JPS63183280A - Cryopump - Google Patents

Cryopump

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JPS63183280A
JPS63183280A JP1228787A JP1228787A JPS63183280A JP S63183280 A JPS63183280 A JP S63183280A JP 1228787 A JP1228787 A JP 1228787A JP 1228787 A JP1228787 A JP 1228787A JP S63183280 A JPS63183280 A JP S63183280A
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JP
Japan
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gas
cooled
helium
argon
cryopump
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Application number
JP1228787A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Iwasa
岩佐 康史
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve the constitution of a means for cooling a first gas introducing piping path for improving the efficiency of cooling when the condensed layer of first gas as an adsorbing medium acting on the exhaust surface cooled to extremely low temperature in vacuum is condensed and a second gas is adsorbed to the condensed layer to be exhausted. CONSTITUTION:Exhausted gas introduced from a exhausted vacuum container through an intake port 45 reaches an exhaust surface 1 through respective baffles 32, 21. Since this exhaust surface 1 together with a shepron type baffle 21 is cooled by liquid helium in a liquid helium reservoir 2, components such as hydrogen or the like other than helium are exhausted by the condensing action in the baffle 21 and helium is exhausted by the adsorbing action of a condensed argon layer sprayed on the exhaust surface 1 from argon jetting pipes 12..., cooled and condensed. Then, a support member 53 integral with a manifold 13 connected to the argon jetting pipes 12... is supported by a radiation shield 33 cooled to the boiling point of liquid nitrogen through respective adiabatic support members 51, 52 and a support member 54.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は水素、ヘリウム等の第2の気体を吸着作用又は
クライオトラッピング作用で排気する極低温に冷却した
吸着媒体を有するクライオポンプに係り、特に前記吸着
媒体は極低温に冷却した面に凝縮した第1の気体凝縮層
であるものにおいて、前記気体凝縮層を形成する第1の
気体の導入配管経路の冷却手段の構成を改良したクライ
オポンプに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention has an adsorption medium cooled to an extremely low temperature that exhausts a second gas such as hydrogen or helium by an adsorption action or a cryotrapping action. Regarding a cryopump, particularly in one in which the adsorption medium is a first gas condensation layer condensed on a surface cooled to an extremely low temperature, the configuration of a cooling means for a first gas introduction piping route forming the gas condensation layer. Regarding the improved cryopump.

(従来の技術) 極低温面上に形成する吸着媒体として作用する気体凝縮
層は第1の気体であるアルゴンで形成する場合を例に取
って説明する。
(Prior Art) An example will be explained in which a gas condensation layer that is formed on a cryogenic surface and acts as an adsorption medium is formed using argon, which is a first gas.

従来アルゴンを液体ヘリウムによって冷却した金属表面
に凝縮し、このアルゴン凝縮層の吸着作用又はクライオ
トラッピング作用によりヘリウムを排気する場合として
1文献(T、 H,Batzer、 R。
Conventionally, argon is condensed on a metal surface cooled by liquid helium, and the helium is exhausted by the adsorption effect or cryotrapping effect of this argon condensation layer, as described in one document (T, H, Batzer, R.

E、 PaLr1ck、 and Ii、 R,Ca1
1. Vac、 Sci。
E, PaLr1ck, and Ii, R, Ca1
1. Vac, Sci.

Technol、、 Vil 18 Na 3. Ap
ril、 pH25,1981)のFig、 1に示す
例がある。上記文献のページ1126J一段にFiに、
1として示されているアルゴン凝縮層の吸着作用又はク
ライオトラッピング作用でヘリウム又は水素を排気する
クライオポンプの縦断面図を第8図に模式化して示す。
Technol, Vil 18 Na 3. Ap
An example is shown in Fig. 1 of Ril, pH 25, 1981). Fi on page 1126J of the above document,
FIG. 8 schematically shows a vertical cross-sectional view of a cryopump that exhausts helium or hydrogen by the adsorption action or cryotrapping action of the argon condensation layer shown as 1.

第8図において、(1)はアルゴンの凝縮層を形成しヘ
リウムを排気する排気面、(2)は排全を面(1)を冷
却する液体ヘリウム溜、(4)は液体ヘリウム溜の液体
ヘリウム人口である。液体ヘリウム溜から蒸発した気体
ヘリウムの出口は図示せず。
In Figure 8, (1) is the exhaust surface that forms a condensed layer of argon and exhausts helium, (2) is the liquid helium reservoir that cools the exhaust surface (1), and (4) is the liquid in the liquid helium reservoir. Helium population. An outlet for gaseous helium evaporated from the liquid helium reservoir is not shown.

(12)は排気面(1)にアルゴンを吹付けるアルゴン
の吹出管(アルゴンの吹出孔は図示せず)、 (13)
はアルゴンの吹出管(12)のマニホールド、(14)
は真空容器外からマニホールドにアルゴンを供給するア
ルゴンの導入管、(17)はアルゴンの導入装置(図示
せず)と接続されるアルゴンの入口である。
(12) is an argon blow-off pipe that blows argon onto the exhaust surface (1) (the argon blow-off hole is not shown); (13)
is the manifold of the argon outlet pipe (12), (14)
(17) is an argon inlet pipe that supplies argon from outside the vacuum vessel to the manifold, and (17) is an argon inlet connected to an argon introduction device (not shown).

(18)はマニホールド(13)に取付けられたヒータ
である。 (20)はアルゴンの吹出管(12)と輻射
シールド(33) (後述)に熱的に接触が良好である
ように結合しかつアルゴンの吹出管(12)およびマニ
ホールド(13)を支持する支持部材である。(21)
は液体ヘリウム溜(2)によって冷却されるシェブロン
形バッフル、(23)は液体ヘリウム溜の気液分離器。
(18) is a heater attached to the manifold (13). (20) is a support that is connected to the argon outlet pipe (12) and the radiation shield (33) (described later) so as to have good thermal contact and supports the argon outlet pipe (12) and the manifold (13). It is a member. (21)
is a chevron-shaped baffle cooled by a liquid helium reservoir (2), and (23) is a gas-liquid separator for the liquid helium reservoir.

(25)は気液分離器(23)の液体ヘリウム入口(気
液分離器(23)の気体ヘリウl)出「]は図示せず)
。(:12)はルーバーブラインド形バッフル、 (3
3)は輻射シールド、(34)は液体窒素溜である。前
記ルーバーブラインド形バッフル(32)、輻射シール
ド(33)、および液体窒素溜(34)は熱的に接触が
良好なように結合されていて各々液体窒素の沸点温度近
傍に冷却される。 (41)はクライオポンプ容器、(
42)はクライオポンプ全体を吊り下げている蓋、(4
3)はクライオポンプの補助真空排気口(補助真空排気
装置は図示せず) 、(45)は排気すべき真空容器を
接続するクライオポンプの吸気口(真空容器は図示せず
) 、 (46)はクライオポンプの被排気気体入射口
である。
(25) is the liquid helium inlet of the gas-liquid separator (23) (the gas helium inlet of the gas-liquid separator (23) is not shown)
. (:12) is a louver blind baffle, (3
3) is a radiation shield, and (34) is a liquid nitrogen reservoir. The louver blind baffle (32), the radiation shield (33), and the liquid nitrogen reservoir (34) are coupled in good thermal contact and are each cooled to near the boiling point temperature of liquid nitrogen. (41) is the cryopump container, (
42) is the lid that suspends the entire cryopump, (4
3) is the auxiliary vacuum exhaust port of the cryopump (the auxiliary vacuum exhaust device is not shown), (45) is the inlet port of the cryopump that connects the vacuum container to be evacuated (the vacuum container is not shown), (46) is the exhaust gas inlet of the cryopump.

図示しない真空容器から吸気口(45)を通り被排気気
体入射口(46)に入射した被排気λ体は、ルーバーブ
ラインド形バッフル(32)およびシェブロン形バッフ
ル(21)を通り排気面(1)に達する。この過程でヘ
リウム以外の水素などの成分は主にシェブロン形バッフ
ル(21)に凝縮作用で排気される。
The evacuated lambda body that has entered the evacuated gas inlet (46) from the vacuum container (not shown) through the inlet port (45) passes through the louver blind baffle (32) and the chevron baffle (21) to the exhaust surface (1). reach. In this process, components other than helium, such as hydrogen, are mainly exhausted into the chevron-shaped baffle (21) by condensation.

ヘリウムは主に排気面(1)上に吸着作用又はクライオ
トラッピング作用で排気される。吸着作用又はクライオ
トラッピング作用と区別したのは、排気面(1)I−1
−に吸着媒体から成る凝縮層を連続的には形成しないで
他の気体を吸着する場合を吸着作用と呼び、凝縮層を連
続的に形成して他の気体を吸着する場合をクライオトラ
ッピング作用と呼ぶ習慣があるからである。
Helium is mainly exhausted onto the exhaust surface (1) by adsorption or cryotrapping. The exhaust surface (1) I-1 was distinguished from the adsorption action or cryotrapping action.
- The case where other gases are adsorbed without continuously forming a condensed layer consisting of an adsorption medium is called adsorption action, and the case where another gas is adsorbed by continuously forming a condensed layer is called cryotrapping action. This is because there is a custom of calling

上記従来の技術を示す第8図においては、前記した文献
ページ1126右欄上から第6行目〜第10行目に記載
のある如くアルゴンの吹出管のマニホールド(13)は
液体窒素で冷却した輻射シールド(33)に熱的に良好
に接触するように支持され、且つこのマニホールド内部
の温度を制御するためのヒータ(18)を取付けである
。このマニホールド(13)の温度は輻射シールド(3
3)と熱的接触が良好であるように支持されているので
輻射シールド(33)によって概略液体窒素の沸点温度
にまで冷却される。
In FIG. 8 showing the above-mentioned conventional technology, as described in the 6th to 10th lines from the top of the right column of the literature page 1126, the manifold (13) of the argon blow-off pipe is cooled with liquid nitrogen. A heater (18) is mounted which is supported in good thermal contact with the radiation shield (33) and which controls the temperature inside this manifold. The temperature of this manifold (13) is
3), so that it is cooled to approximately the boiling point temperature of liquid nitrogen by the radiation shield (33).

またヒーターによって導入する第1の気体(この場合は
アルゴン)を適切な温度に加熱する。この構成によれば
加熱されたアルゴンを冷却して極低温面に凝縮するので
室温から直接凝縮する場合よりも極低温冷却面に対する
熱負荷を軽減することが可能である。しかしこの構成で
は液体窒素で冷却した輻射シールド(33)にヒータ(
18)からの熱負荷が掛るので、輻射シールド(33)
を冷却する液体窒素の消費量が増大する欠点があった。
Also, the first gas (in this case, argon) introduced is heated to an appropriate temperature by a heater. According to this configuration, the heated argon is cooled and condensed on the cryogenic surface, so it is possible to reduce the thermal load on the cryogenic cooling surface compared to the case where the argon is directly condensed from room temperature. However, in this configuration, the radiation shield (33) cooled with liquid nitrogen is connected to the heater (
18), so the radiation shield (33)
The disadvantage was that the amount of liquid nitrogen consumed for cooling increased.

また輻射シールドの温度が上昇して液体ヘリウムの消費
量が増大する恐れもあった。
There was also the fear that the temperature of the radiation shield would rise, increasing the amount of liquid helium consumed.

(発明が解決しようとする問題点) 気体凝縮層の吸着作用又はクライオトラッピング作用に
よりヘリウムや水素を排気するクライオポンプは、気体
凝縮層を形成するために導入する気体の温度を、前記気
体凝縮層を形成する極低温に冷却した排気面(1)の熱
負荷低減のため冷却する必要がある。このため吸着媒体
として作用させる前記気体の導入管をクライオポンプの
輻射シールド(33)に熱的な接触が良好になるように
結合して冷却することにより冷却していた。しかしこの
方法によると前記気体が冷却され過ぎて液化する場合が
あるため前記導入管(14)をヒータ(18)で加熱す
る必要があった。このため輻射シールド(33)にヒー
タ(18)の発熱の熱負荷が掛り、輻射シールド(33
)の温度をと昇させ、輻射シールド(33)を冷却する
ための液体窒素の消費量を増大するという問題点があっ
た。また輻射シールド(33)の温度が上昇して液体ヘ
リウムの消費量が増大する恐れがあるという問題点もあ
った。
(Problems to be Solved by the Invention) A cryopump that exhausts helium or hydrogen by the adsorption action or cryotrapping action of a gas condensation layer is designed to adjust the temperature of the gas introduced to form the gas condensation layer to the same temperature as that of the gas condensation layer. It is necessary to cool the exhaust surface (1), which has been cooled to an extremely low temperature, to reduce the heat load. For this reason, the inlet pipe for the gas to be used as an adsorption medium is cooled by being coupled to the radiation shield (33) of the cryopump so as to have good thermal contact. However, according to this method, the gas may be cooled too much and liquefied, so it was necessary to heat the introduction pipe (14) with a heater (18). Therefore, the radiation shield (33) is subjected to a thermal load due to the heat generated by the heater (18), and the radiation shield (33)
), which increases the consumption of liquid nitrogen for cooling the radiation shield (33). There is also a problem that the temperature of the radiation shield (33) may rise and the amount of liquid helium consumed may increase.

本発明は上述の事情に鑑み、極低温に冷却した排気面に
凝縮した第1の気体凝縮層を吸着媒体として作用させ前
記吸着媒体の吸着作用又はクライオトラッピング作用で
前記吸着媒体とは別の第2の気体を排気するクライオポ
ンプにおいて、気体凝縮層を形成するための第1の気体
を液化せずに導入するため、第1の気体を液体窒素によ
る冷却と、クライオポンプ容器からの輻射熱と、導入配
管経路の熱伝導とにより第1の気体を液体窒素の沸点よ
り若干高い温度に冷却し、クライオポンプに掛る熱負荷
を低減し、効率の良いクライオポンプを提供することを
目的とする。
In view of the above-mentioned circumstances, the present invention allows a first gas condensation layer condensed on an exhaust surface cooled to an extremely low temperature to act as an adsorption medium, and uses the adsorption action or cryotrapping action of the adsorption medium to separate a second gas condensation layer from the adsorption medium. In a cryopump that exhausts the second gas, in order to introduce the first gas for forming a gas condensation layer without liquefying it, the first gas is cooled with liquid nitrogen, radiant heat from the cryopump container, The purpose of this invention is to cool the first gas to a temperature slightly higher than the boiling point of liquid nitrogen by heat conduction through the introduction piping route, reduce the heat load applied to the cryopump, and provide an efficient cryopump.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本発明においては、真空中で極低温に冷却した排気面に
凝縮層が吸着媒体として作用する第1の気体を凝縮させ
、前記第1の気体の凝縮層中又は凝縮層上に排気対象と
する第2の気体を吸着作用又はクライオトラッピング作
用で排気するクライオポンプにおいて、前記第1の気体
を前記排気面に導入する導入管は、概略液体窒素の沸点
温度に冷却される断熱的支持部分と、室温のクライオポ
ンプ容器からの真空中での熱輻射を受ける部分とで構成
し、前記第1の気体温度を液体窒素の沸点より若干高い
温度とするものである。
(Means for Solving the Problems) In the present invention, a condensation layer condenses a first gas acting as an adsorption medium on an exhaust surface cooled to an extremely low temperature in a vacuum, and a condensation layer of the first gas acts as an adsorption medium. In a cryopump that exhausts a second gas to be exhausted into the medium or onto a condensation layer by adsorption or cryotrapping, the introduction pipe for introducing the first gas into the exhaust surface has a temperature approximately equal to the boiling point temperature of liquid nitrogen. The first gas temperature is made to be slightly higher than the boiling point of liquid nitrogen. be.

(作 用) 本発明によれば、第1の気体を液体窒素で冷却しても、
クライオポンプ容器からの熱輻射を受けると共に導入配
管経路の熱伝導を受けて第1の気体温度を予じめ液体窒
素の沸点より若干高い温度とするので、第1の気体が排
気面に吹出す以前に、吹出管内で液化して吹出し不可能
になることなく、確実に排気面に吹き付けられて凝縮し
、クライオポンプの熱負荷を増大することが無くなり、
効率を向上する。
(Function) According to the present invention, even if the first gas is cooled with liquid nitrogen,
The temperature of the first gas is set in advance to a temperature slightly higher than the boiling point of liquid nitrogen by receiving heat radiation from the cryopump container and heat conduction from the introduction piping route, so the first gas is blown out to the exhaust surface. This prevents the liquid from liquefying in the blow-out pipe and making it impossible to blow out, but instead ensures that it is blown onto the exhaust surface and condensed, which increases the heat load on the cryopump.
Improve efficiency.

(実施例) 実施例1 以下、本発明の第1の実施例について、第1図および第
2図を参照して説明する。第11121および第2図に
おいて第8図と同一の機能の部材は同一の符号を付して
説明は省略する。 (51)はマニホールド(13)と
輻射シールド(33)を熱的に分離する第1の断熱支持
部材、 (52)は結合のためのボルト(55)、ナツ
ト(56)により輻射シールド(33)とマニホールド
(13)とが熱的に結合せられるのを防止するための第
2の断熱支持部材、(53)はマニホールド(13)を
ボルト、ナツトで輻射シールド(33)に結合するため
の第1の支持部材、(54)は輻射シールド(33)に
固着した第2の支持部材である。マニホールド(13)
は第1の支持部材(53)をボルト(55)・ナツト(
56)で輻射シールド(33)に固着した第2の支持部
材(54)に第1.第2の断熱支持部材(51)。
(Examples) Example 1 A first example of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. In FIG. 11121 and FIG. 2, members having the same functions as those in FIG. 8 are given the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted. (51) is a first heat insulating support member that thermally isolates the manifold (13) and the radiation shield (33); (52) is the radiation shield (33) connected by bolts (55) and nuts (56) for connection; and the manifold (13) from being thermally coupled; (53) is the second heat insulating support member for coupling the manifold (13) to the radiation shield (33) with bolts and nuts; The first support member (54) is a second support member fixed to the radiation shield (33). Manifold (13)
is the first support member (53) with bolts (55) and nuts (
56), the first support member (54) is fixed to the radiation shield (33). A second heat insulating support member (51).

(52)をはさんで締結することにより輻射シールトチ
33)に支持される。マニホールド(13)に設けたア
ル二“ン吹出管(12)は第3の断熱支持部材(57)
に支持されへ。
(52) and is supported by the radiation seal torch 33). The aluminum blowout pipe (12) provided in the manifold (13) is connected to the third heat insulating support member (57).
Supported by.

次にこの実施例1の作用について説明する。Next, the operation of this first embodiment will be explained.

マニホール、’ (13)は概略液体窒素の沸点温度に
冷却される輻射シールド(33)による輻射冷却と、第
1.第2.第3のPII熱支持部材(51)、 (52
) 、 (57)からのリーク冷却によっ一若干温めら
れるけれども、はぼ断熱的に冷却される。そして、また
マニホールド(13)は室温のクライオポンプ容器(4
1)の壁からの輻射加熱と室温の導入管(14)の伝熱
による熱侵入を受ける。このとき、各断熱部材(51)
The manifold ' (13) is radiantly cooled by a radiation shield (33) that is cooled to approximately the boiling point temperature of liquid nitrogen, and the first. Second. Third PII thermal support member (51), (52
) and (57), it is cooled almost adiabatically, although it is slightly warmed by leakage cooling from (57). The manifold (13) is also placed in the cryopump container (4) at room temperature.
1) Heat is penetrated by radiation heating from the wall and heat transfer from the room-temperature inlet pipe (14). At this time, each heat insulating member (51)
.

(52) 、 (57)からのリーク冷却が適度に有効
となり、吸着媒体として作用する第1の気体、即ちアル
ゴンガスの温度はヒータで温めなくても、液体窒素の沸
点より若干高い温度に冷却されて、アルゴン吹出管(1
2)から吹出すときまでは液化しない。そして、液体ヘ
リウムによって極低温に冷却された排気面(1)に吹き
付けられたアルゴンガスは凝縮層と、なり、吸着媒体と
して作用し、クライオポンプ容器(41)内に残溜した
水素やヘリウムのガスを吸着作用又はクライオトラッピ
ング作用で排気する。従ってヒータを不用とし、熱負荷
を低減した効率のよいクライオポンプが得られる。
The leakage cooling from (52) and (57) becomes moderately effective, and the temperature of the first gas that acts as an adsorption medium, that is, argon gas, can be cooled to a temperature slightly higher than the boiling point of liquid nitrogen without heating it with a heater. The argon blow-off pipe (1
2) It does not liquefy until it is blown out. The argon gas blown onto the exhaust surface (1) cooled to an extremely low temperature by liquid helium forms a condensation layer, acts as an adsorption medium, and removes the hydrogen and helium remaining in the cryopump container (41). Gas is exhausted by adsorption or cryotrapping. Therefore, an efficient cryopump with reduced heat load and no need for a heater can be obtained.

実施例2 第3図で第2の実施例を説明する。第3図において第1
図、第2図および第8図と同一の機能の部材は同一の符
号を付して説明を省略する。第3図において(19)は
輻射シールド(33)に熱的接触が良好なように固着し
たアルゴンの冷却用導入管、(61)はアルゴンの導入
管(14)と前記アルゴンの冷却用導入管(19)を接
続するフレキシブルチューブ、(62)は前記アルゴン
の冷却用導入管(19)とマニホールド(33)を接続
するフレキシブルチューブである。他は実施例1と同様
である。
Example 2 A second example will be explained with reference to FIG. In Figure 3, the first
Components having the same functions as those in FIGS. 2, 2, and 8 are designated by the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted. In Fig. 3, (19) is an argon cooling introduction pipe fixed to the radiation shield (33) for good thermal contact, and (61) is an argon cooling introduction pipe (14) and the argon cooling introduction pipe. A flexible tube (62) connects the argon cooling introduction pipe (19) and the manifold (33). The rest is the same as in Example 1.

このように構成すれば導入配管経路は概略液体窒素の沸
点温度に冷却される輻射シールド(33)にサーマルア
ンカを取ることができるのでマニホールド(13)の冷
却時間を短縮することができる利点がある。またフレキ
シブルチューブ(61) 、 (62)により熱伝導に
よる熱負荷を低減しマニホールド(33)の冷却温度を
調節することが可能になる利点がある他、実施例1と同
様な作用効果が得られる。
With this configuration, the introduction piping route can be thermally anchored to the radiation shield (33), which is cooled to approximately the boiling point temperature of liquid nitrogen, which has the advantage of shortening the cooling time of the manifold (13). . In addition, the flexible tubes (61) and (62) have the advantage of reducing the heat load due to heat conduction and making it possible to adjust the cooling temperature of the manifold (33), and the same effects as in Example 1 can be obtained. .

実施例3 第4図で第3の実施例を説明する6第4図において第1
図、第2図、第3図および第8図と同一の機能の部材は
同一の符号を付したが、形状が異なるので要部を再度説
明する。第4図において(1)は排気面、(2)は排気
面(1)を冷却する液体ヘリウム溜、(3)は液体ヘリ
ウム溜(2)の気液分離器。
Example 3 The third example is explained in Figure 4.6 In Figure 4, the first example is explained.
2, 2, 3, and 8 are given the same reference numerals, but the shapes are different, so the main parts will be explained again. In FIG. 4, (1) is an exhaust surface, (2) is a liquid helium reservoir that cools the exhaust surface (1), and (3) is a gas-liquid separator for the liquid helium reservoir (2).

(4)は気液分離器(3)の液体ヘリウム入口、(5)
は気液分離器(3)内の蒸発した気体ヘリウム出口であ
る。(11)は第1の気体であるアルゴンの吹出孔。
(4) is the liquid helium inlet of the gas-liquid separator (3), (5)
is the evaporated gaseous helium outlet in the gas-liquid separator (3). (11) is a blowout hole for argon, which is the first gas.

(12)はアルゴンの吹出管、(13)はアルゴンの吹
出省゛のマニホールド、(14)はマニホールド(13
)にアルゴンを導入するための導入管、(19)は外部
のマニホールド(15)にアルゴンを導入するための輻
射シールド(33)に熱的に良好に接触して配管したア
ルゴンの冷却用導入管である。(17)はアルゴンガス
の入口である。(21)はシェブロン形バッフル、(2
2)は液体ヘリウl、冷却管、(23)は液体ヘリウ1
1冷却管(22)の気液分離器、 (25)は気液分離
器(23)の液体ヘリウム入口、(26)は気液分離器
(23)から蒸発した気体ヘリウム出口である。 (3
1)は液体窒素で冷却されるシェブロン形バッフル、(
33)は液体窒素で冷却される輻射シールド、 (34
)は液体窒素溜、(35)は液体窒素人口、(36)は
気体窒素出口、(41)はクライオポンプ容器、 (4
2)は蓋、 (43)は補助真空排気口、(44)は補
助真空排気装置、 (45)はクライオポンプの吸気口
、 (46)は被排気気体入射口、(47)は真空排気
される真空容器である。(51)は外部のマニホールド
(15)の断熱支持部材、(53)は支持部材である。
(12) is an argon blow-off pipe, (13) is a manifold for saving argon blow-off, and (14) is a manifold (13).
), and (19) is an argon cooling introduction pipe piped in good thermal contact with the radiation shield (33) for introducing argon into the external manifold (15). It is. (17) is the inlet for argon gas. (21) is a chevron-shaped baffle, (2
2) is liquid helium 1, cooling pipe, (23) is liquid helium 1
1 cooling pipe (22), (25) is the liquid helium inlet of the gas-liquid separator (23), and (26) is the gaseous helium outlet evaporated from the gas-liquid separator (23). (3
1) is a chevron-shaped baffle cooled with liquid nitrogen, (
33) is a radiation shield cooled with liquid nitrogen, (34
) is the liquid nitrogen reservoir, (35) is the liquid nitrogen population, (36) is the gaseous nitrogen outlet, (41) is the cryopump container, (4
2) is the lid, (43) is the auxiliary evacuation port, (44) is the auxiliary evacuation device, (45) is the inlet of the cryopump, (46) is the inlet of the gas to be evacuated, and (47) is the evacuated gas. It is a vacuum container. (51) is a heat insulating support member for the external manifold (15), and (53) is a support member.

(57)は導入管(14)が輻射シールド(33)を貫
通する部分の断熱支持部材である。
(57) is a heat insulating support member for the portion where the introduction pipe (14) penetrates the radiation shield (33).

このような構成の作用について述べる。外部のマニホー
ルド(15)は第1の支持部材(53)と第1の断熱支
持部材(51)をはさんで輻射シールド(33)にボル
ト・ナツトで締結することにより輻射シールド(33)
に支持される。ボルト・ナツトおよびボルト・ナツトの
断熱支持部材は図示しない6外部のマニホールド(15
)は輻射シールド(33)から熱伝導率の低い第1の断
熱支持部材(51)および図示しないボルト・ナツトの
断熱支持部材によって熱的に分離される。
The effect of such a configuration will be described. The external manifold (15) is connected to the radiation shield (33) by sandwiching the first support member (53) and the first heat insulation support member (51) and fastening it to the radiation shield (33) with bolts and nuts.
Supported by The bolts/nuts and the heat insulating support members for the bolts/nuts are connected to an external manifold (6) (not shown).
) is thermally isolated from the radiation shield (33) by a first heat insulating support member (51) with low thermal conductivity and a heat insulating support member of bolts and nuts (not shown).

この支持構成によりマニホールド(15)は概略液体窒
素の沸点温度に冷却される輻射シールド(33)と室温
のクライオポンプ容器(41)の壁の中間の温度に輻射
シールド(33)による輻射冷却と第1の断熱支持部材
(51)の熱り−クによる冷却および室温の壁(41)
による輻射加熱により保持される。排気面(1)上に凝
縮層を形成する吸着媒体として作用するアルゴンガスは
このマニホールド(15)を通して導入され吹出される
のでマニホールド(15)と概略同一の温度に冷却され
る。この実施例3によれば液体の冷却媒体の溜を内部に
具備する場合に、バッフル(21) 、 (23)を縦
方向に並べたから吸気口(45)を横向きに設置するこ
とが容易になり、設置空間を小にする利点がある。
This support configuration allows the manifold (15) to be cooled by radiation cooling by the radiation shield (33) and to maintain a temperature between the radiation shield (33), which is cooled to approximately the boiling point temperature of liquid nitrogen, and the wall of the cryopump container (41), which is at room temperature. Cooling of heat insulating support member (51) of No. 1 and room temperature wall (41)
It is maintained by radiant heating. Argon gas, which acts as an adsorption medium to form a condensation layer on the exhaust surface (1), is introduced through this manifold (15) and blown out, so that it is cooled to approximately the same temperature as the manifold (15). According to this third embodiment, when a liquid cooling medium reservoir is provided inside, since the baffles (21) and (23) are arranged vertically, it is easy to install the intake port (45) horizontally. , it has the advantage of reducing the installation space.

実施例4 第5図で第4の実施例を説明する。第5図において第4
図と同一の機能を有する部材は同一の符号を付して説明
を省略する。第5図においては第4図に示した液体ヘリ
ウムで冷却されるシェブロン形バッフル(21)を持た
ないので排気面(1)上にヘリウムと水素その他の被排
気気体を同時に排気することになる。ヘリウムの排気面
(1)をヘリウム以外の気体の排気面と特に区別する必
要のない場合には構造がfi15QLになるという利点
゛を有する。
Embodiment 4 A fourth embodiment will be explained with reference to FIG. 4 in Figure 5
Components having the same functions as those in the figures are given the same reference numerals and explanations will be omitted. In FIG. 5, since the chevron-shaped baffle (21) cooled by liquid helium shown in FIG. 4 is not provided, helium, hydrogen, and other gases to be exhausted are simultaneously exhausted onto the exhaust surface (1). When there is no particular need to distinguish the helium exhaust surface (1) from the gas exhaust surface other than helium, the structure has the advantage of being fi15QL.

実施例5 第6図で第5の実施例を説明する。第6図は気体排気面
(1)の冷却にヘリウム冷凍機を用いる場合である6第
6図においては第4図と同一の機能の部材は同一の符号
を付して説明を省略する。第6図においては(7I)は
ヘリウム冷凍機、(72)は概略液体窒素の沸点温度に
冷却されるヘリウム冷凍機の第1段冷却部、(73)は
概略20Kに冷却されろヘリウム冷凍機の第2段冷却部
、(74)は概略液体ヘリウムの沸点温度に冷却される
ヘリウム冷凍機の第3段冷却部である。(コンプレッサ
ー、熱交換器、JT弁等は図示せず)。(75)は第3
段冷却部に熱的に良好に接触させて固着した冷却板、(
1)は第3段冷却部で冷却されろ排気面、(77)は第
3段冷却部で冷却される第1の輻射シールド、(78)
は第3段冷却部で冷却されるシェブロン形バッフル、(
79)は第1段冷却部で冷却される第2の輻射シールド
、(80)は第1段冷却部で冷却されるシェブロン形バ
ッフルである。このようにすると、吸着媒体として作用
する気体凝縮層は排気面(1)上に形成される。ヘリウ
ム以外の被排気気体は主としてシェブロン形バッフル(
80)上に排気される。
Embodiment 5 A fifth embodiment will be explained with reference to FIG. FIG. 6 shows a case where a helium refrigerator is used to cool the gas exhaust surface (1).6 In FIG. 6, members having the same functions as those in FIG. In Figure 6, (7I) is a helium refrigerator, (72) is the first stage cooling section of the helium refrigerator that is cooled to approximately the boiling point temperature of liquid nitrogen, and (73) is the helium refrigerator that is cooled to approximately 20K. The second stage cooling section (74) is the third stage cooling section of the helium refrigerator which is cooled to approximately the boiling point temperature of liquid helium. (Compressor, heat exchanger, JT valve, etc. are not shown). (75) is the third
A cooling plate fixed in good thermal contact with the stage cooling section, (
1) is the exhaust surface cooled by the third stage cooling section, (77) is the first radiation shield cooled by the third stage cooling section, (78)
is a chevron-shaped baffle cooled in the third stage cooling section, (
79) is a second radiation shield cooled by the first stage cooling section, and (80) is a chevron-shaped baffle cooled by the first stage cooling section. In this way, a gas condensation layer is formed on the exhaust surface (1), which acts as an adsorption medium. Gases other than helium to be exhausted are mainly handled by chevron-shaped baffles (
80) Exhausted to the top.

この実施例によれば液化ガスを冷媒として用いないでク
ライオポンプを構成することが可能になるので、取り扱
いが容易になる利点がある。
According to this embodiment, it is possible to construct a cryopump without using liquefied gas as a refrigerant, so there is an advantage that handling becomes easier.

実施例6 第7図で第6の実施例を説明する。第7図は第6図に示
す排気面(1)を冷却する手段としてヘリウム冷凍機を
用いる場合において概略液体ヘリウム温度に冷却される
シェブロン形バッフル(78)を省略した構成とした場
合である。第7図において第4図と同一の機能の部材は
同一の符号を付して説明を省略する6第7図に示す実施
例6では概略液体ヘリウム温度に冷却されるシェブロン
形バッフルを持たないので第1の気体をアルゴンガスと
した場合、排気面(1)−Hにヘリウムと水素その他の
気体とを同時に排気する。ヘリウム排気面をその他の気
体の排気面と特に区別する必要のない場合には構成が簡
単になるという利点がある。
Embodiment 6 A sixth embodiment will be explained with reference to FIG. FIG. 7 shows a configuration in which the chevron-shaped baffle (78), which is cooled to approximately the liquid helium temperature, is omitted when a helium refrigerator is used as a means for cooling the exhaust surface (1) shown in FIG. 6. In FIG. 7, members having the same functions as those in FIG. 4 are given the same reference numerals and their explanations are omitted.6 Embodiment 6 shown in FIG. 7 does not have a chevron-shaped baffle that is cooled to approximately the liquid helium temperature. When the first gas is argon gas, helium, hydrogen, and other gases are simultaneously exhausted to the exhaust surface (1)-H. There is an advantage that the configuration becomes simple when there is no need to distinguish the helium exhaust surface from the exhaust surface of other gases.

尚、上記各実施例では吸着媒体用筒1の気体としてアル
ゴンを使用したが、窒素等の他の気体を用いてもよい。
In each of the above embodiments, argon was used as the gas in the adsorption medium cylinder 1, but other gases such as nitrogen may also be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように本発明によれば吸着媒体として作用さ
せる第1の気体の導入管を概略液体窒素の沸点温度に冷
却される部材と概略室温の部材の間の真空中の空間に前
記概略液体窒素の沸点温度に冷却される部材から断熱的
に支持したので、吸着しようとす゛る第2の気体が液体
窒素の沸点より若干高温となり、クライオポンプの熱負
荷を増大することなく前記気体を適切に冷却することが
可能になった。従って、熱負荷を低減した効率のよいク
ライオポンプを提供できる。
As described above, according to the present invention, the introduction tube for the first gas acting as an adsorption medium is inserted into the vacuum space between the member cooled to approximately the boiling point temperature of liquid nitrogen and the member at approximately room temperature. Since it is adiabatically supported from a member that is cooled to the boiling point temperature of nitrogen, the second gas to be adsorbed has a temperature slightly higher than the boiling point of liquid nitrogen, and the gas can be properly absorbed without increasing the thermal load on the cryopump. It is now possible to cool down. Therefore, an efficient cryopump with reduced heat load can be provided.

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

第1図は本発明のクライオポンプの第1の実施例を示す
縦断面図、第2図は第1図の断熱的支持部分を示す拡大
図、第3図ないし第7図は第2ないし第6の実施例を示
す縦断面図、第8図は従来のクライオポンプを示す縦断
面図である。 符号の説明 ■・・・ヘリウム排気面、    2・・・液体ヘリウ
ム溜、3・・・気液分離器、      4・・・液体
ヘリウム入口。 5・・・液体ヘリウム出口、   11・・・アルゴン
の吹出孔、12・・・アルゴンの吹出管、13・・・マ
ニホールド。 14・・・アルゴンの導入管、15・・・外部のマニホ
ールド、17・・・アルゴンの入口、    18・・
・ヒーター、19・・・冷却用導入管、    20・
・・支持部材、21・・・液体ヘリウムによるシェブロ
ン形バッフル。 22・・・液体ヘリウム冷却管、 23・・・気液分離
器、24・・・支持部材、       25・・・液
体ヘリウム入口、26・・・気体ヘリウム出口。 31・・・液体窒素によるシェブロン形バッフル、33
・・・液体ヘリウムによる輻射シールド、34・・・液
体窒素溜、     35・・・液体窒素入口。 36・・・気体窒素出口、     41・・・タライ
オポンブ容器、42・・・蓋、         43
・・・補助真空排気口、44・・・補助V(空排気装置
、  45・・・吸気[]、46・・・被排気気体入射
口、  47・・・真空容器。 51・・・第1の断熱支持部材、52・・・第2の断熱
支持部材。 53・・・第1の支持部材、   54・・・第2の支
持部材、55・・・ボルト、56・・・ナツト、57・
・・第3の断熱支持部材、 61・・・フレキシブルチ
ューブ。 62・・・フレキシブルチューブ、71・・・ヘリウム
冷凍機、72・・・第1段冷却部、    73・・・
第2段冷却部、74・・・第3段冷却部、75・・・冷
却板、77・・・第1の輻射シールド、78・・・シェ
ブロン形バッフル。 79・・・第2の輻射シールド、 80・・・シェブロ
ン形バッフル7代理人 弁理士 井 上 −・ 力 筒 2−
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a first embodiment of the cryopump of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view showing the adiabatic support portion of FIG. 1, and FIGS. FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a conventional cryopump. Explanation of symbols ■... Helium exhaust surface, 2... Liquid helium reservoir, 3... Gas-liquid separator, 4... Liquid helium inlet. 5... Liquid helium outlet, 11... Argon blow-off hole, 12... Argon blow-off pipe, 13... Manifold. 14... Argon introduction pipe, 15... External manifold, 17... Argon inlet, 18...
・Heater, 19... Cooling introduction pipe, 20.
...Support member, 21...Chevron-shaped baffle made of liquid helium. 22... Liquid helium cooling pipe, 23... Gas-liquid separator, 24... Support member, 25... Liquid helium inlet, 26... Gas helium outlet. 31...Chevron-shaped baffle with liquid nitrogen, 33
...Radiation shield using liquid helium, 34...Liquid nitrogen reservoir, 35...Liquid nitrogen inlet. 36... Gaseous nitrogen outlet, 41... Talio pump container, 42... Lid, 43
... Auxiliary vacuum exhaust port, 44 ... Auxiliary V (air exhaust device), 45 ... Intake [ ], 46 ... Exhausted gas inlet, 47 ... Vacuum container. 51 ... First Heat insulation support member, 52... Second heat insulation support member. 53... First support member, 54... Second support member, 55... Bolt, 56... Nut, 57...
...Third heat insulation support member, 61...Flexible tube. 62... Flexible tube, 71... Helium refrigerator, 72... First stage cooling section, 73...
Second stage cooling section, 74... Third stage cooling section, 75... Cooling plate, 77... First radiation shield, 78... Chevron shaped baffle. 79...Second radiation shield, 80...Chevron-shaped baffle 7 Agent Patent attorney Inoue --- Rikizutsu 2-

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)真空中で極低温に冷却した排気面に凝縮層が吸着
媒体として作用する第1の気体を凝縮させ、前記第1の
気体の凝縮層中又は凝縮層上に排気対象とする第2の気
体を吸着作用又はクライオトラッピング作用で排気する
クライオポンプにおいて、前記第1の気体を前記排気面
に導入する導入管は、概略液体窒素の沸点温度に冷却さ
れる断熱的支持部分と、室温のクライオポンプ容器から
の真空中での熱輻射を受ける部分とで構成し、前記第1
の気体温度を液体窒素の沸点より若干高い温度としたこ
とを特徴とするクライオポンプ。
(1) A condensation layer condenses a first gas that acts as an adsorption medium on an exhaust surface cooled to an extremely low temperature in a vacuum, and a second gas that is to be evacuated into or on the condensation layer of the first gas. In a cryopump that exhausts gas by adsorption action or cryotrapping action, the introduction pipe for introducing the first gas into the exhaust surface has an adiabatic support part that is cooled to approximately the boiling point temperature of liquid nitrogen, and an adiabatic support part that is cooled to approximately the boiling point temperature of liquid nitrogen. and a part that receives heat radiation in vacuum from the cryopump container, and
A cryopump characterized by having a gas temperature slightly higher than the boiling point of liquid nitrogen.
(2)第1の気体は、概略液体ヘリウムの沸点温度に冷
却される排気面に対する室温部からの熱輻射を低減する
ための輻射シールドで冷却させ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。
(2) The first gas is cooled by a radiation shield for reducing heat radiation from a room temperature section to an exhaust surface that is cooled to approximately the boiling point temperature of liquid helium. Cryopump described in section.
(3)第1の気体の導入管は、輻射シールドに若干断熱
的に支持させるマニホールドを備えたことを特徴とする
特許請求の範囲第2項記載のクライオポンプ。
(3) The cryopump according to claim 2, wherein the first gas introduction pipe is provided with a manifold that is slightly adiabatically supported by the radiation shield.
(4)第1の気体はアルゴンとしたことを特徴とする特
許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか1項に記載
のクライオポンプ。
(4) The cryopump according to any one of claims 1 to 3, wherein the first gas is argon.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007309184A (en) * 2006-05-17 2007-11-29 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cryopump and method for regeneration
CN115295176A (en) * 2022-08-09 2022-11-04 中国科学院合肥物质科学研究院 Tokamak divertor particle removing equipment

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