JP2024004185A - 温調装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】高温の循環液を使用する場合でも熱交換器の設計の自由度が高く、循環液の温度に対する汎用性に優れた温調装置を提供する。【解決手段】温調装置１は、メインタンク５から循環液を外部の負荷に送出し、負荷から受け入れた循環液を再びメインタンクに戻す循環回路１２と、サブタンク２０から送出した循環液を熱交換器３３で冷却して再びサブタンクに戻す冷却回路２５と、冷却回路を流れる循環液の流量を制御する制御部４０とを有する。サブタンクはメインタンクからの超過分の循環液を導出可能にメインタンクに接続される。冷却回路の第２冷却流路２７はこれから分岐してメインタンクに接続された連結流路２８を有する。循環回路に循環液の温度を測定する第１温度センサ６１を設ける。制御部は、第１温度センサからの循環液の測定温度に基づいて冷却回路に設けられた冷却ポンプ５５の出力を制御して冷却回路から循環回路への循環液の流量を制御する。【選択図】 図２

Description

本発明は、温度調節された循環液を負荷に供給することによって、該負荷の温度を所望の温度に制御する温調装置に関する。
温度調節された循環液を負荷に供給することによって、該負荷の温度を所望の温度に制御する温調装置は、例えば特許文献１に開示されているように、既に広く知られている。そして、この特許文献に開示された温調装置には、循環液を負荷との間で循環させる循環回路と、この循環液を冷却する冷却回路とが設けられており、これら循環回路と冷却回路とが、タンクやバルブを通じて互いに接続されている。
ところで、特許文献１に記載されているように、温調装置は、半導体製造装置等において、大気圧下における水の沸点（１００℃）を大きく超える温度に負荷を制御するのに用いられる場合がある。そして、このような循環液が高温となる温調装置では、特に熱交換器において、高温の循環液とそれを冷却する冷却液との温度差が非常に大きくなるため、その温度差による熱交換器の損傷を未然に防止する対策が必要となる。
そこで、特許文献１の温調装置では、このような温度差に耐えることができる特殊な構造を備えた熱交換器を採用している。その一方で、たとえ循環液の高温での使用が想定される場合であっても、低コスト化や優れた熱交換効率等、ユーザの要望に応じた様々な設計の熱交換器を採用することができる、すなわち、循環液の温度に対する汎用性及び安全性に優れた温調装置の開発が望まれている。
特開２０２０－１６９７６０号公報
本発明の技術的課題は、たとえ循環液の高温での使用が想定される場合であっても熱交換器の設計に関して自由度が高く、循環液の温度に対する汎用性に優れた温調装置を提供することにある。
前記技術的課題を解決するため、本発明に係る温調装置は、循環液の温度を調節して外部の負荷に供給し、該負荷を所定の温度に制御するための温調装置であって、前記温調装置は、循環液を蓄えていて該循環液を加熱するヒータを備えたメインタンクと、該メインタンクと循環液を前記負荷に対して送り出す循環液吐出口との間を接続する吐出流路と、循環液を前記メインタンクから該吐出流路へと送り出す循環ポンプと、前記負荷から戻された循環液を受け入れる循環液戻り口と前記メインタンクとの間を接続する戻り流路と、を有する循環回路；循環液を蓄えたサブタンクと、該サブタンク内の循環液を放熱水との熱交換により冷却する熱交換器と、前記サブタンクと前記熱交換器との間を接続し、該サブタンク内の循環液を前記熱交換器へと導く第１冷却流路と、前記サブタンク内の循環液を前記第１冷却流路へと送り出す冷却ポンプと、前記熱交換器と前記サブタンクとの間を接続し、前記熱交換器で冷却された循環液を該サブタンクへと導く第２冷却流路と、を有する冷却回路；前記冷却回路を流れる循環液の流量を制御するプロセッサと；を有し、前記サブタンクが、前記メインタンク内の循環液量が所定量を超えたときに、超過分の循環液が該メインタンクから該サブタンクへと導出されるように該メインタンクに対して接続され、前記冷却回路の前記第２冷却流路には、これから分岐して前記循環回路に接続された連結流路が設けられ、前記循環回路には、この前記循環回路内を流れる循環液の温度を測定する温度センサが設けられており、前記プロセッサは、前記温度センサによって測定された循環液の温度に基づいて前記冷却ポンプの出力を制御することにより、前記冷却回路内から前記連結流路を通じて前記循環回路内へと供給される循環液の流量を制御する、ことを特徴とする。
この場合において、好ましくは、前記メインタンクは、前記超過分の循環液を該メインタンクから前記サブタンクへと導出させる開口部を有しており、前記開口部を前記サブタンクの底面よりも高い位置に配した状態で、前記サブタンクに対して接続されている。
また、好ましくは、前記プロセッサが、前記温度センサによって測定された循環液の温度に基づいて、前記冷却ポンプを第１出力範囲又はそれよりも大きい第２出力範囲に切り換えて駆動するように構成され、それにより、前記冷却ポンプの第１出力範囲での駆動状態においては、前記冷却回路内の循環液が、前記連結流路を通じて前記循環回路に供給されることなく前記冷却回路内で循環され、その一方で、前記冷却ポンプの第２出力範囲での駆動状態においては、前記冷却回路内の循環液が、前記連結流路を通じて前記前記循環回路に供給されると共に、前記冷却回路内で循環される。
また、好ましくは、前記連結流路が、前記冷却回路の前記第２冷却流路から分岐され、上方に向けて延設されている。
また、好ましくは、前記温度センサは、前記吐出流路に設けられた第１温度センサであり、前記プロセッサは、予め設定された目標温度と前記第１温度センサで測定された循環液の温度とを対比し、前記第１温度センサによる測定温度が前記目標温度よりも低い場合には前記冷却ポンプを前記第１出力範囲で駆動させ、前記第１温度センサによる測定温度が前記目標温度よりも高い場合には前記冷却ポンプを前記第２出力範囲で駆動させる。
また、好ましくは、前記第１温度センサによる測定温度が前記目標温度よりも低い場合には、さらに、前記プロセッサが前記ヒータを制御して前記メインタンク内の循環液を加熱する。
また、好ましくは、前記連結流路には、循環液の温度を測定する第２温度センサが設けられており、前記プロセッサは、前記冷却ポンプの前記第２出力範囲での駆動状態において、前記目標温度と前記第２温度センサによる測定温度との温度差を算出して、その温度差を予め設定された基準値と比較し、前記温度差が前記基準値よりも大きくなる程、前記冷却ポンプの出力を前記第２出力範囲内で低下させる。
また、好ましくは、前記熱交換器が、中空のケースと、該ケース内に空隙を介在させて互いに平行に配設された３枚以上の伝熱板と、前記伝熱板間の空隙より該伝熱板の配設方向に沿って交互に形成された一連の第１熱交換流路及び一連の第２熱交換流路と、前記第１熱交換流路の一端に設けられ、前記第１冷却流路に接続された循環液流入口、及び、それと逆側の前記第１熱交換流路の他端に設けられ、前記第２冷却流路に接続された循環液流出口と、前記第２熱交換流路の一端に設けられ、前記第２熱交換流路に放熱水を導入するための放熱水流入口、及び、それと逆側の前記第２熱交換流路の他端に設けられ、前記第２熱交換流路から熱交換後の放熱水を排出するための放熱水流出口と、を有している。
本発明に係る温調装置では、メインタンク及び熱負荷に接続された循環回路を流れる循環液を直接熱交換器で冷却することなく、前記メインタンク内の循環液量が所定量を超えたときに、その超過分の循環液をサブタンク内の低温の循環液で温度を下げたものを熱交換器で冷却するようにしたため、たとえ循環回路の循環液を高温で使用することが想定される場合であっても、熱交換器における循環液とその冷却液との温度差を抑制することができる。したがって、本発明によれば、熱交換器の設計に関して自由度が高く、循環液の温度に対する汎用性及び安全性に優れた温調装置を提供することが可能となる。
本発明に係る温調装置の部分断面斜視図である。 メインタンク及びサブタンクの内部構成図である。 循環回路を説明するための温調装置の上部断面斜視図である。 冷却回路を説明するための温調装置の下部構造斜視図である。 循環液の温度が目標温度よりも低いときの温調装置のシステム構成図である。 循環液の温度が目標温度よりも高いときの温調装置のシステム構成図である。 熱交換器の分解斜視図である。 制御部のブロック図である。
図１～図８は、本発明に係る温調装置の一実施形態を示すものである。この温調装置１は、沸点が１００℃よりも高い循環液を１００℃よりも高い温度に調節して、図示しない外部の負荷に供給することにより、その負荷を例えば１００℃よりも高い所定の高温に制御するのを可能にするものである。
温調装置１（以下、「装置１」と記す。）は、図１及び図５に示すように、この装置１の外側を覆う筐体３と、循環液を蓄えていて循環液を加熱するヒータ１０を備えたメインタンク５から外部の負荷（図示略）に対して送り出し、負荷から受け入れた循環液を再びメインタンク５に戻す循環回路１２と、循環液を蓄えたサブタンク２０から送り出した循環液を熱交換器３３で冷却して再びサブタンク２０に戻す冷却回路２５と、冷却回路２５を流れる循環液の流量を制御する制御部４０と、を有している。冷却回路２５は、これから分岐してメインタンク５に接続された連結流路２８を有している。
そして、これらメインタンク５、サブタンク２０、循環回路１２、熱交換器３３、冷却回路２５及び制御部４０が１つの筐体３内に収容されている。そして、後に詳述するが、筐体３の外周の側面には、循環回路１２の循環液吐出口３ａ及び循環液戻り口３ｂと、熱交換器３３に供給される冷却液の冷却液供給口３ｃ及び冷却液排出口３ｄとが開設されている。それにより、ユーザ側における温度制御の対象装置（負荷）等の配管を、これら開口（ポート）３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに対して接続することができるようなっている。
また、筐体３の底部には、漏れた循環液を受けるためのドレンパン５０が配設されている。このドレンパン５０には、制御部４０に電気的に接続されたフロートタイプの漏水センサ５１と、ドレンパン５０に溜まった液を外部に排出するドレンポート５２が設けられている。それにより、例えば、装置１内で循環液が大量に漏れて漏水センサ５１がそれを検知した時に、制御部４０によって報知したり装置１の電源をＯＦＦにしたりすることができるようになっている。
循環液は、例えば、大気圧下における沸点が２００℃前後かそれよりも高いフッ素化液等が用いられる。また、冷却液としては、例えば、大気圧下における沸点が１００℃の工業用水等が用いられる。本実施形態においては、図２及び図３に示すように、例えばメインタンク５内の１６０℃の循環液が循環回路１２の吐出流路１３を通じて外部の負荷に対して送り出され、負荷を温度制御（冷却）した後の１７０℃の循環液が循環回路１２の戻り流路１４を通じて再びメインタンク５に戻されるようになっている。また、サブタンク２０内の３０℃の冷却液は、図４に示すように、冷却回路２５に送り出され、熱交換器３３で２５℃に冷却された後に再びサブタンク２０に戻されるようになっている。また、本実施形態においては、熱交換器３３で２５℃に冷却された循環液は、連結流路２８を通じてメインタンク５にも供給されるようになっている。一方、冷却液供給口３ｃを通じて熱交換器３３に供給される冷却液は、循環液との熱交換により２７℃に加熱されて熱交換器３３から冷却液排出口３ｄを通じて排出されるようになっている。
このように、この装置１においては、図５に示すように、循環回路１２にメインタンク５が接続され、冷却回路２５にサブタンク２０が接続されて、連結流路２８を通じて冷却回路２５がメインタンク５に連通している。すなわち、温度制御対象としての負荷に対して循環液を送り出し、その負荷との熱交換により加熱された循環液を受け入れて再びメインタンク５に戻す循環回路１２と、この循環回路１２から負荷に対して送り出される循環液の温度が設定温度よりも高いときに設定温度に調節するために、サブタンク２０内の冷却された循環液を熱交換器３３において冷却して再びサブタンク２０内へと戻すとともにメインタンク５に送り出す冷却回路２５とは、連結流路２８を通じて連通している。
本実施形態では、メインタンク５は、図１及び図２に示すように、底面と側面と上面とによって区画されて内部に所定深さの循環液を貯めている。一方、サブタンク２０は、メインタンク５と同じく底面と側面と上面とによって区画されてメインタンク５よりも大きな容積を有し、内部にメインタンク５全体を収容すると共に予備の循環液を貯めている。
メインタンク５の内部には、所定深さまで貯められた循環液の水面よりも低い高さの仕切り壁５ｂが、メインタンク５の底面から立設されている。それにより、メインタンク５の内部は、その一方の側面と仕切り壁５ｂとで仕切られた第１室６と、仕切り壁５ｂと他方の側壁とで仕切られた第２室７の２つの室に区画されている。
そして、メインタンク５内において、第１室６と第２室７は、仕切り壁５ｂの上端よりも上方のメインタンク５内に形成された空隙８によって互いに連通している。また、メインタンク５の側面の上端部にはサブタンク２０に対して開口する開口部５ｃが形成されており、それにより、メインタンク５の最大容量を超えた超過分の循環液をサブタンク２０内に排出することができるようになっている。また、仕切り壁５ｂの下端部には、図３に示すように、連通口５ｄが開設されていて、それにより、後述するように、メインタンク５の底面に接続された戻り流路１４を通じてドレンコック１５から、メインタンク５内の循環液を外部に排出することができるようになっている。なお、ドレンコック１５は、戻り流路１４から分岐して筐体３の他方の側面側へ延びる排出流路１６の先端部に取り付けられている。
図２及び図５に示すように、メインタンク５の第２室７において、仕切り壁５ｂの上端近傍からメインタンク５の底面近傍までの範囲には、制御部４０によって制御されて循環液を加熱するヒータ１０が設けられている。また、第２室７において、仕切り壁５ｂの上端部よりも僅かに上方へ隙間を有した位置からメインタンク５に最大容量の循環液を収容したときの循環液の液面（すなわち、循環液の最高液面）までの範囲には、制御部４０に電気的に接続されたサーモスタット９が設けられている。それにより、例えば、循環液の温度が所定の温度を超えた時に、ヒータ１０をＯＦＦにすること等ができるようになっている。さらに、第２室７において、循環液の最高液面とメインタンク５の上面との間には、同じく制御部４０に電気的に接続された温度ヒューズ１１が設けられている。それにより、例えば、メインタンク５内の空気の温度（気温）が所定の温度より高くなった時に、循環液が過熱状態になっていると判断して装置１の電源をＯＦＦにすること等ができるようになっている。さらに、第２室７の仕切り壁５ｂの上端部よりも上方には、上下２つのレベルスイッチ１７ａ，１７ｂが設けられており、これらレベルスイッチ１７ａ，１７ｂも制御部４０に電気的に接続されている。そして、これらレベルスイッチ１７ａ，１７ｂでメインタンク２０内の循環液の液位（液面）を検出することができる。
メインタンク５の第１室６には、循環液を循環回路１２に対して送り出す浸漬型の循環ポンプ１８が設けられている。そして、この循環ポンプ１８も制御部４０によって制御されるようになっている。なお、本実施形態においては、循環ポンプ１８及び後述する冷却ポンプ５５として、インバータ制御方式のポンプを用いている。
サブタンク２０の内部には、サブタンク２０の深さ方向中央よりも上部に１つ、下部に上下３つの計４つのレベルスイッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが設けられている。そして、これらレベルスイッチ２１ａ－２１ｄも制御部４０に電気的に接続されている。また、サブタンク２０の外周には、サブタンク２０内の循環液量を筐体３の外部から目視にて確認可能とするレベルゲージ２２と、サブタンク２０に循環液を筐体３の外部から補充するための循環液注入口２３とが設けられている。また、サブタンク２０の側面には、上端が側面に接続されて下方へ延びる注入管２４が設けられ、この注入管２４の端部にドレンコック２４ａが取り付けられている。このドレンコック２４ａを開操作することでドレンコック２４ａが循環液の注入口として機能して、サブタンク２０内に循環液を圧送することができるようになっている。そして、４つのレベルスイッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄでサブタンク２０内の循環液の液位（液面）を検出することにより、循環液注入口２３から循環液をサブタンク２０に補充するよう促したり、ドレンコック２４ａを開いて循環液をサブタンク２０に補充するよう促したり等するようになっている。
循環回路１２は、図３及び図５に示すように、メインタンク５と、メインタンク５の第１室６と循環液を負荷に対して送り出す循環液吐出口３ａとの間を接続する吐出流路１３と、循環液をメインタンク５から吐出流路１３へと送り出す循環ポンプ１８と、負荷から戻された循環液を受け入れる循環液戻り口３ｂとメインタンク５の第２室７との間を接続する戻り流路１４と、を有してなる。そして、循環ポンプ１８によって、メインタンク５の第１室６内の循環液が吐出流路１３及び循環液吐出口３ａを通じて負荷へと送り出され、負荷の温度を制御した循環液が循環液戻り口３ｂ及び戻り流路１４を通じて再びメインタンク５に戻されるようになっている。
このとき、戻り流路１４は、メインタンク５内において上流側に位置してヒータ１０が配設された第２室７に接続されている。そうすることにより、戻り流路１４からメインタンク５に戻された循環液の温度がたとえ変化したとしても、第２室７に戻された循環液が、ヒータ１０や冷却回路２５からの循環液で温度調節された上で吐出流路１３へと送り出されるため、より正確な温度に調整された循環液を負荷へと供給することができる。
吐出流路１３には、上流側から下流側へ向かって圧力センサ６０、第１温度センサ（温度センサ）６１、流量センサ６２が設けられ、戻り流路１４には、第３温度センサ６３が設けられている。圧力センサ６０、第１及び第３温度センサ６１，６３、流量センサ６２は、何れも制御部４０に電気的に接続されている。それにより、例えば、これらセンサ６０－６３からの測定値に基づいて、ヒータ１０や冷却ポンプ５５や循環ポンプ１８を適切に制御することができる。
冷却回路２５は、図４及び図５に示すように、循環液を蓄えたサブタンク２０と、サブタンク２０内の循環液を放熱液との熱交換により冷却する熱交換器３３と、サブタンク２０と熱交換器３３との間を接続し、サブタンク２０内の循環液を熱交換器３３へと導く第１冷却流路２６と、サブタンク２０内の循環液を第１冷却流路２６へと送り出す冷却ポンプ５５と、熱交換器３３とサブタンク２０との間を接続し、熱交換器３３で冷却された循環液をサブタンク２０へと導く第２冷却流路２７と、を有する。そして、第１冷却流路２６に設けられた冷却ポンプ５５によって、サブタンク２０内の循環液が第１冷却流路２６を通じて熱交換器３３へと流入し、熱交換器３３で冷却されて熱交換器３３から流出した循環液が、第２冷却流路２７を通じて再びメインタンク５に戻されるようになっている。
ところで、図２、図４、図６に示すように、第２冷却流路２７には、これから分岐して循環回路１２のメインタンク５に連通する連結流路２８が設けられている。本実施形態では、連結流路２８は、メインタンク５の第２室７に連通している。これにより、循環回路１２の戻り流路１４からメインタンク５に戻された循環液の温度が設定値よりも高い場合において、連結流路２８から供給される循環液によってメインタンク５内の循環液が冷却されて温度調節された上で、最も下流側に位置する第１室６から吐出流路１３へと送り出されるため、より正確な温度に調整された循環液を負荷へと供給することができる。
第１冷却流路２６には、図４、図６に示すように、これから分岐するドレン管２９が接続されており、その先端部が筐体３の外部に導出されている。このドレン管２９の先端部にドレンコック２９ａが設けられ、このドレンコック２９ａを開操作することで冷却回路２５内の循環液を外部に排出することができるようになっている。また、連結流路２８には第２温度センサ３０（図６参照）が設けられており、この第２温度センサ３０も制御部４０に電気的に接続されている。それにより、詳細は後述するが、第２温度センサ３０による循環液の温度に応じて、制御部４０で冷却ポンプ５５の回転数を制御することができるようになっている。
熱交換器３３は、図７に示すように、プレート式熱交換器であり、表面に形成された凹凸パターンが互いに異なる２種類の伝熱板３４，３５を、交互に複数枚重ね合わせ、ろう材又はボルト締め等により一体化した状態で中空のケース３２内に収容されている。隣接する２枚の伝熱板３４，３５の間に形成される狭い隙間からなる、第１熱交換流路３６と第２熱交換流路３７が、伝熱板３４，３５の壁を隔てて交互に設けられている。第１熱交換流路３６には冷却回路２５の循環液が流れ、第２熱交換流路３７には循環液を冷却するための冷却液が流れる。本実施形態では、交互に重ねられた２種類の伝熱板３４，３５の両端部には、一対のカバープレート３８，３９が設けられており、これらのカバープレート３８，３９の一方には、第１熱交換流路３６の入口となる循環液流入口３８ａと、第１熱交換流路３６の出口となる循環液流出口３８ｂと、第２熱交換流路３７の入口となる冷却液流入口３８ｃと、第２熱交換流路３７の出口となる冷却液流出口３８ｄとが開設されている。なお、本実施形態の図４に示す熱交換器３３では、循環液流出口３８ｂと冷却液流入口３８ｃと冷却液流出口３８ｄとが一方のカバープレート３８に開設され、循環液流入口３８ａが他方のカバープレート３９に開設されている。
循環液流入口３８ａから入った循環液は、第１熱交換流路３６を通って循環液流出口３８ｂから出る。他方、冷却液流入口３８ｃから入った冷却液は、第２熱交換流路３７を通って冷却液流出口３８ｄから出る。このような構成のプレート式の熱交換器３３は、完全対向流で循環液と冷却液の熱交換が行われるため、高性能で熱効率が極めて高く、小型且つ軽量であり、設置領域も狭くてよい等の利点を有する。
制御部４０は、図５及び図８に示すように、循環回路１２の吐出流路１３を通じて負荷に対して送り出す循環液の温度等を適宜設定するための表示・設定パネル４１と、温度センサ３０，６１，６３等の測定値を入力する入力部４２と、循環回路１２及び冷却回路２５を流れる循環液の温度や流量等を制御するプロセッサ４３と、プロセッサ４３からの制御信号を冷却ポンプ１８等の制御対象に出力する出力部４４と、を有している。
表示・設定パネル４１で予め設定される設定事項は、負荷に供給される循環液の目標温度となる送出温度である。本実施形態では、循環液の送出温度の設定値は、例えば１６０℃であり、この設定値が表示・設定パネル４１から入力される。そこで、以下において、この循環液の設定温度に対して、制御部４０による冷却ポンプ５５及び循環ポンプ１８の制御方法について、図５及び図６を用いて説明する。
まず、吐出流路１３の第１温度センサ６１によって測定された循環液の送出温度（測定温度）が設定温度よりも低い状態では、図５に示すように、インバータ制御方式の冷却ポンプ５５が、制御部４０のプロセッサ４３により低回転数範囲（第１出力範囲）で駆動されて所定の低回転数（低周波数）に維持される。そして、プロセッサ４３によりヒータ１０がＯＮされてメインタンク５内の循環液が加熱され、第１温度センサ６１により測定される循環回路１２内の循環液の測定温度が目標温度に到達するまで、冷却ポンプ５５は第１出力範囲での駆動が維持される。また、メインタンク５内の循環液を吐出流路１３を通じて負荷に送出する循環ポンプ１８は、プロセッサ４３により圧力センサ６０又は流量センサ６２の測定値が所定の設定値になるような回転数に制御される。
そして、第１温度センサ６１により測定された循環液の測定温度が目標温度を超えると、図６に示すように、プロセッサ４３により、ヒータ１０をＯＦＦにするとともに、冷却ポンプ５５の駆動を高回転数範囲（第２出力範囲）に切り換えて所定の高回転数（高周波数）に維持する。また、循環ポンプ１８は、圧力センサ６０又は流量センサ６２の測定値が所定の設定値になるような回転数に維持される。これにより、冷却流路２５内を流れる循環液の流量が増加して、熱交換器３３から吐出する循環液の一部が連結流路２８を流れてメインタンク５内に供給され、これによってメインタンク５内の循環液が冷却される。そして、冷却されたメインタンク５内の循環液が吐出流路１３を通じて負荷に供給される。そして、第１温度センサ６１により測定される吐出流路１３内の循環液の測定温度が目標温度に到達するまで、冷却ポンプ５５は第２出力範囲での駆動が維持されて、サブタンク２０内の循環液がメインタンク５に供給される。
一方、サブタンク２０内の循環液がメインタンク５に供給されている状態で、メインタンク５内の循環液量が所定量を超えると、その超過分の循環液が開口部５ｃを通じてサブタンク２０内に流入して低温の循環液で温度を下げられ、この温度低下された循環液が熱交換器３３で冷却される。そして、熱交換器３３で冷却された循環液の一部はサブタンク２０に戻され、残りの循環液は連結流路２８を通じてメインタンク５に供給される。このため、熱交換器３３において、これに流入する循環液は温度が下げられているので、この循環液と熱交換する冷却液との温度差を抑制することができる。
ここで、プロセッサ４３は、冷却ポンプ５５が第２出力範囲で駆動している状態において、吐出流路１３を流れる循環液の目標温度と第２温度センサ３０による測定温度との温度差を算出し、その温度差を予め設定された基準値と比較し、この温度差が基準値よりも大きくなる程、冷却ポンプ５５の出力を第２出力範囲内で低下させてもよい。連結流路２８を流れる循環液の測定温度が変化すると、算出される温度差も変化して基準値との差も変化する。そして、温度差と基準値との差が大きいほど連結流路２８を流れる循環液は温度が低下して冷熱が増大するので、メインタンク５に溜まる高温の循環液を冷却するための循環液の流量を減らすことができる。一方、温度差と基準値との差が小さいほど連結流路２８を流れる循環液の温度が高くなって冷熱が減少するので、メインタンク５に溜まる高温の循環液を冷却するための循環液の流量を増大する必要が生じる。このため、温度差が基準値よりも大きくなった場合には、メインタンク５に供給する循環液の流量を少なくすることができるので、冷却ポンプ５５の出力を第２出力範囲内で低下させることができる。
なお、プロセッサ４３は、第３温度センサ６３により戻り流路１４を流れる負荷から戻ってきた循環液の温度が予め設定された設定温度よりも低いときにヒータ１０をＯＮするようにしてもよい。これにより、負荷から戻った循環液をヒータ１０で迅速に加熱することができる。
このように、本実施形態においては、負荷に接続された循環回路１２を流れる循環液を直接に熱交換器３３で冷却することなく、メインタンク５内の循環液量が所定量を超えたときに、その超過分の循環液をサブタンク２０内の低温の循環液で温度を下げたものを熱交換器３３で冷却するようにしたため、たとえ循環回路１２の循環液を高温で使用ことが想定される場合であっても、熱交換器３３における循環液とその冷却液との温度差を抑制することができる。よって、循環液の高温での使用が想定される場合であっても熱交換器３３の設計（選択）に関して自由度が高く、循環液の温度に対する汎用性に優れた温調装置１を提供することができる。
１ 温調装置
３ａ 循環液吐出口
３ｂ 循環液戻り口
５ メインタンク
５ｃ 開口部
１０ ヒータ
１２ 循環回路
１３ 吐出流路
１４ 戻り流路
１８ 循環ポンプ
２０ サブタンク
２５ 冷却回路
２６ 第１冷却流路
２７ 第２冷却流路
２８ 連結流路
３０ 第２温度センサ
３２ ケース
３３ 熱交換器
３４，３５ 伝熱板
３６ 第１熱交換流路
３７ 第２熱交換流路
３８ａ 循環液流入口
３８ｂ 循環液流出口
３８ｃ 冷却液流入口
３８ｄ 冷却液流出口
４３ プロセッサ
５５ 冷却ポンプ
６１ 第１温度センサ（温度センサ）

Claims (8)

  1. 循環液の温度を調節して外部の負荷に供給し、該負荷を所定の温度に制御するための温調装置であって、
    前記温調装置は、
    循環液を蓄えていて該循環液を加熱するヒータを備えたメインタンクと、該メインタンクと循環液を前記負荷に対して送り出す循環液吐出口との間を接続する吐出流路と、循環液を前記メインタンクから該吐出流路へと送り出す循環ポンプと、前記負荷から戻された循環液を受け入れる循環液戻り口と前記メインタンクとの間を接続する戻り流路と、を有する循環回路；
    循環液を蓄えたサブタンクと、該サブタンク内の循環液を放熱水との熱交換により冷却する熱交換器と、前記サブタンクと前記熱交換器との間を接続し、該サブタンク内の循環液を前記熱交換器へと導く第１冷却流路と、前記サブタンク内の循環液を前記第１冷却流路へと送り出す冷却ポンプと、前記熱交換器と前記サブタンクとの間を接続し、前記熱交換器で冷却された循環液を該サブタンクへと導く第２冷却流路と、を有する冷却回路；
    前記冷却回路を流れる循環液の流量を制御するプロセッサ；を有し、
    前記サブタンクが、前記メインタンク内の循環液量が所定量を超えたときに、超過分の循環液が該メインタンクから該サブタンクへと導出されるように該メインタンクに対して接続され、
    前記冷却回路の前記第２冷却流路には、これから分岐して前記循環回路に接続された連結流路が設けられ、
    前記循環回路には、この前記循環回路内を流れる循環液の温度を測定する温度センサが設けられており、
    前記プロセッサは、前記温度センサによって測定された循環液の温度に基づいて前記冷却ポンプの出力を制御することにより、前記冷却回路内から前記連結流路を通じて前記循環回路内へと供給される循環液の流量を制御する、ことを特徴とする温調装置。
  2. 前記メインタンクは、前記超過分の循環液を該メインタンクから前記サブタンクへと導出させる開口部を有しており、前記開口部を前記サブタンクの底面よりも高い位置に配した状態で、前記サブタンクに対して接続されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の温調装置。
  3. 前記プロセッサが、前記温度センサによって測定された循環液の温度に基づいて、前記冷却ポンプを第１出力範囲又はそれよりも大きい第２出力範囲に切り換えて駆動するように構成され、それにより、
    前記冷却ポンプの第１出力範囲での駆動状態においては、前記冷却回路内の循環液が、前記連結流路を通じて前記循環回路に供給されることなく前記冷却回路内で循環され、その一方で、前記冷却ポンプの第２出力範囲での駆動状態においては、前記冷却回路内の循環液が、前記連結流路を通じて前記前記循環回路に供給されると共に、前記冷却回路内で循環される、
    ことを特徴とする請求項１に記載の温調装置。
  4. 前記連結流路が、前記冷却回路の前記第２冷却流路から分岐され、上方に向けて延設されている、
    ことを特徴とする請求項３に記載の温調装置。
  5. 前記温度センサは、前記吐出流路に設けられた第１温度センサであり、
    前記プロセッサは、予め設定された目標温度と前記第１温度センサで測定された循環液の温度とを対比し、前記第１温度センサによる測定温度が前記目標温度よりも低い場合には前記冷却ポンプを前記第１出力範囲で駆動させ、前記第１温度センサによる測定温度が前記目標温度よりも高い場合には前記冷却ポンプを前記第２出力範囲で駆動させる、
    ことを特徴とする請求項３又は４に記載の温調装置。
  6. 前記第１温度センサによる測定温度が前記目標温度よりも低い場合には、さらに、前記プロセッサが前記ヒータを制御して前記メインタンク内の循環液を加熱する、
    ことを特徴とする請求項５に記載の温調装置。
  7. 前記連結流路には、循環液の温度を測定する第２温度センサが設けられており、
    前記プロセッサは、前記冷却ポンプの前記第２出力範囲での駆動状態において、前記目標温度と前記第２温度センサによる測定温度との温度差を算出して、その温度差を予め設定された基準値と比較し、前記温度差が前記基準値よりも大きくなる程、前記冷却ポンプの出力を前記第２出力範囲内で低下させる、
    ことを特徴とする請求項５に記載の温調装置。
  8. 前記熱交換器が、中空のケースと、該ケース内に空隙を介在させて互いに平行に配設された３枚以上の伝熱板と、前記伝熱板間の空隙より該伝熱板の配設方向に沿って交互に形成された一連の第１熱交換流路及び一連の第２熱交換流路と、前記第１熱交換流路の一端に設けられ、前記第１冷却流路に接続された循環液流入口、及び、それと逆側の前記第１熱交換流路の他端に設けられ、前記第２冷却流路に接続された循環液流出口と、前記第２熱交換流路の一端に設けられ、前記第２熱交換流路に放熱水を導入するための放熱水流入口、及び、それと逆側の前記第２熱交換流路の他端に設けられ、前記第２熱交換流路から熱交換後の放熱水を排出するための放熱水流出口と、を有している、
    ことを特徴とする請求項１に記載の温調装置。
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