JP6388987B1 - 液体供給装置及び液体温調システム - Google Patents

Abstract

【課題】分岐させた流路から温度制御対象物等の複数の液体供給対象へ液体を供給する構成において、液体の供給態様を変化させた際の液体の圧力変動を抑制する。
【解決手段】本実施の形態にかかる液体供給装置は、メイン流路１０１の下流端部から分岐し、下流端部から流出する液体をそれぞれが液体供給対象側へ供給する複数の供給側分岐流路１０２と、供給側分岐流路１０２のそれぞれに設けられた第１流量調節弁１０３と、供給側分岐流路に対応して設けられ、対応する供給側分岐流路１０２から流出して液体供給対象を経由する液体をメイン流路１０１の上流端部に流入させる複数の戻し側流路１０４と、メイン流路１０１のポンプ１１１と下流端部との間の部分から分岐し、ポンプ１１１の上流側に接続されるバイパス流路１０５と、バイパス流路１０５を通してポンプ１１１の上流側の部分へ通流する液体の流量を調節する第２流量調節弁１０６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、温度制御対象物等の複数の液体供給対象に供給した液体を各液体供給対象に再度供給可能な液体供給装置及び液体温調システムに関する。

圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を有する冷凍装置と、ブライン等の液体を循環させる循環装置とを備え、冷凍装置の蒸発器によって循環装置の液体を冷却する液体温調システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような液体温調システムの循環装置には、温度制御対象物に配管を介して接続し、当該配管を介して直接的に温度制御対象物に液体を供給して温度制御を行うタイプや、液体を通流させる温調部を一体に有し、温調部を介して温度制御対象物を温度制御するタイプ等が存在する。前者では、温度制御対象物に液体を供給して当該温度制御対象物を介して液体を循環させ、後者では、温調部を介して液体を循環させる。

特許文献１は、温度制御対象物に配管を介して直接的に液体を供給するタイプの装置を開示しており、当該装置は一つの温度制御対象物のみに液体を供給して循環させるようになっている。

特開２０１５−１４４１７号公報

この種のシステムでは、複数の温度制御対象物への液体供給が望まれる場合がある。この際、特許文献１に開示されるように循環装置が一つの温度制御対象物（液体供給対象）のみに液体を供給する構成では、各温度制御対象物に対応させて複数の冷凍装置及び循環装置を設置する必要がある。しかしながら、この構成では、システム全体が大型化し且つ煩雑化するという問題が生じる。これに対して、循環装置の流路を複数に分岐させて、各分岐流路から複数の温度制御対象物に液体を供給すれば、システム全体の大型化を抑制することが可能となる。

ところで、上述のように複数の温度制御対象物に液体を供給する際には、例えば複数の温度制御対象物のうちのいずれかに異常が生じた場合に、異常のある温度制御対象物への液体の供給を停止することが望ましい。ここで、上述のように流路を複数に分岐させる構成では、各分岐流路に遮断弁等を設けることにより、選択的に温度制御対象物への液体の供給を停止することが可能となる。

しかしながら、上記構成では、ある温度制御対象物への液体の供給停止が、他の温度制御対象物に供給される液体の圧力上昇を引き起こす。その結果、液体の供給速度や温度変化が生じ得るため、温度制御の安定性が損なわれる虞がある。また液体の圧力上昇によって、液体を循環させるためのポンプへの負荷が増大し、ポンプの損傷や寿命の低下が生じる虞もある。

本発明は、このような実情を考慮してなされたものであり、分岐させた流路から温度制御対象物等の複数の液体供給対象へ液体を供給する構成において、液体の供給態様を変化させた際の流路内の液体の圧力変動を抑制でき、これにより液体供給の良好な安定性を確保することができる液体供給装置及び液体温調システムを提供することを目的とする。

本発明にかかる液体供給装置は、上流端部と下流端部との間にポンプを有し、前記ポンプの駆動によって前記上流端部から前記下流端部に向けて液体を通流させるメイン流路と、前記メイン流路の前記下流端部から分岐し、前記下流端部から流出する液体をそれぞれが液体供給対象の側へ供給する複数の供給側分岐流路と、前記複数の供給側分岐流路のそれぞれに設けられた第１流量調節弁と、前記複数の供給側分岐流路に対応して設けられる複数の流路であって、それぞれが前記メイン流路の前記上流端部に接続され、対応する前記供給側分岐流路から流出して前記液体供給対象を経由する液体を前記上流端部に流入させる複数の戻し側流路と、前記メイン流路における前記ポンプと前記下流端部との間の部分から分岐し、前記メイン流路における前記ポンプの上流側の部分に接続されるバイパス流路と、前記メイン流路における前記ポンプと前記下流端部との間の部分から前記ポンプの上流側の部分へ前記バイパス流路を通して通流する液体の流量を調節する第２流量調節弁と、を備えていることを特徴とする。

本発明にかかる液体供給装置によれば、複数の第１流量調節弁のうちの一部又は全部の開度を調節することによって、複数の供給側分岐流路の一部又は全部から供給される液体の流量を変化させるか又は液体の供給を停止させることが可能となる。この際に、変化された流量に対応させてバイパス流路を通してポンプの上流側に通流する液体の流量を第２流量調節弁の調節によって変化させるか、又は、閉弁により供給されなくなった流量分の液体を第２流量調節弁の調節によってバイパス流路を通してポンプの上流側に通流させることができる。このようなバイパス流路を通流する液体の流量の調節により、ポンプの駆動が一定であっても、流路中の液体の圧力変動を抑制することが可能となる。これにより、液体の供給態様を変化させた際の流路内の液体の圧力変動を抑制でき、液体供給の良好な安定性を確保することができる。

本発明にかかる液体供給装置において、前記第１流量調節弁はそれぞれ、比例式の二方弁であり、前記第２流量調節弁は、前記バイパス流路に設けられた比例式の二方弁であってもよい。

この構成によれば、複数の第１流量調節弁のうちの一部又は全部の開度を変化させた際の閉じ量又は開き量と同じ量又はこれに所定の係数を掛け合わせた量にて、第２流量調節弁の開度を第１流量調節弁とは逆向きに変化させることで、簡易的な制御によって所望の流量分の液体をポンプの上流側に戻し、流路中の液体の圧力変動を好適に抑制することができる。

また本発明にかかる液体供給装置において、前記第２流量調節弁は、前記メイン流路に設けられる比例式の三方弁であり、前記メイン流路の一部を構成する流入ポート及び第１分配ポートと、前記バイパス流路に接続される第２分配ポートとを有し、前記流入ポートに流入した液体を前記第１分配ポートと前記第２分配ポートとへ分配可能になっていてもよい。

この構成によれば、複数の第１流量調節弁のうちの一部又は全部の開度を変化させた際に、第１流量調節弁側に通流させることが所望される液体の流量と、バイパス流路側に通流させることが所望される液体の流量とを三方弁の単一の動作によって柔軟に調節可能となることで、流路中の液体の圧力変動を簡易的に且つ効果的に抑制することができる。

また本発明にかかる液体供給装置において、前記第２流量調節弁は、前記流入ポートからの液体を前記第１分配ポートへ通流させるための断面矩形状の第１の弁口と、前記流入ポートからの液体を前記第２分配ポートへ通流させるための断面矩形状の第２の弁口とが形成された円柱形状の空所からなる弁座を有する弁本体と、前記第１の弁口を閉状態から開状態に切り替えると同時に前記第２の弁口を開状態から閉状態に切り替えるように前記弁本体の弁座内に回転自在に配置され、予め定められた中心角を有する半円筒形状に形成された弁体と、を有していてもよい。

この構成によれば、第１の弁口及び第２の弁口が断面矩形状であることで、弁体の位置に応じて変化する第１の弁口及び第２の弁口への液体の流量の変化率を抑制できるため、複数の第１流量調節弁のうちの一部又は全部の開度を変化させた際に、第１流量調節弁側に通流させることが所望される液体の流量と、バイパス流路側に通流させることが所望される液体の流量との調節精度を高めることができる。

また本発明にかかる液体供給装置においては、前記弁体の周方向に沿った両端面が曲面形状に形成されていてもよい。

この構成によれば、弁体の位置に応じて変化する第１の弁口及び第２の弁口への液体の流量の変化率を一層効果的に抑制できるため、第１流量調節弁側に通流させることが所望される液体の流量と、バイパス流路側に通流させることが所望される液体の流量との調節精度を効果的に高めることができる。

また本発明にかかる液体供給装置において、前記メイン流路の前記上流端部は、前記液体を貯留可能なタンクによって構成され、前記バイパス流路は、前記タンクに接続されていてもよい。

この構成によれば、戻し側流路及びバイパス流路をタンクにて合流させることで、これらの流路からの液体の合流によって生じ得る液体の圧力変動又は脈動を抑制することができ、液体供給の安定性を向上させることができる。

また本発明にかかる液体供給装置は、複数の前記第１流量調節弁及び前記第２流量調節弁を制御する制御装置をさらに備え、前記制御装置は、複数の前記第１流量調節弁のうちの一部又は全部を遮断した際に、遮断された前記第１流量調節弁が供給していた液体の流量と同じ流量の液体が前記バイパス流路を通して前記ポンプの上流側に通流するように前記第２流量調節弁を制御してもよい。

この構成によれば、遮断された第１流量調節弁が供給していた液体の流量と同じ流量の液体がメイン流路におけるポンプと下流端部との間の部分からポンプの上流側の部分へ戻ることで、第１流量調節弁の閉弁（遮断）によって生じ得る流路内の液体の圧力変動を確実に抑制することができる。

また本発明にかかる液体供給装置は、複数の前記第１流量調節弁及び前記第２流量調節弁を制御する制御装置をさらに備え、前記制御装置は、前記第１流量調節弁の全てを全開状態に制御した際に、前記第２流量調節弁を全閉状態に制御してもよい。

この構成によれば、第１流量調節弁のそれぞれを全開状態とした際には、液体がバイパス流路からポンプの上流側へ通流しないため、ポンプを効率的に運転することができる。

また本発明にかかる液体供給装置においては、前記供給側分岐流路と前記戻し側流路との間に、配管を介して前記液体供給対象が接続されていてもよい。

また、本発明にかかる液体温調システムは、前記液体供給装置と、前記液体供給装置が通流させる液体を冷却する冷凍装置と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、分岐させた流路から複数の液体供給対象へ液体を供給する構成において、液体の供給態様を変化させた際の流路内の液体の圧力変動を抑制でき、これにより液体供給の良好な安定性を確保することができる。

本発明の第１の実施の形態にかかる液体温調システムの概略図である。 本発明の第２の実施の形態にかかる液体温調システムの概略図である。 第２の実施の形態にかかる液体温調システムに設けられる第２流量調節弁（比例式の三方弁）の断面斜視図である。 図３に示す第２流量調節弁の図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う概略断面図であって、第２流量調節弁の動作を説明する図である。 図３に示す第２流量調節弁の変形例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態にかかる液体温調システムの概略図である。

以下に、添付の図面を参照して、本発明の各実施の形態を詳細に説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる液体温調システム１の概略図である。図１に示す液体温調システム１は、冷凍装置１０と、液体供給装置１００と、を備えている。冷凍装置１０は、その内部を循環する熱媒体によって液体供給装置１００が通流させる液体を温度制御し、液体供給装置１００は、冷凍装置１０によって温度制御された液体を液体供給対象としての温度制御対象物（本例では、後述する負荷１５０）へ供給するようになっている。冷凍装置１０及び液体供給装置１００は、制御装置１６０に電気的に接続され、液体供給装置１００を通流する液体は、制御装置１６０の冷凍装置１０及び液体供給装置１００に対する制御により、所望の温度に調節されるようになっている。

冷凍装置１０は、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３、及び蒸発器１４が熱媒体を循環させるように当該順序で配管１５により接続されることで構成されている。

圧縮機１１は、蒸発器１４から流出した低温且つ低圧の気体の状態の熱媒体を圧縮し、高温且つ高圧の気体の状態として、凝縮器１２に供給するようになっている。凝縮器１２は、圧縮機１１で圧縮された熱媒体を冷却水によって冷却すると共に凝縮し、所定の冷却温度の高圧の液体の状態として、膨張弁１３に供給するようになっている。凝縮器１２の冷却水には、水が用いられてよいし、その他の冷媒が用いられてもよい。図中の符号１６は、凝縮器１２に冷却水を供給する冷却水配管を示している。

膨張弁１３は、凝縮器１２から供給された熱媒体を膨張させることにより減圧させて、低温且つ低圧の気液混合状態として、蒸発器１４に供給するようになっている。蒸発器１４は、膨張弁１３から供給された熱媒体を、液体供給装置１００の液体と熱交換させる。ここで、液体と熱交換した熱媒体は、低温且つ低圧の気体の状態となって蒸発器１４から流出して再び圧縮機１１で圧縮されることになる。このような冷凍装置１０は、圧縮機１１の運転周波数を変化させ回転数を調節することにより、凝縮器１２に供給される熱媒体の供給量を調節可能であると共に、膨張弁１３の開度を調節可能であることで蒸発器１４に供給される熱媒体の供給量を調節可能となっていてもよい。この場合、上述のような調節により冷凍装置１０の冷凍能力が可変となる。

液体供給装置１００は、上流端部１０１Ｕと下流端部１０１Ｄとの間に設けたポンプ１１１の駆動によって上流端部１０１Ｕから下流端部１０１Ｄに向けて液体を通流させるメイン流路１０１と、メイン流路１０１の下流端部１０１Ｄから分岐し、下流端部１０１Ｄから流出する液体をそれぞれが液体供給対象の側へ供給する複数の供給側分岐流路１０２と、複数の供給側分岐流路１０２のそれぞれに設けられた第１流量調節弁１０３と、複数の供給側分岐流路１０２に対応して設けられる複数の戻し側流路１０４と、メイン流路１０１におけるポンプ１１１と下流端部１０１Ｄとの間の部分から分岐し、ポンプ１１１の上流側の部分に接続されるバイパス流路１０５と、バイパス流路１０５を通流する液体の流量を調節する第２流量調節弁１０６と、を備えている。本実施の形態における液体供給装置１００は、液体供給対象（負荷１５０）に対して液体としてのエチレングリコール水溶液を供給するようになっている。ただし、液体供給装置１００が液体供給対象に供給する液体は、特に限られるものではない。

図１におけるメイン流路１０１に対応する部分は、説明の便宜のために二点鎖線で囲まれている。本実施の形態におけるメイン流路１０１の上流端部１０１Ｕは、通流させる液体を貯留可能なタンク１１６によって構成されており、下流端部１０１Ｄは、例えば複数の供給側分岐流路１０２を接続可能な複数の接続口を有する継手によって構成されている。またメイン流路１０１は、上流端部１０１Ｕと下流端部１０１Ｄとの間に、ポンプ１１１、被温調部１１２及び加熱部１１３を有している。

ポンプ１１１は、メイン流路１０１の一部を構成し、上流端部１０１Ｕから下流端部１０１Ｄに向けて液体を通流させるための駆動力を発生させる。被温調部１１２は、ポンプ１１１の下流側に設けられて蒸発器１４に接続されている。被温調部１１２を通流する液体が蒸発器１４を通流する低温の熱媒体と熱交換することで、液体が冷却される。加熱部１１３は、被温調部１１２の下流側に設けられて、メイン流路１０１の一部を構成している。加熱部１１３は例えば電気ヒータであり、その内部を通流する液体を加熱することが可能となっている。液体供給装置１００では、被温調部１１２において液体を冷却し、加熱部１１３によって液体を加熱することで、液体を所望の温度に精度良く調節することが可能となっている。

本例では、供給側分岐流路１０２が３つ設けられ、これらに対応する第１流量調節弁１０３も３つ設けられている。供給側分岐流路１０２はそれぞれ、第１流量調節弁１０３の開度に応じた流量で液体供給対象としての負荷１５０に下流端部１０１Ｄからの液体を供給するようになっている。本実施の形態における第１流量調節弁１０３はそれぞれ、比例式の二方弁であり、より詳しくは比例式のエアオペレートバルブである。なお、第１流量調節弁１０３の形式は実施の形態の例に限られることはない。第１流量調節弁１０３は少なくとも開閉を切り替えることができるものであればよく、例えば開閉のみを切り替える二方弁であってもよいし、比例式の電磁弁やモータバルブ（電動弁）で構成される流量調節弁であってもよい。

戻し側流路１０４は、供給側分岐流路１０２及び第１流量調節弁１０３に対応して３つ設けられており、戻し側流路１０４のそれぞれはメイン流路１０１の上流端部１０１Ｕに接続されている。各戻し側流路１０４は、対応する供給側分岐流路１０２から流出して負荷１５０（液体供給対象、温度制御対象物）を経由する液体を上流端部１０１Ｕに流入させるようになっている。ここで、本実施の形態においては、液体供給対象及び温度制御対象物とされる負荷１５０が液体供給装置１００とは別体であり、配管１５１を介して対応する供給側分岐流路１０２及び戻し側流路１０４に接続される。なお、図１においては、説明の便宜のために負荷１５０及び配管１５１が二点鎖線で示されている。配管１５１は、供給側分岐流路１０２及び戻し側流路１０４のそれぞれに例えばカップリング部を介して接続されてもよい。また供給側分岐流路１０２、第１流量調節弁１０３及び戻し側流路１０４はそれぞれ３つ設けられるが、このような数は一例であり、供給側分岐流路１０２、第１流量調節弁１０３及び戻し側流路１０４の数はそれぞれ２つ以上であれば、特に限られるものではない。

続いてバイパス流路１０５は、メイン流路１０１におけるポンプ１１１と下流端部１０１Ｄとの間であって加熱部１１３の下流側の部分から分岐し、ポンプ１１１の上流側において上流端部１０１Ｕに接続されている。本実施の形態における第２流量調節弁１０６は、バイパス流路１０５に設けられた比例式の二方弁であり、メイン流路１０１におけるポンプ１１１と下流端部１０１Ｄとの間の部分からポンプ１１１の上流側の部分へバイパス流路１０５を通して通流する液体の流量を調節するようになっている。

第２流量調節弁１０６は、より詳しくは比例式のモータバルブ（電動弁）あるが、第２流量調節弁１０６は少なくとも開閉を切り替えることができるものであればよく、例えば開閉のみを切り替える二方弁であってもよいし、比例式の電磁弁やエアオペレートバルブで構成される流量調節弁であってもよい。

次いで制御装置１６０について説明すると、制御装置１６０は、冷凍装置１０における圧縮機１１及び膨張弁１３を制御するとともに、液体供給装置１００におけるポンプ１１１、加熱部１１３、第１流量調節弁１０３及び第２流量調節弁１０６を制御するようになっている。具体的に制御装置１６０は、液体供給装置１００の液体の冷却に必要な冷凍能力に応じて、圧縮機１１の回転数及び膨張弁１３の開度を制御するようになっている。また制御装置１６０は、液体供給装置１００におけるポンプ１１１を一定の回転数に制御して、加熱部１１３の加熱能力を、加熱部１１３の下流側で且つ下流端部１０１Ｄの上流側の間を通流する液体の温度に応じて制御するようになっている。

また制御装置１６０は、第１流量調節弁１０３の開度の調節に連動して第２流量調節弁１０６の開度を調節するようになっている。具体的に本実施の形態における制御装置１６０は、第１流量調節弁１０３の全てを全開状態に制御した際に、第２流量調節弁１０６を全閉状態に制御する。そして制御装置１６０は、このような第１流量調節弁１０３の全てが全開である状態から複数の第１流量調節弁１０３のうちの一部又は全部を遮断した際に、遮断された第１流量調節弁１０３が供給していた液体の流量と同じ流量の液体がバイパス流路１０５を通してポンプ１１１の上流側に通流するように第２流量調節弁１０６を制御するようになっている。

より詳しくは、正常な運転状態である場合、制御装置１６０は上述のように第１流量調節弁１０３の全てを全開状態に制御する一方で、第２流量調節弁１０６を全閉状態に制御する。このような正常な運転状態から、例えば負荷１５０の一部に異常が生じ、この負荷１５０への液体供給を停止することが望まれる場合に、制御装置１６０は、上述のように第１流量調節弁１０３のうちの一部を遮断する一方で、遮断された第１流量調節弁１０３が供給していた液体の流量と同じ流量の液体がバイパス流路１０５を通してポンプ１１１の上流側に通流するように第２流量調節弁１０６を制御することができる。これにより、液体の供給態様を変化させた際の流路内の液体の圧力変動を抑制することが可能となる。

なお、遮断された第１流量調節弁１０３が供給していた液体の流量と同じ流量の液体がバイパス流路１０５を通して通流するように第２流量調節弁１０６を制御する際には、第１流量調節弁１０３及び第２流量調節弁１０６の単位時間当たりの開度変化率を同一とすることが好ましい。

また制御装置１６０は、上述のように第１流量調節弁１０３の全てを全開状態に制御する一方で、第２流量調節弁１０６を全閉状態に制御した状態から、例えば冷凍能力の調節のために、複数の第１流量調節弁１０３のうちの一部又は全部の開度を中間開度に調節することも可能となっている。そして制御装置１６０は、このような制御の際に減少された第１流量調節弁１０３からの液体の流量に対応させてバイパス流路１０５を通してポンプ１１１の上流側に通流する液体の流量を第２流量調節弁１０６の調節によって変化させることもできる。また制御装置１６０は、中間開度とされた第１流量調節弁１０３のうちの一部又は全部の開度を変化させ、供給側分岐流路１０２の一部又は全部から供給される液体の流量を変化させることもでき、この際に変化された流量に対応させてバイパス流路１０５を通してポンプ１１１の上流側に通流する液体の流量を第２流量調節弁１０６の調節によって変化させることもできる。

次に、本実施の形態にかかる液体温調システム１の動作について説明する。

液体温調システム１による温度制御の動作を開始する際に、本実施の形態では、まず、供給側分岐流路１０２及び戻し側流路１０４のそれぞれに負荷１５０が配管１５１を介して接続される。負荷１５０は、例えば温度制御が必要な領域や部材であり、例えば半導体製造装置においてウェハを保持するステージなどであってもよい。次いで、冷凍装置１０における圧縮機１１が駆動されるとともに、液体供給装置１００におけるポンプ１１１が駆動される。この際、冷凍装置１０では、膨張弁１３が基準の開度に制御され、液体供給装置１００では、第１流量調節弁１０３の全てが全開状態に制御されるとともに第２流量調節弁１０６が全閉状態に制御される。これにより、冷凍装置１０の蒸発器１４によってメイン流路１０１における液体が冷却され、加熱部１１３で加熱調節された後に、各供給側分岐流路１０２に供給される。その後、液体は、各負荷１５０を温度制御し、対応する戻し側流路１０４を通してタンク１１６に流入してポンプ１１１に循環される。

そして上述のような運転中に例えば負荷１５０の一部又は全部に異常が生じた場合に、制御装置１６０は、異常が生じた負荷１５０に対応する複数の第１流量調節弁１０３のうちの一部又は全部を遮断し、遮断された第１流量調節弁１０３が供給していた液体の流量と同じ流量の液体がバイパス流路１０５を通してポンプ１１１の上流側に通流するように第２流量調節弁１０６を制御する。これにより、第１流量調節弁１０３における液体の供給態様を変化させた際の流路内の液体の圧力変動が抑制される。例えば、各供給側分岐流路１０２から負荷１５０へ２０Ｌ／ｍｉｎで液体を供給していた場合に、一つの負荷１５０に異常が生じ、当該負荷１５０への液体を停止するべく上述のような制御を行ったとする。この場合、２つの負荷１５０に対しては対応する供給側分岐流路１０２から２０Ｌ／ｍｉｎで液体が供給され、バイパス流路１０５からタンク１１６へ２０Ｌ／ｍｉｎで液体が通流される。これにより、６０Ｌ／ｍｉｎの液体を供給側分岐流路１０２側に通流させるような圧力が生じなくなるため、流路内の液体の圧力変動（ここでは圧力上昇）を抑制することができるようになる。

以上に説明したように本実施の形態では、複数の第１流量調節弁１０３のうちの一部又は全部の開度を調節することによって、複数の供給側分岐流路１０２の一部又は全部から供給される液体の流量を変化させるか又は液体の供給を停止させることが可能となる。この際に、変化された流量に対応させてバイパス流路１０５を通してポンプ１１１の上流側に通流する液体の流量を第２流量調節弁１０６の調節によって変化させるか、又は、閉弁により供給されなくなった流量分の液体を第２流量調節弁１０６の調節によってバイパス流路１０５を通してポンプの上流側に通流させることができる。このようなバイパス流路１０５を通流する液体の流量の調節により、ポンプ１１１の駆動が一定であっても、流路中の液体の圧力変動を抑制することが可能となる。これにより、液体の供給態様を変化させた際の流路内の液体の圧力変動を抑制でき、液体供給の良好な安定性を確保することができる。

また本実施の形態では、第１流量調節弁１０３がそれぞれ比例式の二方弁であり、第２流量調節弁１０６もバイパス流路１０５に設けられた比例式の二方弁である。これにより、複数の第１流量調節弁１０３のうちの一部又は全部の開度を変化させた際の閉じ量又は開き量と同じ量又はこれに所定の係数を掛け合わせた量にて、第２流量調節弁１０６の開度を第１流量調節弁１０３とは逆向きに変化させることで、簡易的な制御によって所望の流量分の液体をポンプ１１１の上流側に戻して、流路中の液体の圧力変動を好適に抑制することができる。このような制御は、制御装置１６０によって行うことができる。

また本実施の形態では、メイン流路１０１の上流端部１０１Ｕが液体を貯留可能なタンク１１６によって構成され、バイパス流路１０５がタンク１１６に接続されている。これにより、戻し側流路１０４及びバイパス流路１０５をタンク１１６にて合流させることで、これらの流路からの液体の合流によって生じ得る液体の圧力変動又は脈動を抑制することができ、液体供給の安定性を向上させることができる。

また本実施の形態における制御装置１６０は、複数の第１流量調節弁１０３のうちの一部又は全部を遮断した際に、遮断された第１流量調節弁１０３が供給していた液体の流量と同じ流量の液体がバイパス流路１０５を通してポンプ１１１の上流側に通流するように第２流量調節弁１０６を制御する。これにより、遮断された第１流量調節弁１０３が供給していた液体の流量と同じ流量の液体がメイン流路１０１におけるポンプ１１１と下流端部１０１Ｄとの間の部分からポンプ１１１の上流側の部分へ戻ることで、第１流量調節弁１０３の閉弁（遮断）によって生じ得る流路内の液体の圧力変動を確実に抑制することができる。

また制御装置１６０は、第１流量調節弁１０３の全てを全開状態に制御した際に、第２流量調節弁１０６を全閉状態に制御する。これにより、第１流量調節弁１０３のそれぞれを全開状態とした際には、液体がバイパス流路１０５からポンプ１１１の上流側へ通流しないため、ポンプを効率的に運転することができるようになる。

＜第２の実施の形態＞
次に本発明の第２の実施の形態について図２乃至図４を参照しつつ説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１の実施の形態の構成部分と同様のものについては、同一の符号を付して、説明を省略する。

図２に示すように、第２の実施の形態では、バイパス流路１０５を通流する液体の流量を調節するための第２流量調節弁２０６が三方弁であり、この構成が第１の実施の形態の構成と異なっている。第２流量調節弁２０６は、メイン流路１０１に設けられる比例式の三方弁であり、メイン流路１０１の一部を構成する流入ポート２０６Ａ及び第１分配ポート２０６Ｂと、バイパス流路１０５に接続される第２分配ポート２０６Ｃとを有し、流入ポート２０６Ａに流入した液体を第１分配ポート２０６Ｂと第２分配ポート２０６Ｃとへ分配可能になっている。

図３は本実施の形態における第２流量調節弁２０６の断面斜視図であり、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って且つＩＶ−ＩＶ線の矢印の方向に対して直交する方向に延びる面にて本実施の形態における第２流量調節弁２０６を切断した際の概略断面図である。

図３に示すように、第２流量調節弁２０６は、流入ポート２０６Ａからの液体を第１分配ポート２０６Ｂへ通流させるための断面矩形状の第１の弁口２１１と、流入ポート２０６Ａからの液体を第２分配ポート２０６Ｃへ通流させるための断面矩形状の第２の弁口２１２とが形成された円柱形状の空所からなる（円柱形状の孔部の内周面からなる）弁座２１３を有する弁本体２１４と、第１の弁口２１１を閉状態から開状態に切り替えると同時に第２の弁口２１２を開状態から閉状態に切り替えるように弁本体２１４の弁座２１３内に回転自在に配置され、予め定められた中心角を有する半円筒形状に形成された弁体２４０と、を有している。なお、図３は円柱形状の弁座２１３の軸方向に沿って弁本体２１４を切断した断面を示している。

図３に示すように、弁本体２１４は円筒状の流入ポート２０６Ａを接続する流入口２１０を有し、流入口２１０は円柱形状の弁座２１３の軸方向の一方側（図３における下側）に向けて弁座２１３から開口している。流入ポート２０６Ａは、メイン流路１０１を構成する配管に接続されて当該配管から温度調節された液体を流入させるようになっている。流入ポート２０６Ａは、弁本体２１４の外壁に固定されて流入口２１０に接続されている。第１の弁口２１１及び第２の弁口２１２は、弁座２１３の軸方向に直交する方向に互いに向き合うように形成されている。

第１分配ポート２０６Ｂは円筒状に形成され、弁本体２１４の外壁に固定されて第１の弁口２１１に接続されている。本例では、図３に示すように、第１分配ポート２０６Ｂの内側端部と第１の弁口２１１との間に矩形角筒状の第１接続流路２２１が形成されている。第１接続流路２２１は弁本体２１４の内壁によって形成され、第１の弁口２１１と相似の断面矩形状を有している。第２分配ポート２０６Ｃも円筒状に形成され、弁本体２１４の外壁に固定されて第２の弁口２１２に接続されており、第２分配ポート２０６Ｃの内側端部と第２の弁口２１２との間にも矩形角筒状の第２接続流路２２２が形成されている。第２接続流路２２２も弁本体２１４の内壁によって形成され、第２の弁口２１２と相似の断面矩形状を有している。

弁体２４０は、図３に示すように、第１の弁口２１１及び第２の弁口２１２を開閉させる半円筒形状の弁体部２４１と、弁座２１３の軸方向における流入ポート２０６Ａ側に設けられた第１軸支部２４２と、弁座２１３の流入ポート２０６Ａ側とは反対の側に設けられた第２軸支部２４３と、第２軸支部２４３から軸方向に沿って突出し図示省略するモータと連結されるカップリング部２４４と、を有している。第１軸支部２４２は円環状に形成されており、流入ポート２０６Ａからの液体を弁座２１３内に流入させることが可能となっている。一方で、第２軸支部２４３は円板状であり、第２軸支部２４３から外部への液体の漏出を抑制するよう弁座２１３を覆っている。これら第１軸支部２４２及び第２軸支部２４３が弁座２１３に回転自在に支持されることで、弁体２４０は、カップリング部２４４に結合されたモータによって弁座２１３の軸中心周りに回転可能となる。

図４においては、弁体２４０が、第２の弁口２１２を閉状態として第２分配ポート２０６Ｃへの液体の分配を遮断し、第１の弁口２１１を開状態として第１分配ポート２０６Ｂへのみ液体を分配する状態が示されている。図４（ａ）に示す状態から、弁体２４０が反時計回りに回転されることで、図４（ｂ）に示すように、第２の弁口２１２を閉状態から開状態に切り替えると同時に第１の弁口２１１を開状態から閉状態に切り替えることができる。一方で、弁体２４０が、第１の弁口２１１を閉状態として第１分配ポート２０６Ｂへの液体の分配を遮断し、第２の弁口２１２を開状態として第２分配ポート２０６Ｃへのみ液体を分配する状態から弁体２４０が例えば時計回りに回転された場合には、第１の弁口２１１を閉状態から開状態に切り替えると同時に第２の弁口２１２を開状態から閉状態に切り替えることができる。また図４に示すように、本実施の形態では、弁体２４０（弁体部２４１）の周方向に沿った両端面２４１ａ，ｂが曲面形状に形成されている。

以上に説明した本実施の形態では、第２流量調節弁２０６がメイン流路１０１に設けられる比例式の三方弁であり、メイン流路１０１の一部を構成する流入ポート２０６Ａ及び第１分配ポート２０６Ｂと、バイパス流路１０５に接続される第２分配ポート２０６Ｃとを有し、流入ポート２０６Ａに流入した液体を第１分配ポート２０６Ｂと第２分配ポート２０６Ｃとへ分配可能になっている。これにより、複数の第１流量調節弁１０３のうちの一部又は全部の開度を変化させた際に、第１流量調節弁１０３側に通流させることが所望される液体の流量と、バイパス流路１０５側に通流させることが所望される液体の流量とを三方弁の単一の動作によって柔軟に調節可能となることで、流路中の液体の圧力変動を簡易的に且つ効果的に抑制することができる。

また第２流量調節弁２０６は、流入ポート２０６Ａからの液体を第１分配ポート２０６Ｂへ通流させるための断面矩形状の第１の弁口２１１と、流入ポート２０６Ａからの液体を第２分配ポート２０６Ｃへ通流させるための断面矩形状の第２の弁口２１２とが形成された円柱形状の空所からなる弁座２１３を有する弁本体２１４と、第１の弁口２１１を閉状態から開状態に切り替えると同時に第２の弁口２１２を開状態から閉状態に切り替えるように弁本体２１４の弁座２１３内に回転自在に配置され、予め定められた中心角を有する半円筒形状に形成された弁体２４０と、を有する。これにより、第１の弁口２１１及び第２の弁口２１２が断面矩形状であることで、弁体２４０の位置に応じて変化する第１の弁口２１１及び第２の弁口２１２への液体の流量の変化率を抑制できるため、複数の第１流量調節弁１０３のうちの一部又は全部の開度を変化させた際に、第１流量調節弁１０３側に通流させることが所望される液体の流量と、バイパス流路１０５側に通流させることが所望される液体の流量との調節精度を高めることができる。

また本実施の形態における第２流量調節弁２０６では、弁体２４０（弁体部２４１）の周方向に沿った両端面２４１ａ，ｂが曲面形状に形成されている。これにより、弁体２４０の位置に応じて変化する第１の弁口２１１及び第２の弁口２１２への液体の流量の変化率を一層効果的に抑制できるため、第１流量調節弁１０３側に通流させることが所望される液体の流量と、バイパス流路１０５側に通流させることが所望される液体の流量との調節精度を効果的に高めることができる。

なお、第２流量調節弁２０６の構成は、上述した構成に限られるものでない。例えば、図５の変形例に示すように、第２流量調節弁２０６における弁本体（弁体部２４１）の周方向に沿った両端面が平坦形状に形成されていてもよい。ただし、この構成である場合には、図５に示すように、第１流量調節弁１０３（第１の弁口２１１）側に通流させる液体の流量と、バイパス流路１０５（第２の弁口２１２）側に通流させる液体の流量とが、１：１である状態からずれた場合に、開度の変化率がリニアでなくなる。これに対し、弁体２４０（弁体部２４１）の周方向に沿った両端面２４１ａ，ｂが曲面形状に形成されている場合には、開度の変化率をリニア或いはリニアに近い状態で変化させて、第１の弁口２１１及び第２の弁口２１２への液体の流量の変化率を一層効果的に抑制できるため、有利となる。

＜第３の実施の形態＞
次に本発明の第３の実施の形態について図６を参照しつつ説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１の実施の形態の構成部分と同様のものについては、同一の符号を付して、説明を省略する。

図６に示すように、本実施の形態では、供給側分岐流路１０２と戻し側流路１０４との間のそれぞれに配管１５１を介して液体供給対象である温調部１５２が接続されている点で第１の実施の形態と異なっている。温調部１５２は、供給側分岐流路１０２からの液体を戻し側流路１０４へ通流させ、内部に受け入れた液体を温度制御対象物と熱交換させることで、温度制御対象物を制御するようになっている。

１…液体温調システム
１０…冷凍装置
１００…液体供給装置
１０１…メイン流路
１０１Ｕ…上流端部
１０１Ｄ…下流端部
１０２…供給側分岐流路
１０３…第１流量調節弁
１０４…戻し側流路
１０５…バイパス流路
１０６，２０６…第２流量調節弁
１１１…ポンプ
１１２…被温調部
１１３…加熱部
１１６…タンク
１５０…負荷
１５１…配管
１５２…温調部
１６０…制御装置
２０６Ａ…流入ポート
２０６Ｂ…第１分配ポート
２０６Ｃ…第２分配ポート
２１１…第１の弁口
２１２…第２の弁口
２１３…弁座
２１４…弁本体
２４０…弁体
２４１…弁体部

Claims (6)

1. 上流端部と下流端部との間にポンプを有し、前記ポンプの駆動によって前記上流端部から前記下流端部に向けて液体を通流させるメイン流路と、
   前記メイン流路の前記下流端部から分岐し、前記下流端部から流出する液体をそれぞれが液体供給対象の側へ供給する複数の供給側分岐流路と、
   前記複数の供給側分岐流路のそれぞれに設けられた第１流量調節弁と、
   前記複数の供給側分岐流路に対応して設けられる複数の流路であって、それぞれが前記メイン流路の前記上流端部に接続され、対応する前記供給側分岐流路から流出して前記液体供給対象を経由する液体を前記上流端部に流入させる複数の戻し側流路と、
   前記メイン流路における前記ポンプと前記下流端部との間の部分から分岐し、前記メイン流路における前記ポンプの上流側の部分に接続されるバイパス流路と、
   前記メイン流路における前記ポンプと前記下流端部との間の部分から前記ポンプの上流側の部分へ前記バイパス流路を通して通流する液体の流量を調節する第２流量調節弁と、
   前記ポンプ、複数の前記第１流量調節弁及び前記第２流量調節弁を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記ポンプの駆動が一定となるように前記ポンプを制御し、
   前記第１流量調節弁はそれぞれ、比例式の二方弁であり、
   前記第２流量調節弁は、前記メイン流路に設けられる比例式の三方弁であり、前記メイン流路の一部を構成する流入ポート及び第１分配ポートと、前記バイパス流路に接続される第２分配ポートとを有し、前記流入ポートに流入した液体を前記第１分配ポートと前記第２分配ポートとへ分配可能になっており、
   前記制御装置は、複数の前記第１流量調節弁の一部又は全部の開度の調節に連動して前記第２流量調節弁の開度を調節し、この際、開度を調節される前記第１流量調節弁の一部又は全部の単位時間当たりの開度変化率と前記第２流量調節弁の単位時間当たりの開度変化率とを同一とし、
   前記第２流量調節弁は、
   前記流入ポートからの液体を前記第１分配ポートへ通流させるための断面矩形状の第１の弁口と、前記流入ポートからの液体を前記第２分配ポートへ通流させるための断面矩形状の第２の弁口とが形成された円柱形状の空所からなる弁座を有する弁本体と、
   前記第１の弁口を閉状態から開状態に切り替えると同時に前記第２の弁口を開状態から閉状態に切り替えるように前記弁本体の弁座内に回転自在に配置され、予め定められた中心角を有する半円筒形状に形成された弁体と、を有し、
   前記弁体の周方向に沿った両端面が曲面形状に形成されていることを特徴とする液体供給装置。
2. 前記メイン流路の前記上流端部は、前記液体を貯留可能なタンクによって構成され、
   前記バイパス流路は、前記タンクに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の液体供給装置。
3. 前記制御装置は、複数の前記第１流量調節弁のうちの一部又は全部を遮断した際に、遮断された前記第１流量調節弁が供給していた液体の流量と同じ流量の液体が前記バイパス流路を通して前記ポンプの上流側に通流するように前記第２流量調節弁を制御する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体供給装置。
4. 前記制御装置は、前記第１流量調節弁の全てを全開状態に制御した際に、前記第２流量調節弁を全閉状態に制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体供給装置。
5. 前記供給側分岐流路と前記戻し側流路との間に、配管を介して前記液体供給対象が接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液体供給装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の液体供給装置と、
   前記液体供給装置が通流させる液体を冷却する冷凍装置と、
   を備えていることを特徴とする液体温調システム。

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