JPH01237365A - Cryopump device - Google Patents

Cryopump device

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Publication number
JPH01237365A
JPH01237365A JP5925688A JP5925688A JPH01237365A JP H01237365 A JPH01237365 A JP H01237365A JP 5925688 A JP5925688 A JP 5925688A JP 5925688 A JP5925688 A JP 5925688A JP H01237365 A JPH01237365 A JP H01237365A
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JP
Japan
Prior art keywords
cryopump
lid
storage box
cryo
cover
Prior art date
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Pending
Application number
JP5925688A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikihiko Goshima
五島 幹彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5925688A priority Critical patent/JPH01237365A/en
Publication of JPH01237365A publication Critical patent/JPH01237365A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To heighten the cooling effect and improve the exhaust ability by providing cooling devices in the housing and cover of a cryopump, respectively, and opening the cover to nearly full admission in the position where a pump body can not be looked squarely from the beam dump of a vacuum vessel. CONSTITUTION:When the gas in a first pump body 51 is exhausted, the cover 15a of a first pump housing 12a is fully opened, and then a first sluice value 10a is fully closed to condense or adsorb the gas within a vacuum vessel 4 on a cryo face. When a second pump body 5b is regenerated simultaneously, the cover 15b of a second pump housing 12b is fully closed and then a second sluice valve 10b is fully opened to desorb the exhaust gas molecule from the cryo face. Then, each housing 12a, 12b and each cover 15a, 15b are cooled by each cooling tube 21, 23 provided therein, respectively. Each cover 15a, 15b is set up so that it is opened to nearly full admission in the position where each pump body 5a, 5b can not be looked squarely from a beam dump 18.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は超高真空装置や核融合装置等で使用されるクラ
イオポンプ装置に係り、特にクライオポンプ本体を収納
したクライオポンプ収納箱を排気対象物である真空容器
内に配置し、この真空容器内に高温物がある場合に適用
されるクライオポンプ装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a cryopump device used in an ultra-high vacuum device, a nuclear fusion device, etc., and particularly relates to a cryopump device containing a cryopump body. The present invention relates to a cryopump device that is used when a storage box is placed inside a vacuum container that is an object to be evacuated, and there is a high-temperature object inside the vacuum container.

(従来の技術) 本発明では本来「クライオポンプ」と呼称されているも
のを、クライオポンプ収納箱あるいは真空容器と区別す
るために「クライオポンプ本体」と称する。
(Prior Art) In the present invention, what is originally called a "cryo pump" is referred to as a "cryo pump main body" to distinguish it from a cryopump storage box or a vacuum container.

クライオポンプはクライオポンプ本体が真空容器内に収
容され、液体ヘリウム等の冷媒液で冷却される金属面即
ちクライオ面に、真空容器内の排気気体分子を凝縮付着
させるか、又は吸着剤を用いる場合には、排気気体分子
を吸着させる等により収集蓄積させて、真空容器内の圧
力を下げる方式の真空ポンプであり、これにはクライオ
凝縮ポンプ、クライオ吸着ポンプ、クライオトラッピン
グ等いろいろな種類がある。第6図は従来の通常のクラ
イオポンプ装置の一例を示す。■は核融合装置等の排気
対象物、(2)は排気管、■は仕切弁、■はクライオポ
ンプ本体(ト)を収容する真空容器である。クライオポ
ンプ本体(ハ)はクライオ面(6)とシエプロンバッフ
ル■及び輻射シールド板(8)等で構成されている。
In a cryopump, the cryopump main body is housed in a vacuum container, and exhaust gas molecules in the vacuum container are condensed onto the metal surface, that is, the cryo surface, which is cooled with a refrigerant such as liquid helium, or an adsorbent is used. This is a vacuum pump that lowers the pressure inside a vacuum container by collecting and accumulating exhaust gas molecules by adsorbing them, and there are various types such as cryo-condensing pumps, cryo-adsorption pumps, and cryo-trapping. FIG. 6 shows an example of a conventional conventional cryopump device. (2) is an object to be evacuated such as a nuclear fusion device, (2) is an exhaust pipe, (2) is a gate valve, and (2) is a vacuum container that houses the cryopump body (g). The cryopump main body (c) is composed of a cryopump (c), a cryopump (6), a siebron baffle (2), a radiation shield plate (8), etc.

クライオポンプ本体■は排気気体を凝縮排気(又は吸着
排気)することによって、クライオ面上に蓄積する方式
の真空ポンプであるので、排気対象物(例えば核融合装
置等)の運転停止時に、クライオ面(6)の温度を上げ
て蓄積した排気気体をクライオ面上から離脱させ、別の
真空ポンプによって外部へ排気することが必要となる。
The cryopump main body ■ is a vacuum pump that accumulates the exhaust gas on the cryo surface by condensing it (or adsorbing it), so when the operation of the object to be pumped (for example, a nuclear fusion device, etc.) is stopped, the cryo surface (6) It is necessary to raise the temperature to remove the accumulated exhaust gas from the cryo surface and exhaust it to the outside using another vacuum pump.

これを「クライオポンプの再生」という、クライオポン
プでは「排気」と「再生」をある一定時間毎に交互に行
う必要がある。
This is called "cryo pump regeneration," and in cryopumps, it is necessary to perform "exhaust" and "regeneration" alternately at certain fixed time intervals.

真空容器(イ)には別の排気管(9)と仕切弁(10)
を介して、補助真空ポンプ(11)が付設される。この
補助真空ポンプ(11)は一般に機械式ポンプ(例えば
ターボ分子ポンプ、油回転ポンプ等)で、クライオポン
プ本体■に冷媒液を供給する際に、真空断熱を行うを必
要があるので、真空容器(イ)内を高真空状態に保持し
たり、クライオポンプの再生時に、クライオ面(6)か
ら離脱した排気気体を外部に排出する際に使用する。ま
た仕切弁(3)はクライオポンプ本体■によって排気対
象物(1)を排気する時には全開とし、クライオポンプ
本体0の再生時には全閉とする。他方、仕切弁(10)
はクライオポンプ本体0の排気時には閉じ、再生時には
開くように動作する。
The vacuum container (a) has another exhaust pipe (9) and a gate valve (10).
An auxiliary vacuum pump (11) is attached via. This auxiliary vacuum pump (11) is generally a mechanical pump (e.g. turbo molecular pump, oil rotary pump, etc.), and when supplying refrigerant liquid to the cryopump main body ■, it is necessary to provide vacuum insulation. (a) Used to maintain a high vacuum inside the cryopump or to discharge exhaust gas released from the cryo surface (6) to the outside during cryopump regeneration. In addition, the gate valve (3) is fully opened when the cryopump body (2) evacuates the object (1) to be evacuated, and is fully closed when the cryopump body 0 is regenerated. On the other hand, the gate valve (10)
closes when the cryopump main body 0 is evacuated and opens during regeneration.

この従来のクライオポンプ本体0では、クライオポンプ
本体■が収容されている真空容器(へ)と排気対象物(
ト)との間が、排気管■と仕切弁(3)を介して接続さ
れているためしこ、排気管■と仕切弁(3)のコンダク
タンスによって制限され、大きな排気速度を得ることが
できないという欠点があった。そこで、排気対象物1の
中にクライオポンプ本体(ハ)を直に設置することが考
えられるが、この場合には、排気対象物■を長期間連続
排気運転することができないという不都合が生じる。そ
れは、排気対象物■を長期間連続排気運転するとクライ
オポンプ本体(ハ)の再生ができなくなるからである。
In this conventional cryopump body 0, there is a vacuum vessel in which the cryopump body ■ is housed and an object to be evacuated (
g) is connected via the exhaust pipe ■ and the gate valve (3), and is limited by the conductance of the exhaust pipe ■ and the gate valve (3), making it impossible to obtain a large exhaust speed. There was a drawback. Therefore, it is conceivable to install the cryopump main body (c) directly inside the object to be evacuated 1, but in this case, there arises the disadvantage that the object to be evacuated cannot be continuously pumped for a long period of time. This is because the cryopump body (c) cannot be regenerated if the pumping object (i) is continuously pumped for a long period of time.

即ちクライオポンプの再生を長期間行わないと、クライ
オ面(6)上に排気気体分子が蓄積しすぎて、クライオ
ポンプの排気能力が低下し、最後には排気能力が零とな
るからである。
That is, if the cryopump is not regenerated for a long period of time, exhaust gas molecules will accumulate too much on the cryopump (6), and the pumping capacity of the cryopump will decrease, eventually reaching zero.

そこで、第7図〜第9図に示すように、クライオポンプ
本体■(第1.第2と区別する時は添字a、bをつける
)をクライオポンプ収納箱(12)の中に入れたものを
、排気対象物である真空容器に)の中に、クライオポン
プ収納箱(12)ごと複数個設置し、各クライオポンプ
(13)を交互に排気、再生運転し、大きな排気速度と
長期間の連続排気運転を可能にしたクライオポンプ装置
が次の文献に発表されている。(KfK 3680. 
FPA−83−7,IJWFDM−600:TASKA
−M Report、 A Low Co5t、 Ne
ar Team TandemMirror Devi
ce for Fusion Technology 
Testing。
Therefore, as shown in Figures 7 to 9, the cryopump main body ■ (add suffixes a and b to distinguish it from 1st and 2nd) is placed in the cryopump storage box (12). A plurality of cryopump storage boxes (12) are installed in a vacuum container (which is the object to be evacuated), and each cryopump (13) is alternately operated for evacuation and regeneration to achieve high pumping speed and long-term operation. A cryopump device that enables continuous pumping operation has been published in the following literature. (KfK 3680.
FPA-83-7, IJWFDM-600: TASKA
-M Report, A Low Co5t, Ne
ar Team TandemMirror Devi
ce for Fusion Technology
Testing.

P349〜P356 (P7.3−1〜P7.3−8)
 、 Kernforschungszentrum 
Karlsruhe (KfK)、(April 19
84):] この複数個のクライオポンプ収納箱(12
) (第1.第2と区別する時は添字asbをつける)
には、それぞれ駆動軸(14)を介して蓋(第1.第2
と区別する時は添字a、bをつける) (15)が付い
ており、駆動装置(図示しない)によって駆動軸(14
)を回動させることにより、蓋(15)を開閉すること
ができる。クライオポンプ収納箱(12)と蓋(15)
にはそれぞれシール面(12S)と(15S)が設けら
れており、蓋(15)を閉じた時には、蓋(15)とク
ライオポンプ収納箱(12)との間はシール面(12S
)と(155)が接触して、完全に真空シールできるよ
うにしである。第1、第2のクライオポンプ本体(5a
L (5b)は第6図で説明したクライオポンプ本体■
と同じ機能を有するものである。(16)はクライオポ
ンプ収納箱(12)に付設された排気管である。この第
1.第2のクライオポンプ本体(5a)、 (5b)と
第1.第2のクライオポンプ収納箱(12a) 、 (
12b)及び第1.第2の蓋(15a) 、 (15b
)等から成るクライオポンプ(13)を−例として第9
図に示すように、排気対象物である真空容器(4)の中
に直に設置する。第9図において、第1のクライオポン
プ本体(5a)で排気を行う時は、第1のクライオポン
プ収納箱(12a)とその蓋(15a)を全開とし、排
気管(16)の途中に付設されている第1の仕切弁(1
0a)を全開にして、真空容器に)内の気体をクライオ
面上に収集蓄積して排気する。このようにすると、真空
容器(イ)と第1のクライオポンプ本体(5a)の間に
、第6図で述べたような排気管や仕切弁が介在しないの
で、それらのコンダクタンスによる制限が無くなり、第
1のクライオポンプ本体(5a)は大きな排気速度を持
つことができる。同時に、第2のクライオポンプ本体(
5b)の再生を行うために、第2のクライオポンプ収納
箱(12b)の蓋(15b)を全開とし、排気管(16
)の途中に付設されている第2の仕切弁(10b)を全
開にしてから、第2のクライオポンプ本体(5b)のク
ライオ面(へ)の温度を上げ、クライオ面上に蓄積して
いた排気気体分子をクライオ面上から離脱させて、補助
真空ポンプ(11)によって外部へ排出する。この時、
第2のクライオポンプ収納箱(12b)と蓋(15b)
は双方のシール面(125)と(15S)が接触して完
全に真空シールされているので、クライオ面上から離脱
した排気気体が真空容器(イ)内へ混入することはない
。そしである一定時間経過した後で、今度は第1のクラ
イオポンプ収納箱(12a)の蓋(15a)を全開とし
、第1の仕切弁(10a)を全開にして、第1のクライ
オポンプ本体(5a)の再生を行うとともに、同時に第
2のクライオポンプ収納箱(12b)の蓋(15b)を
全開とし、第2の仕切弁(10b)を全開にして、第2
のクライオポンプ本体(5b)によって排気を継続する
。こうして、このクライオポンプ装置は第1と第2のク
ライオポンプ本体(5a)と(5b)との間で排気と再
生を交互にくり返すことによって、大きな排気速度を持
つと共に、連続排気が可能という利点を有している。
P349~P356 (P7.3-1~P7.3-8)
, Kernforschungszentrum
Karlsruhe (KfK), (April 19
84):] These multiple cryopump storage boxes (12
) (When distinguishing from 1st and 2nd, add subscript asb)
The lids (first and second
When distinguishing from
) can open and close the lid (15). Cryopump storage box (12) and lid (15)
are provided with a sealing surface (12S) and (15S), respectively, and when the lid (15) is closed, the sealing surface (12S) is provided between the lid (15) and the cryopump storage box (12).
) and (155) are in contact to form a complete vacuum seal. The first and second cryopump bodies (5a
L (5b) is the cryopump body described in Figure 6■
It has the same function as . (16) is an exhaust pipe attached to the cryopump storage box (12). This first. The second cryopump main body (5a), (5b) and the first cryopump main body (5a), (5b). Second cryopump storage box (12a), (
12b) and 1st. Second lid (15a), (15b
) etc. - As an example, the 9th cryopump (13)
As shown in the figure, it is installed directly into a vacuum container (4) that is the object to be evacuated. In FIG. 9, when exhausting with the first cryopump main body (5a), the first cryopump storage box (12a) and its lid (15a) are fully opened, and the first cryopump storage box (12a) and its lid (15a) are fully opened, and the The first gate valve (1
0a) is fully opened, the gas in the vacuum container) is collected and accumulated on the cryo surface, and then evacuated. In this way, since there is no exhaust pipe or gate valve interposed between the vacuum container (a) and the first cryopump body (5a) as described in FIG. 6, there are no restrictions due to their conductance. The first cryopump body (5a) can have a large pumping speed. At the same time, the second cryopump body (
5b), the lid (15b) of the second cryopump storage box (12b) is fully opened, and the exhaust pipe (16
) After fully opening the second gate valve (10b) installed in the middle of Exhaust gas molecules are separated from the cryo surface and exhausted to the outside by an auxiliary vacuum pump (11). At this time,
Second cryopump storage box (12b) and lid (15b)
Since both seal surfaces (125) and (15S) are in contact with each other and are completely vacuum sealed, the exhaust gas released from the cryo surface will not mix into the vacuum container (a). After a certain period of time has elapsed, the lid (15a) of the first cryopump storage box (12a) is fully opened, the first gate valve (10a) is fully opened, and the first cryopump main body is opened. At the same time, the lid (15b) of the second cryopump storage box (12b) is fully opened, the second gate valve (10b) is fully opened, and the second cryopump storage box (12b) is fully opened.
Evacuation is continued by the cryopump main body (5b). In this way, this cryopump device has a large pumping speed and is capable of continuous pumping by repeating pumping and regeneration alternately between the first and second cryopump bodies (5a) and (5b). It has advantages.

また、真空容器(イ)内にプラズマ(又はビーム)(1
7)とプラズマ(17)の受けとなるビームダンプ(こ
こではプラズマやビームを受けるビームダンプやダイレ
クトコンバータ及び核融合第一壁等の真空容器内にある
高温物を総称して「ビームダンプ」と称する) (18
)がある場合にはビームダンプ(18)はプラズマ(1
7)によって高温に加熱されるので、ビームダンプ(1
8)とクライオポンプ収納箱(12a)、 (12b)
の間に水冷板(19)を設置して、ビームダンプ(18
)からクライオポンプ本体(5a) 、 (5b)を直
視できないようにすると共に、ビームダンプ(18)か
らの輻射熱を水冷板(19)で除去するようにしである
In addition, plasma (or beam) (1
7) and the beam dump that receives the plasma (17) (Here, the high-temperature objects in the vacuum container such as the beam dump, direct converter, and first wall of nuclear fusion that receive the plasma and beam are collectively referred to as "beam dump". ) (18
), the beam dump (18) is a plasma (1
7), the beam dump (1
8) and cryopump storage box (12a), (12b)
A water cooling plate (19) is installed between the beam dumps (18).
) so that the cryopump bodies (5a) and (5b) cannot be seen directly, and the radiant heat from the beam dump (18) is removed by a water cooling plate (19).

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、この従来のクライオポンプ装置では、第
1のクライオポンプ本体(5a)の排気中は第1の蓋(
15a)は第9図に示すように常に直角状態に開いてい
た。その理由は蓋(15a)の開は方が少ないと、蓋(
15a)とクライオポンプ収納箱(12a)の間の開口
部のコンダクタンスが小さくなり、コンダクタンスによ
る制限が生じて大きな排気速度が得られなくなると考え
られているためである。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in this conventional cryopump device, the first lid (
15a) was always open at right angles as shown in FIG. The reason for this is that the lid (15a) opens less often.
This is because it is thought that the conductance of the opening between the cryopump storage box (15a) and the cryopump storage box (12a) becomes small, and a restriction due to the conductance occurs, making it impossible to obtain a high pumping speed.

このために真空容器(イ)中に蓋(15a)を全開状態
に保つための空間(少なくとも蓋(15a)の幅りの空
間)が必要となる。また真空容器(イ)中にプラズマ(
又はイオン、電子、中性粒子等のビーム) (17)と
プラズマ(17)の受けとなるビームダンプ(18)が
ある場合には、ビームダンプ(18)からの輻射熱を除
去するために、ビームダンプ(18)と各クライオポン
プ収納箱(12a) 、 (12b)の蓋(15a)、
 (15b)の間に水冷板(19)を設置する必要があ
る。そして、こ=8− の水冷板(19)をプラズマ(17)にできるだけ接触
させないようにする必要がある。というのは水冷板(1
9)がプラズマ(17)に接触し続けていると、水冷板
(19)が損傷したり、又はプラズマ(17)が冷やさ
れたり、プラズマ(17)中に水冷板(19)から蒸発
やスパッタリングによって放出された金属原子等が不純
物となって混入する恐れが大きいからである。
For this reason, a space (at least a space as wide as the lid (15a)) is required in the vacuum container (a) to keep the lid (15a) fully open. In addition, plasma (
or a beam of ions, electrons, neutral particles, etc.) (17) and a beam dump (18) that receives the plasma (17), in order to remove the radiant heat from the beam dump (18), Dump (18) and each cryopump storage box (12a), (12b) lid (15a),
It is necessary to install a water cooling plate (19) between (15b). It is also necessary to prevent the water-cooled plate (19) from coming into contact with the plasma (17) as much as possible. That is, the water cooling plate (1
If 9) continues to be in contact with the plasma (17), the water cooling plate (19) may be damaged, the plasma (17) may be cooled, or evaporation or sputtering may occur from the water cooling plate (19) during the plasma (17). This is because there is a high possibility that metal atoms etc. released by the above may become impurities and be mixed in.

そこで、この理由によってもクライオポンプでは、蓋(
15a)を全開状態に保つための空間(少なくとも蓋(
15a)の幅りの空間)の他に、水冷板(19)を設置
するための空間(少なくとも水冷板(19)の設置幅L
cの空間)が必要となり、従って真空容器(イ)も大形
になるという欠点があった。また、水冷板(19)を設
置しないで、ビームダンプ(18)からクライオポンプ
本体(5a)を直視できるようにすると、ビームダンプ
(18)からの輻射熱によって、クライオポンプ本体(
5a)のシェブロンバッフル■や輻射シールド板(8)
を冷却している冷却液(通常、液体窒素等)や、クライ
オ面0を冷却している冷却液(通常、液体ヘリウム等)
の消費量が急増し、膨大な量となる。そして、液体ヘリ
ウムや液体窒素は通常の冷却流体である水に比べて高価
であるから不経済である。また、もしもシェブロンバッ
フル■や輻射シールド板(8)及びクライオ面0がビー
ムダンプ(18)からの輻射熱によって加熱され、十分
に冷却できないようになると排気能力が低下し、場合に
よっては零となり、クライオポンプ(13)として正常
な排気能力を保持できなくなる。また、クライオポンプ
収納箱(12a)、 (12b)の蓋(15a) 。
Therefore, for this reason, the lid (
15a) to keep it fully open (at least the lid (
15a)), in addition to the space for installing the water cooling plate (19) (at least the installation width L of the water cooling plate (19)
This has the drawback that the vacuum container (a) also becomes large. Furthermore, if the cryopump main body (5a) is made to be visible directly from the beam dump (18) without installing the water cooling plate (19), the cryopump main body (5a) is
5a) Chevron baffle ■ and radiation shield plate (8)
A coolant that cools the cryo surface (usually liquid nitrogen, etc.) or a coolant that cools the cryo surface 0 (usually liquid helium, etc.)
The consumption of will rapidly increase and become a huge amount. Furthermore, liquid helium and liquid nitrogen are uneconomical because they are more expensive than water, which is a normal cooling fluid. Additionally, if the chevron baffle (■), the radiation shield plate (8), and the cryo surface 0 are heated by the radiant heat from the beam dump (18) and cannot be cooled sufficiently, the exhaust capacity will decrease, and in some cases become zero, and the cryo surface will The pump (13) will no longer be able to maintain normal exhaust capacity. Also, the lids (15a) of the cryopump storage boxes (12a) and (12b).

(15b)で、ビームダンプ(18)からクライオポン
プ本体(5a)、 (5b)を直視できないようにして
も、ビームダンプ(18)からの輻射熱によって、クラ
イオポンプ収納箱(12a)、 (12b)及び蓋(1
5a)、 (15b)が加熱されて温度が上るので、前
記と同じ状況となる。
(15b), even if the cryopump bodies (5a), (5b) cannot be seen directly from the beam dump (18), the radiant heat from the beam dump (18) will cause the cryopump storage boxes (12a), (12b) and lid (1
5a) and (15b) are heated and the temperature rises, resulting in the same situation as above.

本発明の目的は真空容器内にビームダンプがある場合に
、クライオポンプ本体のシェブロンバッフルや輻射シー
ルド板を冷却している冷却液やクライオ面を冷やしてい
る冷却液の消費量をふやすことなく、且つ、正常な排気
能力を保持できるクライオポンプ装置を提供することに
ある。
The purpose of the present invention is to avoid increasing the consumption of the cooling liquid that cools the chevron baffle and radiation shield plate of the cryopump body and the cooling liquid that cools the cryo surface when there is a beam dump in the vacuum vessel. Another object of the present invention is to provide a cryopump device that can maintain normal pumping performance.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明においては、クライ
オポンプ本体と、このクライオポンプ本体を収納するク
ライオポンプ収納箱と、このクライオポンプ収納箱を密
閉および開放する蓋とからなるクライオポンプ複数個を
内部にビームダンプを有する真空容器内に配設し、前記
クライオポンプ収納箱と蓋に冷却装置を付設し、前記蓋
を開放するときは前記ビームダンプからクライオポンプ
本体を直視できない位置に移るように蓋を配設する。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention includes a cryopump body, a cryopump storage box for storing the cryopump body, and a method for sealing and opening the cryopump storage box. A plurality of cryopumps consisting of a lid are arranged in a vacuum container having a beam dump inside, a cooling device is attached to the cryopump storage box and the lid, and when the lid is opened, the cryopump is removed from the beam dump. Arrange the lid so that it cannot be viewed directly.

(作 用) このようにすると、蓋を開放してクライオポンプの排気
中に、クライオポンプ収納箱および蓋が冷却管で冷却さ
れていることと、ビームダンプからクライオポンプ本体
を直視できない位置に蓋が位置することにより、ビーム
ダンプからの輻射熱がクライオポンプ本体に届かないこ
とがら、クライオポンプ本体を冷やしている冷却液の消
費量をふやすことなく、且つ、正常な排気能力を保持で
きるクライオポンプ装置が得られる。そして、第9図に
示した従来の水冷板(19)が不要になるから小形化が
可能になる。
(Function) By doing this, when the lid is opened and the cryopump is evacuating, you can make sure that the cryopump storage box and lid are being cooled by the cooling tube, and that the lid is placed in a position where the cryopump body cannot be seen directly from the beam dump. Because the radiant heat from the beam dump does not reach the cryopump body, the cryopump equipment can maintain normal pumping capacity without increasing the consumption of the coolant that cools the cryopump body. is obtained. Further, since the conventional water cooling plate (19) shown in FIG. 9 is no longer necessary, miniaturization becomes possible.

(実施例) 以下、第1図ないし第3図を参照して本発明の一実施例
について説明する。尚、これらの図面において、第6図
〜第9図と同じ作用をする要素・部品には同じ符号を付
けて説明を一部省略する。
(Embodiment) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In these drawings, elements and parts that have the same functions as those in FIGS. 6 to 9 are given the same reference numerals, and some explanations are omitted.

又、同じ名称で第1.第2と区別しない場合は添字a、
b等を省略する。(12)はクライオポンプ本体■を収
納するクライオポンプ収納箱で、(12S)はそのシー
ル面である。クライオポンプ収納箱(12)の外面には
冷却面(21)が付設され、その内部を冷却流体(通常
は水)が流れてクライオポンプ収納箱(12)を冷却す
ることができる。また、クライオポンプ収納箱(12)
に付設された駆動軸(14)を介して、蓋(15)が取
り付けられている。(15S)は蓋(15)のシール面
である。蓋(15)の外面には冷却管(23)が付設さ
れ、その内部を冷却流体が流れて、蓋(15)を冷却す
ることができる。蓋(15)は駆動装置(図示しない)
を用いて、駆動軸(14)を回動させることによって開
閉することができる。冷却管(23)の端部には可撓管
(又はベローズ管) (24)を接続し、蓋(15)の
開閉動作の際に妨げとならないように配慮する。蓋(1
5)を閉じた時には、蓋(15)とクライオポンプ収納
箱(12)との間はシール面(12S)と(15S)が
接触して、完全にシールできるようにしておく。クライ
オポンプ本体(ハ)とクライオポンプ収納箱(12)及
び蓋(15)等から成るクライオポンプを排気対象物で
ある真空容器(イ)内に設置する。
Also, the first one with the same name. If not distinguished from the second, subscript a,
b etc. are omitted. (12) is a cryopump storage box that houses the cryopump main body (■), and (12S) is its sealing surface. A cooling surface (21) is attached to the outer surface of the cryopump storage box (12), through which a cooling fluid (usually water) can flow to cool the cryopump storage box (12). Also, cryopump storage box (12)
A lid (15) is attached via a drive shaft (14) attached to the. (15S) is the sealing surface of the lid (15). A cooling pipe (23) is attached to the outer surface of the lid (15), through which a cooling fluid flows to cool the lid (15). The lid (15) is a drive device (not shown)
can be opened and closed by rotating the drive shaft (14). A flexible tube (or bellows tube) (24) is connected to the end of the cooling tube (23) so that it does not interfere with the opening and closing operations of the lid (15). Lid (1
5) When the lid (15) and the cryopump storage box (12) are closed, the sealing surfaces (12S) and (15S) are in contact with each other to ensure a complete seal. A cryopump consisting of a cryopump body (c), a cryopump storage box (12), a lid (15), etc. is installed in a vacuum container (a) that is an object to be evacuated.

次にこの実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

第1のクライオポンプ本体(5a)で排気を行う時は、
第1のクライオポンプ収納箱(12a)の蓋(15a)
を全開(約60°程度の角度で直角と略同程度のコンダ
クタンスになる)とし、第1の仕切弁(10a)を全開
にして、真空容器(イ)内の気体をクライオ面上に凝縮
(又は吸着)排気する。同時に第2のクライオポンプ本
体(5b)の再生を行うために、第2のクライオポンプ
収納箱(12b)の蓋(15b)を全閉とし、第2の仕
切弁(10b)を全開にしてから、第2のクライオポン
プ本体(5b)のクライオ面の温度を上げ、クライオ面
上に蓄積していた排気気体分子をクライオ面上から離脱
させて、補助真空ポンプ(11)によって外部へ排出す
る。そして前述と同様に、ある一定時間経過した後で、
第1.第2の蓋(15a)、 (15b)と仕切弁(1
(la)、 (10b)の開閉位置を逆にして、第1の
クライオポンプ本体(5a)の再生を行うと共に、第2
のクライオポンプ本体(5b)によって排気を継続する
。このように第1と第2のクライオポンプ本体(5a)
と(5b)との間で排気と再生を交互にくり返すことに
よって連続排気ができる。本実施例のクライオポンプ装
置ではクライオポンプ収納箱(12a)、 (12b)
及び蓋(15a)、 (15b)は前述のように冷却管
(21)−、(23)内を流れる冷却流体によって冷却
できるので、従来の第9図の水冷板(19)が不要とな
り、水冷板(19)の設置スペース(Lc)分だけ真空
容器(イ)を小形にできる。また、クライオポンプ本体
(5a)の排気の際に蓋(15a)を開く場合にも、ク
ライオポンプ本体(5a)がビームダンプ(18)から
直視できないような位置で、且つできるだけ全開に近い
位置まで開(ようにする。これは第1図に示すように約
60°程度の角度にして、直角迄は開かなくても全開に
近いコンダクタンスが得られるからである。このためビ
ームダンプ(18)からの輻射熱はクライオポンプ本体
(5a)には入らず、輻射熱を受けるクライオポンプ収
納箱(12a) 、 (12b)及び蓋(15a)、 
(15b)はそれらに付設した冷却管(21)、 (2
3)内を流れる冷却流体によって冷却されるので温度が
上昇しない。このため、クライオポンプ本体(ハ)のシ
ェブロンバッフル■や輻射シールド板(8)を冷却して
いる冷却液(液体窒素等)やクライオ面■を冷却してい
る冷却液(液体ヘリウム等)の消費量をふやすことなく
、クライオポンプ(13)として正常な排気能力を保持
できる。なお第1図で、冷却管(21)の端部及び冷却
管(z3)に接続された可撓管(24)の端部は真空容
器(イ)を貫通しており(図示しない)、冷却管(21
)、 (23)内を流れる冷却流体は真空容器(イ)の
外部から流入し、クライオポンプ収納箱(12a) 、
 (12b)及び蓋(15aL (15b)を冷却して
熱を奪った後で真空容器(イ)の外部へ流出する。
When exhausting with the first cryopump main body (5a),
Lid (15a) of first cryopump storage box (12a)
is fully opened (at an angle of approximately 60°, the conductance is approximately the same as at a right angle), the first gate valve (10a) is fully opened, and the gas in the vacuum container (a) is condensed on the cryo surface ( or adsorption) exhaust. At the same time, in order to regenerate the second cryopump main body (5b), fully close the lid (15b) of the second cryopump storage box (12b), fully open the second gate valve (10b), and then , the temperature of the cryo surface of the second cryopump body (5b) is raised, the exhaust gas molecules accumulated on the cryo surface are released from the cryo surface, and are discharged to the outside by the auxiliary vacuum pump (11). As before, after a certain period of time,
1st. The second lid (15a), (15b) and the gate valve (1
By reversing the opening and closing positions of (la) and (10b), the first cryopump body (5a) is regenerated, and the second cryopump body (5a) is regenerated.
Evacuation is continued by the cryopump main body (5b). In this way, the first and second cryopump bodies (5a)
By alternately repeating exhaust and regeneration between (5b) and (5b), continuous exhaust can be achieved. In the cryopump apparatus of this embodiment, the cryopump storage box (12a), (12b)
Since the lids (15a) and (15b) can be cooled by the cooling fluid flowing through the cooling pipes (21) to (23) as described above, the conventional water cooling plate (19) shown in FIG. The vacuum container (a) can be made smaller by the installation space (Lc) of the plate (19). Also, when opening the lid (15a) when exhausting the cryopump main body (5a), the cryopump main body (5a) should be in a position where it cannot be seen directly from the beam dump (18), and at a position as close to fully open as possible. This is because, as shown in Figure 1, by opening at an angle of about 60°, you can obtain conductance close to fully open even if you do not open to the right angle.For this reason, from the beam dump (18) The radiant heat does not enter the cryopump main body (5a), but the cryopump storage boxes (12a), (12b) and the lid (15a) receive radiant heat.
(15b) are the cooling pipes (21) and (2
3) The temperature does not rise because it is cooled by the cooling fluid flowing inside. For this reason, the cooling liquid (liquid nitrogen, etc.) that cools the chevron baffle ■ of the cryopump body (c) and the radiation shield plate (8), and the cooling liquid (liquid helium, etc.) that cools the cryo surface ■ are consumed. It is possible to maintain normal exhaust capacity as a cryopump (13) without increasing the volume. In Fig. 1, the end of the cooling pipe (21) and the end of the flexible pipe (24) connected to the cooling pipe (z3) penetrate the vacuum container (a) (not shown), and the cooling Pipe (21
), (23) The cooling fluid flowing inside the vacuum container (a) flows from outside the cryopump storage box (12a),
(12b) and the lid (15aL) to remove heat and then flow out of the vacuum container (a).

次に他の実施例について、第4図および第5図を参照し
て説明する。
Next, another embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

第4図及び第5図はクライオポンプ収納箱(12)の蓋
(15)を4個で構成した場合を示す。
FIGS. 4 and 5 show a case where the cryopump storage box (12) has four lids (15).

この場合にもクライオポンプ収納箱(12)の外面には
冷却管(21)が付設され、蓋(15)の外面にも冷却
管(23)が付設されており、クライオポンプ収納箱(
12)及び蓋(15)は冷却管(21)、 (23)内
を流れる冷却流体によって冷却できるので、第9図の水
冷板(19)が不要となる。また、第1図〜第3図のク
ライオポンプ装置に比べて蓋(15)の寸法が174に
なっているので、真空容器(イ)を更に小さくすること
ができる。その他の構成2作用、効果等は前述の第1図
〜第3図の実施例と同じである。
In this case as well, a cooling pipe (21) is attached to the outer surface of the cryopump storage box (12), a cooling pipe (23) is also attached to the outer surface of the lid (15), and the cryopump storage box (12) is also provided with a cooling pipe (23).
12) and the lid (15) can be cooled by the cooling fluid flowing through the cooling pipes (21) and (23), so the water cooling plate (19) shown in FIG. 9 is not required. Furthermore, since the size of the lid (15) is 174 mm compared to the cryopump apparatus shown in FIGS. 1 to 3, the vacuum container (A) can be made even smaller. Other functions, effects, etc. of Structure 2 are the same as those of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 described above.

なお、クライオポンプ収納箱及び蓋の冷却構造は必ずし
も、冷却管を付設する構造だけでなく、2枚の板を張り
合せてその内部に冷却流体を流す、いわゆる「ジャケッ
ト構造」等の冷却装置でもよく、また冷却流体は水だけ
に限る必要はない。
The cooling structure of the cryopump storage box and lid is not necessarily limited to a structure with a cooling pipe attached, but may also be a cooling device such as a so-called "jacket structure" in which two plates are pasted together and cooling fluid flows inside. Well, also the cooling fluid need not be limited to water only.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明はクライオポンプ装置によ
れば、クライオポンプ収納箱と蓋の外面に冷却装置を付
設し、その内部に冷却流体を流してクライオポンプ収納
箱と蓋を冷却できるようにしたので、これらのクライオ
ポンプを真空容器内に設置する場合には水冷板が不要と
なり、水冷板の設置スペース分だけ真空容器を小形にで
きるという効果がある。また、クライオポンプの排気の
際に蓋を開く場合にも、クライオポンプ本体がビームダ
ンプから直視できないような位置に移るように蓋を配設
したので、ビームダンプからの輻射熱はクライオポンプ
本体に入らず、輻射熱を受けるクライオポンプ収納箱及
び蓋はそれらに付設した冷却装置を流れる冷却流体によ
って冷却されるので温度が上昇しない。このためクライ
オポンプ本体のシェブロンバッフルや輻射シールド板を
冷却している冷却液(液体窒素等)やクライオ面を冷却
している冷却液(液体ヘリウム等)の消費量をふやすこ
となく、クライオポンプ装置として正常な排気能力を保
持できるというすぐれた効果がある。
As explained above, the present invention provides a cryopump device in which a cooling device is attached to the outer surface of the cryopump storage box and the lid, and cooling fluid is allowed to flow inside the cooling device to cool the cryopump storage box and the lid. Therefore, when these cryopumps are installed in a vacuum vessel, a water cooling plate is not required, and the vacuum vessel can be made smaller by the space required for installing the water cooling plate. Furthermore, even when the lid is opened when exhausting the cryopump, the lid is placed in such a way that the cryopump body cannot be seen directly from the beam dump, so radiant heat from the beam dump does not enter the cryopump body. First, the temperature of the cryopump storage box and lid, which receive radiant heat, does not rise because they are cooled by the cooling fluid flowing through the cooling device attached to them. For this reason, the cryopump system can be used without increasing the consumption of the cooling fluid (liquid nitrogen, etc.) that cools the chevron baffle and radiation shield plate of the cryopump body, or the cooling fluid (liquid helium, etc.) that cools the cryo surface. It has the excellent effect of maintaining normal exhaust capacity.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のクライオポンプ装置の一実施例を示す
縦断面図、第2図は第1図のクライオポンプの外観を示
す斜視図、第3図は第2図の■−■線に沿う矢視断面図
、第4図は本発明のクライオポンプ装置の他の実施例を
示す縦断面図、第5図は第4図のクライオポンプを示す
断面図、第6図は従来のクライオポンプの設置状況を示
す概略図、第7図は第6図とは異なる従来のクライオポ
ンプを示す斜視図、第8図は第7図の■−■線に沿う矢
視断面図、第9図は第7図のクライオポンプを真空容器
内に設置したクライオポンプ装置を示す縦断面図である
。 4・真空容器 5.5a、5b・クライオポンプ本体 12、12a、 12b  クライオポンプ収納箱13
・・クライオポンプ 15、15a、 15b−蓋 18・・・ビームダンプ 21、23・冷却装置である冷却管 代理人 弁理士  井 上 −男 第  7  図
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the cryopump device of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the external appearance of the cryopump in FIG. 1, and FIG. 3 is taken along the line ■-■ in FIG. 4 is a vertical sectional view showing another embodiment of the cryopump device of the present invention, FIG. 5 is a sectional view showing the cryopump of FIG. 4, and FIG. 6 is a conventional cryopump. 7 is a perspective view showing a conventional cryopump different from that shown in FIG. 6, FIG. 8 is a cross-sectional view along the line ■-■ in FIG. FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a cryopump apparatus in which the cryopump of FIG. 7 is installed in a vacuum container. 4. Vacuum container 5.5a, 5b. Cryopump body 12, 12a, 12b Cryopump storage box 13
... Cryopumps 15, 15a, 15b - Lid 18 ... Beam dumps 21, 23 - Cooling pipes that are cooling devices Representative Patent attorney Inoue - Male Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  クライオポンプ本体と、このクライオポンプ本体を収
納するクライオポンプ収納箱と、このクライオポンプ収
納箱を密閉および開放する蓋とからなるクライオポンプ
複数個を内部にビームダンプを有する真空容器内に配設
し、前記クライオポンプ収納箱と蓋に冷却装置を付設し
、前記蓋を開放するときは前記ビームダンプからクライ
オポンプ本体を直視できない位置に移るように蓋を配設
したことを特徴とするクライオポンプ装置。
A plurality of cryopumps each consisting of a cryopump main body, a cryopump storage box for storing the cryopump main body, and a lid for sealing and opening the cryopump storage box are arranged in a vacuum container having a beam dump inside. A cryopump device, characterized in that a cooling device is attached to the cryopump storage box and the lid, and the lid is arranged so that when the lid is opened, the cryopump body is moved to a position where the cryopump main body cannot be directly viewed from the beam dump. .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008300806A (en) * 2007-06-04 2008-12-11 Canon Inc Substrate processing apparatus, exposure apparatus, and method of manufacturing device
JP2012219651A (en) * 2011-04-05 2012-11-12 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cover structure for cryopump, cryopump, start-up method of cryopump, and storage method of cryopump

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