JP2881517B2 - クライオポンプ再生制御装置 - Google Patents

クライオポンプ再生制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクライオポンプを再生制
御する際に用いられる制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、クライオポンプを再生状態(再
び気体を吸着できる状態にすること)する際には、再生
ガスを用いてガス吸着面を加熱し吸着ガスを排気してク
ライオポンプの再生を行っている。従来、クライオポン
プを再生する際には再生ガスとして室温(又は加熱され
た)の窒素又はアルゴン等のガス(乾燥ガス)をクライ
オポンプに導入してガス吸着面を急熱する。この際、ガ
ス吸着面から、例えば、水素、炭化水素、酸素が放出さ
れる。そして、これら放出気体(ガス)は再生ガスとと
もにクライオポンプから排出され、クライオポンプを再
生状態としている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来、
クライオポンプを再生する際には、単に再生ガスをクラ
イオポンプに導入してガス吸着面を加熱しているだけで
あるので、ガス吸着面から種々のガスが放出されること
になり、この結果、例えば、水素又は炭化水素と酸素が
クライオポンプ中で同時に存在して、これらのガスが爆
発的に化合することがある。特に、クライオポンプ側
に、例えば、絶縁フィラメント型真空計が配置されてい
る場合には、爆発を引き起こす可能性が極めて高い。さ
らに、ガス吸着面に燐が吸着されている場合には酸素の
存在によって自然発火又は爆発の恐れが極めて大きい。
いずれにしても、従来のクライオポンプ再生において
は、クライオポンプ自体が破壊される危険性が高く、さ
らに、真空容器をも破壊される場合があり、安全面で問
題点が多い。本発明の目的は安全にクライオポンプの再
生を行うことのできる再生制御装置を提供することにあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、クライ
オポンプと、前記クライオポンプに連結され該クライオ
ポンプを排気するためのポンプ手段と、前記クライオポ
ンプに連結され再生ガスを導入するための導入手段とを
有するクライオポンプ装置において、前記クライオポン
プの真空度が予め定められた設定真空度になると前記導
入手段を制御して前記再生ガスを前記クライオポンプに
導入するとともに前記クライオポンプの温度が予め定め
られた設定温度になると前記ポンプ手段を制御して前記
クライオポンプを排気する制御手段を有し、該制御手段
は前記クライオポンプの放出ガス温度に応じて前記設定
温度を順次変化させるようにしたことを特徴とするクラ
イオポンプ再生制御装置が得られる。ここでは、前記制
御手段には、前記クライオポンプの真空度を計測する第
1の計測手段と、前記クライオポンプの温度を計測する
第2の計測手段とが備えられており、前記制御手段は、
動作開始信号に応答して前記導入手段を制御して前記再
生ガスを前記クライオポンプに導入する第1の手段と、
前記第2の計測手段による計測温度が予め設定された設
定温度になった際前記導入手段を制御して前記クライオ
ポンプへの前記再生ガスの導入を停止し前記ポンプ手段
を駆動制御する第2の手段と、予め定められた真空度が
設定真空度として設定され、前記第1の計測手段による
計測真空度が前記設定真空度になった際前記ポンプ手段
を停止して前記導入手段を駆動制御し前記クライオポン
プに前記再生ガスを導入する第3の手段と、前記設定温
度として第1乃至第N(Nは2以上の整数)の設定温度
を順次前記第2の手段に設定する設定手段とを有してい
る。さらに、第3の手段は、ポンプ手段駆動後予め定め
られた時間が経過すると前記ポンプ手段を停止して前記
導入手段を駆動制御し前記クライオポンプに前記再生ガ
スを導入するようにしてもよい。
【0005】
【作用】本発明では動作開始信号に応答してまずクライ
オポンプに再生ガスを導入する。その後、クライオポン
プが第1の設定温度に達すると再生ガスの導入を停止し
てクライオポンプを排気する。そして、クライオポンプ
が所定の真空度に達すると、排気を停止して、再び再生
ガスをクライオポンプに導入する。そして、今度は第2
の設定温度に達すると、再生ガスの導入を停止してクラ
イオポンプを排気する。そして、クライオポンプが所定
の真空度に達すると、排気を停止して、再生ガスをクラ
イオポンプに導入する。このようにして、順次設定温度
を変えて、その都度、再生ガスの導入排気を行っている
から、つまり、設定温度によってガス吸着面から放出さ
れるガスが異なるから、その都度、クライオポンプを排
気することによってクライオポンプ中で種々のガスが混
合されることがなく、その結果、クライオポンプの再生
を安全に行うことができる。
【0006】
【実施例】以下本発明について実施例によって説明す
る。図1を参照して、クライオポンプ11には真空容器
12が連結されている。バルブ体11aの開駆動によっ
てクライオポンプ11は真空容器12に連通され、バル
ブ体11aの閉駆動によってクライオポンプ11は真空
容器12から実質的に分離される。クライオポンプ11
には第1のバルブ13を介して再生ガス導入管14が接
続され、クライオポンプ11には第2のバルブ15を介
してポンプ16が排気路17によって接続されている。
さらに、クライオポンプ11にはリリーフ弁18を介し
てリリーフ管19が連結されている。第2のバルブ15
とポンプとの間において排気路17には真空計(例え
ば、熱線フィラメント型真空計)20が連結され、クラ
イオポンプ11には温度検出器21が備えられている。
そして、真空計20でクライオポンプ11の真空度が計
測真空度として計測され、温度検出器21でクライオポ
ンプ11の温度が計測温度として計測される。第1及び
第2のバルブ13及び15、ポンプ16、真空計20、
及び温度検出器21には制御装置22が接続されてお
り、制御装置22は後述するように計測温度及び計測真
空度に応じて第1及び第2のバルブ13及び15とポン
プ16とを制御する。
【0007】図2も参照して、クライオポンプ11を再
生する際には、まず、バルブ体11aを閉駆動してクラ
イオポンプ11と真空容器12とを遮断する。その後、
制御装置22に再生開始信号が与えられる。制御装置2
2は再生開始信号に応答して第1のバルブ13を開き、
再生ガス導入管14から再生ガス(例えば、窒素ガス)
を連続してクライオポンプ11中に導入する。この際、
リリーフ弁18が開かれ、リリーフ管19を通って再生
ガスが流出する。つまり、再生ガスは再生ガス導入管1
4からクライオポンプ11に導入され、リリーフ管19
から導出されることになる。そして、この再生ガスは予
め設定された時間導入される。
【0008】再生ガス導入後、クライオポンプ11内の
温度は急激に上昇する。クライオポンプ11内温度は温
度検出器21で計測される。制御装置22では計測温度
(クライオヘッド温度)が予め設定された第1の設定温
度(一種のガスが凝縮又は吸着する温度より若干高い温
度)となると、第1のバルブ13を閉じて再生ガスのク
ライオポンプ11内への導入を停止する。排気開始後、
図2に示すように温度上昇が抑えられ、クライオポンプ
11はほぼ一定の温度となる。これによって、例えば、
クライオポンプ11から水素が放出される。そして、制
御装置22は第2のバルブ15を開くとともにポンプ1
6によりクライオポンプ11内を排気(粗引き)する。
つまり、水素(再生ガスを含む)を排気する。
【0009】排気の結果、クライオポンプ11の真空度
が所定の真空度(第1の真空度)になると、つまり、計
測真空度が第1の真空度になると、制御装置22は第2
のバルブ15を閉じる。その後、制御装置22は第1の
バルブ13を開き、再生ガス導入管14から再生ガスを
連続してクライオポンプ11中に導入する。この際、リ
リーフ弁18が開かれ、リリーフ管19を通って再生ガ
スが流出する。そして、温度検出器21の計測温度が第
2の設定温度(第2の設定温度>第1の設定温度)にな
ると、制御装置22は再び第1のバルブ13を閉じて再
生ガスのクライオポンプ11内への導入を停止する。排
気開始後、図2に示すように温度上昇が抑えられ、クラ
イオポンプ11はほぼ一定の温度となる。これによっ
て、例えば、クライオポンプ11から酸素が放出され
る。制御装置22は第2のバルブ15を開くとともにポ
ンプ16によりクライオポンプ11内を排気(粗引き)
する。つまり、酸素(再生ガスを含む)を排気する。
【0010】排気の結果、クライオポンプ11の真空度
が所定の真空度(第2の真空度)になると、制御装置2
2は再び第2のバルブ15を閉じる。その後、制御装置
22は三たび第1のバルブ13を開き、再生ガス導入管
14から再生ガスを連続してクライオポンプ11中に導
入する。この際、リリーフ弁18が開かれ、リリーフ管
19を通って再生ガスが流出する。そして、温度検出器
21の計測温度が第3の設定温度(第3の設定温度>第
2の設定温度)になると、制御装置22は第1のバルブ
13を閉じて再生ガスのクライオポンプ11内への導入
を停止する。排気開始後、図2に示すように温度上昇が
抑えられ、クライオポンプ11はほぼ一定の温度とな
る。これによって、例えば、クライオポンプ11から炭
化水素が放出される。制御装置22は第2のバルブ15
を開くとともにポンプ16によりクライオポンプ11内
を排気(粗引き)する。つまり、炭化水素(再生ガスを
含む)を排気する。
【0011】このようにして、順次再生ガスの導入排気
をクライオポンプが第Nの設定温度となるまで繰り返
す。このようにして、クライオポンプに凝縮して吸着さ
れたガスを単一ガス毎に放出・排気を行うから、複数の
ガスが同時に混合されることがなく、爆発等の事故を防
止することができる。
【0012】なお、図2では再生ガス導入後、設定温度
に達した際、直ちに排気を行うことなく所定の時間放置
した後、排気するステップが含まれているが、このよう
な放置時間を設定しても吸着ガスの排出には何等問題は
ない。さらに、上述の実施例では、真空計20で計測さ
れる真空度が設定真空度に達した際、排気を停止するよ
うにしたが、排気開始後、所定設定時間経過すると、排
気を停止するようにしてもよい。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明ではクライ
オポンプの設定温度を順次変えて、その都度、再生ガス
の導入排気を行う。つまり、設定温度によってクライオ
ポンプの吸着面から放出されるガスを異ならせているか
ら、単一のガスが放出される都度、クライオポンプを排
気することによってクライオポンプ中で種々のガスが混
合されることがなく、その結果、クライオポンプの再生
を安全に行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にクライオポンプ再生制御装置の一実施
例を示す図である。
【図2】図1に示すクライオポンプ再生制御装置におけ
る再生制御の一実施例を説明するための図である。
【符号の説明】 11 クライオポンプ 12 真空容器 13 第1のバルブ 14 再生ガス導入管 15 第2のバルブ 16 ポンプ 17 排気路 18 リリーフ弁 19 リリーフ管 20 真空計 21 温度検出器 22 制御装置

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クライオポンプと、前記クライオポンプ
    に連結され該クライオポンプを排気するためのポンプ手
    段と、前記クライオポンプに連結され再生ガスを導入す
    るための導入手段とを有するクライオポンプ装置におい
    て、前記クライオポンプの真空度が予め定められた設定
    真空度になると前記導入手段を制御して前記再生ガスを
    前記クライオポンプに導入するとともに前記クライオポ
    ンプの温度が予め定められた設定温度になると前記ポン
    プ手段を制御して前記クライオポンプを排気する制御手
    段を有し、該制御手段は前記クライオポンプの放出ガス
    温度に応じて前記設定温度を順次変化させるようにした
    ことを特徴とするクライオポンプ再生制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載されたクライオポンプ再
    生制御装置において、前記制御手段には、前記クライオ
    ポンプの真空度を計測する第1の計測手段と、前記クラ
    イオポンプの温度を計測する第2の計測手段とが備えら
    れており、前記制御手段は、動作開始信号に応答して前
    記導入手段を制御して前記再生ガスを前記クライオポン
    プに導入する第1の手段と、前記第2の計測手段による
    計測温度が予め設定された設定温度になった際前記導入
    手段を制御して前記クライオポンプへの前記再生ガスの
    導入を停止し前記ポンプ手段を駆動制御する第2の手段
    と、予め定められた真空度が設定真空度として設定さ
    れ、前記第1の計測手段による計測真空度が前記設定真
    空度になった際前記ポンプ手段を停止して前記導入手段
    を駆動制御し前記クライオポンプに前記再生ガスを導入
    する第3の手段と、前記設定温度として第1乃至第N
    (Nは2以上の整数)の設定温度を順次前記第2の手段
    に設定する設定手段とを有することを特徴とするクライ
    オポンプ再生制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載されたクライオポンプ再
    生制御装置において、前記制御手段には、前記クライオ
    ポンプの温度を計測する第2の計測手段が備えられてお
    り、前記制御手段は、動作開始信号に応答して前記導入
    手段を制御して前記再生ガスを前記クライオポンプに導
    入する第1の手段と、前記第2の計測手段による計測温
    度が予め設定された設定温度になった際前記導入手段を
    制御して前記クライオポンプへの前記再生ガスの導入を
    停止し前記ポンプ手段を駆動制御する第2の手段と、前
    記ポンプ手段駆動後予め設定された時間が経過すると前
    記ポンプ手段を停止して前記導入手段を駆動制御し前記
    クライオポンプに前記再生ガスを導入する第3の手段
    と、前記設定温度として第1乃至第N(Nは2以上の整
    数)の設定温度を順次前記第2の手段に設定する設定手
    段とを有することを特徴とするクライオポンプ再生制御
    装置。
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