JPH03237277A - Cryopump - Google Patents

Cryopump

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JPH03237277A
JPH03237277A JP3486890A JP3486890A JPH03237277A JP H03237277 A JPH03237277 A JP H03237277A JP 3486890 A JP3486890 A JP 3486890A JP 3486890 A JP3486890 A JP 3486890A JP H03237277 A JPH03237277 A JP H03237277A
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JP
Japan
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gas
pressure
flow rate
cryopump
opening
Prior art date
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Application number
JP3486890A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Iwasa
岩佐 康史
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To maintain stable exhaust capacity by detecting the inlet pressure of second gas to be exhausted, and setting the intermittent lead-in interval according to the integrated value of this gas pressure at the time of performing the intermittent lead-in of first gas forming a condensed layer acting as absorbent. CONSTITUTION:A liquid nitrogen reservoir 4 is installed at the upper part of a radiation shield 3 accommodated in a vacuum container 1 provided with an inlet 2, and a first liquid helium reservoir 6 provided hangingly with a chevron type baffle 7 is disposed in an upper position in the radiation shield 3. The radiation shield 3 is also provided with a second liquid helium reservoir 8 opposed to the baffle 7 with a gap, and a blow-off pipe 10 for jetting argon gas is interposed between the baffle 7 and the second liquid helium reservoir 8. A flow switching valve 15 interposed at a lead-in pipe 14 communicated with the blow-off pipe 10 is then switched at the time interval set by an intermittent time adjusting device 20 according to the time integrated value of gas pressure in the vicinity of the inlet 2 detected by a pressure detector 18 so as to attain the intermittent lead-in of argon gas.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超真空ポンプとして使用されるクライオポン
プに係り、特に、排気対象気体を吸着する凝縮層の形成
を適正に制御できるようにしたクライオポンプに関する
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a cryopump used as an ultra-vacuum pump, and in particular, to a cryopump that can appropriately control the formation of a condensation layer that adsorbs gas to be evacuated. Regarding cryopumps.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

クライオポンプにおいて、極低温に冷却された面に排気
対象気体の吸着媒として作用する凝縮層を、例えば、ア
ルゴンガスで形成し、この凝縮層の形成量を制御するよ
うにした従来技術としては、例えば、特開平1−178
781号公報に開示されているクライオポンプがある。
In a cryopump, a conventional technique in which a condensation layer that acts as an adsorbent for the gas to be pumped is formed on a surface cooled to an extremely low temperature using, for example, argon gas, and the amount of this condensation layer formed is controlled. For example, JP-A-1-178
There is a cryopump disclosed in Japanese Patent No. 781.

このクライオポンプでは、吸気口付近の排気対象とする
気体の圧力の変化に応じて凝縮層を形成するアルゴンガ
スの流量を変化させるようにしたものである。
This cryopump is designed to change the flow rate of argon gas that forms a condensation layer in response to changes in the pressure of the gas to be evacuated near the intake port.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

クライオポンプにおいては、排出対象の気体であるヘリ
ウム、水素等の吸気口付近の圧力は広い範囲で変動する
。例えば、ヘリウムの場合、その圧力は1O−1Pa〜
1O−7Paの如く数桁ノオーダーに亘って変化する場
合がある。このため、クライオポンプ吸気口付近のヘリ
ウム圧力の上記のような広い範囲の変化に対応してアル
ゴンの流量を制御する必要がある。しかし、実用上、流
量制御弁が精度や再現性を維持しつつ制御し得る最大流
量と最小流量の比率としては1000倍程度が限界であ
る。従って、ヘリウムの圧力が極めて低い領域でのこれ
に対応したアルゴンの流量を微小にする制御の応動性が
難点とされていた。この場合、ヘリウムによる極低温面
の負荷が小さい場合でも、負荷の減少に追従できずに相
対的に大きな流量のアルゴンが供給され、凝縮層が不必
要に厚く形成される。このことは、クラジオポンプの熱
負荷の増大、再生周期の短縮等の不都合をもたらす。
In a cryopump, the pressure near the inlet of the gas to be discharged, such as helium or hydrogen, fluctuates over a wide range. For example, in the case of helium, the pressure is 1O-1Pa~
It may vary over several orders of magnitude, such as 10-7 Pa. Therefore, it is necessary to control the flow rate of argon in response to the above-mentioned wide range of changes in helium pressure near the cryopump inlet. However, in practice, the ratio of the maximum flow rate to the minimum flow rate that a flow control valve can control while maintaining accuracy and reproducibility is about 1000 times the limit. Therefore, the responsiveness of control to minimize the argon flow rate in a region where the helium pressure is extremely low has been considered to be a difficult point. In this case, even when the load on the cryogenic surface due to helium is small, argon is supplied at a relatively large flow rate without being able to follow the decrease in load, and the condensation layer is formed unnecessarily thick. This brings about disadvantages such as an increase in the heat load on the Cladio pump and a shortening of the regeneration cycle.

そこで、本発明は、上記従来技術の有する問題点を解消
し、排気対象気体の吸着媒体として作用する凝縮層の形
成量を適切に制御でき安定した排気作用の確保を可能と
するクラジオポンプを提供することを目的とする。
Therefore, the present invention solves the problems of the above-mentioned prior art and provides a Cladio pump that can appropriately control the formation amount of a condensation layer that acts as an adsorption medium for the gas to be exhausted and ensure a stable exhaust action. The purpose is to provide.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明は、第1の気体の導
入管路に配設された流量開閉弁と、この流量開閉弁の制
御装置と、クライオポンプの吸気口付近の第2の気体の
圧力を検出する測定装置と、上記測定装置の出力する圧
力値の時間積分値を演算するとともに、上記流量開閉弁
を開閉して第1の気体を間欠的に導入する時間間隔を上
記時間積分値に応じて設定し当該流量開閉弁の制御装置
に開閉信号を出力する間欠時間間隔調節装置を備えたこ
とを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a flow rate on-off valve disposed in a first gas introduction pipe, a control device for this flow rate on-off valve, and a second gas inlet near the inlet of a cryopump. a measuring device that detects the pressure of the measuring device, and calculates the time integral value of the pressure value outputted by the measuring device, and calculates the time integral of the time interval at which the first gas is intermittently introduced by opening and closing the flow rate opening/closing valve. The present invention is characterized in that it includes an intermittent time interval adjustment device that is set according to the flow rate opening/closing valve and outputs an opening/closing signal to a control device for the flow rate opening/closing valve.

〔作 用〕[For production]

本発明によれば、排気対象である第2の気体の吸気口付
近の圧力変化に対応して流量開閉弁を開く間隔が調整さ
れ、第2の気体の圧力が低いときは、導入間隔が長く、
第2の気体の圧力が高いときは、導入間隔が短くなるよ
うにすることができる。これによって、第1の気体の導
入流量を第2の気体の圧力に応じて制御することなく、
凝縮層の量が適性に保たれる。
According to the present invention, the interval at which the flow rate opening/closing valve is opened is adjusted in response to pressure changes near the intake port of the second gas to be exhausted, and when the pressure of the second gas is low, the introduction interval is longer. ,
When the pressure of the second gas is high, the introduction interval can be shortened. As a result, the introduction flow rate of the first gas is not controlled according to the pressure of the second gas.
The amount of condensation layer is maintained at an appropriate level.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明によるクライオポンプの一実施例について
添付の図面を参照して説明する。なお、吸着媒として作
用する凝縮層を形成する第1の気体としてはアルゴン、
窒素、六弗化硫黄等があり、排気対象の第2の気体とし
ては、ヘリウム、水素等があるが、以下、第1の気体と
してはアルゴンを、第2の気体としてはヘリウムを例に
して説明する。
Hereinafter, an embodiment of a cryopump according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that argon,
There are nitrogen, sulfur hexafluoride, etc., and the second gas to be exhausted includes helium, hydrogen, etc. Below, we will use argon as the first gas and helium as the second gas. explain.

第1図は第1実施例のクラジオポンプを示したものであ
る。符号1は、真空容器を示し、この真空容器lは、吸
気口2を有するとともに、内部に輻射シールド3が収容
されている。この輻射シールド3の上部には液体窒素溜
4が設置され、一方、下方には、上記吸気口2に対向さ
せるようにして第1のシェブロン型バッフル5が設けら
れている。
FIG. 1 shows a Cladio pump according to a first embodiment. Reference numeral 1 indicates a vacuum container, and this vacuum container 1 has an intake port 2 and a radiation shield 3 is housed inside. A liquid nitrogen reservoir 4 is installed above the radiation shield 3, while a first chevron-type baffle 5 is installed below to face the intake port 2.

上記輻射シールド3の内部の上方位置には第1の液体ヘ
リウム溜6が配置され、この第1液体ヘリウム溜6から
は、上記第1のシェブロン型バッフル5と対向するよう
に第2のシェブロン型バッフル7が垂設されている。符
号8は外面が極低温面となってヘリウムガスを吸着する
凝縮層が形成される第2液体ヘリウム溜8を示し、この
第2液体ヘリウム溜8の上部は気液分離器9と接続され
ている。このような第2液体ヘリウム溜8は、上記第2
のシェブロン型バッフル7と所定間隔をとって対向位置
に配置されるとともに、これらの間には、アルゴンガス
を当該第2液体ヘリウム溜8の外表面に噴出する吹き出
し管10が配置されている。この吹き出し管10の第2
液体ヘリウム溜8側にはアルゴンガスの吹き出し孔11
が多数形成されている。従って、吹き出し管10の吹き
出し孔11から第2液体ヘリウム溜8に向けて吹き出さ
れたアルゴンガスは第2液体ヘリウム溜8の内部の液体
ヘリウムによって冷却されてその表面で凝縮し、排気対
象気体であるヘリウムガスを吸着する凝縮層12が形成
されるようになっている。
A first liquid helium reservoir 6 is disposed at an upper position inside the radiation shield 3, and from this first liquid helium reservoir 6, a second chevron-shaped baffle 5 is disposed so as to face the first chevron-shaped baffle 5. A baffle 7 is provided vertically. Reference numeral 8 indicates a second liquid helium reservoir 8 whose outer surface is a cryogenic surface to form a condensed layer that adsorbs helium gas, and the upper part of this second liquid helium reservoir 8 is connected to a gas-liquid separator 9. There is. Such a second liquid helium reservoir 8 is similar to the second liquid helium reservoir 8.
The chevron-shaped baffle 7 is disposed at a position facing the second liquid helium reservoir 8 at a predetermined distance, and a blowout pipe 10 for blowing out argon gas onto the outer surface of the second liquid helium reservoir 8 is disposed between them. The second part of this blow-off pipe 10
There is an argon gas blowout hole 11 on the liquid helium reservoir 8 side.
are formed in large numbers. Therefore, the argon gas blown out from the blow-off hole 11 of the blow-off pipe 10 toward the second liquid helium reservoir 8 is cooled by the liquid helium inside the second liquid helium reservoir 8, condenses on its surface, and becomes the gas to be exhausted. A condensation layer 12 is formed which adsorbs a certain helium gas.

上記吹き出し管10はマニホールド13を介して導入管
14に接続され、この導入管14は、図示しないアルゴ
ンガスの供給装置に接続されている。
The blowout pipe 10 is connected to an introduction pipe 14 via a manifold 13, and this introduction pipe 14 is connected to an argon gas supply device (not shown).

次に、真空容器1から出た導入管14の途中には、流量
開閉弁15が配設される。この流量開閉弁15に付設さ
れる弁の駆動機構16は、制御装置17の出力する信号
に基づいて弁を開閉する。
Next, a flow rate opening/closing valve 15 is disposed in the middle of the introduction pipe 14 coming out of the vacuum container 1 . A valve drive mechanism 16 attached to the flow rate opening/closing valve 15 opens and closes the valve based on a signal output from the control device 17.

一方、真空容器1の吸気口2に臨むように圧力検出管1
8が設置され、この圧力検出管18の検知した圧力は、
圧力計19を介して圧力に比例した検出圧力信号に変換
されて間欠時間間隔調節装置20に導入される。この間
欠時間間隔調節装置20では、人力された検出圧力信号
の時間積分値を演算しこの演算に基づいて制御装置17
を介して駆動機構16に流量開閉弁15の開閉信号を出
力する。
On the other hand, a pressure detection tube 1 is placed facing the intake port 2 of the vacuum container 1.
8 is installed, and the pressure detected by this pressure detection tube 18 is
The detected pressure signal is converted into a detected pressure signal proportional to the pressure via the pressure gauge 19 and introduced into the intermittent time interval adjustment device 20 . This intermittent time interval adjustment device 20 calculates the time integral value of the manually input detected pressure signal, and based on this calculation, the control device 17
An opening/closing signal for the flow rate opening/closing valve 15 is outputted to the drive mechanism 16 via.

次に、以上のように構成されるクライオポンプの作用に
ついて説明する。
Next, the operation of the cryopump configured as described above will be explained.

上記流量開閉弁15が開いている間は、アルゴンガスが
図示しない供給装置から導入管14を流れ、マニホール
ド13を介して吹き出し管10の吹き出し孔11から第
2液体ヘリウム溜8に向けて噴出される。アルゴンガス
は、液体ヘリウムの冷却作用下に凝縮され、この結果、
この第2液体ヘリウム溜8の外表面に吸着媒体として作
用する凝縮層12が形成されることになる。
While the flow rate on/off valve 15 is open, argon gas flows through the introduction pipe 14 from a supply device (not shown), and is ejected from the blowout hole 11 of the blowout pipe 10 to the second liquid helium reservoir 8 via the manifold 13. Ru. Argon gas is condensed under the cooling action of liquid helium, resulting in
A condensation layer 12 is formed on the outer surface of the second liquid helium reservoir 8, which acts as an adsorption medium.

一方、真空容器1の吸気口2から内部に導かれたヘリウ
ムガスは、先ず、液体窒素溜4に貯溜されている液体窒
素によって冷却されている第1シエブロン型バツフル5
を通過した後、第1液体ヘリウム溜6に貯溜されている
液体ヘリウムの冷却作用下にある第2シエブロン型バツ
フル7を通り抜けて第2液体ヘリウム溜8の付近にまで
到達する。ヘリウムガスは、上記したように第2液体ヘ
リウム溜8の表面に形成されている凝縮層12による吸
着作用またはトライオドラッピング作用によって排気さ
れる。なお、以上の排気過程で排気対象気体以外の水素
等の成分は、第2シエブロン型バツフル7の表面で凝縮
し、排気される。
On the other hand, the helium gas introduced into the interior from the inlet 2 of the vacuum container 1 is first transferred to the first Chevron-type buffer 5 which is cooled by the liquid nitrogen stored in the liquid nitrogen reservoir 4.
After passing through, it passes through a second Chevron-type baffle 7 which is under the cooling effect of the liquid helium stored in the first liquid helium reservoir 6, and reaches the vicinity of the second liquid helium reservoir 8. As described above, the helium gas is exhausted by the adsorption effect or triode wrapping effect by the condensation layer 12 formed on the surface of the second liquid helium reservoir 8. In the above exhaust process, components other than the gas to be exhausted, such as hydrogen, are condensed on the surface of the second Chevron type buffle 7 and are exhausted.

このような排気過程において、ヘリウムガスは、真空容
器1の吸気口2から導かれたヘリウムガスの圧力に応じ
て第2図のタイムチャートに示されるように間欠的に導
入される。
In such an evacuation process, helium gas is intermittently introduced according to the pressure of helium gas introduced from the intake port 2 of the vacuum container 1, as shown in the time chart of FIG.

第2図(a)は、流量開閉弁15が開いたときのアルゴ
ンガスの間欠的導入のタイミングを表したもので、縦軸
はアルゴンガスの流量を示す。第2図(b)は、圧力検
出管18で検出した吸気口2付近のリウムガスの圧力の
変化を表したもので、縦軸は圧力を示す。横軸は時間軸
であり第2図(a)、(b)で共通にとっである。
FIG. 2(a) shows the timing of intermittent introduction of argon gas when the flow rate on/off valve 15 is opened, and the vertical axis indicates the flow rate of argon gas. FIG. 2(b) shows the change in the pressure of lithium gas near the intake port 2 detected by the pressure detection tube 18, and the vertical axis indicates the pressure. The horizontal axis is the time axis, which is common to FIGS. 2(a) and 2(b).

第2図(a)において、符号100.101.102.
103、は夫々間欠的に導入されるヘリウムガスの流量
波形である。この場合、配管内を気体が流れるときの流
量の立ち上がりやその時定数は無視し、流量開閉弁15
が開成すると直ちに単位時間あたり一定の流量qでアル
ゴンガスが導入管14を流れ、一方、流量開閉弁15が
閉まると直ちにアルゴンガスの流量は0になるものとす
る。また、流量開閉弁15が開いている時間Δtは予め
設定されているものとする。
In FIG. 2(a), the symbols 100.101.102.
103 is a flow rate waveform of helium gas that is intermittently introduced. In this case, the rise of the flow rate and its time constant when gas flows in the pipe are ignored, and the flow rate on/off valve 15 is ignored.
As soon as the valve is opened, argon gas flows through the introduction pipe 14 at a constant flow rate q per unit time, and on the other hand, as soon as the flow rate on/off valve 15 is closed, the flow rate of argon gas becomes zero. Further, it is assumed that the time period Δt during which the flow rate on-off valve 15 is open is set in advance.

時間Δtの間、流!開閉弁15を介して導入されるアル
ゴンガスは、凝縮層12を形成する。−回の間欠的導入
では、q×Δtの量のアルゴンガスが凝縮層12を形成
する。
During the time Δt, flow! Argon gas introduced via the on-off valve 15 forms a condensation layer 12 . - times of intermittent introduction, an amount of argon gas of q×Δt forms the condensation layer 12.

そこで、第2図(b)において、ヘリウムガスの圧力値
は、p、2p、p/2といった値で段階的に変化するも
のとする。間欠時間間隔調節装置20は、圧力計19の
出力する圧力値を時間で積分する演算を行うとともに、
その時間積分値に応じて流量開閉弁15を開閉して間欠
的に導入するアルゴンガスの導入時間間隔を設定する。
Therefore, in FIG. 2(b), it is assumed that the pressure value of helium gas changes stepwise with values such as p, 2p, and p/2. The intermittent time interval adjustment device 20 performs a calculation to integrate the pressure value output from the pressure gauge 19 over time, and
The time interval for introducing argon gas, which is intermittently introduced by opening and closing the flow rate on-off valve 15, is set in accordance with the time integral value.

例えば、時間区間(to、t+)、(t+、t2)、(
t2r  ts )における圧力の時間積分値は、夫々
符号104.105.106で表される領域の面積に相
当する。この場合、間欠時間間隔調節装置20は、時間
積分値が夫々の区間ごとに一定となるように時刻tI、
t2、t、・・・を設定し、その時刻で波形101.1
02.103で示されるアルゴンガスの間欠的導入を行
うため、制御装置17に流量開閉弁15の開閉信号を出
力する。
For example, time intervals (to, t+), (t+, t2), (
The time integral value of the pressure at t2r ts ) corresponds to the area of the regions represented by the symbols 104, 105, and 106, respectively. In this case, the intermittent time interval adjustment device 20 adjusts the time tI,
Set t2, t,... and generate waveform 101.1 at that time.
In order to intermittently introduce argon gas as indicated by 02.103, an opening/closing signal for the flow rate opening/closing valve 15 is output to the control device 17.

このようにヘリウムガスの導入は、吸気口2付近のヘリ
ウムガスの圧力値の時間積分値を一定とするような間隔
で間欠的に実行されるので、ヘリウムガスの圧力が高い
場合には、次回の導入間隔が早くなる(j+ r  t
2)。この結果、凝縮層12の吸着能力が飽和に達して
その能力の低下するのが補なわれ、安定した排気作用が
維持される。
In this way, helium gas is introduced intermittently at intervals that keep the time integral value of the helium gas pressure near the intake port 2 constant, so if the helium gas pressure is high, The introduction interval becomes faster (j+ r t
2). As a result, the adsorption capacity of the condensation layer 12 reaches saturation and the decrease in its capacity is compensated for, and a stable exhaust action is maintained.

これに対して、ヘリウムガスの圧力が低い場合には、凝
縮層12が飽和するまでに時間がかかり、吸着能力が比
較的長く持続するので、ヘリウムガスの導入間隔が長く
なることによって(t2゜t3)、凝縮層12が無駄に
厚く形成されず、第2液体ヘリウム溜8の凝縮熱負荷が
低減される。
On the other hand, when the pressure of helium gas is low, it takes time for the condensation layer 12 to become saturated and the adsorption capacity continues for a relatively long time. t3), the condensation layer 12 is not formed to be unnecessarily thick, and the condensation heat load on the second liquid helium reservoir 8 is reduced.

このように、アルゴンガスの導入流量自体は一定でもそ
の導入間隔を調整することにより、安定した排気に必要
な凝縮層12をヘリウムガスの圧力変動によらず、実質
的に過不足なく形成することができる。
In this way, even if the flow rate of argon gas introduced is constant, by adjusting the introduction interval, the condensed layer 12 necessary for stable exhaust gas can be formed with virtually no excess or deficiency, regardless of pressure fluctuations of helium gas. I can do it.

以上の実施例では、ヘリウムガスの圧力の時間積分値が
一定となるようにアルゴンガスの間欠的導入時間間隔を
調整する場合について説明したが、上記時間積分値が一
定であることに限定されるものではない。例えば、ヘリ
ウムガスの圧力が所定の値より高い場合は低い場合より
も時間積分値を小さく設定するようにしてこの時間積分
値に対応した導入時間間隔としてもよい。
In the above embodiment, a case has been described in which the intermittent introduction time interval of argon gas is adjusted so that the time integral value of the pressure of helium gas is constant; however, the above-mentioned time integral value is limited to being constant. It's not a thing. For example, when the pressure of helium gas is higher than a predetermined value, the time integral value may be set smaller than when it is lower, and the introduction time interval may be set in accordance with this time integral value.

次に、第3図乃至第12図を参照して本発明の他の実施
例について説明する。
Next, other embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 12.

第3図に示す実施例においては、真空容器1の吸気口2
に近い部位に分析管30が取り付けられ、この分析管3
0に四重極質量分析器31が接続される。一方、導入管
14において流量開閉弁15の上流に設けられた流量調
節弁32にパルスモータ33およびエンコーダ34を設
け、このパルスモータ33の制御装置35およびエンコ
ーダ34の読取装置36を開度調節装置37に接続して
いる。
In the embodiment shown in FIG.
An analysis tube 30 is attached to a location near the analysis tube 3.
A quadrupole mass spectrometer 31 is connected to 0. On the other hand, a pulse motor 33 and an encoder 34 are provided in the flow rate control valve 32 provided upstream of the flow rate on/off valve 15 in the introduction pipe 14, and a control device 35 for the pulse motor 33 and a reading device 36 for the encoder 34 are used as an opening adjustment device. It is connected to 37.

真空容器1の吸気口2を通るヘリウムガスの圧力は分析
管30を介し四重極質量分析器31によって検出され、
その検出信号は開度調節装置37と間欠時間間隔調節装
置20に出力される。開度調節装置37においては、四
重極質量分析器31の検出信号値に対応して駆動機構制
御装置35に流量制御弁32の開度を調節する信号を出
力して導入管14を流れるアルゴンガスの流量が制御さ
れる。そして、流量調節弁32の開度は、エンコーダ3
4を介して読取装置36で検出され、この開度信号は開
度調節装置37にフィードバックされる。この開度調節
装置37では、上記開度信号と四重極質量分析器31の
出力する検出信号とが比較され、適切な流量調節弁32
の開度が決定される。
The pressure of helium gas passing through the inlet 2 of the vacuum container 1 is detected by a quadrupole mass spectrometer 31 via an analysis tube 30,
The detection signal is output to the opening adjustment device 37 and the intermittent time interval adjustment device 20. The opening adjustment device 37 outputs a signal for adjusting the opening of the flow rate control valve 32 to the drive mechanism control device 35 in response to the detection signal value of the quadrupole mass spectrometer 31, and controls the flow of argon through the introduction pipe 14. The gas flow rate is controlled. The opening degree of the flow rate control valve 32 is determined by the encoder 3
The opening signal is detected by the reading device 36 via the opening signal 4, and this opening signal is fed back to the opening adjustment device 37. This opening adjustment device 37 compares the opening signal with the detection signal output from the quadrupole mass spectrometer 31, and selects the appropriate flow rate adjustment valve 32.
The opening degree is determined.

この実施例では、間欠時間間隔調節装置F20によって
、アルゴンガスの間欠的導入の時間間隔を調節できるだ
けでなく、流量調節弁32によって一回の導入量をも調
整する。アルゴンガスの導入量の微妙な調整が可能とな
り、ヘリウムガスの圧力変化に対して一層追従性が向上
する。
In this embodiment, not only can the intermittent time interval adjustment device F20 adjust the time interval of intermittent introduction of argon gas, but also the flow rate adjustment valve 32 can adjust the amount of introduction at one time. This makes it possible to finely adjust the amount of argon gas introduced, further improving the ability to follow pressure changes in helium gas.

第4図に示す実施例では、導入管14において流j1調
節弁32および流量開閉弁15の下流に流量計センサ3
8を組み込み、この流量計センサ38の検出信号を流量
計読出袋at39を介して総合調節装置40に出力する
ようにしている。この総合調節装置40は圧力計18と
流量計センサ38の出力に基づいて間欠時間間隔調節装
置20に対し時間積分値の調整を行うとともに開度調節
袋jt41に対し流量調節弁32の開度の設定値を調節
する。この開度調節装置41は、修正された設定地に基
づき駆動機構制御装置42、駆動機構43を介して流量
調節弁32の開度を制御する。
In the embodiment shown in FIG.
8 is incorporated, and the detection signal of this flowmeter sensor 38 is outputted to the general adjustment device 40 via the flowmeter reading bag at39. This comprehensive adjustment device 40 adjusts the time integral value for the intermittent time interval adjustment device 20 based on the outputs of the pressure gauge 18 and the flow meter sensor 38, and also controls the opening degree of the flow rate control valve 32 for the opening degree adjustment bag jt41. Adjust the setting value. The opening adjustment device 41 controls the opening of the flow rate control valve 32 via the drive mechanism control device 42 and the drive mechanism 43 based on the corrected setting.

この実施例によれば、アルゴンガスの導入流量を流量計
センサ38を介して検出しこれを総合調節装置40によ
ってフィードバックしているので、アルゴンガスの供給
装置の圧力変動にも対応することができる。
According to this embodiment, since the flow rate of argon gas introduced is detected via the flow meter sensor 38 and fed back by the integrated control device 40, it is possible to respond to pressure fluctuations in the argon gas supply device. .

*5図に示す実施例では、導入管14に設けた流量開閉
弁15を圧電素子で配管経路を開閉する機構を有する弁
を備えた構造のものとし、圧電素子を組み込んだ駆動機
構44をこの流量開閉弁15に付設している。この実施
例によれば、空気圧力、ソレノイドの電磁力で駆動され
る機構よりも早い応答速度が得られる。
*In the embodiment shown in Fig. 5, the flow opening/closing valve 15 provided in the inlet pipe 14 has a structure equipped with a valve having a mechanism for opening and closing the piping route using a piezoelectric element, and the drive mechanism 44 incorporating the piezoelectric element is It is attached to the flow rate on/off valve 15. According to this embodiment, a faster response speed can be obtained than a mechanism driven by air pressure or electromagnetic force of a solenoid.

第6図に示す実施例では、吸気口2に配設する圧力検出
管としては全圧計の検出管、例えば、電離真空計式検出
管45を用い、この電離真空計式検出管45を全圧計4
6に接続している。この電離真空計式検出管45の出力
する圧力の値に基づいて間欠時間間隔調節装置20は、
圧力値の時間積分値を算出するようにしている。この実
施例は、排気対象気体の大部分をヘリウムガスが占め、
その分圧が排気対象気体の全圧とみなすことができる場
合に適用できる。これによれば、取扱いが簡単になる。
In the embodiment shown in FIG. 6, a total pressure gauge detection tube, for example, an ionization vacuum gauge type detection tube 45 is used as the pressure detection tube disposed in the intake port 2. 4
Connected to 6. Based on the pressure value output from the ionization vacuum gauge type detection tube 45, the intermittent time interval adjustment device 20:
The time integral value of the pressure value is calculated. In this embodiment, helium gas accounts for most of the gas to be exhausted,
It can be applied when the partial pressure can be regarded as the total pressure of the gas to be exhausted. According to this, handling becomes easy.

第7図に示す実施例では、真空容器1の吸気口2に近い
部位に分析管47を取り付け、この分析管47に磁場偏
向形分圧計48を接続して構成したものである。
In the embodiment shown in FIG. 7, an analysis tube 47 is attached to a portion of the vacuum container 1 near the inlet 2, and a magnetic field deflection type partial pressure meter 48 is connected to this analysis tube 47.

第8図に示す実施例では、真空容器1の吸気口2に近い
部位に接続管4つが取り付けられ、この接続管4つにヘ
リウムリークディテクタ5oが接続されている。排気対
象気体がヘリウムである場合には、ヘリウム分圧この実
施例のように、測定手段としてヘリウムリークディテク
タ5oを支障なく使用することができる。
In the embodiment shown in FIG. 8, four connecting pipes are attached to a portion of the vacuum container 1 near the intake port 2, and a helium leak detector 5o is connected to the four connecting pipes. When the gas to be exhausted is helium, the helium leak detector 5o can be used without any problem as a means for measuring the helium partial pressure as in this embodiment.

次に、第9図乃至第12図を参照して本発明をこれまで
説明したクライオポンプとは異なる形式のポンプに適用
した実施例につき説明する。
Next, an embodiment in which the present invention is applied to a type of pump different from the cryopump described above will be described with reference to FIGS. 9 to 12.

第9図に示すクライオポンプでは、第1図のクライオポ
ンプとは、液体ヘリウムで冷却されるシェフロン形バッ
フル7が設けられていない点において相違する。この形
式のクライオポンプでは、液体ヘリウム溜8の排気面に
ヘリウム、水素その他の排気対象気体が同時に吸着され
るため、ヘリウムの排気面とこれ以外の排気面とを区別
する必要がない場合に有利である。
The cryopump shown in FIG. 9 differs from the cryopump shown in FIG. 1 in that a Scheffron-type baffle 7 cooled by liquid helium is not provided. This type of cryopump is advantageous when there is no need to distinguish between the helium pumping surface and other pumping surfaces because helium, hydrogen, and other gases to be pumped are simultaneously adsorbed on the pumping surface of the liquid helium reservoir 8. It is.

第10図に示す実施例は、本発明を気体排気面51の冷
却にヘリウム冷凍機52を用いたクライオポンプに適用
した例である。この場合、ヘリウム冷凍機52は、略液
体窒素の沸点に冷却される第1段冷却部53と、約20
Kに冷却される第2段冷却部54と、略液体ヘリウムの
沸点温度に冷却される第3段冷却部55とを備え、第3
段冷却部55に固着された冷却板56に気体排気面51
が形成されている。また、第1段冷却部53から下を覆
うように設けた輻射シールド57にはシェブロン形バッ
フル58が、第3段冷却部55に設けた輻射シールド5
9にはシェブロン形バッフル60が夫々配設される。
The embodiment shown in FIG. 10 is an example in which the present invention is applied to a cryopump that uses a helium refrigerator 52 to cool a gas exhaust surface 51. In this case, the helium refrigerator 52 includes a first stage cooling section 53 that is cooled to approximately the boiling point of liquid nitrogen, and a
The third stage cooling section 54 is provided with a second stage cooling section 54 that is cooled to K, and a third stage cooling section 55 that is cooled to approximately the boiling point temperature of liquid helium.
A gas exhaust surface 51 is attached to a cooling plate 56 fixed to the stage cooling section 55.
is formed. In addition, a chevron-shaped baffle 58 is provided on the radiation shield 57 provided to cover the bottom from the first stage cooling section 53, and a radiation shield 58 provided on the third stage cooling section 55 is provided.
A chevron-shaped baffle 60 is disposed at each of the sections 9 .

第11図に示す実施例は、第10図のクライオポンプの
変形に本発明を適用した例である。この場合、第10図
のクライオポンプにおいて、第3段冷却部55に設けた
輻射シールド59とシェブロン形バッフル60が省略さ
れた構成となっている。この実施例によれば、第3段冷
却部55によって冷却される気体排気面51でヘリウム
、水素その他の気体が同時に排気される。
The embodiment shown in FIG. 11 is an example in which the present invention is applied to a modification of the cryopump shown in FIG. In this case, the cryopump shown in FIG. 10 has a configuration in which the radiation shield 59 and the chevron-shaped baffle 60 provided in the third stage cooling section 55 are omitted. According to this embodiment, helium, hydrogen, and other gases are simultaneously exhausted from the gas exhaust surface 51 that is cooled by the third stage cooling section 55.

第12図に示す実施例は、吸気口61に対して中央開口
部の人口平面が略平行に位置する環状液体ヘリウム溜6
2の内面に気体排気面63が形成されている型式のクラ
イオポンプに本発明を適用した例である。この場合、シ
ェブロン形バッフル64は、液体ヘリウム溜65によっ
て冷却されている。また、液体窒素溜66によって冷却
されるルーバーブラインド形バッフル67のフィン68
は吸気口61から気体排気面63への輻射を防止するよ
うに傾斜して配置されている。この実施例によれば、排
気対象気体のシェブロン形バッフル64および気体排気
面63に対する通過確率が増大する利点がある。
The embodiment shown in FIG.
This is an example in which the present invention is applied to a type of cryopump in which a gas exhaust surface 63 is formed on the inner surface of the cryopump. In this case, the chevron baffle 64 is cooled by a liquid helium reservoir 65. Also, the fins 68 of the louver blind baffle 67 are cooled by the liquid nitrogen reservoir 66.
are arranged to be inclined so as to prevent radiation from the air intake port 61 to the gas exhaust surface 63. According to this embodiment, there is an advantage that the probability that the gas to be exhausted passes through the chevron-shaped baffle 64 and the gas exhaust surface 63 is increased.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、吸着
媒体として作用する凝縮層を形成する第1の気体を間欠
的に導入するについて、排出対象である第2の気体の吸
気口の圧力を検出して、間欠的導入間隔を当該気体圧力
の積分値に対応させて設定するようにしているので、排
気対象の第2の気体の圧力変動に関わらず、凝縮層の形
成量をを適正に制御することができ、クライオポンプは
、安定した排気能力を発揮する。
As is clear from the above description, according to the present invention, when the first gas forming a condensation layer acting as an adsorption medium is intermittently introduced, the pressure at the inlet of the second gas to be discharged is Since the intermittent introduction interval is set in accordance with the integral value of the gas pressure, the amount of condensation layer formed can be maintained appropriately regardless of the pressure fluctuation of the second gas to be exhausted. The cryopump exhibits stable pumping capacity.

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

第1図は本発明によるクライオポンプの一実施例を示し
た断面図、 第2図は、第1の気体の間欠的導入と第2の気体の圧力
値の関係を表したタイムチャート、第3図乃至第12図
は本発明によるクライオポンプの他の実施例を示した断
面図である。 1・・・真空容器、2・・・吸気口、3・・・輻射シー
ルド、4・・・肢体窒素溜、5・・・第1シエブロン型
バツフル、6・・・第1液体ヘリウム溜、7・・・第2
シエブロン型バツフル、8・・・第2?i&体ヘリウム
溜、9・・・気液分離器、10・・・吹き出し管、11
・・・吹き出し孔、12・・・凝縮層、13・・・マニ
ホールド、14・・・導入管、15・・・流量開閉弁、
16・・・駆動機構、17・・・制御装置、18・・・
圧力検出器、1つ・・・圧力計、20・・・間欠時間間
隔調節装置。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a cryopump according to the present invention, FIG. 2 is a time chart showing the relationship between the intermittent introduction of the first gas and the pressure value of the second gas, and FIG. 1 to 12 are cross-sectional views showing other embodiments of the cryopump according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Vacuum container, 2... Inlet port, 3... Radiation shield, 4... Extremity nitrogen reservoir, 5... First Chevron type buffer, 6... First liquid helium reservoir, 7 ...Second
Chevron type Batsuful, 8...2nd? i & body helium reservoir, 9... gas-liquid separator, 10... blowout pipe, 11
...Blowout hole, 12...Condensation layer, 13...Manifold, 14...Introduction pipe, 15...Flow rate opening/closing valve,
16... Drive mechanism, 17... Control device, 18...
Pressure detector, 1...pressure gauge, 20...intermittent time interval adjustment device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 真空容器内の極低温に冷却した面に吸着媒として作用す
る第1の気体を凝縮させ、この第1の気体の凝縮層によ
る吸着またはクライオトラッピング作用下に排気対象と
する第2の気体を真空中の気相から排気するようにした
クライオポンプにおいて、第1の気体の導入管路に配設
された流量開閉弁と、この流量開閉弁の制御装置と、ク
ライオポンプの吸気口付近の第2の気体の圧力を検出す
る測定装置と、上記測定装置の出力する圧力値の時間積
分値を演算するとともに、上記流量開閉弁を開閉して第
1の気体を間欠的に導入する時間間隔を上記時間積分値
に応じて設定し当該流量開閉弁の制御装置に開閉信号を
出力する間欠時間間隔調節装置を備えたことを特徴とす
るクライオポンプ。
A first gas acting as an adsorbent is condensed on a surface cooled to an extremely low temperature in a vacuum container, and a second gas to be exhausted is evacuated under adsorption or cryotrapping action by the condensed layer of the first gas. In a cryopump configured to exhaust air from the gas phase inside the cryopump, a flow rate on-off valve disposed in a first gas introduction pipe, a control device for this flow rate on-off valve, and a second gas phase in the vicinity of the inlet port of the cryopump are provided. a measuring device that detects the pressure of the first gas; and a measuring device that calculates a time integral value of the pressure value outputted by the measuring device, and determines the time interval at which the first gas is intermittently introduced by opening and closing the flow rate opening/closing valve. A cryopump characterized by comprising an intermittent time interval adjustment device that is set according to a time integral value and outputs an opening/closing signal to a control device of the flow rate opening/closing valve.
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