JPS595798B2 - Cryopump regeneration device - Google Patents

Cryopump regeneration device

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JPS595798B2
JPS595798B2 JP6094278A JP6094278A JPS595798B2 JP S595798 B2 JPS595798 B2 JP S595798B2 JP 6094278 A JP6094278 A JP 6094278A JP 6094278 A JP6094278 A JP 6094278A JP S595798 B2 JPS595798 B2 JP S595798B2
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hydrogen
pulp
cryopump
pump
regeneration device
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JP6094278A
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主税 林
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Ulvac Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水素、重水素または三重水素等の排気を主目的
とする真空排気系に用いるクライオポンプの再生装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a cryopump regeneration device used in a vacuum pumping system whose main purpose is to pump out hydrogen, deuterium, tritium, or the like.

この種クライオポンプの再生の際には、大量の水素系ガ
スと比較的少量の酸素、窒素、水蒸気、炭素化合物ガス
等の混合ガスがクライオポンプから放出される。
When this type of cryopump is regenerated, a large amount of hydrogen-based gas and a relatively small amount of mixed gas such as oxygen, nitrogen, water vapor, and carbon compound gas are released from the cryopump.

従って再生用排気ポンプ系は以下の2つの機能を有する
部分に分割する必要がある。
Therefore, the regeneration exhaust pump system needs to be divided into parts having the following two functions.

即ち、(1)選択的に吸収するように動作条件を設定し
た、水素系ガスについて大きな吸収能力を有する金属化
合物集合体、 (2)水素系以外のガスを排出するための比較的小容量
の真空ポンプ系、 従来の水素、重水素、三重水素などの水素系ガス、特に
三重水素を扱う場合、す2イオポンプのみでは再生時危
険な三重水素を大気中に排出できないために、三重水素
の処理の困難に遭遇していた。
In other words, (1) a metal compound assembly with a large absorption capacity for hydrogen-based gases, whose operating conditions are set to selectively absorb it, and (2) a relatively small-capacity assembly for discharging gases other than hydrogen-based gases. Vacuum pump system, Conventional hydrogen-based gases such as hydrogen, deuterium, and tritium, especially when handling tritium, cannot be used to discharge dangerous tritium into the atmosphere during regeneration with only the 2-ion pump, so tritium treatment is necessary. was encountering difficulties.

本発明者は前述の知見に基づき、三重水素等を吸蔵させ
た水素アブソーバd 1 、d 2・・・・・・をダブ
ルアイソレーションパルプより切り離して処理場所へ運
搬して処理し、新しいアブソーバ−材あるいは再生され
たアブンーバー材を詰め替えてクライオポンプの再生処
理系に戻し、次のクライオの再生処理に備えることを目
的とするものであり、本発明におけるクライオポンプと
はクライオコンテンセイションポンプ及びクライオソー
プションポンプの両者を包含するものである。
Based on the above-mentioned knowledge, the present inventor separated the hydrogen absorbers d 1 , d 2 . The purpose of this system is to refill the cryopump material or regenerated air bubble material and return it to the cryopump regeneration system in preparation for the next cryo regeneration process. This includes both sorption pumps.

なお、本発明において「再生」とは、凝縮、吸着された
被排気ガスが飽和してポンプ能力がなくなった際、クラ
イオ面を温度上昇させるなどの手段でり2イオ面(冷却
されたガスの吸着面)から解放させてとり除き、当初の
クライオ面を復活させてポンプ作用を再生させることを
言う。
In the present invention, "regeneration" refers to means such as raising the temperature of the cryo surface when the condensed and adsorbed gas to be pumped is saturated and the pumping capacity is lost. This refers to releasing and removing the cryo from the adsorption surface, restoring the original cryo surface and regenerating the pumping action.

従って、本発明は再生せんとするり2イオポンプとパル
プとパンフルとロータリポンプからなるガスを大気圧に
圧縮排出する能力を有する真空ポンプ系をオイルフリー
高真空用メカニカルポンプ及びアイソレーションパルプ
を有する管路で連通。
Therefore, the present invention has developed a vacuum pump system having the ability to compress and discharge gas to atmospheric pressure, consisting of a regenerated 2-ion pump, a pulp pump, a pan full pump, and a rotary pump, an oil-free high vacuum mechanical pump, and a pipe having an isolation pulp. Connected by road.

し、該管路の前記真空ポンプ系の上流に複数個の水素ア
ブソーバ−を並列に配設した構成とするものである。
However, a plurality of hydrogen absorbers are arranged in parallel in the pipe line upstream of the vacuum pump system.

本発明装置の好適な一例を示す添附図面に基いて更に詳
述する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred example of the apparatus of the present invention will be described in further detail with reference to the accompanying drawings.

図において、Xは再生せんとするクジイオポンプであり
、このクライオポンプXはUHV用アイソレーションパ
ルプa及びクリーンルーラフロワー〔又はターボコンプ
レッサ(ターボポンプ)〕bを介して複数個の水素アブ
ンーバーbに並列状で連通しである。
In the figure, X is a cryopump to be regenerated, and this cryopump It is a communication.

添附図面には2個の水素アブンーバーd1 s d 2
が図示してあり、これら水素アブ/−ハd 1 、 d
zは夫々アイソレーションパルプelte2を具備し
ている。
The attached drawing shows two hydrogen bombs d1, s, and d2.
are shown, and these hydrogen ab/-had 1, d
Each of z is equipped with isolation pulp elte2.

前記の各部材を連結する管路Yは、水素系以外のガスを
排出するための比較的小容量の真空ポンプ系Zに連通し
、該真空ポンプ系2は主としてアイソレーションパルプ
e。
The pipe Y connecting each of the above-mentioned members communicates with a relatively small capacity vacuum pump system Z for discharging gases other than hydrogen-based gases, and the vacuum pump system 2 mainly uses isolation pulp e.

油パンフルf1 ロータリポンプg及び窒素バージパル
プhとからなり、図において、kはピラニ真空計、tは
分圧計を示す。
It consists of an oil pan full f1, a rotary pump g, and a nitrogen barge pulp h. In the figure, k indicates a Pirani vacuum gauge and t indicates a partial pressure gauge.

前記の如き構成からなる本発明の一実施装置の作動態様
を説明する。
The operating mode of an embodiment of the present invention having the above-mentioned configuration will be explained.

クライオポンプXが飽和状態となり再生操作が必要とな
った場合に、アイソレーションバルブaを閉じた状態で
、ロータリポンプgを作動し、クリーンルーラフロワー
b、水素アブンーバーd1゜d2、アイソレーションバ
ルブC□te2および管路をすべて10 トール以下
に排気する。
When cryopump Evacuate te2 and all lines to below 10 Torr.

この際窒素パージパルプhを同時に作動させ、例へば窒
素又はアルゴンの如き少量の清浄ガスを、ロータリポン
プgに向けて流し、ロータリポンプgからの油蒸気の逆
流を防止する。
At this time, the nitrogen purge pulp h is activated at the same time to flow a small amount of clean gas, for example nitrogen or argon, towards the rotary pump g to prevent backflow of oil vapor from the rotary pump g.

次に、窒素バージパルプh1アイソレーションバルブe
を閉じ、水素アブンーバーd1.d2を最適温度Tに昇
温させる。
Next, nitrogen barge pulp h1 isolation valve e
Close the hydrogen chamber d1. d2 is heated to the optimum temperature T.

水素アプンーバーd1゜d2最適温度Tは、使用される
水素アブソーバ−の材料、金属とその化合物により、あ
る上、下限T2.TIがあるので、T I(T (T
2とするのが好ましい。
The optimum temperature T for the hydrogen absorber d1, d2 depends on the material, metal and compound of the hydrogen absorber used, and has a certain upper and lower limit T2. Since there is TI, TI (T (T
It is preferable to set it to 2.

水素アブソーバ−(1111d2を昇温後、クリーンル
ーラフロワーbを起動し、アイソレーションバルブc2
を閉じ、アイソレーションバルブaを開く。
After raising the temperature of the hydrogen absorber (1111d2), start the clean ruler floor b, and open the isolation valve c2.
, and open isolation valve a.

ピラニ真空計kが所定の圧力P2に達したらアイソレー
ションパルプC□ヲ閉じアイソレーションバルブc2を
開く。
When the Pirani vacuum gauge k reaches a predetermined pressure P2, the isolation pulp C□ is closed and the isolation valve c2 is opened.

ピラニ真空計kが所定の圧力P3に達したら、前記パル
プC2を閉じ、所定の時間1oの間装値する。
When the Pirani vacuum gauge k reaches a predetermined pressure P3, the pulp C2 is closed and the pulp C2 is interposed for a predetermined time 1o.

所定時間to放置後、前記パルプC□を開き分圧計tに
より水素系ガスの圧力が=定値P1以下であるを確認(
この詩仙のガスの分圧は必ずしも低くない)した後、窒
素パージパルプh1アイソ1/ −−7ヨンバル7”e
を開き同時にロータリポンプgを作動して、他のガスを
10”−2)−ル以下まで排気したのち、前記パルプc
1を閉ぢる。
After leaving it for a predetermined time, open the pulp C□ and check with the partial pressure gauge t that the pressure of the hydrogen gas is below the fixed value P1 (
The partial pressure of this gas is not necessarily low), then nitrogen purge pulp h1 iso 1/--7 Yongbal 7”e
, and at the same time operate the rotary pump g to exhaust other gases to below 10"
Close 1.

窒素バーズパルプh及びアイソレーションバルブeを閉
じ、所定時間t1の間装値する。
The nitrogen bird pulp h and the isolation valve e are closed, and the insulation is carried out for a predetermined time t1.

所定時間t1の間放置後、前記パルプc2を開き分圧計
tにより水素系ガスの圧力が一定値P2以下であること
を確認し、引続いて窒素パージパルプh1アインレーシ
ョンバルブeを開き、同時にロータリポンプgを作動し
て、他のガスを10−2トール以下まで排気し、前記パ
ルプC2を閉じる。
After leaving it for a predetermined time t1, open the pulp c2 and confirm with the partial pressure gauge t that the pressure of the hydrogen-based gas is below a certain value P2, then open the nitrogen purge pulp h1 ainlation valve e, and at the same time turn on the rotary pump. g to evacuate other gases to below 10-2 Torr and close the pulp C2.

水素アプンーバーd1.d2及びクリーンルーラフロワ
ーbの作動を停止し、クライオポンプの再生操作を完了
する。
Hydrogen apun bar d1. Stop the operation of d2 and clean ruler floor b, and complete the regeneration operation of the cryopump.

前述した通常再生操作における諸条件の一例を挙げれば
次のとおりである: TI 後述する如く吸着材により種々の温度範囲となる
が、T1又はZrの細片を用いるT2 場合、T□=3
00℃、T2−800℃T =550℃ Pl =lOトール P2二lOトール P3=5トール tQ=10分 tに5分 数次に互る再生操作により、水素アブソーバ−d 1
* d 2の水素ガスの吸収量が所定値Qo:例えば1
000””をこえた場合には、下記の如き2種の方法を
とることができる。
An example of the conditions in the normal regeneration operation described above is as follows: TI As will be described later, the temperature range varies depending on the adsorbent, but in the case of T1 or T2 using Zr strips, T = 3
00°C, T2 - 800°C T = 550°C Pl = 10 Torr P2 2 10 Torr P3 = 5 Torr tQ = 10 minutes By regeneration operations that are repeated 5 minutes after t, the hydrogen absorber d 1
*d The amount of hydrogen gas absorbed in 2 is a predetermined value Qo: For example, 1
If it exceeds 000"", the following two methods can be taken.

(1)水素アブソーバ−内の水素吸着材を新しいものに
交換する、 (2)水素アブソーバ−に補助ヒーターを取り付け、内
蔵する水素吸着材を高温度、例えば850℃に昇温させ
、逆に水素放出を行わせる。
(1) Replace the hydrogen adsorbent in the hydrogen absorber with a new one. (2) Attach an auxiliary heater to the hydrogen absorber and raise the internal hydrogen adsorbent to a high temperature, e.g. 850℃, and reverse the hydrogen absorption process. Let the release take place.

この場合アイソレーションパル7”cl又はC2とパル
プeを開きロータリポンプgを作動させると、水素系ガ
スはロータリポンプgに排出されて、。
In this case, when isolation pal 7''cl or C2 and pulp e are opened and rotary pump g is operated, hydrogen-based gas is discharged to rotary pump g.

水素吸着材の再活性化が行われることになる。Reactivation of the hydrogen adsorbent will take place.

水素吸着材として使用しうる金属とその化合物及びそれ
らの使用時における最適温度の主たるものを列挙すれば
下記のとおりである: 金属Ti又は金属Zrの細片、3oo℃くTく8oo℃
スポンジ Ti−At−Zr合金 200℃(T(400℃
T i −N i又はZr−Ni焼結体150℃(T(
400℃Fe Ni Ti合金 50℃<T
<150℃なお、本発明装置の操作上留意すべき事項は
次のとおりである: (1)対称ガスが放射性トリチウムである場合には飽和
状態となった水素吸着材はダブルアインレージョンパル
プから水素アブンーバーをとり外し、別の場所で危険を
さけて処理し、その都度交換することが好ましい。
The main metals and their compounds that can be used as hydrogen adsorbents and the optimum temperatures at which they are used are as follows: Metallic Ti or metallic Zr strips, 300°C to 800°C
Sponge Ti-At-Zr alloy 200℃ (T (400℃
Ti-Ni or Zr-Ni sintered body 150℃ (T(
400℃Fe Ni Ti alloy 50℃<T
<150°C The following points should be kept in mind when operating the device of the present invention: (1) When the target gas is radioactive tritium, the saturated hydrogen adsorbent is made from double iron rayon pulp. It is preferable to remove the hydrogen bubbler, dispose of it in another place to avoid danger, and replace it each time.

(2) ロータリポンプ用の油は非引火性油を使用す
ること。
(2) Use non-flammable oil for the rotary pump.

(3)清浄ガスは酸素を含まないものを使用すること。(3) Use clean gas that does not contain oxygen.

本発明装置は前述の如き構成からなるので、その特徴を
挙げれば次の通りである: (1) ダブルアイソレーションバルブを用いること
により、トリチウムなどの大気中に放出することができ
ない放射性ガスを、危険を避けて、取り外し別途処理す
ることができる。
The device of the present invention has the above-mentioned configuration, and its features are as follows: (1) By using a double isolation valve, radioactive gases such as tritium that cannot be released into the atmosphere can be removed. It can be removed and disposed of separately to avoid danger.

(2)従来方式では水素を10 トールまで排気するだ
めには、例へば高価な分子ポンプ、ルーツポンプ等を2
段以上設ける必要があり極めて設備量が高価となる。
(2) Conventional methods require expensive molecular pumps, Roots pumps, etc. to exhaust hydrogen up to 10 Torr.
It is necessary to provide more than one stage, which makes the amount of equipment extremely expensive.

しかるに本発明の構成によると、例えばプラズマ実験に
おける水素系ガスとその他のガスの成分比が10:1以
上であるから、所謂ダイナミック排気系の初期設備費は
従来方式のしj程度であり、経済的効果が極めて大きい
However, according to the configuration of the present invention, for example, the component ratio of hydrogen-based gas and other gases in plasma experiments is 10:1 or more, so the initial equipment cost of the so-called dynamic exhaust system is about the same as that of the conventional system, making it economical. The effect is extremely large.

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

添附図面は本発明装置の一例を示すフローシートであり
、 図中、Xはクライオポンプ、Yは管路、2は真空ポンプ
系、aはUHV用アイソレーションパルプ、bはクリー
ンルーツプロワ−又はターボコンプレッサ(ターボポン
プ)、C1,C2はダブルアイソレーションバルブ、d
□、d2は水素アプンーバー、eはアイソレーションパ
ルプ、fは油パンフル、gはロータリポンプ、hは窒素
パージバルブ、kはピラニ真空計、tは分圧計をそれぞ
れ示す。
The attached drawing is a flow sheet showing an example of the apparatus of the present invention. Turbo compressor (turbo pump), C1 and C2 are double isolation valves, d
□, d2 is a hydrogen pump, e is an isolation pulp, f is an oil pan full, g is a rotary pump, h is a nitrogen purge valve, k is a Pirani vacuum gauge, and t is a partial pressure gauge.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 クライオポンプとパルプとパンフルとロータリポン
プからなるガスを大気圧に圧縮排出する能力を有する排
気系との間に、水素系ガスを捕捉するためにクライオポ
ンプ側より順次オイルフリー高真空用メカニカルポンプ
及びアイソレーションパルプを有する複数個の水素アブ
ソーバ−を並列に配設することを特徴とするり2イオポ
ンプの再生装置。 2 複数個の水素アブンーバーと管路との間にあるパル
プがダブルアイソレーションパルプである特許請求の範
囲第1項記載のクライオポンプの再生装置。 3 前記オイルフリー高真空用メカニカルポンプがクリ
ーンルーンブロワーまたはターボコンプレッサーである
特許請求の範囲第1項記載のり2イオポンプの再生装置
[Claims] 1. Between the cryopump and the exhaust system, which has the ability to compress and discharge gas to atmospheric pressure, consisting of pulp, panflu, and rotary pump, oil is sequentially applied from the cryopump side to capture hydrogen-based gas. 1. A regeneration device for a 2-ion pump, characterized in that a mechanical pump for free high vacuum and a plurality of hydrogen absorbers having isolation pulp are arranged in parallel. 2. The cryopump regeneration device according to claim 1, wherein the pulp located between the plurality of hydrogen atmospheres and the pipe line is double isolation pulp. 3. The No. 2 ion pump regeneration device according to claim 1, wherein the oil-free high vacuum mechanical pump is a clean rune blower or a turbo compressor.
JP6094278A 1978-05-24 1978-05-24 Cryopump regeneration device Expired JPS595798B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS588280A (en) * 1981-07-04 1983-01-18 Ulvac Corp Vacuum type evacuating device
JPH01179182U (en) * 1988-02-16 1989-12-22

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