TW201910701A - 液體供給裝置以及液體溫度調節系統 - Google Patents

液體供給裝置以及液體溫度調節系統 Download PDF

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上田禎一郎
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日商伸和控制工業股份有限公司
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Abstract

本發明的實施形態的液體供給裝置包括：多個供給側分支流路，自主流路的下游端部分支，且分別將自下游端部流出的液體朝液體供給對象側供給；第1流量調節閥，設置於供給側分支流路的各個；多個返回側流路，與供給側分支流路對應地設置，且使自供給側分支流路流出並經由液體供給對象的液體流入至主流路的上游端部；旁通流路，自主流路的泵與下游端部之間的部分分支，且連接於泵的上游側；第2流量調節閥，對通過旁通流路而朝泵的上游側部分流通的液體的流量進行調節；以及控制裝置。控制裝置對泵進行控制，以使泵的驅動成為一定。第1流量調節閥為比例式兩通閥，第2流量調節閥為設置於主流路的比例式三通閥。控制裝置與多個第1流量調節閥的一部分或全部的開度的調節連動地調節第2流量調節閥的開度。

Description

液體供給裝置以及液體溫度調節系統
本發明是有關於一種能夠將供給至溫度控制對象物等多個液體供給對象的液體，再次供給至各液體供給對象的液體供給裝置以及液體溫度調節系統。
已知有如下的液體溫度調節系統：其包括具有壓縮機、冷凝器、膨脹閥及蒸發器的冷凍裝置；以及使鹵水(brine)等液體循環的循環裝置；並且利用冷凍裝置的蒸發器對循環裝置的液體進行冷卻（例如，JP2015-14417A）。於此種液體溫度調節系統的循環裝置中，存在如下類型：經由配管而連接於溫度控制對象物，並經由該配管而直接將液體供給至溫度控制對象物來進行溫度控制的類型；或一體地具有使液體流通的溫度調節部，並經由溫度調節部而對溫度控制對象物進行溫度控制的類型等。於前者中，將液體供給至溫度控制對象物並經由該溫度控制對象物來使液體循環，於後者中，經由溫度調節部而使液體循環。
JP2015-14417A揭示了將液體經由配管而直接供給至溫度控制對象物的類型的裝置，該裝置僅對一個溫度控制對象物供給液體且使液體循環。
[發明所欲解決之課題]
於此種系統中，有時期望朝多個溫度控制對象物供給液體。此時，於如JP2015-14417A所揭示般循環裝置僅對一個溫度控制對象物（液體供給對象）供給液體的構成中，需要與各溫度控制對象物對應地設置多個冷凍裝置及循環裝置。然而，於該構成中，會產生系統整體大型化且複雜化的問題。相對於此，若使循環裝置的流路分支為多個，而自各分支流路對多個溫度控制對象物供給液體，則能夠抑制系統整體的大型化。
且說，於如所述般對多個溫度控制對象物供給液體時，理想的是例如於多個溫度控制對象物中的任一個產生異常的情況下，停止液體朝存在異常的溫度控制對象物的供給。此處，於如所述般將流路分支為多個的構成中，能夠藉由於各分支流路上設置阻斷閥等來選擇性地停止液體朝溫度控制對象物的供給。
然而，於所述構成中，液體朝某一溫度控制對象物的供給停止，會引起供給至其他溫度控制對象物的液體的壓力上升。其結果，可能產生液體的供給速度變化或溫度變化，因此有溫度控制的穩定性受損之虞。另外，因液體的壓力上升，故對於用以使液體循環的泵的負荷增大，亦有產生泵的損傷或壽命的下降之虞。
本發明為考慮此種實情而成者，其目的在於提供一種於自分支的流路朝溫度控制對象物等多個液體供給對象供給液體的構成中，可抑制使液體的供給狀態變化時的流路內的液體的壓力變動，藉此可確保液體供給的良好的穩定性的液體供給裝置以及液體溫度調節系統。 [解決課題之手段]
本發明的液體供給裝置包括：主流路，於上游端部與下游端部之間具有泵，且藉由所述泵的驅動而使液體自所述上游端部朝向所述下游端部流通；多個供給側分支流路，自所述主流路的所述下游端部分支，且分別將自所述下游端部流出的液體朝液體供給對象側供給；第1流量調節閥，設置於所述多個供給側分支流路的各個；多個返回側流路，其為與所述多個供給側分支流路對應地設置的多個流路，且分別連接於所述主流路的所述上游端部，使自對應的所述供給側分支流路流出並經由所述液體供給對象的液體流入至所述上游端部；旁通流路，自所述主流路中的所述泵與所述下游端部之間的部分分支，且連接於所述主流路中的所述泵的上游側部分；第2流量調節閥，對自所述主流路中的所述泵與所述下游端部之間的部分通過所述旁通流路而朝所述泵的上游側部分流通的液體的流量進行調節；以及控制裝置，對所述泵、多個所述第1流量調節閥及所述第2流量調節閥進行控制；並且所述控制裝置控制所述泵，使所述泵的驅動成為固定。
根據本發明的液體供給裝置，能夠藉由對多個第1流量調節閥中的一部分或全部的開度進行調節，使自多個供給側分支流路的一部分或全部供給的液體的流量變化，或使液體的供給停止。此時，可對應於所變化的流量，藉由第2流量調節閥的調節，來使通過旁通流路而流通至泵的上游側的液體的流量變化，或者藉由第2流量調節閥的調節，來使與因閉閥而未被供給的流量相應的液體通過旁通流路而流通至泵的上游側。藉由此種旁通流路中流通的液體的流量的調節，即便泵的驅動固定，亦能夠抑制流路中的液體的壓力變動。藉此，可抑制使液體的供給狀態變化時的流路內的液體的壓力變動，從而可確保液體供給的良好的穩定性。
於本發明的液體供給裝置中，可為：所述第1流量調節閥分別為比例式兩通閥，所述第2流量調節閥為設置於所述旁通流路的比例式兩通閥。而且，可為：所述控制裝置與多個所述第1流量調節閥的一部分或全部的開度的調節連動地調節所述第2流量調節閥的開度。
根據該構成，藉由以與使多個第1流量調節閥中的一部分或全部的開度變化時的關閉量或開放量相同的量，或藉由對所述量乘以規定的係數而得的量，使第2流量調節閥的開度與第1流量調節閥反向地進行變化，可利用簡單的控制使與所期望的流量相應的液體返回至泵的上游側，從而適宜地抑制流路中的液體的壓力變動。 更詳細而言，於第1流量調節閥的節流口徑與第2流量調節閥的節流口徑相同的情況下，可藉由以與使第1流量調節閥的開度變化時的關閉量或開放量相同的量，使第2流量調節閥的開度與第1流量調節閥反向地進行變化，來適宜地抑制液體的壓力變動。 另一方面，於第1流量調節閥的節流口徑與第2流量調節閥的節流口徑不同的情況下，可藉由以對使第1流量調節閥的開度變化時的關閉量或開放量乘以規定的係數，而與使第1流量調節閥的開度變化時的關閉量或開放量同等的量，使第2流量調節閥的開度與第1流量調節閥反向地進行變化，來適宜地抑制液體的壓力變動。
另外，於本發明的液體供給裝置中，可為：所述第1流量調節閥分別為比例式兩通閥，所述第2流量調節閥為設置於所述主流路的比例式三通閥，且具有構成所述主流路的一部分的流入端口及第1分配端口以及連接於所述旁通流路的第2分配端口，能夠將流入至所述流入端口的液體朝所述第1分配端口與所述第2分配端口分配。而且，可為：所述控制裝置與多個所述第1流量調節閥的一部分或全部的開度的調節連動地調節所述第2流量調節閥的開度。
根據該構成，於使多個第1流量調節閥中的一部分或全部的開度變化時，能夠藉由三通閥的單一的動作而靈活地調節期望流通至第1流量調節閥側的液體的流量與期望流通至旁通流路側的液體的流量，藉此可簡單且有效地抑制流路中的液體的壓力變動。
另外，於本發明的液體供給裝置中，可為：所述第2流量調節閥包括：閥主體，具有包含圓柱形狀的空間的閥座，所述閥座形成有用以使來自所述流入端口的液體朝所述第1分配端口流通的剖面呈矩形形狀的第1閥口、與用以使來自所述流入端口的液體朝所述第2分配端口流通的剖面呈矩形形狀的第2閥口；以及閥體，以將所述第1閥口自關閉狀態切換成開放狀態的同時，將所述第2閥口自開放狀態切換成關閉狀態的方式旋轉自如地配置於所述閥主體的閥座內，且形成為具有預先設定的中心角的半圓筒形狀。
根據該構成，藉由第1閥口及第2閥口的剖面呈矩形形狀，可抑制因閥體的位置而改變朝第1閥口及第2閥口的液體的流量的變化率，因此於使多個第1流量調節閥中的一部分或全部的開度變化時，可提高期望流通至第1流量調節閥側的液體的流量與期望流通至旁通流路側的液體的流量的調節精度。
另外，於本發明的液體供給裝置中，可為：沿著所述閥體的周向的兩端面形成為曲面形狀。
根據該構成，可進一步有效地抑制因閥體的位置而改變朝第1閥口及第2閥口的液體的流量的變化率，因此可有效地提高期望流通至第1流量調節閥側的液體的流量與期望流通至旁通流路側的液體的流量的調節精度。
另外，可為：在所述控制裝置與多個所述第1流量調節閥的一部分或全部的開度的調節連動地調節所述第2流量調節閥的開度時，將經調節開度的所述第1流量調節閥的一部分或全部的每單位時間的開度變化率與所述第2流量調節閥的每單位時間的開度變化率設為相同。 另外，亦可為：在所述控制裝置與多個所述第1流量調節閥的一部分或全部的開度的調節連動地調節所述第2流量調節閥的開度時，藉由使對於多個所述第1流量調節閥的一部分或全部的操作訊號反轉的操作訊號，使所述第2流量調節閥動作。
另外，於本發明的液體供給裝置中，可為：所述主流路的所述上游端部包含能夠貯存所述液體的槽，且所述旁通流路連接於所述槽。
根據該構成，可藉由使返回側流路及旁通流路合流於槽，來抑制因來自該些流路的液體的合流而可能產生的液體的壓力變動或脈動，從而可使液體供給的穩定性提高。
另外，於本發明的液體供給裝置中，所述控制裝置可為：於阻斷多個所述第1流量調節閥中的一部分或全部時，對所述第2流量調節閥進行控制，以使與經阻斷的所述第1流量調節閥所供給的液體的流量相同流量的液體通過所述旁通流路而流通至所述泵的上游側。
根據該構成，可藉由與經阻斷的第1流量調節閥所供給的液體的流量相同流量的液體，自主流路中的泵與下游端部之間的部分返回至泵的上游側部分，來確實地抑制因第1流量調節閥的閉閥（阻斷）而可能產生的流路內的液體的壓力變動。
另外，於本發明的液體供給裝置中，所述控制裝置可為：在將所有的所述第1流量調節閥控制為全開放狀態時，將所述第2流量調節閥控制為全關閉狀態。
根據該構成，於將第1流量調節閥的各個設為全開放狀態時，液體不會自旁通流路朝泵的上游側流通，故可有效率地使泵運轉。
另外，於本發明的液體供給裝置中，可為：於所述供給側分支流路與所述返回側流路之間，經由配管而連接有所述液體供給對象。
另外，本發明的液體溫度調節系統的特徵在於包括：所述液體供給裝置、以及對所述液體供給裝置中流通的液體進行冷卻的冷凍裝置。 [發明的效果]
根據本發明，於自經分支的流路朝多個液體供給對象供給液體的構成中，可抑制使液體的供給狀態變化時的流路內的液體的壓力變動，藉此可確保液體供給的良好的穩定性。
以下，參照附圖對本發明的各實施形態進行詳細說明。
＜第1實施形態＞ 圖1是本發明的第1實施形態的液體溫度調節系統1的概略圖。圖1所示的液體溫度調節系統1包括：冷凍裝置10以及液體供給裝置100。冷凍裝置10利用於其內部循環的熱介質對液體供給裝置100中流通的液體進行溫度控制，液體供給裝置100將經冷凍裝置10溫度控制的液體朝作為液體供給對象的溫度控制對象物（本例中，為後述的負荷150）供給。冷凍裝置10及液體供給裝置100電性連接於控制裝置160，且液體供給裝置100中流通的液體藉由控制裝置160對冷凍裝置10及液體供給裝置100的控制，而被調節為所期望的溫度。
冷凍裝置10構成為：壓縮機11、冷凝器12、膨脹閥13及蒸發器14，以使熱介質循環的方式並按照該順序經由配管15而連接。
壓縮機11將自蒸發器14流出的低溫且低壓的氣體狀態的熱介質壓縮，使其成為高溫且高壓的氣體狀態而供給至冷凝器12。冷凝器12藉由冷卻水對經壓縮機11壓縮的熱介質進行冷卻並冷凝，使其成為規定的冷卻溫度的高壓的液體狀態而供給至膨脹閥13。冷凝器12的冷卻水可使用水，亦可使用其他的製冷劑。圖中的符號16表示將冷卻水供給至冷凝器12的冷卻水配管。
膨脹閥13藉由使自冷凝器12供給的熱介質膨脹來使熱介質減壓，並使其成為低溫且低壓的氣液混合狀態而供給至蒸發器14。蒸發器14使自膨脹閥13供給的熱介質與液體供給裝置100的液體進行熱交換。此處，與液體進行了熱交換的熱介質成為低溫且低壓的氣體狀態並自蒸發器14流出而再次經壓縮機11壓縮。此種冷卻裝置10亦可為：藉由使壓縮機11的運轉頻率變化而調節轉速，而能夠調節供給至冷凝器12的熱介質的供給量並且能夠調節膨脹閥13的開度，藉此能夠調節供給至蒸發器14的熱介質的供給量。該情況下，藉由如所述般的調節，冷凍裝置10的冷凍能力成為可變。
液體供給裝置100包括：主流路101，藉由設置於上游端部101U與下游端部101D之間的泵111的驅動，而使液體自上游端部101U朝向下游端部101D流通；多個供給側分支流路102，自主流路101的下游端部101D分支，且分別將自下游端部101D流出的液體朝液體供給對象側供給；第1流量調節閥103，設置於多個供給側分支流路102的各個；多個返回側流路104，與多個供給側分支流路102對應地設置；旁通流路105，自主流路101中的泵111與下游端部101D之間的部分分支，且連接於泵111的上游側部分；以及第2流量調節閥106，對旁通流路105中流通的液體的流量進行調節。本實施形態中的液體供給裝置100對液體供給對象（負荷150）供給作為液體的乙二醇(ethylene glycol)水溶液。但是，液體供給裝置100對液體供給對象供給的液體並無特別限定。
圖1中的對應於主流路101的部分為了便於說明而用兩點鏈線圍住。本實施形態中的主流路101的上游端部101U包含能夠貯存所流通的液體的槽116，下游端部101D例如包含具有能夠連接多個供給側分支流路102的多個連接口的配件。另外，主流路101於上游端部101U與下游端部101D之間具有：泵111、被溫度調節部112及加熱部113。
泵111構成主流路101的一部分，並產生用以使液體自上游端部101U朝向下游端部101D流通的驅動力。被溫度調節部112設置於泵111的下游側且連接於蒸發器14。被溫度調節部112中流通的液體與蒸發器14中流通的低溫的熱介質進行熱交換，藉此液體被冷卻。加熱部113設置於被溫度調節部112的下游側，且構成主流路101的一部分。加熱部113例如為電加熱器，能夠對其內部中流通的液體進行加熱。液體供給裝置100中，藉由於被溫度調節部112中對液體進行冷卻，並利用加熱部113對液體進行加熱，而能夠精度良好地將液體調節為所期望的溫度。
於本例中，供給側分支流路102設置有三個，與該些對應的第1流量調節閥103亦設置有三個。供給側分支流路102分別以與第1流量調節閥103的開度相應的流量，將來自下游端部101D的液體供給至作為液體供給對象的負荷150。本實施形態中的第1流量調節閥103分別為比例式兩通閥，更詳細而言為比例式氣動閥（air-operated valve）。再者，第1流量調節閥103的形式並不限於實施形態的例子。第1流量調節閥103只要為至少可切換開閉者即可，例如可為僅切換開閉的兩通閥，亦可為包含比例式電磁閥或馬達閥（電動閥）的流量調節閥。
返回側流路104與供給側分支流路102及第1流量調節閥103對應地設置有三個，返回側流路104的各個連接於主流路101的上游端部101U。各返回側流路104使自對應的供給側分支流路102流出並經由負荷150（液體供給對象、溫度控制對象物）的液體流入至上游端部101U。此處，於本實施形態中，設為液體供給對象及溫度控制對象物的負荷150為獨立於液體供給裝置100的個體，且經由配管151而連接於對應的供給側分支流路102及返回側流路104。再者，於圖1中，為了便於說明而用兩點鏈線表示負荷150及配管151。配管151例如亦可經由聯結器(coupling)部而連接於供給側分支流路102及返回側流路104的各個。另外，供給側分支流路102、第1流量調節閥103及返回側流路104分別設置有三個，但此數量是一例，只要供給側分支流路102、第1流量調節閥103及返回側流路104的數量分別為兩個以上，則並無特別限定。
接著，旁通流路105自主流路101中的泵111與下游端部101D之間且為加熱部113的下游側的部分分支，並於泵111的上游側連接於上游端部101U。本實施形態中的第2流量調節閥106為設置於旁通流路105的比例式兩通閥，並對自主流路101中的泵111與下游端部101D之間的部分通過旁通流路105而朝泵111的上游側部分流通的液體的流量進行調節。
更詳細而言，第2流量調節閥106為比例式馬達閥（電動閥），但第2流量調節閥106只要為至少可切換開閉者即可，例如可為僅切換開閉的兩通閥，亦可為包含比例式電磁閥或氣動閥的流量調節閥。
接著，對控制裝置160進行說明，控制裝置160對冷凍裝置10中的壓縮機11及膨脹閥13進行控制，並且對液體供給裝置100中的泵111、加熱部113、第1流量調節閥103及第2流量調節閥106進行控制。具體而言，控制裝置160根據液體供給裝置100的液體的冷卻所需的冷凍能力，來控制壓縮機11的轉速及膨脹閥13的開度。另外，控制裝置160將液體供給裝置100中的泵111控制為一定的轉速，並根據於加熱部113的下游側且下游端部101D的上游側之間流通的液體的溫度來控制加熱部113的加熱能力。控制裝置160對泵111進行控制，以使液體供給裝置100中的泵111的驅動成為固定。藉此，於通常的運轉時，液體以一定的流通量於液體供給裝置100內循環。如此，可藉由以一定的流通量使液體循環，而穩定地將由被溫度調節部112冷卻後及由加熱部113加熱後的液體的溫度調節至所期望的狀態。
另外，控制裝置160與第1流量調節閥103的開度的調節連動地調節第2流量調節閥106的開度。具體而言，本實施形態中的控制裝置160於將所有的第1流量調節閥103控制為全開放狀態時，將第2流量調節閥106控制為全關閉狀態。而且，控制裝置160於自此種所有的第1流量調節閥103為全開放的狀態而阻斷多個第1流量調節閥103中的一部分或全部時，對第2流量調節閥106進行控制，以使與經阻斷的第1流量調節閥103所供給的液體的流量相同流量的液體通過旁通流路105而流通至泵111的上游側。
更詳細而言，於正常的運轉狀態的情況下，控制裝置160如所述般將所有的第1流量調節閥103控制為全開放狀態，另一方面，將第2流量調節閥106控制為全關閉狀態。自此種正常的運轉狀態，例如，於負荷150的一部分中產生異常，而期望停止朝該負荷150的液體供給的情況下，控制裝置160如所述般阻斷第1流量調節閥103中的一部分，另一方面，可對第2流量調節閥106進行控制，以使與經阻斷的第1流量調節閥103所供給的液體的流量相同流量的液體通過旁通流路105而流通至泵111的上游側。藉此，能夠抑制使液體的供給狀態變化時的流路內的液體的壓力變動。
再者，於對第2流量調節閥106進行控制，以使與經阻斷的第1流量調節閥103所供給的液體的流量相同流量的液體通過旁通流路105而流通時，較佳為將第1流量調節閥103及第2流量調節閥106的每單位時間的開度變化率設為相同。
詳細而言，控制裝置160以第1流量調節閥103的開度的變化方向與第2流量調節閥106的開度的變化方向成為彼此逆向的方式，使第1流量調節閥103及第2流量調節閥106同時動作，且藉由將第1流量調節閥103的每單位時間的開度變化率與第2流量調節閥106的每單位時間的開度變化率設為相同，而可有效地抑制因第1流量調節閥103的開度變化而產生的液體的壓力變動。於此種控制中，控制裝置160藉由使用以對第1流量調節閥103控制開度的操作訊號反轉的操作訊號，來使第2流量調節閥206動作，藉此可使第1流量調節閥103的每單位時間的開度變化率與第2流量調節閥106的每單位時間的開度變化率準確地一致，而且可抑制因第1流量調節閥103的開度變化而產生的液體的壓力變動。根據此種控制，可獲得如下效果：可簡單且迅速地抑制因第1流量調節閥103的開度變化而產生的液體的壓力變動。 再者，將所述第1流量調節閥103的每單位時間的開度變化率與第2流量調節閥106的每單位時間的開度變化率設為相同的控制，尤其於第1流量調節閥103的節流口徑與第2流量調節閥106的節流口徑相同的情況下，可極為有效地抑制因第1流量調節閥103的開度變化而產生的液體的壓力變動。然而，即便於第1流量調節閥103的節流口徑與第2流量調節閥106的節流口徑不同的情況下，亦可抑制因第1流量調節閥103的開度變化而產生的液體的壓力變動。另一方面，於第1流量調節閥103的節流口徑與第2流量調節閥106的節流口徑不同的情況下，於使第1流量調節閥103及第2流量調節閥106進行開閉動作時，若將第1流量調節閥103的每單位時間的開口面積的變化率與第2流量調節閥106的每單位時間的開口面積的變化率設為相同，則可極為有效地抑制因第1流量調節閥103的開度變化而產生的液體的壓力變動。然而，此時的對於第2流量調節閥106的操作訊號的運算變得比較複雜。
再者，所述「每單位時間的開度變化率」是指將第1流量調節閥103及第2流量調節閥106，自某一開度變化為另一開度時的變化前後的開度之差除以單位時間所得的值。例如，於開度自100%（全開放狀態）變化為80%的情況下，將變化前後的開度之差即開度變化量20%除以單位時間所得的值成為開度變化率。
另外，例如為了調節冷凍能力，控制裝置160亦能夠自如下狀態將多個第1流量調節閥103中的一部分或全部的開度調節為中間開度，所述狀態為如所述般將所有的第1流量調節閥103控制為全開放狀態，另一方面，將第2流量調節閥106控制為全關閉狀態。而且，控制裝置160亦可藉由第2流量調節閥106的調節，使通過旁通流路105而流通至泵111的上游側的液體的流量與此種控制時所減少的自第1流量調節閥103朝負荷150側的液體的流量對應地變化。另外，控制裝置160使設為中間開度的第1流量調節閥103中的一部分或全部的開度變化，可使自供給側分支流路102的一部分或全部供給的液體的流量變化，且亦可藉由第2流量調節閥106的調節，使通過旁通流路105而流通至泵111的上游側的液體的流量與此時所變化的流量對應地變化。於如所述般將多個第1流量調節閥103中的一部分或全部的開度自全開放狀態調節為中間開度時，對應於所減少的自第1流量調節閥103朝負荷150側的液體的流量，藉由第2流量調節閥106的調節，來使通過旁通流路105而流通至泵111的上游側的液體的流量變化，即便於所述情況下，較佳亦為將第1流量調節閥103及第2流量調節閥106的每單位時間的開度變化率設為相同。另外，於使設為中間開度的第1流量調節閥103中的一部分或全部的開度變化，並使自供給側分支流路102的一部分或全部朝負荷150側供給的液體的流量變化時，對應於如所述般變化的流量，藉由第2流量調節閥106的調節來使通過旁通流路105而流通至泵111的上游側的液體的流量變化，即便於所述情況下，較佳亦為將第1流量調節閥103及第2流量調節閥106的每單位時間的開度變化率設為相同。 控制裝置160藉由使對於第1流量調節閥103的操作訊號反轉的操作訊號，來使第2流量調節閥206動作，藉此可使第1流量調節閥103的每單位時間的開度變化率與第2流量調節閥106的每單位時間的開度變化率準確地一致。此處，於對多個第1流量調節閥103的開度同時控制的情況下，可為：將使對於多個第1流量調節閥103的操作訊號反轉的操作訊號合計而得的操作訊號，用作為對於第2流量調節閥206的操作訊號。
接著，對本實施形態的液體溫度調節系統1的動作進行說明。
於開始液體溫度調節系統1的溫度控制的動作時，於本實施形態中，首先，將負荷150經由配管151而連接於供給側分支流路102及返回側流路104的各個。負荷150例如為溫度控制所需的區域或構件，例如亦可為於半導體製造裝置中對晶圓進行保持的平台等。接著，冷凍裝置10中的壓縮機11被驅動，並且液體供給裝置100中的泵111被驅動。此時，於冷凍裝置10中，膨脹閥13被控制成基準的開度，於液體供給裝置100中，所有的第1流量調節閥103被控制為全開放狀態，並且第2流量調節閥106被控制成全關閉狀態。藉此，利用冷凍裝置10的蒸發器14對主流路101中的液體進行冷卻，並經加熱部113加熱調節後，供給至各供給側分支流路102。其後，液體對各負荷150進行溫度控制，通過對應的返回側流路104而流入至槽116，並循環至泵111。
而且，於所述般的運轉中，例如於負荷150的一部分或全部中產生異常時，控制裝置160阻斷與產生異常的負荷150對應的多個第1流量調節閥103中的一部分或全部，並對第2流量調節閥106進行控制，使與經阻斷的第1流量調節閥103所供給的液體的流量相同流量的液體通過旁通流路105而流通至泵111的上游側。藉此，使第1流量調節閥103中的液體的供給狀態變化時的流路內的液體的壓力變動得到抑制。例如，於自各供給側分支流路102朝負荷150以20 L/min供給液體的情況下，於一個負荷150中產生異常，為了停止朝該負荷150的液體而進行如所述般的控制。該情況下，對兩個負荷150自對應的供給側分支流路102以20 L/min供給液體，自旁通流路105朝槽116以20 L/min流通液體。藉此，不會產生如使60 L/min的液體流通至供給側分支流路102側般的壓力，故可抑制流路內的液體的壓力變動（此處為壓力上升）。
如上所說明般，於本實施形態中，藉由對多個第1流量調節閥103中的一部分或全部的開度進行調節，能夠使自多個供給側分支流路102的一部分或全部供給的液體的流量變化或使液體的供給停止。此時，可對應於所變化的流量，藉由第2流量調節閥106的調節，來使通過旁通流路105而流通至泵111的上游側的液體的流量變化，或者藉由第2流量調節閥106的調節而使與因閉閥而未被供給的流量相應的液體通過旁通流路105而流通至泵的上游側。藉由此種旁通流路105中流通的液體的流量的調節，即便泵111的驅動固定，亦能夠抑制流路中的液體的壓力變動。藉此，可抑制使液體的供給狀態變化時的流路內的液體的壓力變動，且可確保液體供給的良好的穩定性。
另外，於本實施形態中，第1流量調節閥103分別為比例式兩通閥，第2流量調節閥106亦為設置於旁通流路105的比例式兩通閥。藉此，以與使多個第1流量調節閥103中的一部分或全部的開度變化時的關閉量或開放量相同的量或對所述量乘以規定的係數而得的量，使第2流量調節閥106的開度與第1流量調節閥103反向地進行變化，藉此可利用簡單的控制使與所期望的流量相應的液體返回至泵111的上游側，從而可適宜地抑制流路中的液體的壓力變動。此種控制可利用控制裝置160來進行。
另外，於本實施形態中，主流路101的上游端部101U包含能夠貯存液體的槽116，旁通流路105連接於槽116。藉此，使返回側流路104及旁通流路105合流於槽116，藉此可抑制因來自該些流路的液體的合流而可能生成的液體的壓力變動或脈動，且可使液體供給的穩定性提高。
另外，本實施形態中的控制裝置160於阻斷多個第1流量調節閥103中的一部分或全部時，對第2流量調節閥106進行控制，使與經阻斷的第1流量調節閥103所供給的液體的流量相同流量的液體通過旁通流路105而流通至泵111的上游側。藉此，與經阻斷的第1流量調節閥103所供給的液體的流量相同流量的液體，自主流路101中的泵111與下游端部101D之間的部分返回至泵111的上游側部分，藉此可確實地抑制因第1流量調節閥103的閉閥（阻斷）而可能生成的流路內的液體的壓力變動。
另外，控制裝置160於將所有的第1流量調節閥103控制為全開放狀態時，將第2流量調節閥106控制為全關閉狀態。藉此，於將第1流量調節閥103的各個設為全開放狀態時，液體不會自旁通流路105朝泵111的上游側流通，故可有效率地使泵運轉。
＜第2實施形態＞ 接著，一邊參照圖2至圖4（a）、圖4（b）一邊對本發明的第2實施形態進行說明。關於本實施形態中的構成部分中的與第1實施形態的構成部分相同者，標注相同的符號並省略說明。
如圖2所示，於第2實施形態中，用以調節旁通流路105中流通的液體的流量的第2流量調節閥206為三通閥，該構成與第1實施形態的構成不同。第2流量調節閥206為設置於主流路101的比例式三通閥，且具有構成主流路101的一部分的流入端口206A及第1分配端口206B以及連接於旁通流路105的第2分配端口206C，能夠將流入至流入端口206A的液體朝第1分配端口206B與第2分配端口206C分配。
圖3是本實施形態中的第2流量調節閥206的剖面立體圖，圖4（a）及圖4（b）是沿著圖3的IV-IV線且以在相對於IV-IV線的箭頭的方向而正交的方向上延伸的面切斷本實施形態中的第2流量調節閥206時的概略剖面圖。
如圖3所示，第2流量調節閥206包括：閥主體214，具有包含圓柱形狀的空間（包含圓柱形狀的孔部的內周面）的閥座213，所述閥座213形成有用以使來自流入端口206A的液體朝第1分配端口206B流通的剖面呈矩形形狀的第1閥口211、與用以使來自流入端口206A的液體朝第2分配端口206C流通的剖面呈矩形形狀的第2閥口212；以及閥體240，以將第1閥口211自關閉狀態切換成開放狀態的同時，將第2閥口212自開放狀態切換成關閉狀態的方式旋轉自如地配置於閥主體214的閥座213內，且形成為具有預先設定的中心角的半圓筒形狀。再者，圖3表示沿著圓柱形狀的閥座213的軸向切斷閥主體214的剖面。
如圖3所示，閥主體214具有連接圓筒狀的流入端口206A的流入口210，流入口210朝向圓柱形狀的閥座213的軸向的一側（圖3中的下側）而自閥座213開口。流入端口206A連接於構成主流路101的配管，並使經溫度調節的液體自該配管流入。流入端口206A固定於閥主體214的外壁且連接於流入口210。第1閥口211及第2閥口212形成為在與閥座213的軸向正交的方向上彼此相向。
第1分配端口206B形成為圓筒狀，且固定於閥主體214的外壁並連接於第1閥口211。於本例中，如圖3所示，於第1分配端口206B的內側端部與第1閥口211之間形成有矩形角筒狀的第1連接流路221。第1連接流路221由閥主體214的內壁形成，且具有與第1閥口211相似的剖面矩形形狀。第2分配端口206C亦形成為圓筒狀，且固定於閥主體214的外壁並連接於第2閥口212，於第2分配端口206C的內側端部與第2閥口212之間亦形成有矩形角筒狀的第2連接流路222。第2連接流路222亦由閥主體214的內壁形成，且具有與第2閥口212相似的剖面矩形形狀。
如圖3所示，閥體240包括：半圓筒形狀的閥體部241，使第1閥口211及第2閥口212開閉；第1軸支撐部242，設置於閥座213的軸向上的流入端口206A側；第2軸支撐部243，設置於與閥座213的流入端口206A側相反之側；以及聯結器部244，自第2軸支撐部243沿著軸向突出且與省略圖示的馬達連結。第1軸支撐部242形成為圓環狀，且能夠使來自流入端口206A的液體流入至閥座213內。另一方面，第2軸支撐部243為圓板狀，且覆蓋閥座213，以抑制液體自第2軸支撐部243朝外部漏出。該些第1軸支撐部242及第2軸支撐部243旋轉自如地支撐於閥座213，藉此閥體240能夠利用結合於聯結器部244的馬達而繞閥座213的軸中心旋轉。
於圖4（a）及圖4（b）中，示出閥體240自如下狀態切換的情況：將第2閥口212設為關閉狀態而阻斷液體朝第2分配端口206C的分配，將第1閥口211設為開放狀態而將液體僅朝第1分配端口206B分配。藉由自圖4（a）所示的狀態，使閥體240逆時針旋轉，如圖4（b）所示，可將第2閥口212自關閉狀態切換成開放狀態的同時，將第1閥口211自開放狀態切換成關閉狀態。另一方面，於自將第1閥口211設為關閉狀態而阻斷液體朝第1分配端口206B的分配，將第2閥口212設為開放狀態而將液體僅朝第2分配端口206C分配的狀態，使閥體240例如順時針旋轉的情況下，閥體240可將第1閥口211自關閉狀態切換成開放狀態的同時，將第2閥口212自開放狀態切換成關閉狀態。另外，如圖4（a）及圖4（b）所示，於本實施形態中，沿著閥體240（閥體部241）的周向的兩端面241a、端面241b形成為曲面形狀。
於以上所說明的本實施形態中，第2流量調節閥206為設置於主流路101的比例式三通閥，且具有構成主流路101的一部分的流入端口206A及第1分配端口206B以及連接於旁通流路105的第2分配端口206C，能夠將流入至流入端口206A的液體朝第1分配端口206B與第2分配端口206C分配。藉此，於使多個第1流量調節閥103中的一部分或全部的開度變化時，藉由三通閥的單一的動作而能夠靈活地調節期望流通至第1流量調節閥103側的液體的流量與期望流通至旁通流路105側的液體的流量，藉此可簡單且有效地抑制流路中的液體的壓力變動。 於本實施形態中，於使多個第1流量調節閥103中的一部分或全部的開度變化時，與第1流量調節閥103中的一部分或全部的開度的調節連動地調節第2流量調節閥206的開度。此時，與第1實施形態同樣地，例如於對第2流量調節閥206進行控制，使與經阻斷的第1流量調節閥103所供給的液體的流量相同流量的液體通過旁通流路105而流通時，較佳為將第1流量調節閥103及第2流量調節閥106的每單位時間的開度變化率設為相同。更詳細而言，較佳為將第1流量調節閥103的開度變化率與第2流量調節閥206的第2閥口212的開度變化率設為相同。 另外，於將多個第1流量調節閥103中的一部分或全部的開度自全開放狀態調節為中間開度時，對應於所減少的自第1流量調節閥103朝負荷150側的液體的流量，藉由第2流量調節閥206的調節，來使通過旁通流路105而流通至泵111的上游側的液體的流量變化，即便於所述情況下，較佳亦為將第1流量調節閥103及第2流量調節閥206的每單位時間的開度變化率設為相同。另外，於使設為中間開度的第1流量調節閥103中的一部分或全部的開度變化，並使自供給側分支流路102的一部分或全部朝負荷150側供給的液體的流量變化時，對應於如所述般變化的流量，藉由第2流量調節閥206的調節，來使通過旁通流路105而流通至泵111的上游側的液體的流量變化，即便於所述情況下，較佳亦為將第1流量調節閥103及第2流量調節閥206的每單位時間的開度變化率設為相同。
另外，第2流量調節閥206包括：閥主體214，具有包含圓柱形狀的空間的閥座213，所述閥座213形成有用以使來自流入端口206A的液體朝第1分配端口206B流通的剖面呈矩形形狀的第1閥口211、與用以使來自流入端口206A的液體朝第2分配端口206C流通的剖面呈矩形形狀的第2閥口212；以及閥體240，以將第1閥口211自關閉狀態切換成開放狀態的同時，將第2閥口212自開放狀態切換成關閉狀態的方式旋轉自如地配置於閥主體214的閥座213內，且形成為具有預先設定的中心角的半圓筒形狀。藉此，第1閥口211及第2閥口212的剖面呈矩形形狀，藉此可抑制根據閥體240的位置來變化的朝第1閥口211及第2閥口212的液體的流量的變化率，因此於使多個第1流量調節閥103中的一部分或全部的開度變化時，可提高期望流通至第1流量調節閥103側的液體的流量與期望流通至旁通流路105側的液體的流量的調節精度。
另外，於本實施形態中的第2流量調節閥206中，沿著閥體240（閥體部241）的周向的兩端面241a、端面241b形成為曲面形狀。藉此，可進一步有效地抑制根據閥體240的位置來變化的朝第1閥口211及第2閥口212的液體的流量的變化率，因此可有效地提高期望流通至第1流量調節閥103側的液體的流量與期望流通至旁通流路105側的液體的流量的調節精度。
再者，第2流量調節閥206的構成並不限定於所述構成。例如，如圖5的變形例所示，第2流量調節閥206中的沿著閥主體（閥體部241）的周向的兩端面亦可形成為平坦形狀。但是，於該構成的情況下，如圖5所示，流通至第1流量調節閥103（第1閥口211）側的液體的流量與流通至旁通流路105（第2閥口212）側的液體的流量，於自為1：1的狀態偏離的情況下，開度的變化率為非線性。相對於此，於沿著閥體240（閥體部241）的周向的兩端面241a、端面241b形成為曲面形狀的情況下，使開度的變化率以線性或接近線性的狀態變化，而可進一步有效地抑制朝第1閥口211及第2閥口212的液體的流量的變化率，因此有利。
＜第3實施形態＞ 接著，一邊參照圖6一邊對本發明的第3實施形態進行說明。關於本實施形態中的構成部分中的與第1實施形態的構成部分相同者，標注相同的符號並省略說明。
如圖6所示，於本實施形態中，以下方面與第1實施形態不同：於供給側分支流路102與返回側流路104之間的各個中經由配管151而連接有作為液體供給對象的溫度調節部152。溫度調節部152使來自供給側分支流路102的液體朝返回側流路104流通，並使接受至內部的液體與溫度控制對象物進行熱交換，藉此控制溫度控制對象物。
1‧‧‧液體溫度調節系統
10‧‧‧冷凍裝置
11‧‧‧壓縮機
12‧‧‧冷凝器
13‧‧‧膨脹閥
14‧‧‧蒸發器
15、16、151‧‧‧配管
100‧‧‧液體供給裝置
101‧‧‧主流路
101D‧‧‧下游端部
101U‧‧‧上游端部
102‧‧‧供給側分支流路
103‧‧‧第1流量調節閥
104‧‧‧返回側流路
105‧‧‧旁通流路
106、206‧‧‧第2流量調節閥
111‧‧‧泵
112‧‧‧被溫度調節部
113‧‧‧加熱部
116‧‧‧槽
150‧‧‧負荷
152‧‧‧溫度調節部
160‧‧‧控制裝置
206A‧‧‧流入端口
206B‧‧‧第1分配端口
206C‧‧‧第2分配端口
210‧‧‧流入口
211‧‧‧第1閥口
212‧‧‧第2閥口
213‧‧‧閥座
214‧‧‧閥主體
221‧‧‧第1連接流路
222‧‧‧第2連接流路
240‧‧‧閥體
241‧‧‧閥體部
241a、241b‧‧‧端面
242‧‧‧第1軸支撐部
243‧‧‧第2軸支撐部
244‧‧‧聯結器部
圖1是本發明的第1實施形態的液體溫度調節系統的概略圖。 圖2是本發明的第2實施形態的液體溫度調節系統的概略圖。 圖3是第2實施形態的液體溫度調節系統中所設置的第2流量調節閥（比例式三通閥）的剖面立體圖。 圖4（a）及圖4（b）是沿著圖3所示的第2流量調節閥的圖3的IV-IV線的概略剖面圖，且是對第2流量調節閥的動作進行說明的圖。 圖5是表示圖3所示的第2流量調節閥的變形例的圖。 圖6是本發明的第3實施形態的液體溫度調節系統的概略圖。

Claims (8)

  1. 一種液體供給裝置，其特徵在於包括： 主流路，於上游端部與下游端部之間具有泵，且藉由所述泵的驅動而使液體自所述上游端部朝向所述下游端部流通； 多個供給側分支流路，自所述主流路的所述下游端部分支，且分別將自所述下游端部流出的液體朝液體供給對象側供給； 第1流量調節閥，設置於所述多個供給側分支流路的各個； 多個返回側流路，為與所述多個供給側分支流路對應地設置的多個流路，且分別連接於所述主流路的所述上游端部，使自對應的所述供給側分支流路流出並經由所述液體供給對象的液體流入至所述上游端部； 旁通流路，自所述主流路中的所述泵與所述下游端部之間的部分分支，且連接於所述主流路中的所述泵的上游側部分； 第2流量調節閥，對自所述主流路中的所述泵與所述下游端部之間的部分通過所述旁通流路而朝所述泵的上游側部分流通的液體的流量進行調節；以及 控制裝置，對所述泵、多個所述第1流量調節閥及所述第2流量調節閥進行控制；並且 所述控制裝置控制所述泵，使所述泵的驅動成為固定， 所述第1流量調節閥分別為比例式兩通閥， 所述第2流量調節閥為設置於所述主流路的比例式三通閥，且具有構成所述主流路的一部分的流入端口及第1分配端口以及連接於所述旁通流路的第2分配端口，能夠將流入至所述流入端口的液體朝所述第1分配端口與所述第2分配端口分配， 所述控制裝置與多個所述第1流量調節閥的一部分或全部的開度的調節連動地調節所述第2流量調節閥的開度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的液體供給裝置，其中所述第2流量調節閥包括： 閥主體，具有包含圓柱形狀的空間的閥座，所述閥座形成有用以使來自所述流入端口的液體朝所述第1分配端口流通的剖面呈矩形形狀的第1閥口、與用以使來自所述流入端口的液體朝所述第2分配端口流通的剖面呈矩形形狀的第2閥口；以及 閥體，以將所述第1閥口自關閉狀態切換成開放狀態的同時，將所述第2閥口自開放狀態切換成關閉狀態的方式旋轉自如地配置於所述閥主體的所述閥座內，且形成為具有預先設定的中心角的半圓筒形狀。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的液體供給裝置，其中沿著所述閥體的周向的兩端面形成為曲面形狀。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的液體供給裝置，其中在所述控制裝置與多個所述第1流量調節閥的一部分或全部的開度的調節連動地調節所述第2流量調節閥的開度時，將經調節開度的所述第1流量調節閥的一部分或全部的每單位時間的開度變化率與所述第2流量調節閥的每單位時間的開度變化率設為相同。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的液體供給裝置，其中在所述控制裝置與多個所述第1流量調節閥的一部分或全部的開度的調節連動地調節所述第2流量調節閥的開度時，藉由使對於多個所述第1流量調節閥的一部分或全部的操作訊號反轉的操作訊號，使所述第2流量調節閥動作。
  6. 一種液體供給裝置，其特徵在於包括： 主流路，於上游端部與下游端部之間具有泵，且藉由所述泵的驅動而使液體自所述上游端部朝向所述下游端部流通； 多個供給側分支流路，自所述主流路的所述下游端部分支，且分別將自所述下游端部流出的液體朝液體供給對象側供給； 第1流量調節閥，設置於所述多個供給側分支流路的各個； 多個返回側流路，為與所述多個供給側分支流路對應地設置的多個流路，且分別連接於所述主流路的所述上游端部，使自對應的所述供給側分支流路流出並經由所述液體供給對象的液體流入至所述上游端部； 旁通流路，自所述主流路中的所述泵與所述下游端部之間的部分分支，且連接於所述主流路中的所述泵的上游側部分； 第2流量調節閥，對自所述主流路中的所述泵與所述下游端部之間的部分通過所述旁通流路而朝所述泵的上游側部分流通的液體的流量進行調節；以及 控制裝置，對所述泵、多個所述第1流量調節閥及所述第2流量調節閥進行控制；並且 所述控制裝置控制所述泵，使所述泵的驅動成為固定， 所述第1流量調節閥分別為比例式兩通閥， 所述第2流量調節閥為設置於所述旁通流路的比例式兩通閥， 所述控制裝置與多個所述第1流量調節閥的一部分或全部的開度的調節連動地調節所述第2流量調節閥的開度。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的液體供給裝置，其中於所述供給側分支流路與所述返回側流路之間，經由配管而連接有所述液體供給對象。
  8. 一種液體溫度調節系統，其特徵在於包括： 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的液體供給裝置；以及 對所述液體供給裝置中流通的液體進行冷卻的冷凍裝置。
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