JPH0473570A - 液冷式冷却装置 - Google Patents
液冷式冷却装置Info
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- JPH0473570A JPH0473570A JP2181899A JP18189990A JPH0473570A JP H0473570 A JPH0473570 A JP H0473570A JP 2181899 A JP2181899 A JP 2181899A JP 18189990 A JP18189990 A JP 18189990A JP H0473570 A JPH0473570 A JP H0473570A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
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- H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
- F25D17/02—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating liquids, e.g. brine
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
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- F28D7/103—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of more than two coaxial conduits or modules of more than two coaxial conduits
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- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
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- F28D2021/0077—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for tempering, e.g. with cooling or heating circuits for temperature control of elements
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、例えば半導体デバイスの製造装置の発熱部に
付設され、該発熱部を冷水のような冷却液を用いて冷却
するための液冷式冷却装置に関するものである。 【従来の技術】 例えば半導体デバイスの製造装置においては、半導体集
積回路の集積度の向上に伴ない振動、温度、ざらには運
転コスト等についての対策が重要な問題となる。例えば
超微細パターンの集積回路をウェハ上に形成する工程に
おいては、通常では問題とはならないような微振動でも
重大な影響を与える。特に超微細半導体デバイスの製造
に必要なステッパ、ＥＢ露光装置のような超精密装置に
おいては、極めて多くの振動発生源を有し、その伝播の
仕方も多種多様である他、発熱量の大きな発熱部を有す
るが、これらによる微振動や温度変動により、例えば位
置合わせ用ステージの微動、熱膨張、光路の屈折率変化
等、位置合わせ精度に与える影響が極めて大である。加
えて、前記発熱部には、その放熱を図る必要があるので
、冷却装置が不可欠なものとなっている。 かかる冷却装置としては、例えば第７図に示すようなも
のが知られている。これによると、発熱部ＨＢの外周部
に連続した１木の細い金属管から成る冷却管ＲＫを巻回
し、該冷却管ＲＫの一端の流入部ＬＮから冷却液として
の冷水を流入し、前記冷却管ＲＫの他端の流出部ＬＯか
ら冷却後の冷水を流出させるようにした構成となってい
る。ここで、前記発熱部ＨＢは直径が３ｏｏ［ｍｍ］長
さが３００［ｍｍ］の円柱状を呈し、冷却管ＲＫは１５
回巻回されているとする。したがって、こノ冷却装置の
送水抵抗は８００ ［ｍｍＡｑ／ｍ］ ｘ １４ 。 １ ［ｍコ ＝ １ １ ２８０ ［ｍｍＡｑ１４１
、 １ ［ｋｇ／ｃｍ２１となる。 この場合、冷却液の流入部の温度をＴ工、流出部の温度
をＴ２とすると、両温度ＴＩ 、Ｔ、は、その算術平均
が冷却装置の配設空間の雰囲気温度Ｔ０に等しくなるよ
うに設定されているのが一般的である。なお、従来の冷
却水供給系統では、冷却水の温度制御を精度良く行なお
うとする試みはほとんどなされてなく、冷却水の送水量
は最大負荷時に合わせた一定なものとなっている。
付設され、該発熱部を冷水のような冷却液を用いて冷却
するための液冷式冷却装置に関するものである。 【従来の技術】 例えば半導体デバイスの製造装置においては、半導体集
積回路の集積度の向上に伴ない振動、温度、ざらには運
転コスト等についての対策が重要な問題となる。例えば
超微細パターンの集積回路をウェハ上に形成する工程に
おいては、通常では問題とはならないような微振動でも
重大な影響を与える。特に超微細半導体デバイスの製造
に必要なステッパ、ＥＢ露光装置のような超精密装置に
おいては、極めて多くの振動発生源を有し、その伝播の
仕方も多種多様である他、発熱量の大きな発熱部を有す
るが、これらによる微振動や温度変動により、例えば位
置合わせ用ステージの微動、熱膨張、光路の屈折率変化
等、位置合わせ精度に与える影響が極めて大である。加
えて、前記発熱部には、その放熱を図る必要があるので
、冷却装置が不可欠なものとなっている。 かかる冷却装置としては、例えば第７図に示すようなも
のが知られている。これによると、発熱部ＨＢの外周部
に連続した１木の細い金属管から成る冷却管ＲＫを巻回
し、該冷却管ＲＫの一端の流入部ＬＮから冷却液として
の冷水を流入し、前記冷却管ＲＫの他端の流出部ＬＯか
ら冷却後の冷水を流出させるようにした構成となってい
る。ここで、前記発熱部ＨＢは直径が３ｏｏ［ｍｍ］長
さが３００［ｍｍ］の円柱状を呈し、冷却管ＲＫは１５
回巻回されているとする。したがって、こノ冷却装置の
送水抵抗は８００ ［ｍｍＡｑ／ｍ］ ｘ １４ 。 １ ［ｍコ ＝ １ １ ２８０ ［ｍｍＡｑ１４１
、 １ ［ｋｇ／ｃｍ２１となる。 この場合、冷却液の流入部の温度をＴ工、流出部の温度
をＴ２とすると、両温度ＴＩ 、Ｔ、は、その算術平均
が冷却装置の配設空間の雰囲気温度Ｔ０に等しくなるよ
うに設定されているのが一般的である。なお、従来の冷
却水供給系統では、冷却水の温度制御を精度良く行なお
うとする試みはほとんどなされてなく、冷却水の送水量
は最大負荷時に合わせた一定なものとなっている。
【発明が解決しようとする課題］
しかしながら、かかる従来技術の構成では、冷却水供給
系統全体の送水抵抗が、例えば４ Ｃｋｇ／ｃｍ２Ｊ
以上と高くなり、特に、冷却構造の中核をなす冷却管Ｒ
Ｋか連続した１木の細い金属管から成るので、冷却管Ｒ
Ｋ中の送水抵抗も例えば１ ［ｋｇ／ｃｍ２］以上と
高くなって、微振動発生を抑制し難いこと、さらに、送
水抵抗か高く送水動力が大となりひいては冷却装置を含
む装置全体の運転コストが嵩むこと、該冷却管ＲＫの流
入部ＬＮと流出ｇｒＳＬＯとの間の広い範囲にわたる温
度勾配、換言すれば被冷却部に熱負荷分布が生じ、周囲
への温度変動を招来させること等の問題がある。 例えばＥＢ露光装置の発熱部への冷却水併給開始前後に
おいて、従来の冷却装置を用いた場合の振動発生につき
測定（時間経過に対するＧａｌ値等の測定）すると、特
に冷却水の供給開始後に、いずれの方向（装置の設置面
内で互いに直交するつの方向、及び該設置面の上下方向
）でも有害となる大きな振動が発生するという結果が得
られている。 これは、従来の冷却水（＃給系統のうち特に冷却装置の
送水抵抗か高圧（約ＩＥｋｇ／ｃｔｎ２） ）で圧力損
失が大きいので、その分多くのエネルギーが他のエネル
ギー、つまり振動エネルギーや熱エネルギーに変換され
る結果、大きな振動発生源となるためである。 また、従来の冷却装置ては被冷却部である発熱部が、そ
の発熱状態によって温度分布を変化させるので、装置周
辺の雰囲気温度を変動させる原因となる。 本発明は、上記従来技術の課題を解決すべくなされたも
のであり、振動発生の抑制、送水動力の低減、さらには
全熱部周辺の温度変動阻止等を実現することができる液
冷式冷却装置を提供することを目的とする。 【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するため、請求項１の発明は、冷却液の
流送構造を改変し、冷却液の流入部および流出部の温度
条件、冷却液の温度と全熱部周囲の７囲気温度との関係
等を改変するべく、発熱部の外周部を包囲するように覆
い、一端部に冷却液の流入部が形成され、他端部に前記
冷却液の流出部が形成され、前記流入部と流出部とは連
通されているジャケット部と、前記ジャケット部の略全
外周部を覆う断熱部材と、前記流入部に流入する前記冷
却液の温度を前記発熱部の配設空間の雰囲気温度に比べ
て低く設定すると共に、前記流出部から流出する冷却液
の温度を前記雰囲気温度に略一致させるための温度制御
手段とを備えたことを特徴とする 請求項２の発明は、ジャケット部の温度分布の緑化をさ
らに徹底するべく、前記ジャケット部は、前記流入部か
ら流入する冷却液を前記発熱部の外周部に沿い前記流出
部に向かって、かつ、略一様に案内するための分流手段
を有することを特徴とする 請求項３の発明は、断熱材の省略を図るべく、発熱部の
外周部を包囲するように覆い、互いニ連通ずる内側部及
び外側部から成り、前記内側部の端部に冷却液の流入部
が形成され、前記外側部の端部に冷却液の流出部が形成
されると共に、前記内側部と外側部とを流れる冷却液の
流れ方向が異なる二重ジャケット部と、前記流入部に流
入する前記冷却液の温度を前記発熱部の配設空間の雰囲
気温度に比べて低く設定すると共に、前記流出部から流
出する冷却液の温度を前記雰囲気温度に略一致させるた
めの温度制御手段とを備えたことを特徴とする 請求項４（７）！明は、ジャケット部の温度分布をさら
に一様にすべく、前記二重ジャケット部は、前記流入部
から流入する冷却液を前記発熱部の外周部に沿い前記流
出部に向かって、かつ、略一様に案内するための分流手
段を前記内側部に有することを特徴とする。
系統全体の送水抵抗が、例えば４ Ｃｋｇ／ｃｍ２Ｊ
以上と高くなり、特に、冷却構造の中核をなす冷却管Ｒ
Ｋか連続した１木の細い金属管から成るので、冷却管Ｒ
Ｋ中の送水抵抗も例えば１ ［ｋｇ／ｃｍ２］以上と
高くなって、微振動発生を抑制し難いこと、さらに、送
水抵抗か高く送水動力が大となりひいては冷却装置を含
む装置全体の運転コストが嵩むこと、該冷却管ＲＫの流
入部ＬＮと流出ｇｒＳＬＯとの間の広い範囲にわたる温
度勾配、換言すれば被冷却部に熱負荷分布が生じ、周囲
への温度変動を招来させること等の問題がある。 例えばＥＢ露光装置の発熱部への冷却水併給開始前後に
おいて、従来の冷却装置を用いた場合の振動発生につき
測定（時間経過に対するＧａｌ値等の測定）すると、特
に冷却水の供給開始後に、いずれの方向（装置の設置面
内で互いに直交するつの方向、及び該設置面の上下方向
）でも有害となる大きな振動が発生するという結果が得
られている。 これは、従来の冷却水（＃給系統のうち特に冷却装置の
送水抵抗か高圧（約ＩＥｋｇ／ｃｔｎ２） ）で圧力損
失が大きいので、その分多くのエネルギーが他のエネル
ギー、つまり振動エネルギーや熱エネルギーに変換され
る結果、大きな振動発生源となるためである。 また、従来の冷却装置ては被冷却部である発熱部が、そ
の発熱状態によって温度分布を変化させるので、装置周
辺の雰囲気温度を変動させる原因となる。 本発明は、上記従来技術の課題を解決すべくなされたも
のであり、振動発生の抑制、送水動力の低減、さらには
全熱部周辺の温度変動阻止等を実現することができる液
冷式冷却装置を提供することを目的とする。 【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するため、請求項１の発明は、冷却液の
流送構造を改変し、冷却液の流入部および流出部の温度
条件、冷却液の温度と全熱部周囲の７囲気温度との関係
等を改変するべく、発熱部の外周部を包囲するように覆
い、一端部に冷却液の流入部が形成され、他端部に前記
冷却液の流出部が形成され、前記流入部と流出部とは連
通されているジャケット部と、前記ジャケット部の略全
外周部を覆う断熱部材と、前記流入部に流入する前記冷
却液の温度を前記発熱部の配設空間の雰囲気温度に比べ
て低く設定すると共に、前記流出部から流出する冷却液
の温度を前記雰囲気温度に略一致させるための温度制御
手段とを備えたことを特徴とする 請求項２の発明は、ジャケット部の温度分布の緑化をさ
らに徹底するべく、前記ジャケット部は、前記流入部か
ら流入する冷却液を前記発熱部の外周部に沿い前記流出
部に向かって、かつ、略一様に案内するための分流手段
を有することを特徴とする 請求項３の発明は、断熱材の省略を図るべく、発熱部の
外周部を包囲するように覆い、互いニ連通ずる内側部及
び外側部から成り、前記内側部の端部に冷却液の流入部
が形成され、前記外側部の端部に冷却液の流出部が形成
されると共に、前記内側部と外側部とを流れる冷却液の
流れ方向が異なる二重ジャケット部と、前記流入部に流
入する前記冷却液の温度を前記発熱部の配設空間の雰囲
気温度に比べて低く設定すると共に、前記流出部から流
出する冷却液の温度を前記雰囲気温度に略一致させるた
めの温度制御手段とを備えたことを特徴とする 請求項４（７）！明は、ジャケット部の温度分布をさら
に一様にすべく、前記二重ジャケット部は、前記流入部
から流入する冷却液を前記発熱部の外周部に沿い前記流
出部に向かって、かつ、略一様に案内するための分流手
段を前記内側部に有することを特徴とする。
請求項１の構成では、発熱部は、ジャケット部により外
周部が覆われているので、冷却液の流動面積が犬となり
、また、温度制御手段により冷却液の流入部と流出部と
の温度差が犬となって冷却液の流量が小となり、冷却液
の通流抵抗が低減する。また、ジャケット部が断熱部材
により覆われていることから、発熱部と外部との間の熱
流の出入か低減され、ジャケット部周辺の温度変動が阻
止される。 請求項２の構成では、請求項１の構成において、ジャケ
ット部には分流手段が設けられているので、ジャケット
部の温度分布が均等になり、ジャケット部周辺の温度変
動阻止をさらに有効に行なえる。 請求項３の構成では、ジャケット部が発熱部の外周部に
二重に形成されているので、外側のジャケット部が内側
のジャケット部に対して断熱効果が働き発熱部と外部と
の熱流の出入低減が図られる。 請求項４の構成では、請求項３の構成においてジャケッ
ト部には分流手段が設けられているので、ジャケット部
の温度分布の均等化をさらに有効に実現できる。
周部が覆われているので、冷却液の流動面積が犬となり
、また、温度制御手段により冷却液の流入部と流出部と
の温度差が犬となって冷却液の流量が小となり、冷却液
の通流抵抗が低減する。また、ジャケット部が断熱部材
により覆われていることから、発熱部と外部との間の熱
流の出入か低減され、ジャケット部周辺の温度変動が阻
止される。 請求項２の構成では、請求項１の構成において、ジャケ
ット部には分流手段が設けられているので、ジャケット
部の温度分布が均等になり、ジャケット部周辺の温度変
動阻止をさらに有効に行なえる。 請求項３の構成では、ジャケット部が発熱部の外周部に
二重に形成されているので、外側のジャケット部が内側
のジャケット部に対して断熱効果が働き発熱部と外部と
の熱流の出入低減が図られる。 請求項４の構成では、請求項３の構成においてジャケッ
ト部には分流手段が設けられているので、ジャケット部
の温度分布の均等化をさらに有効に実現できる。
以下本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。
なお、本実施例では冷却液として水を用いるようにして
いるが、他の液体を用いても同様な効果を生しさせ得る
ものである。 第３図は本発明に係る液冷式冷却装置が適用される冷却
水供給系統の一例を示すものであり、この冷却水供給系
統は、冷水を蓄えた１＠の冷水槽１を有し、主ポンプ２
て汲み上げた冷水を各分岐冷却系ｍ１、ｍ２、・・・・
・・ｍＭに供給し得るようになっている。各分岐冷却系
ｍｌ 、 ｍ７ 、・・・・・・ｍ−に供給された冷水
は、熱交換器３、および送水ポンプ４を介しさらに各装
置Ｈｌ 、Ｈ２、・・・・・・Ｈ。 の被冷却部毎にそれぞれ供給される。ここで、この冷却
水供給系統の配管系は、各被冷却部においてそれぞれ冷
水の通路長さが一定となるようにいわゆるリバースリタ
ーン方式を採用している。 また、各装置（半導体デバイス製造の各装置）Ｈｌ 、
Ｈ２・・・・・・Ｈ，の発熱部近傍の送水配管にはそれ
ぞれ流量制御弁５Ａｌ、５Ａ２・・・・・・５Ａｎを設
け、各装置Ｈ１，Ｈ２・・・・・・Ｈｎの電力使用量に
応して該発熱部に送水される水量を調整し、冷却水の水
温が常時一定になるように制御するようにしている。さ
らに、送水する側の配管と還水する側の配管との間には
発熱部への送水停止時に開弁させるバイパス弁５Ｂ１．
５Ｂ２・・・・・・５Ｂｎか設けられ、冷水の供給元側
（前記熱交換器３の上流側）も流量制御弁５Ｃ、バイパ
ス弁５Ｄを設け、同様の手法により制御するようにして
いる。 第１図は、本発明の第１実施例を示すものであり、いわ
ば単層のジャケット構造としたものである。すなわち、
例えば円筒状（例えば、直径３０［ｃｍ］、長さ３０
［ｃｍ］ ）の発熱部６の略全側面外周部に沿い略−屓
するようにジャケット部７が形成され、このジャケット
部７の内部は冷却液を分流すべく、第２図（ａ）、（ｂ
）に示すように、冷却液の流路方向を長手方向とする多
数の通水セルフａ、７ｂ・・・ に区分されている。そ
して、該各セルフａ、７ｂ・・・における冷却水の流路
方向の端部にはノＪｈ孔７ａＩ、７ｂ２・・・（第２図
（ａ）は還水ヘッダー９側の端部を示す）が形成されて
いる。さらに、該ジャケット部７の一端部には冷却水の
流入部（冷却水供給ヘッダー８）が設けられ、その他端
部には前記冷却水の流出部（還水ヘッダー９）が設けら
れ、前記供給ヘッダー８の略中央部には流入管１０が連
結され、前記還水ヘッダー９の略中央部には流出管１１
が連結されている。また、前記ジャケット部７の略全外
周部は断熱部材１２にて覆われ、該断熱部材１２は例え
ばポリウレタンフォームのような発塵性の少ない発砲樹
脂材料から成り略一定厚みに形成されている。１３Ａは
流量制御弁であり、１３Ｂはバイパス弁であり、両弁１
３Ａ、１３Ｂは前記弁５Ａ、・・・ ５Ｂ１・・・に対
応するもので、前記流入部８や流８部９等の冷水の温度
制御を行なうべく中央制御的に開閉制御される。なお、
前記冷却水供給ヘッダー８および還水ヘッダー９と前記
通水セルフａ、７ｂ・・・どの間にはそれぞれ所定の送
水抵抗が設定され、前記小孔７ａ、、７ｂ２・・・の作
用とも相俟っていずれの通水セルフａ、７ｂ・・・にも
均一に冷却水か流れる。 全送水抵抗Ｒ０は直管抵抗ＲＫと各１重障害物（曲がり
、分岐、弁等）による局部抵抗ＲＬの和で表され、直管
抵抗ｒ（Ｋと局部抵抗ＲＬはそれぞれ次式のようになる
。 ＲＫ−λｘ（ｆｌ／ｄ）ｘ（ν２／Ｉｇ）ｘγ［ｍＡｑ
］ ここで、 ｄ：管内径 ［ｍ］ ｆＬ：管長 ［ｍ］ シ：流速 ［ｍ ／ ｓ ］ γ：比重量 ［ｋｇ／ｍ’ ］ λ：管摩擦係数 ｇ：重力の加速度 Ｒし ＝ ζＸ （Ｖ２ ／２ｇ）Ｘｙ ［ｍＡｑ
］ここで、 ζ：局部抵抗係数 したがって、送水抵抗は、管内径に反比例し、流速の２
乗に比例するので、送水抵抗を低減させるだめには、冷
却水の流動断面積を大きくしかつ流速を遅くすれば良い
ことか分かる。 次に、第４図は、箪１図に示す冷却装置の表面温度Ｔ３
と冷却装置周辺の；囲気温度Ｔ。どの温度差（△Ｔ）と
、断熱部材１２の厚さＸとの関係を示すグラフてあり、
冷却水の供給ヘッダー側の水温Ｔ１と前記雰囲気温度Ｔ
。どの温度差（Δｔ）をパラメータとして計算した結果
を示したものである。同図において縦軸は前記温度差（
△Ｔ ［ｔ］ ）を、横軸は前記厚さ（Ｘ［ｃｍ］）を
示している。また、パラメータはΔｔ＋（５ｒ’ｅ］）
の場合とΔｔ２ （１０［’Ｃ］ ）の場合について
示されている。 なお、△ＴとＸとの関係式は次のように導き出される。 ジャケット部７を覆う断熱部材１２の表面温度をＴ、［
℃］、該断熱部材１２の熱伝導係数をλ［ＫｃａｉＬ／
ｍ−ｈ・ｄｅｇｌ、熱伝達係数ヲα［Ｋｃ ａｌｌ／ｍ
２− ｈ ・ｄ ｅ ｇ］ 、そして、前記水温をＴ、
［ｔコ、前記７囲気温度をＴｏ ［℃］とすると、 △Ｔ×α＝（７ｏ Ｔ３）ｘα ＝（（Ｔ３ Ｔ、）ｘλ）／ｘｘｔｏ−２＝１０２
（（Ｔ３ Ｔｏ ）Ｘλ＋（Ｔｏ−ＴＩ）×λ）／
Ｘ ＝１０２ （−△Ｔ＋Δｔ）ｘλ）／Ｘここで、 ＾ ＝０． ０３ ［Ｋｃａ Ｊ２ ／ｍ−ｈ
−ｄｅｇ コ 、ａ＝１０ ［Ｋｃａｆ！、７ｍ２
・ｈ−ｄｅｇコとすると、 Δ丁＝３×Δｔ／（１０Ｘ＋３） なる関係式が得られる。 この結果、前記温度差（△Ｔ）を例えば少くとも０．３
３℃に保つには、断熱部材１２の厚さＸは、前記温度差
（Δｔ）がΔｔ２の場合、８７、’９［ｍｍ］以上、Δ
ｔ１の場合４２．５［ｍｍ］以上にする必要がある。 上記のように本実施例は構成されているので、発熱部６
を冷却すべく冷却水供給ヘッダー８に流入し、冷却後の
冷却水は還水ヘッダー９から流出するが、冷却水はジャ
ケット部７内で該発熱部６の外表面に沿うように拡散す
るので、通水抵抗が低減し、送水動力が低減される。ま
た、ジャケット部７の外周部には、断熱部材１２が設け
られているので、該断熱部材１２の表面と周辺７囲気と
の温度差を小さく設定することができ、冷却装置のが周
辺部に対して大きな温度変動を与えることはない。 次に、本第１実施例の構成による各種の作用を項目毎に
分脱すると下記の如くなる。 〈振動発生の抑制〉 送水抵抗については例えば次のように設定される。 まず、冷却装置の分としては、各通水セル部の送水抵抗
を２ ［ｍｍＡｑｌ、それぞれ２００ ［ｍｍＡｑｌの
送水抵抗をもつ両ヘッダー８．９の送水抵抗を４００
［ｍｍＡｑｌとし、合計４０２ ［ｍｍＡｑｌ （０、
０４［ｋｇ／Ｃｍ２］）の送水抵抗が設定される。すな
わち、従来の構成に比べて略１／２５に低減する。 次に、配管系の分としては、直管抵抗（１５［ｍｍＡｇ
／ｍ］ ）を有するものが３０［ｍコの長さ配管されて
いるとして４ｓ ｏ ［＋ｎｍＡｑ］、バルブ（１５［
ｍｍＡｇ／ｍ］のもので相当長さ６［ｍコ）が２個で１
８０［ｍｍＡｑｌ、エルボ（１５［ｍｍＡｇ／ｍ］のも
ので相当長さ２．５ ［ｍコ）が６個で２２５ ［ｍｍ
Ａｑｌ、熱交換器が２０００ ［ｍｍＡｑｌで、これら
の合計２４０５ ［ｍｍＡｑｌの送水抵抗か設定される
。その結果、冷却系全体（冷却装置の分と配管系の分と
の和）の送水抵抗は３２５７ ［ｍｍＡｑｌ４０ 、
３３ ［ｋｇ／ｃｍ”］ となり、従来のものに比べ
て略１／１２に低減する。 く運転コストの低減〉 本実施例ではジャケット部７を設けているので、冷却水
の流動断面積が大きくなり、さらに、流入部８と流比部
９との冷却水の水温の差を大きくとることにより、冷却
水の供給水量が減り、これにより送水抵抗が大きく低減
される。 冷却水供給用のポンプの動力は次の０式で示される。 軸動力＝γＸ Ｑ Ｘ Ｈ／ （６１２０Ｘ ７７ ）
［ＫＷコ Ｑ：水量 ［ｆｌ／ｍｉｎ］ Ｈ：揚程 ［ｍＡｑ］ −ｙ−□水の比重［Ｋｇ／Ｉｌ］ （定温：γ−１）
η・ポンプ効率 電動機容量＝β×軸動力［ＫＷ］・・・■β：余裕率 なお、βは、電動機容量か１８．５ ［ＫＷ］以下のも
のにあっては１．１５．２２［ＫＷ］以上のものにあっ
ては１００である。 前記０式から、ポンプの送水動力は、水量および送水圧
力にほぼ比例することｈ（理解できる。 従って、冷却水の供給水量の低減と供給水圧の低下によ
り、冷却装置の冷却水供給の運転コストの大幅な低減が
実現される。例えば、供給水量を１／２、供給水圧を１
１５とすることにより冷却水運転コストを１／１０まで
低減できる６く温度変動の阻止〉 本実施例ではジャケット部７の外周部に断熱部材１２が
設けられているので、該断熱部材１２の表面と周辺雰囲
気との温度差は例えば１℃未満に設定することができ、
本実施例に係る冷却装置が周辺への温度変化の熱負荷源
となることはない。 次に、第５図は本発明の第２実施例を示すものであり、
いわば２重ジャケット構造としたものである。 本第２実施例の場合、発熱部１４の外周部に設けられる
二重ジャケット部１５は、内側部１５Ａと外側部１５Ｂ
から成り、内側部１５Ａの端部には冷却水供給ヘッダー
１６が形成され、外側部１５Ｂの端部には還水ヘッダー
１７が形成されており、内側部１５Ａと外側部１５Ｂと
の境界部１８の表面には断熱用樹脂コーティング層１８
Ａが形成されている。なお、両部１６．１７は冷却水供
給ヘッダー１６の近傍で連通されている。さらに、第６
図（ａ）（ｂ）に示すように、上記第１実施例と同根、
内側部１５Ａおよび外側部１．５ Ｂのそれぞれの通水
部は多数のセル１５Ａａ、 １５Ａｂ、 −−−： １
５Ｂａ、 １５Ｂｂ・−・に区分されている。また、各
セルにおける冷却水の流入側および流圧側の各端部には
小孔Ｂａ１、Ｂａ２・・・：Ａａｌ、Ａｂｌ・・・が形
成すしている。流入管１９、流出管２ｏ、流量制御弁２
１Ａ、バイパス弁２１Ｂ等他の構成は第１実施例と同様
である。 ここて、本第２実施例における全送水抵抗については例
えば次のように設定される。 冷却装置の分としては、二重ジャケット部Ｉ５における
冷却水の流速が０．２ ｆｍ／ｓ］、その流路長が約２
［ｍｌとして（２［ｍｍＡｇ／＋ｎ］ ）送水抵抗を４
［ｍｍＡｑｌ、それぞれ２００ ［ｍｍＡｑｌの送水
抵抗をもつ両ヘッダー８．９の送水抵抗を４００［ｍｍ
Ａｑｌとし、合計４０４ ［ｍｍＡｑｌの送水抵抗が設
定される。 配管系の分としては、直管抵抗（１５［ｍｍＡｇ／ｍｌ
）を有するものが３０［ｍｌの長さ配管されていると
して４５０ ［＋ｎｍＡｑ］、バルブ（１５［ｍｍＡｇ
／ｍｌのもので相当長さ６ ［ｍｌ ）が２個で１８０
［ｍｍＡｑｌ、エルボ（１５［ｍｍＡｇ／ｍｌのもので
相当長さ２．５ ［ｍｌ ）が６個で２２５ ［ｍｍＡ
ｑｌ、熱交換器が２０００ ［ｍｍＡｑｌで、これらの
合計２４０５［ｍｍＡｑｌの送水抵抗か設定される。そ
の結果、冷却系全体（冷却装置の分と配管系の分との和
）の送水抵抗は、３２５９ ［ｍｍＡｑｌ４０ 、３３
［ｋｇ／ｃｍ２］と極めて低いものとなる。 次に、本第２実施例により温度変動が阻止されることを
示す計算例につき説明する。 発熱部１４の発熱量Ｈｈを Ｈｈ ＝ １０ ［ＫＷ］ ＝８６００ ［Ｋｃ ａ
ｎ／ｈ］、 直径Ｄｈが３００［ｍｍ］φ、長さしｈが３ｏｏ［ｍｍ
］である発熱部１４の表面ｆｆｉ Ａ ｈを Ａｈ ＝０． ２８ ［ｍ２ ］ 、供給ヘッダー１
６における冷却水の温度Ｔ、をＴ、 ＝１３ ［’Ｃ］
、 還水ヘッダー１７における冷却水の温度Ｔ２をＴ ２
＝２３ ［ｔ コ 、 発熱部の７囲気温度Ｔ。を ＴＯ＝２３ ［ｔ］、 とすると、冷却水（比＝、 ＣＭ （［Ｋ ｃ ａ
ｆｌ ／ｌ・’Ｃ］）の流量Ｑは Ｑ＝Ｈｈ ／ＣＭ （Ｔ２ Ｔｌ ）＝ ８６０
０／１０＝８６０［ｕ／ｈ］＝１４．３ ［ｆｌ／ｍ
ｉｎコ なお、二重ジャケット部１５内の冷却水による熱負荷は
発熱部１４によるそれに比へて無ｉできるので、計算の
考慮に入れない。 一方、二重ジャケット部１５内での冷却水の流速ｖｏを
０．２［ｍ／ｓ］とし、前記流量Ｑ、および長さしｈを
用いると、 二重ジャケット部１５（内側部１５Ａ）での冷却水の厚
みＤｕは Ｄｕ ” Ｑ ／ ５０ Ｖ ６ Ｘ Ｌ ｈ−１４，
３／６０ｘ０．２ｘ□、３ ＝４ ［ｍｍコ 二重ジャケット部１５の内側部１５Ａの冷却水温度と外
側部１５Ｂとの平均温度差Δ。はΔ。＝ （２３−１３
）／２＝５ ［’Ｃ］Ｃ型二重ジャケット５の内側部１
５Ａと外側部１５Ｂとの間の熱伝導率λを０．２ ［Ｋ
ｃａｆｌ／ｍ−ｈ・１］、断熱用樹脂コーティングの厚
みｔｃを１ ［ｍｍコとすると、 熱移動量Ｑｐは Ｑｐ＝＝−Δ。・λ−Ａｈ／ｌ、。 ＝−５ｘ０．２Ｘ０．２８１０．００１＝ −２８０［
Ｋ ｃ ａ Ｉ！、／ ｈコ冷却水の温度変化量ΔＴＭ
は △丁ｗ＝Ｑｐ／Ｑ ＝２８０／８６０＝−０，３３［ｔ］ 本第２実施例の場合、ジャケット部が二重に形成されて
いることにより、第１実施例のように断熱部材１２を設
ける必要がなくても、二重ジャケット部１５の冷却器表
面の温度と雰囲気温度との差（△Ｔ）を非常に小さくで
きる。すなわち、冷却装置による温度変動が阻止される
。 振動抑制や運転コスト低減の各作用については第１実施
例と同様である。
いるが、他の液体を用いても同様な効果を生しさせ得る
ものである。 第３図は本発明に係る液冷式冷却装置が適用される冷却
水供給系統の一例を示すものであり、この冷却水供給系
統は、冷水を蓄えた１＠の冷水槽１を有し、主ポンプ２
て汲み上げた冷水を各分岐冷却系ｍ１、ｍ２、・・・・
・・ｍＭに供給し得るようになっている。各分岐冷却系
ｍｌ 、 ｍ７ 、・・・・・・ｍ−に供給された冷水
は、熱交換器３、および送水ポンプ４を介しさらに各装
置Ｈｌ 、Ｈ２、・・・・・・Ｈ。 の被冷却部毎にそれぞれ供給される。ここで、この冷却
水供給系統の配管系は、各被冷却部においてそれぞれ冷
水の通路長さが一定となるようにいわゆるリバースリタ
ーン方式を採用している。 また、各装置（半導体デバイス製造の各装置）Ｈｌ 、
Ｈ２・・・・・・Ｈ，の発熱部近傍の送水配管にはそれ
ぞれ流量制御弁５Ａｌ、５Ａ２・・・・・・５Ａｎを設
け、各装置Ｈ１，Ｈ２・・・・・・Ｈｎの電力使用量に
応して該発熱部に送水される水量を調整し、冷却水の水
温が常時一定になるように制御するようにしている。さ
らに、送水する側の配管と還水する側の配管との間には
発熱部への送水停止時に開弁させるバイパス弁５Ｂ１．
５Ｂ２・・・・・・５Ｂｎか設けられ、冷水の供給元側
（前記熱交換器３の上流側）も流量制御弁５Ｃ、バイパ
ス弁５Ｄを設け、同様の手法により制御するようにして
いる。 第１図は、本発明の第１実施例を示すものであり、いわ
ば単層のジャケット構造としたものである。すなわち、
例えば円筒状（例えば、直径３０［ｃｍ］、長さ３０
［ｃｍ］ ）の発熱部６の略全側面外周部に沿い略−屓
するようにジャケット部７が形成され、このジャケット
部７の内部は冷却液を分流すべく、第２図（ａ）、（ｂ
）に示すように、冷却液の流路方向を長手方向とする多
数の通水セルフａ、７ｂ・・・ に区分されている。そ
して、該各セルフａ、７ｂ・・・における冷却水の流路
方向の端部にはノＪｈ孔７ａＩ、７ｂ２・・・（第２図
（ａ）は還水ヘッダー９側の端部を示す）が形成されて
いる。さらに、該ジャケット部７の一端部には冷却水の
流入部（冷却水供給ヘッダー８）が設けられ、その他端
部には前記冷却水の流出部（還水ヘッダー９）が設けら
れ、前記供給ヘッダー８の略中央部には流入管１０が連
結され、前記還水ヘッダー９の略中央部には流出管１１
が連結されている。また、前記ジャケット部７の略全外
周部は断熱部材１２にて覆われ、該断熱部材１２は例え
ばポリウレタンフォームのような発塵性の少ない発砲樹
脂材料から成り略一定厚みに形成されている。１３Ａは
流量制御弁であり、１３Ｂはバイパス弁であり、両弁１
３Ａ、１３Ｂは前記弁５Ａ、・・・ ５Ｂ１・・・に対
応するもので、前記流入部８や流８部９等の冷水の温度
制御を行なうべく中央制御的に開閉制御される。なお、
前記冷却水供給ヘッダー８および還水ヘッダー９と前記
通水セルフａ、７ｂ・・・どの間にはそれぞれ所定の送
水抵抗が設定され、前記小孔７ａ、、７ｂ２・・・の作
用とも相俟っていずれの通水セルフａ、７ｂ・・・にも
均一に冷却水か流れる。 全送水抵抗Ｒ０は直管抵抗ＲＫと各１重障害物（曲がり
、分岐、弁等）による局部抵抗ＲＬの和で表され、直管
抵抗ｒ（Ｋと局部抵抗ＲＬはそれぞれ次式のようになる
。 ＲＫ−λｘ（ｆｌ／ｄ）ｘ（ν２／Ｉｇ）ｘγ［ｍＡｑ
］ ここで、 ｄ：管内径 ［ｍ］ ｆＬ：管長 ［ｍ］ シ：流速 ［ｍ ／ ｓ ］ γ：比重量 ［ｋｇ／ｍ’ ］ λ：管摩擦係数 ｇ：重力の加速度 Ｒし ＝ ζＸ （Ｖ２ ／２ｇ）Ｘｙ ［ｍＡｑ
］ここで、 ζ：局部抵抗係数 したがって、送水抵抗は、管内径に反比例し、流速の２
乗に比例するので、送水抵抗を低減させるだめには、冷
却水の流動断面積を大きくしかつ流速を遅くすれば良い
ことか分かる。 次に、第４図は、箪１図に示す冷却装置の表面温度Ｔ３
と冷却装置周辺の；囲気温度Ｔ。どの温度差（△Ｔ）と
、断熱部材１２の厚さＸとの関係を示すグラフてあり、
冷却水の供給ヘッダー側の水温Ｔ１と前記雰囲気温度Ｔ
。どの温度差（Δｔ）をパラメータとして計算した結果
を示したものである。同図において縦軸は前記温度差（
△Ｔ ［ｔ］ ）を、横軸は前記厚さ（Ｘ［ｃｍ］）を
示している。また、パラメータはΔｔ＋（５ｒ’ｅ］）
の場合とΔｔ２ （１０［’Ｃ］ ）の場合について
示されている。 なお、△ＴとＸとの関係式は次のように導き出される。 ジャケット部７を覆う断熱部材１２の表面温度をＴ、［
℃］、該断熱部材１２の熱伝導係数をλ［ＫｃａｉＬ／
ｍ−ｈ・ｄｅｇｌ、熱伝達係数ヲα［Ｋｃ ａｌｌ／ｍ
２− ｈ ・ｄ ｅ ｇ］ 、そして、前記水温をＴ、
［ｔコ、前記７囲気温度をＴｏ ［℃］とすると、 △Ｔ×α＝（７ｏ Ｔ３）ｘα ＝（（Ｔ３ Ｔ、）ｘλ）／ｘｘｔｏ−２＝１０２
（（Ｔ３ Ｔｏ ）Ｘλ＋（Ｔｏ−ＴＩ）×λ）／
Ｘ ＝１０２ （−△Ｔ＋Δｔ）ｘλ）／Ｘここで、 ＾ ＝０． ０３ ［Ｋｃａ Ｊ２ ／ｍ−ｈ
−ｄｅｇ コ 、ａ＝１０ ［Ｋｃａｆ！、７ｍ２
・ｈ−ｄｅｇコとすると、 Δ丁＝３×Δｔ／（１０Ｘ＋３） なる関係式が得られる。 この結果、前記温度差（△Ｔ）を例えば少くとも０．３
３℃に保つには、断熱部材１２の厚さＸは、前記温度差
（Δｔ）がΔｔ２の場合、８７、’９［ｍｍ］以上、Δ
ｔ１の場合４２．５［ｍｍ］以上にする必要がある。 上記のように本実施例は構成されているので、発熱部６
を冷却すべく冷却水供給ヘッダー８に流入し、冷却後の
冷却水は還水ヘッダー９から流出するが、冷却水はジャ
ケット部７内で該発熱部６の外表面に沿うように拡散す
るので、通水抵抗が低減し、送水動力が低減される。ま
た、ジャケット部７の外周部には、断熱部材１２が設け
られているので、該断熱部材１２の表面と周辺７囲気と
の温度差を小さく設定することができ、冷却装置のが周
辺部に対して大きな温度変動を与えることはない。 次に、本第１実施例の構成による各種の作用を項目毎に
分脱すると下記の如くなる。 〈振動発生の抑制〉 送水抵抗については例えば次のように設定される。 まず、冷却装置の分としては、各通水セル部の送水抵抗
を２ ［ｍｍＡｑｌ、それぞれ２００ ［ｍｍＡｑｌの
送水抵抗をもつ両ヘッダー８．９の送水抵抗を４００
［ｍｍＡｑｌとし、合計４０２ ［ｍｍＡｑｌ （０、
０４［ｋｇ／Ｃｍ２］）の送水抵抗が設定される。すな
わち、従来の構成に比べて略１／２５に低減する。 次に、配管系の分としては、直管抵抗（１５［ｍｍＡｇ
／ｍ］ ）を有するものが３０［ｍコの長さ配管されて
いるとして４ｓ ｏ ［＋ｎｍＡｑ］、バルブ（１５［
ｍｍＡｇ／ｍ］のもので相当長さ６［ｍコ）が２個で１
８０［ｍｍＡｑｌ、エルボ（１５［ｍｍＡｇ／ｍ］のも
ので相当長さ２．５ ［ｍコ）が６個で２２５ ［ｍｍ
Ａｑｌ、熱交換器が２０００ ［ｍｍＡｑｌで、これら
の合計２４０５ ［ｍｍＡｑｌの送水抵抗か設定される
。その結果、冷却系全体（冷却装置の分と配管系の分と
の和）の送水抵抗は３２５７ ［ｍｍＡｑｌ４０ 、
３３ ［ｋｇ／ｃｍ”］ となり、従来のものに比べ
て略１／１２に低減する。 く運転コストの低減〉 本実施例ではジャケット部７を設けているので、冷却水
の流動断面積が大きくなり、さらに、流入部８と流比部
９との冷却水の水温の差を大きくとることにより、冷却
水の供給水量が減り、これにより送水抵抗が大きく低減
される。 冷却水供給用のポンプの動力は次の０式で示される。 軸動力＝γＸ Ｑ Ｘ Ｈ／ （６１２０Ｘ ７７ ）
［ＫＷコ Ｑ：水量 ［ｆｌ／ｍｉｎ］ Ｈ：揚程 ［ｍＡｑ］ −ｙ−□水の比重［Ｋｇ／Ｉｌ］ （定温：γ−１）
η・ポンプ効率 電動機容量＝β×軸動力［ＫＷ］・・・■β：余裕率 なお、βは、電動機容量か１８．５ ［ＫＷ］以下のも
のにあっては１．１５．２２［ＫＷ］以上のものにあっ
ては１００である。 前記０式から、ポンプの送水動力は、水量および送水圧
力にほぼ比例することｈ（理解できる。 従って、冷却水の供給水量の低減と供給水圧の低下によ
り、冷却装置の冷却水供給の運転コストの大幅な低減が
実現される。例えば、供給水量を１／２、供給水圧を１
１５とすることにより冷却水運転コストを１／１０まで
低減できる６く温度変動の阻止〉 本実施例ではジャケット部７の外周部に断熱部材１２が
設けられているので、該断熱部材１２の表面と周辺雰囲
気との温度差は例えば１℃未満に設定することができ、
本実施例に係る冷却装置が周辺への温度変化の熱負荷源
となることはない。 次に、第５図は本発明の第２実施例を示すものであり、
いわば２重ジャケット構造としたものである。 本第２実施例の場合、発熱部１４の外周部に設けられる
二重ジャケット部１５は、内側部１５Ａと外側部１５Ｂ
から成り、内側部１５Ａの端部には冷却水供給ヘッダー
１６が形成され、外側部１５Ｂの端部には還水ヘッダー
１７が形成されており、内側部１５Ａと外側部１５Ｂと
の境界部１８の表面には断熱用樹脂コーティング層１８
Ａが形成されている。なお、両部１６．１７は冷却水供
給ヘッダー１６の近傍で連通されている。さらに、第６
図（ａ）（ｂ）に示すように、上記第１実施例と同根、
内側部１５Ａおよび外側部１．５ Ｂのそれぞれの通水
部は多数のセル１５Ａａ、 １５Ａｂ、 −−−： １
５Ｂａ、 １５Ｂｂ・−・に区分されている。また、各
セルにおける冷却水の流入側および流圧側の各端部には
小孔Ｂａ１、Ｂａ２・・・：Ａａｌ、Ａｂｌ・・・が形
成すしている。流入管１９、流出管２ｏ、流量制御弁２
１Ａ、バイパス弁２１Ｂ等他の構成は第１実施例と同様
である。 ここて、本第２実施例における全送水抵抗については例
えば次のように設定される。 冷却装置の分としては、二重ジャケット部Ｉ５における
冷却水の流速が０．２ ｆｍ／ｓ］、その流路長が約２
［ｍｌとして（２［ｍｍＡｇ／＋ｎ］ ）送水抵抗を４
［ｍｍＡｑｌ、それぞれ２００ ［ｍｍＡｑｌの送水
抵抗をもつ両ヘッダー８．９の送水抵抗を４００［ｍｍ
Ａｑｌとし、合計４０４ ［ｍｍＡｑｌの送水抵抗が設
定される。 配管系の分としては、直管抵抗（１５［ｍｍＡｇ／ｍｌ
）を有するものが３０［ｍｌの長さ配管されていると
して４５０ ［＋ｎｍＡｑ］、バルブ（１５［ｍｍＡｇ
／ｍｌのもので相当長さ６ ［ｍｌ ）が２個で１８０
［ｍｍＡｑｌ、エルボ（１５［ｍｍＡｇ／ｍｌのもので
相当長さ２．５ ［ｍｌ ）が６個で２２５ ［ｍｍＡ
ｑｌ、熱交換器が２０００ ［ｍｍＡｑｌで、これらの
合計２４０５［ｍｍＡｑｌの送水抵抗か設定される。そ
の結果、冷却系全体（冷却装置の分と配管系の分との和
）の送水抵抗は、３２５９ ［ｍｍＡｑｌ４０ 、３３
［ｋｇ／ｃｍ２］と極めて低いものとなる。 次に、本第２実施例により温度変動が阻止されることを
示す計算例につき説明する。 発熱部１４の発熱量Ｈｈを Ｈｈ ＝ １０ ［ＫＷ］ ＝８６００ ［Ｋｃ ａ
ｎ／ｈ］、 直径Ｄｈが３００［ｍｍ］φ、長さしｈが３ｏｏ［ｍｍ
］である発熱部１４の表面ｆｆｉ Ａ ｈを Ａｈ ＝０． ２８ ［ｍ２ ］ 、供給ヘッダー１
６における冷却水の温度Ｔ、をＴ、 ＝１３ ［’Ｃ］
、 還水ヘッダー１７における冷却水の温度Ｔ２をＴ ２
＝２３ ［ｔ コ 、 発熱部の７囲気温度Ｔ。を ＴＯ＝２３ ［ｔ］、 とすると、冷却水（比＝、 ＣＭ （［Ｋ ｃ ａ
ｆｌ ／ｌ・’Ｃ］）の流量Ｑは Ｑ＝Ｈｈ ／ＣＭ （Ｔ２ Ｔｌ ）＝ ８６０
０／１０＝８６０［ｕ／ｈ］＝１４．３ ［ｆｌ／ｍ
ｉｎコ なお、二重ジャケット部１５内の冷却水による熱負荷は
発熱部１４によるそれに比へて無ｉできるので、計算の
考慮に入れない。 一方、二重ジャケット部１５内での冷却水の流速ｖｏを
０．２［ｍ／ｓ］とし、前記流量Ｑ、および長さしｈを
用いると、 二重ジャケット部１５（内側部１５Ａ）での冷却水の厚
みＤｕは Ｄｕ ” Ｑ ／ ５０ Ｖ ６ Ｘ Ｌ ｈ−１４，
３／６０ｘ０．２ｘ□、３ ＝４ ［ｍｍコ 二重ジャケット部１５の内側部１５Ａの冷却水温度と外
側部１５Ｂとの平均温度差Δ。はΔ。＝ （２３−１３
）／２＝５ ［’Ｃ］Ｃ型二重ジャケット５の内側部１
５Ａと外側部１５Ｂとの間の熱伝導率λを０．２ ［Ｋ
ｃａｆｌ／ｍ−ｈ・１］、断熱用樹脂コーティングの厚
みｔｃを１ ［ｍｍコとすると、 熱移動量Ｑｐは Ｑｐ＝＝−Δ。・λ−Ａｈ／ｌ、。 ＝−５ｘ０．２Ｘ０．２８１０．００１＝ −２８０［
Ｋ ｃ ａ Ｉ！、／ ｈコ冷却水の温度変化量ΔＴＭ
は △丁ｗ＝Ｑｐ／Ｑ ＝２８０／８６０＝−０，３３［ｔ］ 本第２実施例の場合、ジャケット部が二重に形成されて
いることにより、第１実施例のように断熱部材１２を設
ける必要がなくても、二重ジャケット部１５の冷却器表
面の温度と雰囲気温度との差（△Ｔ）を非常に小さくで
きる。すなわち、冷却装置による温度変動が阻止される
。 振動抑制や運転コスト低減の各作用については第１実施
例と同様である。
以上のように請求項１の発明によれば、発熱部の外周部
を包囲するように覆い、一端部に冷却液の流人部が形成
され、他端部に前記冷却液の流出部か形成され、前記流
入部と流出部とは連通されているジャケット部と、前記
ジャケット部の略全外周部を覆う断熱部材と、前記流入
部に流人する前記冷却液の温度を前記発熱部の配設空間
の７囲気部度に比べて低く設定すると共に、前記流出部
から流出する冷却液の温度を前記７囲気部度に略一致さ
せるための温度制御手段とを備えたことを特徴とするの
で、冷却水のような冷却液の通流抵抗を大幅に低減でき
、振動発生防止に犬きく貢献する共に、冷却液の送流側
と還流側の温度差を大きくすることにより冷却液の供給
流量も減らせることから、前記通流抵抗と供給流量の低
減が可能となり、その結果冷却液の送流動力の大幅な低
減、ひいては運転コストの低減を図ることができる。ま
た、冷却装置の表面の温度と冷却装置周辺の７囲気部度
との差を例えば１℃未満という極めて小さな値に制御す
ることができ、冷却装置による雰囲気温度変動を防止で
きる。 請求項２の発明によれは、請求項１においてジャケット
部か、前記流入部から流入する冷却液を前記発熱部の外
周部に沿って前記流出部の側に向け、かつ、略一様に案
内するための分流手段を有する構成としたので、請求項
１の効果に加え、雰囲気温度の変動をさらに有効に阻止
できる。 請求項３の発明によれば、発熱部の外周部を包囲するよ
うに覆い、互いに連通ずる内側部及び外側部から成り、
前記内側部の端部に冷却液の流入部が形成され、前記外
側部の端部に冷却液の流出部が形成されると共に、前記
内側部と外側部とを流れる冷却液の流れ方向が異なる二
重ジャケット部と、前記流入部に流入する前記冷却液の
温度を前記発熱部の配設空間の雰囲気温度に比べて低く
設定すると共に、前記流出部から流出する冷却液の温度
を前記７囲気部度に略一致させるための温度制御手段と
を備える構成としたので、振動発生の防止や運転コスト
の低減に貢献できる他、断熱処理を施さなくても冷却装
置による雰囲気温度変動を有効に防止できる。 請求項４の発明によれば、前記二重ジャケット部が、前
記流入部から流入する冷却液を前記発熱部の外周部に沿
って前記流出部の側に向け、かつ、略一様に案内するた
めの分流手段を前記内側部に有するので、請求項３の効
果に加え、被冷却部の雰囲気温度の変動をさらに有効に
阻止できる。
を包囲するように覆い、一端部に冷却液の流人部が形成
され、他端部に前記冷却液の流出部か形成され、前記流
入部と流出部とは連通されているジャケット部と、前記
ジャケット部の略全外周部を覆う断熱部材と、前記流入
部に流人する前記冷却液の温度を前記発熱部の配設空間
の７囲気部度に比べて低く設定すると共に、前記流出部
から流出する冷却液の温度を前記７囲気部度に略一致さ
せるための温度制御手段とを備えたことを特徴とするの
で、冷却水のような冷却液の通流抵抗を大幅に低減でき
、振動発生防止に犬きく貢献する共に、冷却液の送流側
と還流側の温度差を大きくすることにより冷却液の供給
流量も減らせることから、前記通流抵抗と供給流量の低
減が可能となり、その結果冷却液の送流動力の大幅な低
減、ひいては運転コストの低減を図ることができる。ま
た、冷却装置の表面の温度と冷却装置周辺の７囲気部度
との差を例えば１℃未満という極めて小さな値に制御す
ることができ、冷却装置による雰囲気温度変動を防止で
きる。 請求項２の発明によれは、請求項１においてジャケット
部か、前記流入部から流入する冷却液を前記発熱部の外
周部に沿って前記流出部の側に向け、かつ、略一様に案
内するための分流手段を有する構成としたので、請求項
１の効果に加え、雰囲気温度の変動をさらに有効に阻止
できる。 請求項３の発明によれば、発熱部の外周部を包囲するよ
うに覆い、互いに連通ずる内側部及び外側部から成り、
前記内側部の端部に冷却液の流入部が形成され、前記外
側部の端部に冷却液の流出部が形成されると共に、前記
内側部と外側部とを流れる冷却液の流れ方向が異なる二
重ジャケット部と、前記流入部に流入する前記冷却液の
温度を前記発熱部の配設空間の雰囲気温度に比べて低く
設定すると共に、前記流出部から流出する冷却液の温度
を前記７囲気部度に略一致させるための温度制御手段と
を備える構成としたので、振動発生の防止や運転コスト
の低減に貢献できる他、断熱処理を施さなくても冷却装
置による雰囲気温度変動を有効に防止できる。 請求項４の発明によれば、前記二重ジャケット部が、前
記流入部から流入する冷却液を前記発熱部の外周部に沿
って前記流出部の側に向け、かつ、略一様に案内するた
めの分流手段を前記内側部に有するので、請求項３の効
果に加え、被冷却部の雰囲気温度の変動をさらに有効に
阻止できる。
第１図は本発明の第１実施例を示す斜視図、第２図（ａ
）（ｂ）はそれぞれ第１図のＩＩ −ＩＩ線、ＩＩ’−
Ｉ＋’線に沿う断面図、第３図は本発明に係る冷却装置
が適用される冷却系統の一例を示すブロック図、第４図
は絶縁部材の厚みの変化に対する表面温度と雰囲気温度
との差分との関係を示すグラフ、第５図は本発明の第２
実施例を示す斜視図、第６図（ａ）（ｂ）はそれぞれ第
５図の■−■線、■゛−■″線に沿う断面図、第７図は
従来の液冷式冷却装置の構成を示す側面図である。 ６．１６・・・発熱部、７・・・ジャケット部、８．１
６１９．流入部、９．１７・・・流出部、１２・・・断
熱部材、 ５・・・二重ジャケラ ト部、 ５Ａ・・・内側部、 ５Ｂ・・・外側部。 第 図 第 図 〕 江′ 第 図 鬼シｂ、。 第 図 ｈ（ｃｍ） 第 図 ８Ａ ５８ａ 第 図
）（ｂ）はそれぞれ第１図のＩＩ −ＩＩ線、ＩＩ’−
Ｉ＋’線に沿う断面図、第３図は本発明に係る冷却装置
が適用される冷却系統の一例を示すブロック図、第４図
は絶縁部材の厚みの変化に対する表面温度と雰囲気温度
との差分との関係を示すグラフ、第５図は本発明の第２
実施例を示す斜視図、第６図（ａ）（ｂ）はそれぞれ第
５図の■−■線、■゛−■″線に沿う断面図、第７図は
従来の液冷式冷却装置の構成を示す側面図である。 ６．１６・・・発熱部、７・・・ジャケット部、８．１
６１９．流入部、９．１７・・・流出部、１２・・・断
熱部材、 ５・・・二重ジャケラ ト部、 ５Ａ・・・内側部、 ５Ｂ・・・外側部。 第 図 第 図 〕 江′ 第 図 鬼シｂ、。 第 図 ｈ（ｃｍ） 第 図 ８Ａ ５８ａ 第 図
Claims (4)
- （１）発熱部の外周部を包囲するように覆い、一端部に
冷却液の流入部が形成され、他端部に前記冷却液の流出
部が形成され、前記流入部と流出部とは連通されている
ジャケット部と、 前記ジャケット部の略全外周部を覆う断熱部材と、 前記流入部に流入する前記冷却液の温度を前記発熱部の
配設空間の雰囲気温度に比べて低く設定すると共に、前
記流出部から流出する冷却液の温度を前記雰囲気温度に
略一致させるための温度制御手段とを備えたことを特徴
とする液冷式冷却装置。 - （２）前記ジャケット部は、前記流入部から流入する冷
却液を前記発熱部の外周部に沿い前記流出部に向かって
、かつ、略一様に案内するための分流手段を有すること
を特徴とする請求項１記載の液冷式冷却装置。 - （３）発熱部の外周部を包囲するように覆い、互いに連
通する内側部及び外側部から成り、前記内側部の端部に
冷却液の流入部が形成され、前記外側部の端部に冷却液
の流出部が形成されると共に、前記内側部と外側部とを
流れる冷却液の流れ方向が異なる二重ジャケット部と、 前記流入部に流入する前記冷却液の温度を前記発熱部の
配設空間の雰囲気温度に比べて低く設定すると共に、前
記流出部から流出する冷却液の温度を前記雰囲気温度に
略一致させるための温度制御手段とを備えたことを特徴
とする液冷式冷却装置。 - （４）前記二重ジャケット部は、前記流入部から流入す
る冷却液を前記発熱部の外周部に沿い前記流出部に向か
って、かつ、略一様に案内するための分流手段を前記内
側部に有することを特徴とする請求項３記載の液冷式冷
却装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181899A JP2751588B2 (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 液冷式冷却装置 |
| EP19910912319 EP0538471A4 (en) | 1990-07-10 | 1991-07-10 | Liquid cooled cooling device |
| US07/961,936 US5555928A (en) | 1990-07-10 | 1991-07-10 | Liquid cooled cooling device |
| PCT/JP1991/000919 WO1992001198A1 (en) | 1990-07-10 | 1991-07-10 | Liquid cooled cooling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181899A JP2751588B2 (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 液冷式冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0473570A true JPH0473570A (ja) | 1992-03-09 |
| JP2751588B2 JP2751588B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=16108831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2181899A Expired - Lifetime JP2751588B2 (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 液冷式冷却装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0538471A4 (ja) |
| JP (1) | JP2751588B2 (ja) |
| WO (1) | WO1992001198A1 (ja) |
Cited By (5)
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| US7528347B2 (en) | 2002-02-28 | 2009-05-05 | Tokyo Electron Limited | Cooling device and heat treating device using the same |
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-
1990
- 1990-07-10 JP JP2181899A patent/JP2751588B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-07-10 EP EP19910912319 patent/EP0538471A4/en not_active Withdrawn
- 1991-07-10 WO PCT/JP1991/000919 patent/WO1992001198A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1991-07-10 US US07/961,936 patent/US5555928A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2751588B2 (ja) | 1998-05-18 |
| EP0538471A4 (en) | 1993-11-18 |
| WO1992001198A1 (en) | 1992-01-23 |
| EP0538471A1 (en) | 1993-04-28 |
| US5555928A (en) | 1996-09-17 |
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