发明内容
发明要解决的课题
但是,专利文献1所记载的冷却器(温度控制系统)在返回侧检测温度剧烈变动后变更反馈控制的控制条件。因此,在专利文献1所记载的冷却器中,在发生被冷却物的负荷变动或目标温度的变化的情况下,使供给侧检测温度追随目标温度是有限度的。另一方面,如果要提高使供给侧检测温度追随目标温度的追随性,则需要预先始终较高地保持冷却器的驱动状态,冷却器中的能量消耗增加。
本公开为了解决这样的课题而做出,其主要目的在于提供一种温度控制系统,其能够抑制能量消耗,并且能够提高使控制对象的温度追随目标温度的追随性。
用于解决上述课题的第一方案是一种温度控制系统,其将控制对象的温度控制为随着时间经过而变化的目标温度,温度控制系统具备:调整装置,具有储存热媒的罐,并将所述热媒调整到设定温度进行供给;循环回路,使所述热媒从所述调整装置流通至能够对所述控制对象进行热供给的流通部,并使所述热媒返回至所述调整装置;调整部,调整从所述流通部向所述控制对象供给的热量;存储部,预先存储所述时间经过与所述目标温度的关系;控制部,基于存储在所述存储部中的所述关系,在比所述目标温度发生变化的变化时刻提前预定时间时将所述设定温度设定为与变化后的目标温度对应的设定温度,并且通过所述调整部调整所述热量,使得在到达所述变化时刻之前将所述控制对象的温度控制为变化前的目标温度。
根据上述结构,温度控制系统将控制对象的温度控制为随着时间经过而变化的目标温度。
在此,调整装置具有储存热媒的罐,并将热媒调整到设定温度进行供给。因此,调整装置能够将调整到设定温度或接近设定温度的温度的热媒预先储存在罐中。循环回路使热媒从调整装置流通至能够对控制对象进行热供给的流通部,并使热媒返回至调整装置。因此,通过使热媒从调整装置流通至流通部,从流通部向控制对象供给热,而能够对控制对象的温度进行控制。另外,向控制对象供给热包括冷却控制对象的情况和加热控制对象的情况。
在控制对象的目标温度随着时间经过而变化的情况下,需要使控制对象的温度迅速地追随目标温度。关于这一点,控制部基于存储在存储部中的时间经过与目标温度的关系,在比目标温度变化的变化时刻提前预定时间时将设定温度设定为与变化后的目标温度对应的设定温度。因此,调整装置能够在变化时刻之前将调整为与变化后的目标温度对应的设定温度的热媒预先储存在罐中。因此,调整装置能够在目标温度变化后,从罐供给预先调整了温度的热媒,而能够提高使控制对象的温度追随目标温度的追随性。而且,只要从比变化时刻提前预定时间时开始设定为与变化后的目标温度对应的设定温度即可,不需要始终预先高度保持调整装置的驱动状态,因此能够抑制调整装置中的能量消耗。
在比变化时刻提前预定时间时将设定温度设定为与变化后的目标温度对应的设定温度的情况下,从调整装置向流通部供给的热媒的温度从变更设定温度之前的热媒的温度变化。关于这一点,控制部通过调整部调整从流通部向控制对象供给的热量,以使得在到达变化时刻之前将控制对象的温度控制为变化前的目标温度。因此,即使在比变化时刻提前预定时间时将设定温度设定为与变化后的目标温度对应的设定温度,也能够抑制控制对象的温度偏离目标温度。
在第二方案中,温度控制系统还具备温度传感器,所述温度传感器检测从所述调整装置供给的所述热媒的温度,所述控制部基于所述变化后的目标温度、由所述温度传感器检测出的所述温度、从所述调整装置到所述控制对象的热容量、以及所述调整装置的运转状态来设定所述预定时间。
在目标温度发生变化的变化时刻之前,调整装置应预先储存在罐中的热量与控制对象的变化后的目标温度、当前的热媒的温度、以及从调整装置到控制对象的热容量相关。另外,调整装置在容器中储存必要的热量所需的时间与调整装置的运转状态相关。
关于这一点,根据上述结构,温度传感器检测从调整装置供给的热媒的温度。然后,控制部根据控制对象的变化后的目标温度、通过温度传感器检测出的温度、从调整装置到控制对象的热容量、以及调整装置的运转状态来设定预定时间。因此,能够适当地设定预定时间,从而能够提高使控制对象的温度追随目标温度的追随性,并且能够抑制调整装置中的能量消耗。
在第三方案中,所述控制部基于最高输出运转作为所述调整装置的所述运转状态来设定所述预定时间,使所述调整装置从所述变化时刻之前的所述预定时间到所述变化时刻为止进行最高输出运转。根据这样的结构,能够使调整装置预先在罐中储存所需热量的时间最短,从而能够延长将调整装置的设定温度设定为与目标温度对应的设定温度的通常控制的时间。因此,能够提高将控制对象的温度控制为目标温度的精度。
在第四方案中,所述控制部基于最高效率运转作为所述调整装置的所述运转状态来设定所述预定时间,使所述调整装置从所述变化时刻之前的所述预定时间到所述变化时刻为止进行最高效率运转。根据这样的结构,在调整装置预先将所需热量储存在罐中时,能够使调整装置最高效地运转,从而能够抑制调整装置的能量消耗。
在第五方案中,所述调整部包括第一分配阀,所述第一分配阀变更从所述调整装置流通至所述流通部的所述热媒与从所述调整装置不经由所述流通部而返回至所述调整装置的所述热媒的比例。
根据上述结构,第一分配阀变更从调整装置流通至流通部的热媒与从调整装置不经由流通部而返回至调整装置的热媒的比例。因此,能够通过第一分配阀改变从调整装置向流通部供给的热量和返回至调整装置的热量的比例。因此,通过利用第一分配阀变更供给到流通部的热量,而能够将控制对象的温度控制为目标温度。此外,即使在比变化时刻提前预定时间时将设定温度设定为与变化后的目标温度相对应的设定温度,也可以通过使用第一分配阀改变供给到流通部的热量来抑制控制对象的温度偏离目标温度。
在第六方案中,所述调整装置是具有储存第一热媒的第一罐并将所述第一热媒调整到第一设定温度进行供给的第一调整装置,所述循环回路是使所述第一热媒从所述第一调整装置流通至能够对所述控制对象进行热供给的第一流通部并使所述第一热媒返回至所述第一调整装置的第一循环回路,温度控制系统还具备:第二调整装置,将第二热媒调整到第二设定温度进行供给;以及第二循环回路,使所述第二热媒从所述第二调整装置流通至能够对所述控制对象进行热供给的第二流通部,并使所述第二热媒返回至所述第二调整装置,所述调整部调整从所述第一流通部和所述第二流通部向所述控制对象供给的热量,所述控制部基于存储在所述存储部中的所述关系,在比第一变化时刻提前预定时间时将所述第一设定温度设定为与变化后的目标温度对应的第一设定温度,并且通过所述调整部调整所述热量,使得在到达所述第一变化时刻之前将所述控制对象的温度控制为变化前的目标温度,其中,在所述第一变化时刻,所述目标温度变化为使所述第一热媒从所述第一调整装置向所述第一流通部供给的目标温度。
根据上述结构,温度控制系统具备第一调整装置、第一循环回路、第二调整装置以及第二循环回路。因此,通过使第一热媒及第二热媒从第一调整装置及第二调整装置分别流通至第一流通部及第二流通部,并从第一流通部及第二流通部向控制对象供给热,而能够对控制对象的温度进行控制。
控制部基于存储在存储部中的时间经过与目标温度的关系,在比第一变化时刻提前预定时间时将第一设定温度设定为与变化后的目标温度对应的第一设定温度,其中,在第一变化时刻,目标温度变化为使第一热媒从第一调整装置向第一流通部供给的目标温度。因此,第一调整装置能够将调整为与变化后的目标温度对应的第一设定温度的第一热媒在第一变化时刻之前预先储存在第一罐中。因此,第一调整装置能够在目标温度变化后,从第一罐供给预先调整了温度的第一热媒,从而能够提高使控制对象的温度追随目标温度的追随性。而且,只要从比第一变化时刻提前预定时间时开始设定为与变化后的目标温度对应的第一设定温度即可,不需要始终预先高度保持第一调整装置的驱动状态,因此能够抑制第一调整装置中的能量消耗。
在比变化时刻提前预定时间时将第一设定温度设定为与变化后的目标温度对应的第一设定温度的情况下,从第一调整装置向第一流通部供给的第一热媒的温度从变更第一设定温度之前的第一热媒的温度变化。关于这一点,控制部通过调整部调整从第一流通部向控制对象供给的热量,使得在到达第一变化时刻之前将控制对象的温度控制为变化前的目标温度。而且,控制部还通过调整部调整从第二流通部向控制对象供给的热量。因此,即使在仅通过调整部调整从第一流通部向控制对象供给的热量而难以将控制对象的温度控制为目标温度的情况下,也能够抑制控制对象的温度偏离目标温度。
在第七方案中,所述控制部仅在从所述第一变化时刻起的辅助期间就将所述第二设定温度设定为与变化后的目标温度对应的第二设定温度,并使所述第二热媒从所述第二调整装置向所述第二流通部供给。根据这样的结构,在从第一调整装置向第一流通部供给第一热媒而将控制对象的温度控制为变化后的目标温度时,能够从第二调整装置向第二流通部供给第二热媒进行辅助,因此能够进一步提高使控制对象的温度追随目标温度的追随性。
在比目标温度变化为使第一热媒从第一调整装置向第一流通部供给的目标温度的第一变化时刻提前预定时间时将第一设定温度设定为与变化后的目标温度对应的第一设定温度的情况下,有可能产生以下的问题。即,在将控制对象的温度控制为目标温度的同时,到将预先调整了温度的第一热媒储存在第一罐储存为止的时间(预定时间)可能变长。
关于这一点,在第八方案中,所述控制部从提前所述预定时间时到所述第一变化时刻为止,将所述第二设定温度设定为与变化前的目标温度对应的第二设定温度,并从所述第二调整装置向所述第二流通部供给所述第二热媒。根据这样的结构,在将第一设定温度设定为与变化后的目标温度对应的第一设定温度且同时从第一调整装置向第一流通部供给第一热媒而将控制对象的温度控制为变化前的目标温度时,能够从第二调整装置向第二流通部供给第二热媒来进行辅助,因此能够抑制上述预定时间变长的情况。
在第九方案中,所述第一热媒及所述第二热媒是共同的共同热媒,所述第一流通部和所述第二流通部是共同的共同流通部,所述调整部包括第二分配阀,所述第二分配阀变更从所述共同流通部流通至所述第一调整装置的所述共同热媒与从所述共同流通部流通至所述第二调整装置的所述共同热媒的比例。
根据上述结构,第二分配阀改变从共同流通部流通至第一调整装置的共同热媒与从共同流通部流通至第二调整装置的共同热媒的比例。即,第二分配阀改变从第一调整装置流通至共同流通部的共同热媒与从第二调整装置流通至共同流通部的共同热媒的比例。由此,从第一调整装置供给到共同流通部的热量和从第二调整装置供给到共同流通部的热量的比例能够通过第二分配阀来变更。因此,通过利用第二分配阀变更供给到共同流通部的热量,而能够将控制对象的温度控制为目标温度。此外,即使在比第一变化时刻提前预定时间时将第一设定温度设定为与变化后的目标温度相对应的第一设定温度,也可以通过利用第二分配阀改变供给到共同流通部的热量来抑制控制对象的温度偏离目标温度。
在第十方案中,所述第一热媒及所述第二热媒是共同的共同热媒,所述第一流通部和所述第二流通部是共同的共同流通部,所述调整部包括第三分配阀,所述第三分配阀变更从所述共同流通部流通至所述第一调整装置的所述共同热媒、从所述共同流通部不经由所述第一调整装置及所述第二调整装置而返回至所述共同流通部的所述共同热媒、以及从所述共同流通部流通至所述第二调整装置的所述共同热媒的比例。
根据上述结构,温度控制系统包括第三分配阀,该第三分配阀变更从共同流通部流通至第一调整装置的共同热媒、从共同流通部不经由第一调整装置及第二调整装置而返回至共同流通部的共同热媒、以及从共同流通部流通至第二调整装置的共同热媒的比例。即,第三分配阀变更从第一调整装置流通至共同流通部的共同热媒、从共同流通部不经由第一调整装置及第二调整装置而返回至共同流通部的共同热媒、以及从第二调整装置流通至共同流通部的共同热媒的比例。由此,能够通过第三分配阀变更共同流通部从第一调整装置接收的热量、返回至共同流通部的热量、以及共同流通部从第二调整装置接收的热量的比例。因此,通过利用第三分配阀变更向共同流通部供给的热量,而能够将控制对象的温度控制为目标温度。此外,即使在比第一变化时刻提前预定时间时将第一设定温度设定为与变化后的目标温度相对应的第一设定温度,也可以通过利用第三分配阀变更向共同流通部供给的热量来抑制控制对象的温度偏离目标温度。而且,能够实现不使共通热媒从共通流通部流通至第一调整装置及第二调整装置而使从共通流通部流出的共通热媒按原样返回至共通流通部的状态。
在第十一方案中,
所述第二循环回路独立于所述第一循环回路,
所述温度控制系统还具备第三循环回路,所述第三循环回路独立于所述第一循环回路及所述第二循环回路,并供第三热媒进行循环,其中,所述第三热媒能够使用的温度范围比所述第一热媒及所述第二热媒能够使用的温度范围宽,
所述第三循环回路具备第三流通部、第四流通部且不具备储存所述第三热媒的罐,所述第三循环回路使所述第三热媒从所述第三流通部及所述第四流通部流通至与所述控制对象进行热交换的热交换部,并使所述第三热媒返回至所述第三流通部及所述第四流通部,其中,所述第三流通部供所述第三热媒流通,并与所述第一流通部进行热交换,所述第四流通部供所述第三热媒流通,并与所述第二流通部进行热交换,
所述调整部包括第四分配阀,所述第四分配阀变更从所述热交换部流通至所述第三流通部的所述第三热媒与从所述热交换部流通至所述第四流通部的所述第三热媒的比例。
根据上述结构,第三循环回路独立于第一循环回路及第二循环回路,并供第三热媒进行循环,其中,第三热媒能够使用的温度范围比第一热媒能够使用的温度范围宽。因此,即使第三热媒价格昂贵,也能够使第三热媒仅在第三循环回路中循环,从而减少第三热媒的使用量。而且,第三循环回路不具备储存第三热媒的罐。因此,能够进一步减少在第三循环回路中循环的第三热媒的量。
第三循环回路具备:第三流通部,供第三热媒流通并与第一流通部进行热交换;以及第四流通部,供第三热媒流通并与第二流通部进行热交换。因此,能够将供给到第一流通部的热量通过第一流通部和第三流通部的热交换而供给到第三流通部。同样地,能够将供给到第二流通部的热量通过第二流通部和第四流通部的热交换而供给到第四流通部。第三循环回路使第三热媒从第三流通部和第四流通部流通至与控制对象进行热交换的热交换部,并使第三热媒返回至第三流通部和第四流通部。因此,能够经由第三热媒从第三流通部及第四流通部向与控制对象进行热交换的热交换部供给热量。
第四分配阀改变从热交换部流通到第三流通部的第三热媒与从热交换部流通到第四流通部的第三热媒的比例。由此,能够通过第四分配阀改变从第三流通部向热交换部供给的热量与从第四流通部向热交换部供给的热量的比例。因此,通过利用第四分配阀变更向热交换部供给的热量,而能够将控制对象的温度控制为目标温度。在此,如上所述,能够减少在第三循环回路中循环的第三热媒的量。因此,能够使第三热媒的温度迅速变化,从而能够提高对控制对象的温度进行控制的响应性。而且,即使在比第一变化时刻提前预定时间时将第一设定温度设定为与变化后的目标温度对应的第一设定温度,也能够通过利用第四分配阀变更向热交换部供给的热量,来抑制控制对象的温度偏离目标温度。
在第十二方案中,
所述第二循环回路独立于所述第一循环回路,
所述温度控制系统还具备第三循环回路,所述第三循环回路独立于所述第一循环回路及所述第二循环回路,并供第三热媒进行循环,其中,所述第三热媒能够使用的温度范围比所述第一热媒及所述第二热媒能够使用的温度范围宽,
所述第三循环回路具备第三流通部、第四流通部且不具备储存所述第三热媒的罐,所述第三循环回路使所述第三热媒从所述第三流通部及所述第四流通部流通至与所述控制对象进行热交换的热交换部,并使所述第三热媒返回至所述第三流通部及所述第四流通部,其中,所述第三流通部供所述第三热媒流通,并与所述第一流通部进行热交换,所述第四流通部供所述第三热媒流通,并与所述第二流通部进行热交换,
所述调整部包括第五分配阀,所述第五分配阀变更从所述热交换部流通至所述第三流通部的所述第三热媒、从所述热交换部不经由所述第三流通部及所述第四流通部而返回至所述热交换部的所述第三热媒、以及从所述热交换部流通至所述第四流通部的所述第三热媒的比例。
根据上述结构,第五分配阀变更从热交换部流通至第三流通部的第三热媒、从热交换部不经由第三流通部及第四流通部而返回至热交换部的第三热媒、以及从热交换部流通至第四流通部的第三热媒的比例。由此,能够通过第五分配阀变更热交换部从第三流通部接收的热量、返回至热交换部的热量、与热交换部从第四流通部接收的热量的比例。因此,通过利用第五分配阀变更向热交换部供给的热量,而能够将控制对象的温度控制为目标温度。另外,即使在比第一变化时刻提前预定时间时将第一设定温度设定为与变化后的目标温度对应的第一设定温度,也能够通过利用第五分配阀变更向热交换部供给的热量,而抑制控制对象的温度偏离目标温度。而且,能够实现不使第三热媒从热交换部流通至第三流通部及第四流通部而使从热交换部流出的第三热媒按原样返回至热交换部的状态。
第十三方案是一种温度控制系统,其将控制对象的温度控制为随着时间经过而变化的目标温度,温度控制系统具备:
第一调整装置,具有储存第一热媒的第一罐,并将所述第一热媒调整到第一设定温度进行供给;
第一循环回路,使所述第一热媒从所述第一调整装置流通至第一流通部,并使所述第一热媒返回至所述第一调整装置;
加热器,对所述控制对象进行加热,并能够控制发热量;
第三循环回路,独立于所述第一循环回路,供第三热媒进行循环,具有与所述第一流通部进行热交换的第三流通部,不具有储存所述第三热媒的罐,其中,所述第三热媒能够使用的温度范围比所述第一热媒能够使用的温度范围宽;
调整部,对在所述第一流通部和所述第三流通部之间交换的热量以及所述加热器的发热量进行调整;
存储部,预先存储所述时间经过与所述目标温度的关系;
控制部,基于存储在所述存储部中的所述关系,在比第一变化时刻提前预定时间时将所述第一设定温度设定为与变化后的目标温度对应的第一设定温度,并且通过所述调整部调整所述热量及所述发热量,使得在到达所述第一变化时刻之前将所述控制对象的温度控制为变化前的目标温度,其中,在所述第一变化时刻,所述目标温度变化为使所述第一热媒从所述第一调整装置向所述第一流通部供给的目标温度。
根据上述结构,第三循环回路独立于第一循环回路,供第三热媒进行循环,其中,该第三热媒能够使用的温度范围比第一热媒能够使用的温度范围宽。因此,即使第三热媒价格昂贵,也能够使第三热媒仅在第三循环回路中循环,减少第三热媒的使用量。而且,第三循环回路不具备储存第三热媒的罐。因此,能够进一步减少在第三循环回路中循环的第三热媒的量。
第一循环回路起到与第一方案的循环回路相同的作用效果。而且,由于使用能够使用的温度范围比第三热媒能够使用的温度范围窄的第一热媒,因此能够使用廉价的热媒作为第一热媒。加热器加热控制对象,并且能够控制发热量。因此,能够不使用热媒而直接加热控制对象。
温度控制系统具有调整部,该调整部对在第一流通部和第三流通部之间交换的热量以及加热器的发热量进行调整。因此,能够通过调整部调整向第三流通部供给的热量以及向控制对象直接供给的热量,并能够将控制对象的温度控制为目标温度。在此,如上所述,能够减少在第三循环回路中循环的第三热媒的量。因此,能够使第三热媒的温度迅速变化,从而能够提高对控制对象的温度进行控制的响应性。而且,即使在比变化时刻提前预定时间时将设定温度设定为与变化后的目标温度对应的设定温度,也能够通过利用调整部变更向热交换部供给的热量,来抑制控制对象的温度偏离目标温度。而且,控制部还通过调整部调整从加热器向控制对象直接供给的热量。因此,即使在仅通过调整部调整从第一流通部向控制对象供给的热量而难以将控制对象的温度控制为目标温度的情况下,也能够抑制控制对象的温度偏离目标温度。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下,参照附图对具体化为对半导体制造装置的下部电极(控制对象)的温度进行控制的温度控制系统的第一实施方式进行说明。
如图1所示,温度控制系统100具备第一循环回路110及控制部80等。
第一循环回路110是供第一热媒进行循环的回路。第一热媒(热媒)是例如由60%的乙二醇和40%的水构成的液体。第一热媒比较便宜。第一循环回路110包括第一冷却器11、温度传感器19、第一分配阀12等。
第一冷却器11(调整装置)具备罐11a、泵11b等。第一冷却器11能够将第一热媒的温度调整为-25~95℃。罐11a(第一罐)储存被调整为设定温度Tc的第一热媒。泵11b将储存在罐11a中的第一热媒向流路17a排出。流路17a与第一分配阀12的公共端口(COM)连接。
温度传感器19检测从第一冷却器11供给的第一热媒的温度,并将检测结果输出到控制部80。
第一分配阀12(调整部)是具备公共端口、A端口及B端口的三通阀。A端口与流路17b连接。B端口与流路17d连接。第一分配阀12连续地改变从流路17a流向流路17b的第一热媒的流量、与从流路17a流向流路17d的第一热媒的流量之比。第一分配阀12在第一热媒100%地从流路17a向流路17b流动的状态和第一热媒100%地从流路17a向流路17d流动的状态之间连续地变更状态。在第一分配阀12中,无论将从第一冷却器11供给的第一热媒分配到流路17b和流路17d的比例如何,第一热媒的压力损失都是恒定的。
半导体制造装置90具备上部电极91和下部电极92,并且在上部电极91和下部电极92之间产生等离子体P。在下部电极92上载置有晶片等工件W。温度传感器94检测下部电极92的温度。下部电极92与热交换器93一体化。在热交换器93和下部电极92之间进行热交换。
热交换器93(流通部)与流路17b连接,供第一热媒流通。热交换器93与流路18连接。流路18将热交换器93与第一冷却器11的罐11a连接。上述流路17d将第一分配阀12的B端口与流路18连接。即,第一分配阀12变更从第一冷却器11流通至热交换器93的第一热媒、与不经由热交换器93而从第一冷却器11返回至第一冷却器11的第一热媒的比例。而且,在热交换器93中,第一热媒和下部电极92进行热交换。另外,由流路17a、流路17b、流路17d及流路18构成循环回路。
控制部80是具备CPU、ROM、RAM、存储装置80a以及输入输出接口等的微型计算机。控制部80输入温度传感器19、94等的检测结果。控制部80将下部电极92的温度控制为目标温度Te。目标温度Te根据在半导体制造装置90中的工序(时间经过)而变更为90℃、0℃、-20℃等。由于热从等离子体P流入下部电极92,所以在产生等离子体P时,下部电极92的温度可能上升有到110℃左右。伴随于此,从热交换器93流出的第一热媒的温度也可能上升到110℃附近。
控制部80基于下部电极92的目标温度Te、温度传感器19、94的检测结果,控制第一冷却器11的设定温度Tc及第一分配阀12的分配比例。由此,调整在热交换器93中流通的第一热媒的流量,进而调整向热交换器93供给的热量。即,第一分配阀12调整从热交换器93向下部电极92供给的热量。并且,控制部80将第一冷却器11的设定温度Tc设定为与目标温度Te对应的设定温度Tc,并且对第一分配阀12的分配比例进行反馈控制,使得下部电极92的温度成为目标温度Te。
图2是表示下部电极92的目标温度Te和第一冷却器11的设定温度Tc的变化的时序图。如该图所示,下部电极92的目标温度Te根据半导体制造装置90中的工序(时间经过)而周期性地变化为90℃、0℃、-20℃。控制部80的存储装置80a(存储部)预先存储时间经过与目标温度Te的关系。例如,存储装置80a存储有:到时刻t2之前目标温度Te为90℃,在时刻t2目标温度Te变化为0℃,时刻t2之后到时刻t4之前目标温度Te为0℃,在时刻t4目标温度Te变化为-20℃,时刻t4之后到时刻t5之前目标温度Te为-20℃,在时刻t5目标温度Te变化为90℃等。
控制部80配合目标温度Te的变化来将第一冷却器11的设定温度Tc设定为与目标温度Te对应的设定温度Tc。例如,控制部80在目标温度Te为90℃的情况下将设定温度Tc设定为50℃,在目标温度Te为0℃的情况下将设定温度Tc设定为-5℃,在目标温度Te为-20℃的情况下将设定温度Tc设定为-25℃。然后,控制部80对第一冷却器11的输出进行反馈控制,使得由温度传感器19检测出的第一热媒的温度T1成为设定温度Tc。另外,控制部80对第一分配阀12的分配比例进行反馈控制,使得由温度传感器94检测出的下部电极92的温度T3成为目标温度Te。
而且,控制部80基于存储在存储装置80a中的上述关系,在比目标温度Te从目标温度Te1向目标温度Te2变化的变化时刻提前预定时间Δt时将设定温度Tc设定为与变化后的目标温度Te2对应的设定温度Tc2,并且为了在到达变化时刻之前将下部电极92的温度控制为变化前的目标温度Te1,通过第一分配阀12调整向流路17b和流路17d的分配比例。由此,调整到与变化后的目标温度Te2对应的设定温度Tc2的第一热媒在变化时刻之前被储存在罐11a中。
例如,控制部80在比时刻t2提前预定时间Δt1的时刻t1,将设定温度Tc设定为逐渐地变化成与变化后的目标温度Te2=0℃对应的设定温度Tc=-5℃,并且,为了在到达时刻t2之前将下部电极92的温度控制为变化前的目标温度Te1=90℃,通过第一分配阀12减少向流路17b的分配比例,增加向流路17d的分配比例。即,减少流向流路17b的第一热媒的量,使得即使从第一冷却器11供给温度比与目标温度Te1=90℃对应的设定温度Tc1=50℃低的第一热媒,也不会使下部电极92的温度从目标温度Te1=90℃降低。另外,在时刻t1,也可以不使设定温度Tc逐渐变化,而将设定温度Tc一次设定为与变化后的目标温度Te2=0℃对应的设定温度Tc2=-5℃。同样,控制部80在比时刻t4提前预定时间Δt2的时刻t3,将设定温度Tc设定为逐渐变化成与变化后的目标温度Te3=-20℃对应的设定温度Tc3=-25℃(一次设定为设定温度Tc3=-25℃),并且为了在到达时刻t4之前将下部电极92的温度控制为变化前的目标温度Te2=0℃,通过第一分配阀12减少向流路17b的分配比例,增加向流路17d的分配比例。
在目标温度Te变化的变化时刻之前,第一冷却器11应预先储存在罐11a中的热量与下部电极92变化后的目标温度Te2、当前的第一热媒的温度、以及从第一冷却器11到下部电极92的热容量C相关。用于将下部电极92的温度控制为目标温度Te2的第一冷却器11的设定温度Tc是与目标温度Te2对应的设定温度Tc2。另外,第一冷却器11在罐11a中储存必要的热量所需的时间与第一冷却器11的输出(运转状态)相关。
因此,控制部80基于与变化后的目标温度Te2对应的设定温度Tc2、由温度传感器19检测出的第一热媒的温度T1、从第一冷却器11到下部电极92的热容量C、以及第一冷却器11的输出q来设定上述预定时间Δt。热容量C包括下部电极92、循环的第一热媒、热交换器93、流路17a、17b、18、第一分配阀12以及罐11a等在控制下部电极92的温度时温度发生变化的部件的热容量。在此,第一冷却器11的输出q在预定时间Δt中使第一冷却器11以最高输出qm运转,设q=qm。具体而言,控制部80通过Δt=C×(T1-Tc2)/q的式子来设定预定时间Δt。另外,在第一冷却器11已经以输出q1进行运转的情况下,只要设定q=qm-q1即可。
以上详述的本实施方式具有以下优点。
·在下部电极92的目标温度Te随着时间经过而变化的情况下,需要使下部电极92的温度迅速地追随目标温度Te。关于这一点,控制部80基于存储在存储装置80a中的时间经过和目标温度Te的关系,在比目标温度Te发生变化的变化时刻提前预定时间Δt时,将设定温度Tc设定为与变化后的目标温度Te对应的设定温度Tc。因此,第一冷却器11能够在到达变化时刻之前将调整到与变化后的目标温度Te对应的设定温度Tc的第一热媒预先储存在罐11a中。因此,第一冷却器11能够在目标温度Te变化后,从罐11a供给预先调整了温度的第一热媒,从而能够提高使下部电极92的温度追随目标温度Te的追随性。并且,只要从比变化时刻提前预定时间Δt时设定为与变化后的目标温度Te对应的设定温度Tc即可,由于不需要始终高度保持第一冷却器11的驱动状态,因此能够抑制第一冷却器11中的能量消耗。
·在比变化时刻提前预定时间Δt时将设定温度Tc设定为与变化后的目标温度Te对应的设定温度Tc的情况下,从第一冷却器11向热交换器93供给的第一热媒的温度从变更设定温度Tc之前的第一热媒的温度变化。关于这一点,控制部80为了在到达变化时刻之前将下部电极92的温度控制为目标温度Te,通过第一分配阀12调整从第一冷却器11向热交换器93供给的热量,进而调整从热交换器93向下部电极92供给的热量。因此,即使在比变化时刻提前预定时间Δt时将设定温度Tc设定为与变化后的目标温度Te对应的设定温度Tc,也能够抑制下部电极92的温度偏离目标温度Te。
·控制部80基于下部电极92的变化后的目标温度Te(与目标温度Te对应的设定温度Tc)、由温度传感器19检测出的第一热媒的温度T1、从第一冷却器11到下部电极92的热容量C、以及第一冷却器11的运转状态(输出q)来设定预定时间Δt。因此,能够适当地设定预定时间Δt,从而能够提高使下部电极92的温度追随目标温度Te的追随性,并能够抑制第一冷却器11中的能量消耗。
·控制部80基于最高输出运转(最高输出qm)作为第一冷却器11的运转状态来设定预定时间Δt,使第一冷却器11从比变化时刻提前预定时间Δt时到变化时刻为止进行最高输出运转。根据这样的结构,能够使第一冷却器11预先在罐11a中储存必要热量所需的预定时间Δt为最短,从而能够延长将第一冷却器11的设定温度Tc设定为与当前的目标温度Te对应的设定温度Tc的通常控制的时间。因此,能够提高将下部电极92的温度控制为目标温度Te的精度。
·第一分配阀12变更从第一冷却器11流通至热交换器93的第一热媒、与从第一冷却器11不经由热交换器93而返回至第一冷却器11的第一热媒的比例。因此,能够通过第一分配阀12变更从第一冷却器11向热交换器93供给的热量、与从第一冷却器11返回第一冷却器11的热量的比例。因此,通过利用第一分配阀12改变向热交换器93供给的热量,而能够将下部电极92的温度控制为目标温度Te。另外,即使在比变化时刻提前预定时间Δt时将设定温度Tc设定为与变化后的目标温度Te对应的设定温度Tc,也能够通过利用第一分配阀12变更向热交换器93供给的热量,而抑制下部电极92的温度偏离目标温度Te。
另外,也可以在预定时间Δt内,使第一冷却器11以运转效率最高的最高效率输出qe运转,在Δt=C×(T1-Tc2)/q的式子中,能够以q=qe来设定预定时间Δt。即,控制部80基于最高效率运转作为第一冷却器11的运转状态来设定预定时间Δt,能够使第一冷却器11从比变化时刻提前预定时间Δt时到变化时刻为止以最高效率运转。根据这样的结构,在第一冷却器11预先在罐11a中储存必要的热量时,能够使第一冷却器11以最高效率运转,从而能够抑制第一冷却器11的能量消耗。另外,在第一冷却器11已经以输出q1运转的情况下,只要设定q=qe-q1即可。
(第二实施方式)
以下,以与第一实施方式的不同点为中心对第二实施方式进行说明。另外,对于与第一实施方式相同的部分,通过标注相同的附图标记而省略说明。
如图3所示,温度控制系统200具备第一循环回路110、第二循环回路120以及控制部80等。第一循环回路110是供上述第一热媒进行循环的回路。第二循环回路120是供第二热媒进行循环的回路。第二热媒是与第一热媒相同的液体。即,第一循环回路110和第二循环回路120是供共同的上述第一热媒(共同热媒)进行循环的回路。
第一循环回路110(循环回路)具备第一冷却器11(第一调整装置)、针阀119等。第一循环回路110不具备上述第一分配阀12。
泵11b将储存在罐11a中的第一热媒向流路117排出。在流路117中设置有第一止回阀136。第一止回阀136允许第一热媒从第一冷却器11向合流点P1流通,并禁止第一热媒从合流点P1向第一冷却器11流通。第一冷却器11的罐11a和第二分配阀135的B端口通过流路118连接。第二分配阀135(调整部)是具备公共端口、A端口及B端口的三通阀。第一冷却器11将第一热媒调整为设定温度Tc(第一设定温度)并进行供给。流路117和流路118通过流路116连接。在流路116设置有针阀119。
第二循环回路120(循环回路)包括加热器121、温度传感器29、针阀129等。第二循环回路120不具有上述第一分配阀12。加热器121(第二调整装置)是能够控制发热量的加热器。加热器121具备电热丝加热器或陶瓷加热器等(省略图示)和供第一热媒流通的流路121a,并且对在流路121a中流通的第一热媒进行加热。加热器121将第二热媒(即第一热媒)调整为设定温度Th(第二设定温度)并进行供给。加热器121的加热状态根据温度传感器29的检测结果由控制部80控制。
加热器121的流路121a和上述合流点P1通过流路127连接。在流路127设置有泵122及第二止回阀137。泵122经由流路127从加热器121的流路121a向合流点P1排出第一热媒。第二止回阀137允许第一热媒从泵122向合流点P1流通,并禁止第一热媒从合流点P1向泵122流通。加热器121的流路121a和第二分配阀135的A端口通过流路128连接。流路127和流路128通过流路126连接。在流路126设置有针阀129。
流路117及流路127在合流点P1与流路135a连接。流路135a与热交换器93的流入端口连接。在热交换器93的流出端口连接有流路135b。在流路135b设置有泵32。流路135b与第二分配阀135的公共端口连接。
第二分配阀135(调整部)连续地变更从流路135b流向流路118的第一热媒的流量、与从流路135b流向流路128的第一热媒的流量之比。即,第二分配阀135改变从热交换器93(第一流通部、共同流通部)流通至第一冷却器11的第一热媒、与从热交换器93(第二流通部、共同流通部)流通至加热器121的第一热媒的比例。第二分配阀135在第一热媒100%地从流路135b向流路118流动的状态和第一热媒100%地从流路135b向流路128流动的状态之间连续地变更状态。在第一热媒100%地从流路135b向流路118流动的状态下,针阀129调节从流路127向流路128循环的第一热媒的量。在第一热媒100%地从流路135b向流路128流动的状态下,针阀119调节从流路117向流路118循环的第一热媒的量。在第二分配阀135中,无论将从泵32供给的第一热媒分配到第一冷却器11和加热器121的比例如何,第一热媒的压力损失都是恒定的。另外,通过第二分配阀135在第一热媒小于100%(例如90%)地从流路135b向流路118流动的状态和第一热媒小于100%(例如90%)地从流路135b向流路128流动的状态之间连续地变更状态,从而可以省略流路116、126及针阀119、129。另外,也可以省略泵32。
无论第二分配阀135的分配比例如何,泵32的负荷都不变化,因此泵32在恒定的驱动状态下被驱动。由此,泵32使第一热媒在第一循环回路110及第二循环回路120中循环。另外,第一循环回路110及第二循环回路120共享流路135a、135b、泵32及第二分配阀135。
控制部80将下部电极92的温度控制为目标温度Te。控制部80基于下部电极92的目标温度Te和温度传感器94的检测结果来控制第二分配阀135的分配比例。由此,调整在第一冷却器11中流通的第一热媒的流量,进而调整从第一冷却器11向热交换器93供给的热量。另外,调整在加热器121中流通的第一热媒的流量,进而调整从加热器121向热交换器93供给的热量。
与图2相同,控制部80配合目标温度Te的变化而将第一冷却器11的设定温度Tc设定为与目标温度Te对应的设定温度Tc。然后,控制部80对第一冷却器11的输出进行反馈控制,使得由温度传感器19检测的第一热媒的温度T1成为设定温度Tc。另外,控制部80对第二分配阀135的分配比例进行反馈控制,使得由温度传感器94检测的下部电极92的温度T3成为目标温度Te。
而且,控制部80基于存储在存储装置80a中的上述关系,在比第一变化时刻提前预定时间Δt时,将设定温度Tc设定为与变化后的目标温度Te2对应的设定温度Tc2,并且,为了在到达第一变化时刻之前将下部电极92的温度控制为变化前的目标温度Te1,通过第二分配阀135调整向流路118和流路128的分配比例,其中,在第一变化时刻,目标温度Te从目标温度Te1向目标温度Te2变化。此外,控制部80控制加热器121的发热量。
例如,控制部80在比时刻t2提前预定时间Δt1的时刻t1,将设定温度Tc设定为逐渐变化成与变化后的目标温度Te2=0℃对应的设定温度Tc=-5℃,并且,为了在到达时刻t2之前将下部电极92的温度控制为变化前的目标温度Te1=90℃,通过第二分配阀135减少向流路118的分配比例,增加向流路128的分配比例。此时,将由加热器121加热的第一热媒供给到流路127、135a,进而供给到热交换器93。
另外,在预定时间Δt1中,也可以使加热器121停止(不加热第一热媒),通过第二分配阀135减少向流路118的分配比例并且增加向流路128的分配比例。另外,在第一热媒在流路127、135a、128中流动的状态下,也可以不改变第二分配阀135的分配比例,而通过加热器121加热第一热媒。由此,也能够从时刻t1到时刻t2为止,将下部电极92的温度控制为变化前的目标温度Te1=90℃。
在时刻t5,控制部80将设定温度Tc设定为逐渐变化成与变化后的目标温度Te4=90℃对应的设定温度Tc=50℃,通过第二分配阀135减少向流路118的分配比例并且增加向流路128的分配比例。此时,控制部80使通过加热器121调整到设定温度Th的第一热媒向流路127、135a供给、进而向热交换器93供给,使下部电极92的温度急剧上升。设定温度Th基于下部电极92的目标温度Te和温度传感器94的检测结果来设定。
以上详述的本实施方式具有以下优点。另外,在此仅叙述与第一实施方式不同的优点。
·温度控制系统200具备第一冷却器11、第一循环回路110、加热器121及第二循环回路120。因此,通过使第一热媒(第二热媒)分别从第一冷却器11和加热器121流通至热交换器93(第一流通部、第二流通部),并从热交换器93向下部电极92供给热量,而能够控制下部电极92的温度。
·控制部80基于存储在存储装置80a中的时间经过和目标温度Te的关系,在比第一变化时刻提前预定时间Δt时将设定温度Tc设定为与变化后的目标温度Te对应的设定温度Tc,其中,在第一变化时刻,目标温度Te变化为使第一热媒从第一冷却器11向热交换器93供给的目标温度Te。因此,第一冷却器11能够在到达第一变化时刻之前将调整到与变化后的目标温度Te对应的设定温度Tc的第一热媒储存在罐11a中。因此,第一冷却器11能够在目标温度Te变化后,从罐11a供给预先调整了温度的第一热媒,从而能够提高使下部电极92的温度追随目标温度Te的追随性。而且,只要从比第一变化时刻提前预定时间Δt时设定为与变化后的目标温度Te对应的设定温度Tc即可,由于不需要始终高度保持第一冷却器11的驱动状态,因此能够抑制第一冷却器11中的能量消耗。
·控制部80为了在到达第一变化时刻之前将下部电极92的温度控制为变化前的目标温度Te,通过第二分配阀135调整从第一冷却器11向热交换器93供给的热量,进而调整从热交换器93向下部电极92供给的热量。而且,控制部80还通过第二分配阀135调整从加热器121向热交换器93供给的热量,进而调整从热交换器93向下部电极92供给的热量。因此,即使在仅通过第二分配阀135调整从第一冷却器11向热交换器93供给的热量来而难以将下部电极92的温度控制为目标温度Te的情况下,也能够抑制下部电极92的温度偏离目标温度Te。
·第二分配阀135变更从热交换器93(共同流通部)流通至第一冷却器11的第一热媒(共同热媒)、与从热交换器93流通至加热器121的第一热媒的比例。即,第二分配阀135改变从第一冷却器11流通至热交换器93的第一热媒、与从加热器121流通至热交换器93的第一热媒的比例。因此,通过利用第二分配阀135变更向热交换器93供给的热量,能够将下部电极92的温度控制为目标温度Te。
·在第二分配阀135中,无论从热交换器93流通至第一冷却器11的第一热媒与从热交换器93流通至加热器121的第一热媒的比例如何,第一热媒的压力损失都是恒定的。因此,在通过泵32使第一热媒在第一循环回路110及第二循环回路120中循环的情况下,不需要控制泵32的驱动状态,能够以恒定的驱动状态驱动泵32。
另外,在第二分配阀135中,第一热媒的压力损失也可以根据从热交换器93流通至第一冷却器11的第一热媒、与从热交换器93流通至加热器121的第一热媒的比例而变动。在这种情况下,只要适当变更泵32的驱动状态即可。
(第三实施方式)
以下,以与第二实施方式的不同点为中心对第三实施方式进行说明。另外,对于与第一实施方式、第二实施方式相同的部分,通过标注相同的附图标记而省略说明。
如图4所示,本实施方式的温度控制系统300在第二实施方式的温度控制系统200中将第二分配阀135变更为第三分配阀335。
第三分配阀335(调整部)是具备公共端口、H端口、B端口以及C端口的四通阀。C端口与流路118连接。流路118与第一冷却器11的罐11a连接。B端口与流路239连接。流路239在合流点P1与流路135a连接。在流路239设置有第三止回阀138。第三止回阀138允许第一热媒从第三分配阀335向合流点P1流通,并禁止第一热媒从合流点P1向第三分配阀335流通。H端口与流路128连接。流路128与加热器121的流路121a连接。
第三分配阀335连续地改变从流路135b流向流路118的第一热媒的流量、流向流路239的第一热媒的流量、与流向流路128的第一热媒的流量之比。即,第三分配阀335变更从热交换器93流通至第一冷却器11的第一热媒、从热交换器93不经由第一冷却器11及加热器121而返回至热交换器93的第一热媒、与从热交换器93流通至加热器121的第一热媒的比例。第三分配阀335在第一热媒100%地从流路135b向流路118流动的状态、第一热媒从流路135b向流路118、239流动的状态、第一热媒100%地从流路135b向流路239流动的状态、第一热媒从流路135b向流路239、128流动的状态、以及第一热媒100%地从流路135b向流路128流动的状态之间连续地变更状态。在第三分配阀335中,无论将从泵32供给的第一热媒分配到流路118、流路239和流路128的比例如何,第一热媒的压力损失都是恒定的。
无论第三分配阀335的分配比例如何,泵32的负荷都不变化,因此泵32在恒定的驱动状态下被驱动。由此,泵32使第一热媒在第一循环回路110及第二循环回路120中循环。另外,第一循环回路110及第二循环回路120共享流路135a、135b、泵32及第三分配阀335。
控制部80将下部电极92的温度控制为目标温度Te。控制部80基于下部电极92的目标温度Te和温度传感器94的检测结果,控制第三分配阀335的分配比例。另外,与图2相同,控制部80配合目标温度Te的变化而将第一冷却器11的设定温度Tc设定为与目标温度Te对应的设定温度Tc。另外,控制部80控制加热器121的发热量。
以上详述的本实施方式具有以下优点。另外,在此仅叙述与第二实施方式不同的优点。
·温度控制系统300包括第三分配阀335,该第三分配阀335变更从热交换器93流通至第一冷却器11的第一热媒、从热交换器93不经由第一冷却器11及加热器121而返回至热交换器93的第一热媒、与从热交换器93流通至加热器121的第一热媒的比例。即,第三分配阀335变更从第一冷却器11流通至热交换器93的第一热媒、从热交换器93不经由第一冷却器11及加热器121而返回至热交换器93的第一热媒、与从加热器121流通至热交换器93的第一热媒的比例。因此,能够通过第三分配阀335变更热交换器93从第一冷却器11接收的热量、返回至热交换器93的热量、以及热交换器93从加热器121接收的热量的比例。因此,通过利用第三分配阀335变更向热交换器93供给的热量,从而能够将下部电极92的温度控制为目标温度Te。
·即使在比第一变化时刻提前预定时间Δt时将设定温度Tc设定为与变化后的目标温度Te对应的设定温度Tc,也能够通过由第三分配阀335变更向热交换器93供给的热量,从而抑制下部电极92的温度偏离目标温度Te。
·能够实现不使第一热媒从热交换器93向第一冷却器11及加热器121流通而使从热交换器93流出的第一热媒按原样返回热交换器93的状态。
(第四实施方式)
以下,以与第二实施方式的不同点为中心对第四实施方式进行说明。另外,对于与第一实施方式至第三实施方式相同的部分,通过标注相同的附图标记而省略说明。
如图5所示,本实施方式的温度控制系统300在第二实施方式的温度控制系统200中将加热器121变更为第二冷却器21。
第二冷却器21(第二调整装置)具备罐21a、泵21b等。第二冷却器21将第二热媒的温度调整为比设定温度Tc(第一设定温度)高的设定温度Th(第二设定温度)。第二热媒是与第一热媒相同的液体。即,第一循环回路110和第二循环回路120是供共同的上述第一热媒(共同热媒)进行循环的回路。罐21a(第二罐)储存被调整为设定温度Th的第二热媒(即第一热媒)。泵21b将储存在罐21a中的第一热媒向流路127排出。
控制部80基于下部电极92的目标温度Te、温度传感器19、29、94的检测结果,控制第一冷却器11的设定温度Tc、第二冷却器21的设定温度Th、以及第二分配阀135的分配比例。由此,调整从第一冷却器11及第二冷却器21分别向热交换器93流通的第一热媒的流量,进而调整向热交换器93供给的热量。即,第二分配阀135调整从热交换器93向下部电极92供给的热量。然后,控制部80将第一冷却器11的设定温度Tc设定为与目标温度Te对应的设定温度Tc,将第二冷却器21的设定温度Th设定为与目标温度Te对应的设定温度Th,并且对第二分配阀135的分配比例进行反馈控制,使得下部电极92的温度成为目标温度Te。
图6是表示下部电极92的目标温度Te、第一冷却器11的设定温度Tc以及第二冷却器21的设定温度Th的变化的时序图。如该图所示,下部电极92的目标温度Te与图2相同地变化。
控制部80配合目标温度Te的变化,执行以及停止来自第一冷却器11及第二冷却器21的第一热媒的供给。第一冷却器11、第二冷却器21分别通过驱动泵11b、21b来执行第一热媒的供给,通过停止泵11b、21b来停止第一热媒的供给。例如,控制部80在目标温度Te比20℃(边界温度)高的情况下,停止来自第一冷却器11的第一热媒的供给,执行来自第二冷却器21的第一热媒的供给。另一方面,控制部80在目标温度Te为20℃以下的情况下,执行来自第一冷却器11的第一热媒的供给,停止来自第二冷却器21的第一热媒的供给。
控制部80将第一冷却器11的设定温度Tc设定为与目标温度Te对应的设定温度Tc。例如,控制部80在目标温度Te为90℃时,将设定温度Tc设定为20℃,并停止泵11b。控制部80在目标温度Te为0℃的情况下将设定温度Tc设定为-5℃,在目标温度Te为-20℃的情况下将设定温度Tc设定为-25℃,并驱动泵11b。然后,控制部80对第一冷却器11的输出进行反馈控制,使得由温度传感器19检测的第一热媒的温度T1成为设定温度Tc。另外,控制部80对第二分配阀135的分配比例进行反馈控制,使得由温度传感器94检测出的下部电极92的温度T3成为目标温度Te。
另外,控制部80将第二冷却器21的设定温度Th设定为与目标温度Te对应的设定温度Th。例如,控制部80在目标温度Te为90℃的情况下,将设定温度Th设定为85℃,并驱动泵21b。控制部80在目标温度Te为0℃的情况下将设定温度Th设定为20℃,在目标温度Te为-20℃的情况下将设定温度Th设定为20℃,并停止泵21b。然后,控制部80对第二冷却器21的输出进行反馈控制,使得由温度传感器29检测出的第一热媒的温度T2成为设定温度Th。另外,控制部80对第二分配阀135的分配比例进行反馈控制,使得由温度传感器94检测出的下部电极92的温度T3成为目标温度Te。
而且,控制部80根据存储在存储装置80a中的上述关系,在比目标温度Te从目标温度Te1向目标温度Te2变化的变化时刻提前预定时间Δt时将设定温度Tc设定为与变化后的目标温度Te2对应的设定温度Tc2,并且为了在到达变化时刻之前将下部电极92的温度控制为变化前的目标温度Te1,通过第二分配阀135调整向流路118和流路128的分配比例。由此,调整到与变化后的目标温度Te2对应的设定温度Tc2的第一热媒在变化时刻之前被储存在罐11a中。
例如,控制部80比时刻t12提前预定时间Δt1的时刻t11,将设定温度Tc设定为逐渐变化为与变化后的目标温度Te2=0℃对应的设定温度Tc=-5℃。此时,由于没有驱动第一冷却器11的泵11b,所以控制部80不变更第二分配阀135的分配比例。即,第一冷却器11在停止第一热媒的供给的状态下在罐11a中储存调整到设定温度Tc2=-5℃的第一热媒。另外,在时刻t11,也可以不使设定温度Tc逐渐变化,而将设定温度Tc一次设定为与变化后的目标温度Te2=0℃对应的设定温度Tc2=-5℃。
另外,控制部80在比时刻t14提前预定时间Δt2的时刻t13,将设定温度Tc设定为逐渐变化为与变化后的目标温度Te3=-20℃对应的设定温度Tc3=-25℃,并且为了在到达时刻t14之前将下部电极92的温度控制为变化前的目标温度Te2=0℃,通过第二分配阀135使向流路118的分配比例减少并使向流路128的分配比例增加。另外,在时刻t13,也可以不使设定温度Tc逐渐变化,而将设定温度Tc一次设定为与变化后的目标温度Te3=-20℃对应的设定温度Tc3=-25℃。
另外,控制部80在比时刻t16提前预定时间Δt3的时刻t15,将设定温度Th设定为逐渐变化为与变化后的目标温度Te4=90℃对应的设定温度Th4=85℃。此时,由于未驱动第二冷却器21的泵21b,所以控制部80不变更第二分配阀135的分配比例。即,第二冷却器21在停止第一热媒的供给的状态下,在罐21a中储存调整到设定温度Th4=85℃的第一热媒。另外,在时刻t15,也可以不使设定温度Th逐渐变化,而将设定温度Th一次设定为与变化后的目标温度Te4=90℃对应的设定温度Th4=85℃。
与第一实施方式相同,控制部80通过Δt=C×(T1-Tc2)/q的式子来设定预定时间Δt。此时,可以将输出q设为最高输出qm,也可以将输出q设为最高效率输出qe。另外,在第一冷却器11已经以输出q1运转的情况下,只要设定q=qm-q1或q=qe-q1即可。另外,在利用第二冷却器21进行加热的情况下,通过Δt=C×(Th2-T2)/q的式子来设定预定时间Δt。温度T2是由温度传感器29检测出的第二热媒的温度。
以上详述的本实施方式具有以下优点。另外,在此仅叙述与第二实施方式不同的优点。
·温度控制系统400具备第一冷却器11、第一循环回路110、第二冷却器21以及第二循环回路120。因此,通过使第一热媒(第二热媒)分别从第一冷却器11及第二冷却器21流通至热交换器93(第一流通部、第二流通部),并从热交换器93向下部电极92供给热量,而能够将下部电极92的温度控制为目标温度Te。
·控制部80基于存储在存储装置80a中的时间经过和目标温度Te的关系,在图6中,在时刻t12(第一变化时刻)之前预定时间Δt1将设定温度Tc设定为与变化后的目标温度Te2=0℃对应的设定温度Tc2,其中,在时刻t12,目标温度Te变化为使第一热媒从第一冷却器11向热交换器93供给的目标温度Te2=0℃。因此,第一冷却器11能够在到达时刻t12之前在停止第一热媒的供给的状态下将被调整为与变化后的目标温度Te2=0℃对应的设定温度Tc2的第一热媒储存在罐11a中。因此,第一冷却器11能够在目标温度Te变化后,从罐11a供给预先调整了温度的第一热媒,从而能够提高使下部电极92的温度追随目标温度Te2=0℃的追随性。而且,只要从比时刻t12提前预定时间Δt时1设定为与变化后的目标温度Te2=0℃对应的设定温度Tc2即可,不需要始终高度保持第一冷却器11的驱动状态,因此能够抑制第一冷却器11中的能量消耗。
另外,也可以设置将流路117与流路118连接的流路116,并在流路116设置调节从流路117向流路118循环的第一热媒的量的针阀119。另外,也可以设置将流路127和流路128连接的流路126,并在流路126设置调节从流路127向流路128循环的第一热媒的量的针阀129。
(第五实施方式)
以下,以与第四实施方式的不同点为中心对第五实施方式进行说明。另外,对于与第一实施方式至第四实施方式相同的部分,通过标注相同的附图标记而省略说明。
如图7所示,本实施方式的温度控制系统500具备第一循环回路110、第二循环回路120、第三循环回路130以及控制部80等。
第一循环回路110是供上述第一热媒进行循环的回路。第二循环回路120独立于第一循环回路110,是供上述第二热媒进行循环的回路。第三循环回路130独立于第一循环回路110和第二循环回路120,是供第三热媒进行循环的回路。
第三热媒是例如氟类的惰性液体。第三热媒的可用下限温度比第一热媒和第二热媒的可用下限温度低。第三热媒的可用上限温度比第一热媒和第二热媒的可用上限温度高。即,第三热媒可使用温度的范围比第一热媒及第二热媒可使用温度的范围宽。因此,第三热媒比第一热媒及第二热媒价格高。
第一循环回路110包括第一冷却器11、第一流通部114等。流路117与第一流通部114连接。第一流通部114设置在热交换器131的内部,供第一热媒流通。第一流通部114与流路118连接。流路118与第一冷却器11的罐11a连接。
第二循环回路120具备第二冷却器21、第二流通部124等。流路127与第二流通部124连接。第二流通部124设置在热交换器132的内部,供第二热媒流通。第二流通部124与流路128连接。流路128与第二冷却器21的罐21a连接。
第三循环回路130包括第三流通部133、第四流通部134、第四分配阀435、第一止回阀136、第二止回阀137、泵32等。
第三流通部133设置在热交换器131的内部,供第三热媒流通。第三流通部133与第一流通部114一体化,与第一流通部114进行热交换。
流路133a与第三流通部133连接。在流路133a设置有第一止回阀136。第一止回阀136允许第三热媒从第三流通部133向合流点P1流通,并禁止第三热媒从合流点P1向第三流通部133流通。
第四流通部134与流路134a连接。在流路134a设置有第二止回阀137。第二止回阀137允许第三热媒从第四流通部134向合流点P1流通,并禁止第三热媒从合流点P1向第四流通部134流通。
流路133a和流路134a在合流点P1与流路135a连接。流路135a与热交换器93的流入端口连接。在热交换器93的流出端口连接有流路135b。在流路135b设置有泵32。流路135b与第四分配阀435的公共端口连接。
第四分配阀435(调整部)是具备公共端口、A端口及B端口的三通阀。B端口与流路135c连接。A端口与流路135d连接。流路135c与热交换器131的第三流通部133连接。流路135d与热交换器132的第四流通部134连接。
第四分配阀435连续地改变从流路135b流向流路135c的第三热媒的流量与从流路135b流向流路135d的第三热媒的流量之比。即,第四分配阀435改变从热交换器93流通至第三流通部133的第三热媒与从热交换器93流通至第四流通部134的第三热媒的比例。第四分配阀435在第三热媒100%地从流路135b向流路135c流动的状态和第三热媒100%地从流路135b向流路135d流动的状态之间连续地变更状态。在第四分配阀435中,无论将从泵32供给的第三热媒分配到热交换器131的第三流通部133和热交换器132的第四流通部134的比例如何,第三热媒的压力损失都是恒定的。
无论第四分配阀435的分配比例如何,泵32的负荷都不变化,因此泵32在恒定的驱动状态下被驱动。由此,泵32使第三热媒在第三循环回路130中循环。第三循环回路130不具备储存第三热媒的罐。
控制部80将下部电极92的温度控制为目标温度Te。控制部80基于下部电极92的目标温度Te和温度传感器94的检测结果,控制第四分配阀435的分配比例。由此,调整在第三流通部133中流通的第三热媒的流量,进而调整在第一流通部114和第三流通部133之间交换的热量。另外,调整在第四流通部134中流通的第三热媒的流量,进而调整在第二流通部124和第四流通部134之间交换的热量。
控制部80基于下部电极92的目标温度Te、温度传感器19、29、94的检测结果,控制第一冷却器11的设定温度Tc、第二冷却器21的设定温度Th、以及第四分配阀435的分配比例。由此,调整向热交换器93供给的热量。然后,控制部80将第一冷却器11的设定温度Tc设定为与目标温度Te对应的设定温度Tc,将第二冷却器21的设定温度Th设定为与目标温度Te对应的设定温度Th,并且对第四分配阀435的分配比例进行反馈控制,使得下部电极92的温度成为目标温度Te。
与第四实施方式相同,控制部80控制第一冷却器11的设定温度Tc、第二冷却器21的设定温度Th、以及第四分配阀435的分配比例。另外,与第四实施方式相同,控制部80可以执行及停止来自第一冷却器11的第一热媒的供给,执行及停止来自第二冷却器21的第二热媒的供给,可以从第一冷却器11始终供给第一热媒,可以从第二冷却器21始终供给第二热媒。
以上详述的本实施方式具有以下优点。另外,在此仅叙述与第四实施方式不同的优点。
·第三循环回路130独立于第一循环回路110及第二循环回路120,供第三热媒进行循环,其中,该第三热媒能够使用的温度范围比第一热媒能够使用的温度范围宽。因此,即使第三热媒价格昂贵,能够使第三热媒仅在第三循环回路130中循环而减少第三热媒的使用量。而且,第三循环回路130不具备储存第三热媒的罐。因此,能够进一步减少在第三循环回路130中循环的第三热媒的量。
·第三循环回路130具备:第三流通部133,供第三热媒流通,并与第一流通部114进行热交换;第四流通部134,供第三热媒流通,并与第二流通部124进行热交换。因此,能够通过第一流通部114和第三流通部133的热交换,将供给到第一流通部114的热量向第三流通部133供给。同样地,通过第二流通部124和第四流通部134的热交换,能够将供给到第二流通部124的热量向第四流通部134供给。第三循环回路130使第三热媒从第三流通部133及第四流通部134流通至与下部电极92进行热交换的热交换器93,并使其返回至第三流通部133及第四流通部134。因此,能够经由第三热媒将热量从第三流通部133及第四流通部134供给至与下部电极92进行热交换的热交换器93。
·第四分配阀435改变从热交换器93流通至第三流通部133的第三热媒与从热交换器93流通至第四流通部134的第三热媒的比例。因此,可以通过第四分配阀435改变从第三流通部133向热交换器93供给的热量与从第四流通部134向热交换器93供给的热量的比例。因此,通过利用第四分配阀435变更向热交换器93供给的热量,能够将下部电极92的温度控制为目标温度Te。
·即使在比上述第一变化时刻提前预定时间Δt时将设定温度Tc设定为与变化后的目标温度Te对应的设定温度Tc,也能够通过利用第四分配阀435变更向热交换器93供给的热量,来抑制下部电极92的温度偏离目标温度Te。
·能够减少在第三循环回路130中循环的第三热媒的量。因此,能够使第三热媒的温度迅速变化,从而能够提高控制下部电极92的温度的响应性。
(第六实施方式)
以下,以与第五实施方式的不同点为中心对第六实施方式进行说明。另外,对于与第一实施方式至第五实施方式相同的部分,通过标注相同的附图标记而省略说明。
如图8所示,本实施方式的温度控制系统300在第五实施方式的温度控制系统500中将第四分配阀435变更为第五分配阀535。
第五分配阀535(调整部)是具备公共端口、H端口、B端口及C端口的四通阀。C端口与流路235连接。流路235与热交换器131的第三流通部133连接。B端口与流路239连接。流路239在合流点P1与流路135a连接。在流路239设置有第三止回阀138。第三止回阀138允许第一热媒从第五分配阀535向合流点P1流通,并禁止第一热媒从合流点P1向第五分配阀535流通。H端口与流路237连接。流路237与热交换器132的第四流通部134连接。
第五分配阀535连续地改变从流路135b流向流路235的第三热媒的流量、流向流路239的第三热媒的流量、以及流向流路237的第三热媒的流量之比。即,第五分配阀535改变从热交换器93流通至第三流通部133的第三热媒、从热交换器93不经由第三流通部133及第四流通部134而返回至热交换器93的第三热媒、以及从热交换器93流通至第四流通部134的第三热媒的比例。第五分配阀535在第三热媒100%地从流路135b向流路235流动的状态、第三热媒从流路135b向流路235、239流动的状态、第三热媒100%地从流路135b向流路239流动的状态;第三热媒从流路135b向流路239、237流动的状态;以及第三热媒100%地从流路135b向流路237流动的状态之间连续地变更状态。在第五分配阀535中,无论将从泵32供给的第三热媒分配到流路235、流路239和流路237的比例如何,第三热媒的压力损失都是恒定的。
无论第五分配阀535的分配比例如何,泵32的负荷都不变化,因此泵32在一定的驱动状态下被驱动。由此,泵32使第三热媒在热交换器93中循环。
控制部80将下部电极92的温度控制为目标温度Te。控制部80基于下部电极92的目标温度Te和温度传感器94的检测结果,控制第五分配阀535的分配比例。另外,与图6相同,控制部80配合目标温度Te的变化而将第一冷却器11的设定温度Tc设定为与目标温度Te对应的设定温度Tc,并将第二冷却器21的设定温度Th设定为与目标温度Te对应的设定温度Th。
以上详述的本实施方式具有以下优点。另外,在此仅叙述与第5实施方式不同的优点。
·第五分配阀535改变从热交换器93流通至第三流通部133的第三热媒、从热交换器93不经由第三流通部133及第四流通部134而返回至热交换器93的第三热媒、以及从热交换器93流通至第四流通部134的第三热媒的比例。因此,能够通过第五分配阀535变更热交换器93从第三流通部133接收的热量、返回至热交换器93的热量、以及热交换器93从第四流通部134接收的热量的比例。因此,通过利用第五分配阀535变更向热交换器93供给的热量,而能够将下部电极92的温度控制为目标温度Te。
·即使在比第一变化时刻提前预定时间Δt时将设定温度Tc设定为与变化后的目标温度Te对应的设定温度Tc,也能够通过利用第五分配阀535变更向热交换器93供给的热量,来抑制下部电极92的温度偏离目标温度Te。
·能够实现不使第三热媒从热交换器93流通至第三流通部133及第四流通部134而使从热交换器93流出的第三热媒按原样返回至热交换器93的状态。
(第7实施方式)
以下,以与第一实施方式、第五实施方式的不同点为中心对第七实施方式进行说明。另外,对于与第一实施方式至第六实施方式相同的部分,通过标注相同的附图标记而省略说明。
如图9所示,本实施方式的温度控制系统700具备对下部电极92直接加热的加热器96代替第五实施方式的温度控制系统500的第二循环回路120。
第一循环回路110是供上述第一热媒进行循环的回路。第三循环回路230独立于第一循环回路110,是供上述第三热媒进行循环的回路。
加热器96是能够控制发热量的加热器。加热器96具有电热丝加热器和陶瓷加热器等,并与下部电极92一体化。加热器96的加热状态由控制部80(调整部)控制。
第6分配阀35(调整部)是具备公共端口、A端口及B端口的三通阀。第三流通部133和第六分配阀35的公共端口通过流路36连接。第六分配阀35的A端口和热交换器93的流入端口通过流路37连接。在流路37设置有流量计33。流量计33测量在流路37中流动的第三热媒的流量。
热交换器93的流出端口和第三流通部133通过流路39连接。第六分配阀35的B端口和流路39通过流路38连接。在流路39设置有泵32。在流路39中,泵32从热交换器93侧吸入第三热媒,并向第三流通部133侧排出。
第六分配阀35连续地改变从流路36流向流路37的第三热媒的流量与从流路36流向流路38的第三热媒的流量之比。即,第六分配阀35改变从第三流通部133流通至热交换器93的第三热媒、与从第三流通部133不向热交换器93流通而返回第三流通部133的第三热媒的比例。第六分配阀35在第三热媒100%地从第三流通部133向热交换器93流动的状态与使第三热媒不从第三流通部133向热交换器93流通而100%地返回第三流通部133的状态之间连续地变更状态。在第6分配阀35中,无论将从第三流通部133供给的第三热媒分配至热交换器93的比例如何,第三热媒的压力损失都是恒定的。
无论第六分配阀35的分配比例如何,泵32的负荷都不变化,因此泵32在恒定的驱动状态下被驱动。由此,泵32使第三热媒在第三循环回路230中循环。第三循环回路230不具备储存第三热媒的罐。
控制部80将下部电极92的温度控制为目标温度Te。控制部80基于下部电极92的目标温度Te、流量计33以及温度传感器94的检测结果,控制第六分配阀35的分配比例。由此,调整在第三流通部133中流通的第三热媒的流量,进而调整在第一流通部114和第三流通部133之间交换的热量。
控制部80基于下部电极92的目标温度Te、温度传感器19、94的检测结果,控制第一冷却器11的设定温度Tc、加热器96的发热量、以及第六分配阀35的分配比例。由此,调整向热交换器93供给的热量。然后,控制部80将第一冷却器11的设定温度Tc设定为与目标温度Te对应的设定温度Tc,将加热器96的发热量控制为与目标温度Te对应的发热量,并且对第6分配阀35的分配比例进行反馈控制,使得下部电极92的温度成为目标温度Te。
与第一实施方式相同,控制部80控制第一冷却器11的设定温度Tc、以及第6分配阀35的分配比例。另外,与第五实施方式相同,控制部80可以执行及停止来自第一冷却器11的第一热媒的供给,也可以始终供给来自第一冷却器11的第一热媒。
在图2中,控制部80在比时刻t4提前预定时间Δt2的时刻t3将设定温度Tc设定为逐渐变化为与变化后的目标温度Te3=-20℃对应的设定温度Tc=-25℃,并且,为了在到达时刻t4之前将下部电极92的温度控制为变化前的目标温度Te2=0℃,通过第六分配阀35减少向流路38的分配比例,并增加向流路37的分配比例。此时,通过加热器96加热下部电极92。
另外,在预定时间Δt2中,也可以使加热器96停止(不加热下部电极92),而通过第六分配阀35减少向流路38的分配比例,并增加向流路37的分配比例。另外,也可以不改变第六分配阀35的分配比例,而通过加热器96对下部电极92进行加热。由此,也能够从时刻t3到时刻t4将下部电极92的温度控制为变化前的目标温度Te2=0℃。
在图2的时刻t5,控制部80将设定温度Tc设定为逐渐变化为与变化后的目标温度Te4=90℃对应的设定温度Tc=50℃,并通过第六分配阀35减少向流路38的分配比例,并增加向流路37的分配比例。此时,控制部80通过加热器96对下部电极92进行加热,使下部电极92的温度急剧上升。
以上详述的本实施方式具有以下优点。另外,在此仅叙述与第一实施方式、第五实施方式不同的优点。
·第三循环回路230独立于第一循环回路110,供第三热媒进行循环,该第三热媒能够使用的温度范围比第一热媒能够使用的温度范围宽。因此,即使第三热媒价格昂贵,也能够使第三热媒仅在第三循环回路230中循环,从而减少第三热媒的使用量。而且,第三循环回路230不具备储存第三热媒的罐。因此,能够进一步减少在第三循环回路230中循环的第三热媒的量。
·第一循环回路110使用能够使用的温度范围比第三热媒能够使用的温度范围窄的第一热媒,因此能够使用廉价的热媒作为第一热媒。加热器96对下部电极92进行加热,能够控制发热量。因此,能够不使用热媒而直接加热下部电极92。
·温度控制系统700具备调整在第一流通部114和第三流通部133之间交换的热量的第六分配阀35。另外,温度控制系统700具备调整加热器96的发热量的控制部80。因此,能够调整从第三流通部133向热交换器93供给的热量以及直接向下部电极92供给的热量,并能够将下部电极92的温度控制为目标温度Te。因此,即使在比变化时刻提前预定时间时将设定温度Tc设定为与变化后的目标温度Te对应的设定温度Tc,也能够通过第六分配阀35及控制部80变更向热交换器93供给的热量,而抑制下部电极92的温度偏离目标温度Te。
·控制部80还调整从加热器96直接向下部电极92供给的热量。因此,即使在仅通过第六分配阀35调整从第一流通部114向第三流通部133供给的热量、进而调整向下部电极92供给的热量而难以将下部电极92的温度控制为目标温度Te的情况下,也能够抑制下部电极92的温度偏离目标温度Te。
·加热器96对下部电极92进行加热,能够控制发热量。因此,能够不使用热媒而直接加热下部电极92,从而能够简化结构。
(第八实施方式)
以下,以与第五实施方式的不同点为中心对第八实施方式进行说明。另外,对于与第一实施方式至第七实施方式相同的部分,通过标注相同的附图标记而省略说明。
如图10所示,温度控制系统800具备第一循环回路10、第二循环回路20、第三循环回路30以及控制部80等。
第一循环回路10是供上述第一热媒进行循环的回路。第二循环回路20独立于第一循环回路10,是供上述第二热媒(即第一热媒)进行循环的回路。
第三循环回路30独立于第一循环回路10和第二循环回路20,是供上述第三热媒进行循环的回路。
第一循环回路10具备第一冷却器11、第一分配阀12、流量计13、三个(多个)第一流通部14等。
第一冷却器11(第一调整装置)具有罐11a、泵11b等。流路17a与第一分配阀12的公共端口(COM)连接。
第一分配阀12(调整部)是具备公共端口、A端口及B端口的三通阀。A端口与流路17b连接。B端口与流路17d连接。第一分配阀12连续地改变从流路17a流向流路17b的第一热媒的流量与从流路17a流向流路17d的第一热媒的流量之比。第一分配阀12在第一热媒100%地从流路17a向流路17b流动的状态和第一热媒100%地从流路17a向流路17d流动的状态之间连续地变更状态。在第一分配阀12中,无论将从第一冷却器11供给的第一热媒分配到三个第一流通部14和流路17d的比例如何,第一热媒的压力损失都是恒定的。
在流路17b中设置有流量计13。流量计13测量在流路17b中流动的第一热媒的流量。流路17b分支成三个(多个)流路17c。各流路17c与各第一流通部14连接。三个第一流通部14设置在热交换器31的内部,供第一热媒流通。
各第一流通部14与各流路18a连接。三个(多个)流路18a合并为流路18b。流路17d与第一分配阀12的B端口和流路18b连接。
第二循环回路20具备第二冷却器21、第二分配阀22、流量计23、三个(多个)第二流通部24等。
第二冷却器21(第二调整装置)具备罐21a、泵21b等。流路27a与第二分配阀22的公共端口(COM)连接。
第二分配阀22(调整部)是具备公共端口、A端口及B端口的三通阀。A端口与流路27b连接。B端口与流路27d连接。第二分配阀22连续地改变从流路27a流向流路27b的第二热媒的流量与从流路27a流向流路27d的第二热媒的流量之比。第二分配阀22在第二热媒100%地从流路27a向流路27b流动的状态和第二热媒100%地从流路27a向流路27d流动的状态之间连续地变更状态。在第二分配阀22中,无论将从第二冷却器21供给的第二热媒分配到三个第二流通部24和流路27d的比例如何,第二热媒的压力损失都是恒定的。
在流路27b中设置有流量计23。流量计23测量在流路27b中流动的第二热媒的流量。流路27b分支成三个(多个)流路27c。各流路27c与各第二流通部24连接。三个第二流通部24设置在热交换器31的内部,供第二热媒流通。
各第二流通部24与各流路28a连接。三个(多个)流路28a合并为流路28b。流路27d将第二分配阀22的B端口和流路28b连接。
第三循环回路30具备五个(多个)共同流通部34、泵32等。
五个共同流通部34(第三流通部、第四流通部)设置在热交换器31的内部,供第三热媒流通。共同流通部34与第一流通部14及第二流通部24一体化,并与第一流通部14及第二流通部24进行热交换。
各共同流通部34与各流路35a连接。五个(多个)流路35a合并为流路35b。
热交换器93(热交换部)与上述流路35b连接,供第三热媒流通。热交换器93与流路36b连接。在流路36b设置有泵32。流路36b分支为五个(多个)流路36c。各流路36c与各共同流通部34连接。
泵32在流路36b中从热交换器93侧吸入第三热媒,并向共同流通部34侧排出。泵32在恒定的驱动状态下被驱动。由此,泵32使第三热媒在第三循环回路30中循环。第三循环回路30不具备储存第三热媒的罐。
控制部80基于下部电极92的目标温度Te、流量计13、23及温度传感器94的检测结果,控制第一分配阀12及第二分配阀22的分配比例。由此,调整在第一流通部14中流通的第一热媒的流量,进而调整在第一流通部14和共同流通部34(第三流通部)之间交换的热量。另外,调整在第二流通部24中流通的第二热媒的流量,进而调整在第二流通部24和共同流通部34(第四流通部)之间交换的热量。
图11是表示下部电极92的目标温度Te、第一冷却器11的输出及第二冷却器21的输出的变化的时序图。如该图所示,下部电极92的目标温度Te与图2相同地变化。
与第四实施方式相同,控制部80配合目标温度Te的变化而执行及停止来自第一冷却器11及第二冷却器21的第一热媒的供给。与第四实施方式相同,控制部80将第一冷却器11的设定温度Tc设定为与目标温度Te对应的设定温度Tc。然后,控制部80对第一冷却器11的输出进行反馈控制,使得由温度传感器19检测的第一热媒的温度T1成为设定温度Tc。另外,控制部80对第一分配阀12的分配比例进行反馈控制,使得由温度传感器94检测出的下部电极92的温度T3成为目标温度Te。对于第二冷却器21及第二分配阀22,控制部80也进行与第四实施方式相同的控制。
而且,控制部80从时刻t21(第一变化时刻)起仅在辅助期间Ta1将第二冷却器21的设定温度Th(第二设定温度)设定为与变化后的目标温度Te2=0℃对应的设定温度Th2(例如-5℃,从100%的输出逐渐减小),并使第二热媒从第二冷却器21向第二流通部24供给。设定温度Th2例如是-5℃。
在比目标温度Te变化为使第一热媒从第一冷却器11向第一流通部14供给的目标温度Te3=-20℃的时刻t23(第一变化时刻)提前预定时间Δt的时刻t22,在将设定温度Tc设定为与变化后的目标温度Te3=-20℃对应的设定温度Tc3(例如-25℃,输出100%)的情况下,有可能产生以下的问题。即,在将下部电极92的温度控制为目标温度Te2=0℃的同时,将预先调整了温度的第一热媒储存在罐11a中为止的时间(预定时间Δt)可能变长。
因此,控制部80从提前预定时间Δt的时刻t22到时刻t23,将设定温度Th设定为与变化前的目标温度Te2=0℃对应的设定温度Th2(例如-25℃、输出100%),并使第二热媒从第二冷却器21向第二流通部24供给。此时,可以在第二冷却器21的罐21a中储存-25℃的第二热媒之前,利用第二分配阀22使第二热媒不向流路27b流通而向流路27d流通,并在第二冷却器21的罐21a中储存-25℃的第二热媒之后,利用第二分配阀22使第二热媒向流路27b流通。另外,在第二热媒是与第一热媒不同的液体,如果冷却到-25℃则可能冻结的情况下,例如也可以设定与目标温度Te2=0℃对应的设定温度Th2=-10℃。
以上详述的本实施方式具有以下优点。另外,在此仅叙述与第一实施方式、第四实施方式、第五实施方式不同的优点。
·在时刻t21,在从第一冷却器11向第一流通部14供给第一热媒而将下部电极92的温度控制为变化后的目标温度Te2=0℃时,能够从第二冷却器21向第二流通部24供给第二热媒而进行辅助,因此能够进一步提高使下部电极92的温度追随目标温度Te2=0℃的追随性。
·在时刻t22至t23,将第一冷却器11的设定温度Tc设定为与变化后的目标温度Te3=-20℃对应的设定温度Tc3=-25℃,同时从第一冷却器11向第一流通部14供给第一热媒而将下部电极92的温度控制为变化前的目标温度Te2=0℃时,能够从第二冷却器21向第二流通部24供给第二热媒而进行辅助,因此能够抑制上述预定时间Δt变长。
上述各实施方式也可以进行如下的变更来实施。对于与上述各实施方式相同的部分,通过标注相同的附图标记而省略说明。
·存储装置80a(存储部)也可以设置在控制部80的外部,与控制部80连接。
·在第五实施方式、第六实施方式、第八实施方式中,第一热媒和第二热媒可以是不同的液体。例如,在第一热媒和第二热媒中,乙二醇和水的比例可以互不相同。另外,第一热媒和第二热媒也可以由互不相同的物质构成。但是,优选第一热媒和第二热媒比第三热媒便宜。
·也可以将在罐11a、21a中储存调整为与变化后的目标温度Te对应的设定温度Tc、Th的热媒的预定时间Δt固定为恒定时间。根据这样的结构,能够简单地设定预定时间Δt。
·控制对象不限于下部电极92,也可以是半导体制造装置90的上部电极91。另外,应用上述各温度控制系统的对象不限于半导体制造装置90,也可以是其他制造装置或处理装置等。
尽管已经根据实施方式描述了公开,但是应当理解,本公开不限于这些实施方式和结构。本公开还包括各种变形例和等同范围内的变形。此外,各种组合和方式、以及仅包括其中的一个元素或其以上的元素或其以下的元素的其他组合和方式也包含在本公开的范畴和思想范围内。
附图标记
10…第一循环回路、11…第一冷却器(第一调整装置)、11a…罐(第一罐)、12…第一分配阀(调整部)、14…第一流通部、19…温度传感器、20…第二循环回路、21…第二冷却器(第二调整装置)、21a…罐(第二罐)、22…第二分配阀(调整部)、24…第二流通部、29…温度传感器、30…第三循环回路、34…共同流通部(第一流通部、第二流通部)、35…第六分配阀(调整部)、80…控制部(调整部)、80a…存储装置(存储部)、90…半导体制造装置、92…下部电极(控制对象)、93…热交换器(热交换部)、100…温度控制系统、110…第一循环回路、114…第一流通部、120…第二循环回路、124…第二流通部、130…第三循环回路、133…第三流通部、134…第四流通部、135…第二分配阀(调整部)、200…温度控制系统、230…第三循环回路、300…温度控制系统、335…第三分配阀(调整部)、400…温度控制系统、435…第四分配阀(调整部)、500…温度控制系统、535…第五分配阀(调整部)、700…温度控制系统。