JPH0235873B2 - Kuraiohonpu - Google Patents
KuraiohonpuInfo
- Publication number
- JPH0235873B2 JPH0235873B2 JP11005183A JP11005183A JPH0235873B2 JP H0235873 B2 JPH0235873 B2 JP H0235873B2 JP 11005183 A JP11005183 A JP 11005183A JP 11005183 A JP11005183 A JP 11005183A JP H0235873 B2 JPH0235873 B2 JP H0235873B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shield
- stage
- heat
- temperature
- pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
- F04B37/06—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
- F04B37/08—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は真空排気に使用されるクライオポンプ
に関する。
に関する。
一般にクライオポンプは、ポンプケース内に、
冷凍機第１段ステージに取付けられ且つ開口部に
バツフルを有するシールドと、該シールド内の冷
凍機第２段ステージに取付けられたクライオパネ
ルとを備え、70〓以下に冷却されたバツフルとシ
ールドで水蒸気を排気すると共に窒素、水素等は
20〓のクライオパネルで排気するが、ポンプへの
輻射熱とガス負荷即ち熱負荷が大きくなるとシー
ルドやバツフルへの熱負荷も大きくなり、これに
伴なつてこれらシールド等に温度勾配を生じ、排
気能力が低下する不都合がある。これを更に説明
すれば、該シールド及びバツフルは冷凍機第１段
ステージからの熱伝導により冷却されるものであ
るから、大きなポンプ熱負荷が掛ると冷凍機第１
段ステージは充分冷却されているにもかかわらず
シールド及びバツフルに於て伝熱量が制限され、
シールドの先端部やバツフルの温度が第１段ステ
ージよりも大幅に高くなり、例えばシールド等が
160〓以上なると水の蒸気圧は10-7Torr台となる
ため水分を多く排気するシステムでは10-7Torr
台以下の高真空は得られず、また水蒸気の附着確
率も小さくなつて排気性能が低下する。
冷凍機第１段ステージに取付けられ且つ開口部に
バツフルを有するシールドと、該シールド内の冷
凍機第２段ステージに取付けられたクライオパネ
ルとを備え、70〓以下に冷却されたバツフルとシ
ールドで水蒸気を排気すると共に窒素、水素等は
20〓のクライオパネルで排気するが、ポンプへの
輻射熱とガス負荷即ち熱負荷が大きくなるとシー
ルドやバツフルへの熱負荷も大きくなり、これに
伴なつてこれらシールド等に温度勾配を生じ、排
気能力が低下する不都合がある。これを更に説明
すれば、該シールド及びバツフルは冷凍機第１段
ステージからの熱伝導により冷却されるものであ
るから、大きなポンプ熱負荷が掛ると冷凍機第１
段ステージは充分冷却されているにもかかわらず
シールド及びバツフルに於て伝熱量が制限され、
シールドの先端部やバツフルの温度が第１段ステ
ージよりも大幅に高くなり、例えばシールド等が
160〓以上なると水の蒸気圧は10-7Torr台となる
ため水分を多く排気するシステムでは10-7Torr
台以下の高真空は得られず、また水蒸気の附着確
率も小さくなつて排気性能が低下する。
大型のクライオポンプではシールドやバツフル
が大きくなり、受熱面積も大きくなるので熱負荷
も大きくなり勝ちで、ポンプの吸気口径が約50cm
のものでは概ね50〜80Wの熱が冷凍機第１段ステ
ージに入り、この時該第１段ステージの温度は水
分を凝縮して排気するに足りる70乃至100〓であ
るが、シールド先端やバツフルは120乃至160〓に
も達し水分を凝縮して排気することが出来ない。
が大きくなり、受熱面積も大きくなるので熱負荷
も大きくなり勝ちで、ポンプの吸気口径が約50cm
のものでは概ね50〜80Wの熱が冷凍機第１段ステ
ージに入り、この時該第１段ステージの温度は水
分を凝縮して排気するに足りる70乃至100〓であ
るが、シールド先端やバツフルは120乃至160〓に
も達し水分を凝縮して排気することが出来ない。
シールドやバツフルの熱伝導を良好にしてこう
した熱負荷の増大に伴なう温度勾配を解消するに
は該シールド等の板厚を厚くすればよいが、ポン
プ重量が大きくなり、、価格も高価でしかも熱容
量が増大して起動時間が長く掛る結果になつて好
ましくない。
した熱負荷の増大に伴なう温度勾配を解消するに
は該シールド等の板厚を厚くすればよいが、ポン
プ重量が大きくなり、、価格も高価でしかも熱容
量が増大して起動時間が長く掛る結果になつて好
ましくない。
本発明はこのような温度勾配を減少させること
を目的としたもので、クライオポンプ内のバツフ
ルその他のポンプ熱負荷の増大に伴ない比較的温
度が高まる部分と冷凍機第１段ステージ等の低温
部分とを低温で作動するヒートパイプを介して互
に接続したことを特徴とする。
を目的としたもので、クライオポンプ内のバツフ
ルその他のポンプ熱負荷の増大に伴ない比較的温
度が高まる部分と冷凍機第１段ステージ等の低温
部分とを低温で作動するヒートパイプを介して互
に接続したことを特徴とする。
本発明の実施例を図面につき説明すると、１は
クライオポンプ、２はポンプケース、３，４は
夫々ポンプケース２内に設けられた冷凍機第１段
ステージ及び冷凍機第２段ステージで、各ステー
ジ３，４はポンプケース２の外部の運動部５と連
結された２段のシリンダ６，７の頂部に形成され
る。８はポンプケース２の吸気口２ａに向う開口
部８ａを備えた前記第１段ステージ３に取付けさ
れる中空筒状のシールド、９は該開口部８ａに同
心状に取付けたバツフル、１０は該シールド８の
中空内の前記第２段ステージ４に取付けたクライ
オパネルである。該運動部５が作動するとシリン
ダ６，７内で高圧ヘリウムが断熱膨張してその頂
部の各ステージ３，４が冷却され、これよりの熱
伝導でシールド８、バツフル９及びクライオパネ
ル１０が気体分子を凝縮、吸着すべく冷却され
る。
クライオポンプ、２はポンプケース、３，４は
夫々ポンプケース２内に設けられた冷凍機第１段
ステージ及び冷凍機第２段ステージで、各ステー
ジ３，４はポンプケース２の外部の運動部５と連
結された２段のシリンダ６，７の頂部に形成され
る。８はポンプケース２の吸気口２ａに向う開口
部８ａを備えた前記第１段ステージ３に取付けさ
れる中空筒状のシールド、９は該開口部８ａに同
心状に取付けたバツフル、１０は該シールド８の
中空内の前記第２段ステージ４に取付けたクライ
オパネルである。該運動部５が作動するとシリン
ダ６，７内で高圧ヘリウムが断熱膨張してその頂
部の各ステージ３，４が冷却され、これよりの熱
伝導でシールド８、バツフル９及びクライオパネ
ル１０が気体分子を凝縮、吸着すべく冷却され
る。
以上の構成は従来のクライオポンプと略同様で
あり、これによればポンプの熱負荷が増大した場
合、シールド８、バツフル９の温度が高まり低温
の冷凍機第１段ステージ３との間に大きな温度勾
配を生じて好ましくないが、本発明に於てはバツ
フル９等のポンプの熱負荷で比較的温度が高まる
部分と冷凍機第１段ステージ３等の低温部分とを
低温で作動するヒートパイプ１１を介して互に接
続することにより前記温度勾配が減少するように
した。該ヒートパイプ１１はその作動液として
130〓以下の温度の時の蒸気圧が10Torr以上で固
体化しない気体、例えば窒素ガスを使用すれば70
〓乃至113〓の温度領域で作動させ得数＋ワツト
を伝熱することが出来る。該ヒートパイプ１１の
取付方法としては、例えば第１図示のように該パ
イプ１１をクライオパネル１０の開孔１２を介し
て挿通し、各端部を冷凍機第１段ステージ３とバ
ツフル９に夫々取付け、或は第２図示のように第
１段ステージ３に近い部分のシールド８とシール
ド８の先端部とに亘つて取付けすることが考えら
れる。またヒートパイプ１１の複数本を使用する
場合に使用条件によつては作動液がアルゴン等の
ヒートパイプ１１を併用し、ヒートパイプ群の作
動温度範囲を広くすることが出来る。
あり、これによればポンプの熱負荷が増大した場
合、シールド８、バツフル９の温度が高まり低温
の冷凍機第１段ステージ３との間に大きな温度勾
配を生じて好ましくないが、本発明に於てはバツ
フル９等のポンプの熱負荷で比較的温度が高まる
部分と冷凍機第１段ステージ３等の低温部分とを
低温で作動するヒートパイプ１１を介して互に接
続することにより前記温度勾配が減少するように
した。該ヒートパイプ１１はその作動液として
130〓以下の温度の時の蒸気圧が10Torr以上で固
体化しない気体、例えば窒素ガスを使用すれば70
〓乃至113〓の温度領域で作動させ得数＋ワツト
を伝熱することが出来る。該ヒートパイプ１１の
取付方法としては、例えば第１図示のように該パ
イプ１１をクライオパネル１０の開孔１２を介し
て挿通し、各端部を冷凍機第１段ステージ３とバ
ツフル９に夫々取付け、或は第２図示のように第
１段ステージ３に近い部分のシールド８とシール
ド８の先端部とに亘つて取付けすることが考えら
れる。またヒートパイプ１１の複数本を使用する
場合に使用条件によつては作動液がアルゴン等の
ヒートパイプ１１を併用し、ヒートパイプ群の作
動温度範囲を広くすることが出来る。
その作動を説明する。
シールド８及びバツフル９が約70〓以下に冷却
されて吸気口２ａからの水蒸気を排気し、クライ
オパネル１０が約20〓以下に冷却されて窒素、水
素等を吸着排気する正常運転状態にあるとき、ポ
ンプの熱負荷が増大すると、冷凍機第１段ステー
ジ３とシールド８の先端部及びバツフル９との間
にシールド８の熱伝導では補なえない熱量差が生
じ大きな温度勾配発生の原因となるが、ヒートパ
イプ１１を介してバツフル９等の熱を第１段ステ
ージ３に伝えるので両者間の温度勾配を最少限に
とどめることが出来、ポンプ熱負荷が増大しても
真空度を低下させることなくクライオポンプの運
転が行なわれる。またポンプの運転開始をする時
には、各ステージ３，４、シールド８、バツフル
９、クライオパネル１０等の温度は室温にあり、
次第に温度が低下してシールド８、バツフル９が
130〓以下、クライオパネル１０が20〓以下にな
るとポンプ作動を行なうが、作動までに要する冷
却時間はヒートパイプ１１を設けることでシール
ド８で制限される伝熱量を超越し得短い時間で作
動開始することが出来、さらにシールド８バツフ
ル９の板厚を比較的薄手に形成しても前記冷却時
間を短縮し熱負荷の増大に耐えることが出来る。
このように本発明によるときはヒートパイプを介
してクライオポンプの熱負荷により温度が高まる
部分と低温部分とを接続したので熱負荷の増大に
よるポンプ性能の低下を防止出来ると共に運転開
始までの冷却時間を短縮し得て作動効率が高ま
り、シールド、バツフルを薄形化出来てポンプの
軽量化が可能になる等の効果がある。
されて吸気口２ａからの水蒸気を排気し、クライ
オパネル１０が約20〓以下に冷却されて窒素、水
素等を吸着排気する正常運転状態にあるとき、ポ
ンプの熱負荷が増大すると、冷凍機第１段ステー
ジ３とシールド８の先端部及びバツフル９との間
にシールド８の熱伝導では補なえない熱量差が生
じ大きな温度勾配発生の原因となるが、ヒートパ
イプ１１を介してバツフル９等の熱を第１段ステ
ージ３に伝えるので両者間の温度勾配を最少限に
とどめることが出来、ポンプ熱負荷が増大しても
真空度を低下させることなくクライオポンプの運
転が行なわれる。またポンプの運転開始をする時
には、各ステージ３，４、シールド８、バツフル
９、クライオパネル１０等の温度は室温にあり、
次第に温度が低下してシールド８、バツフル９が
130〓以下、クライオパネル１０が20〓以下にな
るとポンプ作動を行なうが、作動までに要する冷
却時間はヒートパイプ１１を設けることでシール
ド８で制限される伝熱量を超越し得短い時間で作
動開始することが出来、さらにシールド８バツフ
ル９の板厚を比較的薄手に形成しても前記冷却時
間を短縮し熱負荷の増大に耐えることが出来る。
このように本発明によるときはヒートパイプを介
してクライオポンプの熱負荷により温度が高まる
部分と低温部分とを接続したので熱負荷の増大に
よるポンプ性能の低下を防止出来ると共に運転開
始までの冷却時間を短縮し得て作動効率が高ま
り、シールド、バツフルを薄形化出来てポンプの
軽量化が可能になる等の効果がある。
第１図は本発明の実施例の截断側面図、第２図
はその変形例の截断側面図である。 １……クライオポンプ、３……冷凍機第１段ス
テージ、９……バツフル、１１……ヒートパイ
プ。
はその変形例の截断側面図である。 １……クライオポンプ、３……冷凍機第１段ス
テージ、９……バツフル、１１……ヒートパイ
プ。
Claims (1)
- １ クライオポンプ内のバツフルその他のポンプ
熱負荷の増大に伴ない比較的温度が高まる部分と
冷凍機第１段ステージ等の低温部分とを低温で作
動するヒートパイプを介して互に接続したことを
特徴とするクライオポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11005183A JPH0235873B2 (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | Kuraiohonpu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11005183A JPH0235873B2 (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | Kuraiohonpu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603491A JPS603491A (ja) | 1985-01-09 |
| JPH0235873B2 true JPH0235873B2 (ja) | 1990-08-14 |
Family
ID=14525850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11005183A Expired - Lifetime JPH0235873B2 (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | Kuraiohonpu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0235873B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0211066Y2 (ja) * | 1985-12-05 | 1990-03-19 | ||
| GB2296445B (en) * | 1994-12-27 | 1998-12-30 | Kao Corp | Sanitary napkin |
| DE69716074T2 (de) | 1996-06-04 | 2003-02-06 | Kao Corp., Tokio/Tokyo | Absorbierender artikel mit bei kontakt mit flüssigkeit schrumpfenden elementen |
| WO2012016192A2 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | Brooks Automation, Inc. | Multi-refrigerator high speed cryopump |
| EP3710699B1 (en) * | 2017-11-17 | 2022-06-22 | Edwards Vacuum LLC | Cryopump with enhanced frontal array |
-
1983
- 1983-06-21 JP JP11005183A patent/JPH0235873B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS603491A (ja) | 1985-01-09 |
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