JPH04105980U - cryopump - Google Patents

cryopump

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JPH04105980U
JPH04105980U JP826291U JP826291U JPH04105980U JP H04105980 U JPH04105980 U JP H04105980U JP 826291 U JP826291 U JP 826291U JP 826291 U JP826291 U JP 826291U JP H04105980 U JPH04105980 U JP H04105980U
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
baffle
cryopump
stage
cold panel
refrigerator
Prior art date
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Pending
Application number
JP826291U
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
康成 向
Original Assignee
株式会社日本製鋼所
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Publication date
Application filed by 株式会社日本製鋼所 filed Critical 株式会社日本製鋼所
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Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 被排気容器内の常温部から受ける熱輻射を最
少に抑え、冷凍損失が少なく、排気速度の高いクライオ
ポンプを提供する。 〔構成〕 第一段コールドバネル2の開口部に設けられ
ている截頭円錐形のバッフル11の複数のバッフル部材
12の傾斜角θを最も内側に位置するバッフル部材12
の傾斜角θ1 を基準とし、外側のバッフル部材12の傾
斜角θ2 、θ3 、θ4 、・・・を順に大きくしたもので
ある。
(57) [Summary] [Purpose] To provide a cryopump that minimizes heat radiation received from the normal temperature part of a container to be evacuated, has low refrigeration loss, and has a high pumping speed. [Structure] The inclination angle θ of the plurality of baffle members 12 of the frustoconical baffle 11 provided at the opening of the first stage cold panel 2 is set to the innermost baffle member 12.
The inclination angles θ 2 , θ 3 , θ 4 , .

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

【0001】0001

【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本考案はクライオポンプに関し、特にそのバッフルの構造に関する。 The present invention relates to a cryopump, and particularly to the structure of its baffle.

【0002】0002

【従来の技術】[Conventional technology]

従来のクライオポンプの一例は図2に示すように、被排気容器の排気口8に一 端が接続され、図示しない粗引き用真空ポンプに接続されている排気管9を有す るケーシング1と、このケーシング1の底面に設けられ、ギフォード・マクマホ ンサイクル、スターリングサイクル等を利用して高圧のヘリウムの断熱膨張を利 用した冷凍機6と、前記ケーシング1内に設けられ、前記冷凍機6のコールドヘ ッド7の第一冷凍ステージ7aに取付けられた上向きの有底円筒形の第一段コー ルドパネル2と、前記コールドヘッド7の先端に前記第一段コールドパネル2と 同心状に第二冷凍ステージ7bに取付けられた下向きの有底円筒形の第二段コー ルドパネル3と、この第二段コールドパネル3の表面に接着された活性炭4と、 前記第一段コールドパネル2の上面の開口部に設けられ、一定傾斜角を持って同 心状に配置された截頭円錐形の環状の複数のバッフル部材10で構成されたバッ フル5とからなるものである。 An example of a conventional cryopump, as shown in Fig. It has an exhaust pipe 9 whose end is connected to a roughing vacuum pump (not shown). A casing 1 is provided on the bottom of the casing 1, and a Gifford McMaho Utilizing the adiabatic expansion of high-pressure helium using the Stirling cycle, Stirling cycle, etc. The refrigerator 6 used and the cold head of the refrigerator 6 provided in the casing 1 The first stage cork is an upwardly facing cylindrical core attached to the first freezing stage 7a of the refrigerating stage 7a. the cold panel 2, and the first stage cold panel 2 at the tip of the cold head 7. A downward-facing bottomed cylindrical second stage cord is concentrically attached to the second freezing stage 7b. a cold panel 3, activated carbon 4 adhered to the surface of this second stage cold panel 3, It is provided at the opening on the upper surface of the first stage cold panel 2, and is arranged at a constant angle of inclination. A baffle composed of a plurality of annular baffle members 10 in the shape of a truncated cone arranged in the form of a core. It consists of a full 5.

【0003】 このような構造のクライオポンプは前記冷凍機6により前記第一段コールドパ ネル2とバッフル5とは約70Kに冷却され、第二段コールドパネル3は約15 Kに冷却されている。0003 In the cryopump having such a structure, the first stage cold pump is operated by the refrigerator 6. The panel 2 and baffle 5 are cooled to about 70K, and the second stage cold panel 3 is cooled to about 15K. It is cooled to K.

【0004】 このように構成されているクライオポンプの動作は、被排気容器内の残留気体 分子をバッフル5の開口部を通してケーシング1内に導き、約70Kに冷却され ている第一段コールドパネル2とバッフル5で水蒸気等の蒸気圧の低い気体を凝 縮凍結し、水蒸気等が除かれた気体分子は約15Kに冷却されている第二段コー ルドパネル3でN2 、O2 及びAr等の気体を凝縮凍結し、更に第一段及び第二 段コールドパネル2、3で凝縮凍結が不可能なNe、H2 及びHeは第二段コー ルドパネル3と共に約15Kに冷却されている活性炭4により低温吸着される。[0004]The operation of the cryopump configured in this way is to guide the residual gas molecules in the evacuated container into the casing 1 through the opening of the baffle 5, and then to the first stage cold panel 2 which is cooled to about 70K. Gases with low vapor pressure such as water vapor are condensed and frozen in the baffle 5, and the gas molecules from which the water vapor has been removed are cooled to about 15K.The second stage cold panel 3 cools the gases such as N 2 , O 2 and Ar. Ne, H 2 and He, which cannot be condensed and frozen, are condensed and frozen in the first and second cold panels 2 and 3. Ne, H 2 and He, which cannot be condensed and frozen, are cooled to a low temperature by the activated carbon 4, which is cooled to about 15K along with the second cold panel 3. It is adsorbed.

【0005】 このようなクライオポンプに使用されている従来のバッフルを図3の斜視図、 図4の縦断面図で示す。このバッフル5は截頭円錐形の環状の径の異なる複数の バッフル部材10が同心状に配置されており、各バッフル部材10の傾斜角θは 一定である。[0005] A perspective view of a conventional baffle used in such a cryopump is shown in FIG. This is shown in the longitudinal cross-sectional view of FIG. This baffle 5 has a plurality of truncated conical annular diameters different from each other. The baffle members 10 are arranged concentrically, and the inclination angle θ of each baffle member 10 is constant.

【0006】[0006]

【考案が解決しようとする課題】[Problem that the idea aims to solve]

上述の構造のバッフル5はこの間を気体分子が通過する場合、一部はバッフル 部材10に衝突し、反射を繰り返してバッフル5を通過する時間が大きくなって しまうことがある。これを避けるためにはバッフル部材10の傾斜角θを大きく する(円筒状に近づける)必要がある。 When gas molecules pass between the baffles 5 having the above-mentioned structure, some of the baffles are The time it takes to collide with the member 10, repeat reflection, and pass through the baffle 5 increases. Sometimes I put it away. In order to avoid this, the inclination angle θ of the baffle member 10 should be increased. (make it close to a cylindrical shape).

【0007】 このようにバッフル部材10の傾斜角θを大きくすると被排気容器内から見え る第二段コールドパネル3の上面積が大きくなり、被排気容器内の常温部からコ ールドパネルへの熱輻射が大きくなって、特に冷凍能力の小さい第二段コールド パネル3への熱輻射が大きくなる。[0007] Increasing the inclination angle θ of the baffle member 10 in this way increases the visibility from inside the evacuated container. The upper area of the second stage cold panel 3 is large, and the cold panel 3 has a large upper area, which allows the cooling to be carried out from the normal temperature part inside the evacuated container. Heat radiation to the cold panel increases, especially in the second stage cold panel, which has a small refrigerating capacity. Heat radiation to panel 3 increases.

【0008】 一方、各バッフル部材10の傾斜角θを小さくすれば常温部から見える第二段 コールドパネル3の上面積は小さくなり、コールドパネルへの熱輻射は小さくな るが、クライオポンプの排気速度が低下してしまう。[0008] On the other hand, if the inclination angle θ of each baffle member 10 is made small, the second stage can be seen from the normal temperature section. The upper area of cold panel 3 becomes smaller, and the heat radiation to the cold panel becomes smaller. However, the pumping speed of the cryopump decreases.

【0009】 本考案は排気速度が高く、しかも熱輻射特に第二段コールドパネル3への熱輻 射の小さいクライオポンプを提供することを課題とする。[0009] The present invention has a high exhaust speed and reduces heat radiation, especially heat radiation to the second stage cold panel 3. The objective is to provide a cryopump with low radiation.

【0010】0010

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

上述の課題を解決するために、極低温小型冷凍機6を寒冷発生源とし、この冷 凍機6のコールドヘッド7に設けられた第一冷凍ステージ7aに取付けられた第 一段コールドパネル2の開口部に設けられる截頭円錐形の環状の径の異なる複数 のバッフル部材12が同心状に配置されて構成されるバッフル11を有するクラ イオポンプにおいて、バッフル部材12の内面とその底面とのなすバッフル部材 内面側の傾斜角θ1 、θ2 、θ3 、・・・を、前記同心状配置の最も内側に位置 するバッフル部材12の前記傾斜角θ1 を基準にして同心状配置の外側のバッフ ル部材12ほど順次大きくしたものである。In order to solve the above-mentioned problem, the small cryogenic refrigerator 6 is used as a cold generation source, and the opening of the first stage cold panel 2 attached to the first freezing stage 7a provided in the cold head 7 of this refrigerator 6 is used. In a cryopump having a baffle 11 configured by a plurality of baffle members 12 having a truncated conical ring shape and having different diameters arranged concentrically, the baffle member formed by the inner surface of the baffle member 12 and the bottom surface thereof. The inclination angles θ 1 , θ 2 , θ 3 , . The numbers are increased by about 12.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

図1は本考案によるクライオポンプの断面図である。このクライオポンプはバ ッフル11以外は前述の図2の従来のクライオポンプと同じであるので、同じ部 分の説明は省略する。 FIG. 1 is a sectional view of a cryopump according to the present invention. This cryopump is The parts other than the buffer 11 are the same as the conventional cryopump shown in Fig. 2, so the same parts are used. The explanation for this will be omitted.

【0012】 バッフル11は截頭円錐形で環状の径の異なる複数のバッフル部材12が同心 状に配置されている。この同心状配置の最も内側のバッフル部材12の傾斜角 θ1 を基準とし、その外側のバッフル部材12の傾斜角をθ2 、更にその外側の バッフル部材12の傾斜角をθ3 とし、以下順に外側に位置するバッフル部材1 2の傾斜角をθ4 、θ5 とし、これらθ1 〜θ5 の各角度を θ1 <θ2 <θ3 <θ4 <θ5 としてある。The baffle 11 has a truncated conical shape, and a plurality of annular baffle members 12 having different diameters are arranged concentrically. Based on the inclination angle θ 1 of the innermost baffle member 12 in this concentric arrangement, the inclination angle of the outer baffle member 12 is θ 2 , and the inclination angle of the outermost baffle member 12 is θ 3 , and in the following order. The inclination angles of the baffle members 12 located on the outside are θ 4 and θ 5 , and the angles θ 1 to θ 5 are set as θ 12345 .

【0013】 実例として、θ1 =45°、θ2 =50°、θ3 =55°、θ4 =59° θ5 =70° としたものである。このような傾斜角のバッフル11を使用した クライオポンプの排気速度は、図4に示すような一様な傾斜角θ=55°の従来 のバッフル5を使用したクライオポンプの排気速度とほぼ等しくなる。As an example, θ 1 =45°, θ 2 =50°, θ 3 =55°, θ 4 =59°, and θ 5 =70°. The pumping speed of a cryopump using a baffle 11 with such an inclination angle is approximately equal to the pumping speed of a cryopump using a conventional baffle 5 with a uniform inclination angle θ=55° as shown in FIG. .

【0014】 しかし、バッフル11を使用した場合は、同心状配置の中心付近のバッフル部 材12の傾斜角が従来のバッフル部材10の傾斜角θ=55°より小さいため、 被排気容器内の常温部からの熱輻射を主に受ける第二段コールドパネル3の上面 の熱輻射受熱面積が小さくなり、バッフル11を通しての第二段コールドパネル 3の上面と被排気容器内面との間の形態係数が小さくなる。[0014] However, when baffle 11 is used, the baffle part near the center of the concentric arrangement Since the inclination angle of the material 12 is smaller than the inclination angle θ=55° of the conventional baffle member 10, The upper surface of the second stage cold panel 3 which mainly receives heat radiation from the normal temperature part inside the evacuated container The heat radiation receiving area of the second stage cold panel through the baffle 11 becomes smaller. The view factor between the top surface of No. 3 and the inner surface of the evacuated container becomes small.

【0015】 従って、本考案のバッフル11を使用したクライオポンプでは一様な傾斜角の 従来のバッフル5を使用したクライオポンプと比較して、第二段コールドパネル 3への熱輻射が小さくなる。[0015] Therefore, the cryopump using the baffle 11 of the present invention has a uniform inclination angle. Compared to cryopumps using conventional baffle 5, the second stage cold panel Heat radiation to 3 is reduced.

【0016】[0016]

【考案の効果】[Effect of the idea]

上述のように、従来のバッフル5を使用したクライオポンプの第二段コールド パネル3への熱輻射を、本考案によるバッフル11を使用したクライオポンプの 第二段コールドパネル3への熱輻射に等しくさせるためには、バッフル5の一様 な傾斜角を55°より小さくしなければならず、このようなバッフル5を使用し たクライオポンプの排気速度は本考案のバッフル11を使用したクライオポンプ の排気速度より小さくなってしまう。 As mentioned above, the second stage cold of the cryopump using the conventional baffle 5 Heat radiation to the panel 3 is reduced by a cryopump using the baffle 11 according to the present invention. In order to equalize the heat radiation to the second stage cold panel 3, the baffle 5 must be uniformly The angle of inclination must be less than 55°, and such a baffle 5 is used. The pumping speed of the cryopump using the baffle 11 of the present invention is The pumping speed will be smaller than the pumping speed of

【0017】 又、第二段コールドパネル3への熱輻射が等しいクライオポンプを製作する場 合はクライオポンプを小型化することが出来る。[0017] Also, when manufacturing a cryopump with equal heat radiation to the second stage cold panel 3, In this case, the cryopump can be made smaller.

【0018】 更に、熱輻射が小さいため、冷凍機の冷凍損失が少なくなり、クライオポンプ の高性能化が図れる。[0018] Furthermore, because the heat radiation is small, the refrigeration loss of the refrigerator is reduced, and the cryopump The performance can be improved.

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

【図1】本考案のクライオポンプの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a cryopump of the present invention.

【図2】従来のクライオポンプの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a conventional cryopump.

【図3】バッフルの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the baffle.

【図4】従来のバッフルの縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional baffle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケーシング 2 第一段コールドパネル 3 第二段コールドパネル 4 活性炭 6 冷凍機 7 コールドヘッド 7a 第一冷凍ステージ 7b 第二冷凍ステージ 8 排気口 9 排気管 11 バッフル 12 バッフル部材 1 Casing 2 First stage cold panel 3 Second stage cold panel 4 Activated carbon 6 Freezer 7 cold head 7a First freezing stage 7b Second freezing stage 8 Exhaust port 9 Exhaust pipe 11 Baffle 12 Baffle member

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 極低温小型冷凍機を寒冷発生源とし、こ
の冷凍機のコールドヘッドに設けられた第一冷凍ステー
ジに取付けられた第一段コールドパネルの開口部に設け
られる截頭円錐形の環状の径の異なる複数のバッフル部
材が同心状に配置されて構成されるバッフルを有するク
ライオポンプにおいて、バッフル部材の内面とその底面
とのなすバッフル部材内面側の傾斜角を、前記同心状配
置の最も内側に位置するバッフル部材の前記傾斜角を基
準にして同心状配置の外側のバッフル部材ほど順次大き
くしたことを特徴とするクライオポンプ。
Claim 1: A cryogenic compact refrigerator is used as a cold generation source, and a truncated cone-shaped refrigerator is provided at an opening of a first stage cold panel attached to a first freezing stage provided in a cold head of the refrigerator. In a cryopump having a baffle configured by concentrically disposing a plurality of annular baffle members with different diameters, the angle of inclination of the inner surface of the baffle member between the inner surface of the baffle member and the bottom surface of the baffle member is defined as A cryopump characterized in that, based on the inclination angle of the innermost baffle member, the outer baffle members in the concentric arrangement are sequentially larger.
JP826291U 1991-02-22 1991-02-22 cryopump Pending JPH04105980U (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010196632A (en) * 2009-02-26 2010-09-09 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cryopump

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010196632A (en) * 2009-02-26 2010-09-09 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cryopump

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