JPH09287566A - クライオポンプ装置 - Google Patents
クライオポンプ装置Info
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- JPH09287566A JPH09287566A JP9700296A JP9700296A JPH09287566A JP H09287566 A JPH09287566 A JP H09287566A JP 9700296 A JP9700296 A JP 9700296A JP 9700296 A JP9700296 A JP 9700296A JP H09287566 A JPH09287566 A JP H09287566A
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- JP
- Japan
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- cylinder
- liquefied
- receiving groove
- shielding cover
- coagulate
- Prior art date
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- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
- F04B37/06—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
- F04B37/08—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 漏れた液化凝着物により気密シール部分が劣
化して極低温冷却機能を阻害することのないクライオポ
ンプ装置を提供する。 【解決手段】 冷却部分120・119に凝着した凝着
物P1・P2が、再生動作時に、液化凝着物P3にな
り、受け溝部分200Aに溜まった後に、排出路125
から排出される。受け溝部分200Aが第1シリンダ1
05の頂部115よりも下方に下がった位置になってい
るので、内側遮蔽覆116の底部116Dと第1シリン
ダ105の頂部115との組み付け部分から液化凝着物
P3が下側に漏れ出すことがない。このため、非常に低
温の液化凝着物P3が漏れて外側遮蔽覆116の底部と
第1シリンダ105の基部との間と、駆動部分10の上
端側と第1シリンダ105の下端側との間とにあるOリ
ングSが劣化し、外気が真空室114に入ったり、加圧
冷媒101が外気側に漏れたりすることがなくなる。受
け溝部分200Aを外側遮蔽覆116の中間部分に設け
ても同様にできる。
化して極低温冷却機能を阻害することのないクライオポ
ンプ装置を提供する。 【解決手段】 冷却部分120・119に凝着した凝着
物P1・P2が、再生動作時に、液化凝着物P3にな
り、受け溝部分200Aに溜まった後に、排出路125
から排出される。受け溝部分200Aが第1シリンダ1
05の頂部115よりも下方に下がった位置になってい
るので、内側遮蔽覆116の底部116Dと第1シリン
ダ105の頂部115との組み付け部分から液化凝着物
P3が下側に漏れ出すことがない。このため、非常に低
温の液化凝着物P3が漏れて外側遮蔽覆116の底部と
第1シリンダ105の基部との間と、駆動部分10の上
端側と第1シリンダ105の下端側との間とにあるOリ
ングSが劣化し、外気が真空室114に入ったり、加圧
冷媒101が外気側に漏れたりすることがなくなる。受
け溝部分200Aを外側遮蔽覆116の中間部分に設け
ても同様にできる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ギホード・マク
マホンサイクルあるいはスターリングサイクルによる極
低温用冷凍装置などに用いるクライオポンプ装置に関す
るものである。
マホンサイクルあるいはスターリングサイクルによる極
低温用冷凍装置などに用いるクライオポンプ装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】この種のクライオポンプ装置として、図
6のような構成(以下、第1従来技術という)が本件特
許出願人の出願による特願平6−248079号などに
よって提案されている。
6のような構成(以下、第1従来技術という)が本件特
許出願人の出願による特願平6−248079号などに
よって提案されている。
【0003】図6において、クライオポンプ装置500
は、駆動部分10によって駆動される冷却部分20と、
冷却部分20の極低温側の外側を囲む内側容器部分30
と、冷却部分20の低温側の外側と内側容器部分30の
外側とを囲む外側容器部分40とを主体にして構成して
ある。
は、駆動部分10によって駆動される冷却部分20と、
冷却部分20の極低温側の外側を囲む内側容器部分30
と、冷却部分20の低温側の外側と内側容器部分30の
外側とを囲む外側容器部分40とを主体にして構成して
ある。
【0004】駆動部分10において、電動機102はク
ランク機構103を駆動し、クランク機構103は給気
弁104・排気弁111の開閉動作と往復竿109の往
復動作を所要の行程位相差をもって往復駆動する。
ランク機構103を駆動し、クランク機構103は給気
弁104・排気弁111の開閉動作と往復竿109の往
復動作を所要の行程位相差をもって往復駆動する。
【0005】冷却部分20において、低温側の第1ディ
スプレーサ106と極低温側の第2ディスプレーサ10
8とが駆動部分10の往復竿109に連結してあり、第
1ディスプレーサ106と第2ディスプレーサ108と
は、それぞれ、低温側の第1シリンダ105内と極低温
側の第2シリンダ107内を同一の行程位相をもって往
復移動する。
スプレーサ106と極低温側の第2ディスプレーサ10
8とが駆動部分10の往復竿109に連結してあり、第
1ディスプレーサ106と第2ディスプレーサ108と
は、それぞれ、低温側の第1シリンダ105内と極低温
側の第2シリンダ107内を同一の行程位相をもって往
復移動する。
【0006】第1ディスプレーサ105・第2ディスプ
レーサ108は、図の下方側に移動する行程の終点近く
から膨張冷却行程を行い、図の上方側に移動する行程に
おいて排気行程を行い、その終点近くから吸気圧縮行程
を行う。
レーサ108は、図の下方側に移動する行程の終点近く
から膨張冷却行程を行い、図の上方側に移動する行程に
おいて排気行程を行い、その終点近くから吸気圧縮行程
を行う。
【0007】吸気圧縮行程では、冷媒圧縮部(図示せ
ず)で圧縮したヘリウムなどの加圧冷媒101が、吸気
弁104を介して、第1シリンダ105内に入り、第1
ディスプレーサ106の通気穴201から蓄冷材202
を通って通気穴203を通り、第1膨張室205側に入
る。
ず)で圧縮したヘリウムなどの加圧冷媒101が、吸気
弁104を介して、第1シリンダ105内に入り、第1
ディスプレーサ106の通気穴201から蓄冷材202
を通って通気穴203を通り、第1膨張室205側に入
る。
【0008】第1膨張室205の加圧冷媒は、膨張冷却
行程において、上記の吸気圧縮行程の冷媒の流れと逆に
流れ、排気弁111を通って排出されると同時に膨張
し、蓄冷材202に冷却熱容量を蓄積する。
行程において、上記の吸気圧縮行程の冷媒の流れと逆に
流れ、排気弁111を通って排出されると同時に膨張
し、蓄冷材202に冷却熱容量を蓄積する。
【0009】この第1膨張冷却の行程と同行程中に、第
1膨張室205の冷媒は、第2ディスプレーサ108の
通気穴206から蓄冷材207を通り、通気穴208か
ら第2膨張室209に入り、その後、逆に流れて排気弁
111より排出されると同時に膨張して、第2膨張冷却
を行い、蓄冷材207に冷却熱容量を蓄積する。
1膨張室205の冷媒は、第2ディスプレーサ108の
通気穴206から蓄冷材207を通り、通気穴208か
ら第2膨張室209に入り、その後、逆に流れて排気弁
111より排出されると同時に膨張して、第2膨張冷却
を行い、蓄冷材207に冷却熱容量を蓄積する。
【0010】排気行程では、第2膨張室209内と第1
膨張室205内の膨張冷却を終えて降圧した冷媒は、上
記の膨張冷却動作時とは逆の経路を経て第2ディスプレ
ーサ108内と第1ディスプレーサ106内とを通り、
排気弁111を介して、クランク機構103の室内を通
り、降圧冷媒112として排出され、冷媒圧縮部(図示
せず)に戻り、再び圧縮して加圧冷媒101にするとい
う循環を繰り返すように動作する。
膨張室205内の膨張冷却を終えて降圧した冷媒は、上
記の膨張冷却動作時とは逆の経路を経て第2ディスプレ
ーサ108内と第1ディスプレーサ106内とを通り、
排気弁111を介して、クランク機構103の室内を通
り、降圧冷媒112として排出され、冷媒圧縮部(図示
せず)に戻り、再び圧縮して加圧冷媒101にするとい
う循環を繰り返すように動作する。
【0011】内側容器部分30において、内側遮蔽覆1
16は、内側容器部分30の外壁を形成するとともに、
第1シリンダ105の上端側に設けた第1ステージ11
5の部分から第2シリンダ107全体に至る間を覆って
冷却室117、つまり、極低温側の極低温室部分を形成
し、この冷却室117の開口端側から、冷却負荷400
となる装置からの冷却対象流体300、例えば、半導体
基板製造用チャンバからの循環流体を導入する。なお、
この内側遮蔽覆116は、極低温側から外側への熱放射
を遮蔽する遮蔽覆になっているので、ラジエーションシ
ールドとも呼ばれている。
16は、内側容器部分30の外壁を形成するとともに、
第1シリンダ105の上端側に設けた第1ステージ11
5の部分から第2シリンダ107全体に至る間を覆って
冷却室117、つまり、極低温側の極低温室部分を形成
し、この冷却室117の開口端側から、冷却負荷400
となる装置からの冷却対象流体300、例えば、半導体
基板製造用チャンバからの循環流体を導入する。なお、
この内側遮蔽覆116は、極低温側から外側への熱放射
を遮蔽する遮蔽覆になっているので、ラジエーションシ
ールドとも呼ばれている。
【0012】冷却室117の開口端側には、平面鎧戸状
の通気路をもつ低温側の吸熱フィン、つまり、バッフル
120を配置し、第2シリンダ107の上端側の第2ス
テージ118の部分にも筒形鎧戸状の通気路をもつ極低
温側の吸熱フィン、つまり、コールドパネル119を配
置してあり、低温側の第1ステージ115で生ずる冷却
熱容量、例えば、120K〜60K程度の温度の冷却熱
容量をバッフル120の各表面などを介して冷却対象流
体300に与えるとともに、極低温側の第2ステージ1
18で生ずる冷却熱容量、例えば、20K〜10K程度
の温度の冷却熱容量をコールドパネル119の各表面な
どを介して冷却対象流体300に与えることにより所要
の冷却を行っている。なお、コールドパネル119は、
極低温側の冷却用パネルを形成しているため、クライオ
パネルとも呼ばれている。
の通気路をもつ低温側の吸熱フィン、つまり、バッフル
120を配置し、第2シリンダ107の上端側の第2ス
テージ118の部分にも筒形鎧戸状の通気路をもつ極低
温側の吸熱フィン、つまり、コールドパネル119を配
置してあり、低温側の第1ステージ115で生ずる冷却
熱容量、例えば、120K〜60K程度の温度の冷却熱
容量をバッフル120の各表面などを介して冷却対象流
体300に与えるとともに、極低温側の第2ステージ1
18で生ずる冷却熱容量、例えば、20K〜10K程度
の温度の冷却熱容量をコールドパネル119の各表面な
どを介して冷却対象流体300に与えることにより所要
の冷却を行っている。なお、コールドパネル119は、
極低温側の冷却用パネルを形成しているため、クライオ
パネルとも呼ばれている。
【0013】外側容器部分40において、外側遮蔽覆1
13は、外側容器部分40の外壁を形成するとともに、
第1シリンダ105の下端側から極低温側の冷却室11
7の開口端側までの外側を覆って真空室114、つま
り、低温側の低温室部分を形成し、この真空室114に
より、第1シリンダ105の外面と冷却室117の外面
とを外部環境から遮断して、極低温側の冷却熱容量の放
熱損失を防いでいる。
13は、外側容器部分40の外壁を形成するとともに、
第1シリンダ105の下端側から極低温側の冷却室11
7の開口端側までの外側を覆って真空室114、つま
り、低温側の低温室部分を形成し、この真空室114に
より、第1シリンダ105の外面と冷却室117の外面
とを外部環境から遮断して、極低温側の冷却熱容量の放
熱損失を防いでいる。
【0014】また、各構成部材としては、蓄冷材202
・207の部分には、例えば、粒状鉛・銅製網、また
は、通気性焼結金属材を用い、コールドパネル119・
バッフル120の部分には薄い銅板を用い、その他の部
分にはステンレス鋼、つまり、SUS材および銅材によ
る金属材を主体にして、各個別の部分を銀ろー付けまた
は溶接して形成してあり、また、分解を必要とする箇所
の各部材の組立は、各止ネジKによって固定するととも
に、気密を要する部分には、OリングによるパッキンS
を設けてシールしている。
・207の部分には、例えば、粒状鉛・銅製網、また
は、通気性焼結金属材を用い、コールドパネル119・
バッフル120の部分には薄い銅板を用い、その他の部
分にはステンレス鋼、つまり、SUS材および銅材によ
る金属材を主体にして、各個別の部分を銀ろー付けまた
は溶接して形成してあり、また、分解を必要とする箇所
の各部材の組立は、各止ネジKによって固定するととも
に、気密を要する部分には、OリングによるパッキンS
を設けてシールしている。
【0015】そして、冷却対象流体300に含まれた水
蒸気などの普通の低温で凝固する気体成分は低温側のバ
ッフル120の表面に凝着させ、アルゴンや水素のよう
な極低温で凝固または吸着する気体成分は極低温側のコ
ールドパネル119の表面に凝着または吸着させること
により、冷却対象流体300から不純物を除去する浄化
を行って真空度を高めるなどの作用を行わせている。な
お、コールドパネル119は、極低温の冷却を行うパネ
ルを形成しているため、クライオパネルとも呼ばれてい
る。また、この発明において、上記の凝着と吸着とによ
ってコールドパネル119とバッフル120とに付着し
た付着物の総称を凝着物という。
蒸気などの普通の低温で凝固する気体成分は低温側のバ
ッフル120の表面に凝着させ、アルゴンや水素のよう
な極低温で凝固または吸着する気体成分は極低温側のコ
ールドパネル119の表面に凝着または吸着させること
により、冷却対象流体300から不純物を除去する浄化
を行って真空度を高めるなどの作用を行わせている。な
お、コールドパネル119は、極低温の冷却を行うパネ
ルを形成しているため、クライオパネルとも呼ばれてい
る。また、この発明において、上記の凝着と吸着とによ
ってコールドパネル119とバッフル120とに付着し
た付着物の総称を凝着物という。
【0016】上記の凝着物、つまり、主としてコールド
パネル119の表面での凝着物P1の凝着と、バッフル
120の表面での凝着物P2の凝着とは、比較的短時間
で飽和状態に達して冷却動作を低下させるため、冷却対
象流体300の流入口に設けた閉塞用シャッター401
を閉じて、コールドパネル119の表面を再生する再生
動作を行うようにしている。
パネル119の表面での凝着物P1の凝着と、バッフル
120の表面での凝着物P2の凝着とは、比較的短時間
で飽和状態に達して冷却動作を低下させるため、冷却対
象流体300の流入口に設けた閉塞用シャッター401
を閉じて、コールドパネル119の表面を再生する再生
動作を行うようにしている。
【0017】この再生動作は、クライオポンプ装置50
0の冷却運転を一時的に停止し、つまり、電動機102
による第1ディスプレーサ106と第2ディスプレーサ
108との行程動作を一時的に停止して、冷却対象流体
300の流路を遮断した状態で、内部に設けた電熱体
(図示せず)と外部に設けた電熱体301とにより加熱
して、上記の凝着物を蒸発させるとともに、加熱吸気口
302から加熱排気口303に向けて冷却室117内部
と真空室114内部との気体を循環させるさせるように
している。
0の冷却運転を一時的に停止し、つまり、電動機102
による第1ディスプレーサ106と第2ディスプレーサ
108との行程動作を一時的に停止して、冷却対象流体
300の流路を遮断した状態で、内部に設けた電熱体
(図示せず)と外部に設けた電熱体301とにより加熱
して、上記の凝着物を蒸発させるとともに、加熱吸気口
302から加熱排気口303に向けて冷却室117内部
と真空室114内部との気体を循環させるさせるように
している。
【0018】また、上記の再生動作の過程において、凝
着物P1・P2は上記の加熱により、一旦、液化し、液
化した液化凝着物P3が冷却室117の底部、つまり、
内側遮蔽覆116の底部に貯留された後に、蒸発すると
いう過程を経るため、完全に蒸発するまでの時間は比較
的長い時間になり、クライオポンプ装置500の運転効
率を低下させている。
着物P1・P2は上記の加熱により、一旦、液化し、液
化した液化凝着物P3が冷却室117の底部、つまり、
内側遮蔽覆116の底部に貯留された後に、蒸発すると
いう過程を経るため、完全に蒸発するまでの時間は比較
的長い時間になり、クライオポンプ装置500の運転効
率を低下させている。
【0019】このため、図7のように、冷却室117の
底部に貯留された液化凝着物P3が真空室114側に漏
れないように構成するとともに、冷却室117の平らな
底部、つまり、内側遮蔽覆116の平らな底部に加熱排
気口303に代えて、内側遮蔽覆の底部に排出路125
を設け、この排出路125から液化凝着物P3と、液化
凝着物P2から蒸発物や、凝着物P1・P2からの蒸発
物とを外部に排出することにより、運転効率を向上さ
せ、また、真空室114の外径を小さくして、冷却効率
を向上し、さらに、加熱給気口302に代えて、加熱給
気を冷却室117の上方に近い箇所に直接的に与えるた
めの加熱給気口126を設けて、液化凝着物P3が加熱
給気口302に入り込まないようにした構成(以下、第
2従来技術という)が特開平6−154505によって
開示されている。
底部に貯留された液化凝着物P3が真空室114側に漏
れないように構成するとともに、冷却室117の平らな
底部、つまり、内側遮蔽覆116の平らな底部に加熱排
気口303に代えて、内側遮蔽覆の底部に排出路125
を設け、この排出路125から液化凝着物P3と、液化
凝着物P2から蒸発物や、凝着物P1・P2からの蒸発
物とを外部に排出することにより、運転効率を向上さ
せ、また、真空室114の外径を小さくして、冷却効率
を向上し、さらに、加熱給気口302に代えて、加熱給
気を冷却室117の上方に近い箇所に直接的に与えるた
めの加熱給気口126を設けて、液化凝着物P3が加熱
給気口302に入り込まないようにした構成(以下、第
2従来技術という)が特開平6−154505によって
開示されている。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】上記の第2従来技術で
は、内側遮蔽覆116の平らな底部に液化凝着物P3を
貯留しているため、内側遮蔽覆116の底部分と第1ス
テージ115との間から液化凝着物P3が漏れないよう
に構成しなければならないので、この部分をシールする
ためにOリングによるパッキンを用いた場合には、第1
ステージ115の部分が、例えば、120〜60K程度
の温度領域で冷却・加温を繰り返すため、Oリングが短
期間で劣化してしまい、液化凝着物P3が漏れ出して、
外側遮蔽覆113の底部に、液化凝着物P4として、溜
まるようになるが、この液化凝着物P4も温度が非常に
低いので、外側遮蔽覆113の底部が、例えば、120
K〜常温程度の温度領域で冷却・加温を繰り返すため、
外側遮蔽覆113の底部と第1シリンダ105の基部と
の間をシールしているOリングが短期間で劣化してしま
い、この部分から外気が侵入して、冷却対象流体300
に外気を混入させてしまうという不都合が生ずる。
は、内側遮蔽覆116の平らな底部に液化凝着物P3を
貯留しているため、内側遮蔽覆116の底部分と第1ス
テージ115との間から液化凝着物P3が漏れないよう
に構成しなければならないので、この部分をシールする
ためにOリングによるパッキンを用いた場合には、第1
ステージ115の部分が、例えば、120〜60K程度
の温度領域で冷却・加温を繰り返すため、Oリングが短
期間で劣化してしまい、液化凝着物P3が漏れ出して、
外側遮蔽覆113の底部に、液化凝着物P4として、溜
まるようになるが、この液化凝着物P4も温度が非常に
低いので、外側遮蔽覆113の底部が、例えば、120
K〜常温程度の温度領域で冷却・加温を繰り返すため、
外側遮蔽覆113の底部と第1シリンダ105の基部と
の間をシールしているOリングが短期間で劣化してしま
い、この部分から外気が侵入して、冷却対象流体300
に外気を混入させてしまうという不都合が生ずる。
【0021】さらに、駆動部分10の上端側と、冷却部
分20の下端側、つまり、第1シリンダ105の下端側
との間をシールしているOリングが劣化してしまい、こ
の部分から加圧冷媒101、例えば、加圧したヘリウム
が外気側に放出されて、冷却機能が阻害されるという不
都合が生ずる。
分20の下端側、つまり、第1シリンダ105の下端側
との間をシールしているOリングが劣化してしまい、こ
の部分から加圧冷媒101、例えば、加圧したヘリウム
が外気側に放出されて、冷却機能が阻害されるという不
都合が生ずる。
【0022】また、この不都合を避けるために、内側遮
蔽覆116の底部分と第1ステージ115との間を銀ろ
ー付けまたは溶接によってシールした場合には、銀ろー
付または溶接の際の高温の加熱によって第1シリンダ1
05の上方部分と第2シリンダ107の下方部分とに熱
変形が生ずるため、銀ろー付けまたは溶接を行った後
に、第1シリンダ105と第2シリンダ107との内部
を再加工して正常の精度に仕上げなければならないなど
の不都合が生ずる。
蔽覆116の底部分と第1ステージ115との間を銀ろ
ー付けまたは溶接によってシールした場合には、銀ろー
付または溶接の際の高温の加熱によって第1シリンダ1
05の上方部分と第2シリンダ107の下方部分とに熱
変形が生ずるため、銀ろー付けまたは溶接を行った後
に、第1シリンダ105と第2シリンダ107との内部
を再加工して正常の精度に仕上げなければならないなど
の不都合が生ずる。
【0023】このため、こうした不都合のないクライオ
ポンプ装置の提供が望まれているという課題がある。
ポンプ装置の提供が望まれているという課題がある。
【0024】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記のよう
な極低温を得るためのコールドパネルと第2シリンダと
の外側を内側遮蔽覆によって囲んだ極低温室部分と、低
温を得るための第1シリンダと上記の内側遮蔽覆との外
側を外側遮蔽覆によって囲んだ低温室部分とを設けると
ともに、再生動作の際に生ずる液化凝着物を貯留するた
めの貯留部分と、この液化凝着物を排出するための排出
路とを設けたクライオポンプ装置において、
な極低温を得るためのコールドパネルと第2シリンダと
の外側を内側遮蔽覆によって囲んだ極低温室部分と、低
温を得るための第1シリンダと上記の内側遮蔽覆との外
側を外側遮蔽覆によって囲んだ低温室部分とを設けると
ともに、再生動作の際に生ずる液化凝着物を貯留するた
めの貯留部分と、この液化凝着物を排出するための排出
路とを設けたクライオポンプ装置において、
【0025】上記の貯留部分として、上記の内側遮蔽覆
の底部側に上記の第1シリンダの頂部よりも下方に下が
った環状の受け溝部分を配置する貯留溝手段を設ける第
1の構成と、
の底部側に上記の第1シリンダの頂部よりも下方に下が
った環状の受け溝部分を配置する貯留溝手段を設ける第
1の構成と、
【0026】この第1の構成に加えて、上記の受け溝部
分の底部に上記の排出路を配置する排出路手段を設ける
第2の構成と、
分の底部に上記の排出路を配置する排出路手段を設ける
第2の構成と、
【0027】上記の第1の構成と同様のクライオポンプ
装置において、上記の貯留部分として、上記の外側遮蔽
覆の中間部分に上記の第1シリンダの頂部よりも下方に
下がった環状の受け溝部分を配置する貯留溝手段を設け
る第3の構成と、
装置において、上記の貯留部分として、上記の外側遮蔽
覆の中間部分に上記の第1シリンダの頂部よりも下方に
下がった環状の受け溝部分を配置する貯留溝手段を設け
る第3の構成と、
【0028】この第3の構成に加えて、上記の受け溝部
分の底部に上記の排出路を配置する排出路手段を設ける
第4の構成とにより上記の課題を解決したものである。
分の底部に上記の排出路を配置する排出路手段を設ける
第4の構成とにより上記の課題を解決したものである。
【0029】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態として、上
記の図6の構成によるクライオポンプ装置に、この発明
を適用した実施例を説明する。
記の図6の構成によるクライオポンプ装置に、この発明
を適用した実施例を説明する。
【0030】
【実施例】以下、図1〜図5により実施例を説明する。
図1〜図5において、図6・図7の各符号と同一符号で
示す部分は、図6・図7により説明した同一符号の部分
と同一の機能をもつ部分である。また、図1〜図5にお
いて、同一符号で示す部分は、図1〜図5のいずれかに
おいて説明する同一符号の部分と同一の機能をもつ部分
である。
図1〜図5において、図6・図7の各符号と同一符号で
示す部分は、図6・図7により説明した同一符号の部分
と同一の機能をもつ部分である。また、図1〜図5にお
いて、同一符号で示す部分は、図1〜図5のいずれかに
おいて説明する同一符号の部分と同一の機能をもつ部分
である。
【0031】〔第1実施例〕図1・図4により第1実施
例を説明する。図1の構成が図6の構成と異なる箇所
は、内側遮蔽覆116の底部側116Aに、第1ステー
ジ115、つまり、第1シリンダ105の頂部よりも下
方に下がった環状の受け溝部分200Aを設けて液化凝
着物P3を貯留するようにした箇所と、加熱排気口30
3に代えて、受け溝部分200Aの底部116Eに、液
化凝着物P3と、この液化凝着物P3からの蒸発物や、
凝着物P1・P2からの蒸発物などを排出するための排
出路125を設けた箇所と、加熱給気口302に代え
て、加熱給気を冷却室117の上方に近い箇所に直接的
に与えるための加熱給気口126を設けることにより、
液化凝着物P3が加熱給気口302に入り込まないよう
にした箇所である。
例を説明する。図1の構成が図6の構成と異なる箇所
は、内側遮蔽覆116の底部側116Aに、第1ステー
ジ115、つまり、第1シリンダ105の頂部よりも下
方に下がった環状の受け溝部分200Aを設けて液化凝
着物P3を貯留するようにした箇所と、加熱排気口30
3に代えて、受け溝部分200Aの底部116Eに、液
化凝着物P3と、この液化凝着物P3からの蒸発物や、
凝着物P1・P2からの蒸発物などを排出するための排
出路125を設けた箇所と、加熱給気口302に代え
て、加熱給気を冷却室117の上方に近い箇所に直接的
に与えるための加熱給気口126を設けることにより、
液化凝着物P3が加熱給気口302に入り込まないよう
にした箇所である。
【0032】そして、具体的には、内側遮蔽覆116の
下方を延長した延長部分116Bと、内側遮蔽覆116
を第1ステージ115に取り付けるための内側遮蔽覆1
16の底部116Dから第1ステージ115の外側で下
方に下がって延長した延長部分116Cとに底部116
Eを設けて、受け溝部分200Aを形成するようにした
ものであり、A−A箇所の断面でみると、図4のよう
に、環状の受け溝部分200Aを形成していることにな
るものである。
下方を延長した延長部分116Bと、内側遮蔽覆116
を第1ステージ115に取り付けるための内側遮蔽覆1
16の底部116Dから第1ステージ115の外側で下
方に下がって延長した延長部分116Cとに底部116
Eを設けて、受け溝部分200Aを形成するようにした
ものであり、A−A箇所の断面でみると、図4のよう
に、環状の受け溝部分200Aを形成していることにな
るものである。
【0033】なお、受け溝部分200Aを構成する部分
は、所要の部材を銀ろー付けまたは溶接して形成する
か、または、プレス加工またはへら絞り加工によって形
成することができることは言うまでもない。
は、所要の部材を銀ろー付けまたは溶接して形成する
か、または、プレス加工またはへら絞り加工によって形
成することができることは言うまでもない。
【0034】〔第2実施例〕図2・図5により第2実施
例を説明する。図2の構成が図6の構成と異なる箇所
は、内側遮蔽覆116の底部116Dに液化凝着物P3
を下方の受け溝部分200Bに流し入れるための小さい
貫通穴116Fを設けた箇所と、外側遮蔽覆113の中
間部分113Aに、第1ステージ115、つまり、第1
シリンダ105の頂部よりも下方に下がった環状の受け
溝部分200Bを設けて液化凝着物P3を貯留するよう
にした箇所と、加熱排気口303に代えて、受け溝部分
200Bの底部113Eに、液化凝着物P3と、この液
化凝着物P3からの蒸発物や、凝着物P1・P2からの
蒸発物などを排出するための排出路125を設けた箇所
と、加熱給気口302に代えて、加熱給気を冷却室11
7の上方に近い箇所に直接的に与えるための加熱給気口
126を設けることにより、液化凝着物P3が加熱給気
口302に入り込まないようにした箇所である。
例を説明する。図2の構成が図6の構成と異なる箇所
は、内側遮蔽覆116の底部116Dに液化凝着物P3
を下方の受け溝部分200Bに流し入れるための小さい
貫通穴116Fを設けた箇所と、外側遮蔽覆113の中
間部分113Aに、第1ステージ115、つまり、第1
シリンダ105の頂部よりも下方に下がった環状の受け
溝部分200Bを設けて液化凝着物P3を貯留するよう
にした箇所と、加熱排気口303に代えて、受け溝部分
200Bの底部113Eに、液化凝着物P3と、この液
化凝着物P3からの蒸発物や、凝着物P1・P2からの
蒸発物などを排出するための排出路125を設けた箇所
と、加熱給気口302に代えて、加熱給気を冷却室11
7の上方に近い箇所に直接的に与えるための加熱給気口
126を設けることにより、液化凝着物P3が加熱給気
口302に入り込まないようにした箇所である。
【0035】そして、具体的には、外側遮蔽覆113の
中間部分113Aから内側に向けて張り出した張出部分
を受け溝部分200Bの底部113Eとし、こり底部1
13Eの内側端から第1シリンダ105の外側で上向き
に立ち上がる立上部分113Bとを設けて、受け溝部分
200Bを形成するようにしたものであり、B−B箇所
の断面でみると、図5のように、環状の受け溝部分20
0Bを形成していることになるものである。
中間部分113Aから内側に向けて張り出した張出部分
を受け溝部分200Bの底部113Eとし、こり底部1
13Eの内側端から第1シリンダ105の外側で上向き
に立ち上がる立上部分113Bとを設けて、受け溝部分
200Bを形成するようにしたものであり、B−B箇所
の断面でみると、図5のように、環状の受け溝部分20
0Bを形成していることになるものである。
【0036】また、立上部分113Bの外径と第1ステ
ージ115の外径との寸法関係を、第1ステージ115
の外径の方が大きくなるようにして、内側遮蔽覆116
の底部116Dと第1ステージ115と上端との組み付
け部分の僅かな隙間を伝わって流れ落ちる液化凝着物P
3を受け溝部分200B内に落下させるしてある。
ージ115の外径との寸法関係を、第1ステージ115
の外径の方が大きくなるようにして、内側遮蔽覆116
の底部116Dと第1ステージ115と上端との組み付
け部分の僅かな隙間を伝わって流れ落ちる液化凝着物P
3を受け溝部分200B内に落下させるしてある。
【0037】さらに、上記の中間部分113Aは、受け
溝部分200Bを設けることができる箇所であれば、第
1ステージ115よりも下方であって、外側遮蔽覆11
3の底部113Fよりも上方あれば差し支えないが、受
け溝部分200Bに貯留される液化凝着物P3の温度が
非常に低いので、できる限り上方の内側遮蔽覆116に
近付けて配置することが好ましい。
溝部分200Bを設けることができる箇所であれば、第
1ステージ115よりも下方であって、外側遮蔽覆11
3の底部113Fよりも上方あれば差し支えないが、受
け溝部分200Bに貯留される液化凝着物P3の温度が
非常に低いので、できる限り上方の内側遮蔽覆116に
近付けて配置することが好ましい。
【0038】なお、受け溝部分200Bを構成する部分
は、所要の部材を銀ろー付けまたは溶接して形成する
か、または、プレス加工またはへら絞り加工によって形
成することができることは言うまでもない。そして、プ
レス加工またはへら絞り加工によって形成する場合に
は、受け溝部分200Bから下方の外側遮蔽覆113を
構成する部分の部材を、受け溝部分200Bの外側の下
方隅部に、銀ろー付けまたは溶接して形成することがで
きる。
は、所要の部材を銀ろー付けまたは溶接して形成する
か、または、プレス加工またはへら絞り加工によって形
成することができることは言うまでもない。そして、プ
レス加工またはへら絞り加工によって形成する場合に
は、受け溝部分200Bから下方の外側遮蔽覆113を
構成する部分の部材を、受け溝部分200Bの外側の下
方隅部に、銀ろー付けまたは溶接して形成することがで
きる。
【0039】〔第3実施例〕図3・図5により第3実施
例を説明する。図3の構成が図2の第2実施例の構成と
異なる箇所は、外側遮蔽覆113の受け溝部分200B
から下方の下方部分113Gの外径を、外気温度に対す
る第1シリンダ105の熱遮断に支障が生じない程度に
小さくして、真空室114の容積を小さく、加熱給気口
126からの加熱給気による加熱の行き渡りを早めると
ともに、加熱給気を遮断した後の排出路125からの排
気による冷却室117内と真空室114内との真空化を
早めるようにした箇所である。
例を説明する。図3の構成が図2の第2実施例の構成と
異なる箇所は、外側遮蔽覆113の受け溝部分200B
から下方の下方部分113Gの外径を、外気温度に対す
る第1シリンダ105の熱遮断に支障が生じない程度に
小さくして、真空室114の容積を小さく、加熱給気口
126からの加熱給気による加熱の行き渡りを早めると
ともに、加熱給気を遮断した後の排出路125からの排
気による冷却室117内と真空室114内との真空化を
早めるようにした箇所である。
【0040】したがって、受け溝部分200Bの構成
は、図2の第2実施例と同様になっているので、B−B
箇所の断面では、図5のように、環状の受け溝部分20
0Bを形成していることになるものである。
は、図2の第2実施例と同様になっているので、B−B
箇所の断面では、図5のように、環状の受け溝部分20
0Bを形成していることになるものである。
【0041】なお、受け溝部分200Bを構成する部分
や、受け溝部分200Bから下方の外側遮蔽覆113を
構成する部分は、第2実施例の場合と同様にして形成す
ることができることは言うまでもない。
や、受け溝部分200Bから下方の外側遮蔽覆113を
構成する部分は、第2実施例の場合と同様にして形成す
ることができることは言うまでもない。
【0042】〔実施例の構成の要約〕上記の実施例の構
成を要約すると、第1実施例の構成では、極低温を得る
ためのコールドパネル119と第2シリンダ107との
外側を内側遮蔽覆116によって囲んだ極低温室部分、
例えば、冷却室117の部分と、低温を得るための第1
シリンダ105と上記の内側遮蔽覆116との外側を外
側遮蔽覆113によって囲んだ低温室部分、例えば、真
空室114の部分とを設けるとともに、再生動作の際に
生ずる液化凝着物P3を貯留するための貯留部分と、こ
の液化凝着物P3を排出するための排出路125とを設
けたクライオポンプ装置500において、
成を要約すると、第1実施例の構成では、極低温を得る
ためのコールドパネル119と第2シリンダ107との
外側を内側遮蔽覆116によって囲んだ極低温室部分、
例えば、冷却室117の部分と、低温を得るための第1
シリンダ105と上記の内側遮蔽覆116との外側を外
側遮蔽覆113によって囲んだ低温室部分、例えば、真
空室114の部分とを設けるとともに、再生動作の際に
生ずる液化凝着物P3を貯留するための貯留部分と、こ
の液化凝着物P3を排出するための排出路125とを設
けたクライオポンプ装置500において、
【0043】上記の貯留部分として、上記の内側遮蔽覆
116の底部側に上記の第1シリンダ105の頂部、例
えば、第1ステージ115よりも下方に下がった環状の
受け溝部分200Aを配置する貯留溝手段を設ける第1
の構成と、
116の底部側に上記の第1シリンダ105の頂部、例
えば、第1ステージ115よりも下方に下がった環状の
受け溝部分200Aを配置する貯留溝手段を設ける第1
の構成と、
【0044】この第1の構成に加えて、上記の受け溝部
分200Aの底部に上記の排出路125を配置する排出
路手段を設ける第2の構成とを構成しており、
分200Aの底部に上記の排出路125を配置する排出
路手段を設ける第2の構成とを構成しており、
【0045】第2実施例と第3実施例との構成では、上
記の第1の構成と同様のクライオポンプ装置500にお
いて、上記の貯留部分として、上記の外側遮蔽覆113
の中間部分113Aに上記の第1シリンダ105の頂
部、例えば、第1ステージ115よりも下方に下がった
環状の受け溝部分200Bを配置する貯留溝手段を設け
る第3の構成と、
記の第1の構成と同様のクライオポンプ装置500にお
いて、上記の貯留部分として、上記の外側遮蔽覆113
の中間部分113Aに上記の第1シリンダ105の頂
部、例えば、第1ステージ115よりも下方に下がった
環状の受け溝部分200Bを配置する貯留溝手段を設け
る第3の構成と、
【0046】この第3の構成に加えて、上記の受け溝部
分200Bの底部に上記の排出路125を配置する排出
路手段を設ける第4の構成とを構成していることになる
ものである。
分200Bの底部に上記の排出路125を配置する排出
路手段を設ける第4の構成とを構成していることになる
ものである。
【0047】〔変形実施〕この発明は次のように変形し
て実施することを含むものである。
て実施することを含むものである。
【0048】(1)加熱給気口126を設けずに、凝着
物P1・P2・P3の蒸発を電熱体301などの電熱の
みで蒸発させるように構成する。
物P1・P2・P3の蒸発を電熱体301などの電熱の
みで蒸発させるように構成する。
【0049】(2)排出路125の他に、凝着物P1・
P2・P3の蒸発物を排気路を設けて構成する。
P2・P3の蒸発物を排気路を設けて構成する。
【0050】
【発明の効果】この発明によれば、以上のように、内側
遮蔽覆の底部または外側遮蔽覆の中間部分に液化凝着物
を貯留するための受け溝部分を設けるとともに、この受
け溝部分の底部に液化凝着物の排出路を設けて構成して
おり、内側遮蔽覆の平らな底部そのものに液化凝着物が
貯留しなくともよいため、内側遮蔽覆と第1ステージと
の組み付け部分を気密性をもたせるように、銀ろー付け
または溶接する必要がなくなり、冷却部を構成する第1
シリンダと第2シリンダの部分と冷却室を構成する内側
遮蔽覆とを別個に加工したままで済ませることができる
ので、これらの部分を簡便安価に製造することができ、
また、内側遮蔽覆と第1ステージとの組み付け部分から
漏れ出した液化凝着物が外側遮蔽覆の底部に溜まり、外
側遮蔽覆と第1シリンダの基底部との組み付け部分や駆
動部分の上端側と冷却部分の下端側との組み付け部分に
設けたOリングなどのシールを劣化させて冷却対象流体
に外気を混入させた、または、加圧冷媒を外気側に放出
させるなどの弊害を起こすことを防止できるなどの特長
がある。
遮蔽覆の底部または外側遮蔽覆の中間部分に液化凝着物
を貯留するための受け溝部分を設けるとともに、この受
け溝部分の底部に液化凝着物の排出路を設けて構成して
おり、内側遮蔽覆の平らな底部そのものに液化凝着物が
貯留しなくともよいため、内側遮蔽覆と第1ステージと
の組み付け部分を気密性をもたせるように、銀ろー付け
または溶接する必要がなくなり、冷却部を構成する第1
シリンダと第2シリンダの部分と冷却室を構成する内側
遮蔽覆とを別個に加工したままで済ませることができる
ので、これらの部分を簡便安価に製造することができ、
また、内側遮蔽覆と第1ステージとの組み付け部分から
漏れ出した液化凝着物が外側遮蔽覆の底部に溜まり、外
側遮蔽覆と第1シリンダの基底部との組み付け部分や駆
動部分の上端側と冷却部分の下端側との組み付け部分に
設けたOリングなどのシールを劣化させて冷却対象流体
に外気を混入させた、または、加圧冷媒を外気側に放出
させるなどの弊害を起こすことを防止できるなどの特長
がある。
図面中、図1〜図5はこの発明の実施例を、また、図6
・図7は従来技術を示し、各図の内容は次のとおりであ
る。
・図7は従来技術を示し、各図の内容は次のとおりであ
る。
【図1】全体構成縦断面図
【図2】全体構成縦断面図
【図3】全体構成縦断面図
【図4】要部横断面平面図
【図5】要部横断面平面図
【図6】全体構成縦断面図
【図7】全体構成縦断面図
10 駆動部分 20 冷却部分 30 内側容器部分 40 外側容器部分 101 加圧冷媒 102 電動機 103 クランク機構 104 吸気弁 105 第1シリンダ 106 第1ディスプレーサ 107 第2シリンダ 108 第2ディスプレーサ 109 往復竿 111 排気弁 112 降圧冷媒 113 外側遮蔽覆 113A 中間部分 113B 立上部分 113E 底部 113G 下方部分 114 真空室 115 第1ステージ 116 内側遮蔽覆 116A 底部側 116B 延長部分 116C 延長部分 116D 底部 116E 底部 116 貫通穴 117 冷却室 118 第2ステージ 119 コールドパネル 120 バッフル 125 排出路 126 加熱給気口 200A 受け溝部分 200B 受け溝部分 201 通気穴 202 蓄冷材 203 通気穴 205 第1膨張室 206 通気穴 207 蓄冷材 208 通気穴 209 第2膨張室 300 冷却対象流体 301 電熱体 302 加熱吸気口 303 加熱排気口 400 冷却負荷 500 クライオポンプ装置 P1 凝着物 P2 凝着物 P3 液化凝着物
Claims (4)
- 【請求項1】 極低温を得るためのコールドパネルと第
2シリンダとの外側を内側遮蔽覆によって囲んだ極低温
室部分と、低温を得るための第1シリンダと前記内側遮
蔽覆との外側を外側遮蔽覆によって囲んだ低温室部分と
を設けるとともに、再生動作の際に生ずる液化凝着物を
貯留するための貯留部分と、前記液化凝着物を排出する
ための排出路とを設けたクライオポンプ装置であって、 前記貯留部分として、前記内側遮蔽覆の底部側に前記第
1シリンダの頂部よりも下方に下がった環状の受け溝部
分を配置する貯留溝手段を具備することを特徴とするク
ライオポンプ装置。 - 【請求項2】 極低温を得るためのコールドパネルと第
2シリンダとの外側を内側遮蔽覆によって囲んだ極低温
室部分と、低温を得るための第1シリンダと前記内側遮
蔽覆との外側を外側遮蔽覆によって囲んだ低温室部分と
を設けるとともに、再生動作の際に生ずる液化凝着物を
貯留するための貯留部分と、前記液化凝着物を排出する
ための排出路とを設けたクライオポンプ装置であって、
再生動作の際に生ずる液化凝着物を貯留して排出するた
めの貯留部分を設けたクライオポンプ装置であって、 前記貯留部分として、前記内側遮蔽覆の底部側に前記第
1シリンダの頂部よりも下方に下がった環状の受け溝部
分を配置する貯留溝手段と、 前記受け溝部分の底部に前記排出路を配置する排出路手
段とを具備することを特徴とするクライオポンプ装置。 - 【請求項3】 極低温を得るためのコールドパネルと第
2シリンダとの外側を内側遮蔽覆によって囲んだ極低温
室部分と、低温を得るための第1シリンダと前記内側遮
蔽覆との外側を外側遮蔽覆によって囲んだ低温室部分と
を設けるとともに、再生動作の際に生ずる液化凝着物を
貯留するための貯留部分と、前記液化凝着物を排出する
ための排出路とを設けたクライオポンプ装置であって、
再生動作の際に生ずる液化凝着物を貯留して排出するた
めの貯留部分を設けたクライオポンプ装置であって、 前記貯留部分として、前記外側遮蔽覆の中間部分に前記
第1シリンダの頂部よりも下方に下がった環状の受け溝
部分を配置する貯留溝手段を具備することを特徴とする
クライオポンプ装置。 - 【請求項4】 極低温を得るためのコールドパネルと第
2シリンダとの外側を内側遮蔽覆によって囲んだ極低温
室部分と、低温を得るための第1シリンダと前記内側遮
蔽覆との外側を外側遮蔽覆によって囲んだ低温室部分と
を設けるとともに、再生動作の際に生ずる液化凝着物を
貯留するための貯留部分と、前記液化凝着物を排出する
ための排出路とを設けたクライオポンプ装置であって、 前記貯留部分として、前記外側遮蔽覆の中間部分に前記
第1シリンダの頂部よりも下方に下がった環状の受け溝
部分を配置する貯留溝手段と、 前記受け溝部分の底部に前記排出路を配置する排出路手
段とを具備することを特徴とするクライオポンプ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9700296A JPH09287566A (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | クライオポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9700296A JPH09287566A (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | クライオポンプ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09287566A true JPH09287566A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=14180021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9700296A Pending JPH09287566A (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | クライオポンプ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09287566A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008101576A (ja) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Toppan Printing Co Ltd | クライオポンプ及びそれを用いた真空装置 |
CN118517395A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-08-20 | 上海优尊真空设备有限公司 | 一种真空稳定性优异的低温真空泵 |
-
1996
- 1996-04-18 JP JP9700296A patent/JPH09287566A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008101576A (ja) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Toppan Printing Co Ltd | クライオポンプ及びそれを用いた真空装置 |
CN118517395A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-08-20 | 上海优尊真空设备有限公司 | 一种真空稳定性优异的低温真空泵 |
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