CN110651160B - 制冷装置和温度控制装置 - Google Patents

Abstract

抑制装置尺寸，并且高效地对多个温度控制对象物或空间进行冷却。本发明的制冷装置具有第1制冷回路、过冷却回路以及第2制冷回路。过冷却回路具有：过冷却用旁通流路，其使第1制冷回路的位于冷凝器的下游侧且第1膨胀阀的上游侧的部分与压缩机连通；过冷却用控制阀；以及过冷却用热交换器，其设置于过冷却用旁通流路的过冷却用控制阀的下游侧，对在第1制冷回路的比与过冷却用旁通流路连接的连接位置靠下游侧的部分中流通的制冷剂进行冷却。第2制冷回路具有：分支流路，其从第1制冷回路的比与过冷却用旁通流路连接的连接位置靠上游侧的部分分支；第2膨胀阀，其设置于分支流路；以及第2蒸发器，其设置于分支流路的第2膨胀阀的下游侧，用于使从第2膨胀阀流出的制冷剂蒸发。

Description

制冷装置和温度控制装置

技术领域

本发明涉及能够高效地对多个温度控制对象物或空间进行冷却的制冷装置和具有该制冷装置的温度控制装置。

背景技术

以往，公知有温度控制装置，该温度控制装置具有：制冷装置，其具有压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器；以及液体循环装置，其使不冻液等液体循环，通过制冷装置的蒸发器对液体循环装置的液体进行冷却(例如，JP2006-38323A)。在这样的温度控制装置中，通常在液体循环装置中设置有用于加热液体的加热器。由此，能够冷却和加热液体，从而能够将液体的温度高精度地控制为期望的温度。

发明内容

发明要解决的课题

在上述的温度控制装置中，有时期望向多个温度控制对象物提供温度控制后的液体，此时，也可以采用对多个制冷装置设置多个液体循环装置的结构。但是，在该结构中，装置尺寸较大，能耗也增加。

尤其是，当多个温度控制对象物中的一部分对象物所要求的温度控制范围与其他对象物不同时，在制冷装置和液体循环装置的各个组合中，在使用相同的制冷装置和液体循环装置构成温度控制装置的情况下，性能过高，从而会产生能耗和制造成本非期望的增加的状况。另一方面，在制冷装置和液体循环装置的各个组合中，即使在根据要求的温度控制范围而使用不同的制冷装置和液体循环装置来构成温度控制装置的情况下，也不能充分地消除装置尺寸大型化的问题，另外，所使用的部件的个数增加，因此会产生组装作业的负担增加的问题。

本发明就是考虑了这样的情况而完成的，其目的在于，提供能够抑制装置尺寸并且高效地对多个温度控制对象物或空间进行冷却的制冷装置和具有该制冷装置的温度控制装置。

用于解决课题的手段

本发明的制冷装置的特征在于，该制冷装置具有：

第1制冷回路，其由压缩机、冷凝器、第1膨胀阀以及第1蒸发器按照该顺序以使制冷剂循环的方式连接而成；

过冷却回路，其具有过冷却用旁通流路、过冷却用控制阀以及过冷却用热交换器，其中，该过冷却用旁通流路使所述第1制冷回路的位于所述冷凝器的下游侧且所述第1膨胀阀的上游侧的部分与所述第1制冷回路的所述压缩机或位于所述压缩机的上游侧且所述第1蒸发器的下游侧的部分以能够供所述制冷剂流通的方式连通，该过冷却用控制阀对在所述过冷却用旁通流路中流通的所述制冷剂的流量进行控制，该过冷却用热交换器设置于所述过冷却用旁通流路的所述过冷却用控制阀的下游侧，使向所述过冷却用控制阀的下游侧流通的所述制冷剂与在所述第1制冷回路的位于所述冷凝器的下游侧且所述第1膨胀阀的上游侧的部分中的比与所述过冷却用旁通流路连接的连接位置靠下游侧的部分中流通的所述制冷剂进行热交换；以及

第2制冷回路，其具有分支流路、第2膨胀阀以及第2蒸发器，其中，该分支流路使所述第1制冷回路的所述冷凝器的下游侧且所述第1膨胀阀的上游侧的部分中的比与所述过冷却用旁通流路连接的连接位置靠上游侧的部分与所述第1制冷回路的所述第1蒸发器的下游侧且所述压缩机的上游侧的部分以能够供所述制冷剂流通的方式连通，该第2膨胀阀设置于所述分支流路，使所接受的所述制冷剂膨胀并流出，该第2蒸发器设置于所述分支流路的所述第2膨胀阀的下游侧，用于使从所述第2膨胀阀流出的所述制冷剂蒸发。

在本发明的制冷装置中，第1膨胀阀和第1蒸发器以及第2膨胀阀和第2蒸发器在各自的上游侧与通用的压缩机和冷凝器连接。而且，能够使从压缩机排出并从冷凝器流出的制冷剂经由第1膨胀阀向第1蒸发器流通，并且能够经由第2膨胀阀向第2蒸发器流通，从而能够利用各蒸发器对不同的温度控制对象物或空间进行冷却。由此，能够抑制装置尺寸并且高效地对多个温度控制对象物或空间进行冷却。尤其是，当多个温度控制对象物或空间中的一部分所要求的温度控制范围与其他部分不同时，利用由过冷却用热交换器过冷却后的制冷剂所流通的第1蒸发器对要求较大的温度控制范围的温度控制对象物或空间进行冷却，利用第2蒸发器对其他温度控制对象物或空间进行冷却，从而能够特别有效地抑制制冷装置的装置尺寸，并且能够抑制能耗。

本发明是制冷装置也可以为，该制冷装置还具有注入回路，该注入回路具有：注入流路，其使所述第1制冷回路的所述冷凝器的下游侧且所述第1膨胀阀的上游侧的部分中的比通过所述过冷却用热交换器使所述制冷剂进行热交换的位置靠下游侧的部分与所述分支流路的所述第2蒸发器的下游侧或所述第1制冷回路的所述第1蒸发器的下游侧且所述压缩机的上游侧的部分以能够供所述制冷剂流通的方式连通；以及注入阀，其能够对在所述注入流路中流通的所述制冷剂的流量进行调节。

在该结构中，能够使通过注入回路而分支的冷凝后的制冷剂与向第1蒸发器的下游侧流出的制冷剂混合，因此能够容易地将流入压缩机的制冷剂的温度或压力控制为期望的状态。由此，能够使压缩机的动作稳定，提高温度控制的稳定性。

另外，本发明的制冷装置也可以为，该制冷装置还具有返回回路，该返回回路具有：返回流路，其使所述第1制冷回路的所述压缩机的下游侧且比所述冷凝器靠上游侧的部分与所述第1制冷回路的所述第1蒸发器的下游侧且比所述压缩机靠上游侧的部分以能够供所述制冷剂流通的方式连通；以及返回调节阀，其能够对在所述返回流路中流通的所述制冷剂的流量进行调节。

在该结构中，当压缩机的上游的制冷剂非期望地处于低温或低压时，通过使从压缩机排出的高温高压的制冷剂经由返回回路返回到压缩机的上游侧，能够将压缩机的上游的制冷剂调节为期望的状态并流入压缩机。

也可以为，所述返回调节阀构成为，根据在所述第1制冷回路的所述压缩机的下游侧且所述冷凝器的上游侧的部分中流通的所述制冷剂的压力与在所述第1制冷回路的所述第1蒸发器的下游侧且所述压缩机的上游侧的部分中的比所述分支流路的连接位置靠下游侧的部分中流通的所述制冷剂的压力之间的压力差，对该返回调节阀的开度进行调节。

在该结构中，当压缩机的上游的制冷剂非期望地处于低温或低压时，能够在不使结构复杂化的情况下将压缩机的上游的制冷剂调节为期望的状态并流入压缩机。

另外，本发明的制冷装置也可以为，该制冷装置还具有热介质流通装置，该热介质流通装置具有：第1冷却流路，其与所述冷凝器连接，向所述冷凝器内提供用于使在所述冷凝器中流通的所述制冷剂冷凝的热介质，并且使从所述冷凝器流出的所述热介质流通；第2冷却流路，其使所述第1冷却流路的相对于所述冷凝器位于上游侧的部分和位于下游侧的部分以能够供所述热介质流通的方式连通；以及冷却用热交换器，其设置于所述第2冷却流路。

在该结构中，通过使用于对在第1制冷回路中流通的制冷剂进行冷凝的热介质向冷却用热交换器侧流通，能够通过冷却用热交换器进行温度控制，并且能够抑制装置的大型化，并且能够进一步增加能够温度控制的温度控制对象物或空间。

另外，本发明的温度控制装置的特征在于，该温度控制装置具有：所述制冷装置；第1液体流通装置，其具有第1液体流通路，该第1液体流通路与所述第1制冷回路的所述第1蒸发器连接，向所述第1蒸发器内提供通过在所述第1蒸发器中流通的所述制冷剂来进行冷却的第1液体，并且使从所述第1蒸发器流出的所述第1液体流通；以及第2液体流通装置，其具有第2液体流通路，该第2液体流通路与所述第2制冷回路的所述第2蒸发器连接，向所述第2蒸发器内提供通过在所述第2蒸发器中流通的所述制冷剂来进行冷却的第2液体，并且使从所述第2蒸发器流出的所述第2液体流通。

在该结构中，能够抑制装置尺寸，并且能够高效地对相互不同的第1液体和第2液体进行冷却。

在本发明的温度控制装置中，也可以为，所述第1液体流通装置具有第1加热器，该第1加热器对由所述制冷剂冷却后的所述第1液体进行加热，所述第2液体流通装置具有第2加热器，该第2加热器对由所述制冷剂冷却后的所述第2液体进行加热。

在该结构中，通过对冷却后的第1液体或第2液体进行加热，能够将各液体高精度地控制为期望的温度。

发明效果

根据本发明，能够抑制装置尺寸，并且能够高效地对多个温度控制对象物或空间进行冷却。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的温度控制装置的概略结构的图。

图2是示出图1所示的温度控制装置的制冷装置的莫里尔线图的一例的图。

图3是将图2的莫里尔线图上所示的表示多个制冷剂的状态的点方便地图示在制冷装置上的制冷装置的放大图。

图4是通过将图1所示的温度控制装置与等离子蚀刻装置连接起来而构成的半导体制造系统的概略图。

具体实施方式

以下，对本发明的一个实施方式进行说明。

＜温度控制装置的概略结构＞

图1是示出本发明的一个实施方式的温度控制装置1的概略结构的图。如图1所示，本实施方式的温度控制装置1具有制冷装置10、第1液体流通装置101、第2液体流通装置102以及第3液体流通装置103。在温度控制装置1中，制冷装置10分别对在第1液体流通装置101流通的第1液体、在第2液体流通装置102流通的第2液体以及在第3液体流通装置103流通的第3液体进行冷却，由此，能够通过各液体对相互不同的温度控制对象物或空间进行温度控制。在本实施方式中，假设使用不冻液作为第1～第3液体，但也可以使用其他液体。

(制冷装置)

首先，对制冷装置10进行详细叙述。制冷装置10具有第1制冷回路20、过冷却回路30、第2制冷回路40、热介质流通装置50、注入回路60以及返回回路70。

第1制冷回路20是通过利用配管将压缩机21、冷凝器22、第1膨胀阀23以及第1蒸发器24按照该顺序以使制冷剂循环的方式连接起来而构成的。在第1制冷回路20中，被压缩机21压缩后的制冷剂流入冷凝器22，流入冷凝器22的制冷剂在本实施方式中被在上述热介质流通装置50中流通的热介质冷凝。之后，制冷剂被第1膨胀阀23减压而变成低温，并流入第1蒸发器24。流入第1蒸发器24的制冷剂在进行热交换之后流入压缩机21，之后，被压缩机21再次压缩。本实施方式的第1制冷回路20构成为，通过使在第1蒸发器24流通的制冷剂与在第1液体流通装置101流通的第1液体进行热交换，对第1液体进行冷却。

过冷却回路30具有过冷却用旁通流路31、过冷却用控制阀32以及过冷却用热交换器33。过冷却用旁通流路31使第1制冷回路20的位于冷凝器22的下游侧且第1膨胀阀23的上游侧的部分与第1制冷回路20的压缩机21以能够供制冷剂流通的方式连通(连接)。另外，在本实施方式中，过冷却用旁通流路31的一对端部中的一个端部与位于冷凝器22的下游侧且第1膨胀阀23的上游侧的配管部分连接，另一个端部与压缩机21连接，但也可以为，另一个端部与位于压缩机21的上游侧且第1蒸发器24的下游侧的部分连接。

过冷却用控制阀32对在过冷却用旁通流路31流通的制冷剂的流量进行控制。另外，过冷却用热交换器33设置于过冷却用旁通流路31的过冷却用控制阀32的下游侧，向过冷却用控制阀32的下游侧流通的制冷剂与在第1制冷回路20的位于冷凝器22的下游侧且第1膨胀阀23的上游侧的部分中的比与过冷却用旁通流路31连接的连接位置靠下游侧的部分)中流通的制冷剂进行热交换。在过冷却用热交换器33中，通过打开过冷却用控制阀32，使在冷凝器22的下游侧流通的冷凝后的制冷剂在过冷却用旁通流路31的过冷却用控制阀32的下游侧膨胀而变成低温，从而能够对从冷凝器22经由过冷却用热交换器33向第1膨胀阀23侧流通的制冷剂赋予过冷却度。另一方面，在过冷却用旁通流路31流通的制冷剂流入压缩机21。此时，来自过冷却用旁通流路31的制冷剂在压缩机21对来自第1蒸发器24侧的制冷剂进行压缩的压缩工序的途中流入压缩机21，与来自第1蒸发器24侧的制冷剂一同被压缩。

第2制冷回路40具有分支流路41、第2膨胀阀42以及第2蒸发器43。分支流路41使第1制冷回路20的冷凝器22的下游侧且第1膨胀阀23的上游侧的部分中的比与过冷却用旁通流路31连接的连接位置靠上游侧的部分与第1制冷回路20的第1蒸发器24的下游侧且压缩机21的上游侧的部分以能够供制冷剂流通的方式连通(连接)。第2膨胀阀42设置于分支流路41，使所接受的制冷剂膨胀并流出。第2蒸发器43设置于分支流路41的第2膨胀阀42的下游侧，用于使从第2膨胀阀42流出的制冷剂蒸发。第2制冷回路40构成为，通过使在第2蒸发器43流通的制冷剂与在第2液体流通装置102流通的第2液体进行热交换，对第2液体进行冷却。

热介质流通装置50具有：第1冷却流路51，其与冷凝器22连接，向冷凝器22内提供用于使在冷凝器22流通的制冷剂冷凝的热介质，并且使从冷凝器22流出的热介质流通；第2冷却流路52，其使第1冷却流路51的相对于冷凝器22位于上游侧的部分和位于下游侧的部分以能够供热介质流通的方式连通(连接)；以及冷却用热交换器53，其设置于第2冷却流路52。

第1冷却流路51以通过冷凝器22的方式与冷凝器22连接，并且使由省略图示的泵排出的热介质流通。热介质是对通过冷凝器22的制冷剂进行冷却的冷却水，在本实施方式中，使用水来作为热介质，但也可以使用其他冷却水。另外，在第1冷却流路51中，用于对在冷凝器22内流通的热介质的流量进行调节的阀分别设置于冷凝器22的上游侧和下游侧。另外，在本实施方式中，采用了使由泵排出的水在第1冷却流路51中流通并在通过冷凝器22后排出的结构，但第1冷却流路51也可以是进行制冷循环的制冷机的一部分。

热介质流通装置50的第2冷却流路52是为了使从第1冷却流路51分支的热介质经由冷却用热交换器53返回到第1冷却流路51而设置的。另外，冷却用热交换器53构成为能够利用热介质对温度控制对象物或空间进行冷却，在本实施方式中，通过使流通的热介质与在第3液体流通装置103流通的第3液体进行热交换，对第3液体进行冷却。

注入回路60具有：注入流路61，其使第1制冷回路20的冷凝器22的下游侧且第1膨胀阀23的上游侧的部分中的比通过过冷却用热交换器33使制冷剂进行热交换的位置靠下游侧的部分与分支流路41的第2蒸发器43的下游侧的部分以能够供制冷剂流通的方式连通(连接)；以及注入阀62，其能够对在注入流路61流通的制冷剂的流量进行调节。

在注入回路60中，通过对注入阀62的开度进行调节，能够使在冷凝器22的下游侧被过冷却用热交换器33冷却后的制冷剂向压缩机21的上游侧分支。由此，能够使从第1蒸发器24流出的制冷剂的温度或压力下降。另外，在本实施方式中，注入回路60的一对端部中的一个端部与冷凝器22的下游侧且第1膨胀阀23的上游侧的部分中的比通过过冷却用热交换器33使制冷剂进行热交换的位置靠下游侧的配管部分连接，另一个端部与分支流路41连接，但另一个端部也可以与第1制冷回路20的第1蒸发器24的下游侧且压缩机21的上游侧的部分连接。

另外，返回回路70具有：返回流路71，其使第1制冷回路20的压缩机21的下游侧且比冷凝器22靠上游侧的部分与第1蒸发器24的下游侧且比压缩机21靠上游侧的部分以能够供制冷剂流通的方式连通(连接)；以及返回调节阀72，其能够对在返回流路71流通的制冷剂的流量进行调节。

在本实施方式中，返回调节阀72构成为，根据在第1制冷回路20的压缩机21的下游侧且冷凝器22的上游侧的部分中流通的制冷剂的压力与在第1制冷回路20的第1蒸发器24的下游侧且压缩机21的上游侧的部分中的比分支流路41的连接位置靠下游侧的部分中流通的制冷剂的压力之间的压力差，对该返回调节阀72的开度进行调节。更详细而言，压缩机21的上游侧与下游侧的压力差越大，返回调节阀72的开度越大。由此，能够将压缩机21的上游侧的压力自动调节为期望的值。

另外，如图1所示，在制冷装置10设置有多个温度传感器和多个控制装置。例如，在第1制冷回路20的压缩机21的上游侧设置有压缩机上游温度传感器81。压缩机上游温度传感器81对在第1制冷回路20的压缩机21的上游侧且第1蒸发器24的下游侧的部分中的分支流路41的连接位置的下游侧且返回流路71的连接位置的下游侧的部分中流通的制冷剂的温度进行检测。压缩机上游温度传感器81与注入控制装置91电连接，注入控制装置91与注入阀62电连接。本实施方式的注入控制装置91能够对注入阀62的开度进行控制，以使压缩机上游温度传感器81所检测的温度为期望的值。

另外，在第1制冷回路20的过冷却用热交换器33的下游侧设置有过冷却下游温度传感器82。过冷却下游温度传感器82对在第1制冷回路20的比通过过冷却用热交换器33使制冷剂进行热交换的位置靠下游侧且第1膨胀阀23的上游侧的部分中流通的制冷剂的温度进行检测。过冷却下游温度传感器82与过冷却控制装置92电连接，过冷却控制装置92与过冷却用控制阀32电连接。本实施方式的过冷却控制装置92能够对过冷却用控制阀32的开度进行控制，以使过冷却下游温度传感器82所检测的温度为期望的值。

另外，第1膨胀阀23与第1膨胀阀控制装置93电连接，第1膨胀阀控制装置93与设置于第1液体流通装置101的冷却侧第1温度传感器111电连接，能够根据第1液体的温度对第1膨胀阀23的开度进行控制。另外，第2膨胀阀42与第2膨胀阀控制装置94电连接，第2膨胀阀控制装置94与设置于第2液体流通装置102的冷却侧第2温度传感器121电连接，能够根据第2液体的温度对第2膨胀阀42的开度进行控制。

(液体流通装置)

接下来，对第1～第3液体流通装置101～103进行说明。

首先，第1液体流通装置101具有第1液体流通路101A，该第1液体流通路101A与第1制冷回路20的第1蒸发器24连接，向第1蒸发器24内提供通过在第1蒸发器24流通的制冷剂来进行冷却的第1液体，并且使从第1蒸发器24流出的第1液体流通。第1液体流通路101A具有：下游部101D，其接受从第1蒸发器24流出的第1液体并使该第1液体流通；以及上游部101U，其向第1蒸发器24内提供第1液体，其中，在下游部101D这一侧设置有上述的冷却侧第1温度传感器111、第1加热器112、第1泵113以及加热侧第1温度传感器114。

在下游部101D的第1蒸发器24侧的相反侧的端部设置有排出第1液体的排出部115，排出部115能够与用于使第1液体流通的配管连接，另一方面，在上游部101U的第1蒸发器24侧的相反侧的端部设置有能够接受第1液体的接受部116，接受部116能够与用于使第1液体流通的配管连接。

另外，冷却侧第1温度传感器111对刚从第1蒸发器24流出后的第1液体的温度进行检测，并且如上述那样与第1膨胀阀控制装置93电连接。第1加热器112配置于下游部101D的冷却侧第1温度传感器111的下游侧，对从第1蒸发器24侧流入的第1液体进行加热并使其流出。第1泵113配置于下游部101D的第1加热器112的下游侧，为了使下游部101D内的第1液体从第1蒸发器24侧向排出部115侧流通而进行驱动。另外，加热侧第1温度传感器114设置于下游部101D的第1泵113的下游侧。这里，加热侧第1温度传感器114和第1加热器112与第1加热量控制装置117电连接，本实施方式的第1加热量控制装置117能够对第1加热器112的加热量进行控制，以使加热侧第1温度传感器114所检测的温度为期望的值。

在以上那样的本实施方式的第1液体流通装置101中，例如，如图1所示，在排出部115与接受部116之间设置以双点划线示出的配管X1，在配管X1的途中利用第1液体对温度控制对象物X2的热进行吸收或者将热向温度控制对象物X2进行散发，从而能够对温度控制对象物X2进行温度控制。具体而言，在本实施方式中，利用第1液体对温度控制对象物X2的热进行吸收，从而能够对温度控制对象物X2进行冷却。

接下来，第2液体流通装置102具有第2液体流通路102A，该第2液体流通路102A与第2制冷回路40的第2蒸发器43连接，向第2蒸发器43内提供通过在第2蒸发器43流通的制冷剂来进行冷却的第2液体，并且使从第2蒸发器43流出的第2液体流通。第2液体流通路102A具有：下游部102D，其接受从第2蒸发器43流出的第2液体并使该第2液体流通；以及上游部102U，其向第2蒸发器43内提供第2液体，其中，在下游部102D这一侧设置有上述的冷却侧第2温度传感器121、第2加热器122、第2泵123以及加热侧第2温度传感器124。

而且，在下游部102D的第2蒸发器43侧的相反侧的端部设置有排出第2液体的排出部125，排出部125能够与用于使第2液体流通的配管连接。另一方面，在上游部102U的第2蒸发器43侧的相反侧的端部设置有能够接受第2液体的接受部126，接受部126能够与用于使第2液体流通的配管连接。

另外，冷却侧第2温度传感器121对刚从第2蒸发器43流出后的第2液体的温度进行检测，并且如上述那样与第2膨胀阀控制装置94电连接。第2加热器122配置于下游部102D的冷却侧第2温度传感器121的下游侧，对从第2蒸发器43侧流入的第2液体进行加热并使其流出。第2泵123配置于下游部102D的第2加热器122的下游侧，为了使下游部102D内的第2液体从第2蒸发器43侧向排出部125侧流通而进行驱动。另外，加热侧第2温度传感器124设置于下游部102D的第2泵123的下游侧。这里，加热侧第2温度传感器124和第2加热器122与第2加热量控制装置127电连接，本实施方式的第2加热量控制装置127能够对第2加热器122的加热量进行控制，以使加热侧第2温度传感器124所检测的温度为期望的值。

在以上那样的本实施方式的第2液体流通装置102中，例如如图1所示，在排出部125与接受部126之间设置以双点划线示出的配管Y1，在配管Y1的途中利用第2液体对温度控制对象物Y2的热进行吸收或者将热向温度控制对象物Y2进行散发，从而能够对温度控制对象物Y2进行温度控制。具体而言，在本实施方式中，利用第2液体对温度控制对象物Y2的热进行吸收，从而能够对温度控制对象物Y2进行冷却。

另外，第3液体流通装置103具有第3液体流通路103A，该第3液体流通路103A与热介质流通装置50的冷却用热交换器53连接，向冷却用热交换器53内提供通过在冷却用热交换器53流通的热介质来进行冷却的第3液体，并且使从冷却用热交换器53流出的第3液体流通。第3液体流通路103A具有：下游部103D，其接受从冷却用热交换器53流出的第3液体并使该第3液体流通；以及上游部103U，其向冷却用热交换器53内提供第3液体，其中，在下游部103D这一侧设置有第3加热器132、第3泵133以及加热侧第3温度传感器134。

而且，在下游部103D的冷却用热交换器53侧的相反侧的端部设置有排出第3液体的排出部135，排出部135能够与用于使第3液体流通的配管连接。另一方面，在上游部103U的冷却用热交换器53侧的相反侧的端部设置有能够接受第3液体的接受部136，该接受部136能够与用于使第3液体流通的配管连接。

另外，第3加热器132对从冷却用热交换器53侧流入的第3液体进行加热并使其流出，第3泵133配置于下游部103D的第3加热器132的下游侧，为了使下游部103D内的第3液体从冷却用热交换器53侧向排出部135侧流通而进行驱动。另外，加热侧第3温度传感器134设置于下游部103D的第3泵133的下游侧。这里，加热侧第3温度传感器134和第3加热器132与第3加热量控制装置137电连接，本实施方式的第3加热量控制装置137能够对第3加热器132的加热量进行控制，以使加热侧第3温度传感器134所检测的温度为期望的值。

在以上那样的本实施方式的第3液体流通装置103中，例如，如图1所示，在排出部135与接受部136之间设置以双点划线示出的配管Z1，在配管Z1的途中利用第3液体对温度控制对象物Z2的热进行吸收或者将热向温度控制对象物Z2进行散发，从而能够对温度控制对象物Z2进行温度控制。具体而言，在本实施方式中，利用第3液体对温度控制对象物Z2的热进行吸收，从而能够对温度控制对象物Z2进行冷却。

(温度控制装置的动作)

接下来，对温度控制装置1的动作的一例进行说明。在本例中，首先，在第1～第3液体流通装置101～103上分别连接对应的配管X1、Y1、Z1，以便能够进行第1液体对温度控制对象物X2的冷却、第2液体对温度控制对象物Y2的冷却以及第3液体对温度控制对象物Z2的冷却。之后，驱动压缩机21、热介质流通装置50以及第1、第2、第3泵113、123、133。

当压缩机21被驱动时，在制冷装置10的第1制冷回路20中，被压缩机21压缩后的制冷剂流入冷凝器22，并被热介质流通装置50的热介质冷凝。然后，制冷剂通过过冷却用热交换器33。此时，在本实施方式中，过冷却用控制阀32是常开的，在冷凝器22的下游侧流通的冷凝后的制冷剂的一部分向过冷却用旁通流路31流通，在过冷却用控制阀32的下游侧膨胀而变成低温，从而对从冷凝器22经由过冷却用热交换器33向第1膨胀阀23侧流通的制冷剂赋予过冷却度。被过冷却用控制阀32膨胀后的制冷剂以吸热后的状态向压缩机21流入。然后，通过第1膨胀阀23后的制冷剂被减压而变成低温，并流入第1蒸发器24。

流入第1蒸发器24的制冷剂与在第1液体流通装置101流通的第1液体进行热交换，对第1液体进行冷却。这里，第1液体流通装置101利用第1加热器112对被流入第1蒸发器24的制冷剂冷却后的第1液体进行加热，从而将第1液体调节为期望的值。然后，利用这样被调节为期望的值的第1液体，对温度控制对象物X2进行温度控制。另外，与第1液体进行了热交换后的制冷剂向压缩机21侧流通，再次被压缩机21压缩。

在第2制冷回路40中，在过冷却用热交换器33的上游侧向分支流路41分支的制冷剂被第2膨胀阀42减压而变成低温，并流入第2蒸发器43。然后，流入第2蒸发器43的制冷剂与在第2液体流通装置102流通的第2液体进行热交换，对第2液体进行冷却。这里，第2液体流通装置102利用第2加热器122对被流入第2蒸发器43的制冷剂冷却后的第2液体进行加热，从而将第2液体调节为期望的值。然后，利用这样被调节为期望的值的第2液体对温度控制对象物Y2进行温度控制。另外，与第2液体进行了热交换后的制冷剂与来自注入流路61的制冷剂混合或者不进行混合，并向第1制冷回路20的第1蒸发器24的下游侧流通，再次被压缩机21压缩。

另外，在热介质流通装置50中，向第2冷却流路52流通的热介质在冷却用热交换器53中流通，然后，返回到第1冷却流路51的冷凝器22的下游侧。流入冷却用热交换器53的制冷剂与在第3液体流通装置103流通的第3液体进行热交换，对第3液体进行冷却。这里，第3液体流通装置103利用第3加热器132对被流入冷却用热交换器53的制冷剂冷却后的第3液体进行加热，从而将第3液体调节为期望的值。然后，利用这样被调节为期望的值的第3液体对温度控制对象物Z2进行温度控制。

在本实施方式中，使从第1蒸发器24流出的制冷剂与从第2蒸发器43流出的制冷剂混合而向压缩机21侧流入，在该情况下，混合后的制冷剂的温度或压力容易发生变动。为了抑制这样的变动，在本实施方式中，设置有注入回路60和返回回路70。具体而言，在压缩机21的上游侧的制冷剂的温度或压力比期望的值大的情况下，注入回路60从注入流路61向压缩机21上游侧提供通过过冷却用热交换器33后的低温低压的制冷剂。另外，在压缩机21的上游侧的制冷剂的温度或压力比期望的值小的情况下，返回回路70从返回流路71向压缩机21的上游侧提供高温高压的制冷剂。由此，在本实施方式中，能够抑制非期望状态的制冷剂流入压缩机21，从而能够抑制温度控制变得不稳定。

这里，图2示出注入回路60和返回回路70进行动作时的第1制冷回路20的莫里尔线图，图3是将图2的莫里尔线图上所示的表示多个制冷剂的状态的点方便地图示在制冷装置10上的制冷装置10(特别是第1制冷回路20)的放大图。在图2和图3所示的第1制冷回路20的制冷循环中，被压缩机21吸入的制冷剂如从点A向点B的转移所示的那样被压缩。被压缩机21排出的制冷剂被冷凝器22冷凝而被冷却，如从点B向点C的转移所示的那样，其比焓下降。

接下来，被冷凝器22冷凝后的制冷剂的一部分在过冷却用热交换器33中被赋予过冷却度，如从点C向点C’的转移所示的那样，其比焓下降。此时，在过冷却用热交换器33中赋予过冷却度的过冷却用旁通流路31中所流通的制冷剂被过冷却用控制阀32膨胀，如从点C向点E的转移所示的那样，例如被减压至中压程度，并以该状态在过冷却用热交换器33中赋予过冷却度。然后，赋予了过冷却度后的制冷剂以比焓增加的状态从点E起与在点A-点B间的转移中被压缩的制冷剂混合而到达点B。

接下来，如上述那样在过冷却用热交换器33中被赋予了过冷却度的制冷剂如从点C’向点D的转移所示的那样被第1膨胀阀23减压而变成低温。然后，从第1膨胀阀23排出的制冷剂在第1蒸发器24中与第1液体进行热交换，在该例子中，如从点D向点A’的转移所示的那样进行吸热，其比焓增加。

此时，当如点A’所示的那样制冷剂被过度赋予了过热度的情况下，注入回路60如从点C’向点D’的转移所示的那样，将通过过冷却用热交换器33后的制冷剂作为低温低压的制冷剂与被过度赋予了过热度的制冷剂进行混合，从而能够如从点A’向点A”的转移所示的那样，降低制冷剂的过热度。然后，此时，在本例中，如点A”所示的那样，制冷剂的比焓被过度降低，制冷剂的温度或压力非期望地降低，但在该情况下，如从点B向点B’的转移所示的那样，利用返回回路70使压缩机21的下游侧的高温高压的制冷剂与温度或压力过度降低的制冷剂进行混合，从而能够使制冷剂如从点A”向点A的转移所示的那样成为期望的状态。这样，能够抑制非期望状态的制冷剂流入压缩机21，从而能够抑制温度控制变得不稳定。

在以上说明的本实施方式中，第1膨胀阀23和第1蒸发器24以及第2膨胀阀42和第2蒸发器43在各自的上游侧与通用的压缩机21和冷凝器22连接。而且，能够使从压缩机21排出并从冷凝器22流出的制冷剂经由第1膨胀阀23向第1蒸发器24流通，并且能够经由第2膨胀阀42向第2蒸发器43流通，从而能够通过各蒸发器对不同的温度控制对象物或空间进行冷却。由此，能够抑制装置尺寸，并且能够高效地对多个温度控制对象物或空间进行冷却。尤其是，当多个温度控制对象物或空间中的一部分所要求的温度控制范围与其他部分不同时，利用由过冷却用热交换器33过冷却后的制冷剂所流通的第1蒸发器24对要求较大温度控制范围的温度控制对象物或空间进行冷却，利用第2蒸发器43对其他的温度控制对象物或空间进行冷却，从而能够更有效地抑制制冷装置的装置尺寸，并且能够抑制能耗。

另外，制冷装置10能够将通过注入回路60而分支的冷凝后的制冷剂与向第1蒸发器24的下游侧流出的制冷剂进行混合，因此能够容易地将流入压缩机21的制冷剂的温度和压力控制为期望的状态。由此，能够使压缩机21的动作稳定，提高温度控制的稳定性。此外，在压缩机21的上游的制冷剂非期望地处于低温或低压时，制冷装置10通过使从压缩机21排出的高温高压的制冷剂经由返回回路70返回到压缩机21的上游侧，能够将压缩机21的上游的制冷剂调节为期望的状态并流入压缩机21。由此，能够使压缩机21的动作稳定，提高温度控制的稳定性。

另外，本实施方式的返回调节阀72构成为，根据在第1制冷回路20的压缩机21的下游侧且冷凝器22的上游侧的部分中流通的制冷剂的压力与在第1制冷回路20的第1蒸发器24的下游侧且压缩机21的上游侧的部分中的比分支流路41的连接位置靠下游侧的部分中流通的制冷剂的压力之间的压力差，对该返回调节阀72的开度进行调节。由此，在压缩机21的上游的制冷剂非期望地处于低温或低压时，能够在不使结构复杂化的情况下将压缩机21的上游的制冷剂调节为期望的状态并流入压缩机。

另外，制冷装置10还具有热介质流通装置50，该热介质流通装置50具有：第1冷却流路51，其向冷凝器22内提供用于使在冷凝器22流通的制冷剂冷凝的热介质，并且使从冷凝器22流出的热介质流通；第2冷却流路52，其使第1冷却流路51的相对于冷凝器22位于上游侧的部分与位于下游侧的部分以能够供热介质流通的方式连通；以及冷却用热交换器53，其设置于第2冷却流路52。由此，通过使用于对在第1制冷回路20流通的制冷剂进行冷凝的热介质向冷却用热交换器53侧流通，能够通过冷却用热交换器53进行温度控制，从而能够抑制装置的大型化，并且进一步增加能够温度控制的温度控制对象物或空间。

(温度控制装置的应用例)

图4是通过将本实施方式的温度控制装置1与等离子蚀刻装置200连接而构成的半导体制造系统的概略图。等离子蚀刻装置200具有下部电极201、上部电极202、以及收纳下部电极201和上部电极202的容器203。在进行蚀刻的情况下，按照下部电极201、上部电极202、容器203的顺序使温度变高。针对这样的等离子蚀刻装置200，在本实施方式的温度控制装置1中，将第1液体流通装置101连接于下部电极201，将第2液体流通装置102连接于上部电极202，将第3液体流通装置103连接于容器203。由此，能够通过本实施方式的温度控制装置1高效地对等离子蚀刻装置200进行冷却。

另外，在本实施方式中，温度控制装置1具有制冷装置10和第1～第3液体流通装置101～103，但也可以不设置液体循环装置，将制冷装置10作为空调装置来使用。

标号说明

1：温度控制装置；10：制冷装置；20：第1制冷回路；21：压缩机；22：冷凝器；23：第1膨胀阀；24：第1蒸发器；30：过冷却回路；31：过冷却用旁通流路；32：过冷却用控制阀；33：过冷却用热交换器；40：第2制冷回路；41：分支流路；42：第2膨胀阀；43：第2蒸发器；50：热介质流通装置；51：第1冷却流路；52：第2冷却流路；53：冷却用热交换器；60：注入回路；61：注入流路；62：注入阀；70：返回回路；71：返回流路；72：返回调节阀；101：第1液体流通装置；101A：第1液体流通路；112：第1加热器；102：第2液体流通装置；102A：第2液体流通路；122：第2加热器；X1、Y1、Z1：配管；X2、Y2、Z2：温度控制对象物；200：等离子蚀刻装置；201：下部电极；202：上部电极；203：容器。

Claims (5)

1.一种制冷装置，其特征在于，该制冷装置具有：

第1制冷回路，其由压缩机、冷凝器、第1膨胀阀以及第1蒸发器以使制冷剂循环的方式依次连接而成；

过冷却回路，其具有过冷却用旁通流路、过冷却用控制阀以及过冷却用热交换器，其中，该过冷却用旁通流路使所述第1制冷回路的位于所述冷凝器的下游侧且所述第1膨胀阀的上游侧的部分与所述第1制冷回路的所述压缩机或位于所述压缩机的上游侧且所述第1蒸发器的下游侧的部分以能够供所述制冷剂流通的方式连通，该过冷却用控制阀对在所述过冷却用旁通流路中流通的所述制冷剂的流量进行控制，该过冷却用热交换器设置于所述过冷却用旁通流路的所述过冷却用控制阀的下游侧，使向所述过冷却用控制阀的下游侧流通的所述制冷剂与在所述第1制冷回路的位于所述冷凝器的下游侧且所述第1膨胀阀的上游侧的部分中的比与所述过冷却用旁通流路连接的连接位置靠下游侧的部分中流通的所述制冷剂进行热交换；

第2制冷回路，其具有分支流路、第2膨胀阀以及第2蒸发器，其中，该分支流路使所述第1制冷回路的所述冷凝器的下游侧且所述第1膨胀阀的上游侧的部分中的比与所述过冷却用旁通流路连接的连接位置靠上游侧的部分与所述第1制冷回路的所述第1蒸发器的下游侧且所述压缩机的上游侧的部分以能够供所述制冷剂流通的方式连通，该第2膨胀阀设置于所述分支流路，使所接受的所述制冷剂膨胀并流出，该第2蒸发器设置于所述分支流路的所述第2膨胀阀的下游侧，用于使从所述第2膨胀阀流出的所述制冷剂蒸发；

注入回路，该注入回路具有注入流路和注入阀，该注入流路使所述第1制冷回路的所述冷凝器的下游侧且所述第1膨胀阀的上游侧的部分中的比通过所述过冷却用热交换器使所述制冷剂进行热交换的位置靠下游侧的部分与所述分支流路的所述第2蒸发器的下游侧的部分以能够供所述制冷剂流通的方式连通，该注入阀能够对在所述注入流路中流通的所述制冷剂的流量进行调节；以及

返回回路，该返回回路具有返回流路和返回调节阀，该返回流路使所述第1制冷回路的所述压缩机的下游侧且比所述冷凝器靠上游侧的部分与所述第1制冷回路的所述第1蒸发器的下游侧且比所述压缩机靠上游侧的部分以能够供所述制冷剂流通的方式连通，该返回调节阀能够对在所述返回流路中流通的所述制冷剂的流量进行调节。

2.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，

所述返回调节阀构成为，根据在所述第1制冷回路的所述压缩机的下游侧且所述冷凝器的上游侧的部分中流通的所述制冷剂的压力与在所述第1制冷回路的所述第1蒸发器的下游侧且所述压缩机的上游侧的部分中的比所述分支流路的连接位置靠下游侧的部分中流通的所述制冷剂的压力之间的压力差，对该返回调节阀的开度进行调节。

3.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，

该制冷装置还具有热介质流通装置，该热介质流通装置具有：

第1冷却流路，其与所述冷凝器连接，向所述冷凝器内提供用于使在所述冷凝器中流通的所述制冷剂冷凝的热介质，并且使从所述冷凝器流出的所述热介质流通；

第2冷却流路，其使所述第1冷却流路的相对于所述冷凝器位于上游侧的部分和位于下游侧的部分以能够供所述热介质流通的方式连通；以及

冷却用热交换器，其设置于所述第2冷却流路。

4.一种温度控制装置，其特征在于，该温度控制装置具有：

权利要求1所述的制冷装置；

第1液体流通装置，其具有第1液体流通路，该第1液体流通路与所述第1制冷回路的所述第1蒸发器连接，向所述第1蒸发器内提供通过在所述第1蒸发器中流通的所述制冷剂来进行冷却的第1液体，并且使从所述第1蒸发器流出的所述第1液体流通；以及

第2液体流通装置，其具有第2液体流通路，该第2液体流通路与所述第2制冷回路的所述第2蒸发器连接，向所述第2蒸发器内提供通过在所述第2蒸发器中流通的所述制冷剂来进行冷却的第2液体，并且使从所述第2蒸发器流出的所述第2液体流通。

5.根据权利要求4所述的温度控制装置，其特征在于，

所述第1液体流通装置具有第1加热器，该第1加热器对由所述制冷剂冷却后的所述第1液体进行加热，

所述第2液体流通装置具有第2加热器，该第2加热器对由所述制冷剂冷却后的所述第2液体进行加热。

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