JPS5847263Y2 - 再生型低温ポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、ポンプダクトを含み、かつ凝縮昇華を行う
ハウジングを有する型の再生型低温ポンプに関するもの
であり、この低温ポンプにおいて前記ダクトは、囲い体
を排気するためダクトを囲い体に連結するフランジを有
し、また応用できる場合には、気体を低温にして捕える
ための吸着および吸着したものを吐出する装置を有する
。

このような低温ポンプはポンプダクトのフランジと排気
される囲い体との間に挿入される弁を組合せて用いられ
る。

この弁の目的は、ポンプが再生されているとき特に完全
に孤立させておくためのものであり、この再生作業は、
周知のように、低温ポンプのトラップ装置を加熱して凝
縮または吸着付着物として捕えられた気体を、気体の状
態に戻した後補助ポンプで引出すことである。

高真空に対して密封される弁は特に複雑で高価である。

なぜならば弁は約５００℃の温度まで過熱され得るよう
に造られ、しかも従来の密封リングの使用ができなくな
らないようにすべきだからである。

超高真空用の成る設計の低温ポンプにおいて、排気され
る囲い体から出てくる気体がトラップ装置に最大に接近
し得るようにするために、ポンプダクトを特に大きく、
例えば５００ｒｒｒｒｎまたはそれ以上に大きくするこ
とが重要である。

トラップ装置は前記のポンプダクトと同心の環状構造体
の形をなし、この環状トラップ構造体はそのひろがり全
体に対して気体に接近できるように中央に幅広い開口部
を有する。

特にこの型の設計の実施に当り、弁は孤立させる機能ば
かりでなく可なり大きくなげればならない重要な点を有
する成分である。

またこの大きさの点から低温ポンプと排気される囲い体
との間に弁を位置させると、小さいけれども圧力損失が
生じ、その結果ポンプ効率を低下させることになる。

この考案の目的は、５００℃の温度まで加熱できしかも
密封を十分にし、排気される囲い体内にて到達する真空
レベルに重大な影響を与えることなく低温ポンプを再生
できるプソイド（Ｐｓｅｕｄｏ）弁を備えた低温ポンプ
を提供することである。

この考案の他の目的は、簡単な装置で欠点のない密封を
行いしかも１５０℃程度の適当な高温にまで過熱できる
型の低温ポンプを提供することである。

この考案の他の目的は、排気される囲い体の上部または
低部の何れかに連結できるプソイド弁を備えている型の
低温ポンプを提供することである。

この発明は前述の型の再生ポンプに関するものであり、
この再生型低温ポンプの主な特徴は、作動中外部に通ず
る１つのダクトを有し前記弁部材が、閉じた状態から開
いた状態へ軸方向へ摺動し、閉じた状態において、前記
の１つのダクトに取付けられた弁座と共働し、開いた状
態において、ハウジングの一方の端壁の方へ軸方向に引
出され、この位置において環状トラッＡ苛造体全体が前
記のポンプダクトから直接接近できるようになっている
ことである。

この特徴によって、排気される囲い体から環状トラップ
構造体へ抽出される気体に対して前述のように最も有利
に接近し得るばかりでなく、環状トラップ構造体の中央
開口部に軸方向に可動な弁部材を取付け、この弁部材が
ポンプダクトに適当に取付けられた弁座と共働して、例
えば再生過程中には低温ポンプを排気される囲い体から
孤立させ、またポンプ作用中にはトランプ構造体にうま
く接近させて軸方向に引出し得る利点がある。

この考案の特徴は、添附図面についてなされるつぎの説
明を熟読すれば分るであろう。

図面について説明すれば、第１，２図は再生型低温ポン
プを示す。

この低温ポンプはハウジング１とトラップ装置５とを有
し、ハウジング１は形状が大きな円筒状であり、側壁２
と、下端壁３と上端壁４とを有する。

トラップ装置５は本質的には環状じゃま板壁６で形成さ
れ、その内側に山形羽根７を有する。

羽根７から僅かに離れて液体ヘリウム用のタンク８があ
り、このタンクは、充填管９でもって、上端壁４に設げ
られた取付ドーム１０に取付けられる。

液体ヘリウムタンク８の上に位置する環状タンク１１は
液体窒素用タンクであり、これもまた充填管１２でもっ
て、上端壁４に形成された外方ドーム１３に取付げられ
る。

従来の形のものでは、液体ヘリウム用タンク８は、銅製
の熱しゃへい体１８でもって、側面１５、下端１６およ
び上端１７を囲われており、前記の熱しゃへい体１８は
、液体窒素用タンク１１内に延びる盲ら壁１９の内側に
ある充填管９に適当に固定される。

その場合熱しゃへい体１８は壁１９内へ半分程度延び、
従って充填管９から出ていくヘリウム蒸気でもって冷却
される。

液体窒素用タンク１１は、熱伝導性のしゃへい壁２０を
有し、このしやへい壁は、２１で示すように、環状液体
ヘリウムタンク８の外周面のまわりをこれから僅かに離
れて延び、また２２で示すように、同タンク８の外端壁
１６のまわりに同様にこれから僅かに離れて延びる。

この環状じゃま板壁６はその上縁２３を液体窒素タンク
１１の下方内縁に溶接され、またじゃま板壁の下縁２３
′は壁２０の再入部分２２の端に溶接される。

図面から分るように、環状構造のトラップ装置５は軸方
向の開口部を有し、この開口部の直径ｄはポンプダクト
２４の直径と同じであり、このポンプダクトは上壁４を
通過しまたハウジング１内に実質的に延び、液体窒素タ
ンク１１でもってその軸方向長さの一部分を囲われてい
る。

液体窒素用タンク１１およびこれに熱的に組合わされて
いる壁２０は、タンク１１および壁２０の周囲全体に僅
かに離して配置された熱しゃへい体２５を有し、この熱
しゃへい体２５はまた液体窒素用タンク１１およびポン
プダクト２４間の間隙内に延びる。

外端２４′のところにポンプダクト２４はフランジ２６
を有し、このフランジは図示されていない排気すべき囲
い体に結合される。

ハウジング４の内側にある端のところに、ポンプダクト
２４は環状の金属弁座２７を支持し、この金属弁座の有
するテーパ作用面２８は、弁部材３０の周囲部分２９と
共働するようになっている。

弁部材３０は円錐形をなし、その頂点３１はポンプダク
ト２４内にある。

この弁部材３０は液体窒素と同じ温度にある壁２２に対
して熱伝動性の編みひも３２になるべく結合される。

弁部材３０は弁棒３３に取付けられ、この弁棒は内端壁
３から外方へ延びている壁３４内に摺動できるように取
付けられる。

この弁棒３４は軸受３５，３６に取付けられ、その自由
端には磁気部分３７を有し、この磁気部分は壁３４の外
側に沿って摺動する磁化された環状作動部材３８と共働
する。

前述の低温ポンプの作用はつぎのとうりである。

低温ポンプがそのフランジ２６でもって排気される囲い
体（図示されていない）に直接連結されると、低温液体
は連続的に液体窒素タンク１１内に導入され、つぎに液
体ヘリウムタンク８内へ導入され、ポンプがその冷たい
温度にまで下げられる。

この作業中には弁は閉じた状態にあり、即ち破線３０′
で示された状態にある。

弁部材３０と弁座２１の面２８との間は成るレベルで密
封される。

低温ポンプがその低温に低下すると、弁部材３０は磁気
リング３８が弁棒３３に取付けられた磁石３Ｔを伴って
下方へ摺動して開いた状態になる。

弁棒３３のこの運動は軸方向に適当な成る距離だけ起り
、じゃま板壁６全体をなるべく露出させ、ポンプダクト
２４を通る気体に自由に接近できるようにする。

従来の方法では、気体はじゃま板壁６．２１，２２のよ
うな他の壁に連続的につぎに液体ヘリウム温度にあるタ
ンク８によって捕えられる。

弁部材３００円錐形には重要な作用がある。即ちポンプ
作用中円錐形の弁部材に当る分子はすべて、その傾斜角
がどのようであれ、じゃま板壁６の方へ著しく転向させ
られ、これはもちろんポンプ作用をよくする。

比較的長い間でもよいが成る期間経過すると、低温ポン
プは凝縮した気体または吸収された気体でもって飽和さ
れたと考えられ、再生する必要がある。

この目的のために、弁部材３０は作動リング３８の磁気
的な引ぼり作用により再び閉じた状態３０′に戻り、再
生ダクト４０は、開閉弁４１でもって再生ポンプ（図示
されていない）に連結され、ポンプが上昇すると同時に
図示されていない従来の装置でもって熱い再生温度に加
熱される。

この過程中において、凝縮および吸収された気体は、一
般に昇華し、または液体相を通過するならば蒸発し、低
温ポンプの・・ウジング４から排出する。

再生が完了すると、低温ポンプは、低温流体を液体窒素
タンク１１内におよび液体ヘリウムタンク８内へ前述の
ように導入して再び冷却され、低温ポンプがその冷たい
温度に達すると、弁部材３０は開いた状態に戻り、ポン
プ作用が再びはじまる。

この低温ポンプを排気すべき囲い体に組合せて用いるこ
とができ、この場合、弁面２８のところで漏れが必然的
に起り、この漏れで排気された囲い体内の圧力が上昇す
ることになる。

この場合に生ずる圧力上昇には不利な作用があってはな
らない。

圧力上昇が十分に大きいならば、一次真空を生ずるため
に通常低温ポンプに組合わされている一次（主）ポンプ
装置を作動させる点で有利である。

他方においてもし何かの圧力上昇が囲い体を満足に排気
させるのに対して不利であるならば、排気すべき１つの
囲い体に２個の低温ポンプを連結して使用し、２個の低
温ポンプを同時に作動させることがもちろん必要である
。

この場合、他方のポンプを再生しているとき一方のポン
プを作動させて再生相は時間的に間を置いて行う必要が
あるだけである。

このような場合には、安全ポンプと呼ばれる一方のポン
プはもちろんサイズが同じである。

第３，４図を参照すれば、第１，２図について説明され
た型の低温ポンプ４５が下方端壁３を備え、この下方端
壁はポンプダクト２４のフランジ２６と同じ第二ハウジ
ング７ランジ４６に取りはずしできるように取付ゆられ
る。

このフランジ４６は第二のポンプダクト４７に組合わさ
れ、このポンプダクト４７は第一のポンプダクト２４と
直径が同じであり、第二の弁座４８を備えている。

この方法で、再生ダクト４０、弁４１を有するハウジン
グ端壁３は第３図に示すように底にまたは第４図に示す
ように上部にその何れかに取付けられてもよい。

底に取付ける場合は低温ポンプは排気される囲い体の下
に位置され、上部に取付ける場合には低温ポンプは排気
される囲い体の上に位置される。

装置４２は弁部材３０をその作動棒３３から取りはずす
ことができ、従って２つの弁座４７，４Ｂがあって弁部
材を全部引出すことができないから、低温ポンプ内で手
で弁部材３０を反対に向ければ１つのポンプ状態から他
のポンプ状態へ変えることができる。

第５図に示された実施例において、第１図に示された型
の低温ポンプは密封リングを有する弁部材５０を有し、
この密封リングは例えばビトン（ＶＩＴＯＮ、登録商標
名）で造られ、弁棒１５には公知の作動装置が組合わさ
れ、この作動装置はハウジング４の端壁を通る密封され
た通路を有し、また図示されていない閉じた状態に固定
する公知の装置を有する。

この固定装置は、排気されるべき囲い体がまだ加圧下に
あって低温ポンプが真空下にあるとき、弁部材５０を閉
じた状態に保つことができる。

この考案は特に超高真空を生ずるポンプに応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案による低温ポンプの一実施例の軸方
向断面図であり、第２図は、第１図の■−ｎ線で取られ
た断面図であり、第３，４図は、対向する２個のポンプ
ダクトを有しその１つだけが使用できるようになってい
るポンプ変形実施例の概略図であり、第５図はこの考案
による低温ポンプの他の変形実施例を示す。 図中１はハウジングを、５は環状トランプ構造体即ちト
ランプ装置を、２４はポンプダクトを、２６は連結フラ
ングを、２７は弁座を、３０は弁部材を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １．ハウジングと、前記ハウジング内にあって外部に通
   じているポンプダクトと、前記ポンプダクトの連結フラ
   ンジと、環状トランプ構造体内に前記ポンプダクトと同
   心に配置された低温トランプ装置とを有し、前記環状ト
   ラップ構造体の中央開口部の半径方向のひろがりが前記
   ポンプダクトの半径方向のひろがりに少くとも等しく、
   概ね半径方向に延びる前記ポンプダクト内の弁部材が前
   記トラップ構造体の前記の開口部に軸方向に摺動自在に
   取付けられている低温ポンプにおいて、作動中外部に通
   ずる１つのダクトを有し、前記弁部材が、閉じた状態か
   ら開いた状態へ軸方向へ摺動し、閉じた状態において、
   前記の１つのダクトに取付けられた弁座と共働し、開い
   た状態において、ハウジングの一方の端壁の方へ軸方向
   に引出され、この位置において環状トランプ構造体全体
   が前記ポンプダクトから直接接近できるようになってい
   ることを特徴とする低温ポンプ。 ２ 再生するポンプに連結するため、再生ダクトがポン
   プダクトの通過するハウジングの壁と反対側の・・ウジ
   ング壁に配置されていることを特徴とする実用新案登録
   請求の範囲第１項記載の低温ポンプ。 ３、ポンプダクトが通過する前記ハウジング壁と反対側
   のハウジング壁が取り外し得るようになっていて、また
   前記ポンプダクトの７ランジと同じ第二のハウジングフ
   ランジに取付けられ、前記ハウジングが前記の第二〇ノ
   ・ウジング７ランジ区域に位置しかつハウジングに取付
   けられた第二のポンプダクトとを有し、この第二ダクト
   カ第二の弁座に適合するようになっていることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項記載の低温ポンプ。