JPS61169682A - Cryopump - Google Patents

Cryopump

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Publication number
JPS61169682A
JPS61169682A JP1064285A JP1064285A JPS61169682A JP S61169682 A JPS61169682 A JP S61169682A JP 1064285 A JP1064285 A JP 1064285A JP 1064285 A JP1064285 A JP 1064285A JP S61169682 A JPS61169682 A JP S61169682A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cryopanel
cryopump
shield plate
gas inlet
louver
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
JP1064285A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Kataoka
片岡 晋一
Tsutomu Oi
多井 勉
Koken Otsu
大津 康顕
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.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel 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 Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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Publication of JPS61169682A publication Critical patent/JPS61169682A/en
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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the efficiency of a cryopump by increasing the rate of the arrival of the inflow gas particles into a cryopanel by reducing the number of pieces of louver blinds by installing an intermediate shielding plate between the cryopanels. CONSTITUTION:An intermediate shielding plate 7 parallel to a cryopanel 2 is installed into the intermediate part of cryopanels 2 and 2. Said intermediate shielding plate 7 is similarly cooled as other shielding plates 3 and 6 by liquid nitrogen, etc. Louver blinds 4 and 4 are arranged so that the cryopanel 2 is not directly seen from the edge part C of the intermediate shielding plate 7, and the number of pieces of the louver blinds 4 is reduced in comparison with the case where the edge part A is set as standard when the intermediate shielding plate 7 is not provided.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体ヘリウム(LHe )Kよシ極低温に冷
却したクライオパネルの表面に水素ガスなどを凝固、吸
着することによ)多量のガスを高速で排気するクライオ
ポンプに関するもので、その排気速度を更に向上させよ
りとするものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention provides a method for producing a large amount of hydrogen gas by solidifying and adsorbing hydrogen gas on the surface of a cryopanel cooled to an extremely low temperature using liquid helium (LHe) K. This relates to a cryopump that pumps out gas at high speed, and is intended to further improve the pumping speed.

このクライオポンプの主要な用途としては、核融合炉の
プラズマ加熱に用いる中性粒子入射装置(NBL)や、
ロケット、人口衛星の試験を行うためのスペースチェン
バなどがある。
The main uses of this cryopump include neutral particle injection devices (NBL) used for plasma heating in nuclear fusion reactors,
There are space chambers for testing rockets and artificial satellites.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第1図に従来のルーバブラインド形りライオポングの断
面斜視図を示す。液体ヘリウムで冷却されたクライオパ
ネル2は、ガス流入口1の面に直角に、一定の間隔で複
数配置されている。クライオパネル2は、クライオポン
プ外の常温、または高温部からの放射される熱線によシ
加熱されない様に側面外周シー′ルド板5.および背面
外周シールド板6によシ三方をおおわれている。
FIG. 1 shows a cross-sectional perspective view of a conventional louver blind type Lyopong. A plurality of cryopanels 2 cooled with liquid helium are arranged at regular intervals perpendicular to the surface of the gas inlet 1. The cryopanel 2 is protected from being heated by the room temperature outside the cryopump or by the heat rays radiated from the high-temperature parts by shielding plates 5. and is covered on three sides by a rear outer peripheral shield plate 6.

クライオパネル2の端面に接するガス流入口の一部には
、前面シールド板3をおき、またクライオパネルの前面
には、気体分子は通過できるが、ガス流入口1から入射
する熱線はさえぎる構造のルーバブラインド4を設けて
、クライオパネル2への熱線の入射をさえぎる様にしで
ある。
A front shield plate 3 is placed on a part of the gas inlet in contact with the end face of the cryopanel 2, and a front shield plate 3 is placed on the front surface of the cryopanel 2 to allow gas molecules to pass through but to block heat rays entering from the gas inlet 1. A louver blind 4 is provided to block heat rays from entering the cryopanel 2.

ルーバブラインド4.および前面シールド板、3と、外
周シールド板55,6の内1面は熱線を吸収する様に黒
色に、塗装、または表面処理してあシ、これにあたって
反射した熱線は、その強さが数十分の−になる。このよ
うにして、クライオポンプ外からの熱線がクライオパネ
ル4に対し、無駄な熱負荷とならないようにしている。
Louver blind 4. The inner surfaces of the front shield plate 3 and the outer shield plates 55 and 6 are painted or surface-treated black to absorb heat rays, and the intensity of the heat rays reflected by them is large. Become tenth of -. In this way, the heat rays from outside the cryopump are prevented from placing unnecessary heat load on the cryopanel 4.

第1図に示す従来のクライオポンプを■−■断面からみ
ると、第2図に示す様になる。第2図について、クライ
オポンプの動作を考えるために、正味開口長りを通過し
たガス分子について、代表的な軌跡を見る。
When the conventional cryopump shown in FIG. 1 is viewed from the ■-■ cross section, it becomes as shown in FIG. 2. Regarding FIG. 2, in order to consider the operation of the cryopump, we look at typical trajectories of gas molecules that have passed through the net opening length.

ガス分子ビ)・・・背面シールド板6にて反射し、クラ
イオパネル2へ吸着、 ガス分子(ロ)・・・ルーバブラインド4にて反射し、
クライオパネル2へ吸着、 ガス分子(ハ)・・・背面シールド板6にて反射し、ク
ライオポンプ外へ出る。
Gas molecules (B)...reflected by the back shield plate 6 and adsorbed to the cryopanel 2, gas molecules (B)...reflected by the louver blind 4,
Adsorbed to the cryopanel 2, gas molecules (c)...reflected by the back shield plate 6 and exited the cryopump.

ガス分子に)・・・ルーバブ2インド4にて反射し、ク
ライオポンプ外へ出る、 この様にクライオポンプに流入したガス分子はすべてク
ライオパネル2に吸着されず、多くのガス分子は、ガス
分子(ハ)、に)のように、クライオポンプ外へ出てし
まう。従ってクライオポンプに流入したガス分子がクラ
イオパネル2に吸着される割合(到達率)を高めること
が、クライオポンプの効率向上のために必要となる。
(to gas molecules)...Reflects at Rhubarb 2 India 4 and exits the cryopump. All the gas molecules that flowed into the cryopump in this way are not adsorbed by the cryopanel 2, and many gas molecules become gas molecules. It comes out of the cryopump like (c), ni). Therefore, in order to improve the efficiency of the cryopump, it is necessary to increase the rate at which the gas molecules flowing into the cryopump are adsorbed by the cryopanel 2 (arrival rate).

ある開口長Nを持つクライオポンプにおけるガス分子の
クライオパネルへの到達率は、次の要因によシ変化する
The rate at which gas molecules reach the cryopanel in a cryopump with a certain opening length N changes depending on the following factors.

(1)開口長N/深さD・・・大きくても小さくても到
達率は下シ、最適値があ る。
(1) Opening length N/depth D...No matter how large or small, the reach rate is lower, and there is an optimum value.

(2)正味間ロ長し/前面シールド巾B・・−大きい方
が良いが、前面シールド 巾Bは、構造的に決まる。
(2) Net length/Front shield width B: Although larger is better, the front shield width B is determined structurally.

(3)ルーバブラインド40枚数と傾き・・・枚数は少
ないほどよく、また傾き αは小さいほどよい。し かしクライオポンプ外か らの熱線の入射をさえぎ るためには、第2図に示 すように、対向する前面 シールド板3の端部A部 よ)見て、クライオバネ ル2が見通せない様に角 度αと枚数を選ぶ必要が ある。
(3) Number of 40 louver blinds and inclination...The smaller the number, the better, and the smaller the inclination α, the better. However, in order to block the incidence of heat rays from outside the cryopump, as shown in Figure 2, when looking at the end A of the opposing front shield plate 3, set the angle α so that the cryovanel 2 cannot be seen through. You need to choose the number.

従来の方法では、上記要因のうち(1)N/D # (
2)L/Bを最適にし、その後対向する前面シールド板
3の端部A部からみて、クライオパネル2が見通せぬ様
に、ルーバブ2インドの傾きaとその枚数を決定してい
た。
In the conventional method, among the above factors, (1) N/D # (
2) After optimizing L/B, the inclination a and the number of Louvab 2 India were determined so that the cryopanel 2 could not be seen from the end A of the opposing front shield plate 3.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

以上のべた様に従来の技術では、開ロ長N、深さDおよ
び前面シールド巾Bを最適にとると、正味開口長りがき
まる。そしてルーバブラインド4の傾きαとその枚数は
、どちらか一方を決めれば他が決マシ、クライオポンプ
の効率向上のための流入ガス分子がクライオパネル2に
到達する割合を、更に高める方法がなかった。
As described above, in the conventional technology, the net opening length is determined by optimizing the opening length N, depth D, and front shield width B. As for the inclination α of the louver blind 4 and the number of louver blinds, it is better to choose one over the other, and there was no way to further increase the rate at which incoming gas molecules reach the cryopanel 2 in order to improve the efficiency of the cryopump. .

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

クライオポンプのガス流入口が形成する面に対し、直角
、またはほぼ直角な方向に、極低温に冷却され、流入し
たガス分子を凝固、または吸着する複数のクライオパネ
ルを一定の間隔を保って配置するとともに、クライオポ
ンプ外の常温、または高温部から放射する熱線がクライ
オパネルに直接に入射しない様に、ガス流入口以外は、
液体窒素などで冷却されたシールド板でかこい、さらに
ガス流入口から入射する熱線がクライオパネルに入射し
ない様に、クライオパネルの端面に接するガス流入口の
一部にシールド板を設けるとともK。
Multiple cryopanels that are cooled to an extremely low temperature and solidify or adsorb incoming gas molecules are arranged at regular intervals in a direction perpendicular or almost perpendicular to the plane formed by the gas inlet of the cryopump. At the same time, in order to prevent heat rays radiated from room temperature or high temperature parts outside the cryopump from directly entering the cryopanel, the areas other than the gas inlet are
It is covered with a shield plate cooled with liquid nitrogen or the like, and a shield plate is also provided at a part of the gas inlet that touches the end face of the cryopanel to prevent the heat rays entering from the gas inlet from entering the cryopanel.

クライオパネルの前面側には、ルーバブラインドで構成
する複数のシールド板を設けたクライオポンプにおいて
、クライオパネルの中間部にクライオパネルにほぼ平行
に液体窒素などで冷却したシールド板を設けた点に要旨
を有するものである。
In a cryopump that has multiple shield plates made up of louver blinds on the front side of the cryopanel, the main point is that a shield plate cooled with liquid nitrogen or the like is installed in the middle of the cryopanel almost parallel to the cryopanel. It has the following.

〔作用〕[Effect]

第4図に1本発明のクライオポンプの断面図を示す。ク
ライオパネル2の中間に設けた中間シールド板7が本発
明にかかるものであシ、この中間シールド板7を設けた
ことによシ、従来技術ではルーバブラインド4の枚数〔
角度αを一定(たとえば30°)としたとき〕を決める
ための基準は、前面シールド板3のすみOA部であった
ものが、よ)ルーバブラインド4に近くなシ、中間シー
ルドの端部の0部に変化する。これによって図示のごト
く、ルーバブラインド4の傾きを、一定としたときは、
その枚数を低減することが可能になる。
FIG. 4 shows a sectional view of a cryopump according to the present invention. The intermediate shield plate 7 provided in the middle of the cryopanel 2 is according to the present invention, and by providing this intermediate shield plate 7, the number of louver blinds 4 in the prior art is reduced.
When the angle α is constant (for example, 30°), the standard for determining the corner OA part of the front shield plate 3 is to Changes to 0 parts. As a result, when the inclination of the louver blind 4 is kept constant as shown in the figure,
It becomes possible to reduce the number of sheets.

これによってクライオパネル2の前面のルーバブライン
ド4におけるガス分子の透過率が上シ、ひいてはり2イ
オポンプ全体としての流入ガス分子のクライオパネルへ
の到達率が上ることによ)、クライオポンプの効率向上
がはかれる。
This increases the permeability of gas molecules in the louver blind 4 in front of the cryopanel 2, which in turn increases the rate of inflow gas molecules reaching the cryopanel for the entire 2-ion pump), thereby improving the efficiency of the cryopump. is measured.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の代表的な実施例を第3図に示し、説明するクラ
イオポンプのガス流入口が形成する面に対し、直角な方
向にクライオパネル2を並べる。
A typical embodiment of the present invention is shown in FIG. 3, in which cryopanels 2 are arranged in a direction perpendicular to the plane formed by the gas inlet of the cryopump to be described.

クライオパネル2は、その内部の液体ヘリウムによって
極低温に保たれ、その表頁にガス分子を凝固・吸着させ
て排気するように作られている。クライオポンプはその
ガス流入口以外は、液体窒素で冷却された側面外周シー
ルド板5、および側面外周シールド板6によってかこみ
、クライオポンプ外からの熱線がクライオパネル2に入
射するのを防止している。またガス流入口から入射する
熱線が、クライオパネル2に入射しない様に、クライオ
パネル2の端部に接するガス流入口の一部分には前面シ
ールド板3をおくとともに、クライオパネルの前面には
、ルーバブラインドで構成するシールド板4を設けてあ
シ、これらのシールド板4も液体窒素などで冷却しであ
る。
The cryopanel 2 is kept at an extremely low temperature by liquid helium inside, and is designed to solidify and adsorb gas molecules on its front page and exhaust the gas molecules. The cryopump, except for its gas inlet, is surrounded by a side outer peripheral shield plate 5 and a side outer peripheral shield plate 6, which are cooled with liquid nitrogen, to prevent hot rays from outside the cryopump from entering the cryopanel 2. . In addition, a front shield plate 3 is placed on a part of the gas inlet that touches the end of the cryopanel 2, and a louver is placed on the front of the cryopanel 2 so that the heat rays entering from the gas inlet do not enter the cryopanel 2. Shield plates 4 made up of blinds are provided, and these shield plates 4 are also cooled with liquid nitrogen or the like.

またクライオパネルの中間には、液体窒素で冷却した中
間シールド板7を設ける。第4図の断頁図に示す様に中
間シールド板7の端部の0部からみて、クライオパネル
2が直接見えない様に、ルーバブラインド4は構成され
ている。ガス流入口から入射した熱線が、これらのシー
ルド板やルーバブラインドによ)反射して、クライオパ
ネルに到達しない様に、シールド板やルーバブラインド
の表面は、熱線吸収率の高い黒色に塗装、または表面処
理を行っである。
Further, an intermediate shield plate 7 cooled with liquid nitrogen is provided between the cryopanels. As shown in the cross-sectional view of FIG. 4, the louver blind 4 is constructed so that the cryopanel 2 cannot be directly seen when viewed from the end portion 0 of the intermediate shield plate 7. To prevent the heat rays incident from the gas inlet from being reflected by these shield plates and louver blinds and reaching the cryopanel, the surfaces of the shield plates and louver blinds should be painted black with high heat ray absorption, or Surface treatment is performed.

中間シールド板は、第3図では単なる平板としであるが
、これは背面外周シールド板6の方向に向って開くv字
形、あるいは7字形とすることもできる。第1表は、本
発明のクライオポンプと従来形のルーバブラインド形り
2イオポンプの性能比較の例を示す。
Although the intermediate shield plate is shown as a simple flat plate in FIG. 3, it can also have a V-shape or a 7-shape that opens toward the rear outer peripheral shield plate 6. Table 1 shows an example of performance comparison between the cryopump of the present invention and the conventional louver blind type 2-ion pump.

第   1   表 ■ 〔発明の効果〕 本発明のクライオポンプを構成することによシ、ルーバ
ブラインドの枚数を従来よシ少くすることができ、これ
によってガス流入口よ)流入したガス分子が、クライオ
パネルに到達する割合を増加させて、クライオポンプの
効率を上昇させることができるとともに、製作費の低減
をはかることができる。
Table 1■ [Effects of the Invention] By configuring the cryopump of the present invention, the number of louver blinds can be reduced compared to the conventional one, and as a result, the gas molecules flowing into the cryopump (through the gas inlet) are By increasing the rate at which the cryopump reaches the panel, the efficiency of the cryopump can be increased, and manufacturing costs can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のルーバブラインド形りジイオポンプの断
面斜視図、第2図は第1図のり2イオポンプを■−■方
向に見た断面図、第3図は本発明のルーバブラインド形
のクライオポングの実施例の断面斜視図、第4図は第3
図のクライオポングをIV−ff方向に見た断面図を示
す。 1・−ガス流入口 2・・・クライオパネル 3・・・前面シールド板 4・・・ルーバブラインド 5・・・側面外周シールド板 6・・・背面外周シールド板 7・・・中間シールド板 A・−・前面シールド端部 B・−・前面シールド巾 C−・中間シールド板端部 D・−・深さ L・・・正味開口長 N・・・開口長
Figure 1 is a cross-sectional perspective view of a conventional louver-blind type cryopump, Figure 2 is a cross-sectional view of the louver-blind type cryopump in Figure 1 as seen in the -■ direction, and Figure 3 is a louver-blind type cryopump of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of the embodiment of FIG.
A cross-sectional view of the cryopong shown in the figure is shown in the IV-ff direction. 1.- Gas inlet 2... Cryopanel 3... Front shield plate 4... Louver blind 5... Side outer circumference shield plate 6... Rear outer circumference shield plate 7... Intermediate shield plate A. −・Front shield end B・−・Front shield width C−・Intermediate shield plate end D・−・Depth L・・・Net opening length N・・・Opening length

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] クライオポンプのガス流入口が形成する面に対し、直角
、またはほぼ直角な方向に、極低温に冷却され、流入し
たガス分子を凝固し、吸着する複数のクライオパネルを
一定の間隔に保って配置すると共に、クライオポンプ外
の常温、または高温部から放射される熱線がクライオパ
ネルに直接入射しない様にガス流入口以外は、液体窒素
などで冷却されたシールド板でかこい、さらにガス流入
口から入射する熱線がクライオパネルに入射しない様に
、クライオパネルの端面に接するガス流入口の一部にシ
ールド板を設けるとともに、クライオパネルの前面側に
は、ルーバブラインドで構成する複数のシールド板を設
けたクライオポンプにおいて、クライオパネルの中間部
にクライオパネルにほぼ平行に、液体窒素で冷却したシ
ールド板を設けたことを特徴とするクライオポンプ。
Multiple cryopanels, which are cooled to extremely low temperatures and solidify and adsorb incoming gas molecules, are arranged at regular intervals in a direction perpendicular or almost perpendicular to the plane formed by the gas inlet of the cryopump. At the same time, to prevent heat rays emitted from room temperature or high-temperature parts outside the cryopump from directly entering the cryopanel, the area other than the gas inlet is covered with a shield plate cooled with liquid nitrogen, etc. In order to prevent the hot rays from entering the cryopanel, a shield plate was installed on a part of the gas inlet that touches the end face of the cryopanel, and multiple shield plates made of louver blinds were installed on the front side of the cryopanel. A cryopump characterized in that a shield plate cooled with liquid nitrogen is provided in the middle of the cryopanel almost parallel to the cryopanel.
JP1064285A 1985-01-22 1985-01-22 Cryopump Pending JPS61169682A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02271087A (en) * 1989-04-12 1990-11-06 Hitachi Ltd Louver blind type cryopump
US5083445A (en) * 1989-01-20 1992-01-28 Hitachi, Ltd. Cryopump

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5083445A (en) * 1989-01-20 1992-01-28 Hitachi, Ltd. Cryopump
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