TW202018240A - 調溫系統 - Google Patents

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Abstract

[解決手段]調溫系統，係具備有：第1冷凍機單元(10)；和第2冷凍機單元(40)；和使藉由第1冷凍機單元(10)而被作冷卻的第1流體流通之第1流體流通裝置(20)；和使藉由第2冷凍機單元(40)而被作冷卻的第2流體流通之第2流體流通裝置(60)；和使第1流體或第2流體流出之閥單元(80)。第1冷凍機單元(10)，係在中溫側冷凍機處具備有中溫側第1膨脹閥(203)以及中溫側第2膨脹閥(223)，並藉由對應於中溫側第2膨脹閥(223)之中溫側第2蒸發器(224)和低溫側冷卻機之低溫側冷凝器(302)而構成級聯冷凝器。而，第1流體，係在藉由對應於中溫側第1膨脹閥(203)之中溫側第1蒸發器(204)而被作了冷卻之後，藉由低溫側冷凍機之低溫側蒸發器(304)而被作冷卻。

Description

調溫系統
本發明之實施形態，係有關於藉由熱泵式之冷凍裝置來將流體冷卻並藉由被作了冷卻的流體來對溫度控制對象進行溫度控制之調溫系統。
在JP2014-97156中，係揭示有三元冷凍裝置。
三元冷凍裝置，係具備有分別具有壓縮機、冷凝器、膨脹閥以及蒸發器的高溫側冷凍機、中溫側冷凍機以及低溫側冷凍機，高溫側冷凍機係使高溫側冷媒循環，中溫側冷凍機係使中溫側冷媒循環，低溫側冷凍機係使低溫側冷媒循環。在此種三元冷凍裝置中，使高溫側冷媒和中溫側冷媒進行熱交換的高中側級聯冷凝器，係藉由高溫側冷凍機之蒸發器以及中溫側冷凍機之冷凝器所構成，使中溫側冷媒和低溫側冷媒進行熱交換的中低側級聯冷凝器，係藉由中溫側冷凍機之蒸發器以及低溫側冷凍機之冷凝器所構成。而，藉由低溫側冷凍機之蒸發器，係能夠將溫度控制對象一直溫度控制至極低溫。
又，從先前技術起，便周知有藉由上述一般之三元冷凍裝置的低溫側冷凍機來將鹵水等之流體冷卻並藉由被作了冷卻的流體來對溫度控制對象進行溫度控制之調溫系統。此種調溫系統，係會有被使用在半導體製造裝置之溫度控制中的情況。半導體製造裝置用之調溫系統，伴隨著近年之半導體之微細化，係有著強烈要求溫度控制精確度之更進一步之提升的傾向。
[發明所欲解決的課題]
三元冷凍裝置，為了將溫度控制對象安定地一直冷卻至目標冷卻溫度，係會有成為在各冷凍機處而需要高性能之壓縮機的情形。特別是，關於低溫側冷凍機之壓縮機，除了需要身為高性能以外，也可能會有需要具備用以確保相對於極為低溫之低溫側冷媒的耐久性(耐冷性能)之特殊構造的情況。因此，係會有導致裝置全體之尺寸過度大型化或者是起因於難以獲取壓縮機一事所造成的製造成本之增加和工程期間延遲的情形。
另一方面，藉由以三元冷凍裝置來作了冷卻的流體而進行溫度控制之調溫系統，係會有需要實施像是使溫度控制對象反覆成為極為低溫之溫度(-70℃)和相較於此而作了某種程度的提高之溫度(例如，-20℃~20℃)並且迅速地進行溫度控制一般之運轉形態的情況。於此情況，係亦可藉由進行在三元冷凍裝置處之冷溫側冷凍機的蒸發器之冷凍能力之調整或者是由加熱器所致之流體之加熱等，來對應於此需求。然而，此係欠缺迅速性。
本發明，係為對於上述事態作考慮所進行者，其目的，係在於提供一種能夠容易且安定地實現直到極低溫為止的冷卻並且進而能夠迅速地實施在包含有極為低溫之溫度區域的溫度控制範圍內之溫度差為大之溫度控制的切換之調溫系統。 [用以解決課題之手段]
本發明之其中一種實施形態之調溫系統，其特徵為，係具備有：第1冷凍機單元；和第2冷凍機單元；和第1流體流通裝置，係使藉由前述第1冷凍機單元而被作冷卻的第1流體流通；和第2流體流通裝置，係使藉由前述第2冷凍機單元而被作冷卻的第2流體流通；和閥單元，係從前述第1流體流通裝置而接收前述第1流體，並從前述第2流體流通裝置而接收前述第2流體，並且使前述第1流體以及前述第2流體之其中一者選擇性地流出，前述第1冷凍機單元，係具備有：高溫側冷凍機，其係具有高溫側冷凍迴路，該高溫側冷凍迴路，係將高溫側壓縮機、高溫側冷凝器、高溫側膨脹閥以及高溫側蒸發器以依此順序來使高溫側冷媒作循環的方式而作了連接；和中溫側冷凍機，其係具有中溫側冷凍迴路和級聯用旁通迴路，該中溫側冷凍迴路，係將中溫側壓縮機、中溫側冷凝器、中溫側第1膨脹閥以及中溫側第1蒸發器以依此順序來使中溫側冷媒作循環的方式而作了連接，該級聯用旁通迴路，係包含有從前述中溫側冷凍迴路之前述中溫側冷凝器之下游側且前述中溫側第1膨脹閥之上游側的部份而分歧出來並被與前述中溫側第1蒸發器之下游側且前述中溫側壓縮機之上游側之部分作連接並且使從前述中溫測冷凍迴路所分歧出來的前述中溫側冷媒作流通的分歧流路、和被設置於前述分歧流路處之中溫側第2膨脹閥、以及在前述分歧流路處而被設置在較前述中溫側第2膨脹閥而更下游側處之中溫側第2蒸發器；和低溫側冷凍機，其係具有低溫側冷凍迴路，該低溫側冷凍迴路，係將低溫側壓縮機、低溫側冷凝器、低溫側膨脹閥以及低溫側蒸發器以依此順序來使低溫側冷媒作循環的方式而作了連接，前述高溫側冷凍機之前述高溫側蒸發器和前述中溫側冷凍機之前述中溫側冷凝器，係構成能夠進行前述高溫側冷媒和前述中溫側冷媒之間之熱交換的第1級聯冷凝器，前述中溫側冷凍機之前述中溫側第2蒸發器和前述低溫側冷凍機之前述低溫側冷凝器，係構成能夠進行前述中溫側冷媒和前述低溫側冷媒之間之熱交換的第2級聯冷凝器，前述第1冷凍機單元，在將前述第1流體作冷卻時，係將前述中溫側第1膨脹閥以及前述中溫側第2膨脹閥之雙方設為開狀態，並成為在將前述第1流體藉由前述中溫側冷凍機之前述中溫側第1蒸發器來作了冷卻之後，藉由前述低溫側冷凍機之前述低溫側蒸發器來作冷卻，前述第2冷凍機單元，係具備有第2側冷凍迴路，該第2側冷凍迴路，係將第2側壓縮機、第2側冷凝器、第2側膨脹閥以及第2側蒸發器以依此順序來使第2側冷媒作循環的方式而作了連接，該第2冷凍機單元，係成為藉由前述第2側蒸發器來將前述第2流體作冷卻，前述低溫側冷媒之沸點，係較前述第2側冷媒之沸點更低。
在上述調溫系統中，第1流體流通裝置所流通的第1流體，係在藉由中溫側冷凍機之中溫側第1蒸發器而被作了冷卻(預冷卻)之後，藉由能夠輸出較中溫側第1蒸發器而更大之冷凍能力的低溫側冷凍機之低溫側蒸發器而被作冷卻。藉由此，第1冷凍機單元，在實現對於溫度控制對象物(第1流體)之直到目標之期望溫度為止之冷卻時，相較於在低溫側冷凍機處而採用有高性能的壓縮機之單純之三元冷凍裝置，由於係更容易製作、具體而言，由於係特別是能夠將低溫側冷凍機之低溫側壓縮機簡單化，因此，係能夠容易且安定地實現直到被設定於極為低溫之溫度區域中之期望溫度為止的溫度控制對象之冷卻。 又，係藉由與第1冷凍機單元相異之第2冷凍機單元，來將第2流體溫度控制為較第1流體而更低之溫度。之後，藉由將被溫度控制為互為相異之溫度的第1流體和第2流體藉由閥單元來選擇性地作切換並使其流出，係能夠迅速地實施在包含有極為低溫之溫度區域的溫度控制範圍內之溫度差為大之溫度控制的切換。 故而，係能夠容易且安定地實現直到極低溫為止的冷卻，並且進而能夠迅速地實施在包含有極為低溫之溫度區域的溫度控制範圍內之溫度差為大之溫度控制的切換。
本發明之其中一種實施形態之調溫系統，係亦可構成為，係更進而具備有：冷卻水流通裝置，係使冷卻水流通，前述冷卻水流通裝置，係具備有從共通配管所分歧出來之第1冷卻管和第2冷卻管，前述高溫側冷凝器，係藉由從前述第1冷卻管所流出的前述冷卻水來冷卻前述高溫側冷媒，前述第2側冷凝器，係藉由從前述第2冷卻管所流出的前述冷卻水來冷卻前述第2側冷媒。
在此構成中，藉由將針對高溫側冷凝器以及第2側冷凝器之冷卻系統作共通化，係能夠抑制調溫系統之複雜化以及高成本化。
本發明之其中一種實施形態之調溫系統，係亦可構成為，係更進而具備有：第3冷凍機單元；和第3流體流通裝置，係使藉由前述第3冷凍機單元而被作冷卻的第3流體流通，前述第3冷凍機單元，係具備有：第3側冷凍迴路，係將第3側壓縮機、第3側冷凝器、第3側膨脹閥以及第3側蒸發器以依此順序來使第3側冷媒作循環的方式而作了連接，並成為藉由前述第3側蒸發器來冷卻前述第3流體，前述冷卻水流通裝置，係更進而具備有從前述共通配管所分歧出來的第3冷卻管，前述第3側冷凝器，係藉由從前述第3冷卻管所流出的前述冷卻水來冷卻前述第3側冷媒。
在此構成中，藉由第3流體流通裝置，係能夠使溫度控制形態之多樣化更為增加，另一方面，藉由將針對高溫側冷凝器、第2側冷凝器以及第3側冷凝器之冷卻系統作共通化，係能夠盡可能地抑制起因於第3流體流通裝置之設置所導致的調溫系統之複雜化以及高成本化。
係亦可構成為：前述閥單元，係具備有：第1供給流路，係使流入至第1流入口之前述第1流體流通並從第1流出口而流出；和第1供給側電磁切換閥，係藉由開狀態以及閉狀態之切換，來對於在前述第1供給流路中的前述第1流體之流通以及遮斷作切換；和第1分歧流路，係從前述第1供給流路之較前述第1供給側電磁切換閥而更上游側的部份而分歧出來，並使從前述第1供給流路所流入的前述第1流體流通；和第1分歧側電磁切換閥，係藉由開狀態以及閉狀態之切換，來對於在前述第1分歧流路中的前述第1流體之流通以及遮斷作切換；和第2供給流路，係使流入至第2流入口之前述第2流體流通並從第2流出口而流出；和第2供給側電磁切換閥，係藉由開狀態以及閉狀態之切換，來對於在前述第2供給流路中的前述第2流體之流通以及遮斷作切換；和第2分歧流路，係從前述第2供給流路之較前述第2供給側電磁切換閥而更上游側的部份而分歧出來，並使從前述第2供給流路所流入的前述第2流體流通；和第2分歧側電磁切換閥，係藉由開狀態以及閉狀態之切換，來對於在前述第2分歧流路中的前述第2流體之流通以及遮斷作切換；和接收流路，係接收從前述第1流出口而流出並經過了特定區域之後所返回的前述第1流體或者是從前述第2流出口而流出並經過了前述特定區域之後所返回的前述第2流體；和第1循環流路以及第2循環流路，係從前述接收流路而分歧為二；和第1循環側電磁切換閥，係對於前述第1循環流路之開狀態以及閉狀態作切換；和第2循環側電磁切換閥，係對於前述第2循環流路之開狀態以及閉狀態作切換。
在此構成中，在從使第1流體流出之狀態來切換為使第2流體流出之狀態、或者是進行與此相反之切換時，由於用以進行流體之流動之切換的閥係身為電磁切換閥，因此，藉由電流之供給以及遮斷，第1流體之供給和第2流體之供給係迅速地作切換。又，由於用以進行流體之流動之切換的閥係身為電磁切換閥，因此，相較於比例式電磁閥，係能夠將閥座之口徑更加增大，而能夠將大流量的流體適當地作開閉。又，相較於使用比例式電磁閥之情況，係能夠更加抑制液體之漏洩。藉由此，係能夠將相異溫度之流體(第1流體以及第2流體)迅速地作切換並作供給，並且亦能夠對於所供給的流體之溫度變動作抑制。
在本發明之其中一種實施形態之調溫系統中，前述中溫側冷媒和前述低溫側冷媒，係亦可為相同之冷媒。
在本發明中，由於係並非以藉由被供給有中溫側冷媒之中溫側第1蒸發器和被供給有低溫側冷媒之低溫側蒸發器來將第1流體溫度控制為相異之溫度一事作為目的，因此，係能夠將中溫側冷媒和低溫側冷媒設為相同之冷媒，藉由此，係能夠將第1流體迅速地一直冷卻至極為低溫。另一方面，在起始動作時，若是第1流體例如為常溫，則中溫側冷媒以及低溫側冷媒之過熱度係過度地變大，而可能會對於運轉造成阻礙，但是，此問題，係可藉由「以藉由第2冷凍機單元所冷卻了的第2流體來預先冷卻溫度控制對象，並使第1流體通過被作了冷卻的溫度控制對象而進行冷卻」一事來解決之。
係亦可構成為：前述中溫側冷凍機，係更進而具備有級聯冷卻用迴路，該級聯冷卻用迴路，係具備有：冷卻用流路，係從前述中溫側冷凍迴路中之前述中溫側冷凝器之下游側且前述中溫側第1膨脹閥之上游側的部分而分歧出來，並被與前述級聯用旁通迴路中之前述中溫側第2蒸發器之下游側的部分作連接，而使從前述中溫側冷凍迴路所分歧的前述中溫側冷媒作流通；和中溫側第3膨脹閥，係被設置在前述冷卻用流路處。
在此構成中，級聯冷卻用迴路，藉由使藉由中溫側第3膨脹閥而作了膨脹的低溫且低壓之中溫側冷媒混入至從中溫側第2蒸發器所流出的中溫側冷媒中而對於從中溫側第2蒸發器所流出的中溫側冷媒之溫度進行調節，係能夠將從中溫側第1蒸發器所流出的中溫側冷媒之溫度和從中溫側第2蒸發器所流出的中溫側冷媒之溫度設為同等。在本實施形態中，由於中溫側第1蒸發器和中溫側第2蒸發器係冷卻互為相異之流體(第1流體和低溫側冷媒)，因此，係可能會發生從中溫側第1蒸發器所流出的中溫側冷媒之溫度和從中溫側第2蒸發器所流出的中溫側冷媒之溫度為有所相異的狀況。在發生了此種狀況時，藉由將從中溫側第1蒸發器所流出的中溫側冷媒之溫度和從中溫側第2蒸發器所流出的中溫側冷媒之溫度設為同等，由於係能夠將可能會起因於存在有溫度差之中溫側冷媒相互混合一事所導致的對於中溫側冷凍機之負擔減輕，因此係能夠對於中溫側冷凍機之損傷作抑制。
在本發明之其中一種實施形態之調溫系統中，係亦可構成為：在前述低溫側冷凍迴路中的前述低溫側冷凝器之下游側且前述低溫側膨脹閥之上游側的部分、和在前述低溫側冷凍迴路中的前述低溫側蒸發器之下游側且前述低溫側壓縮機之上游側的部分，係構成能夠進行通過各前述部分之前述低溫側冷媒的熱交換之內部熱交換器。
在此構成中，係能夠藉由內部熱交換器來將在起始動作時所可能產生的低溫側冷媒之過熱度之增大作降低。 [發明之效果]
若依據本發明之調溫系統，則係能夠容易且安定地實現直到極低溫為止的冷卻，並且進而能夠迅速地實施在包含有極為低溫之溫度區域的溫度控制範圍內之溫度差為大之溫度控制的切換。
以下，參考所添附之圖面，針對本發明之其中一種實施形態作詳細說明。
圖1，係為本發明之其中一種實施形態的調溫系統1之概略圖。本實施形態之調溫系統1，係具備有第1冷凍機單元10、和第2冷凍機單元40、和第3冷凍機單元50、和使藉由第1冷凍機單元10而被作冷卻的第1流體流通之第1流體流通裝置20、和使藉由第2冷凍機單元40而被作冷卻的第2流體流通之第2流體流通裝置60、和使藉由第3冷凍機單元50而被作冷卻的第3流體流通之第3流體流通裝置70、和閥單元80、以及控制裝置90。
調溫系統1，係藉由第1冷凍機單元10來將第1流體流通裝置20所流通的第1流體作冷卻，並將被作了冷卻的第1流體從第1流體流通裝置20來供給至閥單元80處。又，調溫系統1，係藉由第2冷凍機單元40來將第2流體流通裝置60所流通的第2流體作冷卻，並將被作了冷卻的第2流體從第2流體流通裝置60來供給至閥單元80處。於此，閥單元80，係從第1流體流通裝置20而接收第1流體，並且從第2流體流通裝置60而接收第2流體，而成為使第1流體以及第2流體之其中一者選擇性地流出。
從閥單元80所流出的第1流體或第2流體，係被供給至溫度控制對象Ta處，並在將溫度控制對象Ta之一部分作了溫度控制之後，經由閥單元80來返回至第1流體流通裝置20或第2流體流通裝置60處。又，調溫系統1，係藉由第3冷凍機單元50來將第3流體流通裝置70所流通的第3流體作冷卻，並將被作了冷卻的第3流體供給至溫度控制對象Ta處，而將溫度控制對象Ta之另外一部分作溫度控制。之後，第3流體係返回至第3流體流通裝置70處。
在本實施形態之調溫系統1中，第1流體流通裝置20所流通的第1流體，係被溫度控制為20℃~-70℃、較理想為-80℃之範圍內，第2流體流通裝置60所流通的第2流體，係被溫度控制為80℃~-10℃之範圍內，第3流體流通裝置70所流通的第3流體，係被溫度控制為150℃~10℃之範圍內。但是，調溫系統1之冷凍能力和將流體作冷卻之溫度，係並未特別作限定。
又，控制裝置90，係為被與各冷凍機單元(10、40、50)、各流體流通裝置(20、60、70)以及閥單元80作電性連接並對於此些之各裝置之動作作控制者。控制裝置90，例如係亦可為包含有CPU、ROM、RAM等之電腦，並且亦可依循於被作了記憶的電腦程式來對於各冷凍機單元(10、40、50)、各流體流通裝置(20、60、70)以及閥單元80之動作作控制。以下，針對構成調溫系統1之各部進行詳細敘述。
＜第1冷凍機單元＞ 第1冷凍機單元10，係為三元式冷凍裝置，並具備有分別作為熱泵式之冷凍機所構成的高溫側冷凍機100和中溫側冷凍機200以及低溫側冷凍機300。
在高溫側冷凍機100和中溫側冷凍機200之間，係被構成有第1級聯冷凝器CC1，在中溫側冷凍機200和低溫側冷凍機300之間，係被構成有第2級聯冷凝器CC2。藉由此，第1冷凍機單元10，係能夠藉由高溫側冷凍機100所循環的高溫側冷媒來將中溫側冷凍機200所循環的中溫側冷媒作冷卻，並能夠藉由被作了冷卻的中溫側冷媒來將低溫側冷凍機300所循環的低溫側冷媒作冷卻。
(高溫側冷凍機) 高溫側冷凍機100，係具備有高溫側冷凍迴路110、和高溫側熱氣迴路120、以及冷卻用旁通迴路130，該高溫側冷凍迴路110，係將高溫側壓縮機101、高溫側冷凝器102、高溫側膨脹閥103以及高溫側蒸發器104以依此順序來使高溫側冷媒作循環的方式而藉由配管構件(管)來作了連接。
在高溫側冷凍迴路110中，高溫側壓縮機101係將從高溫側蒸發器104所流出的基本而言為氣體狀態之高溫側冷媒作壓縮，並在使其作了升溫以及升壓的狀態下而供給至高溫側冷凝器102處。高溫側冷凝器102，係將藉由高溫側壓縮機101而被作了壓縮的高溫側冷媒，藉由冷卻水來作冷卻並冷凝，並且設為特定之溫度之高壓的液體之狀態，而供給至高溫側膨脹閥103處。
在本實施形態中，調溫系統1係更進而具備有冷卻水流通裝置2，冷卻水流通裝置2，係具備有從共通配管2A所分歧出來的第1冷卻管2B、第2冷卻管2C以及第3冷卻管2D。其中之第1冷卻管2B係被與高溫側冷凝器102作連接，高溫側冷凝器102係藉由從第1冷卻管2B所流出的冷卻水來將高溫側冷媒作冷卻。冷卻水流通裝置2所流通的冷卻水，係可為水，亦可使用其他之冷媒。又，雖係於後再作敘述，但是，第2冷卻管2C係被與第2冷凍機單元40之第2側冷凝器42作連接，第3冷卻管2D係被與第3冷凍機單元50之第3側冷凝器52作連接。
高溫側膨脹閥103，係藉由使從高溫側冷凝器102所供給而來的高溫側冷媒膨脹一事來將其減壓，並將相對於膨脹前而作了降溫以及降壓的氣液混合或者是液體之狀態的高溫側冷媒供給至高溫側蒸發器104處。高溫側蒸發器104，係與中溫側冷凍機200之後述之中溫側冷凝器202一同構成第1級聯冷凝器CC1，並使被作了供給的高溫側冷媒與中溫側冷凍機200所循環的中溫側冷媒進行熱交換而將中溫側冷媒冷卻。與中溫側冷媒作了熱交換的高溫側冷媒，係升溫並理想性而言為成為氣體之狀態，並且從高溫側蒸發器104而流出並再度藉由高溫側壓縮機101而被作壓縮。
高溫側熱氣迴路120，係具備有熱氣流路121、和被設置在熱氣流路121處之流量調節閥122，該熱氣流路121，係從高溫側冷凍迴路110中之高溫側壓縮機101之下游側且高溫側冷凝器102之上游側的部分而分歧出來，並被與高溫側膨脹閥103之下游側且高溫側蒸發器104之上游側之部分作連接。
高溫側熱氣迴路120，係因應於流量調節閥122之開閉以及開度調節，而將從高溫側壓縮機101所流出的高溫側冷媒與高溫側膨脹閥103所作了膨脹的高溫側冷媒作混合，並藉由此來調節高溫側蒸發器104之冷凍能力。亦即是，高溫側熱氣迴路120，係為了進行高溫側蒸發器104之容量控制而被作設置。在高溫側冷凍機100中，藉由設置高溫側熱氣迴路120，係成為能夠迅速地調節高溫側蒸發器104之冷凍能力。
冷卻用旁通迴路130，係具備有冷卻用流路131、和被設置於冷卻用流路131處之冷卻用膨脹閥132，該冷卻用流路131，係從高溫側冷凍迴路110中之高溫側冷凝器102之下游側且高溫側膨脹閥103之上游側的部分而分歧出來，並被與高溫側壓縮機101作連接。冷卻用旁通迴路130，係使從高溫側冷凝器102所流出的高溫側冷媒膨脹，並能夠藉由相對於膨脹前而作了降溫的高溫側冷媒來將高溫側壓縮機101作冷卻。
在如同上述一般之高溫側冷凍機100中所被作使用的高溫側冷媒，係並未特別作限定，但是，係因應於針對溫度控制對象之目標冷卻溫度而被適宜作決定。在本實施形態中，為了將第1流體流通裝置20所流通的第1流體冷卻至-70℃以下、較理想為-80℃以下，並藉由被作了冷卻的第1流體來將溫度控制對象作冷卻，作為高溫側冷媒，係使用有R410A，但是，高溫側冷媒之種類係並未特別作限定。作為高溫側冷媒，係亦可使用R32、R125、R134a、R407C、HFO系、CO2 、氨等。又，高溫側冷媒係亦可為混合冷媒。又，在R410A、R32、R125、R134a、R407C、混合冷媒等之中，係亦可使用作為油載體而添加有n-戊烷的冷媒。在添加有n-戊烷的情況時，係能夠將用以進行高溫側壓縮機101之潤滑的油與冷媒一同地來適當作循環，而能夠使高溫側壓縮機101安定地運轉。又，作為油載體，係亦可添加丙烷。
(中溫側冷凍機) 中溫側冷凍機200，係具備有中溫側冷凍迴路210、和級聯用旁通迴路220、和中溫側熱氣迴路230、以及級聯冷卻用迴路240，該中溫側冷凍迴路210，係將中溫側壓縮機201、中溫側冷凝器202、中溫側第1膨脹閥203以及中溫側第1蒸發器204以依此順序來使中溫側冷媒作循環的方式而藉由配管構件(管)來作了連接。
在中溫側冷凍迴路210中，中溫側壓縮機201係將從中溫側第1蒸發器204所流出的基本而言為氣體狀態之中溫側冷媒作壓縮，並在使其作了升溫以及升壓的狀態下而供給至中溫側冷凝器202處。中溫側冷凝器202，係如同上述一般地而與高溫側冷凍機100之高溫側蒸發器104一同構成第1級聯冷凝器CC1，並將被作了供給的中溫側冷媒，在第1級聯冷凝器CC1處藉由高溫側冷媒來作冷卻並冷凝，並且設為特定之溫度之高壓的液體之狀態，而供給至中溫側第1膨脹閥203處。
中溫側第1膨脹閥203，係藉由使從中溫側冷凝器202所供給而來的中溫側冷媒膨脹一事來將其減壓，並將相對於膨脹前而作了降溫以及降壓的氣液混合或者是液體之狀態的中溫側冷媒供給至中溫側第1蒸發器204處。中溫側第1蒸發器204，係使被作了供給的中溫側冷媒與第1流體流通裝置20所流通的第1流體作熱交換，而將該流體冷卻。與第1流體流通裝置20所流通的第1流體作了熱交換的中溫側冷媒，係升溫並理想性而言為成為氣體之狀態，並且從中溫側第1蒸發器204而流出並再度藉由中溫側壓縮機201而被作壓縮。
級聯用旁通迴路220，係具備有：分歧流路221，係從中溫側冷凍迴路210中之中溫側冷凝器202之下游側且中溫側第1膨脹閥203之上游側的部分而分歧出來，並被與中溫側第1蒸發器204之下游側且中溫側壓縮機201之上游側的部分作連接，而使從中溫側冷凍迴路210所分歧的中溫側冷媒作流通；和中溫側第2膨脹閥223，係被設置在分歧流路221處；和中溫側第2蒸發器224，係在分歧流路221中被設置在較中溫側第2膨脹閥223而更下游側處。
中溫側第2膨脹閥223，係藉由使從中溫側冷凍迴路210所分歧出來的中溫側冷媒膨脹一事來將其減壓，並將相對於膨脹前而作了降溫以及降壓的氣液混合或者是液體之狀態的中溫側冷媒供給至中溫側第2蒸發器224處。中溫側第2蒸發器224，係與低溫側冷凍機300之後述之低溫側冷凝器302一同構成第2級聯冷凝器CC2，並使被作了供給的中溫側冷媒與低溫側冷凍機300所循環的低溫側冷媒進行熱交換而將低溫側冷媒冷卻。與低溫側冷媒作了熱交換的中溫側冷媒，係升溫並理想性而言為成為氣體之狀態，並且從第2級聯冷凝器CC2而流出。而，從第2級聯冷凝器CC2(中溫側第2蒸發器224)所流出的中溫側冷媒，係與從中溫側第1蒸發器204所流出的中溫側冷媒匯合，並流入至中溫側壓縮機201中。
中溫側熱氣迴路230，係具備有熱氣流路231、和被設置在熱氣流路231處之流量調節閥232，該熱氣流路231，係從中溫側冷凍迴路210中之中溫側壓縮機201之下游側且中溫側冷凝器202之上游側的部分而分歧出來，並被與級聯用旁通迴路220中之中溫側第2膨脹閥233之下游側且中溫側第2蒸發器224之上游側之部分作連接。
中溫側熱氣迴路230，係因應於流量調節閥232之開閉以及開度調節，而將從中溫側壓縮機201所流出的中溫側冷媒與中溫側第2膨脹閥223所作了膨脹的中溫側冷媒作混合，並藉由此來調節第2級聯冷凝器CC2(中溫側第2蒸發器224)之冷凍能力。亦即是，中溫側熱氣迴路230，係為了進行第2級聯冷凝器CC2之容量控制而被作設置。在中溫側冷凍機200中，藉由設置中溫側熱氣迴路230，係成為能夠迅速地調節第2級聯冷凝器CC2之冷凍能力。 又，中溫側熱氣迴路230，係亦具備有將被吸入至中溫側壓縮機201中的冷媒之壓力維持為一定的功能。在本實施形態中，由於中溫側第1蒸發器204和中溫側第2蒸發器224係冷卻互為相異之流體(第1流體和低溫側冷媒)，因此，係可能會發生從中溫側第1蒸發器204所流出的中溫側冷媒之壓力和從中溫側第2蒸發器224所流出的中溫側冷媒之壓力為有所相異的狀況。當發生了此種狀況時，在本實施形態中，中溫側熱氣迴路230，係使高溫且高壓之中溫側冷媒混入至在中溫側第2膨脹閥223之下游側且中溫側第2蒸發器224之上游側的部分處而流動之中溫側冷媒中，而能夠對於從中溫側第2蒸發器224所流出的中溫側冷媒之壓力作調節。藉由此，係成為能夠將從中溫側第1蒸發器204所流出的中溫側冷媒之壓力和從中溫側第2蒸發器224所流出的中溫側冷媒之壓力設為同等。在此些成為了同等之壓力的情況時，由於在中溫側壓縮機201之上游側處而中溫側冷媒狀態發生紊亂的情形係被作抑制，因此溫度控制之精確度的降低係被作抑制。
又，級聯冷卻用迴路240，係具備有：冷卻用流路241，係從中溫側冷凍迴路210中之中溫側冷凝器202之下游側且中溫側第1膨脹閥203之上游側的部分而分歧出來，並被與級聯用旁通迴路220中之中溫側第2蒸發器224之下游側的部分作連接，而使從中溫側冷凍迴路210所分歧的中溫側冷媒作流通；和中溫側第3膨脹閥243，係被設置在冷卻用流路241處。
級聯冷卻用迴路240，當從構成第2級聯冷凝器CC2之中溫側第2蒸發器224所流出的中溫側冷媒之溫度為較從中溫側第1蒸發器204所流出的中溫側冷媒之溫度而更高的情況時，係具備有將從構成第2級聯冷凝器CC2之中溫側第2蒸發器224所流出的中溫側冷媒之溫度降低的功能。在本實施形態中，由於中溫側第1蒸發器204和中溫側第2蒸發器224係冷卻互為相異之流體(第1流體和低溫側冷媒)，因此，係可能會發生從中溫側第1蒸發器204所流出的中溫側冷媒之溫度和從中溫側第2蒸發器224所流出的中溫側冷媒之溫度為有所相異的狀況。當發生了此種狀況時，在本實施形態中，級聯冷卻用迴路240，係使藉由中溫側第3膨脹閥243而作了膨脹的低溫且低壓之中溫側冷媒混入至從中溫側第2蒸發器224所流出之中溫側冷媒中，而能夠對於從中溫側第2蒸發器224所流出的中溫側冷媒之溫度作調節。藉由此，係成為能夠將從中溫側第1蒸發器204所流出的中溫側冷媒之溫度和從中溫側第2蒸發器224所流出的中溫側冷媒之溫度設為同等。在此些成為了同等之溫度的情況時，藉由將可能會起因於溫度差為大之中溫側冷媒相互混合一事所產生的對於中溫側冷凍機之負擔減輕，係能夠對於中溫側冷凍機200之損傷作抑制。
在如同上述一般之中溫側冷凍機200中所被作使用的中溫側冷媒，係並未特別作限定，但是，係與高溫側冷媒之情況相同的，因應於針對溫度控制對象之目標冷卻溫度而被適宜作決定。在本實施形態中，為了將第1流體流通裝置20所流通的第1流體冷卻至-70℃以下、較理想為-80℃以下，作為中溫側冷媒，係使用有R23，但是，中溫側冷媒之種類係並未特別作限定。
(低溫側冷凍機) 低溫側冷凍機300，係具備有低溫側冷凍迴路310、和低溫側熱氣迴路320，該低溫側冷凍迴路310，係將低溫側壓縮機301、低溫側冷凝器302、低溫側膨脹閥303以及低溫側蒸發器304以依此順序來使低溫側冷媒作循環的方式而藉由配管構件(管)來作了連接。
在低溫側冷凍迴路310中，低溫側壓縮機301係將從低溫側蒸發器304所流出的基本而言為氣體狀態之低溫側冷媒作壓縮，並在使其作了升溫以及升壓的狀態下而供給至低溫側冷凝器302處。低溫側冷凝器302，係如同上述一般地而與中溫側冷凍機200之中溫側第2蒸發器204一同構成第2級聯冷凝器CC2，並將被作了供給的低溫側冷媒，在第2級聯冷凝器CC2處藉由中溫側冷媒來作冷卻並冷凝，並且設為特定之溫度之高壓的液體之狀態，而供給至低溫側膨脹閥303處。
低溫側膨脹閥303，係藉由使從低溫側冷凝器302所供給而來的低溫側冷媒膨脹一事來將其減壓，並將相對於膨脹前而作了降溫以及降壓的氣液混合或者是液體之狀態的低溫側冷媒供給至低溫側蒸發器304處。低溫側蒸發器304，係使被作了供給的低溫側冷媒與第1流體流通裝置20所流通的第1流體作熱交換，而將該流體冷卻。與第1流體流通裝置20所流通的第1流體作了熱交換的低溫側冷媒，係升溫並理想性而言為成為氣體之狀態，並且從低溫側蒸發器304而流出並再度藉由低溫側壓縮機301而被作壓縮。
低溫側熱氣迴路320，係具備有熱氣流路321、和被設置在熱氣流路321處之流量調節閥322，該熱氣流路321，係從低溫側冷凍迴路310中之低溫側壓縮機301之下游側且低溫側冷凝器302之上游側的部分而分歧出來，並被與低溫側膨脹閥303之下游側且低溫側蒸發器304之上游側之部分作連接。
低溫側熱氣迴路320，係因應於流量調節閥322之開閉以及開度調節，而將從低溫側壓縮機301所流出的低溫側冷媒與低溫側膨脹閥303所作了膨脹的低溫側冷媒作混合，並藉由此來調節低溫側蒸發器304之冷凍能力。亦即是，低溫側熱氣迴路320，係為了進行低溫側蒸發器304之容量控制而被作設置。在低溫側冷凍機300中，藉由設置低溫側熱氣迴路320，係成為能夠迅速地調節低溫側蒸發器304之冷凍能力。
又，在低溫側冷凍機300中，在低溫側冷凍迴路310中的低溫側冷凝器302之下游側且低溫側膨脹閥303之上游側的第1部分311、和在低溫側冷凍迴路310中的低溫側蒸發器304之下游側且低溫側壓縮機301之上游側的第2部分312，係構成能夠進行通過各部分311、312之低溫側冷媒彼此的熱交換之內部熱交換器IE。
在內部熱交換器IE中，從低溫側冷凝器302而流出並尚未流入至低溫側膨脹閥303中之前的低溫側冷媒、和從低溫側蒸發器304而流出並尚未流入至低溫側壓縮機301之前的低溫側冷媒，係相互進行熱交換。藉由此，係能夠將從低溫側冷凝器302所流出的低溫側冷媒，在流入至低溫側膨脹閥303中之前而作冷卻，並能夠將從低溫側蒸發器304所流出的低溫側冷媒，在流入至低溫側壓縮機301中之前而作加熱。其結果，係能夠簡易地將低溫側蒸發器304之冷凍能力提高，並且能夠將相對於低溫側壓縮機301之耐久性(耐冷性能)之確保所造成的負擔減輕。
在如同上述一般之低溫側冷凍機300中所被作使用的低溫側冷媒，係並未特別作限定，但是，係與高溫側冷媒以及中溫側冷媒之情況相同的，因應於針對溫度控制對象之目標冷卻溫度而被適宜作決定。在本實施形態中，為了將第1流體流通裝置20所流通的第1流體冷卻至  -70℃以下、較理想為-80℃以下，作為低溫側冷媒，係使用有R23，但是，低溫側冷媒之種類係並未特別作限定。
於此，在本實施形態中之中溫側冷凍機200以及低溫側冷凍機300，係均使用R23，但是，在中溫側冷凍機200以及低溫側冷凍機300處，係亦可使用互為相異之冷媒。又，在實現極為低溫之冷卻的情況時，係亦可在中溫側冷凍機200以及低溫側冷凍機300之至少其中一者處，替代R23而使用R1132a。R1132a，由於其之沸點係為約-83℃以下，而能夠一直降溫至-70℃以下，因此在進行極為低溫之冷卻時，係能夠合適作使用。並且，由於R1132a之全球暖化潛勢(GWP)係為極低，因此係能夠構成對於環境而言為友善的裝置。
又，係亦可在中溫側冷凍機200以及低溫側冷凍機300之至少其中一者處，使用包含有R23和其他冷媒之混合冷媒，或者是使用包含有R1132a和其他冷媒之混合冷媒。 例如，係亦可在中溫側冷凍機200以及低溫側冷凍機300之至少其中一者處，使用將R1132a和CO2 (R744)作了混合之混合冷媒。於此情況，係能夠實現極為低溫之冷卻，並實現全球暖化潛勢之抑制，並且也能夠使處理成為容易。 又，係亦可在中溫側冷凍機200以及低溫側冷凍機300之至少其中一者處，使用將R1132a和R744以及R23作了混合之混合冷媒。
又，在中溫側冷凍機200以及低溫側冷凍機300之至少其中一者處，例如，係亦可使用在R23、R1132a或者是包含有此些之至少其中一者的混合冷媒中而添加有n-戊烷的冷媒。由於n-戊烷係作為油載體而起作用，因此，在有所添加的情況時，係能夠將用以進行壓縮機201、301之潤滑的油與冷媒一同地來適當地作循環，而能夠使壓縮機201、301安定地運轉。又，作為油載體，係亦可添加丙烷。
又，在以上所作了說明的第1冷凍機單元10，係如同上述一般，藉由被供給至中溫側第1蒸發器204處之中溫側冷媒，來與第1流體流通裝置20所流通的第1流體作熱交換並將該流體冷卻，並且藉由被供給至低溫側蒸發器304處之低溫側冷媒，來與第1流體流通裝置20所流通的第1流體作熱交換並將該流體冷卻。此時，第1冷凍機單元10，係將中溫側第1膨脹閥203以及中溫側第2膨脹閥223之雙方設為開狀態，並成為在將第1流體藉由中溫側冷凍機200之中溫側第1蒸發器204來作了冷卻之後，藉由低溫側冷凍機300之低溫側蒸發器304來作冷卻。此時之中溫側第1膨脹閥203以及中溫側第2膨脹閥223之開度，係以會使藉由中溫側第1蒸發器204所輸出之冷凍能力至少成為2kW以上，藉由低溫側蒸發器304所輸出的冷凍能力至少成為2kW以上、在本例中係為11kW以上的方式，來作設定。
＜第2冷凍機單元＞ 第2冷凍機單元40，係具備有將第2側壓縮機41、第2側冷凝器42、第2側膨脹閥43以及第2側蒸發器44以依此順序來使第2側冷媒作循環的方式而作了連接的第2側冷凍迴路45，並成為藉由第2側蒸發器44來冷卻第2流體流通裝置60所流通的第2流體。
在第2側冷凍迴路45中，第2側壓縮機41係將從第2側蒸發器44所流出的基本而言為氣體狀態之第2側冷媒作壓縮，並在使其作了升溫以及升壓的狀態下而供給至第2側冷凝器42處。第2側冷凝器42，係將藉由第2側壓縮機41而被作了壓縮的第2側冷媒，藉由冷卻水來作冷卻並冷凝，並且設為特定之溫度之高壓的液體之狀態，而供給至第2側膨脹閥43處。於此，第2側冷凝器42係被與冷卻水流通裝置2之第2冷卻管2C作連接，並藉由從第2冷卻管2C所流出的冷卻水來將第2側冷媒作冷卻。
第2側膨脹閥43，係藉由使從第2側冷凝器42所供給而來的第2側冷媒膨脹一事來將其減壓，並將相對於膨脹前而作了降溫以及降壓的氣液混合或者是液體之狀態的第2側冷媒供給至第2側蒸發器44處。第2側蒸發器44，係使被作了供給的第2側冷媒與第2流體流通裝置60所流通的第2流體作熱交換，而將該流體冷卻。與第2流體流通裝置60所流通的第2流體作了熱交換的第2側冷媒，係升溫並理想性而言為成為氣體之狀態，並且從第2側蒸發器44而流出並再度藉由第2側壓縮機41而被作壓縮。
在如同上述一般之第2冷凍機單元40中的第2側冷凍迴路45處所被作使用的第2側冷媒，係並未特別作限定，但是，係從其之沸點為較在第1冷凍機單元10之低溫側冷凍機300處所使用的低溫側冷媒之沸點更高者之中來作選擇。又，在進行第2側冷媒之選擇時，係亦對於針對溫度控制對象之目標冷卻溫度有所考慮。在本實施形態中，由於係想定為將第2流體流通裝置60所流通的第2流體冷卻至-10℃，因此，作為第2側冷媒，係使用有R410A，但是，第2側冷媒之種類係並未特別作限定。另外，R410A之沸點，係為約-52℃，R23之沸點，係為約-82℃。
＜第3冷凍機單元＞ 第3冷凍機單元50，係具備有將第3側壓縮機51、第3側冷凝器52、第3側膨脹閥53以及第3側蒸發器54以依此順序來使第3側冷媒作循環的方式而作了連接的第3側冷凍迴路55，並成為藉由第3側蒸發器54來冷卻第3流體流通裝置70所流通的第3流體。
在第3側冷凍迴路55中，第3側壓縮機51係將從第3側蒸發器54所流出的基本而言為氣體狀態之第3側冷媒作壓縮，並在使其作了升溫以及升壓的狀態下而供給至第3側冷凝器52處。第3側冷凝器52，係將藉由第3側壓縮機51而被作了壓縮的第3側冷媒，藉由冷卻水來作冷卻並冷凝，並且設為特定之溫度之高壓的液體之狀態，而供給至第3側膨脹閥53處。於此，第3側冷凝器52係被與冷卻水流通裝置2之第3冷卻管2D作連接，並藉由從第3冷卻管2D所流出的冷卻水來將第3側冷媒作冷卻。
第3側膨脹閥53，係藉由使從第3側冷凝器52所供給而來的第3側冷媒膨脹一事來將其減壓，並將相對於膨脹前而作了降溫以及降壓的氣液混合或者是液體之狀態的第3側冷媒供給至第3側蒸發器54處。第3側蒸發器54，係使被作了供給的第3側冷媒與第3流體流通裝置70所流通的第3流體作熱交換，而將該流體冷卻。與第3流體流通裝置70所流通的第3流體作了熱交換的第3側冷媒，係升溫並理想性而言為成為氣體之狀態，並且從第3側蒸發器54而流出並再度藉由第3側壓縮機51而被作壓縮。
在如同上述一般之第3冷凍機單元50中之第3側冷凍機55處所被作使用的第3側冷媒，係並未特別作限定，但是，係因應於針對溫度控制對象之目標冷卻溫度而被適宜作決定。在本實施形態中，作為第3側冷媒，係使用有R410A，但是，第3側冷媒之種類係並未特別作限定。
＜第1流體流通裝置＞ 接著，第1流體流通裝置20，係具備有第1流體所流通之第1側流體流路21、和用以賦予在第1側流體流路21處而使第1流體流通之驅動力的第1側幫浦22。在本實施形態中之第1側流體流路21，係將上游口21U和下游口21D之間之中間部分，與中溫側冷凍機200之中溫側第1蒸發器204作連接並且與低溫側冷凍機300之低溫側蒸發器304作連接，並且進而將上游口21U和下游口21D與閥單元80作連接。
從第1側幫浦22所流出的第1流體，係在中溫側第1蒸發器204處藉由中溫側冷媒而被作了冷卻，之後，在低溫側蒸發器304處藉由低溫側冷媒而被作冷卻。之後，第1流體係流入至閥單元80處。閥單元80，係成為對於「將所接收的第1流體供給至溫度控制對象Ta側處，之後返回至第1側流體流路21處」之狀態和「將第1流體並不供給至溫度控制對象Ta側地而返回至第1側流體流路21處」之狀態作切換。第1流體流通裝置20所流通的第1流體，係並未特別作限定，但是，在本實施形態中，係使用有超低溫用之鹵水。
＜第2流體流通裝置＞ 第2流體流通裝置60，係具備有第2流體所流通之第2側流體流路61、和用以賦予在第2側流體流路61處而使第2流體流通之驅動力的第2側幫浦62。在本實施形態中之第2側流體流路61，係將上游口61U和下游口61D之間之中間部分，與第2冷凍機單元40之第2側蒸發器44作連接，並且將上游口61U和下游口61D與閥單元80作連接。
從第2側幫浦62所流出的第2流體，係在第2側蒸發器44處藉由第2側冷媒而被作了冷卻，之後，流入至閥單元80處。閥單元80，係成為對於「將所接收的第2流體供給至溫度控制對象Ta側處，之後返回至第2側流體流路61處」之狀態和「將第2流體並不供給至溫度控制對象Ta側地而返回至第2側流體流路61處」之狀態作切換。第2流體流通裝置60所流通的第2流體，係並未特別作限定，但是，在本實施形態中，係使用有與第1流體流通裝置20所流通的第1流體相同之超低溫用之鹵水。但是，若是就算是混入至作為第1流體而被使用的鹵水中也不會發生問題，則作為第2流體所被作使用的鹵水係亦可為與構成第1流體之鹵水相異。
＜第3流體流通裝置＞ 第3流體流通裝置70，係具備有第3流體所流通之第3側流體流路71、和用以賦予在第3側流體流路71處而使第3流體流通之驅動力的第3側幫浦72。在本實施形態中之第3側流體流路71，係在其之中間部分處被連接有第3冷凍機單元50之第3側蒸發器54，並在下游側端部處被與溫度控制對象Ta作連接，並且在上游側端部處被與溫度控制對象Ta作連接。
從第3側幫浦72所流出的第3流體，係在第3側蒸發器54處藉由第3側冷媒而被作了冷卻，之後，流入至溫度控制對象Ta處，之後，返回至第3側流體流路71處。第3流體流通裝置70所流通的第3流體，係並未特別作限定，但是，在本實施形態中，係並非為使用超低溫用，而是使用有能夠在150℃~10℃之範圍內而無阻礙地流動的鹵水。
＜閥單元＞ 接著，參考圖4，針對閥單元80作說明。在圖4中，係亦對於第1流體流通裝置20以及第2流體流通裝置60作概略性展示。
閥單元80，係被與第1流體流通裝置20之第1側流體流路21之上游口21U以及下游口21D流體性地作連接，並且被與第2流體流通裝置60之第2側流體流路61之上游口61U以及下游口61D流體性地作連接，而從第1側流體流路21之下游口21D被供給有第1流體，並從第2側流體流路61之下游口61D被供給有第2流體。而，閥單元80，係構成為對於「使第1流體在流出至溫度控制對象Ta處之後返回至上游口21U處並且使第2流體並不流出至溫度控制對象Ta處地而返回至上游口61U處」之狀態和「使第1流體並不流出至溫度控制對象Ta處地而返回至上游口21U處並且使第2流體在流出至溫度控制對象Ta處之後返回至上游口61U處」之狀態作切換。
閥單元80和溫度控制對象Ta，係經由供給側中繼流路901以及返回側中繼流路902而被與閥單元80流體性地作連接，當閥單元80將第1流體或第2流體供給至溫度控制對象Ta處的情況時，通過了溫度控制對象Ta後之第1流體或第2流體，係經由返回側中繼流路902而返回至閥單元80處。另一方面，當並不將第1流體或第2流體供給至溫度控制對象Ta處的情況時，第1流體或第2流體係在閥單元80內被作方向轉換並返回至第1側流體流路21或第2側流體流路61處。
閥單元80，係具備有第1供給流路831、和第1供給側電磁切換閥841、和第1分歧流路851、和第1分歧側電磁切換閥861、和第2供給流路832、和第2供給側電磁切換閥842、和第2分歧流路852、和第2分歧側電磁切換閥862、和接收流路870、和第1循環流路871、和第2循環流路872、和第1循環側電磁切換閥881、以及第2循環側電磁切換閥882。另外，在本說明書中所使用之「切換閥」之用語，係指切換二向閥。
第1供給流路831，係具備有第1流入口831A和第1流出口831B，並構成為使流入至第1流入口831A處之第1流體流通而從第1流出口831B流出。在本實施形態中，於第1流入口831A處係被直接性地連接有第1側流體流路21之下游口21D。故而，第1流入口831A，在被連接有第1側流體流路21之前的狀態下，係成為朝向外部而開口。
第1供給側電磁切換閥841，係被設置在第1供給流路831處，並構成為藉由開狀態以及閉狀態之切換，而對於在第1供給流路831處之第1流體之流通以及遮斷作切換。第1供給側電磁切換閥841，係具備有螺線管，並成為藉由以對於螺線管之電流之施加所導致的激磁以及非激磁之切換，來進行開狀態以及閉狀態之切換。
又，在第1供給流路831處，係被設置有被配置在較第1供給側電磁切換閥841而更下游側處的第1逆止閥891。第1逆止閥891，係成為對於從第1流出口831B而朝向第1供給側電磁切換閥841的第1流體之流通作抑制。
第1分歧流路851，係從第1供給流路831之較第1供給側電磁切換閥841更上游側的部分而分歧出來，並構成為使從第1供給流路831所流入的第1流體流通。
第1分歧側電磁切換閥861，係被設置在第1分歧流路851處，並構成為藉由開狀態以及閉狀態之切換，而對於在第1分歧流路851處之第1流體之流通以及遮斷作切換。第1分歧側電磁切換閥861，係具備有螺線管，並成為藉由以對於螺線管之電流之施加所導致的激磁以及非激磁之切換，來進行開狀態以及閉狀態之切換。
第2供給流路832，係具備有第2流入口832A和第2流出口832B，並構成為使流入至第2流入口832A處之第2流體流通而從第2流出口832B流出。在本實施形態中，於第2流入口832A處係被直接性地連接有第2側流體流路61之下游口61D。故而，第2流入口832A，在被連接有第2側流體流路61之前的狀態下，係成為朝向外部而開口。
第2供給側電磁切換閥861，係被設置在第2供給流路832處，並構成為藉由開狀態以及閉狀態之切換，而對於在第2供給流路832處之第2流體之流通以及遮斷作切換。第2供給側電磁切換閥842，係具備有螺線管，並成為藉由以對於螺線管之電流之施加所導致的激磁以及非激磁之切換，來進行開狀態以及閉狀態之切換。
又，在第2供給流路832處，係被設置有被配置在較第2供給側電磁切換閥842而更下游側處的第2逆止閥892。第2逆止閥892，係成為對於從第2流出口832B而朝向第2供給側電磁切換閥842的第2流體之流通作抑制。
於此，在本實施形態中之閥單元80，係更進而具備有供給側共通流路896，該供給側共通流路896，係具備有與第1供給流路831之第1流出口831B以及第2供給流路832之第2流出口832B作連接之連接口896A、和與供給側中繼流路901直接性作連接的端口896B。
供給側共通流路896之端口896B，在被連接有供給側中繼流路901之前的狀態下，係成為朝向外部而開口。在本實施形態中，藉由設置有供給側共通流路896，從第1側流體流路21而來的第1流體或從第2側流體流路61而來的第2流體，係成為從成為共通之出口的供給側共通流路896之端口896B而被供給至供給側中繼流路901處。
第2分歧流路852，係從第2供給流路832之較第2供給側電磁切換閥842更上游側的部分而分歧出來，並構成為使從第2供給流路832所流入的第2流體流通。
第2分歧側電磁切換閥862，係被設置在第2分歧流路852處，並構成為藉由開狀態以及閉狀態之切換，而對於在第2分歧流路852處之第2流體之流通以及遮斷作切換。第2分歧側電磁切換閥862，係具備有螺線管，並成為藉由以對於螺線管之電流之施加所導致的激磁以及非激磁之切換，來進行開狀態以及閉狀態之切換。
接收流路870，係構成為經由返回側中繼流路902，而接收從第1流出口831B所流出並在經過了溫度控制對象Ta之後返回至閥單元80側處的第1流體或者是從第2流出口832B所流出並在經過了溫度控制對象Ta之後返回至閥單元80側處的第2流體。接收流路870之上游口，係被與返回側中繼流路902直接性作連接，在被連接有返回側中繼流路902之前的狀態下，係成為朝向外部而開口。
從接收流路870之下游口起，第1循環流路871和第2循環流路872係分歧為2，第1循環流路871和第2循環流路872，係成為能夠使從接收流路870之下游口所流出的流體作流通。
第1循環側電磁切換閥881，係被設置在第1循環流路871處，並構成為對於第1循環流路871之開狀態以及閉狀態作切換。第1循環側電磁切換閥881，係具備有螺線管，並成為藉由以對於螺線管之電流之施加所導致的激磁以及非激磁之切換，來進行開狀態以及閉狀態之切換。
第2循環側電磁切換閥882，係被設置在第2循環流路872處，並構成為對於第2循環流路872之開狀態以及閉狀態作切換。第2循環側電磁切換閥882，係具備有螺線管，並成為藉由以對於螺線管之電流之施加所導致的激磁以及非激磁之切換，來進行開狀態以及閉狀態之切換。
於此，在本實施形態中之閥單元80，係更進而具備有第1排出側共通流路897，該第1排出側共通流路897，係具備有與第1分歧流路851之下游口以及第1循環流路871之下游口作連接之連接口897A、和與第1側流體流路21之上游口21U直接性作連接的端口897B。又，閥單元80，係更進而具備有第2排出側共通流路898，該第2排出側共通流路898，係具備有與第2分歧流路852之下游口以及第2循環流路872之下游口作連接之連接口898A、和與第2側流體流路61之上游口61U直接性作連接的端口898B。
第1排出側共通流路897之端口897B，在被連接有第1側通流路徑21之前的狀態下，係成為朝向外部而開口，第2排出側共通流路898之端口898B，在被連接有第2側通流路徑61之前的狀態下，係成為朝向外部而開口。
又，在如同上述一般之閥單元80中，第1供給側電磁切換閥841、第2供給側電磁切換閥842、第1分歧側電磁切換閥861、第2分歧側電磁切換閥862、第1循環側電磁切換閥881以及第2循環側電磁切換閥882，係分別藉由相同尺寸且相同構造之先導式電磁切換閥、更詳細而言係藉由先導踢式電磁閥，而構成之。
圖7，係為能夠作為在閥單元80中的上述各閥來作使用之先導踢式(pilot-kick)電磁切換閥之剖面圖。圖7中所示之先導踢式電磁切換閥，係具備有：具備流入埠1001和流出埠1002以及被形成於此些之間之閥座1003的閥體10004、和被可相接分離地而配置於閥座1003處之閥體1005、以及使閥體1005從閥座1003而作相接分離之螺線管驅動部1010。
螺線管驅動部1010，係具備有軸狀之可動鐵心1011、和與可動鐵心1011在同軸上而並排的軸狀之固定鐵心1012、和被配置在可動鐵心1011以及固定鐵心1012之周圍的線圈1013、和被設置在可動鐵心1011與固定鐵心1012之間並對於可動鐵心1011而賦予朝向閥座1003側之彈性力的第1彈簧1014、和將可動鐵心1011與閥體1005作連結並對於與閥座1003相接之狀態的閥體1005而賦予朝向可動鐵心1011側之彈性力的第2彈簧1015。在閥體1005處，係被形成有開口1005A，當線圈1013為非激磁狀態時，可動鐵心1011係藉由第1彈簧1014之彈性力而藉由其之前端來將開口1005A作關閉。當在線圈1013處被供給有電流而成為了激磁狀態時，可動鐵心1011係朝向固定鐵心1012側移動，開口1005A係開啟。
在此種先導踢式電磁切換閥中，當從閉狀態而變遷至開狀態時，在線圈1013處係被供給有電流並成為激磁狀態。此時，首先，流體係從開口1005A而朝向下游側流動。之後，隨著流體朝向下游側流動，閥體1005係從閥座1003而分離，流體係從閥座1003而流動至下游側。先導踢式電磁切換閥，由於係能夠藉由階段性之開動作來將閥座1003之口徑(流路面積)確保為大，因此，例如係適合於20L/min以上等之大流量的流體之切換。
另外，若是能夠在大流量時並不使流速降低地而朝向下游側流動，則第1供給側電磁切換閥841、第2供給側電磁切換閥842、第1分歧側電磁切換閥861、第2分歧側電磁切換閥862、第1循環側電磁切換閥881以及第2循環側電磁切換閥882，係亦可藉由直動式之電磁切換閥來構成。在流量並不大的情況時，若是考慮到成本，則係以使用直動式之電磁切換閥為理想。又，係亦可採用並非為先導踢式之先導式電磁閥。
又，在本實施形態中，第1供給側電磁切換閥841、第2供給側電磁切換閥842、第1分歧側電磁切換閥861、第2分歧側電磁切換閥862、第1循環側電磁切換閥881以及第2循環側電磁切換閥882，係身為先導踢式電磁切換閥。然而，例如係亦可構成為：第1供給側電磁切換閥841以及第2供給側電磁切換閥842係身為先導踢式電磁切換閥，其他則係為直動式之電磁切換閥。
又，在本實施形態中，由於第1流體係被溫度控制為-70℃以下，因此，各電磁閥之材質係以使用能夠充分耐低溫者為理想。具體而言，閥體或閥胴體，較理想，係藉由聚四氟乙烯(PTFE)來形成。閥體，係亦可藉由黃銅來形成。又，可動鐵心、固定鐵心、彈簧等，係亦可由不鏽鋼所形成。
＜動作＞ 接著，針對調溫系統1之動作的其中一例作說明。
在使調溫系統1動作時，首先，藉由控制裝置90之指令，在第1冷凍機單元10處的高溫側冷凍機100之高溫側壓縮機101、中溫側冷凍機200之中溫側壓縮機201、低溫側冷凍機300之低溫側壓縮機301係被驅動，在第2冷凍機單元40處之第2側壓縮機41係被驅動，在第3冷凍機單元50處之第3側壓縮機51係被驅動。又，藉由控制裝置90之指令，第1流體流通裝置20之第1側幫浦22、第2流體流通裝置60之第2側幫浦62以及第3流體流通裝置70之第3側幫浦72係被驅動。
藉由此，在高溫側冷凍機100處，高溫側冷媒係循環，在中溫側冷凍機200處，中溫側冷媒係循環，在低溫側冷凍機300處，低溫側冷媒係循環。在第2冷凍機單元40處，第2側冷媒係循環，在第3冷凍機單元50處，第3側冷媒係循環。又，在第1流體流通裝置20處，第1流體係流通，在第2流體流通裝置60處，第2流體係流通，在第3流體流通裝置70處，第3流體係流通。
控制裝置90，在冷卻動作時，係能夠對於在高溫側冷凍機100處之高溫側膨脹閥103、流量調節閥122以及冷卻用膨脹閥132、在中溫側冷凍機200處之中溫側第1膨脹閥203、中溫側第2膨脹閥223、流量調節閥232以及中溫側第3膨脹閥243、在低溫側冷凍機300處之低溫側膨脹閥303以及流量調節閥322的開度適宜作調節。同樣的，係亦可對於第2側膨脹閥43和第3側膨脹閥53之開度作調節。另外，上述各閥，在本實施形態中，係身為能夠基於外部訊號來對於開度作調節的電子膨脹閥。
在第1冷凍機單元10中，於高溫側冷凍機100處，高溫側壓縮機101所作了壓縮的高溫側冷媒，係藉由高溫側冷凝器102而被冷凝，並被供給至高溫側膨脹閥103處。高溫側膨脹閥103，係使高溫側冷凝器102所冷凝了的高溫側冷媒膨脹並降溫，而供給至高溫側蒸發器104處。高溫側蒸發器104，係如同上述一般，與中溫側冷凍機200之中溫側冷凝器202一同構成第1級聯冷凝器CC1，並使被作了供給的高溫側冷媒與中溫側冷凍機200所循環的中溫側冷媒進行熱交換而將中溫側冷媒冷卻。
於中溫側冷凍機200處，中溫側壓縮機201所作了壓縮的中溫側冷媒，係在第1級聯冷凝器CC1處而被冷凝，並在圖2中所示之分歧點BP處分歧，而如同箭頭所示一般，被送至中溫側第1膨脹閥203和中溫側第2膨脹閥223處。在將第1流體一直冷卻至極低溫的情況時，中溫側第1膨脹閥203和中溫側第2膨脹閥223係均被開啟。中溫側第1膨脹閥203，係使第1級聯冷凝器CC1所冷凝了的中溫側冷媒膨脹並降溫，而供給至中溫側第1蒸發器204處。另一方面，中溫側第2膨脹閥223，係使第1級聯冷凝器CC1所冷凝了的中溫側冷媒膨脹並降溫，而供給至中溫側第2蒸發器224處。
而，中溫側第1蒸發器204，係藉由中溫側冷媒來將第1流體流通裝置20所流通的第1流體作冷卻。中溫側第2蒸發器224，係如同上述一般地與低溫側冷凍機300之低溫側冷凝器302一同構成第2級聯冷凝器CC2，並使被作了供給的中溫側冷媒與低溫側冷凍機300所循環的低溫側冷媒進行熱交換而將低溫側冷媒冷卻。
於低溫側冷凍機300處，低溫側壓縮機301所作了壓縮的低溫側冷媒，係在第2級聯冷凝器CC2處而被冷凝，並如同圖3中所示一般地經由內部熱交換器IE而被送至低溫側膨脹閥303處。低溫側膨脹閥303，係使通過了內部熱交換器IE之低溫側冷媒膨脹並降溫，而供給至低溫側蒸發器304處。而，低溫側蒸發器304，係藉由低溫側冷媒來將第1流體流通裝置20所流通的第1流體作冷卻。而，在藉由中溫側第1蒸發器204而被作了冷卻之後再藉由低溫側蒸發器304而被作了冷卻的第1流體，係流入至閥單元80處。
又，在內部熱交換器IE中，從低溫側冷凝器302而流出並尚未流入至低溫側膨脹閥303中之前的低溫側冷媒、和從低溫側蒸發器304而流出並尚未流入至低溫側壓縮機301之前的低溫側冷媒，係相互進行熱交換。藉由此，係能夠對於從低溫側冷凝器302所流出的冷凝器賦予過冷卻度。
在第2冷凍機單元40中，於第2側冷凍迴路45處，第2側壓縮機41所作了壓縮的第2側冷媒，係藉由第2側冷凝器42而被冷凝，並被供給至第2側膨脹閥43處。第2側膨脹閥43，係使第2側冷凝器42所冷凝了的第2側冷媒膨脹並降溫，而供給至第2側蒸發器44處。第2側蒸發器44，係藉由被作了供給的第2側冷媒，來將第2流體流通裝置60所流通的第2流體作冷卻。而，藉由第2側蒸發器44而被作了冷卻的第2流體，係流入至閥單元80處。
又，在第3冷凍機單元50中，於第3側冷凍迴路55處，第3側壓縮機51所作了壓縮的第3側冷媒，係藉由第3側冷凝器52而被冷凝，並被供給至第3側膨脹閥53處。第3側膨脹閥53，係使第3側冷凝器52所冷凝了的第3側冷媒膨脹並降溫，而供給至第3側蒸發器54處。第3側蒸發器54，係藉由被作了供給的第3側冷媒，來將第3流體流通裝置70所流通的第3流體作冷卻。而，藉由第3側蒸發器54而被作了冷卻的第3流體，係流入至溫度控制對象Ta處，並在對於溫度控制對象Ta作了溫度控制之後，返回至第3流體流通裝置70處。
另一方面，流入至閥單元80處之第1流體以及第2流體係被選擇性地供給至溫度控制對象Ta處。被包含於閥單元80中之各閥之開閉，係藉由從控制裝置90而來之控制訊號而被作控制。
在對於溫度控制對象Ta供給第1流體時，第1供給側電磁切換閥841以及第1循環側電磁切換閥881係成為開狀態，並且第1分歧側電磁切換閥861係成為閉狀態。又，第2供給側電磁切換閥842以及第2循環側電磁切換閥882係成為閉狀態，並且第2分歧側電磁切換閥862係成為開狀態。
此時，如同圖5中所示一般，從第1側流體流路21所流出的第1流體，係經由第1供給流路831而流動至溫度控制對象Ta處。而，從溫度控制對象Ta所流出的第1流體，係經由返回側中繼流路902而流動至接收流路870處。之後，第1流體係經由第1循環流路871以及第1排出側共通流路897而返回至第1側流體流路21處。又，從第2側流體流路61所流出的第2流體，係在藉由第2側流體流路61和第2供給流路832之一部分和第2分歧流路852以及第2排出側共通流路898所構成的閉迴路中而循環。
又，在對於溫度控制對象Ta供給第2流體時，第2供給側電磁切換閥842以及第2循環側電磁切換閥882係成為開狀態，並且第2分歧側電磁切換閥862係成為閉狀態。又，第1供給側電磁切換閥841以及第1循環側電磁切換閥881係成為閉狀態，並且第1分歧側電磁切換閥861係成為開狀態。
此時，如同圖6中所示一般，從第2側流體流路61所流出的第2流體，係經由第2供給流路832而流動至溫度控制對象Ta處。而，從溫度控制對象Ta所流出的第2流體，係經由返回側中繼流路902而流動至接收流路870處。之後，第2流體係經由第2循環流路872以及第2排出側共通流路898而返回至第2側流體流路61處。又，從第1側流體流路21所流出的第1流體，係在藉由第1側流體流路21和第1供給流路831之一部分和第1分歧流路851以及第1排出側共通流路897所構成的閉迴路中而循環。
在以上所作了說明的調溫系統1中，第1流體流通裝置20所流通的第1流體，係在藉由中溫側冷凍機200之中溫側第1蒸發器204而被作了冷卻(預冷卻)之後，藉由能夠輸出較中溫側第1蒸發器204而更大之冷凍能力的低溫側冷凍機300之低溫側蒸發器304而被作冷卻。藉由此，調溫系統1，在實現對於溫度控制對象之直到目標之期望溫度為止之冷卻時，相較於在低溫側冷凍機300處而採用有高性能的壓縮機之單純之三元冷凍裝置，由於係更容易製作、具體而言，由於係特別是能夠將低溫側冷凍機300之低溫側壓縮機301簡單化，因此，係能夠容易且安定地實現直到被設定於極為低溫之溫度區域中之期望溫度為止的溫度控制對象之冷卻。
又，係藉由與第1冷凍機單元10相異之第2冷凍機單元40，來將第2流體溫度控制為較第1流體而更低之溫度。之後，藉由將被溫度控制為互為相異之溫度的第1流體和第2流體藉由閥單元80來選擇性地作切換並使其流出，係能夠迅速地實施在包含有極為低溫之溫度區域的溫度控制範圍內之溫度差為大之溫度控制的切換。 故而，係能夠容易且安定地實現直到極低溫為止的冷卻，並且進而能夠迅速地實施在包含有極為低溫之溫度區域的溫度控制範圍內之溫度差為大之溫度控制的切換。
又，在內部熱交換器IE中，從低溫側冷凝器302而流出並尚未流入至低溫側膨脹閥303中之前的低溫側冷媒、和從低溫側蒸發器304而流出並尚未流入至低溫側壓縮機301之前的低溫側冷媒，係相互進行熱交換。藉由此，係能夠將從低溫側冷凝器302所流出的低溫側冷媒，在流入至低溫側膨脹閥303中之前而作冷卻，並能夠將從低溫側蒸發器304所流出的低溫側冷媒，在流入至低溫側壓縮機301中之前而作加熱。其結果，係能夠簡易地將低溫側蒸發器304之冷凍能力提高，並且能夠將相對於低溫側壓縮機301之耐久性(耐冷性能)之確保所造成的負擔減輕。故而，由於就算是並不將低溫側壓縮機301之能力過剩地提高，亦成為容易實現所期望之冷卻，因此係能夠使製作容易性提升。
又，在起始動作時，雖係存在有從低溫側蒸發器304所流出的低溫側冷媒之過熱度可能會增加的問題，但是，係能夠藉由內部熱交換器IE來將低溫側冷媒之過熱度降低。又，在本實施形態中，於起始動作時，首先，係藉由以第2冷凍機單元40來作了冷卻的第2流體而將溫度控制對象Ta作冷卻，接著，係使第1流體流通裝置20運轉。之後，藉由使第1流體通過被作了冷卻的溫度控制對象Ta，第1流體係被冷卻。接著，第1冷凍機單元10係運轉，藉由使中溫側第1蒸發器204以及低溫側蒸發器304將被作了某種程度的冷卻之第1流體作冷卻，係能夠解決過熱度的問題。
又，在閥單元80處，在從對於溫度控制對象Ta供給第1流體狀態來切換為對於溫度控制對象Ta供給第2流體之狀態、或者是進行與此相反之切換時，由於用以進行流體之流動之切換的閥係身為電磁切換閥(841、842、861、862、881、882)，因此，藉由電流之供給以及遮斷，第1流體之供給和第2流體之供給係迅速地作切換。又，由於用以進行流體之流動之切換的閥係身為電磁切換閥，因此，相較於比例式電磁閥，係能夠將閥座之口徑更加增大，而能夠將大流量的流體適當地作開閉。又，相較於使用比例式電磁閥之情況，係能夠更加抑制液體之漏洩。故而，係能夠將相異溫度之流體(第1流體以及第2流體)迅速地作切換並作供給，並且亦能夠對於所供給的流體之溫度變動作抑制。亦即是，係能夠對起因於第1流體而導致第2流體之溫度發生變動的情況或者是起因於第2流體而導致第1流體之溫度發生變動的情況作抑制。
又，在本實施形態中，在使第1流體從第1流出口831B而流出時，第1供給側電磁切換閥841以及第1循環側電磁切換閥881係成為開狀態，並且第1分歧側電磁切換閥861係成為閉狀態。又，第2供給側電磁切換閥842以及第2循環側電磁切換閥882係成為閉狀態，並且第2分歧側電磁切換閥862係成為開狀態。另一方面，在使第2流體從第2流出口832B而流出時，第2供給側電磁切換閥842以及第2循環側電磁切換閥882係成為開狀態，並且第2分歧側電磁切換閥862係成為閉狀態。又，第1供給側電磁切換閥841以及第1循環側電磁切換閥881係成為閉狀態，並且第1分歧側電磁切換閥861係成為開狀態。
如同上述一般，在使第1流體從第1流出口831B而流出時之各電磁切換閥之狀態、和在使第2流體從第2流出口832B而流出時之各電磁切換閥之狀態，在本實施形態中，係成為能夠藉由使對於各閥之控制訊號作反轉，來進行切換。因此，係成為能夠將相異溫度之流體極為迅速且容易地作切換並作供給。
又，在第1供給流路831處，係被設置有被配置在較第1供給側電磁切換閥841而更下游側處的第1逆止閥891，在第2供給流路832處，係被設置有被配置在較第2供給側電磁切換閥842而更下游側處的第2逆止閥892。藉由此，在使第1流體從第1流出口831B而流出時，第1流體流動至第2側流體流路61側處的情形係被作抑制，在使第2流體從第2流出口832B而流出時，第2流體流動至第1側流體流路21側處的情形係被作抑制，藉由此，第1流體或第2流體之非預期的漏洩以及溫度變動係被作抑制，藉此係成為能夠進行有效率的流體供給。
另外，本發明，係並不被限定於上述之實施形態，在上述之實施形態中，係可施加各種之變更。
＜閥單元之變形例＞ 以下，針對閥單元80之變形例作說明。在變形例的構成部分中之與上述之實施形態相同之構成，係附加相同之元件符號，並會有省略其說明的情形。
圖8中所示之變形例之閥單元80'，係具備有第1供給流路831、和第2供給流路832、和供給側流路切換三向閥931、和第1分歧流路851、和第1分歧側電磁切換閥861、和第2分歧流路852、和第2分歧側電磁切換閥862、和循環側流路切換三向閥932、和第1循環流路871、以及第2循環流路872。
第1供給流路831，係具備有第1流入口831A和第1流出口831B，並構成為使流入至第1流入口831A處之第1流體流通而從第1流出口831B流出。
第2供給流路832，係具備有第2流入口832A和第2流出口832B，並構成為使流入至第2流入口832A處之第2流體流通而從第2流出口832B流出。
供給側流路切換三向閥931，係具備有與第1流出口831B作連接並接收第1流體之第1流體流入埠931A、和與第2流出口832B作連接並接收第2流體之第2流體流入埠931B、以及供給側流出埠931C，並構成為對於第1流體流入埠931A和供給側流出埠931C之間之流體性連接以及第2流體流入埠931B和供給側流出埠931C之間之流體性連接作切換。
第1分歧流路851，係從第1供給流路831而分歧出來，並使從第1供給流路831所流入的第1流體流通。第1分歧側電磁切換閥861，係被設置在第1分歧流路851處，並構成為藉由開狀態以及閉狀態之切換，而對於在第1分歧流路851處之第1流體之流通以及遮斷作切換。
第2分歧流路852，係從第2供給流路832而分歧出來，並使從第2供給流路832所流入的第2流體流通。第2分歧側電磁切換閥862，係被設置在第2分歧流路852處，並構成為藉由開狀態以及閉狀態之切換，而對於在第2分歧流路852處之第2流體之流通以及遮斷作切換。
循環側流路切換三向閥932，係具備有接收在從供給側流出埠931C而流出並經過了溫度控制對象Ta之後再返回至閥單元80'側處的第1流體或第2流體之循環側流入埠932A、和第1流出埠932B、以及第2流出埠932C，並構成為對於循環側流入埠932A和第1流出埠932B之間之流體性連接以及循環側流入埠932A和第2流出埠932C之間之流體性連接作切換。
循環側流入埠932A，係被與接收流路870作連接。第1循環流路871，係被與第1流出埠932B作連接，第2循環流路872，係被與第2流出埠932C作連接。於此，在本實施形態中之閥單元80'，亦同樣的，係更進而具備有第1排出側共通流路897，該第1排出側共通流路897，係具備有與第1分歧流路851之下游口以及第1循環流路871之下游口作連接之連接口897A、和與第1側流體流路21直接性作連接的端口897B。又，閥單元80'，係更進而具備有第2排出側共通流路898，該第2排出側共通流路898，係具備有與第2分歧流路852之下游口以及第2循環流路872之下游口作連接之連接口898A、和與第2側流體流路61直接性作連接的端口898B。
參考圖9以及圖10，針對閥單元80'之動作作說明。在以下之說明中，與上述之實施形態相同的，在閥單元80'中之各閥係因應於控制裝置90之控制而動作。在圖9以及圖10中，以粗線所示之部分，係代表流體所流動的場所。
在使第1流體從供給側流出埠931C而流出時，供給側流路切換三向閥931，係將第1流體流入埠931A與供給側流出埠931C作流體性連接，並將第2流體流入埠931B和供給側流出埠931C作流體性遮斷。又，循環側流路切換三向閥932，係將循環側流入埠932A與第1流出埠932B作流體性連接，並將循環側流入埠932A和第2流出埠932C作流體性遮斷。又，第1分歧側電磁切換閥861係成為閉狀態，第2分歧側電磁切換閥862係成為開狀態。
此時，如同圖9中所示一般，第1流體，係從第1側流體流路21起經由第1供給流路831以及供給側流出埠931C而流動至溫度控制對象Ta處。而，從溫度控制對象Ta所流出的第1流體，係經由返回側中繼流路902而流動至接收流路870處。之後，第1流體係經由第1流出埠932B、第1循環流路871以及第1排出側共通流路897而返回至第1側流體流路21處。又，從第2側流體流路61所流出的第2流體，係在藉由第2側流體流路61和第2供給流路832之一部分和第2分歧流路852以及第2排出側共通流路898所構成的閉迴路中而循環。
又，在使第2流體從供給側流出埠931C而流出時，供給側流路切換三向閥931，係將第1流體流入埠931A與供給側流出埠931C作流體性遮斷，並將第2流體流入埠931B和供給側流出埠931C作流體性連接。又，循環側流路切換三向閥932，係將循環側流入埠932A與第1流出埠932B作流體性遮斷，並將循環側流入埠932A和第2流出埠932C作流體性連接。又，第1分歧側電磁切換閥861係成為開狀態，第2分歧側電磁切換閥862係成為閉狀態。
此時，如同圖10中所示一般，從第2側流體流路61所流出的第2流體，係從第2側流體流路61經由第2供給流路832以及供給側流出埠931C而流動至溫度控制對象Ta處。而，從溫度控制對象Ta所流出的第2流體，係經由返回側中繼流路902而流動至接收流路870處。之後，第2流體係經由第2流出埠932C、第2循環流路872以及第2排出側共通流路898而返回至第2側流體流路61處。又，從第1側流體流路21所流出的第1流體，係在藉由第1側流體流路21和第1供給流路831之一部分和第1分歧流路851以及第1排出側共通流路897所構成的閉迴路中而循環。
在以上之變形例之閥單元80'中，由於係成為能夠相較於上述之實施形態之閥單元80而更加減少所使用的閥之個數，因此在組裝作業和成本之觀點上係成為有利。
1:調溫系統 2:冷卻水流通裝置 2A:共通配管 2B:第1冷卻管 2C:第2冷卻管 2D:第3冷卻管 10:第1冷凍機單元 20:第1流體流通裝置 21:第1側流體流路 21U:上游口 21D:下游口 22:第1側幫浦 100:高溫側冷凍機 101:高溫側壓縮機 102:高溫側冷凝器 103:高溫側膨脹閥 104:高溫側蒸發器 110:高溫側冷凍迴路 120:高溫側熱氣迴路 121:熱氣流路 122:流量調節閥 130:冷卻用旁通迴路 131:冷卻用流路 132:冷卻用膨脹閥 200:中溫側冷凍機 201:中溫側壓縮機 202:中溫側冷凝器 203:中溫側第1膨脹閥 204:中溫側第1蒸發器 210:中溫側冷凍迴路 220:級聯用旁通迴路 221:分歧流路 223:中溫側第2膨脹閥 224:中溫側第2蒸發器 230:中溫側熱氣迴路 231:熱氣流路 232:流量調節閥 240:級聯冷卻用迴路 241:冷卻用流路 243:中溫側第3膨脹閥 300:低溫側冷凍機 301:低溫側壓縮機 302:低溫側冷凝器 303:低溫側膨脹閥 304:低溫側蒸發器 310:低溫側冷凍迴路 311:第1部分 312:第2部分 320:低溫側熱氣迴路 321:熱氣流路 322:流量調節閥 40:第2冷凍機單元 41:第2側壓縮機 42:第2側冷凝器 43:第2側膨脹閥 44:第2側蒸發器 45:第2側冷凍迴路 50:第3冷凍機單元 51:第3側壓縮機 52:第3側冷凝器 53:第3側膨脹閥 54:第3側蒸發器 55:第3側冷凍迴路 60:第2流體流通裝置 61:第2側流體流路 61U:上游口 61D:下游口 62:第2側幫浦 70:第3流體流通裝置 71:第3側流體流路 72:第3側幫浦 80:閥單元 831:第1供給流路 831A:第1流入口 831B:第1流出口 832:第2供給流路 832A:第2流入口 832B:第2流出口 841:第1供給側電磁切換閥 842:第2供給側電磁切換閥 851:第1分歧流路 852:第2分歧流路 861:第1分歧側電磁切換閥 862:第2分歧側電磁切換閥 870:接收流路 871:第1循環流路 872:第2循環流路 881:第1循環側電磁切換閥 882:第2循環側電磁切換閥 891:第1逆止閥 892:第2逆止閥 896:供給側共通流路 896A:連接口 896B:端口 897:第1排出側共通流路 897A:連接口 897B:端口 898:第2排出側共通流路 898A:連接口 898B:端口 901:供給側中繼流路 902:返回側中繼流路 90:控制裝置 CC1:第1級聯冷凝器 CC2:第2級聯冷凝器 IE:內部熱交換器 Ta:溫度控制對象
[圖1] 係為其中一種實施形態的調溫系統之概略圖。 [圖2] 係為構成圖1之調溫系統的中溫側冷凍機以及低溫側冷凍機之擴大圖。 [圖3] 係為構成圖1之調溫系統的低溫側冷凍機之擴大圖。 [圖4] 係為構成圖1之調溫系統的閥單元之概略圖。 [圖5] 係為對於圖1之調溫系統之動作作說明之圖。 [圖6] 係為對於圖1之調溫系統之動作作說明之圖。 [圖7] 係為能夠作為被設置在圖4之閥單元中的閥來作使用之先導踢式(pilot-kick)電磁閥之剖面圖。 [圖8] 係為對於閥單元之變形例作展示的概略圖。 [圖9] 係為對於具備有圖8中所示之變形例之閥單元的調溫系統之動作作說明之圖。 [圖10] 係為對於具備有圖8中所示之變形例之閥單元的調溫系統之動作作說明之圖。
1:調溫系統
2:冷卻水流通裝置
2A:共通配管
2B:第1冷卻管
2C:第2冷卻管
2D:第3冷卻管
10:第1冷凍機單元
20:第1流體流通裝置
21:第1側流體流路
21U:上游口
21D:下游口
22:第1側幫浦
100:高溫側冷凍機
101:高溫側壓縮機
102:高溫側冷凝器
103:高溫側膨脹閥
104:高溫側蒸發器
110:高溫側冷凍迴路
120:高溫側熱氣迴路
121:熱氣流路
122:流量調節閥
130:冷卻用旁通迴路
131:冷卻用流路
132:冷卻用膨脹閥
200:中溫側冷凍機
201:中溫側壓縮機
202:中溫側冷凝器
203:中溫側第1膨脹閥
204:中溫側第1蒸發器
210:中溫側冷凍迴路
220:級聯用旁通迴路
221:分歧流路
223:中溫側第2膨脹閥
224:中溫側第2蒸發器
230:中溫側熱氣迴路
231:熱氣流路
232:流量調節閥
240:級聯冷卻用迴路
241:冷卻用流路
300:低溫側冷凍機
301:低溫側壓縮機
302:低溫側冷凝器
303:低溫側膨脹閥
304:低溫側蒸發器
310:低溫側冷凍迴路
311:第1部分
312:第2部分
320:低溫側熱氣迴路
321:熱氣流路
322:流量調節閥
40:第2冷凍機單元
41:第2側壓縮機
42:第2側冷凝器
43:第2側膨脹閥
44:第2側蒸發器
45:第2側冷凍迴路
50:第3冷凍機單元
51:第3側壓縮機
52:第3側冷凝器
53:第3側膨脹閥
54:第3側蒸發器
55:第3側冷凍迴路
60:第2流體流通裝置
61:第2側流體流路
61U:上游口
61D:下游口
62:第2側幫浦
70:第3流體流通裝置
71:第3側流體流路
72:第3側幫浦
80:閥單元
90:控制裝置
CC1:第1級聯冷凝器
CC2:第2級聯冷凝器
IE:內部熱交換器
Ta:溫度控制對象

Claims (7)

  1. 一種調溫系統，其特徵為，係具備有： 第1冷凍機單元；和 第2冷凍機單元；和 第1流體流通裝置，係使藉由前述第1冷凍機單元而被作冷卻的第1流體流通；和 第2流體流通裝置，係使藉由前述第2冷凍機單元而被作冷卻的第2流體流通；和 閥單元，係從前述第1流體流通裝置而接收前述第1流體，並從前述第2流體流通裝置而接收前述第2流體，並且使前述第1流體以及前述第2流體之其中一者選擇性地流出， 前述第1冷凍機單元，係具備有： 高溫側冷凍機，其係具有高溫側冷凍迴路，該高溫側冷凍迴路，係將高溫側壓縮機、高溫側冷凝器、高溫側膨脹閥以及高溫側蒸發器以依此順序來使高溫側冷媒作循環的方式而作了連接；和 中溫側冷凍機，其係具有中溫側冷凍迴路和級聯用旁通迴路，該中溫側冷凍迴路，係將中溫側壓縮機、中溫側冷凝器、中溫側第1膨脹閥以及中溫側第1蒸發器以依此順序來使中溫側冷媒作循環的方式而作了連接，該級聯用旁通迴路，係包含有從前述中溫側冷凍迴路中之前述中溫側冷凝器之下游側且前述中溫側第1膨脹閥之上游側的部份而分歧出來並被與前述中溫側第1蒸發器之下游側且前述中溫側壓縮機之上游側之部分作連接並且使從前述中溫測冷凍迴路所分歧出來的前述中溫側冷媒作流通的分歧流路、和被設置於前述分歧流路處之中溫側第2膨脹閥、以及在前述分歧流路處而被設置在較前述中溫側第2膨脹閥而更下游側處之中溫側第2蒸發器；和 低溫側冷凍機，其係具有低溫側冷凍迴路，該低溫側冷凍迴路，係將低溫側壓縮機、低溫側冷凝器、低溫側膨脹閥以及低溫側蒸發器以依此順序來使低溫側冷媒作循環的方式而作了連接， 前述高溫側冷凍機之前述高溫側蒸發器和前述中溫側冷凍機之前述中溫側冷凝器，係構成能夠進行前述高溫側冷媒和前述中溫側冷媒之間之熱交換的第1級聯冷凝器， 前述中溫側冷凍機之前述中溫側第2蒸發器和前述低溫側冷凍機之前述低溫側冷凝器，係構成能夠進行前述中溫側冷媒和前述低溫側冷媒之間之熱交換的第2級聯冷凝器， 前述第1冷凍機單元，在將前述第1流體作冷卻時，係將前述中溫側第1膨脹閥以及前述中溫側第2膨脹閥之雙方設為開狀態，並成為在將前述第1流體藉由前述中溫側冷凍機之前述中溫側第1蒸發器來作了冷卻之後，藉由前述低溫側冷凍機之前述低溫側蒸發器來作冷卻， 前述第2冷凍機單元，係具備有第2側冷凍迴路，該第2側冷凍迴路，係將第2側壓縮機、第2側冷凝器、第2側膨脹閥以及第2側蒸發器以依此順序來使第2側冷媒作循環的方式而作了連接，該第2冷凍機單元，係成為藉由前述第2側蒸發器來將前述第2流體作冷卻， 前述低溫側冷媒之沸點，係較前述第2側冷媒之沸點更低。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之調溫系統，其中，係更進而具備有： 冷卻水流通裝置，係使冷卻水流通， 前述冷卻水流通裝置，係具備有從共通配管所分歧出來之第1冷卻管和第2冷卻管， 前述高溫側冷凝器，係藉由從前述第1冷卻管所流出的前述冷卻水來冷卻前述高溫側冷媒， 前述第2側冷凝器，係藉由從前述第2冷卻管所流出的前述冷卻水來冷卻前述第2側冷媒。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之調溫系統，其中，係更進而具備有： 第3冷凍機單元；和 第3流體流通裝置，係使藉由前述第3冷凍機單元而被作冷卻的第3流體流通， 前述第3冷凍機單元，係具備有：第3側冷凍迴路，係將第3側壓縮機、第3側冷凝器、第3側膨脹閥以及第3側蒸發器以依此順序來使第3側冷媒作循環的方式而作了連接，並成為藉由前述第3側蒸發器來冷卻前述第3流體， 前述冷卻水流通裝置，係更進而具備有從前述共通配管所分歧出來的第3冷卻管， 前述第3側冷凝器，係藉由從前述第3冷卻管所流出的前述冷卻水來冷卻前述第3側冷媒。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之調溫系統，其中， 前述閥單元，係具備有： 第1供給流路，係使流入至第1流入口之前述第1流體流通並從第1流出口而流出；和 第1供給側電磁切換閥，係藉由開狀態以及閉狀態之切換，來對於在前述第1供給流路中的前述第1流體之流通以及遮斷作切換；和 第1分歧流路，係從前述第1供給流路之較前述第1供給側電磁切換閥而更上游側的部份而分歧出來，並使從前述第1供給流路所流入的前述第1流體流通；和 第1分歧側電磁切換閥，係藉由開狀態以及閉狀態之切換，來對於在前述第1分歧流路中的前述第1流體之流通以及遮斷作切換；和 第2供給流路，係使流入至第2流入口之前述第2流體流通並從第2流出口而流出；和 第2供給側電磁切換閥，係藉由開狀態以及閉狀態之切換，來對於在前述第2供給流路中的前述第2流體之流通以及遮斷作切換；和 第2分歧流路，係從前述第2供給流路之較前述第2供給側電磁切換閥而更上游側的部份而分歧出來，並使從前述第2供給流路所流入的前述第2流體流通；和 第2分歧側電磁切換閥，係藉由開狀態以及閉狀態之切換，來對於在前述第2分歧流路中的前述第2流體之流通以及遮斷作切換；和 接收流路，係接收從前述第1流出口而流出並經過了特定區域之後所返回的前述第1流體或者是從前述第2流出口而流出並經過了前述特定區域之後所返回的前述第2流體；和 第1循環流路以及第2循環流路，係從前述接收流路而分歧為二；和 第1循環側電磁切換閥，係對於前述第1循環流路之開狀態以及閉狀態作切換；和 第2循環側電磁切換閥，係對於前述第2循環流路之開狀態以及閉狀態作切換。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載之調溫系統，其中， 前述中溫側冷媒和前述低溫側冷媒，係為相同之冷媒。
  6. 如申請專利範圍第1項或第5項所記載之調溫系統，其中， 前述中溫側冷凍機，係更進而具備有級聯冷卻用迴路， 該級聯冷卻用迴路，係具備有： 冷卻用流路，係從前述中溫側冷凍迴路中之前述中溫側冷凝器之下游側且前述中溫側第1膨脹閥之上游側的部分而分歧出來，並被與前述級聯用旁通迴路中之前述中溫側第2蒸發器之下游側的部分作連接，而使從前述中溫側冷凍迴路所分歧的前述中溫側冷媒作流通；和 中溫側第3膨脹閥，係被設置在前述冷卻用流路處。
  7. 如申請專利範圍第5項所記載之調溫系統，其中， 在前述低溫側冷凍迴路中的前述低溫側冷凝器之下游側且前述低溫側膨脹閥之上游側的部分、和在前述低溫側冷凍迴路中的前述低溫側蒸發器之下游側且前述低溫側壓縮機之上游側的部分，係構成能夠進行通過各前述部分之前述低溫側冷媒的熱交換之內部熱交換器。
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