(57)【要約】【課題】被冷却物への冷却水の供給量を変動させることなく、冷却水の導電率を制御することである。【解決手段】冷却水として純水が流れて被冷却物（24）を冷却する冷却回路（20）と、イオン交換装置（34）を有し、冷却回路（20）の純水の一部が被冷却物をバイパスして流れる分岐回路（30）とを備えている。この分岐回路（30）には、イオン交換装置（34）のイオン交換通路（32）と、該イオン交換通路（32）をバイパスするバイパス通路（33）とを備えている。そして、分岐回路（30）は、純水の導電率に基づいて純水をイオン交換通路（32）とバイパス通路（33）とに分配するように電動弁（35）を制御する。これにより、分岐回路（30）に分岐する純水の流量が常時一定となり、被冷却物（24）への純水の供給量も一定となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却熱交換器（25）を備えて冷却水が流れる冷却回路（20）と、
冷却水のイオン交換装置（34）を有し、上記冷却回路（20）の被冷却物へ向かって流れる冷却水の一部が被冷却物をバイパスする分岐回路（30）とを備えた冷却装置であって、
上記分岐回路（30）は、イオン交換装置（34）が配設されるイオン交換通路（32）と、該イオン交換通路（32）と並列に設けられるバイパス通路（33）と、冷却水の導電率に基づいてイオン交換通路（32）とバイパス通路（33）との冷却水の流量を調整する流量調整手段（35）とを備えている
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１において、
冷却水の導電率が所定値未満の場合、上記イオン交換通路（32）を閉状態とし且つバイパス通路（33）を開状態とする第１循環と、冷却水の導電率が所定値以上の場合、イオン交換通路（32）を開状態とし且つバイパス通路（33）を閉状態とする第２循環とに切り換えるように流量調整手段（35）を制御する切換手段（51）を備えている
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項１において、
冷却水の導電率が所定値未満の場合、イオン交換通路（32）の冷却水の流量よりバイパス通路（33）の冷却水の流量が多くなるように分配する第１循環と、冷却水の導電率が所定値以上の場合、イオン交換通路（32）を開状態とし且つバイパス通路（33）を閉状態とする第２循環とに切り換えるように流量調整手段（35）を制御する切換手段（51）を備えている
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項１において、
冷却水の導電率が所定値未満の場合、少なくともイオン交換通路（32）へ冷却水が間欠的に流れるように分配する第１循環と、冷却水の導電率が所定値以上の場合、イオン交換通路（32）を開状態とし且つバイパス通路（33）を閉状態とする第２循環とに切り換えるように流量調整手段（35）を制御する切換手段（51）を備えている
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項３において、
上記切換手段（51）は、第１循環時にイオン交換装置（34）の温度に基づいてイオン交換通路（32）とバイパス通路（33）との冷却水の流量を調節するように流量調整手段（35）を制御する
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
請求項４において、
上記切換手段（51）は、第１循環時にイオン交換装置（34）の温度に基づいて冷却水が間欠的に流れる時間を調節する
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
請求項２〜４の何れか１項において、
上記イオン交換通路（32）の出口端は、冷却回路（20）において被冷却物より流れ出た冷却水が冷却熱交換器（25）へ流入する通路に接続されている
ことを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置に関し、特に、冷却媒体である冷却水の導電率の制御対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、純水などの冷却水を循環させて半導体装置などの被冷却物を冷却する冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１の冷却装置は、循環ポンプ、熱交換器、被冷却物である半導体装置が順次接続されてなる閉回路を備えている。この閉回路では、循環ポンプによって送り出された純水が熱交換器で冷却される。この冷却された純水は、半導体装置へ供給されて該半導体装置を冷却し、再び循環ポンプに戻る。
【０００４】
ところで、上記冷却装置には、純水の導電度を維持するためのイオン交換器が設けられている。具体的に、このイオン交換器は、熱交換器の下流側の配管から分岐して循環ポンプの戻り側の配管に接続される分岐配管に配設されている。つまり、このイオン交換器は、半導体装置と並列に設けられている。また、上記分岐配管には、イオン交換器の上流に流量調整バルブが設けられている。そして、この冷却装置では、熱交換器で冷却された純水の一部を常時イオン交換器へ供給すると共に残りを半導体装置へ供給し、純水の導電度を維持している。
【特許文献１】特開平１０−３３９５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の冷却装置においては、イオン交換器を純水が常時流れるので、該イオン交換器の寿命が著しく短くなるという問題があった。そこで、この問題の対応策として、例えば、純水の導電度が許容値を超えたときにイオン交換器へ純水を流すか、また間欠的にイオン交換器へ純水を流すことが考えられる。これにより、イオン交換器の劣化を抑制しつつ、純水の導電度を許容値内で維持する。
【０００６】
ところが、上述した考えでは、分岐配管（イオン交換器）の純水の流量が変動するので、半導体装置（被冷却物）への純水の供給量が変動してしまう。これにより、半導体装置を冷却した後の純水の温度が安定しなくなり、その温度制御が困難になるという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、斯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、被冷却物への冷却水の供給量を変動させることなく、またイオン交換器の劣化を抑制しつつ、冷却水の導電率を制御することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
具体的に、第１の発明は、冷却熱交換器（25）を備えて冷却水が流れる冷却回路（20）と、冷却水のイオン交換装置（34）を有し、上記冷却回路（20）の被冷却物へ向かって流れる冷却水の一部が被冷却物をバイパスする分岐回路（30）とを備えた冷却装置を前提としている。そして、上記分岐回路（30）は、イオン交換装置（34）が配設されるイオン交換通路（32）と、該イオン交換通路（32）と並列に設けられるバイパス通路（33）と、冷却水の導電率に基づいてイオン交換通路（32）とバイパス通路（33）との冷却水の流量を調整する流量調整手段（35）とを備えている。
【０００９】
上記の発明では、冷却回路（20）を循環する冷却水の一部が分岐回路（30）に分岐して流れ、被冷却物をバイパスして循環する。上記分岐回路（30）に流れた冷却水は、該冷却水の導電率に基づいてイオン交換通路（32）およびバイパス通路（33）の少なくとも何れか一方に流れる。
【００１０】
具体的に、例えば、冷却水の導電率が低い場合（つまり、電気的絶縁性が高い場合）、イオン交換装置（34）で冷却水から導電性イオンを除去する処理（以下、イオン交換処理という。）を行う必要がないため、分岐回路（30）に流れた冷却水の全量がバイパス通路（33）に流れるように流量調整手段（35）によって流量調整される。または、上記分岐回路（30）に流れた冷却水の大半がバイパス通路（33）へ流れ、残りの少量の冷却水がイオン交換通路（32）へ流れるように流量調整手段（35）によって冷却水が分配される。一方、冷却水の導電率が高くなると（つまり、電気的絶縁性が低くなると）、分岐回路（30）に流れた冷却水の全量がイオン交換装置（34）に流れるように流量調整手段（35）によって流量調整される。このイオン交換通路（32）に流れた冷却水は、イオン交換装置（34）でイオン交換処理され、導電率が低下する。
【００１１】
このように、分岐回路（30）に流れた冷却水はイオン交換通路（32）およびバイパス通路（33）の少なくとも何れか一方の通路を流れて循環する。つまり、冷却水のイオン交換処理を行うか否かに拘わらず、イオン交換通路（32）の冷却水の流量とバイパス通路（33）の冷却水の流量との合計流量は常時一定である。したがって、上記分岐回路（30）には常時一定流量の冷却水が分岐して流れることになり、被冷却物へ供給される冷却水の流量も常時一定となる。これにより、被冷却物への冷却水の循環量を変動させることなく、冷却水の導電率が調整される。
【００１２】
また、冷却水の導電率に応じてイオン交換装置（34）への冷却水の流通量が調整されるので、イオン交換装置（34）へ冷却水が常時大量に流れることはなく、イオン交換装置（34）の劣化が抑制される。
【００１３】
また、冷却水の導電率が低い場合においても、イオン交換通路（32）へ少量の冷却水が流れることにより、イオン交換装置（34）が一定温度に維持される。これにより、冷却水の導電率が高い場合において、イオン交換装置（34）を流れる冷却水の温度変動が抑制される。したがって、高精度な冷却水の温度制御が行われる。
【００１４】
また、第２の発明は、上記第１の発明において、冷却水の導電率が所定値未満の場合、上記イオン交換通路（32）を閉状態とし且つバイパス通路（33）を開状態とする第１循環と、冷却水の導電率が所定値以上の場合、イオン交換通路（32）を開状態とし且つバイパス通路（33）を閉状態とする第２循環とに切り換えるように流量調整手段（35）を制御する切換手段（51）を備えている。
【００１５】
上記の発明では、冷却水の導電率が所定値未満か所定値以上かにより、分岐回路（30）に流れた冷却水の全量がイオン交換通路（32）およびバイパス通路（33）の何れか一方に流れる。したがって、被冷却物への冷却水の循環量を変動させることなく、冷却水の導電率が確実に調整される。
【００１６】
また、第３の発明は、上記第１の発明において、冷却水の導電率が所定値未満の場合、イオン交換通路（32）の冷却水の流量よりバイパス通路（33）の冷却水の流量が多くなるように分配する第１循環と、冷却水の導電率が所定値以上の場合、イオン交換通路（32）を開状態とし且つバイパス通路（33）を閉状態とする第２循環とに切り換えるように流量調整手段（35）を制御する切換手段（51）を備えている。
【００１７】
上記の発明では、冷却水の導電率が所定値未満の場合でも、常時イオン交換通路（32）にも冷却水が流れるので、イオン交換装置（34）が一定温度に維持される。したがって、第２循環時において、イオン交換通路（32）を流れる冷却水の温度変動が確実に抑制される。また、第１循環時において、イオン交換通路（32）の冷却水の流量を少量としているので、イオン交換装置（34）をそれほど劣化させることはない。
【００１８】
また、第４の発明は、上記第１の発明において、冷却水の導電率が所定値未満の場合、少なくともイオン交換通路（32）へ冷却水が間欠的に流れるように分配する第１循環と、冷却水の導電率が所定値以上の場合、イオン交換通路（32）を開状態とし且つバイパス通路（33）を閉状態とする第２循環とに切り換えるように流量調整手段（35）を制御する切換手段（51）を備えている。
【００１９】
上記の発明では、冷却水の導電率が所定値未満の場合、例えば、分岐回路（30）に流れた冷却水の全量がイオン交換通路（32）とバイパス通路（33）とに交互に流れる。または、上記分岐回路（30）に流れた冷却水の大半がバイパス通路（33）へ流れ且つ残りの少量の冷却水がイオン交換通路（32）へ流れる状態と、分岐回路（30）に流れた冷却水の全量がバイパス通路（33）へ流れる状態とが交互に繰り返される。これにより、イオン交換装置（34）の劣化を早めることなく、イオン交換装置（34）が一定温度に維持される。
【００２０】
また、第５の発明は、上記第３の発明において、上記切換手段（51）が第１循環時にイオン交換装置（34）の温度に基づいてイオン交換通路（32）とバイパス通路（33）との冷却水の流量を調節するように流量調整手段（35）を制御する。
【００２１】
上記の発明では、例えば、イオン交換装置（34）の温度が高くなると、イオン交換通路（32）の冷却水の流量を増大させるように切換手段（51）が流量調整手段（35）を制御する。これにより、イオン交換装置（34）は、冷却水によってより冷却されて温度が低下する。逆に、上記イオン交換装置（34）の温度が低い場合は、イオン交換通路（32）の冷却水の流量を維持、または減少させるように切換手段（51）が流量調整手段（35）を制御する。このように、イオン交換装置（34）の温度が確実に制御される。
【００２２】
また、第６の発明は、上記第４の発明において、上記切換手段（51）が第１循環時にイオン交換装置（34）の温度に基づいて冷却水が間欠的に流れる時間を調節する。
【００２３】
上記の発明では、例えば、イオン交換装置（34）の温度が高くなると、イオン交換通路（32）へ冷却水を流す時間を長くする。これにより、イオン交換装置（34）を流れる冷却水の全体量が増大するので、イオン交換装置（34）がより冷却される。逆に、上記イオン交換装置（34）の温度が低くなると、イオン交換通路（32）へ冷却水を流す時間をそのまま維持するか、少し短くする。これにより、イオン交換装置（34）が一定温度に維持され、時間を短くした場合にはイオン交換装置（34）を流れる冷却水の全体量が減少するので、イオン交換装置（34）の劣化が抑制される。
【００２４】
また、第７の発明は、上記第２〜４の何れか１の発明において、上記イオン交換通路（32）の出口端が、冷却回路（20）において被冷却物より流れ出た冷却水が冷却熱交換器（25）へ流入する通路に接続されている。
【００２５】
上記の発明では、イオン交換装置（34）を流れる冷却水の温度がイオン交換処理により変動するが、その冷却水は冷却熱交換器（25）で冷却された後に被冷却物へ流れる。つまり、イオン交換装置（34）を流れた冷却水が例えば冷却熱交換器（25）の下流に設けられたタンクなどに直接戻される場合に比べて、確実に温度調整された冷却水が被冷却物へ供給される。したがって、上記被冷却物に対する温度制御の安定化が図れる。
【発明の効果】
【００２６】
したがって、第１の発明によれば、被冷却物へ向かう冷却水の一部が被冷却物をバイパスする分岐回路（30）において、イオン交換装置（34）を有するイオン交換通路（32）と並列にバイパス通路（33）を設け、常に分岐回路（30）に一定流量の冷却水を分岐させ、冷却水の導電率に基づいて両通路（32,33）の冷却水の流量を調整するようにしたので、冷却水の導電率に応じてイオン交換通路（32）の冷却水の流量を変動させても、被冷却物への冷却水の供給量を変動させることはない。この結果、被冷却物の温度制御を高精度に行いつつ、冷却水の導電率を制御することができる。
【００２７】
また、冷却水の導電率に応じてイオン交換通路（32）の冷却水の流量を変動させるので、イオン交換装置（34）の劣化を抑制することができる。
【００２８】
また、第２の発明によれば、冷却水の導電率に基づいて分岐回路（30）に流れた冷却水の全量をイオン交換通路（32）およびバイパス通路（33）の何れか一方に流すようにしたので、イオン交換装置（34）の劣化を確実に抑制しつつ、冷却水の導電率を制御することができる。
【００２９】
また、第３の発明によれば、冷却水の導電率が所定値未満の場合であっても、イオン交換通路（32）へも冷却水を流すようにしたので、その流量をイオン交換装置（34）がそれ程劣化しない程度の少量とすることにより、イオン交換装置（34）の劣化を抑制しつつ、イオン交換装置（34）を冷却水によって一定温度に維持することができる。これにより、イオン交換通路（32）を流れた冷却水の温度変動を抑制できるので、冷却水の温度制御を高精度に行うことができる。
【００３０】
また、第４の発明によれば、冷却水の導電率が所定値未満の場合であっても、イオン交換通路（32）へ冷却水を間欠的に流すようにしたので、その間欠時間の調整により、イオン交換装置（34）の劣化を抑制することができると共に、イオン交換装置（34）を一定温度に維持することができる。
【００３１】
また、第５の発明によれば、イオン交換装置（34）の温度に応じてイオン交換通路（32）の冷却水の流量を調整するようにしたので、イオン交換装置（34）を確実に一定温度に維持することができる。
【００３２】
また、第６の発明によれば、イオン交換装置（34）の温度に応じてイオン交換通路（32）を冷却水が間欠的に流れる時間を調整するようにしたので、イオン交換装置（34）を確実に一定温度に維持することができる。
【００３３】
また、第７の発明によれば、イオン交換通路（32）の出口端を冷却熱交換器（25）の流入側の通路に接続するようにしたので、イオン交換装置（34）のイオン交換処理によって温度変動した冷却水を冷却熱交換器（25）で冷却した後に被冷却物へ供給することができる。これにより、被冷却物に対する温度制御を一層高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
《発明の実施形態１》
図１に示すように、本実施形態の冷却装置（10）は、冷却水である純水を半導体製造装置などの被冷却物（24）へ供給し、この被冷却物（24）を所定温度に維持するためのものである。上記冷却装置（10）は、利用側系統（11）と熱源側系統（12）を備えている。
【００３６】
上記利用側系統（11）は、純水が循環して被冷却物（24）を冷却する冷却回路（20）を備えている。この冷却回路（20）は、タンク（21）、循環ポンプ（22）、被冷却物（24）および冷却熱交換器（25）が順に接続されてなる閉回路に構成されている。上記タンク（21）には、貯留された冷却水を必要に応じて加熱して温度調整するためのヒータ（26）が設けられている。上記冷却回路（20）では、純水が循環ポンプ（22）によってタンク（21）、循環ポンプ（22）、被冷却物（24）および冷却熱交換器（25）を順に通り、再びタンク（21）に戻る循環を繰り返すように構成されている。なお、本実施形態では、上記ヒータ（26）をタンク（21）に設けるようにしたが、これに代えて、ヒータ（26）を冷却熱交換器（25）とタンク（21）との間に設けるようにしてもよい。
【００３７】
上記熱源側系統（12）は、冷却熱交換器（25）に接続されている。この熱源側系統（12）は、冷却水を冷却熱交換器（25）へ供給する熱源回路（40）により構成されている。上記冷却熱交換器（25）は、冷却回路（20）の純水が熱源回路（40）の冷却水と熱交換して所定温度に冷却される冷却器として機能するものである。そして、この冷却熱交換器（25）で冷却された純水は、被冷却物（24）へ供給され、該被冷却物（24）を所定温度に維持するようになっている。なお、上記冷却熱交換器（25）は、例えばプレート型熱交換器により構成されている。
【００３８】
上記冷却回路（20）は、タンク（21）から被冷却物（24）へ純水が流れる送り側配管（2a）と、被冷却物（24）からタンク（21）へ純水が流れる戻り側配管（2b）とを備えている。そして、上記送り側配管（2a）には、循環ポンプ（22）と被冷却物（24）との間に流量計（23）が設けられている。この流量計（23）は、被冷却物（24）へ供給される純水の流量を検出するものであり、この検出流量に基づいて循環ポンプ（22）がＰＩ制御により容量制御される。
【００３９】
また、上記利用側系統（11）は、分岐回路（30）を備えている。この分岐回路（30）は、分岐通路（31）と、電動弁（35）と、純水のイオン交換装置（34）を有するイオン交換通路（32）とを備えている。上記分岐通路（31）は、入口端である一端が冷却回路（20）の送り側配管（2a）における循環ポンプ（22）と流量計（23）との間に接続され、出口端である他端が電動弁（35）に接続されている。すなわち、上記分岐通路（31）は、冷却回路（20）の被冷却物（24）へ向かって流れる純水の一部が分岐して流れるように構成されている。上記イオン交換通路（32）は、入口端である一端が電動弁（35）に接続され、出口端である他端が冷却回路（20）の送り側配管（2a）における冷却熱交換器（25）の流入側に接続されている。
【００４０】
上記イオン交換装置（34）は、流入した純水から導電性イオンを除去（イオン交換処理）し、純水の導電率を低下させる、つまり純水の電気的絶縁性を高めるためのものである。
【００４１】
上記分岐回路（30）には、本発明の特徴として、イオン交換装置（34）をバイパスするバイパス通路（33）が設けられている。このバイパス通路（33）は、入口端である一端が電動弁（35）に接続され、出口端である他端が冷却回路（20）の戻り側配管（2b）におけるイオン交換通路（32）の接続点と冷却熱交換器（25）との間に接続されている。つまり、このバイパス通路（33）とイオン交換装置（34）とは、並列に設けられている。
【００４２】
上記電動弁（35）は、いわゆる三方式の比例制御弁であり、開度調整してイオン交換通路（32）とバイパス通路（33）との純水の流量を調整する流量調整手段を構成している。例えば、上記イオン交換通路（32）の純水の流量を減少させると、その分バイパス通路（33）の純水の流量が増大し、逆に、上記イオン交換通路（32）の純水の流量を増大させると、その分バイパス通路（33）の純水の流量が減少する。つまり、上記イオン交換通路（32）の純水の流量とバイパス通路（33）の純水の流量との合計流量は、常時一定である。したがって、上記分岐回路（30）には、常時一定流量の純水が分岐して流れることになり、被冷却物（24）への純水の供給量も常時一定となる。
【００４３】
この冷却装置（10）は、コントローラ（50）を備えている。このコントローラ（50）には、純水の導電率に基づいて電動弁（35）を制御する切換部（51）が設けられている。また、上記タンク（21）には、純水の導電率を検出する導電率計（21a）が設けられ、上記イオン交換装置（34）には、該イオン交換装置（34）の温度を検出する温度センサ（34a）がそれぞれ設けられている。そして、上記導電率計（21a）および温度センサ（34a）の検出値は、コントローラ（50）の切換部（51）に入力される。
【００４４】
上記切換部（51）は、導電率計（21a）が検出した導電率が所定値未満か否かを判定するように構成されている。そして、上記切換部（51）は、導電率計（21a）の検出した導電率が所定値未満の場合、イオン交換通路（32）の純水の流量よりバイパス通路（33）の純水の流量が多くなるように分岐通路（31）に流れた純水を分配する第１循環と、純水の導電率が所定値以上の場合、イオン交換通路（32）を開状態とし且つバイパス通路（33）を閉状態とする第２循環とに切り換えるように電動弁（35）を制御する切換手段を構成している。つまり、上記第１循環時においては、分岐通路（31）に流れた純水がイオン交換通路（32）とバイパス通路（33）とに分配されて流れる。これにより、イオン交換装置（34）が常時純水によって一定温度に維持されることになる。上記第２循環時においては、分岐通路（31）に流れた純水がイオン交換通路（32）のみへ流れる。なお、上記第１循環時におけるイオン交換通路（32）の純水の流量は、イオン交換装置（34）の劣化にそれ程影響しない程度の少量に設定されている。
【００４５】
また、上記切換部（51）は、第１循環時において、イオン交換装置（34）の温度センサ（34a）の検出温度に基づいてイオン交換通路（32）とバイパス通路（33）との純水の流量を調節するように電動弁（35）を制御する。例えば、上記温度センサ（34a）の検出温度が所定値以上の場合、切換部（51）は、イオン交換通路（32）の純水の流量を増大させるように電動弁（35）を制御する。また、上記温度センサ（34a）の検出温度が所定値未満の場合、切換部（51）は、イオン交換通路（32）の純水の流量をそのまま維持するか、少し減少させるように電動弁（35）を制御する。これにより、イオン交換装置（34）が確実に一定温度に維持される。
【００４６】
−運転動作−
次に、本実施形態に係る冷却装置（10）の運転制御について説明する。
【００４７】
この冷却装置（10）では、循環ポンプを起動すると、タンク（21）の純水が循環ポンプ（22）によって送り出される。この純水は、一部が分岐通路（31）に分岐して流れ、残りが被冷却物（24）へ流れて被冷却物（24）を所定温度に冷却する。そして、この被冷却物（24）を流れた純水は、分岐回路（30）の純水と合流して冷却熱交換器（25）へ流れる。この冷却熱交換器（25）へ流れた純水は、冷却水と熱交換して所定温度に冷却された後、タンク（21）へ戻り、この循環を繰り返す。
【００４８】
上記運転の際には、純水の導電率およびイオン交換装置（34）の温度などの制御がコントローラ（50）の切換部（51）によって行われる。この制御について、図２を参照しながら説明する。
【００４９】
先ず、ステップＳＴ１において、循環ポンプ（22）を起動させると、ステップＳＴ２に移行し、流量計（23）の検出流量が所定流量となるまで循環ポンプ（22）の容量が制御される。そして、上記流量計（23）の検出流量が所定流量になると、ステップＳＴ３に移行する。
【００５０】
上記ステップＳＴ３では、切換部（51）が導電率計（21a）の検出値が所定値未満か否かを判定し、所定値未満と判定すると、ステップＳＴ４に移行する。このステップＳＴ４では、切換部（51）により、分岐回路（30）における純水の流れが第１循環となるように電動弁（35）を制御する。具体的に、上記電動弁（35）におけるイオン交換通路（32）側の開度を小さくし、その分バイパス通路（33）側の開度を大きくする。これにより、イオン交換通路（32）には小流量であっても純水が流れるので、イオン交換装置（34）の温度を一定に維持することができる。
【００５１】
また、上記ステップＳＴ４では、図示しないが、純水の導電率が所定値未満であることを条件とし、切換部（51）がイオン交換装置（34）の温度センサ（34a）の検出温度が所定値以上か否かを判定し、所定値以上と判定すると、イオン交換通路（32）の純水の流量を増大させ、その分バイパス通路（33）の純水の流量を減少させるように電動弁（35）を制御する。逆に、所定値以上でないと判定すると、イオン交換通路（32）の純水の流量を維持するか減少させ、その分バイパス通路（33）の純水の流量を維持するか増大させるように電動弁（35）を制御する。ここで、上記の制御の際には、イオン交換通路（32）とバイパス通路（33）との純水の流量の合計が常時一定となるので、被冷却物（24）への純水の供給量を変動させることなく、イオン交換装置（34）を確実に一定温度に維持することができる。上記イオン交換通路（32）およびバイパス通路（33）を流れた純水は、冷却回路（20）に流れて被冷却物（24）より流れ出た純水と合流し、冷却熱交換器（25）で冷却された後、タンク（21）へ戻る。
【００５２】
上記ステップＳＴ３において、導電率計（21a）の検出値が所定値以上と判定すると、ステップＳＴ５に移行する。このステップＳＴ５では、切換部（51）により、分岐回路（30）における純水の流れが第２循環となるように電動弁（35）を制御する。具体的に、上記電動弁（35）におけるイオン交換通路（32）側の開度を全開とし、バイパス通路（33）側の開度を全閉とする。これにより、分岐通路（31）に流れた純水の全量がイオン交換通路（32）へ流れ、イオン交換装置（34）でイオン交換処理されて純水の導電率が回復する。この処理された純水は、冷却回路（20）に流れて被冷却物（24）より流れ出た純水と合流し、冷却熱交換器（25）で冷却された後、タンク（21）へ戻る。このように、分岐通路（31）に流れる純水の流量を第１循環時のその流量から変動させることなく、つまり被冷却物（24）への純水の供給量を変動させることなく、イオン交換装置（34）で純水の導電率を調節することができる。また、この第２循環では、第１循環時においてイオン交換装置（34）が一定温度に冷却されているので、イオン交換装置（34）を流れた純水の温度変動を抑制することができる。また、上記イオン交換装置（34）を流れる純水は、イオン交換処理によって多少加熱されるが、被冷却物（24）へ供給する前に冷却熱交換器（25）で冷却されるので、上述した効果と相まって、一層純水の温度制御を安定化させることができる。
【００５３】
このように、本実施形態の冷却装置（10）では、純水の導電率およびイオン交換装置（34）の温度を制御しながらも、被冷却物（24）への純水の供給量を変動させることはないので、高精度な被冷却物（24）の温度制御が可能となる。また、純水の導電率が所定値未満の場合、イオン交換通路（32）へは少量の純水を流すようにしたので、イオン交換装置（34）の劣化を抑制できる。
【００５４】
−実施形態の効果−
以上のように、本実施形態１によれば、被冷却物（24）へ向かう純水の一部が分岐して流れる分岐回路（30）において、イオン交換装置（34）を有するイオン交換通路（32）と並列にバイパス通路（33）を設け、常に分岐回路（30）に一定流量の純水を分岐させ、純水の導電率に基づいてイオン交換通路（32）とバイパス通路（33）との純水の流量を調整するようにしたので、純水の導電率に応じてイオン交換通路（32）の純水の流量を変動させても、被冷却物（24）への純水の供給量を変動させることはない。この結果、被冷却物（24）の温度制御を高精度に行うことができると共に、純水の導電率を制御することができる。
【００５５】
また、上記分岐回路（30）における流量調整手段としていわゆる三方式の比例制御弁の電動弁（35）を用いるようにし、純水の導電率が所定値未満の場合であっても、バイパス通路（33）へ純水を流すと共に、常時イオン交換通路（32）へもイオン交換装置（34）がそれ程劣化しない程度の少量の純水を流すようにしたので、イオン交換装置（34）を一定温度に冷却し続けることができる。これにより、第２循環時において、イオン交換通路（32）へ流れた純水が加熱されることはないので、純水の温度制御を高精度に行うことができる。
【００５６】
上述したイオン交換通路（32）への純水の流量調整後に、さらにイオン交換装置（34）の温度に応じてもイオン交換通路（32）への純水の流量を調整するようにしたので、確実にイオン交換装置（34）を一定温度に冷却し続けることができる。
【００５７】
さらに、上記イオン交換通路（32）の出口端を冷却熱交換器（25）の流入側に接続するようにしたので、イオン交換処理によって温度変動した純水を冷却熱交換器（25）で所定温度に冷却した後に被冷却物（24）へ供給することできる。これにより、上述したイオン交換装置（34）を一定温度に維持するのと相まって、純水の温度変動を確実に抑制でき、被冷却物（24）に対する温度制御を一層高精度に行うことができる。
【００５８】
《発明の実施形態２》
本実施形態２の冷却装置（10）は、図３に示すように、上記実施形態１が分岐回路（30）の流量調整手段として電動弁（35）を用いたのに代えて、２つの電磁弁（36,37）を用いるようにしたものである。
【００５９】
具体的に、上記分岐回路（30）は、第１電磁弁（36）と第２電磁弁（37）を備えている。上記第１電磁弁（36）は、イオン交換通路（32）におけるイオン交換装置（34）の上流に設けられ、上記第２電磁弁（37）は、バイパス通路（33）に設けられている。この２つの電磁弁（36,37）は、ＯＮ／ＯＦＦすることにより流路が開状態と閉状態とに切り換わる、いわゆる開閉弁に構成されている。なお、上記イオン交換装置（34）の温度センサ（34a）は省略する。
【００６０】
上記コントローラ（50）の切換部（51）は、導電率計（21a）の検出した導電率が所定値未満の場合、第１電磁弁（36）を閉じてイオン交換通路（32）を閉状態とし、第２電磁弁（37）を開けてバイパス通路（33）を開状態とする第１循環に切り換えるように構成されている。また、上記切換部（51）は、導電率計（21a）の検出した導電率が所定値以上の場合、第２電磁弁（37）を閉じてバイパス通路（33）を閉状態とし、第１電磁弁（36）を開けてイオン交換通路（32）を開状態とする第２循環に切り換えるように構成されている。つまり、上記切換部（51）は、純水の導電率に基づいて第１循環と第２循環とに切り換えるように２つの電磁弁（36,37）を制御する切換手段を構成している。
【００６１】
本実施形態の運転制御について図４を参照しながら説明する。なお、本図の制御フローにおけるステップＳＴ１およびステップＳＴ２は、実施形態１における制御と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６２】
ステップＳＴ３において、切換部（51）が導電率計（21a）の検出値が所定値未満か否かを判定し、所定値未満と判定すると、ステップＳＴ４に移行する。このステップＳＴ４では、切換部（51）により、分岐回路（30）における純水の流れが第１循環となるように第１電磁弁（36）を閉じ、第２電磁弁（37）を開ける。この場合、分岐通路（31）に流れた純水の全量がバイパス通路（33）へ流れる。
【００６３】
上記ステップＳＴ３において、導電率計（21a）の検出値が所定値以上と判定すると、ステップＳＴ５に移行する。このステップＳＴ５では、切換部（51）により、分岐回路（30）における純水の流れが第２循環となるように第１電磁弁（36）を開け、第２電磁弁（37）を閉じる。この場合、分岐通路（31）に流れた純水の全量がイオン交換通路（32）へ流れ、純水の導電率が回復される。
【００６４】
このように、第１循環と第２循環とを切り換えても、分岐通路（31）に流れた純水の全量がイオン交換通路（32）およびバイパス通路（33）の何れか一方に流れるので、被冷却物（24）への純水の供給量を変動させることなく、純水の導電率を制御することができる。また、本実施形態では、純水の導電率が所定値以上の場合（第２循環時）のみ、純水をイオン交換通路（32）へ流しているので、イオン交換装置（34）の劣化を確実に抑制することができる。その他の構成、作用および効果は、実施形態１と同様である。
【００６５】
《発明の実施形態３》
本実施形態３の冷却装置（10）は、図示しないが、上記実施形態１が分岐回路（30）の流量調整手段として電動弁を用いたのに代えて、電磁弁（35）を用いるようにし、イオン交換通路（32）へ純水が間欠的に流れるように電磁弁（35）を制御するようにしたものである。
【００６６】
上記電磁弁（35）は、ＯＮ／ＯＦＦすることにより、分岐通路（31）がバイパス通路（33）と連通し且つイオン交換通路（32）とは遮断される第１状態と、分岐通路（31）がイオン交換通路（32）と連通し且つバイパス通路（33）とは遮断される第２状態とに切り換わる、いわゆる三方式の流路切換弁に構成されている。
【００６７】
上記コントローラ（50）の切換部（51）は、導電率計（21a）の検出した導電率が所定値未満の場合、電磁弁（35）を第１状態と第２状態とに交互に切り換え、分岐通路（31）に流れた純水の全量がイオン交換通路（32）へ間欠的に流れる第１循環に切り換えるように構成されている。すなわち、この第１循環では、分岐通路（31）に流れた純水の全量がイオン交換通路（32）とバイパス通路（33）とに交互に流れる。また、上記切換部（51）は、導電率計（21a）の検出した導電率が所定値以上の場合、電磁弁（35）を第２状態に切り換え、イオン交換通路（32）を開状態とし且つバイパス通路（33）を閉状態とする第２循環に切り換えるように構成されている。この場合、分岐通路（31）に流れた純水の全量がイオン交換通路（32）へ流れる。つまり、上記切換部（51）は、純水の導電率に基づいて第１循環と第２循環とに切り換えるように電磁弁（35）を制御する切換手段を構成している。
【００６８】
さらに、上記切換部（51）は、第１循環時において、イオン交換装置（34）の温度センサ（34a）の検出温度に基づいてイオン交換通路（32）を純水が流れる間欠時間を調節するように構成されている。例えば、上記温度センサ（34a）の検出温度が所定値以上の場合、イオン交換通路（32）を純水が流れる時間を長くし、またはバイパス通路（33）を純水が流れる時間を短くする。逆に、上記温度センサ（34a）の検出温度が所定値未満の場合、イオン交換通路（32）を純水が流れる時間を短くし、またはバイパス通路（33）を純水が流れる時間を長くする。これにより、イオン交換装置（34）を確実に一定温度に維持することができる。
【００６９】
本実施形態の運転制御について図５を参照しながら説明する。なお、本図の制御フローにおけるステップＳＴ１およびステップＳＴ２は、実施形態１における制御と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７０】
ステップＳＴ３において、切換部（51）が導電率計（21a）の検出値が所定値未満か否かを判定し、所定値未満と判定すると、ステップＳＴ４に移行する。このステップＳＴ４では、切換部（51）により、分岐回路（30）における純水の流れが第１循環となるように電磁弁（35）を制御する。この場合、分岐通路（31）に流れた純水の全量がイオン交換通路（32）を間欠的に流れるので、イオン交換装置（34）が一定温度に維持される。
【００７１】
また、図示しないが、このステップＳＴ４では、切換部（51）がイオン交換装置（34）の温度センサ（34a）の検出温度が所定値以上か否かを判定し、所定値以上と判定すると、イオン交換通路（32）を純水が流れる時間を長くするか、またはバイパス通路（33）を純水が流れる時間を短くする。これにより、純水によってイオン交換装置（34）がより冷却される。逆に、所定値以上でないと判定すると、イオン交換通路（32）を純水が流れる時間を短くし、またはバイパス通路（33）を純水が流れる時間を長くする。これにより、イオン交換装置（34）の劣化を一層抑制することができる。
【００７２】
このように、第１循環と第２循環とを切り換えても、また第１循環時において電磁弁（35）を第１状態と第２状態とを切り換えても、分岐通路（31）に流れた純水の全量がイオン交換通路（32）およびバイパス通路（33）の何れか一方に流れるので、被冷却物（24）への純水の供給量を変動させることなく、純水の導電率を制御することができる。また、上記第１循環において、イオン交換装置（34）が一定温度に維持されるので、第２循環に切り換わった場合、純水がイオン交換装置（34）で温度変動することはなく、純水の温度制御を高精度に行うことができる。また、上記第１循環において、イオン交換通路（32）へ純水を間欠的に流すようにしているので、イオン交換装置（34）の劣化を抑制することができる。その他の構成、作用および効果は、実施形態１と同様である。
【００７３】
なお、本実施形態では、電磁弁（35）を用いたが、これに代えて、上記実施形態１の三方式の電動弁（35）を用いて第１循環時にイオン交換通路（32）へ純水を間欠的に流すようにしてもよい。その場合、上記第１循環時において、分岐通路（31）に流れた純水の全量がバイパス通路（33）へ流れる状態と、分岐通路（31）に流れた純水の一部がバイパス通路（33）へ流れて残りがイオン交換通路（32）へ流れる状態とが交互に切り換わるように電動弁（35）を開度制御してもよい。つまり、上記バイパス通路（33）には、純水が常時流れる。
【００７４】
《発明の実施形態４》
本実施形態４の冷却装置（10）は、図示しないが、上記実施形態１が分岐回路（30）の流量調整手段として電動弁を用いたのに代えて、実施形態３における電磁弁（35）を用いるようにしたものである。
【００７５】
この場合、コントローラ（50）の切換部（51）は、純水の導電率が所定値未満の場合、イオン交換通路（32）を閉状態とし且つバイパス通路（33）を開状態とする第１循環となるように電磁弁（35）を制御する。また、上記切換部（51）は、純水の導電率が所定値以上の場合、イオン交換通路（32）を開状態とし且つバイパス通路（33）を閉状態とする第２循環となるように電磁弁（35）を制御する。すなわち、上記分岐通路（31）に流れた純水の全量が純水の導電率に応じてイオン交換通路（32）およびバイパス通路（33）の何れか一方に流れる。
【００７６】
このように、純水の導電率が所定値未満の場合、イオン交換通路（32）へは純水を流さないので、イオン交換装置（34）の劣化を抑制しつつ、純水の導電率を制御することができる。その他の構成、作用および効果は、実施形態１と同様である。
【００７７】
《その他の実施形態》
上記実施形態２では、分岐回路（30）において、イオン交換通路（32）およびバイパス通路（33）のそれぞれに電磁弁（36,37）を設けるようにしたが、それぞれに開度調整可能な電動弁を設けるようにしてもよい。
【００７８】
また、上記各実施形態では、熱源側系統（12）を冷却水が流れる熱源回路（40）により構成するようにしたが、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路により構成するようにしてもよい。その場合、上記冷却熱交換器（25）は、冷媒が冷却回路（20）の純水と熱交換して蒸発し、純水を冷却する蒸発器として機能することになる。
【００７９】
また、上記各実施形態では、イオン交換通路（32）およびバイパス通路（33）の出口端を冷却熱交換器（25）の流入側に接続するようにしたが、タンク（21）に接続するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上説明したように、本発明は、冷却水を循環させて半導体装置などの被冷却物を冷却する冷却装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】実施形態１に係る冷却装置の構成を示す回路図である。
【図２】実施形態１に係る切換部の制御を示すフローチャート図である。
【図３】実施形態２に係る冷却装置の構成を示す回路図である。
【図４】実施形態２に係る切換部の制御を示すフローチャート図である。
【図５】実施形態３に係る切換部の制御を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００８２】
10         冷却装置
20         冷却回路
25         冷却熱交換器
30         分岐回路
32         イオン交換通路
33         バイパス通路
34         イオン交換装置
35         電動弁（流量調整手段）
51         切換部（切換手段）
【図１】
2005345076.tif 000003
【図２】
2005345076.tif 000004
【図３】
2005345076.tif 000005
【図４】
2005345076.tif 000006
【図５】
2005345076.tif 000007