JPH0248421Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は高真空チヤンバーのベーキング装置に
関するものである。

「従来の技術」 一般の電子ビーム加速装置や真空蒸着装置等に
使用される各種高真空チヤンバーは、その運転時
において、かべ電流や内部作用等により外壁が加
熱されるため、外壁を純水で冷却することが広く
行われている。その上、運転開始時には必要な高
真空を得るため拡散ポンプ等を使用すると共に、
チヤンバー外壁を加熱してチヤンバー内の残留ガ
スや外壁の呼吸及び吸着ガスを予め追い出してお
くことが広く行われている。このガス抜きを行う
ための加熱工程を一般にベーキングを称してい
る。

それ故、高真空装置に使用されるチヤンバー
は、冷却装置とベーキング装置の２つが必要で、
冷却と加熱はチヤンバー全体にわたつて均一な温
度分布が得られるようにしないと、運転時に局部
加熱によるチヤンバーの熱歪みやシール材の損傷
或いはベーキング不足による残留ガス等の放出に
よる悪影響が生じる欠点があつた。

通常、チヤンバーの冷却方法は、チヤンバー外
壁に水冷管を溶接し、特に高真空と精密さを要求
する装置では、チヤンバーの壁面に設けたトンネ
ルを通る純水で冷却することが広く行われてお
り、不均一な温度分布が生じないように水冷管を
並列に幾通りも設けたり、往復の配管経路をなる
べく同一部分を通るように配慮している。

他方、ベーキング方法は比較的可撓性を有する
シースヒータやバンド状ヒータ又はシリコンゴム
からなる面状発熱ヒータ等を外壁に取付け、又
は、巻付けて通電加熱を行つているが、冷却系が
優先されていて、後記のチヤンバー形状が大きな
影響を与えるので場所的、構造的に制約を受け、
ヒータの短寿命等種々の問題点を含んでいた。

「考案が解決しようとする課題」 従来の装置では、ヒータ取付けのスペースが
少なく且つ所要の容積が収納出来にくいので希望
の温度まで上昇させるのが困難である。ヒータ
の加熱効率が悪いため、大きな容積のヒータを必
要とする。均一な温度分布を得るのが困難で、
チヤンバーやヒータに局部過熱を生じ易い。ヒ
ータ加熱系が冷却水系の影響を受け易い。等の
種々の欠点があつた。

本考案はかかる欠点に鑑み、ベーキング方式に
ついての改良に関するもので、前記チヤンバーの
冷却水系にベーキング装置を接続し、冷却水系の
一部を利用することにより、ベーキングを効率的
に行うことを目的とするものである。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するために、本考案の高真空チ
ヤンバーのベーキング装置は、チヤンバー部の外
壁に均一に取付けた通水管の一端と、第１分岐部
と、第３分岐部と、第７弁と、高圧ポンプと、第
４分岐部と、圧力計及び安全弁を有すると共に内
部流体の温度を測定する熱電対及びヒータを有し
た貫流式ボイラーと、第５分岐部と、第５弁と、
第２分岐部と、前記通水管の他端とを接続して加
熱用の密封循環回路を形成し、該回路の途中に設
けた前記第１，２分岐部に、第１，２弁を介して
冷却水系を分岐して設け、前記第３，４分岐部間
に第６弁を並列に連結し、通水管の途中に気水分
離器を設け、第５分岐部には第４弁とリリーフタ
ンクにリリーフ弁及び不活性ガスボンベを連結し
て途中に圧力計と第３弁を連結したものである。

「作用」 通水管をチヤンバー部の外壁面に沿つて均一に
設けてあるので、通水管内を通る流体を用いて直
接的に冷却したり、又は、加熱することにより、
チヤンバー部の温度分布を均一に冷却、又は、加
熱するものである。

「実施例」 本考案のチヤンバーを図面により説明すると、
１は真空チヤンバー部で、真空度は例えば
10^-6TORR以上である。

チヤンバー部１の外壁の温度が不均一にならな
いように、チヤンバー部１の外壁に均一に取付け
た通水管２は冷却源（図示せず）に連通する冷却
水系３に、後記する密封循環回路１９の途中に設
けた第１分岐部４及び第２分岐部５とに、夫々第
１弁及び第２弁７を介して連結してある。

チヤンバー部１の外壁全体に均一に巻回した通
水管２の一端と、第１分岐部４と、第３分岐部８
と、第７弁９と、高圧ポンプ１０と、第４分岐部
１１と、貫流式ボイラー１６と、第５分岐部１７
と、第５弁１８と、第２分岐部５と、前記通水管
２の他端とを接続して加熱用の密封循環回路１９
を形成してある。

第３分岐部８と第４分岐部１１との間には、第
６弁２６を並列に連結してあり、更に、通水管２
の途中には気水分離器２７を連結してある。

貫流式ボイラー１６は、圧力計１２及び安全弁
１３を有し、且つ、内部流体の温度を測定するた
めの熱電対１４と加熱手段であるヒータ１５を有
している。

第５分岐部１７には、第４弁２０とリリーフタ
ンク２１を連結し、リリーフタンク２１にはリリ
ーフ弁２２と不活性ガスボンベ２３を連結し、途
中に圧力計２４と第３弁２５を連結する。

次に、本実施例をの作用について説明すると、
チヤンバー部１を冷却する場合は、第５，６，７
弁１８，２６，９を閉じ、第１，２弁６，７を開
とすることによつて冷却水系３の純水が第１分岐
部４を介してチヤンバー部１の通水管２内を循環
し、チヤンバー部１を冷却した後、第２分岐部５
から冷却水系３に戻り、これを繰り返す。

ベーキングする場合は、第５，６，７弁１８，
２６，９を開き、冷却水系３からの純水を密閉循
環回路１９内に導入し、第４弁２０を開いてリリ
ーフタンク２１内に純水を充満させる。その後、
第１，２弁６，７を閉じて冷却水系３を切り離
し、高圧ポンプ１０、貫流式ボイラー１６、リリ
ーフタンク２１及びチヤンバー部１の通水管２と
で完全な密閉循環回路１９を形成する。この場
合、リリーフタンク２１内にはアルゴン、窒素等
の不活性ガスを注入しておく。

さらに、第６弁２６を閉じて高圧ポンプ１０を
作動させて純水を循環させるとともに、ボイラー
１６で加熱した高温高圧の熱水を、チヤンバー部
１の通水管２に送り込んでベーキングを行う。

尚、第６弁２６は初期に純水を装置内に導入す
る時間を短縮させるためのバイパス用であるか
ら、運転時は閉じている。

ベーキング時の回路１９内の熱水の膨張分は、
リリーフタンク２１内に逃げる構造となつてお
り、また、停止時の収縮分はリリーフタンク２１
より戻されるが、該リリーフタンク２１の内部に
は不活性ガスが注入されているため、不純物及び
外気の混入は全くなく、装置の信頼性が向上す
る。

ベーキング温度の設定は、ヒータ内蔵の熱電対
１４で直接に熱水温度をコントロールするため、
応答性と安定性が良くなつている。

ベーキングの終了後は、第５，６，７弁１８，
２６，９を夫々閉じ、第１，２弁６，７を開いて
冷却水系３からの冷却水をチヤンバー部１に巻回
した通水管２に導入すれば冷却運転に切り替わ
る。

尚、熱媒体として逆浸透システムで製造した純
水、または、超純水を使用する。

以下に、使用例について説明する。

φ540×5600L、重量約４トンの電子加速用の高
真空キヤビテイーが、ヒータ容量15kwで温度を
140℃に設定し、４時間後に130℃の温度に達した
もので、第２図に曲線Ａで示す。

従来のヒータを使用したものは、約25kwのヒ
ータで温度を140℃に設定し、同一キヤビテーを
加熱したところ約15時間後に90〜100℃の温度に
達したもので、第２図に曲線Ｂで示し、本実施例
の熱効率の良さを示す。

「考案の効果」 本考案はチヤンバー部の外壁に取付けた通水管
内の純水を用いて冷却及び加熱を行うもので、ヒ
ータでの間接的な加熱方式に比べて以下の利点を
有している。

チヤンバー外壁の全体に均一に配管した通水
管内に、熱水または冷却水を通すことにより直
接熱交換ができるので熱効率が良く、所定の温
度が迅速に得られる。

直接加熱方式のため応答性がよく、圧力計と
安全弁と熱電対とヒータを有した貫流式ボイラ
ーとあいまつてベーキング温度のコントロール
が容易である。

不活性ガスを封入すると共にリリーフ弁と安
全弁を有したリリーフタンクを回路に設けてあ
るかめ、回路内を通る純水の加熱及び冷却によ
る体積の増減を吸収し、不純物や外気を該純水
中に混入することがない。

熱効率の向上により冷却用ヒータは小容量で
すみ、それに伴うトラブルが減少し、その上、
不活性ガスを使用したリリーフタンクを設け、
熱媒体の純水を完全密閉循環方式を採用して外
界から完全に遮断したため、高い信頼性が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
全体の配管図、第２図はベーキング特性を示した
説明図である。 １……チヤンバー部、２……通水管、３……冷
却水計、４，５，８……分岐部、９，１８，２
０，２５……弁、１０……高圧ポンプ、１２……
圧力計、１４……熱電対、１５……ヒータ、１６
……貫流式ボイラー、１９……密閉循環回路、２
１……リリーフタンク、２２……リリーフ弁、２
７……気水分離器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. チヤンバー部の外壁に均一に取付けた通水管の
   一端と、第１分岐部と、第３分岐部と、第７弁
   と、高圧ポンプと、第４分岐部と、圧力計及び安
   全弁を有すると共に内部流体の温度を測定する熱
   電対及びヒータを有した貫流式ボイラーと、第５
   分岐部と、第５弁と、第２分岐部と、前記通水管
   の他端とを接続して加熱用の密封循環回路を形成
   し、該回路の途中に設けた第１、第２分岐部に、
   第１，２弁を介して冷却水系を分岐して設け、前
   記第３，４分岐部間に第６弁を並列に連結し、通
   水管の途中に気水分離器を設け、第５分岐部には
   第４弁とリリーフタンクにリリーフ弁及び不活性
   ガスボンベを連結して途中に圧力計と第３弁を連
   結した高真空チヤンバーのベーキング装置。