JPH0361745A

JPH0361745A - 冷凍機で運転される装置

Info

Publication number: JPH0361745A
Application number: JP2067390A
Authority: JP
Inventors: Wilhelm Strasser; ヴイルヘルム・シュトラツサー
Original assignee: Leybold AG
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1989-03-18
Filing date: 1990-03-19
Publication date: 1991-03-18
Also published as: US5056319A

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】本発明は冷凍機で運転される装置であって、（イ）冷却
しようとする構成部材を受容するケーシングと、（ロ）冷凍機ケーシングと結合された、前記ケーシング
に設けられた接続管と、（ハ）冷凍機ケーシングと接続管を通して延び、少なく
とも１つの円筒形の作業室と該作業室内で振動する押除
は体とを有し、冷たい端部で前記ケーシング内にある構
成部材を保持している冷温発生器と、（ニ）冷凍機から発生した振動を前記ケーシングに伝達
することを阻止する減衰装置とを有している形式のもの
、例えばクリオポンプクリオスタット又はそれに類似し
たものに関する。

冷凍機はサーモダイナミック式の回路プロセスが経過す
る温度冷凍機である（例えばｕｓ−ｐｓ第２９０６１０
１号参照）。単段の冷凍機は押除は体を有する円筒形の
作業室を備えている。

作業室は所定の形式で択一的に高圧及び低圧ガス源と接
続されるので、押除は体の往復運動の間にサーモダイナ
ミック式の回路プロセスが経過する　Ｓｔｉｒｌｉｎｇ
プロセス、Ｇｉｆｆｏｒｄ／ＭｃＭａｈｏｎプロセス又
はそれに類似したもの）。その結果、室の所定の範囲か
らは熱が奪われる。このような形式の２段の冷凍機と作
業ガスとしてのへリュームではほぼＩＯＫまでの温度が
生ぜしめられる。

クリオポンプとクリオスタットは前記形式の冷凍機で運
転される。通常は冷凍機はケーシングでクリオポンプ又
はクリオスタットのケーシングに接続されている。冷凍
機は通常は２段階に構成されている。本発明は冷凍機ケ
ーシングをクリオボンブ、クリオスタット又はそれに類
似したもののケーシングに連結する問題を含んでいる。

２段の冷凍機で運転されるクリオボンブにおいては第１
の温度の高い方の段は鉢形のポンプ面を有している。該
ポンプ面は同時に第２の温度の低い方のポンプ面のため
の放射遮蔽板の機能を有している。第１と第２の段の作
業室内にある押除は体は振動する運動を行う。この振動
の振幅は通常は数ヘルツ、例えば２〜３ヘルツである。

これによって冷凍機からポンプケーシングを介してポン
プケーシングに接続された排気鐘に伝達される振動が発
生する。多くの場合、例えばクリオポンブを電子顕微鏡
に使用した場合にはこの振動は有害である。したがって
減衰装置を設けることが既に提案されている。この減衰
装置は振動が冷凍機からポンプゲージングに固定された
排気鐘に伝達されることを阻止する。ＤＥ−Ｏ８３６９
０４７７号及びＵＳ−Ｐ８４３６３２１７号に開示され
た減衰装置はベローシステムを有し、該ベローシステム
はエラストマのような減衰部材、ベローを取囲む減衰材
料、線材懸吊システム、磁界等に組合わされている。こ
のような減衰装置は技術的に費用がかかり、スペースを
取る。

ＥＵ−Ａ−１９４２６号によればクリオポンブをばねベ
ローで所属の排気鐘に懸垂することが公知である。この
解決策も費用のかかる、敏感なベローの使用を前提とし
ている。さらにこの解決策は押除は体運動がばねベロー
の軸線内で行われると使用することができない。

発明が解決しようとする問題点本発明が解決しようとする問題点は、冒頭に述べた形式
の冷凍機で運転される装置に、きわめて簡単で、それに
も拘わらず有効な減衰装置を設けることである。

問題を解決するための手段本発明が解決しようとする問題点はクリオポンブ、クリ
オスタット又はそれに類似したもののケーシングに設け
られた接続管又は該接続管に接続された冷凍機ケーシン
グがそれぞれの縦軸線に関して横方向に分割されており
、横方向の分割により生じた区分がゴム弾性的な材料か
ら成るリングを介して互いに結合されていることにより
解決された。

発明の効果このような技術的に簡単な解決策においてはゴム弾性的
な材料から成るリングは２つの機能を持つ。リングは１
つは減衰体の機能を持ち、他面においてはリングを用い
て、横方向の分割により生じた両方の区分の真空密な結
合を保証する。

リングのための材料としてはペルブナン、ゴム（天然ゴ
ム、シリコンゴム）、ポリウレタン等を使用することが
できる。重要であることは冷凍機により生ぜしめられた
振動が使用される材料のゴム弾性的又はエラストマ的な
特性に基づきポンプケーシングの上に伝達されないこと
である。このためには使用された材料のエラストマ的な
特性は振動系の質量に合わせられなければならない。

本発明の他の利点は第１図と第２図に示されたクリオポ
ンプを用いて説明する。

第１図に示されたケーシング２を有するクリオボンブは
２段の冷凍機３を有している。この冷凍機３の冷凍段の
第１の高温側の段は符号４でかつ第２の低温側の段は符
号５で示されている。第１段４には鉢形のポンプ面６が
良好に熱を伝導するように固定されている。したがって
ポンプ面６はこれによって保持されたバッフル７と一緒
になってポンプの内室８を取囲んでいる。内室８には冷
凍機３の第２の低温段５と良好に熱を導えるように結合
されたポンプ面９がある。クリオポンプ１のケーシング
２はフランジ１１を備え、該フランジ１１はクリオポン
プの入口開口を形成し、これで図示されていない排気鐘
に、例えば弁を介在させて接続されている。

ポンププロセスの間はより高く沸騰するガスはバッフル
７と鉢形のポンプ面６にたまる。沸騰点の低い方のガス
、有利にはアルゴンと軽いガス、有利には水素はバッフ
ル７を通って内室８に達する。ポンプ面９はこのガスを
ためる働きを持つ。

ポンプケーシング２は接続管１２を備え、該接続管１２
にはフランジ１３が設けられているこのフランジ１３に
は冷凍機３の円筒形のケーシング１４がフランジ１５で
真空密に固定されている。冷凍段４．５は軸方向に円筒
形の冷凍機ケーシング１４と接続管１２とを通ってポン
プケーシング２の内室８まで延びている。

図示の実施例では冷凍段４．５の直ぐ下に制御装置１６
がある。この装置は冷凍段４，５における押除は体１７
．１８のための作業室と駆動装置とに作業ガスを供給す
る働きを持つ。作業ガスは図示されていないコンプレッ
サで準備される。

第１図のクリオポンブでは冷凍機３のケーシング１４は
第１の冷凍段４の高さでその縦軸線に関して横方向に分
割されている。これによって形成された互いに間隔をお
いたケーシング区分２１と２２はゴム弾性的な材料から
成る横断面が方形であるリング２３により互いに結合さ
れている。リング２３は両方のケーシング区分２１．２
２を分離個所２４の範囲で取囲んでいる。リング２３の
内面はケーシング区分２１゜２２の外面と接着又は加硫
により結合されている。さらにリング２３は一同様に接
着又は加硫により一管２６で被覆されている。これによ
ってダブルスラストばねエレメントが形成されている。

リング２３はそれに望まれる両方の機能減衰作用を有す
る真空密な結合を充たす。振動する系（制御装ｆｔ１６
、冷凍段４と５、ポンプ面６と８、バッフル７を有する
冷凍機）は、リング２３が存在していることに基づき、
ケーシング区分２１、ひいてはポンプケーシング２に伝
達されない。分離個所２４は接続管１２の範囲に位置し
ていてもよい。

リング２３の減衰作用は一方では選択された材料の特性
（弾性、減衰性）と幾何学的な形状（ばね剛さとに関連
し、他方では振動する系の質量に関連する。質量の増大
により、振動系の固有周波数ωＣが減少させられ、これ
によりアンダクリティ力ルな規定（ω／ωＣく１）の場
合には衝撃の通過性が減少させられる。ωは励起回路周
波数、すなわち振動する押除は体の周波数である。

したがって以上記載した理由から、振動系に付加重りを
備えることが有利である。第１図には付加重り２５が示
されている。該付加重り２５はリング状の形状を有し、
エラストマリング２３を外側の管２６と一緒に無接触で
取囲んでいる。付加重り２５は冷凍機ケーシング１４の
下方のケーシング区分２２のフランジ２７に支えられ、
振動系の構成部分を成している。このような付加重りは
多くのスペースを取らず、制御装置１６が別個に配置さ
れ、制御装置の質量が振動系の構成要素でない場合に特
に有利である。

第２図の実施例においては冷凍機ケーシング１４の下方
のケーシング区分２２は分離個所２４に、半径方向外方
へ延びるリング円板２８を備えている。このリング円板
２８の外縁は冷凍機ケーシング１４の上方のケーシング
区分２１を同心的に取り囲む管区分２９を保持している
。エラストマリング２３は管区分２１と２９とにより形
成されたリング室３１内にある。エラストマリング２３
の外面は管区分２９の内面と接着又は加硫により結合さ
れている。これはエラストマリング２３の内面とケーシ
ング区分２１の外面とにもあてはまる。クリオポンプの
運転中はエラストマリング２３はせん断力にさらされる
。リング材料とエラストマリング２３の高さを適当に選
択することにより良好なばね特性と減衰特性とが得られ
る。

第２図においては管区分２１と２９はクリオポンプが停
止している場合にとる相対位置で示されている。この位
置では管区分２９における内周溝３３内にある締付はリ
ング３２が管区分２１に例えば溶接で固定されたリング
円板３４の外側の縁部に支持される。締付はリング３２
とリング円板３４はエラストマリング２３により形成さ
れたスラストばねを完全に排気した場合に発生する力の
約８０〜９０％にバイアスをかけた位置に保つ役目を有
している。

このような形式の減衰装置を有するクリオポンブが運転
されると、ポンプケーシング内に発生した真空は、バア
イアス力を越えたあとで、締付はリング３２とリング円
板３４との間に、発生する振動の振幅を制限しないよう
な大きさの間隙を生せしめる。前記バイアスによっては
真空力に基づきケーシング２内にある構成部材が移動す
る程度がきわめて小さくなり、ひいてはエラストマリン
グ２３の材料としてきわめてやわらかい材料を選ぶこと
ができる。さらに付加的に振動を減衰させる付加的な手
段を設けることも有利である。この付加的な手段は一方
では振動系の一部にかつ他方では不動な系の一部に支え
られる必要がある。第１図に示された実施例では定置の
フランジ継手（１３／１５）と振動するリング２３の上
縁との間に減衰部材、例えば金属棉から成るリング３７
が設けられている。この減衰部材は簡単で減衰性がよく
、しかも不都合に大きいスペースを必要としない。

第２図の実施例ではさらにほぼリング状のダイヤフラム
３６が設けられている。このダイヤフラムはエラストマ
リング２３の下側にあり、その内縁はケーシング区分２
１と結合され、外縁は管区分２９と結合されている。こ
の結合は例えば溶接で行うことができる。このようなダ
イヤフラムはエラストマリング２３の材料をポンプ内に
達する攻撃性のガスから保護する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の複数の実施例を示すものであって、第１
図は本発明の減衰装置を有するクリオボンブを示した図
、第２図は本発明の減衰装置の別の実施例を示した図で
ある。１・・・クリオボンブ、２・・・ケーシング、３・・・
冷凍機、４．５・・・冷凍段、６・・・ポンプ面、７・
・・バッフル、８・・・内室、９・・・ポンプ面、１１
・・・フランジ、１２・・・接続管、１３・・・フラン
ジ、１４・・・ケーシング、１５・・・フランジ、１６
・・・制御装置１７．１８・・・押除は体、２１．２２
・・・ケーシング区分、２３・・・エラストマリング、
２４・・・分離個所、２５・・・付加重り、２６・・・
管、２７・・・フランジ、２８・・・リング円板、２９
・・・管区分、３２・・・締付はリング、３３・・・溝
、３４・・・リング円板、３６・・・ダイヤフラム］ぶ１図

Claims

【特許請求の範囲】１、冷凍機（３）で運転される装置（１）であって、（イ）冷却しようとする構成部材（６、９）を受容する
ケーシング（２）と、（ロ）冷凍機ケーシング（１４）と結合された、前記ケ
ーシング（２）に設けられた接続管（１２）と、（ハ）冷凍機ケーシング（１４）と接続管（１２）を通
して延び、少なくとも１つの円筒形の作業室と該作業室
内で振動する押除け体（１７、１８）とを有し、冷たい
端部で前記ケーシング（２）内にある構成部材（６、９
）を保持している冷温発生器（４、５）と、（ニ）冷凍
機（３）から発生した振動を前記ケーシング（２）に伝
達することを阻止する減衰装置（１２）とを有している
形式のものにおいて、前記ケーシング（２）に設けられた接続管（１２）又は
それに接続された冷凍機ケーシング（１４）がそれぞれ
の長手軸線に関して横方向に分割されており、横方向の
分割により生じた両方の区分（２１、２２）がゴム弾性
的な材料から成るリング（２３）で互いに結合されてい
ることを特徴とする、冷凍機で運転される装置。２、前記リング（２３）が両方の区分（２１、２２）を
分離個所（２４）で掴んでおり、その外側が管（２６）
で覆われている、請求項１記載の装置。３、両方の区分（２１、２２）の一方が管区分（２９）
を備え、該管区分（２９）が他方のケーシング区分（２
２もしくは２１）を同心的に取囲み、外側の管区分（２
９）と内側の管区分（２１、２２）との間に形成された
リング室（３１）内にエラストマリング（２３）がある
、請求項１記載の装置。４、振動する系が付加的な重り（２５）を備えている、
請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。５、付加的な重り（２５）がリング状の形を有し、エラ
ストマリング（２３）を取囲んでいる、請求項４記載の
装置。６、振動する系にストッパ（３２、３４）が設けられて
いる、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。７、ストッパ（３２、３４）が外側の管区分（２９）に
固定されたクランプリングと内側のケーシング区分（２
１、２２）に固定されたリング円板（３４）から形成さ
れている、請求項２及び６記載の装置。８、エラストマリング（２３）の、冷凍機ケーシング（
１４）の内室に面した表面が、ダイヤフラム（３６）で
覆われている、請求項１から７までのいずれか１項記載
の装置。９、リング（２３）がペルブナンゴム、ポリウレタン又
はそれに似た材料から成っている、請求項１から８まで
のいずれか１項記載の装置。１０、リング（２３）が接着又は加硫で隣接するケーシ
ングもしくは管区分（２１、２２、２６、２９）と結合
されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の
装置。１１、不動の部分（１３、１５）と振動する部分（２３
）とに支えられた付加的な減衰部材（３７）が設けられ
ている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装
置。１２、クリオポンプとして構成され、冷凍機（３）が２
つの冷凍段（４、５）を有し、第１の冷凍段（４）に鉢
形のポンプ面（６）が良好に熱を導くように固定されて
おり、第２の冷凍段（５）にポンプ室（８）内にあるポ
ンプ面（９）が良好に熱を導くように固定されており、
ケーシング区分（２１、２２）の間の分離個所（２４）
およびエラストマリング（２３）が第１の冷凍段の高さ
にある、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装
置。