CN114320826B - 低温泵及低温泵的再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于缩短低温泵的再生时间。低温泵具备：制冷机；低温板，被制冷机冷却；低温泵容器，具备容器主体和制冷机容纳筒，所述容器主体容纳低温板，所述制冷机容纳筒的一端连接于容器主体且另一端固定于制冷机上，在所述制冷机容纳筒内插入有制冷机；通气阀(22)，用于从低温泵容器排出流体；第1排出管路(51)，具有设置于容器主体上的第1排出端口(53)，所述第1排出管路配置于低温泵容器的外部，将第1排出端口连接于通气阀；及第2排出管路(52)，具有设置于制冷机容纳筒上的第2排出端口(54)，所述第2排出管路将第2排出端口连接于通气阀，所述第2排出管路在第1排出端口与通气阀之间汇合到第1排出管路。

Description

低温泵及低温泵的再生方法

本申请主张基于2020年9月30日申请的日本专利申请第2020-164528号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种低温泵及低温泵的再生方法。

背景技术

低温泵是通过冷凝或吸附将气体分子捕捉到冷却至超低温的低温板上并进行排出的真空泵。通常，低温泵用于实现半导体电路制造工艺等中要求的清洁的真空环境。由于低温泵是所谓的气体捕集式真空泵，因此需要定期进行将捕捉到的气体向外部排出的再生。

专利文献1：日本特开2007-309184号公报

根据适用低温泵的工艺，所谓的第2类气体有可能会大量积聚在低温泵内。第2类气体是指：通过冷凝而被捕捉到通常被冷却至20K以下的低温板上的气体(例如氩气、氮气等)。此时，通过再生期间的低温泵的升温，积聚的大量的第2类气体有时会会被液化而暂时贮留在低温泵内部。在典型的低温泵中，通过加热使液化的第2类气体气化，从而排出到低温泵的外部。使大量的液化气体气化需要相应的时间，因此会导致低温泵的升温时间甚至再生时间变长。而且，液化的第2类气体的温度非常低，能够冷却在低温泵内接触到的部位。由此，低温泵的升温所需时间也会变长。并且，若低温泵容器与液化的第2类气体接触而被冷却，则还会存在低温泵外表面大量结露的不良现象。

发明内容

本发明的一种方式的示例性目的之一在于，缩短低温泵的再生时间。

根据本发明的一种实施方式，低温泵具备：制冷机；低温板，被制冷机冷却；低温泵容器，具备容器主体和制冷机容纳筒，所述容器主体容纳低温板，所述制冷机容纳筒的一端连接于容器主体且另一端固定于制冷机上，在所述制冷机容纳筒内插入有制冷机；通气阀，用于从低温泵容器排出流体；第1排出管路，具有设置于容器主体上的第1排出端口，所述第1排出管路配置于低温泵容器的外部，将第1排出端口连接于通气阀；及第2排出管路，具有设置于制冷机容纳筒上的第2排出端口，所述第2排出管路将第2排出端口连接于通气阀，所述第2排出管路在第1排出端口与通气阀之间汇合到第1排出管路。

根据本发明的一种实施方式，低温泵的再生方法包括如下步骤：将低温泵升温至被低温泵捕捉的气体中的对象气体的熔点或超过熔点的温度；及将对象气体的液化物从低温泵容器的容器主体通过第1排出管路排出到通气阀和/或从低温泵容器的制冷机容纳筒通过第2排出管路排出到通气阀。第1排出管路配置于低温泵容器的外部，并且具有设置于容器主体上的第1排出端口。第2排出管路具有设置于制冷机容纳筒上的第2排出端口，并在第1排出端口与通气阀之间汇合到第1排出管路。

根据本发明的一种实施方式，低温泵具备：制冷机；低温板，被制冷机冷却；低温泵容器，具备容器主体和制冷机容纳筒，所述容器主体容纳低温板，所述制冷机容纳筒的一端连接于容器主体且另一端固定于制冷机上，在所述制冷机容纳筒内插入有制冷机；吹扫阀，设置于制冷机容纳筒上，并且用于将吹扫气体供给到低温泵容器；第1排出管路，具有设置于容器主体上的第1排出端口；第2排出管路，具有设置于制冷机容纳筒上的第2排出端口；切换控制阀，在从吹扫阀供给吹扫气体时，可以关闭第2排出管路。

根据本发明的一种实施方式，低温泵的再生方法包括如下步骤：将低温泵升温至被低温泵捕捉的气体中的对象气体的熔点或超过熔点的温度；将对象气体的液化物通过低温泵容器的容器主体上的第1排出端口排出到低温泵容器的外部和/或通过低温泵容器的制冷机容纳筒上的第2排出端口排出到低温泵容器的外部；及在将吹扫气体从吹扫阀供给到低温泵容器时，关闭第1排出端口和第2排出端口中的靠近吹扫阀的排出端口，并在该状态下，从第1排出端口和第2排出端口中的离吹扫阀更远的排出端口排出吹扫气体。

另外，以上构成要件的任意组合或将本发明的构成要件或表述方式在方法、装置、系统等之间彼此替换的方式也作为本发明的实施方式而有效。

根据本发明，能够缩短低温泵的再生时间。

附图说明

图1示意地表示实施方式所涉及的低温泵。

图2示意地表示实施方式所涉及的低温泵。

图3是示意地表示将实施方式所涉及的低温泵横置的情况下的低温泵的动作的图。

图4是示意地表示将实施方式所涉及的低温泵横置的情况下的低温泵的动作的图。

图5是示意地表示将实施方式所涉及的低温泵纵置的情况下的低温泵的动作的图。

图6是示意地表示将实施方式所涉及的低温泵纵置的情况下的低温泵的动作的图。

图7是示意地表示实施方式所涉及的低温泵的再生方法的图。

图8是示意地表示实施方式所涉及的低温泵的再生方法的图。

图9示意地表示另一实施方式所涉及的低温泵的排出管线。

图中：10-低温泵，14-制冷机，16-低温泵容器，16a-容器主体，16b-制冷机容纳筒，17-低温泵吸气口，20-吹扫阀，22-通气阀，24-切换控制阀，38-低温板，40-第1温度传感器，42-第2温度传感器，46-控制器，51-第1排出管路，52-第2排出管路，53-第1排出端口，54-第2排出端口。

具体实施方式

以下，参考附图，对本发明的实施方式进行详细说明。在以下说明及附图中，对相同或等同的构成要件、部件及处理标注相同的符号，并适当省略重复说明。在各附图中，为了便于说明，适当设定各部分的比例或形状，除非另有说明，其并不作限定性解释。实施方式为示例，其对本发明的范围并不作任何限定。实施方式中记载的所有特征或其组合并不一定是发明的本质。

图1及图2示意地表示了实施方式所涉及的低温泵10。图1中示意地示出了低温泵10的外观，图2中示意地示出了低温泵10的内部结构。低温泵10例如安装于离子注入装置、溅射装置、蒸镀装置或其他真空处理装置的真空腔室，并且用于将真空腔室内部的真空度提高至所期望的真空处理中所要求的水平。例如，在真空腔室中实现10^-5Pa至10^-8Pa左右的高真空度。

低温泵10具备压缩机12、制冷机14及低温泵容器16。低温泵容器16具有低温泵吸气口17。并且，低温泵10还具备粗抽阀18、吹扫阀20、通气阀22及切换控制阀24，这些阀设置于低温泵容器16上。

压缩机12构成为从制冷机14回收制冷剂气体并将所回收的制冷剂气体进行升压后再次将制冷剂气体供给到制冷机14。制冷机14还被称为膨胀机或冷头，其与压缩机12一同构成超低温制冷机。压缩机12与制冷机14之间的制冷剂气体的循环伴随制冷机14内的制冷剂气体的适当的压力变动和容积变动，由此构成产生寒冷的热力学循环，制冷机14能够提供超低温冷却。制冷剂气体通常是氦气，但也可以使用其他适当的气体。为了便于理解，图1中用箭头来表示制冷剂气体的流动方向。作为一例，超低温制冷机是二级式的吉福德-麦克马洪(Gifford-McMahon；GM)制冷机，但也可以是脉冲管制冷机、斯特林制冷机或其他类型的超低温制冷机。

如图2所示，制冷机14具备室温部26、第1缸体28、第1冷却台30、第2缸体32及第2冷却台34。制冷机14构成为将第1冷却台30冷却至第1冷却温度，并将第2冷却台34冷却至第2冷却温度。第2冷却温度为比第1冷却温度低的温度。例如，第1冷却台30被冷却至65K～120K左右，优选被冷却至80K～100K，第2冷却台34被冷却至10K～20K左右。第1冷却台30及第2冷却台34也可以分别称为高温冷却台及低温冷却台。

第1缸体28将第1冷却台30连接于室温部26，由此，第1冷却台30在结构上支承于室温部26。第2缸体32将第2冷却台34连接于第1冷却台30，由此，第2冷却台34在结构上支承于第1冷却台30。第1缸体28和第2缸体32沿着径向同轴延伸，室温部26、第1缸体28、第1冷却台30、第2缸体32及第2冷却台34依次直线状排列成一列。

在制冷机14是二级式GM制冷机的情况下，在第1缸体28及第2缸体32的内部，以能够往复移动的方式配设有第1置换器及第2置换器(未图示)。在第1置换器及第2置换器中分别组装有第1蓄冷器及第2蓄冷器(未图示)。并且，室温部26具有用于使第1置换器及第2置换器往复移动的马达等驱动机构(未图示)。驱动机构包括流路切换机构，该流路切换机构切换工作气体的流路，以便周期性地重复向制冷机14的内部供给工作气体(例如氦气)及从制冷机14的内部排出工作气体。

并且，低温泵10具备放射屏蔽件36和低温板38。放射屏蔽件36与第1冷却台30热连接，因此被冷却至第1冷却温度，从而提供从来自低温泵10的外部或低温泵容器16的辐射热中保护低温板38的超低温表面。

放射屏蔽件36例如具有筒形形状，并以包围低温板38和第2冷却台34的方式配置。低温泵吸气口17侧的放射屏蔽件36的端部开放，能够使气体从低温泵10的外部通过低温泵吸气口17进入放射屏蔽件36内。与低温泵吸气口17相反一侧的放射屏蔽件36的端部可以封闭，或者可以具有开口，或者可以开放。在放射屏蔽件36与低温板38之间具有间隙，放射屏蔽件36未与低温板38接触。放射屏蔽件36也未与低温泵容器16接触。

在低温泵吸气口17可以设置有固定于放射屏蔽件36的开放端的入口挡板37。入口挡板37被冷却至与放射屏蔽件36相同的温度，能够使所谓的第1类气体(水蒸气等在比较高的温度下冷凝的气体)冷凝在其表面。

低温板38与第2冷却台34热连接，因此被冷却至第2冷却温度，从而提供使第2类气体(例如氩气、氮气等在比较低的温度下冷凝的气体)冷凝的超低温表面。并且，为了吸附第3类气体(例如氢气等非冷凝性气体)，在低温板38的至少一部分表面(例如，与低温泵吸气口17相反一侧的表面)上例如配置有活性炭或其他吸附材料。从低温泵10的外部通过低温泵吸气口17进入到放射屏蔽件36内的气体通过冷凝或吸附被捕捉到低温板38。关于放射屏蔽件36及低温板38的配置、形状等，能够适当地采用各种公知的结构，因此在此不作详述。

低温泵容器16具有容器主体16a和制冷机容纳筒16b。低温泵容器16是被设计成在低温泵10的真空排气运行中保持真空并且能够承受周围环境的压力(例如大气压)的真空容器。容器主体16a具有在其一端具有低温泵吸气口17且另一端被封闭的筒形形状。放射屏蔽件36容纳于容器主体16a内，如上所述，在放射屏蔽件36内，一同容纳有第2冷却台34及低温板38。制冷机容纳筒16b的一端连接于容器主体16a，另一端固定于制冷机14的室温部26。在制冷机容纳筒16b内插入有制冷机14，并容纳有第1缸体28。

在该实施方式中，低温泵10是制冷机14设置于容器主体16a的侧部的所谓的卧式低温泵。在容器主体16a的侧部设置有制冷机插入口，制冷机容纳筒16b在该制冷机插入口处连接于容器主体16a的侧部。同样地，在放射屏蔽件36的侧部，与容器主体16a的制冷机插入口相邻地也设置有使制冷机14通过的孔。制冷机14的第2缸体32和第2冷却台34通过这些孔而插入到放射屏蔽件36内，放射屏蔽件36在其侧部的孔的周围与第1冷却台30热连接。

低温泵在使用现场可以设置成各种姿势。作为一例，低温泵10可以设置成图示的横向姿势(即，低温泵吸气口17朝向上方的姿势)。此时，容器主体16a的底部相对于低温泵吸气口17位于下方，制冷机14沿水平方向延伸。

低温泵10具备用于测定第1冷却台30的温度的第1温度传感器40和用于测定第2冷却台34的温度的第2温度传感器42。第1温度传感器40安装于第1冷却台30。第2温度传感器42安装于第2冷却台34。第1温度传感器40能够测定放射屏蔽件36的温度，并输出表示放射屏蔽件36的测定温度的第1测定温度信号。第2温度传感器42能够测定低温板38的温度，并输出表示低温板38的测定温度的第2测定温度信号。并且，在低温泵容器16的内部设置有压力传感器44。压力传感器44例如可以设置于制冷机容纳筒16b从而测定低温泵容器16的内压并输出表示测定压力的测定压力信号。

并且，低温泵10还具备控制低温泵10的控制器46。控制器46可以一体地设置于低温泵10，也可以构成为与低温泵10分体的控制装置。

在低温泵10的真空排气运行中，控制器46可以根据放射屏蔽件36和/或低温板38的冷却温度来控制制冷机14。控制器46可以与第1温度传感器40连接从而接收来自第1温度传感器40的第1测定温度信号，并且可以与第2温度传感器42连接从而接收来自第2温度传感器42的第2测定温度信号。

并且，在低温泵10的再生运行中，控制器46可以根据低温泵容器16内的压力(或者，根据需要，根据低温板38的温度及低温泵容器16内的压力)来控制制冷机14、粗抽阀18、吹扫阀20、通气阀22及切换控制阀24。控制器46可以与压力传感器44连接从而接收来自压力传感器44的测定压力信号。

关于控制器46的内部结构，在硬件方面可以通过以计算机的CPU或存储器为代表的元件或电路来实现，在软件方面可以通过计算机程序等来实现，但是在图中适当地描绘成通过它们的协作来实现的功能框。本领域技术人员应当可以理解，这些功能框可以通过硬件及软件的组合以各种形式实现。

例如，控制器46可以通过CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)或微型计算机等处理器(硬件)及处理器(硬件)所执行的软件程序的组合来实现。软件程序可以是用于使控制器46执行低温泵10的再生的计算机程序。

粗抽阀18设置于低温泵容器16(例如，制冷机容纳筒16b)上。粗抽阀18连接于设置在低温泵10的外部的粗抽泵(未图示)。粗抽泵是用于将低温泵10真空抽气至其动作开始压力的真空泵。在粗抽阀18通过控制器46的控制而被开放的情况下，低温泵容器16与粗抽泵连通，在粗抽阀18被关闭的情况下，低温泵容器16与粗抽泵被切断。若打开粗抽阀18并使粗抽泵进行动作，则能够对低温泵10进行减压。

吹扫阀20设置于低温泵容器16(例如，制冷机容纳筒16b)上。吹扫阀20连接于设置在低温泵10的外部的吹扫气体供给装置(未图示)。在吹扫阀20通过控制器46的控制而被开放的情况下，吹扫气体供给到低温泵容器16，在吹扫阀20被关闭的情况下，对低温泵容器16的吹扫气体的供给被切断。吹扫气体例如可以是氮气或其他干燥气体，吹扫气体的温度例如可以被调整为室温或者可以被加热为比室温更高的温度。通过打开吹扫阀20从而使吹扫气体导入到低温泵容器16，能够使低温泵10进行升压。并且，能够使低温泵10从超低温升温至室温或比其更高的温度。

通气阀22设置于后述的排出管线50上，并且可以设置于低温泵容器16(例如，制冷机容纳筒16b)上。通气阀22的设置目的是为了从低温泵10的内部向外部排出流体。通气阀22可以连接于低温泵10外部的接受排出流体的储罐(未图示)。或者，在排出流体无害的情况下，通气阀22也可以构成为将排出流体直接释放到周围环境中。从通气阀22排出的流体基本上是气体，但也可以是液体或气液混合物。

通气阀22根据从控制器46输入的指令信号而开闭。例如，在再生期间等从低温泵容器16释放流体时，控制器46使通气阀22开放。在不应该释放流体时，控制器46使通气阀22关闭。通气阀22例如可以是常闭型的控制阀。进而，通气阀22构成为还作为基于规定的压差而机械地打开的所谓的安全阀而发挥作用。因此，在低温泵内部因某种原因而成为了高压时，通气阀22不需要受到控制而被机械性地打开。由此，能够释放内部的高压。

并且，低温泵10具备排出管线50，该排出管线50具有多个排出管路，具体而言，具有第1排出管路51和第2排出管路52。第1排出管路51具有设置于容器主体16a上的第1排出端口53，第2排出管路52具有设置于制冷机容纳筒16b上的第2排出端口54。第1排出管路51配置于低温泵容器16的外部，将第1排出端口53连接于通气阀22。同样地，第2排出管路52配置于低温泵容器16的外部，将第2排出端口54连接于通气阀22。第2排出管路52在第1排出端口53与通气阀22之间汇合到第1排出管路51。

在低温泵容器16的制冷机容纳筒16b上设置有开闭第2排出管路52的切换控制阀24。切换控制阀24设置于第2排出管路52上的第1排出管路51和第2排出管路52的汇合部55与第2排出端口54之间。切换控制阀24例如是开闭阀，例如也可以是电磁阀。与通气阀22同样地，切换控制阀24也根据从控制器46输入的指令信号而开闭。在从低温泵容器16释放流体时，控制器46使切换控制阀24开放，在不应该释放流体时，控制器46使切换控制阀24关闭。如后所述，切换控制阀24可以进行如下动作：在从吹扫阀20供给吹扫气体时，关闭第2排出管路52。另外，切换控制阀24并不用于对第1排出管路51进行开闭。不管切换控制阀24是否开闭，都容许流体从第1排出端口53通过第1排出管路51排出到通气阀22。

第1排出端口53具有形成于容器主体16a上的贯穿孔作为从容器主体16a的流体的出口，在该实施方式中，其设置于容器主体16a的底部。因此，第1排出管路51设置成在将低温泵10以使低温泵吸气口17朝上的方式配置的情况下(即，横置的情况下)位于比制冷机容纳筒16b更靠下方的位置。

并且，为了促进放射屏蔽件36及低温板38与吹扫气体的热交换，第1排出端口53可以设置于尽可能远离吹扫阀20的低温泵容器16的部位。在该实施方式中，由于吹扫阀20设置于制冷机容纳筒16b上，因此第1排出端口53例如可以设置于容器主体16a的与制冷机容纳筒16b相反的一侧。

第1排出管路51可以具有将第1排出端口53连接于汇合部55的柔性管56。并且，根据需要，在柔性管56上可以安装例如电加热器等加热器具，或者可以用绝热材料包覆柔性管56。或者，第1排出管路51也可以由刚性管构成。同样地，第2排出管路52也可以具有柔性管或刚性管，并且根据需要，也可以具有加热器具，或者可以用绝热材料包覆。

第2排出端口54具有形成于制冷机容纳筒16b上的贯穿孔作为从制冷机容纳筒16b的流体的出口。在该实施方式中，第2排出端口设置在比连接于容器主体16a的制冷机容纳筒16b的一端更靠近固定于制冷机14的室温部26上的制冷机容纳筒16b的另一端的制冷机容纳筒16b上。

通过持续进行低温泵10的排气运行，气体会逐渐蓄积于低温泵10内。为了将所蓄积的气体排出到外部，需要进行低温泵10的再生。低温泵10的再生通常包括升温工序、排出工序及冷却工序。

升温工序包括：将低温泵10升温至被低温泵10捕捉的气体中的对象气体的熔点或超过熔点的温度；及将低温泵10进一步升温至再生温度。对象气体例如为第2类气体(例如氩气)，对象气体的熔点例如为100K以下。再生温度例如为室温或比其高的温度。

用于升温的热源例如为制冷机14。制冷机14可以进行升温运行(所谓的逆向升温)。即，制冷机14构成为如下：在设置于室温部26的驱动机构朝向冷却运行时的反方向进行动作时，使工作气体产生绝热压缩。制冷机14通过如此得到的压缩热来加热第1冷却台30及第2冷却台34。放射屏蔽件36和低温板38分别以第1冷却台30及第2冷却台34作为热源而被加热。并且，从吹扫阀20供给到低温泵容器16内的吹扫气体也有助于低温泵10的升温。或者，也可以在低温泵10设置例如电加热器等加热装置。例如，可以将相对于制冷机14的运行能够独立控制的电加热器安装于制冷机14的第1冷却台30和/或第2冷却台34。

在排出工序中，被低温泵10捕捉的气体再次被气化或液化，并以气体、液体或气液混合物的形式通过排出管线50或粗抽阀18排出。如后所述，排出工序包括将对象气体的液化物从低温泵容器16的容器主体16a通过第1排出管路51排出到通气阀22和/或从低温泵容器16的制冷机容纳筒16b通过第2排出管路52排出到通气阀22。在冷却工序中，低温泵10再次被冷却到用于真空排气运行的超低温。若完成再生，则低温泵10能够重新开始排气运行。

图3及图4是示意地表示将实施方式所涉及的低温泵10横置的情况下的低温泵10的动作的图。在图3及图4中，用实线箭头表示再生期间从低温泵10的流体排出，用虚线箭头表示吹扫气体向低温泵10的供给。

根据适用低温泵10的工艺，所谓的第2类气体有可能会大量积聚在低温泵10内。例如，在溅射装置中，作为工艺气体有时使用氩气，在低温泵10中可能会积聚大量的氩气。通过再生期间的低温泵10的升温，积聚的大量的氩气有时会被液化而暂时贮留在低温泵10的内部。如图3所示，在将低温泵10横置的情况下，氩气等第2类气体的液化物60基于重力而流向下方，从而会贮留在容器主体16a的底部和制冷机容纳筒16b的下部。

如此，在气体的液化物60存在于低温泵容器16内的情况下，控制器46使切换控制阀24和通气阀22打开。贮留在容器主体16a的底部的液化物60从第1排出端口53通过第1排出管路51排出到通气阀22。由于切换控制阀24被打开，因此贮留在制冷机容纳筒16b的下部的液化物60从第2排出端口54通过第2排出管路52排出到通气阀22。如此，如图3中实线箭头所示，能够将低温泵容器16内的气体的液化物60从第1排出管路51和第2排出管路52这两个管路排出到低温泵10的外部。

然而，在以往的典型的低温泵中，在低温泵容器并未设置有第1排出端口53，通气阀直接设置于制冷机容纳筒上。在这种以往的低温泵中，将低温泵横置的情况下，贮留在制冷机容纳筒的下部的气体的液化物能够排出到通气阀，但是贮留在容器主体的底部的液化物则只能使其气化而排出。低温泵越是大型，贮留在容器主体的底部的液化物的量也越大。

使大量的液化物气化需要相应的时间，因此会导致低温泵的升温时间甚至再生时间变长。而且，该液化物的温度非常低(例如，液化氩可以为80K左右)，能够将在低温泵内接触到的部位(例如，放射屏蔽件、制冷机的第1缸体等)冷却至比真空排气运行中更低的温度。由此，低温泵的升温时间也会变长。并且，若第1缸体被液化物过度冷却，则会引起第1缸体的热收缩，因此第1缸体与在缸体内往复移动的置换器之间的间隙可能会变窄(或者消失)。如此一来，若在再生期间使制冷机运行(即，逆向升温)，则驱动制冷机的马达的负载会增加，最坏的情况下可能会导致制冷机发生故障。

并且，若低温泵容器基于与液化物的接触而被冷却，则还会出现低温泵外表面结露的不良现象。低温泵容器内的液化物的滞留时间越长，结露量也会越大。

相对于此，在该实施方式中，第1排出端口53设置于容器主体16a的底部，第1排出管路51设置成在将低温泵10横置的情况下位于比制冷机容纳筒16b更靠下方的位置。因此，在液化物60从制冷机容纳筒16b通过第2排出管路52排出之后，贮留在容器主体16a的底部的液化物60能够从第1排出端口53通过第1排出管路51排出。由此，能够将液化物60从低温泵容器16的内部迅速排出到外部，因此能够抑制上述升温时间和结露量的增加。

如图3中虚线箭头所示，吹扫气体可以从吹扫阀20供给到低温泵容器16内。利用吹扫气体可以加热液化物60以使其气化。并且，利用吹扫气体的压力可以将液化物60推出到第1排出端口53和第2排出端口54，从而能够促进液化物60的排出。

而且，在该实施方式中，由于吹扫阀20设置于制冷机容纳筒16b上，因此能够将吹扫气体从吹扫阀20直接喷吹到第1缸体28。由于吹扫气体具有室温或比其高的温度，因此能够加热第1缸体28，从而能够抑制第1缸体28被液化物60冷却。这种利用吹扫气体加热第1缸体28的方式在制冷机14并未设置有电加热器等加热器具的情况下特别有用。

除了对第1缸体28进行加热以外，作为吹扫气体的原本的作用，还期待与容器主体16a内的低温板38及放射屏蔽件36进行热交换以使其迅速升温。然而，在将吹扫阀20设置于制冷机容纳筒16b的情况下，大部分吹扫气体会从靠近吹扫阀20的第2排出端口54排出，无法很好地到达容器主体16a，这可能会导致吹扫气体对低温板38及放射屏蔽件36的升温作用减弱。这也会导致再生时间增加的不良现象。

因此，在该实施方式中，再生方法可以具备：在将吹扫气体从吹扫阀20供给到低温泵容器16时，关闭第1排出端口53和第2排出端口54中的靠近吹扫阀20的排出端口，并在该状态下从第1排出端口53和第2排出端口54中的离吹扫阀20更远的排出端口排出吹扫气体。

具体而言，如图4所示，从低温泵容器16排出液化物60之后，控制器46使切换控制阀24关闭。由此，从吹扫阀20供给的吹扫气体从制冷机容纳筒16b通过容器主体16a，并通过热交换而加热低温板38及放射屏蔽件36后从第1排出端口53排出。由此，能够避免出现上述不良现象。

另外，若积聚在低温泵10中的第2类气体的量足够少导致再生期间在低温泵容器16内实质上不会产生液化物60，则无需在再生期间打开切换控制阀24。

图5及图6是示意地表示将实施方式所涉及的低温泵10纵置的情况下的低温泵10的动作的图。如图5及图6所示，也可以将低温泵10纵置设置(即，容器主体16a位于上方，制冷机14的室温部26位于下方)。此时，制冷机14沿铅垂方向延伸。在图5及图6中，用实线箭头表示再生期间从低温泵10的流体排出，用虚线箭头表示吹扫气体向低温泵10的供给。

若低温泵10因再生而升温，则如图5所示，在纵置的情况下，气体的液化物60基于重力而流向下方，从而会贮留在制冷机容纳筒16b的底部(制冷机14的室温部26侧)。

在低温泵容器16内存在液化物60的情况下，控制器46使切换控制阀24和通气阀22打开。由于切换控制阀24被打开，因此贮留在制冷机容纳筒16b的底部的液化物60从第2排出端口54通过第2排出管路52排出到通气阀22。如此，如图5中实线箭头所示，能够将低温泵容器16内的气体的液化物60排出到低温泵10的外部。此时，如图5中虚线箭头所示，吹扫气体可以从吹扫阀20供给到低温泵容器16内。吹扫气体从第1排出端口53通过第1排出管路51排出到通气阀22。如此，与横置的情况同样地，能够将液化物60从低温泵容器16的内部迅速排出到外部，从而能够抑制上述升温时间和结露量的增加。

在该实施方式中，第2排出端口54设置在比连接于容器主体16a的制冷机容纳筒16b的一端更靠近固定于制冷机14上的制冷机容纳筒16b的另一端的制冷机容纳筒16b上。即，第2排出端口54靠近制冷机14的室温部26而设置。因此，能够从制冷机容纳筒16b的底部排出更多的液化物60。

如图6所示，在从低温泵容器16排出液化物60之后，控制器46使切换控制阀24关闭。由此，从吹扫阀20供给的吹扫气体从制冷机容纳筒16b通过容器主体16a，并通过热交换而加热低温板38及放射屏蔽件36后从第1排出端口53排出。因此，能够避免出现因吹扫气体从吹扫阀20不通过容器主体16a而排出到第2排出端口54引起的不良现象。

图7及图8是示意地表示实施方式所涉及的低温泵10的再生方法的图。在图7中，一并示出了再生期间的升温工序中由第1温度传感器40测定的温度和切换控制阀24及通气阀22的开闭时刻。在图8中，一并示出了再生期间的升温工序中由第2温度传感器42测定的温度和切换控制阀24及通气阀22的开闭时刻。

若再生开始，则低温泵10升温，如图7所示，第1温度传感器40的测定温度会逐渐上升。冷凝于低温板38表面的氩气等第2类气体会熔化。如此，液化的第2类气体会贮留在低温泵容器16的底部。

贮留的液化气体会与放射屏蔽件36或第1缸体28等被第1冷却台30冷却的低温泵10的部位接触。由于液化气体的温度比这些部位的温度更低，因此放射屏蔽件36或第1缸体28被液化气体冷却。因此，第1温度传感器40的测定温度的变化从上升转变为降低(图7的时刻Ta)。

控制器46从第1温度传感器40接受表示测定温度的测定信号，并根据测定信号来检测测定温度从上升转变为降低，并根据该转变控制切换控制阀24以使第2排出管路52开放。即，在时刻Ta打开切换控制阀24。同时，控制器46还打开通气阀22。

如此，液化气体从低温泵容器16通过第1排出管路51和第2排出管路52排出。若液化气体的排出结束，则第1温度传感器40的测定温度会再次开始上升(图7的时刻Tb)。

控制器46从第1温度传感器40接受表示测定温度的测定信号，并根据测定信号来检测测定温度从降低重新转变为上升，并根据该重新转变控制切换控制阀24以使第2排出管路52关闭。即，在时刻Tb关闭切换控制阀24。同时，控制器46还关闭通气阀22。然后，低温泵10朝向再生温度进一步逐渐升温。

另外，在蓄积在低温泵10内的第2类气体的量足够少导致液化气体不会贮留在低温泵容器16内或者所产生的液化气体会迅速被气化的情况下，如图7中虚线所示，第1温度传感器40的测定温度会一直上升。测定温度不会从上升转变为降低。因此，控制器46不会使切换控制阀24和通气阀22打开。

并且，如图8所示，若再生开始，则第2温度传感器42的测定温度也会逐渐上升。在液化的第2类气体贮留在低温泵容器16的底部的情况下，液化气体可能会与低温板38等被第2冷却台34冷却的低温泵10的部位接触。由于这些部位的温度和液化气体的温度为相同程度的温度，因此第2温度传感器42的测定温度会停止上升(图8的时刻Ta)。

因此，控制器46可以根据第2温度传感器42的测定温度来控制切换控制阀24和通气阀22。控制器46从第2温度传感器42接受表示测定温度的测定信号，并根据测定信号来检测测定温度的停止上升，并根据该停止上升控制切换控制阀24以使第2排出管路52开放。即，在时刻Ta打开切换控制阀24。同时，控制器46还可以打开通气阀22。

若液化气体的排出结束，则第2温度传感器42的测定温度会再次开始上升(图8的时刻Tb)。控制器46从第2温度传感器42接受表示测定温度的测定信号，并根据测定信号来检测测定温度重新开始上升，并根据重新开始上升控制切换控制阀24以使第2排出管路52关闭。在时刻Tb关闭切换控制阀24。同时，控制器46还可以关闭通气阀22。

用于检测测定温度从上升转变为降低或停止上升的阈值以及用于检测测定温度从降低重新转变为上升或重新开始上升的阈值可以根据设计者的经验、或者设计者进行的实验或模拟试验等而适当地设定。

另外，在再生开始时，优选预先关闭切换控制阀24和通气阀22。这是为了降低出现如下风险：在再生开始时，低温泵容器16的内部可能会成为负压，这会导致低温泵容器16产生逆流。或者，控制器46可以从压力传感器44接受表示测定压力的测定信号，并根据测定信号在测定压力为大气压时打开切换控制阀24和通气阀22。

根据实施方式，低温泵10在使用现场可以采用各种设置姿势的情况下，不管设置姿势如何，均能够通过多个排出端口中的任一个端口将气体的液化物迅速排出到外部。例如，在将低温泵10横置的情况下，能够从容器主体16a的底部通过第1排出端口53排出液化物，并且能够从制冷机容纳筒16b通过第2排出端口54排出液化物。在纵置的情况下，能够从制冷机容纳筒16b通过第2排出端口54排出液化物。在其他设置姿势下，也同样能够通过第1排出端口53和/或第2排出端口54排出液化物。通过从低温泵10迅速排出气体的液化物，能够缩短低温泵10的升温时间，进而能够缩短再生时间。并且，还能够减少因液化物导致低温泵10的外表面结露。

以上，根据实施例对本发明进行了说明。本领域技术人员应当可以理解本发明并不只限于上述实施方式，其能够进行各种设计变更且存在各种变形例，并且这些变形例也属于在本发明的范围。

图9中示意地示出了另一实施方式所涉及的低温泵10的排出管线50。如图9所示，切换控制阀24可以是设置在第1排出管路51和第2排出管路52的汇合部55的三通阀。此时，切换控制阀24能够交替开闭第1排出管路51和第2排出管路52。如此，排出管线50也能够通过第1排出管路51或者通过第2排出管路52将流体排出到通气阀22。

在上述实施方式中，吹扫阀20设置于制冷机容纳筒16b上，但是，吹扫阀20也可以设置于低温泵容器16的其他部位，例如可以设置在容器主体16a上。此时，可以将切换控制阀24设置于第1排出管路51上，从而开闭第1排出管路51。如此一来，在吹扫气体从吹扫阀20供给到低温泵容器16时，可以关闭靠近吹扫阀20的排出端口(即，第1排出端口53)，并在该状态下从离吹扫阀20更远的排出端口(即，第2排出端口54)排出吹扫气体。

在上述实施方式中，第1排出管路51和第2排出管路52汇合到一个通气阀22，但这不是必须的。在一种实施方式中，可以在第1排出管路51和第2排出管路52上分别设置通气阀。

在上述说明中，例示了卧式低温泵10，但是，本发明也可以适用于立式等其他低温泵。在立式低温泵10中，在容器主体16a的底部设置有制冷机插入口，制冷机容纳筒16b在该制冷机插入口处连接于容器主体16a的底部。同样地，在放射屏蔽件36的底部，也与容器主体16a的制冷机插入口相邻地设置有使制冷机14通过的孔。制冷机14的第2缸体32和第2冷却台34通过这些孔而插入到放射屏蔽件36内，放射屏蔽件36在该侧部的孔的周围处与第1冷却台30热连接。

本发明的实施方式也可以表现为如下。

1.一种低温泵，其特征在于，具备：

制冷机；

低温板，被所述制冷机冷却；

低温泵容器，具备容器主体和制冷机容纳筒，所述容器主体容纳所述低温板，所述制冷机容纳筒的一端连接于所述容器主体且另一端固定于所述制冷机上，在所述制冷机容纳筒内插入有所述制冷机；

通气阀，用于从所述低温泵容器排出流体；

第1排出管路，具有设置于所述容器主体上的第1排出端口，所述第1排出管路配置于所述低温泵容器的外部，将所述第1排出端口连接于所述通气阀；及

第2排出管路，具有设置于所述制冷机容纳筒上的第2排出端口，所述第2排出管路将所述第2排出端口连接于所述通气阀，所述第2排出管路在所述第1排出端口与所述通气阀之间汇合到所述第1排出管路。

2.根据实施方式1所述的低温泵，其特征在于，所述容器主体具有低温泵吸气口，所述制冷机容纳筒连接于所述容器主体的侧部，

所述第1排出端口设置于所述容器主体的底部，所述第1排出管路设置成在将所述低温泵以使所述低温泵吸气口朝上的方式配置的情况下位于比所述制冷机容纳筒更靠下方的位置。

3.根据实施方式1或2所述的低温泵，其特征在于，所述第2排出端口设置在比连接于所述容器主体的所述制冷机容纳筒的所述一端更靠近固定于所述制冷机上的所述制冷机容纳筒的所述另一端的所述制冷机容纳筒上。

4.根据实施方式1至3中任一项所述的低温泵，其特征在于，还具备：吹扫阀，设置于所述制冷机容纳筒上，并且用于将吹扫气体供给到所述低温泵容器；及

切换控制阀，设置于所述第1排出管路和所述第2排出管路的汇合部或者设置于所述第2排出管路上的所述汇合部与所述第2排出端口之间，并且至少开闭所述第2排出管路。

5.根据实施方式4所述的低温泵，其特征在于，还具备：温度传感器，测定所述低温泵内的温度，并输出表示测定温度的测定信号；及

控制器，根据所述测定信号来检测所述测定温度从上升转变为降低或停止上升，并根据所述转变或所述停止上升控制所述切换控制阀以使所述第2排出管路开放。

6.根据实施方式5所述的低温泵，其特征在于，所述控制器根据所述测定信号来检测所述测定温度从降低重新转变为上升或重新开始上升，并根据所述重新转变或所述重新开始上升控制所述切换控制阀以使所述第2排出管路关闭。

7.一种低温泵的再生方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述低温泵升温至被所述低温泵捕捉的气体中的对象气体的熔点或超过熔点的温度；及

将所述对象气体的液化物从低温泵容器的容器主体通过第1排出管路排出到通气阀和/或从所述低温泵容器的制冷机容纳筒通过第2排出管路排出到通气阀；

所述第1排出管路配置于所述低温泵容器的外部，并且具有设置于所述容器主体上的第1排出端口；

所述第2排出管路具有设置于所述制冷机容纳筒上的第2排出端口，并在所述第1排出端口与所述通气阀之间汇合到所述第1排出管路。

8.一种低温泵，其特征在于，具备：

制冷机；

低温板，被所述制冷机冷却；

低温泵容器，具备容器主体和制冷机容纳筒，所述容器主体容纳所述低温板，所述制冷机容纳筒的一端连接于所述容器主体且另一端固定于所述制冷机上，在所述制冷机容纳筒内插入有所述制冷机；

吹扫阀，设置于所述制冷机容纳筒上，并且用于将吹扫气体供给到所述低温泵容器；及

第1排出管路，具有设置于所述容器主体上的第1排出端口；

第2排出管路，具有设置于所述制冷机容纳筒上的第2排出端口；及

切换控制阀，在从所述吹扫阀供给所述吹扫气体时，可以关闭所述第2排出管路。

9.一种低温泵的再生方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述低温泵升温至被所述低温泵捕捉的气体中的对象气体的熔点或超过熔点的温度；及

将所述对象气体的液化物通过低温泵容器的容器主体上的第1排出端口排出到所述低温泵容器的外部和/或通过所述低温泵容器的制冷机容纳筒上的第2排出端口排出到所述低温泵容器的外部；及

在将吹扫气体从吹扫阀供给到所述低温泵容器时，关闭所述第1排出端口和所述第2排出端口中的靠近所述吹扫阀的排出端口，并在该状态下，从所述第1排出端口和所述第2排出端口中的离所述吹扫阀更远的排出端口排出所述吹扫气体。

Claims (9)

1.一种低温泵，其特征在于，具备：

制冷机；

低温板，被所述制冷机冷却；

低温泵容器，具备容器主体和制冷机容纳筒，所述容器主体容纳所述低温板，所述制冷机容纳筒的一端连接于所述容器主体且另一端固定于所述制冷机上，在所述制冷机容纳筒内插入有所述制冷机；

通气阀，用于从所述低温泵容器排出流体；

第1排出管路，具有设置于所述容器主体上且能够排出存在于所述低温泵容器内的液化物的第1排出端口，所述第1排出管路配置于所述低温泵容器的外部，将所述第1排出端口连接于所述通气阀；及

第2排出管路，具有设置于所述制冷机容纳筒上的第2排出端口，所述第2排出管路将所述第2排出端口连接于所述通气阀，所述第2排出管路在所述第1排出端口与所述通气阀之间汇合到所述第1排出管路。

2.根据权利要求1所述的低温泵，其特征在于，

所述容器主体具有低温泵吸气口，所述制冷机容纳筒连接于所述容器主体的侧部，

所述第1排出端口设置于所述容器主体的底部，所述第1排出管路设置成在将所述低温泵以使所述低温泵吸气口朝上的方式配置的情况下位于比所述制冷机容纳筒更靠下方的位置。

3.根据权利要求1或2所述的低温泵，其特征在于，

所述第2排出端口设置在比连接于所述容器主体的所述制冷机容纳筒的所述一端更靠近固定于所述制冷机上的所述制冷机容纳筒的所述另一端的所述制冷机容纳筒上。

4.根据权利要求1或2所述的低温泵，其特征在于，还具备：

吹扫阀，设置于所述制冷机容纳筒上，并且用于将吹扫气体供给到所述低温泵容器；及

切换控制阀，设置于所述第1排出管路和所述第2排出管路的汇合部或者设置于所述第2排出管路上的所述汇合部与所述第2排出端口之间，并且至少开闭所述第2排出管路。

5.根据权利要求4所述的低温泵，其特征在于，还具备：

温度传感器，测定所述低温泵内的温度，并输出表示测定温度的测定信号；及

控制器，根据所述测定信号来检测所述测定温度从上升转变为降低或停止上升，并根据所述转变或所述停止上升控制所述切换控制阀以使所述第2排出管路开放。

6.根据权利要求5所述的低温泵，其特征在于，

所述控制器根据所述测定信号来检测所述测定温度从降低重新转变为上升或重新开始上升，并根据所述重新转变或所述重新开始上升控制所述切换控制阀以使所述第2排出管路关闭。

7.一种低温泵的再生方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述低温泵升温至被所述低温泵捕捉的气体中的对象气体的熔点或超过熔点的温度；及

将所述对象气体的液化物从低温泵容器的容器主体通过第1排出管路排出到通气阀和/或从所述低温泵容器的制冷机容纳筒通过第2排出管路排出到通气阀；

所述第1排出管路配置于所述低温泵容器的外部且能够排出存在于所述低温泵容器内的液化物，并且具有设置于所述容器主体上的第1排出端口；

所述第2排出管路具有设置于所述制冷机容纳筒上的第2排出端口，并在所述第1排出端口与所述通气阀之间汇合到所述第1排出管路。

8.一种低温泵，其特征在于，具备：

制冷机；

低温板，被所述制冷机冷却；

低温泵容器，具备容器主体和制冷机容纳筒，所述容器主体容纳所述低温板，所述制冷机容纳筒的一端连接于所述容器主体且另一端固定于所述制冷机上，在所述制冷机容纳筒内插入有所述制冷机；

吹扫阀，设置于所述制冷机容纳筒上，并且用于将吹扫气体供给到所述低温泵容器；

第1排出管路，具有设置于所述容器主体上且能够排出存在于所述低温泵容器内的液化物的第1排出端口；

第2排出管路，具有设置于所述制冷机容纳筒上的第2排出端口；及

切换控制阀，在从所述吹扫阀供给所述吹扫气体时，可以关闭所述第2排出管路。

9.一种低温泵的再生方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述低温泵升温至被所述低温泵捕捉的气体中的对象气体的熔点或超过熔点的温度；

将所述对象气体的液化物通过低温泵容器的容器主体上的第1排出端口排出到所述低温泵容器的外部和/或通过所述低温泵容器的制冷机容纳筒上的第2排出端口排出到所述低温泵容器的外部；及

在将吹扫气体从吹扫阀供给到所述低温泵容器时，关闭所述第1排出端口和所述第2排出端口中的靠近所述吹扫阀的排出端口，并在该状态下，从所述第1排出端口和所述第2排出端口中的离所述吹扫阀更远的排出端口排出所述吹扫气体。