JP6475211B2 - クライオポンプ - Google Patents
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Description
この出願による教示は、援用することによりすべて本明細書に組み入れられるものとする。
処理チャンバー13に取り付けられている従来技術の円形クライオポンプ6Aおよび6Bの断面側面図を、図1Aおよび図1Bにそれぞれ示す。クライオポンプ6Aおよび6Bには、フランジ14に添って処理チャンバーに直接搭載されるか、それと、処理チャンバー13に接続される処理導管15との間の中間ゲートバルブ17に搭載されるかするクライオポンプ筐体12が含まれている。導管15には、クライオポンプ6を処理チャンバー13から切り離すのに用いられるゲートバルブ17が含まれている。クライオポンプ6Aおよび6Bは、処理チャンバー13に対して、ポンプ動作(排気)を行うことができる。クライオポンプ6Aおよび6Bには、導管15にボルトで止められたクライオポンプ筐体12が含まれているが、それは、処理チャンバー13に結合されている。クライオポンプ筐体12の前面開口16は、処理チャンバー13の円形開口に通じている。冷凍器の二段コールドフィンガー(cold finger )18は、容器の円筒部分20を通ってクライオポンプ筐体12中に突出している。その冷凍器は、チェリス等による米国特許第3,218,815号に開示されるようなギフォード・マクマホン冷凍器であってよい。コールドフィンガー18の二段ディスプレーサー(displacer )は、モーター22によって駆動される。各サイクルにおいて、加圧下でコールドフィンガーに導入されるヘリウムガスが膨張され、そうして冷却されて、ラインを通して排出される。第一段ヒートシンクまたはヒートステーション28が、冷凍器の第一段29の冷端(cold end)に載置されている。同様に、ヒートシンク30が第二段32の冷端に載置されている。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
[態様1]
第一段前面バッフルを備えるクライオポンプであって、
前記前面バッフルは、前記クライオポンプの開口を実質的に覆うように配置され、複数のオリフィスを有し、各オリフィスは、そのオリフィスの縁で曲げられて前記前面バッフルに取り付けられているフラップを有し、各フラップは、前記前面バッフルを通る経路に配置されているクライオポンプ。
[態様2]
前記複数のオリフィスの各々は、形が長方形である態様1に記載のクライオポンプ。
[態様3]
前記複数のオリフィスの各々は、形が円形である態様1に記載のクライオポンプ。
[態様4]
前記フラップのサイズおよび形が、実質的に前記オリフィスと同じである態様1に記載のクライオポンプ。
[態様5]
前記フラップが、前記前面バッフルに対して10°と60°の間の角度で曲げられている態様1に記載のクライオポンプ。
[態様6]
前記フラップが、前記前面バッフルに対して25°と35°の間の角度で曲げられている態様1に記載のクライオポンプ。
[態様7]
前記フラップが、前記前面バッフルに対して35°と45°の間の角度で曲げられている態様1に記載のクライオポンプ。
[態様8]
前記フラップが取り付けられている各オリフィスの縁が、前記前面バッフルの中心に最も近い縁である態様1に記載のクライオポンプ。
[態様9]
さらに第二段アレイを備え、その第二段アレイは、
冷凍器の第二段に熱的に結合され、少なくとも一つの冷却面の少なくとも一部が吸着剤で覆われている複数の冷却バッフルと、
前記冷凍器の第二段に熱的に結合され、前記前面バッフルと前記複数の冷却バッフルとの間に配置されて、前記前面バッフルから見て前記複数の冷却バッフルを超えて延びている上板とを有する態様1に記載のクライオポンプ。
[態様10]
前記上板が、前記複数の冷却バッフルを超えて延びて、前記クライオポンプの放射シールドの断面の50%から98%を覆っている態様9に記載のクライオポンプ。
[態様11]
第二段を備えるクライオポンプであって、前記第二段は、
冷凍器の第二段に熱的に結合され、少なくとも一つの冷却面の少なくとも一部が吸着剤で覆われている複数の冷却バッフルと、
前記冷凍器の第二段に熱的に結合され、第一段アレイと前記複数の冷却バッフルとの間に配置されて、前面バッフルから見て前記複数の冷却バッフルを超えて延びている上板とを有するクライオポンプ。
[態様12]
前記上板が、前記複数の冷却バッフルを超えて延びて、前記クライオポンプの放射シールドの断面の50%から98%を覆っている態様11に記載のクライオポンプ。
[態様13]
前記複数の冷却バッフルが、冷却バッフルのアレイとして配置されている態様11に記載のクライオポンプ。
[態様14]
前記第二段を放射からシールドする放射シールドの開口を横切って配置される第一段前面シールドをさらに備え、その前面シールドが角度の付いたバッフルを有する態様11に記載のクライオポンプ。
[態様15]
前記バッフルが、前面バッフルから曲げられ、そこに取り付けられているフラップを有する態様14に記載のクライオポンプ。
[態様16]
前記バッフルが、前記放射シールドに支持される環を有する態様14に記載のクライオポンプ。
[態様17]
前記環が、前記シールドの前面から放射状に外を向くように角度が付けられている態様16に記載のクライオポンプ。
[態様18]
前記環が、前記前面シールドの前面から約10°〜60°の範囲の角度が付けられている態様17に記載のクライオポンプ。
[態様19]
前記環が、前記前面シールドの前面から約25°〜35°の範囲の角度が付けられている態様17に記載のクライオポンプ。
[態様20]
前記環が、前記前面シールドの前面から約35°〜45°の範囲の角度が付けられている態様17に記載のクライオポンプ。
[態様21]
クライオポンプ用の前面バッフルであって、
前記クライオポンプの開口を実質的に覆うように設置される金属板と、
その金属板上に分布する複数のオリフィスであって、各オリフィスが、そのオリフィスの縁で曲げられて前記前面バッフルに取り付けられているフラップを有し、各フラップが、前記前面バッフルを通る経路に配置されている複数のオリフィスとを備える前面バッフル。
[態様22]
前記金属板が、その金属板の中心近くから外側の縁までの、前記複数のオリフィスがまったく分布していない少なくとも一つの経路を有する態様21に記載の前面バッフル。
[態様23]
前記複数のオリフィスの各々は、形が長方形である態様21に記載の前面バッフル。
[態様24]
前記複数のオリフィスの各々は、形が円形である態様21に記載の前面バッフル。
[態様25]
前記フラップのサイズおよび形が、実質的に前記オリフィスと同じである態様21に記載の前面バッフル。
[態様26]
前記フラップが、前記金属板に対して10°と60°の間の角度で曲げられている態様21に記載の前面バッフル。
[態様27]
前記フラップが、前記金属板に対して25°と35°の間の角度で曲げられている態様21に記載の前面バッフル。
[態様28]
前記フラップが、前記金属板に対して35°と45°の間の角度で曲げられている態様21に記載の前面バッフル。
[態様29]
前記フラップが取り付けられている各オリフィスの縁が、前記前面バッフルの中心に最も近い縁である態様21に記載の前面バッフル。
[態様30]
クライオポンプ用の前面バッフルを作る方法であって、
金属板を準備し、
前記金属板に複数のオリフィスを作り、各オリフィスにおいて、前記金属板の金属の少なくとも一部が、前記オリフィスの縁で円形の前記金属板に取り付けられたままになるようにし、
前記金属の一部を、前記金属板の表面に対してある角度をなすように前記縁で曲げる方法。
[態様31]
前記金属板に少なくとも一つのオリフィスを作るのに、円形のオリフィスを作る態様30に記載の方法。
[態様32]
前記金属板に少なくとも一つのオリフィスを作るのに、長方形のオリフィスを作る態様30に記載の方法。
[態様33]
前記金属の一部が、前記オリフィスの、前記金属板の中心に最も近い縁に取り付けられている態様30に記載の方法。
[態様34]
前記複数のオリフィスを作るのに、前記金属板の中心から縁までの少なくとも一つの経路がオリフィスを有さないように、前記金属板上に前記複数のオリフィスを配置する態様30に記載の方法。
[態様35]
前記複数のオリフィスを作るのに、レーザー切断、水噴射切断、機械的切断、エッチングおよび打抜きの少なくとも一つを行う態様30に記載の方法。
[態様36]
クライオポンプ用の第二段アレイであって、
冷凍器の第二段に結合されるように配置され、少なくとも一つの冷却面の少なくとも一部が吸着剤で覆われている複数の冷却バッフルと、
前記冷凍器の第二段に熱的に結合され、前面バッフルと前記複数の冷却バッフルとの間に配置されて、前記前面バッフルから見て前記複数の冷却バッフルを超えて延びている上板とを備える第二段アレイ。
[態様37]
前記上板が、前記冷却バッフルを超えて延びて、前記クライオポンプの放射シールドの断面の50%から98%を覆っている態様36に記載のクライオポンプ用の第二段。
[態様38]
前記複数の冷却バッフルが、冷却バッフルのアレイとして配置されている態様36に記載のクライオポンプ用の第二段。
Claims (14)
- 二段冷凍器と、
冷凍器の第一段(29)に熱的に結合された放射シールド(36)と、
前記冷凍器の第一段によって冷却される第一段前面クライオパネル(33、40、38)と、
前記放射シールド内の第二段とを備えるクライオポンプであって、
前記第二段は、
冷却バッフルのアレイ(34)として配置されて、前記冷凍器の第二段に熱的に結合され、少なくとも一つの冷却面の少なくとも一部が吸着剤で覆われている複数の冷却バッフルと、
前記冷凍器の第二段に熱的に結合され、前記第一段前面クライオパネルと前記複数の冷却バッフルとの間に配置されて、前記前面クライオパネルから見て前記複数の冷却バッフルを実質的に超えて延びている上板とを有するクライオポンプ。 - 前記上板が、前記複数の冷却バッフルを実質的に超えて延びて、前記クライオポンプの放射シールドの前面開口面積の73%から95%を覆っている請求項1に記載のクライオポンプ。
- 前記上板が、前記複数の冷却バッフルを実質的に超えて延びて、前記クライオポンプの放射シールドの前面開口面積の73%から90%を覆っている請求項1に記載のクライオポンプ。
- 前記複数の冷却バッフルが、前記前面開口面積の約50%の投影面積をもつ請求項3に記載のクライオポンプ。
- 前記上板が、前記複数の冷却バッフルの投影面積よりも46%から80%大きい面積を覆っている請求項1に記載のクライオポンプ。
- 前記前面クライオパネルが角度の付いたバッフルを有する請求項1に記載のクライオポンプ。
- 前記角度の付いたバッフルが、前面バッフルから曲げられたフラップを有する請求項6に記載のクライオポンプ。
- 前記角度の付いたバッフルが、前記放射シールドに支持される同心の環を有する請求項6に記載のクライオポンプ。
- 前記環が、前記シールドの前面から放射状に外を向くように角度が付けられている請求項8に記載のクライオポンプ。
- 前記環が、前記前面クライオパネルの前面から約10°〜60°の範囲の角度が付けられている請求項9に記載のクライオポンプ。
- 前記環が、前記前面クライオパネルの前面から約25°〜35°の範囲の角度が付けられている請求項9に記載のクライオポンプ。
- 前記環が、前記前面クライオパネルの前面から約35°〜45°の範囲の角度が付けられている請求項9に記載のクライオポンプ。
- クライオポンプ用の第二段アレイであって、
冷凍器の第二段に熱的に結合されるように冷却バッフルのアレイ(34)として配置され、少なくとも一つの冷却面の少なくとも一部が吸着剤で覆われている複数の冷却バッフルと、
前記冷凍器の第二段に熱的に結合され、前面クライオパネルと前記複数の冷却バッフルとの間に配置されて、前記前面クライオパネルから見て前記複数の冷却バッフルを実質的に超えて延びている上板とを備える第二段アレイ。 - 前記上板が、前記複数の冷却バッフルの投影面積よりも46%から80%大きい面積を覆っている請求項13に記載のクライオポンプ用の第二段アレイ。
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