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特許7438985温度制御システム及び温度制御方法

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-16

(45)【発行日】2024-02-27

(54)【発明の名称】温度制御システム及び温度制御方法

(51)【国際特許分類】

G05D 23/19 20060101AFI20240219BHJP

G05D 23/00 20060101ALI20240219BHJP

【ＦＩ】

G05D23/19 H

G05D23/00 A

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2020565671

(86)(22)【出願日】2019-12-19

(86)【国際出願番号】 JP2019049944

(87)【国際公開番号】W WO2020145082

(87)【国際公開日】2020-07-16

【審査請求日】2022-11-08

(31)【優先権主張番号】P 2019002947

(32)【優先日】2019-01-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2019103038

(32)【優先日】2019-05-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2019206761

(32)【優先日】2019-11-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】590000835

【氏名又は名称】株式会社ＫＥＬＫ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林敦

(72)【発明者】

【氏名】大久保英明

(72)【発明者】

【氏名】三村和弘

(72)【発明者】

【氏名】鈴木徹

【審査官】西井香織

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０４０５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３７４０５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－２２９８１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ２３／１９

Ｇ０５Ｄ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

温調対象と前記温調対象の目標温度を含む規定温度範囲に調整された流体が収容されるタンクとを含む循環流路と、
前記循環流路において前記タンクと前記温調対象との間に配置され、前記温調対象に供給される流体の温度を調整する第１温調器と、を備え、
前記タンクに収容される流体の温度を示すタンク温度が前記規定温度範囲でないときに、前記タンクの流入口と前記第１温調器との間の前記循環流路の規定部分に、第１温度の流体及び前記第１温度よりも高い第２温度の流体の少なくとも一方を供給する、
温度制御システム。

【請求項2】

第１温度の流体を貯蔵する低温温調ユニットと、
前記第１温度よりも高い第２温度の流体を貯蔵する高温温調ユニットと、
前記低温温調ユニットから前記タンクの流入口と前記第１温調器との間の前記循環流路の規定部分に供給される流体が流通する低温流路と、
前記高温温調ユニットから前記規定部分に供給される流体が流通する高温流路と、
前記低温温調ユニット及び前記高温温調ユニットのそれぞれから前記規定部分へ流体が供給されない第１状態と、前記低温温調ユニットから前記規定部分へ流体が供給される第２状態と、前記高温温調ユニットから前記規定部分へ流体が供給される第３状態とを切り換え可能なバルブシステムと、を備え、
前記バルブシステムは、前記タンクに収容される流体の温度を示すタンク温度が前記規定温度範囲のときに前記第１状態に切り換え、前記タンク温度が前記規定温度範囲でないときに前記第２状態及び前記第３状態の少なくとも一方に切り換える、
請求項１に記載の温度制御システム。

【請求項3】

前記第１状態において、前記流体は前記循環流路を循環する、
請求項２に記載の温度制御システム。

【請求項4】

前記循環流路において前記温調対象と前記タンクとの間に配置され、前記タンクに供給される流体の温度を調整する第２温調器を備え、
前記第２温調器は、前記温調対象に流入する流体の温度を示す入口温度と前記温調対象から流出した流体の温度を示す出口温度との差に基づいて、流体の温度を調整する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の温度制御システム。

【請求項5】

第１温度の流体を貯蔵する低温温調ユニットと、
前記第１温度よりも高い第２温度の流体を貯蔵する高温温調ユニットと、
前記低温温調ユニットから前記タンクの流入口と前記第１温調器との間の前記循環流路の規定部分に供給される流体が流通する低温流路と、
前記高温温調ユニットから前記規定部分に供給される流体が流通する高温流路と、
前記タンクから前記低温温調ユニットに戻される流体が流通する第１オーバーフロー流路と、
前記タンクから前記高温温調ユニットに戻される流体が流通する第２オーバーフロー流路と、
前記タンクに収容される流体が前記目標温度になるように流体の流通状態を切り換え可能なバルブシステムと、を備え、
前記バルブシステムは、前記低温温調ユニット及び前記高温温調ユニットのそれぞれから前記規定部分へ流体が供給されない第１状態と、前記低温温調ユニットから前記規定部分へ流体が供給される第２状態と、前記高温温調ユニットから前記規定部分へ流体が供給される第３状態と、前記タンクから前記低温温調ユニット及び前記高温温調ユニットのそれぞれへ流体が戻されない第４状態と、前記タンクから前記低温温調ユニットへ流体が戻される第５状態と、前記タンクから前記高温温調ユニットへ流体が戻される第６状態とを切り換え可能であり、前記第１状態のときに前記第４状態に切り換え、前記第２状態のときに前記第５状態に切り換え、前記第３状態のときに前記第６状態に切り換える、
請求項１に記載の温度制御システム。

【請求項6】

前記バルブシステムは、前記タンクに収容される流体の温度を示すタンク温度が前記規定温度範囲のときに前記第１状態及び前記第４状態に切り換え、前記タンク温度が前記規定温度範囲の上限温度よりも高い高温温度範囲のときに前記第２状態及び前記第５状態に切り換え、前記タンク温度が前記規定温度範囲の下限温度よりも低い低温温度範囲のときに前記第３状態及び前記第６状態に切り換える、
請求項５に記載の温度制御システム。

【請求項7】

前記目標温度は、第１目標温度及び前記第１目標温度よりも高い第２目標温度を含み、
前記目標温度が前記第１目標温度に切り換えられたとき、前記バルブシステムは、前記第２状態及び前記第５状態に切り換え、
前記目標温度が前記第２目標温度に切り換えられたとき、前記バルブシステムは、前記第３状態及び前記第６状態に切り換える、
請求項６に記載の温度制御システム。

【請求項8】

前記第１状態及び前記第４状態において、前記流体は前記循環流路を循環する、
請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の温度制御システム。

【請求項9】

前記循環流路は、前記タンクから前記温調対象に供給される流体が流れる第１部分と、前記温調対象から前記タンクに供給される流体が流れる第２部分とを含み、
前記第１部分に前記第１温調器が配置され、
前記第２部分に三方弁が配置され、
前記三方弁と前記第１オーバーフロー流路及び前記第２オーバーフロー流路とを接続するバイパス流路を備える、
請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の温度制御システム。

【請求項10】

前記低温流路に配置される低温三方弁と、
前記高温流路に配置される高温三方弁と、
前記低温三方弁と前記低温温調ユニットとを接続する低温戻り流路と、
前記高温三方弁と前記高温温調ユニットとを接続する高温戻り流路と、を備える、
請求項９に記載の温度制御システム。

【請求項11】

温調対象とタンクとを含む循環流路において、前記タンクに収容される流体の温度を示すタンク温度を検出することと、
前記タンク温度が前記温調対象の目標温度を含む規定温度範囲であるときに、流体を前記循環流路において循環しながら前記循環流路に配置されている第１温調器で前記温調対象に供給される流体の温度を調整することと、を含み、
前記タンク温度が前記規定温度範囲でないときに、前記タンクの流入口と前記第１温調器との間の前記循環流路の規定部分に、第１温度の流体及び前記第１温度よりも高い第２温度の流体の少なくとも一方を供給する、
温度制御方法。

【請求項12】

前記タンク温度が前記規定温度範囲でないときに、低温温調ユニットに貯蔵されている第１温度の流体及び前記第１温度よりも高い高温温調ユニットに貯蔵されている第２温度の流体の少なくとも一方を前記タンクの流入口と前記第１温調器との間の前記循環流路の規定部分に供給して、前記タンク温度を前記規定温度範囲に調整すること、を含む、
請求項１１に記載の温度制御方法。

【請求項13】

前記第１温度の流体及び前記第１温度よりも高い第２温度の流体の少なくとも一方を前記循環流路に配置されている第２温調器に供給して、前記第２温調器から前記タンクに供給される流体の温度を調整することを含み、
前記温調対象から流出し、前記第２温調器に供給される前の流体の温度を示す出口温度は、前記第１温調器で温度を調整された後、前記温調対象に流入する流体の温度を示す入口温度よりも高く、
前記第１温度の流体を前記第２温調器に供給する、
請求項１２に記載の温度制御方法。

【請求項14】

前記第１温度の流体及び前記第１温度よりも高い第２温度の流体の少なくとも一方を前記循環流路に配置されている第２温調器に供給して、前記第２温調器から前記タンクに供給される流体の温度を調整することを含み、
前記温調対象から流出し、前記第２温調器に供給される前の流体の温度を示す出口温度は、前記第１温調器で温度を調整された後、前記温調対象に流入する流体の温度を示す入口温度よりも低く、
前記出口温度と前記入口温度との差がゼロよりも大きい場合、前記第２温度の流体を前記第２温調器に供給する、
請求項１２に記載の温度制御方法。

【請求項15】

低温温調ユニットに貯蔵されている第１温度の流体を前記タンクの流入口と前記第１温調器との間の前記循環流路の規定部分に供給するとき、前記タンクに収容されている流体の少なくとも一部を前記低温温調ユニットに戻し、
前記第１温度よりも高い高温温調ユニットに貯蔵されている第２温度の流体を前記規定部分に供給するとき、前記タンクに収容されている流体の少なくとも一部を前記高温温調ユニットに戻す、
請求項１１に記載の温度制御方法。

【請求項16】

前記目標温度は、第１目標温度及び前記第１目標温度よりも高い第２目標温度を含み、
前記目標温度が前記第１目標温度に切り換えられたとき、前記第１温度の流体を前記規定部分に供給するとともに、前記タンクの収容されている流体の少なくとも一部を前記低温温調ユニットに戻し、
前記目標温度が前記第２目標温度に切り換えられたとき、前記第２温度の流体を前記規定部分に供給するとともに、前記タンクに収容されている流体の少なくとも一部を前記高温温調ユニットに戻す、
請求項１５に記載の温度制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、温度制御システム及び温度制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造装置に係る技術分野において、特許文献１に開示されているような温度制御システムが使用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－１０５３５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されている温度制御システムは、可変バルブの弁開度を制御することにより流体の温度を調整する。可変バルブの弁開度が高精度に制御されないと、流体の温度を高精度に制御できない可能性がある。例えば可変バルブの制御遅れが発生すると、流体の温度を高精度に制御することが困難となる。

【0005】

本発明の態様は、流体の温度を高精度に制御することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の態様に従えば、温調対象と前記温調対象の目標温度を含む規定温度範囲に調整された流体が収容されるタンクとを含む循環流路と、前記循環流路において前記タンクと前記温調対象との間に配置され、前記温調対象に供給される流体の温度を調整する第１温調器と、を備える、温度制御システムが提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明の態様によれば、流体の温度を高精度に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態に係る温度制御システムを示す構成図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る温度制御システムを示すブロック図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る第１温調器の一例を模式的に示す図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係る温調部の一部を拡大した断面図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係るバルブシステムの動作を説明するための図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係る温度制御方法を示すフローチャートである。

【図7】図７は、第１実施形態に係る第２温調器の動作を説明するための図である。

【図8】図８は、第２実施形態に係る温度制御システムを示す構成図である。

【図9】図９は、第２実施形態に係る温度制御システムを示すブロック図である。

【図10】図１０は、第２実施形態に係るバルブシステムの動作を説明するための図である。

【図11】図１１は、第３実施形態に係るバルブシステムの動作を説明するための図である。

【図12】図１２は、第４実施形態に係る温度制御システムを示す構成図である。

【図13】図１３は、第４実施形態に係る温度制御システムを示すブロック図である。

【図14】図１４は、第５実施形態に係る温度制御システムを示す構成図である。

【図15】図１５は、第５実施形態に係る温度制御システムを示すブロック図である。

【図16】図１６は、第６実施形態に係る温度制御システムを示す構成図である。

【図17】図１７は、第７実施形態に係る温度制御システムを示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

【0010】

＜第１実施形態＞
［温度制御システム］
図１は、本実施形態に係る温度制御システム１を示す構成図である。図２は、本実施形態に係る温度制御システム１を示すブロック図である。図１及び図２に示すように、温度制御システム１は、温調対象１００と温調対象１００の目標温度Ｓｒを含む規定温度範囲Ｓｍに調整された流体Ｆが収容されるタンク２とを含む循環流路３と、循環流路３においてタンク２と温調対象１００との間に配置され、温調対象１００に供給される流体Ｆの温度を調整する第１温調器４と、循環流路３において温調対象１００とタンク２との間に配置され、タンク２に供給される流体Ｆの温度を調整する第２温調器５と、を備える。

【0011】

また、温度制御システム１は、第１温度Ｔ_１の流体Ｆを貯蔵する低温温調ユニット６と、第１温度Ｔ_１よりも高い第２温度Ｔ_２の流体Ｆを貯蔵する高温温調ユニット７と、低温温調ユニット６からタンク２に供給される流体Ｆが流通する低温流路８と、高温温調ユニット７からタンク２に供給される流体Ｆが流通する高温流路９と、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７からタンク２への流体Ｆの流通状態を切り換え可能なバルブシステム１０と、温度制御システム１を制御する制御装置２０と、を備える。

【0012】

温調対象１００は、半導体製造装置の少なくとも一部を含む。温調対象１００は、例えばプラズマ処理装置のウエハホルダを含む。ウエハホルダは、プラズマ処理装置においてプラズマ処理される半導体ウエハを保持する。ウエハホルダは、例えばアルミニウム製である。ウエハホルダは、半導体ウエハを静電吸着力で保持する静電チャックを有する。静電チャックは、直流電圧が印加されることによりクーロン力で半導体ウエハを吸着保持する。ウエハホルダの温度が制御されることにより、ウエハホルダに保持されている半導体ウエハの温度が調整される。

【0013】

温度制御システム１は、温調対象１００に流体Ｆを供給することにより、温調対象１００の温度を制御する。本実施形態において、流体Ｆは液体である。なお、流体Ｆは気体でもよい。

【0014】

タンク２は、流体Ｆを収容する。タンク２には、温調対象１００の目標温度Ｓｒを含む規定温度範囲Ｓｍに温度調整された流体Ｆが収容される。タンク２に収容される流体Ｆの温度を示すタンク温度Ｔ_ｐは、タンク温度センサ７１に検出される。

【0015】

循環流路３は、タンク２から温調対象１００に供給される流体Ｆが流れる第１部分３Ａと、温調対象１００からタンク２に供給される流体Ｆが流れる第２部分３Ｂとを含む。第１部分３Ａに循環ポンプ３０が配置される。循環ポンプ３０が駆動することにより、流体Ｆは循環流路３を循環する。

【0016】

第１温調器４は、第１部分３Ａに配置される。第１温調器４は、タンク２から温調対象１００に供給される流体Ｆの温度を調整する。本実施形態において、第１温調器４は、熱電モジュール６０を含む。第１温調器４で温度を調整された後、温調対象１００に流入する流体Ｆの温度を示す入口温度Ｔ_ｉｎは、入口温度センサ７２に検出される。

【0017】

図３は、本実施形態に係る第１温調器４の一例を模式的に示す図である。図３に示すように、第１温調器４は、温調流路４２を有する本体部材４０と、本体部材４０に接続される温調部５０と、温調部５０に接続される熱交換板４４と、温調部５０を駆動する駆動回路４５とを有する。

【0018】

温調流路４２は、本体部材４０の内部に設けられる。タンク２からの流体Ｆは、入口４１を介して温調流路４２に流入する。温調流路４２を流通した流体Ｆは、出口４３を介して温調流路４２から流出する。温調流路４２から流出した流体Ｆは、温調対象１００に供給される。

【0019】

温調部５０は、本体部材４０を介して、温調流路４２を流通する流体Ｆの温度を調整する。温調部５０は、熱電モジュール６０を含む。温調部５０は、熱電モジュール６０を用いて、流体Ｆの温度を調整する。

【0020】

熱電モジュール６０は、吸熱又は発熱して、温調流路４２を流通する流体Ｆの温度を調整する。熱電モジュール６０は、電力の供給により吸熱又は発熱する。熱電モジュール６０は、ペルチェ効果により、吸熱又は発熱する。

【0021】

熱交換板４４は、温調部５０と熱交換する。熱交換板４４は、温調用媒体が流通する内部流路（不図示）を有する。温調用媒体は、媒体温度制御装置（不図示）により温度調整された後、熱交換板４４の内部流路に流入する。温調用媒体は、内部流路を流通して、熱交換板４４から熱を奪ったり、熱交換板４４に熱を与えたりする。温調用媒体は、内部流路から流出し、流体温度制御装置に戻される。

【0022】

図４は、本実施形態に係る温調部５０の一部を拡大した断面図である。図４に示すように、温調部５０は、複数の熱電モジュール６０と、複数の熱電モジュール６０を収容するケース５１とを有する。ケース５１の一端面と本体部材４０とが接続される。ケース５１の他端面と熱交換板４４とが接続される。

【0023】

熱電モジュール６０は、第１電極６１と、第２電極６２と、熱電半導体素子６３とを有する。熱電半導体素子６３は、ｐ型熱電半導体素子６３Ｐと、ｎ型熱電半導体素子６３Ｎとを含む。第１電極６１は、ｐ型熱電半導体素子６３Ｐ及びｎ型熱電半導体素子６３Ｎのそれぞれに接続される。第２電極６２は、ｐ型熱電半導体素子６３Ｐ及びｎ型熱電半導体素子６３Ｎのそれぞれに接続される。第１電極６１は、本体部材４０に隣接する。第２電極６２は、熱交換板４４に隣接する。ｐ型熱電半導体素子６３Ｐの一方の端面及びｎ型熱電半導体素子６３Ｎの一方の端面のそれぞれは、第１電極６１に接続される。ｐ型熱電半導体素子６３Ｐの他方の端面及びｎ型熱電半導体素子６３Ｎの他方の端面のそれぞれは、第２電極６２に接続される。

【0024】

熱電モジュール６０は、ペルチェ効果により、吸熱又は発熱する。駆動回路４５は、熱電モジュール６０を吸熱又は発熱させるための電力を熱電モジュール６０に供給する。駆動回路４５は、第１電極６１と第２電極６２との間に電位差を与える。第１電極６１と第２電極６２との間に電位差が与えられると、熱電半導体素子６３において電荷が移動する。電荷の移動により、熱電半導体素子６３において熱が移動する。これにより、熱電モジュール６０は、吸熱又は発熱する。例えば、第１電極６１が発熱し、第２電極６２が吸熱するように、第１電極６１と第２電極６２との間に電位差が与えられると、温調流路４２を流通する流体Ｆは加熱される。第１電極６１が吸熱し、第２電極６２が発熱するように、第１電極６１と第２電極６２との間に電位差が与えられると、温調流路４２を流通する流体Ｆは冷却される。

【0025】

駆動回路４５は、熱電モジュール６０に電力（電位差）を与える。駆動回路４５は、制御装置２０に制御される。熱電モジュール６０に与えられる電力が調整されることにより、熱電モジュール６０による吸熱量又は発熱量が調整される。熱電モジュール６０による吸熱量又は発熱量が調整されることにより、温調流路４２を流通する流体Ｆの温度が調整される。

【0026】

第２温調器５は、熱交換器である。第２温調器５は、第２部分３Ｂに配置される。第２温調器５は、温調対象１００からタンク２に供給される流体Ｆの温度を調整する。温調対象１００から流出し、第２温調器５に供給される前の流体Ｆの温度を示す出口温度Ｔ_ｏｕ _ｔは、出口温度センサ７３に検出される。

【0027】

第２温調器５とタンク２との間の循環流路３に循環比例弁１４が設けられる。循環比例弁１４は、制御装置２０に制御される。制御装置２０は、循環比例弁１４を制御して、第２温調器５からタンク２への流体Ｆの供給と停止とを切り換えたり、第２温調器５からタンク２へ供給される流体Ｆの流量を調整したりすることができる。

【0028】

低温温調ユニット６は、第１温度Ｔ_１の流体Ｆを貯蔵する。低温温調ユニット６は、第１温度Ｔ_１の流体Ｆをタンク２に送出することができる。低温温調ユニット６は、低温タンクと、低温温調器と、流体Ｆを送出させる低温ポンプとを含む。低温温調器は、熱交換器を含む。低温温調器は、流体Ｆの温度を第１温度Ｔ_１に調整する。第１温度Ｔ_１に調整された流体Ｆは、低温タンクに貯蔵される。一例として、第１温度Ｔ_１は５℃である。

【0029】

高温温調ユニット７は、第１温度Ｔ_１よりも高い第２温度Ｔ_２の流体Ｆを貯蔵する。高温温調ユニット７は、第２温度Ｔ_２の流体Ｆをタンク２に送出することができる。高温温調ユニット７は、高温タンクと、高温温調器と、流体Ｆを送出させる高温ポンプとを含む。高温温調器は、熱交換器を含む。高温温調器は、流体Ｆの温度を第２温度Ｔ_２に調整する。第２温度Ｔ_２に調整された流体Ｆは、高温タンクに貯蔵される。一例として、第２温度Ｔ_２は８５℃である。

【0030】

低温流路８は、低温温調ユニット６とタンク２とを接続する。低温温調ユニット６は、低温流路８を介して、第１温度Ｔ_１の流体Ｆをタンク２に供給することができる。低温温調ユニット６からタンク２に供給される流体Ｆは、低温流路８を流通する。

【0031】

高温流路９は、高温温調ユニット７とタンク２とを接続する。高温温調ユニット７は、高温流路９を介して、第２温度Ｔ_２の流体Ｆをタンク２に供給することができる。高温温調ユニット７からタンク２に供給される流体Ｆは、高温流路９を流通する。

【0032】

バルブシステム１０は、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれからタンク２へ流体Ｆが供給されない第１状態と、低温温調ユニット６からタンク２へ流体Ｆが供給される第２状態と、高温温調ユニット７からタンク２へ流体Ｆが供給される第３状態とを切り換え可能である。第１状態は、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７の両方からタンク２へ流体Ｆが供給されない状態である。第２状態は、低温温調ユニット６からタンク２へ第１温度Ｔ_１の流体Ｆが供給され、高温温調ユニット７からタンク２へ流体Ｆが供給されない状態である。第３状態は、高温温調ユニット７からタンク２へ第２温度Ｔ_２の流体Ｆが供給され、低温温調ユニット６からタンク２へ流体Ｆが供給されない状態である。バルブシステム１０は、制御装置２０に制御される。

【0033】

バルブシステム１０は、低温流路８に配置される低温開閉弁１１Ｌと、低温流路８に配置される低温定流量弁１２Ｌと、高温流路９に配置される高温開閉弁１１Ｈと、高温流路９に配置される高温定流量弁１２Ｈとを含む。

【0034】

低温開閉弁１１Ｌは、電磁弁である。低温開閉弁１１Ｌが開くことにより、低温温調ユニット６からタンク２へ第１温度Ｔ_１の流体Ｆが供給される。低温開閉弁１１Ｌが閉じることにより、低温温調ユニット６からタンク２への流体Ｆの供給が停止される。低温定流量弁１２Ｌは、低温温調ユニット６からタンク２へ供給される流体Ｆの流量が一定の流量になるように、流体Ｆの流量を調整する。

【0035】

高温開閉弁１１Ｈは、電磁弁である。高温開閉弁１１Ｈが開くことにより、高温温調ユニット７からタンク２へ第２温度Ｔ_２の流体Ｆが供給される。高温開閉弁１１Ｈが閉じることにより、高温温調ユニット７からタンク２への流体Ｆの供給が停止される。高温定流量弁１２Ｈは、高温温調ユニット７からタンク２へ供給される流体Ｆの流量が一定の流量になるように、流体Ｆの流量を調整する。

【0036】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第１状態にするとき、低温開閉弁１１Ｌ及び高温開閉弁１１Ｈのそれぞれを閉じる。これにより、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれからタンク２に流体Ｆは供給されない。

【0037】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第２状態にするとき、低温開閉弁１１Ｌを開き、高温開閉弁１１Ｈを閉じる。これにより、低温温調ユニット６から送出された第１温度Ｔ_１の流体Ｆは、低温流路８を介してタンク２に一定の流量で供給される。

【0038】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第３状態にするとき、高温開閉弁１１Ｈを開き、低温開閉弁１１Ｌを閉じる。これにより、高温温調ユニット７から送出された第２温度Ｔ_２の流体Ｆは、高温流路９を介してタンク２に一定の流量で供給される。

【0039】

図１は、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれからタンク２へ流体Ｆが供給されない第１状態を示す。第１状態において、流体Ｆは循環流路３を循環する。

【0040】

本実施形態において、温度制御システム１は、低温開閉弁１１Ｌと低温温調ユニット６との間の低温流路８と低温温調ユニット６とを接続する戻り流路８Ｒを有する。第１状態及び第３状態において、低温温調ユニット６から送出された流体Ｆは、戻り流路８Ｒを介して低温温調ユニット６に戻される。すなわち、第１状態及び第３状態において、流体Ｆは、低温温調ユニット６及び戻り流路８Ｒを含む循環流路において循環する。

【0041】

同様に、温度制御システム１は、高温開閉弁１１Ｈと高温温調ユニット７との間の高温流路９と高温温調ユニット７とを接続する戻り流路９Ｒを有する。第１状態及び第２状態において、高温温調ユニット７から送出された流体Ｆは、戻り流路９Ｒを介して高温温調ユニット７に戻される。すなわち、第１状態及び第２状態において、流体Ｆは、高温温調ユニット７及び戻り流路９Ｒを含む循環流路において循環する。

【0042】

温度制御システム１は、循環流路３の第２部分３Ｂと低温温調ユニット６とを接続する第１バイパス流路３１と、循環流路３の第２部分３Ｂと高温温調ユニット７とを接続する第２バイパス流路３２とを有する。第１バイパス流路３１に第１開閉弁１５が設けられる。第２バイパス流路３２に第２開閉弁１６が設けられる。第１開閉弁１５及び第２開閉弁１６のそれぞれは、制御装置２０に制御される。

【0043】

第１開閉弁１５は、電磁弁である。第１開閉弁１５が開くことにより、循環流路３から低温温調ユニット６へ流体Ｆが供給される。第１開閉弁１５が閉じることにより、循環流路３から低温温調ユニット６への流体Ｆの供給が停止される。

【0044】

第２開閉弁１６は、電磁弁である。第２開閉弁１６が開くことにより、循環流路３から高温温調ユニット７へ流体Ｆが供給される。第２開閉弁１６が閉じることにより、循環流路３から高温温調ユニット７への流体Ｆの供給が停止される。

【0045】

制御装置２０は、第１開閉弁１５を制御して、循環流路３から低温温調ユニット６への流体Ｆの供給と停止とを切り換える。また、制御装置２０は、第２開閉弁１６を制御して、循環流路３から高温温調ユニット７への流体Ｆの供給と停止とを切り換える。本実施形態において、フロートスイッチのような流体量センサ７４がタンク２に設けられる。制御装置２０は、流体量センサ７４の検出データに基づいて、第１開閉弁１５及び第２開閉弁１６の少なくとも一方を制御する。例えば、流体量センサ７４の検出データに基づいて、タンク２に収容されている流体Ｆの量が増加してタンク２から流体Ｆが溢れそうになったと判定したとき、制御装置２０は、第１開閉弁１５及び第２開閉弁１６の一方又は両方を開く。これにより、タンク２に収容されている流体Ｆの少なくとも一部は、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７の一方又は両方に供給される。そのため、タンク２から流体Ｆが溢れてしまうことが抑制される。また、例えば低温温調ユニット６の低温タンクに貯蔵される流体Ｆの量が少なくなった場合、制御装置２０は、第１開閉弁１５を制御して、循環流路３から低温温調ユニット６の低温タンクへ流体Ｆを供給することができる。同様に、高温温調ユニット７の高温タンクに貯蔵される流体Ｆの量が少なくなった場合、制御装置２０は、第２開閉弁１６を制御して、循環流路３から高温温調ユニット７の高温タンクへ流体Ｆを供給することができる。

【0046】

なお、低温温調ユニット６の低温タンクと高温温調ユニット７の高温タンクとが連結管で連結されてもよい。流体Ｆは、連結管を介して、低温タンクと高温タンクとの間を流通可能である。連結管が設けられることにより、低温タンクに貯蔵される流体Ｆの表面の位置（液面の高さ）と、高温タンクに貯蔵される流体Ｆの表面の位置（液面の高さ）とを一致させることができる。なお、低温タンク及び高温タンクの一方又は両方にフロートスイッチのような流体量センサが設けられてもよい。流体量センサの検出データに基づいて、低温タンクに貯蔵される流体Ｆの表面の位置及び高温タンクに貯蔵される流体Ｆの表面の位置が制御されてもよい。なお、低温タンクと高温タンクとを連結する連結管の太さは細いことが好ましい。連結管の太さを細くすることにより、流体Ｆが連結管を介して低温タンクと高温タンクとの間を流通しても、低温タンクに貯蔵される流体Ｆの温度は第１温度Ｔ_１に維持され、低温タンクに貯蔵される流体Ｆの温度は第２温度Ｔ_２に維持される。

【0047】

本実施形態において、第１温調器４は、入口温度Ｔ_ｉｎに基づいて、流体Ｆの温度を調整する。制御装置２０は、入口温度センサ７２の検出データに基づいて、温調対象１００に供給される流体Ｆの入口温度Ｔ_ｉｎが目標温度Ｓｒになるように、第１温調器４の駆動回路４５を制御する。

【0048】

本実施形態において、第２温調器５は、低温温調ユニット６からの流体Ｆを用いて、温調対象１００からの流体Ｆの温度を調整する。上述のように、第２温調器５は、熱交換器を含む。第２温調器５は、供給流路８Ａ及び回収流路８Ｂのそれぞれを介して、低温温調ユニット６に接続される。低温温調ユニット６から送出された流体Ｆの少なくとも一部は、供給流路８Ａを介して第２温調器５に供給される。第２温調器５において熱交換に使用された流体Ｆは、回収流路８Ｂを介して低温温調ユニット６に戻される。供給流路８Ａに熱交換器比例弁１３Ａが設けられる。熱交換器比例弁１３Ａは、制御装置２０に制御される。制御装置２０は、熱交換器比例弁１３Ａを制御して、低温温調ユニット６から第２温調器５への流体Ｆの供給と停止とを切り換えたり、低温温調ユニット６から第２温調器５へ供給される流体Ｆの流量を調整したりすることができる。

【0049】

また、回収流路８Ｂに熱交換器比例弁１３Ｂが設けられる。供給流路８Ａと高温流路９とを接続する接続流路８Ｃに熱交換器比例弁１３Ｃが設けられる。回収流路８Ｂと戻り流路９Ｒとを接続する接続流路８Ｄに熱交換器比例弁１３Ｄが設けられる。熱交換器比例弁１３Ｂ、熱交換器比例弁１３Ｃ、及び熱交換器比例弁１３Ｄのそれぞれは、制御装置２０に制御される。以下の説明においては、熱交換器比例弁１３Ｂが開き、熱交換器比例弁１３Ｃ及び熱交換器比例弁１３Ｄが閉じられている状態で、熱交換器比例弁１３Ａが制御されることとする。

【0050】

本実施形態において、第２温調器５は、入口温度Ｔ_ｉｎと出口温度Ｔ_ｏｕｔとの差ΔＴに基づいて、流体Ｆの温度を調整する。制御装置２０は、入口温度センサ７２の検出データ及び出口温度センサ７３の検出データに基づいて、温調対象１００からタンク２に供給される流体Ｆの温度が規定温度範囲Ｓｍになるように、熱交換器比例弁１３Ａを制御する。

【0051】

なお、温調対象１００がプラズマ処理装置のウエハホルダである場合、温調対象１００は高温環境で使用される。本実施形態において、出口温度Ｔ_ｏｕｔは入口温度Ｔ_ｉｎよりも高いこととする。

【0052】

［バルブシステムの動作］
図５は、本実施形態に係るバルブシステム１０の動作を説明するための図である。上述のように、バルブシステム１０は、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれからタンク２へ流体Ｆが供給されない第１状態と、低温温調ユニット６からタンク２へ流体Ｆが供給される第２状態と、高温温調ユニット７からタンク２へ流体Ｆが供給される第３状態とを切り換え可能である。

【0053】

バルブシステム１０は、タンク温度Ｔ_ｐに基づいて、第１状態と第２状態と第３状態とを切り換える。制御装置２０は、タンク温度センサ７１の検出データに基づいて、低温開閉弁１１Ｌ及び高温開閉弁１１Ｈを制御する。

【0054】

本実施形態において、バルブシステム１０は、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍのときに、流体Ｆの流通状態を第１状態に切り換える。

【0055】

図５に示すように、規定温度範囲Ｓｍは、温調対象１００の目標温度Ｓｒを含む。規定温度範囲Ｓｍは、上限温度Ｓｍｈと上限温度Ｓｍｈよりも低い下限温度Ｓｍｌとの間の温度範囲である。目標温度Ｓｒは、上限温度Ｓｍｈと下限温度Ｓｍｌとの間の温度である。

【0056】

すなわち、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍのとき、低温開閉弁１１Ｌ及び高温開閉弁１１Ｈの両方が閉じられ、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれからタンク２への流体Ｆの供給が停止される。タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍのとき、流体Ｆは、循環流路３を循環する。循環流路３を循環する流体Ｆの温度は、第１温調器４により調整される。また、必要に応じて、循環流路３を循環する流体Ｆの温度は、第２温調器５により調整される。後述するように、本実施形態においては、入口温度Ｔ_ｉｎと出口温度Ｔ_ｏｕｔとの差ΔＴがゼロよりも大きい場合（［Ｔ_ｏｕｔ－Ｔ_ｉｎ＞０］の場合）、循環流路３を循環する流体Ｆの温度は、第２温調器５により調整される。

【0057】

バルブシステム１０は、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍでないときに第２状態及び記第３状態の少なくとも一方に切り換える。

【0058】

バルブシステム１０は、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍの上限温度Ｓｍｈよりも高い高温温度範囲Ｓｈのときに、流体Ｆの流通状態を第２状態に切り換える。

【0059】

すなわち、タンク温度Ｔ_ｐが高温温度範囲Ｓｈのとき、低温開閉弁１１Ｌが開き、高温開閉弁１１Ｈが閉じられ、低温温調ユニット６からタンク２へ第１温度Ｔ_１の流体Ｆが供給される。第１温度Ｔ_１は上限温度Ｓｍｈよりも低い。本実施形態において、第１温度Ｔ_１は目標温度Ｓｒよりも低い。なお、第１温度Ｔ_１は、下限温度Ｓｍｌよりも低くてもよい。タンク温度Ｔ_ｐが高温温度範囲Ｓｈのとき、第１温度Ｔ_１の流体Ｆがタンク２に供給されることにより、タンク温度Ｔ_ｐは規定温度範囲Ｓｍに調整される。

【0060】

バルブシステム１０は、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍの下限温度Ｓｍｌよりも低い低温温度範囲Ｓｌのときに、流体Ｆの流通状態を第３状態に切り換える。

【0061】

すなわち、タンク温度Ｔ_ｐが低温温度範囲Ｓｌのとき、高温開閉弁１１Ｈが開き、低温開閉弁１１Ｌが閉じられ、高温温調ユニット７からタンク２へ第２温度Ｔ_２の流体Ｆが供給される。第２温度Ｔ_２は下限温度Ｓｍｌよりも高い。本実施形態において、第２温度Ｔ_２は目標温度Ｓｒよりも高い。なお、第２温度Ｔ_２は、上限温度Ｓｍｈよりも高くてもよい。タンク温度Ｔ_ｐが低温温度範囲Ｓｌのとき、第２温度Ｔ_２の流体Ｆがタンク２に供給されることにより、タンク温度Ｔ_ｐは規定温度範囲Ｓｍに調整される。

【0062】

［制御方法］
次に、本実施形態に係る温調対象１００の温度制御方法について説明する。図６は、本実施形態に係る温度制御方法を示すフローチャートである。本実施形態においては、温調対象１００とタンク２とを含む循環流路３においてタンク温度Ｔ_ｐがタンク温度センサ７１により検出される。タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍであるときに、流体Ｆの流通状態が第１状態に切り換えられ、流体Ｆが循環流路３を循環する。循環流路３を流通する流体Ｆの温度は、第１温調器４により調整される。第１温調器４により温度を調整された流体Ｆが温調対象１００に供給される。また、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍでないときに、低温温調ユニット６に貯蔵されている第１温度Ｔ_１の流体Ｆ及び高温温調ユニット７に貯蔵されている第２温度Ｔ_２の流体Ｆの少なくとも一方がタンク２に供給される。これにより、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍに調整される。

【0063】

以下の説明において、第１状態は、低温開閉弁１１Ｌ及び高温開閉弁１１Ｈの両方が閉じられ、循環比例弁１４が開き、循環ポンプ３０が駆動し、第１開閉弁１５及び第２開閉弁１６の両方が閉じられている状態であることとする。

【0064】

以下の説明において、第２状態は、低温開閉弁１１Ｌが開き、高温開閉弁１１Ｈが閉じられ、循環比例弁１４が開き、循環ポンプ３０が駆動し、第１開閉弁１５が開き、第２開閉弁１６が閉じられている状態であることとする。

【0065】

以下の説明において、第３状態は、高温開閉弁１１Ｈが開き、低温開閉弁１１Ｌが閉じられ、循環比例弁１４が開き、循環ポンプ３０が駆動し、第２開閉弁１６が開き、第１開閉弁１５が閉じられている状態であることとする。

【0066】

タンク２に流体Ｆが十分に収容されている状態で、制御装置２０は、循環比例弁１４を開き、循環ポンプ３０を駆動する。これにより、流体Ｆは、循環流路３を循環する。

【0067】

制御装置２０は、タンク温度センサ７１の検出データを取得する。制御装置２０は、タンク温度Ｔ_ｐが低温温度範囲Ｓｌであるか否かを判定する（ステップＳＴ１）。

【0068】

ステップＳＴ１において、タンク温度Ｔ_ｐが低温温度範囲Ｓｌでないと判定した場合（ステップＳＴ１：Ｎｏ）、制御装置２０は、タンク温度Ｔ_ｐが高温温度範囲Ｓｈであるか否かを判定する（ステップＳＴ２）。

【0069】

ステップＳＴ２において、タンク温度Ｔ_ｐが高温温度範囲Ｓｈでないと判定した場合（ステップＳＴ２：Ｎｏ）、制御装置２０は、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍであると判定する。制御装置２０は、バルブシステム１０を制御して、流体Ｆの流通状態を第１状態に切り換える（ステップＳＴ３）。

【0070】

制御装置２０は、入口温度センサ７２の検出データ及び出口温度センサ７３の検出データを取得する。制御装置２０は、入口温度Ｔ_ｉｎと出口温度Ｔ_ｏｕｔとの差ΔＴを算出する。上述のように、本実施形態においては、出口温度Ｔ_ｏｕｔは入口温度Ｔ_ｉｎよりも高いこととする。制御装置２０は、入口温度Ｔ_ｉｎと出口温度Ｔ_ｏｕｔとの差ΔＴがゼロよりも大きいか否かを判定する。すなわち、制御装置２０は、［Ｔ_ｏｕｔ－Ｔ_ｉｎ＞０］の条件が成立するか否かを判定する（ステップＳＴ４）。

【0071】

ステップＳＴ４において、［Ｔ_ｏｕｔ－Ｔ_ｉｎ＞０］の条件が成立すると判定した場合（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）、制御装置２０は、第２温調器５による流体Ｆの温度の調整を開始する。すなわち、制御装置２０は、熱交換器比例弁１３Ａを開く（ステップＳＴ５）。

【0072】

制御装置２０は、熱交換器比例弁１３Ｂが開き、熱交換器比例弁１３Ｃ及び熱交換器比例弁１３Ｄが閉じられている状態で、熱交換器比例弁１３Ａを開く。熱交換器比例弁１３Ａが開くことにより、低温温調ユニット６から第２温調器５に第１温度Ｔ_１の流体Ｆが供給流路８Ａを介して供給される。これにより、第２温調器５は、低温温調ユニット６から供給された流体Ｆと循環流路３を循環する流体Ｆとを熱交換して、循環流路３を循環する流体Ｆの温度を調整（冷却）することができる。

【0073】

図７は、本実施形態に係る第２温調器５の動作を説明するための図である。制御装置２０は、入口温度Ｔ_ｉｎと出口温度Ｔ_ｏｕｔとの差ΔＴと熱交換器比例弁１３Ａの開度との関係を示す相関データを記憶する。制御装置２０は、入口温度センサ７２の検出データ及び出口温度センサ７３の検出データに基づいて算出される差ΔＴと相関データとに基づいて、熱交換器比例弁１３Ａの開度を調整する。図７に示すように、差ΔＴが大きい場合、すなわち、出口温度Ｔ_ｏｕｔが高温度である場合、熱交換器比例弁１３Ａの開度は大きい開度に調整される。熱交換器比例弁１３Ａの開度が大きい開度に調整されることにより、低温温調ユニット６から第２温調器５に供給される第１温度Ｔ_１の流体Ｆの流量は増大する。これにより、出口温度Ｔ_ｏｕｔが高温度でも、第２温調器５は、流体Ｆを十分に冷却することができる。一方、差ΔＴが小さい場合、すなわち、出口温度Ｔ_ｏｕｔが低温度である場合、熱交換器比例弁１３Ａの開度は小さい開度に調整される。

【0074】

なお、ステップＳＴ４において、［Ｔ_ｏｕｔ－Ｔ_ｉｎ＞０］の条件が成立しないと判定した場合（ステップＳＴ４：Ｎｏ）、制御装置２０は、第２温調器５による流体Ｆの温度の調整を実施しない。すなわち、制御装置２０は、熱交換器比例弁１３Ａを閉じる。

【0075】

制御装置２０は、入口温度センサ７２により検出された入口温度Ｔ_ｉｎに基づいて、温調対象１００に供給される流体Ｆの温度が目標温度Ｓｒになるように、第１温調器４を制御する（ステップＳＴ６）。

【0076】

すなわち、制御装置２０は、入口温度Ｔ_ｉｎに基づいて、温調対象１００に供給される流体Ｆの温度が目標温度Ｓｒになるように、第１温調器４をフィードバック制御する。第１温調器４は、熱電モジュール６０を含む。したがって、第１温調器４は、温調対象１００に供給される流体Ｆの温度を高精度に制御することができる。

【0077】

ステップＳＴ２において、タンク温度Ｔ_ｐが高温温度範囲Ｓｈであると判定した場合（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）、制御装置２０は、バルブシステム１０を制御して、流体Ｆの流通状態を第２状態に切り換える（ステップＳＴ７）。

【0078】

流体Ｆの流通状態が第２状態に切り換えられることにより、高温温度範囲Ｓｈのタンク温度Ｔ_ｐは、規定温度範囲Ｓｍになるように調整される。制御装置２０は、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍになるまで、第２状態を維持する。制御装置２０は、第２状態を維持したまま、ステップＳＴ４、ステップＳＴ５、及びステップＳＴ６の処理を実行する。制御装置２０は、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍになった後、流体Ｆの流通状態を第２状態から第１状態に切り換える。

【0079】

ステップＳＴ１において、タンク温度Ｔ_ｐが低温温度範囲Ｓｌであると判定した場合（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）、制御装置２０は、バルブシステム１０を制御して、流体Ｆの流通状態を第３状態に切り換える（ステップＳＴ８）。

【0080】

流体Ｆの流通状態が第３状態に切り換えられることにより、低温温度範囲Ｓｌのタンク温度Ｔ_ｐは、規定温度範囲Ｓｍになるように調整される。制御装置２０は、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍになるまで、第３状態を維持する。制御装置２０は、第３状態を維持したまま、ステップＳＴ４、ステップＳＴ５、及びステップＳＴ６の処理を実行する。制御装置２０は、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍになった後、流体Ｆの流通状態を第３状態から第１状態に切り換える。

【0081】

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、温度制御システム１は、温調対象１００と温調対象１００の目標温度Ｓｒを含む規定温度範囲Ｓｍに調整された流体Ｆが収容されるタンク２とを含む循環流路３と、循環流路３においてタンク２と温調対象１００との間に配置され、温調対象１００に供給される流体Ｆの温度を調整する第１温調器４と、を備える。タンク２には、規定温度範囲Ｓｍに調整された流体Ｆが収容されているので、第１温調器４は、温調対象１００に供給される流体Ｆの温度を目標温度Ｓｒに高精度の調整することができる。また、本実施形態によれば、第１温調器４は、熱電モジュール６０を含む。そのため、例えば可変バルブの弁開度を制御することにより流体Ｆの温度を調整する方式に比べて、可変バルブを用いなくてもよいので、流体Ｆの温度を高精度に制御することができる。

【0082】

バルブシステム１０は、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍのときには、流体Ｆの流通状態を第１状態にする。これにより、第１状態においては、規定温度範囲Ｓｍに調整されている流体Ｆが循環流路３を循環する。第１温調器４は規定温度範囲Ｓｍに調整されている流体Ｆの温度を高精度に調整することができる。また、バルブシステム１０は、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍでないときには、すなわち、高温温度範囲Ｓｈ又は低温温度範囲Ｓｌであるときには、流体Ｆの流通状態を第２状態又は第３状態にする。これにより、流体Ｆの温度は規定温度範囲Ｓｍに調整される。

【0083】

制御装置２０は、入口温度Ｔ_ｉｎと出口温度Ｔ_ｏｕｔとの差ΔＴに基づいて、熱交換器比例弁１３Ａを制御して、低温温調ユニット６から第２温調器５に供給される流体Ｆの流量を調整する。これにより、温調対象１００から流出した流体Ｆの温度が高温度でも、第２温調器５は、温調対象１００から流出した流体Ｆを十分に冷却することができる。

【0084】

［その他の実施形態］
上述の実施形態においては、第１温度Ｔ_１の流体Ｆを送出可能な低温温調ユニット６及び第１温度Ｔ_１よりも高い第２温度Ｔ_２の流体Ｆを送出可能な高温温調ユニット７が設けられ、循環流路３に配置されている第２温調器５で流体Ｆの温度を調整する場合、第１温度Ｔ_１の流体Ｆ及び第２温度Ｔ_２の流体Ｆの少なくとも一方を第２温調器５に供給して、第２温調器５からタンク２に供給される流体Ｆの温度を調整することとした。また、温調対象１００から流出し、第２温調器５に供給される前の流体Ｆの温度を示す出口温度Ｔ_ｏ _ｕｔは、第１温調器４で温度を調整された後、温調対象１００に流入する流体の温度を示す入口温度Ｔ_ｉｎよりも高いこととした。そして、出口温度Ｔ_ｏｕｔと入口温度Ｔ_ｉｎとの差ΔＴがゼロよりも大きい場合、すなわち、［Ｔ_ｏｕｔ－Ｔ_ｉｎ＞０］の条件が成立する場合、熱交換器比例弁１３Ａを開いて、低温温調ユニット６から第２温調器５に第１温度Ｔ_１の流体Ｆを供給することとした。出口温度Ｔ_ｏｕｔが入口温度Ｔ_ｉｎよりも低く、出口温度Ｔ_ｏｕｔと入口温度Ｔ_ｉｎとの差ΔＴがゼロよりも大きい場合、すなわち、［Ｔ_ｏｕｔ－Ｔ_ｉｎ＜０］の条件が成立する場合、高温温調ユニット７から第２温調器５に第２温度Ｔ_２の流体Ｆが供給されてもよい。高温温調ユニット７から第２温調器５に第２温度Ｔ_２の流体Ｆを供給する場合、制御装置２０は、熱交換器比例弁１３Ａ及び熱交換器比例弁１３Ｂが閉じられている状態で、熱交換器比例弁１３Ｃ及び熱交換器比例弁１３Ｄを開く。これにより、高温温調ユニット７から送出された第２温度Ｔ_２の流体Ｆは、接続流路８Ｃ及び供給流路８Ａを介して第２温調器５に供給される。第２温調器５において熱交換に使用された流体Ｆは、回収流路８Ｂ及び接続流路８Ｄを介して高温温調ユニット７に戻される。

【0085】

＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

【0086】

［温度制御システム］
図８は、本実施形態に係る温度制御システム１を示す構成図である。図９は、本実施形態に係る温度制御システム１を示すブロック図である。図８及び図９に示すように、温度制御システム１は、温調対象１００及びタンク２を含む循環流路３と、温調対象１００に供給される流体Ｆの温度を調整する第１温調器４と、を備える。

【0087】

また、温度制御システム１は、第１温度Ｔ_１の流体Ｆを貯蔵する低温温調ユニット６と、第１温度Ｔ_１よりも高い第２温度Ｔ_２の流体Ｆを貯蔵する高温温調ユニット７と、低温温調ユニット６からタンク２に供給される流体Ｆが流通する低温流路８と、高温温調ユニット７からタンク２に供給される流体Ｆが流通する高温流路９と、タンク２から低温温調ユニット６に戻される流体Ｆが流通する第１オーバーフロー流路８Ｅと、タンク２から高温温調ユニット７に戻される流体Ｆが流通する第２オーバーフロー流路８Ｆと、タンク２に収容される流体Ｆが目標温度Ｓｒになるように流体Ｆの流通状態を切り換え可能なバルブシステム１０と、温度制御システム１を制御する制御装置２０と、を備える。

【0088】

循環流路３の第２部分３Ｂと低温温調ユニット６とは、第１バイパス流路３１を介して接続される。循環流路３の第２部分３Ｂと高温温調ユニット７とは、第２バイパス流路３２を介して接続される。第１バイパス流路３１に第１開閉弁１５が設けられる。第２バイパス流路３２に第２開閉弁１６が設けられる。

【0089】

循環流路３と第１バイパス流路３１及び第２バイパス流路３２との境界に三方弁１８が設けられる。三方弁１８は、制御装置２０に制御される。制御装置２０は、三方弁１８を制御して、温調対象１００からタンク２への流体Ｆの供給と停止とを切り換える。三方弁１８により温調対象１００からタンク２へ流体Ｆが供給されるとき、循環流路３から低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７への流体Ｆの供給が停止される。三方弁１８により温調対象１００からタンク２への流体Ｆの供給が停止されるとき、循環流路３の流体Ｆは低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７へ供給可能である。

【0090】

低温温調ユニット６は、第１温度Ｔ_１の流体Ｆをタンク２に送出することができる。一例として、第１温度Ｔ_１は－１０℃である。高温温調ユニット７は、第２温度Ｔ_２の流体Ｆをタンク２に送出することができる。一例として、第２温度Ｔ_２は９０℃である。

【0091】

低温流路８は、低温温調ユニット６とタンク２とを接続する。低温温調ユニット６からタンク２に供給される第１温度Ｔ_１の流体Ｆは、低温流路８を流通する。

【0092】

高温流路９は、高温温調ユニット７とタンク２とを接続する。高温温調ユニット７からタンク２に供給される第２温度Ｔ_２の流体Ｆは、高温流路９を流通する。

【0093】

第１オーバーフロー流路８Ｅは、タンク２の上部と低温温調ユニット６とを接続する。低温温調ユニット６からタンク２へ流体Ｆが供給され、タンク２に収容される流体Ｆが規定量に達したとき、タンク２に収容されている流体Ｆの少なくとも一部は、第１オーバーフロー流路８Ｅを介して、低温温調ユニット６に戻される。タンク２から低温温調ユニット６に戻される流体Ｆは、第１オーバーフロー流路８Ｅを流通する。第１オーバーフロー流路８Ｅにより、低温温調ユニット６からタンク２へ流体Ｆが供給されても、タンク２に収容されている流体Ｆがタンク２から溢れることが抑制される。

【0094】

第２オーバーフロー流路８Ｆは、タンク２の上部と高温温調ユニット７とを接続する。高温温調ユニット７からタンク２へ流体Ｆが供給され、タンク２に収容される流体Ｆが規定量に達したとき、タンク２に収容されている流体Ｆの少なくとも一部は、第２オーバーフロー流路８Ｆを介して、高温温調ユニット７に戻される。タンク２から高温温調ユニット７に戻される流体Ｆは、第２オーバーフロー流路８Ｆを流通する。第２オーバーフロー流路８Ｆにより、高温温調ユニット７からタンク２へ流体Ｆが供給されても、タンク２に収容されている流体Ｆがタンク２から溢れることが抑制される。

【0095】

バルブシステム１０は、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７からタンク２への流体Ｆの流通状態を切り換え可能である。また、バルブシステム１０は、タンク２から低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７への流体Ｆの流通状態を切り換え可能である。バルブシステム１０は、制御装置２０に制御される。

【0096】

【0097】

バルブシステム１０は、タンク２から低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれへ流体Ｆが戻されない第４状態と、タンク２から低温温調ユニット６へ流体Ｆが戻される第５状態と、タンク２から高温温調ユニット７へ流体Ｆが戻される第６状態とを切り換え可能である。第４状態は、タンク２から低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７の両方へ流体Ｆが戻されない状態である。第５状態は、タンク２から低温温調ユニット６へ流体Ｆが戻され、タンク２から高温温調ユニット７へ流体Ｆが戻されない状態である。第６状態は、タンク２から高温温調ユニット７へ流体Ｆが戻され、タンク２から低温温調ユニット６へ流体Ｆが戻されない状態である。

【0098】

バルブシステム１０は、第１状態のときに第４状態に切り換え、第２状態のときに第５状態に切り換え、第３状態のときに第６状態に切り換える。すなわち、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれからタンク２へ流体Ｆが供給されないとき、タンク２から低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれへ流体Ｆは戻されない。低温温調ユニット６からタンク２へ流体Ｆが供給され、タンク２に収容される流体Ｆが規定量に達したとき、タンク２から低温温調ユニット６へ流体Ｆが戻される。高温温調ユニット７からタンク２へ流体Ｆが供給され、タンク２に収容される流体Ｆが規定量に達したとき、タンク２から高温温調ユニット７へ流体Ｆが戻される。

【0099】

バルブシステム１０は、低温流路８に配置される低温流量調整弁１７Ｌと、高温流路９に配置される高温流量調整弁１７Ｈと、第１オーバーフロー流路８Ｅに配置される低温開閉弁１９Ｌと、第２オーバーフロー流路８Ｆに配置される高温開閉弁１９Ｈとを含む。

【0100】

低温流量調整弁１７Ｌは、制御装置２０に制御される。制御装置２０は、低温流量調整弁１７Ｌを制御して、低温温調ユニット６からタンク２への流体Ｆの供給と停止とを切り換えたり、低温温調ユニット６からタンク２へ供給される流体Ｆの流量を調整したりすることができる。低温流量調整弁１７Ｌが開くことにより、低温温調ユニット６からタンク２へ第１温度Ｔ_１の流体Ｆが供給される。低温流量調整弁１７Ｌが閉じることにより、低温温調ユニット６からタンク２への流体Ｆの供給が停止される。

【0101】

高温流量調整弁１７Ｈは、制御装置２０に制御される。制御装置２０は、高温流量調整弁１７Ｈを制御して、高温温調ユニット７からタンク２への流体Ｆの供給と停止とを切り換えたり、高温温調ユニット７からタンク２へ供給される流体Ｆの流量を調整したりすることができる。高温流量調整弁１７Ｈが開くことにより、高温温調ユニット７からタンク２へ第２温度Ｔ_２の流体Ｆが供給される。高温流量調整弁１７Ｈが閉じることにより、高温温調ユニット７からタンク２への流体Ｆの供給が停止される。

【0102】

低温流量調整弁１７Ｌは、比例弁でもよいし開閉弁でもよい。比例弁は、流体Ｆの流量制御を高精度に実施することができる。そのため、低温流量調整弁１７Ｌとして比例弁が用いられる場合、タンク２における流体Ｆの温度制御を高精度に実施することができる。なお、流体Ｆの高精度な流量制御及びタンク２における流体Ｆの高精度な温度制御が要求されない場合、低温流量調整弁１７Ｌとして安価な開閉弁が用いられてもよい。同様に、高温流量調整弁１７Ｈは、比例弁でもよいし開閉弁でもよい。

【0103】

低温開閉弁１９Ｌは、開閉弁である。低温開閉弁１９Ｌが開くことにより、タンク２から低温温調ユニット６へ流体Ｆが戻される。低温開閉弁１９Ｌが閉じることにより、タンク２から低温温調ユニット６へ流体Ｆは戻されない。開閉弁は、例えば電磁弁である。

【0104】

高温開閉弁１９Ｈは、開閉弁である。高温開閉弁１９Ｈが開くことにより、タンク２から高温温調ユニット７へ流体Ｆが戻される。高温開閉弁１９Ｈが閉じることにより、タンク２から高温温調ユニット７へ流体Ｆは戻されない。開閉弁は、例えば電磁弁である。

【0105】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第１状態にするとき、低温流量調整弁１７Ｌ及び高温流量調整弁１７Ｈのそれぞれを閉じる。これにより、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれからタンク２に流体Ｆは供給されない。

【0106】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第２状態にするとき、低温流量調整弁１７Ｌを開き、高温流量調整弁１７Ｈを閉じる。これにより、低温温調ユニット６から送出された第１温度Ｔ_１の流体Ｆは、低温流路８を介してタンク２に規定の流量で供給される。

【0107】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第３状態にするとき、高温流量調整弁１７Ｈを開き、低温流量調整弁１７Ｌを閉じる。これにより、高温温調ユニット７から送出された第２温度Ｔ_２の流体Ｆは、高温流路９を介してタンク２に規定の流量で供給される。

【0108】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第４状態にするとき、低温開閉弁１９Ｌ及び高温開閉弁１９Ｈのそれぞれを閉じ、第２部分３Ｂから第１部分３Ａに流体Ｆが流通するように第２部分３Ｂと第１部分３Ａとを繋ぐ三方弁１８の開度を１００％とし、第２部分３Ｂから第１バイパス流路３１及び第２バイパス流路３２のそれぞれに流体Ｆが流通しないように第２部分３Ｂと第１バイパス流路３１及び第２バイパス流路３２のそれぞれとを繋ぐ三方弁１８の開度を０％とし、第１開閉弁１５及び第２開閉弁１６のそれぞれを閉じる。これにより、タンク２から低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれに流体Ｆは戻されない。

【0109】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第５状態にするとき、低温開閉弁１９Ｌを開き、高温開閉弁１９Ｈを閉じ、第２部分３Ｂから一部の流体Ｆが循環流路３に、残りの流体Ｆが第１バイパス流路３１及び第２バイパス流路３２のそれぞれに流通するように、循環流路３と第１バイパス流路３１及び第２バイパス流路３２のそれぞれとを繋ぐ三方弁１８の開度をタンク２内の流体Ｆの温度と目標温度Ｓｒとの差に基づいて制御し、第１開閉弁１５を開き、第２開閉弁１６を閉じる。これにより、タンク２に収容されている流体Ｆの少なくとも一部は、第１オーバーフロー流路８Ｅを介して低温温調ユニット６に戻され、循環流路３を流通する流体Ｆの少なくとも一部は、第１バイパス流路３１を介して低温温調ユニット６に戻される。

【0110】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第６状態にするとき、高温開閉弁１９Ｈを開き、低温開閉弁１９Ｌを閉じ、第２部分３Ｂから一部の流体Ｆが循環流路３に、残りの流体Ｆが第１バイパス流路３１及び第２バイパス流路３２のそれぞれに流通するように、循環流路３と第１バイパス流路３１及び第２バイパス流路３２のそれぞれとを繋ぐ三方弁１８の開度をタンク２内の流体Ｆの温度と目標温度Ｓｒとの差に基づいて制御し、第１開閉弁１５を閉じ、第２開閉弁１６を開く。これにより、タンク２に収容されている流体Ｆの少なくとも一部は、第２オーバーフロー流路８Ｆを介して高温温調ユニット７に戻され、循環流路３を流通する流体Ｆの少なくとも一部は、第２バイパス流路３２を介して高温温調ユニット７に戻される。

【0111】

制御装置２０は、三方弁１８及び第１開閉弁１５を制御して、循環流路３から低温温調ユニット６への流体Ｆの供給と停止とを切り換えることができる。また、制御装置２０は、三方弁１８及び第２開閉弁１６を制御して、循環流路３から高温温調ユニット７への流体Ｆの供給と停止とを切り換えることができる。例えば、タンク２に収容されている流体Ｆの量が増加してタンク２から流体Ｆが溢れそうになったとき、制御装置２０は、循環流路３を流通する流体Ｆの少なくても一部が第１バイパス流路３１を介して低温温調ユニット６に供給されるように、三方弁１８及び第１開閉弁１５を制御することができる。なお、タンク２から流体Ｆが溢れそうになったとき、制御装置２０は、循環流路３を流通する流体Ｆの少なくても一部が第２バイパス流路３２を介して高温温調ユニット７に供給されるように、三方弁１８及び第２開閉弁１６を制御してもよい。これにより、タンク２から流体Ｆが溢れてしまうことが抑制される。また、例えば低温温調ユニット６の低温タンクに貯蔵される流体Ｆの量が少なくなった場合、制御装置２０は、三方弁１８及び第１開閉弁１５を制御して、循環流路３から第１バイパス流路３１を介して低温温調ユニット６の低温タンクへ流体Ｆを供給することができる。同様に、高温温調ユニット７の高温タンクに貯蔵される流体Ｆの量が少なくなった場合、制御装置２０は、三方弁１８及び第２開閉弁１６を制御して、循環流路３から第２バイパス流路３２を介して高温温調ユニット７の高温タンクへ流体Ｆを供給することができる。

【0112】

第１温調器４は、入口温度Ｔ_ｉｎに基づいて、流体Ｆの温度を調整する。制御装置２０は、入口温度センサ７２の検出データに基づいて、温調対象１００に供給される流体Ｆの入口温度Ｔ_ｉｎが目標温度Ｓｒになるように、第１温調器４の駆動回路４５を制御する。

【0113】

制御装置２０は、低温流量調整弁１７Ｌ、三方弁１８、及び第１開閉弁１５のそれぞれを制御して、循環流路３から温調対象１００に供給される流体Ｆの温度を高精度に制御することができる。例えば、循環流路３から温調対象１００に供給された流体Ｆは、温調対象１００を冷却することで温度上昇する。

【0114】

三方弁１８の開度、及び低温流量調整弁１７Ｌの開度が制御されるとともに、第１開閉弁１５が開状態に制御されることにより、温調対象１００を通過し温度上昇した流体Ｆは、三方弁１８により第１バイパス流路３１を流通し第１開閉弁１５を経由して低温温調ユニット６に戻る経路と、タンク２に戻る経路とに分流する。

【0115】

また、第１バイパス流路３１を流通し第１開閉弁１５を経由して低温温調ユニット６に戻された流体Ｆを補う量の流体Ｆが、低温温調ユニット６から低温流量調整弁１７Ｌを経由して低温流路８を流通しタンク２に供給されることにより、タンク２における流体Ｆの温度は、速やかに且つ高精度に制御される。タンク２における流体Ｆは、循環ポンプ３０を介して第１部分３Ａを流通し、第１温調器４で更に高精度に温度制御され、温調対象１００に供給される。

【0116】

［バルブシステムの動作］
図１０は、本実施形態に係るバルブシステム１０の動作を説明するための図である。バルブシステム１０は、流体Ｆの流通状態が第１状態のときに第４状態に切り換え、第２状態のときに第５状態に切り換え、第３状態のときに第６状態に切り換える。すなわち、低温温調ユニット６に貯蔵されている流体Ｆ及び高温温調ユニット７に貯蔵されている流体Ｆをタンク２に供給しないとき、タンク２に収容されている流体Ｆは低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７に戻されない。低温温調ユニット６に貯蔵されている第１温度Ｔ_１の流体Ｆをタンク２に供給するとき、タンク２に収容されている流体Ｆの少なくとも一部が低温温調ユニット６に戻される。第１温度Ｔ_１よりも高い高温温調ユニット７に貯蔵されている第２温度Ｔ_２の流体Ｆをタンク２に供給するとき、タンク２に収容されている流体Ｆの少なくとも一部が高温温調ユニット７に戻される。

【0117】

バルブシステム１０は、タンク温度Ｔ_ｐに基づいて、第１状態と第２状態と第３状態とを切り換える。制御装置２０は、タンク温度センサ７１の検出データに基づいて、低温流量調整弁１７Ｌ、高温流量調整弁１７Ｈ，低温開閉弁１９Ｌ、及び高温開閉弁１９Ｈを制御する。

【0118】

本実施形態において、バルブシステム１０は、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍのときに、流体Ｆの流通状態を第１状態及び第４状態に切り換える。

【0119】

図１０に示すように、規定温度範囲Ｓｍは、温調対象１００の目標温度Ｓｒを含む。規定温度範囲Ｓｍは、上限温度Ｓｍｈと上限温度Ｓｍｈよりも低い下限温度Ｓｍｌとの間の温度範囲である。

【0120】

すなわち、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍのとき、低温流量調整弁１７Ｌ及び高温流量調整弁１７Ｈの両方が閉じられ、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれからタンク２への流体Ｆの供給が停止される。タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍのとき、低温開閉弁１９Ｌ及び高温開閉弁１９Ｈの両方が閉じられ、タンク２から低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれへの流体Ｆの供給が停止される。タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍのとき、流体Ｆは、循環流路３を循環する。すなわち、第１状態及び第４状態において、流体Ｆは、循環流路３を循環する。循環流路３を循環する流体Ｆの温度は、第１温調器４により調整される。

【0121】

バルブシステム１０は、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍの上限温度Ｓｍｈよりも高い高温温度範囲Ｓｈのときに、流体Ｆの流通状態を第２状態及び第５状態に切り換える。

【0122】

すなわち、タンク温度Ｔ_ｐが高温温度範囲Ｓｈのとき、低温流量調整弁１７Ｌが開き、高温流量調整弁１７Ｈが閉じられ、低温温調ユニット６からタンク２へ第１温度Ｔ_１の流体Ｆが供給される。タンク温度Ｔ_ｐが高温温度範囲Ｓｈのとき、第１温度Ｔ_１の流体Ｆがタンク２に供給されることにより、タンク温度Ｔ_ｐは規定温度範囲Ｓｍに調整される。制御装置２０は、低温温調ユニット６からタンク２へ供給される単位時間当たりの流体Ｆの流量が多くなるように低温流量調整弁１７Ｌを制御することにより、高温温度範囲Ｓｈのタンク温度Ｔ_ｐを短時間で規定温度範囲Ｓｍに調整することができる。また、低温温調ユニット６からタンク２へ第１温度Ｔ_１の流体Ｆが供給されている状態で、低温開閉弁１９Ｌが開き、高温開閉弁１９Ｈが閉じられ、タンク２から低温温調ユニット６へ流体Ｆが戻される。これにより、低温温調ユニット６からタンク２に多量の流体Ｆが供給されても、タンク２から流体Ｆが溢れることが抑制される。また、タンク２から低温温調ユニット６へ流体Ｆが戻されることにより、低温温調ユニット６の低温タンクに貯蔵される流体Ｆの量が少なくなることが抑制される。

【0123】

バルブシステム１０は、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍの下限温度Ｓｍｌよりも低い低温温度範囲Ｓｌのときに、流体Ｆの流通状態を第３状態及び第６状態に切り換える。

【0124】

すなわち、タンク温度Ｔ_ｐが低温温度範囲Ｓｌのとき、高温流量調整弁１７Ｈが開き、低温流量調整弁１７Ｌが閉じられ、高温温調ユニット７からタンク２へ第２温度Ｔ_２の流体Ｆが供給される。タンク温度Ｔ_ｐが低温温度範囲Ｓｌのとき、第２温度Ｔ_２の流体Ｆがタンク２に供給されることにより、タンク温度Ｔ_ｐは規定温度範囲Ｓｍに調整される。制御装置２０は、高温温調ユニット７からタンク２へ供給される単位時間当たりの流体Ｆの流量が多くなるように高温流量調整弁１７Ｈを制御することにより、低温温度範囲Ｓｌのタンク温度Ｔ_ｐを短時間で規定温度範囲Ｓｍに調整することができる。また、高温温調ユニット７からタンク２へ第２温度Ｔ_２の流体Ｆが供給されている状態で、高温開閉弁１９Ｈが開き、低温開閉弁１９Ｌが閉じられ、タンク２から高温温調ユニット７へ流体Ｆが戻される。これにより、高温温調ユニット７からタンク２に多量の流体Ｆが供給されても、タンク２から流体Ｆが溢れることが抑制される。また、タンク２から高温温調ユニット７へ流体Ｆが戻されることにより、高温温調ユニット７の高温タンクに貯蔵される流体Ｆの量が少なくなることが抑制される。

【0125】

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、第１オーバーフロー流路８Ｅ及び第２オーバーフロー流路８Ｆが設けられる。タンク温度Ｔ_ｐが高温温度範囲Ｓｈのときに、流体Ｆの流通状態は、第２状態及び第５状態に切り換えられる。第２状態に切り換えられることにより、高温温度範囲Ｓｈのタンク温度Ｔ_ｐは、規定温度範囲Ｓｍに調整される。また、低温温調ユニット６からタンク２へ第１温度Ｔ_１の流体Ｆが多量に供給されることにより、高温温度範囲Ｓｈのタンク温度Ｔ_ｐは、短時間で規定温度範囲Ｓｍに調整される。低温温調ユニット６からタンク２に多量の流体Ｆが供給されても、流体Ｆの流通状態が第５状態に切り換えられることにより、タンク２から流体Ｆが溢れることが抑制される。また、低温温調ユニット６の低温タンクに貯蔵される流体Ｆの量が少なくなることが抑制される。また、タンク温度Ｔ_ｐが低温温度範囲Ｓｌのときに、流体Ｆの流通状態は、第３状態及び第６状態に切り換えられる。第３状態に切り換えられることにより、低温温度範囲Ｓｌのタンク温度Ｔ_ｐは、規定温度範囲Ｓｍに調整される。また、高温温調ユニット７からタンク２へ第２温度Ｔ_２の流体Ｆが多量に供給されることにより、低温温度範囲Ｓｌのタンク温度Ｔ_ｐは、短時間で規定温度範囲Ｓｍに調整される。高温温調ユニット７からタンク２に多量の流体Ｆが供給されても、流体Ｆの流通状態が第６状態に切り換えられることにより、タンク２から流体Ｆが溢れることが抑制される。また、高温温調ユニット７の高温タンクに貯蔵される流体Ｆの量が少なくなることが抑制される。

【0126】

＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。本実施形態に係る温度制御システム１の構成は、図８を参照して説明した第２実施形態に係る温度制御システム１と同一の構成である。

【0127】

［バルブシステムの動作］
図１１は、本実施形態に係るバルブシステム１０の動作を説明するための図である。上述の第２実施形態と同様、バルブシステム１０は、流体Ｆの流通状態が第１状態のときに第４状態に切り換え、第２状態のときに第５状態に切り換え、第３状態のときに第６状態に切り換える。

【0128】

本実施形態において、目標温度Ｓｒとして、第１目標温度Ｓｒ１と、第１目標温度Ｓｒ１よりも高い第２目標温度Ｓｒ２と、第２目標温度Ｓｒ２よりも高い第３目標温度Ｓｒ３とが設定される。温調対象１００がプラズマ処理装置のウエハホルダである場合、ウエハホルダにウエハが保持された状態で、ウエハホルダの目標温度Ｓｒが変更される場合がある。すなわち、プラズマ処理の内容に基づいて、ウエハホルダの目標温度Ｓｒが第１目標温度Ｓｒ１に設定される場合と第２目標温度Ｓｒ２に設定される場合と第３目標温度Ｓｒ３に設定される場合とがある。一例として、第１目標温度Ｓｒ１は２５℃であり、第２目標温度Ｓｒ２は６０℃であり、第３目標温度Ｓｒ３は８０℃である。なお、目標温度Ｓｒは、第１目標温度Ｓｒ１及び第２目標温度Ｓｒ２の２種類に設定されてもよいし、４種類以上に設定されてもよい。

【0129】

低温温調ユニット６に貯蔵される流体Ｆの第１温度Ｔ_１は、複数種類の目標温度Ｓｒのうち最も低い目標温度Ｓｒよりも低い。高温温調ユニット７に貯蔵される流体Ｆの第２温度Ｔ_２は、複数種類の目標温度Ｓｒのうち最も高い目標温度Ｓｒよりも高い。本実施形態において、第１温度Ｔ_１は、第１目標温度Ｓｒ１よりも低い。第２温度Ｔ_２は、第３目標温度Ｓｒ３よりも高い。すなわち、［Ｔ_１＜Ｓｒ１＜Ｓｒ２＜Ｓｒ３＜Ｔ_２］の条件が成立する。

【0130】

図１１において、実線で示すラインＬｒは目標温度Ｓｒを示し、点線で示すラインＬｓはタンク温度センサ７１により検出される流体Ｆのタンク温度Ｔ_ｐを示す。図１１に示す例において、ウエハホルダにウエハが保持された後の第１時点ｔ１から第１時間経過後の第２時点ｔ２までの第１期間Ｔａにおいては、目標温度Ｓｒは第３目標温度Ｓｒ３に設定される。第２時点ｔ２から第２時間経過後の第３時点ｔ３までの第２期間Ｔｂにおいては、目標温度Ｓｒは第１目標温度Ｓｒ１に設定される。第３時点ｔ３から第３時間経過後の第４時点ｔ４までの第３期間Ｔｃにおいては、目標温度Ｓｒは第２目標温度Ｓｒ２に設定される。

【0131】

第２時点ｔ２において、タンク温度Ｔ_ｐは、第３目標温度Ｓｒ３から第１目標温度Ｓｒ１に瞬時に変化することが好ましい。第３時点ｔ３において、タンク温度Ｔ_ｐは、第１目標温度Ｓｒ１から第２目標温度Ｓｒ２に瞬時に変化することが好ましい。

【0132】

第１期間Ｔａにおいては、流体Ｆのタンク温度Ｔ_ｐと第３目標温度Ｓｒ３との差が許容値以下に維持される。タンク温度Ｔ_ｐと第３目標温度Ｓｒ３との差が許容値以下であることは、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍに存在することを意味する。バルブシステム１０は、第１期間Ｔａにおいて、流体Ｆの流通状態を第１状態及び第４状態に維持する。

【0133】

第２時点ｔ２において目標温度Ｓｒが第３目標温度Ｓｒ３から第１目標温度Ｓｒ１に切り換えられたとき、バルブシステム１０は、流体Ｆの流通状態を、第１状態及び第４状態から、第２状態及び第５状態に切り換える。すなわち、目標温度Ｓｒが第３目標温度Ｓｒ３から第１目標温度Ｓｒ１に切り換えられたとき、制御装置２０は、第１温度Ｔ_１の流体Ｆが低温温調ユニット６からタンク２に供給されるとともに、タンク２の収容されている流体Ｆの少なくとも一部が低温温調ユニット６に戻されるように、バルブシステム１０を制御する。

【0134】

流体Ｆの流通状態が第１状態及び第４状態から第２状態及び第５状態に切り換えられ、流体Ｆのタンク温度Ｔ_ｐと第１目標温度Ｓｒ１との差が許容値以下になった後、バルブシステム１０は、流体Ｆの流通状態を第１状態及び第４状態に戻す。流体Ｆのタンク温度Ｔ_ｐと第１目標温度Ｓｒ１との差が許容値以下になった後、流体Ｆのタンク温度Ｔ_ｐと第１目標温度Ｓｒ１との差は許容値以下に維持される。目標温度Ｓｒが第３目標温度Ｓｒ３から第１目標温度Ｓｒ１に切り換えられた直後においては、タンク温度Ｔ_ｐは高温温度範囲Ｓｈに存在することになる。タンク温度Ｔ_ｐと第１目標温度Ｓｒ１との差が許容値以下であることは、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍに存在することを意味する。バルブシステム１０は、第２期間Ｔｂにおいて、流体Ｆのタンク温度Ｔ_ｐと第１目標温度Ｓｒ１との差が許容値以下になった後、流体Ｆの流通状態を第１状態及び第４状態に維持する。

【0135】

第３時点ｔ３において目標温度Ｓｒが第１目標温度Ｓｒ１から第２目標温度Ｓｒ２に切り換えられたとき、バルブシステム１０は、流体Ｆの流通状態を、第１状態及び第４状態から、第３状態及び第６状態に切り換える。すなわち、目標温度Ｓｒが第１目標温度Ｓｒ１から第２目標温度Ｓｒ２に切り換えられたとき、制御装置２０は、第２温度Ｔ_２の流体Ｆが高温温調ユニット７からタンク２に供給されるとともに、タンク２の収容されている流体Ｆの少なくとも一部が高温温調ユニット７に戻されるように、バルブシステム１０を制御する。

【0136】

流体Ｆの流通状態が第１状態及び第４状態から第３状態及び第６状態に切り換えられ、流体Ｆのタンク温度Ｔ_ｐと第２目標温度Ｓｒ２との差が許容値以下になった後、バルブシステム１０は、流体Ｆの流通状態を第１状態及び第４状態に戻す。流体Ｆのタンク温度Ｔ_ｐと第２目標温度Ｓｒ２との差が許容値以下になった後、流体Ｆのタンク温度Ｔ_ｐと第２目標温度Ｓｒ２との差は許容値以下に維持される。目標温度Ｓｒが第１目標温度Ｓｒ１から第２目標温度Ｓｒ２に切り換えられた直後においては、タンク温度Ｔ_ｐは低温温度範囲Ｓｌに存在することになる。タンク温度Ｔ_ｐと第２目標温度Ｓｒ２との差が許容値以下であることは、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍに存在することを意味する。バルブシステム１０は、第３期間Ｔｃにおいて、流体Ｆのタンク温度Ｔ_ｐと第２目標温度Ｓｒ２との差が許容値以下になった後、流体Ｆの流通状態を第１状態及び第４状態に維持する。

【0137】

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、目標温度Ｓｒが高い値から低い値に変更されるとき、バルブシステム１０は、流体Ｆの流通状態を、第２状態及び第５状態に切り換える。これにより、タンク温度Ｔ_ｐは、目標温度Ｓｒに調整される。低温温調ユニット６からタンク２へ第１温度Ｔ_１の流体Ｆが多量に供給されることにより、タンク温度Ｔ_ｐは、短時間で目標温度Ｓｒに調整される。第２状態において低温温調ユニット６からタンク２に多量の流体Ｆが供給されても、流体Ｆの流通状態が第５状態に切り換えられることにより、タンク２から流体Ｆが溢れることが抑制される。また、目標温度Ｓｒが低い値から高い値に変更されるとき、バルブシステム１０は、流体Ｆの流通状態を、第３状態及び第６状態に切り換える。これにより、タンク温度Ｔ_ｐは、目標温度Ｓｒに調整される。高温温調ユニット７からタンク２へ第２温度Ｔ_２の流体Ｆが多量に供給されることにより、タンク温度Ｔ_ｐは、短時間で目標温度Ｓｒに調整される。第３状態において高温温調ユニット７からタンク２に多量の流体Ｆが供給されても、流体Ｆの流通状態が第６状態に切り換えられることにより、タンク２から流体Ｆが溢れることが抑制される。

【0138】

＜第４実施形態＞
第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

【0139】

［温度制御システム］
図１２は、本実施形態に係る温度制御システム１を示す構成図である。図１３は、本実施形態に係る温度制御システム１を示すブロック図である。図１２及び図１３に示すように、温度制御システム１は、温調対象１００及びタンク２を含む循環流路３と、温調対象１００に供給される流体Ｆの温度を調整する第１温調器４と、を備える。

【0140】

また、温度制御システム１は、第１温度Ｔ_１の流体Ｆを貯蔵する低温温調ユニット６と、第１温度Ｔ_１よりも高い第２温度Ｔ_２の流体Ｆを貯蔵する高温温調ユニット７と、低温温調ユニット６からタンク２に供給される流体Ｆが流通する低温流路８と、高温温調ユニット７からタンク２に供給される流体Ｆが流通する高温流路９と、タンク２に収容される流体Ｆが目標温度Ｓｒになるように流体Ｆの流通状態を切り換え可能なバルブシステム１０と、温度制御システム１を制御する制御装置２０と、を備える。

【0141】

【0142】

【0143】

【0144】

【0145】

上述の実施形態と同様、バルブシステム１０は、第１状態と、第２状態と、第３状態とを切り換え可能である。また、バルブシステム１０は、第４状態と、第５状態と、第６状態とを切り換え可能である。バルブシステム１０は、第１状態のときに第４状態に切り換え、第２状態のときに第５状態に切り換え、第３状態のときに第６状態に切り換える。

【0146】

【0147】

【0148】

【0149】

低温開閉弁１９Ｌは、電磁弁である。低温開閉弁１９Ｌが開くことにより、タンク２から低温温調ユニット６へ流体Ｆが戻される。低温開閉弁１９Ｌが閉じることにより、タンク２から低温温調ユニット６へ流体Ｆは戻されない。

【0150】

高温開閉弁１９Ｈは、電磁弁である。高温開閉弁１９Ｈが開くことにより、タンク２から高温温調ユニット７へ流体Ｆが戻される。高温開閉弁１９Ｈが閉じることにより、タンク２から高温温調ユニット７へ流体Ｆは戻されない。

【0151】

【0152】

【0153】

【0154】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第４状態にするとき、低温開閉弁１９Ｌ及び高温開閉弁１９Ｈのそれぞれを閉じる。これにより、タンク２から低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれに流体Ｆは戻されない。

【0155】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第５状態にするとき、低温開閉弁１９Ｌを開き、高温開閉弁１９Ｈを閉じる。これにより、タンク２に収容されている流体Ｆの少なくとも一部は、第１オーバーフロー流路８Ｅを介して低温温調ユニット６に戻される。

【0156】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第６状態にするとき、高温開閉弁１９Ｈを開き、低温開閉弁１９Ｌを閉じる。これにより、タンク２に収容されている流体Ｆの少なくとも一部は、第２オーバーフロー流路８Ｆを介して高温温調ユニット７に戻される。

【0157】

制御装置２０は、低温開閉弁１９Ｌを制御して、循環流路３から低温温調ユニット６への流体Ｆの供給と停止とを切り換えることができる。また、制御装置２０は、高温開閉弁１９Ｈを制御して、循環流路３から高温温調ユニット７への流体Ｆの供給と停止とを切り換えることができる。例えば、タンク２に収容されている流体Ｆの量が増加してタンク２から流体Ｆが溢れそうになったとき、制御装置２０は、循環流路３を流通する流体Ｆの少なくても一部が第１オーバーフロー流路８Ｅを介して低温温調ユニット６に供給されるように、低温開閉弁１９Ｌを制御することができる。なお、タンク２から流体Ｆが溢れそうになったとき、制御装置２０は、循環流路３を流通する流体Ｆの少なくても一部が第２オーバーフロー流路８Ｆを介して高温温調ユニット７に供給されるように、高温開閉弁１９Ｈを制御してもよい。これにより、タンク２から流体Ｆが溢れてしまうことが抑制される。

【0158】

【0159】

制御装置２０は、低温流量調整弁１７Ｌを制御して、循環流路３から温調対象１００に供給される流体Ｆの温度を高精度に制御することができる。例えば、循環流路３から温調対象１００に供給された流体Ｆは、温調対象１００を冷却することで温度上昇する。

【0160】

温調対象１００を通過し温度上昇した流体Ｆは、第２部分３Ｂを流通し、タンク２に戻される。また、流体Ｆが低温温調ユニット６から低温流量調整弁１７Ｌを経由して低温流路８を流通しタンク２に供給されることにより、タンク２における流体Ｆが温度制御される。タンク２における流体Ｆは、循環ポンプ３０を介して第１部分３Ａを流通し、第１温調器４で更に高精度に温度制御され、温調対象１００に供給される。

【0161】

［バルブシステムの動作］
バルブシステム１０は、流体Ｆの流通状態が第１状態のときに第４状態に切り換え、第２状態のときに第５状態に切り換え、第３状態のときに第６状態に切り換える。すなわち、低温温調ユニット６に貯蔵されている流体Ｆ及び高温温調ユニット７に貯蔵されている流体Ｆをタンク２に供給しないとき、タンク２に収容されている流体Ｆは低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７に戻されない。低温温調ユニット６に貯蔵されている第１温度Ｔ_１の流体Ｆをタンク２に供給するとき、タンク２に収容されている流体Ｆの少なくとも一部が低温温調ユニット６に戻される。第１温度Ｔ_１よりも高い高温温調ユニット７に貯蔵されている第２温度Ｔ_２の流体Ｆをタンク２に供給するとき、タンク２に収容されている流体Ｆの少なくとも一部が高温温調ユニット７に戻される。

【0162】

【0163】

【0164】

図１０に示したように、規定温度範囲Ｓｍは、温調対象１００の目標温度Ｓｒを含む。規定温度範囲Ｓｍは、上限温度Ｓｍｈと上限温度Ｓｍｈよりも低い下限温度Ｓｍｌとの間の温度範囲である。

【0165】

【0166】

【0167】

【0168】

【0169】

【0170】

［効果］
以上説明したように、本実施形態においても、第１オーバーフロー流路８Ｅ及び第２オーバーフロー流路８Ｆが設けられる。タンク温度Ｔ_ｐが高温温度範囲Ｓｈのときに、流体Ｆの流通状態は、第２状態及び第５状態に切り換えられる。タンク温度Ｔ_ｐが低温温度範囲Ｓｌのときに、流体Ｆの流通状態は、第３状態及び第６状態に切り換えられる。本実施形態においては、上述の第２実施形態で説明したような、三方弁１８、第１バイパス流路３１、第２バイパス流路３２、第１開閉弁１５、及び第２開閉弁１６が省略される。本実施形態においては、使用部品が削減され、装置構成が簡略化される。

【0171】

＜第５実施形態＞
第５実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。第５実施形態は、図８及び図９等を参照して説明した第２実施形態の変形例である。

【0172】

［温度制御システム］
図１４は、本実施形態に係る温度制御システム１を示す構成図である。図１５は、本実施形態に係る温度制御システム１を示すブロック図である。図１４及び図１５に示すように、温度制御システム１は、温調対象１００及びタンク２を含む循環流路３と、温調対象１００に供給される流体Ｆの温度を調整する第１温調器４と、を備える。

【0173】

また、温度制御システム１は、第１温度Ｔ_１の流体Ｆを貯蔵する低温温調ユニット６と、第１温度Ｔ_１よりも高い第２温度Ｔ_２の流体Ｆを貯蔵する高温温調ユニット７と、低温温調ユニット６からタンク２に供給される流体Ｆが流通する低温流路８と、高温温調ユニット７からタンク２に供給される流体Ｆが流通する高温流路９と、タンク２から低温温調ユニット６に戻される流体Ｆが流通する第１オーバーフロー流路８Ｅと、タンク２から高温温調ユニット７に戻される流体Ｆが流通する第２オーバーフロー流路８Ｆと、タンク２に収容される流体Ｆが目標温度Ｓｒになるように流体Ｆの流通状態を切り換え可能なバルブシステム１０と、温度制御システム１を制御する制御装置２０と、を備える。

【0174】

上述の第２実施形態と同様、循環流路３は、タンク２から温調対象１００に供給される流体Ｆが流れる第１部分３Ａと、温調対象１００からタンク２に供給される流体Ｆが流れる第２部分３Ｂとを含む。第１部分３Ａに第１温調器４が配置される。第２部分３Ｂに三方弁１８が配置される。

【0175】

三方弁１８と低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれとは、バイパス流路３３を介して接続される。本実施形態において、バイパス流路３３は、三方弁１８と第１オーバーフロー流路８Ｅ及び第２オーバーフロー流路８Ｆとを接続する。

【0176】

三方弁１８は、制御装置２０に制御される。制御装置２０は、三方弁１８を制御して、温調対象１００からタンク２への流体Ｆの供給と停止とを切り換える。三方弁１８により温調対象１００からタンク２へ流体Ｆが供給されるとき、循環流路３から低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７への流体Ｆの供給が停止される。三方弁１８により温調対象１００からタンク２への流体Ｆの供給が停止されるとき、循環流路３の流体Ｆは低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７へ供給可能である。

【0177】

【0178】

【0179】

【0180】

【0181】

【0182】

【0183】

上述の実施形態と同様、バルブシステム１０は、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれからタンク２へ流体Ｆが供給されない第１状態と、低温温調ユニット６からタンク２へ流体Ｆが供給される第２状態と、高温温調ユニット７からタンク２へ流体Ｆが供給される第３状態とを切り換え可能である。また、バルブシステム１０は、タンク２から低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれへ流体Ｆが戻されない第４状態と、タンク２から低温温調ユニット６へ流体Ｆが戻される第５状態と、タンク２から高温温調ユニット７へ流体Ｆが戻される第６状態とを切り換え可能である。バルブシステム１０は、第１状態のときに第４状態に切り換え、第２状態のときに第５状態に切り換え、第３状態のときに第６状態に切り換える。

【0184】

上述の実施形態と同様、バルブシステム１０は、タンク２に収容される流体Ｆの温度を示すタンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍのときに第１状態及び第４状態に切り換え、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍの上限温度Ｓｍｈよりも高い高温温度範囲Ｓｈのときに第２状態及び第５状態に切り換え、タンク温度Ｔ_ｐが規定温度範囲Ｓｍの下限温度Ｓｍｌよりも低い低温温度範囲Ｓｌのときに第３状態及び前記第６状態に切り換える。

【0185】

本実施形態において、温度制御システム１は、タンク２と低温温調ユニット６との間の低温流路８と低温温調ユニット６とを接続する低温戻り流路８０Ｒと、タンク２と高温温調ユニット７との間の高温流路９と高温温調ユニット７とを接続する高温戻り流路９０Ｒを有する。

【0186】

第１状態及び第３状態において、低温温調ユニット６から送出された流体Ｆは、低温戻り流路８０Ｒを介して低温温調ユニット６に戻される。すなわち、第１状態及び第３状態において、流体Ｆは、低温温調ユニット６及び低温戻り流路８０Ｒを含む循環流路において循環する。

【0187】

第１状態及び第２状態において、高温温調ユニット７から送出された流体Ｆは、高温戻り流路９０Ｒを介して高温温調ユニット７に戻される。すなわち、第１状態及び第２状態において、流体Ｆは、高温温調ユニット７及び高温戻り流路９０Ｒを含む循環流路において循環する。

【0188】

バルブシステム１０は、低温流路８に配置される低温三方弁１７０Ｌと、高温流路９に配置される高温三方弁１７０Ｈと、第１オーバーフロー流路８Ｅに配置される低温開閉弁１９Ｌと、第２オーバーフロー流路８Ｆに配置される高温開閉弁１９Ｈとを含む。

【0189】

低温戻り流路８０Ｒは、低温三方弁１７０Ｌと低温温調ユニット６とを接続する。高温戻り流路９０Ｒは、高温三方弁１７０Ｈと高温温調ユニット７とを接続する。

【0190】

低温三方弁１７０Ｌは、制御装置２０に制御される。制御装置２０は、低温三方弁１７０Ｌを制御して、低温温調ユニット６からタンク２への流体Ｆの供給と停止とを切り換えたり、低温温調ユニット６からタンク２へ供給される流体Ｆの流量を調整したり、低温温調ユニット６から送出された流体Ｆを低温温調ユニット６に戻したりすることができる。

【0191】

高温三方弁１７０Ｈは、制御装置２０に制御される。制御装置２０は、高温三方弁１７０Ｈを制御して、高温温調ユニット７からタンク２への流体Ｆの供給と停止とを切り換えたり、高温温調ユニット７からタンク２へ供給される流体Ｆの流量を調整したり、高温温調ユニット７から送出された流体Ｆを高温温調ユニット７に戻したりすることができる。

【0192】

低温開閉弁１９Ｌは、開閉弁である。低温開閉弁１９Ｌが開くことにより、タンク２から低温温調ユニット６へ流体Ｆが戻される。低温開閉弁１９Ｌが閉じることにより、タンク２から低温温調ユニット６へ流体Ｆは戻されない。

【0193】

高温開閉弁１９Ｈは、開閉弁である。高温開閉弁１９Ｈが開くことにより、タンク２から高温温調ユニット７へ流体Ｆが戻される。高温開閉弁１９Ｈが閉じることにより、タンク２から高温温調ユニット７へ流体Ｆは戻されない。

【0194】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第１状態にするとき、低温温調ユニット６からタンク２に流体Ｆが流通しないように低温温調ユニット６とタンク２とを繋ぐ低温三方弁１７０Ｌの開度を０％とし、高温温調ユニット７からタンク２に流体Ｆが流通しないように高温温調ユニット７とタンク２とを繋ぐ高温三方弁１７０Ｈの開度を０％とする。また、制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第１状態にするとき、低温温調ユニット６から送出された流体Ｆが低温温調ユニット６に戻るように低温流路８と低温戻り流路８０Ｒとを繋ぐ低温三方弁１７０Ｌの開度を１００％とし、高温温調ユニット７から送出された流体Ｆが高温温調ユニット７に戻るように高温流路９と高温戻り流路９０Ｒとを繋ぐ高温三方弁１７０Ｈの開度を１００％とする。これにより、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれからタンク２に流体Ｆは供給されない。

【0195】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第２状態にするとき、低温温調ユニット６からタンク２に流体Ｆが流通するように低温温調ユニット６とタンク２とを繋ぐ低温三方弁１７０Ｌの開度を１００％とし、高温温調ユニット７からタンク２に流体Ｆが流通しないように高温温調ユニット７とタンク２とを繋ぐ高温三方弁１７０Ｈの開度を０％とする。また、制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第２状態にするとき、低温温調ユニット６から送出された流体Ｆが低温温調ユニット６に戻らないように低温流路８と低温戻り流路８０Ｒとを繋ぐ低温三方弁１７０Ｌの開度を０％とし、高温温調ユニット７から送出された流体Ｆが高温温調ユニット７に戻るように高温流路９と高温戻り流路９０Ｒとを繋ぐ高温三方弁１７０Ｈの開度を１００％とする。これにより、低温温調ユニット６から送出された第１温度Ｔ_１の流体Ｆは、低温流路８を介してタンク２に規定の流量で供給される。

【0196】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第３状態にするとき、高温温調ユニット７からタンク２に流体Ｆが流通するように高温温調ユニット７とタンク２とを繋ぐ高温三方弁１７０Ｈの開度を１００％とし、低温温調ユニット６からタンク２に流体Ｆが流通しないように低温温調ユニット６とタンク２とを繋ぐ低温三方弁１７０Ｌの開度を０％とする。また、制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第３状態にするとき、高温温調ユニット７から送出された流体Ｆが高温温調ユニット７に戻らないように高温流路９と高温戻り流路９０Ｒとを繋ぐ高温三方弁１７０Ｈの開度を０％とし、低温温調ユニット６から送出された流体Ｆが低温温調ユニット６に戻るように低温流路８と低温戻り流路８０Ｒとを繋ぐ低温三方弁１７０Ｌの開度を１００％とする。これにより、高温温調ユニット７から送出された第２温度Ｔ_２の流体Ｆは、高温流路９を介してタンク２に規定の流量で供給される。

【0197】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第４状態にするとき、低温開閉弁１９Ｌ及び高温開閉弁１９Ｈのそれぞれを閉じ、第２部分３Ｂから第１部分３Ａに流体Ｆが流通するように第２部分３Ｂと第１部分３Ａとを繋ぐ三方弁１８の開度を１００％とし、第２部分３Ｂからバイパス流路３３に流体Ｆが流通しないように第２部分３Ｂとバイパス流路３３とを繋ぐ三方弁１８の開度を０％とする。これにより、タンク２から低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれに流体Ｆは戻されない。

【0198】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第５状態にするとき、低温開閉弁１９Ｌを開き、高温開閉弁１９Ｈを閉じ、第２部分３Ｂからの流体Ｆの一部がタンク２に流入し、第２部分３Ｂからの流体Ｆの一部がバイパス流路３３に流入するように、循環流路３とバイパス流路３３とを繋ぐ三方弁１８の開度をタンク２内の流体Ｆの温度と目標温度Ｓｒとの差に基づいて制御する。これにより、タンク２に収容されている流体Ｆの少なくとも一部は、第１オーバーフロー流路８Ｅを介して低温温調ユニット６に戻され、循環流路３を流通する流体Ｆの少なくとも一部は、バイパス流路３３及び第１オーバーフロー流路８Ｅを介して低温温調ユニット６に戻される。

【0199】

制御装置２０は、流体Ｆの流通状態を第６状態にするとき、高温開閉弁１９Ｈを開き、低温開閉弁１９Ｌを閉じ、第２部分３Ｂからの流体Ｆの一部がタンク２に流入し、第２部分３Ｂからの流体Ｆの一部がバイパス流路３３に流入するように、循環流路３とバイパス流路３３とを繋ぐ三方弁１８の開度をタンク２内の流体Ｆの温度と目標温度Ｓｒとの差に基づいて制御する。これにより、タンク２に収容されている流体Ｆの少なくとも一部は、第２オーバーフロー流路８Ｆを介して高温温調ユニット７に戻され、循環流路３を流通する流体Ｆの少なくとも一部は、バイパス流路３３及び第２オーバーフロー流路８Ｆを介して高温温調ユニット７に戻される。

【0200】

【0201】

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、三方弁１８と第１オーバーフロー流路８Ｅ及び第２オーバーフロー流路８Ｆとを接続するバイパス流路３３が設けられる。これにより、図８を参照して説明したような第１バイパス流路３１及び第２バイパス流路３２や第１開閉弁１５及び第２開閉弁１６を省略することができる。

【0202】

また、本実施形態によれば、低温流路８に低温三方弁１７０Ｌが配置され、高温流路９に高温三方弁１７０Ｈが配置される。また、低温三方弁１７０Ｌと低温温調ユニット６とが低温戻り流路８０Ｒを介して接続され、高温三方弁１７０Ｈと高温温調ユニット７とが高温戻り流路９０Ｒを介して接続される。これにより、図８を参照して説明したような戻り流路８Ｒ及び戻り流路９Ｒを省略することができる。そのため、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７からタンク２に供給される流体Ｆの最大流量を増やすことができる。したがって、タンク２の流体Ｆの温度制御精度が向上し、流体Ｆの温度変更時間が短縮される。また、低温温調ユニット６の低温ポンプ及び高温温調ユニット７の高温ポンプの負荷変動が少なくなるため、低温ポンプ及び高温ポンプの寿命が向上する。

【0203】

＜第６実施形態＞
第６実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。第６実施形態は、図１４及び図１５等を参照して説明した第５実施形態の変形例である。

【0204】

［温度制御システム］
図１６は、本実施形態に係る温度制御システム１を示す構成図である。上述の第１実施形態から第５実施形態においては、低温温調ユニット６又は高温温調ユニット７は、タンク２に流体Ｆを供給することとした。すなわち、低温流路８及び高温流路９が、タンク２の流入口２Ａと流出口２Ｂとの間の循環流路３の第１規定部分３０１に接続されることとした。低温温調ユニット６又は高温温調ユニット７は、タンク２の流入口２Ａと第１温調器４との間の循環流路３の規定部分３００に流体Ｆを供給すればよい。

【0205】

図１６に示すように、本実施形態においては、低温温調ユニット６又は高温温調ユニット７が、タンク２の流出口２Ｂと第１温調器４との間の循環流路３の第２規定部分３０２に流体Ｆを供給することとする。すなわち、低温流路８及び高温流路９が、タンク２の流出口２Ｂと第１温調器４との間の循環流路３の第２規定部分３０２に接続されることとする。

【0206】

上述の第５実施形態と同様、循環流路３は、タンク２から温調対象１００に供給される流体Ｆが流れる第１部分３Ａと、温調対象１００からタンク２に供給される流体Ｆが流れる第２部分３Ｂとを含む。第１部分３Ａに第１温調器４が配置される。第２部分３Ｂに三方弁１８が配置される。循環流路３の第２規定部分３０２は、第１部分３Ａの一部である。タンク２の流入口２Ａは、第２部分３Ｂに接続される。タンク２の流出口２Ｂは、第１部分３Ａの第２規定部分３０２に接続される。

【0207】

低温温調ユニット６は、第１温度Ｔ_１の流体Ｆを第２規定部分３０２に送出することができる。高温温調ユニット７は、第２温度Ｔ_２の流体Ｆを第２規定部分３０２に送出することができる。

【0208】

低温流路８は、低温温調ユニット６と第２規定部分３０２とを接続する。低温温調ユニット６から第２規定部分３０２に供給される第１温度Ｔ_１の流体Ｆは、低温流路８を流通する。

【0209】

高温流路９は、高温温調ユニット７と第２規定部分３０２とを接続する。高温温調ユニット７から第２規定部分３０２に供給される第２温度Ｔ_２の流体Ｆは、高温流路９を流通する。

【0210】

バルブシステム１０は、低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれから第２規定部分３０２へ流体Ｆが供給されない第１状態と、低温温調ユニット６から第２規定部分３０２へ流体Ｆが供給される第２状態と、高温温調ユニット７から第２規定部分３０２へ流体Ｆが供給される第３状態とを切り換え可能である。また、バルブシステム１０は、タンク２から低温温調ユニット６及び高温温調ユニット７のそれぞれへ流体Ｆが戻されない第４状態と、タンク２から低温温調ユニット６へ流体Ｆが戻される第５状態と、タンク２から高温温調ユニット７へ流体Ｆが戻される第６状態とを切り換え可能である。バルブシステム１０は、第１状態のときに第４状態に切り換え、第２状態のときに第５状態に切り換え、第３状態のときに第６状態に切り換える。

【0211】

【0212】

本実施形態において、低温戻り流路８０Ｒは、第２規定部分３０２と低温温調ユニット６との間の低温流路８と、低温温調ユニット６とを接続する。高温戻り流路９０Ｒは、第２規定部分３０２と高温温調ユニット７との間の高温流路９と、高温温調ユニット７とを接続する

【0213】

制御装置２０は、低温三方弁１７０Ｌを制御して、低温温調ユニット６から第２規定部分３０２への流体Ｆの供給と停止とを切り換えたり、低温温調ユニット６から第２規定部分３０２へ供給される流体Ｆの流量を調整したり、低温温調ユニット６から送出された流体Ｆを低温温調ユニット６に戻したりすることができる。

【0214】

制御装置２０は、高温三方弁１７０Ｈを制御して、高温温調ユニット７から第２規定部分３０２への流体Ｆの供給と停止とを切り換えたり、高温温調ユニット７から第２規定部分３０２へ供給される流体Ｆの流量を調整したり、高温温調ユニット７から送出された流体Ｆを高温温調ユニット７に戻したりすることができる。

【0215】

流体Ｆの流通状態を、第１状態、第２状態、第３状態、第４状態、第５状態、及び第６状態にするときの制御方法は、上述の第５実施形態と同様であるため、説明を省略する。

【0216】

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、低温温調ユニット６は、低温流路８を介して、循環流路３の第２規定部分３０２に接続される。高温温調ユニット７は、高温流路９を介して、循環流路３の第２規定部分３０２に接続される。第２規定部分３０２は、タンク２の流出口２Ｂと第１温調器４との間の循環流路３の一部分である。低温温調ユニット６又は高温温調ユニット７から温度調整された流体Ｆが第２規定部分３０２に供給されることにより、循環流路３を流通する流体Ｆの温度の変更時間が短縮される。流体Ｆの温度の変更時間が短縮されることにより、循環流路３を流通する流体Ｆの温度を高精度に制御することができる。

【0217】

＜第７実施形態＞
第７実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

【0218】

上述の第１実施形態から第６実施形態においては、第１温調器４が熱電モジュール６０を含み、熱電モジュール６０を用いて流体Ｆの温度を調整することとした。第１温調器４がランプヒータを含み、ランプヒータを用いて流体Ｆの温度を調整してもよい。循環流路３を流通する流体Ｆの温度が例えば１００［℃］を上回る場合、第１温調器４の熱源が熱電モジュール６０であると、第１温調器４の耐久性が悪化する可能性がある。第１温調器４の熱源としてランプヒータを用いることにより、循環流路３を流通する流体Ｆの温度が例えば１００［℃］を上回っても、第１温調器４の耐久性の悪化が抑制される。

【0219】

図１７は、本実施形態に係る温度制御システム１を示す構成図である。第１温調器４は、ランプヒータを含む。すなわち、第１温調器４は、ランプ加熱式温調器である。

【0220】

図１７に示す温度制御システム１は、上述の第６実施形態の変形例である。図１７に示すように、低温温調ユニット６は、タンク２の流出口２Ｂと第１温調器４との間の循環流路３の第２規定部分３０２に流体Ｆを供給する。

【0221】

本実施形態において、上述の第６実施形態との相違点は、高温温調ユニット７が省略される点にある。また、上述の第６実施形態との相違点は、高温流路９、高温戻り流路９０Ｒ、高温三方弁１７０Ｈ、第２オーバーフロー流路８Ｆ、及び高温開閉弁１９Ｈが省略されている点にある。

【0222】

ランプ加熱式温調器である第１温調器４により循環流路２の流体Ｆを加熱することにより、高温温調ユニット７を省略することができる。これにより、温度制御システム１のコストダウン及び省スペース化を図ることができる。

【0223】

＜その他の実施形態＞
なお、上述の第１実施形態から第５実施形態においても、第６実施形態のように、低温温調ユニット６又は高温温調ユニット７は、循環流路３の第２規定部分３０２に流体Ｆを供給してもよい。第１実施形態から第５実施形態においても、低温温調ユニット６又は高温温調ユニット７から温度調整された流体Ｆがタンク２の下流側の第２規定部分３０２に供給されることにより、循環流路３を流通する流体Ｆの温度の変更時間が短縮される。流体Ｆの温度の変更時間が短縮されることにより、循環流路３を流通する流体Ｆの温度を高精度に制御することができる。

【0224】

なお、上述の第１実施形態から第６実施形態においても、第７実施形態のように、第１温調器４の熱源としてランプヒータが用いられてもよい。

【符号の説明】

【0225】

１…温度制御システム、２…タンク、２Ａ…流入口、２Ｂ…流出口、３…循環流路、３Ａ…第１部分、３Ｂ…第２部分、４…第１温調器、５…第２温調器、６…低温温調ユニット、７…高温温調ユニット、８…低温流路、８Ａ…供給流路、８Ｂ…回収流路、８Ｃ…接続流路、８Ｄ…接続流路、８Ｅ…第１オーバーフロー流路、８Ｆ…第２オーバーフロー流路、８Ｒ…戻り流路、９…高温流路、９Ｒ…戻り流路、１０…バルブシステム、１１Ｌ…低温開閉弁、１１Ｈ…高温開閉弁、１２Ｌ…低温定流量弁、１２Ｈ…高温定流量弁、１３Ａ…熱交換器比例弁、１３Ｂ…熱交換器比例弁、１３Ｃ…熱交換器比例弁、１３Ｄ…熱交換器比例弁、１４…循環比例弁、１５…第１開閉弁、１６…第２開閉弁、１７Ｌ…低温流量調整弁、１７Ｈ…高温流量調整弁、１８…三方弁、１９Ｌ…低温開閉弁、１９Ｈ…高温開閉弁、２０…制御装置、３０…循環ポンプ、３１…第１バイパス流路、３２…第２バイパス流路、３３…バイパス流路、４０…本体部材、４１…入口、４２…温調流路、４３…出口、４４…熱交換板、４５…駆動回路、５０…温調部、５１…ケース、６０…熱電モジュール、６１…第１電極、６２…第２電極、６３…熱電半導体素子、６３Ｐ…ｐ型熱電半導体素子、６３Ｎ…ｎ型熱電半導体素子、７１…タンク温度センサ、７２…入口温度センサ、７３…出口温度センサ、７４…流体量センサ、８０Ｒ…低温戻り流路、９０Ｒ…高温戻り流路、１００…温調対象、１７０Ｌ…低温三方弁、１７０Ｈ…高温三方弁、３００…規定部分、３０１…第１規定部分、３０２…第２規定部分、Ｆ…流体、Ｓｈ…高温温度範囲、Ｓｌ…低温温度範囲、Ｓｍ…規定温度範囲、Ｓｍｈ…上限温度、Ｓｍｌ…下限温度、Ｓｒ…目標温度、Ｔ_ｉｎ…入口温度、Ｔ_ｏｕｔ…出口温度、Ｔ_ｐ…タンク温度。

【図1】