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公開番号2025117079
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-12
出願番号2024011757
出願日2024-01-30
発明の名称温度コントロール装置
出願人株式会社ディスコ
代理人弁理士法人愛宕綜合特許事務所
主分類F25B 5/02 20060101AFI20250804BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】液圧縮を防止し、成績係数・冷却効率を高め得る温度コントロール装置を提供する。
【解決手段】温度コントロール装置2は基本経路4を備え、基本経路4は、第一の経路12に配設され冷媒を圧縮する圧縮機14と、圧縮機14に送られるCO₂冷媒の圧力を検出する第一の圧力センサー16と、圧縮された冷媒を送り出す第二の経路18と、第一の凝縮器20から冷媒が送り込まれる内部熱交換器26を備えた第三の経路28と、第三の経路28を第四の経路30と第五の経路32に分岐する分岐部34と、第四の経路30に配設された第一の可変膨張弁36および第一の蒸発器38と、第五の経路32に配設された第二の可変膨張弁40および第二の蒸発器42と、第四の経路30と第五の経路32とが合流し内部熱交換器26に冷媒を送り込み冷媒に熱を与えて液体の冷媒を消滅させる第六の経路44とを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
循環水の温度をコントロールするとともに加工水の温度をコントロールする温度コントロール装置であって、
ＣＯ
２
冷媒を送り込む第一の経路に配設されＣＯ
２
冷媒を圧縮する圧縮機と、
該第一の経路に配設され該圧縮機に送り込まれるＣＯ
２
冷媒の圧力を検出する第一の圧力センサーと、
該圧縮機で圧縮されたＣＯ
２
冷媒を送り出す第二の経路と、
該第二の経路に配設された第一の凝縮器と、
該圧縮機と該第一の凝縮器との間に配設された可変弁と、
該可変弁と該第一の凝縮器との間に配設されＣＯ
２
冷媒の圧力を検出する第二の圧力センサーと、
該第一の凝縮器からＣＯ
２
冷媒が送り込まれる内部熱交換器を備えた第三の経路と、
該第三の経路を第四の経路と第五の経路に分岐する分岐部と、
該第四の経路に配設された第一の可変膨張弁および第一の蒸発器と、
該第五の経路に配設された第二の可変膨張弁および第二の蒸発器と、
該第四の経路と該第五の経路とが合流し該内部熱交換器にＣＯ
２
冷媒を送り込みＣＯ
２
冷媒に熱を与えて液体のＣＯ
２
冷媒を消滅させる第六の経路と、を含む基本経路を備え、
該基本経路においては、該内部熱交換器から該第一の経路を介して該圧縮機にＣＯ
２
冷媒が送り込まれ、
さらに、
該第一の蒸発器に連通して該循環水の温度をコントロールする循環水経路と、
該第二の蒸発器に連通して該加工水の温度をコントロールする加工水経路と、
制御手段と、を含む温度コントロール装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
該圧縮機から該可変弁に至る該第二の経路に連結するとともに該可変弁から該第一の凝縮器に至る該第二の経路に連結する加熱経路が配設され、該加熱経路は第三の圧力センサーと第二の凝縮器と可変加熱制御弁とを備え、
該加工水経路は該第二の凝縮器に連通してＣＯ
２
冷媒が加工水に熱を与える請求項１記載の温度コントロール装置。
【請求項３】
該第一の凝縮器には、ＣＯ
２
冷媒から熱を奪う工業用水が流入する工業用水経路が配設され、
該工業用水経路は、該第一の凝縮器に工業用水を供給する第一の制水弁と工業用水を排出する流出口とを備えるとともに該第一の凝縮器と該流出口との間に第二の制水弁を備え、
該第二の制水弁と該流出口との間には第三の蒸発器が配設され、
該第三の蒸発器は、第三の可変膨張弁を介して該分岐部に連通するとともに該第六の経路に連通し、
該第三の蒸発器で工業用水から熱が与えられたＣＯ
２
冷媒は該第二の凝縮器において加工水に熱を与える請求項２記載の温度コントロール装置。
【請求項４】
該圧縮機と該可変弁との間の該第二の経路から該内部熱交換器の手前の該第六の経路に連結するバイパス経路が配設され、該バイパス経路は可変バイパス弁を備えている請求項１記載の温度コントロール装置。
【請求項５】
該制御手段は、該圧縮機の回転数が最低許容回転数を下回るおそれがある場合、該可変バイパス弁の開度を調整することにより、該圧縮機の回転数を最低許容回転数に維持し、または該圧縮機の回転数を上昇させる請求項４記載の温度コントロール装置。
【請求項６】
該制御手段は、該第三の蒸発器に流入する工業用水の温度と、該第三の蒸発器から流出する工業用水の温度との温度差が所定値よりも大きい場合、工業用水の流量の不足を補うために該温度差が該所定値以内となるように該第二の制水弁の開度を調整してＣＯ
２
冷媒に熱を与え該第三の蒸発器の熱交換率を向上させる請求項３記載の温度コントロール装置。
【請求項７】
該制御手段は、循環水の温度が所定の温度になるように該第一の可変膨張弁の開度を調整するとともに、加工水の温度が所定の温度になるように該第二の可変膨張弁の開度を調整することに加え、該第一の圧力センサーの検出値に対して該第二の圧力センサーの検出値が所定の圧力値になるように該圧縮機の回転数を調整する請求項１記載の温度コントロール装置。
【請求項８】
該制御手段は、加工水の温度が所定の温度に加熱されるように該第二の可変膨張弁を全閉にするとともに該可変加熱制御弁の開度を調整する請求項２記載の温度コントロール装置。
【請求項９】
該制御手段は、該可変加熱制御弁の開度を調整する際、該第二の圧力センサーの検出値と該第三の圧力センサーの検出値との差が所定の値になるように該可変弁の開度を調整して加工水の加熱量を一定に保つ請求項８記載の温度コントロール装置。
【請求項１０】
該制御手段は、該第一の制水弁を開にして工業用水を該第一の凝縮器に送り込みＣＯ
２
冷媒から熱を奪った工業用水を該第三の蒸発器に送り込みＣＯ
２
冷媒に熱を与えて該第二の凝縮器において加工水にさらに熱を与える請求項３記載の温度コントロール装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環水の温度をコントロールするとともに加工水の温度をコントロールする温度コントロール装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩなどの複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、裏面が研削装置によって研削され所定の厚みに形成された後、ダイシング装置、レーザー加工装置などによって個々のデバイスチップに分割され、分割された各デバイスチップは携帯電話、パソコンなどの電気機器に利用される。
【０００３】
ウエーハに加工を施している際に、研削装置またはダイシング装置を構成する加工具が装着されたスピンドルユニットが発熱して熱膨張すると、高精度な研削または切削ができなくなる。そのため、冷却装置によって、スピンドルユニットの温度を一定するための制御が行われている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－４０３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されている冷却装置は、ＣＯ
２
を冷媒として使用するタイプの装置であり、高い冷却効率を得ることができる。しかし、加工装置で使用する機能水（切削水などの使い捨て加工水およびスピンドルの冷却などで使用する循環水を含む）の水温を低く設定すると、圧縮機の吸入冷媒が完全に気化せず、液圧縮を生じる可能性があり、圧縮機の寿命を縮めてしまうおそれがある。
【０００６】
他方、研削装置やダイシング装置が寒冷地で使用される場合、機能水の温度が所定の温度よりも低くなってしまう場合がある。このような場合には、電気ヒーターによって機能水を所定の温度まで加熱する必要がある。しかし、電気ヒーターの加熱能力は、消費電力に対応しており、成績係数（加熱能力／消費電力）が１と小さいという問題がある。
【０００７】
本発明の課題は、液圧縮を防止しつつ、成績係数および冷却効率を高めることができる温度コントロール装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、上記課題を解決する以下の温度コントロール装置が提供される。すなわち、
「循環水の温度をコントロールするとともに加工水の温度をコントロールする温度コントロール装置であって、
ＣＯ
２
冷媒を送り込む第一の経路に配設されＣＯ
２
冷媒を圧縮する圧縮機と、
該第一の経路に配設され該圧縮機に送り込まれるＣＯ
２
冷媒の圧力を検出する第一の圧力センサーと、
該圧縮機で圧縮されたＣＯ
２
冷媒を送り出す第二の経路と、
該第二の経路に配設された第一の凝縮器と、
該圧縮機と該第一の凝縮器との間に配設された可変弁と、
該可変弁と該第一の凝縮器との間に配設されＣＯ
２
冷媒の圧力を検出する第二の圧力センサーと、
該第一の凝縮器からＣＯ
２
冷媒が送り込まれる内部熱交換器を備えた第三の経路と、
該第三の経路を第四の経路と第五の経路に分岐する分岐部と、
該第四の経路に配設された第一の可変膨張弁および第一の蒸発器と、
該第五の経路に配設された第二の可変膨張弁および第二の蒸発器と、
該第四の経路と該第五の経路とが合流し該内部熱交換器にＣＯ
２
冷媒を送り込みＣＯ
２
冷媒に熱を与えて液体のＣＯ
２
冷媒を消滅させる第六の経路と、を含む基本経路を備え、
該基本経路においては、該内部熱交換器から該第一の経路を介して該圧縮機にＣＯ
２
冷媒が送り込まれ、
さらに、
該第一の蒸発器に連通して該循環水の温度をコントロールする循環水経路と、
該第二の蒸発器に連通して該加工水の温度をコントロールする加工水経路と、
制御手段と、を含む温度コントロール装置」が提供される。
【０００９】
好ましくは、該圧縮機から該可変弁に至る該第二の経路に連結するとともに該可変弁から該第一の凝縮器に至る該第二の経路に連結する加熱経路が配設され、該加熱経路は第三の圧力センサーと第二の凝縮器と可変加熱制御弁とを備え、
該加工水経路は該第二の凝縮器に連通してＣＯ
２
冷媒が加工水に熱を与える。
【００１０】
該第一の凝縮器には、ＣＯ
２
冷媒から熱を奪う工業用水が流入する工業用水経路が配設され、
該工業用水経路は、該第一の凝縮器に工業用水を供給する第一の制水弁と工業用水を排出する流出口とを備えるとともに該第一の凝縮器と該流出口との間に第二の制水弁を備え、
該第二の制水弁と該流出口との間には第三の蒸発器が配設され、
該第三の蒸発器は、第三の可変膨張弁を介して該分岐部に連通するとともに該第六の経路に連通し、
該第三の蒸発器で工業用水から熱が与えられたＣＯ
２
冷媒は該第二の凝縮器において加工水に熱を与えるのが望ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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