JP3448881B2 - クライオポンプ - Google Patents
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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、極低温に冷却したクラ
イオパネルと、輻射熱を防止する熱シールド板，ブライ
ンドで構成するクライオポンプに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のクライオポンプは、特開昭61−16
9682号公報に記載のように、液体ヘリウム等で５.０Ｋ
以下の極低温に冷却した単一平坦面のクライオパネルに
被排気ガスを凝縮・凝固捕捉して排気する真空ポンプで
ある。クライオパネル冷却用の液体ヘリウムはわずかな
熱で蒸発し、かつ、高価な冷媒である。液体ヘリウムの
蒸発量を少なくするために、このクライオパネルがポン
プ外の常温，高温部からの輻射熱で直接加熱されないよ
うに、クライオパネルの回りに、液体窒素で約８０Ｋの
低温に冷却した熱シールド板を配置する。 【０００３】クライオパネルの側面部の熱シールド板は
被排気ガスが通過できるようにルーバを多段に配置した
ルーバブラインド型をしており、排気するガス分子は、
このルーバの隙間を通り、極低温のクライオパネルに衝
突し、そこで凝縮・吸着される。 【０００４】ルーバの表面は、輻射熱を吸収するように
黒色に表面処理しており、外部の光線は、これらの熱シ
ールド板に少なくとも一度衝突した後、クライオパネル
に到達するようになっている。このルーバはポンプ奥側
に配置した熱シールド板から冷却するように、この熱シ
ールド板に直接または間接的に接触熱抵抗を小さくする
ように強固に固定されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、クラ
イオパネルとある距離を保って、各ルーバを保持するル
ーバホルダを固定する構造としてクライオポンプ奥側の
熱シールド板に固定していた。この熱シールド板は液体
窒素等の冷媒で冷却されており、ルーバホルダは固定部
の接触面より熱シールド板で冷却される。したがって、
各ルーバはこのルーバホルダの熱伝導で熱シールド板で
冷却されることとなり、このルーバホルダの材質は熱伝
導率の大きなアルミニウムや銅が選択される。しかし、
熱伝導率の大きな材料は一般的に剛性が小さい。このた
め、クライオポンプ冷却時の熱シールド板，ルーバ，ル
ーバホルダやクライオパネルの熱応力等の外力が作用し
た場合、ルーバの位置を所定の位置に保持することが難
しい。ルーバの位置を所定の位置に保持出来なければ、
ルーバがクライオパネルに接触し、クライオパネルが加
温され所定の排気速度を確保できなくなったり、クライ
オパネルを冷却する液体ヘリウムの蒸発量が増加し多量
の液体ヘリウムを消費してしまうという問題があった。 【０００６】本発明の目的は、クライオポンプ冷却時に
クライオパネルとルーバの相対位置を所定の位置に保持
できるクライオポンプを提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的は、極低温に冷
却されるクライオパネル２２と、被排気ガス流入面以外
の高温壁からの輻射熱から前記クライオパネル２２を保
護する第１熱シールド板と、排気ガス流入面から前記ク
ライオパネル２２に侵入する輻射熱から前記クライオパ
ネル２２を保護する第２熱シールド板と、前記クライオ
パネルの面に対向し、排気ガス流入面から前記クライオ
パネルに侵入する輻射熱から保護するための低温に冷却
されるルーバ２４と、このルーバ２４を支持するユニッ
トホルダ３２とをそれぞれを備えてユニット群となった
クライオポンプにおいて、前記クライオパネル２２と前
記ルーバ２４との相対位置を前記ユニットホルダ３２で
所定位置に保持すると共に、前記クライオパネル２２は
前記ユニットホルダ３２よりも熱伝導率が小さな支持部
材３５，３７，４０で前記ユニットホルダ３２に支持さ
れているので、前記ユニットホルダ３２から前記クライ
オパネル２２への熱侵入量を小さくしたことにより達成
される。 【０００８】 【作用】ルーバホルダは剛性の高いステンレス鋼製のユ
ニットホルダで固定され、クライオパネルは剛性の高い
エポキシ樹脂の支持材を介して固定される。ルーバはル
ーバホルダにろう付け，溶接，半田付け等で強固に支持
されている。また、ユニットホルダは冷却を目的に他の
熱シールド板に強固に固定する必要がない。したがっ
て、クライオパネルとルーバホルダは、クライオポンプ
冷却時の熱シールド板、ルーバ，ルーバホルダやクライ
オパネルの熱応力等の外力が作用した場合にも、ユニッ
トホルダ近傍のクライオパネルとルーバの相対位置を所
定の位置に保持することができる。クライオパネルとル
ーバの長手方向に複数個取付けられているユニットホル
ダにより、クライオパネルとルーバの長手方向全般にわ
たって、クライオパネルとルーバの相対位置を所定の位
置に保持することができる。クライオパネルは熱伝導率
の小さなエポキシ樹脂の支持材で液体窒素温度近傍のユ
ニットホルダから支持されるので、ユニットホルダから
クライオパネルへの熱侵入量を小さくできる。 【０００９】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図４に
より説明する。図１にクライオポンプの冷却システムの
構成例を示す。クライオポンプ１は、核融合装置の中性
粒子入射装置やスペースチャンバ等の真空容器２内に配
置される。クライオポンプ１は、単一ユニット３また
は、複数のユニット群３を合わせて構成する。各ユニッ
ト３の上部は、配管６，配管７を介して液体ヘリウム上
部タンク４及び液体窒素上部タンク５と連通し、ユニッ
ト３の下部は、配管１０，配管１１を介して液体ヘリウ
ム下部タンク８及び液体窒素下部タンク９と連通してい
る。 【００１０】液体ヘリウム１２は、ヘリウム液化装置１
３内で製造され液体ヘリウム供給管で液体ヘリウム上部
タンク４内に供給される。液体ヘリウム上部タンクと液
体ヘリウム下部タンクは、液体ヘリウムバイパス管１５
を介して連通されている。クライオポンプ１で加熱され
て蒸発したヘリウムガスは、液体ヘリウム上部タンク４
及びヘリウムガス回収管１６を通ってヘリウム液化装置
に戻り、再び液化される。 【００１１】一方、液体窒素１７は、窒素液化機また
は、窒素貯蔵タンク１８より供給管１９で液体窒素上部
タンク５内に供給される。液体窒素上部タンクと液体窒
素下部タンクは液体窒素バイパス管２０を介して連通さ
れている。クライオポンプ内の、排気ガス流入面からク
ライオパネルに侵入する輻射熱から保護するために液体
窒素で低温に冷却した第２熱シールド板群のルーバ、お
よび被排気ガス流入面以外の高温壁からクライオパネル
に侵入する輻射熱から保護するための被排気ガス流入面
に液体窒素で低温に冷却した第１熱シールド板の熱シー
ルド板（図２で説明）で加熱されて蒸発した窒素ガス
は、液体窒素上部タンク５及び窒素ガス回収管２１を通
って窒素液化装置に戻り、再び液化されるか、または、
大気に放出される。液体ヘリウム上部タンク及び液体窒
素上部タンク内の液体ヘリウム，液体窒素は自然循環に
よりそれぞれ液体ヘリウムバイパス管１５，液体窒素バ
イパス管２０を介してクライオポンプ内に供給される。 【００１２】図２は３個のユニットを組み合わせたクラ
イオポンプの上部側断面であり、図３は図２のＸ−Ｘ断
面図、図４は図２のＹ−Ｙ断面図である。 【００１３】被排気ガスを凝縮・凝固してトラップする
クライオパネル２２は、ステンレス鋼や，銅や，アルミ
ニウム等の金属製でパネル内に冷却冷媒流路２３を設け
ている。クライオパネル内には、液体ヘリウムが配管
６，配管７を介して流路２３を自然循環で流れ、クライ
オパネルは４.５Ｋ 以下の極低温に冷却される。 【００１４】一方、ステンレス鋼や，銅や，アルミニウ
ム等の金属製のルーバ２４はルーバホルダ２５と櫛歯状
に組み合わされ、組み合わせ部はろう付け，溶接，半田
付け等で冶金的に一体化されている。また、前面熱シー
ルド板２６は、ルーバホルダ２５に溶接等で冶金的に一
体化されている。ルーバホルダ２５は、同ホルダにろう
付け等で冶金的に一体化された配管７内を自然循環で流
動する液体窒素で温度約８０Ｋに冷却される。また、前
面熱シールド板２６は、同熱シールド板の配管２７の流
路２８内を自然循環で流動する液体窒素で温度約８０Ｋ
に冷却される。ステンレス鋼や，銅や，アルミニウム等
の金属製の背面熱シールド板２９，側面熱シールド板３
０も同様にろう付け等で冶金的に一体化された配管７内
を自然循環で流動する液体窒素で温度約８０Ｋに冷却さ
れる。ルーバホルダ２５奥部はホルダプレート３１に一
体化されている。一方、ルーバホルダ２５はクライオパ
ネルやルーバホルダの材料と同等もしくはそれ以上の剛
性を有する、例えば、ステンレス製でクライオパネルを
囲むユニットホルダ３２にボルトおよびナット３３で強
固に固定され、さらにユニットホルダ３２の端部は前面
熱シールド板２６にボルト３４で強固に固定されてい
る。 【００１５】クライオパネル２２は、エポキシ樹脂等の
熱伝導率の小さな材質で制作したスペーサ３５を内部に
保持したボルト３６およびスペーサ３７を介して前面熱
シールド板２６でクライオパネルの幅方向に支持されて
いる。一方、クライオパネル両端部では、ユニットホル
ダ３８のアーム３９で、エポキシ樹脂等の熱伝導率の小
さな材質で制作したスペーサ４０を内部に保持したボル
ト４１を介してクライオパネルの長手幅方向を支持して
いる。図３は一端部を示した図であるがクライオパネル
の他端部も同様な構造である。 【００１６】スペーサ３７はクライオパネル２２にねじ
構造で固定されており、前面熱シールド板２６の孔また
は溝４２にスペーサ３７の先端が挿入されている。ま
た、スペーサ３５の先端はクライオパネル２２の孔また
は溝４３に挿入されている。このようにして、クライオ
パネル２２の左右方向およびクライオパネル幅方向への
移動を防止している。一方、クライオパネルの長手幅方
向はスペーサ４０で上下方向への移動を防止している。
また、ルーバ２４，ルーバホルダ２５はユニットホルダ
３２，前面熱シールド板２６で固定されており、クライ
オパネル２２の左右方向およびクライオパネル幅方向へ
の移動を防止している。 【００１７】ユニットホルダ３２，３８は冷却のため他
の背面熱シールド板２９，側面熱シールド板３０に強固
には固定される必要がない。また、ルーバホルダ２５に
溝４４を設け、ユニットホルダ３２とルーバホルダ２５
との熱変形の歪を吸収している。 【００１８】本実施例によれば、ルーバホルダ２５は剛
性の高いステンレス鋼製のユニットホルダ３２，３８で
固定され、クライオパネル２２は剛性の高いエポキシ樹
脂の支持材３５，３７，４０を介して固定される。ルー
バ２４はルーバホルダ２５にろう付け，溶接，半田付け
等で強固に支持されている。また、ユニットホルダ３
２，３８は冷却を目的に他の背面熱シールド板２９，側
面熱シールド板３０に強固に固定する必要がない。した
がって、クライオパネル２２とルーバホルダ２５は、ク
ライオポンプ冷却時の背面熱シールド板２９，側面熱シ
ールド板３０の熱応力等の外力が作用した場合にも、ユ
ニットホルダ近傍のクライオパネル２２とルーバ２４の
相対位置を所定の位置に保持することができる。また、
クライオパネル２２とルーバ２４の長手方向も、長手方
向に複数個取付けられているユニットホルダ３２によ
り、クライオパネル２２とルーバ２４の長手方向全般に
わたって、クライオパネルとルーバの相対位置を所定の
位置に保持することができる。このため、クライオパネ
ル２２とルーバ２４が接触するような問題は生じない。
クライオポンプの冷却時にクライオパネル２２は熱伝導
率の小さなエポキシ樹脂の支持材３５，３７，４０で液
体窒素温度近傍のユニットホルダ３２，３８から支持さ
れるので、ユニットホルダからクライオパネルへの熱侵
入量を非常に小さくできる。また、クライオパネル２２
とルーバ２４，ルーバホルダ２５の長手方向に変形した
としても、ユニットホルダ近傍のクライオパネル２２と
ルーバ２４の相対位置を確保しながらユニットホルダが
節となって変形するので、長手方向全般にわたってクラ
イオパネルとルーバの相対位置を所定の位置に保持する
ことができる。よって、クライオポンプの排気速度を常
に確保でき、クライオパネルを冷却する液体ヘリウムの
蒸発量を少なくして液体ヘリウムの消費量を少なくでき
る。 【００１９】本発明の他の実施例を図５，図６に示す。
この実施例と図２，図４と異なる点は、隣接するクライ
オパネル２２群を支持しているユニットホルダ３２，３
８群間を、クライオパネルやルーバホルダの材料と同等
もしくはそれ以上の剛性を有する例えばステンレス製の
ユニットホルダベースで、クライオパネル２２の配列方
向で支持している。本実施例によれば、クライオパネル
２２の配列方向の変形をさらに防止出来るので、クライ
オパネル２２の配列方向の所定の間隔を確保でき、クラ
イオポンプの排気速度をさらに信頼性高く確保できる。
また、同一クライオパネル２２を支持しているユニット
ホルダ３２，３８群を、クライオパネルやルーバホルダ
の材料と同等もしくはそれ以上の剛性を有する、例え
ば、ステンレス製のユニットホルダベース４４で、クラ
イオパネル２２の長手方向で支持すれば、クライオパネ
ル２２とルーバ２４，ルーバホルダ２５の長手方向の変
形をさらに防止出来るので、ユニットホルダ近傍のクラ
イオパネル２２とルーバ２４の相対位置を確保しながら
長手方向全般にわたってクライオパネルとルーバの相対
位置の所定の位置をさらに正確に保持することができ、
クライオポンプの排気速度をさらに高く確保できる。 【００２０】 【発明の効果】本発明によれば、クライオポンプ冷却時
の熱シールド板，ルーバ，ルーバホルダやクライオパネ
ルの熱応力等の外力が作用した場合にも、ユニットホル
ダ近傍のクライオパネルとルーバの相対位置を所定の位
置に保持することができるので、クライオポンプの所定
の排気速度を確保でき、液体ヘリウムの蒸発量の増加を
防止できる。
イオパネルと、輻射熱を防止する熱シールド板，ブライ
ンドで構成するクライオポンプに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のクライオポンプは、特開昭61−16
9682号公報に記載のように、液体ヘリウム等で５.０Ｋ
以下の極低温に冷却した単一平坦面のクライオパネルに
被排気ガスを凝縮・凝固捕捉して排気する真空ポンプで
ある。クライオパネル冷却用の液体ヘリウムはわずかな
熱で蒸発し、かつ、高価な冷媒である。液体ヘリウムの
蒸発量を少なくするために、このクライオパネルがポン
プ外の常温，高温部からの輻射熱で直接加熱されないよ
うに、クライオパネルの回りに、液体窒素で約８０Ｋの
低温に冷却した熱シールド板を配置する。 【０００３】クライオパネルの側面部の熱シールド板は
被排気ガスが通過できるようにルーバを多段に配置した
ルーバブラインド型をしており、排気するガス分子は、
このルーバの隙間を通り、極低温のクライオパネルに衝
突し、そこで凝縮・吸着される。 【０００４】ルーバの表面は、輻射熱を吸収するように
黒色に表面処理しており、外部の光線は、これらの熱シ
ールド板に少なくとも一度衝突した後、クライオパネル
に到達するようになっている。このルーバはポンプ奥側
に配置した熱シールド板から冷却するように、この熱シ
ールド板に直接または間接的に接触熱抵抗を小さくする
ように強固に固定されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、クラ
イオパネルとある距離を保って、各ルーバを保持するル
ーバホルダを固定する構造としてクライオポンプ奥側の
熱シールド板に固定していた。この熱シールド板は液体
窒素等の冷媒で冷却されており、ルーバホルダは固定部
の接触面より熱シールド板で冷却される。したがって、
各ルーバはこのルーバホルダの熱伝導で熱シールド板で
冷却されることとなり、このルーバホルダの材質は熱伝
導率の大きなアルミニウムや銅が選択される。しかし、
熱伝導率の大きな材料は一般的に剛性が小さい。このた
め、クライオポンプ冷却時の熱シールド板，ルーバ，ル
ーバホルダやクライオパネルの熱応力等の外力が作用し
た場合、ルーバの位置を所定の位置に保持することが難
しい。ルーバの位置を所定の位置に保持出来なければ、
ルーバがクライオパネルに接触し、クライオパネルが加
温され所定の排気速度を確保できなくなったり、クライ
オパネルを冷却する液体ヘリウムの蒸発量が増加し多量
の液体ヘリウムを消費してしまうという問題があった。 【０００６】本発明の目的は、クライオポンプ冷却時に
クライオパネルとルーバの相対位置を所定の位置に保持
できるクライオポンプを提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的は、極低温に冷
却されるクライオパネル２２と、被排気ガス流入面以外
の高温壁からの輻射熱から前記クライオパネル２２を保
護する第１熱シールド板と、排気ガス流入面から前記ク
ライオパネル２２に侵入する輻射熱から前記クライオパ
ネル２２を保護する第２熱シールド板と、前記クライオ
パネルの面に対向し、排気ガス流入面から前記クライオ
パネルに侵入する輻射熱から保護するための低温に冷却
されるルーバ２４と、このルーバ２４を支持するユニッ
トホルダ３２とをそれぞれを備えてユニット群となった
クライオポンプにおいて、前記クライオパネル２２と前
記ルーバ２４との相対位置を前記ユニットホルダ３２で
所定位置に保持すると共に、前記クライオパネル２２は
前記ユニットホルダ３２よりも熱伝導率が小さな支持部
材３５，３７，４０で前記ユニットホルダ３２に支持さ
れているので、前記ユニットホルダ３２から前記クライ
オパネル２２への熱侵入量を小さくしたことにより達成
される。 【０００８】 【作用】ルーバホルダは剛性の高いステンレス鋼製のユ
ニットホルダで固定され、クライオパネルは剛性の高い
エポキシ樹脂の支持材を介して固定される。ルーバはル
ーバホルダにろう付け，溶接，半田付け等で強固に支持
されている。また、ユニットホルダは冷却を目的に他の
熱シールド板に強固に固定する必要がない。したがっ
て、クライオパネルとルーバホルダは、クライオポンプ
冷却時の熱シールド板、ルーバ，ルーバホルダやクライ
オパネルの熱応力等の外力が作用した場合にも、ユニッ
トホルダ近傍のクライオパネルとルーバの相対位置を所
定の位置に保持することができる。クライオパネルとル
ーバの長手方向に複数個取付けられているユニットホル
ダにより、クライオパネルとルーバの長手方向全般にわ
たって、クライオパネルとルーバの相対位置を所定の位
置に保持することができる。クライオパネルは熱伝導率
の小さなエポキシ樹脂の支持材で液体窒素温度近傍のユ
ニットホルダから支持されるので、ユニットホルダから
クライオパネルへの熱侵入量を小さくできる。 【０００９】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図４に
より説明する。図１にクライオポンプの冷却システムの
構成例を示す。クライオポンプ１は、核融合装置の中性
粒子入射装置やスペースチャンバ等の真空容器２内に配
置される。クライオポンプ１は、単一ユニット３また
は、複数のユニット群３を合わせて構成する。各ユニッ
ト３の上部は、配管６，配管７を介して液体ヘリウム上
部タンク４及び液体窒素上部タンク５と連通し、ユニッ
ト３の下部は、配管１０，配管１１を介して液体ヘリウ
ム下部タンク８及び液体窒素下部タンク９と連通してい
る。 【００１０】液体ヘリウム１２は、ヘリウム液化装置１
３内で製造され液体ヘリウム供給管で液体ヘリウム上部
タンク４内に供給される。液体ヘリウム上部タンクと液
体ヘリウム下部タンクは、液体ヘリウムバイパス管１５
を介して連通されている。クライオポンプ１で加熱され
て蒸発したヘリウムガスは、液体ヘリウム上部タンク４
及びヘリウムガス回収管１６を通ってヘリウム液化装置
に戻り、再び液化される。 【００１１】一方、液体窒素１７は、窒素液化機また
は、窒素貯蔵タンク１８より供給管１９で液体窒素上部
タンク５内に供給される。液体窒素上部タンクと液体窒
素下部タンクは液体窒素バイパス管２０を介して連通さ
れている。クライオポンプ内の、排気ガス流入面からク
ライオパネルに侵入する輻射熱から保護するために液体
窒素で低温に冷却した第２熱シールド板群のルーバ、お
よび被排気ガス流入面以外の高温壁からクライオパネル
に侵入する輻射熱から保護するための被排気ガス流入面
に液体窒素で低温に冷却した第１熱シールド板の熱シー
ルド板（図２で説明）で加熱されて蒸発した窒素ガス
は、液体窒素上部タンク５及び窒素ガス回収管２１を通
って窒素液化装置に戻り、再び液化されるか、または、
大気に放出される。液体ヘリウム上部タンク及び液体窒
素上部タンク内の液体ヘリウム，液体窒素は自然循環に
よりそれぞれ液体ヘリウムバイパス管１５，液体窒素バ
イパス管２０を介してクライオポンプ内に供給される。 【００１２】図２は３個のユニットを組み合わせたクラ
イオポンプの上部側断面であり、図３は図２のＸ−Ｘ断
面図、図４は図２のＹ−Ｙ断面図である。 【００１３】被排気ガスを凝縮・凝固してトラップする
クライオパネル２２は、ステンレス鋼や，銅や，アルミ
ニウム等の金属製でパネル内に冷却冷媒流路２３を設け
ている。クライオパネル内には、液体ヘリウムが配管
６，配管７を介して流路２３を自然循環で流れ、クライ
オパネルは４.５Ｋ 以下の極低温に冷却される。 【００１４】一方、ステンレス鋼や，銅や，アルミニウ
ム等の金属製のルーバ２４はルーバホルダ２５と櫛歯状
に組み合わされ、組み合わせ部はろう付け，溶接，半田
付け等で冶金的に一体化されている。また、前面熱シー
ルド板２６は、ルーバホルダ２５に溶接等で冶金的に一
体化されている。ルーバホルダ２５は、同ホルダにろう
付け等で冶金的に一体化された配管７内を自然循環で流
動する液体窒素で温度約８０Ｋに冷却される。また、前
面熱シールド板２６は、同熱シールド板の配管２７の流
路２８内を自然循環で流動する液体窒素で温度約８０Ｋ
に冷却される。ステンレス鋼や，銅や，アルミニウム等
の金属製の背面熱シールド板２９，側面熱シールド板３
０も同様にろう付け等で冶金的に一体化された配管７内
を自然循環で流動する液体窒素で温度約８０Ｋに冷却さ
れる。ルーバホルダ２５奥部はホルダプレート３１に一
体化されている。一方、ルーバホルダ２５はクライオパ
ネルやルーバホルダの材料と同等もしくはそれ以上の剛
性を有する、例えば、ステンレス製でクライオパネルを
囲むユニットホルダ３２にボルトおよびナット３３で強
固に固定され、さらにユニットホルダ３２の端部は前面
熱シールド板２６にボルト３４で強固に固定されてい
る。 【００１５】クライオパネル２２は、エポキシ樹脂等の
熱伝導率の小さな材質で制作したスペーサ３５を内部に
保持したボルト３６およびスペーサ３７を介して前面熱
シールド板２６でクライオパネルの幅方向に支持されて
いる。一方、クライオパネル両端部では、ユニットホル
ダ３８のアーム３９で、エポキシ樹脂等の熱伝導率の小
さな材質で制作したスペーサ４０を内部に保持したボル
ト４１を介してクライオパネルの長手幅方向を支持して
いる。図３は一端部を示した図であるがクライオパネル
の他端部も同様な構造である。 【００１６】スペーサ３７はクライオパネル２２にねじ
構造で固定されており、前面熱シールド板２６の孔また
は溝４２にスペーサ３７の先端が挿入されている。ま
た、スペーサ３５の先端はクライオパネル２２の孔また
は溝４３に挿入されている。このようにして、クライオ
パネル２２の左右方向およびクライオパネル幅方向への
移動を防止している。一方、クライオパネルの長手幅方
向はスペーサ４０で上下方向への移動を防止している。
また、ルーバ２４，ルーバホルダ２５はユニットホルダ
３２，前面熱シールド板２６で固定されており、クライ
オパネル２２の左右方向およびクライオパネル幅方向へ
の移動を防止している。 【００１７】ユニットホルダ３２，３８は冷却のため他
の背面熱シールド板２９，側面熱シールド板３０に強固
には固定される必要がない。また、ルーバホルダ２５に
溝４４を設け、ユニットホルダ３２とルーバホルダ２５
との熱変形の歪を吸収している。 【００１８】本実施例によれば、ルーバホルダ２５は剛
性の高いステンレス鋼製のユニットホルダ３２，３８で
固定され、クライオパネル２２は剛性の高いエポキシ樹
脂の支持材３５，３７，４０を介して固定される。ルー
バ２４はルーバホルダ２５にろう付け，溶接，半田付け
等で強固に支持されている。また、ユニットホルダ３
２，３８は冷却を目的に他の背面熱シールド板２９，側
面熱シールド板３０に強固に固定する必要がない。した
がって、クライオパネル２２とルーバホルダ２５は、ク
ライオポンプ冷却時の背面熱シールド板２９，側面熱シ
ールド板３０の熱応力等の外力が作用した場合にも、ユ
ニットホルダ近傍のクライオパネル２２とルーバ２４の
相対位置を所定の位置に保持することができる。また、
クライオパネル２２とルーバ２４の長手方向も、長手方
向に複数個取付けられているユニットホルダ３２によ
り、クライオパネル２２とルーバ２４の長手方向全般に
わたって、クライオパネルとルーバの相対位置を所定の
位置に保持することができる。このため、クライオパネ
ル２２とルーバ２４が接触するような問題は生じない。
クライオポンプの冷却時にクライオパネル２２は熱伝導
率の小さなエポキシ樹脂の支持材３５，３７，４０で液
体窒素温度近傍のユニットホルダ３２，３８から支持さ
れるので、ユニットホルダからクライオパネルへの熱侵
入量を非常に小さくできる。また、クライオパネル２２
とルーバ２４，ルーバホルダ２５の長手方向に変形した
としても、ユニットホルダ近傍のクライオパネル２２と
ルーバ２４の相対位置を確保しながらユニットホルダが
節となって変形するので、長手方向全般にわたってクラ
イオパネルとルーバの相対位置を所定の位置に保持する
ことができる。よって、クライオポンプの排気速度を常
に確保でき、クライオパネルを冷却する液体ヘリウムの
蒸発量を少なくして液体ヘリウムの消費量を少なくでき
る。 【００１９】本発明の他の実施例を図５，図６に示す。
この実施例と図２，図４と異なる点は、隣接するクライ
オパネル２２群を支持しているユニットホルダ３２，３
８群間を、クライオパネルやルーバホルダの材料と同等
もしくはそれ以上の剛性を有する例えばステンレス製の
ユニットホルダベースで、クライオパネル２２の配列方
向で支持している。本実施例によれば、クライオパネル
２２の配列方向の変形をさらに防止出来るので、クライ
オパネル２２の配列方向の所定の間隔を確保でき、クラ
イオポンプの排気速度をさらに信頼性高く確保できる。
また、同一クライオパネル２２を支持しているユニット
ホルダ３２，３８群を、クライオパネルやルーバホルダ
の材料と同等もしくはそれ以上の剛性を有する、例え
ば、ステンレス製のユニットホルダベース４４で、クラ
イオパネル２２の長手方向で支持すれば、クライオパネ
ル２２とルーバ２４，ルーバホルダ２５の長手方向の変
形をさらに防止出来るので、ユニットホルダ近傍のクラ
イオパネル２２とルーバ２４の相対位置を確保しながら
長手方向全般にわたってクライオパネルとルーバの相対
位置の所定の位置をさらに正確に保持することができ、
クライオポンプの排気速度をさらに高く確保できる。 【００２０】 【発明の効果】本発明によれば、クライオポンプ冷却時
の熱シールド板，ルーバ，ルーバホルダやクライオパネ
ルの熱応力等の外力が作用した場合にも、ユニットホル
ダ近傍のクライオパネルとルーバの相対位置を所定の位
置に保持することができるので、クライオポンプの所定
の排気速度を確保でき、液体ヘリウムの蒸発量の増加を
防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のクライオポンプ冷却システ
ムの説明図。 【図２】本発明の一実施例の３個のクライオポンプユニ
ットの上部の断面図。 【図３】図２のＸ−Ｘ断面図。 【図４】図２のＹ−Ｙ断面図。 【図５】本発明の他の実施例のクライオポンプユニット
の上部の断面図。 【図６】図５のＺ−Ｚ断面図。 【符号の説明】 １…クライオポンプ、３…クライオポンプユニット、２
２…クライオパネル、２４…ルーバ、２５…ルーバホル
ダ、２６…前面熱シールド板、３２，３８…ユニットホ
ルダ、３５，３７，４０…支持材。
ムの説明図。 【図２】本発明の一実施例の３個のクライオポンプユニ
ットの上部の断面図。 【図３】図２のＸ−Ｘ断面図。 【図４】図２のＹ−Ｙ断面図。 【図５】本発明の他の実施例のクライオポンプユニット
の上部の断面図。 【図６】図５のＺ−Ｚ断面図。 【符号の説明】 １…クライオポンプ、３…クライオポンプユニット、２
２…クライオパネル、２４…ルーバ、２５…ルーバホル
ダ、２６…前面熱シールド板、３２，３８…ユニットホ
ルダ、３５，３７，４０…支持材。
フロントページの続き
(72)発明者 河上 幸浩
茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株
式会社 日立製作所 国分工場内
(56)参考文献 特開 平４−279777（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−290976（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−292584（ＪＰ，Ａ)
実公 平２−13757（ＪＰ，Ｙ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F04B 37/08
F04B 37/16
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】極低温に冷却されるクライオパネル２２
と、被排気ガス流入面以外の高温壁からの輻射熱から前
記クライオパネル２２を保護する第１熱シールド板と、
排気ガス流入面から前記クライオパネル２２に侵入する
輻射熱から前記クライオパネル２２を保護する第２熱シ
ールド板と、前記クライオパネルの面に対向し、排気ガ
ス流入面から前記クライオパネルに侵入する輻射熱から
保護するための低温に冷却されるルーバ２４と、このル
ーバ２４を支持するユニットホルダ３２とをそれぞれを
備えてユニット群となったクライオポンプにおいて、前
記クライオパネル２２と前記ルーバ２４との相対位置を
前記ユニットホルダ３２で所定位置に保持すると共に、
前記クライオパネル２２は前記ユニットホルダ３２より
も熱伝導率が小さな支持部材３５，３７，４０で前記ユ
ニットホルダ３２に支持されているので、前記ユニット
ホルダ３２から前記クライオパネル２２への熱侵入量を
小さくしたことを特徴とするクライオポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30844992A JP3448881B2 (ja) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | クライオポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30844992A JP3448881B2 (ja) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | クライオポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06159241A JPH06159241A (ja) | 1994-06-07 |
| JP3448881B2 true JP3448881B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=17981162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30844992A Expired - Fee Related JP3448881B2 (ja) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | クライオポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3448881B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102036310B1 (ko) * | 2013-09-30 | 2019-10-25 | 한국전력공사 | 액체질소 순환을 위한 순환펌프 하우징 구조체 |
-
1992
- 1992-11-18 JP JP30844992A patent/JP3448881B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06159241A (ja) | 1994-06-07 |
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