JPH05280698A - Cryosubstance keeping device - Google Patents
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- JPH05280698A JPH05280698A JP4120999A JP12099992A JPH05280698A JP H05280698 A JPH05280698 A JP H05280698A JP 4120999 A JP4120999 A JP 4120999A JP 12099992 A JP12099992 A JP 12099992A JP H05280698 A JPH05280698 A JP H05280698A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は液体ヘリウムクライオ
ポンプにおける液体ヘリウム等の低温物質の保存装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a storage device for a low temperature substance such as liquid helium in a liquid helium cryopump.
【０００２】[0002]
【従来の技術】液体ヘリウム（以下、液体Ｈｅと称す）
を保存するための液体Ｈｅ容器、あるいは液体Ｈｅ式ク
ライオポンプにおいて、液体Ｈｅの蒸発を少なくするた
めには、液体Ｈｅへの熱流入を防げばよい。2. Description of the Related Art Liquid helium (hereinafter referred to as liquid He)
In the liquid He container or the liquid He type cryopump for storing the liquid He, in order to reduce the evaporation of the liquid He, it is sufficient to prevent heat from flowing into the liquid He.
【０００３】図７は内部に液体Ｈｅを入れた保存容器３
０を示している。そして液体Ｈｅへの上記熱流入ルート
としては、ガス分子による熱伝導、固体３１の接触
による熱伝導、赤外線等の輻射による熱伝導の３種が
ある。したがってこの３種のルートからの熱流入を防げ
ばよいことになる。FIG. 7 shows a storage container 3 containing liquid He.
0 is shown. The heat inflow route to the liquid He includes three types of heat conduction by gas molecules, heat conduction by contact with the solid 31, and heat conduction by radiation of infrared rays. Therefore, it is only necessary to prevent heat inflow from these three routes.
【０００４】ところで上記クライオポンプには、気体の
捕集面から滑らかな面を使ったクライオコンデンセーシ
ョンポンプと、多孔質吸着剤の表面を利用したクライオ
ソープションポンプとがある。また気体の捕集面を冷却
する手段としては、機械式冷凍機を使用する場合と、液
体Ｈｅを寒剤とする場合がある。しかし上記機械冷凍式
のクライオソープションポンプは、振動が最大の欠点で
あるという問題を有している。図５は、クライオコンデ
ンセーションポンプ（液体Ｈｅ方式）の断面図を示し、
内部を真空にしたクライオポンプ本体１内に液体Ｈｅ２
を入れた保存容器３をベローズ４により吊るして保持し
ている。また液体Ｈｅ２を入れた保存容器３を内部に液
体窒素（以下、Ｎ２と称す）５を入れたシュラウド６で
覆っている。なお図中７は機械捕集面（４．２Ｋ）で、
８はバッフルである。By the way, the cryopump includes a cryocondensation pump using a smooth surface from a gas collecting surface and a cryosorption pump using a surface of a porous adsorbent. As a means for cooling the gas collecting surface, there are a case where a mechanical refrigerator is used and a case where liquid He is used as a cryogen. However, the mechanical refrigeration type cryosorption pump has a problem that vibration is the greatest drawback. FIG. 5 shows a cross-sectional view of a cryocondensation pump (liquid He system),
Liquid He2 is placed inside the cryopump body 1 whose interior is evacuated.
The storage container 3 containing the above is hung and held by the bellows 4. The liquid nitrogen storage container 3 containing the liquid He2 therein (hereinafter referred to as N 2) covering 5 in the shroud 6 containing the. In the figure, 7 is a mechanical collecting surface (4.2K),
8 is a baffle.
【０００５】図５に示す従来の液体Ｈｅ式クライオポン
プでは、液体Ｈｅ２を入れた保存容器３を真空中に置く
ことにより、ガス分子による熱伝導をほぼ完全に防ぎ、
液体Ｎ２５を入れたシュラウド６で保存容器３を覆うこ
とにより常温からの熱輻射を防いでいる。そしてシュラ
ウド６から保存容器３への輻射は、保存容器３とシュラ
ウド６の表面に、Ａｇ等の極低温で電気伝導度の高い金
属膜（結果として輻射率の低い膜となる）をコーティン
グすることにより防いでいる。一方、固体接触による熱
伝導は、熱伝導度の悪い材質のベローズ４を常温部より
シュラウド６のＮ２温度部分を通過して、保存容器３を
吊るすことにより防いでいる。In the conventional liquid He type cryopump shown in FIG. 5, by placing the storage container 3 containing the liquid He2 in a vacuum, heat conduction by gas molecules can be almost completely prevented.
Thereby preventing heat radiation from the room temperature by at shroud 6 containing the liquid N 2 5 covering the storage container 3. For the radiation from the shroud 6 to the storage container 3, the surface of the storage container 3 and the shroud 6 should be coated with a metal film such as Ag having a high electric conductivity at an extremely low temperature (as a result, a film having a low emissivity). Are prevented by. On the other hand, heat conduction due to solid contact is prevented by suspending the storage container 3 by passing the bellows 4 having a poor heat conductivity from the room temperature portion to the N 2 temperature portion of the shroud 6.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで従来の技術に
よる液体Ｈｅの蒸発量を示すグラフが図６である。この
図６の横軸が液体Ｈｅの容器容量を示し、縦軸が液体Ｈ
ｅの蒸発量を示している。ガス分子による影響は無視で
き、図中のＡ−ｌｉｎｅの固体熱伝導と、Ｂ−ｌｉｎｅ
の熱輻射による熱流入の合計によりＨｅの蒸発量が決ま
ってくる。図６から、Ａ−ｌｉｎｅとＢ−ｌｉｎｅの交
点Ｘより大きい液体Ｈｅの保存容器の場合は、熱輻射に
よるＨｅの蒸発が大部分となっていることがわかる。FIG. 6 is a graph showing the evaporation amount of the liquid He according to the conventional technique. The horizontal axis of FIG. 6 represents the container volume of the liquid He, and the vertical axis represents the liquid H.
The evaporation amount of e is shown. The influence of gas molecules can be ignored, and the solid heat conduction of A-line in the figure and the B-line
The evaporation amount of He is determined by the total heat inflow due to the heat radiation. It can be seen from FIG. 6 that in the case of a liquid He storage container that is larger than the intersection X of the A-line and the B-line, the evaporation of He due to heat radiation is mostly.
【０００７】ところが最近、熱輻射を防止するための金
属膜の性能を向上させる方策が発見され、Ｂ−ｌｉｎｅ
をＢ’−ｌｉｎｅあるいはそれ以下のＨｅ蒸発量にでき
る見通しがでてきた。したがってＢ’−ｌｉｎｅとＡ−
ｌｉｎｅの交点Ｘ’より小さな保存容器では、固体熱伝
導によるＨｅ蒸発が大部分となる。これらの事実により
最新の熱輻射防止膜と、有効な固体熱伝導防止策とを用
いれば、小型の装置の場合には特に液体Ｈｅの蒸発量を
飛躍的に減少させることが可能となる。However, recently, a method for improving the performance of a metal film for preventing heat radiation has been discovered, and B-line has been found.
It has become possible to obtain a He evaporation amount of B'-line or less. Therefore, B'-line and A-
In a storage container smaller than the line intersection X ′, He vaporization due to solid-state heat conduction becomes the majority. Due to these facts, if the latest heat radiation prevention film and the effective solid heat conduction prevention measure are used, the evaporation amount of the liquid He can be drastically reduced especially in the case of a small device.
【０００８】またベローズ４により保存容器３を吊るし
ていたため、保存容器３の取付姿勢が垂直のみとなり、
取付角度の自由度がないという間題もあった。Further, since the storage container 3 is hung by the bellows 4, the storage container 3 is mounted only vertically,
There was also the problem that there was no freedom in the mounting angle.
【０００９】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、液体Ｈｅ等の低
温物質の蒸発量を少なくすることが可能な低温物質の保
存装置を提供することにある。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and an object thereof is to provide a storage device for a low temperature substance capable of reducing the evaporation amount of a low temperature substance such as liquid He. Especially.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項１の低温吻質の保
存装置は、内部に低温物質２を入れた保存容器３を永久
磁石１４、１５の反発力あるいは吸引力で無接触で径方
向に支持し、低熱伝導度のワイヤー１６で保存容器３を
軸方向に支持したことを特徴としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a cryopreservation storage device according to claim 1, wherein a storage container 3 containing a cryogenic substance 2 is radially contacted by a repulsive force or a suction force of permanent magnets 14 and 15 without contact. The storage container 3 is axially supported by the wire 16 having low thermal conductivity.
【００１１】請求項２の低温物質の保存装置は、内部に
低温物質２を入れた保存容器３を超電導バルク磁気軸受
１７、１８で径方向に支持し、低熱伝導度のワイヤー１
６で保存容器３を軸方向に支持したことを特徴としてい
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided a storage device for low temperature substances, wherein a storage container 3 containing a low temperature substance 2 is radially supported by superconducting bulk magnetic bearings 17 and 18, and a wire 1 having a low thermal conductivity is provided.
6, the storage container 3 is supported in the axial direction.
【００１２】請求項３の低温吻質の保存装置は、内部に
低温物質２を入れた保存容器３を少なくとも２組の超電
導バルク磁気軸受２０、２１、２２、２３で径方向と軸
方向とに支持したことを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, there is provided a cryogenic prosthesis storage device, wherein at least two sets of superconducting bulk magnetic bearings 20, 21, 22, 23 are provided in a storage container 3 containing a cryogenic substance 2 in a radial direction and an axial direction. It is characterized by having supported.
【００１３】請求項４の低温物質の保存装置は、真空断
熱した保存容器３の外表面に電気伝導度が高い高純度金
属膜をコーティングしたことを特徴としている。The low-temperature substance storage device of claim 4 is characterized in that the outer surface of the vacuum-insulated storage container 3 is coated with a high-purity metal film having high electric conductivity.
【００１４】請求項５の低温物質の保存装置は、常温で
は保存容器３を接触支持し、低温で超電導バルク磁気軸
受１７、１８が動作するときには無接触となるバイメタ
ル式のバイメタル支持機構部１９を設けたことを特徴と
している。The cryogenic substance storage device of claim 5 further comprises a bimetal type bimetal support mechanism portion 19 for contacting and supporting the storage container 3 at room temperature and contactless when the superconducting bulk magnetic bearings 17 and 18 operate at low temperature. The feature is that it is provided.
【００１５】請求項６の低温物質の保存装置は、常温で
は常温ステータ部に接触し、低温時には無接触になる可
逆熱収縮式の低温物質流入口９を保存容器３に備えたこ
とを特徴としている。The low-temperature substance storage device according to claim 6 is characterized in that the storage container 3 is provided with a reversible heat-shrinkable low-temperature substance inflow port 9 that comes into contact with the normal temperature stator portion at normal temperature and does not contact at low temperature. There is.
【００１６】[0016]
【作用】上記請求項１の低温物質の保存装置では、永久
磁石１４、１５で保存容器３を径方向に支持し、低熱伝
導度のワイヤー１６で軸方向に支持することで、保存容
器３の径方向は無接触支持となると共に、保存容器３の
軸方向は低熱伝導度のワイヤー１６で支持しているため
に、保存容器３の固体接触による熱流入を非常に少なく
することができ、そのため低温物質２の蒸発量を少なく
することができる。また従来は長いベローズで保存容器
３を吊るしていたため、取付姿勢が垂直のみであった
が、永久磁石１４、１５及びワイヤー１６により保存容
器３の取付角度が自由となる。In the storage device for a low temperature substance according to claim 1, the storage container 3 is supported by the permanent magnets 14 and 15 in the radial direction, and is axially supported by the wire 16 having a low thermal conductivity. In addition to the non-contact support in the radial direction, and because the storage container 3 is supported in the axial direction by the wire 16 having a low thermal conductivity, the heat inflow due to the solid contact of the storage container 3 can be greatly reduced. The evaporation amount of the low temperature substance 2 can be reduced. Further, conventionally, since the storage container 3 is hung by a long bellows, the mounting posture is only vertical, but the mounting angle of the storage container 3 can be freely set by the permanent magnets 14 and 15 and the wire 16.
【００１７】また請求項２の低温物質の保存装置では、
超電導バルク磁気軸受１７、１８で保存容器３を径方向
に支持し、低熱伝導度のワイヤー１６で保存容器３を軸
方向に支持していることにより、保存容器３の径方向は
無接触支持となると共に、保存容器３の軸方向は低熱伝
導度のワイヤー１６で支持しているために、保存容器３
の固体接触による熱流入を非常に少なくすることがで
き、そのため低温物質２の蒸発量を少なくすることがで
きる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a cryogenic substance storage device,
Since the storage container 3 is supported in the radial direction by the superconducting bulk magnetic bearings 17 and 18, and the storage container 3 is supported in the axial direction by the wire 16 having the low thermal conductivity, the storage container 3 is supported in the radial direction without contact. In addition, since the storage container 3 is supported by the wire 16 having low thermal conductivity in the axial direction, the storage container 3
The heat inflow due to the solid contact can be extremely reduced, and therefore the evaporation amount of the low temperature substance 2 can be reduced.
【００１８】さらに請求項３の低温物質の保存装置にお
いては、少なくとも２組の超電導バルク磁気軸受２０、
２１、２２、２３で保存容器３を径方向と軸方向とに支
持していることにより、保存容器３の径方向及び軸方向
を無接触で支持することができ、したがって保存容器３
の固体接触による熱流入を一段と少なくすることができ
る。そのため低温物質２の蒸発量をより一層少なくする
ことができる。Furthermore, in the cryogenic substance storage device of claim 3, at least two sets of superconducting bulk magnetic bearings 20 are provided.
By supporting the storage container 3 in the radial direction and the axial direction by 21, 22, and 23, it is possible to support the storage container 3 in the radial direction and the axial direction in a contactless manner.
The heat inflow due to the solid contact can be further reduced. Therefore, the evaporation amount of the low temperature substance 2 can be further reduced.
【００１９】請求項４の低温物質の保存装置では、真空
断熱した保存容器３の外表面に電気伝導度が高い高純度
金属膜をコーティングしていることで、熱輻射を防止す
ることができて、熱輻射による熱流入を防止でき、低温
物質２の蒸発量を少なくできる。In the storage device for low-temperature substances of claim 4, heat radiation can be prevented by coating the outer surface of the vacuum-insulated storage container 3 with a high-purity metal film having high electric conductivity. In addition, heat inflow due to heat radiation can be prevented, and the evaporation amount of the low-temperature substance 2 can be reduced.
【００２０】また請求項５の低温物質の保存装置では、
常温では保存容器３を接触支持し、低温で超電導バルク
磁気軸受１７、１８が動作するときには無接触としたバ
イメタル式のバイメタル支持機構部１９を設けたもので
あるから、保存容器３に低温物質２を入れた場合の保存
容器３の位置決め固定が容易にできる。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a cryogenic substance storage device,
Since the storage container 3 is contact-supported at room temperature, and is not in contact when the superconducting bulk magnetic bearings 17 and 18 operate at low temperature, a bimetal type bimetal support mechanism portion 19 is provided. It is possible to easily position and fix the storage container 3 when the storage container 3 is inserted.
【００２１】さらに請求項６の低温物質の保存装置にお
いては、常温では常温ステータ部に接触し、低温時には
無接触になる可逆熱収縮式の低温物質流入口９を備えて
いることで、低温物質２を保存容器３に入れた後の温度
低下による熱収縮により、保存容器３内の低温物質２は
常温部から離れることになり、固体接触による熱流入を
完全に防ぐことができ、低温物質２の蒸発量を少なくす
ることができる。Further, in the low temperature substance storage device of claim 6, the low temperature substance is provided with a reversible heat-shrinkable low temperature substance inflow port 9 which is in contact with the normal temperature stator portion at normal temperature and is in no contact at low temperature. The low temperature substance 2 in the storage container 3 is separated from the room temperature part due to the heat shrinkage due to the temperature decrease after the 2 is put in the storage container 3, and the heat inflow due to the solid contact can be completely prevented. The evaporation amount of can be reduced.
【００２２】[0022]
【実施例】次にこの発明の低温物質の保存装置の具体的
な実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明は固体熱伝導防止策について工夫をし、従来より
熱流入量を少なくし、しかも従来技術では液体Ｈｅを入
れた保存容器をベローズで吊るす方式のため取付角度に
制限があったのを、その制限を取り除き、結果として液
体Ｈｅ等の低温物質の蒸発量を少なくするようにしたも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the cryogenic substance storage device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The present invention has devised a solid heat conduction prevention measure to reduce the heat inflow amount from the conventional one, and in the prior art, since the storage container containing the liquid He is hung by the bellows, the mounting angle is limited. The restriction is removed, and as a result, the evaporation amount of the low temperature substance such as liquid He is reduced.
【００２３】なお下記に示す実施例では、低温物質とし
て液体Ｈｅについて説明しているが、液体Ｈｅ式クライ
オポンプや、液体Ｈｅ、Ａｒ、Ｎ２、Ｈ２・・・の保存
容器など、低温物質の状態が変化しないようにする必要
がある各種の装置に適用できるものである。Although liquid He is described as a low temperature substance in the examples described below, a low temperature substance such as a liquid He type cryopump or a storage container for liquid He, Ar, N 2 , H 2 ... The present invention can be applied to various types of devices that need to prevent the state of (1) from changing.
【００２４】まずクライオポンプを例にして本発明を説
明する。図１は実施例１を示し、内部に液体Ｈｅ２を入
れた保存容器３の上部は細径とした細径部３ａが形成さ
れている。またこの細径部３ａの上部は液体Ｈｅ２を入
れるための熱収縮式の流入口９が形成され、さらに圧入
弁１０が形成されている。クライオポンプ本体１内は従
来と同様に真空となっており、この真空となった内部に
保存容器３が配置される。保存容器３を覆う形でクライ
オポンプ本体１の上部側に、内部に液体Ｎ２５を入れた
シュラウド６が配置される。またシュラウド６の外周面
とクライオポンプ本体１の内周面の常温壁１１とに固体
接触させたパイプ１２が配設してある。そしてパイプ１
２の上端にはＨｅガスを排出させるための排出口１３が
形成してある。First, the present invention will be described by taking a cryopump as an example. FIG. 1 shows Example 1 in which a small diameter portion 3a having a small diameter is formed on an upper portion of a storage container 3 having liquid He2 contained therein. In addition, a heat-shrink type inlet 9 for inserting the liquid He2 is formed in the upper part of the small diameter portion 3a, and a press-fitting valve 10 is further formed. The cryopump main body 1 is evacuated as in the conventional case, and the storage container 3 is placed inside the evacuated interior. On the upper side of the cryopump body 1 so as to cover the storage container 3, a shroud 6 containing the liquid N 2 5 therein is disposed. Further, a pipe 12 is provided in solid contact with the outer peripheral surface of the shroud 6 and the room temperature wall 11 on the inner peripheral surface of the cryopump body 1. And pipe 1
An exhaust port 13 for exhausting He gas is formed at the upper end of 2.
【００２５】次に保存容器３の保持方法について説明す
る。保存容器３の内面あるいは外面には複数の永久磁石
１４が配設されており、この永久磁石１４と反発するか
たちで磁極が形成された永久磁石１５がシュラウド６の
下部の内側に配設されている。すなわち保存容器３を永
久磁石１４と永久磁石１５の反発力で保存容器３の径方
向を無接触で支持しているものである。なお永久磁石を
使用した磁気軸受の場合と同様に、永久磁石の吸引力を
利用して保存容器３を径方向に対して支持することも、
永久磁石の配置を工夫することで可能である。Next, a method of holding the storage container 3 will be described. A plurality of permanent magnets 14 are arranged on the inner surface or the outer surface of the storage container 3, and a permanent magnet 15 having a magnetic pole formed in a repulsive manner with the permanent magnet 14 is arranged inside the lower part of the shroud 6. There is. That is, the storage container 3 is supported by the repulsive force of the permanent magnets 14 and 15 in the radial direction of the storage container 3 without contact. As in the case of a magnetic bearing using a permanent magnet, the attraction force of the permanent magnet may be used to support the storage container 3 in the radial direction.
It is possible by devising the arrangement of permanent magnets.
【００２６】また保存容器３の軸方向（図中の上下方
向）は、例えばセラミック等の低熱伝導のワイヤー１６
を、細径部３ａの上下の部分において、細径部３ａとシ
ュラウド６の内面との間に張設することで支持してい
る。また液体Ｈｅ２の流入口９は、液体Ｈｅ２を入れた
後の温度低下による熱収縮により、常温部から離れて液
休Ｈｅ２の固体接触による熱流入を完全に防ぐ機構とし
ている。In the axial direction of the storage container 3 (vertical direction in the figure), a wire 16 having low heat conductivity such as ceramics is used.
Are supported by being stretched between the small diameter portion 3a and the inner surface of the shroud 6 in the upper and lower portions of the small diameter portion 3a. Further, the inflow port 9 of the liquid He2 has a mechanism to completely prevent the heat inflow due to the solid contact of the liquid suspension He2 apart from the room temperature part due to the thermal contraction due to the temperature decrease after the liquid He2 is put.
【００２７】そして蒸発したＨｅガスの排気は、シュラ
ウド６と常温壁１１に固体接触させたパイプ１２を通じ
て大気へ放出することにより、Ｈｅガスの熱吸収を有効
に利用している。また気体による熱伝導は従来通り、真
空断熱としている。The exhausted He gas is discharged to the atmosphere through the pipe 12 which is in solid contact with the shroud 6 and the room temperature wall 11, thereby effectively utilizing the heat absorption of the He gas. In addition, heat conduction by gas is vacuum heat insulation as before.
【００２８】保存容器３とシュラウド６の表面は、それ
ぞれの温度で電気伝導度の高い（輻射率の低い）金属
膜、例えばＡｌ膜をコーティングして、熱輻射を防止し
ている。その電気伝導度（輻射率）は、例えば保存容器
３にコーティングする金属薄膜は、４．２Ｋで、σ（電
気伝導度）≧１×１０９（Ωｍ）−１、ε（輻射率）≦
０．００２程度としている。The surfaces of the storage container 3 and the shroud 6 are coated with a metal film having a high electric conductivity (low emissivity) such as an Al film at each temperature to prevent heat radiation. The electrical conductivity (emissivity) of the metal thin film coating the storage container 3 is 4.2K, for example, σ (electrical conductivity) ≧ 1 × 10 9 (Ωm) −1 , ε (emissivity) ≦
It is set to about 0.002.
【００２９】このように構成した熱絶縁方法を利用する
ことで、例えば液体Ｈｅを入れる保存容器が８リットル
程度の液体Ｈｅ式クライオポンプの場合、従来の技術で
は、Ｈｅ蒸発量が０．１〜０．２（１／ｄａｙ）、すな
わち８０日〜４０日でＨｅがなくなって（蒸発）しまっ
ていたのが、０．０５（１／ｄａｙ）以下、すなわち１
６０日以上もＨｅがなくなってしまわない液体Ｈｅ式ク
ライオポンプの実現が可能となるものである。したがっ
て約半年も液体Ｈｅ温度を維持できることになるので、
これはメンテナンスフリーで、しかも無振動（機械式ク
ライオポンプでは振動があるのが最大の欠点）のクライ
オポンプが実現できるものである。By using the thermal insulation method thus constructed, for example, in the case of a liquid He cryopump having a storage container for storing liquid He of about 8 liters, the evaporation amount of He is 0.1 to 0.1 in the conventional technique. 0.2 (1 / day), that is, He disappeared (evaporated) in 80 to 40 days, but was less than 0.05 (1 / day), that is, 1
It is possible to realize a liquid He-type cryopump that does not lose He for 60 days or more. Therefore, the liquid He temperature can be maintained for about half a year.
This is a maintenance-free and vibration-free cryopump (the greatest drawback of a mechanical cryopump is vibration).
【００３０】また従来は、長いベローズで保存容器を吊
るしていたため、取付姿勢が垂直のみであったのが、本
発明を採用することで取付角度が自由となる。Further, conventionally, since the storage container is hung by the long bellows, the mounting posture is only vertical, but by adopting the present invention, the mounting angle can be freely set.
【００３１】（実施例２）実施例２を図２に示す。本実
施例は、超電導バルク１７による磁気軸受１組と先の実
施例と同じ低熱伝導度のワイヤー１６を利用したもので
ある。超電導バルク１７は１組設けているが、それ以上
でもよい。この超電導バルク１７は保存容器３の内面あ
るいは外面に設けられており、超電導バルク１７に対向
して永久磁石１８をシュラウド６の下部の内面に配設し
ている。(Embodiment 2) Embodiment 2 is shown in FIG. In this embodiment, one set of magnetic bearings made of a superconducting bulk 17 and the wire 16 having the same low thermal conductivity as in the previous embodiment are used. Although one set of superconducting bulks 17 is provided, more than one set may be provided. The superconducting bulk 17 is provided on the inner surface or the outer surface of the storage container 3, and the permanent magnet 18 is disposed on the inner surface of the lower portion of the shroud 6 so as to face the superconducting bulk 17.
【００３２】先の実施例の図１と異なる点は、液体Ｈｅ
２を入れた保存容器３の固体接触による熱流入を防ぐた
め保存容器３を無接触支持するのに、上記超電導バルク
１７の磁気軸受を利用した点である。また保存容器３の
下部の外面には、保存容器３が空のときに径方向の支持
するためのバイメタル支持機構部１９を設けている。他
の構成は先の実施例と同じである。The difference from the previous embodiment shown in FIG. 1 is that the liquid He is
The magnetic bearing of the superconducting bulk 17 is used for contactlessly supporting the storage container 3 in order to prevent heat from flowing into the storage container 3 containing 2 due to solid contact. Further, on the outer surface of the lower portion of the storage container 3, a bimetal support mechanism portion 19 is provided for supporting the storage container 3 in the radial direction when the storage container 3 is empty. The other structure is the same as that of the previous embodiment.
【００３３】動作原理は以下のごとくである。すなわち
保存容器３が空のときは、伸長したバイメタル支持機構
部１９がクライオポンプ本体１への内側壁１ａに当接し
て保存容器３を位置決め固定し、保存容器３に液体Ｈｅ
２が流入され、温度が低下して超電導バルク１７が動作
する温度になると、超電導バルク１７と永久磁石１８と
の磁束ピンニング作用により保存容器３が支持される。
それと同時に温度が低くなることでバイメタル支持機構
部１９が収縮して、バイメタル支持機構部１９による保
存容器３の支持が解除されるようになっている。The operation principle is as follows. That is, when the storage container 3 is empty, the extended bimetal support mechanism portion 19 abuts the inner wall 1a of the cryopump body 1 to position and fix the storage container 3, and the storage container 3 is filled with the liquid He.
When the temperature of the superconducting bulk 17 is reduced to a temperature at which the superconducting bulk 17 operates, the magnetic flux pinning action of the superconducting bulk 17 and the permanent magnet 18 supports the storage container 3.
At the same time, the temperature is lowered, so that the bimetal support mechanism section 19 contracts, and the support of the storage container 3 by the bimetal support mechanism section 19 is released.
【００３４】（実施例３）図３に実施例３を示す。本実
施例は、上記実施例２の超電導バルク１７と永久磁石１
８との配置関係を逆にした場合であり、超電導バルク１
７がシュラウド６の液体Ｎ２５の温度で動作するように
したものである。動作原理は実施例２と同じなので、説
明は省略する。(Third Embodiment) FIG. 3 shows a third embodiment. In this embodiment, the superconducting bulk 17 and the permanent magnet 1 of the above-mentioned Embodiment 2 are used.
8 is the case where the arrangement relationship with 8 is reversed, and the superconducting bulk 1
7 operates at the temperature of the liquid N 2 5 in the shroud 6. Since the operating principle is the same as that of the second embodiment, the description is omitted.
【００３５】（実施例４）図４に実施例４を示す。本実
施例は、上記実施例で用いていたワイヤー１６を使用せ
ずに、２組の磁束ピンニング作用による超電導バルク磁
気軸受により、保存容器３を完全に無接触支持して、固
体接触による熱流入を防止するようにしたものである。
すなわち保存容器３の外面あるいは内面に複数の超電導
バルク２０と２２と配置し、これら超電導バルク２０、
２２に対向する形でシュラウド６の内面側に永久磁石２
１、２３をそれぞれ配設したものである。保存容器３の
軸方向の支持は、超電導バルク２２と永久磁石２３の磁
束ピンニング作用により行い、保存容器３の径方向の支
持は超電導バルク２０と永久磁石２１の磁束ピンニング
作用により行っている。(Fourth Embodiment) FIG. 4 shows a fourth embodiment. The present embodiment does not use the wire 16 used in the above embodiment, but completely supports the storage container 3 in a contactless manner by the two sets of superconducting bulk magnetic bearings by the magnetic flux pinning action, and the heat inflow by solid contact. Is to prevent.
That is, a plurality of superconducting bulks 20 and 22 are arranged on the outer surface or the inner surface of the storage container 3, and these superconducting bulks 20,
The permanent magnet 2 on the inner surface side of the shroud 6 so as to face 22
1 and 23 are arranged respectively. The storage container 3 is supported in the axial direction by the magnetic flux pinning action of the superconducting bulk 22 and the permanent magnet 23, and the storage container 3 is supported in the radial direction by the magnetic flux pinning action of the superconducting bulk 20 and the permanent magnet 21.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上のように請求項１の低温物質の保存
装置においては、保存容器の径方向は無接触支持し、保
存容器の軸方向は低熱伝導度のワイヤーで支持している
ので、保存容器の固体接触による熱流入を非常に少なく
することができ、そのため低温物質の蒸発量を少なくす
ることができる。また従来は長いベローズで保存容器を
吊るしていたため、取付姿勢が垂直のみであったが、永
久磁石及びワイヤーにより保存容器の取付角度が自由と
なる。As described above, in the cryogenic substance storage device of claim 1, since the storage container is supported in the radial direction without contact and the storage container is supported in the axial direction by the wire having low thermal conductivity, The heat inflow due to the solid contact of the storage container can be greatly reduced, and thus the evaporation amount of the low temperature substance can be reduced. Further, conventionally, since the storage container is hung by a long bellows, the mounting posture is only vertical, but the mounting angle of the storage container can be freely set by the permanent magnet and the wire.
【００３７】また請求項２の低温物質の保存装置では、
上記同様に保存容器の固体接触による熱流入を非常に少
なくすることができ、そのため低温物質の蒸発量を少な
くすることができる。Further, in the cryogenic substance preservation apparatus of claim 2,
Similar to the above, the heat inflow due to the solid contact of the storage container can be significantly reduced, so that the evaporation amount of the low temperature substance can be reduced.
【００３８】さらに請求項３の低温物質の保存装置にお
いては、保存容器の径方向及び軸方向を無接触で支持す
ることができ、したがって保存容器の固体接触による熱
流入を非常に少なくすることができる。そのため低温物
質の蒸発量をより少なくすることができる。Further, in the cryogenic substance storage device of the third aspect, the radial direction and the axial direction of the storage container can be supported in a non-contact manner, so that the heat inflow due to the solid contact of the storage container can be greatly reduced. it can. Therefore, the evaporation amount of the low temperature substance can be further reduced.
【００３９】請求項４の低温吻質の保存装置では、熱輻
射を防止することができて、熱輻射による熱流入を防止
でき、低温物質の蒸発量を少なくできる。In the cryogenic prosthesis storage device of the fourth aspect, heat radiation can be prevented, heat inflow due to heat radiation can be prevented, and the evaporation amount of the low temperature substance can be reduced.
【００４０】また請求項５の低温物質の保存装置では、
保存容器に低温物質を入れた場合の保存容器の位置決め
固定が容易にできる。According to the low temperature substance storage device of claim 5,
The storage container can be easily positioned and fixed when a low temperature substance is put in the storage container.
【００４１】さらに請求項６の低温吻質の保存装置にお
いては、低温物質を保存容器に入れた後の温度低下によ
る熱収縮により、保存容器内の低温物質は常温部から離
れるようにしてあるので、固体接触による熱流入を完全
に防ぐことができ、低温物質の蒸発量をさらに少なくす
ることができる。Further, in the cryogenic prosthesis storage apparatus according to claim 6, the low temperature substance in the storage container is separated from the room temperature portion due to thermal contraction due to a temperature decrease after the low temperature substance is put in the storage container. In addition, it is possible to completely prevent heat inflow due to solid contact, and further reduce the evaporation amount of low-temperature substances.
【図１】本発明の実施例１のクライオポンプの断面図で
ある。FIG. 1 is a sectional view of a cryopump according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同上の実施例２のクライオポンプの断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view of a cryopump according to a second embodiment of the above.
【図３】同上の実施例３のクライオポンプの断面図であ
る。FIG. 3 is a sectional view of a cryopump according to a third embodiment of the above.
【図４】同上の実施例４のクライオポンプの断面図であ
る。FIG. 4 is a sectional view of a cryopump according to a fourth embodiment of the above.
【図５】従来例のクライオポンプの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional cryopump.
【図６】液体Ｈｅの容器容量とＨｅ蒸発量との関係を示
す図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a container volume of liquid He and an evaporation amount of He.
【図７】熱流入のルートを示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a heat inflow route.
１ クライオポンプ本体 ２ 液体ヘリウム（低温物質） ３ 保存容器 ５ 窒素（他の低温物質） ６ シュラウド ９ 流入口 １４ 永久磁石 １５ 永久磁石 １６ ワイヤー １７ 超電導バルク １８ 永久磁石 １９ バイメタル支持機構部 ２０ 超電導バルク ２１ 永久磁石 ２２ 超電導バルク ２３ 永久磁石 1 Cryopump main body 2 Liquid helium (low temperature substance) 3 Storage container 5 Nitrogen (other low temperature substance) 6 Shroud 9 Inlet port 14 Permanent magnet 15 Permanent magnet 16 Wire 17 Superconducting bulk 18 Permanent magnet 19 Bimetal support mechanism 20 Superconducting bulk 21 Permanent magnet 22 Superconducting bulk 23 Permanent magnet
Claims (6)
（３）を永久磁石（１４）（１５）の反発力あるいは吸
引力で無接触で径方向に支持し、低熱伝導度のワイヤー
（１６）で保存容器（３）を軸方向に支持したことを特
徴とする低温物質の保存装置。1. A wire having a low thermal conductivity, which supports a storage container (3) containing a low temperature substance (2) inside in a radial direction without contact by a repulsive force or an attractive force of permanent magnets (14) (15). (16) A storage device for low-temperature substances, characterized in that the storage container (3) is axially supported.
（３）を超電導バルク磁気軸受（１７）（１８）で径方
向に支持し、低熱伝導度のワイヤー（１６）で保存容器
（３）を軸方向に支持したことを特徴とする低温物質の
保存装置。2. A storage container (3) containing a low-temperature substance (2) therein is radially supported by superconducting bulk magnetic bearings (17) (18), and a storage container () is provided by a wire (16) having a low thermal conductivity. A storage device for low-temperature substances, characterized in that 3) is supported in the axial direction.
（３）を少なくとも２組の超電導バルク磁気軸受（２
０）（２１）（２２）（２３）で径方向と軸方向とに支
持したことを特徴とする低温物質の保存装置。3. A superconducting bulk magnetic bearing (2) having at least two sets of storage containers (3) containing a low temperature substance (2) therein.
0) (21) (22) (23) is supported in the radial direction and the axial direction, a storage device for low temperature substances.
電気伝導度が高い高純度金属膜をコーティングしたこと
を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の低
温物質の保存装置。4. The low-temperature substance according to claim 1, wherein the outer surface of the vacuum-insulated storage container (3) is coated with a high-purity metal film having high electric conductivity. Storage device.
低温で超電導バルク磁気軸受（１７）（１８）が動作す
るときには無接触となるバイメタル式のバイメタル支持
機構部（１９）を設けたことを特徴とする請求項２〜請
求項４のいずれかに記載の低温物質の保存装置。5. The storage container (3) is contact-supported at room temperature,
The bimetal type bimetal support mechanism part (19) which is non-contact when the superconducting bulk magnetic bearing (17) (18) operates at a low temperature is provided. Low temperature substance storage device.
時には無接触になる可逆熱収縮式の低温物質流入口
（９）を保存容器（３）に備えたことを特徴とする請求
項１〜請求項５のいずれかに記載の低温物質の保存装
置。6. The storage container (3) is provided with a reversible heat-shrinkable low-temperature substance inlet (9) which is in contact with the stator at room temperature at normal temperature and is not contacted at low temperature. The cryogenic substance storage device according to claim 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4120999A JPH05280698A (en) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | Cryosubstance keeping device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4120999A JPH05280698A (en) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | Cryosubstance keeping device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05280698A true JPH05280698A (en) | 1993-10-26 |
Family
ID=14800279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4120999A Pending JPH05280698A (en) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | Cryosubstance keeping device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05280698A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005249195A (en) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Nexans | Double wall container |
| JP2007080649A (en) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Jfe Steel Kk | Heat insulating multiple piping for superconductive electrical energy transmission |
| WO2023110354A1 (en) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | Festo Se & Co. Kg | Insulating assembly, and method for producing an insulating assembly |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP4120999A patent/JPH05280698A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005249195A (en) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Nexans | Double wall container |
| JP2007080649A (en) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Jfe Steel Kk | Heat insulating multiple piping for superconductive electrical energy transmission |
| WO2023110354A1 (en) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | Festo Se & Co. Kg | Insulating assembly, and method for producing an insulating assembly |
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