(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部に吸入口（３）を有するとともに上部に吐出口（４）を有して、前記吸入口（３）から取り込んだ流体を前記吐出口（４）から吐出するメインダクト（２）と、
該メインダクト（２）内において、前記吐出口（４）の近傍に配置した流体搬送手段（５）と、
前記メインダクト（２）内において、前記吸入口（３）と前記流体搬送手段（５）間に配設した、メインダクト（２）内に取り込んだ流体を冷却するための冷却手段（７）と、
前記吐出口（４）より吐出される流体の温度を感知する温度センサー（６）と、
吸入口（９）を前記冷却手段（７）よりも下部側において前記メインダクト（２）に連通するとともに、吐出口（１０）を前記冷却手段（７）よりも上部側において前記メインダクト（２）に連通したバイパスダクト（８）と、
該バイパスダクト（８）内に配設した、バイパスダクト（８）内に取り込んだ流体を加熱するための加熱手段（１１）と、を具備した温調装置であって、
前記バイパスダクト（８）の吸入側を開閉自在に閉鎖するゲートバルブ（１２）と、
該ゲートバルブ（１２）の開度を制御するポジショナー（１３）と、
前記温度センサー（６）に接続されて温度センサー（６）から送られてくる温度情報に基づいて現在の温度と予め設定した設定温度との差異を算出して所定の温調器信号を前記ポジショナー（１３）に送出する温度調節機（１４）と、を具備して、
前記ゲートバルブ（１２）のゲートの開度を、前記温度調節機（１４）から送られた温調器信号に基づいて、前記ポジショナー（１３）が制御することとしたことを特徴とする温調装置。
【請求項２】
前記冷却手段（７）として冷却ガスコイルを用いるとともに、前記加熱手段（１１）としてホットガスコイルを用いて、冷凍機ユニット（１８）により、前記冷却ガスコイル（７）において前記メインダクト（２）内に取り込まれた流体を吸熱し、前記ホットガスコイル（１１）において前記バイパスダクト（８）内に取り込まれた流体に対する加熱を行うこととしたことを特徴とする請求項１に記載の温調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は温調装置に係り、より詳しくは、例えば、半導体、液晶等の製造装置に用いるクリーンチャンバー内の温度を、消費電力を削減しながら精密に制御するための温調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、半導体や液晶等は多数の工程を経て製造されるが、各工程はそれぞれ、塵埃等の混入が無いクリーンな恒温室としてのクリーンチャンバー内で進められる。そのため、各工程において精密な加工を実現するためには、クリーンチャンバー内の温度調節は重要となっており、過去においては、このような温度調節のための温調装置が提案されている。
【０００３】
たとえば、特開２００７−１３２５３２号発明では、ホットガスコイルに送る流体の量を可変に制御して温度制御を行い、高い温調精度を可能にするとともに、省エネルギ化と低コスト化を図ることを可能としている。
【０００４】
即ち、この従来の温調装置では、流体を通過させながらこの流体を冷却するためのメインダクトを有するとともに、このメインダクトには、メインダクトを通過する流体の一部を取り込むバイパスダクトを連通させており、バイパスダクト内には、ホットガスコイルと、第２の流体搬送駆動機器を配設し、メインダクト内に取り込んだ流体の一部をバイパスダクト内に取り込んで、この取り込んだ流体をホットガスコイルにより加熱した後にメインダクトに戻すこととしている。
【０００５】
そして、バイパスダクト内に配設した第２の流体搬送駆動機器の駆動を制御することにより、加熱する流体量を調節して、メインダクトから吐出する流体の温度を所望する温度に調節可能としている。
【特許文献１】特開２００７−１３２５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述の従来の温調装置では、高い温調精度を可能にするとともに、省エネルギ化と低コスト化を図ることが可能だが、半導体製造をはじめとした精密加工を行うプロセスにおいては、更に精度の高い温度調節が要求されている。
【０００７】
そこで、本発明は、半導体、液晶等の製造装置用クリーンチャンバー内の温度調節に際して、より高い温度精度を実現可能とする温調装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の温調装置は、下部に吸入口を有するとともに上部に吐出口を有して、前記吸入口から取り込んだ流体を前記吐出口から吐出するメインダクトと、
前記メインダクト内において前記吐出口の近傍に配置した流体搬送手段と、
前記メインダクト内において前記吸入口と前記流体搬送手段間に配設した冷却手段と、
前記吐出口より吐出される流体の温度を感知する温度センサーと、
吸入口を前記冷却手段よりも下部側で前記メインダクトに連通するとともに、吐出口を前記冷却手段よりも上部側で前記メインダクトに連通したバイパスダクトと、
該バイパスダクト内に配設した加熱手段と、を具備した温調装置であって、
前記バイパスダクトの吸入側を開閉自在に閉鎖するゲートバルブと、
該ゲートバルブの開度を制御するポジショナーと、
前記温度センサーに接続されて温度センサーから送られてくる温度情報に基づいて現在の温度と予め設定した設定温度との差異を算出して所定の温調器信号を前記ポジショナーに送出する温度調節機と、を具備して、
前記ゲートバルブのゲートの開度を、前記温度調節機から送られた温調器信号に基づいて、前記ポジショナーが行うこととしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の温調装置では、流体を通過させながら、この流体を冷却するメインダクトを有するとともに、メインダクトを通過する流体の一部を加熱するためのバイパスダクトを有する構成において、バイパスダクトの吸入側を開閉手段によって閉鎖するとともに、その開閉手段の開度を調整して流体の温度を調節することとしている。
【００１０】
そのために、バイパスダクト内に配設した第２の流体搬送駆動機器の駆動を制御して流体の温度を調節する従来の温調装置と比較して、温度分解能が向上し負荷変動に対する追従性を大幅に向上させることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の温調装置では、流体を通過させるメインダクトを有しており、このメインダクトは、下部に吸入口を有するとともに上部に吐出口を有している。
【００１２】
そして、このメインダクト内において吐出口の近傍には、送風機等の流体搬送手段が配置されており、この流体搬送手段を作動させることにより、流体を吸入口からメインダクト内に取り込んだ後に、この取り込んだ流体を吐出口から吐出することとしている。
【００１３】
また、メインダクト内において前記吸入口と前記流体搬送手段間には、冷凍機ユニットに連結された冷却ガスコイル等の冷却手段が配設されており、この冷却手段により、吸入口からメインダクト内に取り込んだ流体を冷却した後に、この冷却した流体を吐出口から吐出することとし、更に、吐出口の近傍には、吐出口から吐出される流体の温度を感知する温度センサーが配設されている。
【００１４】
一方、メインダクトにはバイパスダクトが連結されており、このバイパスダクトは、その内部に、前記冷凍機ユニットに連結されたホットガスコイル等の加熱手段が配設されている。
【００１５】
そして、バイパスダクトの吸入口は、前記メインダクト内の冷却手段よりも下部側において前記メインダクトに連通しており、一方、バイパダクトの吐出口は、前記メインダクト内の冷却手段よりも上部側において前記メインダクトに連通しており、これにより、メインダクト内に取り込んだ流体の一部をバイパスダクト内に取り込むとともに、この取り込んだ流体を加熱した後にメインダクトに戻すこととしている。
【００１６】
更に、前記バイパスダクトの吸入側は、ゲートバルブで開閉自在に閉鎖されており、この開閉手段の開度は、前記温度センサーにより感知した流体の温度に基づいて、ポジショナーにより制御することとしている。
【実施例１】
【００１７】
本発明の温調装置の実施例について図面を参照して説明すると、図１は、本実施例の温調装置の概略構成図であり、図において１が、本実施例の温調装置である。
【００１８】
そして、本実施例の温調装置では、流体を通過させるメインダクトを有している。即ち、図において２がメインダクトであり、このメインダクト２は、下部に吸入口３を備えるとともに、上部には吐出口４を備えている
【００１９】
また、前記吐出口４の近傍には、流体搬送手段としての送風機５と、吐出口４から吐出される流体の温度を感知するための温度センサー６を配している。
【００２０】
更に、前記メインダクト２内において、前記吸入口３と前記送風機５間には、冷却手段としての冷却コイル７が配設されている。そしてこれにより、送風機５を駆動することで、吸入口３からメインダクト２内に取り込んだ流体を、冷却コイル７で冷却した後に吐出口４から吐出するとともに、この吐出した流体の温度を前記温度センサー６で監視可能としている。なお、図において１９はメインダクト２底部に設けたドレン抜きである。
【００２１】
次に、図において８は、メインダクト２内に取り込んだ流体の一部を加熱するためのバイパスダクトである。即ち、本実施例の温調装置１では、メインダクト２内に取り込んだ流体の一部をバイパスダクト８内に取り込むとともにこの取り込んだ流体を加熱することにより、吐出口４から吐出する流体の温度を所望する温度にすることを可能としている。
【００２２】
ここで、前記バイパスダクト８について説明すると、本実施例において前記バイパスダクト８は、バイパス側吸入口９と、バイパス側吐出口１０とを有しており、バイパス側吸入口９及びバイパス側吐出口１０はそれぞれ前記メインダクト２に連通している。
【００２３】
そして、バイパス側吸入口９は、前記冷却コイル７よりも下部側において前記メインダクト２に連通し、バイパス側吐出口１０は、前記冷却コイル７よりも上部側で前記メインダクト２に連通している。
【００２４】
また、前記バイパスダクト８内には、加熱手段としてのホットガスコイル１１が配設されており、これにより、バイパス側吸入口９を介してバイパスダクト８内に取り込まれた流体は、ホットガスコイル１１によって加熱された後にバイパス側吐出口１０よりメインダクト２内に戻され、これにより、メインダクト２の吐出口４から吐出される流体の温度が調節される。
【００２５】
次に、図において１２は、開閉手段としてのゲートバルブである。即ち、本実施例の温調装置１では、前記バイパス側吸入口９をゲートバルブ１２で開閉自在に閉鎖しており、このゲートバルブ１２のゲートの開度を調整することにより、バイパスダクト８内に取り込む流体の量を調整している。
【００２６】
この作用について説明すると、前記ゲートバルブ１２のゲートの開度はポジショナー１３により制御することとしており、このポジショナー１３には温度調節機１４が接続されており、この温度調節機１４は前記温度センサー６に接続されている。そして、温度調節機１４では、前記温度センサー６から送られてくる温度情報に基づいて、現在の温度と予め設定した設定温度との差違を算出した後に、所定の温調器信号をポジショナー１３に送出する。そうすると、ポジショナー１３では温調器信号に基づいて、ゲートバルブ１２のゲートの開度を調節する。そしてこれにより、バイパスダクト８内に取り込む流体の量を調節することで加熱する流体の量を調節し、メインダクト２の吐出口４から吐出する流体の温度を所望する温度に調節する。
【００２７】
なお、ホットガスコイル１１及び冷却コイル７による空調サイクルは一般的に採用されている基本的なものであり、詳細な動作説明は省略するが、概略を説明すると、図において１８は冷凍機ユニットであり、この冷凍機ユニット８は、コンプレッサー１５，コンデンサー１６，及び膨張弁１７を有するとともに前記ホットガスコイル１１及び冷却コイル７に連結されている。そして、コンプレッサー１５から吐出された冷媒は、圧縮されて温度が上昇した状態でホットガスコイル１１を通過して、バイパスダクト８内に取り込まれた流体に対する加熱作用を行う。そして、この熱交換により一部の冷媒は凝縮した後、コンデンサー１６に流れ、膨張弁１７を介して、膨張しつつ冷却コイル７でメインダクト２内の流体を吸熱してコンプレッサー１５へと戻る。図において二重線で示した部分が冷媒の流路である。
【００２８】
但し、本実施例の温調装置１における空調サイクルはこの構成には限定されずにその他多くの制御弁、開閉弁等々を有するが、これらは、この種の空調制御回路において周知のものであるので説明を省略する。
【００２９】
次に、このように構成される本実施例の温調装置１の作用について説明すると、送風機５を駆動することにより、室内の空気は、矢印線で示すように、吸入口３からメインダクト２内に取り込まれた後に、冷却コイル７により冷却されながら、吐出口４から吐出される。
【００３０】
一方、メインダクト２内に取り込まれた空気の一部は、矢印線で示すように、バイパス側吸入口９からバイパスダクト８内に取り込まれ、更にホットガスコイル１１により加熱された後にバイパス側吐出口１０からメインダクト２内に吐出され、これにより、メインダクト２の吐出口４から吐出される流体の温度が調節される。
【００３１】
そしてこのとき、吐出口４から吐出される空気の温度が温度センサー６により監視され、温度調節機１４では、前記温度センサー６から送られてくる温度情報に基づいて現在の温度と予め設定した設定温度との差違を算出した後に、所定の温調器信号をポジショナー１３に送出する。そして、温調器信号を受けたポジショナー１３では、温調器信号に基づいてゲートバルブ１２のゲートの開度を調節し、これにより、加熱する空気の量を調節して、メインダクト２の吐出口４から吐出する流体の温度を所望する温度に調節する。
【００３２】
このように、本実施例の温調装置では、バイパスダクト８内に取り込んで加熱する空気量をゲートバルブ１２により調節しているために、バイパスダクト８内に配設した第２の流体搬送駆動機器の駆動を制御して流体の温度を調節する従来の温調装置と比較して、温度分解能が向上し負荷変動に対する追従性を大幅に向上させることが可能となった。具体的には、温度精度では、従来の方法が５／１００度に対し本実施例では１／１００度であった。
【００３３】
また、本実施例の温調装置では、前述の従来の温調装置と異なり第２の流体駆動機器を不要としているために、装置製作のコスト、消費電力ともに従来の温調装置に比較して１５〜２０％低減することが可能となった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の温調装置では、温度分解能が向上し負荷変動に対する追従性を大幅に向上させることが可能な温調装置を得ることができるため、半導体、液晶等の製造装置用クリーンチャンバー内の温度を制御するための温調装置の全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の温調装置の実施例の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    温調装置
２    メインダクト
３    吸入口
４    吐出口
５    送風機
６    温度センサー
７    冷却コイル
８    バイパスダクト
９    バイパス側吸入口
１０    バイパス側吐出口
１１    ホットガスコイル
１２    ゲートバルブ
１３    ポジショナー
１４    温度調節機
１５    コンプレッサー
１６    コンデンサー
１７    膨張弁
１８    冷凍機ユニット
【図１】
0005060314.tif 000002