器２６の入口とを接続するバイパス配管５４と、そのバイパス配管に接続した比例制御弁５５とで構成される。また、比例制御弁５５の上流側のバイパス配管５４にストレーナ５６が接続される。
【００４１】
熱回収部２８には、蒸発器２６で空調されて循環ファン２７でチャンバ１２に供給される給気ＳＡの温度を検出する温度センサ５８が設けられ、この温度センサ５８の検出値で、ホットガスバイパス回路４０の比例制御弁５５が制御されるようになっている。
【００４２】
また、放熱部３３の能力可変ファン３２は、インバータ装置６０で回転数可変に駆動され、そのインバータ装置６０に高圧センサ４２の検出値が入力され、高圧センサ４２の検出値が一定となるようにインバータ装置６０が能力可変ファン３２の風量を制御するようになっている。
【００４３】
この図２の冷凍サイクル２５においては、圧縮機２９で圧縮された冷媒ガス（ホットガス）は、凝縮圧力調整弁５０で圧力制御されて主に凝縮器３１を通り、そこで能力可変ファン３２の回転で送風されるレターンチャンバ２０内の空気（２３〜２５℃程度）と熱交換して凝縮し、温度式膨張弁３５で減圧されて蒸発器２６に流れる。他方、圧縮機２９からのホットガスの一部は、ホットガスバイパス回路４０から比例制御弁５５で流量制御されて、温度式膨張弁３５で減圧された気液混相冷媒と共に蒸発器２６に流れる。熱回収部２８では、チャンバ１２からの還気ＲＡが導入され、これを蒸発器２６で冷却して設定温度±０．０１〜±０．１℃にし、精密温度制御した給気ＳＡとしてチャンバ１２に供給する。
【００４４】
蒸発器２６で熱回収した冷媒は、蒸発冷媒として吸入圧力調整弁４９で、圧縮機２９の吸込圧力に調整され、アキュムレータ３６を介して圧縮機２９に吸い込まれて再度圧縮されてホットガスとされて循環される。
【００４５】
先ず本発明では、圧縮機２９は、吸入圧力調整弁４９で吸込圧力に調整され、かつスーパーヒート（飽和ガス線より５℃高い温度）とされた蒸発冷媒を所定の圧力に圧縮してホットガスとする。このホットガスは、放熱部３３の凝縮器３１とホットガスバイパス回路４０を介して蒸発器２６の双方に供給される。この際、凝縮器３１の出口側の圧力を高圧センサ４２が検出し、これに基づいてインバータ装置６０が能力可変ファン３２の送風量を制御すると共に、凝縮圧力調整弁５０は凝縮器３１に流入する圧力を調整する。これにより、凝縮器３１での熱交換量（排熱量）が調整され、ホットガスバイパス量の変動にかかわらず、凝縮器３１での凝縮圧力が一定に保たれる。この凝縮器３１での凝縮はレターンチャンバ２０内の空気（２３℃〜２５℃程度）と熱交換するため、凝縮冷媒温度と空気との温度差が小さく、放熱量が少ない場合でも能力可変ファン３２の送風量で適正に放熱量を制御できる。
【００４６】
次に、熱回収部２８での給気ＳＡの精密温度制御は、温度センサ５８により比例制御弁５５の開度を制御し、ホットガスバイパス回路４０から蒸発器２６に流入するホットガス量を制御することで行われる。
【００４７】
この温度センサ５８は、図では熱回収部２８の蒸発器２６の出口側の給気ＳＡの温度を検出する例を示しているが、蒸発器２６の入口側の還気ＲＡの温度を検出する温度センサを別途設け、その出入口の温度センサで比例制御弁５５を制御するようにしてもよい。
【００４８】
他方、温度式膨張弁３５は、ホットガスバイパス量に係わらず、減圧度を調整して蒸発器２６の蒸発圧力を一定に保つものである。すなわち、蒸発器２６の出口側温度が、感温筒５２内に封入された冷媒の圧力に変換され、これがキャピラリ管５１を介して温度式膨張弁３５のダイアフラム室の一方に導入され、同時に蒸発器２６で蒸発された冷媒の蒸発圧力を外均管５３を介して温度式膨張弁３５のダイアフラム室の他方に導入され、両ダイアフラム室の差圧で温度式膨張弁３５の減圧度が調整される。
【００４９】
これにより、蒸発器２６では、蒸発圧力が一定に保たれ、その蒸発器２６での冷媒蒸発量、すなわち還気ＲＡと冷媒の熱交換量が、ホットガス流入量で制御されるため、空調負荷に応じた精密温度制御が行なわれる。
【００５０】
この冷凍サイクル２５おいては、熱回収部２８の蒸発器２６で回収した熱を、放熱部３３の凝縮器３１でレターンチャンバ２０の空気に排熱するが、その排熱量は、クリーンルーム１０の空調機１３で処理する熱量に対して十分に小さいため、空調機１３の空調で十分に処理することができる。したがって、従来のように排熱のための室外機や冷水供給装置をクリーンルーム１０外に設置し、冷媒配管で接続する手間が不要となる。
【００５１】
また、精密温度制御する際には、ホットガスバイパス回路４０では、比例制御弁５５で、そのホットガス流量を、レターンチャンバ２０の空調負荷に合わせて制御して蒸発器２６に流す。この際、高圧センサ４２の検出値で凝縮器３１が凝縮圧力を一定に制御し、同時に温度式膨張弁３５が蒸発圧力を一定に制御し、その上で、吸入圧力調整弁４９が圧縮機２９の吸込圧力を調整することで冷凍サイクル２５が安定して運転される。
【００５２】
また、比例制御弁５５は、レターンチャンバ２０の空調負荷変動に応じてホットガス量を制御し、蒸発器２６で空調負荷に応じて、冷媒が熱回収する。その後、圧縮機２９で圧縮したホットガスが放熱部３３の凝縮器３１に導入して放熱される。このように熱回収後に放熱するため、空調負荷が急激に変動する際には、冷凍サイクル２５での熱回収量と放熱量のマッチングが悪くなりやすいが、冷凍サイクル２５には、受液タンク３４を設けているため、冷凍サイクル２５は安定した運転が可能となる。
【００５３】
次に、この冷凍サイクル２５を図３のモリエル線図上で説明する。
【００５４】
図３は、冷媒にＲ４０７Ｃを用いたときのモリエル線図上の冷凍サイクルを示し、横軸は比エンタルピー（ｋＪ／ｋｇ）、縦軸は絶対圧力（ＭＰａ）、ＬｇはＲ４０７Ｃの飽和ガス線、Ｌｌは飽和液線を示している。
【００５５】
先ず、圧縮機２９の吸込冷媒は、吸入圧力調整弁４９で点Ａ（１２℃、０．５ＭＰａ）で圧縮機２９に導入される。この点Ａは、飽和ガス線Ｌｇより十分に高い（＋５℃）ガス相側で、スーパーヒート状態にあり、その冷媒ガスが圧縮機２９で点Ｂ（７５℃、２．０ＭＰａ）に圧縮される。この点Ｂのホットガスは、凝縮器３１側とホットガスバイパス回路４０側に供給され、その分岐点で、点Ｃ（１．７ＭＰａ）に下がった圧力とされる。凝縮器３１に導入されたホットガスは、放熱により、点Ｃの凝縮圧力を保ったまま飽和液線Ｌｌを通り、気液混相状態から過冷却液となる点Ｄ（３１℃）まで冷却される。
【００５６】
この点Ｄの過冷却度は、温度式膨張弁３５で制御でき、温度式膨張弁３５で点Ｅ（１１℃、０．８ＭＰａ）まで減圧される。蒸発器２６では、この点Ｅの圧力で蒸発圧力が維持される。他方点Ｃからのホットガスは、蒸発器２６に導入されることで、点Ｆ（０．８ＭＰａ）まで圧力が下がって蒸発器２６の蒸発圧力となる。蒸発器２６には、点Ｆのホットガスと温度式膨張弁３５で点Ｅまで減圧された冷媒とが流入し、その冷媒が、チャンバ１２からの空気（還気ＲＡ）と熱交換する。これにより冷媒は、点Ｇの状態となって、蒸発器２６の出口から吸入圧力調整弁４９の入口側に流入し、その吸入圧力調整弁４９で、点Ｇから点Ａに減圧調整されて、圧縮機２９に導入される。
【００５７】
このモリエル線図上の冷凍サイクルで点Ｃから点Ｄの熱量は、凝縮器３１の放熱量であり、点Ｅから点Ｇの熱量は、蒸発器２６での熱量変化であり、凝縮器３１の放熱量は、圧縮機２９の熱量分（点Ｇから点Ｆの熱量）と蒸発熱量分の合計熱量となる。
【００５８】
ここで、ホットガスバイパス量が０％の場合は蒸発器２６の蒸発熱量は、点Ｅから点Ｇの熱量となり、空調負荷がなくホットガスバイパス量が１００％のときは、圧縮機２９の熱量分を凝縮器２６で放熱することとなり、蒸発器２６の入口の冷媒の比エンタルピーは、点Ｇから圧縮機２９の熱量分を引いた点Ｈとなる。よって、ホットガスバイパス量０％〜１００％に対して、蒸発器２６の入口の冷媒の比エンタルピーは、点Ｅ〜点Ｈのいずれかの点Ｈ’となり、点Ｈ’〜点Ｇの熱量が空調負荷に応じた蒸発熱量、すなわち蒸発器２６で空気（還気ＲＡ）と熱交換した熱量となる。
【００５９】
従ってチャンバ１２の空調負荷状態に合わせて、ホットガスバイパス量０％〜１００％の範囲で制御することで、図に示した点Ｅから点Ｈの間で、空調負荷にあわせた熱交換量を調整することができる。
【００６０】
このホットガスバイパス回路４０に流すホットガスバイパス量は、冷凍サイクル２５の冷媒の循環量を１００％としたとき、圧縮機での発生熱量を放熱できる量まで可能であり、最大で７０％程度まで流しても冷凍サイクル２５は安定して運転が可能である。従って、比例制御弁５５での流量制御を適正に行うことで、設定温度（例えば２３℃）に対して、±０．０１℃〜±０．１℃に精密温度制御することができる。
【００６１】
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されず種々の変更が可能である。すなわち膨張弁として温度式膨張弁を例に説明したが、電動式膨張弁で行うようにしても、また図３では冷媒としてＲ４０７を用いたときの冷媒凝縮圧力、蒸発圧力、圧縮機吸込圧力の一例を示したが、空調負荷や処理風量に応じて、圧縮機の圧縮能力や凝縮圧力、蒸発圧力を変更してもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  クリーンルーム
１２  チャンバ
１４  ケーシング
２５  冷凍サイクル
２６  蒸発器
２８  熱回収部
２９  圧縮機
３１  凝縮器
３２  能力可変ファン
３３  放熱部
４０  ホットガスバイパス回路
【要約】
【課題】冷凍サイクルの負荷を一定に保ちつつ制御対象の空調負荷に対応して排熱量を制御できる精密空調機を提供する。
【解決手段】クリーンルーム１０に設置されたチャンバ１２内の空気を導入し、これを設定温度にしてチャンバ１２に循環する精密空調機において、圧縮機２９の吐出側から吸込側にかけて、凝縮器３１、膨張弁３５、蒸発器２６が順次接続されると共に、圧縮機２９の吐出側のホットガスを蒸発器２６に流すホットガスバイパス回路４０を有する冷凍サイクル２５と、冷凍サイクル２５の蒸発器２６が収容され、チャンバ１２からの空気を導入し、蒸発器２６で設定温度に空調してチャンバ１２に循環する熱回収部２８と、クリーンルーム１０内に設けられると共に冷凍サイクル２５の凝縮器３１が収容され、かつその凝縮器３１をクリーンルーム１０内の空気で空冷する能力可変ファン３２を備えた放熱部３３とを備えたものである。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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