JPS6065288A - クライオポンプ - Google Patents

クライオポンプ

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Publication number
JPS6065288A
JPS6065288A JP17291283A JP17291283A JPS6065288A JP S6065288 A JPS6065288 A JP S6065288A JP 17291283 A JP17291283 A JP 17291283A JP 17291283 A JP17291283 A JP 17291283A JP S6065288 A JPS6065288 A JP S6065288A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bellows
cryopump
flange
vacuum
refrigerator
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
Application number
JP17291283A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuo Tokuda
徳田 光雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP17291283A priority Critical patent/JPS6065288A/ja
Publication of JPS6065288A publication Critical patent/JPS6065288A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/06Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
    • F04B37/08Pumps 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】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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ヘリウム冷凍機を用いたクライオポンプに関
するものである。
〔発明の背景〕
近年、ヘリウム冷凍機C以下、冷凍機と略)の改良に伴
い安価で信頼性の高いクライオポンプが市販されるよう
になっており、しかもクライオポンプはクリーンな高真
空が容易に得られることから益々需用が拡大している。
しかしながら、クライオポンプはその構造上冷凍機から
発生する振動が大きいため、振動を嫌う精密な装置に用
いることができない、あるいは装置性能の劣化を犠牲に
しなければ用いることができなかった。こうした欠点を
改善したクライオポンプの一例が特開昭57−1887
87号公報で示されている。このクライオポンプを第1
図により説明する。第1図で。
定盤1は防振ゴム2を介して架台3に乗せられ、定盤1
の上に真空容器4.5が置かれている。クライオポンプ
6の吸気口にバルブ7を介してベローズ8が取付けられ
真空容器4との間はパイプ9で連通されている。クライ
オポンプ6の下面にバランスウェイトIOが設けられて
いる。車輪11およびクランプ機構12がバランスウェ
イトlOの下面に設けられ、装置全体が床に置かれる。
以上の構成における機能は次の通りである。クライオポ
ンプ6を作動してバルブ7を開は真空容器4.5内を真
空引すると大気圧との差圧が生じベローズ8の内断面積
に相当する上向の吸引力が生じる。この吸引力は約10
0〜3ooKu にもなるのに対しクライオポンプ6自
重は10〜50Kgと軽量のため吸引力に打勝つべく1
00〜300Kgなる重量の大きいバランスウェイトl
Oをクライオポンプ6に取付けて浮上を防止している。
これによりベローズ8より下側の総重量が極めて大きい
のでクライオポンプ6の冷凍機(図示省略)から発生す
るり 振動はベローズ8より上側にはほとんど伝達されないの
で真空容器4.5は防振されることになる。
も全体寸法が大きくなるので設置の場所、取付姿勢、運
搬移動が容易ではないのに加え、クライオポンプと真空
容器の間をベローズ、パイプで連通させていることによ
り、ベローズとパイプの合成コンダクタンスの影響によ
り真空容器の排気口位置での実効排気速度はクライオポ
ンプの排気速度に比して大幅に低下する。つまりクライ
オポンプ本来の性能をかなり犠牲にしなければならない
という欠点があった。さらにはクライオポンプ自体には
全(防振機能がないという欠点もある。
又、他の例が特開昭57−116947号公報で示され
ている。このクライオポンプを第2図により説明する。
第2図で、真空容器51の排気孔52の下側にベローズ
53を取付け、ベローズ53の下端にクライオポンプ8
をつり下げる。この状態では第1図で示した一例と同様
に真空引きをするとクライオポンプ刺が吸引力に較べて
軽量なので引上げられる。これを防止するため架台(も
しくは床)55とクライオポンプ9をリンク機構56(
56a〜56d)で結合する構造となっている。リンク
機構間はジンバル方式を採用しているのでxy面内のい
ずれの方向にも揺動できる。従って、クライオポンプ8
の振動はxy力方向ついて防振される。このようなりラ
イオポンプでは、その構造上、クライオポンプから発生
する振動のうち最も優勢な2軸方向に対して防振効果が
得られないのみならず、大きな取付スペースを要し、か
つ重力を利用する関係から取付姿勢も限定される。また
リンク機構を効果的に作用させるためには構成部品の精
度を向上させる必要があるなどの欠点を有している。
更に他の例を第3図により説明する。本例は、J、 V
ac、 Sci、 Technol、 AI (2) 
、Apr、−June1983に掲載されたものであり
、クライオポンプ単体で防振機能を有する点で前記の例
より秀れたものとなっている。第3図で、クライオポン
プ61を取付けた冷凍機62は耐真空のケーシング63
に納められ、両者が弾性のあるベローズ6で結ばれてい
る。冷凍機62の下部外周にウェイト6が固着され、ケ
ーシング63の内部が真空時に生じる吸引力と釣合うよ
うになっている。外枠6はウェイト65を取囲んで上端
がケーシングBに固着されている。冷凍Ia62下端に
固着された軸67は外枠θで軸方向変位をガイドしてい
る。このようなりライオポンプでは、吸引力をウェイト
で打消す方式であるが、吸引力自体が小形機でも20K
Pfを超えることになりクライオポンプとしての重量が
従来機に較べ2〜3位にも増大する。また中形機、大形
機の吸引力は約50〜100に9fにも達するので、構
造面や@肴面で′S施に難点がある。艷には、重力を利
用した防振方式のため吸気孔を上向き婆こした第3図の
姿勢以外では使用できない。これはクライオポンプ本来
の特徴的利点である自由な取付姿勢を犠牲にせざるをえ
ないものである。加えて冷凍機の軸直角方向の変位は、
下端では軸で拘束されるが、上端部は自由になっている
ので極低温のクライオパネルと常温のケーシングの接触
によるポンプ機能の劣化を防止するためにフライ第1<
ネルとケーシングの間隙を従来機より数倍大きくしなけ
ればならない。クライオパネルを小径化すると真空ポン
プの排気速度が減小し性能悪化を招く。他方ケーシング
な太き(することは取付フランジの大径化をもたらすこ
とになり、どちらにしても満足な結果が得られない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、防振用のバランスウェイト、リンク機
構を不用にすることで、小形軽址化を図ることができる
クライオポンプを提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、冷凍機のピストな往復駆動する駆動部の一端
と、該駆動部の一端に常温端が連結されたシリンダのコ
ールドヘッドに設けられたクライオパネル、バッフルを
収納するケーシングとに真空排気可能なベローズを跨設
すると共に、駆動部の他端と、該他端と対応して固定さ
れた部材とに真空排気可能な他のベローズを跨設したこ
とを特徴とするもので、ベローズでの吸引力と冷凍機自
重を含めた他のベローズでの吸引力とをバランスさせて
防振することで防振用のバランスウェイトリンク機構を
不用にしようとするものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第4図により説明する。第4
図で、冷凍機21のシリンダ21 aのコールドヘッド
22a+22bにクライオパネル23a123bおよび
バッフル23Cが設けらされ、これらはケーシング24
aに収納されている。ピストン21 cは駆動部21 
bのメカニズムによりシリンダ21a内を、この場合は
、上下に往復動する。ケーシング24aの下部フランジ
24bと駆動部21 bの一端、この場は、上端とには
、真空排気可能なベローズ25aがシール26 a 、
 26 bを介してフランジ部で跨設されている。駆動
部21 bの他端、この場合は、下端にはフランジnが
設けられ、フランジnと対応して。
この場合は、その下方位店で部材、例えば、フランジ銘
が固定されている。駆動部21 bの下端、つまり、フ
ランジnとフランジ部とには、真空排気可能な他のベロ
ーズ25bがシール26c、26dを介して跨設されて
いる。フランジ部は、フランジ冴すと任意個数の支持梁
四則に結合されて固定されている。駆動部21 bの、
この場合、上下端外側には低摩擦摺動材製のライナ3f
la、3flbが支持梁9に接して、この場合、上下方
向摺動自在に設けられている。支持梁器にはストッパ3
1が固設されて冷凍機21の中心軸周りの回転および、
この場合、上下方向の過大変位を防止する。フランジあ
の中央部下面にはベローズ25b内部と大気とを連通も
しくは封止用のバルブnが設けられている。ケーシング
24aには粗引ポート24cが設けられている。
以下゛に本例の動作を説明する。図示を省略した真空装
置がフランジ24dの上面に結合された状態でケーシン
グ24a内を粗引ボート24bからロータリポンプ等の
他の真空ポンプ(図示省略)で粗引きにより吸引力A 
1 [Kgf]が作用する。吸引力A1は冷凍機21お
よび冷凍機器に固着され一体となる全部品の重量Woに
比べて数倍以上大きいので、このままでは冷凍機21は
ベローズ25aが密着する位置まで引上げられるのでベ
ローズ25aのバネ効果が消えてしまい防振できないが
、他のベローズ25b内をバルブ兇を介して真空引する
ことにより、ベローズ25aと同じ効果により冷凍機2
1は引下げられる。他のベローズ25bの内断面積A2
をA2=AI −wo とすると冷凍機21自重を含め
完全に力学的平衡が成立するので冷凍機21はベローズ
5a 、 25 bが中立位置で弾性を維持したまま静
止する。この状態で冷凍機21を運転するとピストン2
1Cは一定の周波数fでシリンダ2Xa内を往復運動す
るため上下方向の石榴−h招庄1ψ癒論胤IM 141
〒に振動する。ベローズ25a、他のベローズ25bの
バネ定数をそれぞれに、、に2 とすれば合成バネ定数
に、はEl/に++1/kg) ’ l:等シイ値ヲ持
つ。
重力の加速度を2とおけば、この振動系の固有振動数f
o は0式に嚇しい。
よってf>2fo となるkoを与えるベローズを用い
ることにより冷凍機21から発生する振動のケーシング
24a側への伝達を無視できる程度に抑制す+ ることができる。第f図はフランジ24dが上向きの姿
勢になる場合を示しているが、A * =A r +W
 。
となる他のベローズ25bを用いればフランジ24dを
下向きで、またA m =A 1 となる他のベローズ
δbを用いれば横向きで使用することができ、いずれの
姿勢の場合でも同様の防振効果を得ることが牛 できる。また第を図に示すように冷凍機21を含む振動
部分は支持梁9により水平方向の変位が拘束されるため
クライオパネル23aとケーシング2Aaの搭力白す!
に嘘0九帰立−処訓1− φ−「−1できるのでクライ
オポンプの吸気口面積A4と排気速度Sの比S/A、を
従来一般機と同一すなわち同一ポンプ性能を維持できる
。加えて、バランスウェイトを排し、ベローズのみでバ
ランスする構造のため従来例に比べ防振に要する装置全
体な大幅に軽量化できる。なお、第1図において、ベロ
ーズ25aと他のベローズ25bを連通管で結ぶことに
よりバルブ32を不用にすることができる。
〔発明の効果〕
本発明は、以上説明したように、冷凍機の駆動部の一端
と、ケーシングとに真空排気可能なベローズを跨設する
と共に、駆動部の他端と、該他端と対応して固定された
部材とに真空排気可能な他のベローズを跨設したことで
、防振用のバランスウェイト、リンク機構を不用にでき
るので、クライオポンプを小形軽量にできる効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のクライオポンプの一例を示す縦断面図
、第2図は、従来のクライオポンプの他の例を示す斜視
構成図、第3図は、従来のタライ役 オボンプの更に他の例を示す!断面図、第4図は本発明
によるクライオポンプの一実施例を示す縦断面図である
。 21・・・・・・冷凍機、21 a・・−・・ シリン
ダ、21 b・・・・駆tl+部、21c・・・・・ 
ピストン、22a、22b・・・・・ コールドヘゾド
、Z3 a 、 23b・・・・・・クライオパネル、
23C・・・・・パンフル、24a・・・・・・ケーシ
ング、25a・・・ベローズ、25b・・・・・・他の
ベローズ、公・・・フランジ。 酋・・・・・支持梁 f1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 冷凍機のピストンを往復駆動する駆動部の一端と、
    該駆動部の一端に常温端が連結されたシリンダのコール
    ドヘッドに設けられたクライオパネル、バッフルを収納
    するケーシングとに真空排気可能なベローズを跨設する
    と共に、前記駆動部の他端と、該他端と対応して固定さ
    れた部材とに真空排気可能な他のベローズを跨設したこ
    とを特徴とするクライオポンプ。
JP17291283A 1983-09-21 1983-09-21 クライオポンプ Pending JPS6065288A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17291283A JPS6065288A (ja) 1983-09-21 1983-09-21 クライオポンプ

Applications Claiming Priority (1)

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JP17291283A JPS6065288A (ja) 1983-09-21 1983-09-21 クライオポンプ

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Publication Number Publication Date
JPS6065288A true JPS6065288A (ja) 1985-04-15

Family

ID=15950645

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17291283A Pending JPS6065288A (ja) 1983-09-21 1983-09-21 クライオポンプ

Country Status (1)

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JP (1) JPS6065288A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2563883A1 (fr) * 1984-05-02 1985-11-08 Zeiss Jena Veb Carl Dispositif d'amortissement des vibrations dans les systemes a vide
US5231840A (en) * 1991-03-28 1993-08-03 Daikin Industries, Ltd. Cryopump
JP2018507531A (ja) * 2014-11-24 2018-03-15 アットキューブ システムズ アーゲー テーブル

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2563883A1 (fr) * 1984-05-02 1985-11-08 Zeiss Jena Veb Carl Dispositif d'amortissement des vibrations dans les systemes a vide
US5231840A (en) * 1991-03-28 1993-08-03 Daikin Industries, Ltd. Cryopump
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