TWI839582B - 溫度控制系統 - Google Patents

溫度控制系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI839582B
TWI839582B TW109137323A TW109137323A TWI839582B TW I839582 B TWI839582 B TW I839582B TW 109137323 A TW109137323 A TW 109137323A TW 109137323 A TW109137323 A TW 109137323A TW I839582 B TWI839582 B TW I839582B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
circulation
heat medium
temperature
heat
section
Prior art date
Application number
TW109137323A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202121094A (zh
Inventor
伊藤彰浩
國保典男
纐纈雅之
長谷川功宏
中澤敏治
高梨圭介
福住幸大
Original Assignee
日商Ckd股份有限公司
日商荏原製作所股份有限公司
日商荏原冷熱系統股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商Ckd股份有限公司, 日商荏原製作所股份有限公司, 日商荏原冷熱系統股份有限公司 filed Critical 日商Ckd股份有限公司
Publication of TW202121094A publication Critical patent/TW202121094A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI839582B publication Critical patent/TWI839582B/zh

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D29/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25D29/001Arrangement or mounting of control or safety devices for cryogenic fluid systems
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1902Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the use of a variable reference value
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/02Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating liquids, e.g. brine
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/01Control of temperature without auxiliary power
    • G05D23/13Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures
    • G05D23/1306Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids
    • G05D23/132Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids with temperature sensing element
    • G05D23/1333Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids with temperature sensing element measuring the temperature of incoming fluid
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1902Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the use of a variable reference value
    • G05D23/1904Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the use of a variable reference value variable in time
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1919Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/30Automatic controllers with an auxiliary heating device affecting the sensing element, e.g. for anticipating change of temperature
    • G05D23/32Automatic controllers with an auxiliary heating device affecting the sensing element, e.g. for anticipating change of temperature with provision for adjustment of the effect of the auxiliary heating device, e.g. a function of time
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248Temperature monitoring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2303/00Details of devices using other cold materials; Details of devices using cold-storage bodies
    • F25D2303/08Devices using cold storage material, i.e. ice or other freezable liquid
    • F25D2303/085Compositions of cold storage materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2400/00General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/34Temperature balancing devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2500/00Problems to be solved
    • F25D2500/04Calculation of parameters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2600/00Control issues
    • F25D2600/02Timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2700/00Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/12Sensors measuring the inside temperature
    • F25D2700/121Sensors measuring the inside temperature of particular compartments
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2700/00Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/12Sensors measuring the inside temperature
    • F25D2700/123Sensors measuring the inside temperature more than one sensor measuring the inside temperature in a compartment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2700/00Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/16Sensors measuring the temperature of products

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

一種溫度控制系統,將控制對象的溫度控制在隨著時間經過而變化的目標溫度,具備:調整裝置,具有儲槽,將熱介質調整到設定溫度並供給;循環迴路,讓熱介質從調整裝置流通到可向控制對象供熱的流通部,並返回到調整裝置;調整部,調整從流通部往控制對象供給的熱量;記憶部,事先記憶有時間經過與目標溫度的關係;及控制部,基於上述關係,而在比目標溫度變化的變化時刻提前預定時間時,將設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的設定溫度,且為了到變化時刻為止將控制對象的溫度都控制在變化前的目標溫度,而藉由調整部來使熱量調整。

Description

溫度控制系統 關聯申請案的相互參照
本申請是依據於2019年11月20日提出申請之日本專利申請號2019-209955號之申請案,並在此引用其記載內容。
本揭示是有關於一種控制控制對象的溫度的溫度控制系統。
背景技術
迄今有一種冷卻裝置,前述冷卻裝置檢測被供給到被冷卻物的冷卻液的溫度(供給側檢測溫度),來進行回饋控制,以使供給側檢測溫度成為目標溫度(參考專利文獻1)。在專利文獻1記載的冷卻裝置中,檢測從被冷卻物返回的冷卻液的溫度(返回側檢測溫度),求出返回側檢測溫度之對於時間的變化程度,將上述回饋控制的控制條件變更為對應於變化程度的控制條件。依上述構成,而做到就算在因為被冷卻物的負載變動等致使返回側檢測溫度急遽變動時,亦能確保精度高且穩定的溫度控制。
先行技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本發明專利第5445766號公報
發明概要
惟,專利文獻1記載的冷卻裝置(溫度控制系統)在返回側檢測溫度 急遽變動之後,變更了回饋控制的控制條件。因此在專利文獻1記載的冷卻裝置中,於發生了被冷卻物的負載變動或目標溫度的變化時,要讓供給側檢測溫度追隨到目標溫度是有限度的。另一方面,若想要提高供給側檢測溫度追隨到目標溫度的追隨性,必須一直高度維持冷卻裝置的驅動狀態,使得在冷卻裝置的能耗增加。
本揭示是為了解決如此的課題而所創建成者,其主要目的在於提供能抑制能耗,並且提高讓控制對象的溫度追隨到目標溫度的追隨性的溫度控制系統。
用以解決上述課題的第1手段為:一種溫度控制系統,將控制對象的溫度控制在隨著時間經過而變化的目標溫度,具備:調整裝置,具有儲存熱介質的儲槽,將前述熱介質調整到設定溫度並供給;循環迴路,讓前述熱介質從前述調整裝置流通到可向前述控制對象供熱的流通部,並返回到前述調整裝置;調整部,調整從前述流通部往前述控制對象供給的熱量;記憶部,事先記憶有前述時間經過與前述目標溫度的關係;及控制部,基於前述記憶部所記憶的前述關係,而在比前述目標溫度變化的變化時刻提前預定時間時,將前述設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的設定溫度,且為了到前述變化時刻為止將前述控制對象的溫度都控制在變化前的目標溫度,而藉由前述調整部來使前述熱量調整。
依上述構成,溫度控制系統將控制對象的溫度控制在隨著時間經過而變化的目標溫度。
在此,調整裝置具有儲存熱介質的儲槽,將熱介質調整到設定溫 度並供給。因此,調整裝置可將已調整到設定溫度或者接近設定溫度的溫度的熱介質事先儲存在儲槽。循環迴路讓熱介質從調整裝置流通到可供熱到控制對象的流通部,並返回到調整裝置。因此,讓熱介質從調整裝置流通到流通部,並從流通部供熱給控制對象,藉此便可控制控制對象的溫度。另,供熱給控制對象意指包括:將控制對象冷卻的情形;及將控制對象加熱的情形。
在控制對象的目標溫度隨著時間經過而變化時,有必要讓控制對象的溫度快速地追隨到目標溫度。對此,控制部基於記憶部所記憶的時間經過與目標溫度的關係,在比目標溫度變化的變化時刻提前預定時間時,來將設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的設定溫度。因此,調整裝置可將已調整到與變化後的目標溫度對應的設定溫度的熱介質,到變化時刻為止都儲存在儲槽。因此,調整裝置可在目標溫度已變化後,從儲槽供給已先調整好溫度的熱介質,可使控制對象的溫度追隨到目標溫度的追隨性提高。並且,只要比變化時刻提前預定時間設定為對應於變化後之目標溫度的設定溫度即可,就無須一直高度維持調整裝置的驅動狀態,因此能抑制在調整裝置的能耗。
在比變化時刻提前預定時間時已將設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的設定溫度的情況下,從調整裝置往流通部供給的熱介質的溫度會自變更設定溫度前的熱介質的溫度開始變化。對此,控制部為了到變化時刻為止將控制對象的溫度都控制在變化前的目標溫度,使從流通部往控制對象供給的熱量藉由調整部來調整。因此,就算在比變化時刻提前預定時間時,已將設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的設定溫度,亦能抑制控制對象的溫度偏離目標溫度的情形。
在第2手段中,具備:溫度感測器,檢測從前述調整裝置所供給的前述熱介質的溫度,前述控制部基於前述變化後的目標溫度、藉由前述溫度感測器所檢測的前述溫度、從前述調整裝置到前述控制對象為止的熱容量及前述 調整裝置的運轉狀態,來設定前述預定時間。
到目標溫度變化的變化時刻為止,調整裝置須先儲存在儲槽的熱量是與控制對象的變化後的目標溫度、現在的熱介質的溫度及從調整裝置到控制對象為止的熱容量相關。又,調整裝置將必需的熱量儲存在儲槽為止所需要的時間與調整裝置的運轉狀態相關。
對此,依上述構成,溫度感測器檢測從調整裝置所供給的熱介質的溫度。接著,控制部基於控制對象的變化後的目標溫度、藉由溫度感測器所檢測的溫度、從調整裝置到控制對象為止的熱容量及調整裝置的運轉狀態,來設定預定時間。因此,可適當地設定預定時間,且能提高控制對象的溫度追隨到目標溫度的追隨性,並且抑制在調整裝置的能耗。
在第3手段中,前述控制部基於最高輸出運轉來設定前述預定時間,且從比前述變化時刻提前前述預定時間直到前述變化時刻為止,使前述調整裝置都在最高輸出運轉,來作為前述調整裝置的前述運轉狀態。依如此構成,可使調整裝置事先將必需的熱量儲存在儲槽所用的時間減到最短,且可增加通常控制的時間,前述通常控制是將調整裝置的設定溫度設定為對應於目標溫度的設定溫度的控制。因此可讓將控制對象的溫度控制在目標溫度的精度提高。
在第4手段中,前述控制部基於最高效率運轉來設定前述預定時間,且從比前述變化時刻提前前述預定時間直到前述變化時刻為止,使前述調整裝置都在最高效率運轉,來作為前述調整裝置的前述運轉狀態。依如此構成,在調整裝置事先將必需的熱量儲存在儲槽時,可使調整裝置在最高效率運轉,且可抑制調整裝置的能耗。
在第5手段中,前述調整部包含:第1分配閥,變更從前述調整裝置流通到前述流通部的前述熱介質、與從前述調整裝置不經由前述流通部而返回到前述調整裝置的前述熱介質的比率。
依上述構成,第1分配閥會變更從調整裝置流通到流通部的熱介質、與從調整裝置不經由流通部而返回到調整裝置的熱介質的比率。因此,可藉由第1分配閥來變更從調整裝置供給到流通部的熱量與返回到調整裝置的熱量的比率。因此,可藉由第1分配閥來變更供給到流通部的熱量,藉此將控制對象的溫度控制在目標溫度。進而,就算在比變化時刻提前預定時間時,已將設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的設定溫度,亦可藉由第1分配閥來變更供給到流通部的熱量,藉此抑制控制對象的溫度偏離目標溫度的情形。
在第6手段中,前述調整裝置為第1調整裝置,前述第1調整裝置具有儲存第1熱介質的第1儲槽,將前述第1熱介質調整到第1設定溫度並供給,前述循環迴路為讓前述第1熱介質從前述第1調整裝置流通到可向前述控制對象供熱的第1流通部,並返回到前述第1調整裝置的第1循環迴路,前述溫度控制系統具備:第2調整裝置,將第2熱介質調整到第2設定溫度並供給;及第2循環迴路,讓前述第2熱介質從前述第2調整裝置流通到可向前述控制對象供熱的第2流通部,並返回到前述第2調整裝置,前述調整部調整從前述第1流通部及前述第2流通部往前述控制對象供給的熱量,前述控制部基於前述記憶部所記憶的前述關係,而在比前述目標溫度變化成從前述第1調整裝置往前述第1流通部供給前述第1熱介質的目標溫度的第1變化時刻提前預定時間時,將前述第1設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的第1設定溫度,且為了到前述第1變化時刻為止將前述控制對象的溫度都控制在變化前的目標溫度,而藉由前述調整部來使前述熱量調整。
依上述構成,溫度控制系統具備:第1調整裝置、第1循環迴路、第2調整裝置及第2循環迴路。因此,讓第1熱介質及第2熱介質從第1調整裝置及 第2調整裝置分別流通到第1流通部及第2流通部,且從第1流通部及第2流通部供熱給控制對象,藉此便可控制控制對象的溫度。
控制部基於記憶部所記憶的時間經過與目標溫度的關係,而在比目標溫度變化成從第1調整裝置往第1流通部供給第1熱介質的目標溫度的第1變化時刻提前預定時間時,將第1設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的第1設定溫度。因此,第1調整裝置可將已調整到與變化後的目標溫度對應的第1設定溫度的第1熱介質,到第1變化時刻為止都儲存在第1儲槽。因此第1調整裝置可在目標溫度變化之後,從第1儲槽供給已事先調整好溫度的第1熱介質,且可使控制對象的溫度追隨到目標溫度的追隨性提高。並且,只要比第1變化時刻提前預定時間設定為對應於變化後之目標溫度的第1設定溫度即可,就無須一直高度維持第1調整裝置的驅動狀態,因此能抑制在第1調整裝置的能耗。
在比變化時刻提前預定時間時,已將第1設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的第1設定溫度的情況下,從第1調整裝置往第1流通部供給的第1熱介質的溫度會自變更第1設定溫度前的第1熱介質的溫度開始變化。對此,控制部為了到第1變化時刻為止將控制對象的溫度都控制在變化前的目標溫度,使從第1流通部往控制對象供給的熱量藉由調整部來調整。並且,控制部將從第2流通部往控制對象供給的熱量也藉由調整部來調整。因此,就算在只藉由調整部調整從第1流通部往控制對象供給的熱量會難以將控制對象的溫度控制在目標溫度時,亦能抑制控制對象的溫度偏離目標溫度的情形。
在第7手段中,前述控制部自前述第1變化時刻起算一個輔助期間,將前述第2設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的第2設定溫度,並且從前述第2調整裝置往前述第2流通部供給前述第2熱介質。依如此構成,在從第1調整裝置往第1流通部供給第1熱介質而將控制對象的溫度控制在變化後的目標溫度時,可從第2調整裝置往第2流通部供給第2熱介質來進行輔助,因此能使 控制對象的溫度追隨到目標溫度的追隨性進一步提高。
在比目標溫度變化成從第1調整裝置往第1流通部供給第1熱介質的目標溫度的第1變化時刻提前預定時間時,已將第1設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的第1設定溫度的情況下,恐怕會衍生有以下的問題。即,將控制對象的溫度控制在目標溫度並且將已事先調整好溫度的第1熱介質儲存在第1儲槽為止的時間(預定時間)恐怕會變長。
對此,在第8手段中,前述控制部自前述預定時間前到前述第1變化時刻為止,將前述第2設定溫度都設定為對應於變化前之目標溫度的第2設定溫度,且從前述第2調整裝置往前述第2流通部供給前述第2熱介質。依如此構成,在將第1設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的第1設定溫度,並且從第1調整裝置往第1流通部供給第1熱介質,而將控制對象的溫度控制在變化前的目標溫度時,可從第2調整裝置往第2流通部供給第2熱介質來進行輔助,因此可抑制上述預定時間變長的情形。
在第9手段中,前述第1熱介質及前述第2熱介質為共通的共通熱介質,前述第1流通部及前述第2流通部為共通的共通流通部,前述調整部包含:第2分配閥,變更從前述共通流通部流通到前述第1調整裝置的前述共通熱介質、與從前述共通流通部流通到前述第2調整裝置的前述共通熱介質的比率。
依上述構成,第2分配閥變更從共通流通部流通到第1調整裝置的共通熱介質、與從共通流通部流通到第2調整裝置的共通熱介質的比率。即,第2分配閥變更從第1調整裝置流通到共通流通部的共通熱介質、與從第2調整裝置流通到共通流通部的共通熱介質的比率。因此,可藉由第2分配閥來變更從第1調整裝置供給到共通流通部的熱量、與從第2調整裝置供給到共通流通部的熱量的比率。因此,可藉由第2分配閥來變更供給到共通流通部的熱量,藉此將控制對象的溫度控制在目標溫度。甚者,就算在比第1變化時刻提前預定時間時,已 將第1設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的第1設定溫度,亦可藉由第2分配閥來變更供給到共通流通部的熱量,藉此抑制控制對象的溫度偏離目標溫度的情形。
在第10手段中,前述第1熱介質及前述第2熱介質為共通的共通熱介質,前述第1流通部及前述第2流通部為共通的共通流通部,前述調整部包含:第3分配閥,變更從前述共通流通部流通到前述第1調整裝置的前述共通熱介質、從前述共通流通部不經由前述第1調整裝置及前述第2調整裝置而返回到前述共通流通部的前述共通熱介質、與從前述共通流通部流通到前述第2調整裝置的前述共通熱介質的比率。
依上述構成,溫度控制系統包含:第3分配閥,變更從共通流通部流通到第1調整裝置的共通熱介質、從共通流通部不經由第1調整裝置及第2調整裝置而返回到共通流通部的共通熱介質、與從共通流通部流通到第2調整裝置的共通熱介質的比率。即,第3分配閥變更從第1調整裝置流通到共通流通部的共通熱介質、從共通流通部不經由第1調整裝置及第2調整裝置而返回到共通流通部的共通熱介質、與從第2調整裝置流通到共通流通部的共通熱介質的比率。因此,可藉由第3分配閥來變更共通流通部從第1調整裝置收取的熱量、返回到共通流通部的熱量、與共通流通部從第2調整裝置收取的熱量的比率。因此可藉由第3分配閥來變更供給到共通流通部的熱量,藉此將控制對象的溫度控制在目標溫度。甚者,就算在比第1變化時刻提前預定時間時,已將第1設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的第1設定溫度,亦可藉由第3分配閥來變更供給到共通流通部的熱量,藉此抑制控制對象的溫度偏離目標溫度的情形。並且,可實現不讓共通熱介質從共通流通部流通到第1調整裝置及第2調整裝置,而讓從共通流通部流出的共通熱介質原封不動地返回到共通流通部的狀態。
在第11手段中, 前述第2循環迴路獨立於前述第1循環迴路,前述溫度控制系統具備:第3循環迴路,獨立於前述第1循環迴路及前述第2循環迴路,讓可使用之溫度範圍比前述第1熱介質及前述第2熱介質的可使用之溫度範圍更寬廣的第3熱介質循環,前述第3循環迴路具備:第3流通部,讓前述第3熱介質流通,且與前述第1流通部進行熱交換;及第4流通部,讓前述第3熱介質流通,且與前述第2流通部進行熱交換,並且前述第3循環迴路不具備儲存前述第3熱介質的儲槽,讓前述第3熱介質從前述第3流通部及前述第4流通部流通到與前述控制對象進行熱交換的熱交換部,且返回到前述第3流通部及前述第4流通部,前述調整部包含:第4分配閥,變更從前述熱交換部流通到前述第3流通部的前述第3熱介質、與從前述熱交換部流通到前述第4流通部的前述第3熱介質的比率。
依上述構成,第3循環迴路獨立於第1循環迴路及第2循環迴路,讓可使用之溫度範圍比第1熱介質的可使用之溫度範圍更寬廣的第3熱介質循環。因此,即使第3熱介質昂貴,亦使第3熱介質只循環在第3循環迴路,可使第3熱介質的使用量減少。並且,第3循環迴路不具備儲存第3熱介質的儲槽。因此,可將循環在第3循環迴路的第3熱介質的量進一步減少。
第3循環迴路具備:第3流通部,讓第3熱介質流通,且與第1流通部進行熱交換;及第4流通部,讓第3熱介質流通,且與第2流通部進行熱交換。因此,可將已供給到第1流通部的熱量透過第1流通部與第3流通部的熱交換來供給到第3流通部。同樣地,可將已供給到第2流通部的熱量透過第2流通部與第4流通部的熱交換來供給到第4流通部。第3循環迴路讓第3熱介質從第3流通部及第4流通部流通到與控制對象進行熱交換的熱交換部,並返回到第3流通部及第4 流通部。因此,可將熱量經由第3熱介質而從第3流通部及第4流通部供給到與控制對象進行熱交換的熱交換部。
第4分配閥變更從熱交換部流通到第3流通部的第3熱介質、與從熱交換部流通到第4流通部的第3熱介質的比率。因此,可藉由第4分配閥來變更從第3流通部供給到熱交換部的熱量、與從第4流通部供給到熱交換部的熱量的比率。因此可藉由第4分配閥來變更供給到熱交換部的熱量,藉此將控制對象的溫度控制在目標溫度。在此,如上述,可將循環在第3循環迴路的第3熱介質的量減少。因此,可使第3熱介質的溫度快速地變化,可使控制控制對象的溫度的響應性提升。甚者,即使在比第1變化時刻提前預定時間時,已將第1設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的第1設定溫度,亦可藉由第4分配閥來變更供給到熱交換部的熱量,藉此抑制控制對象的溫度偏離目標溫度的情形。
在第12手段中,前述第2循環迴路獨立於前述第1循環迴路,前述溫度控制系統具備:第3循環迴路,獨立於前述第1循環迴路及前述第2循環迴路,讓可使用之溫度範圍比前述第1熱介質及前述第2熱介質的可使用之溫度範圍更寬廣的第3熱介質循環,前述第3循環迴路具備:第3流通部,讓前述第3熱介質流通,且與前述第1流通部進行熱交換;及第4流通部,讓前述第3熱介質流通,且與前述第2流通部進行熱交換,並且前述第3循環迴路不具備儲存前述第3熱介質的儲槽,讓前述第3熱介質從前述第3流通部及前述第4流通部流通到與前述控制對象進行熱交換的熱交換部,且返回到前述第3流通部及前述第4流通部,前述調整部包含:第5分配閥,變更從前述熱交換部流通到前述第3流通部的前述第3熱介質、從前述熱交換部不經由前述第3流通部及前述第4流通部而返 回到前述熱交換部的前述第3熱介質、與從前述熱交換部流通到前述第4流通部的前述第3熱介質的比率。
依上述構成,第5分配閥變更從熱交換部流通到第3流通部的第3熱介質、從熱交換部不經由第3流通部及第4流通部而返回到熱交換部的第3熱介質、與從熱交換部流通到第4流通部的第3熱介質的比率。因此,可藉由第5分配閥來變更熱交換部從第3流通部收取的熱量、返回到熱交換部的熱量、與熱交換部從第4流通部收取的熱量的比率。因此,可藉由第5分配閥來變更供給到熱交換部的熱量,藉此將控制對象的溫度控制在目標溫度。甚者,即使在比第1變化時刻提前預定時間時,已將第1設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的第1設定溫度,亦可藉由第5分配閥來變更供給到熱交換部的熱量,藉此抑制控制對象的溫度偏離目標溫度的情形。並且,可實現不讓第3熱介質從熱交換部流通到第3流通部及第4流通部,而讓從熱交換部流出的第3熱介質原封不動地返回到熱交換部的狀態。
第13手段為一種溫度控制系統,將控制對象的溫度控制在隨著時間經過而變化的目標溫度,具備:第1調整裝置,具有儲存熱介質的第1儲槽,將第1熱介質調整到第1設定溫度並供給;第1循環迴路,讓前述第1熱介質從前述第1調整裝置流通到第1流通部,並返回到前述第1調整裝置;加熱器,可將前述控制對象加熱,且控制發熱量;第3循環迴路,獨立於前述第1循環迴路,讓可使用之溫度範圍比前述第1熱介質的可使用之溫度範圍更寬廣的第3熱介質循環,具備與前述第1流通部進行熱交換的第3流通部,且不具備儲存前述第3熱介質的儲槽;調整部,調整在前述第1流通部與前述第3流通部交換的熱量、及前述加熱 器的發熱量;記憶部,事先記憶有前述時間經過與前述目標溫度的關係;及控制部,基於前述記憶部所記憶的前述關係,而在比前述目標溫度變化成從前述第1調整裝置往前述第1流通部供給前述第1熱介質的目標溫度的第1變化時刻提前預定時間時,將前述第1設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的第1設定溫度,且為了到前述第1變化時刻為止將前述控制對象的溫度都控制在變化前的目標溫度,而藉由前述調整部來使前述熱量及前述發熱量調整。
依上述構成,第3循環迴路獨立於第1循環迴路,讓可使用之溫度範圍比第1熱介質的可使用之溫度範圍更寬廣的第3熱介質循環。因此,即使第3熱介質昂貴,亦使第3熱介質只循環在第3循環迴路,可使第3熱介質的使用量減少。並且,第3循環迴路不具備儲存第3熱介質的儲槽。因此,可將循環在第3循環迴路的第3熱介質的量進一步減少。
第1循環迴路可展現出與第1手段的循環迴路同樣的作用效果。並且,使用有可使用之溫度範圍比第3熱介質的可使用之溫度範圍還狹窄的第1熱介質,因此可使用廉價的熱介質來作為第1熱介質。加熱器可將控制對象加熱,控制發熱量。因此,可直接將控制對象加熱,而無須使用熱介質。
溫度控制系統具備:調整部,調整在第1流通部與第3流通部交換的熱量、及加熱器的發熱量。因此,藉由調整部,可調整供給到第3流通部的熱量及直接供給到控制對象的熱量,且可將控制對象的溫度控制到目標溫度。在此,如上述,可將循環在第3循環迴路的第3熱介質的量減少。因此可使第3熱介質的溫度快速地變化,且可使控制控制對象的溫度的響應性提升。甚者,就算在比變化時刻提前預定時間時,已將設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的設定溫度,亦可藉由調整部來變更供給到熱交換部的熱量,藉此抑制控制對象的溫度偏離目標溫度的情形。並且,控制部亦會藉由調整部來使直接從加熱 器往控制對象供給的熱量調整。因此,就算在只藉由調整部調整從第1流通部往控制對象供給的熱量會難以將控制對象的溫度控制在目標溫度時,亦能抑制控制對象的溫度偏離目標溫度的情形。
10:第1循環迴路
11:第1冷卻器(第1調整裝置)
11a:儲槽(第1儲槽)
11b:幫浦
12:第1分配閥(調整部)
13,23:流量計
14:第1流通部
17a~17d,18,18a,18b:流路
19:溫度感測器
20:第2循環迴路
21:第2冷卻器(第2調整裝置)
21a:儲槽(第2儲槽)
21b:幫浦
22:第2分配閥(調整部)
23:流量計
24:第2流通部
27a~27d,28a,28b:流路
29:溫度感測器
30:第3循環迴路
31:熱交換器
32:幫浦
33:流量計
34:共通流通部(第1流通部、第2流通部)
35:第6分配閥(調整部)
35a,35b,36,36b,36c,37~39:流路
80:控制部
80a:記憶裝置(記憶部)
90:半導體製造裝置
91:上部電極
92:下部電極(控制對象)
93:熱交換器(熱交換部)
94:熱交換器
96:加熱器
100:溫度控制系統
110:第1循環迴路
114:第1流通部
116~118,121a,126~128,133a,135a~135d:流路
119,129:針閥
120:第2循環迴路
121:加熱器
122:幫浦
124:第2流通部
130:第3循環迴路
131,132:熱交換器
133:第3流通部
133a:流路
134:第4流通部
135:第2分配閥(調整部)
135a~135d:流路
136:第1止回閥
137:第2止回閥
138:第3止回閥
200:溫度控制系統
230:第3循環迴路
235,237,239:流路
300:溫度控制系統
335:第3分配閥(調整部)
400:溫度控制系統
435:第4分配閥(調整部)
500:溫度控制系統
535:第5分配閥(調整部)
700:溫度控制系統
A,B,C:埠
COM:共用埠
P:電漿
P1:合流點
t1~t5,t11~t16,t21~t23:時刻
Ta1:輔助期間
Tc:設定溫度
Te:目標溫度
Th:設定溫度
W:工件
△t1,△t2,△t3:預定時間
關於本揭示的上述目的及其他目的、特徵或優點等,一邊參考附圖一邊藉由下述的詳細記載,會更為明確。
圖1為第1實施形態的溫度控制系統的示意圖。
圖2是顯示下部電極的目標溫度及第1冷卻器的設定溫度的變化的時間圖。
圖3為第2實施形態的溫度控制系統的示意圖。
圖4為第3實施形態的溫度控制系統的示意圖。
圖5為第4實施形態的溫度控制系統的示意圖。
圖6是顯示下部電極的目標溫度、第1冷卻器的設定溫度及第2冷卻器的設定溫度的變化的時間圖。
圖7為第5實施形態的溫度控制系統的示意圖。
圖8為第6實施形態的溫度控制系統的示意圖。
圖9為第7實施形態的溫度控制系統的示意圖。
圖10為第8實施形態的溫度控制系統的示意圖。
圖11是顯示下部電極的目標溫度、第1冷卻器的輸出及第2冷卻器的輸出的變化的時間圖。
用以實施發明之形態
(第1實施形態)
以下,一面參考圖面,一面說明控制半導體製造裝置的下部電極(控制對象)的溫度的溫度控制系統具體化的第1實施形態。
如圖1所示,溫度控制系統100具備:第1循環迴路110及控制部80等。
第1循環迴路110為第1熱介質循環的迴路。第1熱介質(熱介質)例如為由乙二醇60%及水40%所構成的液體。第1熱介質較為廉價。第1循環迴路110具備:第1冷卻器11、溫度感測器19、第1分配閥12等。
第1冷卻器11(調整裝置)具備:儲槽11a、幫浦11b等。第1冷卻器11可將第1熱介質的溫度調整到-25~95℃。儲槽11a(第1儲槽)儲存已調整為設定溫度Tc的第1熱介質。幫浦11b往流路17a吐出儲槽11a所儲存的第1熱介質。流路17a連接於第1分配閥12的共用埠(COM)。
溫度感測器19檢測從第1冷卻器11所供給的第1熱介質的溫度,且往控制部80輸出檢測結果。
第1分配閥12(調整部)為具備共用埠、A埠及B埠的三向閥。在A埠連接有流路17b。於B埠連接有流路17d。第1分配閥12連續地變更從流路17a流向流路17b的第1熱介質的流量、與流向流路17d的第1熱介質的流量之比。第1分配閥12在第1熱介質100%從流路17a流向流路17b的狀態、與第1熱介質100%從流路17a流向流路17d的狀態之間連續地變更狀態。在第1分配閥12中第1熱介質的壓力損失是固定的,和將從第1冷卻器11所供給的第1熱介質分配給流路17b與流路17d的比率無關。
半導體製造裝置90具備上部電極91及下部電極92,在上部電極91與下部電極92之間產生電漿P。在下部電極92之上載置晶圓等的工件W。溫度感測器94檢測下部電極92的溫度。下部電極92與熱交換器93一體構成。在熱交換器93與下部電極92進行熱交換。
熱交換器93(流通部)連接於流路17b,讓第1熱介質流通。在熱交換器93連接有流路18。流路18連接著熱交換器93與第1冷卻器11的儲槽11a。上 述流路17d連接著第1分配閥12的B埠與流路18。即,第1分配閥12變更從第1冷卻器11流通到熱交換器93的第1熱介質、與從第1冷卻器11不經由熱交換器93而返回到第1冷卻器11的第1熱介質的比率。然後,在熱交換器93中,第1熱介質與下部電極92進行熱交換。另,藉由流路17a、流路17b、流路17d及流路18而構成了循環迴路。
控制部80為具備CPU、ROM、RAM、記憶裝置80a及輸入輸出介面等的微電腦。控制部80輸入溫度感測器19、94等的檢測結果。控制部80將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te。目標溫度Te隨著在半導體製造裝置90的製程(時間經過)而被變更為90℃、0℃、-20℃等。由於熱從電漿P往下部電極92流入,所以在電漿P產生時,會有下部電極92的溫度上升到110℃左右的情形。隨此情形,從熱交換器93流出的第1熱介質的溫度亦會有上升到接近110℃的情形。
控制部80基於下部電極92的目標溫度Te、溫度感測器19、94的檢測結果,來控制第1冷卻器11的設定溫度Tc及第1分配閥12的分配比率。藉此,會使於熱交換器93流通的第1熱介質的流量,以至於使供給到熱交換器93的熱量被調整。即,第1分配閥12調整從熱交換器93往下部電極92供給的熱量。接著,控制部80為了讓下部電極92的溫度成為目標溫度Te,而將第1冷卻器11的設定溫度Tc設定為對應於目標溫度Te的設定溫度Tc,並且將第1分配閥12的分配比率進行回饋控制。
圖2是顯示下部電極92的目標溫度Te及第1冷卻器11的設定溫度Tc的變化的時間圖。如同圖所示,下部電極92的目標溫度Te隨著在半導體製造裝置90的製程(時間經過),而周期地變化成90℃、0℃、-20℃。控制部80的記憶裝置80a(記憶部)事先記憶有時間經過與目標溫度Te的關係。例如,記憶裝置80a記憶有:到時刻t2為止,目標溫度Te都是90℃,在時刻t2,目標溫度Te變成 0℃,之後到時刻t4為止,目標溫度Te都是0℃,在時刻t4,目標溫度Te變成-20℃,之後到時刻t5為止,目標溫度Te都是-20℃,在時刻t5,目標溫度Te變成90℃等。
控制部80配合目標溫度Te的變化,而將第1冷卻器11的設定溫度Tc設定為對應於目標溫度Te的設定溫度Tc。例如,控制部80在目標溫度Te為90℃時,將設定溫度Tc設定為50℃,在目標溫度Te為0℃時,將設定溫度Tc設定為-5℃,在目標溫度Te為-20℃時,將設定溫度Tc設定為-25℃。接著,控制部80將第1冷卻器11的輸出進行回饋控制,以使藉由溫度感測器19所檢測的第1熱介質的溫度T1成為設定溫度Tc。又,控制部80為了讓藉由溫度感測器94所檢測的下部電極92的溫度T3成為目標溫度Te,而將第1分配閥12的分配比率進行回饋控制。
進而,控制部80基於記憶裝置80a所記憶的上述關係,而在比目標溫度Te從目標溫度Te1變化成目標溫度Te2的變化時刻提前預定時間△t時,將設定溫度Tc設定為對應於變化後之目標溫度Te2的設定溫度Tc2,且為了到變化時刻為止將下部電極92的溫度都控制在變化前的目標溫度Te1,而藉由第1分配閥12來將對流路17b與流路17d的分配比率調整。藉此,已調整到與變化後的目標溫度Te2對應的設定溫度Tc2的第1熱介質,到變化時刻為止都儲存在儲槽11a。
例如,控制部80在比時刻t2提前預定時間△t1的時刻t1,將設定溫度Tc設定為慢慢變化成對應於變化後之目標溫度Te2=0℃的設定溫度Tc=-5℃,且為了到時刻t2為止將下部電極92的溫度都控制在變化前的目標溫度Te1=90℃,而藉由第1分配閥12,使向流路17b的分配比率減少,且使向流路17d的分配比率增加。亦即,讓流向流路17b的第1熱介質的量減少,以使就算從第1冷卻器11供給了其溫度比對應於目標溫度Te1=90℃的設定溫度Tc1=50℃更低的第1熱介質,亦不會讓下部電極92的溫度從目標溫度Te1=90℃降低。另,亦可 在時刻t1,一次性地將設定溫度Tc設定為對應於變化後之目標溫度Te2=0℃的設定溫度Tc2=-5℃,而不讓設定溫度Tc慢慢變化。同樣地,控制部80在比時刻t4提前預定時間△t2的時刻t3,將設定溫度Tc設定成慢慢變化成對應於變化後之目標溫度Te3=-20℃的設定溫度Tc3=-25℃(一次性地設定為設定溫度Tc3=-25℃),且為了到時刻t4為止將下部電極92的溫度都控制在變化前的目標溫度Te2=0℃,而藉由第1分配閥12使往流路17b的分配比率減少,且使往流路17d的分配比率增加。
到目標溫度Te變化之變化時刻為止第1冷卻器11應事先儲存在儲槽11a的熱量,是與下部電極92的變化後的目標溫度Te2、現在的第1熱介質的溫度及從第1冷卻器11到下部電極92為止的熱容量C相關。用於將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te2的第1冷卻器11的設定溫度Tc為對應於目標溫度Te2的設定溫度Tc2。又,第1冷卻器11將必需的熱量儲存在儲槽11a為止所需要的時間是與第1冷卻器11的輸出(運轉狀態)相關。
在此,控制部80基於與變化後的目標溫度Te2對應的設定溫度Tc2、藉由溫度感測器19所檢測的第1熱介質的溫度T1、從第1冷卻器11到下部電極92為止的熱容量C、及第1冷卻器11的輸出q,來設定上述預定時間△t。熱容量C包含諸如下部電極92、循環的第1熱介質、熱交換器93、流路17a、17b、18、第1分配閥12、及儲槽11a等,在控制下部電極92的溫度時溫度會產生變化的構件的熱容量。在此,第1冷卻器11的輸出q在預定時間△t是以最高輸出qm而使第1冷卻器11運轉,且令q=qm。詳細來說,控制部80藉由△t=C×(T1-Tc2)/q的式子,來設定預定時間△t。另,當第1冷卻器11已經以輸出q1運轉時,令q=qm-q1即可。
以上詳述的本實施形態具有以下的優點。
‧當下部電極92的目標溫度Te隨著時間經過而變化時,有必要讓 下部電極92的溫度快速地追隨到目標溫度Te。對此,控制部80基於記憶裝置80a所記憶的時間經過與目標溫度Te的關係,而在比目標溫度Te變化的變化時刻提前預定時間△t時,將設定溫度Tc設定為對應於變化後之目標溫度Te的設定溫度Tc。因此,第1冷卻器11可將已調整到與變化後的目標溫度Te對應的設定溫度Tc的第1熱介質,到變化時刻為止都儲存在儲槽11a。因此,第1冷卻器11可在目標溫度Te變化之後,從儲槽11a供給已事先調整好溫度的第1熱介質,可使下部電極92的溫度追隨到目標溫度Te的追隨性提高。並且,只要比變化時刻提前預定時間△t設定為對應於變化後之目標溫度Te的設定溫度Tc即可,不需要一直高度維持第1冷卻器11的驅動狀態,因此可抑制在第1冷卻器11的能耗。
‧在比變化時刻提前預定時間△t時已將設定溫度Tc設定為對應於變化後的目標溫度Te的設定溫度Tc的情況下,從第1冷卻器11往熱交換器93供給的第1熱介質的溫度會從變更設定溫度Tc前的第1熱介質的溫度開始變化。對此,控制部80為了到變化時刻為止將下部電極92的溫度都控制在變化前的目標溫度Te,而將從第1冷卻器11往熱交換器93供給的熱量,以至於從熱交換器93往下部電極92供給的熱量藉由第1分配閥12來調整。因此,就算在比變化時刻提前預定時間△t時,已將設定溫度Tc設定為對應於變化後之目標溫度Te的設定溫度Tc,亦可抑制下部電極92的溫度偏離目標溫度Te的情形。
‧控制部80基於下部電極92的變化後的目標溫度Te(對應於目標溫度Te的設定溫度Tc)、藉由溫度感測器19所檢測的第1熱介質的溫度T1、從第1冷卻器11到下部電極92為止的熱容量C、及第1冷卻器11的運轉狀態(輸出q),來設定預定時間△t。因此,可適當地設定預定時間△t,且可使下部電極92的溫度追隨到目標溫度Te的追隨性提高,並且抑制在第1冷卻器11的能耗。
‧控制部80基於最高輸出運轉(最高輸出qm)來設定預定時間△t,且從比變化時刻提前預定時間△t直到變化時刻為止,使第1冷卻器11都進行最高 輸出運轉,來作為第1冷卻器11的運轉狀態。依如此構成,可以把第1冷卻器11事先將必需的熱量儲存在儲槽11a所用的預定時間△t做到最短,且可使將第1冷卻器11的設定溫度Tc設定為對應於現在的目標溫度Te之設定溫度Tc的通常控制的時間變長。因此,可使將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te的精度提高。
‧第1分配閥12變更從第1冷卻器11流通到熱交換器93的第1熱介質、與從第1冷卻器11不經由熱交換器93而返回到第1冷卻器11的第1熱介質的比率。因此,可藉由第1分配閥12來變更從第1冷卻器11供給到熱交換器93的熱量與返回到第1冷卻器11的熱量的比率。因此,可藉由第1分配閥12來變更供給至熱交換器93的熱量,藉此將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te。進而,就算在比變化時刻提前預定時間△t時,已將設定溫度Tc設定為對應於變化後之目標溫度Te的設定溫度Tc,亦可藉由第1分配閥12來變更供給至熱交換器93的熱量,藉此抑制下部電極92的溫度偏離目標溫度Te的情形。
另,也可以在預定時間△t,將第1冷卻器11以運轉效率成為最高的最高效率輸出qe運轉,且在△t=C×(T1-Tc2)/q的式子中令q=qe來設定預定時間△t。即,控制部80也可基於最高效率運轉來設定預定時間△t,且從比變化時刻提前預定時間△t直到變化時刻為止,使第1冷卻器11都進行最高效率運轉,來作為第1冷卻器11的運轉狀態。依如此構成,可在第1冷卻器11事先將必需的熱量儲存在儲槽11a時,使第1冷卻器11進行最高效率運轉,可抑制第1冷卻器11的能耗。另,當第1冷卻器11已經採用輸出q1運轉時,令q=qe-q1即可。
(第2實施形態)
以下,針對第2實施形態,以與第1實施形態的相異點為中心來說明。另,關於與第1實施形態相同的部分,則附上相同的符號而省略說明。
如圖3所示,溫度控制系統200具備:第1循環迴路110、第2循環迴路120、及控制部80等。第1循環迴路110為上述第1熱介質循環的迴路。第2循 環迴路120為第2熱介質循環的迴路。第2熱介質是與第1熱介質相同的液體。即,第1循環迴路110及第2循環迴路120是讓共通的上述第1熱介質(共通熱介質)循環的迴路。
第1循環迴路110(循環迴路)具備:第1冷卻器11(第1調整裝置)、針閥119等。第1循環迴路110並不具備上述第1分配閥12。
幫浦11b往流路117吐出儲槽11a所儲存的第1熱介質。在流路117設有第1止回閥136。第1止回閥136容許第1熱介質從第1冷卻器11往合流點P1之流通,且禁止第1熱介質從合流點P1往第1冷卻器11之流通。第1冷卻器11的儲槽11a與第2分配閥135的B埠藉由流路118而連接。第2分配閥135(調整部)為具備共用埠、A埠及B埠的三向閥。第1冷卻器11將第1熱介質調整到設定溫度Tc(第1設定溫度)並供給。流路117與流路118藉由流路116來連接。在流路116設有針閥119。
第2循環迴路120(循環迴路)具備:加熱器121、溫度感測器29、針閥129等。第2循環迴路120並不具備上述第1分配閥12。加熱器121(第2調整裝置)為可控制發熱量的加熱器。加熱器121具備:電熱線加熱器或陶瓷加熱器等(省略圖示)、及讓第1熱介質流通的流路121a,將流通在流路121a的第1熱介質加熱。加熱器121將第2熱介質(即第1熱介質)調整到設定溫度Th(第2設定溫度)並供給。加熱器121的加熱狀態是基於溫度感測器29的檢測結果而藉由控制部80來控制。
加熱器121的流路121a與上述合流點P1藉由流路127而連接。在流路127設有幫浦122及第2止回閥137。幫浦122經由流路127,從加熱器121的流路121a往合流點P1吐出第1熱介質。第2止回閥137容許第1熱介質從幫浦122往合流點P1之流通,且禁止第1熱介質從合流點P1往幫浦122之流通。加熱器121的流路121a與第2分配閥135的A埠藉由流路128而連接。流路127與流路128藉由流路126而連接。在流路126設有針閥129。
流路117及流路127在合流點P1連接於流路135a。流路135a連接於熱交換器93的流入埠。在熱交換器93的流出埠連接有流路135b。在流路135b設有幫浦32。流路135b連接於第2分配閥135的共用埠。
第2分配閥135(調整部)連續地變更從流路135b流到流路118的第1熱介質的流量、與流到流路128的第1熱介質的流量的比。即,第2分配閥135變更從熱交換器93(第1流通部、共通流通部)流通到第1冷卻器11的第1熱介質、與從熱交換器93(第2流通部、共通流通部)流通到加熱器121的第1熱介質的比率。第2分配閥135在第1熱介質100%從流路135b流向流路118的狀態、與第1熱介質100%從流路135b流向流路128的狀態之間連續地變更狀態。在第1熱介質100%從流路135b流向流路118的狀態下,針閥129調節從流路127往流路128循環的第1熱介質的量。在第1熱介質100%從流路135b流向流路128的狀態下,針閥119調節從流路117往流路118循環的第1熱介質的量。在第2分配閥135中第1熱介質的壓力損失是固定的,和將從幫浦32所供給的第1熱介質分配給第1冷卻器11與加熱器121的比率無關。另,第2分配閥135在第1熱介質不到100%(例如90%)從流路135b流向流路118的狀態、與第1熱介質不到100%(例如90%)從流路135b流向流路128的狀態之間連續地變更狀態,藉此也可將流路116、126、及針閥119、129省略。又,亦可將幫浦32省略。
無關於第2分配閥135的分配比率,幫浦32的負荷不會變化,因此幫浦32會以固定的驅動狀態被驅動。藉此,幫浦32讓第1熱介質循環在第1循環迴路110及第2循環迴路120。另,第1循環迴路110及第2循環迴路120共有流路135a、135b、幫浦32及第2分配閥135。
控制部80將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te。控制部80基於下部電極92的目標溫度Te及溫度感測器94的檢測結果,來控制第2分配閥135的分配比率。藉此,流通到第1冷卻器11的第1熱介質的流量,以至於從第1冷卻器 11往熱交換器93供給的熱量會被調整。又,流通到加熱器121的第1熱介質的流量,以至於從加熱器121往熱交換器93供給的熱量會被調整。
與圖2同樣地,控制部80配合目標溫度Te的變化,將第1冷卻器11的設定溫度Tc設定為對應於目標溫度Te的設定溫度Tc。接著,控制部80回饋控制第1冷卻器11的輸出,以使藉由溫度感測器19所檢測的第1熱介質的溫度T1成為設定溫度Tc。又,控制部80回饋控制第2分配閥135的分配比率,以使藉由溫度感測器94所檢測的下部電極92的溫度T3成為目標溫度Te。
進而,控制部80基於記憶裝置80a所記憶的上述關係,而在比目標溫度Te從目標溫度Te1變化成目標溫度Te2的第1變化時刻提前預定時間△t時,將設定溫度Tc設定為對應於變化後的目標溫度Te2的設定溫度Tc2,且為了到第1變化時刻為止將下部電極92的溫度都控制在變化前的目標溫度Te1,而藉由第2分配閥135來調整往流路118與流路128的分配比率。除此之外,控制部80還控制加熱器121的發熱量。
例如,控制部80在比時刻t2提前預定時間△t1的時刻t1,將設定溫度Tc設定為慢慢變化成對應於變化後之目標溫度Te2=0℃的設定溫度Tc=-5℃,且為了到時刻t2為止將下部電極92的溫度都控制在變化前的目標溫度Te1=90℃,而藉由第2分配閥135將往流路118的分配比率減少,且將往流路128的分配比率增加。此時,將已藉加熱器121所加熱的第1熱介質供給到流路127、135a,以至於供給到熱交換器93。
另,在預定時間△t1,亦可將加熱器121停止(不將第1熱介質加熱),藉由第2分配閥135將往流路118的分配比率減少,且將往流路128的分配比率增加。又,在第1熱介質流動在流路127、135a、128的狀態下,亦可不變更第2分配閥135的分配比率,藉由加熱器121來將第1熱介質加熱。藉由該等方式,亦可從時刻t1到時刻t2為止,將下部電極92的溫度都控制在變化前的目標溫度 Te1=90℃。
在時刻t5,控制部80將設定溫度Tc設定為慢慢變化成對應於變化後之目標溫度Te4=90℃的設定溫度Tc=50℃,藉由第2分配閥135而將往流路118的分配比率減少,且將往流路128的分配比率增加。此時,控制部80將藉由加熱器121而調整到設定溫度Th的第1熱介質供給到流路127、135a,以至於供給到熱交換器93,使下部電極92的溫度急遽上升。設定溫度Th是基於下部電極92的目標溫度Te及溫度感測器94的檢測結果來設定。
以上詳述的本實施形態具有以下的優點。另,在此只敘述與第1實施形態不同的優點。
‧溫度控制系統200具備:第1冷卻器11、第1循環迴路110、加熱器121及第2循環迴路120。因此,可讓第1熱介質(第2熱介質)從第1冷卻器11及加熱器121分別流通到熱交換器93(第1流通部、第2流通部),從熱交換器93供熱給下部電極92,藉此控制下部電極92的溫度。
‧控制部80基於記憶裝置80a所記憶的時間經過與目標溫度Te的關係,而在比目標溫度Te變化成從第1冷卻器11往熱交換器93供給第1熱介質的目標溫度Te的第1變化時刻提前預定時間△t時,將設定溫度Tc設定為對應於變化後之目標溫度Te的設定溫度Tc。因此,第1冷卻器11可事先將已調整到與變化後的目標溫度Te對應的設定溫度Tc的第1熱介質,到第1變化時刻為止都儲存在儲槽11a。因此,第1冷卻器11可在目標溫度Te變化之後,從儲槽11a供給已事先調整好溫度的第1熱介質,可使下部電極92的溫度追隨到目標溫度Te的追隨性提高。並且,只要比第1變化時刻提前預定時間△t設定為對應於變化後之目標溫度Te的設定溫度Tc即可,無須一直高度維持第1冷卻器11的驅動狀態,因此可抑制在第1冷卻器11的能耗。
‧控制部80為了到第1變化時刻為止將下部電極92的溫度都控制 在變化前的目標溫度Te,而將從第1冷卻器11往熱交換器93供給的熱量以至於從熱交換器93往下部電極92供給的熱量藉由第2分配閥135來調整。並且,控制部80將從加熱器121往熱交換器93供給的熱量以至於從熱交換器93往下部電極92供給的熱量亦藉由第2分配閥135來調整。因此,就算在只藉由第2分配閥135來調整從第1冷卻器11往熱交換器93供給的熱量會難以將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te時,亦可抑制下部電極92的溫度偏離目標溫度Te的情形。
‧第2分配閥135變更從熱交換器93(共通流通部)流通到第1冷卻器11的第1熱介質(共通熱介質)、與從熱交換器93流通到加熱器121的第1熱介質的比率。即,第2分配閥135變更從第1冷卻器11流通到熱交換器93的第1熱介質、與從加熱器121流通到熱交換器93的第1熱介質的比率。因此,可藉由第2分配閥135來變更供給到熱交換器93的熱量,藉此將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te。
‧在第2分配閥135中第1熱介質的壓力損失是固定的,和從熱交換器93流通到第1冷卻器11的第1熱介質、與從熱交換器93流通到加熱器121的第1熱介質的比率無關。因此,在藉由幫浦32而讓第1熱介質循環在第1循環迴路110及第2循環迴路120時,能以固定的驅動狀態來驅動幫浦32,而不必控制幫浦32的驅動狀態。
另,在第2分配閥135,第1熱介質的壓力損失亦可隨著從熱交換器93流通到第1冷卻器11的第1熱介質、與從熱交換器93流通到加熱器121的第1熱介質的比率而變動。此時,只要適當地變更幫浦32的驅動狀態即可。
(第3實施形態)
以下針對第3實施形態,以與第2實施形態的相異點為中心來說明。另,關於與第1及第2實施形態相同的部分,則附上相同的符號而省略說明。
如圖4所示,本實施形態的溫度控制系統300在第2實施形態的溫 度控制系統200中將第2分配閥135變更為第3分配閥335。
第3分配閥335(調整部)為具備共用埠、H埠、B埠及C埠的四向閥。在C埠連接有流路118。流路118連接在第1冷卻器11的儲槽11a。在B埠連接有流路239。流路239在合流點P1連接有流路135a。在流路239設有第3止回閥138。第3止回閥138容許第1熱介質從第3分配閥335往合流點P1之流通,且禁止第1熱介質從合流點P1往第3分配閥335之流通。在H埠連接有流路128。流路128連接在加熱器121的流路121a。
第3分配閥335連續地變更從流路135b流向流路118的第1熱介質的流量、流向流路239的第1熱介質的流量、流向流路128的第1熱介質的流量的比。即,第3分配閥335變更從熱交換器93流通到第1冷卻器11的第1熱介質、從熱交換器93不經由第1冷卻器11及加熱器121而返回到熱交換器93的第1熱介質、與從熱交換器93流通到加熱器121的第1熱介質的比率。第3分配閥335在第1熱介質100%從流路135b流向流路118的狀態、第1熱介質從流路135b流向流路118、239的狀態、第1熱介質100%從流路135b流向流路239的狀態、第1熱介質從流路135b流向流路239、128的狀態、第1熱介質100%從流路135b流向流路128的狀態之間連續地變更狀態。在第3分配閥335中第1熱介質的壓力損失是固定的,和將從幫浦32所供給的第1熱介質分配給流路118、流路239與流路128的比率無關。
無關於第3分配閥335的分配比率,幫浦32的負荷不會變化,因此幫浦32以固定的驅動狀態被驅動。藉此,幫浦32使第1熱介質循環在第1循環迴路110及第2循環迴路120。另,第1循環迴路110及第2循環迴路120共有流路135a、135b、幫浦32及第3分配閥335。
控制部80將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te。控制部80基於下部電極92的目標溫度Te及溫度感測器94的檢測結果,來控制第3分配閥335的 分配比率。又,與圖2同樣地,控制部80配合目標溫度Te的變化,將第1冷卻器11的設定溫度Tc設定為對應於目標溫度Te的設定溫度Tc。又,控制部80控制加熱器121的發熱量。
以上詳述的本實施形態具有以下的優點。另,在此只敘述與第2實施形態相異的優點。
‧溫度控制系統300包含第3分配閥335,前述第3分配閥335變更從熱交換器93流通到第1冷卻器11的第1熱介質、從熱交換器93不經由第1冷卻器11及加熱器121而返回到熱交換器93的第1熱介質、及從熱交換器93流通到加熱器121的第1熱介質的比率。即,第3分配閥335變更從第1冷卻器11流通到熱交換器93的第1熱介質、從熱交換器93不經由第1冷卻器11及加熱器121而返回到熱交換器93的第1熱介質、及從加熱器121流通到熱交換器93的第1熱介質的比率。因此,可將熱交換器93從第1冷卻器11接收的熱量、返回到熱交換器93的熱量、熱交換器93從加熱器121接收的熱量的比率藉由第3分配閥335來變更。因此,可將供給至熱交換器93的熱量藉由第3分配閥335來變更,藉此將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te。
‧就算在比第1變化時刻提前預定時間△t時,已將設定溫度Tc設定為對應於變化後之目標溫度Te的設定溫度Tc,亦可藉由第3分配閥335來變更供給至熱交換器93的熱量,藉此抑制下部電極92的溫度偏離目標溫度Te的情形。
‧可實現不讓第1熱介質從熱交換器93流通到第1冷卻器11及加熱器121,而讓從熱交換器93流出的第1熱介質原封不動地返回到熱交換器93的狀態。
(第4實施形態)
以下針對第4實施形態,以與第2實施形態的相異點為中心來說明。另,關於與第1~第3實施形態相同的部分,則附上相同的符號而省略說明。
如圖5所示,本實施形態的溫度控制系統300在第2實施形態的溫度控制系統200中,將加熱器121變更為第2冷卻器21。
第2冷卻器21(第2調整裝置)具備儲槽21a、幫浦21b等。第2冷卻器21將第2熱介質的溫度調整到比設定溫度Tc(第1設定溫度)更高的設定溫度Th(第2設定溫度)。第2熱介質為與第1熱介質相同的液體。即,第1循環迴路110及第2循環迴路120為共通的上述第1熱介質(共通熱介質)循環的迴路。儲槽21a(第2儲槽)儲存已調整到設定溫度Th的第2熱介質(即第1熱介質)。幫浦21b將已儲存在儲槽21a的第1熱介質往流路127吐出。
控制部80基於下部電極92的目標溫度Te、溫度感測器19、29、94的檢測結果,而控制第1冷卻器11的設定溫度Tc、第2冷卻器21的設定溫度Th、及第2分配閥135的分配比率。藉此,從第1冷卻器11及第2冷卻器21分別流通到熱交換器93的第1熱介質的流量,以至於供給至熱交換器93的熱量會受到調整。即,第2分配閥135調整從熱交換器93往下部電極92供給的熱量。然後,控制部80將第1冷卻器11的設定溫度Tc設定為對應於目標溫度Te的設定溫度Tc,且將第2冷卻器21的設定溫度Th設定為對應於目標溫度Te的設定溫度Th,並且回饋控制第2分配閥135的分配比率,以使下部電極92的溫度成為目標溫度Te。
圖6是顯示下部電極92的目標溫度Te、第1冷卻器11的設定溫度Tc、及第2冷卻器21的設定溫度Th的變化的時間圖。如同圖所示,下部電極92的目標溫度Te和圖2同樣地變化。
控制部80配合目標溫度Te的變化,而執行及停止從第1冷卻器11及第2冷卻器21的第1熱介質的供給。第1冷卻器11、第2冷卻器21分別藉由驅動幫浦11b、21b來執行第1熱介質的供給,藉由停止幫浦11b、21b來停止第1熱介質的供給。例如,控制部80在目標溫度Te比20℃(邊界溫度)高時,停止從第1冷卻器11的第1熱介質的供給,且執行從第2冷卻器21的第1熱介質的供給。另一方 面,控制部80在目標溫度Te為20℃以下時,執行從第1冷卻器11的第1熱介質的供給,且停止從第2冷卻器21的第1熱介質的供給。
控制部80將第1冷卻器11的設定溫度Tc設定為對應於目標溫度Te的設定溫度Tc。例如,控制部80在目標溫度Te為90℃時,將設定溫度Tc設定為20℃,且使幫浦11b停止。控制部80在目標溫度Te為0℃時,將設定溫度Tc設定為-5℃,在目標溫度Te為-20℃時,將設定溫度Tc設定為-25℃,且使幫浦11b驅動。接著,控制部80回饋控制第1冷卻器11的輸出,以使藉由溫度感測器19所檢測的第1熱介質的溫度T1成為設定溫度Tc。又,控制部80回饋控制第2分配閥135的分配比率,以使藉由溫度感測器94所檢測的下部電極92的溫度T3成為目標溫度Te。
又,控制部80將第2冷卻器21的設定溫度Th設定在對應於目標溫度Te的設定溫度Th。例如,控制部80在目標溫度Te為90℃時,將設定溫度Th設定在85℃,且使幫浦21b驅動。控制部80在目標溫度Te為0℃時,將設定溫度Th設定在20℃,在目標溫度Te為-20℃時,將設定溫度Th設定在20℃,且使幫浦21b停止。然後,控制部80回饋控制第2冷卻器21的輸出,以使藉由溫度感測器29所檢測的第1熱介質的溫度T2成為設定溫度Th。又,控制部80回饋控制第2分配閥135的分配比率,以使藉由溫度感測器94所檢測的下部電極92的溫度T3成為目標溫度Te。
進而,控制部80基於記憶裝置80a所記憶的上述關係,而在比目標溫度Te從目標溫度Te1往目標溫度Te2變化的變化時刻提前預定時間△t時,將設定溫度Tc設定在對應於變化後之目標溫度Te2的設定溫度Tc2,且為了到變化時刻為止將下部電極92的溫度都控制在變化前的目標溫度Te1,而藉由第2分配閥135來調整往流路118與流路128的分配比率。藉此,已調整到與變化後的目標溫度Te2對應的設定溫度Tc2的第1熱介質,到變化時刻為止都儲存在儲槽11a。
例如,控制部80在比時刻t12提前預定時間△t1的時刻t11,將設定溫度Tc設定成慢慢變化成對應於變化後之目標溫度Te2=0℃的設定溫度Tc=-5℃。此時,由於未驅動第1冷卻器11的幫浦11b,所以控制部80不變更第2分配閥135的分配比率。即,第1冷卻器11在已停止第1熱介質的供給的狀態下,將已調整到設定溫度Tc2=-5℃的第1熱介質都儲存在儲槽11a另,也可以在時刻t11一次性地將設定溫度Tc設定為對應於變化後之目標溫度Te2=0℃的設定溫度Tc2=-5℃,而不使設定溫度Tc慢慢變化。
又,控制部80在比時刻t14提前預定時間△t2的時刻t13,將設定溫度Tc設定為慢慢變化成對應於變化後之目標溫度Te3=-20℃的設定溫度Tc3=-25℃,且為了到時刻t14為止將下部電極92的溫度都控制在變化前的目標溫度Te2=0℃,而藉由第2分配閥135使往流路118的分配比率減少,且使往流路128的分配比率增加。另,也可以在時刻t13,一次性地將設定溫度Tc設定為與變化後的目標溫度Te3=-20℃對應的設定溫度Tc3=-25℃,而不使設定溫度Tc慢慢變化。
又,控制部80在比時刻t16提前預定時間△t3的時刻t15,將設定溫度Th設定為慢慢變化成對應於變化後之目標溫度Te4=90℃的設定溫度Th4=85℃。此時,由於未驅動第2冷卻器21的幫浦21b,因此控制部80不變更第2分配閥135的分配比率。即,第2冷卻器21在已停止第1熱介質的供給的狀態下,將已調整到設定溫度Th4=85℃的第1熱介質儲存到儲槽21a。另,也可以在時刻t15,一次性地將設定溫度Th設定為對應於變化後的目標溫度Te4=90℃的設定溫度Th4=85℃,而不使設定溫度Th慢慢變化。
控制部80與第1實施形態同樣地,藉由△t=C×(T1-Tc2)/q的式子來設定預定時間△t。此時,令輸出q亦可作為最高輸出qm,亦可作為最高效率輸出qe。另,在第1冷卻器11已經以輸出q1運轉時,設為q=qm-q1,或者q=qe -q1即可。又,在藉由第2冷卻器21來進行加熱時,藉由△t=C×(Th2-T2)/q的式子來設定預定時間△t。溫度T2為藉由溫度感測器29所檢測的第2熱介質的溫度。
以上詳述的本實施形態具有以下的優點。另,在此只敘述與第2實施形態不同的優點。
‧溫度控制系統400具備:第1冷卻器11、第1循環迴路110、第2冷卻器21及第2循環迴路120。因此,可讓第1熱介質(第2熱介質)從第1冷卻器11及第2冷卻器21分別流通到熱交換器93(第1流通部、第2流通部),從熱交換器93供熱給下部電極92,藉此將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te。
‧控制部80基於記憶裝置80a所記憶的時間經過與目標溫度Te的關係,在圖6中,在比目標溫度Te變化成從第1冷卻器11往熱交換器93供給第1熱介質的目標溫度Te2=0℃的時刻t12(第1變化時刻)提前預定時間△t1時,將設定溫度Tc設定為對應於變化後的目標溫度Te2=0℃的設定溫度Tc2。因此,第1冷卻器11在已停止第1熱介質的供給的狀態下,可事先將已調整到與變化後的目標溫度Te2=0℃對應的設定溫度Tc2的第1熱介質,到時刻t12為止都儲存在儲槽11a。因此,第1冷卻器11可在目標溫度Te已變化之後,從儲槽11a供給已事先調整好溫度的第1熱介質,可使下部電極92的溫度追隨到目標溫度Te2=0℃的追隨性提高。並且,只要比時刻t12提前預定時間△t1設定為對應於變化後之目標溫度Te2=0℃的設定溫度Tc2即可,無須一直高度維持第1冷卻器11的驅動狀態,因此可抑制在第1冷卻器11的能耗。
另,也可設有連接流路117與流路118的流路116,且在流路116設有調節從流路117往流路118循環的第1熱介質的量的針閥119。又,也可設有連接流路127與流路128的流路126,且在流路126設有調節從流路127往流路128循環的第1熱介質的量的針閥129。
(第5實施形態)
以下針對第5實施形態,以與第4實施形態的相異點為中心來說明。另,關於與第1~第4實施形態相同的部分,則附上相同的符號而省略說明。
如圖7所示,本實施形態的溫度控制系統500具備:第1循環迴路110、第2循環迴路120、第3循環迴路130及控制部80等。
第1循環迴路110為上述第1熱介質循環的迴路。第2循環迴路120獨立於第1循環迴路110,且為上述第2熱介質循環的迴路。第3循環迴路130獨立於第1循環迴路110及第2循環迴路120,且為第3熱介質循環的迴路。
第3熱介質例如為氟系的非活性液體。第3熱介質的可使用的下限溫度比第1熱介質及第2熱介質的可使用的下限溫度更低。第3熱介質的可使用的上限溫度比第1熱介質及第2熱介質的可使用的上限溫度更高。即,第3熱介質的可使用的溫度的範圍比第1熱介質及第2熱介質的可使用的溫度範圍更寬廣。因此,第3熱介質比第1熱介質及第2熱介質更昂貴。
第1循環迴路110具備第1冷卻器11、第1流通部114等。流路117連接於第1流通部114。第1流通部114被設於熱交換器131的內部,讓第1熱介質流通。在第1流通部114連接有流路118。流路118連接於第1冷卻器11的儲槽11a。
第2循環迴路120具備第2冷卻器21、第2流通部124等。流路127連接於第2流通部124。第2流通部124被設於熱交換器132的內部,讓第2熱介質流通。在第2流通部124連接有流路128。流路128連接於第2冷卻器21的儲槽21a。
第3循環迴路130具備:第3流通部133、第4流通部134、第4分配閥435、第1止回閥136、第2止回閥137、幫浦32等。
第3流通部133被設於熱交換器131的內部,讓第3熱介質流通。第3流通部133與第1流通部114一體構成,與第1流通部114進行熱交換。
在第3流通部133連接有流路133a。在流路133a設有第1止回閥136。第1止回閥136容許第3熱介質從第3流通部133往合流點P1之流通,且禁止 第3熱介質從合流點P1往第3流通部133之流通。
在第4流通部134連接有流路134a。在流路134a設有第2止回閥137。第2止回閥137容許第3熱介質從第4流通部134往合流點P1之流通,且禁止第3熱介質從合流點P1往第4流通部134之流通。
流路133a及流路134a在合流點P1連接於流路135a。流路135a連接於熱交換器93的流入埠。在熱交換器93的流出埠連接有流路135b。在流路135b設有幫浦32。流路135b連接於第4分配閥435的共用埠。
第4分配閥435(調整部)為具備共用埠、A埠及B埠的三向閥。在B埠連接有流路135c。在A埠連接有流路135d。流路135c連接於熱交換器131的第3流通部133。流路135d連接於熱交換器132的第4流通部134。
第4分配閥435連續地變更從流路135b流向流路135c的第3熱介質的流量、與流向流路135d的第3熱介質的流量之比。即,第4分配閥435變更從熱交換器93流通到第3流通部133的第3熱介質、與從熱交換器93流通到第4流通部134的第3熱介質之比率。第4分配閥435在第3熱介質100%從流路135b流向流路135c的狀態、與第3熱介質100%從流路135b流向流路135d的狀態之間連續地變更狀態。在第4分配閥435中第3熱介質的壓力損失是固定的,和將從幫浦32所供給的第3熱介質分配給熱交換器131的第3流通部133與熱交換器132的第4流通部134的比率無關。
無關於第4分配閥435的分配比率,幫浦32的負荷不會變化,因此幫浦32會以固定的驅動狀態被驅動。藉此,幫浦32讓第3熱介質循環在第3循環迴路130。第3循環迴路130不具備儲存第3熱介質的儲槽。
控制部80將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te。控制部80基於下部電極92的目標溫度Te及溫度感測器94的檢測結果,來控制第4分配閥435的分配比率。藉此,流通到第3流通部133的第3熱介質的流量,以至於在第1流通 部114與第3流通部133交換的熱量會被調整。又,流通到第4流通部134的第3熱介質的流量,以至於在第2流通部124與第4流通部134交換的熱量會被調整。
控制部80基於下部電極92的目標溫度Te、溫度感測器19、29、94的檢測結果,而控制第1冷卻器11的設定溫度Tc、第2冷卻器21的設定溫度Th及第4分配閥435的分配比率。藉此,供給至熱交換器93的熱量受到調整。接著,控制部80為了讓下部電極92的溫度成為目標溫度Te,而將第1冷卻器11的設定溫度Tc設定為對應於目標溫度Te的設定溫度Tc,且將第2冷卻器21的設定溫度Th設定為對應於目標溫度Te的設定溫度Th,並且回饋控制第4分配閥435的分配比率。
控制部80與第4實施形態同樣地控制第1冷卻器11的設定溫度Tc、第2冷卻器21的設定溫度Th及第4分配閥435的分配比率。又,控制部80與第4實施形態同樣,也可執行及停止從第1冷卻器11的第1熱介質的供給,且執行及停止從第2冷卻器21的第2熱介質的供給,也可從第1冷卻器11始終供給第1熱介質,且從第2冷卻器21始終供給第2熱介質。
以上詳述的本實施形態具有以下的優點。另,在此只敘述與第4實施形態不同的優點。
‧第3循環迴路130獨立於第1循環迴路110及第2循環迴路120,讓可使用之溫度範圍比第1熱介質的可使用之溫度範圍更寬廣的第3熱介質循環。因此,即使第3熱介質昂貴,亦使第3熱介質只循環在第3循環迴路130,可使第3熱介質的使用量減少。並且,第3循環迴路130不具備儲存第3熱介質的儲槽。因此,可將循環在第3循環迴路130的第3熱介質的量進一步減少。
‧第3循環迴路130具備:第3流通部133,讓第3熱介質流通,且與第1流通部114進行熱交換;及第4流通部134,讓第3熱介質流通,且與第2流通部124進行熱交換。因此,可將已供給到第1流通部114的熱量透過第1流通部 114與第3流通部133的熱交換來供給到第3流通部133。同樣地,可將已供給到第2流通部124的熱量透過第2流通部124與第4流通部134的熱交換來供給到第4流通部134。第3循環迴路130讓第3熱介質從第3流通部133及第4流通部134流通到與下部電極92進行熱交換的熱交換器93,並返回到第3流通部133及第4流通部134。因此,可經由第3熱介質而從第3流通部133及第4流通部134將熱量供給到與下部電極92進行熱交換的熱交換器93。
‧第4分配閥435變更從熱交換器93流通到第3流通部133的第3熱介質、與從熱交換器93流通到第4流通部134的第3熱介質的比率。因此,可藉由第4分配閥435來變更從第3流通部133供給到熱交換器93的熱量、與從第4流通部134供給到熱交換器93的熱量的比率。因此,可藉由第4分配閥435來變更供給到熱交換器93的熱量,藉此將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te。
‧就算在比上述第1變化時刻提前預定時間△t時,已將設定溫度Tc設定為對應於變化後的目標溫度Te的設定溫度Tc,亦可藉由第4分配閥435來變更供給至熱交換器93的熱量,藉此抑制下部電極92的溫度偏離目標溫度Te的情形。
‧可將循環在第3循環迴路130的第3熱介質的量減少。因此,可使第3熱介質的溫度快速地變化,可使控制下部電極92的溫度的響應性提升。
(第6實施形態)
以下針對第6實施形態,以與第5實施形態的相異點為中心來說明。另,關於與第1~第5實施形態相同的部分,則附上相同的符號而省略說明。
如圖8所示,本實施形態的溫度控制系統300在第5實施形態的溫度控制系統500中,將第4分配閥435變更為第5分配閥535。
第5分配閥535(調整部)為具備共用埠、H埠、B埠及C埠的四向閥。在C埠連接有流路235。流路235連接於熱交換器131的第3流通部133。在B 埠連接有流路239。流路239在合流點P1連接於流路135a。在流路239設有第3止回閥138。第3止回閥138容許第1熱介質從第5分配閥535往合流點P1之流通,且禁止第1熱介質從合流點P1往第5分配閥535之流通。在H埠連接有流路237。流路237連接於熱交換器132的第4流通部134。
第5分配閥535連續地變更從流路135b流向流路235的第3熱介質的流量、流向流路239的第3熱介質的流量、與流向流路237的第3熱介質的流量之比。即,第5分配閥535變更從熱交換器93流通到第3流通部133的第3熱介質、從熱交換器93不經由第3流通部133及第4流通部134而返回到熱交換器93的第3熱介質、從熱交換器93流通到第4流通部134的第3熱介質之比率。第5分配閥535在第3熱介質100%從流路135b流向流路235的狀態、第3熱介質從流路135b流向流路235、239的狀態、第3熱介質100%從流路135b流向流路239的狀態、第3熱介質從流路135b流向流路239、237的狀態、與第3熱介質100%從流路135b流向流路237的狀態之間連續地變更狀態。在第5分配閥535中第3熱介質的壓力損失是固定的,和將從幫浦32所供給的第3熱介質分配給流路235、流路239與流路237的比率無關。
無關於第5分配閥535的分配比率,幫浦32的負荷不會變化,因此幫浦32會以固定的驅動狀態被驅動。藉此,幫浦32讓第3熱介質循環到熱交換器93。
控制部80將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te。控制部80基於下部電極92的目標溫度Te及溫度感測器94的檢測結果,來控制第5分配閥535的分配比率。又,與圖6同樣,控制部80配合目標溫度Te的變化,將第1冷卻器11的設定溫度Tc設定為對應於目標溫度Te的設定溫度Tc,且將第2冷卻器21的設定溫度Th設定為對應於目標溫度Te的設定溫度Th。
以上詳述的本實施形態具有以下的優點。另,在此只敘述與第5 實施形態不同的優點。
‧第5分配閥535變更從熱交換器93流通到第3流通部133的第3熱介質、從熱交換器93不經由第3流通部133及第4流通部134而返回到熱交換器93的第3熱介質、與從熱交換器93流通到第4流通部134的第3熱介質的比率。因此,可藉由第5分配閥535來變更熱交換器93從第3流通部133收取的熱量、返回到熱交換器93的熱量、與熱交換器93從第4流通部134收取的熱量的比率。因此,可藉由第5分配閥535來變更供給至熱交換器93的熱量,藉此將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te。
‧就算在比第1變化時刻提前預定時間△t時,已將設定溫度Tc設定為對應於變化後的目標溫度Te的設定溫度Tc,亦可藉由第5分配閥535變更供給至熱交換器93的熱量,藉此來抑制下部電極92的溫度偏離目標溫度Te的情形。
‧可實現不使第3熱介質從熱交換器93流通到第3流通部133及第4流通部134,且使從熱交換器93流出的第3熱介質原封不動地返回到熱交換器93的狀態。
(第7實施形態)
以下,針對第7實施形態,以與第1、第5實施形態的相異點為中心來說明。另,關於與第1~第6實施形態相同的部分,則附上相同的符號而省略說明。
如圖9所示,本實施形態之溫度控制系統700具備直接加熱下部電極92的加熱器96,來取代第5實施形態之溫度控制系統500的第2循環迴路120。
第1循環迴路110為上述第1熱介質循環的迴路。第3循環迴路230獨立於第1循環迴路110,為上述第3熱介質循環的迴路。
加熱器96為可控制發熱量的加熱器。加熱器96具備電熱線加熱器或陶瓷加熱器等,和下部電極92一體構成。加熱器96的加熱狀態是藉由控制部80(調整部)所控制。
第6分配閥35(調整部)為具備共用埠、A埠及B埠的三向閥。第3流通部133與第6分配閥35的共用埠藉由流路36來連接。第6分配閥35的A埠與熱交換器93的流入埠藉由流路37來連接。於流路37設有流量計33。流量計33測量流經流路37的第3熱介質的流量。
熱交換器93的流出埠與第3流通部133藉由流路39來連接。第6分配閥35的B埠與流路39藉由流路38來連接。於流路39設有幫浦32。幫浦32在流路39中從熱交換器93側吸入第3熱介質,且往第3流通部133側吐出。
第6分配閥35連續地變更從流路36流向流路37的第3熱介質的流量、與流向流路38的第3熱介質的流量的比。即,第6分配閥35變更從第3流通部133流通到熱交換器93的第3熱介質、與從第3流通部133不流通在熱交換器93而返回到第3流通部133的第3熱介質的比率。第6分配閥35在第3熱介質100%從第3流通部133流向熱交換器93的狀態、與第3熱介質100%從第3流通部133不流通在熱交換器93而往第3流通部133返回的狀態之間連續地變更狀態。在第6分配閥35中第3熱介質的壓力損失是固定的,和將從第3流通部133所供給的第3熱介質分配給熱交換器93的比率無關。
無關於第6分配閥35的分配比率,幫浦32的負荷不會變化,因此幫浦32會以固定的驅動狀態被驅動。藉此,幫浦32讓第3熱介質循環到第3循環迴路230。第3循環迴路230不具備儲存第3熱介質的儲槽。
控制部80將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te。控制部80基於下部電極92的目標溫度Te、流量計33及溫度感測器94的檢測結果,來控制第6分配閥35的分配比率。藉此,流通到第3流通部133的第3熱介質的流量,以至於在第1流通部114與第3流通部133交換的熱量會被調整。
控制部80基於下部電極92的目標溫度Te及溫度感測器19、94的檢測結果,來控制第1冷卻器11的設定溫度Tc、加熱器96的發熱量及第6分配閥35 的分配比率。藉此,供給至熱交換器93的熱量受到調整。接著,控制部80將第1冷卻器11的設定溫度Tc設定為對應於目標溫度Te的設定溫度Tc,且將加熱器96的發熱量控制在對應於目標溫度Te的發熱量,並且回饋控制第6分配閥35的分配比率,以使下部電極92的溫度成為目標溫度Te。
控制部80與第1實施形態同樣地控制第1冷卻器11的設定溫度Tc、及第6分配閥35的分配比率。又,控制部80與第5實施形態同樣,亦可執行及停止從第1冷卻器11的第1熱介質的供給,亦可從第1冷卻器11始終供給第1熱介質。
在圖2中,控制部80在比時刻t4提前預定時間△t2的時刻t3,將設定溫度Tc設定為慢慢變化成對應於變化後的目標溫度Te3=-20℃的設定溫度Tc=-25℃,且為了到時刻t4為止將下部電極92的溫度都控制在變化前的目標溫度Te2=0℃,而藉由第6分配閥35使往流路38的分配比率減少,且使往流路37的分配比率增加。此時,藉由加熱器96將下部電極92加熱。
另,也可在預定時間△t2,把加熱器96停止(不加熱下部電極92),藉由第6分配閥35而使往流路38的分配比率減少,且使往流路37的分配比率增加。又,也可不將第6分配閥35的分配比率變更,藉由加熱器96來將下部電極92加熱。藉由該等方式,也可從時刻t3到時刻t4為止,將下部電極92的溫度控制在變化前的目標溫度Te2=0℃。
在圖2的時刻t5,控制部80將設定溫度Tc設定為慢慢變化成對應於變化後的目標溫度Te4=90℃的設定溫度Tc=50℃,藉由第6分配閥35而使往流路38的分配比率減少,且使往流路37的分配比率增加。此時,控制部80藉由加熱器96來將下部電極92加熱,使下部電極92的溫度急遽上升。
以上詳述的本實施形態具有以下的優點。另,在此只敘述與第1、第5實施形態不同的優點。
‧第3循環迴路230獨立於第1循環迴路110,讓可使用之溫度範圍比第1熱介質的可使用之溫度範圍更寬廣的第3熱介質循環。因此,即使第3熱介質昂貴,亦使第3熱介質只循環在第3循環迴路230,可使第3熱介質的使用量減少。並且,第3循環迴路230不具備儲存第3熱介質的儲槽。因此,可將循環在第3循環迴路230的第3熱介質的量進一步減少。
‧由於第1循環迴路110使用的是可使用的溫度範圍比第3熱介質的可使用的溫度範圍更狹窄的第1熱介質,因此可使用廉價的熱介質來作為第1熱介質。加熱器96將下部電極92加熱,且可控制發熱量。因此,可不使用熱介質而直接加熱下部電極92。
‧溫度控制系統700具備調整在第1流通部114與第3流通部133交換的熱量的第6分配閥35。又,溫度控制系統700具備調整加熱器96的發熱量的控制部80。因此,可調整從第3流通部133往熱交換器93供給的熱量、及直接供給至下部電極92的熱量,可將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te。因此,就算在比變化時刻提前預定時間時,已將設定溫度Tc設定為對應於變化後的目標溫度Te的設定溫度Tc,也能藉由第6分配閥35及控制部80變更供給至熱交換器93的熱量,藉此抑制下部電極92的溫度偏離目標溫度Te的情形。
‧控制部80也調整從加熱器96直接往下部電極92供給的熱量。因此,就算在只藉由第6分配閥35調整從第1流通部114往第3流通部133以至於往下部電極92供給的熱量會難以將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te時,亦能抑制下部電極92的溫度偏離目標溫度Te的情形。
‧加熱器96將下部電極92加熱,且可控制發熱量。因此,可不使用熱介質而直接加熱下部電極92,可簡化構成。
(第8實施形態)
以下,針對第8實施形態,以與第5實施形態的相異點為中心來說明。另, 關於與第1至第7實施形態相同的部分,則附上相同的符號而省略說明。
如圖10所示,溫度控制系統800具備:第1循環迴路10、第2循環迴路20、第3循環迴路30及控制部80等。
第1循環迴路10為上述第1熱介質循環的迴路。第2循環迴路20獨立於第1循環迴路10,為上述第2熱介質(即第1熱介質)循環的迴路。
第3循環迴路30獨立於第1循環迴路10及第2循環迴路20,為上述第3熱介質循環的迴路。
第1循環迴路10具備第1冷卻器11、第1分配閥12、流量計13、3個(複數個)第1流通部14等。
第1冷卻器11(第1調整裝置)具備儲槽11a、幫浦11b等。流路17a連接於第1分配閥12的共用埠(COM)。
第1分配閥12(調整部)為具備共用埠、A埠及B埠的三向閥。在A埠連接有流路17b。在B埠連接有流路17d。第1分配閥12連續地變更從流路17a流向流路17b的第1熱介質的流量、與流向流路17d的第1熱介質的流量之比。第1分配閥12在第1熱介質100%從流路17a流向流路17b的狀態、與第1熱介質100%從流路17a流向流路17d的狀態之間連續地變更狀態。在第1分配閥12中第1熱介質的壓力損失是固定的,和將從第1冷卻器11所供給的第1熱介質分配給3個第1流通部14與流路17d的比率無關。
於流路17b設有流量計13。流量計13測量流經流路17b的第1熱介質的流量。流路17b分叉成3條(複數條)流路17c。各流路17c連接於各第1流通部14。3個第1流通部14設於熱交換器31的內部,使第1熱介質流通。
在各第1流通部14連接有各流路18a。3條(複數條)流路18a匯流在流路18b。流路17d連接第1分配閥12的B埠與流路18b。
第2循環迴路20具備第2冷卻器21、第2分配閥22、流量計23、3 條(複數條)第2流通部24等。
第2冷卻器21(第2調整裝置)具備儲槽21a、幫浦21b等。流路27a連接於第2分配閥22的共用埠(COM)。
第2分配閥22(調整部)為具備共用埠、A埠及B埠的三向閥。在A埠連接有流路27b。在B埠連接有流路27d。第2分配閥22連續地變更從流路27a流向流路27b的第2熱介質的流量、與流向流路27d的第2熱介質的流量之比。第2分配閥22在第2熱介質100%從流路27a流向流路27b的狀態、與第2熱介質100%從流路27a流向流路27d的狀態之間連續地變更狀態。在第2分配閥22中第2熱介質的壓力損失是固定的,和將從第2冷卻器21所供給的第2熱介質分配給3個第2流通部24與流路27d的比率無關。
於流路27b設有流量計23。流量計23測量流經流路27b的第2熱介質的流量。流路27b分叉成3條(複數條)流路27c。各流路27c連接於各第2流通部24。3個第2流通部24設於熱交換器31的內部,使第2熱介質流通。
在各第2流通部24連接有各流路28a。3條(複數條)流路28a匯流在流路28b。流路27d連接第2分配閥22的B埠與流路28b。
第3循環迴路30具備5個(複數個)共通流通部34、幫浦32等。
5個共通流通部34(第3流通部、第4流通部)被設於熱交換器31的內部,使第3熱介質流通。共通流通部34與第1流通部14及第2流通部24一體構成,與第1流通部14及第2流通部24進行熱交換。
在各共通流通部34連接有各流路35a。5條(複數條)流路35a匯流在流路35b。
熱交換器93(熱交換部)連接在上述流路35b,使第3熱介質流通。在熱交換器93連接有流路36b。在流路36b設有幫浦32。流路36b分叉成5條(複數條)流路36c。各流路36c連接於各共通流通部34。
幫浦32在流路36b中從熱交換器93側吸入第3熱介質,且往共通流通部34側吐出。幫浦32以固定的驅動狀態被驅動。藉此,幫浦32讓第3熱介質循環在第3循環迴路30。第3循環迴路30不具備儲存第3熱介質的儲槽。
控制部80基於下部電極92的目標溫度Te、流量計13、23及溫度感測器94的檢測結果,來控制第1分配閥12及第2分配閥22的分配比率。藉此,在第1流通部14流通的第1熱介質的流量,以至於在第1流通部14與共通流通部34(第3流通部)交換的熱量會被調整。又,在第2流通部24流通的第2熱介質的流量,以至於在第2流通部24與共通流通部34(第4流通部)交換的熱量會被調整。
圖11是顯示下部電極92的目標溫度Te、第1冷卻器11的輸出及第2冷卻器21的輸出的變化的時間圖。如同圖所示,下部電極92的目標溫度Te和圖2同樣地變化。
控制部80與第4實施形態同樣地配合目標溫度Te的變化,而執行及停止從第1冷卻器11及第2冷卻器21的第1熱介質的供給。控制部80與第4實施形態同樣地將第1冷卻器11的設定溫度Tc設定為對應於目標溫度Te的設定溫度Tc。接著,控制部80回饋控制第1冷卻器11的輸出,以使藉由溫度感測器19所檢測的第1熱介質的溫度T1成為設定溫度Tc。又,控制部80回饋控制第1分配閥12的分配比率,以使藉由溫度感測器94所檢測的下部電極92的溫度T3成為目標溫度Te。控制部80也與第4實施形態同樣地來控制第2冷卻器21及第2分配閥22。
進而,控制部80在時刻t21(第1變化時刻)起算一個輔助期間Ta1,將第2冷卻器21的設定溫度Th(第2設定溫度)設定為對應於變化後的目標溫度Te2=0℃的設定溫度Th2(例如-5℃,從輸出100%漸減),使第2熱介質從第2冷卻器21往第2流通部24供給。設定溫度Th2例如為-5℃。
當在比目標溫度Te變化成從第1冷卻器11往第1流通部14供給第1熱介質的目標溫度Te3=-20℃的時刻t23(第1變化時刻)提前預定時間△t的時刻 t22,將設定溫度Tc設定為對應於變化後的目標溫度Te3=-20℃的設定溫度Tc3(例如-25℃,輸出100%)時,會有衍生以下問題之虞。即,恐有如下問題:將下部電極92的溫度控制在目標溫度Te2=0℃並且將已事先調整好溫度的第1熱介質儲存在儲槽11a為止的時間(預定時間△t)變長。
對此,控制部80從預定時間△t前的時刻t22到時刻t23為止,將設定溫度Th都設定為對應於變化前的目標溫度Te2=0℃的設定溫度Th2(例如-25℃,輸出100%),從第2冷卻器21往第2流通部24供給第2熱介質。此時,直到-25℃的第2熱介質儲存在第2冷卻器21的儲槽21a為止,都藉由第2分配閥22使第2熱介質不往流路27b流通而往流路27d流通,並且在-25℃的第2熱介質儲存在第2冷卻器21的儲槽21a之後,並藉由第2分配閥22使第2熱介質往流路27b流通即可。另,第2熱介質是與第1熱介質不同的液體,在一冷卻到-25℃時會有凍結之虞時,例如亦可設定為對應於目標溫度Te2=0℃的設定溫度Th2=-10℃。
以上詳述的本實施形態具有以下的優點。另,在此只敘述與第1、第4、第5實施形態不同的優點。
‧在時刻t21中,從第1冷卻器11往第1流通部14供給第1熱介質而將下部電極92的溫度控制在變化後的目標溫度Te2=0℃時,可從第2冷卻器21往第2流通部24供給第2熱介質來進行輔助,因此可使下部電極92的溫度追隨到目標溫度Te2=0℃的追隨性進一步提高。
‧在時刻t22~t23中將第1冷卻器11的設定溫度Tc設定為對應於變化後的目標溫度Te3=-20℃的設定溫度Tc3=-25℃,並且從第1冷卻器11往第1流通部14供給第1熱介質而將下部電極92的溫度控制在變化前的目標溫度Te2=0℃時,可從第2冷卻器21往第2流通部24供給第2熱介質來進行輔助,因此可抑制上述預定時間△t變長的情形。
亦可將上述的各實施形態如下變更而實施。針對與上述的各實施 形態相同的部分,附上相同的符號,藉此來省略說明。
‧記憶裝置80a(記憶部)亦可設於控制部80的外部,且連接於控制部80。
‧在第5、第6、第8實施形態中,第1熱介質與第2熱介質亦可為不同的液體。例如在第1熱介質與第2熱介質中,亦可使乙二醇與水的比例彼此不同。又,第1熱介質與第2熱介質亦可由彼此不同的物質所構成。惟,希望第1熱介質與第2熱介質比第3熱介質廉價。
‧也可將把已調整為對應於變化後的目標溫度Te的設定溫度Tc、Th的熱介質儲存在儲槽11a、21a的預定時間△t固定為固定時間。依如此構成,可簡易設定預定時間△t。
‧控制對象不限於下部電極92,亦可為半導體製造裝置90的上部電極91。又,適用上述的各溫度控制系統的對象不限於半導體製造裝置90,亦可為其他的製造裝置或處理裝置等。
本揭示是依據了實施形態來記述,但能被理解到本揭示並不限定於該實施形態或者構造。本揭示也包含各式各樣的變形例或者均等範圍內的變形。除此之外,各式各樣的組合及形態,甚至是在該等組合及形態中包含僅一個要素、其以上或者其以下的其他組合及形態亦屬於本揭示的範疇或者思想範圍。
11:第1冷卻器(第1調整裝置)
11a:儲槽(第1儲槽)
11b:幫浦
12:第1分配閥(調整部)
17a,17b,17d.18:流路
19:溫度感測器
80:控制部
80a:記憶裝置(記憶部)
90:半導體製造裝置
91:上部電極
92:下部電極(控制對象)
93:熱交換器(熱交換部)
94:熱交換器
100:溫度控制系統
110:第1循環迴路
135b:流路
A,B:埠
COM:共用埠
P:電漿
W:工件

Claims (20)

  1. 一種溫度控制系統,將控制對象的溫度控制在隨著時間經過而變化的目標溫度,具備:調整裝置,具有儲存熱介質的儲槽,將前述熱介質調整到設定溫度並供給;循環迴路,讓前述熱介質從前述調整裝置流通到可向前述控制對象供熱的流通部,並返回到前述調整裝置;調整部,調整從前述流通部往前述控制對象供給的熱量;記憶部,事先記憶有前述時間經過與前述目標溫度的關係;及控制部,基於前述記憶部所記憶的前述關係,而在比前述目標溫度變化的變化時刻提前預定時間時,將前述設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的設定溫度,且為了到前述變化時刻為止將前述控制對象的溫度都控制在變化前的目標溫度,而藉由前述調整部來使前述熱量調整。
  2. 如請求項1之溫度控制系統,其具備:溫度感測器,檢測從前述調整裝置所供給的前述熱介質的溫度,前述控制部基於前述變化後的目標溫度、藉由前述溫度感測器所檢測的前述溫度、從前述調整裝置到前述控制對象為止的熱容量及前述調整裝置的運轉狀態,來設定前述預定時間。
  3. 如請求項2之溫度控制系統,其中前述控制部基於最高輸出運轉來設定前述預定時間,且從比前述變化時刻提前前述預定時間直到前述變化時刻為止,使前述調整裝置都進行最高輸出運轉,來作為前述調整裝置的前述運轉狀態。
  4. 如請求項2之溫度控制系統,其中前述控制部基於最高效率運轉來設定前述預定時間,且從比前述變化時刻提前前述預定時間直到前述變化時刻為止,使前述調整裝置都進行最高效率運轉,來作為前述調整裝置的前述 運轉狀態。
  5. 如請求項1至4中任一項之溫度控制系統,其中前述調整部包含:第1分配閥,變更從前述調整裝置流通到前述流通部的前述熱介質、與從前述調整裝置不經由前述流通部而返回到前述調整裝置的前述熱介質的比率。
  6. 如請求項1至4中任一項之溫度控制系統,其中前述調整裝置為第1調整裝置,前述第1調整裝置具有儲存第1熱介質的第1儲槽,將前述第1熱介質調整到第1設定溫度並供給,前述循環迴路為讓前述第1熱介質從前述第1調整裝置流通到可向前述控制對象供熱的第1流通部,並返回到前述第1調整裝置的第1循環迴路,前述溫度控制系統具備:第2調整裝置,將第2熱介質調整到第2設定溫度並供給;及第2循環迴路,讓前述第2熱介質從前述第2調整裝置流通到可向前述控制對象供熱的第2流通部,並返回到前述第2調整裝置,前述調整部調整從前述第1流通部及前述第2流通部往前述控制對象供給的熱量,前述控制部基於前述記憶部所記憶的前述關係,而在比前述目標溫度變化成從前述第1調整裝置往前述第1流通部供給前述第1熱介質的目標溫度的第1變化時刻提前預定時間時,將前述第1設定溫度設定為與變化後的目標溫度對應的第1設定溫度,且為了到前述第1變化時刻為止將前述控制對象的溫度都控制在變化前的目標溫度,而藉由前述調整部來使前述熱量調整。
  7. 如請求項5之溫度控制系統,其中前述調整裝置為第1調整裝置,前述第1調整裝置具有儲存第1熱介質的第1儲槽,將前述第1熱介質調整到第1設定溫度並供給,前述循環迴路為讓前述第1熱介質從前述第1調整裝置流通到可向前述控制 對象供熱的第1流通部,並返回到前述第1調整裝置的第1循環迴路,前述溫度控制系統具備:第2調整裝置,將第2熱介質調整到第2設定溫度並供給;及第2循環迴路,讓前述第2熱介質從前述第2調整裝置流通到可向前述控制對象供熱的第2流通部,並返回到前述第2調整裝置,前述調整部調整從前述第1流通部及前述第2流通部往前述控制對象供給的熱量,前述控制部基於前述記憶部所記憶的前述關係,而在比前述目標溫度變化成將前述第1熱介質從前述第1調整裝置往前述第1流通部供給的目標溫度的第1變化時刻提前預定時間時,將前述第1設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的第1設定溫度,且為了到前述第1變化時刻為止將前述控制對象的溫度都控制在變化前的目標溫度,而藉由前述調整部來使前述熱量調整。
  8. 如請求項6之溫度控制系統,其中前述控制部從前述第1變化時刻起算一個輔助期間,將前述第2設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的第2設定溫度,且使前述第2熱介質從前述第2調整裝置往前述第2流通部供給。
  9. 如請求項7之溫度控制系統,其中前述控制部從前述第1變化時刻起算一個輔助期間,將前述第2設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的第2設定溫度,且使前述第2熱介質從前述第2調整裝置往前述第2流通部供給。
  10. 如請求項6之溫度控制系統,其中前述控制部從前述預定時間前到述第1變化時刻為止,將前述第2設定溫度都設定為對應於變化前之目標溫度的第2設定溫度,且使前述第2熱介質從前述第2調整裝置往前述第2流通部供給。
  11. 如請求項7之溫度控制系統,其中前述控制部從前述預定時間前到述第1變化時刻為止,將前述第2設定溫度都設定為對應於變化前之目標溫 度的第2設定溫度,且使前述第2熱介質從前述第2調整裝置往前述第2流通部供給。
  12. 如請求項6之溫度控制系統,其中前述第1熱介質及前述第2熱介質為共通的共通熱介質,前述第1流通部及前述第2流通部為共通的共通流通部,前述調整部包含:第2分配閥,變更從前述共通流通部流通到前述第1調整裝置的前述共通熱介質、與從前述共通流通部流通到前述第2調整裝置的前述共通熱介質的比率。
  13. 如請求項7之溫度控制系統,其中前述第1熱介質及前述第2熱介質為共通的共通熱介質,前述第1流通部及前述第2流通部為共通的共通流通部,前述調整部包含:第2分配閥,變更從前述共通流通部流通到前述第1調整裝置的前述共通熱介質、與從前述共通流通部流通到前述第2調整裝置的前述共通熱介質的比率。
  14. 如請求項6之溫度控制系統,其中前述第1熱介質及前述第2熱介質為共通的共通熱介質,前述第1流通部及前述第2流通部為共通的共通流通部,前述調整部包含:第3分配閥,變更從前述共通流通部流通到前述第1調整裝置的前述共通熱介質、從前述共通流通部不經由前述第1調整裝置及前述第2調整裝置而返回到前述共通流通部的前述共通熱介質、與從前述共通流通部流通到前述第2調整裝置的前述共通熱介質的比率。
  15. 如請求項7之溫度控制系統,其中前述第1熱介質及前述第2熱介質為共通的共通熱介質,前述第1流通部及前述第2流通部為共通的共通流通部, 前述調整部包含:第3分配閥,變更從前述共通流通部流通到前述第1調整裝置的前述共通熱介質、從前述共通流通部不經由前述第1調整裝置及前述第2調整裝置而返回到前述共通流通部的前述共通熱介質、與從前述共通流通部流通到前述第2調整裝置的前述共通熱介質的比率。
  16. 如請求項6之溫度控制系統,其中前述第2循環迴路獨立於前述第1循環迴路,前述溫度控制系統具備:第3循環迴路,獨立於前述第1循環迴路及前述第2循環迴路,讓可使用之溫度範圍比前述第1熱介質及前述第2熱介質的可使用之溫度範圍更寬廣的第3熱介質循環,前述第3循環迴路具備:第3流通部,讓前述第3熱介質流通,且與前述第1流通部進行熱交換;及第4流通部,讓前述第3熱介質流通,且與前述第2流通部進行熱交換,並且前述第3循環迴路不具備儲存前述第3熱介質的儲槽,讓前述第3熱介質從前述第3流通部及前述第4流通部流通到與前述控制對象進行熱交換的熱交換部,且返回到前述第3流通部及前述第4流通部,前述調整部包含:第4分配閥,變更從前述熱交換部流通到前述第3流通部的前述第3熱介質、與從前述熱交換部流通到前述第4流通部的前述第3熱介質的比率。
  17. 如請求項7之溫度控制系統,其中前述第2循環迴路獨立於前述第1循環迴路,前述溫度控制系統具備:第3循環迴路,獨立於前述第1循環迴路及前述第2循環迴路,讓可使用之溫度範圍比前述第1熱介質及前述第2熱介質的可使用之溫度範圍更寬廣的第3熱介質循環,前述第3循環迴路具備: 第3流通部,讓前述第3熱介質流通,且與前述第1流通部進行熱交換;及第4流通部,讓前述第3熱介質流通,且與前述第2流通部進行熱交換,並且前述第3循環迴路不具備儲存前述第3熱介質的儲槽,讓前述第3熱介質從前述第3流通部及前述第4流通部流通到與前述控制對象進行熱交換的熱交換部,且返回到前述第3流通部及前述第4流通部,前述調整部包含:第4分配閥,變更從前述熱交換部流通到前述第3流通部的前述第3熱介質、與從前述熱交換部流通到前述第4流通部的前述第3熱介質的比率。
  18. 如請求項6之溫度控制系統,其中前述第2循環迴路獨立於前述第1循環迴路,前述溫度控制系統具備:第3循環迴路,獨立於前述第1循環迴路及前述第2循環迴路,讓可使用之溫度範圍比前述第1熱介質及前述第2熱介質的可使用之溫度範圍更寬廣的第3熱介質循環,前述第3循環迴路具備:第3流通部,讓前述第3熱介質流通,且與前述第1流通部進行熱交換;及第4流通部,讓前述第3熱介質流通,且與前述第2流通部進行熱交換,並且前述第3循環迴路不具備儲存前述第3熱介質的儲槽,讓前述第3熱介質從前述第3流通部及前述第4流通部流通到與前述控制對象進行熱交換的熱交換部,且返回到前述第3流通部及前述第4流通部,前述調整部包含:第5分配閥,變更從前述熱交換部流通到前述第3流通部的前述第3熱介質、從前述熱交換部不經由前述第3流通部及前述第4流通部而返回到前述熱交換部的前述第3熱介質、與從前述熱交換部流通到前述第4流通部的前述第3熱介質的比率。
  19. 如請求項7之溫度控制系統,其中前述第2循環迴路獨立於前 述第1循環迴路,前述溫度控制系統具備:第3循環迴路,獨立於前述第1循環迴路及前述第2循環迴路,讓可使用之溫度範圍比前述第1熱介質及前述第2熱介質的可使用之溫度範圍更寬廣的第3熱介質循環,前述第3循環迴路具備:第3流通部,讓前述第3熱介質流通,且與前述第1流通部進行熱交換;及第4流通部,讓前述第3熱介質流通,且與前述第2流通部進行熱交換,並且前述第3循環迴路不具備儲存前述第3熱介質的儲槽,讓前述第3熱介質從前述第3流通部及前述第4流通部流通到與前述控制對象進行熱交換的熱交換部,且返回到前述第3流通部及前述第4流通部,前述調整部包含:第5分配閥,變更從前述熱交換部流通到前述第3流通部的前述第3熱介質、從前述熱交換部不經由前述第3流通部及前述第4流通部而返回到前述熱交換部的前述第3熱介質、與從前述熱交換部流通到前述第4流通部的前述第3熱介質的比率。
  20. 一種溫度控制系統,將控制對象的溫度控制在隨著時間經過而變化的目標溫度,具備:第1調整裝置,具有儲存熱介質的第1儲槽,將第1熱介質調整到第1設定溫度並供給;第1循環迴路,讓前述第1熱介質從前述第1調整裝置流通到第1流通部,並返回到前述第1調整裝置;加熱器,可將前述控制對象加熱,且控制發熱量;第3循環迴路,獨立於前述第1循環迴路,讓可使用之溫度範圍比前述第1熱介質的可使用之溫度範圍更寬廣的第3熱介質循環,具備與前述第1流通部進行熱交換的第3流通部,且不具備儲存前述第3熱介質的儲槽; 調整部,調整在前述第1流通部與前述第3流通部交換的熱量、及前述加熱器的發熱量;記憶部,事先記憶有前述時間經過與前述目標溫度的關係;及控制部,基於前述記憶部所記憶的前述關係,而在比前述目標溫度變化成從前述第1調整裝置往前述第1流通部供給前述第1熱介質的目標溫度的第1變化時刻提前預定時間時,將前述第1設定溫度設定為對應於變化後之目標溫度的第1設定溫度,且為了到前述第1變化時刻為止將前述控制對象的溫度都控制在變化前的目標溫度,而藉由前述調整部來使前述熱量及前述發熱量調整。
TW109137323A 2019-11-20 2020-10-27 溫度控制系統 TWI839582B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019209955A JP7339135B2 (ja) 2019-11-20 2019-11-20 温度制御システム
JP2019-209955 2019-11-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202121094A TW202121094A (zh) 2021-06-01
TWI839582B true TWI839582B (zh) 2024-04-21

Family

ID=75906529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109137323A TWI839582B (zh) 2019-11-20 2020-10-27 溫度控制系統

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11796247B2 (zh)
JP (1) JP7339135B2 (zh)
KR (1) KR102716083B1 (zh)
CN (1) CN112825000B (zh)
TW (1) TWI839582B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113849011B (zh) * 2021-09-03 2022-08-05 北京三快在线科技有限公司 一种温度控制方法、装置、存储介质及电子设备
JP2023149554A (ja) 2022-03-31 2023-10-13 荏原冷熱システム株式会社 半導体製造装置のための温度調節装置、および半導体製造システム

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011179757A (ja) * 2010-03-01 2011-09-15 Orion Machinery Co Ltd 冷却装置及びその制御方法
JP2013162097A (ja) * 2012-02-08 2013-08-19 Sokudo Co Ltd 基板熱処理装置および基板熱処理方法
TW201339781A (zh) * 2011-11-15 2013-10-01 Tokyo Electron Ltd 溫度控制系統、半導體製造裝置及溫度控制方法
CN106196474A (zh) * 2016-07-27 2016-12-07 青岛海尔空调器有限总公司 空调智能控制方法
JP2018009746A (ja) * 2016-07-14 2018-01-18 オリオン機械株式会社 チラーの制御方法及び装置
WO2019021968A1 (ja) * 2017-07-24 2019-01-31 伸和コントロールズ株式会社 温度制御装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2829134C2 (de) 1978-07-03 1980-10-02 Otmar Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Schaefer Heizanlage mit einer Wärmepumpe
JP2716248B2 (ja) 1990-07-20 1998-02-18 松下電器産業株式会社 ヒートポンプ式空気調和機
US5335508A (en) 1991-08-19 1994-08-09 Tippmann Edward J Refrigeration system
JP2746025B2 (ja) * 1992-12-03 1998-04-28 ダイキン工業株式会社 2チャンネル液体冷却装置
US6063710A (en) 1996-02-26 2000-05-16 Sony Corporation Method and apparatus for dry etching with temperature control
JPH09298192A (ja) * 1996-03-04 1997-11-18 Sony Corp 半導体装置の製造装置および静電チャックからのウエハ脱着方法
JP3095377B2 (ja) 1997-12-24 2000-10-03 イノテック株式会社 チラー装置
JP2000339038A (ja) 1999-05-31 2000-12-08 Komatsu Ltd 流体温度制御装置および方法
JP2001134324A (ja) 1999-11-09 2001-05-18 Komatsu Ltd 温度調整システム
US7207184B2 (en) 2004-05-12 2007-04-24 Danfoss A/S Method for regulating a most loaded circuit in a multi-circuit refrigeration system
KR100719225B1 (ko) 2005-12-21 2007-05-17 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 반도체 제조 공정용 온도조절 시스템
JP2008292026A (ja) * 2007-05-23 2008-12-04 Ats Japan Corp 恒温維持装置。
JP4871800B2 (ja) * 2007-07-06 2012-02-08 株式会社ニシヤマ チラー装置
KR100925236B1 (ko) 2007-10-18 2009-11-05 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 반도체 제조 장비의 온도 조절 시스템
JP5032269B2 (ja) 2007-11-02 2012-09-26 東京エレクトロン株式会社 被処理基板の温度調節装置及び温度調節方法、並びにこれを備えたプラズマ処理装置
JP5266455B2 (ja) * 2008-06-26 2013-08-21 オリオン機械株式会社 温度調整装置
JP2011257094A (ja) * 2010-06-10 2011-12-22 Panasonic Corp 冷凍サイクル装置
WO2012066763A1 (ja) 2010-11-15 2012-05-24 三菱電機株式会社 冷凍装置
JP2013020509A (ja) * 2011-07-12 2013-01-31 Sumitomo Heavy Ind Ltd 温度制御装置、温度制御方法及び温度制御システム
JP2013036648A (ja) * 2011-08-05 2013-02-21 Mitsubishi Electric Corp 蓄熱給湯装置及び蓄熱給湯方法
JP5712197B2 (ja) * 2012-12-04 2015-05-07 シャープ株式会社 ヒートポンプ熱源システム
US9916967B2 (en) 2013-03-13 2018-03-13 Applied Materials, Inc. Fast response fluid control system
JP6307220B2 (ja) * 2013-03-19 2018-04-04 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2015183993A (ja) 2014-03-26 2015-10-22 富士通株式会社 冷却装置、冷却システム及び電子装置
SE540259C2 (sv) 2014-11-10 2018-05-15 Energy Machines Aps Värmeanläggning innefattande tre värmepumpar
JP6771343B2 (ja) * 2016-09-15 2020-10-21 大阪瓦斯株式会社 熱供給システム
JP2019009359A (ja) 2017-06-27 2019-01-17 株式会社村田製作所 積層セラミック電子部品及びその実装構造
JP6972368B2 (ja) 2018-09-28 2021-11-24 三菱電機株式会社 空気調和装置の制御装置、室外機、中継機、熱源機および空気調和装置
JP7353923B2 (ja) 2019-11-08 2023-10-02 Ckd株式会社 温度制御システム、及び統合温度制御システム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011179757A (ja) * 2010-03-01 2011-09-15 Orion Machinery Co Ltd 冷却装置及びその制御方法
JP5445766B2 (ja) * 2010-03-01 2014-03-19 オリオン機械株式会社 冷却装置及びその制御方法
TW201339781A (zh) * 2011-11-15 2013-10-01 Tokyo Electron Ltd 溫度控制系統、半導體製造裝置及溫度控制方法
JP2013162097A (ja) * 2012-02-08 2013-08-19 Sokudo Co Ltd 基板熱処理装置および基板熱処理方法
JP2018009746A (ja) * 2016-07-14 2018-01-18 オリオン機械株式会社 チラーの制御方法及び装置
CN106196474A (zh) * 2016-07-27 2016-12-07 青岛海尔空调器有限总公司 空调智能控制方法
WO2019021968A1 (ja) * 2017-07-24 2019-01-31 伸和コントロールズ株式会社 温度制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112825000B (zh) 2023-02-28
US20210148630A1 (en) 2021-05-20
US11796247B2 (en) 2023-10-24
KR20210061941A (ko) 2021-05-28
KR102716083B1 (ko) 2024-10-10
TW202121094A (zh) 2021-06-01
CN112825000A (zh) 2021-05-21
JP2021081144A (ja) 2021-05-27
JP7339135B2 (ja) 2023-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI839582B (zh) 溫度控制系統
US10163666B2 (en) Temperature control system for semiconductor manufacturing system
US11797033B2 (en) Temperature control system and temperature control method
JP5901275B2 (ja) 流体温度調整装置
CN112781432B (zh) 温度控制系统及综合温度控制系统
US11691172B2 (en) Liquid processing apparatus and liquid processing method
JP5901276B2 (ja) 流体温度調整装置
KR20130031945A (ko) 로딩용 척의 온도 제어 설비 및 온도 제어 방법
US20240151444A1 (en) Temperature control system
KR102398341B1 (ko) 액체 가열 장치 및 세정 시스템
KR20230062866A (ko) 온도 제어 시스템
JP2018197622A (ja) 温水暖房装置
JP2014145498A (ja) ヒートポンプ式給湯装置
JP2014013103A (ja) 給湯装置