JPS61123775A

JPS61123775A - クライオポンプ

Info

Publication number: JPS61123775A
Application number: JP24480584A
Authority: JP
Inventors: Mikihiko Goshima; 五島　幹彦
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-11-20
Filing date: 1984-11-20
Publication date: 1986-06-11

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）本発明は真空ポンプとして使用される大容量のクライオ
ポンプに係り、特に、性能を下げることなく小形化を図
ったクライオポンプに関する。

〔発明の技術的背景〕

クライオポンプは真空容器内に設置され、液体ヘリウム
等の冷媒で冷却される金属面、即ちクライオパネルに真
空容器内の気体粒子を付着排気（凝着又は吸着）させて
、真空容器内の圧力を下げる方式の真空ポンプである。

従来のクライオポンプを第５図及び第６図に示す。

第５図において、クライオポンプ１はクライオパネル２
とこれを取り囲む複数のシェブロン形バッフル３と輻射
シールド板４から構成される。

クライオパネル１は通常液体ヘリウム（液温４．２Ｋ）
等によって、またシェブロン形バッフル３と輻射シール
ド板４は液体窒素（体温７７ｋ）によってそれぞれ冷却
される。クライオポンプ１は真空容器５内に設置され、
真空容器５内の気体粒子を排気する。６はクライオポン
プ１の運転時（排気時）における気体粒子の概略の流れ
方向を示す。このクライオポンプ１の排気速度はシェブ
ロン形バッフル３の間隔を通り抜けて、クライオパネル
２へ達する気体粒子の割合（これを「気体の通過確立」
と呼称する。）にほぼ比例して増加する。この通過確率
はシェブロン形バッフル３の角度や間隔などに依るが、
最大的２５〜２８％とかなり小さな値となっている。

そこで、この通過確率を改善したクライオポンプが提案
されており、これを第６図により説明する。第６図にお
いては第５図と同じ作用をする要素には同一符号を付け
て説明を省略する。

第６図においてクライオポンプ７は複数のクライオパネ
ル８と、これを取り囲む複数のルーバー形バッフル９と
輻射シールド板１０及び前面シールド板１１から構成さ
れる。

クライオパネル８は液体ヘリウムで、またルーバー形バ
ッフル９と輻射シールド板１ｏ及び前面シールド板１１
は液体窒素でそれぞれ冷却される。

その他の構成は第１図と同じである。このクライオポン
プ７の通過確率もルーバー形バッフルの角度や間隔に応
じて変化し、その値は最大的４０〜４５９６となり、第
５図のクライオポンプ１より大幅に向上する。

しかしながら、第６図に示すクライオポンプ７では気体
粒子はクライオポンプ７の前面開口部１２を通ってクラ
イオポンプ７の内部に入るが、前面開口部１２と相対す
る後面の輻射シールド板１０１、：ＩＩｉ突して反射し
、前面開口部１２を通って再びクライオポンプ７の外へ
逃走する割合が多い、そこで、前述のような大きい通過
確率を得るためには、クライオポンプ７の外へ逃走する
粒子の数を減らす必要があり、そのために前面開口部１
２の幅に比べて、クライオポンプ７の奥行を大きくする
必要がある。

この場合、奥行が大きくなるにつれて、クライオポンプ
７の容積２重量とも増し、クライオポンプ７が大型にな
るという欠点がある。またルーバー形バッフル９の数も
大きくなるので、構造が複雑になり、製作に手間と時間
がかかるという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に基いてなされたもので、その目的と
するところは、排気性能が良好で、且つ構造が簡単で、
製作が容易な小型の（奥行の小さい）クライオポンプを
提供することにある。

〔発明の概要〕

かかる目的を達成するために本発明に係るクライオポン
プは、複数のクライオパネルを気体粒子の流れ方向とほ
ぼ平行に、且つ等間隔に配置し、隣接するクライオパネ
ル間の中央を境にして、傾斜の向きが反転するルーバー
形バッフルを前面に設けたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明に係るクライオポンプの一実施例を第１図
及び第２図を参照して説明する。第１図は本実施例のク
ライオポンプの水平断面図、第２図は第１図のｒＶ−Ｅ
Ｖ線矢視図である。第１図及び第２図では第５図及び第
６因と同一要素には同一符号を付して、詳細な説明を省
略する。

第１図及び第２図において本実施例のクライオポンプ１
３は、複数のクライオパネル８と、これを取り囲む輻射
シールド板１０と前面シールド板１１及びクライオポン
プ１３の前面に配置された複数のルーバー形バッフル１
４．１５から構成されている。

ここでは、ルーバー形バッフル１４．１５の間隔部をク
ライオポンプ１３の前面開口部１６と呼称する。また、
輻射シールド板１ｏは後面シールド板１０ａ、右側面シ
ールド板１０ｂ、左側面シールド板１０ｃ、上面シール
ド板１０ｄ及び下面シールド板１０ｅから構成されてい
る。クライオパネル８は液体ヘリウムで、また輻射シー
ルド板１０と前面シールド板１１及びルーバー形バッフ
ル１４．１５は液体窒素でそれぞれ冷却される。

複数のクライオパネル８は気体粒子の流れ方向とほぼ平
行に、且つ等間隔に配置される。複数のルーバー形バッ
フル１４と１５は、クライオポンプ１３の前面に配置さ
れるが、隣接するクライオパネル８間の中央を境にして
傾斜の向きが反転している。このためクライオパネル８
はクライオポンプ１３の前面から直視できないようにな
っている。

次に上記の如く構成された本実施例の作用を説明する。

即ち、クライオポンプ１３の前面より前面開口部１６を
通って、クライオポンプ１３の内部へ流入した気体粒子
は、輻射シールド板１０（特に後面シールド板１０ａ）
と衝突して反射し、大部分のものはクライオパネル８に
衝突して捕捉される。

（即ちクライオポンプ１３で付着排気される。）この場
合には、第６図と異なり、クライオパネル８の両側には
ルーバー形バッフル９が無いので、クライオポンプ１３
の内部へ入った気体粒子はクライオパネル８に捕捉され
易い。また輻射シールド板１０と衝突して反射し、前面
の方へ戻ってきた気体粒子は前面に設置したルーバー形
バッフル１４．１５と衝突するので、クライオポンプ１
３の外部へ逃走しにくくなる。

このため、クライオポンプ１３の奥行が第６図に示すク
ライオポンプ７の奥行に比べて小ざくても良好な排気性
能を有する。また、ルーバー形バッフル１４と１５の数
は第６図のルーバー形バッフル９に比べて少なくなる。

以上説明したように本実施例によれば、クライオポンプ
１３の内部に流入した気体粒子はほとんどのものがクラ
イオパネル８に容易に捕捉され、又クライオポンプ１３
の外部に逃走しにくくなるので、クライオポンプ１３の
奥行が小さくても良好な排気性能を有する。また、ルー
バー形バッフル１４．１５の数が小さくなるので、構造
が簡単になり、製作が容易になる。またクライオポンプ
１３も小型になり軽量になるという効果がある。

次に第３図及び第４図を参照して本発明の他の実施例を
説明する。

第３図のクライオポンプ１７では、隣接するタライオバ
ネル８間の中央の中間シールド板１８を設置した点だけ
が第１図のクライオポンプ１３と異なっている。

即ち、上記構成によれば、液体窒素で冷却された中間シ
ールド板１８を設置したことにより、前面開口部１６を
通ってクライオポンプ１７の内部に流入した気体粒子は
大部分のものが中間シールド板１８と衝突して反射する
が、この場合粒子の反射は、いわゆる反射の余弦則に従
う。このため気体粒子の反射の方向が中間シールド板に
垂直な方向、即ち、クライオパネル８の方を向く割合が
多くなるので、クライオパネル８に衝突して捕捉され易
くなるという利点がある。

第４図において１９はクライオポンプモジュールで、１
枚のクライオパネル８とこれを取り囲む輻射シールド板
１０と前面シールド板１１及び複数のルーバー形バッフ
ル板１４と１５とから構成されている。

即ち、上記構成によれば、輻射シールド板１０は、後面
シールド板ｉｏａ、右側面シールド板１０ｂ、左側面シ
ールド板１０Ｃ１上面シールド板（図示してない）及び
下面シールド板（図示してない）から構成されている。

このクライオポンプモジュール１つを複数鋼殻べて設置
することによって、第３図のクライオポンプ１７と同様
の作用を行うことがでＳる。この場合、クライオポンプ
モジュール１つの左側面シールド板１０Ｃと隣接したク
ライオポンプモジュール１９の右側面シールド板１０ｂ
が第３図におけるクライオポンプ１７の中間シールド板
１８と同様の作用をする。

また第４図の場合には複数個の同形のクライオポンプモ
ジュール１９で構成されているので、製作が容易で、且
つ不具合が生じた場合には不具合箇所のクライオポンプ
モジュール１９のみ交換すれば良いので、補修が容易に
なるという利点がある本発明は上記実施例に限定される
ものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施できる。

〔発明の効果）以上説明したように本発明によれば、内部に流入した気
体粒子は容易にクライオパネル上で捕捉され、またクラ
イオポンプの外部に逃走しにくくなるので、奥行が小さ
くても良好な排気性能を有し、また、ルーバー形バッフ
ルの数が少なくなるので、構造が簡単で、製作が容易に
なり、小型で軽量なりライオポンプが提ｆ共できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るクライオポンプの−実施例を示す
横断面図、第２図は第１図のＩＶ　−ＩＶ線矢視図、第
３図及び第４図はそれぞれ本発明に係るクライオポンプ
の別の実施例を示す横断面図、第５図及び第６図はそれ
ぞれ従来のシェブロン形バッフル及びルーバー形バッフ
ルを用いたクライオポンプを示す概略図である。５・・・真空容器、６・・・気体粒子の流れ方向、８・
・・クライオパネル、１０・・・輻射シールド板、１０
ａ・・・後面シールド板、１０ｂ・・・右側面シールド
板、１０ｃ・・・左側面シールド板、１０ｄ・・・上面
シールド板、１０ｅ・・・下面シールド板、１１・・・
前面シールド板、１３・・・クライオポンプ、１４．１
５・・・ルーバー形バッフル、１６・・・前面開口部、
１７・・・クライオポンプ、１８・・・中間シールド板
、１つ・・・クライオポンプモジュール。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図６−４　　　　　　　　　　トロ第２図１４　　　１’：）　　　１１　１（Ｊｅ第３図第４図Ｉｂ　１１　１４第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）クライオパネルとルーバー形バッフルと輻射シー
ルドからなり、複数のクライオパネルを気体粒子の流れ
方向とほぼ平行に配置したクライオポンプにおいて、隣
接するクライオパネル間の中央を境にして、傾斜の向き
が反転するルーバー形バッフルを具備したことを特徴と
するクライオポンプ。
（２）ルーバー形バッフルには、上記クライオパネルの
面とほぼ平行する中間シールド板を設置したことを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項記載のクライオポンプ
。