JPH04109482U - クライオポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 被排気容器内の常温部から受ける熱輻射を最
少に抑え、冷凍損失が少なく、排気速度の高いクライオ
ポンプを提供する。 〔構成〕 第一段コールドパネル２の開口部に設けられ
ている傾斜角θのバッフル１１のバッフル部材１２の第
二段コールドパネル３側の端部にクライオポンプの中心
線に平行な熱遮蔽部材１３を設けたものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はクライオポンプに関し、特にそのバッフルの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のクライオポンプの一例は図４に示すように、被排気容器の排気口８に一 端が接続され、図示しない粗引き用真空ポンプに接続されている排気管９を有す るケーシング１と、このケーシング１の底面に設けられ、ギフォード・マクマホ ンサイクル、スターリングサイクル等を利用して高圧のヘリウムの断熱膨張を利 用した冷凍機６と、前記ケーシング１内に設けられ、前記冷凍機６のコールドヘ ッド７の第一冷凍ステージ７ａに取付けられた上向きの有底円筒形の第一段コー ルドパネル２と、前記コールドヘッド７の先端に前記第一段コールドパネル２と 同心状に第二冷凍ステージ７ｂに取付けられた下向きの有底円筒形の第二段コー ルドパネル３と、この第二段コールドパネル３の表面に接着された活性炭４と、 前記第一段コールドパネル２の上面の開口部に設けられ、一定傾斜角を持って同 心状に配置された截頭円錐形の環状の複数のバッフル部材１０で構成されたバッ フル５とからなるものである。

【０００３】 このバッフル５は図３の断面図のように、バッフル部材１０がクライオポンプ の中心線の両側でそれぞれ内側に傾斜角θだけ傾斜して設けられている。この各 バッフル部材１０はそれぞれが直線で平行した状態でも良く、又クライオポンプ の中心線を中心とした同心状に配置されたものでも良い。

【０００４】 このような構造のクライオポンプは前記冷凍機６により前記第一段コールドパ ネル２とバッフル５とは約７０Ｋに冷却され、第二段コールドパネル３は約１５ Ｋに冷却されている。

【０００５】 このように構成されているクライオポンプの動作は、被排気容器内の残留気体 分子をバッフル５の開口部を通してケーシング１内に導き、約７０Ｋに冷却され ている第一段コールドパネル２とバッフル５で水蒸気等の蒸気圧の低い気体を凝 縮凍結し、水蒸気等が除かれた気体分子は約１５Ｋに冷却されている第二段コー ルドパネル３でＮ₂ 、Ｏ₂ 及びＡｒ等の気体を凝縮凍結し、更に第一段及び第二 段コールドパネル２、３で凝縮凍結が不可能なＮｅ、Ｈ₂ 及びＨｅは第二段コー ルドパネル３と共に約１５Ｋに冷却されている活性炭４により低温吸着される。

【０００６】 このようなクライオポンプに使用されている従来のバッフル５は図３の断面図 で示すように各バッフル部材１０はクライオポンプの中心線に垂直な平面１４に 対して一定の傾斜角θで傾斜して設けられている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

第二段コールドパネル３の上面は被排気容器内の常温部からの熱輻射の受熱面 となり、しかもこの第二段コールドパネル３の取付けられている第二冷凍ステー ジ７ｂの冷凍能力は小さい。熱輻射を小さくするためには、バッフル５のバッフ ル部材１０はその傾斜角θを小さくしなければならない。

【０００８】 しかし、傾斜角θを小さくすると、進入する気体分子はバッフル５を通過し難 くなり、結局排気速度が低下してしまう。

【０００９】 この問題を避けるために傾斜角θを大きくすると、上述の第二段コールドパネ ル３への熱輻射が大きくなり、冷凍効率の低下を来す。

【００１０】 本考案は上述の問題を解決し、排気速度の低下を防止したクライオポンプを提 供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上述の課題を解決するために、極低温小型冷凍機６を寒冷発生源とし、この冷 凍機６のコールドヘッド７に設けられた第一冷凍ステージ７ａに取付けられた第 一段コールドパネル２の開口部に設けられるバッフル１１を有するクライオポン プにおいて、バッフル１１を構成する各バッフル部材１２はクライオポンプの中 心線に垂直な平面１４に対して或る傾斜角θで傾斜していると共に、クライオポ ンプ側の端部には前記平面１４に対して垂直な熱遮蔽部材１３が設けられている 。

【００１２】

【実施例】

図１は本考案によるクライオポンプの断面図である。このクライオポンプはバ ッフル１１以外は前述の図４の従来のクライオポンプと同じであるので、同じ部 分の説明は省略する。

【００１３】 バッフル１１を構成しているバッフル部材１２はクライオポンプの中心線に垂 直な平面１４に対して一定の傾斜角θだけ傾斜して設けられているが、クライオ ポンプ側の端部には熱遮蔽部材１３が前記平面１４に垂直に設けられている。

【００１４】 この熱遮蔽部材１３により、各バッフル部材１２の傾斜に沿ってクライオポン プ側に延長した面と第二段コールドパネル３の上面との交差するところ（図２の ａ₁ 、ａ₂ 、・・・）から熱遮蔽部材１３のクライオポンプ側に延長した面と第 二段コールドパネル３の上面との交差するところ（図２のｂ₁ 、ｂ₂ 、・・・） までの間（図２のａ₁ ｂ₁ 間、ａ₂ ｂ₂ 間、・・・）の第二段コールドパネル３ の上面においては、被排気容器内の常温部との輻射伝熱量計算上の形態係数が小 さくなる。このため、常温部からの第二段コールドパネル３への熱輻射は小さく なる。

【００１５】 一方、熱遮蔽部材１３は気体分子の流れと平行になるように取付けられている ため、気体分子の流れを妨害せず、排気速度はほとんど低下しない。

【００１６】 バッフル部材１０、１２の傾斜角θを４５°とした場合、本考案による図２の バッフル１１を使用したクライオポンプと、図３の従来のバッフル５を使用した クライオポンプとを比較すると、排気速度に関してはほとんど同じであり、常温 部からの第二段コールドパネル３への熱輻射に関しては本考案のクライオポンプ の方が約２０％小さくなる。

【００１７】

【考案の効果】

上述のようにクライオポンプの排気速度をほとんど低下させずに常温部からの 第二段コールドパネル３への熱輻射を小さく出来るので、第二段コールドパネル ３への熱輻射が等しいクライオポンプを製作する場合、クライオポンプを小型化 することが出来る。

【００１８】 又、熱輻射が小さいため、冷凍機の冷凍損失が少なくなり、クライオポンプの 高性能化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のクライオポンプの縦断面図である。

【図２】本考案のクライオポンプのバッフルの縦断面図
である。

【図３】従来のクライオポンプのバッフルの縦断面図で
ある。

【図４】従来のクライオポンプの縦断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 第一段コールドパネル ３ 第二段コールドパネル ４ 活性炭 ６ 冷凍機 ７ コールドヘッド ７ａ 第一冷凍ステージ ７ｂ 第二冷凍ステージ ８ 排気口 ９ 排気管 １１ バッフル １２ バッフル部材 １３ 熱遮蔽部材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 極低温小型冷凍機を寒冷発生源とし、こ
   の冷凍機のコールドヘッドに設けられた第一冷凍ステー
   ジに取付けられた第一段コールドパネルの開口部に設け
   られるバッフルを有するクライオポンプにおいて、バッ
   フルを構成する各バッフル部材はクライオポンプの中心
   線に垂直な平面に対して或る傾斜角で傾斜していると共
   に、クライオポンプ側の端部には前記平面に対して垂直
   に熱遮蔽部材が設られていることを特徴とするクライオ
   ポンプ。