JPH01125573A - 連続式クライオポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水素などのガスを極低温に冷却したクライオパ
ネルに凝縮、固化させて多量に、連続的に排気するクラ
イオポンプに係り、特に、核融合炉の中性粒子入射装置
に好適なクライオポンプに関する。

〔従来の技術〕

連続式のクライオポンプについてはユウ・シー・アール
・エル−８７７３２，（１９８２）　　（ＵＣＲＬ−８
７７３２（１９８２）　）において論じられている。液
体ヘリウムの流路を有するパネルを平行に設け、液体窒
素の流路を備えたＺ状のパネルを上記液体ヘリウムで冷
却するパネルを挾むように設けている。排気時、ガス粒
子はこのＺ状のパネル間に流入し、液体ヘリウムで冷却
したパネルに衝突し、パネル面に凝固し、排気される。

Ｚ状のパネルの両端部分は相互に逆方向に移動し、隣接
するパネルに接触する。再生時には各液体ヘリウム冷却
パネルを独立して閉鎖し、気化したガスが漏洩しないよ
うにしている。このガスは別に設けた排気系で除去して
いる。連続的に排気を行なうため、上記パネルを複数組
設け、特定のパネルを再生中は他のパネルで排気を行な
い１周期的に各パネルを再生する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では液体ヘリウムで冷却したクライオパネ
ルを一枚ずつ閉鎖して再生を行なうため、排気量の大き
い場合にはクライオポンプが大形になる。また、多数の
クライオパネルに対して、可動部分の駆動機構をそれぞ
れに設ける必要があり、構造が複雑になるなどの問題が
あった。

本発明の目的は構造の簡単な小形の連続式クライオポン
プを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は次のような構造とすることにより達成される
。複数基のクライオポンプを組み合わせ。

各タライオポンプー基の入口を覆う移動可能な連語い板
を設け、また、各クライオポンプからの廃ガス配管をバ
ルブの下流側で一本の配管に統合し排気ポンプに接続す
る。あるいは、各タライオボンプ入口側と遮へい板の対
応する位置にシール部材を設け、ポンプ側は磁性体また
は永久磁石と超伝導体とを組み合わせ、遮へい板側には
永久磁石を使用する。

〔作用〕

再生を行なおうとするクライオポンプ入口に遮へい板を
移動させ、入口を閉じる。極低温流体の供給を停止して
加温し、クライオパネル上の固体を気化させ、廃ガス配
管のバルブを開き、廃ガスを排気ポンプで排出する。こ
の再生を一基のクライオポンプで行ない、同時に他のク
ライオポンプで排気を続ける。再生を順次他のポンプで
行なうことにより連続的な排気が可能となる。また、−
基のクライオポンプに複数のクライオパネルの収容が可
能となり、可動部は遮へい板のみとなるのでポンプ全体
の構造も簡単になる。

さらに、ポンプ入口面と遮へい板に設けたシール部材は
低温では反撥して遮へい板の移動を容易にし、加温時に
は吸引して接触することにより、ポンプ入口の閉鎖を確
実に行なうことになる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。クラ
イオポンプ４基を組み合わせ、各々は液体ヘリウム流路
３を備えたクライオパネル１．液体窒素流路４を備えた
ふく射シールド２．これらを囲む液体窒素流路４を備え
たふく射シールド５゜ポンプ入口面に沿って移動でき、
ポンプ入口を覆うことが可能な遮へい板７．廃ガス排出
用の配管９、及び２１．バルブ１０から構成する。排気
は液体窒素流路４に液体窒素を流し、ふく射シールド２
及び５を冷却する。また、液体ヘリウム流路３に液体ヘ
リウム流しクライオパネル１を冷却する。遮へい板７を
移動しポンプ入口を開放し、水素などの被排気ガスをク
ライオパネル１上に固化して排気する。同化量が増加す
ると排気能力が低下するため、周期的に各クライオポン
プを順次再生する。再生は遮へい板７でポンプ入口を閉
鎖し、液体ヘリウムの供給を停止し加温する。バルブ１
０を開き、発生した廃ガスを配管９．及び２１を経て排
気ポンプにより排出する。再生終了後、上述の排気操作
を始める。この再生を周期的に繰り返すことにより、４
基のクライオポンプの内。

３基は常時、排気を行なうことになり、連続排気が可能
となる。遮へい板７の移動は種々あるが、例えば、内側
にねじを設けた部品１５を上下に２個設け、この遮へい
板７の全移動範囲にわたって部品１５に対応するねじを
備えた２本の回転軸１６に遮へい板７をはめ１回転軸１
６は両端を磁気軸受１７で支持する。この内の一端は磁
気軸受１７の外側に磁性体の円板１８を設ける。クライ
オポンプの外部に永久磁石製、または永久磁石を設けた
円板１９を備えた電動機２０を設置し、この回転により
遮へい板７を移動する。

本発明の他の実施例を第２図により説明する。

クライオポンプの構成は第１図と同じであるが、入口に
液体ヘリウム流路３を備えたシール部材６と遮へい板７
の対応する位置にシール部材８を設ける。シール部材６
は第３図に示すように磁性体１１と超伝導体１２と組み
合わせる。この組み合すせは液体ヘリウムによる冷却時
は超伝導体として作用し、液体ヘリウム停止時は磁性体
として作用するようにする。遮へい板７のシール部材８
は第４図に示すように永久磁石を用いる。これにより再
生開始及び終了時は液体ヘリウムによる冷却によりポン
プ側の超伝導体１２と遮へい板７の永久磁石とはマイス
ナー効果により分離する。再生時は液体ヘリウムの供給
を停止し、冷却を行なわないため、ポンプ入口側と遮へ
い板７は吸引し合い、ポンプの入口は閉鎖される１分離
と接触を十分にするため、遮へい板７は第５図に示すよ
うにシール部材の外側全周を一様に突出させ、遮へい板
７に対して垂直方向に移動するように支持枠１４で支持
する０本実施例によればクライオポンプと遮へい板との
接触が強性的に行なわれるため、十分な接触が得られ、
再生時に生成した廃ガスが被排気側に洩れることはなく
、他のクライオポンプによる排気を続けることが可能と
なる効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によればクライオポンプを他の排気中のクライオ
ポンプに対して独立に閉鎖して、ガスを漏洩せずに再生
できるので連続的な運転ができる効果がある。また、−
基のクライオポンプ中に複数のクライオパネルを設置で
きるため小形で構造が簡単にできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の横断面図、第２図は本発明
の他の実施例を横断面図、第３図は一実施例のクライオ
ポンプ−基の正面図、第４図は一実施例の遮へい板の背
面図、第５図は第４図の縦断面図である。 １・・・クライオパネル、２・・・ふく射シールド、３
・・・液体ヘリウム流路、６・・・シール部材、７・・
・遮へい板、８・・・シール部材、９・・・廃ガス配管
、１０・・・バルブ、１１・・・磁性体、１２・・・超
伝導体、２１・・・廃ガス配管。 ＼ 代理人　弁理士　小用勝・表　　ゝｉ ＼、″＼ 帛　ｔ　凹 １０パ八゛ルブ。 ２１　・・４ｊス蹴ブ管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、極低温に冷却されたクライオパネル、冷媒流路、液
   体窒素で冷却されたシールド板、極低温流体及び液体窒
   素流路、廃ガス配管及びバルブからなるクライオポンプ
   を複数基組み合せたクライオポンプにおいて、各クライ
   オポンプの前面に沿つて移動可能な遮へい板で一基のク
   ライオポンプの入口を遮断し、各クライオポンプからの
   廃ガス配管をバルブの下流側で一本の配管に統合して排
   気ポンプに接続し、再生を周期的に順次、各クライオポ
   ンプに行なうことを特徴とする連続式クライオポンプ。 ２、各クライオポンプ入口周辺部と遮へい板の相対する
   位置にシール部材を設け、入口周辺部のシール部材に磁
   性体と超伝導体、遮へい板のシール部材に永久磁石を用
   いることを特徴とする第１項記載の連続式クライオポン
   プ。 ３、各クライオポンプの入口周辺部のシール部材冷却用
   の極低温流体流路を設けたことを特徴とする第２項記載
   の連続式クライオポンプ。 ４、各クライオポンプの入口周辺部のシール部材として
   永久磁石と超伝導体とを組み合わせたことを特徴とする
   第２項及び／または第３項記載の連続式クライオポンプ
   。 ５、各クライオポンプの入口周辺部のシール部材として
   、電磁石と超伝導体とを組み合わせたことを特徴とする
   連続式クライオポンプ。