JPS6112333B2 - - Google Patents
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- JPS6112333B2 JPS6112333B2 JP57232749A JP23274982A JPS6112333B2 JP S6112333 B2 JPS6112333 B2 JP S6112333B2 JP 57232749 A JP57232749 A JP 57232749A JP 23274982 A JP23274982 A JP 23274982A JP S6112333 B2 JPS6112333 B2 JP S6112333B2
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- JP
- Japan
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- pump
- pump casing
- anode
- aluminum
- ion
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J41/00—Discharge tubes for measuring pressure of introduced gas or for detecting presence of gas; Discharge tubes for evacuation by diffusion of ions
- H01J41/12—Discharge tubes for evacuating by diffusion of ions, e.g. ion pumps, getter ion pumps
- H01J41/18—Discharge tubes for evacuating by diffusion of ions, e.g. ion pumps, getter ion pumps with ionisation by means of cold cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J41/00—Discharge tubes for measuring pressure of introduced gas or for detecting presence of gas; Discharge tubes for evacuation by diffusion of ions
- H01J41/12—Discharge tubes for evacuating by diffusion of ions, e.g. ion pumps, getter ion 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、イオンポンプに関し、特にその材質
の改善と構造の簡素化とをはかつたイオンポンプ
に関する。
の改善と構造の簡素化とをはかつたイオンポンプ
に関する。
従来のイオンポンプとしては第１図に示すよう
なものがあり、マグネツト１の磁場内にステンレ
ス鋼製ポンプ容器２の一部２ａが入り込むように
配設されていて、その内部にステンレス鋼製陽極
３とチタン製陰極４とが設けられている。
なものがあり、マグネツト１の磁場内にステンレ
ス鋼製ポンプ容器２の一部２ａが入り込むように
配設されていて、その内部にステンレス鋼製陽極
３とチタン製陰極４とが設けられている。
そして、ペニング放電の結果、チタン原子がス
パツタリングによりポンプ容器２の内面に付着す
ると、この活性のチタン原子によるポンプ容器２
内のガス分子が吸着されるようになつている。
パツタリングによりポンプ容器２の内面に付着す
ると、この活性のチタン原子によるポンプ容器２
内のガス分子が吸着されるようになつている。
このようにして、ポンプ容器２内におけるガス
の排除すなわち排気作用により、ポンプ容器２に
接続する所要の容器（図示せず）からの排気が行
なわれ、その高真空度が得られるようになつてい
る。
の排除すなわち排気作用により、ポンプ容器２に
接続する所要の容器（図示せず）からの排気が行
なわれ、その高真空度が得られるようになつてい
る。
ところで従来のイオンポンプでは、その材質と
してステンレス鋼がチタンが用いられているの
で、加熱処理の際に450℃以上の高温度で長時間
（48時間程度）保つ必要があり、またチタン製の
陰極は著しく高価になるという問題点もある。
してステンレス鋼がチタンが用いられているの
で、加熱処理の際に450℃以上の高温度で長時間
（48時間程度）保つ必要があり、またチタン製の
陰極は著しく高価になるという問題点もある。
本発明は、このような問題点の解決をはかろう
とするもので、材質の改善をはかりながら、構造
の簡素化もはかり、しかも性能の向上をはかれる
ようにしたイオンポンプを提供することを目的と
する。
とするもので、材質の改善をはかりながら、構造
の簡素化もはかり、しかも性能の向上をはかれる
ようにしたイオンポンプを提供することを目的と
する。
このため本発明のイオンポンプは、磁場内に介
挿されたポンプケーシングの内部に、絶縁部材で
支持された陽極をそなえ、上記のポンプケーシン
グと陽極とが共にアルミ系の金属で形成されて、
同ポンプケーシング全体が陰極を兼ねており、且
つ同ポンプケーシングの一側にヒーター溝が形成
されて、同ヒーター溝にベーキング用ヒーターが
装着されていることを特徴としている。
挿されたポンプケーシングの内部に、絶縁部材で
支持された陽極をそなえ、上記のポンプケーシン
グと陽極とが共にアルミ系の金属で形成されて、
同ポンプケーシング全体が陰極を兼ねており、且
つ同ポンプケーシングの一側にヒーター溝が形成
されて、同ヒーター溝にベーキング用ヒーターが
装着されていることを特徴としている。
そして、上記ポンプケーシングを形成するアル
ミ系の金属に、微量のチタン、ジルコニウム、ま
たはマグネシウムが含まれることが好ましい。
ミ系の金属に、微量のチタン、ジルコニウム、ま
たはマグネシウムが含まれることが好ましい。
以下、図面により本発明の実施例について説明
すると、第２図は本発明によるイオンポンプの概
略構造を示す断面図、第３図はその斜視図、第４
図はその陽極を示す斜視図であり、第５図はその
陽極の他の例を示す斜視図である。
すると、第２図は本発明によるイオンポンプの概
略構造を示す断面図、第３図はその斜視図、第４
図はその陽極を示す斜視図であり、第５図はその
陽極の他の例を示す斜視図である。
第２〜４図い示すように、永久磁石１１のＮ極
とＳ極との間の磁場内に、ポンプケーシング１２
が介挿されており、その一端壁には高圧端子１３
が取付けられ、他端壁の開口部には加速器等の真
空容器へ接続されるフランジ１４が設けられてい
る。
とＳ極との間の磁場内に、ポンプケーシング１２
が介挿されており、その一端壁には高圧端子１３
が取付けられ、他端壁の開口部には加速器等の真
空容器へ接続されるフランジ１４が設けられてい
る。
ポンプケーシング１２の材質としてはアルミ系
の金属が用いられ、その500℃程度に保たれた素
材（ビレツト；billet）を押出し成形することに
より第３図に破線で示す内側断面１２ａをもつた
継目なしポンプが作られてから、その一方の端部
には高圧端子１３をもつ端壁１２ｂが溶接され、
他方の端部にはフランジ１４が形成される。
の金属が用いられ、その500℃程度に保たれた素
材（ビレツト；billet）を押出し成形することに
より第３図に破線で示す内側断面１２ａをもつた
継目なしポンプが作られてから、その一方の端部
には高圧端子１３をもつ端壁１２ｂが溶接され、
他方の端部にはフランジ１４が形成される。
ポンプケーシング１２の成形加工の際に、その
一側にヒーター溝１５と磁石固定用凸条１６とが
形成されており、ヒーター溝１５にはベーキング
用ヒーターとしての電熱線１７が取付けられ、凸
条１６には永久磁石１１がボルト締めなどの手段
により固定される。
一側にヒーター溝１５と磁石固定用凸条１６とが
形成されており、ヒーター溝１５にはベーキング
用ヒーターとしての電熱線１７が取付けられ、凸
条１６には永久磁石１１がボルト締めなどの手段
により固定される。
ポンプケーシング１２の内部には陽極１８がセ
ラミツク製絶縁部材１９，２０を介して支持さ
れ、高圧端子１３から陽極１８へ接続される高圧
電線２１は、絶縁部材１９内に埋設されている。
ラミツク製絶縁部材１９，２０を介して支持さ
れ、高圧端子１３から陽極１８へ接続される高圧
電線２１は、絶縁部材１９内に埋設されている。
陽極１８の材質としてはアルミ系の金属が用い
られ、その金属薄板を丸めて第４図に示すごとく
円筒状にしたもの１８ａを、複数個つなげること
により陽極１８が形成されている。
られ、その金属薄板を丸めて第４図に示すごとく
円筒状にしたもの１８ａを、複数個つなげること
により陽極１８が形成されている。
なお陽極１８については、第５図に示すよう
に、アルミ系の金属薄板に多数の穴をあけたもの
１８ｂを、薄いスペーを介し積層することにより
形成してもよい。
に、アルミ系の金属薄板に多数の穴をあけたもの
１８ｂを、薄いスペーを介し積層することにより
形成してもよい。
本発明のイオンポンプでは、特にポンプケーシ
ング１２が陰極を兼ねており、換言すればポンプ
ケーシング全体が陰極の機能を有しているのであ
り、このようにしてポンプケーシングには図示し
ないアース線に接続されている。
ング１２が陰極を兼ねており、換言すればポンプ
ケーシング全体が陰極の機能を有しているのであ
り、このようにしてポンプケーシングには図示し
ないアース線に接続されている。
そして、ポンプケーシング１２および陽極１８
を形成するアルミ系金属材としては、純アルミニ
ウムのほか、適宜のアルミ合金が用いられるが、
陰極を兼ねるポンプケーシング１２を形成するア
ルミ系金属材には、微量（0.1〜1.0重量％）のチ
タン、ジルコニウムまたはマグネシウムを含ませ
ておくことが望ましい。
を形成するアルミ系金属材としては、純アルミニ
ウムのほか、適宜のアルミ合金が用いられるが、
陰極を兼ねるポンプケーシング１２を形成するア
ルミ系金属材には、微量（0.1〜1.0重量％）のチ
タン、ジルコニウムまたはマグネシウムを含ませ
ておくことが望ましい。
本発明のイオンポンプは上述のごとく構成され
ているので、その使用に際しては、フランジ１４
を介して真空とすべき容器への接続が行なわれた
のち、電熱線１７で数時間（24時間位）にわたり
加熱（120〜150℃）を行ないながら、図示しない
補助ポンプを接続して内部スペースの排気を行な
い、10-5〜10-7torr程度の真空度に保つようにす
る。なお、上述の加熱ベーキングにより、ポンプ
ケーシング１２の内面や陽極１８の表面に付着し
ていた酸化物や水分は、分解したり気化したりし
て、上記補助ポンプにより排出されるようにな
る。
ているので、その使用に際しては、フランジ１４
を介して真空とすべき容器への接続が行なわれた
のち、電熱線１７で数時間（24時間位）にわたり
加熱（120〜150℃）を行ないながら、図示しない
補助ポンプを接続して内部スペースの排気を行な
い、10-5〜10-7torr程度の真空度に保つようにす
る。なお、上述の加熱ベーキングにより、ポンプ
ケーシング１２の内面や陽極１８の表面に付着し
ていた酸化物や水分は、分解したり気化したりし
て、上記補助ポンプにより排出されるようにな
る。
その際、材質が熱伝導率の高いアルミ系の金属
であるため、その表面に形成されている酸化アル
ミニウム（Ａ2O3）の層に含まれた水分が、120
〜150℃程度の温度で十分に除かれるのであり、
加熱時間も短くてすむのである。
であるため、その表面に形成されている酸化アル
ミニウム（Ａ2O3）の層に含まれた水分が、120
〜150℃程度の温度で十分に除かれるのであり、
加熱時間も短くてすむのである。
また従来のステンレス鋼製の場合に比べて、ア
ルミ系金属材は放出ガスが少なく、この点でも有
利である。
ルミ系金属材は放出ガスが少なく、この点でも有
利である。
ついで陽極１８に高い直流電圧（5.5KV程度）
をかけることにより、ペニング放電を行なわせる
と、まず陰極としてのポンプケーシング１２から
電子が飛び出し、これが磁場内で螺旋運動を行な
う。そして、この電子が例えばポンプケーシング
１２内の窒素分子に衝突すると、窒素イオンと新
たな電子とを生じさせる。
をかけることにより、ペニング放電を行なわせる
と、まず陰極としてのポンプケーシング１２から
電子が飛び出し、これが磁場内で螺旋運動を行な
う。そして、この電子が例えばポンプケーシング
１２内の窒素分子に衝突すると、窒素イオンと新
たな電子とを生じさせる。
このようにして生じた窒素のプラスイオンは、
陰極としてのポンプケーシング１２の内壁に衝突
して吸収されるとともに、ポンプケーシング１２
を形成しているＡやチタン（あるいはジルコニ
ウム、マグネシウム）などの原子をはじき出す
が、これらの原子は再び陽極１８やポンプケーシ
ング１２の内面に付着する。
陰極としてのポンプケーシング１２の内壁に衝突
して吸収されるとともに、ポンプケーシング１２
を形成しているＡやチタン（あるいはジルコニ
ウム、マグネシウム）などの原子をはじき出す
が、これらの原子は再び陽極１８やポンプケーシ
ング１２の内面に付着する。
上述のごとく、アルミニウム原子あるいはチタ
ン原子などがスパツタリングによりポンプケーシ
ング１２の内面に付着すると、これらの活性を有
する付着原子によりポンプケーシング１２内のガ
ス分子が効率よく吸着されるのであり、このよう
な内部ガスの排除すなわち排気作用により、容易
に10-10torrの高真空度へ到達することが、実験
により確認されている。
ン原子などがスパツタリングによりポンプケーシ
ング１２の内面に付着すると、これらの活性を有
する付着原子によりポンプケーシング１２内のガ
ス分子が効率よく吸着されるのであり、このよう
な内部ガスの排除すなわち排気作用により、容易
に10-10torrの高真空度へ到達することが、実験
により確認されている。
以上詳述したように、本発明のイオンポンプに
よれば、従来必要とされていた高価なチタン製陰
極を省略することができ、安価なアルミ系金属で
作られたポンプケーシング全体に陰極としての機
能を兼ねさせながら、効率のよい排気効果が得ら
れるのである。
よれば、従来必要とされていた高価なチタン製陰
極を省略することができ、安価なアルミ系金属で
作られたポンプケーシング全体に陰極としての機
能を兼ねさせながら、効率のよい排気効果が得ら
れるのである。
また本発明のイオンポンプでは、ポンプケーシ
ングと共に陽極もまたアルミ系金属で形成される
ので、排気時におけるその表層部からの放出ガス
が少なく、さらにポンプケーシングに形成された
ヒーター溝内のベーキング用ヒーターを用いて前
処理としての加熱（ベーキング）も従来の場合に
比べてはるかに低温の120〜150℃程度ですむほ
か、加熱時間も24時間程度に短縮されるのであ
る。
ングと共に陽極もまたアルミ系金属で形成される
ので、排気時におけるその表層部からの放出ガス
が少なく、さらにポンプケーシングに形成された
ヒーター溝内のベーキング用ヒーターを用いて前
処理としての加熱（ベーキング）も従来の場合に
比べてはるかに低温の120〜150℃程度ですむほ
か、加熱時間も24時間程度に短縮されるのであ
る。
さらに本発明のイオンポンプでは、ポンプケー
シングが陰極を兼ねるので、ポンプケーシング内
には陽極を設けるだけとなり、これにより磁極間
の間隔が縮少されて、同じ強さの磁場を得るのに
小型の磁石ですむ利点がある。
シングが陰極を兼ねるので、ポンプケーシング内
には陽極を設けるだけとなり、これにより磁極間
の間隔が縮少されて、同じ強さの磁場を得るのに
小型の磁石ですむ利点がある。
本発明によるイオンポンプは、加速器のほか、
核融合反応装置などにも用いられるが、その際、
ポンプケーシングや陽極がアルミ系金属で作られ
ているため、放射能の減衰が従来のステンレス鋼
製の場合よりも桁ちがいに早くなり、作業員の危
険防止の点で有利となるほか、アルミ系金属の有
する良好な熱伝導性により、冷却性能も高く、熱
負荷の高い場所でも安全に使用しうるのである。
核融合反応装置などにも用いられるが、その際、
ポンプケーシングや陽極がアルミ系金属で作られ
ているため、放射能の減衰が従来のステンレス鋼
製の場合よりも桁ちがいに早くなり、作業員の危
険防止の点で有利となるほか、アルミ系金属の有
する良好な熱伝導性により、冷却性能も高く、熱
負荷の高い場所でも安全に使用しうるのである。
第１図は従来のイオンポンプの概略構造を示す
断面図であり、第２図は本発明によるイオンポン
プの概略構造を示す断面図、第３図はその斜視
図、第４図はその陽極を示す斜視図であり、第５
図はその陽極の他の例を示す斜視図である。 １１…永久磁石、１２…ポンプケーシング、１
２ａ…ポンプケーシングの内側断面、１２ｂ…端
壁、１３…高圧端子、１４…フランジ、１５…ヒ
ーター溝、１６…磁石固定用凸条、１７…ベーキ
ング用ヒーターとしての電熱線、１８…陽極、１
９，２０…セラミツク製絶縁部材、２１…高圧電
線。
断面図であり、第２図は本発明によるイオンポン
プの概略構造を示す断面図、第３図はその斜視
図、第４図はその陽極を示す斜視図であり、第５
図はその陽極の他の例を示す斜視図である。 １１…永久磁石、１２…ポンプケーシング、１
２ａ…ポンプケーシングの内側断面、１２ｂ…端
壁、１３…高圧端子、１４…フランジ、１５…ヒ
ーター溝、１６…磁石固定用凸条、１７…ベーキ
ング用ヒーターとしての電熱線、１８…陽極、１
９，２０…セラミツク製絶縁部材、２１…高圧電
線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 磁場内に介挿されたポンプケーシングの内部
に絶縁部材で支持された陽極をそなえ、上記のポ
ンプケーシングと陽極とが共にアルミ系の金属で
形成されて、同ポンプケーシング全体が陰極を兼
ねており、且つ同ポンプケーシングの一側にヒー
ター溝が形成されて、同ヒーター溝にベーキング
用ヒーターが装着されていることを特徴とする、
イオンポンプ。 ２ 上記ポンプケーシングを形成するアルミ系の
金属に、微量のチタン、ジルコニウム、またはマ
グネシウムが含まれている、特許請求の範囲第１
項記載のイオンポンプ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57232749A JPS59123152A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | イオンポンプ |
| FR8315346A FR2538614B1 (fr) | 1982-12-28 | 1983-09-27 | Pompe a ions |
| GB08326304A GB2133610B (en) | 1982-12-28 | 1983-09-30 | An ion pump |
| US06/553,241 US4594054A (en) | 1982-12-28 | 1983-11-18 | Ion pump |
| DE19833343191 DE3343191A1 (de) | 1982-12-28 | 1983-11-29 | Ionenpumpe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57232749A JPS59123152A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | イオンポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59123152A JPS59123152A (ja) | 1984-07-16 |
| JPS6112333B2 true JPS6112333B2 (ja) | 1986-04-08 |
Family
ID=16944151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57232749A Granted JPS59123152A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | イオンポンプ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4594054A (ja) |
| JP (1) | JPS59123152A (ja) |
| DE (1) | DE3343191A1 (ja) |
| FR (1) | FR2538614B1 (ja) |
| GB (1) | GB2133610B (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6254456U (ja) * | 1985-09-26 | 1987-04-04 | ||
| JPS6351037A (ja) * | 1986-08-20 | 1988-03-04 | Toshiba Corp | 電子ビ−ム装置の陽極室 |
| DE10130464B4 (de) * | 2001-06-23 | 2010-09-16 | Thales Electron Devices Gmbh | Plasmabeschleuniger-Anordnung |
| US20040062659A1 (en) * | 2002-07-12 | 2004-04-01 | Sinha Mahadeva P. | Ion pump with combined housing and cathode |
| US7413412B2 (en) * | 2004-06-28 | 2008-08-19 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Vacuum micropump and gauge |
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