JP4853923B2 - Fluid temperature controller - Google Patents
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Description
本発明は、特に半導体製造プロセスにおける薬液の温度管理に適用して好適な流体温調装置に関し、詳しくは、被温調流体の通過する流路を有する本体ブロックと、この本体ブロックの表面に設置された伝熱板と、この伝熱板を介して被温調流体との間で熱交換を行う熱源とを備えて成る流体温調装置の構成に関するものである。 The present invention relates to a fluid temperature control apparatus that is particularly suitable for application to temperature control of a chemical solution in a semiconductor manufacturing process. The present invention relates to a configuration of a fluid temperature control device including a heat transfer plate that is formed and a heat source that exchanges heat with a temperature-controlled fluid via the heat transfer plate.
例えば、半導体製造分野においては、様々な製造プロセスにおける薬液(被温調流体)の温度管理に、熱電モジュールを熱源に用いて薬液を加熱/冷却する流体温調装置が採用されている。 For example, in the semiconductor manufacturing field, fluid temperature control devices that use a thermoelectric module as a heat source to heat / cool a chemical solution are used for temperature management of the chemical solution (temperature-controlled fluid) in various manufacturing processes.
また、上述した流体温調装置の一態様として、薬液の通過する流路を有する本体ブロックと、この本体ブロックの表面に設置された伝熱板と、この伝熱板を加熱/冷却する熱電モジュールとを具備し、上記伝熱板を介して熱電モジュールと薬液との間で熱交換を行う構造が提供されている(例えば、特許文献1参照)。 Moreover, as one aspect of the fluid temperature control apparatus described above, a main body block having a flow path through which a chemical solution passes, a heat transfer plate installed on the surface of the main body block, and a thermoelectric module for heating / cooling the heat transfer plate And a structure for exchanging heat between the thermoelectric module and the chemical solution via the heat transfer plate is provided (for example, see Patent Document 1).
図5および図6は、上述した構造の具体例であって、この流体温調装置Aの温調ユニットUは、流路(図示せず)の形成された本体ブロックBを具備し、この本体ブロックBにおける一方の表面Blには、伝熱板Plaと伝熱板Plbとが並んで設置され、また上記本体ブロックBにおける他方の表面Brには、伝熱板Praと伝熱板Prbとが並んで設置されている。 5 and 6 are specific examples of the structure described above, and the temperature control unit U of the fluid temperature control apparatus A includes a main body block B in which a flow path (not shown) is formed. On one surface Bl in the block B, a heat transfer plate Pla and a heat transfer plate Plb are installed side by side, and on the other surface Br in the main body block B, a heat transfer plate Pra and a heat transfer plate Prb are provided. It is installed side by side.
本体ブロックBの一方の表面Blに設置された伝熱板Pla、Plbの外面には、それぞれ熱源としての熱電モジュールMla、Mlbが取付けられ、さらに上記熱電モジュールMla、Mlbの外側には、これら熱電モジュールMla、Mlbの放熱/吸熱を行う水冷板Clが取付けられている。 Thermoelectric modules Mla and Mlb as heat sources are respectively attached to the outer surfaces of the heat transfer plates Pla and Plb installed on one surface Bl of the main body block B. Further, outside these thermoelectric modules Mla and Mlb, these thermoelectric modules are mounted. A water cooling plate Cl for radiating / absorbing heat from the modules Mla and Mlb is attached.
一方、本体ブロックBの他方の表面Brに設置された伝熱板Pra、Prbの外面には、それぞれ熱源としての熱電モジュールMra、Mrbが取付けられ、さらに上記熱電モジュールMra、Mrbの外側には、これら熱電モジュールMra、Mrbの放熱/吸熱を行う水冷板Crが取付けられている。 On the other hand, thermoelectric modules Mra and Mrb as heat sources are respectively attached to the outer surfaces of the heat transfer plates Pra and Prb installed on the other surface Br of the main body block B. Further, outside the thermoelectric modules Mra and Mrb, A water-cooled plate Cr that performs heat dissipation / heat absorption of these thermoelectric modules Mr and Mrb is attached.
図6に示す如く、並置された伝熱板Pla、Plbの外面に取付けられた熱電モジュールMla、Mlbは、主電源Gに接続された第1電源部(スイッチングレギュレータ)Elからの給電(DC24V)によって駆動され、また、並置された伝熱板Pra、Prbの外面に取付けられた熱電モジュールMra、Mrbは、主電源Gに接続された第2電源部(スイッチングレギュレータ)Erからの給電(DC24V)によって駆動される。 As shown in FIG. 6, the thermoelectric modules Mla and Mlb mounted on the outer surfaces of the heat transfer plates Pla and Plb arranged side by side are fed from a first power supply unit (switching regulator) El connected to the main power supply G (DC24V). The thermoelectric modules Mra and Mrb, which are driven by and mounted on the outer surfaces of the parallel heat transfer plates Pra and Prb, are fed from a second power supply unit (switching regulator) Er connected to the main power supply G (DC24V) Driven by.
図5に示す導入パイプBiから本体ブロックBの流路(図示せず)に流入した薬液は、熱電モジュールMla、Mlb、および熱電モジュールMra、Mrbの駆動により加熱/冷却された、伝熱板Pla、Plb、および伝熱板Pra、Prbと接触しつつ流れることで、各伝熱板Pla、Plb、Pra、Prbとの熱交換(熱伝達)により温度の調節が為されたのち、排出パイプBoを介して外部へ排出されて行く。 The chemical liquid flowing into the flow path (not shown) of the main body block B from the introduction pipe Bi shown in FIG. 5 is heated / cooled by driving the thermoelectric modules Mla and Mlb and the thermoelectric modules Mra and Mrb. , Plb, and the heat transfer plates Pra and Prb are in contact with each other, and the temperature is adjusted by heat exchange (heat transfer) with each of the heat transfer plates Pla, Plb, Pra and Prb, and then the discharge pipe Bo It is discharged to the outside through.
ここで、上述した如き流体温調装置Aにおいては、各熱電モジュールMla、Mlb、Mra、Mrbの動作(昇温/降温)を制御しているコントロール手段(CPU等)が暴走した場合でも、温調ユニットUの過加熱あるいは過冷却を未然に防止する為の手段が講じられている。 Here, in the fluid temperature control apparatus A as described above, even if the control means (CPU or the like) that controls the operation (temperature increase / decrease) of each thermoelectric module Mla, Mlb, Mra, Mrb is runaway, Means for preventing overheating or overcooling of the adjusting unit U is taken.
すなわち、図6に示す如く、第1電源部Elにより駆動される熱電モジュールMlaと熱電モジュールMlbとの内、一方の熱電モジュールMlbによって加熱/冷却される伝熱板Plbには、過加熱スイッチShおよび過冷却スイッチScが設置され、これら過加熱スイッチShおよび過冷却スイッチScは、共にリレーRbに接続されている。 That is, as shown in FIG. 6, an overheating switch Sh is connected to the heat transfer plate Plb heated / cooled by one of the thermoelectric modules Mla and Mlb driven by the first power supply unit El. And the supercooling switch Sc are installed, and both the superheating switch Sh and the supercooling switch Sc are connected to the relay Rb.
また、第2電源部Erにより駆動される熱電モジュールMraと熱電モジュールMrbとの内、一方の熱電モジュールMrbによって加熱/冷却される伝熱板Prbには、過加熱スイッチShおよび過冷却スイッチScが設置され、これら過加熱スイッチShおよび過冷却スイッチScは、共にリレーRbに接続されている。 Of the thermoelectric module Mra and the thermoelectric module Mrb driven by the second power supply unit Er, the heat transfer plate Prb heated / cooled by one thermoelectric module Mrb is provided with an overheating switch Sh and an overcooling switch Sc. The overheating switch Sh and the overcooling switch Sc are both connected to the relay Rb.
主電源Gと第1電源部Elおよび第2電源部Erとを接続するパワーラインには、上記リレーRbと信号線で接続されたメインリレーRaが介装されており、伝熱板Plbに設置された過加熱スイッチSh、過冷却スイッチSc、および伝熱板Prbに設置された過加熱スイッチSh、過冷却スイッチScの何れか1個が動作してリレーRbがダウンすると、該リレーRbからの信号によって上記メインリレーRaがダウンし、主電源Gから第1電源部Elおよび第2電源部Erへの給電が遮断され、全ての熱電モジュールMla、Mlb、Mra、Mrbの動作が停止されることとなる。 The power line connecting the main power supply G to the first power supply unit El and the second power supply unit Er is provided with a main relay Ra connected to the relay Rb through a signal line, and is installed on the heat transfer plate Plb. When any one of the overheat switch Sh, the overcool switch Sc, the overheat switch Sh and the overcool switch Sc installed on the heat transfer plate Prb is operated and the relay Rb is down, the relay Rb The main relay Ra is lowered by the signal, the power supply from the main power supply G to the first power supply unit El and the second power supply unit Er is cut off, and the operation of all the thermoelectric modules Mla, Mlb, Mra, Mrb is stopped. It becomes.
上記構成によれば、過加熱スイッチShの動作に基づいて、熱電モジュールMla、Mlb、Mra、Mrbの動作が停止することで、温調ユニットUの過加熱が未然に阻止されることとなり、もって温度の上昇に起因して部材が膨張することで、高温の薬液がシール部分から飛散して周囲に被害を及ぼす等の、温調ユニットUの過加熱に伴う重大な不都合を未然に防止することができる。 According to the above configuration, the operation of the thermoelectric modules Mla, Mlb, Mra, Mrb is stopped based on the operation of the overheating switch Sh, so that overheating of the temperature control unit U is prevented in advance. Preventing serious inconveniences associated with overheating of the temperature control unit U, such as high temperature chemicals splashing from the seal part and causing damage to the surroundings due to expansion of the member due to temperature rise Can do.
また、上記構成によれば、過冷却スイッチScの動作に基づいて温調ユニットUの過冷却が阻止され、これにより温度の低下に起因して薬液が凍結することで動作不良を起こす等の、温調ユニットUの過冷却に伴う不都合を未然に防止することができる。 Further, according to the above configuration, the supercooling of the temperature control unit U is prevented based on the operation of the supercooling switch Sc, thereby causing a malfunction due to freezing of the chemical solution due to a decrease in temperature. Inconvenience associated with overcooling of the temperature control unit U can be prevented in advance.
図7および図8は、従来の流体温調装置における他の具体例で、この流体温調装置A′の温調ユニットU′は、本体ブロックB′の一方の表面Bl′に伝熱板Pla′、Plb′、Plc′、Pld′を並べて設置し、また本体ブロックB′の他方の表面Br′に伝熱板Pra′、Prb′、Prc′、Prd′を並べて設置している。 FIG. 7 and FIG. 8 show another specific example of the conventional fluid temperature control device, and the temperature control unit U ′ of the fluid temperature control device A ′ has a heat transfer plate Pla on one surface Bl ′ of the main body block B ′. ', Plb', Plc ', Pld' are arranged side by side, and heat transfer plates Pra ', Prb', Prc ', Prd' are arranged side by side on the other surface Br 'of the main body block B'.
本体ブロックB′の一方の表面Bl′に設置した伝熱板Pla′、Plb′、Plc′、Pld′の外面には、それぞれ熱電モジュールMla′、Mlb′、Mlc′、Mld′が取付けられ、これら熱電モジュールMla′、Mlb′、Mlc′、Mld′の外側には水冷板Cl′が取付けられている。 Thermoelectric modules Mla ′, Mlb ′, Mlc ′, Mld ′ are respectively attached to the outer surfaces of the heat transfer plates Pla ′, Plb ′, Plc ′, Pld ′ installed on one surface Bl ′ of the main body block B ′. A water cooling plate Cl ′ is attached outside the thermoelectric modules Mla ′, Mlb ′, Mlc ′, and Mld ′.
一方、本体ブロックB′の一方の表面Br′に設置した伝熱板Pra′、Prb′、Prc′、Prd′の外面には、それぞれ熱電モジュールMra′、Mrb′、Mrc′、Mrd′が取付けられ、これら熱電モジュールMra′、Mrb′、Mrc′、Mrd′の外側には水冷板Cr′が取付けられている。 On the other hand, thermoelectric modules Mra ′, Mrb ′, Mrc ′, and Mrd ′ are attached to the outer surfaces of the heat transfer plates Pra ′, Prb ′, Prc ′, and Prd ′ installed on one surface Br ′ of the main body block B ′, respectively. A water cooling plate Cr ′ is attached to the outside of these thermoelectric modules Mra ′, Mrb ′, Mrc ′, and Mrd ′.
図8に示す如く、隣合う熱電モジュールMla′、Mlb′は、第1電源部Elab′からの給電によって駆動され、隣合う熱電モジュールMlc′、Mld′は、第2電源部Elcd′からの給電によって駆動される。 As shown in FIG. 8, adjacent thermoelectric modules Mla ′ and Mlb ′ are driven by power supply from the first power supply unit Elab ′, and adjacent thermoelectric modules Mlc ′ and Mld ′ are supplied from the second power supply unit Elcd ′. Driven by.
一方、隣合う熱電モジュールMra′、Mrb′は、第3電源部Erab′からの給電によって駆動され、隣合う熱電モジュールMrc′、Mrd′は、第4電源部Ercd′からの給電によって駆動される。 On the other hand, the adjacent thermoelectric modules Mr ′ and Mrb ′ are driven by the power supply from the third power supply unit Erab ′, and the adjacent thermoelectric modules Mrc ′ and Mrd ′ are driven by the power supply from the fourth power supply unit Ercd ′. .
また、第1電源部Elab′により駆動される熱電モジュールMlb′を設置した伝熱板Plb′、および第2電源部Elcd′により駆動される熱電モジュールMld′を設置した伝熱板Pld′には、それぞれリレーRb′と接続された過加熱スイッチSh′および過冷却スイッチSc′が設置されている。 Further, the heat transfer plate Plb ′ provided with the thermoelectric module Mlb ′ driven by the first power supply unit Elab ′ and the heat transfer plate Pld ′ provided with the thermoelectric module Mld ′ driven by the second power supply unit Elcd ′ are provided. The overheating switch Sh ′ and the overcooling switch Sc ′ are connected to the relay Rb ′.
一方、第3電源部Erab′により駆動される熱電モジュールMrb′を設置した伝熱板Prb′、および第4電源部Ercd′により駆動される熱電モジュールMrd′を設置した伝熱板Prd′には、それぞれリレーRb′と接続された過加熱スイッチSh′および過冷却スイッチSc′が設置されている。 Meanwhile, the heat transfer plate Prb ′ provided with the thermoelectric module Mrb ′ driven by the third power supply unit Erab ′ and the heat transfer plate Prd ′ provided with the thermoelectric module Mrd ′ driven by the fourth power supply unit Ercd ′ are provided. The overheating switch Sh ′ and the overcooling switch Sc ′ are connected to the relay Rb ′.
さらに、主電源G′と第1電源部Elab′、第2電源部Elcd′、第3電源部Erab′、および第4電源部Ercd′とを接続するパワーラインには、上記リレーRb′と信号線で接続されたメインリレーRa′が介装されている。 Further, the power line connecting the main power supply G ′ and the first power supply unit Elab ′, the second power supply unit Elcd ′, the third power supply unit Erab ′, and the fourth power supply unit Ercd ′ has the relay Rb ′ and the signal. A main relay Ra ′ connected by a wire is interposed.
ここで、上記流体温調装置A′は、薬液の処理能力増大を図るべく、温調ユニットU′における本体ブロックの大型化と、熱電モジュールの設置個数を増やしたものであり、薬液の温度調節に関する動作態様、および温調ユニットU′の過加熱/過冷却を防止する為の動作態様は、図3および図4に示した流体温調装置Aと基本的に変わるところはない。
ところで、図5および図6に示した流体温調装置Aの温調ユニットUにおいては、上述した如く、第1電源部Elにより駆動される一方の熱電モジュールMlbを設置した伝熱板Plbと、第2電源部Erにより駆動される一方の熱電モジュールMrbを設置した伝熱板Prbとに、それぞれ過加熱スイッチShおよび過冷却スイッチScを設置しており、合計で4個の温度スイッチを必要とするために、製造コストの不用意な増大を招く不都合があった。 By the way, in the temperature control unit U of the fluid temperature control apparatus A shown in FIGS. 5 and 6, as described above, the heat transfer plate Plb on which one thermoelectric module Mlb driven by the first power supply unit El is installed, An overheating switch Sh and an overcooling switch Sc are respectively installed on the heat transfer plate Prb on which one thermoelectric module Mrb driven by the second power supply unit Er is installed, and a total of four temperature switches are required. For this reason, there is a disadvantage in that the manufacturing cost is inadvertently increased.
また、図7および図8に示した流体温調装置A′の温調ユニットU′においては、熱電モジュールの設置個数を増加させたことに伴い、第1電源部Elab′により駆動される一方の熱電モジュールMlb′を設置した伝熱板Plb′と、第2電源部Elcd′により駆動される一方の熱電モジュールMld′を設置した伝熱板Pld′とに、それぞれ過加熱スイッチSh′および過冷却スイッチSc′を設置するとともに、第3電源部Erab′により駆動される一方の熱電モジュールMrb′を設置した伝熱板Prb′と、第4電源部Ercd′により駆動される一方の熱電モジュールMrd′を設置した伝熱板Plb′とに、それぞれ過加熱スイッチSh′および過冷却スイッチSc′を設置しており、合計で8個もの温度スイッチを必要とするために、製造コストの不用意な増大を招くばかりでなく、温度スイッチの部品点数が多いことに起因して、流体温調装置の製造に関わる工程の煩雑化や動作信頼性の低下を招く不都合があった。 Further, in the temperature control unit U ′ of the fluid temperature control device A ′ shown in FIGS. 7 and 8, one of the thermoelectric modules is driven by the first power supply unit Elab ′ as the number of thermoelectric modules is increased. A superheat switch Sh 'and a supercooling are respectively connected to a heat transfer plate Plb' provided with the thermoelectric module Mlb 'and a heat transfer plate Pld' provided with one thermoelectric module Mld 'driven by the second power supply unit Elcd'. The switch Sc ′ is installed, and the heat transfer plate Prb ′ on which one thermoelectric module Mrb ′ driven by the third power supply unit Erab ′ is installed, and one thermoelectric module Mrd ′ driven by the fourth power supply unit Ercd ′. Overheating switch Sh 'and overcooling switch Sc' are installed respectively on the heat transfer plate Plb 'installed with a total of 8 temperature switches. Therefore, not only will the manufacturing cost be inadvertently increased, but the number of parts of the temperature switch will increase, complicating the processes involved in manufacturing the fluid temperature control device and lowering the operational reliability. There was an inconvenience.
本発明の目的は上記実状に鑑みて、過加熱スイッチ等の温度スイッチの設置個数を最小限に抑えつつ、過加熱等に起因する不具合の発生を未然に防止し得る流体温調装置を提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a fluid temperature control device that can prevent the occurrence of problems due to overheating and the like while minimizing the number of installed temperature switches such as overheating switches. There is.
上記目的を達成するべく、請求項1に関わる流体温調装置は、被温調流体の通過する流路を有する本体ブロックと、この本体ブロックの表面に設置された伝熱板と、この伝熱板を介して流路を通過する被温調流体との間で熱交換を行う熱源とを備えて成る流体温調装置であって、本体ブロックを挟む態様で該本体ブロックの片面に一枚ずつ設置された伝熱板と、各々の伝熱板に互いに等しく複数個ずつ設置された熱源と、本体ブロックを挟んで対を成す熱源を共に駆動する電源部とを備え、本体ブロックを挟んだ何れか一方の伝熱板に、該伝熱板が所定の温度以上となった状況において、電源部による熱源の駆動を停止させる1個の過加熱スイッチを設置したことを特徴としている。
In order to achieve the above object, a fluid temperature control apparatus according to
また、請求項2の発明に関わる流体温調装置は、請求項1の発明に関わる流体温調装置において、本体ブロックを挟んだ何れか一方の伝熱板に、該伝熱板が所定の温度以下となった状況において、電源部による熱源の駆動を停止させる1個の過冷却スイッチを設置したことを特徴としている。
The fluid temperature control device according to the invention of claim 2 is the fluid temperature control device according to
また、請求項3の発明に関わる流体温調装置は、請求項2の発明に関わる流体温調装置において、1個の過加熱スイッチと1個の過冷却スイッチとを、本体ブロックを挟んだ何れか一方の伝熱板に設置したことを特徴としている。 A fluid temperature control apparatus according to a third aspect of the invention is the fluid temperature control apparatus according to the second aspect of the invention, in which one overheating switch and one overcooling switch are sandwiched between the body blocks. It is characterized by being installed on one of the heat transfer plates.
請求項1の発明に関わる流体温調装置によれば、本体ブロックを挟んで対を成す熱源を、共通の電源部によって駆動することで、本体ブロックの片面に一枚ずつ設置された、一方の伝熱板と他方の伝熱板とは、互いに同じ温度であると見倣せることと併せ、異なる電源部によって駆動される複数の熱源を、一枚の伝熱板に設置していることで、一方の伝熱板に設置した1個の過加熱スイッチにより、装置全体の過加熱を検知することができ、もって過加熱スイッチの設置個数を最小限に抑えつつ、装置の過加熱により生じる深刻な不都合を未然に防止することが可能となる。
According to the fluid temperature control apparatus related to the invention of
また、請求項2の発明に関わる流体温調装置によれば、本体ブロックを挟んだ伝熱板の何れか一方に1個の過冷却スイッチを設置したことで、同じく本体ブロックを挟んだ伝熱板の何れか一方に設置されている1個の過加熱スイッチと併せて、過加熱スイッチおよび過冷却スイッチの設置個数を最小限に抑えつつ、装置の過加熱および過冷却により生じる不都合を未然に防止することが可能となる。 Moreover, according to the fluid temperature control apparatus relating to the invention of claim 2, by installing one supercooling switch on any one of the heat transfer plates sandwiching the main body block, the heat transfer also sandwiching the main body block. Together with one overheating switch installed on either one of the plates, the number of installation of overheating switches and overcooling switches is minimized, and inconveniences caused by overheating and overcooling of the device are obviated. It becomes possible to prevent.
また、請求項3の発明に関わる流体温調装置によれば、本体ブロックを挟んだ伝熱板の一方に、1個の過加熱スイッチと1個の過冷却スイッチとを設置したことで、過加熱スイッチおよび過冷却スイッチの設置個数を最小限に抑えつつ、装置の過加熱および過冷却により生じる不都合を未然に防止することができ、併せて、過加熱スイッチと過冷却スイッチとを、共に一方の伝熱板に設置したことで、装置の製造時における組立て作業やメンテナンス作業の効率を大幅に向上させることが可能となる。 According to the fluid temperature control apparatus related to the invention of claim 3, since one overheating switch and one overcooling switch are installed on one of the heat transfer plates sandwiching the main body block, It is possible to prevent inconveniences caused by overheating and overcooling of the device while minimizing the number of heating switches and overcooling switches. By installing it on the heat transfer plate, it is possible to greatly improve the efficiency of assembly work and maintenance work during manufacture of the device.
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図1および図2は、本発明に関わる流体温調装置を、半導体製造プロセスにおいて使用される薬液(被温調流体)を、所定の範囲に亘って温度調節を行なうための流体温調装置に適用した一実施例を示している。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments.
1 and 2 show a fluid temperature control device according to the present invention as a fluid temperature control device for adjusting the temperature of a chemical solution (temperature controlled fluid) used in a semiconductor manufacturing process over a predetermined range. An applied example is shown.
図1に示す如く、流体温調装置1における温調ユニット10は、薬液の流入/排出される流路(図示せず)を有する本体ブロック11を具備し、該本体ブロック11は薬液に対する耐蝕性を備えたテフロン(登録商標)等の樹脂材料から形成され、その正面側の端部には流路(図示せず)と連通する導入パイプ11iおよび排出パイプ11oが取付けられている。
As shown in FIG. 1, the
上記本体ブロック11における一方の表面11aには、該表面11aのほぼ全域を覆う態様で、熱伝導性の良好なアルミニウム等の金属材料から形成された1枚の伝熱板12Aが、例えばボルト等の締結手段を介して固定設置されている。
One
また、上記本体ブロック11における他方の表面11bには、該表面11bのほぼ全域を覆う態様で、熱伝導性の良好なアルミニウム等の金属材料から形成された1枚の伝熱板12Bが、例えばボルト等の締結手段を介して固定設置されている。
Further, on the
本体ブロック11の一方の表面11aに固設された伝熱板12Aの外面には、それぞれ熱源としての熱電モジュール13Aaおよび熱電モジュール13Abが並んで取付けられており、上記熱電モジュール13Aaおよび熱電モジュール13Abの外側には、これら熱電モジュール13Aa、13Abの放熱/吸熱を行う水冷板14Aが取付けられている。
A thermoelectric module 13Aa and a thermoelectric module 13Ab as heat sources are respectively mounted side by side on the outer surface of the
ここで、上記水冷板14Aは、例えばバネを介装したボルトを用いて伝熱板12Aに取付けられ、これによって上記熱電モジュール13Aa、13Abは、伝熱板12Aと水冷板14Aとに挟み込まれるように保持され、絶縁層(図示せず)を介して伝熱板12Aおよび水冷板14Aと熱的に接続されている。
Here, the
一方、本体ブロック11の他方の表面11bに固設された伝熱板12Bの外面には、それぞれ熱源としての熱電モジュール13Baおよび熱電モジュール13Bbが並んで取付けられており、上記熱電モジュール13Baおよび熱電モジュール13Bbの外側には、これら熱電モジュール13Ba、13Bbの放熱/吸熱を行う水冷板14Bが取付けられている。
On the other hand, a thermoelectric module 13Ba and a thermoelectric module 13Bb as heat sources are respectively mounted side by side on the outer surface of the
ここで、上記水冷板14Bは、例えばバネを介装したボルトを用いて伝熱板12Bに取付けられ、これによって上記熱電モジュール13Ba、13Bbは、伝熱板12Bと水冷板14Bとに挟み込まれるように保持され、絶縁層(図示せず)を介して伝熱板12Bおよび水冷板14Bと熱的に接続されている。
Here, the
図2に示す如く、一方の伝熱板12Aに取付けられた1つの熱電モジュール13Aaと、他方の伝熱板12Bに取付けられた1つの熱電モジュール13Ba、言い換えれば、本体ブロック11(図1参照)を挟んで対を成す熱電モジュール13Aaと熱電モジュール13Baは、AC200Vの主電源21に接続された第1電源部(スイッチングレギュレータ)20aからの給電(DC24V)によって駆動される。
As shown in FIG. 2, one thermoelectric module 13Aa attached to one
また、一方の伝熱板12Aに取付けられたもう1つの熱電モジュール13Abと、他方の伝熱板12Bに取付けられたもう1つの熱電モジュール13Bb、言い換えれば、本体ブロック11(図1参照)を挟んで対を成す熱電モジュール13Abと熱電モジュール13Bbは、AC200Vの主電源21に接続された第2電源部(スイッチングレギュレータ)20bからの給電(DC24V)によって駆動される。
Further, another thermoelectric module 13Ab attached to one
図1および図2に示す如く、本体ブロック11の一方の表面11aに固定設置された伝熱板12Aには、1個の過加熱スイッチ15hが取付けられており、併せて1個の過冷却スイッチ15cが取付けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, one
これら過加熱スイッチ15hおよび過冷却スイッチ15cは、共にリレー23に接続されており、該リレー23は、主電源21と第1電源部20aおよび第2電源部20bとを接続するパワーラインに介装されたメインリレー22と、信号線を介して互いに接続されている。
Both the
ここで、上述した流体温調装置1の稼働時において、図1に示す温調ユニット10の導入パイプ11iから本体ブロック11の流路(図示せず)に流入した薬液は、熱電モジュール13Aa、13Abの駆動により加熱/冷却された伝熱板12A、および熱電モジュール13Ba、13Bbの駆動により加熱/冷却された伝熱板12Bと接触しつつ流れることで、各伝熱板12A、12Bとの熱交換(熱伝達)によって温度の調節が為されたのち、排出パイプ11oを介して外部へ排出されて行く。
Here, during the operation of the fluid
因みに、薬液の温度はセンサ(図示せず)によって計測され、その温度が所望する設定温度となるよう、図示していないコントロール手段によって、各熱電モジュール13Aa、13Ab、13Ba、13Bbの動作(昇温/降温)が制御されることは言うまでもない。 Incidentally, the temperature of the chemical solution is measured by a sensor (not shown), and the operation of each thermoelectric module 13Aa, 13Ab, 13Ba, 13Bb is performed by a control means (not shown) so that the temperature becomes a desired set temperature. Needless to say, the temperature drop / temperature is controlled.
上述した流体温調装置1の稼働時において、各熱電モジュール13Aa、13Ab、13Ba、13Bbの動作を制御しているコントロール手段が暴走し、温調ユニット10における伝熱板12Aが所定の温度以上に加熱された場合、上記伝熱板12Aに取付けられた過加熱スイッチ15hが動作し、該過加熱スイッチ15hに接続されているリレー23をダウンさせる。
During the operation of the fluid
上記リレー23がダウンすることにより、該リレー23からの信号によってメインリレー22がダウンし、主電源21から第1電源部20aおよび第2電源部20bへの給電が遮断されることで、全ての熱電モジュール13Aa、13Ab、13Ba、13Bbの動作が停止され、温調ユニット10における過加熱が未然に阻止される。
When the
かくして、温度の上昇に起因して部材が膨張することで、高温の薬液がシール部分から飛散して周囲に被害を及ぼす等の、温調ユニット10の過加熱に伴う重大な不都合を未然に防止することができる。
Thus, since the member expands due to the rise in temperature, a serious inconvenience associated with overheating of the
また、上記構成の流体温調装置1においては、一方の伝熱板12Aに取付けられた熱電モジュール13Aaと、他方の伝熱板12Bに取付けられた熱電モジュール13Baとを、共通した第1電源部20aによって駆動するとともに、一方の伝熱板12Aに取付けられた熱電モジュール13Abと、他方の伝熱板12Bに取付けられた熱電モジュール13Bbとを、共通した第2電源部20bによって駆動しているため、一方の伝熱板12Aにおける温度と、他方の伝熱板12Bにおける温度とを、同一と見倣すことができることと併せ、本体ブロック11の一方の表面11aに固定設置された一枚の伝熱板12Aに、第1電源部20aによって駆動される熱電モジュール13Abと、第2電源部20bによって駆動される熱電モジュール13Abとを取付けたことで、上記伝熱板12Aに設置した1個の過加熱スイッチ15hによって、温調ユニット10の伝熱板12Aおよび伝熱板12Bの過加熱を検知することができ、もって過加熱スイッチ15hの設置個数を最小限に抑えつつ、装置の過加熱により生じる深刻な不都合を未然に防止することが可能となる。
Moreover, in the fluid
一方、上述した流体温調装置1の稼働時において、各熱電モジュール13Aa、13Ab、13Ba、13Bbの動作を制御しているコントロール手段が暴走し、温調ユニット10における伝熱板12Aが所定の温度以下に冷却された場合、上記伝熱板12Aに取付けられた過冷却スイッチ15cが動作し、該過冷却スイッチ15cに接続されているリレー23をダウンさせる。
On the other hand, during the operation of the fluid
上記リレー23がダウンすることにより、該リレー23からの信号によってメインリレー22がダウンし、主電源21から第1電源部20aおよび第2電源部20bへの給電が遮断されることで、全ての熱電モジュール13Aa、13Ab、13Ba、13Bbの動作が停止され、温調ユニット10における過冷却が未然に阻止される。
When the
かくして、温度の低下に起因して薬液が凍結することで動作不良を起こす等の、温調ユニット10の過冷却に伴う不都合を未然に防止することができる。
Thus, it is possible to prevent inconveniences associated with the overcooling of the
また、上記構成の流体温調装置1においては、上述した過加熱スイッチ15hと同様にして、上記伝熱板12Aに設置した1個の過冷却スイッチ15cによって、温調ユニット10の伝熱板12Aおよび伝熱板12Bの過冷却を検知することができ、もって過冷却スイッチ15cの設置個数を最小限に抑えつつ、装置の過冷却により生じる不都合を未然に防止することができる。
Moreover, in the fluid
さらに、上述した構成の流体温調装置1では、温調ユニット10における1つの伝熱板12Aに、過加熱スイッチ15hと過冷却スイッチ15cとを取付けたことで、温調ユニット10における一方の側部に、全ての温度スイッチ(過加熱スイッチ15h、過冷却スイッチ15c)が位置することとなり、もって装置の製造時における組立て作業や、メンテナンス作業の効率を大幅に向上させることができる。
Furthermore, in the fluid
なお、上述した流体温調装置1においては、伝熱板12Aに過加熱スイッチ15hと過冷却スイッチ15cとを設置して、温調ユニット10の過加熱および過冷却を未然に防止するよう構成しているが、過冷却に比べて深刻な不都合を招く装置の過加熱のみを防止するのであれば、一方の伝熱板12Aに過加熱スイッチ15hのみを設置すれば良く、また、この場合には他方の伝熱板12Bに過加熱スイッチ15hを設置することも可能である。
In the fluid
また、上述した流体温調装置1においては、一方の伝熱板12Aに過加熱スイッチ15hと過冷却スイッチ15cとを設置しているが、他方の伝熱板12Bに過加熱スイッチ15hと過冷却スイッチ15cとを設置することも可能であり、さらに、伝熱板12Aおよび伝熱板12Bの何れか一方に過加熱スイッチ15h、他方に過冷却スイッチ15cを設置することも可能である。
In the fluid
図3および図4は、本発明に関わる流体温調装置の他の実施例を示しており、この流体温調装置1′の温調ユニット10′は、図1および図2に示した流体温調装置に対して、薬液の処理能力増大を図るべく、本体ブロックの大型化と、熱電モジュールの設置個数を増やしたものである。
3 and 4 show another embodiment of the fluid temperature control apparatus according to the present invention. The
温調ユニット10′における本体ブロック11′の一方の表面11a′には、該表面11a′のほぼ全域を覆う態様で1枚の伝熱板12A′が固定設置され、上記本体ブロック11′における他方の表面11b′には、該表面11b′のほぼ全域を覆う態様で1枚の伝熱板12B′が固定設置されている。
One
上記伝熱板12A′の外面には、それぞれ熱源としての熱電モジュール13Aa′、13Ab′、13Ac′、13Ad′が並んで取付けられており、これら熱電モジュール13Aa′、13Ab′、13Ac′、13Ad′の外側には水冷板14A′が取付けられている。
Thermoelectric modules 13Aa ', 13Ab', 13Ac ', 13Ad' as heat sources are mounted side by side on the outer surface of the
一方、上記伝熱板12B′の外面には、それぞれ熱源としての熱電モジュール13Ba′、13Bb′、13Bc′、13Bd′が並んで取付けられており、これら熱電モジュール13Ba′、13Bb′、13Bc′、13Bd′の外側には水冷板14B′が取付けられている。
On the other hand, thermoelectric modules 13Ba ', 13Bb', 13Bc ', 13Bd' as heat sources are mounted side by side on the outer surface of the
図4に示す如く、一方の伝熱板12A′に取付けられた1つの熱電モジュール13Aa′と、他方の伝熱板12B′に取付けられた1つの熱電モジュール13Ba′、言い換えれば、本体ブロック11′(図3参照)を挟んで対を成す熱電モジュール13Aa′と熱電モジュール13Ba′は、主電源21′に接続された第1電源部20a′からの給電によって駆動される。
As shown in FIG. 4, one thermoelectric module 13Aa 'attached to one
同様に、本体ブロック11′(図3参照)を挟んで対を成す熱電モジュール13Ab′と熱電モジュール13Bb′は、主電源21′に接続された第2電源部20b′からの給電によって駆動され、本体ブロック11′(図3参照)を挟んで対を成す熱電モジュール13Ac′と熱電モジュール13Bc′は、主電源21′に接続された第3電源部20c′からの給電によって駆動され、さらに本体ブロック11′(図3参照)を挟んで対を成す熱電モジュール13Ad′と熱電モジュール13Bd′は、主電源21′に接続された第4電源部20d′からの給電によって駆動される。
Similarly, the thermoelectric module 13Ab ′ and the thermoelectric module 13Bb ′ that are paired with the
図3および図4に示す如く、本体ブロック11′の一方の表面11a′に固定設置された伝熱板12A′には、1個の過加熱スイッチ15h′が取付けられており、併せて1個の過冷却スイッチ15c′が取付けられている。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, one
これら過加熱スイッチ15h′および過冷却スイッチ15c′は、共にリレー23′に接続されており、該リレー23′は、主電源21′と第1電源部20a′、第2電源部20b′、第3電源部20c′、および第4電源部20d′とを接続するパワーラインに介装されたメインリレー22′と、信号線を介して互いに接続されている。
These overheating switch 15h 'and
上述した流体温調装置1′の構成は、一方の伝熱板12A′に4個の熱電モジュール13Aa′、13Ab′、13Ac′、13Ad′を取付けるとともに、他方の伝熱板12B′に4個の熱電モジュール13Ba′、13Bb′、13Bc′、13Bd′を取付け、本体ブロック11′を挟んで対を成す熱電モジュール13Aa′と熱電モジュール13Ba′、熱電モジュール13Ab′と熱電モジュール13Bb′、熱電モジュール13Ac′と熱電モジュール13Bc′、および熱電モジュール13Ad′と熱電モジュール13Bd′を、それぞれ第1電源部20a′、第2電源部20b′、第3電源部20c′、および第4電源部20d′によって駆動するように構成した以外、図1および図2に示した流体温調装置1と基本的に変わるところはないので、上記流体温調装置1′の構成要素において、流体温調装置1の構成要素と同一の作用を成すものには、図1および図2と同一の符号に′(ダッシュ)を附して詳細な説明は省略する。
The above-described configuration of the fluid
上記構成の流体温調装置1′によれば、図1および図2に示した流体温調装置1と同様にして、過加熱スイッチ15h′の設置個数を最小限に抑えつつ、装置の過加熱により生じる深刻な不都合を未然に防止することが可能となり、さらに、過冷却スイッチ15c′の設置個数を最小限に抑えつつ、装置の過冷却により生じる不都合を未然に防止することができる。
According to the fluid temperature control apparatus 1 'having the above-described configuration, as in the fluid
また、上記構成の流体温調装置1′によれば、図1および図2に示した流体温調装置1と同様、温調ユニット10′における1つの伝熱板12A′に、過加熱スイッチ15h′と過冷却スイッチ15c′とを取付けたことで、装置の製造時における組立て作業や、メンテナンス作業の効率を大幅に向上させることが可能となる。
Further, according to the fluid temperature control apparatus 1 'having the above-described configuration, the
ここで、上述した流体温調装置1′においても、図1および図2に示した流体温調装置1と同様、装置の過加熱のみを防止するのであれば、一方の伝熱板12A′に過加熱スイッチ15h′のみを設置すれば良く、また他方の伝熱板12B′に過加熱スイッチ15h′のみを設置することも可能である。
Here, also in the fluid
また、一方の伝熱板12A′に過加熱スイッチ15h′と過冷却スイッチ15c′とを設置するのみならず、他方の伝熱板12B′に過加熱スイッチ15h′と過冷却スイッチ15c′とを設置すること、さらには、伝熱板12A′および伝熱板12B′の何れか一方に過加熱スイッチ15h′、他方に過冷却スイッチ15c′を設置することも可能である。
Further, not only the
なお、上述した各実施例においては、本体ブロックを挟んで2対(計4個)、あるいは4対(計8個)の熱電モジュールを設置した温調ユニットを例示したが、本体ブロックを挟んで5対(計10個)以上の熱電モジュールを設けて成る温調ユニットにおいても、本発明を有効に適用し得ることは勿論であり、熱電モジュールの設置個数の増加に関わらず、過加熱スイッチおよび過冷却スイッチの使用個数が最小限に抑えられることは勿論である。 In each of the above-described embodiments, the temperature control unit in which two pairs (four units in total) or four pairs (eight units in total) of thermoelectric modules are installed with the main body block interposed therebetween is illustrated. Of course, the present invention can also be effectively applied to a temperature control unit including five pairs (total of ten) of thermoelectric modules. Regardless of the increase in the number of thermoelectric modules installed, Of course, the number of supercooling switches used can be minimized.
また、上述した各実施例においては、半導体製造プロセスにおいて使用される薬液(被温調流体)の温度調節に、本発明の流体温調装置を適用した例を示したが、種々の被温調流体の温度調節を必要とする様々な産業分野の諸設備に対しても、本発明の流体温調装置を有効に適用し得ることは言うまでもない。 Further, in each of the above-described embodiments, the example in which the fluid temperature control device of the present invention is applied to the temperature control of the chemical solution (temperature control fluid) used in the semiconductor manufacturing process has been described. It goes without saying that the fluid temperature control apparatus of the present invention can be effectively applied to various industrial fields that require temperature control of the fluid.
1…流体温調装置、
10…温調ユニット、
11…本体ブロック、
12A、12B…伝熱板、
13Aa、13Ab…熱電モジュール(熱源)、
13Ba、13Bb…熱電モジュール(熱源)、
14A、14B…水冷板、
15h…過加熱スイッチ、
15c…過冷却スイッチ、
20a…第1電源部(電源部)、
20b…第2電源部(電源部)、
21…主電源、
1′…流体温調装置、
10′…温調ユニット、
11′…本体ブロック、
12A′、12B′…伝熱板、
13Aa′、13Ab′、13Ac′、13Ad′…熱電モジュール、
13Ba′、13Bb′、13Bc′、13Bd′…熱電モジュール、
14A′、14B′…水冷板、
15h′…過加熱スイッチ、
15c′…過冷却スイッチ、
20a′…第1電源部(電源部)、
20b′…第2電源部(電源部)、
20c′…第3電源部(電源部)、
20d′…第4電源部(電源部)、
21′…主電源、
1 ... Fluid temperature control device,
10 ... Temperature control unit,
11 ... body block,
12A, 12B ... heat transfer plate,
13Aa, 13Ab ... thermoelectric module (heat source),
13Ba, 13Bb ... thermoelectric module (heat source),
14A, 14B ... water-cooled plate,
15h ... Overheating switch,
15c ... Supercooling switch,
20a ... 1st power supply part (power supply part),
20b ... 2nd power supply part (power supply part),
21 ... Main power supply,
1 '... Fluid temperature control device,
10 '... temperature control unit,
11 '... body block,
12A ', 12B' ... heat transfer plate,
13Aa ′, 13Ab ′, 13Ac ′, 13Ad ′... Thermoelectric module,
13Ba ', 13Bb', 13Bc ', 13Bd' ... thermoelectric module,
14A ', 14B' ... water cooling plate,
15h '... Overheating switch,
15c '... supercooling switch,
20a '... 1st power supply part (power supply part),
20b '... second power supply unit (power supply unit),
20c '... the third power supply unit (power supply unit),
20d '... 4th power supply part (power supply part),
21 '... main power supply,
Claims (3)
前記本体ブロックを挟む態様で該本体ブロックの片面に一枚ずつ設置された前記伝熱板と、
各々の前記伝熱板に互いに等しく複数個ずつ設置された前記熱源と、
前記本体ブロックを挟んで対を成す前記熱源を共に駆動する電源部とを備え、
前記本体ブロックを挟んだ何れか一方の前記伝熱板に、該伝熱板が所定の温度以上となった状況において、前記電源部による前記熱源の駆動を停止させる1個の過加熱スイッチを設置して成ることを特徴とする流体温調装置。 Between the main body block having a flow path through which the temperature control fluid passes, the heat transfer plate installed on the surface of the main body block, and the temperature control fluid passing through the flow path via the heat transfer plate A fluid temperature control device comprising a heat source for performing heat exchange,
The heat transfer plate installed one by one on one side of the main body block in a manner sandwiching the main body block;
A plurality of the heat sources that are equally installed on each of the heat transfer plates;
A power supply unit that drives the heat sources that form a pair with the body block interposed therebetween,
One overheating switch for stopping the driving of the heat source by the power supply unit is installed on any one of the heat transfer plates sandwiching the main body block when the heat transfer plate reaches a predetermined temperature or higher. A fluid temperature control device characterized by comprising:
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