JPS6065287A - クライオソープシヨンポンプ - Google Patents
クライオソープシヨンポンプInfo
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- JPS6065287A JPS6065287A JP58172182A JP17218283A JPS6065287A JP S6065287 A JPS6065287 A JP S6065287A JP 58172182 A JP58172182 A JP 58172182A JP 17218283 A JP17218283 A JP 17218283A JP S6065287 A JPS6065287 A JP S6065287A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- low temp
- exceedingly low
- beta
- ray
- pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S417/00—Pumps
- Y10S417/901—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】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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、クライオソープションポンプの改良に関する
。
。
一般に、超高真空度を得ようとする場合には。
真空ポンプとしてクライオソープションポンプが使用さ
れている。
れている。
クライオソープションポンプは１通常、真空引きされる
べき雰囲気内に液体ヘリウム等で冷却された極低温面（
約４．２°Ｋ）を設け、この極低温面上の活性炭、モレ
キュラーシーブスあるいはＡｒ、ＣＯ２等の吸着性ガス
凝縮層などの吸着材によって４．２°に程度の極低温面
では排気不可能なヘリウムまで排気できるように構成さ
れている。そしてこのようなりライオソープションポン
プにあっては。
べき雰囲気内に液体ヘリウム等で冷却された極低温面（
約４．２°Ｋ）を設け、この極低温面上の活性炭、モレ
キュラーシーブスあるいはＡｒ、ＣＯ２等の吸着性ガス
凝縮層などの吸着材によって４．２°に程度の極低温面
では排気不可能なヘリウムまで排気できるように構成さ
れている。そしてこのようなりライオソープションポン
プにあっては。
普通４．２°に程度の極低温面だけで排気される気体の
ために、吸着材をもたない極低温面が上記吸着材をもつ
極低温面を囲む形状としており、吸着材への過度のガス
負荷を減らしている。
ために、吸着材をもたない極低温面が上記吸着材をもつ
極低温面を囲む形状としており、吸着材への過度のガス
負荷を減らしている。
核融合装置では、排気ポンプとして上記クライオソープ
ションポンプが最も有望視されている。
ションポンプが最も有望視されている。
核融合装置では、多量に排気される気体として重水素、
トリチウム、ヘリウムがあげられる。核融合装置に使用
されるこのような従来のクライオソープションポンプに
あっては、吸着材をもたない極低温面で重水素やト１）
チウムが排気されまた吸着材をもつ極低温面でヘリウム
が排気される。
トリチウム、ヘリウムがあげられる。核融合装置に使用
されるこのような従来のクライオソープションポンプに
あっては、吸着材をもたない極低温面で重水素やト１）
チウムが排気されまた吸着材をもつ極低温面でヘリウム
が排気される。
ところで、トリチウムは、半減期１２．３年でβ壊変し
、最大エネルギー１８．６ｋｅＶ、平均エネルギー ５
．６９ ｋｅＶのβ線（電子）を放出する。このβ線は
、雰囲気に磁場がない場合、直進するため、吸着材をも
たない極低温面で排気されたトリチウムから放出される
β線のうちいくつかは、吸着材をもつ極低温面に衝突す
る。吸着材に吸着したヘリウムガスは、非常に弱く吸着
しているのが普通であるため、吸着材をもつ極低温面に
衝突したβ線は、吸着しているヘリウムを多量に脱離さ
せる。
、最大エネルギー１８．６ｋｅＶ、平均エネルギー ５
．６９ ｋｅＶのβ線（電子）を放出する。このβ線は
、雰囲気に磁場がない場合、直進するため、吸着材をも
たない極低温面で排気されたトリチウムから放出される
β線のうちいくつかは、吸着材をもつ極低温面に衝突す
る。吸着材に吸着したヘリウムガスは、非常に弱く吸着
しているのが普通であるため、吸着材をもつ極低温面に
衝突したβ線は、吸着しているヘリウムを多量に脱離さ
せる。
（コの現象はエレクトロンインパクトデソープシ、 ｙ
（ｅｌｅｃｔｉｏｎ ｉｍｐａｃｔ ｄｅｓｏｒｐｔ
ｉｏｎ）と呼ばれている。）このため吸着材をもつ極低
温面でのヘリウムに対する実効的な排気速度が低下して
しまうという不都合がある。
（ｅｌｅｃｔｉｏｎ ｉｍｐａｃｔ ｄｅｓｏｒｐｔ
ｉｏｎ）と呼ばれている。）このため吸着材をもつ極低
温面でのヘリウムに対する実効的な排気速度が低下して
しまうという不都合がある。
さらに、核融合炉では、γ線や高速の粒子が壁面などに
衝突することによる二次電子やコンプトン効果による電
子が吸着材をもつ極低温面に衝突し、上記と同様の問題
が発生する。
衝突することによる二次電子やコンプトン効果による電
子が吸着材をもつ極低温面に衝突し、上記と同様の問題
が発生する。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、簡単な要素を付加することによ
って、吸着材をもつ極低温面へ衝突するβ線ｉｔなどを
減少させ、ヘリウムガスに対する実効的な排気速度を増
大させることのできるクライオソープションポンプを提
供することにある。
の目的とするところは、簡単な要素を付加することによ
って、吸着材をもつ極低温面へ衝突するβ線ｉｔなどを
減少させ、ヘリウムガスに対する実効的な排気速度を増
大させることのできるクライオソープションポンプを提
供することにある。
本発明は吸着材をもつ極低温面の雰囲気に、コイル磁石
あるいは磁気を帯びた磁性体を用いて磁場を形成し、ト
リチウムから放出されたβ線がサイクロトロン運動を起
し、へ１１ウムの吸着層に至１１達しないようにしたク
ライオソープションポンプであシ、β線（電子）が衝突
することによって起るヘリウムの脱離を減らすことがで
きるものである。
あるいは磁気を帯びた磁性体を用いて磁場を形成し、ト
リチウムから放出されたβ線がサイクロトロン運動を起
し、へ１１ウムの吸着層に至１１達しないようにしたク
ライオソープションポンプであシ、β線（電子）が衝突
することによって起るヘリウムの脱離を減らすことがで
きるものである。
トリチウムから放出されるβ線や電子線によってひきお
こさｈるヘリウムガスの脱離を低くおさえることができ
るため、核融合装置真空排気系でのクライオソープショ
ンポンプにおけるヘリウムに対する実効的ｄ排気速度を
増大させることができる。
こさｈるヘリウムガスの脱離を低くおさえることができ
るため、核融合装置真空排気系でのクライオソープショ
ンポンプにおけるヘリウムに対する実効的ｄ排気速度を
増大させることができる。
本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第１図は、この発明に係るクライオソープションポンプ
の一実施例であシ、第２図は、この発明の基本となるβ
線あるいは電子線のサイクロトロン運動の回転半径を示
す図である。
の一実施例であシ、第２図は、この発明の基本となるβ
線あるいは電子線のサイクロトロン運動の回転半径を示
す図である。
第１図で示したクライオソープションポンプにおいて（
１）は内部が真空引きされるべき部屋であシ。
１）は内部が真空引きされるべき部屋であシ。
この部屋（１）の壁の一部には、孔（２）が設けられて
いる。そしてこの孔（２）ヲ介してクライオポンプシ。
いる。そしてこの孔（２）ヲ介してクライオポンプシ。
ンポンプ（３）が接続されている。
このクライオソープションポンプ（３）は大きく分けて
、上記孔（２）に気密に接続された容器（４）と、この
容器（４）内に４２°に程度以上の低温面で凝縮する気
体を排気するための極低温面（５）と吸着材を備え、ヘ
リウムなどの４．２°にでの非凝縮性ガスを排気する極
低温面（６）と磁場を発生させるコイル（７）とクライ
オポンプの再生のための排気管（８）とから構成されて
いる。
、上記孔（２）に気密に接続された容器（４）と、この
容器（４）内に４２°に程度以上の低温面で凝縮する気
体を排気するための極低温面（５）と吸着材を備え、ヘ
リウムなどの４．２°にでの非凝縮性ガスを排気する極
低温面（６）と磁場を発生させるコイル（７）とクライ
オポンプの再生のための排気管（８）とから構成されて
いる。
次Ｋ、上記のように構成されたタライオンープシっンポ
ンプの使用法を説明する。
ンプの使用法を説明する。
咬ず別途用意した図示しない真空ポンプで部屋（１）内
の真空度をある程度まで減少させておく。次忙極低温面
（５）内に液体ヘリウムあるいは気体へ１）ラムなどの
冷媒を流して極低温面（５）を冷却する。
の真空度をある程度まで減少させておく。次忙極低温面
（５）内に液体ヘリウムあるいは気体へ１）ラムなどの
冷媒を流して極低温面（５）を冷却する。
こののちコイル（７）に電流を流して極低温面（６）の
近傍に磁場を生成する。この後極低温面に液体へ１１ウ
ムあるいはヘリウムガスを流し、極低温面金冷却する。
近傍に磁場を生成する。この後極低温面に液体へ１１ウ
ムあるいはヘリウムガスを流し、極低温面金冷却する。
この様な構成をもつクライオソープションポンプをＤ−
Ｔ反応を用いる核融合炉等のト１１チウムを扱う真空系
に用いた場合、核融合反応の態別である重水素あるいは
トリチウムは極低温面（５）で凝縮排気される。また、
核融合反応の灰物質であるヘリウムは、極低温面（５）
では凝縮しなく、極低温而（６）の吸着材によって吸着
排気されることになる。
Ｔ反応を用いる核融合炉等のト１１チウムを扱う真空系
に用いた場合、核融合反応の態別である重水素あるいは
トリチウムは極低温面（５）で凝縮排気される。また、
核融合反応の灰物質であるヘリウムは、極低温面（５）
では凝縮しなく、極低温而（６）の吸着材によって吸着
排気されることになる。
さて、極低温面に凝縮排気されたトＩＩチウムからは、
β崩壊によって最大エネルギー１８．６０ ｋｅＶ。
β崩壊によって最大エネルギー１８．６０ ｋｅＶ。
平均エネルギー５．６９ｋｅＶのβ線（電子線）を放出
する。このβ線が極低温面（６）に入射すると、吸着排
気されていたヘリウムガスが電子衝突による脱離を起し
、吸着排気ポンプの性能を低下させることとなる。さら
に、もし、極低温面の吸着材がＡｒ 、Ｘｅ 、 ＣＯ
２などの気体凝縮層で作られているとすれば、このＡｒ
、 Ｘｅ 、 ＣＯ２７”、Ｃども脱離を起し。
する。このβ線が極低温面（６）に入射すると、吸着排
気されていたヘリウムガスが電子衝突による脱離を起し
、吸着排気ポンプの性能を低下させることとなる。さら
に、もし、極低温面の吸着材がＡｒ 、Ｘｅ 、 ＣＯ
２などの気体凝縮層で作られているとすれば、このＡｒ
、 Ｘｅ 、 ＣＯ２７”、Ｃども脱離を起し。
吸着材そのものの性能を低下させることとなる。
一方、β線（蜜、子線）は、磁場があるとき、サイクロ
トロン運動を起す。第２図にサイクロトロン運動の回転
半径を磁束密度との関係を示す。この第２図から判るよ
うに、数１００ガウスから数キロガウス程度の磁場があ
れば、β線は数日以下の回転半径をもってサイクロトロ
ン運動を起すこととなる。このことから、第１図で示し
たコイル（７）を備えた構成のクライオソープションポ
ンプでは、極低温面（５）で凝縮排気されたトリイウム
から放出されるβ線は、コイル（７）で作られる磁場に
よって回転運動を起し、極低温面（６）に到達しないこ
とになり極低温面の吸着材によるヘリウム排気能力が低
下することがなく、結局、良好な排気性能を発揮させる
ことができる。
トロン運動を起す。第２図にサイクロトロン運動の回転
半径を磁束密度との関係を示す。この第２図から判るよ
うに、数１００ガウスから数キロガウス程度の磁場があ
れば、β線は数日以下の回転半径をもってサイクロトロ
ン運動を起すこととなる。このことから、第１図で示し
たコイル（７）を備えた構成のクライオソープションポ
ンプでは、極低温面（５）で凝縮排気されたトリイウム
から放出されるβ線は、コイル（７）で作られる磁場に
よって回転運動を起し、極低温面（６）に到達しないこ
とになり極低温面の吸着材によるヘリウム排気能力が低
下することがなく、結局、良好な排気性能を発揮させる
ことができる。
なお１本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
ない。上述した実施例では、極低温面（５）とコイル（
７）とは離れて配置されているが、極低温面（５）とコ
イル（７）とが、接触していても良い。またこのように
極低温面（５）とコイル（７）とが接触している場合に
、コイル（７）を超電導材料によって作れば。
ない。上述した実施例では、極低温面（５）とコイル（
７）とは離れて配置されているが、極低温面（５）とコ
イル（７）とが、接触していても良い。またこのように
極低温面（５）とコイル（７）とが接触している場合に
、コイル（７）を超電導材料によって作れば。
コイル（７）から放出される熱エネルギーが少なくてす
み、極低温面（５）及び極低温面（６）への熱負荷が減
少し、第１図に示した構成より冷却相の消費量の少ない
、経済的なりライオソープションポンプとすることがで
きる。
み、極低温面（５）及び極低温面（６）への熱負荷が減
少し、第１図に示した構成より冷却相の消費量の少ない
、経済的なりライオソープションポンプとすることがで
きる。
また、極低温面（６）の近傍に磁場を作ることさえでき
れば、コイル（７）ヲ用いることに限らず、磁石あるい
は磁気をおびた磁性材料を配属しても良い。
れば、コイル（７）ヲ用いることに限らず、磁石あるい
は磁気をおびた磁性材料を配属しても良い。
第１図は本発明の一実施例に係るクライオソープション
ポンプの概略構成を示す断面図、第２図は、この発明の
基本となるβ線のサイクロトロン運動の回転半径を示す
図である。 １・・・・・部屋 ２・・・・孔 ３ ・・・・クライオソープションポンプ４・・・・容
器 ５・・・・・極低温面 ６・・・・・極低温面 ７・・・・コイル ８・・・・排気管 代理人弁理士 則近憲佑（ほか１名） 第 １ 図 第２図 ｆｌ） ｌρ２′ θ３ 鑓東葱泉Ｃ−（Ｅｊａｕｓｓ）
ポンプの概略構成を示す断面図、第２図は、この発明の
基本となるβ線のサイクロトロン運動の回転半径を示す
図である。 １・・・・・部屋 ２・・・・孔 ３ ・・・・クライオソープションポンプ４・・・・容
器 ５・・・・・極低温面 ６・・・・・極低温面 ７・・・・コイル ８・・・・排気管 代理人弁理士 則近憲佑（ほか１名） 第 １ 図 第２図 ｆｌ） ｌρ２′ θ３ 鑓東葱泉Ｃ−（Ｅｊａｕｓｓ）
Claims (2)
- （１）真空引きされるべき雰囲気内に極低温面を設ける
とともに上記極低温面に上記雰囲気内のガスを吸着排気
する吸着材を設けてなるクライオソープションポンプに
おいて、前記極低温面の外側に磁場を形成する手段を設
けたことを特徴とするクライオソープションポンプ。 - （２）磁場を形成する手段を磁石もしくは励磁されたコ
イルもしくは磁気をおびた磁性材料としたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のクライオソープション
ポンプ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58172182A JPS6065287A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | クライオソープシヨンポンプ |
| EP84111007A EP0144575B1 (en) | 1983-09-20 | 1984-09-14 | Cryosorption pump |
| DE8484111007T DE3476439D1 (en) | 1983-09-20 | 1984-09-14 | Cryosorption pump |
| US06/650,860 US4607493A (en) | 1983-09-20 | 1984-09-17 | Cryosorption pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58172182A JPS6065287A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | クライオソープシヨンポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6065287A true JPS6065287A (ja) | 1985-04-15 |
Family
ID=15937092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58172182A Pending JPS6065287A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | クライオソープシヨンポンプ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4607493A (ja) |
| EP (1) | EP0144575B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6065287A (ja) |
| DE (1) | DE3476439D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105041609A (zh) * | 2015-07-16 | 2015-11-11 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种大口径抽除氙气低温泵 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1682628A1 (ru) * | 1988-03-10 | 1991-10-07 | Институт Аналитического Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср | Криоадсорбционный насос |
| US6154478A (en) * | 1998-06-30 | 2000-11-28 | The Boeing Company | Chemical oxygen-iodine laser (coil)/cryosorption vacuum pump system |
| US6155059A (en) * | 1999-01-13 | 2000-12-05 | Helix Technology Corporation | High capacity cryopump |
| US6621848B1 (en) | 2000-04-25 | 2003-09-16 | The Boeing Company | SECOIL reprocessing system |
| US6650681B1 (en) | 2000-04-25 | 2003-11-18 | The Boeing Company | Sealed exhaust chemical oxygen-iodine laser system |
| US7297055B2 (en) * | 2004-03-16 | 2007-11-20 | Raytheon Company | Vacuum-insulating system and method for generating a high-level vacuum |
| CN103742389B (zh) * | 2013-10-18 | 2015-12-23 | 石狮市台瑞精密机械有限公司 | 一种真空低温泵中的组合冷板 |
| JP6348094B2 (ja) * | 2015-11-11 | 2018-06-27 | アルバック・クライオ株式会社 | 冷却装置、および、真空処理装置 |
| US10755913B2 (en) | 2017-07-18 | 2020-08-25 | Duke University | Package comprising an ion-trap and method of fabrication |
| GB2596831A (en) * | 2020-07-08 | 2022-01-12 | Edwards Vacuum Llc | Cryopump |
| CN116906297B (zh) * | 2023-09-12 | 2023-12-08 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种适用于托卡马克稳态运行的低温泵快再生系统及方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3066849A (en) * | 1960-08-18 | 1962-12-04 | Exemplar Inc | High vacuum pump systems |
| US3175373A (en) * | 1963-12-13 | 1965-03-30 | Aero Vac Corp | Combination trap and baffle for high vacuum systems |
| US3236442A (en) * | 1964-01-20 | 1966-02-22 | Morris Associates | Ionic vacuum pump |
| US3296773A (en) * | 1964-03-24 | 1967-01-10 | Union Carbide Corp | Adsorbent-coated thermal panels |
| US3338063A (en) * | 1966-01-17 | 1967-08-29 | 500 Inc | Cryopanels for cryopumps and cryopumps incorporating them |
| US4207746A (en) * | 1979-02-13 | 1980-06-17 | United Technologies Corporation | Cryopump |
| DE2949092A1 (de) * | 1979-12-06 | 1981-06-11 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Kryopumpe |
| SU1008511A1 (ru) * | 1982-01-19 | 1983-03-30 | Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник" | Электрическа ловушка |
-
1983
- 1983-09-20 JP JP58172182A patent/JPS6065287A/ja active Pending
-
1984
- 1984-09-14 EP EP84111007A patent/EP0144575B1/en not_active Expired
- 1984-09-14 DE DE8484111007T patent/DE3476439D1/de not_active Expired
- 1984-09-17 US US06/650,860 patent/US4607493A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105041609A (zh) * | 2015-07-16 | 2015-11-11 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种大口径抽除氙气低温泵 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0144575B1 (en) | 1989-01-25 |
| EP0144575A2 (en) | 1985-06-19 |
| DE3476439D1 (en) | 1989-03-02 |
| EP0144575A3 (en) | 1986-10-08 |
| US4607493A (en) | 1986-08-26 |
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