JP2007218500A - 恒温装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は流路を腐食させる可能性がある冷媒を用いて恒温処理を行なう恒温装置に関し、循環ラインを腐食させる可能性がある冷媒を用いる構成であってもメンテナンスの回数を低減することを課題とする。
【解決手段】冷媒が流れる流路を有する恒温装置において、前記流路内に、循環系の構成要素の材料よりもフッ化水素と反応しやすい塩基性物質よりなる腐食防止部材を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は恒温装置に係り、特に流路を腐食させる可能性がある冷媒を用いて恒温処理を行う恒温装置に関する。

一般に、半導体製造技術の分野では、半導体ウエハー（主にシリコンウエハー）上に半導体素子或いは半導体回路（ＩＣ等）を製造した後、その半導体素子・回路が、正常に動作するかどうかを調べるための電気的試験が行われる。

通常、この種の試験は、半導体ウエハーをチャックと呼ばれる保持器に保持させ、半導体素子が後に置かれることになると想定される使用環境を模擬した状態（動作環境温度）を作り出して行われる。このような試験は、例えば高温領域（室温から１５０℃程度まで）や低温領域（−１０℃〜−５０℃）で行われることも多くなってきている。このため、チャックをこの高温領域或いは低温領域の既定温度に保持する必要がある。

よって、チャックには恒温装置が接続されており、半導体ウエハーの試験時においてチャックを既定の一定温度に保持する構成となっている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、チャックには、その内部に冷媒（冷却液）を流通させる冷却液流路と、加熱するためヒーターが設けられている。

半導体ウエハーを冷却する場合には、恒温装置を構成する冷凍機から循環ラインにより冷却液をチャックに流すことにより温度を低下させ、これによりチャックに保持された半導体ウエハーの温度を低下させる。一方、半導体ウエハーを加熱する場合には、チャック内に配設されたヒーターを駆動してチャックの温度を上昇させ、これによりチャックに保持された半導体ウエハーの温度を上昇させる構成とされている。
特開２００３−１４８８５２号公報

ところで、上記したチャックを冷却する際に使用する冷媒は、ガルデン液やＨＦＥ７２００（商標）等のふっ素系化学液を用いている。また、恒温装置を構成する循環ラインは、ステンレス等の金属材料により構成されている。

このようなふっ素系化学液は、高温になると分解してフッ化イオンが発生する。このフッ化イオンは、水があると反応してフッ化水素になり、冷媒が内部を通過する恒温装置を構成する循環ラインの腐食の原因となる。このような腐食が発生した場合、循環ラインの腐食発生箇所を新しい部材に取り換えるメンテナンスが必要となる。

しかしながら、従来では冷媒による循環ラインの腐食に対する対策が行われていなかったため、メンテナンスを頻繁に行う必要があり、恒温装置の稼働率が低下してしまうという問題点があった。また、頻繁にメンテナンスを行うことにより、メンテナンス費用が増大してしまうという問題点もあった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、循環ラインを腐食させる可能性がある冷媒を用いる構成であってもメンテナンスの回数を低減しうる恒温装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。

請求項１記載の発明は、
フッ素系化学液からなる冷媒と、
該冷媒を循環させる循環ポンプと、
前記冷媒を冷却させるために循環系に設けられた冷凍機と、
前記冷媒を昇温させるために前記循環系に設けられたヒーターと、
被温度制御対象を保持するために前記循環系に設けられたチャックと、
該チャックには前記被温度制御対象の温度を計測するための温度センサーを有し、
該温度センサーからの情報により前記被温度制御対象の所望の温度にするために前記冷凍機と前記ヒーターとを制御する恒温装置において、
前記循環系内に、該循環系の構成要素の材料よりもフッ化水素と反応しやすい塩基性物質よりなる腐食防止部材を設けたことを特徴とするものである。

また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載の恒温装置において、
前記塩基性物質は、塩基性酸化物であることを特徴とするものである。

また、請求項３記載の発明は、
請求項１記載の恒温装置において、
前記塩基性物質は、両性酸化物であることを特徴とするものである。

また、請求項４記載の発明は、
請求項１記載の恒温装置において、
前記塩基性物質は、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、および水酸化カルシウムから選ばれる１の物質であることを特徴とするものである。

また、請求項５記載の発明は、
冷媒が流れる循環系を有する恒温装置において、
前記循環系内に、該循環系の構成要素の材料よりもフッ化水素と反応しやすいガラス材を設けたことを特徴とするものである。

また、請求項６記載の発明は、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の恒温装置において、
前記循環系は前記冷媒が貯留される循環装置用タンクを有し、前記腐食防止部材を該循環装置用タンク内に配設したことを特徴とするものである。

また、請求項７記載の発明は、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の恒温装置において、
前記腐食防止部材を構成する材料は、前記冷媒と反応した際に生成される生成物が前記循環系の構成要素の材料に変質を与えない材料であることを特徴とするものである。

本発明によれば、流路を構成する構成要素に腐食が発生することを抑制でき、恒温装置のメンテナンス間隔を延ばすことができる

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。

図１は、本発明の一実施例であるチラーユニット１０の構成図である。このチラーユニット１０は、例えば半導体ウエハー（被温度制御対象）の試験に適用されるものであり、半導体ウエハーが搭載されるプローバ１１内のチャック１２を既定温度に保つ機能を奏するものである。

半導体ウエハーが搭載されるチャック１２には、伝熱盤Ｐが配設される。この伝熱盤Ｐは、チラーユニット１０の筺体２１内に収納された冷凍機２２の熱交換器２３で温度を下げられた冷媒２４（フッ素系化学液からなる）を、伝熱盤Ｐ内に形成された冷却通路２９に流すことや伝熱盤Ｐに取り付けられた伝熱盤ヒーター３０で加熱することによって、例えば、−７０°Ｃ〜２００°Ｃの範囲で温度制御される。伝熱盤ヒーター３０は、伝熱盤Ｐに設置した温度センサー３０ａの検知する温度に基づいて制御され、伝熱盤Ｐが予め定めた設定温度になるように伝熱盤Ｐを加熱する。

伝熱盤Ｐの温度制御を行うチラーユニット１０は、冷媒２４を貯留する低温タンク２５（循環装置用タンク）と、冷媒２４を循環させる循環ポンプ２７と、熱交換器２３で冷却される冷却液の流量を調整する流量調整弁２８と、伝熱盤Ｐに形成された冷却通路２９と、熱交換器２３に設けた冷却液通路（図示せず）を備えており、後述する循環ラインＬ１とＬ２によって循環系が構成されている。この循環ラインＬ１とＬ２の一部或いは全部をステンレス等の金属材料により構成されており、またチラーユニット１０内において冷媒２４と接触する構成要素の一部或いは全部もステンレス等の金属材料により構成されている。

本実施例に係るチラーユニット１０は、冷媒２４としてガルデン液やＨＦＥ７２００（商標）等のフッ素系化学液を用いている。

しかしながら、このようなフッ素系化学液は、高温になると分解してフッ化イオンが発生する。また、このフッ化イオンは水があると反応してフッ化水素になり（２Ｈ_２Ｏ＋２Ｆ_２→４ＨＦ＋Ｏ_２）、チラーユニット１０内で冷媒２４が通過する部位に腐食を発生させる原因となることは前述した通りである。

ここで、再びチラーユニット１０の構成説明に戻る。熱交換器２３は、二重管で構成されており、その内管が冷凍機２２側冷媒の流れる冷媒通路とされ、内管と外管との間に形成される通路が冷媒２４の流れる冷却液通路とされている。冷媒２４は、この熱交換器２３で冷凍機側冷媒と熱交換して冷却されるようになっている。なお、低温タンク２５からの冷媒２４を内管の中へ、内管と外管との間に形成される流路に冷凍機２２からの冷媒が流れるようにしてもよい。

低温タンク２５はチラーユニット１０の筺体２１内に収納されており、ほぼ密閉された断熱構造とされている。低温タンク２５内の上部空間には、この上部空間を大気に開放する大気開放チューブ２６が設けられており、低温タンク２５の液面が上昇や下降して、低温タンク２５に圧力の変動が生じたとき、その圧力の変動を吸収するようにしている。

循環ポンプ２７は低温タンク２５取り付けられており、そのポンプ部は低温タンク２５に貯留された冷媒２４の中に位置し、また駆動部は低温タンク２５の外部に位置するよう配置されている。循環ポンプ２７の吸入口は、低温タンク２５内に開口している。また、循環ポンプ２７の吐出口は、熱交換器２３の入口に冷媒２４を送る冷却液循環配管３１（往き管）に接続されると共に、伝熱盤Ｐの冷却通路２９に冷媒２４を送る冷却液供給配管３３に接続されている。

流量調整弁２８は低温タンク２５に取り付けられており、駆動部は低温タンク２５の外部に位置し、弁部は低温タンク２５内に位置するよう配置されている。流量調整弁２８の冷媒入口は、熱交換器２３の出口に接続された冷却液循環配管３２（戻り管）に接続されている。流量調整弁２８の冷媒出口は、低温タンク２５の上部空間に開口している。

流量調整弁２８は低温タンク２５に設けた温度センサー２８ａによって制御され、低温タンク２５内の冷媒２４が所定の設定温度になるように熱交換器２３を流れる冷媒２４の流量を調整する。なお、温度センサー２８ａによる流量調整弁２８の制御は、例えば、コントローラ等適宜の手段で行うことができる。

伝熱盤Ｐに形成された冷却通路２９は、その冷却液入口が伝熱盤接続配管３５（往き管）に接続されると共に、その冷却液出口が伝熱盤接続配管３６（戻り菅）に接続されている。伝熱盤接続配管３５は、循環ポンプ２７の吐出口に接続する冷却液供給配管３３に接続され、伝熱盤接続配管３６は低温タンク２５内に連通する冷却液供給配管３４（戻り菅）に接続されている。

このように構成されたチラーユニット１０は、前記のように循環ラインＬ１，Ｌ２の二つの循環ラインを有している。循環ラインＬ１においては、冷媒２４は低温タンク２５→循環ポンプ２７→冷却液循環配管３１→熱交換器２３の冷却液通路→冷却液循環配管３２→流量調整弁２８→低温タンク２５と循環する。また、循環ラインＬ２では、冷媒２４は低温タンク２５→循環ポンプ２７→冷却液供給配管３３→伝熱盤接続配管３５→伝熱盤Ｐの冷却通路２９→伝熱盤接続配管３６→冷却液供給配管３４→低温タンク２５と循環する。

また、チラーユニット１０には、循環ラインＬ１，Ｌ２とは別に、低温タンク２５内に冷却液を補給するほぼ密閉された常温タンク３８が設けられている。この常温タンク３８は低温タンク２５の下方に設けられており、また常温タンク３８内の上部空間にはタンク上部空間を大気に開放する大気開放チューブ３９が接続されている。常温タンク３８の容積は、低温タンク２５へ冷媒を補給できる量を確保できればよい。

この常温タンク３８には、循環ラインＬ１，Ｌ２の冷媒２４の液量が減少して冷却液が足りなくなったとき、常温タンク３８内の冷媒２４を低温タンク２５に補給する補給ポンプ４０が接続されている。補給ポンプ４０は、低温タンク２５内に設けた液面センサー４１の検知する液量に基づいて自動的に運転されるようになっている。補給ポンプ４０により常温タンク３８から送り出される冷媒２４は、補給用ホース４０ａにより低温タンク２５に送られる。

液面センサー４１は低温タンク２５の外部に設けられ、低温タンク２５の上部空間と低温タンク２５の低部を連通する透明管４１ａと、液面高さを検出する液面センサー４１ｂとを備え、低温タンク２５の液面２５ａを検出しうる構成とされている。

この液面センサー４１は、冷媒循環装置を制御するコントローラ内に構成されたポンプ駆動指令手段（図示せず）に接続されている。そして、液面センサー４１により液面２５ａの高さが所定位置より低くなったと判断されたとき、ポンプ駆動指令手段は低温タンク２５内の冷媒２４の液量が減少したと判断し、補給ポンプ４０を駆動開始する構成とされている。この際、液面センサー４１が検知する液面高さは、循環ラインＬ１，Ｌ２が必要とする最小限の冷媒量に相当する低温タンク２５の液面高さを考慮して適宜決められている。

また、常温タンク３８には、常温タンク３８の冷媒が一定量以下となったときにオペレータに冷媒を補給するよう警告するアラーム（図示せず）が設けられている。このため、常温タンク３８には、コントローラ内に構成されたアラーム駆動指令手段(図示せず)に接続された液面センサー４３が設けられている。この液面センサー４３は液面センサー４１と同様の光学式の液面センサーであり、常温タンク３８の冷媒が一定量以下となったときにこれをアラーム駆動指令手段に伝え、これによりアラームを作動するようになっている。

また、チラーユニット１０では、冷却通路２９を高温に制御したときに循環ラインＬ１，Ｌ２内で冷媒２４が膨張して、低温タンク２５内の液面２５ａが上昇することがある。しかしながら、低温タンク２５には、この上昇した低温タンク２５内の余分な冷媒２４を補給タンク３８に移動させるためのオーバーフロー管４２が設けられている。

オーバーフロー管４２は、上端部分が低温タンク２５に取り付けられると共に、下端部分が低温タンク２５の下方に設置された常温タンク３８の底部近くまで延出したパイプにより形成されている。オーバーフロー管４２の冷却液入り口高さ４２ａと液面センサー４１が検知する液面高さは、低温タンク２５内の冷却液の浪打等を考慮してある程度差をつけて設定されている。具体的には、オーバーフロー管４２の冷却液入り口高さ４２ａは、液面センサー４１が検知する液面高さよりわずかに高い位置（例えば、数ミリ高い位置）とされている。

腐食防止部材５０は、低温タンク２５の内部に配設されている。図２は、腐食防止部材５０の配設位置を拡大して示している。同図に示すように、低温タンク２５の腐食防止部材５０が配設される位置にはホルダ５１が設けられている。

このホルダ５１には腐食防止部材５０が装着される装着溝５２が形成されており、腐食防止部材５０はこの装着溝５２に装着脱可能な構成とされている。また、腐食防止部材５０は装着溝５２に装着された状態で、その上端が低温タンク２５内における液面２５ａ（上記のように、上下に変動する）の下限位置よりも低くなるよう構成されている。即ち、腐食防止部材５０は、低温タンク２５内に装着された状態において、常に冷媒２４に浸漬されるよう構成されている。

この腐食防止部材５０は、チラーユニット１０内において冷媒２４が流れる流路を構成する構成要素（冷媒２４が直接接触する構成要素）の材料よりもフッ化水素（ＨＦ）と反応しやすい塩基性物質が選定されている。この塩基性物質としては、塩基性酸化物を用いることが考えられる。具体的には、塩基性酸化物としてクロム（Ｃｒ）を除く金属元素の酸化物が適用可能である。例えば、塩基性酸化物として酸化第二銅（ＣｕＯ）を用いた場合、フッ化水素（ＨＦ）との反応式は下式のようになる。

・ＣｕＯ＋２ＨＦ→ＣｕＦ_２＋Ｈ_２Ｏ
また、上記の塩基性物質として、両性酸化物を用いることも可能である。これは、両性元素（Ａｌ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｐｂ）の酸化物であり、酸とも塩基とも中和反応して塩を生成する酸化物である。

また、その他の塩基性物質として、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、および水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）から選ばれる１の物質を用いてもよい。塩基性物質として上記物質を用いた場合の反応式は、下式の通りである。

・ＮａＯＨ＋ＨＦ→ＮａＦ＋Ｈ_２Ｏ
・Ｎａ_２ＣＯ_３＋ＨＦ→２ＮａＦ＋Ｈ_２Ｏ＋ＣＯ_２
・ＣａＣＯ_３＋ＨＦ→ＣａＦ_２＋Ｈ_２Ｏ＋ＣＯ_２
・Ｃａ（ＯＨ）_２＋ＨＦ→ＣａＦ_２＋２Ｈ_２Ｏ
また、上記した各塩基性物質に代えて、冷媒２４が流れる流路を構成する構成要素の材料よりもフッ化水素（ＨＦ）と反応しやすいガラス材を設けた構成としてもよい。このガラス材としては、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）が考えられる。二酸化ケイ素を用いた場合のフッ化水素（ＨＦ）との反応式は下式のようになる。

・ＳｉＯ_２＋４ＨＦ→ＳｉＦ_４＋２Ｈ_２Ｏ
・ＳｉＯ_２＋６ＨＦ→Ｈ_２ＳｉＦ_６＋２Ｈ_２Ｏ
各反応式から明らかなように、ＨＦと反応して生成される物質は、チラーユニット１０の特に循環系の構成部品の材料に変質を与えない物質である。このため、ＨＦと反応することにより生成される物質により、チラーユニット１０が損傷するようなことはない。即ち、冷媒２４はチラーユニット１０で循環する際に、循環ラインＬ２（冷却液循環配管３１，３２等）、循環ラインＬ２（冷却液供給配管３３，３４等）、低温タンク２５、循環ポンプ２７、流量調整弁２８、常温タンク３８等の種々の構成要素と直接接触するが、ライン腐食防止部材５０（及び後述するライン腐食検出部材６３）を設けても、チラーユニット１０が損傷するようなことはない。

なお、腐食防止部材５０は、冷媒２４との接触面積を増大させるため、多孔質構造或いはメッシュ板を積層した構成とされている。これは、後述するように、冷媒２４との反応を良好に行わせるためである。

一方、視認窓６０は、低温タンク２５の外壁に設けられている。図２は、低温タンク２５を拡大して示している。この視認窓６０は、低温タンク２５と連通した上下一対の延出管６２と、一対の延出管６２間に配設された透明管６１（ＰＴＦＡやＰＦＡチューブ）と、透明管６１内に配置された腐食検出部材６３等により構成されている。

上部に位置する延出管６２は、低温タンク２５内における液面２５ａ（上記のように、上下に変動する）の下限位置よりも低い位置において低温タンク２５と連通するよう構成されている。また、下部に位置する延出管６２は、低温タンク２５の底面近傍位置において低温タンク２５と連通するよう構成されている。また、透明管６１は一対の延出管６２と連通するよう構成されている。この構成とすることにより、透明管６１の内部には常に冷媒２４が存在する構成となる。

腐食検出部材６３はガラス管部６１の内部に配設されており、よってガラス管部６１から視認できるよう構成されている。この腐食検出部材６３は、前記した腐食防止部材５０と同一材質とされており、よってチラーユニット１０内において冷媒２４が流れる流路を構成する構成要素（冷媒２４が直接接触する構成要素）の材料よりもフッ化水素（ＨＦ）と反応しやすい塩基性物質或いはガラス材が選定されている。具体的な塩基性物質としては、クロム（Ｃｒ）を除く金属元素の酸化物、両性酸化物、その他の塩基性物質（水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、および水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２））等を用いることができる。

なお、前記した腐食防止部材５０は冷媒２４との接触面積を増大させるために多孔質構造或いはメッシュ板を積層した構成としたが、腐食検出部材６３は多孔質或いはメッシュ構造とはされておらず、棒状形状とされている。これは、後述するように腐食防止部材５０の腐食状態を確認するために、腐食速度が腐食防止部材５０と腐食検出部材６３でほぼ等しくなるようにするためである。

続いて、上記構成とされたチラーユニット１０の動作について説明する。

伝熱盤Ｐを高温（例えば、４０°Ｃ以上）で温度制御するときは、循環ポンプ２７の運転を停止し、伝熱盤Ｐに取り付けた伝熱盤ヒーター３０を駆動する。伝熱盤ヒーター３０は、温度センサー３０ａが検知する温度に基づいて伝熱盤Ｐの温度が設定温度になるように恒温制御がされる。

一方、伝熱盤Ｐを低温（例えば４０°Ｃより低い温度）で温度制御するときは、循環ポンプ２７を駆動する。循環ポンプ２７は、低温タンク２５内の冷媒２４を冷却液循環配管３１を通して熱交換器２３の冷却液通路に送ると共に、冷却液供給配管３３及び伝熱盤接続配管３５を通して伝熱盤Ｐの冷却通路２９に送る。

熱交換器２３の冷却液通路に送られた冷媒２４は、熱交換器２３の冷媒通路を流れる冷凍機２２側冷媒と熱交換して温度を下げ、冷却液循環配管３２及び流量調整弁２８を通って低温タンク２５に戻される。このようにして、循環ラインＬ１を流れる冷媒２４は熱交換器２３によって徐々に温度が下げられていく。他方、伝熱盤Ｐの冷却通路２９に送られた冷媒２４は、冷却通路２９を通る間に温度を上げ、伝熱盤接続配管３６、冷却液供給配管３４を通って低温タンク２５に戻される。

流量調整弁２８は、低温タンク２５内に設けた温度センサー２８ａの検知温度に基づいて制御され、低温タンク２５内の冷媒２４の温度が伝熱盤Ｐの設定温度に対応した所定の設定温度になるように循環ラインＬ１を流れる冷媒２４の液量を調整する。伝熱盤Ｐは、このようにして所定の温度に調整された低温タンク２５からの冷媒２４が冷却通路２９流れることによって冷却される。同時に、伝熱盤Ｐの温度は、温度センサー３０ａでモニターされており、温度センサー３０ａで検知した伝熱盤Ｐの温度が設定温度より低い場合には、伝熱盤ヒーター３０に通電して、伝熱盤Ｐの温度が設定温度になるように制御する。

ところで、上記のように伝熱盤Ｐを冷媒２４と伝熱盤ヒーター３０によって温度制御するとき、循環ラインＬ１，Ｌ２の冷媒２４がその揮発や収縮などによって減少することがある。このようにして循環ラインＬ１，Ｌ２の冷媒２４が減少すると、低温タンク２５に設けた液面センサー４１がこの冷媒２４の減少を検知して、コントローラ内のポンプ駆動指令手段（図示せず）に冷媒２４の減少を知らせる。

これにより、ポンプ駆動指令手段は、補給ポンプ４０を駆動し、常温タンク３８内の冷媒２４を低温タンク２５に補給する。また、常温タンク３８から低温タンク２５に冷媒２４が補給され、液面センサー４１が冷媒２４の減少を検知しなくなると、ポンプ駆動指令手段によって補給ポンプ４０の運転が停止される。

一方、冷媒２４の膨張に伴い低温タンク２５の液面２５ａが上昇し、冷媒２４がオーバーフロー管４２の冷却液入口４２ａを超えると、冷媒２４はオーバーフロー管４２に流れ込み、重力によってオーバーフロー管４２内を下降して常温タンク３８へ移動する。これによって、低温タンク２５内の余分な冷媒２４は、常温タンク３８に流れ、低温タンク２５内の液面２５ａは、オーバーフロー管４２の冷却液入口４２ａの高さ以上にはならない。

これにより、チラーユニット１０に必要な最小限の冷媒２４以外は常温タンク３８に溜められることになる。また、オーバーフロー管４２の冷却液入り口高さ４２ａと液面センサー４１が検知する液面高さは、わずかの差とされているので、循環ラインＬ１，Ｌ２の冷媒２４の液量が増減しても、低温タンク２５内の液面高さは常にほぼ一定に保たれる。

また、常温タンク３８内の冷媒が、一定量以下になると、液面センサー４３がそれを検知し、その検知信号がコントローラＣＲ内に構成したアラーム駆動指令手段（図示せず）に送られる。この信号を受けたアラーム駆動指令手段は、アラームに駆動指令信号を送り、アラームを駆動して、オペレータに冷媒を常温タンク３８に補給するよう警告する。これにより、冷媒２４の不足により、チラーユニット１０の稼動に不都合が生じることを防止できる。

ところで、チラーユニット１０が稼動している間、上記のように冷媒２４はチラーユニット１０を常に循環している。また、チラーユニット１０は上記のように高温状態と低温状態を繰り返すため、チラーユニット１０を構成する各構成要素において水が発生し易い。また、本実施例では冷媒２４としてガルデン液やＨＦＥ７２００（商標）等のフッ素系化学液を用いているため、高温になると分解してフッ化イオンが発生し、またこのフッ化イオンが水と反応すると腐食性の高いフッ化水素が生成されてしまう。

しかしながら、本実施例では冷媒２４の流路内（本実施例では、低温タンク２５内）に腐食防止部材５０を配設した構成としているため、冷媒２４（実際には、冷媒２４内に発生したフッ化水素）は流路を構成する構成要素を腐食させるよりも先に、先ず腐食防止部材５０と反応する。このため、冷媒２４が腐食防止部材５０と反応している間は、流路を構成する構成要素に腐食が発生することを抑制でき、よってチラーユニット１０のメンテナンス間隔を延ばすことができる。

また、本実施例では腐食防止部材５０を冷媒２４が貯留される低温タンク２５に配設している。低温タンク２５は、循環ラインＬ１，Ｌ２を流れてきた冷媒２４が貯留される部位であるため、フッ化水素の濃度が高い位置である。また、循環ラインＬ１，Ｌ２は冷媒２４が流れる部位であるのに対し、低温タンク２５は冷媒２４が貯留される位置であり、腐食が進み易い部位である。よって、低温タンク２５は腐食防止部材５０と冷媒２４（フッ化水素）との反応が効率的に行われる部位であり、よって低温タンク２５に腐食防止部材５０を設けることにより流路に腐食が発生することを有効に防止できる。

また本実施例では、腐食防止部材５０の材料として、冷媒２４（実際はフッ化水素）と腐食防止部材５０とが反応した際に生成される生成物が、前記流路を構成する構成要素の材料に変質を与えない材料を選定している。よって、本実施例によれば、冷媒２４と腐食防止部材５０が酸化還元した際に生成される生成物が、二次的に流路に悪影響を及ぼすことを防止できる。

上記のようにチラーユニット１０の流路内（低温タンク２５内）に腐食防止部材５０を配設することにより、冷媒２４内に発生したフッ化水素によりチラーユニット１０を構成する流路が早期に腐食されることを抑制することができる。しかしながら、腐食防止部材５０が全て反応した場合には流路が腐食されることとなり、よって腐食防止部材５０の腐食状態を検知できないと、やはり流路がフッ化水素により腐食される可能性がある。これを防止するためには、腐食防止部材５０の腐食状態を検知する必要がある。

このため、本実施例では低温タンク２５に視認窓６０を設けた構成としている。視認窓６０内に配設された腐食検出部材６３も腐食防止部材５０と同様に、冷媒２４が流れる流路を構成する構成要素の材料よりもフッ化水素（ＨＦ）と反応しやすい材料により形成されている。また、腐食検出部材６３も低温タンク２５内に貯留されている冷媒２４に浸漬された状態とされている。よって、冷媒２４（フッ化水素）は、流路を構成する構成要素よりも先に腐食検出部材６３と反応する。

よって、視認窓６０から視認される腐食検出部材６３に発生した腐食の状態より、チラーユニット１０のメンテナンスの時期を設定することができる。これにより、チラーユニット１０のメンテナンスを適正時期に実施することが可能となる。

また、本実施例では腐食防止部材５０が多孔質等の冷媒２４との接触面積を広くして流路と冷媒２４（フッ化水素）との反応を抑制しているのに対し、腐食検出部材６３は腐食防止部材５０の腐食状態と腐食速度が一致するように多孔質等の構成とはしいない。これによっても、チラーユニット１０のメンテナンス時期を適確に判断することができる。

なお、腐食検出部材６３の材質は腐食防止部材５０の材質と同一であるため、前記したように、冷媒２４と腐食検出部材６３が酸化還元した際に生成される生成物が、二次的に流路に悪影響を及ぼすようなことはない。

また、上記した実施例では、視認窓６０を低温タンク２５の外部に配設し、腐食検出部材６３を解して腐食防止部材５０の腐食状態を間接的に確認する構成としたが、低温タンク２５の外壁に透明窓を形成し、腐食防止部材５０の腐食状態を直接監視しうる構成としてもよい。

また、低温タンク２５に腐食防止部材５０を配設することなく、腐食検出部材６３の腐食状態を検知することにより、チラーユニット１０の流路に腐食が発生し始めたか否かを検知する構成としてもよい。この構成とした場合にも、従来に比べてより確実にメンテナンス時期を判定することができる。

図１は、本発明の一実施例である恒温装置の構成図である。 図２は、本発明の一実施例である恒温装置のライン腐食防止部材の配設位置近傍を拡大して示す図である。 図３は、本発明の一実施例である恒温装置の視認窓の配設位置近傍を拡大して示す図である。

符号の説明

Ｐ 伝熱盤
Ｌ１，Ｌ２ 循環ライン
１０ チラーユニット
１１ プローバ
１２ チャック
２２ 冷凍機
２３ 熱交換器
２４ 冷媒
２５ 低温タンク
２７ 循環ポンプ
２８ 流量調整弁
２８ａ 温度センサー
２９ 冷却通路
３０ 伝熱盤ヒーター
３０ａ 温度センサー
３１，３２ 冷却液循環配管
３３，３４ 冷却液供給配管
３５，３６ 伝熱盤接続配管
３８ 常温タンク
４０ 補給ポンプ
４１ 液面センサー
４２ オーバーフロー管
４３ 液面センサー
５０ 腐食防止部材
５１ ホルダ
５２ 装着溝
６０ 視認窓
６１ 透明管
６２ 延出管
６３ 腐食検出部材

Claims (7)

1. フッ素系化学液からなる冷媒と、
   該冷媒を循環させる循環ポンプと、
   前記冷媒を冷却させるために循環系に設けられた冷凍機と、
   前記冷媒を昇温させるために前記循環系に設けられたヒーターと、
   被温度制御対象を保持するために前記循環系に設けられたチャックと、
   該チャックには前記被温度制御対象の温度を計測するための温度センサーを有し、
   該温度センサーからの情報により前記被温度制御対象の所望の温度にするために前記冷凍機と前記ヒーターとを制御する恒温装置において、
   前記循環系内に、該循環系の構成要素の材料よりもフッ化水素と反応しやすい塩基性物質よりなる腐食防止部材を設けたことを特徴とする恒温装置。
2. 前記塩基性物質は、塩基性酸化物であることを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
3. 前記塩基性物質は、両性酸化物であることを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
4. 前記塩基性物質は、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、および水酸化カルシウムから選ばれる１の物質であることを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
5. 冷媒が流れる循環系を有する恒温装置において、
   前記循環系内に、該循環系の構成要素の材料よりもフッ化水素と反応しやすいガラス材を設けたことを特徴とする恒温装置。
6. 前記循環系は前記冷媒が貯留される循環装置用タンクを有し、前記腐食防止部材を該循環装置用タンク内に配設したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の恒温装置。
7. 前記腐食防止部材を構成する材料は、前記冷媒と反応した際に生成される生成物が前記循環系の構成要素の材料に変質を与えない材料であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の恒温装置。

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