[发明专利]调温系统

说明书

调温系统具有：第1制冷机单元(10)；第2制冷机单元(40)；第1流体流通装置(20)，其使由第1制冷机单元(10)冷却的第1流体流通；第2流体流通装置(60)，其使由第2制冷机单元(40)冷却的第2流体流通；以及阀单元(80)，其使第1流体或第2流体流出。第1制冷机单元(10)在中温侧制冷机中具有中温侧第1膨胀阀(203)和中温侧第2膨胀阀(223)，通过与中温侧第2膨胀阀(223)对应的中温侧第2蒸发器(224)和低温侧制冷机的低温侧冷凝器(302)构成级联冷凝器。而且，第1流体在被与中温侧第1膨胀阀(203)对应的中温侧第1蒸发器(204)冷却之后，被低温侧制冷机的低温侧蒸发器(304)冷却。

技术领域

本发明的实施方式涉及通过热泵式的制冷装置对流体进行冷却，并通过冷却后的流体对温度控制对象进行温度控制的调温系统。

背景技术

JP2014-97156公开了三元制冷装置。

三元制冷装置具有高温侧制冷机、中温侧制冷机以及低温侧制冷机，该高温侧制冷机、该中温侧制冷机以及该低温侧制冷机分别具有压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，高温侧制冷机使高温侧制冷剂循环，中温侧制冷机使中温侧制冷剂循环，低温侧制冷机使低温侧制冷剂循环。在这样的三元制冷装置中，使高温侧制冷剂与中温侧制冷剂进行热交换的高中侧级联冷凝器(cascade condenser)由高温侧制冷机的蒸发器和中温侧制冷机的冷凝器构成，使中温侧制冷剂与低温侧制冷剂进行热交换的中低侧级联冷凝器由中温侧制冷机的蒸发器和低温侧制冷机的冷凝器构成。而且，能够通过低温侧制冷机的蒸发器将温度控制对象的温度控制至极低的温度。

另外，以往，公知有如下的调温系统：该调温系统通过上述那样的三元制冷装置的低温侧制冷机的蒸发器对不冻液等流体进行冷却，通过冷却后的流体对温度控制对象进行温度控制。在半导体制造装置的温度控制中有时使用这样的调温系统。伴随着近年来的半导体的微细化，半导体制造装置用的调温系统存在强烈要求进一步提高温度控制精度的趋势。

发明内容

发明要解决的课题

三元制冷装置为了将温度控制对象稳定地冷却至目标冷却温度，有时在各制冷机中需要高性能的压缩机。特别是对于低温侧制冷机的压缩机，除了高性能之外，还会产生需要用于确保针对极低温的低温侧制冷剂的耐久性能(耐冷性能)的特殊构造的情况。因此，有时装置整体的尺寸会过度大型化，或者因难以购入压缩机而导致制造成本增加或产生工期延期。

另一方面，利用被三元制冷装置冷却后的流体进行温度控制的调温系统有时被要求实施如下的运转模式：使温度控制对象反复成为极低温的温度(-70℃)和比该极低温的温度高某种程度的温度(例如，-20℃～20℃)，并且迅速地进行温度控制。在该情况下，通过进行三元制冷装置的冷温侧制冷机的蒸发器的制冷能力的调整和加热器对流体的加热等，能够应对该需求。但是，迅速性欠佳。

本发明就是考虑了上述情况而完成的，其目的在于，提供能够容易且稳定地实现极低温的冷却，并且还能够迅速地实施包含极低温的温度区域的温度控制范围内的温差较大的温度控制的切换的调温系统。

用于解决课题的手段

本发明的一个实施方式是调温系统，其具有：

第1制冷机单元；

第2制冷机单元；

第1流体流通装置，其使由所述第1制冷机单元冷却的第1流体流通；

第2流体流通装置，其使由所述第2制冷机单元冷却的第2流体流通；以及

阀单元，其从所述第1流体流通装置接受所述第1流体，并且从所述第2流体流通装置接受所述第2流体，使所述第1流体和所述第2流体中的任意流体选择性地流出，

所述第1制冷机单元具有：