JPS6124551B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、クライオポンプに関するものであ
る。

従来の小型冷凍機を用いたクライオポンプに於
ては、第４図に示すように、凝縮器としてのクラ
イオパネル１２′を冷凍発生部１′に熱的に直接接
触させるような構造ないしは該冷凍発生部１′に
クライオパネル１２′を一体として延在せしめる
ような構造がとられ、前記クライオパネル１２′
の冷却は該クライオパネル１２′の固体伝導によ
つて行なわれるようになつていた。かかるクヤイ
オポンプにおいては、冷凍発生部１′と熱的に接
触している部分に対し、距離的に離れるにつれて
温度が高くなり、クライオパネル１２′全体の温
度を均一にすることがむずかしくなる。

そこで本発明は、かかる不都合をなくし、且つ
冷凍発生部にクライオパネルとしてのフインを具
備する多数の低温流体管路を熱的に接触せしめる
とともに、該低温流体管路に寒冷ガスを封入し、
該寒冷ガスが凝縮，液化，蒸発を行なうようにさ
せ、フインの全体の温度を均一にするようにし
て、安定した排気を行えるようにせしめたクライ
オポンプを提供することをその目的とするもので
ある。

以下本発明の一実施例並びに他の変形実施例を
添付図面に基づいて説明する。

先ず、本発明の一実施例において、１は既知な
るギホード，マクマホンイクルやカークサイクル
に代表される小型冷凍機の第２段コールドヘツド
（以下これを単に冷凍発生部という）で、一般に
20K近傍に保持され、１１は同冷凍機の第１コー
ルドヘツドで、一般に70〜100K近傍に保持され
るように構成される。３はパイプで形成される多
数の低温流体管路で、その外部にはフイン５がロ
ウ付等により熱的に密なる状態で固着される。前
記低温流体管路３の両端部は、凝縮室４の頂部流
体もどり口９と底部流体流出口１０にそれぞれ連
結されている。この凝縮室４は、前記冷凍発生部
１に取付ボルト６で固着された取付フランジ２の
上部に、ロウ付等により熱的に密なる状態で据置
形成される。７はシールド板で、その上部のクラ
イオポンプ吸入口側にシエブロン８を有し、また
内側に形成される空間に前記冷凍発生部１，取付
フランジ２，低温流体管路３，凝縮室４及びフイ
ン５を内包するように形成されるとともに、該シ
ールド板７は、前記冷凍発生部１の下部に形成さ
れる第１段コールドヘツド１１に熱的に密なる状
態で配設される。

以上は前記冷凍発生部１の上部に凝縮室４を形
成した一実施例を示したが、冷凍機を下向きにし
て該冷凍発生部１の下部に凝縮室４を形成した場
合も、全く同じようにクライオポンプのコールド
ヘツドが構成されることは図示するまでもなく明
らかであろう。

次に、本発明の他の変形実施例を第３図に基づ
いて説明する。本発明の一実施例と相違するとこ
ろは、凝縮室４を無くし、低温流体管路３とクロ
ーズト回路として、取付フランジ２に設けた点の
みで、その他は全て同じである。この場合も、冷
凍機を下向きにしてクライオポンプのコールドヘ
ツドを構成できることは図示するまでもなく明ら
かであろう。

以上の如き構成において、先ず本発明の一実施
例の作動から説明する。

冷凍機１が運転されると冷凍発生部１は20K近
傍に、第１コールドヘツド１１は80K近傍に冷却
される。凝縮室４には、寒冷ガス，例えば水素ガ
スが、冷凍発生部１より取付フランジ２を介して
凝縮室４へ供給される寒冷によつて凝縮されるよ
うに、適当な圧力で封入されている。凝縮室４で
凝縮した低温流体は、重力により、凝縮室４の流
体流出口１０から流出していき、低温流体管路３
を下方に流れて、低温流体管路３を冷却するとと
もに、低温流体管路３に固着されているフイン５
も同時に冷却されていく。

低温流体管路３中の低温流体は、該低温流体管
路３を流動していくが、該低温流体管路３及びフ
イン５の冷却につれて、除々に気化し、気化した
ガスは低温流体管路３を通り該低温流体管路３自
身及びフイン５を冷却しながら凝縮室４の頂部流
体戻り口９から凝縮室４にもどる。

シールド板７及びシエブロン８は、第１コール
ドヘツド１１の寒冷により、冷却されて該シール
ド板７及びシエブロン８内の空間に内包している
冷凍発生部１，取付フランジ２，低温流体管路
３，凝縮室４及びフイン５に対する輻射シールド
板としての作用を行う。

次に、本発明の他の変形実施例の作動について
は、前述した構成において凝縮室４がない場合
で、多数の独立した低温流体管路３が前記冷凍発
生部１にそれぞれロウ付等により熱的に密なる状
態で固着されており、多数の独立した該低温流体
管路３内には寒冷ガス，例えば水素ガス等が封入
されている例が挙げられる。作用としては冷凍発
生部１より供給される寒冷によつて低温流体管路
３に封入された寒冷ガスが凝縮し重力により該低
温流体管路３を下方に流れて、該管路３及びフイ
ン５を冷却するとともに、冷却作用により気化し
た寒冷ガスは再び該管路３円を冷凍発生部１に熱
的に密なる状態で固着されている場所に戻り凝縮
される。

以上の如く本発明によれば次のような効果が得
られる。

１ 従来のクライオパネルは、熱輻射と凝縮の熱
負荷により、板厚１〜２mmで製作されていて、
冷凍機コールドヘツドから距離が大きくなるに
つれて温度が高くなり、パネルの温度が不均一
になりやすかつた。

本発明によれば、低温流体の蒸発潜熱が寒冷
供給に利用できるので、固体伝導よりははるか
に大きな熱伝達がみこめる結果、クライオパネ
ルの温度は比較的均一に保つことができ、クラ
イオポンプの安定的な排気速度が確保できる。

２ 従来のクライオパネルは、パネルの温度が作
動状態の温度になるまでにパネルの板厚が余り
厚くないこと、及びパネルの固体伝導による寒
冷供給のみであつたことなどにより、時間がか
かつた。

本発明によれば、低温流体の蒸発潜熱が寒冷
供給に利用できるので、パネルの温度は比較的
早く定常状態に到ることができる。

３ 従来のクライオパネルでは、冷凍発生部とク
ライオパネルが一体となつているので、冷凍機
の機械的振動が直接真空槽に伝播し、真空処理
に不都合を生じることもあつた。本発明によれ
ば、低温流体管路によつて寒冷を移送させるこ
ともできるので、クライオパネルを冷凍発生部
と分離して配設することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明クライオポンプの一実施例を示
す要部の構成概略図、第２図は第１図矢示Ａ−A´
線より下方を見た平面図、第３図は本発明クライ
オポンプの他の変形実施例の要部の構成概略図、
そして第４図は、従来からあるクライオポンプの
要部の構成概略図である。 １……冷凍発生部、３……低温流体管路、４…
…凝縮室、５……フイン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 100K以下を発生させる冷凍発生部をもつ冷
   凍装置において、前記冷凍発生部のうち比較的低
   温度になる冷凍発生部に、フインを具備する多数
   の低温流体管路の個々の一部を熱的に接触せしめ
   て配設し、該低温流体管路に封入された低温流体
   が、前記低温発生部に熱的に接触した場所におい
   て凝縮し凝縮液となり、この凝縮液が前記低温流
   体管路内を重力によつて下方へ移送され、且つ該
   低温流体管路及び前記フインを冷却すると共に蒸
   発するように構成して成るクライオポンプ。 ２ 100K以下を発生させる冷凍発生部をもつ冷
   凍装置において、前記冷凍発生部に熱的に密なる
   状態で該冷凍発生部の上部に凝縮室を設け、該凝
   縮室の上下に多数の低温流体管路の両端を夫々連
   結せしめることにより、前記凝縮室及び低温流体
   管路に封入された低温流体が、前記低温発生部に
   熱的に接触した場所において凝縮し凝縮液とな
   り、この凝縮液が前記低温流体管路内を重力によ
   つて下方へ移送され、且つ該低温流体管路及び前
   記フインを冷却すると共に蒸発するように構成し
   て成るクライオポンプ。