KR20200041858A - 액체 공급 장치 및 액체 온조 시스템 - Google Patents

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Abstract

실시 형태에 의한 액체 공급 장치는, 메인 유로의 하류 단부로부터 분기하고 하류 단부로부터 유출되는 액체를 각각이 액체 공급 대상측으로 공급하는 복수의 공급측 분기 유로와, 공급측 분기 유로의 각각에 마련된 제1 유량 조절 밸브와, 공급측 분기 유로에 대응하여 마련되고 공급측 분기 유로로부터 유출되어 액체 공급 대상을 경유하는 액체를 메인 유로의 상류 단부에 유입시키는 복수의 되돌림측 유로와, 메인 유로의 펌프와 하류 단부와의 사이의 부분으로부터 분기하고, 펌프의 상류측에 접속되는 바이패스 유로와, 바이패스 유로를 통하여 펌프의 상류측의 부분으로 통류하는 액체의 유량을 조절하는 제2 유량 조절 밸브와, 제어 장치를 구비한다. 제어 장치는 펌프의 구동이 일정하게 되도록 펌프를 제어한다. 제1 유량 조절 밸브는 비례식의 2방 밸브이고, 제2 유량 조절 밸브는 메인 유로에 마련되는 비례식의 3방 밸브이다. 제어 장치는, 복수의 제1 유량 조절 밸브의 일부 또는 전부의 개도의 조절에 연동하여 제2 유량 조절 밸브의 개도를 조절한다.

Description

액체 공급 장치 및 액체 온조 시스템
본 발명은, 온도 제어 대상물 등의 복수의 액체 공급 대상에 공급한 액체를 각 액체 공급 대상에 재차 공급할 수 있는 액체 공급 장치 및 액체 온조(溫調, 온도 조절) 시스템에 관한 것이다.
압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기를 가지는 냉동 장치와, 브라인(brine) 등의 액체를 순환시키는 순환 장치를 구비하며, 냉동 장치의 증발기에 의해서 순환 장치의 액체를 냉각하는 액체 온조 시스템이 알려져 있다(예를 들면, JP2015－14417A). 이러한 액체 온조 시스템의 순환 장치에는, 온도 제어 대상물에 배관을 매개로 하여 접속하고, 당해 배관을 통해서 직접적으로 온도 제어 대상물에 액체를 공급하여 온도 제어를 행하는 타입이나, 액체를 통류시키는 온조부를 일체로 가지며, 온조부를 통해서 온도 제어 대상물을 온도 제어하는 타입 등이 존재한다. 전자에서는, 온도 제어 대상물에 액체를 공급하여 당해 온도 제어 대상물을 통해서 액체를 순환시키고, 후자에서는, 온조부를 통해서 액체를 순환시킨다.
JP2015－14417A는, 온도 제어 대상물에 배관을 통해서 직접적으로 액체를 공급하는 타입의 장치를 개시하고 있고, 당해 장치는 하나의 온도 제어 대상물에만 액체를 공급하여 순환시키도록 되어 있다.
이런 종류의 시스템에서는, 복수의 온도 제어 대상물로의 액체 공급이 원하여지는 경우가 있다. 이 때, JP2015－14417A에 개시되는 바와 같이 순환 장치가 하나의 온도 제어 대상물(액체 공급 대상)에만 액체를 공급하는 구성에서는, 각 온도 제어 대상물에 대응시켜 복수의 냉동 장치 및 순환 장치를 설치할 필요가 있다. 그렇지만, 이 구성에서는, 시스템 전체가 대형화되고 또한 번잡화된다는 등의 문제가 생긴다. 이것에 대해서, 순환 장치의 유로를 복수로 분기시켜, 각 분기 유로로부터 복수의 온도 제어 대상물에 액체를 공급하면, 시스템 전체의 대형화를 억제하는 것이 가능해진다.
그런데, 상술한 바와 같이 복수의 온도 제어 대상물에 액체를 공급할 때에는, 예를 들면 복수의 온도 제어 대상물 중 어느 하나에 이상(異常)이 생긴 경우에, 이상이 있는 온도 제어 대상물로의 액체의 공급을 정지하는 것이 바람직하다. 여기서, 상술한 바와 같이 유로를 복수로 분기시키는 구성에서는, 각 분기 유로에 차단 밸브 등을 마련하는 것에 의해, 선택적으로 온도 제어 대상물로의 액체의 공급을 정지하는 것이 가능해진다.
그렇지만, 상기 구성에서는, 어떤 온도 제어 대상물로의 액체의 공급 정지가, 다른 온도 제어 대상물에 공급되는 액체의 압력 상승을 일으킨다. 그 결과, 액체의 공급 속도나 온도 변화가 생길 수 있기 때문에, 온도 제어의 안정성이 손상될 우려가 있다. 또 액체의 압력 상승에 의해서, 액체를 순환시키기 위한 펌프로의 부하가 증대되고, 펌프의 손상이나 수명의 저하가 생길 우려도 있다.
본 발명은, 이러한 실정을 고려하여 이루어진 것이며, 분기시킨 유로로부터 온도 제어 대상물 등의 복수의 액체 공급 대상으로 액체를 공급하는 구성에서, 액체의 공급 형태를 변화시켰을 때의 유로 내의 액체의 압력 변동을 억제할 수 있고, 이것에 의해 액체 공급의 양호한 안정성을 확보할 수 있는 액체 공급 장치 및 액체 온조 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 액체 공급 장치는, 상류 단부와 하류 단부와의 사이에 펌프를 가지고, 상기 펌프의 구동에 의해서 상기 상류 단부로부터 상기 하류 단부를 향해서 액체를 통류(通流)시키는 메인 유로와, 상기 메인 유로의 상기 하류 단부로부터 분기하고, 상기 하류 단부로부터 유출되는 액체를 각각이 액체 공급 대상측으로 공급하는 복수의 공급측 분기 유로와, 상기 복수의 공급측 분기 유로의 각각에 마련된 제1 유량 조절 밸브와, 상기 복수의 공급측 분기 유로에 대응하여 마련되는 복수의 유로로서, 각각이 상기 메인 유로의 상기 상류 단부에 접속되고, 대응하는 상기 공급측 분기 유로로부터 유출되어 상기 액체 공급 대상을 경유하는 액체를 상기 상류 단부에 유입시키는 복수의 되돌림측 유로와, 상기 메인 유로에서의 상기 펌프와 상기 하류 단부와의 사이의 부분으로부터 분기하고, 상기 메인 유로에서의 상기 펌프의 상류측의 부분에 접속되는 바이패스 유로와, 상기 메인 유로에서의 상기 펌프와 상기 하류 단부와의 사이의 부분으로부터 상기 펌프의 상류측의 부분으로 상기 바이패스 유로를 통하여 통류하는 액체의 유량을 조절하는 제2 유량 조절 밸브와, 상기 펌프, 복수의 상기 제1 유량 조절 밸브 및 상기 제2 유량 조절 밸브를 제어하는 제어 장치를 구비하며, 상기 제어 장치는, 상기 펌프의 구동이 일정하게 되도록 상기 펌프를 제어한다.
본 발명에 관한 액체 공급 장치에 의하면, 복수의 제1 유량 조절 밸브 중 일부 또는 전부의 개도를 조절하는 것에 의해서, 복수의 공급측 분기 유로의 일부 또는 전부로부터 공급되는 액체의 유량을 변화시키거나 또는 액체의 공급을 정지시키는 것이 가능해진다. 이 때에, 변화된 유량에 대응시켜 바이패스 유로를 통해 펌프의 상류측으로 통류하는 액체의 유량을 제2 유량 조절 밸브의 조절에 의해서 변화시키거나, 또는, 폐쇄 밸브에 의해 공급되지 않게 된 유량분(分)의 액체를 제2 유량 조절 밸브의 조절에 의해서 바이패스 유로를 통해 펌프의 상류측으로 통류시킬 수 있다. 이러한 바이패스 유로를 통류하는 액체의 유량의 조절에 의해, 펌프의 구동이 일정해도, 유로 중의 액체의 압력 변동을 억제하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 액체의 공급 형태를 변화시켰을 때의 유로 내의 액체의 압력 변동을 억제할 수 있고, 액체 공급의 양호한 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명에 관한 액체 공급 장치에서, 상기 제1 유량 조절 밸브는 각각, 비례식의 2방(方) 밸브이고, 상기 제2 유량 조절 밸브는, 상기 바이패스 유로에 마련된 비례식의 2방 밸브라도 좋다. 그리고, 상기 제어 장치는, 복수의 상기 제1 유량 조절 밸브의 일부 또는 전부의 개도의 조절에 연동하여 상기 제2 유량 조절 밸브의 개도를 조절해도 괜찮다.
이 구성에 의하면, 복수의 제1 유량 조절 밸브 중 일부 또는 전부의 개도를 변화시켰을 때의 닫힘량 또는 열림량과 동일한 양 또는 이것에 소정의 계수(係數)를 곱한 양에 의해, 제2 유량 조절 밸브의 개도를 제1 유량 조절 밸브와는 반대 방향으로 변화시킴으로써, 간이적인 제어에 의해서 소망의 유량분(分)의 액체를 펌프의 상류측으로 되돌려, 유로 중의 액체의 압력 변동을 바람직하게 억제할 수 있다.
보다 상세하게는, 제1 유량 조절 밸브의 조임 구경(口徑)과 제2 유량 조절 밸브의 조임 구경이 동일한 경우에는, 제1 유량 조절 밸브의 개도를 변화시켰을 때의 닫힘량 또는 열림량과 동일한 양에 의해, 제2 유량 조절 밸브의 개도를 제1 유량 조절 밸브와는 반대 방향으로 변화시킴으로써, 액체의 압력 변동을 바람직하게 억제할 수 있다.
한편으로, 제1 유량 조절 밸브의 조임 구경과 제2 유량 조절 밸브의 조임 구경이 다른 경우에는, 제1 유량 조절 밸브의 개도를 변화시켰을 때의 닫힘량 또는 열림량에 소정의 계수를 곱하여, 제1 유량 조절 밸브의 개도를 변화시켰을 때의 닫힘량 또는 열림량과 동일한 양에 의해, 제2 유량 조절 밸브의 개도를 제1 유량 조절 밸브와는 반대 방향으로 변화시킴으로써, 액체의 압력 변동을 바람직하게 억제할 수 있다.
또 본 발명에 관한 액체 공급 장치에서, 상기 제1 유량 조절 밸브는 각각, 비례식의 2방 밸브이고, 상기 제2 유량 조절 밸브는, 상기 메인 유로에 마련되는 비례식의 3방 밸브이며, 상기 메인 유로의 일부를 구성하는 유입 포트 및 제1 분배 포트와, 상기 바이패스 유로에 접속되는 제2 분배 포트를 가지고, 상기 유입 포트에 유입된 액체를 상기 제1 분배 포트와 상기 제2 분배 포트로 분배 가능하게 되어 있어도 괜찮다. 그리고, 상기 제어 장치는, 복수의 상기 제1 유량 조절 밸브의 일부 또는 전부의 개도의 조절에 연동하여 상기 제2 유량 조절 밸브의 개도를 조절해도 괜찮다.
이 구성에 의하면, 복수의 제1 유량 조절 밸브 중 일부 또는 전부의 개도를 변화시켰을 때에, 제1 유량 조절 밸브측으로 통류시키는 것이 소망되는 액체의 유량과, 바이패스 유로측으로 통류시키는 것이 소망되는 액체의 유량을 3방 밸브의 단일의 동작에 의해서 유연하게 조절 가능하게 됨으로써, 유로 중의 액체의 압력 변동을 간이적으로 또한 효과적으로 억제할 수 있다.
또 본 발명에 관한 액체 공급 장치에서, 상기 제2 유량 조절 밸브는, 상기 유입 포트로부터의 액체를 상기 제1 분배 포트로 통류시키기 위한 단면 직사각형 모양의 제1 밸브구(口)와, 상기 유입 포트로부터의 액체를 상기 제2 분배 포트로 통류시키기 위한 단면 직사각형 모양의 제2 밸브구가 형성된 원기둥 형상의 빈 곳으로 이루어지는 밸브 시트를 가지는 밸브 본체와, 상기 제1 밸브구를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 전환함과 동시에 상기 제2 밸브구를 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 전환하도록 상기 밸브 본체의 밸브 시트 내에 회전 가능하게 배치되며, 미리 정해진 중심각을 가지는 반원통 형상으로 형성된 밸브 본체를 가지고 있어도 괜찮다.
이 구성에 의하면, 제1 밸브구 및 제2 밸브구가 단면 직사각형 모양이므로, 밸브 본체의 위치에 따라 변화하는 제1 밸브구 및 제2 밸브구로의 액체의 유량의 변화율을 억제할 수 있기 때문에, 복수의 제1 유량 조절 밸브 중 일부 또는 전부의 개도를 변화시켰을 때에, 제1 유량 조절 밸브측으로 통류시키는 것이 소망되는 액체의 유량과, 바이패스 유로측으로 통류시키는 것이 소망되는 액체의 유량과의 조절 정밀도를 높일 수 있다.
또 본 발명에 관한 액체 공급 장치에서는, 상기 밸브 본체의 둘레 방향을 따른 양 단면(端面)이 곡면 형상으로 형성되어 있어도 괜찮다.
이 구성에 의하면, 밸브 본체의 위치에 따라 변화하는 제1 밸브구 및 제2 밸브구로의 액체의 유량의 변화율을 한층 효과적으로 억제할 수 있기 때문에, 제1 유량 조절 밸브측으로 통류시키는 것이 소망되는 액체의 유량과, 바이패스 유로측으로 통류시키는 것이 소망되는 액체의 유량과의 조절 정밀도를 효과적으로 높일 수 있다.
또, 상기 제어 장치는, 복수의 상기 제1 유량 조절 밸브의 일부 또는 전부의 개도의 조절에 연동하여 상기 제2 유량 조절 밸브의 개도를 조절할 때, 개도가 조절되는 상기 제1 유량 조절 밸브의 일부 또는 전부의 단위 시간당 개도 변화율과 상기 제2 유량 조절 밸브의 단위 시간당 개도 변화율을 동일하게 해도 좋다.
또, 상기 제어 장치는, 복수의 상기 제1 유량 조절 밸브의 일부 또는 전부의 개도의 조절에 연동하여 상기 제2 유량 조절 밸브의 개도를 조절할 때, 복수의 상기 제1 유량 조절 밸브의 일부 또는 전부에 대한 조작 신호를 반전시킨 조작 신호에 의해서 상기 제2 유량 조절 밸브를 동작시켜도 괜찮다.
또 본 발명에 관한 액체 공급 장치에서, 상기 메인 유로의 상기 상류 단부는, 상기 액체를 저장할 수 있는 탱크에 의해서 구성되고, 상기 바이패스 유로는, 상기 탱크에 접속되어 있어도 괜찮다.
이 구성에 의하면, 되돌림측 유로 및 바이패스 유로를 탱크에 의해 합류시킴으로써, 이들 유로로부터의 액체의 합류에 의해서 생길 수 있는 액체의 압력 변동 또는 맥동을 억제할 수 있어, 액체 공급의 안정성을 향상시킬 수 있다.
또 본 발명에 관한 액체 공급 장치에서, 상기 제어 장치는, 복수의 상기 제1 유량 조절 밸브 중 일부 또는 전부를 차단했을 때에, 차단된 상기 제1 유량 조절 밸브가 공급하고 있던 액체의 유량과 동일한 유량의 액체가 상기 바이패스 유로를 통해 상기 펌프의 상류측으로 통류하도록 상기 제2 유량 조절 밸브를 제어해도 괜찮다.
이 구성에 의하면, 차단된 제1 유량 조절 밸브가 공급하고 있던 액체의 유량과 동일한 유량의 액체가 메인 유로에서의 펌프와 하류 단부와의 사이의 부분으로부터 펌프의 상류측의 부분으로 되돌림으로써, 제1 유량 조절 밸브의 폐쇄 밸브(차단)에 의해서 생길 수 있는 유로 내의 액체의 압력 변동을 확실히 억제할 수 있다.
또 본 발명에 관한 액체 공급 장치에서, 상기 제어 장치는, 상기 제1 유량 조절 밸브의 전부를 전개(全開) 상태로 제어했을 때에, 상기 제2 유량 조절 밸브를 전폐(全閉) 상태로 제어해도 괜찮다.
이 구성에 의하면, 제1 유량 조절 밸브의 각각을 전개 상태로 했을 때에는, 액체가 바이패스 유로로부터 펌프의 상류측으로 통류하지 않기 때문에, 펌프를 효율적으로 운전할 수 있다.
또 본 발명에 관한 액체 공급 장치에서는, 상기 공급측 분기 유로와 상기 되돌림측 유로와의 사이에, 배관을 매개로 하여 상기 액체 공급 대상이 접속되어 있어도 괜찮다.
또, 본 발명에 관한 액체 온조 시스템은, 상기 액체 공급 장치와, 상기 액체 공급 장치가 통류시키는 액체를 냉각하는 냉동 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 분기시킨 유로로부터 복수의 액체 공급 대상으로 액체를 공급하는 구성에서, 액체의 공급 형태를 변화시켰을 때의 유로 내의 액체의 압력 변동을 억제할 수 있고, 이것에 의해 액체 공급의 양호한 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액체 온조 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 액체 온조 시스템의 개략도이다.
도 3은 제2 실시 형태에 관한 액체 온조 시스템에 마련되는 제2 유량 조절 밸브(비례식의 3방 밸브)의 단면 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 제2 유량 조절 밸브의 도 3의 IV－IV선을 따르는 개략 단면도로서, 제2 유량 조절 밸브의 동작을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 3에 나타내는 제2 유량 조절 밸브의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 액체 온조 시스템의 개략도이다.
이하에, 첨부의 도면을 참조하여, 본 발명의 각 실시 형태를 상세하게 설명한다.
＜제1 실시 형태＞
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액체 온조 시스템(1)의 개략도이다. 도 1에 나타내는 액체 온조 시스템(1)은, 냉동 장치(10)와, 액체 공급 장치(100)를 구비하고 있다. 냉동 장치(10)는, 그 내부를 순환하는 열매체에 의해서 액체 공급 장치(100)가 통류시키는 액체를 온도 제어하고, 액체 공급 장치(100)는, 냉동 장치(10)에 의해서 온도 제어된 액체를 액체 공급 대상으로서의 온도 제어 대상물(본 예에서는, 후술하는 부하(150))로 공급하도록 되어 있다. 냉동 장치(10) 및 액체 공급 장치(100)는, 제어 장치(160)에 전기적으로 접속되고, 액체 공급 장치(100)를 통류하는 액체는, 제어 장치(160)의 냉동 장치(10) 및 액체 공급 장치(100)에 대한 제어에 의해, 소망의 온도로 조절되도록 되어 있다.
냉동 장치(10)는, 압축기(11), 응축기(12), 팽창 밸브(13), 및 증발기(14)가 열매체를 순환시키도록 당해 순서로 배관(15)에 의해 접속됨으로써 구성되어 있다.
압축기(11)는, 증발기(14)로부터 유출된 저온 또한 저압의 기체 상태의 열매체를 압축하고, 고온 또한 고압의 기체의 상태로서, 응축기(12)에 공급하도록 되어 있다. 응축기(12)는, 압축기(11)에서 압축된 열매체를 냉각수에 의해서 냉각함과 아울러 응축하고, 소정의 냉각 온도의 고압의 액체의 상태로서, 팽창 밸브(13)에 공급하도록 되어 있다. 응축기(12)의 냉각수에는, 물이 이용되어도 좋고, 그 외의 냉매가 이용되어도 괜찮다. 도면 중의 부호 16은, 응축기(12)에 냉각수를 공급하는 냉각수 배관을 나타내고 있다.
팽창 밸브(13)는, 응축기(12)로부터 공급된 열매체를 팽창시키는 것에 의해 감압시켜, 저온 또한 저압의 기액(氣液) 혼합 상태로서, 증발기(14)에 공급하도록 되어 있다. 증발기(14)는, 팽창 밸브(13)로부터 공급된 열매체를, 액체 공급 장치(100)의 액체와 열교환시킨다. 여기서, 액체와 열교환한 열매체는, 저온 또한 저압의 기체의 상태로 되어 증발기(14)로부터 유출되고 다시 압축기(11)에서 압축되게 된다. 이러한 냉동 장치(10)는, 압축기(11)의 운전 주파수를 변화시켜 회전수를 조절하는 것에 의해, 응축기(12)에 공급되는 열매체의 공급량을 조절할 수 있음과 아울러, 팽창 밸브(13)의 개도를 조절할 수 있음으로써 증발기(14)에 공급되는 열매체의 공급량을 조절할 수 있게 되어 있어도 괜찮다. 이 경우, 상술과 같은 조절에 의해 냉동 장치(10)의 냉동 능력이 가변이 된다.
액체 공급 장치(100)는, 상류 단부(101U)와 하류 단부(101D)와의 사이에 마련한 펌프(111)의 구동에 의해서 상류 단부(101U)로부터 하류 단부(101D)를 향해서 액체를 통류시키는 메인 유로(101)와, 메인 유로(101)의 하류 단부(101D)로부터 분기하고, 하류 단부(101D)로부터 유출되는 액체를 각각이 액체 공급 대상측으로 공급하는 복수의 공급측 분기 유로(102)와, 복수의 공급측 분기 유로(102)의 각각에 마련된 제1 유량 조절 밸브(103)와, 복수의 공급측 분기 유로(102)에 대응하여 마련되는 복수의 되돌림측 유로(104)와, 메인 유로(101)에서의 펌프(111)와 하류 단부(101D)와의 사이의 부분으로부터 분기하고, 펌프(111)의 상류측의 부분에 접속되는 바이패스 유로(105)와, 바이패스 유로(105)를 통류하는 액체의 유량을 조절하는 제2 유량 조절 밸브(106)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에서의 액체 공급 장치(100)는, 액체 공급 대상(부하(150))에 대해서 액체로서의 에틸렌 글리콜 수용액을 공급하도록 되어 있다. 다만, 액체 공급 장치(100)가 액체 공급 대상에 공급하는 액체는, 특별히 한정되는 것은 아니다.
도 1에서의 메인 유로(101)에 대응하는 부분은, 설명의 편의를 위해서 2점 쇄선에 의해 둘러싸여 있다. 본 실시 형태에서의 메인 유로(101)의 상류 단부(101U)는, 통류시키는 액체를 저류(貯留) 가능한 탱크(116)에 의해서 구성되어 있고, 하류 단부(101D)는, 예를 들면 복수의 공급측 분기 유로(102)를 접속 가능한 복수의 접속구(接續口)를 가지는 커플링에 의해서 구성되어 있다. 또 메인 유로(101)는, 상류 단부(101U)와 하류 단부(101D)와의 사이에, 펌프(111), 피(被)온조부(112) 및 가열부(113)를 가지고 있다.
펌프(111)는, 메인 유로(101)의 일부를 구성하고, 상류 단부(101U)로부터 하류 단부(101D)를 향해서 액체를 통류시키기 위한 구동력을 발생시킨다. 피온조부(112)는, 펌프(111)의 하류측에 마련되어 증발기(14)에 접속되어 있다. 피온조부(112)를 통류하는 액체가 증발기(14)를 통류하는 저온의 열매체와 열교환함으로써, 액체가 냉각된다. 가열부(113)는, 피온조부(112)의 하류측에 마련되어, 메인 유로(101)의 일부를 구성하고 있다. 가열부(113)는 예를 들면 전기 히터이며, 그 내부를 통류하는 액체를 가열하는 것이 가능하게 되어 있다. 액체 공급 장치(100)에서는, 피온조부(112)에서 액체를 냉각하고, 가열부(113)에 의해서 액체를 가열 함으로써, 액체를 소망의 온도로 정밀도 좋게 조절하는 것이 가능하게 되어 있다.
본 예에서는, 공급측 분기 유로(102)가 3개 마련되고, 이들에 대응하는 제1 유량 조절 밸브(103)도 3개 마련되어 있다. 공급측 분기 유로(102)는 각각, 제1 유량 조절 밸브(103)의 개도에 따른 유량으로 액체 공급 대상으로서의 부하(150)에 하류 단부(101D)로부터의 액체를 공급하도록 되어 있다. 본 실시 형태에서의 제1 유량 조절 밸브(103)는 각각, 비례식의 2방(方) 밸브이며, 보다 상세하게는 비례식의 에어 오퍼레이트 밸브이다. 또, 제1 유량 조절 밸브(103)의 형식은 실시 형태의 예에 한정되지 않는다. 제1 유량 조절 밸브(103)는 적어도 개폐를 전환할 수 있는 것이면 좋고, 예를 들면 개폐만을 전환하는 2방 밸브라도 좋고, 비례식의 전자 밸브나 모터 밸브(전동 밸브)로 구성되는 유량 조절 밸브라도 괜찮다.
되돌림측 유로(104)는, 공급측 분기 유로(102) 및 제1 유량 조절 밸브(103)에 대응하여 3개 마련되어 있고, 되돌림측 유로(104)의 각각은 메인 유로(101)의 상류 단부(101U)에 접속되어 있다. 각 되돌림측 유로(104)는, 대응하는 공급측 분기 유로(102)로부터 유출되어 부하(150)(액체 공급 대상, 온도 제어 대상물)를 경유하는 액체를 상류 단부(101U)에 유입시키도록 되어 있다. 여기서, 본 실시 형태에서는, 액체 공급 대상 및 온도 제어 대상물이 되는 부하(150)가 액체 공급 장치(100)와는 별체이며, 배관(151)을 매개로 하여 대응하는 공급측 분기 유로(102) 및 되돌림측 유로(104)에 접속된다. 또, 도 1에서는, 설명의 편의를 위해서 부하(150) 및 배관(151)이 2점 쇄선에 의해 나타내어져 있다. 배관(151)은, 공급측 분기 유로(102) 및 되돌림측 유로(104)의 각각에 예를 들면 커플링부를 매개로 하여 접속되어도 괜찮다. 또 공급측 분기 유로(102), 제1 유량 조절 밸브(103) 및 되돌림측 유로(104)는 각각 3개 마련되지만, 이러한 수는 일 예이며, 공급측 분기 유로(102), 제1 유량 조절 밸브(103) 및 되돌림측 유로(104)의 수는 각각 2개 이상이면, 특별히 한정되는 것은 아니다.
이어서 바이패스 유로(105)는, 메인 유로(101)에서의 펌프(111)와 하류 단부(101D)와의 사이로서 가열부(113)의 하류측의 부분으로부터 분기하고, 펌프(111)의 상류측에서 상류 단부(101U)에 접속되어 있다. 본 실시 형태에서의 제2 유량 조절 밸브(106)는, 바이패스 유로(105)에 마련된 비례식의 2방 밸브이며, 메인 유로(101)에서의 펌프(111)와 하류 단부(101D)와의 사이의 부분으로부터 펌프(111)의 상류측의 부분으로 바이패스 유로(105)를 통하여 통류하는 액체의 유량을 조절하도록 되어 있다.
제2 유량 조절 밸브(106)는, 보다 상세하게는 비례식의 모터 밸브(전동 밸브)이지만, 제2 유량 조절 밸브(106)는 적어도 개폐를 전환할 수 있는 것이면 좋고, 예를 들면 개폐만을 전환하는 2방 밸브라도 좋고, 비례식의 전자 밸브나 에어 오퍼레이트 밸브로 구성되는 유량 조절 밸브라도 괜찮다.
다음으로 제어 장치(160)에 대해 설명하면, 제어 장치(160)는, 냉동 장치(10)에서의 압축기(11) 및 팽창 밸브(13)를 제어함과 아울러, 액체 공급 장치(100)에서의 펌프(111), 가열부(113), 제1 유량 조절 밸브(103) 및 제2 유량 조절 밸브(106)를 제어하도록 되어 있다. 구체적으로 제어 장치(160)는, 액체 공급 장치(100)의 액체의 냉각에 필요한 냉동 능력에 따라서, 압축기(11)의 회전수 및 팽창 밸브(13)의 개도를 제어하도록 되어 있다. 또 제어 장치(160)는, 액체 공급 장치(100)에서의 펌프(111)를 일정한 회전수로 제어하여, 가열부(113)의 가열 능력을, 가열부(113)의 하류측이고 또한 하류 단부(101D)의 상류측의 사이를 통류하는 액체의 온도에 따라 제어하도록 되어 있다. 제어 장치(160)는, 액체 공급 장치(100)에서의 펌프(111)의 구동이 일정하게 되도록 펌프(111)를 제어한다. 이것에 의해, 통상의 운전시에는, 액체가 일정한 통유량(通流量)으로 액체 공급 장치(100) 내를 순환한다. 이와 같이 일정한 통유량으로 액체를 순환시킴으로써, 피온조부(112)에 의한 냉각 후 및 가열부(113)에 의한 가열 후의 액체의 온도를 소망의 상태로 안정적으로 조절할 수 있다.
또 제어 장치(160)는, 제1 유량 조절 밸브(103)의 개도의 조절에 연동하여 제2 유량 조절 밸브(106)의 개도를 조절하도록 되어 있다. 구체적으로 본 실시 형태에서의 제어 장치(160)는, 제1 유량 조절 밸브(103)의 전부를 전개(全開) 상태로 제어했을 때에, 제2 유량 조절 밸브(106)를 전폐(全閉) 상태로 제어한다. 그리고 제어 장치(160)는, 이러한 제1 유량 조절 밸브(103)의 전부가 전개인 상태로부터 복수의 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부 또는 전부를 차단했을 때에, 차단된 제1 유량 조절 밸브(103)가 공급하고 있던 액체의 유량과 동일한 유량의 액체가 바이패스 유로(105)를 통해 펌프(111)의 상류측으로 통류하도록 제2 유량 조절 밸브(106)를 제어하도록 되어 있다.
보다 상세하게는, 정상적인 운전 상태인 경우, 제어 장치(160)는 상술한 바와 같이 제1 유량 조절 밸브(103)의 전부를 전개 상태로 제어하는 한편으로, 제2 유량 조절 밸브(106)를 전폐 상태로 제어한다. 이러한 정상적인 운전 상태로부터, 예를 들면 부하(150)의 일부에 이상(異常)이 생기고, 이 부하(150)로의 액체 공급을 정지하는 것이 원해지는 경우에, 제어 장치(160)는, 상술한 바와 같이 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부를 차단하는 한편으로, 차단된 제1 유량 조절 밸브(103)가 공급하고 있던 액체의 유량과 동일한 유량의 액체가 바이패스 유로(105)를 통해 펌프(111)의 상류측으로 통류하도록 제2 유량 조절 밸브(106)를 제어할 수 있다. 이것에 의해, 액체의 공급 형태를 변화시켰을 때의 유로 내의 액체의 압력 변동을 억제하는 것이 가능해진다.
또, 차단된 제1 유량 조절 밸브(103)가 공급하고 있던 액체의 유량과 동일한 유량의 액체가 바이패스 유로(105)를 통하여 통류하도록 제2 유량 조절 밸브(106)를 제어할 때에는, 제1 유량 조절 밸브(103) 및 제2 유량 조절 밸브(106)의 단위 시간당 개도 변화율을 동일하게 하는 것이 바람직하다.
상세하게는, 제어 장치(160)는, 제1 유량 조절 밸브(103)의 개도의 변화의 방향과 제2 유량 조절 밸브(106)의 개도의 변화의 방향이 서로 반대 방향이 되도록, 제1 유량 조절 밸브(103) 및 제2 유량 조절 밸브(106)를 동시에 동작시키고, 또한, 제1 유량 조절 밸브(103)의 단위 시간당 개도 변화율과 제2 유량 조절 밸브(106)의 단위 시간당 개도 변화율을 동일하게 함으로써, 제1 유량 조절 밸브(103)의 개도 변화에 의해 생기는 액체의 압력 변동을 효과적으로 억제할 수 있다. 이러한 제어에서는, 제어 장치(160)가, 제1 유량 조절 밸브(103)에 대한 개도 제어를 위한 조작 신호를 반전시킨 조작 신호에 의해서, 제2 유량 조절 밸브(206)를 동작시킴으로써, 제1 유량 조절 밸브(103)의 단위 시간당 개도 변화율과 제2 유량 조절 밸브(106)의 단위 시간당 개도 변화율을 정확하게 일치시킬 수 있고, 그리고 제1 유량 조절 밸브(103)의 개도 변화에 의해 생기는 액체의 압력 변동을 억제할 수 있다. 이러한 제어에 의하면, 간이하게 또한 신속하게, 제1 유량 조절 밸브(103)의 개도 변화에 의해 생기는 액체의 압력 변동을 억제할 수 있는 등의 효과가 얻어진다.
또, 상기의 제1 유량 조절 밸브(103)의 단위 시간당 개도 변화율과 제2 유량 조절 밸브(106)의 단위 시간당 개도 변화율을 동일하게 하는 제어는, 특히, 제1 유량 조절 밸브(103)의 조임 구경과 제2 유량 조절 밸브(106)의 조임 구경이 동일한 경우에, 제1 유량 조절 밸브(103)의 개도 변화에 의해 생기는 액체의 압력 변동을 매우 효과적으로 억제할 수 있다. 그렇지만, 제1 유량 조절 밸브(103)의 조임 구경과 제2 유량 조절 밸브(106)의 조임 구경이 다른 경우라도, 제1 유량 조절 밸브(103)의 개도 변화에 의해 생기는 액체의 압력 변동은 억제된다. 한편으로, 제1 유량 조절 밸브(103)의 조임 구경과 제2 유량 조절 밸브(106)의 조임 구경이 다른 경우에는, 제1 유량 조절 밸브(103) 및 제2 유량 조절 밸브(106)를 개폐 동작시킬 때에, 제1 유량 조절 밸브(103)의 단위 시간당 개구 면적의 변화율과 제2 유량 조절 밸브(106)의 단위 시간당 개구 면적의 변화율을 동일하게 하면, 제1 유량 조절 밸브(103)의 개도 변화에 의해 생기는 액체의 압력 변동을 매우 효과적으로 억제할 수 있다. 그렇지만, 이 때의 제2 유량 조절 밸브(106)에 대한 조작 신호의 연산은 비교적 복잡하게 된다.
또, 상기의 「단위시간당 개도 변화율」은, 제1 유량 조절 밸브(103) 및 제2 유량 조절 밸브(106)가 어느 개도로부터 다른 개도로 변화되었을 때에서의 변화 전후의 개도의 차이를 단위시간으로 나눈 값을 의미한다. 예를 들면, 개도가 100%(전개 상태)로부터 80%로 변화되는 경우에는, 변화 전후의 개도의 차이인 개도 변화량 20%를 단위시간으로 나눈 값이, 개도 변화율이 된다.
또 제어 장치(160)는, 상술한 바와 같이 제1 유량 조절 밸브(103)의 전부를 전개 상태로 제어하는 한편으로, 제2 유량 조절 밸브(106)를 전폐 상태로 제어한 상태로부터, 예를 들면 냉동 능력의 조절을 위해서, 복수의 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부 또는 전부의 개도를 중간 개도로 조절하는 것도 가능하게 되어 있다. 그리고 제어 장치(160)는, 이러한 제어시에 감소된 제1 유량 조절 밸브(103)로부터 부하(150)측으로의 액체의 유량에 대응시켜 바이패스 유로(105)를 통해 펌프(111)의 상류측으로 통류하는 액체의 유량을 제2 유량 조절 밸브(106)의 조절에 의해서 변화시킬 수도 있다. 또 제어 장치(160)는, 중간 개도로 된 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부 또는 전부의 개도를 변화시켜, 공급측 분기 유로(102)의 일부 또는 전부로부터 공급되는 액체의 유량을 변화시킬 수도 있고, 이 때에 변화된 유량에 대응시켜 바이패스 유로(105)를 통해 펌프(111)의 상류측으로 통류하는 액체의 유량을 제2 유량 조절 밸브(106)의 조절에 의해서 변화시킬 수도 있다. 이상과 같이 복수의 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부 또는 전부의 개도를 전개 상태로부터 중간 개도로 조절했을 때에, 감소된 제1 유량 조절 밸브(103)로부터 부하(150)측으로의 액체의 유량에 대응시켜 바이패스 유로(105)를 통해 펌프(111)의 상류측으로 통류하는 액체의 유량을 제2 유량 조절 밸브(106)의 조절에 의해서 변화시키는 경우에도, 제1 유량 조절 밸브(103) 및 제2 유량 조절 밸브(106)의 단위 시간당 개도 변화율을 동일하게 하는 것이 바람직하다. 또, 중간 개도로 된 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부 또는 전부의 개도를 변화시켜, 공급측 분기 유로(102)의 일부 또는 전부로부터 부하(150)측으로 공급되는 액체의 유량을 변화시켰을 때에, 이와 같이 변화된 유량에 대응시켜 바이패스 유로(105)를 통해 펌프(111)의 상류측으로 통류하는 액체의 유량을 제2 유량 조절 밸브(106)의 조절에 의해서 변화시키는 경우에도, 제1 유량 조절 밸브(103) 및 제2 유량 조절 밸브(106)의 단위 시간당 개도 변화율을 동일하게 하는 것이 바람직하다.
제어 장치(160)는, 제1 유량 조절 밸브(103)에 대한 조작 신호를 반전시킨 조작 신호에 의해서 제2 유량 조절 밸브(206)를 동작시킴으로써, 제1 유량 조절 밸브(103)의 단위 시간당 개도 변화율과 제2 유량 조절 밸브(106)의 단위 시간당 개도 변화율을 정확하게 일치시킬 수 있다. 여기서, 복수의 제1 유량 조절 밸브(103)의 개도가 동시에 제어되는 경우에는, 복수의 제1 유량 조절 밸브(103)에 대한 조작 신호를 반전시킨 조작 신호를 합산한 조작 신호를, 제2 유량 조절 밸브(206)에 대한 조작 신호로서 이용하는 것이 좋다.
다음으로, 본 실시 형태에 관한 액체 온조 시스템(1)의 동작에 대해 설명한다.
액체 온조 시스템(1)에 의한 온도 제어의 동작을 개시할 때에, 본 실시 형태에서는, 먼저, 공급측 분기 유로(102) 및 되돌림측 유로(104)의 각각에 부하(150)가 배관(151)을 통해서 접속된다. 부하(150)는, 예를 들면 온도 제어가 필요한 영역이나 부재이고, 예를 들면 반도체 제조 장치에서 웨이퍼를 유지하는 스테이지 등이라도 좋다. 다음으로, 냉동 장치(10)에서의 압축기(11)가 구동됨과 아울러, 액체 공급 장치(100)에서의 펌프(111)가 구동된다. 이 때, 냉동 장치(10)에서는, 팽창 밸브(13)가 기준의 개도로 제어되고, 액체 공급 장치(100)에서는, 제1 유량 조절 밸브(103)의 전부가 전개 상태로 제어됨과 아울러 제2 유량 조절 밸브(106)가 전폐 상태로 제어된다. 이것에 의해, 냉동 장치(10)의 증발기(14)에 의해서 메인 유로(101)에서의 액체가 냉각되고, 가열부(113)에서 가열 조절된 후에, 각 공급측 분기 유로(102)에 공급된다. 그 후, 액체는, 각 부하(150)를 온도 제어하고, 대응하는 되돌림측 유로(104)를 통해 탱크(116)에 유입하여 펌프(111)로 순환된다.
그리고 상술한 바와 같은 운전 중에 예를 들면 부하(150)의 일부 또는 전부에 이상(異常)이 생긴 경우에, 제어 장치(160)는, 이상이 생긴 부하(150)에 대응하는 복수의 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부 또는 전부를 차단하고, 차단된 제1 유량 조절 밸브(103)가 공급하고 있던 액체의 유량과 동일한 유량의 액체가 바이패스 유로(105)를 통해 펌프(111)의 상류측으로 통류하도록 제2 유량 조절 밸브(106)를 제어한다. 이것에 의해, 제1 유량 조절 밸브(103)에서의 액체의 공급 형태를 변화시켰을 때의 유로 내의 액체의 압력 변동이 억제된다. 예를 들면, 각 공급측 분기 유로(102)로부터 부하(150)로 20L/min로 액체를 공급하고 있던 경우에, 1개의 부하(150)에 이상이 생겨, 당해 부하(150)로의 액체를 정지할 수 있도록 상술과 같은 제어를 행한 것으로 한다. 이 경우, 2개의 부하(150)에 대해서는 대응하는 공급측 분기 유로(102)로부터 20L/min로 액체가 공급되고, 바이패스 유로(105)로부터 탱크(116)로 20L/min로 액체가 통류된다. 이것에 의해, 60L/min의 액체를 공급측 분기 유로(102)측으로 통류시키는 압력이 생기지 않게 되기 때문에, 유로 내의 액체의 압력 변동(여기에서는 압력 상승)을 억제할 수 있게 된다.
이상으로 설명한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 복수의 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부 또는 전부의 개도를 조절하는 것에 의해서, 복수의 공급측 분기 유로(102)의 일부 또는 전부로부터 공급되는 액체의 유량을 변화시키거나 또는 액체의 공급을 정지시키는 것이 가능해진다. 이 때에, 변화된 유량에 대응시켜 바이패스 유로(105)를 통해 펌프(111)의 상류측으로 통류하는 액체의 유량을 제2 유량 조절 밸브(106)의 조절에 의해서 변화시키거나, 또는, 폐쇄 밸브에 의해 공급되지 않게 된 유량분(分)의 액체를 제2 유량 조절 밸브(106)의 조절에 의해서 바이패스 유로(105)를 통해 펌프의 상류측으로 통류시킬 수 있다. 이러한 바이패스 유로(105)를 통류하는 액체의 유량의 조절에 의해, 펌프(111)의 구동이 일정해도, 유로 중의 액체의 압력 변동을 억제하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 액체의 공급 형태를 변화시켰을 때의 유로 내의 액체의 압력 변동을 억제할 수 있어, 액체 공급이 양호한 안정성을 확보할 수 있다.
또 본 실시 형태에서는, 제1 유량 조절 밸브(103)가 각각 비례식의 2방 밸브이며, 제2 유량 조절 밸브(106)도 바이패스 유로(105)에 마련된 비례식의 2방 밸브이다. 이것에 의해, 복수의 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부 또는 전부의 개도를 변화시켰을 때의 닫힘량 또는 열림량과 동일한 양 또는 이것에 소정의 계수를 곱한 양에 의해, 제2 유량 조절 밸브(106)의 개도를 제1 유량 조절 밸브(103)와는 반대 방향으로 변화시킴으로써, 간이적인 제어에 의해서 소망의 유량분(分)의 액체를 펌프(111)의 상류측으로 되돌려, 유로 중의 액체의 압력 변동을 바람직하게 억제할 수 있다. 이러한 제어는, 제어 장치(160)에 의해서 행할 수 있다.
또 본 실시 형태에서는, 메인 유로(101)의 상류 단부(101U)가 액체를 저류 가능한 탱크(116)에 의해서 구성되고, 바이패스 유로(105)가 탱크(116)에 접속되어 있다. 이것에 의해, 되돌림측 유로(104) 및 바이패스 유로(105)를 탱크(116)에 의해 합류시킴으로써, 이들 유로로부터의 액체의 합류에 의해서 생길 수 있는 액체의 압력 변동 또는 맥동을 억제할 수 있어, 액체 공급의 안정성을 향상시킬 수 있다.
또 본 실시 형태에서의 제어 장치(160)는, 복수의 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부 또는 전부를 차단했을 때에, 차단된 제1 유량 조절 밸브(103)가 공급하고 있던 액체의 유량과 동일한 유량의 액체가 바이패스 유로(105)를 통해 펌프(111)의 상류측으로 통류하도록 제2 유량 조절 밸브(106)를 제어한다. 이것에 의해, 차단된 제1 유량 조절 밸브(103)가 공급하고 있던 액체의 유량과 동일한 유량의 액체가 메인 유로(101)에서의 펌프(111)와 하류 단부(101D)와의 사이의 부분으로부터 펌프(111)의 상류측의 부분으로 되돌아감으로써, 제1 유량 조절 밸브(103)의 폐쇄 밸브(차단)에 의해서 생길 수 있는 유로 내의 액체의 압력 변동을 확실히 억제할 수 있다.
또 제어 장치(160)는, 제1 유량 조절 밸브(103)의 전부를 전개 상태로 제어했을 때에, 제2 유량 조절 밸브(106)를 전폐 상태로 제어한다. 이것에 의해, 제1 유량 조절 밸브(103)의 각각을 전개 상태로 했을 때에는, 액체가 바이패스 유로(105)로부터 펌프(111)의 상류측으로 통류하지 않기 때문에, 펌프를 효율적으로 운전할 수 있게 된다.
＜제2 실시 형태＞
다음으로 본 발명의 제2 실시 형태에 대해서 도 2 내지 도 4를 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태에서의 구성 부분 중 제1 실시 형태의 구성 부분과 동일한 것에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여, 설명을 생략한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 제2 실시 형태에서는, 바이패스 유로(105)를 통류하는 액체의 유량을 조절하기 위한 제2 유량 조절 밸브(206)가 3방 밸브이며, 이 구성이 제1 실시 형태의 구성과 다르다. 제2 유량 조절 밸브(206)는, 메인 유로(101)에 마련되는 비례식의 3방 밸브이며, 메인 유로(101)의 일부를 구성하는 유입 포트(206A) 및 제1 분배 포트(206B)와, 바이패스 유로(105)에 접속되는 제2 분배 포트(206C)를 가지고, 유입 포트(206A)에 유입된 액체를 제1 분배 포트(206B)와 제2 분배 포트(206C)로 분배 가능하게 되어 있다.
도 3은 본 실시 형태에서의 제2 유량 조절 밸브(206)의 단면 사시도이며, 도 4는 도 3의 IV－IV선을 따라서 또한 IV－IV선의 화살표의 방향에 대해서 직교하는 방향으로 연장되는 면(面)에 의해 본 실시 형태에서의 제2 유량 조절 밸브(206)를 절단했을 때의 개략 단면도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 제2 유량 조절 밸브(206)는, 유입 포트(206A)로부터의 액체를 제1 분배 포트(206B)로 통류시키기 위한 단면 직사각형 모양의 제1 밸브구(211)와, 유입 포트(206A)로부터의 액체를 제2 분배 포트(206C)로 통류시키기 위한 단면 직사각형 모양의 제2 밸브구(212)가 형성된 원기둥 형상의 빈 곳으로 이루어지는(원기둥 형상의 구멍부의 내주면으로 이루어지는) 밸브 시트(213)를 가지는 밸브 본체(214)와, 제1 밸브구(211)를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 전환함과 동시에 제2 밸브구(212)를 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 전환하도록 밸브 본체(214)의 밸브 시트(213) 내에 회전 가능하게 배치되고, 미리 정해진 중심각을 가지는 반원통 형상으로 형성된 밸브체(240)를 가지고 있다. 또, 도 3은 원기둥 형상의 밸브 시트(213)의 축방향을 따라서 밸브 본체(214)를 절단한 단면을 나타내고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 밸브 본체(214)는 원통 모양의 유입 포트(206A)를 접속하는 유입구(210)를 가지고, 유입구(210)는 원기둥 형상의 밸브 시트(213)의 축방향의 일방측(도 3에서의 하측)을 향해서 밸브 시트(213)로부터 개구하고 있다. 유입 포트(206A)는, 메인 유로(101)를 구성하는 배관에 접속되어 당해 배관으로부터 온도 조절된 액체를 유입시키도록 되어 있다. 유입 포트(206A)는, 밸브 본체(214)의 외벽에 고정되어 유입구(210)에 접속되어 있다. 제1 밸브구(211) 및 제2 밸브구(212)는, 밸브 시트(213)의 축방향에 직교하는 방향으로 서로 마주하도록 형성되어 있다.
제1 분배 포트(206B)는 원통 모양으로 형성되고, 밸브 본체(214)의 외벽에 고정되어 제1 밸브구(211)에 접속되어 있다. 본 예에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 분배 포트(206B)의 내측 단부와 제1 밸브구(211)와의 사이에 직사각형 각통(角筒) 모양의 제1 접속 유로(221)가 형성되어 있다. 제1 접속 유로(221)는 밸브 본체(214)의 내벽에 의해서 형성되고, 제1 밸브구(211)와 상사(相似)의 단면 직사각형 모양을 가지고 있다. 제2 분배 포트(206C)도 원통 모양으로 형성되고, 밸브 본체(214)의 외벽에 고정되어 제2 밸브구(212)에 접속되어 있으며, 제2 분배 포트(206C)의 내측 단부와 제2 밸브구(212)와의 사이에도 직사각형 각통 모양의 제2 접속 유로(222)가 형성되어 있다. 제2 접속 유로(222)도 밸브 본체(214)의 내벽에 의해서 형성되고, 제2 밸브구(212)와 상사의 단면 직사각형 모양을 가지고 있다.
밸브체(240)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 밸브구(211) 및 제2 밸브구(212)를 개폐시키는 반원통 형상의 밸브체부(241)와, 밸브 시트(213)의 축방향에서의 유입 포트(206A)측에 마련된 제1 축지부(軸支部)(242)와, 밸브 시트(213)의 유입 포트(206A)측과는 반대의 측에 마련된 제2 축지부(243)와, 제2 축지부(243)로부터 축방향을 따라서 돌출되고 도시 생략하는 모터와 연결되는 커플링부(244)를 가지고 있다. 제1 축지부(242)는 링 모양으로 형성되어 있고, 유입 포트(206A)로부터의 액체를 밸브 시트(213) 내에 유입시키는 것이 가능하게 되어 있다. 한편으로, 제2 축지부(243)는 원판 모양이며, 제2 축지부(243)로부터 외부로의 액체의 누출을 억제하도록 밸브 시트(213)를 덮고 있다. 이들 제1 축지부(242) 및 제2 축지부(243)가 밸브 시트(213)에 회전 가능하게 지지됨으로써, 밸브체(240)는, 커플링부(244)에 결합된 모터에 의해서 밸브 시트(213)의 축중심 둘레로 회전 가능해진다.
도 4에서는, 밸브체(240)가, 제2 밸브구(212)를 폐쇄 상태로 하여 제2 분배 포트(206C)로의 액체의 분배를 차단하고, 제1 밸브구(211)를 개방 상태로 하여 제1 분배 포트(206B)로만 액체를 분배하는 상태로부터의 전환의 모습이 나타내어져 있다. 도 4의 (a)에 나타내는 상태로부터, 밸브체(240)가 반시계 방향으로 회전됨으로써, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제2 밸브구(212)를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 전환함과 동시에 제1 밸브구(211)를 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 전환할 수 있다. 한편으로, 밸브체(240)가, 제1 밸브구(211)를 폐쇄 상태로 하여 제1 분배 포트(206B)로의 액체의 분배를 차단하고, 제2 밸브구(212)를 개방 상태로 하여 제2 분배 포트(206C)로의 액체를 분배하는 상태로부터 밸브체(240)가 예를 들면 시계 방향으로 회전된 경우에는, 제1 밸브구(211)를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 전환함과 동시에 제2 밸브구(212)를 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 전환할 수 있다. 또 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 밸브체(240)(밸브체부(241))의 둘레 방향을 따른 양 단면(241a, 241b)이 곡면 형상으로 형성되어 있다.
이상으로 설명한 본 실시 형태에서는, 제2 유량 조절 밸브(206)가 메인 유로(101)에 마련되는 비례식의 3방 밸브이며, 메인 유로(101)의 일부를 구성하는 유입 포트(206A) 및 제1 분배 포트(206B)와, 바이패스 유로(105)에 접속되는 제2 분배 포트(206C)를 가지고, 유입 포트(206A)에 유입된 액체를 제1 분배 포트(206B)와 제2 분배 포트(206C)로 분배 가능하게 되어 있다. 이것에 의해, 복수의 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부 또는 전부의 개도를 변화시켰을 때에, 제1 유량 조절 밸브(103)측으로 통류시키는 것이 소망되는 액체의 유량과, 바이패스 유로(105)측으로 통류시키는 것이 소망되는 액체의 유량을 3방 밸브의 단일의 동작에 의해서 유연하게 조절 가능하게 됨으로써, 유로 중의 액체의 압력 변동을 간이적으로 또한 효과적으로 억제할 수 있다.
본 실시 형태에서도, 복수의 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부 또는 전부의 개도를 변화시켰을 때에, 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부 또는 전부의 개도의 조절에 연동하여, 제2 유량 조절 밸브(206)의 개도가 조절된다. 이 때에, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 예를 들면 차단된 제1 유량 조절 밸브(103)가 공급하고 있던 액체의 유량과 동일한 유량의 액체가 바이패스 유로(105)를 통하여 통류하도록 제2 유량 조절 밸브(206)를 제어할 때에는, 제1 유량 조절 밸브(103) 및 제2 유량 조절 밸브(106)의 단위 시간당 개도 변화율을 동일하게 하는 것이 바람직하다. 보다 상세하게 말하면, 제1 유량 조절 밸브(103)의 개도 변화율과, 제2 유량 조절 밸브(206)의 제2 밸브구(212)의 개도 변화율을 동일하게 하는 것이 바람직하다.
또, 복수의 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부 또는 전부의 개도를 전개 상태로부터 중간 개도로 조절했을 때에, 감소된 제1 유량 조절 밸브(103)로부터 부하(150)측으로의 액체의 유량에 대응시켜 바이패스 유로(105)를 통해 펌프(111)의 상류측으로 통류하는 액체의 유량을 제2 유량 조절 밸브(206)의 조절에 의해서 변화시키는 경우에도, 제1 유량 조절 밸브(103) 및 제2 유량 조절 밸브(206)의 단위 시간당 개도 변화율을 동일하게 하는 것이 바람직하다. 또, 중간 개도로 된 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부 또는 전부의 개도를 변화시켜, 공급측 분기 유로(102)의 일부 또는 전부로부터 부하(150)측으로 공급되는 액체의 유량을 변화시켰을 때에, 이와 같이 변화된 유량에 대응시켜 바이패스 유로(105)를 통해 펌프(111)의 상류측으로 통류하는 액체의 유량을 제2 유량 조절 밸브(206)의 조절에 의해서 변화시키는 경우에도, 제1 유량 조절 밸브(103) 및 제2 유량 조절 밸브(206)의 단위 시간당 개도 변화율을 동일하게 하는 것이 바람직하다.
또 제2 유량 조절 밸브(206)는, 유입 포트(206A)로부터의 액체를 제1 분배 포트(206B)로 통류시키기 위한 단면 직사각형 모양의 제1 밸브구(211)와, 유입 포트(206A)로부터의 액체를 제2 분배 포트(206C)로 통류시키기 위한 단면 직사각형 모양의 제2 밸브구(212)가 형성된 원기둥 형상의 빈 곳으로 이루어지는 밸브 시트(213)를 가지는 밸브 본체(214)와, 제1 밸브구(211)를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 전환함과 동시에 제2 밸브구(212)를 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 전환하도록 밸브 본체(214)의 밸브 시트(213) 내에 회전 가능하게 배치되고, 미리 정해진 중심각을 가지는 반원통 형상으로 형성된 밸브체(240)를 가진다. 이것에 의해, 제1 밸브구(211) 및 제2 밸브구(212)가 단면 직사각형 모양이므로, 밸브체(240)의 위치에 따라 변화하는 제1 밸브구(211) 및 제2 밸브구(212)로의 액체의 유량의 변화율을 억제할 수 있기 때문에, 복수의 제1 유량 조절 밸브(103) 중 일부 또는 전부의 개도를 변화시켰을 때에, 제1 유량 조절 밸브(103)측으로 통류시키는 것이 소망되는 액체의 유량과, 바이패스 유로(105)측으로 통류시키는 것이 소망되는 액체의 유량과의 조절 정밀도를 높일 수 있다.
또 본 실시 형태에 있어서의 제2 유량 조절 밸브(206)에서는, 밸브체(240)(밸브체부(241))의 둘레 방향을 따른 양 단면(端面)(241a, 241b)이 곡면 형상으로 형성되어 있다. 이것에 의해, 밸브체(240)의 위치에 따라 변화하는 제1 밸브구(211) 및 제2 밸브구(212)로의 액체의 유량의 변화율을 한층 효과적으로 억제할 수 있기 때문에, 제1 유량 조절 밸브(103)측으로 통류시키는 것이 소망되는 액체의 유량과, 바이패스 유로(105)측으로 통류시키는 것이 소망되는 액체의 유량과의 조절 정밀도를 효과적으로 높일 수 있다.
또, 제2 유량 조절 밸브(206)의 구성은, 상술한 구성에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 도 5의 변형예에 나타내는 바와 같이, 제2 유량 조절 밸브(206)에서의 밸브 본체(밸브체부(241))의 둘레 방향을 따른 양 단면(端面)이 평탄 형상으로 형성되어 있어도 괜찮다. 다만, 이 구성인 경우에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 유량 조절 밸브(103)(제1 밸브구(211))측으로 통류시키는 액체의 유량과, 바이패스 유로(105)(제2 밸브구(212))측으로 통류시키는 액체의 유량이, 1：1인 상태로부터 어긋난 경우에, 개도의 변화율이 리니어가 아니게 된다. 이것에 대해, 밸브체(240)(밸브체부(241))의 둘레 방향을 따른 양 단면(241a, 241b)이 곡면 형상으로 형성되어 있는 경우에는, 개도의 변화율을 리니어 혹은 리니어에 가까운 상태로 변화시켜, 제1 밸브구(211) 및 제2 밸브구(212)로의 액체의 유량의 변화율을 한층 효과적으로 억제할 수 있기 때문에, 유리하게 된다.
＜제3 실시 형태＞
다음으로 본 발명의 제3 실시 형태에 대해서 도 6을 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태에서의 구성 부분 중 제1 실시 형태의 구성 부분과 동일한 것에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여, 설명을 생략한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 공급측 분기 유로(102)와 되돌림측 유로(104)와의 사이의 각각에 배관(151)을 통해서 액체 공급 대상인 온조부(152)가 접속되어 있는 점에서 제1 실시 형태와 다르다. 온조부(152)는, 공급측 분기 유로(102)로부터의 액체를 되돌림측 유로(104)로 통류시키고, 내부에 받아 들인 액체를 온도 제어 대상물과 열교환시킴으로써, 온도 제어 대상물을 제어하도록 되어 있다.

Claims (8)

  1. 상류 단부와 하류 단부와의 사이에 펌프를 가지고, 상기 펌프의 구동에 의해서 상기 상류 단부로부터 상기 하류 단부를 향해서 액체를 통류(通流)시키는 메인 유로와,
    상기 메인 유로의 상기 하류 단부로부터 분기하고, 상기 하류 단부로부터 유출되는 액체를 각각이 액체 공급 대상측으로 공급하는 복수의 공급측 분기 유로와,
    상기 복수의 공급측 분기 유로의 각각에 마련된 제1 유량 조절 밸브와,
    상기 복수의 공급측 분기 유로에 대응하여 마련되는 복수의 유로로서, 각각이 상기 메인 유로의 상기 상류 단부에 접속되고, 대응하는 상기 공급측 분기 유로로부터 유출되어 상기 액체 공급 대상을 경유하는 액체를 상기 상류 단부에 유입시키는 복수의 되돌림측 유로와,
    상기 메인 유로에서의 상기 펌프와 상기 하류 단부와의 사이의 부분으로부터 분기하고, 상기 메인 유로에서의 상기 펌프의 상류측의 부분에 접속되는 바이패스 유로와,
    상기 메인 유로에서의 상기 펌프와 상기 하류 단부와의 사이의 부분으로부터 상기 펌프의 상류측의 부분으로 상기 바이패스 유로를 통하여 통류하는 액체의 유량을 조절하는 제2 유량 조절 밸브와,
    상기 펌프, 복수의 상기 제1 유량 조절 밸브 및 상기 제2 유량 조절 밸브를 제어하는 제어 장치를 구비하며,
    상기 제어 장치는, 상기 펌프의 구동이 일정하게 되도록 상기 펌프를 제어하고,
    상기 제1 유량 조절 밸브는 각각, 비례식의 2방(方) 밸브이고,
    상기 제2 유량 조절 밸브는, 상기 메인 유로에 마련되는 비례식의 3방 밸브이고, 상기 메인 유로의 일부를 구성하는 유입 포트 및 제1 분배 포트와, 상기 바이패스 유로에 접속되는 제2 분배 포트를 가지고, 상기 유입 포트에 유입된 액체를 상기 제1 분배 포트와 상기 제2 분배 포트로 분배 가능하게 되어 있으며,
    상기 제어 장치는, 복수의 상기 제1 유량 조절 밸브의 일부 또는 전부의 개도(開度)의 조절에 연동하여 상기 제2 유량 조절 밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 액체 공급 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 유량 조절 밸브는,
    상기 유입 포트로부터의 액체를 상기 제1 분배 포트로 통류시키기 위한 단면 직사각형 모양의 제1 밸브구(口)와, 상기 유입 포트로부터의 액체를 상기 제2 분배 포트로 통류시키기 위한 단면 직사각형 모양의 제2 밸브구가 형성된 원기둥 형상의 빈 곳으로 이루어지는 밸브 시트를 가지는 밸브 본체와,
    상기 제1 밸브구를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 전환함과 동시에 상기 제2 밸브구를 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 전환하도록 상기 밸브 본체의 밸브 시트 내에 회전 가능하게 배치되고, 미리 정해진 중심각을 가지는 반원통 형상으로 형성된 밸브 본체를 가지는 것을 특징으로 하는 액체 공급 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 밸브 본체의 둘레 방향을 따른 양 단면(端面)이 곡면 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 공급 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 장치는, 복수의 상기 제1 유량 조절 밸브의 일부 또는 전부의 개도의 조절에 연동하여 상기 제2 유량 조절 밸브의 개도를 조절할 때, 개도가 조절되는 상기 제1 유량 조절 밸브의 일부 또는 전부의 단위 시간당 개도 변화율과 상기 제2 유량 조절 밸브의 단위 시간당 개도 변화율을 동일하게 하는 것을 특징으로 하는 액체 공급 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 장치는, 복수의 상기 제1 유량 조절 밸브의 일부 또는 전부의 개도의 조절에 연동하여 상기 제2 유량 조절 밸브의 개도를 조절할 때, 복수의 상기 제1 유량 조절 밸브의 일부 또는 전부에 대한 조작 신호를 반전시킨 조작 신호에 의해서, 상기 제2 유량 조절 밸브를 동작시키는 것을 특징으로 하는 액체 공급 장치.
  6. 상류 단부와 하류 단부와의 사이에 펌프를 가지고, 상기 펌프의 구동에 의해서 상기 상류 단부로부터 상기 하류 단부를 향해서 액체를 통류시키는 메인 유로와,
    상기 메인 유로의 상기 하류 단부로부터 분기하고, 상기 하류 단부로부터 유출되는 액체를 각각이 액체 공급 대상측으로 공급하는 복수의 공급측 분기 유로와,
    상기 복수의 공급측 분기 유로의 각각에 마련된 제1 유량 조절 밸브와,
    상기 복수의 공급측 분기 유로에 대응하여 마련되는 복수의 유로로서, 각각이 상기 메인 유로의 상기 상류 단부에 접속되고, 대응하는 상기 공급측 분기 유로로부터 유출되어 상기 액체 공급 대상을 경유하는 액체를 상기 상류 단부에 유입시키는 복수의 되돌림측 유로와,
    상기 메인 유로에서의 상기 펌프와 상기 하류 단부와의 사이의 부분으로부터 분기하고, 상기 메인 유로에서의 상기 펌프의 상류측의 부분에 접속되는 바이패스 유로와,
    상기 메인 유로에서의 상기 펌프와 상기 하류 단부와의 사이의 부분으로부터 상기 펌프의 상류측의 부분으로 상기 바이패스 유로를 통하여 통류하는 액체의 유량을 조절하는 제2 유량 조절 밸브와,
    상기 펌프, 복수의 상기 제1 유량 조절 밸브 및 상기 제2 유량 조절 밸브를 제어하는 제어 장치를 구비하며,
    상기 제어 장치는, 상기 펌프의 구동이 일정하게 되도록 상기 펌프를 제어하고,
    상기 제1 유량 조절 밸브는 각각, 비례식의 2방(方) 밸브이고,
    상기 제2 유량 조절 밸브는, 상기 바이패스 유로에 마련된 비례식의 2방 밸브이며,
    상기 제어 장치는, 복수의 상기 제1 유량 조절 밸브의 일부 또는 전부의 개도의 조절에 연동하여 상기 제2 유량 조절 밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 액체 공급 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나에 있어서,
    상기 공급측 분기 유로와 상기 되돌림측 유로와의 사이에, 배관을 매개로 하여 상기 액체 공급 대상이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 공급 장치.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 액체 공급 장치와,
    상기 액체 공급 장치가 통류시키는 액체를 냉각하는 냉동 장치를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액체 온조 시스템.
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