JPS61123776A - クライオポンプ - Google Patents
クライオポンプInfo
- Publication number
- JPS61123776A JPS61123776A JP24480684A JP24480684A JPS61123776A JP S61123776 A JPS61123776 A JP S61123776A JP 24480684 A JP24480684 A JP 24480684A JP 24480684 A JP24480684 A JP 24480684A JP S61123776 A JPS61123776 A JP S61123776A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cryopump
- shield plate
- cryopanel
- buffles
- recess
- 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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Landscapes
- 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
ポンプにかかり、特に、高い排気効率と大きい排気速度
を有するようにしたクライオポンプに関する。
ポンプにかかり、特に、高い排気効率と大きい排気速度
を有するようにし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。
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。
一般的なりライオポンプの概念的構成を第４図に示す。
第４図において１は３．７〜〜４．２ｋに冷却されるク
ライオパネル、２は液体窒素で冷却される輻射シールド
、３は黒化処理を施し、輻射率を１に近づくようにした
シェブロン形バッフルである。４はクライオポンプを収
納する真空容器である。
ライオパネル、２は液体窒素で冷却される輻射シールド
、３は黒化処理を施し、輻射率を１に近づくようにした
シェブロン形バッフルである。４はクライオポンプを収
納する真空容器である。
バッフルを持たない裸のクライオパネルの単位面積当り
の排気速度は、分子流領域では次式で示す気体の入射ｍ
Ｖにほぼ等しい。
の排気速度は、分子流領域では次式で示す気体の入射ｍ
Ｖにほぼ等しい。
Ｖ＝４’ｖ （１）ｖ＝ （８Ｒ
Ｔ／ （７ｒＭ）） 、（２）ここに ■二単位面積当り入射する気体体積 ［（Ｊ３ − ｓｅａ ’ ・ｃｓ４］Ｖ：真空中の気
体の算術平均速度 ［α争ｓｅｃ °ｌ ］ Ｍ：気体の分子量 Ｒ：気体定数（８，３１４＊１０” ［ｅｒｇ −ｋ ４− ｍｏｌ°１］）Ｔ：気体の温度
［ｋ ］ π：円周率 この関係式によると、温度２９３にの水素ガスに対する
裸のクライオパネルの排気速度は４４．０ ［１・ｓｅ
ｃ ”・α４］である。
Ｔ／ （７ｒＭ）） 、（２）ここに ■二単位面積当り入射する気体体積 ［（Ｊ３ − ｓｅａ ’ ・ｃｓ４］Ｖ：真空中の気
体の算術平均速度 ［α争ｓｅｃ °ｌ ］ Ｍ：気体の分子量 Ｒ：気体定数（８，３１４＊１０” ［ｅｒｇ −ｋ ４− ｍｏｌ°１］）Ｔ：気体の温度
［ｋ ］ π：円周率 この関係式によると、温度２９３にの水素ガスに対する
裸のクライオパネルの排気速度は４４．０ ［１・ｓｅ
ｃ ”・α４］である。
以下室温の水素ガスに例をとって、排気速度を説明して
ゆく。
ゆく。
即ち、実際にクライオポンプを応用する場合には、クラ
イオポンプに対する熱負荷を低減するために、液体窒素
冷却の輻射シールドおよびバッファが必要不可欠あるの
で、これによって排気速度は、上述の裸のクライオパネ
ルの排気速度よりもかなり減少する。
イオポンプに対する熱負荷を低減するために、液体窒素
冷却の輻射シールドおよびバッファが必要不可欠あるの
で、これによって排気速度は、上述の裸のクライオパネ
ルの排気速度よりもかなり減少する。
たとえば、第４図において、シェブロン形バッフル３の
気体粒子の通過確率ηは約０．２３なので、クライオポ
ンプの単位面積当りの排気速度Ｖは、Ｖ−４゛ＬＶη−
１０，１［Ｉ ・３８（ｊ −’ ・ａｍ４］である
。
気体粒子の通過確率ηは約０．２３なので、クライオポ
ンプの単位面積当りの排気速度Ｖは、Ｖ−４゛ＬＶη−
１０，１［Ｉ ・３８（ｊ −’ ・ａｍ４］である
。
即ち第４図に示すクライオポンプでは、全体としての排
気効率はシェブロン形バッフル３の通過確率０．２３に
よって０．２３倍に低下する。
気効率はシェブロン形バッフル３の通過確率０．２３に
よって０．２３倍に低下する。
この例からも明らかなようにクライオポンプで大きい排
気速度を実現するにはクライオパネル、輻射シールド及
びバッフルをクライオポンプ全体の排気効率を減少させ
ないように構成することが重要である。
気速度を実現するにはクライオパネル、輻射シールド及
びバッフルをクライオポンプ全体の排気効率を減少させ
ないように構成することが重要である。
そこで、従来第５図、第６図、第７図に示すルーバーブ
ラインド形バッフルを使用したモジュール方式のクライ
オポンプが考案されている。
ラインド形バッフルを使用したモジュール方式のクライ
オポンプが考案されている。
第５図はルーバーブラインド形り１．ライオポンプの横
断面図、第６図は第５図の■−■矢？Ｊ！因である。第
７図は第５図中のＸ部拡大断面図である。
断面図、第６図は第５図の■−■矢？Ｊ！因である。第
７図は第５図中のＸ部拡大断面図である。
第５図、第６図及び第７図においては第１図と同一要素
については同一符号を付してその説明を省略する。
については同一符号を付してその説明を省略する。
第５図、第６図、第７図において、５はルーバーブライ
ンド形バッフル板で、クライオパネル１の両側面に設置
される。６はモジュールの前面シールド板、７は左側面
シールド板、８は右側面シールド板、９は背面シールド
板、１０は前面開口部１１は上面シールド板、１２は下
面シールド板１３は前面開口部の幅ａ、１４はパネルピ
ッチからａを引いた長さのｂである。
ンド形バッフル板で、クライオパネル１の両側面に設置
される。６はモジュールの前面シールド板、７は左側面
シールド板、８は右側面シールド板、９は背面シールド
板、１０は前面開口部１１は上面シールド板、１２は下
面シールド板１３は前面開口部の幅ａ、１４はパネルピ
ッチからａを引いた長さのｂである。
上記構成において気体は、各々隣接するモジュール間の
空間の前面開口部１０から入射し、内部で反射を繰返し
クライオパネル１に到達して排気される。クライオポン
プ全体を構成するモジュールの数をｎとし、前面開口部
１０に入射した気体粒子がクライオパネル１に到達して
排気される通過確率をηＡとするとクライオポンプ全体
の単位面積当りの排気効率ηは、 η−（ｎ−１）ａηＡ／ （（ｎ−１）ａ＋ｎｂ） （３）で表わされるこ
とが知られている。
空間の前面開口部１０から入射し、内部で反射を繰返し
クライオパネル１に到達して排気される。クライオポン
プ全体を構成するモジュールの数をｎとし、前面開口部
１０に入射した気体粒子がクライオパネル１に到達して
排気される通過確率をηＡとするとクライオポンプ全体
の単位面積当りの排気効率ηは、 η−（ｎ−１）ａηＡ／ （（ｎ−１）ａ＋ｎｂ） （３）で表わされるこ
とが知られている。
ところで第６図のようなクライオポンプにおいては、前
面開口部１０より入射する気体分子は直°進して背面の
シールド板９に当り反射して前面開口部１０よりとびだ
す気体分子がかなり多く存在する。
面開口部１０より入射する気体分子は直°進して背面の
シールド板９に当り反射して前面開口部１０よりとびだ
す気体分子がかなり多く存在する。
この飛び出す気体分子により通過確率ηＡが制約される
。従来のクライオポンプはこれにより排気速度が制約さ
れるという重大な欠点を有する。
。従来のクライオポンプはこれにより排気速度が制約さ
れるという重大な欠点を有する。
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１、高い排気効率と大きい排気速度を有す
るクライオポンプを提供することにある。
するところは１、高い排気効率と大きい排気速度を有す
るクライオポンプを提供することにある。
かかる目的を達成するために本発明は、両側にクライオ
パネルとルーバーブラインド形バッフルとのモジュール
を複数個配列してなるクライオポンプにおいて、！Ｉｉ
７面開ロ部に相対する背面シールド板に、前面開口部側
から見て凹部を形成してなることを特徴とする。
パネルとルーバーブラインド形バッフルとのモジュール
を複数個配列してなるクライオポンプにおいて、！Ｉｉ
７面開ロ部に相対する背面シールド板に、前面開口部側
から見て凹部を形成してなることを特徴とする。
以下本発明にかかるクライオポンプを第１図に示す一実
施例に従い説明する。
施例に従い説明する。
第１図においては第４図、第５図、第６図及び第７図と
同一要素に対しては同一符号を付して、その説明を省略
する。
同一要素に対しては同一符号を付して、その説明を省略
する。
第１図において、１５は前面開口部１０に相対する背面
シールド９に設けた山形状の凹部である。クライオパネ
ル１は液体ヘリウムで冷却される。尚液体ヘリウムの冷
却管は図示しない。
シールド９に設けた山形状の凹部である。クライオパネ
ル１は液体ヘリウムで冷却される。尚液体ヘリウムの冷
却管は図示しない。
ルーバーブラインド形バッフル５、背面シールド板９は
各々輻射率が１に近くなるように黒化処理を施してあり
、液体窒素で冷却される。尚、液体窒素の冷却管は図示
していない。
各々輻射率が１に近くなるように黒化処理を施してあり
、液体窒素で冷却される。尚、液体窒素の冷却管は図示
していない。
次に上記の如く構成された本実施例の作用について説明
する。
する。
即ち、前面開口部１０に入射した気体粒子は凹形状の背
面シールド板１５により反射される。このと゛き反射は
反射の余弦法則に従って行なわれる。この反射の中心軸
が背面シールド板１５の凹形状によりルーバーブライン
ド形バッフル５の方向を向くため、前面開口部１０より
飛び出す気体分子が極めて少なくなる。
面シールド板１５により反射される。このと゛き反射は
反射の余弦法則に従って行なわれる。この反射の中心軸
が背面シールド板１５の凹形状によりルーバーブライン
ド形バッフル５の方向を向くため、前面開口部１０より
飛び出す気体分子が極めて少なくなる。
この結果前面開口部１０から入射した気体分子がクライ
オバネ１に到達する通過確率が増大する。
オバネ１に到達する通過確率が増大する。
以上述べたように本実施例によれば、前面開口部に相対
する背面シールド板１５を凹形状に構成したので、前面
開口部１０に入射した気体分子の通過確率η が増大す
る。このため、他の構成要素の形状・構造が同一のまま
で、クライオポンプとしての排気速度が増大するという
優れた効果を有する。
する背面シールド板１５を凹形状に構成したので、前面
開口部１０に入射した気体分子の通過確率η が増大す
る。このため、他の構成要素の形状・構造が同一のまま
で、クライオポンプとしての排気速度が増大するという
優れた効果を有する。
次に本発明の他の実施例を第２図及び第３図を参照して
説明する。
説明する。
第２図においては、前面開口部１０に相対する凹形状の
背面シールドの部分１５は、左右のモジュールと各々ボ
ルト１６とナツト１１で連結・結合して構成している。
背面シールドの部分１５は、左右のモジュールと各々ボ
ルト１６とナツト１１で連結・結合して構成している。
この構成によれば、凹形状の部分を背面シールド板９に
直接プレス加工することがなく、小片の材料をプレス加
工し、ボルト１６とナツト１７で背面のシールド９に取
付けるために、製作コストの低減をはかることが可能と
なる。またクライオポンプのモジュールを背面シールド
９を介して次々と接続して大形のクライオポンプを構成
することができ、大型のクライオポンプに小形のクライ
オポンプと同じモジュールを使用することができるので
、製作コストの低減をはかることが可能となる第３図で
は、凹形状の背面シールドを左右のルーバーブラインド
形バッフル５の方向により多く反射するように適当な半
円状曲面で構成しているこの構成によれば前面開口部１
０に入射した気体分子のクライオパネルに対する通過確
率を増大させることが可能となるので、第１図に示した
実施例と同様にして、クライオポンプの排気速度を増大
させることが可能となる。
直接プレス加工することがなく、小片の材料をプレス加
工し、ボルト１６とナツト１７で背面のシールド９に取
付けるために、製作コストの低減をはかることが可能と
なる。またクライオポンプのモジュールを背面シールド
９を介して次々と接続して大形のクライオポンプを構成
することができ、大型のクライオポンプに小形のクライ
オポンプと同じモジュールを使用することができるので
、製作コストの低減をはかることが可能となる第３図で
は、凹形状の背面シールドを左右のルーバーブラインド
形バッフル５の方向により多く反射するように適当な半
円状曲面で構成しているこの構成によれば前面開口部１
０に入射した気体分子のクライオパネルに対する通過確
率を増大させることが可能となるので、第１図に示した
実施例と同様にして、クライオポンプの排気速度を増大
させることが可能となる。
以上述べたように本発明によれば、前面開口部に相対す
る背面シールドを凹形状に構成したので、排気効率及び
排気速度を従来に比較して増大せしめることができ、よ
って実用上大容量且つ大排気速度でしかも安価なりライ
オポンプが提供できる。
る背面シールドを凹形状に構成したので、排気効率及び
排気速度を従来に比較して増大せしめることができ、よ
って実用上大容量且つ大排気速度でしかも安価なりライ
オポンプが提供できる。
第１図は本発明にかかるクライオポンプの一実施例を説
明するための横断面図、第２図及び第３図、第４図は一
般的なりライオポンプの概念的構成を模式的に説明する
ための横断面図、第５図は従来のルーバーブラインド形
パンフルを用いたモジュール方式のクライオポンプを模
式的に説明するための横断面図、第６図は第５図の■−
■矢視図、第７図は第５図におけるＸ部の拡大断面図で
ある。 １・・・クライオパネル、２・・・輻射シールド、３・
・・シェブロン形バッフル、４・・・真空容器、５・・
・ルーバーブラインド形バッフル、６・・・モジュール
前面のシールド板、７・・・左側面シールド板、８・・
・右側面シールド板、９・・・背面シールド板、１０・
・・前面開口部、１１・・・上面シールド板、１２・・
・下面シールド板、１３・・・前面開口部幅ａ、１４・
・・クライオパネルのピッチから幅ａを引いた長さ、１
５・・・凹形状の背面シールド、１６・・・ボルト、１
７・・・ナツト。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第７図
明するための横断面図、第２図及び第３図、第４図は一
般的なりライオポンプの概念的構成を模式的に説明する
ための横断面図、第５図は従来のルーバーブラインド形
パンフルを用いたモジュール方式のクライオポンプを模
式的に説明するための横断面図、第６図は第５図の■−
■矢視図、第７図は第５図におけるＸ部の拡大断面図で
ある。 １・・・クライオパネル、２・・・輻射シールド、３・
・・シェブロン形バッフル、４・・・真空容器、５・・
・ルーバーブラインド形バッフル、６・・・モジュール
前面のシールド板、７・・・左側面シールド板、８・・
・右側面シールド板、９・・・背面シールド板、１０・
・・前面開口部、１１・・・上面シールド板、１２・・
・下面シールド板、１３・・・前面開口部幅ａ、１４・
・・クライオパネルのピッチから幅ａを引いた長さ、１
５・・・凹形状の背面シールド、１６・・・ボルト、１
７・・・ナツト。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第７図
Claims (1)
- クライオパネルとルーバーブランインド形バッフルと背
面シールド板とからなり、前記クライオパネルとルーバ
ーブラインド形バッフルとのモジュールを複数個所定の
間隔に配列して構成されるクライオポンプにおいて、背
面シールド板の前記モジュール間前面開口部に対面する
部分に凹部を形成したことを特徴とするクライオポンプ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24480684A JPS61123776A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | クライオポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24480684A JPS61123776A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | クライオポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61123776A true JPS61123776A (ja) | 1986-06-11 |
Family
ID=17124216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24480684A Pending JPS61123776A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | クライオポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61123776A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5083445A (en) * | 1989-01-20 | 1992-01-28 | Hitachi, Ltd. | Cryopump |
-
1984
- 1984-11-20 JP JP24480684A patent/JPS61123776A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5083445A (en) * | 1989-01-20 | 1992-01-28 | Hitachi, Ltd. | Cryopump |
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