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公開番号2023084242
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-06-19
出願番号2021198296
出願日2021-12-07
発明の名称温調容器
出願人日本ピラー工業株式会社
代理人個人
主分類F28D 1/06 20060101AFI20230612BHJP(熱交換一般)
要約【課題】壁を十分に薄くし、かつ、熱伝導部材の内面が複雑な形状であってもその内面に壁の外面を密着させることにより、流体と熱伝導部材との間での熱交換の効率を向上させることが可能な温調容器を提供する。
【解決手段】温調容器は、外側を囲む熱伝導部材と内側に収容された流体との間で熱を交換させる。温調容器の袋部は樹脂フィルムから成り、流体を収容可能である。温調容器の入口は流体を袋部の内側へ導入し、出口は流体を袋部の内側から排出する。樹脂フィルムの厚さは、袋部が流体の圧力によって膨らみ、外面を熱伝導部材の内面に密着させるように設計されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
外側を囲む熱伝導部材と内側に収容された流体との間で熱を交換させるための容器であって、
樹脂フィルムから成り、前記流体を収容可能な袋部と、
前記流体を前記袋部の内側へ導入する入口と、
前記流体を前記袋部の内側から排出する出口と
を備え、
前記樹脂フィルムの厚さが、
前記袋部が前記流体の圧力によって膨らみ、外面を前記熱伝導部材の内面に密着させる
ように設計されている
ことを特徴とする温調容器。
続きを表示(約 120 文字)【請求項2】
前記入口に対して前記出口が、前記入口における前記流体の流線方向とは異なる方向に位置する、請求項1に記載の温調容器。
【請求項3】
前記入口または前記出口が管継手である、請求項1に記載の温調容器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は流体用の温調装置に関し、特に、内側の流体と外側の熱源または熱媒体との間で熱を交換させる容器に関する。
続きを表示(約 2,200 文字)【背景技術】
【0002】
半導体プロセスやフラットパネルディスプレイ(FPD)の製造では、ウェハや基板の洗浄に様々な薬液や超純水が使用される。洗浄の効果、特に金属不純物を酸化させ、または溶解させる効果を高めるには、薬液・超純水の温度を数十℃~百数十℃に維持しなければならない。また、洗浄後にウェハまたは基板を乾燥させる工程では、乾燥対象に高温のガスを吹き付けて加熱する場合がある。乾燥の効果を高めるには、ガスの温度を数十℃に維持しなければならない。したがって、半導体やFPDの製造設備には、薬液、超純水、またはガスの温度を調節する装置、すなわち流体用の温調装置が不可欠である。
【0003】
流体用の温調装置は一般に、温調対象の流体が内側を流れる配管、ノズル、タンク等の容器を備え、この容器を、ヒーター、ペルチェ素子等の熱源で加熱し、もしくは冷却し(たとえば特許文献1、2参照。)、または、この容器の外側に熱媒体を流してこの熱媒体とこの容器内の流体との間で熱を交換させる(たとえば特許文献3参照)。以下、温調装置によってこのように利用される容器を「温調容器」と呼ぶ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2009-041619号公報
特許第4093916号公報
特許第3927920号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
半導体プロセスやFPDの製造においてウェハや基板に不純物が残ると、製品の電気的特性が劣化する危険性が高い。したがって、洗浄用の薬液、超純水、乾燥用のガス等、ウェハや基板に接触する流体を扱う配管、管継手、バルブ、ポンプ、タンク等には、少なくとも薬液等に直に触れる部分が薬品に侵されにくい材料、すなわち化学的安定性の高い材料で形成されている必要がある。そのような材料としてはフッ素樹脂が多用される。フッ素樹脂は耐薬品性だけでなく、耐熱性にも加工性にも優れているからである。
【0006】
温調容器もフッ素樹脂製であることが望ましい。しかし、フッ素樹脂製の温調容器には次の課題がある。温調の精度と効率とを更に高めるには、温調容器にも熱を更に効率良く伝導させるべきである。それには温調容器の壁を更に薄くすればよい。しかし、フッ素樹脂は熱伝導率が低いので、必要とされる壁の薄さが小さく、壁に単独で流体の圧力に耐えさせることが難しい。したがって、壁を補強しなければならない。熱伝導の効率を高く維持したまま、流体を汚染の危険にさらすことなく壁を補強するには、金属、炭素等、熱伝導率の高い材料で形成された部材(以下、「熱伝導部材」と呼ぶ。)で壁を外側から支えればよい(たとえば特許文献2参照)。しかし、フッ素樹脂と熱伝導率の高い材料とでは成形精度に差があるので、壁の外面と熱伝導部材の内面との間には隙間がある程度残らざるを得ない。隙間が多すぎると両面間での熱交換の効率が落ちる。隙間が残りにくいように両面が平面等、成形精度の差の比較的小さい単純な形状に設計されると、壁と熱伝導部材との間の接触面積が制限されるので、両者間の熱流量を増加させることが難しい。
【0007】
本発明の目的は上記の課題を解決することであり、特に、壁を十分に薄くし、かつ、熱伝導部材の内面が複雑な形状であってもその内面に壁の外面を密着させることにより、流体と熱伝導部材との間での熱交換の効率を向上させることが可能な温調容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の1つの観点による温調容器は、外側を囲む熱伝導部材と内側に収容された流体との間で熱を交換させるための容器である。この温調容器は、樹脂フィルムから成り、流体を収容可能な袋部と、流体を袋部の内側へ導入する入口と、流体を袋部の内側から排出する出口とを備えている。樹脂フィルムの厚さは、袋部が流体の圧力によって膨らみ、外面を熱伝導部材の内面に密着させるように設計されている。
【0009】
この温調容器では、入口に対して出口が、入口における流体の流線方向とは異なる方向に位置してもよい。入口または出口が管継手であってもよい。
【発明の効果】
【0010】
本発明による上記の温調容器では袋部が樹脂フィルムから成り、その厚さが、袋部がその内側へ導入される流体の圧力によって膨らみ、外面を熱伝導部材の内面に密着させるように設計されている。袋部はこのように薄いので、樹脂フィルムの熱伝導率が低くても十分に多量の熱を伝導する。さらに、流体の静圧は全方向で一様であるので、熱伝導部材の内面が複雑な形状であっても、その内面の全体に袋部の外面を密着させる。これにより、袋部の外面と熱伝導部材の内面とには隙間が実質上残らないので、両面間での熱交換の効率が十分に高い。熱伝導部材の内面が複雑な形状であってもよいことは更に、袋部と熱伝導部材との間の接触面積を拡大して両者間の熱流量を増加させることを容易にする。以上の結果、この温調容器は流体と熱伝導部材との間での熱交換の効率を向上させることができる。
(【0011】以降は省略されています)

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