JP2009180442A - Refrigeration system - Google Patents

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JP2009180442A JP2008020384A JP2008020384A JP2009180442A JP 2009180442 A JP2009180442 A JP 2009180442A JP 2008020384 A JP2008020384 A JP 2008020384A JP 2008020384 A JP2008020384 A JP 2008020384A JP 2009180442 A JP2009180442 A JP 2009180442A
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Hiromasa Shimizu
寛正 清水
Akifumi Yagi
昌文 八木
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Shinmaywa Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refrigeration system capable of carrying out stable operation by suppressing fluctuation of a flow rate of a mixed refrigerant circulating in a refrigerant circuit, and capable of shortening an activation time until a cooling effect of a cooler is obtained. <P>SOLUTION: A capacity of an expansion tank 65 is maximized by opening first to third solenoid opening and closing valves 85-87 when an internal temperature of the refrigerant circuit 1 rises, and an amount of the mixed refrigerant to be recovered is reduced by closing and minimizing openings of the first to third solenoid opening and closing valves 85-87 when the internal temperature of the refrigerant circuit 1 drops. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、冷凍装置に関するものである。   The present invention relates to a refrigeration apparatus.

一般に、沸点の異なる二種類以上の冷媒を使用する混合冷媒方式の、この種の超低温冷凍装置では、装置の運転開始時等において、低沸点成分の冷媒が十分に凝縮しないために、吐出圧力が上昇して装置の耐圧を越える場合がある。   In general, in this type of ultra-low temperature refrigeration system that uses two or more types of refrigerants with different boiling points, the refrigerant with low boiling point components does not sufficiently condense at the start of operation of the apparatus, so the discharge pressure is low. It may rise and exceed the breakdown voltage of the device.

このため、別途膨張タンクを設け、この膨張タンクと冷媒回路とを、冷媒回路内の圧力が所定圧力(例えば設計耐圧)より高くなったときに作動する安全弁を備えたバイパス配管によって接続して、高圧の冷媒を膨張タンク内に一時的に逃がすことにより、吐出圧力を下げて運転できるようにしている。さらに、膨張タンクと圧縮機の吸入側とを戻し管によって接続することで、膨張タンク内の冷媒を循環するようにしている。   For this reason, a separate expansion tank is provided, and the expansion tank and the refrigerant circuit are connected by a bypass pipe having a safety valve that operates when the pressure in the refrigerant circuit becomes higher than a predetermined pressure (for example, a design pressure resistance), By temporarily letting the high-pressure refrigerant escape into the expansion tank, the operation can be performed with the discharge pressure lowered. Furthermore, the refrigerant in the expansion tank is circulated by connecting the expansion tank and the suction side of the compressor with a return pipe.

ところで、近年、冷凍装置の冷却能力を上げるために、運転中及び停止中においても気相状態を保つ低沸点冷媒を使用することが多くなっており、このため膨張タンクの容量不足が問題となっている。このような膨張タンクの容量不足を解消するためには、容積の大きい膨張タンクを用いればよい。しかし、タンク容積を単純に大きくしただけでは、タンクの設置スペースを確保するのが難しい。   By the way, in recent years, in order to increase the cooling capacity of the refrigeration apparatus, a low-boiling-point refrigerant that maintains a gas phase state during operation and stoppage is often used, and therefore the capacity of the expansion tank is insufficient. ing. In order to solve such a capacity shortage of the expansion tank, an expansion tank having a large volume may be used. However, it is difficult to secure a tank installation space simply by increasing the tank volume.

ここで、例えば特許文献1には、小容量の膨張タンクを複数接続した冷凍装置が開示されている。これによると、大容量の膨張タンクでは設置スペースの確保が困難な場合でも、各膨張タンクが小容量であるため、設置スペースを容易に確保できると記載されている。
特開2005−207660号公報
Here, for example, Patent Literature 1 discloses a refrigeration apparatus in which a plurality of small-capacity expansion tanks are connected. According to this, even if it is difficult to secure an installation space with a large-capacity expansion tank, it is described that each expansion tank has a small capacity, so that the installation space can be easily secured.
JP 2005-207660 A

しかしながら、従来の冷凍装置では、各膨張タンク間を常時連通させているので、冷凍装置の稼働中に圧縮機の吐出圧力が上昇すると、その吐出圧力を低下させるのに必要な容量を上回るガス冷媒が膨張タンクに流入してしまい、冷媒回路内を循環するガス冷媒の流量が大きく変動して装置の稼働が不安定になって、冷却器による冷却効果が得られるまでの起動時間が遅延するという問題がある。   However, in the conventional refrigeration apparatus, the expansion tanks are always in communication with each other. Therefore, when the discharge pressure of the compressor rises during operation of the refrigeration apparatus, the gas refrigerant exceeds the capacity necessary to reduce the discharge pressure. Flows into the expansion tank, the flow rate of the gas refrigerant circulating in the refrigerant circuit fluctuates greatly, the operation of the device becomes unstable, and the startup time until the cooling effect by the cooler is obtained is delayed There's a problem.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒回路内を循環する混合冷媒の流量の変動を抑制して、安定稼動させることができ、冷却器の冷却効果を得るまでの起動時間を短縮することができる冷凍装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of this point, The objective is suppressing the fluctuation | variation of the flow volume of the mixed refrigerant | coolant which circulates in the inside of a refrigerant circuit, can be made to operate stably, and obtains the cooling effect of a cooler. An object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus capable of shortening the startup time until.

上述した目的を達成するため、本発明は、冷媒回路の内部温度に応じて容量を変更可能な膨張タンクを冷媒回路に接続するようにした。   In order to achieve the above-described object, according to the present invention, an expansion tank whose capacity can be changed according to the internal temperature of the refrigerant circuit is connected to the refrigerant circuit.

具体的に、本発明は、沸点の異なる複数種類の冷媒を混合した混合冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された混合冷媒を冷却して一部を液化させる凝縮器と、
前記凝縮器で一部が液化された混合冷媒のうち高沸点冷媒から低沸点冷媒へと順次液冷媒とガス冷媒とに分離する複数の気液分離器と、
前記各気液分離器で分離されたガス冷媒を、該各気液分離器で分離され且つ減圧された液冷媒との間で熱交換させて冷却して少なくとも一部を液化させる複数の熱交換器と、
前記複数の熱交換器のうち最も低温側の熱交換器から流出し且つ減圧された低沸点冷媒を蒸発させて冷却対象を冷却する冷却器とが接続された冷媒回路を有する冷凍装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
Specifically, the present invention includes a compressor that compresses a mixed refrigerant obtained by mixing a plurality of types of refrigerants having different boiling points,
A condenser that cools the mixed refrigerant compressed by the compressor and liquefies a part thereof;
A plurality of gas-liquid separators that sequentially separate a liquid refrigerant and a gas refrigerant from a high-boiling refrigerant to a low-boiling refrigerant among the mixed refrigerant partially liquefied in the condenser;
A plurality of heat exchanges in which the gas refrigerant separated by each gas-liquid separator is heat-exchanged with the liquid refrigerant separated and decompressed by each gas-liquid separator and cooled to at least partially liquefy. And
Targeting a refrigeration apparatus having a refrigerant circuit connected to a cooler that evaporates a low-boiling-point refrigerant that has flowed out of the lowest temperature heat exchanger out of the plurality of heat exchangers and that cools the object to be cooled. The following solutions were taken.

すなわち、請求項1の発明は、前記冷媒回路には、運転開始から所定時間が経過して冷媒回路の内部温度が低下してくることに応じて容量を変更可能な膨張タンクが接続されていることを特徴とするものである。   That is, in the first aspect of the invention, the refrigerant circuit is connected to an expansion tank whose capacity can be changed in accordance with a decrease in the internal temperature of the refrigerant circuit after a predetermined time has elapsed since the start of operation. It is characterized by this.

請求項1に係る発明によれば、膨張タンクは、冷媒回路に接続されており、冷媒回路の内部温度に応じてその容量を変更することができるように構成されている。   According to the first aspect of the present invention, the expansion tank is connected to the refrigerant circuit, and is configured so that its capacity can be changed according to the internal temperature of the refrigerant circuit.

ここで、冷凍装置を常温の状態から起動させた直後では、ガス状態の混合冷媒により圧縮機の吐出圧力が高い状態が続く。そのため、膨張タンクの容量を大きくして、膨張タンクに回収される混合冷媒の量を増加させることで、圧縮機の吐出圧力を低下させるようにしている。   Here, immediately after starting the refrigeration apparatus from the normal temperature state, the discharge pressure of the compressor continues to be high due to the mixed refrigerant in the gas state. Therefore, the discharge pressure of the compressor is lowered by increasing the capacity of the expansion tank and increasing the amount of the mixed refrigerant recovered in the expansion tank.

一方、時間の経過とともに冷媒回路の内部温度が低下してくると、冷凍装置は安定した状態になっていく。ここで、冷凍装置の稼働中に圧縮機の吐出圧力が一瞬上昇したときに、その吐出圧力を低下させるために必要な混合冷媒の量は、冷凍装置の起動直後よりも少なくて済む。しかし、従来の冷凍装置では、複数の膨張タンクを常時連通させているので、圧縮機の吐出圧力が一瞬上昇すると、その吐出圧力を低下させるために必要な量を上回る混合冷媒が膨張タンクに回収されてしまい、冷媒回路内を循環する混合冷媒の流量が大きく変動して冷凍装置が不安定になってしまう。   On the other hand, when the internal temperature of the refrigerant circuit decreases with the passage of time, the refrigeration apparatus becomes stable. Here, when the discharge pressure of the compressor rises momentarily during operation of the refrigeration apparatus, the amount of the mixed refrigerant required to reduce the discharge pressure may be less than immediately after the start of the refrigeration apparatus. However, in the conventional refrigeration system, since a plurality of expansion tanks are always in communication, when the discharge pressure of the compressor rises momentarily, the refrigerant mixture exceeding the amount necessary to reduce the discharge pressure is recovered in the expansion tank. As a result, the flow rate of the mixed refrigerant circulating in the refrigerant circuit greatly fluctuates and the refrigeration apparatus becomes unstable.

そこで、本発明では、冷媒回路の内部温度に応じて膨張タンクの容量を徐々に小さくして、膨張タンクに回収される混合冷媒の量を減少させるようにしている。このようにすれば、冷凍装置の稼働中に圧縮機の吐出圧力が一瞬上昇した場合でも、その吐出圧力を低下させるために必要な量のみを膨張タンクに回収させることができる。   Therefore, in the present invention, the capacity of the expansion tank is gradually reduced in accordance with the internal temperature of the refrigerant circuit to reduce the amount of the mixed refrigerant recovered in the expansion tank. In this way, even when the discharge pressure of the compressor rises momentarily during operation of the refrigeration apparatus, only the amount necessary to reduce the discharge pressure can be collected in the expansion tank.

これにより、圧縮機の吐出圧力が上昇した場合に、その吐出圧力を低下させるために必要な量のみを膨張タンクに回収させることができるので、冷媒回路内を循環する混合冷媒の流量の変動が抑制されて冷凍装置を安定して稼動させることができ、冷却器の冷却効果を得るまでの起動時間を短縮することができる。   As a result, when the discharge pressure of the compressor rises, only the amount necessary for reducing the discharge pressure can be collected in the expansion tank, so that the flow rate of the mixed refrigerant circulating in the refrigerant circuit is not changed. It is suppressed and the refrigeration apparatus can be operated stably, and the startup time until the cooling effect of the cooler is obtained can be shortened.

請求項2の発明は、請求項1において、
前記膨張タンクは、連通配管を介して直列に接続された複数のサブタンクを備え、
前記複数のサブタンクのうち最も上流側のサブタンクは、混合冷媒を吸入する冷媒吸入管を介して前記冷媒回路に接続される一方、混合冷媒を戻す冷媒戻し管を介して前記圧縮機の吸込側に接続され、
前記複数のサブタンクのうち残りのサブタンクは、混合冷媒を流出する冷媒流出管を介して前記冷媒戻し管に接続され、
前記連通配管には、上流側のサブタンクから下流側のサブタンクへ混合冷媒を流入させるか否かを切り替える切替手段が接続されていることを特徴とするものである。
The invention of claim 2 is the invention according to claim 1,
The expansion tank includes a plurality of sub-tanks connected in series via a communication pipe,
The most upstream sub tank among the plurality of sub tanks is connected to the refrigerant circuit via a refrigerant suction pipe for sucking the mixed refrigerant, and is connected to the suction side of the compressor via a refrigerant return pipe for returning the mixed refrigerant. Connected,
The remaining sub tanks of the plurality of sub tanks are connected to the refrigerant return pipe via a refrigerant outflow pipe for flowing out the mixed refrigerant,
The communication pipe is connected to switching means for switching whether or not to allow the mixed refrigerant to flow from the upstream sub-tank to the downstream sub-tank.

請求項2に係る発明によれば、膨張タンクは、連通配管を介して直列に接続された複数のサブタンクを備えている。そして、最も上流側のサブタンクは、冷媒吸入管を介して冷媒回路に接続される一方、冷媒戻し管を介して圧縮機の吸込側に接続されている。また、残りのサブタンクは、冷媒流出管を介して冷媒戻し管に接続されている。さらに、連通配管には、上流側のサブタンクから下流側のサブタンクへ混合冷媒を流入させる連通状態と、混合冷媒を流入させない非連通状態とを切り替える切替手段が接続されている。   According to the invention which concerns on Claim 2, the expansion tank is provided with the some sub tank connected in series via communication piping. The most upstream sub-tank is connected to the refrigerant circuit via the refrigerant suction pipe, and is connected to the suction side of the compressor via the refrigerant return pipe. The remaining sub-tanks are connected to the refrigerant return pipe via the refrigerant outflow pipe. Further, the communication pipe is connected to switching means for switching between a communication state in which the mixed refrigerant flows from the upstream sub-tank to the downstream sub-tank and a non-communication state in which the mixed refrigerant does not flow.

ここで、冷凍装置を常温の状態から起動させた直後では、ガス状態の混合冷媒により圧縮機の吐出圧力が高い状態が続くため、連通配管は切替手段により連通状態にされる。そして、冷媒回路を循環する混合冷媒は、冷媒吸入管を流通して最も上流側のサブタンクに回収される。回収された混合冷媒は、連通配管を流通して下流側のサブタンクに流入される一方、冷媒戻し管を流通して圧縮機の吸込側に戻される。   Here, immediately after the refrigeration apparatus is started from a normal temperature state, the state in which the discharge pressure of the compressor is high due to the mixed refrigerant in the gas state continues, so that the communication pipe is brought into a communication state by the switching means. Then, the mixed refrigerant circulating in the refrigerant circuit flows through the refrigerant suction pipe and is collected in the most upstream sub tank. The recovered mixed refrigerant flows through the communication pipe and flows into the sub tank on the downstream side, and flows through the refrigerant return pipe and is returned to the suction side of the compressor.

つまり、膨張タンクの総容量は、切替手段により連通状態となった連通配管で接続されたサブタンクの合計容量となる。そして、下流側のサブタンクに回収された混合冷媒は冷媒流出管を流通した後、冷媒戻し管を流通して圧縮機の吸込側に戻される。   That is, the total capacity of the expansion tank is the total capacity of the sub-tanks connected by the communication pipe that is in the communication state by the switching means. The mixed refrigerant recovered in the downstream sub-tank flows through the refrigerant outflow pipe, then flows through the refrigerant return pipe and is returned to the suction side of the compressor.

一方、時間の経過とともに冷媒回路の内部温度が低下してくると、連通配管は切替手段により非連通状態にされる。このとき、冷媒回路を循環する混合冷媒は、冷媒吸入管から最も上流側のサブタンクにのみ回収される。   On the other hand, when the internal temperature of the refrigerant circuit decreases with the passage of time, the communication pipe is brought into a non-communication state by the switching means. At this time, the mixed refrigerant circulating in the refrigerant circuit is recovered only from the refrigerant intake pipe to the most upstream sub tank.

つまり、膨張タンクの総容量は、最も上流側のサブタンクのみの容量となる。そして、回収された混合冷媒は冷媒戻し管を流通して圧縮機の吸込側に戻される。このようにすれば、冷媒回路の内部温度に応じて切替手段により上流側のサブタンクから下流側のサブタンクへ混合冷媒を流入させるか否かを切り替えて膨張タンクの容量を変更することができる。これにより、請求項1に係る発明と同様の効果を比較的簡単な構成で実現することができる。   That is, the total capacity of the expansion tank is the capacity of only the most upstream sub tank. Then, the recovered mixed refrigerant flows through the refrigerant return pipe and is returned to the suction side of the compressor. In this way, the capacity of the expansion tank can be changed by switching whether or not the mixed refrigerant flows from the upstream sub-tank to the downstream sub-tank by the switching means according to the internal temperature of the refrigerant circuit. Thus, the same effect as that of the first aspect of the invention can be realized with a relatively simple configuration.

請求項3の発明は、請求項1において、
前記膨張タンクは、メインタンクと、少なくとも1つのサブタンクとを備え、
前記メインタンクは、混合冷媒を吸入する冷媒吸入管を介して前記冷媒回路に接続される一方、混合冷媒を戻す冷媒戻し管を介して前記圧縮機の吸込側に接続され、
前記サブタンクは、前記冷媒吸入管から分岐して混合冷媒を吸入する分岐配管を介して前記メインタンクと並列に接続される一方、混合冷媒を流出する冷媒流出管を介して前記冷媒戻し管に接続され、
前記分岐配管には、前記サブタンクへ混合冷媒を流入させるか否かを切り替える切替手段が接続されていることを特徴とするものである。
The invention of claim 3 is the invention according to claim 1,
The expansion tank includes a main tank and at least one sub tank,
The main tank is connected to the refrigerant circuit via a refrigerant suction pipe for sucking mixed refrigerant, and is connected to the suction side of the compressor via a refrigerant return pipe for returning the mixed refrigerant,
The sub tank is connected in parallel with the main tank through a branch pipe that branches from the refrigerant suction pipe and sucks the mixed refrigerant, and is connected to the refrigerant return pipe through a refrigerant outflow pipe that flows out the mixed refrigerant. And
The branch pipe is connected to switching means for switching whether or not to allow the mixed refrigerant to flow into the sub tank.

請求項3に係る発明によれば、膨張タンクは、メインタンクと少なくとも1つのサブタンクとを備えている。メインタンクは、冷媒吸入管を介して冷媒回路に接続される一方、冷媒戻し管を介して圧縮機の吸込側に接続されている。また、サブタンクは冷媒吸入管から分岐した分岐配管を介してメインタンクと並列に接続される一方、冷媒流出管を介して冷媒戻し管に接続されている。さらに、分岐配管には、サブタンクへ混合冷媒を流入させる連通状態と、混合冷媒を流入させない非連通状態とを切り替える切替手段が接続されている。   According to the invention of claim 3, the expansion tank includes a main tank and at least one sub tank. The main tank is connected to the refrigerant circuit via a refrigerant suction pipe, and is connected to the suction side of the compressor via a refrigerant return pipe. The sub tank is connected in parallel to the main tank via a branch pipe branched from the refrigerant suction pipe, and is connected to the refrigerant return pipe via a refrigerant outflow pipe. Furthermore, the branch pipe is connected to switching means for switching between a communication state in which the mixed refrigerant flows into the sub tank and a non-communication state in which the mixed refrigerant does not flow.

ここで、冷凍装置を常温の状態から起動させた直後では、ガス状態の混合冷媒により圧縮機の吐出圧力が高い状態が続くため、分岐配管は切替手段により連通状態にされる。そして、冷媒回路を循環する混合冷媒は、冷媒吸入管を流通してメインタンクに回収されるとともに、分岐配管を流通してサブタンクに回収される。   Here, immediately after the refrigeration apparatus is started from the normal temperature state, the discharge pressure of the compressor continues to be high due to the mixed refrigerant in the gas state, so that the branch pipe is brought into a communication state by the switching means. The mixed refrigerant circulating in the refrigerant circuit is collected in the main tank through the refrigerant suction pipe, and is collected in the sub tank through the branch pipe.

つまり、膨張タンクの総容量は、メインタンクの容量と、切替手段により連通状態となった分岐配管で接続されたサブタンクとの合計容量となる。そして、メインタンクに回収された混合冷媒は冷媒戻し管を流通し、サブタンクに回収された混合冷媒は冷媒流出管を流通した後、冷媒戻し管を流通して圧縮機の吸込側に戻される。   That is, the total capacity of the expansion tank is the total capacity of the capacity of the main tank and the sub tanks connected by the branch pipes connected by the switching means. The mixed refrigerant collected in the main tank flows through the refrigerant return pipe, and the mixed refrigerant collected in the sub tank flows through the refrigerant outlet pipe and then flows through the refrigerant return pipe and is returned to the suction side of the compressor.

一方、時間の経過とともに冷媒回路の内部温度が低下してくると、分岐配管は切替手段により非連通状態にされる。このとき、冷媒回路を循環する混合冷媒は、冷媒吸入管を流通してメインタンクにのみ回収される。   On the other hand, when the internal temperature of the refrigerant circuit decreases with the passage of time, the branch pipe is brought into a non-communication state by the switching means. At this time, the mixed refrigerant circulating in the refrigerant circuit flows through the refrigerant suction pipe and is collected only in the main tank.

つまり、膨張タンクの総容量は、メインタンクのみの容量となる。そして、回収された混合冷媒は冷媒戻し管を流通して圧縮機の吸込側に戻される。このようにすれば、冷媒回路の内部温度に応じて切替手段によりサブタンクへ混合冷媒を流入させるか否かを切り替えて膨張タンクの総容量を変更することができる。これにより、請求項1に係る発明と同様の効果を比較的簡単な構成で実現することができる。   That is, the total capacity of the expansion tank is the capacity of only the main tank. Then, the recovered mixed refrigerant flows through the refrigerant return pipe and is returned to the suction side of the compressor. In this way, the total capacity of the expansion tank can be changed by switching whether or not to allow the mixed refrigerant to flow into the sub tank by the switching means according to the internal temperature of the refrigerant circuit. Thus, the same effect as that of the first aspect of the invention can be realized with a relatively simple configuration.

また、サブタンクはメインタンクに並列に接続されているから、連通状態の分岐配管に接続されているサブタンクには混合冷媒を直接回収させることができ、メインタンクが破損等した場合でも、サブタンクを一時的にメインタンクの代わりに使用できるので、冷凍装置を停止させることなく連続して稼働させることができる。   In addition, since the sub tank is connected in parallel to the main tank, the sub-tank connected to the communicating branch pipe can directly collect the mixed refrigerant. Even if the main tank is damaged, the sub tank is temporarily Since it can be used instead of the main tank, it can be continuously operated without stopping the refrigeration apparatus.

請求項4の発明は、請求項1又は2において、
前記膨張タンクは、少なくとも2つ設けられ且つ互いに並列に接続されていることを特徴とするものである。
The invention of claim 4 is the invention according to claim 1 or 2,
The expansion tank is provided with at least two and connected in parallel to each other.

請求項4に係る発明によれば、少なくとも2つの膨張タンクが並列に接続されている。これにより、何れかの膨張タンクが破損等した場合でも、他の膨張タンクを使用して冷凍装置を稼動させることができるので、冷凍装置を停止させることなく連続して稼働させることができる。   According to the invention of claim 4, at least two expansion tanks are connected in parallel. As a result, even if any of the expansion tanks is damaged, the refrigeration apparatus can be operated using another expansion tank, so that the refrigeration apparatus can be operated continuously without being stopped.

請求項5の発明は、請求項1乃至4のうち何れか1項において、
前記冷却器は、真空成膜装置の水分捕捉用のクライオコイルとして用いられることを特徴とするものである。
Invention of Claim 5 in any one of Claims 1 thru | or 4,
The cooler is used as a cryocoil for capturing moisture in a vacuum film forming apparatus.

請求項5に係る発明によれば、真空成膜装置の水分捕捉用のクライオコイルとして冷却器を用いるような冷凍装置にも適用することができる。   According to the invention which concerns on Claim 5, it can apply also to a freezing apparatus using a cooler as a cryocoil for moisture capture | acquisition of a vacuum film-forming apparatus.

本発明によれば、膨張タンクの容量を冷媒回路の内部温度に応じて変更することで、圧縮機の吐出圧力が上昇した場合に、その吐出圧力を低下させるために必要な量のみを膨張タンクに回収させるようにしたから、冷媒回路内を循環する混合冷媒の流量の変動が抑制されて冷凍装置を安定して稼動させることができ、冷却器の冷却効果を得るまでの起動時間を短縮することができる。   According to the present invention, when the discharge pressure of the compressor rises by changing the capacity of the expansion tank according to the internal temperature of the refrigerant circuit, only the amount necessary for lowering the discharge pressure is supplied to the expansion tank. Therefore, the fluctuation of the flow rate of the mixed refrigerant circulating in the refrigerant circuit is suppressed, the refrigeration apparatus can be operated stably, and the startup time until the cooling effect of the cooler is obtained is shortened. be able to.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.

<実施形態1>
図1は本発明の実施形態1に係る真空成膜装置のレイアウトの一例を示し、Aは真空成膜装置であり、120は内部が真空状態に保たれてウェハー(図示せず)が成膜される真空チャンバで、この真空チャンバ120には、開閉扉123により開閉される搬入出口(図示せず)が開口されており、開閉扉123を開いた状態で、成膜しようとするウェハーを真空チャンバ120内に搬入し或いは成膜後のウェハーを真空チャンバ120内から搬出する。真空チャンバ120には連通路122を介して真空ポンプ121が接続され、連通路122の真空チャンバ120との接続部には、開閉により両者を連通状態又は連通遮断状態に切り換えるゲートバルブ124が配設されており、開閉扉123を閉じかつゲートバルブ124を開いた状態で真空ポンプ121の作動により真空チャンバ120内を真空引きするようになっている。
<Embodiment 1>
FIG. 1 shows an example of a layout of a vacuum film forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. A is a vacuum film forming apparatus, 120 is a vacuum inside, and a wafer (not shown) is formed. A loading / unloading port (not shown) that is opened and closed by an opening / closing door 123 is opened in the vacuum chamber 120. With the opening / closing door 123 opened, a wafer to be deposited is vacuum-evacuated. The wafer that is loaded into the chamber 120 or the film after film formation is unloaded from the vacuum chamber 120. A vacuum pump 121 is connected to the vacuum chamber 120 via a communication passage 122, and a gate valve 124 is provided at a connection portion of the communication passage 122 with the vacuum chamber 120 to switch between the two to open or close. The vacuum chamber 120 is evacuated by the operation of the vacuum pump 121 with the open / close door 123 closed and the gate valve 124 opened.

図1に示すように、真空成膜装置Aには本発明の冷凍システムを構成する冷凍装置10が設けられており、この冷凍装置10の後述する水分捕捉用のクライオコイル(冷却器)52により、真空ポンプ121の真空引きの状態で真空チャンバ120内の冷却対象としての気体及び水分を直接に超低温レベルまで冷却することにより、その気体等を捕捉して真空チャンバ120内の真空レベルを上げるようになっている。   As shown in FIG. 1, the vacuum film forming apparatus A is provided with a refrigeration apparatus 10 that constitutes the refrigeration system of the present invention, and this refrigeration apparatus 10 uses a cryocoil (cooler) 52 for capturing moisture described later. The gas and moisture to be cooled in the vacuum chamber 120 are directly cooled to an ultra-low temperature level while the vacuum pump 121 is evacuated, so that the gas is captured and the vacuum level in the vacuum chamber 120 is raised. It has become.

一方、図2は真空成膜装置のレイアウトの他の例を示し、前記冷凍装置10のクライオコイル52は真空チャンバ120内ではなくて連通路122の途中に配設されており、真空ポンプ121による真空引きの状態で冷凍装置10により連通路122内の水分、つまり間接的に真空チャンバ120内の水分を冷却して捕捉することで、真空チャンバ120内の真空レベルを高めるようにしている。その他の構造は図1に示す真空成膜装置Aと同じである。   On the other hand, FIG. 2 shows another example of the layout of the vacuum film forming apparatus. The cryocoil 52 of the refrigeration apparatus 10 is arranged not in the vacuum chamber 120 but in the middle of the communication path 122, and is formed by the vacuum pump 121. The vacuum level in the vacuum chamber 120 is increased by cooling and capturing the moisture in the communication path 122, that is, the moisture in the vacuum chamber 120 indirectly by the refrigeration apparatus 10 in a vacuum state. The other structure is the same as that of the vacuum film forming apparatus A shown in FIG.

前記冷凍装置10は、冷媒として沸点温度が互いに異なる5種類又は6種類の冷媒を混合してなる非共沸混合冷媒を用いて−100℃以下の超低温レベルの寒冷を発生させるものである。   The refrigeration apparatus 10 uses a non-azeotropic refrigerant mixture obtained by mixing five or six kinds of refrigerants having different boiling temperatures as a refrigerant to generate cold at an ultralow temperature level of −100 ° C. or lower.

図3は本発明の実施形態1に係る冷凍装置の全体構成を示す冷媒系統図であり、1は混合冷媒が封入された閉サイクルの冷媒回路で、この冷媒回路1は以下に説明する各種の機器を冷媒配管で接続してなる。20はガス冷媒を圧縮する圧縮機で、この圧縮機20の吐出側にはガス冷媒の吐出圧力を検出する圧力センサ83が接続され、続いて第1の油分離器15が接続されている。この第1の油分離器15は、圧縮機20から吐出されたガス冷媒中に混入されている圧縮機用潤滑油をガス冷媒から分離するものであり、この分離された潤滑油は潤滑油吐出側から油戻し管18を経て圧縮機20の吸込側に戻される。   FIG. 3 is a refrigerant system diagram illustrating the overall configuration of the refrigeration apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Reference numeral 1 denotes a closed cycle refrigerant circuit in which a mixed refrigerant is enclosed. The refrigerant circuit 1 includes various types of refrigerant circuits described below. The equipment is connected by refrigerant piping. Reference numeral 20 denotes a compressor that compresses the gas refrigerant, and a pressure sensor 83 that detects the discharge pressure of the gas refrigerant is connected to the discharge side of the compressor 20, and then the first oil separator 15 is connected. The first oil separator 15 separates the lubricating oil for compressor mixed in the gas refrigerant discharged from the compressor 20 from the gas refrigerant, and the separated lubricating oil is discharged from the lubricating oil. It returns to the suction side of the compressor 20 through the oil return pipe 18 from the side.

前記第1の油分離器15の冷媒吐出側には、圧縮機20からの吐出ガス冷媒を冷却水通路11の冷却水との熱交換により冷却して凝縮する水冷コンデンサ21が接続されている。水冷コンデンサ21の吐出側には、冷媒中の水分やコンタミネーションを除去するドライヤ17を介して補助コンデンサ22の1次側が接続されており、この補助コンデンサ22において、水冷コンデンサ21からのガス冷媒を圧縮機20に吸入される低温度の2次側の還流冷媒と熱交換して冷却し凝縮する。この実施形態1では、水冷コンデンサ21と補助コンデンサ22とで凝縮器を構成しており、これら両コンデンサ21,22により、混合冷媒のうち沸点温度が最高温度のガス冷媒を凝縮させて液化するようになっている。   Connected to the refrigerant discharge side of the first oil separator 15 is a water-cooled condenser 21 that cools and condenses the discharged gas refrigerant from the compressor 20 by heat exchange with the cooling water in the cooling water passage 11. The primary side of the auxiliary condenser 22 is connected to the discharge side of the water-cooled condenser 21 via a dryer 17 that removes moisture and contamination in the refrigerant. In the auxiliary condenser 22, the gas refrigerant from the water-cooled condenser 21 is supplied. It cools and condenses by exchanging heat with the low-temperature secondary reflux refrigerant sucked into the compressor 20. In the first embodiment, the water-cooled condenser 21 and the auxiliary condenser 22 constitute a condenser, and both the condensers 21 and 22 condense and liquefy the gas refrigerant having the highest boiling temperature among the mixed refrigerants. It has become.

前記補助コンデンサ22における1次側の吐出側には第1気液分離器24が接続され、この第1気液分離器24で、前記補助コンデンサ22からの気液混合の冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する。この第1気液分離器24のガス冷媒吐出側にはカスケードタイプの第1熱交換器25の1次側が、また液冷媒吐出側には、減圧手段としての第1キャピラリチューブ26を介して同じ第1熱交換器25の2次側がそれぞれ接続されており、第1気液分離器24で分離された液冷媒を第1キャピラリチューブ26で減圧させた後に第1熱交換器25の2次側に供給して蒸発させ、この蒸発により1次側のガス冷媒を冷却して、混合冷媒のうち沸点温度が2番目に高い温度のガス冷媒を凝縮させて液化するようになっている。   A first gas-liquid separator 24 is connected to a primary discharge side of the auxiliary capacitor 22, and the first gas-liquid separator 24 converts the gas-liquid mixed refrigerant from the auxiliary capacitor 22 into a liquid refrigerant and a gas. Separated into refrigerant. The primary side of the cascade-type first heat exchanger 25 is provided on the gas refrigerant discharge side of the first gas-liquid separator 24, and the same is provided on the liquid refrigerant discharge side via the first capillary tube 26 serving as a decompression means. The secondary side of the first heat exchanger 25 is connected to each other, and after the liquid refrigerant separated by the first gas-liquid separator 24 is decompressed by the first capillary tube 26, the secondary side of the first heat exchanger 25 is The gas refrigerant on the primary side is cooled by this evaporation, and the gas refrigerant having the second highest boiling point temperature in the mixed refrigerant is condensed and liquefied.

さらに、前記第1熱交換器25における1次側の吐出側には第2気液分離器30が接続されており、この第2気液分離器30において、第1熱交換器25からの気液混合の冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離する。この第2気液分離器30のガス冷媒吐出側にはカスケードタイプの第2熱交換器31の1次側が、また液冷媒吐出側には、減圧手段としての第2キャピラリチューブ32を介して同じ第2熱交換器31の2次側がそれぞれ接続されており、第2気液分離器30で分離された液冷媒を第2キャピラリチューブ32で減圧させた後に第2熱交換器31の2次側に供給して蒸発させ、この蒸発により1次側のガス冷媒を冷却して、混合冷媒のうち沸点温度が3番目に高い温度のガス冷媒を凝縮させて液化するようにしている。   Further, a second gas-liquid separator 30 is connected to the primary discharge side of the first heat exchanger 25, and the gas from the first heat exchanger 25 is connected to the second gas-liquid separator 30. The liquid mixed refrigerant is separated into a liquid refrigerant and a gas refrigerant. The primary side of the cascade-type second heat exchanger 31 is provided on the gas refrigerant discharge side of the second gas-liquid separator 30, and the same is provided on the liquid refrigerant discharge side via the second capillary tube 32 serving as a decompression means. The secondary side of the second heat exchanger 31 is connected to each other, and after the liquid refrigerant separated by the second gas-liquid separator 30 is decompressed by the second capillary tube 32, the secondary side of the second heat exchanger 31. The gas refrigerant on the primary side is cooled by this evaporation, and the gas refrigerant having the third highest boiling point temperature in the mixed refrigerant is condensed and liquefied.

さらに、前記接続構造と同様にして、前記第2熱交換器31における1次側の吐出側には、第3気液分離器36、第3熱交換器37及び第3キャピラリチューブ38が、またこの第3熱交換器37における1次側の吐出側には、第4気液分離器42、第4熱交換器43及び第4キャピラリチューブ44がそれぞれ接続されており(これらの接続構造は前記第1気液分離器24、第1熱交換器25及び第1キャピラリチューブ26の接続構造と同じであるので、その詳細な説明は省略する)、第3気液分離器36で分離された液冷媒を第3キャピラリチューブ38で減圧させた後に第3熱交換器37の2次側に供給して蒸発させ、その蒸発により1次側のガス冷媒を冷却して、混合冷媒のうち沸点温度が4番目に高い温度のガス冷媒を凝縮させて液化するとともに、第4気液分離器42で分離された液冷媒を第4キャピラリチューブ44で減圧させた後に第4熱交換器43の2次側に供給して蒸発させ、この蒸発により1次側のガス冷媒を熱交換により冷却して、混合冷媒のうち沸点温度が最も低い温度のガス冷媒を凝縮させて液化するようにしている。   Further, similarly to the connection structure, the third gas-liquid separator 36, the third heat exchanger 37, and the third capillary tube 38 are provided on the primary discharge side of the second heat exchanger 31. A fourth gas-liquid separator 42, a fourth heat exchanger 43, and a fourth capillary tube 44 are respectively connected to the primary discharge side of the third heat exchanger 37 (these connection structures are the same as those described above). Since it is the same as the connection structure of the first gas-liquid separator 24, the first heat exchanger 25, and the first capillary tube 26, detailed description thereof is omitted), and the liquid separated by the third gas-liquid separator 36 After the refrigerant is decompressed by the third capillary tube 38, the refrigerant is supplied to the secondary side of the third heat exchanger 37 and evaporated, and the gas refrigerant on the primary side is cooled by the evaporation. The fourth highest temperature gas refrigerant is condensed While being liquefied, the liquid refrigerant separated by the fourth gas-liquid separator 42 is decompressed by the fourth capillary tube 44 and then supplied to the secondary side of the fourth heat exchanger 43 to evaporate. The gas refrigerant on the side is cooled by heat exchange, and the gas refrigerant having the lowest boiling point temperature among the mixed refrigerants is condensed and liquefied.

そして、前記第4熱交換器43における1次側の吐出側には、熱交換器からなる過冷却器(サブクーラ)47の1次側が接続され、この過冷却器47の1次側の吐出側に接続されている冷媒配管は、途中で主冷媒配管2aと副冷媒配管2bとに分岐されている。   And the primary side of the subcooler (subcooler) 47 which consists of a heat exchanger is connected to the discharge side of the primary side in the said 4th heat exchanger 43, The discharge side of the primary side of this subcooler 47 The refrigerant pipe connected to is branched into a main refrigerant pipe 2a and a sub refrigerant pipe 2b on the way.

前記副冷媒配管2bの途中には第5キャピラリチューブ48が接続されている。また、副冷媒配管2bの下流端は同じ過冷却器47の2次側に接続され、この過冷却器47の2次側は冷媒配管を介して前記第4熱交換器43の2次側に接続されており、第4熱交換器43から吐出された冷媒を、過冷却器47の1次側に通過させた後、その一部を副冷媒配管2bの第5キャピラリチューブ48で減圧させ、その液冷媒を過冷却器47の2次側に供給して蒸発させ、その蒸発熱により1次側のガス冷媒を冷却するようにしている。   A fifth capillary tube 48 is connected in the middle of the auxiliary refrigerant pipe 2b. The downstream end of the sub refrigerant pipe 2b is connected to the secondary side of the same supercooler 47, and the secondary side of the subcooler 47 is connected to the secondary side of the fourth heat exchanger 43 via the refrigerant pipe. After the refrigerant discharged from the fourth heat exchanger 43 is connected to the primary side of the subcooler 47, a part of the refrigerant is decompressed by the fifth capillary tube 48 of the sub refrigerant pipe 2b, The liquid refrigerant is supplied to the secondary side of the subcooler 47 to evaporate, and the primary side gas refrigerant is cooled by the heat of evaporation.

一方、前記主冷媒配管2aは、その管路途中において第1及び第2の分岐配管80,81に分岐されている。   On the other hand, the main refrigerant pipe 2a is branched into first and second branch pipes 80 and 81 in the middle of the pipe.

前記第1の分岐配管80には、キャピラリチューブ80aが直列に接続されている。また、第2の分岐配管81には、電磁開閉弁81bとキャピラリチューブ81aとがこの順で接続されている。キャピラリチューブ80a,81aは、本実施形態1では、互いに異なる減圧能力を有するキャピラリチューブとしている。しかしながら、キャピラリチューブ80a,81aは、互いに同じ減圧能力を有するキャピラリチューブを用いてもよい。   A capillary tube 80a is connected to the first branch pipe 80 in series. Further, the electromagnetic branch valve 81b and the capillary tube 81a are connected to the second branch pipe 81 in this order. In the first embodiment, the capillary tubes 80a and 81a are capillary tubes having different decompression capacities. However, the capillary tubes 80a and 81a may be capillary tubes having the same decompression ability.

前記第1及び第2の分岐配管80,81の下流端合流部よりも下流側の主冷媒配管2aには、電磁開閉弁62と主冷却器を構成するクライオコイル52とがこの順で接続され、このクライオコイル52の下流端は、前記第4熱交換器43の2次側と過冷却器47の2次側との間の冷媒回路に接続されている。   An electromagnetic on-off valve 62 and a cryocoil 52 constituting a main cooler are connected in this order to the main refrigerant pipe 2a on the downstream side of the downstream end joining portion of the first and second branch pipes 80 and 81. The downstream end of the cryocoil 52 is connected to a refrigerant circuit between the secondary side of the fourth heat exchanger 43 and the secondary side of the subcooler 47.

これにより、過冷却器47の1次側から吐出された液冷媒の残部を第1の分岐キャピラリチューブ80a、又は第1及び第2の分岐キャピラリチューブ80a,81aで減圧させた後でクライオコイル52に供給して蒸発させ、その蒸発熱により、例えば前記真空チャンバ120内の気体や水分を−100℃以下の温度の超低温レベルに冷却し、その気体や水分を捕捉して真空レベルを高めるようにしている。   Accordingly, the remaining portion of the liquid refrigerant discharged from the primary side of the supercooler 47 is decompressed by the first branch capillary tube 80a or the first and second branch capillary tubes 80a and 81a, and then the cryocoil 52 is discharged. The gas and moisture in the vacuum chamber 120 are cooled to an ultra-low temperature level of −100 ° C. or lower, and the vacuum level is increased by capturing the gas and moisture. ing.

また、前記過冷却器47の2次側(及びクライオコイル52)と、第4熱交換器43、第3熱交換器37、第2熱交換器31、第1熱交換器25及び補助コンデンサ22の各2次側とは記載順に直列に冷媒配管により接続され、補助コンデンサ22の2次側は圧縮機20の吸込側に接続されており、混合冷媒において蒸発によってガス化した各冷媒を圧縮機20に吸入させるようにしている。   Further, the secondary side (and the cryocoil 52) of the supercooler 47, the fourth heat exchanger 43, the third heat exchanger 37, the second heat exchanger 31, the first heat exchanger 25, and the auxiliary condenser 22 are used. Are connected in series in the order of description by refrigerant piping, and the secondary side of the auxiliary capacitor 22 is connected to the suction side of the compressor 20, and the refrigerant gasified by evaporation in the mixed refrigerant is compressed into the compressor. 20 is inhaled.

なお、前記クライオコイル52を真空チャンバ120内に配置して、そのクライオコイル52により真空チャンバ120内の気体等を直接冷却するようにしているが、クライオコイル52に代えてブラインクーラを設け、このブラインクーラを真空チャンバ120内に位置する吸熱部とブライン回路により接続し、このブラインクーラにおいてブライン回路内のブラインを超低温レベルに冷却して、そのブラインにより真空チャンバ120内の吸熱部に同温度レベルの寒冷を付与するようにしてもよい。   The cryocoil 52 is disposed in the vacuum chamber 120, and the cryocoil 52 directly cools the gas or the like in the vacuum chamber 120. However, instead of the cryocoil 52, a brine cooler is provided. The brine cooler is connected to the heat absorption part located in the vacuum chamber 120 by a brine circuit, and in this brine cooler, the brine in the brine circuit is cooled to an ultra-low temperature level, and the same temperature level is applied to the heat absorption part in the vacuum chamber 120 by the brine. You may make it provide the cold of.

また、前記コンデンサ21,22、熱交換器25,31,37,43及び過冷却器47は、2重管構造のもの、プレート構造のもの、シェルアンドチューブ構造のもののいずれを用いてもよい。また、キャピラリチューブ26,32,38,44の代わりに他の減圧手段、例えば膨張弁等を用いることもできる。   The condensers 21 and 22, the heat exchangers 25, 31, 37, and 43 and the supercooler 47 may be any of a double pipe structure, a plate structure, and a shell and tube structure. Further, instead of the capillary tubes 26, 32, 38, 44, other decompression means such as an expansion valve can be used.

さらに、前記第1気液分離器24のガス冷媒吐出側と第1熱交換器25の1次側との間の冷媒配管と、膨張タンク65内の後述する第1のサブタンク66の吸入ポート66aとの間には、ガス冷媒を吸入する冷媒吸入管74が接続されている。また、第1のサブタンク66の吐出ポート66bと圧縮機20の吸込側との間には、混合冷媒を戻す冷媒戻し管82が接続されている。そして、冷媒吸入管74の管路途中には、電磁開閉弁76が接続されている。また、冷媒戻し管82の管路途中にはキャピラリチューブ84が接続されている。   Further, a refrigerant pipe between the gas refrigerant discharge side of the first gas-liquid separator 24 and the primary side of the first heat exchanger 25, and a suction port 66a of a first sub-tank 66 described later in the expansion tank 65 are provided. A refrigerant suction pipe 74 for sucking gas refrigerant is connected between the two. A refrigerant return pipe 82 for returning the mixed refrigerant is connected between the discharge port 66b of the first sub tank 66 and the suction side of the compressor 20. An electromagnetic on-off valve 76 is connected midway in the refrigerant suction pipe 74. A capillary tube 84 is connected in the middle of the refrigerant return pipe 82.

前記膨張タンク65は、冷凍装置10の起動時又は稼働中に、凝縮が不十分な高圧のガス冷媒を一時的に逃がすことにより圧縮機20の吐出圧力の異常上昇を抑制するためのものであり、冷媒回路1の内部温度に応じて容量を変更することができるようになっている。   The expansion tank 65 is for suppressing an abnormal increase in the discharge pressure of the compressor 20 by temporarily releasing a high-pressure gas refrigerant that is not sufficiently condensed during startup or operation of the refrigeration apparatus 10. The capacity can be changed according to the internal temperature of the refrigerant circuit 1.

具体的には、図4に示すように、前記膨張タンク65は、連通配管77を介して互いに直列に接続された第1〜第4のサブタンク66〜69を備えている。   Specifically, as shown in FIG. 4, the expansion tank 65 includes first to fourth sub-tanks 66 to 69 connected in series with each other via a communication pipe 77.

そして、最も上流側に配設された前記第1のサブタンク66の吐出ポート66bは、連通配管77を介して第2のサブタンク67の吸入ポート67aに接続されるとともに、冷媒戻し管82に接続されている。そして、第1のサブタンク66と第2のサブタンク67との間の連通配管77の管路途中には、第2のサブタンク67へガス冷媒を流入させる連通状態と、ガス冷媒を流入させない非連通状態とを切り替える切替手段としての第1の電磁開閉弁85が接続されている。   The discharge port 66b of the first sub tank 66 disposed on the most upstream side is connected to the suction port 67a of the second sub tank 67 via the communication pipe 77 and also connected to the refrigerant return pipe 82. ing. Then, in the middle of the conduit 77 of the communication pipe 77 between the first sub tank 66 and the second sub tank 67, a communication state in which the gas refrigerant flows into the second sub tank 67 and a non-communication state in which the gas refrigerant does not flow A first electromagnetic on-off valve 85 is connected as switching means for switching between the two.

そして、前記第2のサブタンク67の吐出ポート67bは、第2の電磁開閉弁86が接続された連通配管77を介して第3のサブタンク68の吸入ポート68aに接続されるとともに、ガス冷媒を流出する冷媒流出管88を介して第2の電磁開閉弁86の上流側から冷媒戻し管82に接続されている。   The discharge port 67b of the second sub-tank 67 is connected to the suction port 68a of the third sub-tank 68 via the communication pipe 77 to which the second electromagnetic opening / closing valve 86 is connected, and the gas refrigerant flows out. The refrigerant return pipe 82 is connected from the upstream side of the second electromagnetic opening / closing valve 86 through the refrigerant outflow pipe 88.

同様に、前記第3のサブタンク68の吐出ポート68bは、第3の電磁開閉弁87が接続された連通配管77を介して第4のサブタンク69の吸入ポート69aに接続されるとともに、冷媒流出管89を介して冷媒戻し管82に接続されている。   Similarly, the discharge port 68b of the third sub-tank 68 is connected to the suction port 69a of the fourth sub-tank 69 via a communication pipe 77 to which a third electromagnetic on-off valve 87 is connected. The refrigerant return pipe 82 is connected via 89.

そして、前記第4のサブタンク69の吐出ポート69bは、冷媒流出管90を介して冷媒戻し管82に接続されている。   The discharge port 69 b of the fourth sub tank 69 is connected to the refrigerant return pipe 82 via the refrigerant outflow pipe 90.

ここで、第1〜第3の電磁開閉弁85〜87の全てが開弁されると、第1〜第4のサブタンク66〜69が互いに連通状態になる。このとき、膨張タンク65の総容量は第1のサブタンク66〜第4のサブタンク69の合計容量となり、その総容量が最大となる。   Here, when all of the first to third electromagnetic on-off valves 85 to 87 are opened, the first to fourth sub tanks 66 to 69 are in communication with each other. At this time, the total capacity of the expansion tank 65 is the total capacity of the first sub tank 66 to the fourth sub tank 69, and the total capacity is maximized.

そして、第3の電磁開閉弁87が閉弁されて第4のサブタンク69が非連通状態になると、膨張タンク65の総容量は、連通状態の第1〜第3のサブタンク66〜68の合計容量となる。さらに、第2の電磁開閉弁86が閉弁されて第3のサブタンク68が非連通状態になると、膨張タンク65の総容量は、連通状態の第1及び第2のサブタンク66,67の合計容量となる。   When the third electromagnetic opening / closing valve 87 is closed and the fourth sub-tank 69 is disconnected, the total capacity of the expansion tank 65 is the total capacity of the first to third sub-tanks 66 to 68 in communication. It becomes. Further, when the second electromagnetic opening / closing valve 86 is closed and the third sub-tank 68 is in a non-communication state, the total capacity of the expansion tank 65 is the total capacity of the first and second sub-tanks 66 and 67 in the communication state. It becomes.

そして、第1〜第3の電磁開閉弁85〜87の全てが閉弁されると、第1〜第4のサブタンク66〜69が互いに非連通状態となる。このとき、膨張タンク65の総容量は第1のサブタンク66のみの容量となり、その総容量が最小となる。   When all of the first to third electromagnetic on-off valves 85 to 87 are closed, the first to fourth sub tanks 66 to 69 are in a non-communication state. At this time, the total capacity of the expansion tank 65 is the capacity of only the first sub tank 66, and the total capacity is minimized.

つまり、前記膨張タンク65の総容量は、第1〜第3の電磁開閉弁85〜87を開閉することで、最大から最小の間で変更することが可能となっている。   That is, the total capacity of the expansion tank 65 can be changed between the maximum and minimum by opening and closing the first to third electromagnetic on-off valves 85 to 87.

また、図3において、60は圧縮機20から吐出された高温のガス冷媒(ホットガス)をそのままクライオコイル52に供給するデフロスト回路であり、第1の油分離器15及び水冷コンデンサ21の間の冷媒配管と、電磁開閉弁62とクライオコイル52との間の主冷媒配管2aとを接続している。このデフロスト回路60には、第2の油分離器16と電磁開閉弁61とが第1の油分離器15側からクライオコイル52側に向かって順に接続されている。この第2の油分離器16で分離された潤滑油は、前記第1の油分離器15と同様に油戻し管18を経て圧縮機20の吸込側に戻される。   In FIG. 3, reference numeral 60 denotes a defrost circuit that supplies the high-temperature gas refrigerant (hot gas) discharged from the compressor 20 to the cryocoil 52 as it is, and is provided between the first oil separator 15 and the water-cooled condenser 21. The refrigerant pipe is connected to the main refrigerant pipe 2 a between the electromagnetic on-off valve 62 and the cryocoil 52. A second oil separator 16 and an electromagnetic on-off valve 61 are connected to the defrost circuit 60 in order from the first oil separator 15 side toward the cryocoil 52 side. The lubricating oil separated by the second oil separator 16 is returned to the suction side of the compressor 20 through the oil return pipe 18 in the same manner as the first oil separator 15.

また、前記デフロスト回路60の第2の油分離器16よりも下流側と、主冷媒配管2aにおける第1及び第2の分岐配管80,81の分岐位置よりも上流側と、クライオコイル52の出口側と第4熱交換器43の2次側との間の冷媒配管とに、それぞれ第1乃至第3の手動開閉弁71,72,73が配設されている。これら第1乃至第3の手動開閉弁71,72,73は、クライオコイル52の交換やメンテナンス時に各々閉弁することで配管内に残存する混合冷媒が外部に漏れ出さないようにするものである。   Further, the downstream side of the second oil separator 16 of the defrost circuit 60, the upstream side of the branch positions of the first and second branch pipes 80 and 81 in the main refrigerant pipe 2a, and the outlet of the cryocoil 52 The first to third manual opening / closing valves 71, 72, and 73 are disposed on the refrigerant piping between the first side and the secondary side of the fourth heat exchanger 43, respectively. These first to third manual on-off valves 71, 72, 73 are closed when the cryocoil 52 is replaced or maintained, so that the mixed refrigerant remaining in the piping does not leak to the outside. .

さらに、前記クライオコイル52の出口側と第4熱交換器43の2次側との間の冷媒配管には、冷凍装置10の冷媒回路1内に混合冷媒を供給するための冷媒供給管路70が接続されている。また、この冷媒供給管路70は、冷媒回路1内から混合冷媒を排出するための排出管路を兼ねている。そして、冷媒供給管路70には、冷媒の供給又は排出時に開く供給開閉弁75が設けられている。   Further, a refrigerant supply line 70 for supplying mixed refrigerant into the refrigerant circuit 1 of the refrigeration apparatus 10 is provided in the refrigerant pipe between the outlet side of the cryocoil 52 and the secondary side of the fourth heat exchanger 43. Is connected. The refrigerant supply pipe 70 also serves as a discharge pipe for discharging the mixed refrigerant from the refrigerant circuit 1. The refrigerant supply pipe 70 is provided with a supply opening / closing valve 75 that opens when the refrigerant is supplied or discharged.

次に、本発明の実施形態1に係る膨張タンク65を備えた冷凍装置10の動作について説明する。まず、予め冷媒回路1内には、超低温レベルの寒冷を発生させるために、冷媒供給管路70から低沸点冷媒の割合が多い混合冷媒を供給し充填させておく。そして、常温の状態から冷凍装置10を起動させると、真空成膜装置Aの真空チャンバ120内でウェハーを成膜するときには、電磁開閉弁61の閉弁によりデフロスト回路60が閉じられ且つ電磁開閉弁62の開弁により主冷媒配管2aが開かれる。また、電磁開閉弁81bの開弁により第2の分岐配管81が開かれる。   Next, operation | movement of the freezing apparatus 10 provided with the expansion tank 65 which concerns on Embodiment 1 of this invention is demonstrated. First, the refrigerant circuit 1 is preliminarily supplied and filled with a mixed refrigerant having a high proportion of low-boiling-point refrigerant from the refrigerant supply line 70 in order to generate a cryogenic cold. When the refrigeration apparatus 10 is started from a room temperature state, when the wafer is formed in the vacuum chamber 120 of the vacuum film forming apparatus A, the defrost circuit 60 is closed by closing the electromagnetic opening / closing valve 61 and the electromagnetic opening / closing valve. The main refrigerant pipe 2a is opened by opening the valve 62. Further, the second branch pipe 81 is opened by opening the electromagnetic on-off valve 81b.

ここで、冷凍装置10を常温から起動させた直後では、冷媒回路1にはガス状態の混合冷媒が循環しているので圧縮機20の吐出圧力は最も高くなっている。そのため、第1〜第3の電磁開閉弁85〜87が開弁され、第1〜第4のサブタンク66〜69が連通状態となって膨張タンク65の総容量が最大に設定される。   Here, immediately after starting the refrigeration apparatus 10 from room temperature, the refrigerant pressure in the compressor 20 is the highest because the refrigerant refrigerant in the gas state circulates in the refrigerant circuit 1. For this reason, the first to third electromagnetic on-off valves 85 to 87 are opened, the first to fourth sub tanks 66 to 69 are in communication, and the total capacity of the expansion tank 65 is set to the maximum.

そして、圧縮機20から吐出された混合冷媒は水冷コンデンサ21により冷却された後に補助コンデンサ22で圧縮機20へ戻る2次側の冷媒により冷却され、混合冷媒のうち沸点温度が最高温度のガス冷媒が凝縮されて液化する。この冷媒は第1気液分離器24においてガス冷媒と液冷媒とに分離される。   The mixed refrigerant discharged from the compressor 20 is cooled by the water-cooled condenser 21 and then cooled by the secondary refrigerant returned to the compressor 20 by the auxiliary condenser 22, and the gas refrigerant having the highest boiling point among the mixed refrigerants. Is condensed and liquefied. This refrigerant is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant in the first gas-liquid separator 24.

そして、低沸点冷媒を多く含むガス冷媒は第1気液分離器24のガス冷媒吐出側から吐出され、その一部が冷媒吸入管74を流通して膨張タンク65に回収される。   The gas refrigerant containing a large amount of low-boiling-point refrigerant is discharged from the gas refrigerant discharge side of the first gas-liquid separator 24, and part of the gas refrigerant flows through the refrigerant suction pipe 74 and is collected in the expansion tank 65.

具体的には、冷媒吸入管74を流通してきたガス冷媒はまず、第1のサブタンク66に回収される。その後、引き続きガス冷媒が第1のサブタンク66に回収されて略満杯になると、回収されたガス冷媒の一部が連通配管77を流通して第2のサブタンク67に流入される一方、残りが冷媒戻し管82を流通してキャピラリチューブ84で減圧されながら圧縮機20の吸込側に戻される。   Specifically, the gas refrigerant that has circulated through the refrigerant suction pipe 74 is first recovered in the first sub tank 66. After that, when the gas refrigerant is continuously collected in the first sub tank 66 and becomes almost full, a part of the collected gas refrigerant flows through the communication pipe 77 and flows into the second sub tank 67, while the rest is refrigerant. It flows through the return pipe 82 and is returned to the suction side of the compressor 20 while being depressurized by the capillary tube 84.

同様に、ガス冷媒が第2及び第3のサブタンク67,68に順次回収されて略満杯になると、ガス冷媒の一部が連通配管77を流通して第4のサブタンク69に流入される一方、残りが冷媒流出管88,89を介して冷媒戻し管82に流通し、キャピラリチューブ84で減圧されながら圧縮機20の吸込側に戻される。   Similarly, when the gas refrigerant is sequentially collected in the second and third subtanks 67 and 68 and becomes almost full, a part of the gas refrigerant flows through the communication pipe 77 and flows into the fourth subtank 69. The remainder flows through the refrigerant outflow pipes 88 and 89 to the refrigerant return pipe 82 and is returned to the suction side of the compressor 20 while being depressurized by the capillary tube 84.

そして、ガス冷媒が第4のサブタンク69に回収されて略満杯になると、冷媒流出管90を介して冷媒戻し管82に流通し、キャピラリチューブ84で減圧されながら圧縮機20の吸込側に戻される。そして、圧力センサ83により圧縮機20の吐出圧力の低下が検出されると、電磁開閉弁76が閉弁されて、ガス冷媒の膨張タンク65への吸入が完了する。   When the gas refrigerant is collected in the fourth sub-tank 69 and is almost full, it flows to the refrigerant return pipe 82 via the refrigerant outflow pipe 90 and is returned to the suction side of the compressor 20 while being decompressed by the capillary tube 84. . When the pressure sensor 83 detects a decrease in the discharge pressure of the compressor 20, the electromagnetic on-off valve 76 is closed and the suction of the gas refrigerant into the expansion tank 65 is completed.

これにより、圧縮機20の吐出圧力を低下させるために必要な量のみを第1〜第4のサブタンク66〜69に回収させることができる。   Thereby, only the amount necessary for lowering the discharge pressure of the compressor 20 can be collected in the first to fourth sub tanks 66 to 69.

ここで、時間が経過するとともに、冷媒回路1の内部温度が低下してくると、冷凍装置10が安定した状態になっていく。この状態において、圧力センサ83により圧縮機20の吐出圧力が一瞬上昇したことが検出されると、電磁開閉弁76が開弁されて、膨張タンク65にガス冷媒が回収される。   Here, as time elapses and the internal temperature of the refrigerant circuit 1 decreases, the refrigeration apparatus 10 becomes stable. In this state, when the pressure sensor 83 detects that the discharge pressure of the compressor 20 has risen momentarily, the electromagnetic on-off valve 76 is opened and the gas refrigerant is recovered in the expansion tank 65.

しかし、圧縮機20から吐出される低沸点冷媒の割合は冷凍装置10の起動直後よりも低下しているので、圧縮機20の吐出圧力を低下させるために必要な量は、起動直後に膨張タンク65に回収させたガス冷媒の量よりも少なくなっている。そのため、膨張タンク65の容量を徐々に減少させることで、圧縮機20の吐出圧力を低下させるために必要な量のみを膨張タンク65に回収させるようにしている。   However, since the ratio of the low-boiling-point refrigerant discharged from the compressor 20 is lower than that immediately after the start of the refrigeration apparatus 10, the amount necessary for reducing the discharge pressure of the compressor 20 is the expansion tank immediately after the start. It is less than the amount of gas refrigerant recovered in 65. Therefore, by gradually reducing the capacity of the expansion tank 65, only the amount necessary to reduce the discharge pressure of the compressor 20 is collected in the expansion tank 65.

具体的には、所定の時間が経過して、冷媒回路1の内部温度が低下すると、まず第3の電磁開閉弁87が閉弁されて、膨張タンク65の総容量は冷凍装置10の起動直後よりも小さく設定される。この状態において、圧力センサ83により圧縮機20の吐出圧力が一瞬上昇したことが検出されると、電磁開閉弁76が開弁されてガス冷媒が冷媒吸入管74を流通して、第1のサブタンク66に回収される。   Specifically, when a predetermined time elapses and the internal temperature of the refrigerant circuit 1 decreases, the third electromagnetic opening / closing valve 87 is first closed, and the total capacity of the expansion tank 65 is determined immediately after the refrigeration apparatus 10 is started. Is set smaller. In this state, when it is detected by the pressure sensor 83 that the discharge pressure of the compressor 20 has increased for a moment, the electromagnetic on-off valve 76 is opened and the gas refrigerant flows through the refrigerant suction pipe 74, so that the first sub tank 66 is recovered.

その後、ガス冷媒は第2及び第3のサブタンク67,68に順次回収され、冷媒戻し管82を流通してキャピラリチューブ84で減圧されながら圧縮機20の吸込側に戻される。そして、圧力センサ83により圧縮機20の吐出圧力の低下が検出されると、電磁開閉弁76は閉弁されて、ガス冷媒の膨張タンク65への吸入が完了する。   Thereafter, the gas refrigerant is sequentially collected in the second and third sub-tanks 67 and 68, flows through the refrigerant return pipe 82, and is returned to the suction side of the compressor 20 while being decompressed by the capillary tube 84. When the pressure sensor 83 detects a decrease in the discharge pressure of the compressor 20, the electromagnetic on-off valve 76 is closed and the suction of the gas refrigerant into the expansion tank 65 is completed.

さらに、時間の経過とともに第2及び第1の電磁開閉弁86,85が順次閉弁されていくと、膨張タンク65の総容量は最終的に第1のサブタンク66のみの容量となり最小に設定される。この状態において、圧力センサ83により圧縮機20の吐出圧力が一瞬上昇したことが検出されると、ガス冷媒は第1のサブタンク66にのみ回収される。   Further, when the second and first electromagnetic opening / closing valves 86 and 85 are sequentially closed with the passage of time, the total capacity of the expansion tank 65 finally becomes the capacity of only the first sub tank 66 and is set to the minimum. The In this state, when the pressure sensor 83 detects that the discharge pressure of the compressor 20 has risen for a moment, the gas refrigerant is recovered only in the first sub tank 66.

その後、回収されたガス冷媒は、冷媒戻し管82を流通してキャピラリチューブ84で減圧されながら圧縮機20の吸込側に戻される。そして、圧力センサ83により圧縮機20の吐出圧力の低下が検出されると、電磁開閉弁76は閉弁されて、ガス冷媒の膨張タンク65への吸入が完了する。   Thereafter, the recovered gas refrigerant flows through the refrigerant return pipe 82 and is returned to the suction side of the compressor 20 while being decompressed by the capillary tube 84. When the pressure sensor 83 detects a decrease in the discharge pressure of the compressor 20, the electromagnetic on-off valve 76 is closed and the suction of the gas refrigerant into the expansion tank 65 is completed.

このようにすれば、冷媒回路1の内部温度に応じて膨張タンク65の容量を変更することができる。これにより、圧縮機20の吐出圧力が上昇した場合に、その吐出圧力を低下させるために必要な量のみを膨張タンク65に回収させることができるので、冷媒回路1内を循環する混合冷媒の流量の変動が抑制されて冷凍装置10を安定して稼動させることができる。さらに、冷凍装置10の安定稼働により、クライオコイル52の冷却効果を得るまでの起動時間を短縮することができる。   In this way, the capacity of the expansion tank 65 can be changed according to the internal temperature of the refrigerant circuit 1. Thereby, when the discharge pressure of the compressor 20 rises, only the amount necessary for lowering the discharge pressure can be collected in the expansion tank 65, so the flow rate of the mixed refrigerant circulating in the refrigerant circuit 1 Is suppressed, and the refrigeration apparatus 10 can be operated stably. Further, the stable operation of the refrigeration apparatus 10 can shorten the startup time until the cooling effect of the cryocoil 52 is obtained.

そして、第1気液分離器24で分離されて、液冷媒吐出側から吐出された液冷媒は第1キャピラリチューブ26で減圧された後に第1熱交換器25の2次側で蒸発し、この蒸発熱により第1気液分離器24からのガス冷媒が冷却され、混合冷媒のうち沸点温度が2番目に高い温度のガス冷媒が凝縮されて液化する。以後、同様にして、第2乃至第4熱交換器31,37,43でそれぞれ混合冷媒のうちの沸点が高い温度から順にガス冷媒が凝縮されて液化し、この第4熱交換器43では沸点温度が最も低いガス冷媒が凝縮されて液化する。   The liquid refrigerant separated by the first gas-liquid separator 24 and discharged from the liquid refrigerant discharge side is depressurized by the first capillary tube 26 and then evaporated on the secondary side of the first heat exchanger 25. The gas refrigerant from the first gas-liquid separator 24 is cooled by the evaporation heat, and the gas refrigerant having the second highest boiling point temperature is condensed and liquefied. Thereafter, in the same manner, the gas refrigerant is condensed and liquefied in order from the highest boiling point of the mixed refrigerant in the second to fourth heat exchangers 31, 37, 43, and the fourth heat exchanger 43 has a boiling point. The gas refrigerant having the lowest temperature is condensed and liquefied.

そして、第4熱交換器43の1次側から吐出された冷媒は気液混合状態となり、この気液混合の冷媒は、過冷却器47の1次側を通過した後に主冷媒配管2aと副冷媒配管2bとに分離される。そして、副冷媒配管2bに流れた冷媒は第5キャピラリチューブ48で減圧された後に過冷却器47の2次側に供給されて蒸発し、この蒸発熱により上記第4熱交換器43から過冷却器47の1次側に供給された気液混合状態の冷媒がさらに冷却される。   The refrigerant discharged from the primary side of the fourth heat exchanger 43 is in a gas-liquid mixed state, and the gas-liquid mixed refrigerant passes through the primary side of the subcooler 47 and then is connected to the main refrigerant pipe 2a. It isolate | separates into the refrigerant | coolant piping 2b. The refrigerant flowing into the sub refrigerant pipe 2b is decompressed by the fifth capillary tube 48 and then supplied to the secondary side of the subcooler 47 to evaporate. The evaporative heat causes supercooling from the fourth heat exchanger 43. The gas-liquid mixed refrigerant supplied to the primary side of the vessel 47 is further cooled.

また、過冷却器47の1次側から吐出された後に主冷媒配管2aに流れる気液混合状態の冷媒の残部は、電磁開閉弁62,81bの開弁により第1及び第2の分岐キャピラリチューブ80a,81aにそれぞれ分岐して減圧される。その減圧後にクライオコイル52において蒸発して、真空チャンバ120内の気体や水分に、例えば−100℃以下の寒冷を付与する。この−100℃以下の温度の寒冷により真空チャンバ120内の水分を捕捉して真空チャンバ120内の真空レベルが上昇する。   Further, the remainder of the refrigerant in the gas-liquid mixed state that flows into the main refrigerant pipe 2a after being discharged from the primary side of the supercooler 47 is opened by the electromagnetic on-off valves 62 and 81b, and the first and second branch capillary tubes. The pressure is reduced by branching to 80a and 81a. After the depressurization, it evaporates in the cryocoil 52 and imparts cold to, for example, −100 ° C. or lower to the gas or moisture in the vacuum chamber 120. The cold in the temperature of −100 ° C. or lower captures moisture in the vacuum chamber 120 and raises the vacuum level in the vacuum chamber 120.

そして、前記クライオコイル52及び過冷却器47を流出した冷媒は、各キャピラリチューブ44,38,32,26で減圧された冷媒が順次合流すると共に、第4熱交換器43から第1熱交換器25に流入し、更には補助コンデンサ22に流入して上述の如くそれぞれ外管を流れる混合冷媒を冷却する。そして、この冷媒は、補助コンデンサ22を流出した後、圧縮機20に戻される。   The refrigerant that has flowed out of the cryocoil 52 and the supercooler 47 is sequentially merged with the refrigerant decompressed by the capillary tubes 44, 38, 32, and 26, and from the fourth heat exchanger 43 to the first heat exchanger. 25, and further flows into the auxiliary capacitor 22 to cool the mixed refrigerant flowing through the outer tubes as described above. Then, this refrigerant flows out of the auxiliary capacitor 22 and then returned to the compressor 20.

これに対し、真空成膜装置Aの真空チャンバ120でウェハーの成膜を行わない状態のデフロスト起動時には、電磁開閉弁61の開弁によりデフロスト回路60が開かれかつ電磁開閉弁62の閉弁により主冷媒配管2aが閉じ、このことで、圧縮機20から吐出された高温のガス冷媒がデフロスト回路60を経てクライオコイル52に供給されて、クライオコイル52での気体等の捕捉が解除される。   On the other hand, when defrosting is started in the vacuum chamber 120 of the vacuum film forming apparatus A, the defrost circuit 60 is opened by opening the electromagnetic opening / closing valve 61 and the electromagnetic opening / closing valve 62 is closed. The main refrigerant pipe 2a is closed, whereby the high-temperature gas refrigerant discharged from the compressor 20 is supplied to the cryocoil 52 through the defrost circuit 60, and capture of gas or the like in the cryocoil 52 is released.

そして、このデフロスト起動の後に、再度真空チャンバ120内を真空状態にするときには、前記と同様にして、電磁開閉弁61の閉弁によりデフロスト回路60が閉じられかつ電磁開閉弁62の開弁により主冷媒配管2aが開かれ、過冷却器47の1次側から出た低沸点冷媒がクライオコイル52内で蒸発し真空チャンバ120内を常温から超低温レベルに迅速に冷却する。   When the vacuum chamber 120 is evacuated again after the defrosting is started, the defrosting circuit 60 is closed by closing the electromagnetic opening / closing valve 61 and the electromagnetic opening / closing valve 62 is opened as described above. The refrigerant pipe 2a is opened, and the low-boiling point refrigerant discharged from the primary side of the supercooler 47 evaporates in the cryocoil 52 to quickly cool the inside of the vacuum chamber 120 from room temperature to an ultra-low temperature level.

なお、本実施形態1では、第1乃至第4熱交換器25,31,37,43においてクライオコイル52に向かう冷媒を1次側に、またクライオコイル52から圧縮機20に還流する冷媒を2次側に導入する構成としたが、これとは逆にクライオコイル52に向かう冷媒を2次側に、またクライオコイル52から圧縮機20に還流する冷媒を1次側に導入する構成としてもよいのは勿論である。また、これらを個別に組み合わせた構成としてもよい。   In the first embodiment, in the first to fourth heat exchangers 25, 31, 37, and 43, the refrigerant that flows to the cryocoil 52 is returned to the primary side, and the refrigerant that recirculates from the cryocoil 52 to the compressor 20 is 2 Although it is configured to be introduced to the secondary side, conversely to this, the refrigerant that is directed to the cryocoil 52 may be introduced to the secondary side, and the refrigerant that is returned from the cryocoil 52 to the compressor 20 may be introduced to the primary side. Of course. Moreover, it is good also as a structure which combined these separately.

また、本実施形態1では、膨張タンク65内に第1〜第4のサブタンク66〜69を備えた構成について説明したが、少なくとも2つのサブタンクを備えた構成であればよい。ここで、冷凍装置10を停止させて常温になると、ガス状態の混合冷媒により圧力が上昇するので、サブタンクの容量や個数を適切に設定してその圧力を抑えることができる容量を確保するのが好ましい。   Further, in the first embodiment, the configuration in which the first to fourth sub tanks 66 to 69 are provided in the expansion tank 65 has been described, but any configuration having at least two sub tanks may be used. Here, when the refrigeration apparatus 10 is stopped and the room temperature is reached, the pressure rises due to the mixed refrigerant in the gas state. Therefore, it is necessary to appropriately set the capacity and the number of subtanks to secure a capacity capable of suppressing the pressure. preferable.

<実施形態2>
図5は、本発明の実施形態2に係る膨張タンクの構成図である。前記実施形態1との違いは、膨張タンク65内のサブタンクをそれぞれ並列に接続した点であるため、以下、実施形態1と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
<Embodiment 2>
FIG. 5 is a configuration diagram of an expansion tank according to Embodiment 2 of the present invention. Since the difference from the first embodiment is that the sub tanks in the expansion tank 65 are connected in parallel, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and only the differences will be described.

図5に示すように、前記膨張タンク65は、メインタンク96と、第1〜第3のサブタンク97〜99とを備えている。前記メインタンク96の吸入ポート96aは、冷媒吸入管74に接続される一方、吐出ポート96bは、冷媒戻し管82に接続されている。そして、冷媒吸入管74の管路途中には、電磁開閉弁76が接続されている。また、冷媒戻し管82の管路途中にはキャピラリチューブ84が接続されている。   As shown in FIG. 5, the expansion tank 65 includes a main tank 96 and first to third sub tanks 97 to 99. A suction port 96 a of the main tank 96 is connected to the refrigerant suction pipe 74, while a discharge port 96 b is connected to the refrigerant return pipe 82. An electromagnetic on-off valve 76 is connected midway in the refrigerant suction pipe 74. A capillary tube 84 is connected in the middle of the refrigerant return pipe 82.

前記第1〜第3のサブタンク97〜99は、冷媒吸入管74から分岐して混合冷媒を吸入する分岐配管91〜93を介して、メインタンク96とそれぞれ並列に接続されている。   The first to third sub tanks 97 to 99 are connected in parallel to the main tank 96 via branch pipes 91 to 93 that branch from the refrigerant suction pipe 74 and suck the mixed refrigerant.

具体的には、前記第1のサブタンク97の吸入ポート97aは、分岐配管91に接続されている。そして、分岐配管91の管路途中には、第1の電磁開閉弁85が接続されている。また、吐出ポート97bは、冷媒流出管88を介して冷媒戻し管82に接続されている。   Specifically, the suction port 97 a of the first sub tank 97 is connected to the branch pipe 91. A first electromagnetic opening / closing valve 85 is connected to the middle of the branch pipe 91. The discharge port 97b is connected to the refrigerant return pipe 82 via the refrigerant outflow pipe 88.

前記第2のサブタンク98の吸入ポート98aは、第2の電磁開閉弁86が接続された分岐配管92に接続されている。また、吐出ポート98bは、冷媒流出管89を介して冷媒流出管88と合流するように冷媒戻し管82に接続されている。   The suction port 98a of the second sub tank 98 is connected to a branch pipe 92 to which a second electromagnetic opening / closing valve 86 is connected. Further, the discharge port 98b is connected to the refrigerant return pipe 82 so as to merge with the refrigerant outflow pipe 88 via the refrigerant outflow pipe 89.

前記第3のサブタンク99の吸入ポート99aは、第3の電磁開閉弁87が接続された分岐配管93に接続されている。また、吐出ポート99bは、冷媒流出管90を介して、冷媒流出管88,89と合流するように冷媒戻し管82に接続されている。   The suction port 99a of the third sub tank 99 is connected to a branch pipe 93 to which a third electromagnetic opening / closing valve 87 is connected. The discharge port 99b is connected to the refrigerant return pipe 82 through the refrigerant outflow pipe 90 so as to merge with the refrigerant outflow pipes 88 and 89.

ここで、前記第1〜第3の電磁開閉弁85〜87の全てが開弁されると、分岐配管91〜93は連通状態になる。このとき、膨張タンク65の総容量はメインタンク96と、第1〜第3のサブタンク97〜99との合計容量となり、その総容量が最大となる。   Here, when all of the first to third electromagnetic on-off valves 85 to 87 are opened, the branch pipes 91 to 93 are in communication. At this time, the total capacity of the expansion tank 65 is the total capacity of the main tank 96 and the first to third sub tanks 97 to 99, and the total capacity is maximized.

そして、前記第1〜第3の電磁開閉弁85〜87のうち、何れか1つ又は2つが閉弁されると、その閉弁された第1〜第3の電磁開閉弁85〜87が接続されている分岐配管91〜93が非連通状態になる。このとき、膨張タンク65の総容量はメインタンク96と、連通状態の第1〜第3のサブタンク97〜99の何れかとの合計容量となる。   Then, when any one or two of the first to third electromagnetic on-off valves 85 to 87 are closed, the closed first to third electromagnetic on-off valves 85 to 87 are connected. Branched pipes 91 to 93 are in a non-communication state. At this time, the total capacity of the expansion tank 65 is the total capacity of the main tank 96 and any of the first to third sub tanks 97 to 99 in communication.

また、前記第1〜第3の電磁開閉弁85〜87の全てが閉弁されると、分岐配管91〜93は非連通状態となる。このとき、膨張タンク65の総容量はメインタンク96のみの容量となり、その総容量が最小となる。   Further, when all of the first to third electromagnetic on-off valves 85 to 87 are closed, the branch pipes 91 to 93 are not communicated. At this time, the total capacity of the expansion tank 65 is the capacity of only the main tank 96, and the total capacity is minimized.

次に、本実施形態2に係る膨張タンク65を備えた冷凍装置10の動作について説明する。まず、冷凍装置10を起動させると、第1〜第3の電磁開閉弁85〜87が開弁され、分岐配管91〜93は連通状態となって膨張タンク65の総容量が最大に設定される。   Next, operation | movement of the freezing apparatus 10 provided with the expansion tank 65 which concerns on this Embodiment 2 is demonstrated. First, when the refrigeration apparatus 10 is activated, the first to third electromagnetic on-off valves 85 to 87 are opened, the branch pipes 91 to 93 are in communication, and the total capacity of the expansion tank 65 is set to the maximum. .

そして、冷媒回路1から冷媒吸入管74を流通してきたガス冷媒は、メインタンク96に回収される一方、第1〜第3のサブタンク97〜99に分岐して回収される。その後、メインタンク96に回収されたガス冷媒は、冷媒戻し管82を流通してキャピラリチューブ84で減圧されながら圧縮機20の吸込側に戻される。   The gas refrigerant that has flowed from the refrigerant circuit 1 through the refrigerant suction pipe 74 is collected in the main tank 96 while being branched and collected in the first to third sub tanks 97 to 99. Thereafter, the gas refrigerant collected in the main tank 96 flows through the refrigerant return pipe 82 and is returned to the suction side of the compressor 20 while being depressurized by the capillary tube 84.

また、第1〜第3のサブタンク97〜99に回収されたガス冷媒は、冷媒流出管88〜90を介してそれぞれ合流されて冷媒戻し管82を流通してキャピラリチューブ84で減圧されながら圧縮機20の吸込側に戻される。   The gas refrigerant collected in the first to third sub-tanks 97 to 99 is merged through the refrigerant outflow pipes 88 to 90, flows through the refrigerant return pipe 82, and is decompressed by the capillary tube 84 while being compressed. 20 is returned to the suction side.

そして、所定の時間が経過して、冷媒回路1の内部温度が低下すると、 第1〜第3の電磁開閉弁85〜87のうち、何れか1つ又は2つが閉弁されて、膨張タンク65の総容量は冷凍装置10の起動直後よりも小さく設定される。ここでは、第3の電磁開閉弁87が閉弁されるものとして説明する。この状態において、圧力センサ83により圧縮機20の吐出圧力が一瞬上昇したことが検出されると、ガス冷媒はメインタンク96と、第1及び第2のサブタンク97,98に分岐して回収される。その後、前述と同様にキャピラリチューブ84で減圧されながら圧縮機20の吸込側に戻される。   And when predetermined time passes and the internal temperature of the refrigerant circuit 1 falls, any one or two of the 1st-3rd electromagnetic on-off valves 85-87 will be closed, and the expansion tank 65 will be closed. Is set smaller than immediately after the refrigeration apparatus 10 is started. Here, description will be made assuming that the third electromagnetic opening / closing valve 87 is closed. In this state, when the pressure sensor 83 detects that the discharge pressure of the compressor 20 has risen momentarily, the gas refrigerant branches into the main tank 96 and the first and second sub tanks 97 and 98 and is collected. . Thereafter, it is returned to the suction side of the compressor 20 while being depressurized by the capillary tube 84 as described above.

さらに時間が経過して、第1〜第3の電磁開閉弁85〜87の全てが閉弁されると、膨張タンク65の総容量は最終的にメインタンク96のみの容量となり最小に設定される。この状態において、圧力センサ83により圧縮機20の吐出圧力が一瞬上昇したことが検出されると、ガス冷媒はメインタンク96にのみ回収される。その後、冷媒戻し管82を流通してキャピラリチューブ84で減圧されながら圧縮機20の吸込側に戻される。   When further time elapses and all of the first to third electromagnetic on-off valves 85 to 87 are closed, the total capacity of the expansion tank 65 is finally set to the capacity of only the main tank 96 and set to the minimum. . In this state, when the pressure sensor 83 detects that the discharge pressure of the compressor 20 has risen momentarily, the gas refrigerant is recovered only in the main tank 96. Thereafter, the refrigerant is returned through the refrigerant return pipe 82 to the suction side of the compressor 20 while being depressurized by the capillary tube 84.

このようにすると、冷媒回路1の内部温度に応じて膨張タンク65の容量を変更することができるので、実施形態1と同様に圧縮機20の吐出圧力を低下させるために必要な量のみを膨張タンク65に回収させることができる。   In this way, since the capacity of the expansion tank 65 can be changed according to the internal temperature of the refrigerant circuit 1, only the amount necessary for reducing the discharge pressure of the compressor 20 is expanded as in the first embodiment. It can be collected in the tank 65.

さらに、第1〜第3のサブタンク97〜99はメインタンク96とそれぞれ並列に接続されているので、第1〜第3の電磁開閉弁85〜87の開弁により、連通状態となった分岐配管91〜93を流通させてガス冷媒を直接回収させることができる。   Further, since the first to third sub-tanks 97 to 99 are respectively connected in parallel with the main tank 96, the branch pipes brought into the communication state by opening the first to third electromagnetic on-off valves 85 to 87 are provided. 91-93 can be distribute | circulated and a gas refrigerant can be directly collect | recovered.

これにより、メインタンク96が破損等した場合でも、第1〜第3のサブタンク97〜99の何れかを一時的にメインタンク96の代わりに使用できるので、冷凍装置10を停止させることなく連続して稼働させることができる。   As a result, even if the main tank 96 is damaged or the like, any one of the first to third sub tanks 97 to 99 can be temporarily used instead of the main tank 96, so that the refrigeration apparatus 10 is continuously stopped without being stopped. Can be operated.

<実施形態3>
図6は、本発明の実施形態3に係る膨張タンクの構成図である。前記実施形態1との違いは、2つの膨張タンク65,65を並列に接続した点であるため、以下、実施形態1と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
<Embodiment 3>
FIG. 6 is a configuration diagram of an expansion tank according to Embodiment 3 of the present invention. Since the difference from the first embodiment is that the two expansion tanks 65, 65 are connected in parallel, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and only the differences will be described.

図6に示すように、2つの膨張タンク65,65は互いに並列に接続されている。ここで、各膨張タンク65の構成は同じであるため、以下1つの膨張タンク65の構成について説明する。   As shown in FIG. 6, the two expansion tanks 65, 65 are connected in parallel to each other. Here, since the configuration of each expansion tank 65 is the same, the configuration of one expansion tank 65 will be described below.

前記膨張タンク65は、連通配管77を介して互いに直列に接続された第1及び第2のサブタンク66,67を備えている。そして、上流側に配設された前記第1のサブタンク66の吸入ポート66aは、冷媒吸入管74に接続される一方、吐出ポート66bは、第1の電磁開閉弁85が接続された連通配管77を介して第2のサブタンク67の吸入ポート67aに接続されるとともに、冷媒戻し管82に接続されている。また、第2のサブタンク67の吐出ポート67bは、冷媒流出管88を介して冷媒戻し管82に接続されている。   The expansion tank 65 includes first and second sub tanks 66 and 67 connected in series with each other via a communication pipe 77. The suction port 66a of the first sub-tank 66 disposed on the upstream side is connected to the refrigerant suction pipe 74, while the discharge port 66b is a communication pipe 77 to which the first electromagnetic opening / closing valve 85 is connected. Is connected to the suction port 67a of the second sub-tank 67 through the refrigerant and connected to the refrigerant return pipe 82. Further, the discharge port 67 b of the second sub tank 67 is connected to the refrigerant return pipe 82 via the refrigerant outflow pipe 88.

ここで、前記2つの膨張タンク65の第1の電磁開閉弁85が開弁されると、第1と第2のサブタンク66,67が連通状態になる。このとき、2つの膨張タンク65の総容量は、各膨張タンク65の第1と第2のサブタンク66,67の合計容量となり、その総容量が最大となる。   Here, when the first electromagnetic opening / closing valve 85 of the two expansion tanks 65 is opened, the first and second sub tanks 66 and 67 are in communication with each other. At this time, the total capacity of the two expansion tanks 65 is the total capacity of the first and second sub tanks 66 and 67 of each expansion tank 65, and the total capacity is maximized.

そして、何れか一方の膨張タンク65の第1の電磁開閉弁85が閉弁されると、第1と第2のサブタンク66,67は非連通状態となる。このとき、2つの膨張タンク65の総容量は、第1の電磁開閉弁85が閉弁された膨張タンク65の第1のサブタンク66と、他方の膨張タンク65の第1及び第2のサブタンク66,67との合計容量となる。   When the first electromagnetic opening / closing valve 85 of one of the expansion tanks 65 is closed, the first and second sub tanks 66 and 67 are in a non-communication state. At this time, the total capacity of the two expansion tanks 65 is that the first sub-tank 66 of the expansion tank 65 in which the first electromagnetic on-off valve 85 is closed and the first and second sub-tanks 66 of the other expansion tank 65. , 67 and the total capacity.

さらに、他方の膨張タンク65の第1の電磁開閉弁85が閉弁されると、第1と第2のサブタンク66,67は非連通状態となる。このとき、2つの膨張タンク65の総容量のは、各膨張タンク65の第1のサブタンク66のみの合計容量となり、その総容量が最小となる。   Further, when the first electromagnetic opening / closing valve 85 of the other expansion tank 65 is closed, the first and second sub-tanks 66 and 67 are not in communication. At this time, the total capacity of the two expansion tanks 65 is the total capacity of only the first sub tank 66 of each expansion tank 65, and the total capacity is minimized.

次に、本実施形態3に係る膨張タンク65を備えた冷凍装置10の動作について説明する。まず、冷凍装置10を起動させると、各膨張タンク65の第1の電磁開閉弁85が開弁され、第1と第2のサブタンク66,67が連通状態となって各膨張タンク65の総容量が最大に設定される。   Next, operation | movement of the freezing apparatus 10 provided with the expansion tank 65 which concerns on this Embodiment 3 is demonstrated. First, when the refrigeration apparatus 10 is activated, the first electromagnetic opening / closing valve 85 of each expansion tank 65 is opened, and the first and second sub-tanks 66 and 67 are in communication with each other, so that the total capacity of each expansion tank 65 is increased. Is set to the maximum.

そして、冷媒回路1から冷媒吸入管74を流通してきたガス冷媒は、各膨張タンク65の第1のサブタンク66に回収される。その後、引き続きガス冷媒が第1のサブタンク66に回収されて略満杯になると、回収されたガス冷媒の一部が連通配管77を流通して第2のサブタンク67に流入される一方、残りが冷媒戻し管82を流通してキャピラリチューブ84で減圧されながら圧縮機20の吸込側に戻される。   Then, the gas refrigerant flowing through the refrigerant suction pipe 74 from the refrigerant circuit 1 is collected in the first sub tank 66 of each expansion tank 65. After that, when the gas refrigerant is continuously collected in the first sub tank 66 and becomes almost full, a part of the collected gas refrigerant flows through the communication pipe 77 and flows into the second sub tank 67, while the rest is refrigerant. It flows through the return pipe 82 and is returned to the suction side of the compressor 20 while being depressurized by the capillary tube 84.

次に、第2のサブタンク67に回収されたガス冷媒は、冷媒流出管88を介して冷媒戻し管82に流通し、キャピラリチューブ84で減圧されながら圧縮機20の吸込側に戻される。   Next, the gas refrigerant collected in the second sub-tank 67 flows to the refrigerant return pipe 82 via the refrigerant outflow pipe 88 and is returned to the suction side of the compressor 20 while being depressurized by the capillary tube 84.

そして、所定の時間が経過して、冷媒回路1の内部温度が低下すると、何れか一方の膨張タンク65の第1の電磁開閉弁85が閉弁されて、各膨張タンク65の総容量は冷凍装置の起動直後よりも小さく設定される。この状態において、圧力センサ83により圧縮機20の吐出圧力が一瞬上昇したことが検出されると、ガス冷媒は第1の電磁開閉弁85が閉弁された膨張タンク65の第1のサブタンク66に回収される一方、他方の膨張タンク65の第1と第2のサブタンク66,67に回収される。その後、前述と同様に冷媒戻し管82を流通してキャピラリチューブ84で減圧されながら圧縮機20の吸込側に戻される。   When a predetermined time elapses and the internal temperature of the refrigerant circuit 1 decreases, the first electromagnetic opening / closing valve 85 of any one of the expansion tanks 65 is closed, and the total capacity of each expansion tank 65 is reduced to the freezing temperature. It is set smaller than immediately after the device is started. In this state, when the pressure sensor 83 detects that the discharge pressure of the compressor 20 has risen momentarily, the gas refrigerant enters the first sub tank 66 of the expansion tank 65 in which the first electromagnetic on-off valve 85 is closed. On the other hand, it is recovered in the first and second sub tanks 66 and 67 of the other expansion tank 65. Thereafter, in the same manner as described above, the refrigerant is returned to the suction side of the compressor 20 while flowing through the refrigerant return pipe 82 and being decompressed by the capillary tube 84.

さらに時間が経過して、他方の膨張タンク65の第1の電磁開閉弁85が閉弁されると、各膨張タンク65の総容量は最終的に各膨張タンク65の第1のサブタンク66のみの合計容量となり最小に設定される。この状態において、圧力センサ83により圧縮機20の吐出圧力が一瞬上昇したことが検出されると、ガス冷媒は各膨張タンク65の第1のサブタンク66に回収される。その後、前述と同様に冷媒戻し管82を流通してキャピラリチューブ84で減圧されながら圧縮機20の吸込側に戻される。   When more time elapses and the first electromagnetic opening / closing valve 85 of the other expansion tank 65 is closed, the total capacity of each expansion tank 65 is finally only that of the first sub tank 66 of each expansion tank 65. The total capacity is set to the minimum. In this state, when the pressure sensor 83 detects that the discharge pressure of the compressor 20 has increased for a moment, the gas refrigerant is collected in the first sub tank 66 of each expansion tank 65. Thereafter, in the same manner as described above, the refrigerant is returned to the suction side of the compressor 20 while flowing through the refrigerant return pipe 82 and being decompressed by the capillary tube 84.

このようにすると、冷媒回路1の内部温度に応じて膨張タンク65の総容量を変更することができるので、実施形態1と同様に圧縮機20の吐出圧力を低下させるために必要な量のみを膨張タンク65に回収させることができる。   In this way, since the total capacity of the expansion tank 65 can be changed according to the internal temperature of the refrigerant circuit 1, only the amount necessary for reducing the discharge pressure of the compressor 20 as in the first embodiment is used. It can be collected in the expansion tank 65.

さらに、各膨張タンク65は、互いに並列に接続されているので、何れか一方が破損等した場合でも、他方のみを使用して冷凍装置10を停止させることなく連続して稼働させることができる。   Furthermore, since each expansion tank 65 is connected in parallel with each other, even when one of them is damaged, it is possible to operate continuously without stopping the refrigeration apparatus 10 using only the other.

以上説明したように、本発明は、冷媒回路内を循環する混合冷媒の流量の変動を抑制して、安定稼動させることができ、冷却器の冷却効果を得るまでの起動時間を短縮することができる冷凍装置を提供することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。   As described above, the present invention can suppress the fluctuation of the flow rate of the mixed refrigerant circulating in the refrigerant circuit, can be stably operated, and can shorten the startup time until the cooling effect of the cooler is obtained. Since a highly practical effect that a refrigeration apparatus that can be used can be provided is obtained, it is extremely useful and has high industrial applicability.

本発明の実施形態1に係る真空成膜装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the vacuum film-forming apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 真空成膜装置の他の概略説明図である。It is another schematic explanatory drawing of a vacuum film-forming apparatus. 本実施形態1に係る冷凍装置の全体構成を示す冷媒系統図である。It is a refrigerant | coolant system diagram which shows the whole structure of the freezing apparatus which concerns on this Embodiment 1. 本実施形態1に係る膨張タンクの構成図である。It is a block diagram of the expansion tank which concerns on this Embodiment 1. FIG. 本実施形態2に係る膨張タンクの構成図である。It is a block diagram of the expansion tank which concerns on this Embodiment 2. FIG. 本実施形態3に係る膨張タンクの構成図である。It is a block diagram of the expansion tank which concerns on this Embodiment 3.

符号の説明Explanation of symbols

A 真空成膜装置
1 冷媒回路
10 冷凍装置
20 圧縮機
21 水冷コンデンサ(凝縮器)
24 第1気液分離器
25 第1熱交換器
30 第2気液分離器
31 第2熱交換器
36 第3気液分離器
37 第3熱交換器
42 第4気液分離器
43 第4熱交換器
52 クライオコイル(冷却器)
65 膨張タンク
66〜69 第1〜第4のサブタンク
74 冷媒吸入管
77 連結配管
82 冷媒戻し管
85〜87 第1〜第3の電磁開閉弁(切替手段)
88〜90 冷媒流出管
91〜93 分岐配管
96 メインタンク
97〜99 第1〜第3のサブタンク
A Vacuum film-forming device 1 Refrigerant circuit 10 Refrigeration device 20 Compressor 21 Water-cooled condenser (condenser)
24 1st gas-liquid separator 25 1st heat exchanger 30 2nd gas-liquid separator 31 2nd heat exchanger 36 3rd gas-liquid separator 37 3rd heat exchanger 42 4th gas-liquid separator 43 4th heat Exchanger 52 Cryocoil (cooler)
65 Expansion tanks 66 to 69 First to fourth sub-tanks 74 Refrigerant suction pipe 77 Connecting pipe 82 Refrigerant return pipe 85 to 87 First to third electromagnetic on-off valves (switching means)
88-90 Refrigerant outflow pipes 91-93 Branch piping 96 Main tanks 97-99 First to third sub tanks

Claims (5)

沸点の異なる複数種類の冷媒を混合した混合冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された混合冷媒を冷却して一部を液化させる凝縮器と、
前記凝縮器で一部が液化された混合冷媒のうち高沸点冷媒から低沸点冷媒へと順次液冷媒とガス冷媒とに分離する複数の気液分離器と、
前記各気液分離器で分離されたガス冷媒を、該各気液分離器で分離され且つ減圧された液冷媒との間で熱交換させて冷却して少なくとも一部を液化させる複数の熱交換器と、
前記複数の熱交換器のうち最も低温側の熱交換器から流出し且つ減圧された低沸点冷媒を蒸発させて冷却対象を冷却する冷却器とが接続された冷媒回路を有する冷凍装置であって、
前記冷媒回路には、該冷媒回路の内部温度に応じて容量を変更可能な膨張タンクが接続されていることを特徴とする冷凍装置。
A compressor that compresses a mixed refrigerant obtained by mixing a plurality of types of refrigerants having different boiling points;
A condenser that cools the mixed refrigerant compressed by the compressor and liquefies a part thereof;
A plurality of gas-liquid separators that sequentially separate a liquid refrigerant and a gas refrigerant from a high-boiling refrigerant to a low-boiling refrigerant among the mixed refrigerant partially liquefied in the condenser;
A plurality of heat exchanges in which the gas refrigerant separated by each gas-liquid separator is heat-exchanged with the liquid refrigerant separated and decompressed by each gas-liquid separator and cooled to at least partially liquefy. And
A refrigerating apparatus having a refrigerant circuit connected to a cooler that evaporates a low-boiling-point refrigerant that has flowed out of the lowest temperature heat exchanger out of the plurality of heat exchangers and evaporates a decompressed low-boiling-point refrigerant. ,
The refrigerant circuit is connected to an expansion tank whose capacity can be changed according to the internal temperature of the refrigerant circuit.
請求項1において、
前記膨張タンクは、連通配管を介して直列に接続された複数のサブタンクを備え、
前記複数のサブタンクのうち最も上流側のサブタンクは、混合冷媒を吸入する冷媒吸入管を介して前記冷媒回路に接続される一方、混合冷媒を戻す冷媒戻し管を介して前記圧縮機の吸込側に接続され、
前記複数のサブタンクのうち残りのサブタンクは、混合冷媒を流出する冷媒流出管を介して前記冷媒戻し管に接続され、
前記連通配管には、上流側のサブタンクから下流側のサブタンクへ混合冷媒を流入させるか否かを切り替える切替手段が接続されていることを特徴とする冷凍装置。
In claim 1,
The expansion tank includes a plurality of sub-tanks connected in series via a communication pipe,
The most upstream sub tank among the plurality of sub tanks is connected to the refrigerant circuit via a refrigerant suction pipe for sucking the mixed refrigerant, and is connected to the suction side of the compressor via a refrigerant return pipe for returning the mixed refrigerant. Connected,
The remaining sub tanks of the plurality of sub tanks are connected to the refrigerant return pipe via a refrigerant outflow pipe for flowing out the mixed refrigerant,
The communication pipe is connected to switching means for switching whether or not to allow the mixed refrigerant to flow from the upstream sub-tank to the downstream sub-tank.
請求項1において、
前記膨張タンクは、メインタンクと、少なくとも1つのサブタンクとを備え、
前記メインタンクは、混合冷媒を吸入する冷媒吸入管を介して前記冷媒回路に接続される一方、混合冷媒を戻す冷媒戻し管を介して前記圧縮機の吸込側に接続され、
前記サブタンクは、前記冷媒吸入管から分岐して混合冷媒を吸入する分岐配管を介して前記メインタンクと並列に接続される一方、混合冷媒を流出する冷媒流出管を介して前記冷媒戻し管に接続され、
前記分岐配管には、前記サブタンクへ混合冷媒を流入させるか否かを切り替える切替手段が接続されていることを特徴とする冷凍装置。
In claim 1,
The expansion tank includes a main tank and at least one sub tank,
The main tank is connected to the refrigerant circuit via a refrigerant suction pipe for sucking mixed refrigerant, and is connected to the suction side of the compressor via a refrigerant return pipe for returning the mixed refrigerant,
The sub tank is connected in parallel with the main tank through a branch pipe that branches from the refrigerant suction pipe and sucks the mixed refrigerant, and is connected to the refrigerant return pipe through a refrigerant outflow pipe that flows out the mixed refrigerant. And
A switching device for switching whether or not to allow the mixed refrigerant to flow into the sub-tank is connected to the branch pipe.
請求項1又は2において、
前記膨張タンクは、少なくとも2つ設けられ且つ互いに並列に接続されていることを特徴とする冷凍装置。
In claim 1 or 2,
At least two expansion tanks are provided and connected in parallel to each other.
請求項1乃至4のうち何れか1項において、
前記冷却器は、真空成膜装置の水分捕捉用のクライオコイルとして用いられることを特徴とする冷凍装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The refrigerator is used as a cryocoil for capturing moisture in a vacuum film forming apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108426370A (en) * 2018-06-21 2018-08-21 江苏天合能源管理有限公司 A kind of Waste Heat Recovery type domestic air energy Teat pump boiler and heating, Defrost method

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