JPH10512645A - 制御されたクライオポンプ再生圧力 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 部分真空再生方法において、リリーフ弁と粗引き弁とが共通の粗引きポンプに並列に接続されている。再生中、ガスをクライオポンプのステージから解放させるために、上記クライオポンプは暖められる。上記リリーフ弁は予め定められた最大圧力よりも低い第１クライオポンプ圧力レベルで開く。上記最大圧力は、大気圧以下である。上記リリーフ弁は、クライオポンプの圧力が第２クライオポンプ圧力レベル以下に落ちると、閉じる。上記リリーフ弁と上記粗引きポンプの間の管路の圧力は、上記粗引き弁が上記粗引きポンプに対して開くのを制御するため、監視される。

Description

【発明の詳細な説明】 制御されたクライオポンプ再生圧力発明の背景 現在入手可能な極低温真空ポンプ、すなわちクライオポンプは、概して、共通 の設計概念に従っている。通常４から２５Ｋの範囲内で作動する低温アレイ（召 集装置：array）が主要ポンピング面である。この面は、高温防熱板によって取 り囲まれている。上記高温防熱板は、６０から１３０Ｋの温度範囲内で通常作動 させられ、そのことによって、上記低温アレイに対して放射線遮蔽を提供する。 上記防熱板は、一般に、主要ポンピング面と排気されるべき作業室との間に配置 された前面アレイを除いて閉ざされているハウジングを備えている。 動作中、水蒸気などの高沸点ガスは、上記前面アレイで液化される。低沸点ガ スは、その前面アレイを通過して、上記防熱板内のボリューム（体積：volume） に移り、低温アレイにおいて液化する。木炭などの吸収剤で覆われた面、あるい は、低温アレイの温度あるいはそれ以下の温度で作動する分子ふるいを、水素ガ スなどの沸点が非常に低いガスを除去するために、上記ボリューム内に設けても よい。ガスがこのように液化および／あるいはポンポング面に吸収されるにつれ て、真空が上記作業室内に生じる。 閉サイクル冷却器によって冷却されるシステムでは、上記冷却器は、一般に、 上記防熱板の背面あるいは側面を貫通するコールドフィンガー（cold finger） を有する２段冷却器である。高圧ヘリウム冷媒は、一般に、圧縮アセンブリから 高圧管路を通ってクライオ冷却器に送られる。上記冷却器内のディスプレーサ駆 動モータへの電力も、通常、圧縮機あるいは制御アセンブリを介して送られる。 上記クライオ冷却器の第２の、最も冷たいステージの冷端は、上記コールドフ ィンガーの先端にある。主要ポンピング面、すなわち、クライオパネルは、上記 コールドフィンガーの第２ステージの最も冷たい端部にあるヒートシンクに接続 されている。このクライオパネルは、簡単な金属板あるいはカップ、あるいは第 ２ ステージのヒートシンクの回りに配設されると共に接続された金属バッフルアレ イでもよい。この第２ステージクライオパネルは、また、低温吸収剤を支持して いる。 上記防熱板は、冷却器の第１ステージの最も冷たい端部にあるヒートシンク、 あるいはヒートステーションに接続されている。上記防熱板は、輻射熱から第２ ステージのクライオパネルを保護するように、そのクライオパネルを取り囲んで いる。上記前面アレイは、上記防熱板に取り付けることによって、あるいは米国 特許第４,３５６,８１０号に開示の如く、サーマルストラット(熱支柱：thermal struts）を介して、第１ステージヒートシンクによって冷却される。 数日あるいは数週間使用した後、クライオパネル上に凝縮されたガス、そして 特に、吸収されたガスが、クライオポンプを飽和させ始める。したがって、クラ イオポンプを暖めて、上記ガスを解放し、システムからガスを取り除くため、再 生手続きを続いて行わねばならない。上記ガスが気化されるにつれて、クライオ ポンプ内の圧力が上昇し、ガスはリリーフ弁を通って排出される。再生中、クラ イオポンプは、幾度も暖かい窒素ガスで浄化される。上記窒素ガスは、クライオ パネルを暖めるのを促進し、また、クライオポンプから水あるいはその他の蒸気 を洗い流す役割をする。窒素は、比較的不活性で、水蒸気と独立して利用可能で あるため、一般的なパージガスである。窒素は、窒素保存ボトルから輸送管路、 および、クライオポンプに連結されたパージ弁を通して通常送られる。 クライオポンプが浄化された後、クライオポンピング面およびコールドフィン ガーの周りに、ガス伝導による熱伝達を減少させて、クライオ冷却器を通常作動 温度まで冷すことを可能にする真空を発生させるため、粗引きポンプをかけねば ならない。粗引きポンプは、一般に、クライオポンプに取り付けられた粗引き弁 に流体管路を介して接続されている機械式ポンプである。 一般的な再生方法は、数時間かかり、その間、クライオポンプが真空を生じさ せることが必要な製造あるいはその他の工程を休止せねばならない。大抵のシス テムにおいて、再生を必要とするのは第２ステージのみである。したがって、第 １ステージからガスが解放されるのを防ぐために冷却器を作動させ続けながら、 第２ステージのみからガスを放出させるために第２ステージを暖める部分的な再 生方法が用いられてきた。ガスが第１ステージから解放されないことは、ガスは 暖かい第２ステージを汚染し、そうした汚染によって、クライオポンプが完全な 再生サイクルを受ける必要が生じるであろうから、重大なことである。冷却器は 作動し続け、クライオパネルは比較的低い温度のままなので、部分的再生工程の 後のクールダウン時間は、完全再生のと比べてはるかに短い。 再生工程を制御することは、コールドフィンガーヒートステーションに連結さ れた温度センサによって容易になる。熱電対圧力計も、クライオポンプと共に用 いられてきた。クライオ冷却器を手動でオフにしたりオンにしたりし、パージ弁 および粗引き弁を手動で制御することによって再生を制御してもよいが、より精 巧なシステムでは、独立した再生制御装置が用いられる。制御装置からの電線が 、作動させられるセンサ、クライオ冷却器モータおよび弁のそれぞれに連結され る。内蔵型電子制御装置を有するクライオポンプが、米国特許第４,９１８,９３ ０号に示されている。 クライオポンプのいくつかの適用例では、再生中、クライオポンプ内の部分真 空条件を維持することが望ましい。例えば、ポペット弁などの高真空遮断弁のあ る型のものは、ガスがリリーフ弁を通って吐出される場合、一般の再生工程の正 加圧期間開く。遮断弁が意図せず開くことは、再生されたガスによる作業空間の 汚染のため、工程の適用にとって潜在的に不利益となる。発明の開示 本発明は、クライオポンプの再生方法、詳細には、部分真空再生および再生工 程を制御するための電子工学に関する。 本発明の一面は、クライオポンプの部分真空再生のために、部分真空（サブア トモスフェリック；subatmospheric）リリーフ弁と粗引き弁を共通する粗引きポ ンプに並列に連結することに関する。上記リリーフ弁と粗引き弁は、夫々、クラ イオポンプに連結されている。 本発明のもう１つの一面は、上記粗引き弁が上記粗引きポンプに対して開くの を制御するために、上記部分真空リリーフ弁が閉じるのを監視することに関する 。 本発明によると、上記リリーフ弁と上記粗引きポンプの間の管路の圧力が監視さ れる。上記リリーフ弁が閉じたと示すに十分なほどゲージ圧が低下した後、上記 粗引き弁は開かれる。 本発明の好ましい再生方法では、クライオポンプは、上記クライオポンプから ガスを放出するために、暖められる。完全再生では、第１と第２のステージを熱 することと、クライオポンプ室にパージガスを印加することによって、クライオ ポンプを暖めてもよい。部分再生では、第２ステージのみが熱せられる。クライ オポンプの圧力が上昇すると、クライオポンプ室を粗引きポンプに連結させるた めにリリーフ弁が開く。上記リリーフ弁は、予め定められた最大圧力よりも低い 第１クライオポンプ圧力レベルで開く。上記予め定められた最大圧力は、好まし くは、約５２０から６００トール（torr）の範囲内の部分真空である。上記リリ ーフ弁は、好ましくは、圧力反応性リリーフ弁であり、上記リリーフ弁は、放出 されたガスが粗引きポンプによってクライオポンプから十分に無くなるまで開か れたまま維持される。上記クライオポンプの圧力が第２クライオポンプ圧力レベ ル以下に引き下げられると、上記リリーフ弁は閉じる。上記リリーフ弁は、上記 リリーフ弁と上記粗引きポンプの間の管路の圧力を監視し、上記管路の圧力が約 １トールまで低下した時を検知することによって、閉じられるべきだと判定され てもよい。 先のステップで、一旦、リリーフ弁が閉じられるべきであると判定され、放出 されたガスがクライオポンプから十分に無くなっていることが示されると、クラ イオポンプの圧力を基準圧力レベルに下げるため、上記粗引き弁が粗引きポンプ に対して開かれる。上記粗引き弁が開かれた後、クライオポンプを暖めることを 停止してもよい。図面の簡単な説明 本発明の前述のおよび他の目的、特徴、および利点は、添付の図面に示された 本発明の好ましい実施例の以下のさらに詳細な説明から明らかとなる。添付の図 面において、異なる図面を通して、同じ参照文字は同一の部品を示している。図 面は必ずしもスケール通りではなく、強調されており、本発明の原理を示してい る。 図１は、本発明を具体的に示しているクライオポンプの側面図である。 図２は、図１のクライオポンプの電子モジュールおよびハウジングを取り除い た部分断面図である。 図３は、図１のクライオポンプの平面図である。 図４は、粗引きポンプに導通された部分真空リリーフ弁および粗引き弁を示す 図１のクライオポンプの略図である。 図５は、電子モジュールにプログラムされた部分真空再生手続きのフローチャ ートである。 図６は、再生サイクル中のクライオポンプの圧力と管路の圧力を示す図である 。好ましい実施例の詳細な説明 図１は、本発明の実施例であるクライオポンプを示す。このクライオポンプは 、普通の真空室２０を含み、上記真空室は、上記ポンプを排気されるべきシステ ムに取り付けるためのフランジ２２を有する。本発明によると、上記クライオポ ンプは、上記真空室２０の一端のハウジング２６内に電子モジュール２４を含ん でいる。制御パッド２８は、ハウジング２６の一端に回動可能に取り付けられて いる。破線３０によって示されるように、上記制御パッドは、目視検査に便利な ように、ピン３２に対して回動させてもよい。パッドブラケット３４は、クライ オポンプが図１に示されているのと逆方向に取り付けられる場合に上記制御パッ ドを反転可能なように、その反対側の端部に追加の穴を有している。また、ポン プが逆転させられた場合にポンプを支持するため、弾性足３８が、エレクトロニ クスハウジング２６の平らな上面に設けられている。 図２に示されるように、上記クライオポンプのかなりの部分が従来通りである 。図２において、ハウジング２６は、駆動モータ４０とクロスヘッドアセンブリ ４２を見せるため、取り除かれている。上記クロスヘッドは、上記モータ４０の 回転運動を、２段階コールドフィンガー４４内のディスプレーサを駆動させるた めの往復運動に変換する。サイクル毎に、圧力下で管路４６を介してコールドフ ィ ンガーへ導入されるヘリウムガスは、コールドフィンガーを極低温に維持するた め、膨張させられ、したがって、冷される。次いで上記ディスプレーサ内の熱交 換マトリックスによって温められたヘリウムは、管路４８を介して排出される。 第１ステージヒートステーション５０は、冷却器の第１ステージ５２の冷端面 に取り付けられている。同様に、ヒートステーション５４は、第２ステージ５６ の冷端面に取り付けられている。適当な温度センサ要素５８および６０は、ヒー トステーション５０および５４の後部に取り付けられている。 主要ポンピング面は、ヒートシンク５４に取り付けられたクライオパネルアレ イ６２である。このアレイは、米国特許４，５５５，９０７号に開示されたよう な複数の円板を備えている。非凝縮性ガスを吸収するために、低温吸収剤が上記 アレイ６２の被保護面に取り付られている。 カップ形防熱板６４は、第１ステージヒートステーション５０に取付けられて いる。コールドフィンガーの第２ステージは、開口を通って、上記防熱板内に延 びている。この防熱板６４は、放熱によって主要クライオパネルアレイが熱せら れるのを最小にするために、主要クライオパネルアレイの後部および側部を取り 囲んでいる。上記防熱板の温度は、ヒートシンク５０で４０Ｋの低さから、排出 されたチャンバーに対する開口６８に隣接するところの１３０Ｋの高さまでわた り得る。 前面クライオパネルアレイ７０は、主要クライオパネルアレイのための防熱板 、および、水蒸気などの高沸点ガスのためのクライオパネルの両方として、作用 する。このパネルは、スポーク状プレート７４によって結合させられた同心のル ーバおよびシェブロン(がんぎ：chevron)７２から成るの環状アレイを備えてい る。このクライオパネル７０の構造は、環状、同心構成要素に限定する必要はな いが、放射熱シールドとして、および、高温クライオポンピングパネルとして作 用する一方、低沸点ガスのために主要クライオパネルへの通路を提供するように 、配設されるべきである。 図２には、電気加熱装置を気密封止する管を備えるヒーターアセンブリ６９が 示されている。上記加熱装置は、ヒーター取付台７１を介して第１ステージを熱 し、ヒーター取付台７３を介して第２ステージを熱する。 図１および図３に示されるように、圧力リリーフ弁アセンブリ７６は、エルボ ７８を介して真空室２０に連結されている。上記圧力リリーフ弁アセンブリ７６ は、部分真空リリーフ弁７７と平行な標準型アトモス（大気）リリーフ弁７５を 備えている。本発明によると、上記部分真空リリーフ弁７７は、管８１を介して 粗引きポンプ８３に導通している（図４参照）。圧力センサ７９は、管８１の内 部に連結されている。モータおよびエレクトロニクスハウジング２６の他の側に は、図３に示されるように、垂直管８２を介してハウジング２０に取り付けられ 、電気的に作動させられるパージ弁８０がある。熱電対真空圧力計８６は、上記 管８２を介して真空室２０の内部に連結されている。また、ハウジング２０には 、管８２およびエルボ８５を介して、電気的に作動させられる粗引き弁８４が連 結されている。上記粗引き弁８４は、また、部分真空リリーフ弁７７が導通され ている同じ粗引きポンプに導通されている。図４は、部分真空リリーフ弁７７と 粗引き弁８４が共通の粗引きポンプ８３に導通しているのを摸式的に示している 。 冷却モータ４０、クライオパネルヒーターアセンブリ６９、パージ弁８０およ び粗引き弁８４は、全て電子モジュールによって制御される。また、上記モジュ ールは、温度センサ５８および６０によって検知された温度およびＴＣ圧力計８ ６および圧力センサ７９によって感知された圧力を監視する。 部分真空再生工程を制御するため、上記電子モジュールは図５に示されるよう にプログラムされる。図６は、結果としてのクライオポンプ圧力（Ｐ₁）および 再生サイクル中のリリーフ弁７７と粗引ポンプ８３の間の管路の圧力（Ｐ₂）を 示す。初めに、クライオポンプは、ステップ（状態：state）１００において、 通常動作しており、第２ステージの温度は１０〜２０Ｋの範囲内である。部分真 空再生手続きを始めるため、システムは、ステップ１０２（図６中、時間ｔ₁） において、温かい窒素パージガスを導入するためにパージ弁８０を開き、第１お よび第２ステージに対するヒータをオンにする。部分的再生では、第２ステージ のみが熱せられる。極低温冷却器は、動作し続けるが、その冷却効果は、印加さ れる熱に部分的に打ち負かされている。このパージは、初めの期間、例えば２分 間、維持される。 第１のステージは、液化ガスが第２のステージから解放された後、この第１ス テージで蓄積されるのをできるだけ少なくするため、１１０Ｋまで暖められ、そ の温度で維持される。部分的再生では、第１ステージから水蒸気が解放されるの を防ぐために、第１ステージの温度は十分に低く保たれる。第２ステージの温度 設定点は、１７５Ｋと２００Ｋの間のレベルで設定される。第２ステージは、吸 収剤が窒素やアルゴンなどのガスで汚染させるのを最小にするために、１７５Ｋ 以上に熱せられる。第２ステージは、クールダウン時間を短くするために、２０ ０Ｋ以下に保たれる。好ましい温度設定点は、１９０Ｋである。 ガスが放出され始め、クライオポンプ室にパージガスが導入されると、クライ オポンプの圧力Ｐ₁と粗引きポンプ８３につながる管８１内の圧力Ｐ₂との間の圧 力差が、リリーフ弁７７を開くのに十分な程上昇する（時間ｔ₂）。部分真空再 生工程の一実施例では、リリーフ弁７７は、約３８０トールの圧力差で開く。ク ライオポンプ内の圧力は、ガスが放出され、粗引きポンプによって移動させられ るにつれて上昇し続け、その圧力は、約５２０から６００トールの範囲の部分真 空最大圧力で一定になる。ステップ１０４で、システムは、例えば２分間、待つ 。次いで、ステップ１０６で、パージ弁８０はオフに切り替えられる。 リリーフ弁７７は、放出されているガスを粗引きポンプ８３に吐出するために 開いたままである。解放されたガスがクライオポンプから十分に無くなると、ク ライオポンプの圧力が低下し、リリーフ弁７７が閉まる（時間ｔ₃）。感圧性リ リーフ弁７７がいつ閉まるかを決定するために、システムは、ステップ１０８で 管８１内の圧力低下をチェックする。管８１内の圧力が十分に低下すると、リリ ーフ弁７７は閉じられるべきであると決定される（時間ｔ₄）。システムは、次 いで、ステップ１１０で粗引きポンプ８３へつながる粗引き弁８４を開く（時間 ｔ₅）。第２ステージの温度を１９０Ｋに維持するため、熱は、第２ステージに 加え続けられる。この部分再生工程の再状態調整段階は、ステップ１１２におけ るチェックで示されるように、第２ステージが１９０Ｋまで熱せられ、圧力が０ ．５トールに低下するまで続けられる。一旦これらの制限が達成させると、ヒー タ ーは、粗引き弁８４が開いた状態のまま、１１４でオフになる。 もし、ステップ１１６で、クライオポンプの圧力が基準圧力レベル、例えば５ ×１０^-4トールに低下した場合、ステップ１１８で粗引き弁８４が閉じられる（ 時間ｔ₆）。粗引き弁８４が閉じられる基準圧力は、個々のシステムによって、 好ましくは、２．５×１０^-2から２．５×１０^-1トールの範囲で決定される。概 して、圧力は、粗引きポンプ８３から逆流してくるオイルによって吸収剤が汚染 させる危険を冒すこと無く、可能な限り低いレベルに下げられる。 第２ステージの温度は、圧力が基準圧力に低下するまで１９０Ｋで維持しても 良いが、そのようなやり方は、クールダウン時間、そして、全体的な再生工程の 時間を増加させる。ヒータをオフにする前に僅か０．５トール減少させることが 良い解決方法であることが既に判明している。 連続する内部ガス発生のため、クライオポンプの内部圧力は、クライオポンプ がクールダウンを続けている場合でも上昇する。その圧力は、再冷却を遅らせ、 クライオポンプの再冷却を妨げるに足りるほど上昇し得る。このガス発生による 圧力上昇を防ぐため、粗引き弁８４は、１２０において、基準圧力に近い限度の 間で１回りする。こうして、圧力が、基準圧力を上回る１×１０^-2トールに増加 すると、粗引き弁８４は、圧力を基準圧力に下げ戻すために開かれる。このこと により、圧力が許容レベルに保たれ、そして、追加のガスを除去することによる 吸収剤のさらなる調整が提供される。この粗引き弁を回転させる方法は、全体的 再生の後の粗引きポンピングにも適用できる。 いったん第２ステージの温度が１７Ｋに達すると、１２２で再生手続きは完了 する。 本発明は、その好ましい実施例を参照して、詳細に示されると共に説明された が、添付のクレームに定義される本発明の意図および適応範囲を逸脱することな く、形状や細部に様々な変化を与え得ることは、当業者には理解されるであろう 。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年２月３日 【補正内容】 12． クライオポンプ室（２０）と、 上記クライオポンプ室にパージガスを印加するための温暖パージガス弁（８０ ）と、 上記クライオポンプ室を粗引きポンプ（８３）に連結するための粗引き弁（８ ４）と、 上記クライオポンプ室（２０）を上記粗引きポンプ（８３）に連結するための 自力式リリーフ弁を備え、 この自力式リリーフ弁は、予め定められた最大圧力よりも小さい第１クライオ ポンプ圧力レベルで上記粗引きポンプ（８３）に対して開き、上記クライオポン プの圧力が第２クライオポンプ圧力レベル以下に低下した時に閉じ、 上記パージガス弁（８０）と上記粗引き弁（８４）を制御するための電子制御 装置（２４）を備え、 上記電子制御装置は、上記クライオポンプからガスを解放するために上記クラ イオポンプを暖めることを制御し、上記リリーフ弁（７７）が閉じた後、上記粗 引きポンプ（８３）に対して上記粗引き弁（８４）を開けることを制御するよう にプログラムされていることを特徴とするクライオポンプ。 13． 請求項１２に記載のクライオポンプにおいて、上記電子制御装置（２４） は、さらに、上記粗引き弁（８４）が上記粗引きポンプ（８３）に対して開くの を制御するために、上記リリーフ弁（７７）が閉じるのを監視することによって 、再生工程を制御するようにプログラムされていることを特徴とするクライオポ ンプ。 14． 請求項１３に記載のクライオポンプにおいて、さらに、上記リリーフ弁（ ７７）と上記粗引きポンプ（８３）の間の管路の圧力が上記理リリーフ弁が閉じ たことを示すに十分なほど低下した時を判定するために、上記管路の圧力を監視 するための圧力センサ（７９）を備えることを特徴とするクライオポンプ。 15． 請求項１２に記載のクライオポンプにおいて、上記予め定められた最大圧 力は大気圧以下であることを特徴とするクライオポンプ。 16． クライオポンプにおいて、 クライオポンプ室（２０）と、 上記クライオポンプ室にパージガスを印加するための温暖パージガス弁（８０ ）と、 上記クライオポンプ室を粗引きポンプ（８３）に連結するための粗引き弁（８ ４）と、 上記クライオポンプ室（２０）を上記真空ポンプに連結するための自力式リリ ーフ弁を備え、 この自力式リリーフ弁は、予め定められた最大圧力よりも小さい第１クライオ ポンプ圧力レベルで真空ポンプに対して開き、上記クライオポンプの圧力が第２ クライオポンプ圧力レベル以下に低下した時に閉じ、 上記リリーフ弁（７７）と上記真空ポンプの間の管路の圧力を監視するための 圧力センサ（７９）を備え、 上記パージガス弁（８０）と上記粗引き弁（８４）を制御すると共に上記圧力 センサ（７９）を監視するための電子制御装置（２４）を備え、 上記制御装置（２４）は、上記クライオポンプからガスを解放するために上記 クライオポンプを暖めることを制御し、上記リリーフ弁（７７）と上記真空ポン プの間の管路の圧力を監視し、上記管路の圧力が上記リリーフ弁（７７）が閉じ たことを示すに十分なほど低下した後、粗引きポンプ（８３）に対して上記粗引 き弁（８４）を開けるようにプログラムされていることを特徴とするクライオポ ンプ。 17． 請求項１６に記載のクライオポンプにおいて、上記真空ポンプは粗引きポ ンプ（８３）であることを特徴とするクライオポンプ。 18． 請求項１６に記載のクライオポンプにおいて、上記予め定められた最大圧 力は、大気圧以下であることを特徴とするクライオポンプ。 19． クライオポンプにおいて、 極低温冷却器（４４）によって冷却されるクライオポンプ室（２０）内の少な くとも第１と第２のステージ（５２，５６）と、 上記クライオポンプステージを熱するための少なくとも第１と第２の加熱要素 （５０，５４）と、 上記クライオポンプ室（２０）にパージガスを印加するための温暖パージガス 弁（８０）と、 上記クライオポンプ室（２０）を粗引きポンプ（８３）に連結するための粗引 き弁（８４）と、 上記クライオポンプ室（２０）を上記粗引きポンプ（８３）に連結するための 自力式リリーフ弁を備え、 この自力式リリーフ弁は、予め定められた最大圧力よりも低い第１クライオポ ンプ圧力レベルで、上記粗引きポンプ（８３）に対して開き、上記クライオポン プの圧力が第２クライオポンプ圧力レベル以下に低下した時に閉じ、 上記リリーフ弁（７７）と上記粗引きポンプ（８３）の間の管路の圧力を監視 するための圧力センサ（７９）を備え、 上記加熱要素（５０，５４）、上記パージガス弁（８０）および上記粗引き弁 （８４）を制御すると共に上記圧力センサ（７７）を監視するための電子制御装 置（２４）を備え、 上記制御装置（２４）は、上記クライオポンプからガスを解放するために、ク ライオポンプを暖めることを制御し、上記リリーフ弁（７７）と上記粗引きポン プ（８３）の間の管路の圧力を監視し、上記管路の圧力が上記リリーフ弁（７７ ）が閉じられたことを示すに十分なほど低下した後、上記粗引き弁（８４）を上 記粗引きポンプ（８３）に対して開けるようにプログラムされていることを特徴 と するクライオポンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フォーティアー，ジェラルド・ジェイ アメリカ合衆国02762マサチューセッツ州 プレインビル、ヒルサイド・ロード16番 (72)発明者 バートレット，アレン・ジェイ アメリカ合衆国01757マサチューセッツ州 ミルフォード、ジルソン・サークル10番 (72)発明者 イーコバッチ，マイケル・ジェイ アメリカ合衆国02189マサチューセッツ州 ウェイマス、ワシントン・ストリート21 番 (72)発明者 レサード，フィリップ・シー アメリカ合衆国01719マサチューセッツ州 ボックスボロー、コブレイ・ロード73番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． クライオポンプからガスを解放するために上記クライオポンプを暖め、 予め定められた最大圧力よりも小さい第１クライオポンプ圧力レベルで、上記 クライオポンプから粗引きポンプ（８３）へのリリーフ弁（７７）を開け、 解放されたガスが上記クライオポンプから十分に無くなるまで、上記リリーフ 弁（７７）を開けておき、 上記クライオポンプの圧力が、第２クライオポンプ圧力レベル以下に下がった 時に上記リリーフ弁（７７）を閉め、 上記リリーフ弁（７７）が閉まった後、上記クライオポンプから上記粗引きポ ンプ（８３）への粗引き弁（８４）を開けることを特徴とするクライオポンプの 再生方法。 ２． 請求項１に記載の方法において、さらに、上記粗引き弁（８４）が上記粗 引きポンプ（８３）に対して開くことを制御するために、上記リリーフ弁（７７ ）が閉じるのを監視するステップを含むことを特徴とする方法。 ３． 請求項２に記載の方法において、上記監視ステップは、上記リリーフ弁（ ７７）と粗引きポンプ（８３）の間の管路の圧力が上記リリーフ弁が閉じたこと を示すに十分なほど低下した時を判定するために、上記管路の圧力を監視するこ とを含むことを特徴とする方法。 ４． 請求項１に記載の方法において、上記リリーフ弁（７７）を開くステップ と閉じるステップは、圧力反応性リリーフ弁によって行われることを特徴とする 方法。 ５． 請求項１に記載の方法において、上記ステップは、クライオポンプの部分 的再生に適用されることを特徴とする方法。 ６． 請求項１に記載の方法において、上記予め定められた最大圧力は、大気圧 以下であることを特徴とする方法。 ７． クライオポンプからガスを解放するために上記クライオポンプを暖め、 予め定められた最大圧力よりも小さい第１クライオポンプ圧力レベルで、上記 クライオポンプから真空ポンプへのリリーフ弁（７７）を開け、 解放されたガスが上記クライオポンプから十分に無くなるまで、上記リリーフ 弁（７７）を開けておき、 上記クライオポンプの圧力が、第２クライオポンプ圧力レベル以下に下がった 時に上記リリーフ弁（７７）を閉め、 上記リリーフ弁（７７）と上記真空ポンプの間の管路の圧力を監視し、 上記管路の圧力が上記リリーフ弁（７７）が閉じたことを示すに十分なほど低 下した後、上記クライオポンプから粗引きポンプ（８３）への粗引き弁（８４） を開けることを特徴とするクライオポンプの再生方法。 ８． 請求項７に記載の方法において、上記真空ポンプは粗引きポンプ（８３） であることを特徴とする方法。 ９． 請求項７に記載の方法において、上記リリーフ弁（７７）を開くステップ と閉じるステップは、圧力反応性リリーフ弁によって行われることを特徴とする 方法。 10． 請求項７に記載の方法において、上記ステップは、クライオポンプの部分 的再生に適用されることを特徴とする方法。 11． 請求項７に記載の方法において、上記予め定められた最大圧力は、大気圧 以下であることを特徴とする方法。 12． クライオポンプ室（２０）と、 上記クライオポンプ室にパージガスを印加するための温暖パージガス弁（８０ ）と、 上記クライオポンプ室を粗引きポンプ（８３）に連結するための粗引き弁（８ ４）と、 上記クライオポンプ室（２０）を上記粗引きポンプ（８３）に連結するための 自力式リリーフ弁を備え、 この自力式リリーフ弁は、予め定められた最大圧力よりも小さい第１クライオ ポンプ圧力レベルで上記粗引きポンプ（８３）に対して開き、上記クライオポン プの圧力が第２クライオポンプ圧力レベル以下に低下した時に閉じ、 上記パージガス弁（８０）と上記粗引き弁（８４）を制御するための電子制御 装置（２４）を備え、 上記電子制御装置は、 上記クライオポンプからガスを解放するために上記クライオポンプを暖め、 上記リリーフ弁（７７）が閉じた後、上記粗引きポンプ（８３）に対して上記 粗引き弁（８４）を開けることによって、 再生工程を制御するようにプログラムされていることを特徴とするクライオポ ンプ。 13． 請求項１２に記載のクライオポンプにおいて、上記電子制御装置（２４） は、さらに、上記粗引き弁（８４）が上記粗引きポンプ（８３）に対して開くの を制御するために、上記リリーフ弁（７７）が閉じるのを監視することによって 、再生工程を制御するようにプログラムされていることを特徴とするクライオポ ンプ。 14． 請求項１３に記載のクライオポンプにおいて、さらに、上記リリーフ弁（ ７７）と上記粗引きポンプ（８３）の間の管路の圧力が上記理リリーフ弁が閉じ た ことを示すに十分なほど低下した時を判定するために、上記管路の圧力を監視す るための圧力センサ（７９）を備えることを特徴とするクライオポンプ。 15． 請求項１２に記載のクライオポンプにおいて、上記予め定められた最大圧 力は大気圧以下であることを特徴とするクライオポンプ。 16． クライオポンプ室（２０）と、 上記クライオポンプ室にパージガスを印加するための温暖パージガス弁（８０ ）と、 上記クライオポンプ室を粗引きポンプ（８３）に連結するための粗引き弁（８ ４）と、 上記クライオポンプ室（２０）を上記真空ポンプに連結するための自力式リリ ーフ弁を備え、 この自力式リリーフ弁は、予め定められた最大圧力よりも小さい第１クライオ ポンプ圧力レベルで真空ポンプに対して開き、上記クライオポンプの圧力が第２ クライオポンプ圧力レベル以下に低下した時に閉じ、 上記リリーフ弁（７７）と上記真空ポンプの間の管路の圧力を監視するための 圧力センサ（７９）を備え、 上記パージガス弁（８０）と上記粗引き弁（８４）を制御すると共に上記圧力 センサ（７９）を監視するための電子制御装置（２４）を備え、 上記制御装置（２４）は、 上記クライオポンプからガスを解放するために上記クライオポンプを暖め、 上記リリーフ弁（７７）と上記真空ポンプの間の管路の圧力を監視し、 上記管路の圧力が上記リリーフ弁（７７）が閉じたことを示すに十分なほど低 下した後、粗引きポンプ（８３）に対して上記粗引き弁（８４）を開けることに よって、 再生工程を制御するようにプログラムされていることを特徴とするクライオポ ンプ。 17． 請求項１６に記載のクライオポンプにおいて、上記真空ポンプは粗引きポ ンプ（８３）であることを特徴とするクライオポンプ。 18． 請求項１６に記載のクライオポンプにおいて、上記予め定められた最大圧 力は、大気圧以下であることを特徴とするクライオポンプ。 19． クライオポンプにおいて、 極低温冷却器（４４）によって冷却されるクライオポンプ室（２０）内の少な くとも第１と第２のステージ（５２，５６）と、 上記クライオポンプステージを熱するための少なくとも第１と第２の加熱要素 （５０，５４）と、 上記クライオポンプ室（２０）にパージガスを印加するための温暖パージガス 弁（８０）と、 上記クライオポンプ室（２０）を粗引きポンプ（８３）に連結するための粗引 き弁（８４）と、 上記クライオポンプ室（２０）を上記粗引きポンプ（８３）に連結するための 自力式リリーフ弁を備え、 この自力式リリーフ弁は、予め定められた最大圧力よりも低い第１クライオポ ンプ圧力レベルで、上記粗引きポンプ（８３）に対して開き、上記クライオポン プの圧力が第２クライオポンプ圧力レベル以下に低下した時に閉じ、 上記リリーフ弁（７７）と上記粗引きポンプ（８３）の間の管路の圧力を監視 するための圧力センサ（７９）を備え、 上記加熱要素（５０，５４）、上記パージガス弁（８０）および上記粗引き弁 （８４）を制御すると共に上記圧力センサ（７７）を監視するための電子制御装 置（２４）を備え、 上記制御装置（２４）は、 上記クライオポンプからガスを解放するために、クライオポンプを暖め、 上記リリーフ弁（７７）と上記粗引きポンプ（８３）の間の管路の圧力を監視 し、 上記管路の圧力が上記リリーフ弁（７７）が閉じられたことを示すに十分なほ ど低下した後、上記粗引き弁（８４）を上記粗引きポンプ（８３）に対して開け ることによって、 再生工程を制御するようにプログラムされていることを特徴とするクライオポ ンプ。