JPS62258176A - クライオポンプ - Google Patents
クライオポンプInfo
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- JPS62258176A JPS62258176A JP10100486A JP10100486A JPS62258176A JP S62258176 A JPS62258176 A JP S62258176A JP 10100486 A JP10100486 A JP 10100486A JP 10100486 A JP10100486 A JP 10100486A JP S62258176 A JPS62258176 A JP S62258176A
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- Japan
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- gas exhaust
- exhaust surface
- discharge surface
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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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は極低温に冷却される気体凝縮面又は気体吸着面
を備えて核融合装置等の真空度を上げるために使用され
るクライオポンプに関する。
を備えて核融合装置等の真空度を上げるために使用され
るクライオポンプに関する。
（従来の技術）
一般的なりライオポンプの大体の構成を第４図に示す。
第５図は第４図のＡＡ視図である。
第４図および第５図においては、クライオポンプの気体
排気面は活性炭を吸着材として使用し、これを極低温に
冷却する装置として冷媒液溜を用い、気体排気面を冷媒
液溜に密着して固定することににより冷却し、前記冷媒
液には液体ヘリウムを用いる場合を例に取って説明する
。
排気面は活性炭を吸着材として使用し、これを極低温に
冷却する装置として冷媒液溜を用い、気体排気面を冷媒
液溜に密着して固定することににより冷却し、前記冷媒
液には液体ヘリウムを用いる場合を例に取って説明する
。
第４図において１は液体ヘリウム溜、２は活性炭３を真
空中に露出させて構成した気体排気面である。この気体
排気面２は、液体ヘリウム溜１によって極低温に冷却さ
れる。５は液体ヘリウム溜１にロー付けなどで熱伝導が
良くなるように接合された基板である。６は活性炭３を
固定保持するための型枠で基板５上に固着されている。
空中に露出させて構成した気体排気面である。この気体
排気面２は、液体ヘリウム溜１によって極低温に冷却さ
れる。５は液体ヘリウム溜１にロー付けなどで熱伝導が
良くなるように接合された基板である。６は活性炭３を
固定保持するための型枠で基板５上に固着されている。
７は基板５丙に埋設された加熱ヒーターである。８は液
体窒素で冷却される輻射シールド、９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。ＩＯはクライオポンプを収納する真空容器、１１
はクライオポンプの作動圧力まで真空容器を排気したり
、この気体排気面２を再生するとき除去された気体を系
外に排出するときに使用するターボ分子ポンプである。
体窒素で冷却される輻射シールド、９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。ＩＯはクライオポンプを収納する真空容器、１１
はクライオポンプの作動圧力まで真空容器を排気したり
、この気体排気面２を再生するとき除去された気体を系
外に排出するときに使用するターボ分子ポンプである。
１２は加熱ヒーター７の端子を、液体窒素温度に冷却し
た輻射シールド８の外部へ取り出す部分、 １３は真空
器外へ取り出す部分である。
た輻射シールド８の外部へ取り出す部分、 １３は真空
器外へ取り出す部分である。
第４図においては、液体ヘリウム溜１の液体ヘリウム注
入配管及び気体ヘリウム排出配管や輻射シールド８及び
シェブロン形バッフル８の冷却用液体窒素配管や基板５
と型枠６の固定用装置は図示してない。
入配管及び気体ヘリウム排出配管や輻射シールド８及び
シェブロン形バッフル８の冷却用液体窒素配管や基板５
と型枠６の固定用装置は図示してない。
このようなりライオポンプにおいては、真空容器１０内
においてヘリウムガスなどの気体が、シェブロン形バッ
フル９を通過して気体排気面２に入射し、ここで吸着又
は凝縮されて気相から除去されることにより排気され、
真空容器１０内の真空度が上がる９気体排気面２に排気
された気体がある程度蓄積してくると、気体排気面２の
気体排気性能が劣化して排気速度が低下してくる。そこ
でタライポンプを再生する。再生とはクライオポンプの
気体排気面２の活性炭３を加熱して、それまで吸着して
蓄積した気体を気体排気面２の活性炭３から脱離し、タ
ーボ分子ポンプ１１で系外へ排出することである。再生
のすんだクライオポンプの気体排気面２は排気能力を回
復する。
においてヘリウムガスなどの気体が、シェブロン形バッ
フル９を通過して気体排気面２に入射し、ここで吸着又
は凝縮されて気相から除去されることにより排気され、
真空容器１０内の真空度が上がる９気体排気面２に排気
された気体がある程度蓄積してくると、気体排気面２の
気体排気性能が劣化して排気速度が低下してくる。そこ
でタライポンプを再生する。再生とはクライオポンプの
気体排気面２の活性炭３を加熱して、それまで吸着して
蓄積した気体を気体排気面２の活性炭３から脱離し、タ
ーボ分子ポンプ１１で系外へ排出することである。再生
のすんだクライオポンプの気体排気面２は排気能力を回
復する。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしこのような従来のクライオポンプは次に述べるよ
うな欠点を有する。
うな欠点を有する。
■ 液体ヘリウム溜１と気体排気面２との間に基板５．
型枠６がはさまれているので、液体ヘリウム溜１と気体
排気面の距離が離れていて気体排気面２が充分に冷却さ
れないため、気体排気面２の排気能力が充分に発揮され
ずクライオポンプの排気能力が低い。
型枠６がはさまれているので、液体ヘリウム溜１と気体
排気面の距離が離れていて気体排気面２が充分に冷却さ
れないため、気体排気面２の排気能力が充分に発揮され
ずクライオポンプの排気能力が低い。
■ 気体排気面２の表面に蓄積した気体を気体排気面表
面から脱離させるために、加熱ヒーター７により基板５
を加熱すると、加熱の対象である気体排気面２よりも液
体ヘリウム溜１の方に加熱ヒーター７の熱がより多く入
熱するので、充分に気体排気面に蓄積された気体を脱離
しようとすると、大量の液体ヘリウムが気化し運転コス
トが著しく増大する。
面から脱離させるために、加熱ヒーター７により基板５
を加熱すると、加熱の対象である気体排気面２よりも液
体ヘリウム溜１の方に加熱ヒーター７の熱がより多く入
熱するので、充分に気体排気面に蓄積された気体を脱離
しようとすると、大量の液体ヘリウムが気化し運転コス
トが著しく増大する。
■ 加熱ヒーター７で加熱される加熱重量は、液体ヘリ
ウム溜１の液体ヘリウムによって冷却される冷却重量と
ほぼ等しく、加熱・冷却の熱容量が大きいので、再生後
に再び冷却するのに時間がかかり、再生に長時間を要す
るのでクライオポンプの休止時間が長くシステム全体の
稼働率が低下する。
ウム溜１の液体ヘリウムによって冷却される冷却重量と
ほぼ等しく、加熱・冷却の熱容量が大きいので、再生後
に再び冷却するのに時間がかかり、再生に長時間を要す
るのでクライオポンプの休止時間が長くシステム全体の
稼働率が低下する。
即ち第４に示すような再生用ヒーターを基［５内に埋設
したクライオポンプは、上述のように本来加熱の対象で
ある気体排気面２よりも液体ヘリウム溜１に対する加熱
の効率が良いために再生が困難であるという重大な欠点
を有していた。
したクライオポンプは、上述のように本来加熱の対象で
ある気体排気面２よりも液体ヘリウム溜１に対する加熱
の効率が良いために再生が困難であるという重大な欠点
を有していた。
本発明はこれらの問題点を解決するためになされたもの
で、気体排気面の冷却効率と再生時の加熱効率の高いク
ライオポンプを提供することを目的とする。
で、気体排気面の冷却効率と再生時の加熱効率の高いク
ライオポンプを提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
（問題点を解決するための手段）
本発明においては再生用のヒーターを気体排気面の前方
の真空中の空間に気体排気面上において輻射熱がほぼ一
定となるような間隔で取付ける。
の真空中の空間に気体排気面上において輻射熱がほぼ一
定となるような間隔で取付ける。
（作 用）
この構造によって気体排気面の再生は加熱ヒーターの輻
射熱により気体排気面を加熱して行われる。
射熱により気体排気面を加熱して行われる。
（実施例）
第１図および第２図によって本発明の詳細な説明する。
第２図は第１図のＢＢ視図である。第１図においては第
４図と同様の機能を有する部分は同じ符号を付したので
説明は省略する。
４図と同様の機能を有する部分は同じ符号を付したので
説明は省略する。
活性炭３は型枠６に再生用の加熱ヒーターを介さずに固
着されている。加熱ヒーター１４は、活性炭３が固着さ
れている気体排気面２に、はぼ一様な熱輻射を与えるよ
うに、たとえば中央部は粗に。
着されている。加熱ヒーター１４は、活性炭３が固着さ
れている気体排気面２に、はぼ一様な熱輻射を与えるよ
うに、たとえば中央部は粗に。
周辺部は密に分布して、気体排気面の前方の真空中に液
体窒素温度に冷却された支持枠１５によって支持されて
いる。支持枠１５は輻射シールド８に固定されている。
体窒素温度に冷却された支持枠１５によって支持されて
いる。支持枠１５は輻射シールド８に固定されている。
活性炭３上に吸着排気されたヘリウムガスの蓄積量が飽
和した場合、気体排気面２の再生を行う。
和した場合、気体排気面２の再生を行う。
再生は加熱ヒーター１４を加熱し、その輻射熱が極低温
に冷却された気体排気面２に入射することにより、活性
炭３上に吸着しているヘリウムガスが脱離する。ヘリウ
ムガスが活性炭３から充分に脱離して再生終了したなら
ば加熱ヒーターによる輻射加熱を止める。そうすると活
性炭３で構成される気体排気面２は輻射熱の入射がなく
なるので再び極低温に冷却されヘリウムガスに対する吸
着排気能力を回復する。
に冷却された気体排気面２に入射することにより、活性
炭３上に吸着しているヘリウムガスが脱離する。ヘリウ
ムガスが活性炭３から充分に脱離して再生終了したなら
ば加熱ヒーターによる輻射加熱を止める。そうすると活
性炭３で構成される気体排気面２は輻射熱の入射がなく
なるので再び極低温に冷却されヘリウムガスに対する吸
着排気能力を回復する。
このように、ヒーター１４による輻射熱は気体排気面２
を構成する活性炭３の表面に入射する。輻射による加熱
は表面の温度を上昇するが内部は表面よりも低い温度に
保たれるので、活性炭３に吸着したヘリウムガスを充分
に脱離させても液体ヘリウムＩｆｉ１１１の入熱は少な
くてすむ。このため気体排気面２を充分に再生しても液
体ヘリウムの消費量が少なくてすむ。また輻射熱によっ
て活性炭３を加熱することは熱伝導により活性炭３を加
熱するのと異なり熱容量と関係なく活性炭表面を加熱す
ることができるので、加熱の時間遅れがなく速い。この
ためクライオポンプの再生に要する時間は短縮されクラ
イオポンプシステム全体の稼働率が向上する・ （他の実施例） 以上においては気体排気面２は活性炭３を吸着材として
構成されているものとして説明したが、吸着材としては
特に活性炭に限らず他に極低温に冷却することによって
気体分子を吸着排気するもの、たとえばモレキュラーシ
ーブ（米国リンデ社商品名） ５Ａなどの分子吸着材で
あってもよい。また金属表面でもよい。
を構成する活性炭３の表面に入射する。輻射による加熱
は表面の温度を上昇するが内部は表面よりも低い温度に
保たれるので、活性炭３に吸着したヘリウムガスを充分
に脱離させても液体ヘリウムＩｆｉ１１１の入熱は少な
くてすむ。このため気体排気面２を充分に再生しても液
体ヘリウムの消費量が少なくてすむ。また輻射熱によっ
て活性炭３を加熱することは熱伝導により活性炭３を加
熱するのと異なり熱容量と関係なく活性炭表面を加熱す
ることができるので、加熱の時間遅れがなく速い。この
ためクライオポンプの再生に要する時間は短縮されクラ
イオポンプシステム全体の稼働率が向上する・ （他の実施例） 以上においては気体排気面２は活性炭３を吸着材として
構成されているものとして説明したが、吸着材としては
特に活性炭に限らず他に極低温に冷却することによって
気体分子を吸着排気するもの、たとえばモレキュラーシ
ーブ（米国リンデ社商品名） ５Ａなどの分子吸着材で
あってもよい。また金属表面でもよい。
また第１図および第２図では気体排気面２は液体ヘリウ
ム溜１内の液体ヘリウムによって冷却して極低温冷却面
とするものとして説明したが、ヘリウム冷凍機等の他の
冷却装置によって冷却しても本発明の意要旨から何ら逸
脱するものではない。
ム溜１内の液体ヘリウムによって冷却して極低温冷却面
とするものとして説明したが、ヘリウム冷凍機等の他の
冷却装置によって冷却しても本発明の意要旨から何ら逸
脱するものではない。
また第１図および第２図では気体排気面２に排気される
気体はヘリウムガスとして説明したが他の種類の気体で
あっても何らさしつかえない。
気体はヘリウムガスとして説明したが他の種類の気体で
あっても何らさしつかえない。
また第１図および第２図においては気体排気面２は多孔
質の吸着材と型枠とで構成されるとしたが、気体排気面
は気体を極低温面に凝縮した面で構成してもよい。この
場合第３図に示す縦断面図のような構成が考えられる。
質の吸着材と型枠とで構成されるとしたが、気体排気面
は気体を極低温面に凝縮した面で構成してもよい。この
場合第３図に示す縦断面図のような構成が考えられる。
この図において１７は液体ヘリウム溜の極低温冷却面１
８上に凝縮したアルゴン等の気体、１９はアルゴン等の
気体を液体ヘリウム溜の極低温冷却面状に凝縮させるよ
うに吹き出し管である。
８上に凝縮したアルゴン等の気体、１９はアルゴン等の
気体を液体ヘリウム溜の極低温冷却面状に凝縮させるよ
うに吹き出し管である。
本発明によれば気体排気面の前方の真空中の空間に加熱
用ヒーターを設けて輻射加熱を行うので、液体ヘリウム
溜等の冷却装置と気体排気面の距離を短くすることがで
き、気体排気面の冷却効率が増大する。また気体排気面
の後方から熱伝導で加熱する場合のように液体ヘリウム
溜等の冷却装置に不要な熱伝導をあたえることがないの
で、冷媒液の無駄がなく経済的である。また熱伝導によ
らずに加熱するところから熱容量による加熱の時間遅れ
がないので、再生に要する時間が短くすみクライオポン
プとしての稼働効率が上昇する。
用ヒーターを設けて輻射加熱を行うので、液体ヘリウム
溜等の冷却装置と気体排気面の距離を短くすることがで
き、気体排気面の冷却効率が増大する。また気体排気面
の後方から熱伝導で加熱する場合のように液体ヘリウム
溜等の冷却装置に不要な熱伝導をあたえることがないの
で、冷媒液の無駄がなく経済的である。また熱伝導によ
らずに加熱するところから熱容量による加熱の時間遅れ
がないので、再生に要する時間が短くすみクライオポン
プとしての稼働効率が上昇する。
以上述べたように本発明によれば気体排気面の冷却効率
を■め、且つ気体排気面の再生時の加熱効率を高めたク
ライオポンプを提供することができる。
を■め、且つ気体排気面の再生時の加熱効率を高めたク
ライオポンプを提供することができる。
第１図は本発明になるクライオポンプの一実施例を説明
する縦断面図、第２図は第１図のＢＢ視回、第３図は本
発明になる他の実施例のクライオポンプの縦断面図、第
４図は従来のクライオポンプの縦断面図、第５図は第４
図のＡＡ視図である。 １・・液体ヘリウム溜 ２・・・気体排気面３・・・
活性炭 ５・・・基板６・・・型枠
７，１４・・・加熱ヒーター８・・・輻射シール
ド ９・・・シェブロン形バッフル１０・・・真空
容器 １１・・・補助ポンプ１２．１３・・・
ヒーター取り出し部 １５・・・支持枠 １６・・・固定用部材１
７・・・気体凝縮層 １８・・・極低温冷却面１
９・・・気体導入管 ２０．２１・・・気体導入
管取り出し部代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 三俣弘文 第 １ 図 第 ２ 図 第 ５ 図 第 ３ 図
する縦断面図、第２図は第１図のＢＢ視回、第３図は本
発明になる他の実施例のクライオポンプの縦断面図、第
４図は従来のクライオポンプの縦断面図、第５図は第４
図のＡＡ視図である。 １・・液体ヘリウム溜 ２・・・気体排気面３・・・
活性炭 ５・・・基板６・・・型枠
７，１４・・・加熱ヒーター８・・・輻射シール
ド ９・・・シェブロン形バッフル１０・・・真空
容器 １１・・・補助ポンプ１２．１３・・・
ヒーター取り出し部 １５・・・支持枠 １６・・・固定用部材１
７・・・気体凝縮層 １８・・・極低温冷却面１
９・・・気体導入管 ２０．２１・・・気体導入
管取り出し部代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 三俣弘文 第 １ 図 第 ２ 図 第 ５ 図 第 ３ 図
Claims (7)
- （１）極低温に冷却され気体を凝縮又は吸着する気体排
気面を有するクライオポンプにおいて、気体排気面の前
方の真空に排気される空間に気体排気面の再生用のヒー
ターを配置してなることを特徴とするクライオポンプ - （２）気体排気面は液体ヘリウムにより冷却される金属
性表面である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 - （３）気体排気面は多孔質の吸着材を真空中に露出する
ように構成された面であることを特徴する特許請求の範
囲第１項記載のクライオポンプ - （４）吸着材は活性炭であることを特徴とする特許請求
の範囲第３項記載のクライオポンプ - （５）気体排気面は、主たる排気の対象とは異なる種類
の気体を極低温面に凝縮した面で構成されることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のクライオポンプ - （６）ヒーターは液体窒素温度に冷却した枠で支持した
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 - （７）ヒーターは気体排気面の周辺に密に中央部では粗
に配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
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10100486A JPS62258176A (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | クライオポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10100486A JPS62258176A (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | クライオポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62258176A true JPS62258176A (ja) | 1987-11-10 |
Family
ID=14289109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10100486A Pending JPS62258176A (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | クライオポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62258176A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996017171A3 (en) * | 1994-12-02 | 1996-10-24 | Saes Pure Gas Inc | Getter pump module and system |
| US5685963A (en) * | 1994-10-31 | 1997-11-11 | Saes Pure Gas, Inc. | In situ getter pump system and method |
| US5911560A (en) * | 1994-10-31 | 1999-06-15 | Saes Pure Gas, Inc. | Getter pump module and system |
-
1986
- 1986-05-02 JP JP10100486A patent/JPS62258176A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5685963A (en) * | 1994-10-31 | 1997-11-11 | Saes Pure Gas, Inc. | In situ getter pump system and method |
| US5879134A (en) * | 1994-10-31 | 1999-03-09 | Saes Pure Gas, Inc. | In situ getter pump system and method |
| US5911560A (en) * | 1994-10-31 | 1999-06-15 | Saes Pure Gas, Inc. | Getter pump module and system |
| US5972183A (en) * | 1994-10-31 | 1999-10-26 | Saes Getter S.P.A | Getter pump module and system |
| US6043137A (en) * | 1994-10-31 | 2000-03-28 | Saes Getters S.P.A. | Getter pump module and system |
| US6165328A (en) * | 1994-10-31 | 2000-12-26 | Saes Getters S.P.A. | Method for processing wafers with in situ gettering |
| WO1996017171A3 (en) * | 1994-12-02 | 1996-10-24 | Saes Pure Gas Inc | Getter pump module and system |
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