JPH07502793A - ほぼコップ形のケーシングを有するクライオポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 はぼコツプ形のケーシングを有するクライオポンプ本発明は、請求項１の前段部 （上位概念部）に記載されている形式のクライオポンプに関する。

このような形式のクライオポンプにおいて、ポンプ面一有利にはこの形式の２段 クライオポンプの第２段のポンプ面一の再生を行うために、再生されるポンプ面 の温度及びポンプ内の圧力を、除去されるガスの三重点よりも上の値に増大させ 、ポンプ面から解放される凝縮物を排気管を介して一液状及び（又は）ガス状で 一排出することは既に提案されている。ポンプの再生中に生ずる有利には液状の 凝縮物は、鉛直に取り付けられているポンプの底の範囲に集まり、シールドの底 の範囲に入口孔がある排出管を通って、外部に流出する。「鉛直に取り付けられ ている」とは、はぼコツプ形に構成されているポンプの軸線がほぼ鉛直になって いることを意味するものとする。

ところで前述の形式のクライオポンプを水平に取り付けること、すなわちポンプ 軸線を水平にして真空にされる容器に取り付けることは、ますます必要になって きている。ポンプがこのように配置されている場合に前述の再生法を行うと、液 状の凝縮物はもはや排出管の入口孔の範囲に集まらなくなる。したがって、排出 管によって凝縮物を迅速に排出することはもはや不可能であり、前述の再生法の 再生時間が特に短いという利点を断念しなければならない。明確な「最も深い箇 所」が存在しないので、ゆっくりと蒸発する凝縮物たまりが形成されることにな る。この凝縮物たまりが入口フランジのところに形成されると、低温の作用で、 普通使用されているＯリングソールが損傷し、ノール作用が失われる危険がある 。

本発明の課題は、請求項１の前段部（上位概念部）に記載した形式のクライオポ ンプを、前述の欠点がもはや生じないように構成することである。

この課題は本発明によれば、クライオポンプを、それが水平状態で取り付けられ ている場合でも、長い再生時間という欠点及び（又は）ノール部材が損傷する危 険を甘受することなしに、再生し得るように、凝縮物捕集室が側方に配置されて いるようにすることによって、解決された。常に、明確な「最も深い箇所」が存 在し、そこに排出管が接続されているので９本発明によるポンプは、再生機能の 点で、鉛直に取り付けられた既に提案されているポンプと同じ利点を有している 。

本発明の別の利点及び詳細は図１から図５までに示した実施例に基づいて説明す る。すべての図において、クライオポンプは１で、その外側のケーシングは２で 、低温ヘッドは３で、シールドは４で示されている。ケーシング２及びシールド ４はほぼコツプ形の形状を有しており、互いに同心的に配置されている。ポンプ の軸線は５で示されている。ケーシング２及びシールド４の開いている側はクラ イオポンプ１の入口開口６を形成している。ポンプを、真空にされる容器に一有 利には１図示されていない弁を介して−取り付けるためにケーシングフランジ７ が役立つ。更にクライオポンプ１の入口範囲内にはパンフル８があり、これはシ ールド４によって保持されている。

横方向からケーシング２及びシールド４内に突入している低温ヘッド３は２段に 構成されている（段１１・１２）。低温は例えば図示していないギフォルトーマ クマホン（Ｇｉｆｆｏｒｄ−１１ｃＭａｈｏｎ）の原理で働く冷凍機によって生 ぜしめられる。低温ヘッド３の第１の段１１はシールド４と良好な導熱性をもっ て結合されており、したがってシールド４及びバッフル８はこの段１１の温度に なる。低温ヘッドの第２の段１２はポンプ内室１３内にある。良好に熱を伝達す る銅ブロック１４を介して、この第２の段は全体を１５で示したポンプ面を有し ている。このポンプ面は外側のポンプ面１６を有し、これに凝縮可能なガス、ア ルゴン・窒素・酸素などが凝縮する。付加的に収着材料で被覆された面範囲１７ が設けられており、これは軽いガス（水素・ヘリウムなど）の収着に役立つ。

図１及び図２の実施例では、ケーシングフランジ７自体あるいは一図２に示すよ うに一装置フランジ２１が切り欠き２２を備えており、この切り欠きはフランジ の内面に形成されている。この切り欠き２２は、最も下方に位置していて、液状 の凝縮物がこの切り欠き内に集まるようになっている。切り欠き２２が前置フラ ンジ２１内にある場合には、この前置フランジを適当に取り付けることによって 、切り欠き２２の機能上止しい位置を確実に生せしめることができる。シールド ４は少なくともその下方範囲に流出箇所２３を有しており、この流出箇所は、シ ールドから流れ出る凝縮物が切り欠き２２内に流れるような形状を有している。

このために７−ルド４が外方に向かって拡大する線区分２・１を有しているのが よい。

低温の凝縮物が直接にケーシングフランジ７あるいは前置フランツ２１に接触し て、低温の作用でフランジのノールリング２５・２６を損傷させるのを防止する ために、切り欠き２２内に捕集トラフ２７が間隔をおいて挿入されている。これ によって、ケーシングフランジ７あるいは前置フランツ２１が不都合に低温にな ることが避けられる。捕集トラフ２７自体はできるだけわずかな質量を有してい るようにし、迅速に、液状の凝縮物の温度になるようにする。これによって凝縮 物の不必要な蒸発が避けられ、凝縮物の迅速な排出が１呆証される。

凝縮物の排出に役立つ排出管は３１で示されている。この排出管は直接に切り欠 き２２に開口しているか、あるいは−図示の捕集トラフ２７が設けられている場 合には−この捕集トラフに開口している。排出管は半径方向にケーシングフラン ジ７若しくは前置フランジ２１を通って導き出されている。ポンプの外側には弁 ３２があり、これは凝縮物を排出するときに開かれる。この弁３２は加熱装置３ ３を備えており、この加熱装置は弁ノールが凝縮物によって有害な低温作用を受 けることを防止する。

図３に示した実施例では、シールド４は底の側に直径拡大部を備えており、した がってクライオポンプ１を水平に取り付けた場合でも、凝縮物は側方の、シール ド４の底範囲に集まる。やはりケーシングフランジ７の孔３４を通って導き出さ れている排出管はポンプ内室１３内に延長せしめられていて、その入口孔が。

直径拡大部によって形成されている捕集室内に位置している。このようにして構 成されたポンプは、捕集室及び排出管３１の入口孔がその都度最も深い位置にあ るようにすれば、水平方向でも、鉛直方向でも−並びにすべての中間位置でも− 取り付けることができるという利点を有している。更に、／−ルド４の底は内方 に向かって湾曲させておくこともできる（破線で示した底線３５参照）。

図４及び図５の実施例では、はぼ三日月形の閉鎖薄板４１が設けられており、こ の閉鎖薄板とシールド４の下方部分とは捕集室を形成している。閉鎖薄板４１は 取り外し可能にシールド４に取り付けて、簡単にその都度圧しい一下方の一位置 にもたらすようにするのがよい。閉鎖薄板は例えば保持体４２を備えることがで き、この保持体はシールド４の縁をつかむ２つの区分４３及び４４を有しており 、これによって一層確実な保持が保証される。排出管３１はタライオポンブ１の 任意の箇所において１例えば−図示のように−やはりケーシングフランジ７のラ ジアル孔を通して、導き出すことができる。重要なことは、その入口孔が閉鎖薄 板４１の範囲内に位置していることである。

重力によって捕集室内に落下したまだ固体の凝縮物を迅速に融解させるために、 捕集室内に加熱装置を設けるのがよい。図５の実施例ではこの加熱装置（加熱導 管４５）は閉鎖薄板４１の保持体４２の内方の区分４３上に配置されている。し たがって加熱装置と閉鎖薄板４１とは１つのユニットを形成しており、正常な取 り付けを行えば、常に閉鎖薄板及び加熱装置が捕集室内に位置することになる。

国際調査報告　ＰＣＴ／ＥＰ　９２１００８６９フロントページの続き （７２）発明者　テイム、　ウヴエ ドイツ連邦共和国　Ｄ　−６０００フランクフルト　１　オーバーリンダウ　８ １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ほぼコップ形のケーシング（２）と，このケーシング内に配置されているや はりほぼコップ形のシールド（４）と，入口開口（６）と，ケーシング及びシー ルド内に突入している低温ヘッド（３）と，低温ヘッドに保持されている凝縮可 能なガスのためのポンプ面（１５）と，ポンプの再生中に生じる液状の凝縮物の ための捕集室と，ポンプ面の再生中にポンプ面に凝縮したガスの除去に役立ち， 捕集室の範囲に入口孔が位置している排出管（３１）とを有している形式のクラ イオポンプにおいて，クライオポンプ（１）を，それが水平状態で取り付けられ ている場合でも，再生し得るように，凝縮物捕集室が側方に配置されていること を特徴とする，ほぼコップ形のケーシングを有するクライオポンプ。 ２．入口フランジ（７・２１）を備えており，フランジ内面に形成された切り欠 き（２２）が捕集室を形成していることを特徴とする，請求項１記載のポンプ。 ３．切り欠きがトラフ形であり，排出管（３１）がトラフの底に開口しており， 排出管（３１）がフランジ（７・２１）を半径方向に貫通して外方に導かれてい ることを特徴とする，請求項２記載のポンプ。 ４．コップ形のシールド（４）の縁が切り欠き（２２）の範囲内にまで延びてい て，流出箇所（２３・２４）を備えており，シールド（４）から流出する凝縮物 が切り欠き（２２）内に達するようにしたことを特徴とする，請求項２又は３記 載のポンプ。 ５．切り欠き（２２）を備えているフランジが，別個の前置フランジ（２１）で あることを特徴とする，請求項２から４までのいずれか１項に記載のポンプ。 ６．シールド（４）が外方に拡大している縁区分（２４）を有していることを特 徴とする，請求項４又は５記載のポンプ。 ７．切り欠き（２２）内に，それよりも寸法の小さい捕集トラフ（２７）が切り 欠き（２２）に対してわずかな間隔をおいて挿入されており，排気管（３１）が 捕集トラフ（２７）の底に開口していることを特徴とする，請求項２から６まで のいずれか１項に記載のポンプ。 ８．シールド（４）の直径が底に向かって増大せしめられていて，ポンプ（１） が水平に取り付けられている場合に液状の凝縮物のための捕集箇所がシールドの 底の範囲にあり，排出管（３１）がシールドの底の範囲にまで延びていることを 特徴とする，請求項１記載のポンプ。 ９．シールド（４）の底が内方に湾曲せしめられていることを特徴とする，請求 項８記載のポンプ。 １０．シールド（４）の縁が，液状の凝縮物の捕集室を形成するために，ほぼ三 日月形の閉鎖薄板（４１）を備えており，排出管（３１）が捕集室内にまで延び ていることを特徴とする，請求項１記載のポンプ。 １１．閉鎖薄板（４１）が取り外し可能にシールド（４）に取り付けられている ことを特徴とする，請求項１０記載のポンプ。 １２．シールド（４）の縁の形状に適合せしめられた保持体（４２）が閉鎖薄板 （４１）のために設けられており，この保持体はシールド（４）の縁をつかむ区 分（４３・４４）を有していることを特徴とする請求項１１記載のポンプ。 １３．シールド（４）の内部で延びている排出管（３１）がケーシングフランジ （７）内のラジアル孔を通して外方に導かれていることを特徴とする，請求項８ から１２までのいずれか１項に記載のポンプ。 １４．捕集室の範囲内に加熱装置（４５）が設けられていることを特徴とする， 請求項１から１３までのいずれか１項に記載のポンプ。 １５．閉鎖薄板（４１）の保持体（４２）の内側の区分（４３）上に加熱装置（ ４５）が配置されていることを特徴とする，請求項１２記載のポンプ。