JPS6071002A - 真空用コ−ルドトラップ - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、真空容器内に侵入する不純物ガスを阻止する
真空用コールド１へラップに関し、特に、真空ポンプと
して油蒸気の発生を伴なう油拡散ポンプやターボ分子ポ
ンプなどの真空装置に用いるに好適な真空用］−ルドト
ラップに関する。

［発明の技術的背蒙］ 油拡散ポンプやターボ分子ポンプを真空ポンプとして用
いる真空装置にあっては、真空容器と真空ポンプとの間
にコールドトラップを設け、これにより真空ポンプで生
ずる油蒸気等の不純物ガスを吸着して、真空ポンプ側か
ら不純物ガスが真空容器内に侵入することを防止してい
る。一般に、油拡散ポンプは油蒸気によるジエツ１−気
流で真空を得るものであるためどうしても油蒸気が生じ
る。

また、ターボ分子ポンプは高速回転に伴ない軸受けのオ
イル潤滑機構から油蒸気を発生する。このため真空容器
は真空排気中に不純物が入る可能性があるので真空用コ
ールドトラップを設けている。

この種の従来の真空用コールドトラップにおいては、真
空容器と排気系とを連通する］−ルドＩ〜ラップ内部に
、真空容器内に侵入１ノようとりる不純物ガスを吸着す
るだめの吸着パネルを真空ポンプの吸気抵抗となるよう
に設置−Ｊると共に、液（Ａｖ素を入れる容器を設（づ
、この容器に液体窒素を注入して液体窒素の冷部作用に
より容器外面および吸着パネルを冷却し、真空容器内に
侵入づる油蒸気等の不純物ガスを凝結させて吸着し、口
れに−Ｃ真空容器内に不純物ガスが侵入するのをｈ］１
１−りるものである。

［背景技術の問題点］ 液体窒素を用いる上記従来の真空用］−ルド１〜ラップ
においては以下のような問題点があった。

（１）　液体窒素の温度は一定であるため、唱名ガス分
子を選択的に吸着することができない。すなわち、不純
物ガスは夫々のガス分子に応じて凝結温度が異なるが、
冷却温度が一定である液体窒素では冷却調度を選択づる
ことができない。

（２）　液体窒素の蒸発量が約５１／ｄａｙと大きく、
また、液体窒素の取扱いにおいて凍傷イｔどの災害３− を発生ずるおそれがあった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、液体窒素に代えて超低温空気を用いる
真空用コールドトラップを提供することにある。

本発明の別の目的は、冷却温度のコントロールが可能で
しかも安全に取り扱うことのできる真空用コールドトラ
ップを提供することにある。

本発明の更に別の目的は、超低温空気と液体窒素とを４
ｉｆ用し、液体窒素の蒸発量を抑制でき液体窒素の保存
時間をより長くすることのできる真空用コールドトラッ
プを提供することにある。

［発明の概要］ 上記目的を達成するため、本発明による真空用］−ルド
トラップは、コールドトラップ内壁を形成する冷却パネ
ルと、コールドトラップ外壁を形成する断熱材と、前記
冷却パネルで形成されるコールドトラップ内部に前記真
空ポンプの吸気抵抗となるように設けられる吸着パネル
と、前記冷却パネルの面に接して螺旋状に設けられる低
温空気５− ４− 流通パイプと、コールドトラップ外壁に設（）られ圧縮
空気を取込んで低温空気を前記低温空気流通パイプに供
給する低温空気発生器とを備える。

また、本発明による真空用］−ルドＩ〜ラップは、前記
構成に加えて、前記冷却パネルで形成されるコールドト
ラップ内部に液体窒素１１Ｙ納容器が設けられる。

［発明の実施例］ 第１図は本発明による真空用コールドトラップの装着例
を示Ｊ概略説明図で、１は真空容器、２は真空容器に設
けられたバルブ、３は本発明による真空用コールドトラ
ップ、４は油拡散ポンプまたはターボ分子ポンプなどの
真空ポンプ、５はクラッチを介して真空ポンプ４に接続
される補助ポンプである。］−ルドトラップ３は、吸気
側フランジ３ａと排気側フランジ３ｂを備え、吸気側フ
ランジ３ａがバルブ２の排気側に、排気側フランジ３ｂ
が真空ポンプ４の吸気側フランジ４ａに夫々結合されて
、バルブ２ど真空ポンプ４どの間に装着される。

第２図および第３図は本発明による真空用コールドトラ
ップの一実施例を示す構成図で、第２図は半断面正面図
、第３図は平面図である。

図において、６は］−ルドトラップの内壁を形成する冷
却パネルで、本実施例では、吸気側および１１気側の両
端部分の径が小ざく中間部分の径が大きい筒状に形成さ
れる。冷却パネル６の吸気側および排気側の端部は、リ
ング状の吸気側フランジ３ａおよび１１１気側フランジ
３ｂに夫々固着される。冷却パネル６の外側は、ガラス
ウールなどの断熱材７で覆われる。冷却パネル６により
形成されたコールドトラップ内部の径の大きい中間部分
には、液体窒素収納容器８が設けられる。この容器８は
、本実施例では断面矩形の中空を有するリング状で、コ
ールドトラップ内部の中間部分にほぼ同心に配回され、
支柱９により冷却パネル６に固定される。液体窒素収納
容器８は、冷却パネル６および断熱材７を貫ぬいて外部
に露出する液体窒素注入口１０を備える。１１はコール
ドトラップ内部に真空ポンプ４の吸気抵抗を形成するよ
うに設（ｊられる吸着パネルで、本実施例では、］］−
ルドトラップ吸気側の液体窒素収納容器８の面と同一平
面に設けられる。吸着パネル１１は同心のリング状の複
数枚の板状パネルで、その配置面と直交覆る面に例えば
４５度傾斜して等間隔に設置Ｊられ、最外端のパネルが
液体窒素収納容器８に固着される。１２は冷却パネル６
の内面ど吸着パネル１１の面に接して螺旋状に設けられ
る低温空気流通パイプで、その一端は冷却パネル６おＪ
、び断熱材７を員ぬいて外部に露出しで低温空気取込口
１３を形成し、他端は同様に外部に露出して消音器１４
に接続される。・１５はコールドトラップ外壁に設けら
れる低温空気発生器で、圧縮空気取込管１６と低温空気
流通パイプ１２の取込口１３に接続される低温空気供給
管１７を備える。なお、１８は冷部パネル６の温度を測
定するための温度センサを挿入する温度センサ挿入口で
ある。

以上のごとき構成の作用を以下に説明Ｊる。

圧縮空気が圧縮空気取込管１６を介して低温空気発生器
１５に供給されると、低温空気発生器１７− ５により例えば−６０℃の温度に低温下された低温空気
が低温空気供給管１７に供給される。この低温空気は、
取込口１３を介して低温空気流通パイプ１２に入り、冷
却パネル６に接して設【ノられた低温空気流通パイプを
通り吸着パネル１１に接して設けられた低温空気流通パ
イプを通って消音器１４に至り、外部に排出される。冷
却パネル６および吸着パネル１１は、したがって、低温
空気により冷却されることになる。低温空気の温度は、
低温空気発生器１５への圧縮空気の圧力をコントロール
することで可変することができる。したがって、温度セ
ンサ挿入口１８に温度センサを挿入して冷却パネル６の
温度を検出し、この検出温度に従って目的の温度にコン
トロールすることができる。

液体窒素による冷却を併用する場合には、予めコールド
トラップ内部を前述の低温空気で冷却しこれによる冷却
が行なわれている状態で、液体窒素を注入口１０から容
器８に入れる。これにより、予冷された状態で液体窒素
の注入が行なわれるこ一〇− とになるので、注入時の液体窒素の蒸発量が極めて少な
くなる。また、低温空気による冷却下に液体窒素がおか
れることになるので、運転時の蒸発量も抑制されること
は明らかである３゜なお、上記実施例におい−Ｃは、冷
却パネル６および吸着パネル１１の双方に低温空気流通
パイプ１２を設けたが、冷却パネル６のみに設けるよう
にしても良い。これによれば、吸着パネル１１の冷却に
やや時間を要することになるが、構成がより簡単になる
。

第４図は本発明による真空用コールドトラップの別の実
施例を示す構成図である。

本実施例の特徴は、液体窒素を併用しない低温空気のみ
による真空用コールドトラップにあり、従って第２図の
構成の液体窒素収納容器は設けられていない。

図において、２０はコールドトラップの内壁を形成する
二次冷却パネルで、両端開放の円筒形状で、吸気側およ
び排気側の端部が夫々、第２図の構成と同様に吸気側フ
ランジ３ａおよび排気側フランジ３ｂに固着される。二
次冷却パネル２０で形成された］−ルドトラップ内部に
は、両端開放の円筒形状の一次冷却パネル２１が二次冷
却パネル２０どはぼ同心に設けられ、保持具２２により
二次冷却パネル２０に固定される。−次冷却パネル２１
の吸気側開放面には、同心のリング状の複数枚の板状の
吸着パネル２３が第２図の吸着パネルど同様に傾斜して
等間隔に設（プられる。−次冷却パネル２１の外面には
低温空気流通パイプ２４が螺旋状に設（プられ、その一
端が外部の低温空気取込口２５に接続され、他端が外部
の消音器２６に接続される。二次冷却パネル２０の外面
は断熱材２８で覆われ、コールドトラップ外壁が形成さ
れる。この外壁には、第２図の構成と同様に、圧縮空気
取込管３０と低温空気流通パイプ２４の取込口２５に接
続される低温空気供給管３１を備える低温空気発生器２
９が設りられる。

１又−１−のごどぎ構成で、圧縮空気取込管３０から圧
縮空気を供給Ｊれば、低温空気発生器２９から低温空気
が低温空気供給管３１および低温空気取込口２５を介し
て低温空気流通パイプ２４（Ｊ−入り、このパイプ２４
を流れて消音器２６から外部に放出される。この結束、
−次冷却パネル２１が冷却され、これに伴ない吸着パネ
ル２３更（Ｊ二次冷却パネル２０が冷却されることにな
る。低温空気の温度は前述したように圧縮空気の圧力を
変λることでコントｒ’ｍｌ−ルすることができる。

なお、本実施例において、吸着パネルにも低温空気流通
パイプを設置−ＪることはもとよりＯｆ能である。

［発明の効果］ 以」−説明したように本発明によれば、圧縮空気を用い
て低温空気を作りこれにより冷却りることとしたので、
圧縮空気の圧力調節にＪ：リイ１℃渇空気の温度をコン
トロ′−ルすることができしかも安全に取扱うことがで
きる。また、低温空気に」、る冷却と液体窒素による冷
却とをイ）１用づることとしたので、液体窒素の蒸発量
をより少なくづることができ、その保持時間をより良く
覆ることが可能となる。

１１−

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による真空用］−ルドトラップの装着例
を示す図、第２図および第３図は本発明による真空用］
−ルドトラップの一実施例を示す構成図、第４図は本発
明による真空用コールドトラップの別の実施例を示す構
成図である。 ６．２０，２１　：冷却パネル ７．２８：断熱材　８：液体窒素収納容器１１．２３：
吸着パネル １２．２’ｌ：低温空気流通パイプ １５．２９：低温空気発生器 特許出願人　東京芝浦電気株式会社 代理人　弁理士　三　好　保　男 （ほか２名） １２− 第１ｇＡ °亨芒＝輪８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　真空容器と真空ポンプの間に設置″Ｊられ、真
   空容器内に侵入する不純物を吸着覆る真空用コールド１
   〜ラツプにおいて、コールド１〜ラツプ内壁を形成する
   冷却パネルと、コールドトラップ外壁を形成する断熱材
   と、前記冷却パネルで形成されるコールドトラップ内部
   に前記真空ポンプの吸気抵抗となるように設【プられる
   吸着パネルと、少なくとも前記冷却パネルの面に接して
   螺旋状にもうけられる低温空気流通パイプと、コールド
   トラップ外壁に設【づられ圧縮空気を取込んで低温空気
   を前記低湿空気流通パイプに供給する低温空気発生器と
   を備えることを特徴とする真空用コールドトラップ。 ラップ。 （３）　真空容器と真空ポンプの間に設（−）られ、真
   空容器内に侵入する不純物を吸６する真空用子１−ルド
   トラップにおいて、］−ルトド１〜ラツプ壁を形成する
   冷却パネルと、］−ルド（−ラップ外壁を形成する断熱
   材と、前記冷却パネルＣ形成される］−ルドトラップ内
   部に前記真空ポンプの吸気抵抗となるように設けられる
   吸着パネルと、少なくとも前記冷却パネルの面に接して
   螺旋状にもうけられる低温空気流通パイプと、］−ルト
   ド１〜ラツプ壁に設置′Ｊられ圧縮空気を取込んで低温
   空気を前記低温空気流通パイプに供給する低温空気発生
   器と、前記冷却パネルで形成される］−ルド］〜ラップ
   内部に設けられる液体窒素収納容器とを備えることを特
   徴とする真空用コールドトラップ。 （４）　前記低温空気流通パイプが前記冷Ｅｌｌパネル
   ど前記吸着パネルの面に接して螺旋状に設けられるごと
   き特許請求の範囲第３項の真空用コールドトラップ。