JPH0718410B2 - クライオポンプ - Google Patents
クライオポンプInfo
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- JPH0718410B2 JPH0718410B2 JP62248557A JP24855787A JPH0718410B2 JP H0718410 B2 JPH0718410 B2 JP H0718410B2 JP 62248557 A JP62248557 A JP 62248557A JP 24855787 A JP24855787 A JP 24855787A JP H0718410 B2 JPH0718410 B2 JP H0718410B2
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- gas
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- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 22
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 22
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- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 13
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Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、水素ガス、ヘリウムガス、ネオンガスに対す
る排気速度を改良したクライオポンプに関するものであ
る。
る排気速度を改良したクライオポンプに関するものであ
る。
（従来の技術と本発明が解決しようとする問題点） クライオポンプは、極低温面に気体を凝縮あるいは吸着
させて排気を行うポンプであるが、排気すべき気体の蒸
気圧により排気のメカニズムが異なるので、あらゆる気
体を排気するために温度および表面材質の異なるいくつ
かの極低温の排気面を設ける必要がある。特に、水素、
ヘリウム、ネオンの３種の気体（以後水素等という）は
蒸気圧が比較的高いため、通常極低温に冷却された活性
炭などの吸着材の表面を排気面として用いている。
させて排気を行うポンプであるが、排気すべき気体の蒸
気圧により排気のメカニズムが異なるので、あらゆる気
体を排気するために温度および表面材質の異なるいくつ
かの極低温の排気面を設ける必要がある。特に、水素、
ヘリウム、ネオンの３種の気体（以後水素等という）は
蒸気圧が比較的高いため、通常極低温に冷却された活性
炭などの吸着材の表面を排気面として用いている。
しかしながら、これらの気体に対する排気能力は、吸着
材の表面温度が高くなると著しく低下するので、クライ
オポンプ外部からの輻射熱の曝露を防ぐため、他の極低
温面で覆われた内部に吸着材面を設ける必要がある。ま
た、吸着材表面に水素等以外の気体が大量に凝縮した場
合には、当該水素等に対する吸着材の排気能力が損なわ
れることから、この凝縮した望ましくない気体の大量の
曝露から吸着材表面を保護するために吸着材表面を他の
極低温面で覆う必要がある。
材の表面温度が高くなると著しく低下するので、クライ
オポンプ外部からの輻射熱の曝露を防ぐため、他の極低
温面で覆われた内部に吸着材面を設ける必要がある。ま
た、吸着材表面に水素等以外の気体が大量に凝縮した場
合には、当該水素等に対する吸着材の排気能力が損なわ
れることから、この凝縮した望ましくない気体の大量の
曝露から吸着材表面を保護するために吸着材表面を他の
極低温面で覆う必要がある。
このような理由から、従来のクライオポンプでは第３図
に示すように活性炭面を出来るだけ他のクライオパネル
で覆われた内部に配置するのが通常であった。
に示すように活性炭面を出来るだけ他のクライオパネル
で覆われた内部に配置するのが通常であった。
第２図は従来のクライオポンプの構成を示している。
ポンプ容器１に気密に取り付けられた冷凍機２の第１ス
テージ2aには約80Kの低温に冷却される輻射シールド４
が取り付けられている。そして、この輻射シールド４の
開口部７には必要に応じてルーバー３が取り付けられ、
約80Kの低温に冷却される。
テージ2aには約80Kの低温に冷却される輻射シールド４
が取り付けられている。そして、この輻射シールド４の
開口部７には必要に応じてルーバー３が取り付けられ、
約80Kの低温に冷却される。
また、冷凍機２の第２ステージ2bには、約15Kに冷却さ
れる１対のクライオパネルである凝縮パネル５および活
性炭パネル６が取り付けられている。活性炭パネル６の
内側には活性炭6aが熱伝導の良好な接着材などにより貼
り付けられ、水素等の気体は、この活性炭6aに凝結し排
気される。
れる１対のクライオパネルである凝縮パネル５および活
性炭パネル６が取り付けられている。活性炭パネル６の
内側には活性炭6aが熱伝導の良好な接着材などにより貼
り付けられ、水素等の気体は、この活性炭6aに凝結し排
気される。
本構成によれば、開口部７からポンプ容器１内に入射す
る室温壁からの輻射熱は、ルーバー３及び凝縮パネル５
によって遮られるので活性炭6aに達することはなく活性
炭6aの表面の温度上昇を防止できる。また、水素等以外
の気体は、活性炭6aに到達する前に凝縮パネル５または
活性炭パネル６の外側に少なくとも一度は衝突し凝縮さ
れるので、活性炭6aに到達することはなく、従って活性
炭を目ずまりさせることはない。
る室温壁からの輻射熱は、ルーバー３及び凝縮パネル５
によって遮られるので活性炭6aに達することはなく活性
炭6aの表面の温度上昇を防止できる。また、水素等以外
の気体は、活性炭6aに到達する前に凝縮パネル５または
活性炭パネル６の外側に少なくとも一度は衝突し凝縮さ
れるので、活性炭6aに到達することはなく、従って活性
炭を目ずまりさせることはない。
しかしながら、このように活性炭面を凝縮パネル５及び
活性炭パネル６で囲まれた内部に配置しているために、
活性炭面に水素等の気体が到達し排気されるためには、
気体通路９を通り、更に狭いクライオパネル開口部８を
通り抜けなければならず、従ってこれらの気体に対する
排気速度が小さいという欠点があった。
活性炭パネル６で囲まれた内部に配置しているために、
活性炭面に水素等の気体が到達し排気されるためには、
気体通路９を通り、更に狭いクライオパネル開口部８を
通り抜けなければならず、従ってこれらの気体に対する
排気速度が小さいという欠点があった。
そこで上記欠点である水素等の気体に対する排気速度を
改善するためのものとして、第３図に示すクライオポン
プが実用化されている。
改善するためのものとして、第３図に示すクライオポン
プが実用化されている。
当該クライオポンプは、活性炭パネル６をポンプ容器１
の下端に向かって放射状に設置したものであり、水素等
の気体が活性炭6aに到達する経路は比較的短く、排気速
度の点については改善されているが、水素等以外の気体
が活性炭6aに到達する可能性が大きく、特にスパッタリ
ングに用いた場合等には、大量のArが活性炭を目づまり
させて水素等の気体に対しての排気能力を失わせる欠点
がある。即ち、80Kの温度で凝縮排気されないAr等の気
体は、輻射シールド４に衝突した後、再放出されて活性
炭6aに容易に到達してしまう。
の下端に向かって放射状に設置したものであり、水素等
の気体が活性炭6aに到達する経路は比較的短く、排気速
度の点については改善されているが、水素等以外の気体
が活性炭6aに到達する可能性が大きく、特にスパッタリ
ングに用いた場合等には、大量のArが活性炭を目づまり
させて水素等の気体に対しての排気能力を失わせる欠点
がある。即ち、80Kの温度で凝縮排気されないAr等の気
体は、輻射シールド４に衝突した後、再放出されて活性
炭6aに容易に到達してしまう。
（発明の目的） 本発は水素等以外の気体による目づまりりを防止すると
ともに、上記水素等の気体に対する排気速度を向上させ
たクライオポンプを提供することを目的としている （問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明は、開口部を有す
るポンプ容器内に設けられた冷凍機で所定の極低温に冷
却される輻射シールドと、その開口部に設けられたルー
バーとで囲まれる空間の内部に、前記輻射シールドの温
度よりもさらに低い温度にその冷凍機で冷却される凝縮
パネルおよびそれに連結する活性炭パネルを備え、約15
K以上の温度で凝縮する気体はこれを凝縮パネルに凝縮
付着させ、約15K以上の温度では凝縮しない水素等の気
体を活性炭パネルの表面の活性炭に吸着させて排気する
クライオポンプにおいて、 前記輻射シールドの内面に沿う態様で、かつ、ルーバー
を有するポンプ開口部に向かって開口する態様に、前記
凝縮パネルを配置するとともに、前記凝縮パネルに連結
して、前記活性炭パネルを設け、該ポンプ開口部および
前記ルーバーおよび前記輻射シールドからは直接見えな
い位置の前記活性炭パネル上に活性炭を配置し、かつ、
前記凝縮パネルと該活性炭パネルの間に間隙を設けて、
ポンプ開口部から前記ルーバーを通り抜けて入った気体
が、前記活性炭に到達する前に前記凝縮パネルもしくは
前記活性炭パネルの活性炭の配置されてない面上、又は
その両者に少なくとも１度入射するように各パネルを構
成している。
ともに、上記水素等の気体に対する排気速度を向上させ
たクライオポンプを提供することを目的としている （問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明は、開口部を有す
るポンプ容器内に設けられた冷凍機で所定の極低温に冷
却される輻射シールドと、その開口部に設けられたルー
バーとで囲まれる空間の内部に、前記輻射シールドの温
度よりもさらに低い温度にその冷凍機で冷却される凝縮
パネルおよびそれに連結する活性炭パネルを備え、約15
K以上の温度で凝縮する気体はこれを凝縮パネルに凝縮
付着させ、約15K以上の温度では凝縮しない水素等の気
体を活性炭パネルの表面の活性炭に吸着させて排気する
クライオポンプにおいて、 前記輻射シールドの内面に沿う態様で、かつ、ルーバー
を有するポンプ開口部に向かって開口する態様に、前記
凝縮パネルを配置するとともに、前記凝縮パネルに連結
して、前記活性炭パネルを設け、該ポンプ開口部および
前記ルーバーおよび前記輻射シールドからは直接見えな
い位置の前記活性炭パネル上に活性炭を配置し、かつ、
前記凝縮パネルと該活性炭パネルの間に間隙を設けて、
ポンプ開口部から前記ルーバーを通り抜けて入った気体
が、前記活性炭に到達する前に前記凝縮パネルもしくは
前記活性炭パネルの活性炭の配置されてない面上、又は
その両者に少なくとも１度入射するように各パネルを構
成している。
（作用） 上記のような構成にしているので、活性炭面は直接輻射
シールドあるいはポンプ開口部のいかなる部分からも見
えない位置に配置されているため、水素等以外の気体が
活性炭に到達する前に、必ず凝縮パネルあるいは活性炭
パネルにおいて、活性炭を貼り付けていない表面に衝突
し、凝縮排気される。また、室温からの輻射熱あるいは
約80Kの輻射シールドまたはルーバーからの輻射熱を活
性炭が浴びることがない。
シールドあるいはポンプ開口部のいかなる部分からも見
えない位置に配置されているため、水素等以外の気体が
活性炭に到達する前に、必ず凝縮パネルあるいは活性炭
パネルにおいて、活性炭を貼り付けていない表面に衝突
し、凝縮排気される。また、室温からの輻射熱あるいは
約80Kの輻射シールドまたはルーバーからの輻射熱を活
性炭が浴びることがない。
さらに、ポンプ開口部に面して活性炭に通じる間隙を設
けているので、水素等の気体に対する排気速度を大きく
することができる。
けているので、水素等の気体に対する排気速度を大きく
することができる。
（実施例） 第１図は本発明一の実施例を示したものである。なお、
従来技術において説明した構成部材と同一のものについ
ては同一符号を使用し、それについての詳細な説明は省
略する。
従来技術において説明した構成部材と同一のものについ
ては同一符号を使用し、それについての詳細な説明は省
略する。
ポンプ容器１に気密に取り付けられた冷凍機２の第１冷
凍ステージ2aには約80Kの低温冷却される輻射シールド
４が取り付けられている。そして、更に輻射シールド４
のポンプ開口部７に面した側には、必要に応じてルーバ
ー３が取り付けられ、約80Kの低温に冷却されている。
冷凍機２の第２冷凍ステージ2bには、約15Kに冷却され
る凝縮パネル５が取り付けられている。当該凝縮パネル
５は、輻射シールド４に近接して輻射シールド４の内側
に沿って配置され、同じく第２冷凍ステージ2bに取り付
けられた活性炭パネル６を囲むように構成されている。
活性炭パネル６には、活性炭6aが熱伝導の良好な接着剤
によって貼り付けられ、水素、ヘリウム、ネオンなどの
気体の排気に寄与する。
凍ステージ2aには約80Kの低温冷却される輻射シールド
４が取り付けられている。そして、更に輻射シールド４
のポンプ開口部７に面した側には、必要に応じてルーバ
ー３が取り付けられ、約80Kの低温に冷却されている。
冷凍機２の第２冷凍ステージ2bには、約15Kに冷却され
る凝縮パネル５が取り付けられている。当該凝縮パネル
５は、輻射シールド４に近接して輻射シールド４の内側
に沿って配置され、同じく第２冷凍ステージ2bに取り付
けられた活性炭パネル６を囲むように構成されている。
活性炭パネル６には、活性炭6aが熱伝導の良好な接着剤
によって貼り付けられ、水素、ヘリウム、ネオンなどの
気体の排気に寄与する。
凝縮パネル５と活性炭パネル６との間には、活性炭パネ
ル開口部８がポンプ開口部７方向に向かって確保され、
上記水素等の気体が活性炭6aへ到達する通路となる。活
性炭6aは活性炭パネル６の全面に貼り付けられる訳では
なく、活性炭面のいづれの部分もポンプ開口部７、ルー
バー３、および輻射シールド４の上端部からポンプ容器
１内を見たとき、活性炭パネル６に隠れて見えない部
分、すなわち、凝縮パネル５の上端部と活性炭パネル６
の端部とを結んだ破線10、11より上側の活性炭パネル６
と凝縮パネル５で囲まれた内側に貼り付けられる。ま
た、輻射シールド４の側面や下端部からは、凝縮パネル
５によって遮られて活性炭面のいづれも見えない。
ル開口部８がポンプ開口部７方向に向かって確保され、
上記水素等の気体が活性炭6aへ到達する通路となる。活
性炭6aは活性炭パネル６の全面に貼り付けられる訳では
なく、活性炭面のいづれの部分もポンプ開口部７、ルー
バー３、および輻射シールド４の上端部からポンプ容器
１内を見たとき、活性炭パネル６に隠れて見えない部
分、すなわち、凝縮パネル５の上端部と活性炭パネル６
の端部とを結んだ破線10、11より上側の活性炭パネル６
と凝縮パネル５で囲まれた内側に貼り付けられる。ま
た、輻射シールド４の側面や下端部からは、凝縮パネル
５によって遮られて活性炭面のいづれも見えない。
このような構成によれば、従来問題とされていた活性炭
の目づまりに対して、輻射シールド４、ルーバー３、ポ
ンプ開口部７から活性炭面が直接見えない構造となって
いるため、水素等以外の気体は、活性炭面に達する前に
必ず凝縮パネル５または活性炭パネル６における活性炭
6aを貼り付けていない部分に衝突して、凝固排気される
ためこれらの気体が活性炭面に到達することはなく、活
性炭の目づまりを防止することができる。また、水素等
の気体が活性炭面に到達するための活性炭パネル開口部
８がポンプ開口部７に面して配置されているため、水素
等の気体に対するコンダクタンスが大きく、従って排気
速度を向上させることが可能である。
の目づまりに対して、輻射シールド４、ルーバー３、ポ
ンプ開口部７から活性炭面が直接見えない構造となって
いるため、水素等以外の気体は、活性炭面に達する前に
必ず凝縮パネル５または活性炭パネル６における活性炭
6aを貼り付けていない部分に衝突して、凝固排気される
ためこれらの気体が活性炭面に到達することはなく、活
性炭の目づまりを防止することができる。また、水素等
の気体が活性炭面に到達するための活性炭パネル開口部
８がポンプ開口部７に面して配置されているため、水素
等の気体に対するコンダクタンスが大きく、従って排気
速度を向上させることが可能である。
（発明の効果） 本発明によると、水素等以外の気体を活性炭面に達する
前段階の活性炭パネルで凝縮排気することによって、活
性炭の目ずまりを防止するとともに、上記水素等の気体
に対するクライオポンプの排気速度を向上させることが
できる。
前段階の活性炭パネルで凝縮排気することによって、活
性炭の目ずまりを防止するとともに、上記水素等の気体
に対するクライオポンプの排気速度を向上させることが
できる。
第１図は本発明の実施例を示したクライオポンプの概略
図、第２図及び第３図は従来のクライオポンプの概略図
である。 １……ポンプ容器、２……冷凍機、2a……第１冷凍ステ
ージ、2b……第２冷凍ステージ、３……ルーバー、４…
…輻射シールド、５……凝縮パネル、６……活性炭パネ
ル、７……開口部、10、11……見込み線。
図、第２図及び第３図は従来のクライオポンプの概略図
である。 １……ポンプ容器、２……冷凍機、2a……第１冷凍ステ
ージ、2b……第２冷凍ステージ、３……ルーバー、４…
…輻射シールド、５……凝縮パネル、６……活性炭パネ
ル、７……開口部、10、11……見込み線。
Claims (1)
- 【請求項１】開口部を有するポンプ容器内に設けられた
冷凍機で所定の極低温に冷却される輻射シールドと、該
開口部に設けられたルーバーとで囲まれる空間の内部
に、該輻射シールドの温度よりもさらに低い温度に該冷
凍機で冷却される凝縮パネルおよびそれに連結する活性
炭パネルを備え、約15K以上の温度で凝縮する気体を該
凝縮パネルに凝縮付着させ、約15K以上の温度では凝縮
しない水素等の気体を該活性炭パネルの表面の活性炭に
吸着させて排気するクライオポンプにおいて、 該輻射シールドの内面に沿う態様で、かつ、ルーバーを
有するポンプ開口部に向かって開口する態様に、該凝縮
パネルを配置するとともに、該凝縮パネルに連結して、
該活性炭パネルを設け、該ポンプ開口部および該ルーバ
ーおよび該輻射シールドからは直接見えない位置の該活
性炭パネル上に該活性炭を配置し、かつ、該凝縮パネル
と該活性炭パネルの間に間隙を設けて、ポンプ開口部か
ら該ルーバーを通り抜けて入った気体が、該活性炭に到
達する前に該凝縮パネルもしくは該活性炭パネルの該活
性炭の配置されてない面上、又はその両者に少なくとも
１度入射するように各パネルを構成したことを特徴とす
るクライオポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62248557A JPH0718410B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | クライオポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62248557A JPH0718410B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | クライオポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0192591A JPH0192591A (ja) | 1989-04-11 |
| JPH0718410B2 true JPH0718410B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=17179931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62248557A Expired - Lifetime JPH0718410B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | クライオポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718410B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101360557B1 (ko) * | 2011-05-12 | 2014-02-10 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 크라이오펌프 및 그 제조방법 |
| CN104179660A (zh) * | 2013-05-27 | 2014-12-03 | 住友重机械工业株式会社 | 低温泵及真空排气方法 |
| US10006451B2 (en) | 2015-03-31 | 2018-06-26 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Cryopump |
| WO2020049916A1 (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | 住友重機械工業株式会社 | クライオポンプおよびクライオパネル |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7313922B2 (en) * | 2004-09-24 | 2008-01-01 | Brooks Automation, Inc. | High conductance cryopump for type III gas pumping |
| JP5103229B2 (ja) * | 2008-03-07 | 2012-12-19 | 住友重機械工業株式会社 | クライオポンプ |
| JP5460644B2 (ja) * | 2011-05-12 | 2014-04-02 | 住友重機械工業株式会社 | クライオポンプ |
| US20130008189A1 (en) * | 2011-05-12 | 2013-01-10 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Cryopump and Method of Manufacturing the Same |
| JP6013886B2 (ja) * | 2012-11-13 | 2016-10-25 | 住友重機械工業株式会社 | クライオポンプ |
| JP6053588B2 (ja) * | 2013-03-19 | 2016-12-27 | 住友重機械工業株式会社 | クライオポンプ、及び非凝縮性気体の真空排気方法 |
| JP5669893B2 (ja) * | 2013-07-09 | 2015-02-18 | 住友重機械工業株式会社 | クライオポンプ及びその製造方法 |
| JP5669895B2 (ja) * | 2013-07-22 | 2015-02-18 | 住友重機械工業株式会社 | クライオポンプ及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4530213A (en) * | 1983-06-28 | 1985-07-23 | Air Products And Chemicals, Inc. | Economical and thermally efficient cryopump panel and panel array |
-
1987
- 1987-10-01 JP JP62248557A patent/JPH0718410B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101360557B1 (ko) * | 2011-05-12 | 2014-02-10 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 크라이오펌프 및 그 제조방법 |
| CN104179660A (zh) * | 2013-05-27 | 2014-12-03 | 住友重机械工业株式会社 | 低温泵及真空排气方法 |
| US10006451B2 (en) | 2015-03-31 | 2018-06-26 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Cryopump |
| WO2020049916A1 (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | 住友重機械工業株式会社 | クライオポンプおよびクライオパネル |
| JPWO2020049916A1 (ja) * | 2018-09-06 | 2021-08-12 | 住友重機械工業株式会社 | クライオポンプおよびクライオパネル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0192591A (ja) | 1989-04-11 |
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