KR102194671B1 - 가동테이블 냉각장치 및 가동테이블 냉각시스템 - Google Patents

가동테이블 냉각장치 및 가동테이블 냉각시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102194671B1
KR102194671B1 KR1020187026720A KR20187026720A KR102194671B1 KR 102194671 B1 KR102194671 B1 KR 102194671B1 KR 1020187026720 A KR1020187026720 A KR 1020187026720A KR 20187026720 A KR20187026720 A KR 20187026720A KR 102194671 B1 KR102194671 B1 KR 102194671B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
movable table
gas
compressor
flow rate
control valve
Prior art date
Application number
KR1020187026720A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180121918A (ko
Inventor
켄 오이카와
Original Assignee
스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
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 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 filed Critical 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Publication of KR20180121918A publication Critical patent/KR20180121918A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102194671B1 publication Critical patent/KR102194671B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
    • F25B41/04—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/24—Arrangement of shut-off valves for disconnecting a part of the refrigerant cycle, e.g. an outdoor part
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
    • F25B9/145—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle pulse-tube cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D13/00—Stationary devices, e.g. cold-rooms
    • F25D13/06—Stationary devices, e.g. cold-rooms with conveyors carrying articles to be cooled through the cooling space
    • F25D13/062—Stationary devices, e.g. cold-rooms with conveyors carrying articles to be cooled through the cooling space with refrigerated conveyors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D13/00—Stationary devices, e.g. cold-rooms
    • F25D13/06—Stationary devices, e.g. cold-rooms with conveyors carrying articles to be cooled through the cooling space
    • F25D13/067—Stationary devices, e.g. cold-rooms with conveyors carrying articles to be cooled through the cooling space with circulation of gaseous cooling fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
    • F25D19/006—Thermal coupling structure or interface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25D29/001—Arrangement or mounting of control or safety devices for cryogenic fluid systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D31/00—Other cooling or freezing apparatus
    • F25D31/001—Plate freezers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1427—Control of a pulse tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
    • F25B2600/0253—Compressor control by controlling speed with variable speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/027—Compressor control by controlling pressure
    • F25B2600/0271—Compressor control by controlling pressure the discharge pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/027—Compressor control by controlling pressure
    • F25B2600/0272—Compressor control by controlling pressure the suction pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2507—Flow-diverting valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2515—Flow valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/19—Pressures
    • F25B2700/193—Pressures of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2325/00—Charging, supporting or discharging the articles to be cooled, not provided for in other groups of this subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/08—Refrigerator tables
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2700/00—Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/12—Sensors measuring the inside temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2700/00—Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/12—Sensors measuring the inside temperature
    • F25D2700/121—Sensors measuring the inside temperature of particular compartments
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

냉각장치(10)은, 압축기(16), 콜드헤드(18), 순환냉각장치(14)를 구비한다. 압축기(16)은, 콜드헤드(18)과 순환냉각장치(14)에 공용된다. 순환냉각장치(14)는, 콜드헤드(18)의 냉각부(18d)와 열적으로 결합하는 저온가스 순환라인(22)와, 콜드헤드(18)의 냉각부(18d)와 열적으로 비결합으로 배치되는 실온가스 순환라인(24)를 구비한다.

Description

가동테이블 냉각장치 및 가동테이블 냉각시스템
본 발명은 가동테이블 냉각장치 및 가동테이블 냉각시스템에 관한 것이다.
다양한 순환냉각시스템이 알려져 있고, 이들은 물체를 극저온으로 냉각하기 위하여 이용되고 있다. 이러한 냉각시스템은 전형적으로, 진공용기 내에 고정적으로 설치된 기기를 냉각하도록 구성되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평11-63697호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 평10-313136호
본 발명의 일 양태의 예시적인 목적의 하나는, 진공용기 내에서 물체를 유지하는 가동테이블을 냉각하는 데에 적합한 냉각장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 진공용기 내에서 물체를 유지하는 가동테이블을 냉각하는 가동테이블 냉각장치로서, 압축기와, 상기 진공용기에 고정되는 콜드헤드로서, 상기 진공용기 내에 배치되는 냉각부를 구비하는 콜드헤드와, 분기부를 구비하고, 상기 압축기로부터 상기 콜드헤드에 냉매가스를 공급하는 냉동기가스 공급라인과, 합류부를 구비하며, 상기 콜드헤드로부터 상기 압축기에 냉매가스를 배기하는 냉동기가스 배기라인과, 상기 압축기로부터 상기 가동테이블에 냉매가스가 유입되도록 상기 분기부에서 상기 냉동기가스 공급라인으로부터 분기되어 제1 가동테이블유로에 접속되는 제1 가스유입라인으로서, 상기 냉각부와 열적으로 결합하는 열교환부를 구비하는 제1 가스유입라인과, 상기 가동테이블로부터 상기 압축기에 냉매가스가 유출되도록 상기 제1 가동테이블유로에 접속되고 상기 합류부에서 상기 냉동기가스 배기라인에 합류하는 제1 가스유출라인과, 상기 압축기로부터 상기 가동테이블에 냉매가스가 유입되도록 상기 분기부에서 상기 냉동기가스 공급라인으로부터 분기되어 제2 가동테이블유로에 접속되는 제2 가스유입라인으로서, 상기 냉각부와 열적으로 비결합으로 배치되는 제2 가스유입라인과, 상기 가동테이블로부터 상기 압축기에 냉매가스가 유출되도록 상기 제2 가동테이블유로에 접속되고 상기 합류부에서 상기 냉동기가스 배기라인에 합류하는 제2 가스유출라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 가동테이블 냉각장치가 제공된다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 진공용기 내에서 물체를 유지하는 가동테이블을 냉각하는 가동테이블 냉각장치로서, 압축기와, 상기 진공용기에 고정되는 콜드헤드로서, 상기 진공용기 내에 배치되는 냉각부를 구비하는 콜드헤드와, 분기부를 구비하고, 상기 압축기로부터 상기 콜드헤드에 냉매가스를 공급하는 냉동기가스 공급라인과, 합류부를 구비하며, 상기 콜드헤드로부터 상기 압축기에 냉매가스를 배기하는 냉동기가스 배기라인과, 상기 압축기로부터 상기 가동테이블에 냉매가스가 유입되도록 상기 분기부에서 상기 냉동기가스 공급라인으로부터 분기되어 제1 가동테이블유로에 접속되는 제1 가스유입라인으로서, 상기 냉각부와 열적으로 결합하는 열교환부를 구비하는 제1 가스유입라인과, 상기 가동테이블로부터 상기 압축기에 냉매가스가 유출되도록 상기 제1 가동테이블유로에 접속되고 상기 합류부에서 상기 냉동기가스 배기라인에 합류하는 제1 가스유출라인과, 상기 냉동기가스 공급라인에 배치되는 냉동기가스유량 조절밸브와, 상기 제1 가스유입라인에 배치되는 제1 가스유량 조절밸브와, 상기 가동테이블, 상기 압축기, 및/또는 상기 콜드헤드의 상태에 근거하여, 상기 냉동기가스유량 조절밸브 및 상기 제1 가스유량 조절밸브 중 적어도 하나를 제어하는 밸브제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가동테이블 냉각장치가 제공된다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 압축기와, 복수의 가동테이블 냉각서브시스템으로서, 각각이, 진공용기에 고정되는 콜드헤드로서, 상기 진공용기 내에 배치되는 냉각부를 구비하는 콜드헤드와, 분기부를 구비하고, 상기 압축기로부터 상기 콜드헤드에 냉매가스를 공급하는 냉동기가스 공급라인과, 합류부를 구비하며, 상기 콜드헤드로부터 상기 압축기에 냉매가스를 배기하는 냉동기가스 배기라인과, 상기 압축기로부터 상기 진공용기 내에서 물체를 유지하는 가동테이블에 냉매가스가 유입되도록 상기 분기부에서 상기 냉동기가스 공급라인으로부터 분기되어 제1 가동테이블유로에 접속되는 제1 가스유입라인으로서, 상기 냉각부와 열적으로 결합하는 열교환부를 구비하는 제1 가스유입라인과, 상기 가동테이블로부터 상기 압축기에 냉매가스가 유출되도록 상기 제1 가동테이블유로에 접속되고 상기 합류부에서 상기 냉동기가스 배기라인에 합류하는 제1 가스유출라인과, 상기 압축기로부터 상기 가동테이블에 냉매가스가 유입되도록 상기 분기부에서 상기 냉동기가스 공급라인으로부터 분기되어 제2 가동테이블유로에 접속되는 제2 가스유입라인으로서, 상기 냉각부와 열적으로 비결합으로 배치되는 제2 가스유입라인과, 상기 가동테이블로부터 상기 압축기에 냉매가스가 유출되도록 상기 제2 가동테이블유로에 접속되고 상기 합류부에서 상기 냉동기가스 배기라인에 합류하는 제2 가스유출라인을 구비하는 복수의 가동테이블 냉각서브시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 가동테이블 냉각시스템이 제공된다.
다만, 이상의 구성요소의 임의의 조합이나 본 발명의 구성요소나 표현을, 방법, 장치, 시스템 등의 사이에서 서로 치환한 것도 또한, 본 발명의 양태로서 유효하다.
본 발명에 의하면, 진공용기 내에서 물체를 유지하는 가동테이블을 냉각하는 데에 적합한 냉각장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 가동테이블 냉각장치의 전체구성을 개략적으로 나타내는 도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 냉각장치의 제어구성을 예시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 관한 냉각장치의 제어방법을 예시하는 플로차트이다.
도 4는 도 3에 나타내는 밸브개방도조정을 예시한다.
도 5는 도 3에 나타내는 밸브개방도조정의 다른 예를 나타낸다.
도 6은 일 실시형태에 관한 가동테이블 냉각시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 7은 일 실시형태에 관한 밸브개방도조정을 예시한다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 다만, 설명에 있어서 동일 또는 동등한 요소에는 동일 또는 동등한 부호를 붙여, 중복되는 설명을 적절히 생략한다. 또, 이하에 설명하는 구성은 예시이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 가동테이블 냉각장치(이하 적절히 "냉각장치"라고도 함)(10)의 전체구성을 개략적으로 나타내는 도이다. 냉각장치(10)은, 진공용기(102)를 구비하는 진공장치(100)과 함께 사용된다.
진공장치(100)은 예를 들면 웨이퍼검사장치 또는 반도체검사장치이다. 혹은, 진공장치(100)은, 이온주입장치, PVD장치, 또는 그 외의 진공프로세스장치여도 된다. 진공장치(100)은, 진공용기(102) 내에서 물체(예를 들면 웨이퍼)를 유지하는 가동테이블(104)를 갖는다. 가동테이블(104)는, 진공용기(102) 내를 이동 가능하게 구성되어 있다. 가동테이블(104)는, 냉매가스를 위한 제1 가동테이블유로(106) 및 제2 가동테이블유로(108)을 갖는다. 제1 가동테이블유로(106)과 제2 가동테이블유로(108)은 서로 격리되어 있고, 제1 가동테이블유로(106)과 제2 가동테이블유로(108)의 사이에서 냉매가스의 흐름은 발생하지 않는다.
이러한 진공장치(100)에 있어서는 물체를 극저온(예를 들면, 약 80K 내지 약 150K 또는 약 100K 내지 약 130K의 범위에 포함되는 온도)으로 냉각하는 것이 요구되는 경우가 있다. 이로 인하여, 냉각장치(10)은, 이하에 상세하게 설명하는 바와 같이, 가동테이블(104)를 냉각하도록 구성되어 있다.
냉각장치(10)은, 극저온냉동기(12)와 순환냉각장치(14)를 구비한다. 극저온냉동기(12)는, 압축기(16), 콜드헤드(18), 및 냉동기가스 순환라인(20)을 구비한다. 순환냉각장치(14)는, 저온가스 순환라인(22) 및 실온가스 순환라인(24)를 구비한다. 순환냉각장치(14)는, 칠러(26)을 구비해도 된다.
알려져 있는 바와 같이, 제1 고압을 갖는 냉매가스가 압축기(16)으로부터 콜드헤드(18)에 공급된다. 콜드헤드(18)에 있어서의 단열팽창에 의하여, 냉매가스는 제1 고압으로부터 그것보다 낮은 제2 고압으로 감압된다. 제2 고압을 갖는 냉매가스는, 콜드헤드(18)로부터 압축기(16)에 회수된다. 압축기(16)은, 회수된 제2 고압을 갖는 냉매가스를 압축한다. 이렇게 하여 냉매가스는 다시 제1 고압으로 승압된다. 일반적으로 제1 고압 및 제2 고압은 모두 대기압보다 매우 높다. 설명의 편의상, 제1 고압 및 제2 고압은 각각 간단히 고압 및 저압이라고도 불린다. 통례, 고압은 예를 들면 2~3MPa이며, 저압은 예를 들면 0.5~1.5MPa이다. 고압과 저압의 차압은 예를 들면 1.2~2MPa 정도이다. 냉매가스는 예를 들면 헬륨가스이다.
압축기(16)은, 진공용기(102) 밖의 실온환경에 설치되어 있다. 압축기(16)은, 냉동기가스 순환라인(20)에 고압냉매가스를 송출하기 위한 토출포트(16a)와, 냉동기가스 순환라인(20)으로부터 저압냉매가스를 받아들이기 위한 흡입포트(16b)를 구비한다.
순환냉각장치(14)는, 압축기(16)을 극저온냉동기(12)와 공용하고 있다. 이로 인하여, 압축기(16)은, 순환냉각장치(14)로부터 흡입포트(16b)를 통하여 유입되는 냉매가스를 가압하고, 토출포트(16a)를 통하여 순환냉각장치(14)에 다시 공급하도록 구성되어 있다. 극저온냉동기(12)와 순환냉각장치(14)는 공통의 냉매가스로 운전된다. 압축기(16)의 공용에 의하여, 순환냉각장치(14)는 전용의 냉매가스 순환펌프가 불필요해진다. 냉각장치(10)을 콤팩트하게 구성할 수 있다.
콜드헤드(18)은, 예를 들면 기포드·맥마흔식 냉동기(이른바 GM냉동기)나 펄스관냉동기와 같은 축랭식 극저온냉동기의 팽창기이다. 콜드헤드(18)은, 단단식(單段式) GM냉동기의 팽창기여도 된다. 콜드헤드(18)은, 냉동기가스 순환라인(20)으로부터 고압냉매가스를 받아들이기 위한 고압포트(18a)와, 냉동기가스 순환라인(20)에 저압냉매가스를 송출하기 위한 저압포트(18b)를 구비한다.
또, 콜드헤드(18)은, 플랜지부(18c), 냉각부(18d), 실린더부(18e), 및 구동기구(18f)를 구비한다. 콜드헤드(18)은, 플랜지부(18c)를 통하여 진공용기(102)에 고정된다. 냉각부(18d)는, 진공용기(102) 내에 배치된다. 실린더부(18e)는, 냉각부(18d)를 플랜지부(18c)에 구조적으로 연결한다. 구동기구(18f)는, 플랜지부(18c) 상에 있고, 진공용기(102) 밖에 배치된다.
콜드헤드(18)이 예를 들면 GM냉동기인 경우, 콜드헤드(18)은, 구동기구(18f)에 의하여 축방향으로 왕복이동하는 디스플레이서(18g)와 이것에 내장된 축랭기(도시하지 않음)를 갖는다. 디스플레이서(18g)는, 실린더부(18e)에 수용되어 있고, 실린더부(18e)에 의하여 디스플레이서(18g)의 왕복이동이 안내된다. 실린더부(18e)에 대한 디스플레이서(18g)의 상대이동에 의하여 양자의 사이에 형성되는 가변용적이, 냉매가스의 팽창실(18h)로서 이용된다. 팽창실(18h)는, 냉각부(18d) 내에 형성된다. 또, 구동기구(18f)는, 압축기(16)으로부터 콜드헤드(18)로의 고압냉매가스공급과 콜드헤드(18)로부터 압축기(16)으로의 저압냉매가스회수를 교대로 전환하도록 구성되어 있다. 팽창실(18h)의 용적변화와 압력변화를 적절히 동기시킴으로써, 콜드헤드(18)은 냉각부(18d)에 한랭을 발생시킬 수 있다.
냉동기가스 순환라인(20)은, 진공용기(102) 밖에 배치되어 있다. 냉동기가스 순환라인(20)은, 압축기(16)으로부터 콜드헤드(18)에 냉매가스를 공급하는 냉동기가스 공급라인(20a)와, 콜드헤드(18)로부터 압축기(16)에 냉매가스를 배기하는 냉동기가스 배기라인(20b)를 갖는다. 냉동기가스 공급라인(20a)는, 토출포트(16a)를 고압포트(18a)에 접속한다. 냉동기가스 배기라인(20b)는, 흡입포트(16b)를 저압포트(18b)에 접속한다. 냉동기가스 공급라인(20a)는, 강성관, 플렉시블관, 또는 이들의 조합이어도 된다. 동일하게, 냉동기가스 배기라인(20b)는, 강성관, 플렉시블관, 또는 이들의 조합이어도 된다.
냉동기가스 공급라인(20a)는, 토출포트(16a)와 고압포트(18a)의 사이에 분기부(28)을 구비한다. 분기부(28)은, 제1 분기점(28a)와 제2 분기점(28b)를 갖는다. 분기부(28)은, 이음매나 매니폴드 등 공지의 관분기기구로 실현될 수 있다.
또, 냉동기가스 공급라인(20a)는, 분기부(28)과 고압포트(18a)의 사이에 배치되어 있는 냉동기가스유량 조절밸브(V0)을 구비한다. 냉동기가스유량 조절밸브(V0)은, 냉동기가스 순환라인(20)의 냉매가스유량을 조절하도록 구성되어 있다. 냉동기가스유량 조절밸브(V0)은, 개방도를 조정 가능하고, 이로써 냉매가스유량을 변경할 수 있다.
냉동기가스 배기라인(20b)는, 흡입포트(16b)와 저압포트(18b)의 사이에 합류부(30)을 구비한다. 합류부(30)은, 제1 합류점(30a)와 제2 합류점(30b)를 갖는다. 합류부(30)은, 이음매나 매니폴드 등 공지의 관합류기구로 실현될 수 있다.
저온가스 순환라인(22)는, 제1 가스유입라인(32)와 제1 가스유출라인(34)를 갖는다. 제1 가스유입라인(32)는, 압축기(16)으로부터 가동테이블(104)에 냉매가스가 유입되도록 분기부(28)에서 냉동기가스 공급라인(20a)로부터 분기되어 제1 가동테이블유로(106)에 접속된다. 제1 가스유출라인(34)는, 가동테이블(104)로부터 압축기(16)에 냉매가스가 유출되도록 제1 가동테이블유로(106)에 접속되고 합류부(30)에서 냉동기가스 배기라인(20b)에 합류한다.
실온가스 순환라인(24)는, 제2 가스유입라인(36)과 제2 가스유출라인(38)을 갖는다. 제2 가스유입라인(36)은, 압축기(16)으로부터 가동테이블(104)에 냉매가스가 유입되도록 분기부(28)에서 냉동기가스 공급라인(20a)로부터 분기되어 제2 가동테이블유로(108)에 접속된다. 제2 가스유출라인(38)은, 가동테이블(104)로부터 압축기(16)에 냉매가스가 유출되도록 제2 가동테이블유로(108)에 접속되고 합류부(30)에서 냉동기가스 배기라인(20b)에 합류한다.
순환냉각장치(14)의 유로구성을 보다 자세하게 설명한다.
제1 가스유입라인(32)는, 제1 가스유입도관(32a)와 제1 가스유입 플렉시블관(32b)를 갖는다. 제1 가스유입도관(32a)는, 제1 분기점(28a)에서 냉동기가스 공급라인(20a)로부터 분기되어, 제1 가스유입 플렉시블관(32b)의 일단에 접속된다. 제1 가스유입 플렉시블관(32b)의 타단은, 진공용기(102) 내에서 가동테이블(104)가 이동 가능하도록 제1 가동테이블유로(106)의 입구에 접속된다. 제1 가스유입도관(32a)의 일부는 진공용기(102) 밖에 있고, 나머지 부분은 진공용기(102) 내에 있다. 제1 가스유입도관(32a)는, 강성관, 플렉시블관, 또는 이들의 조합이어도 된다.
제1 가스유입라인(32)는, 분기부(28)의 하류에 배치되어 있는 제1 가스유량 조절밸브(V1)을 구비한다. 제1 가스유량 조절밸브(V1)은, 제1 가스유입도관(32a) 상에 있고, 진공용기(102) 밖에 배치되어 있다. 제1 가스유량 조절밸브(V1)은, 저온가스 순환라인(22)의 냉매가스유량을 조절하도록 구성되어 있다. 제1 가스유량 조절밸브(V1)은, 개방도를 조정 가능하고, 이로써 냉매가스유량을 변경할 수 있다.
제1 가스유출라인(34)는, 제1 가스유출도관(34a)와 제1 가스유출 플렉시블관(34b)를 갖는다. 제1 가스유출도관(34a)는, 제1 가스유출 플렉시블관(34b)의 일단에 접속되고 제1 합류점(30a)에서 제2 가스유출라인(38)에 합류한다. 제1 가스유출 플렉시블관(34b)의 타단은, 진공용기(102) 내에서 가동테이블(104)가 이동 가능하도록 제1 가동테이블유로(106)의 출구에 접속된다. 제1 가스유출도관(34a)는, 강성관, 플렉시블관, 또는 이들의 조합이어도 된다.
도시된 예에서는 제1 합류점(30a)가 진공용기(102) 내에 있고, 제1 가스유출도관(34a)나 진공용기(102) 내에 있다. 그러나, 제1 합류점(30a)는 진공용기(102) 밖에 있어도 되고, 그 경우, 제1 가스유출도관(34a)의 일부는 진공용기(102) 밖에 있으며, 나머지 부분은 진공용기(102) 내에 있어도 된다.
제2 가스유입라인(36)은, 제2 가스유입도관(36a)와 제2 가스유입 플렉시블관(36b)를 갖는다. 제2 가스유입도관(36a)는, 제2 분기점(28b)에서 냉동기가스 공급라인(20a)로부터 분기되어, 제2 가스유입 플렉시블관(36b)의 일단에 접속된다. 제2 가스유입 플렉시블관(36b)의 타단은, 진공용기(102) 내에서 가동테이블(104)가 이동 가능하도록 제2 가동테이블유로(108)의 입구에 접속된다. 제2 가스유입도관(36a)의 일부는 진공용기(102) 밖에 있고, 나머지 부분은 진공용기(102) 내에 있다. 제2 가스유입도관(36a)는, 강성관, 플렉시블관, 또는 이들의 조합이어도 된다.
제2 가스유입라인(36)은, 분기부(28)의 하류에 배치되어 있는 제2 가스유량 조절밸브(V2)를 구비한다. 제2 가스유량 조절밸브(V2)는, 제2 가스유입도관(36a) 상에 있고, 진공용기(102) 밖에 배치되어 있다. 제2 가스유량 조절밸브(V2)는, 실온가스 순환라인(24)의 냉매가스유량을 조절하도록 구성되어 있다. 제2 가스유량 조절밸브(V2)는, 개방도를 조정 가능하고, 이로써 냉매가스유량을 변경할 수 있다.
제2 가스유출라인(38)은, 제2 가스유출도관(38a)와 제2 가스유출 플렉시블관(38b)를 갖는다. 제2 가스유출도관(38a)는, 중도에 제1 합류점(30a)를 갖는다. 제2 가스유출도관(38a)는, 제2 가스유출 플렉시블관(38b)의 일단에 접속되고 제2 합류점(30b)에서 냉동기가스 배기라인(20b)에 합류한다. 제2 가스유출 플렉시블관(38b)의 타단은, 진공용기(102) 내에서 가동테이블(104)가 이동 가능하도록 제2 가동테이블유로(108)의 출구에 접속된다. 제2 가스유출도관(38a)의 일부는 진공용기(102) 밖에 있고, 나머지 부분은 진공용기(102) 내에 있다. 제2 가스유출도관(38a)는, 강성관, 플렉시블관, 또는 이들의 조합이어도 된다.
이와 같이, 제1 가동테이블유로(106)의 출입구 및 제2 가동테이블유로(108)의 출입구에는 강성관이 아닌 플렉시블관이 접속되어 있다. 이로 인하여, 가동테이블(104)는, 순환냉각장치(14)에 의하여 냉각되면서 진공용기(102) 내에서 이동할 수 있다. 가동테이블(104)의 가동방향을 예시적으로 화살표(110)으로 도시하지만, 가동방향은 이에 한정되지 않고 다른 방향으로도 가동테이블(104)는 이동 가능하다. 가동테이블(104)와 함께, 테이블 상에 유지되는 물체를 이동시킬 수 있다. 다만, 이러한 가동테이블(104)의 플렉시블관접속은, 가동테이블(104)의 진공용기(102) 밖으로의 이동을 허용해도 된다.
제1 가스유입 플렉시블관(32b), 제1 가스유출 플렉시블관(34b), 제2 가스유입 플렉시블관(36b), 제2 가스유출 플렉시블관(38b)는 모두 진공용기(102) 내에 배치되어 있지만, 이에 한정되지 않는다. 어느 하나의 플렉시블관이 진공용기(102) 밖까지 뻗어 있어도 된다.
제1 가스유입라인(32)는, 진공용기(102) 내에 배치되는 주(主)열교환부(40) 및 부(副)열교환부(42)를 구비한다. 주열교환부(40)은, 부열교환부(42)의 하류, 즉 부열교환부(42)와 제1 가동테이블유로(106)의 사이에 있고, 냉매가스의 본냉각을 하도록 구성되어 있다. 주열교환부(40)에 있어서 제1 가스유입라인(32)는 냉각부(18d)와 열적으로 결합하고 있다. 부열교환부(42)는, 제1 가스유량 조절밸브(V1)과 주열교환부(40)의 사이에 있고, 냉매가스의 예비냉각을 하도록 구성되어 있다. 부열교환부(42)에 있어서 제1 가스유입라인(32)는 제1 가스유출라인(34)와 열적으로 결합하고 있다. 제1 가스유입라인(32)가 부열교환부(42)의 고온측이고, 제1 가스유출라인(34)가 부열교환부(42)의 저온측이다. 부열교환부(42)의 저온측은, 제1 가동테이블유로(106)과 제1 합류점(30a)의 사이에 있다.
부열교환부(42)에 있어서 제1 가스유입라인(32)는 제1 가스유출라인(34)와의 열교환에 의하여 냉각된다(동시에, 제1 가스유출라인(34)는 제1 가스유입라인(32)에 의하여 가열된다). 주열교환부(40)에 있어서 제1 가스유입라인(32)는 냉각부(18d)에 의하여 더 냉각된다. 이와 같이, 압축기(16)으로부터 저온가스 순환라인(22)에 도입되는 냉매가스는, 콜드헤드(18)에 의하여 냉각되고, 가동테이블(104)에 공급된다.
이와 같이, 주열교환부(40)과 가동테이블(104)가 동일한 진공용기(102) 내에 수용되어 있기 때문에, 주열교환부(40)을 가동테이블(104)에 근접시켜 배치할 수 있다. 주열교환부(40)으로부터 가동테이블(104)로의 냉매가스 경로가 짧기 때문에, 가동테이블(104)로의 냉매수송 중의 열손실(즉 냉매의 승온)이 억제된다. 이것은, 냉각장치(10)의 에너지절약성의 향상에 도움이 된다.
주열교환부(40)에 축랭기(41)이 구비되어 있어도 된다. 이로써, 축랭기(41)이 충분히 차가워져 있을 때에는 콜드헤드(18)의 운전을 정지시키거나 또는 저출력운전(예를 들면 아이들링운전)으로 할 수 있다. 이것도, 냉각장치(10)의 에너지절약성의 향상에 도움이 된다.
제2 가스유입라인(36)은, 냉각부(18d)와 열적으로 비결합으로 배치되어 있다. 제2 가스유입라인(36)은 냉각부(18d)를 경유하지 않기 때문에, 제2 가스유입라인(36)의 냉매가스는 냉각되지 않는다. 따라서, 압축기(16)으로부터 실온가스 순환라인(24)에 도입되는 냉매가스는 냉각되지 않고 가동테이블(104)에 공급된다.
제2 가스유출라인(38)은, 제1 합류점(30a)와 제2 합류점(30b)의 사이에서 칠러(26)과 열적으로 결합하고 있다. 이렇게 하여, 제2 가스유출라인(38)은, 칠러(26)에 의하여 냉각된다.
도 2는 도 1에 나타내는 냉각장치(10)의 제어구성을 예시한다. 이러한 제어구성은, 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의하여 실현된다. 또, 도 2에 있어서는, 관련된 냉각장치(10)의 일부의 구성을 개략적으로 나타낸다.
냉각장치(10)은, 밸브제어부(46)을 포함하는 제어장치(44)를 구비한다. 밸브제어부(46)은, 상세는 후술하지만, 가동테이블(104), 압축기(16), 및/또는 콜드헤드(18)의 상태에 근거하여, 냉동기가스유량 조절밸브(V0), 제1 가스유량 조절밸브(V1) 및 제2 가스유량 조절밸브(V2) 중 적어도 하나를 제어하도록 구성되어 있다.
가동테이블(104)에는, 가동테이블온도센서(48)이 마련되어 있다. 가동테이블온도센서(48)은, 가동테이블(104)의 표면 또는 내부에 장착되어 있다. 가동테이블온도센서(48)은, 가동테이블(104)의 온도를 측정하고, 가동테이블(104)의 측정온도를 밸브제어부(46)에 출력하도록 구성되어 있다.
압축기(16)은, 압축기(16)을 구동하기 위한 압축기모터(50)과, 고압냉매가스의 압력을 측정하기 위한 제1 압력센서(52)와, 저압냉매가스의 압력을 측정하기 위한 제2 압력센서(54)와, 압축기(16)을 제어하는 압축기제어부(56)을 구비한다. 압축기제어부(56)은, 제어장치(44)에 마련되어 있어도 된다.
제1 압력센서(52) 및 제2 압력센서(54)는 각각 측정압력을 제어장치(44)의 밸브제어부(46) 및/또는 압축기제어부(56)에 출력하도록 구성되어 있다. 이들 압력센서는 냉동기가스 순환라인(20)의 적절한 장소에 마련되어 있어도 된다. 예를 들면, 제1 압력센서(52)는, 냉동기가스 공급라인(20a)에 설치되어도 되고, 제2 압력센서(54)는, 냉동기가스 배기라인(20b)에 설치되어도 된다.
압축기제어부(56)은, 압축기(16)의 운전주파수(즉 압축기모터(50)의 회전수)를 변경하기 위한 압축기인버터(57)을 구비한다. 압축기제어부(56)은, 제1 압력센서(52) 및/또는 제2 압력센서(54)의 측정압력에 근거하여 압축기(16)의 운전주파수를 제어하도록 구성되어 있다. 운전주파수는, 운전속도라고도 불린다.
압축기제어부(56)은, 예를 들면 압축기(16)의 고압과 저압의 차압을 목표압으로 제어한다. 이것을 이하에서는 차압일정제어라고 부르는 경우가 있다. 압축기제어부(56)은, 차압일정제어를 위하여 압축기(16)의 운전주파수를 제어한다. 다만 필요에 따라, 차압의 목푯값은 차압일정제어의 실행 중에 변경되어도 된다.
차압일정제어에 있어서, 압축기제어부(56)은, 제1 압력센서(52)의 측정압력과 제2 압력센서(54)의 측정압력의 차압을 구한다. 압축기제어부(56)은, 그 차압을 목푯값(ΔP)에 추종시키도록 피드백제어에 의하여(예를 들면 PID제어에 의하여) 압축기(16)의 운전주파수를 결정한다. 압축기제어부(56)은, 그 운전주파수를 실현하도록 압축기인버터(57)을 제어한다.
콜드헤드(18)은, 콜드헤드(18)을 구동하기 위한 콜드헤드모터(58)과, 냉각부(18d)의 온도를 측정하기 위한 콜드헤드온도센서(60)과, 콜드헤드(18)을 제어하는 콜드헤드제어부(62)를 구비한다. 콜드헤드모터(58)은 예를 들면 구동기구(18f)에 마련되어 있다. 콜드헤드제어부(62)는, 제어장치(44)에 마련되어 있어도 된다.
콜드헤드온도센서(60)은 냉각부(18d)의 표면 또는 내부에 장착되어 있다. 콜드헤드온도센서(60)은 측정온도를 제어장치(44)의 밸브제어부(46) 및/또는 콜드헤드제어부(62)에 출력하도록 구성되어 있다.
콜드헤드제어부(62)는, 콜드헤드(18)의 운전주파수(즉 콜드헤드모터(58)의 회전수)를 변경하기 위한 콜드헤드인버터(63)을 구비한다. 콜드헤드제어부(62)는, 콜드헤드온도센서(60)의 측정온도에 근거하여 콜드헤드(18)의 운전주파수를 제어하도록 구성되어 있다.
콜드헤드제어부(62)는, 예를 들면 냉각부(18d)의 온도를 목표온도로 제어한다. 콜드헤드제어부(62)는, 측정온도를 목표온도로 추종시키도록 피드백제어에 의하여(예를 들면 PID제어에 의하여) 콜드헤드(18)의 운전주파수를 결정한다. 콜드헤드제어부(62)는, 그 운전주파수를 실현하도록 콜드헤드인버터(63)을 제어한다. 목표온도는 필요에 따라 수시 변경될 수 있다.
또, 제어장치(44)는, 제1 룩업테이블(64) 및 제2 룩업테이블(66)을 구비해도 된다. 밸브제어부(46)은, 어느 하나의 테이블을 참조하여, 냉동기가스유량 조절밸브(V0), 제1 가스유량 조절밸브(V1) 및 제2 가스유량 조절밸브(V2) 중 적어도 하나의 개방도를 결정하도록 구성되어 있어도 된다. 제어장치(44)는, 룩업테이블 대신에, 함수 그 외의 밸브개방도연산에 필요한 정보를 구비해도 된다.
예를 들면, 제1 룩업테이블(64)는, 압축기(16)의 운전주파수와 제1 가스유량 조절밸브(V1)의 개방도의 관계를 나타낸다. 즉, 제1 룩업테이블(64)는, 압축기(16)의 운전주파수를 입력으로 하여, 그에 대응하는 제1 가스유량 조절밸브(V1)의 개방도를 출력할 수 있다. 혹은, 제1 룩업테이블(64)는, 압축기(16)의 운전주파수와 제2 가스유량 조절밸브(V2)의 관계를 나타내도 된다. 제2 룩업테이블(66)은, 냉각부(18d)의 온도와 냉동기가스유량 조절밸브(V0)의 개방도의 관계를 나타내도 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 관한 냉각장치(10)의 제어방법을 예시하는 플로차트이다. 본 방법의 실행 중, 압축기(16) 및 콜드헤드(18)의 운전은 계속되고 있다. 따라서, 냉각부(18d)는 원하는 냉각온도로 냉각되어 있다.
먼저, 밸브제어부(46)은, 가동테이블(104)의 측정온도(T)가 온도임계값(T0)보다 높은지 여부를 판정한다(S10). 가동테이블(104)의 측정온도(T)는 상술과 같이 가동테이블온도센서(48)로부터 취득된다. 온도임계값(T0)은 미리 설정되어 있고, 밸브제어부(46)에 저장되어 있다. 온도임계값(T0)은, 실온(예를 들면 약 300K)으로 설정되어도 된다.
밸브제어부(46)은, 가동테이블(104)의 측정온도(T)가 온도임계값(T0)보다 높은 경우, 실온냉각운전을 선택한다(S12). 실온냉각운전에 있어서는, 밸브제어부(46)은, 제1 가스유량 조절밸브(V1)을 폐쇄하고, 제2 가스유량 조절밸브(V2)를 개방한다. 또, 콜드헤드(18)의 운전계속을 위하여, 밸브제어부(46)은, 냉동기가스유량 조절밸브(V0)을 소정의 개방도로 개방한다. 이 경우, 콜드헤드제어부(62)는, 콜드헤드(18)의 운전을 정지하거나 또는 저출력운전(예를 들면 아이들링운전)으로 해도 된다.
한편, 밸브제어부(46)은, 가동테이블(104)의 측정온도(T)가 온도임계값(T0) 이하인 경우, 저온냉각운전을 선택한다(S14). 저온냉각운전에 있어서는, 밸브제어부(46)은, 제1 가스유량 조절밸브(V1)을 개방하고, 제2 가스유량 조절밸브(V2)를 폐쇄한다. 또, 저온냉각운전에 필요한 냉매가스유량을 공급하기 위하여, 밸브제어부(46)은, 냉동기가스유량 조절밸브(V0)을, 상기 소정의 개방도보다 큰 개방도로 개방한다. 즉, 저온냉각운전에 있어서 냉동기가스유량 조절밸브(V0)은, 실온냉각운전과 비교하여 냉동기가스 순환라인(20)의 유량을 증가시킨다.
밸브제어부(46)은, 밸브개방도조정을 실행한다(S16). 상세는 후술하지만, 밸브제어부(46)은, 냉동기가스유량 조절밸브(V0), 제1 가스유량 조절밸브(V1), 및/또는 제2 가스유량 조절밸브(V2)의 개방도를 조정한다. 이 처리는 임의이며, 생략되어도 된다.
밸브제어부(46)은, 가동테이블(104)의 측정온도(T)가 목표온도(Tt)를 충족시키는지 여부를 판정한다(S18). 밸브제어부(46)은, 가동테이블(104)의 측정온도(T)가 목표온도(Tt)보다 높은 경우(S18의 Y), 본 방법을 종료한다. 이 경우, 제어장치(44)는, 냉각장치(10)의 운전을 정지시켜도 된다. 혹은, 제어장치(44)는, 가동테이블(104)의 측정온도(T)가 목표온도(Tt)로 유지되도록 냉각장치(10)의 운전을 계속해도 된다.
한편, 밸브제어부(46)은, 가동테이블(104)의 측정온도(T)가 목표온도(Tt) 이상인 경우(S18의 N), 본 방법을 반복한다. 즉, 밸브제어부(46)은 다시, 가동테이블(104)의 측정온도(T)를 온도임계값과 비교하여, 실온냉각운전 또는 저온냉각운전을 선택한다.
이상의 구성에 의한 냉각장치(10)의 동작을 설명한다. 진공장치(100)의 용도에 따라 다르지만, 자주 가동테이블(104)에는, 냉각부(18d)의 온도에 비하여 상당히 고온의 물체가 반입된다. 예를 들면, 약 450K의 웨이퍼가 가동테이블(104)에 반입된다. 이 웨이퍼는 예를 들면 약 100K로 냉각하는 것이 냉각장치(10)에 요구된다.
이와 같은 상황에 있어서는, 냉각대상이 당초 상당히 고온이다. 이로 인하여, 냉각장치(10)은, 저온가스 순환라인(22)를 차단하고 실온가스 순환라인(24)를 개통하여, 실온냉각운전을 행한다. 실온가스 순환라인(24)의 냉매가스는 냉각대상의 고온에 비하여 상대적으로 낮기 때문에, 실온냉각운전으로 냉각이 가능하다. 대상이 실온까지 냉각된 후에, 저온냉각운전으로 전환되고, 대상은 원하는 냉각온도까지 냉각된다.
실온냉각운전 중의 저온가스 순환라인(22)의 차단에 의하여, 압축기(16)의 냉매가스 토출량을 감소시킬 수 있다. 실온냉각운전 중에는, 콜드헤드(18)을 운전하지 않고(또는 저출력운전으로) 대상을 냉각시킬 수 있다. 또, 저온냉각운전 중의 실온가스 순환라인(24)의 차단에 의해서도, 압축기(16)의 냉매가스 토출량을 감소시킬 수 있다. 압축기(16)의 소비전력이 억제되기 때문에, 냉각장치(10)의 에너지절약성이 향상된다.
이상, 본 발명을 실시예에 근거하여 설명했다. 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 다양한 설계변경이 가능하며, 다양한 변형예가 가능한 것, 또 그와 같은 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은, 당업자에게 이해되는 바이다.
도 4는 도 3에 나타내는 밸브개방도조정(S16)을 예시한다. 먼저, 밸브제어부(46)은, 압축기(16)의 운전주파수를 취득한다(S20). 압축기(16)의 운전주파수는, 압축기제어부(56)으로부터 취득된다.
밸브제어부(46)은, 압축기(16)의 운전주파수에 따라 제1 가스유량 조절밸브(V1) 및/또는 제2 가스유량 조절밸브(V2)의 개방도를 결정한다(S22). 일 실시형태에 있어서는, 밸브제어부(46)은, 제1 룩업테이블(64)를 참조하여, 압축기(16)의 운전주파수에 대응하는 제1 가스유량 조절밸브(V1) 및/또는 제2 가스유량 조절밸브(V2)의 개방도를 취득한다. 밸브제어부(46)은, 결정된 밸브개방도에 따라, 제1 가스유량 조절밸브(V1) 및/또는 제2 가스유량 조절밸브(V2)를 제어한다.
제1 룩업테이블(64)는, 압축기(16)의 운전주파수가 비교적 큰 경우, 제1 가스유량 조절밸브(V1) 및/또는 제2 가스유량 조절밸브(V2)의 개방도를 비교적 작게 하도록 정해져 있어도 된다. 바꾸어 말하면, 제1 룩업테이블(64)는, 압축기(16)의 운전주파수가 비교적 작은 경우, 제1 가스유량 조절밸브(V1) 및/또는 제2 가스유량 조절밸브(V2)의 개방도를 비교적 크게 하도록 정해져 있어도 된다. 이와 같이 하면, 압축기(16)으로의 부하가 크면 밸브개방도가 작아진다. 순환냉각장치(14)의 냉매가스유량이 감소하기 때문에, 압축기(16)으로의 부하를 완화시킬 수 있다. 따라서, 냉각장치(10)의 에너지절약성을 향상시킬 수 있다.
혹은, 제1 룩업테이블(64)는, 압축기(16)의 운전주파수가 충분히 작은 경우, 제1 가스유량 조절밸브(V1) 및/또는 제2 가스유량 조절밸브(V2)를 최대개방도로 하도록 정해져 있어도 된다. 이와 같이, 압축기(16)에 여력이 있을 때에는, 상기의 에너지절약용 표준밸브개방도보다 큰 개방도로 변경되어도 된다. 이 경우, 물체를 급속히 냉각시킬 수 있다.
도 5는 도 3에 나타내는 밸브개방도조정(S16)의 다른 예를 나타낸다. 밸브제어부(46)은, 콜드헤드(18)의 냉각부(18d)의 온도를 취득한다(S24). 냉각부(18d)의 온도는, 콜드헤드온도센서(60)으로부터 취득된다.
밸브제어부(46)은, 냉각부(18d)의 측정온도에 따라 냉동기가스유량 조절밸브(V0)을 제어한다(S26). 일 실시형태에 있어서는, 밸브제어부(46)은, 제2 룩업테이블(66)을 참조하여, 냉각부(18d)의 온도에 대응하는 냉동기가스유량 조절밸브(V0)의 개방도를 취득한다. 밸브제어부(46)은, 그 밸브개방도에 따라 냉동기가스유량 조절밸브(V0)을 제어한다.
제2 룩업테이블(66)은, 냉각부(18d)의 측정온도가 비교적 낮은 경우에 냉동기가스유량 조절밸브(V0)의 개방도를 비교적 작게 하고, 냉각부(18d)의 측정온도가 비교적 높은 경우에 냉동기가스유량 조절밸브(V0)의 개방도를 비교적 크게 하도록 정해져 있어도 된다. 이와 같이 하면, 콜드헤드(18)로의 열부하에 따라 냉동기가스 순환라인(20)의 가스유량을 조정할 수 있다.
이와 같은 냉동기가스유량 조절밸브(V0)의 개방도조정은, 일정한 운전주파수로 운전되는 콜드헤드(18)에 적용되어도 된다. 콜드헤드(18)은, 콜드헤드인버터(63)을 구비하지 않아도 된다.
도 6은 일 실시형태에 관한 가동테이블 냉각시스템(70)을 개략적으로 나타낸다. 가동테이블 냉각시스템(70)은, 압축기(16)과, 복수의 가동테이블 냉각서브시스템(72)를 구비해도 된다. 압축기(16)이 복수의 서브시스템에 공용되어 있다. 복수의 가동테이블 냉각서브시스템(72)는 각각이, 도 1에 나타내는 냉각장치(10)과 동일하게, 순환냉각장치(14) 및 콜드헤드(18)을 구비하고, 이들은 압축기(16)에 접속되어 있다. 또, 각 서브시스템은, 냉동기가스유량 조절밸브(V0), 제1 가스유량 조절밸브(V1), 및 제2 가스유량 조절밸브(V2)를 구비한다.
도 3 및 도 4에 예시되는 냉각방법이 가동테이블 냉각시스템(70)에 적용되는 경우, 제어장치(44)의 밸브제어부(46)은, 압축기(16)의 운전주파수에 따라 각 가동테이블 냉각서브시스템(72)의 제2 가스유량 조절밸브(V2)의 개방도를 공통으로 결정하거나, 및/또는 압축기(16)의 운전주파수에 따라 각 가동테이블 냉각서브시스템(72)의 제1 가스유량 조절밸브(V1)의 개방도를 공통으로 결정해도 된다. 이와 같이 해도, 압축기(16)으로의 부하를 완화시켜, 가동테이블 냉각시스템(70)의 에너지절약성을 향상시킬 수 있다.
도 7은 일 실시형태에 관한 밸브개방도조정(S16)을 예시한다. 밸브제어부(46)은, 복수의 가동테이블 냉각서브시스템(72)로부터 하나의 가동테이블 냉각서브시스템(72)를 선택한다(S30). 밸브제어부(46)은, 예를 들면 가동테이블 냉각서브시스템(72)의 가동률에 근거하여 가동테이블 냉각서브시스템(72)를 선택해도 된다. 예를 들면, 가동률이 높은 가동테이블 냉각서브시스템(72)가 선택되어도 된다.
밸브제어부(46)은, 선택된 가동테이블 냉각서브시스템에 대하여, 압축기(16)의 운전주파수에 따라 제1 가스유량 조절밸브(V1) 및/또는 제2 가스유량 조절밸브(V2) 중 적어도 하나를 제어한다(S32). 밸브제어부(46)은, 도 4에 나타내는 밸브개방도조정과 동일하게, 압축기(16)의 운전주파수를 취득하고, 운전주파수에 따라 제1 가스유량 조절밸브(V1) 및/또는 제2 가스유량 조절밸브(V2)의 개방도를 결정해도 된다. 이와 같이 해도, 압축기(16)으로의 부하를 완화시켜, 가동테이블 냉각시스템(70)의 에너지절약성을 향상시킬 수 있다.
일 실시형태에 있어서는, 물체를 급속히 냉각시키기 위하여, 밸브제어부(46)은, 가동테이블온도센서(48)의 측정온도에 관계없이, 저온냉각운전을 실행해도 된다. 밸브제어부(46)은, 실온냉각운전을 실행하지 않고 저온냉각운전을 개시해도 되며, 실온냉각운전 중에 필요에 따라 저온냉각운전을 선택해도 된다.
V0 냉동기가스유량 조절밸브
V1 제1 가스유량 조절밸브
V2 제2 가스유량 조절밸브
10 냉각장치
16 압축기
18 콜드헤드
18d 냉각부
20a 냉동기가스 공급라인
20b 냉동기가스 배기라인
28 분기부
30 합류부
32 제1 가스유입라인
32b 제1 가스유입 플렉시블관
34 제1 가스유출라인
34b 제1 가스유출 플렉시블관
36 제2 가스유입라인
36b 제2 가스유입 플렉시블관
38 제2 가스유출라인
38b 제2 가스유출 플렉시블관
46 밸브제어부
48 가동테이블온도센서
50 압축기모터
56 압축기제어부
60 콜드헤드온도센서
70 가동테이블 냉각시스템
72 가동테이블 냉각서브시스템
102 진공용기
104 가동테이블
106 제1 가동테이블유로
108 제2 가동테이블유로
산업상 이용가능성
본 발명은 가동테이블 냉각장치 및 가동테이블 냉각시스템의 분야에 있어서의 이용이 가능하다.

Claims (12)

  1. 진공용기 내에서 물체를 유지하는 가동테이블을 냉각하는 가동테이블 냉각장치로서,
    압축기와,
    상기 진공용기에 고정되는 콜드헤드로서, 상기 진공용기 내에 배치되는 냉각부를 구비하는 콜드헤드와,
    분기부를 구비하고, 상기 압축기로부터 상기 콜드헤드에 냉매가스를 공급하는 냉동기가스 공급라인과,
    합류부를 구비하며, 상기 콜드헤드로부터 상기 압축기에 냉매가스를 배기하는 냉동기가스 배기라인과,
    상기 압축기로부터 상기 가동테이블에 냉매가스가 유입되도록 상기 분기부에서 상기 냉동기가스 공급라인으로부터 분기되어 제1 가동테이블유로에 접속되는 제1 가스유입라인으로서, 상기 냉각부와 열적으로 결합하는 열교환부를 구비하는 제1 가스유입라인과,
    상기 가동테이블로부터 상기 압축기에 냉매가스가 유출되도록 상기 제1 가동테이블유로에 접속되고 상기 합류부에서 상기 냉동기가스 배기라인에 합류하는 제1 가스유출라인과,
    상기 압축기로부터 상기 가동테이블에 냉매가스가 유입되도록 상기 분기부에서 상기 냉동기가스 공급라인으로부터 분기되어 제2 가동테이블유로에 접속되는 제2 가스유입라인으로서, 상기 냉각부와 열적으로 비결합으로 배치되는 제2 가스유입라인과,
    상기 가동테이블로부터 상기 압축기에 냉매가스가 유출되도록 상기 제2 가동테이블유로에 접속되고 상기 합류부에서 상기 냉동기가스 배기라인에 합류하는 제2 가스유출라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 가동테이블 냉각장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 가스유입라인은, 상기 진공용기 내에서 상기 가동테이블이 이동 가능하도록 상기 제1 가동테이블유로에 접속되는 제1 가스유입 플렉시블관을 구비하고,
    상기 제1 가스유출라인은, 상기 진공용기 내에서 상기 가동테이블이 이동 가능하도록 상기 제1 가동테이블유로에 접속되는 제1 가스유출 플렉시블관을 구비하며,
    상기 제2 가스유입라인은, 상기 진공용기 내에서 상기 가동테이블이 이동 가능하도록 상기 제2 가동테이블유로에 접속되는 제2 가스유입 플렉시블관을 구비하고,
    상기 제2 가스유출라인은, 상기 진공용기 내에서 상기 가동테이블이 이동 가능하도록 상기 제2 가동테이블유로에 접속되는 제2 가스유출 플렉시블관을 구비하는 것을 특징으로 하는 가동테이블 냉각장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 냉동기가스 공급라인은, 냉동기가스유량 조절밸브를 구비하고,
    상기 제1 가스유입라인은, 제1 가스유량 조절밸브를 구비하며,
    상기 제2 가스유입라인은, 제2 가스유량 조절밸브를 구비하고,
    상기 가동테이블, 상기 압축기, 및 상기 콜드헤드 중 적어도 하나의 상태에 근거하여, 상기 냉동기가스유량 조절밸브, 상기 제1 가스유량 조절밸브 및 상기 제2 가스유량 조절밸브 중 적어도 하나를 제어하는 밸브제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가동테이블 냉각장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가동테이블의 측정온도를 상기 밸브제어부에 출력하는 가동테이블온도센서를 더 구비하고,
    상기 밸브제어부는,
    상기 가동테이블의 측정온도가 온도임계값보다 높은 경우에, 상기 제1 가스유량 조절밸브를 폐쇄하고 상기 제2 가스유량 조절밸브를 개방하며,
    상기 가동테이블의 측정온도가 상기 온도임계값보다 낮은 경우에, 상기 제1 가스유량 조절밸브를 개방하고 상기 제2 가스유량 조절밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 가동테이블 냉각장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 밸브제어부는,
    상기 가동테이블의 측정온도가 상기 온도임계값보다 높은 경우에, 상기 냉동기가스유량 조절밸브를 소정의 개방도로 개방하고,
    상기 가동테이블의 측정온도가 상기 온도임계값보다 낮은 경우에, 상기 냉동기가스유량 조절밸브를 상기 소정의 개방도보다 큰 개방도로 개방하는 것을 특징으로 하는 가동테이블 냉각장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 압축기는, 압축기모터와, 상기 압축기모터의 운전주파수를 제어함과 함께 상기 운전주파수를 상기 밸브제어부에 출력하는 압축기제어부를 구비하고,
    상기 밸브제어부는, 상기 운전주파수에 따라 상기 제1 가스유량 조절밸브 및 상기 제2 가스유량 조절밸브 중 적어도 하나의 개방도를 결정하는 것을 특징으로 하는 가동테이블 냉각장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉각부의 측정온도를 상기 밸브제어부에 출력하는 콜드헤드온도센서를 더 구비하고,
    상기 밸브제어부는, 상기 냉각부의 측정온도에 따라 상기 냉동기가스유량 조절밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 가동테이블 냉각장치.
  8. 진공용기 내에서 물체를 유지하는 가동테이블을 냉각하는 가동테이블 냉각장치로서,
    압축기와,
    상기 진공용기에 고정되는 콜드헤드로서, 고압포트와, 저압포트와, 상기 진공용기 내에 배치되는 냉각부를 구비하고, 상기 냉각부 내에 냉매가스의 팽창실이 형성되는 콜드헤드와,
    분기부를 구비하고, 상기 고압포트에 접속되며, 상기 압축기로부터 상기 콜드헤드의 상기 고압포트를 통해서 상기 팽창실에 냉매가스를 공급하는 냉동기가스 공급라인과,
    합류부를 구비하고, 상기 저압포트에 접속되며, 상기 콜드헤드의 상기 저압포트를 통해서 상기 팽창실로부터 상기 압축기에 냉매가스를 배기하는 냉동기가스 배기라인과,
    상기 압축기로부터 상기 가동테이블에 냉매가스가 유입되도록 상기 분기부에서 상기 냉동기가스 공급라인으로부터 분기되어 제1 가동테이블유로에 접속되는 제1 가스유입라인으로서, 상기 냉각부와 열적으로 결합하는 열교환부를 구비하는 제1 가스유입라인과,
    상기 가동테이블로부터 상기 압축기에 냉매가스가 유출되도록 상기 제1 가동테이블유로에 접속되고 상기 합류부에서 상기 냉동기가스 배기라인에 합류하는 제1 가스유출라인과,
    상기 냉동기가스 공급라인에 배치되는 냉동기가스유량 조절밸브와,
    상기 제1 가스유입라인에 배치되는 제1 가스유량 조절밸브와,
    상기 가동테이블, 상기 압축기, 및 상기 콜드헤드 중 적어도 하나의 상태에 근거하여, 상기 냉동기가스유량 조절밸브 및 상기 제1 가스유량 조절밸브 중 적어도 하나를 제어하는 밸브제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가동테이블 냉각장치.
  9. 압축기와,
    복수의 가동테이블 냉각서브시스템으로서, 각각이,
    진공용기에 고정되는 콜드헤드로서, 상기 진공용기 내에 배치되는 냉각부를 구비하는 콜드헤드와,
    분기부를 구비하고, 상기 압축기로부터 상기 콜드헤드에 냉매가스를 공급하는 냉동기가스 공급라인과,
    합류부를 구비하며, 상기 콜드헤드로부터 상기 압축기에 냉매가스를 배기하는 냉동기가스 배기라인과,
    상기 압축기로부터 상기 진공용기 내에서 물체를 유지하는 가동테이블에 냉매가스가 유입되도록 상기 분기부에서 상기 냉동기가스 공급라인으로부터 분기되어 제1 가동테이블유로에 접속되는 제1 가스유입라인으로서, 상기 냉각부와 열적으로 결합하는 열교환부를 구비하는 제1 가스유입라인과,
    상기 가동테이블로부터 상기 압축기에 냉매가스가 유출되도록 상기 제1 가동테이블유로에 접속되고 상기 합류부에서 상기 냉동기가스 배기라인에 합류하는 제1 가스유출라인과,
    상기 압축기로부터 상기 가동테이블에 냉매가스가 유입되도록 상기 분기부에서 상기 냉동기가스 공급라인으로부터 분기되어 제2 가동테이블유로에 접속되는 제2 가스유입라인으로서, 상기 냉각부와 열적으로 비결합으로 배치되는 제2 가스유입라인과,
    상기 가동테이블로부터 상기 압축기에 냉매가스가 유출되도록 상기 제2 가동테이블유로에 접속되고 상기 합류부에서 상기 냉동기가스 배기라인에 합류하는 제2 가스유출라인을 구비하는 복수의 가동테이블 냉각서브시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 가동테이블 냉각시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 가동테이블 냉각서브시스템의 각각이, 상기 제1 가스유입라인에 제1 가스유량 조절밸브를 구비하고, 상기 제2 가스유입라인에 제2 가스유량 조절밸브를 구비하며,
    상기 가동테이블, 상기 압축기, 및 상기 콜드헤드 중 적어도 하나의 상태에 근거하여, 상기 제1 가스유량 조절밸브 및 상기 제2 가스유량 조절밸브 중 적어도 하나를 제어하는 밸브제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가동테이블 냉각시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 압축기는, 압축기모터와, 상기 압축기모터의 운전주파수를 제어함과 함께 상기 운전주파수를 상기 밸브제어부에 출력하는 압축기제어부를 구비하고,
    상기 밸브제어부는, 상기 운전주파수에 따라 각 가동테이블 냉각서브시스템의 제2 가스유량 조절밸브의 개방도를 공통으로 결정하며, 상기 운전주파수에 따라 각 가동테이블 냉각서브시스템의 제1 가스유량 조절밸브의 개방도를 공통으로 결정하는 것을 특징으로 하는 가동테이블 냉각시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 압축기는, 압축기모터와, 상기 압축기모터의 운전주파수를 제어함과 함께 상기 운전주파수를 상기 밸브제어부에 출력하는 압축기제어부를 구비하고,
    상기 밸브제어부는, 상기 복수의 가동테이블 냉각서브시스템으로부터 하나의 가동테이블 냉각서브시스템을 선택하며, 선택된 가동테이블 냉각서브시스템에 대하여, 상기 운전주파수에 따라 상기 제1 가스유량 조절밸브 및 상기 제2 가스유량 조절밸브 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 가동테이블 냉각시스템.
KR1020187026720A 2016-03-16 2017-03-10 가동테이블 냉각장치 및 가동테이블 냉각시스템 KR102194671B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2016-052227 2016-03-16
JP2016052227A JP6632917B2 (ja) 2016-03-16 2016-03-16 可動テーブル冷却装置及び可動テーブル冷却システム
PCT/JP2017/009840 WO2017159580A1 (ja) 2016-03-16 2017-03-10 可動テーブル冷却装置及び可動テーブル冷却システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180121918A KR20180121918A (ko) 2018-11-09
KR102194671B1 true KR102194671B1 (ko) 2020-12-23

Family

ID=59851460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187026720A KR102194671B1 (ko) 2016-03-16 2017-03-10 가동테이블 냉각장치 및 가동테이블 냉각시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10921041B2 (ko)
JP (1) JP6632917B2 (ko)
KR (1) KR102194671B1 (ko)
CN (1) CN108885032B (ko)
TW (1) TWI683079B (ko)
WO (1) WO2017159580A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6944387B2 (ja) * 2018-01-23 2021-10-06 住友重機械工業株式会社 極低温冷却システム
JP6886412B2 (ja) 2018-01-29 2021-06-16 住友重機械工業株式会社 極低温冷却システム
JP2022059486A (ja) * 2020-10-01 2022-04-13 住友重機械工業株式会社 極低温冷凍機および極低温冷凍機の制御方法
CN114273372B (zh) * 2021-11-19 2022-11-08 北京戴纳实验科技有限公司 一种智能通风柜的控制***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060097146A1 (en) 2004-11-09 2006-05-11 Bruker Biospin Gmbh NMR spectrometer with a common refrigerator for cooling an NMR probe head and cryostat
US20120085121A1 (en) 2010-10-08 2012-04-12 Ralph Longsworth Fast Cool Down Cryogenic Refrigerator
JP2014169813A (ja) * 2013-03-04 2014-09-18 Sumitomo Heavy Ind Ltd 極低温冷凍装置、及び極低温冷凍装置の制御方法
KR101478288B1 (ko) * 2014-10-31 2015-01-02 한국기초과학지원연구원 극저온유체의 재응축형 극저온 프로브스테이션

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3584471A (en) * 1969-08-15 1971-06-15 Pennwalt Corp Continuous freezing apparatus including cooling platen
JPH079000Y2 (ja) * 1988-02-23 1995-03-06 住友重機械工業株式会社 極低温冷凍装置
JP2617172B2 (ja) * 1989-04-14 1997-06-04 住友重機械工業株式会社 極低温冷却装置
JPH10132405A (ja) * 1996-11-01 1998-05-22 Toshiba Corp 蓄冷式冷凍機およびその運転方法
JP4132130B2 (ja) 1997-05-09 2008-08-13 住友重機械工業株式会社 高温超伝導磁気シールド体用冷却装置
JPH10311618A (ja) * 1997-05-09 1998-11-24 Sumitomo Heavy Ind Ltd 熱輻射シールド板冷却装置
JPH1163697A (ja) 1997-08-08 1999-03-05 Sumitomo Heavy Ind Ltd 分離型極低温冷却装置
JPH11248280A (ja) * 1998-03-05 1999-09-14 Sumitomo Heavy Ind Ltd クライオパネルの冷却装置
JPH11257773A (ja) * 1998-03-16 1999-09-24 Toshiba Corp 蓄冷式冷凍機の運転方法及び蓄冷式冷凍装置
JP2004301367A (ja) * 2003-03-28 2004-10-28 Aisin Seiki Co Ltd 極低温発生装置
DE102004053973B3 (de) * 2004-11-09 2006-07-20 Bruker Biospin Ag NMR-Spektrometer mit Refrigeratorkühlung
JP4600099B2 (ja) * 2005-03-15 2010-12-15 富士電機ホールディングス株式会社 パルス管冷凍機搭載装置
JP4595121B2 (ja) * 2005-06-10 2010-12-08 独立行政法人産業技術総合研究所 機械式冷凍機とジュール・トムソン膨張を用いた極低温冷凍装置
JP5380310B2 (ja) * 2010-01-06 2014-01-08 株式会社東芝 極低温冷凍機
KR101242677B1 (ko) * 2012-11-01 2013-03-18 윤슬(주) 극저온 스테이지를 포함하는 고자기장 측정 시스템 및 그 제어 방법
JP5943865B2 (ja) * 2013-03-12 2016-07-05 住友重機械工業株式会社 クライオポンプシステム、クライオポンプシステムの運転方法、及び圧縮機ユニット
KR102046020B1 (ko) * 2013-12-19 2019-11-18 스미토모 크라이어제닉스 오브 아메리카 인코포레이티드 하이브리드 브레이튼-기퍼드-맥마흔 팽창기

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060097146A1 (en) 2004-11-09 2006-05-11 Bruker Biospin Gmbh NMR spectrometer with a common refrigerator for cooling an NMR probe head and cryostat
US20120085121A1 (en) 2010-10-08 2012-04-12 Ralph Longsworth Fast Cool Down Cryogenic Refrigerator
KR101342455B1 (ko) * 2010-10-08 2013-12-17 스미토모 크라이어제닉스 오브 아메리카 인코포레이티드 고속 냉각 극저온 냉동기
JP2014169813A (ja) * 2013-03-04 2014-09-18 Sumitomo Heavy Ind Ltd 極低温冷凍装置、及び極低温冷凍装置の制御方法
KR101478288B1 (ko) * 2014-10-31 2015-01-02 한국기초과학지원연구원 극저온유체의 재응축형 극저온 프로브스테이션

Also Published As

Publication number Publication date
US20190011169A1 (en) 2019-01-10
WO2017159580A1 (ja) 2017-09-21
JP6632917B2 (ja) 2020-01-22
TWI683079B (zh) 2020-01-21
JP2017166747A (ja) 2017-09-21
KR20180121918A (ko) 2018-11-09
TW201734390A (zh) 2017-10-01
CN108885032B (zh) 2020-08-25
CN108885032A (zh) 2018-11-23
US10921041B2 (en) 2021-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102194671B1 (ko) 가동테이블 냉각장치 및 가동테이블 냉각시스템
KR101990519B1 (ko) 극저온 냉동장치, 및 극저온 냉동장치의 제어방법
US10502461B2 (en) CO2 refrigeration system with direct CO2 heat exchange for building temperature control
CN103168203B (zh) 制冷循环装置以及制冷剂循环方法
US20140151015A1 (en) Termperature Control Logic For Refrigeration System
KR102456866B1 (ko) 온조 시스템
US10180269B2 (en) Refrigeration device
JP2021134954A (ja) 冷凍装置
JP2013064573A (ja) コンテナ用冷凍装置
JP2017166747A5 (ko)
JP2011038711A (ja) ターボ冷凍機
JP2010060181A (ja) 冷凍装置
JP2020091063A (ja) 冷凍機
JPWO2016170680A1 (ja) 冷凍空調装置
JP5538061B2 (ja) 冷凍装置
US10527327B2 (en) Heat pump
US11215385B2 (en) Hybrid Gifford-McMahon-Brayton expander
JP7195449B2 (ja) 室外ユニットおよび冷凍サイクル装置
JP2014001916A (ja) 冷凍サイクル装置
WO2018074272A1 (ja) 冷凍装置
JP5412073B2 (ja) 熱源システムおよびその制御方法
JP2014163625A (ja) ターボ冷凍機
JPH0420754A (ja) 冷凍機及びその冷凍能力の調整方法
JP2016121829A (ja) 冷凍装置及びその制御方法
JP2016014490A (ja) 冷凍システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant