JPH0144906B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、大規模な密閉室を超高真空に排気す
るのに使用される、クライオポンプと呼ばれる低
温ポンプ（cryopump）装置に関係する。

クライオポンプは、その下流の機械的真空ポン
プから排気されるべき室内への油を逆流を防止
し、それによりその室内に高真空を維持する為
に、機械的真空ポンプと真空室との間の低温トラ
ツプとして知られ、そして広く使用されている。
このトラツプは、極低温パネルとトラツプ及び室
との継部との間で活発に冷却される遮蔽体を使用
するのが一般である。遮蔽体は、低温パネルへの
輻射熱伝達を阻止することによつて、トラツプに
おける極低温パネルを冷却するに必要とされる極
低温流体の量を減じ、それによりトラプ価格を削
減する。遮蔽体はシエブロンとして形成されるこ
とが多く、複数の遮蔽体が実質上同一の寸法及び
形状の並列シエブロンとして配置されている。幾
つかの遮蔽体の形態が、米国特許第3081068号、
第3137551号、第3175373号、第3579997号及び第
3579998号に開示される低温トラツプに示されて
いる。更には、アメリカ真空協会の1958年版「真
空シンポジウムトランズアクシヨン」の140〜143
頁に掲載された「大形油拡散ポンプを使用して超
高真空を創生することを可能とする幾つかの部品
設計」なる論文及び1976年１月、Vol26、No.１
「真空」雑誌における「クライオポンプへの手引
き」をも参照されたい。

これらに開示された低温トラツプはすべて、ポ
ンピングされる気体がトラツプ内の極低温パネル
へと移行しうるようにそこへの入口が単一に設け
られているだけであるから、単一側のみからのポ
ンピング作用を与える低温パネルを具備するクラ
イオポンプであると考えられる。

他の単一入口式クライオポンプが米国特許第
4121430号及び第4150549号に開示されている。こ
れらポンプは、単一の入口を有するだけであり、
ポンプ内に累積したポンピングされた凝縮ガスへ
の出口を欠く。上記 ′549号特許は、ポンプ口を
横切つて随意的に設けられうるシエブロン遮蔽体
を開示し、これはポンプに侵入するガラスに対す
る開口を供給する。

クライオポンプ装置におけるシエブロン形遮蔽
体の使用はまた、1960年10月オハイオ州クリーブ
ランドにおいて催された真空技術会議において発
表された「分子流れコンダクタンスの最適化」な
る論文、インターナシヨナルサイエンスアンドテ
クノロジー発行の1963年１月の「真空技術」及び
「真空」、1971年５月Vol21、No.５頁167〜173の
「モンテカルロ法によるクライオポンプ速度の計
算」なる論文にも開示されている。シエブロン形
遮蔽体はまた、「ジヤーナルオブバキユウムサイ
エンスアンドテクノロジー」1974年、１〜２月、
Vol11、No.１、331〜336頁「4.2ケルビンに於ける
10―11―10―７ トル範囲におけるモレキユラー
シーブについて吸着アイソサームの測定及びヘリ
ウムのポンピング速度」にも記載されている。

様々の遮蔽体形態を含む他のクライオポンプ用
途が米国特許第3144200；3485054；3488987；
3490247；3668881；3769806；4072025及び
4148196号に示され、更には「真空」Vol20、No.
11、1970年11月、477〜480頁にも示されている。

宇宙模擬室のような大形の設備においては、ク
ライオポンプ装置に必要とされるポンピング速度
はきわめて高く、クライオポンプ装置を室内、通
常は室壁に隣接して配置することにより実現しう
るだけである。大形クライオポンプの場合、ポン
プの作用に必要とされる極低温流体冷凍及び循回
設備のコストは、ポンプ周囲からの輻射熱の吸収
を減じる為上述した低温トラツプとほぼ同態様で
ポンプ表面が遮蔽されないなら、許容しえない程
莫大なものとなる。このような輻射熱伝達を最小
限にする為に、遮蔽体は液体窒素でもつて冷却さ
れそして通常室の温い域にポンピングパネルが直
接曝露されるのを防止するよう即ちパネルが外部
に見えないように形態づけられている。反面、残
念なことに、このような遮蔽体の設置は、排気さ
れるべき気体分子が室の開空間からポンピングパ
ネルに達するのに回路状行路をたどることを必要
とすることによりポンピング速度を減じる。大形
室においてこれまで使用された遮蔽体―パネル形
態としては、第８図にａ，ｂ及びｃとして示す
「シエブロン」配列、「リツトン」配列及び「サン
テラー」配列が含まれる。シエブロン配列（第８
ａ図）においては、平担なポンピングパネルがそ
の一面から離間してそれに平行に配列される一つ
の平担な遮蔽体と、パネルの他面から離れて配さ
れる一群の平行シエブロン形遮蔽体とを具備し、
シエブロン群の対称軸はパネル面に平行とされて
いる。「リツトン」配列（第８ｂ図）においては、
パネルはその各側に平行に離間して配される平担
な遮蔽体を有し、これら両遮蔽体はパネルより巾
広くしかも一方の遮蔽体は他方のものの巾の２倍
とされている。サンテラー配列（第８ｃ図におい
ては、一つの平担遮蔽体の片側に複数の平行パネ
ルが遮蔽体に対して一定各度で配置されそして第
２の遮蔽体がパネル１つ毎にそれに平行に延在し
ている。第２遮蔽体の反対側のパネル面は外部輻
射による直接衝突から完全には遮蔽されていな
い。

本発明に従えば、極低温流体を供給する為の手
段と、冷媒流体を供給する為の手段と、両側面に
熱交換表面を具備しそして前記熱交換表面と熱伝
達関係で極低温流体を内部を通して導通する為の
第１導管手段を含むパネルと、極低温流体を前記
パネル導管にパネル熱交換表面と熱交換関係で該
導管を通して流すべく送給する手段とを含むクラ
イオポンプ装置において、パネルを収納しそして
冷媒流体を内部を通して導通する為の導管を該導
管の壁構造と熱伝達関係において含むジグザグ状
の通路構造体が設けられ、この場合該通路構造体
と前記パネルの互いに対面しあう表面が隔離関係
にあり、そして該通路構造体が前記パネルのそれ
ぞれの熱交換表面まで気体の流れの為両端におい
て開口を有し、該壁構造体が前記パネルを外部か
ら遮蔽する為該パネルと前記開口との間に位置決
めされる。

本発明の好ましい具体例について図面を参照し
つつ説明する。

第１〜３図を参照すると、クライオポンプ装置
が全体を10として示されており、これは、熱伝導
性パネル１２と熱伝導性輻射遮蔽体１４を含んで
いる。パネル１２は一対の熱伝導性輻射遮蔽体１
４と離間した介在関係で配列される。好ましく
は、第１図に示されるように、複数のパネル１２
と遮蔽体１４とは、遮蔽体―パネル―遮蔽体―パ
ネル―遮蔽体―パネル―遮蔽体の形態でもつてパ
ネル１２及び遮蔽体１４を個々に一つ置きに離間
した介在関係で設けられる。第１図は、パネル及
び遮蔽体の交互配置を例示する為、遮蔽体１４―
パネル１２配列を広く間隔をあけた拡大した様相
で示す。本発明が好ましい具体例において構成さ
れる時、遮蔽体１４は互いに充分近接して置かれ
て、隣うあう遮蔽体１４間の個々のパネル１２が
その隣りあう遮蔽体によつてクライオポンプ装置
の外部に直接露呈されないようおおい隠されてい
る。パネルの側方にも直接的に露呈しないように
隣りあう遮蔽体内へのパネルの包み込みの様相が
第２図に明示されている。

第１図を参照すると、導管１６及び１８が、好
ましくは液体ヘリウムのような極低温流体をクラ
イオポンプ装置に供給しそしてそこから取出す。
各パネル１２は、導管１６からの導管１８へとパ
ネル１２を通して極低温流体の並行流れが生じる
ように導管１６及び１８に連結管２０によつて連
結されている。好ましい液体ヘリウム極低温流体
の流れが第１図に矢印によつて表示されている。

遮蔽体１４は、その両端において、熱伝導性の
金属（好ましくはアルミニウム）マニホルド板２
２に止着され、好ましくはその接合は溶接部２３
により為される。その結果、マニホルド板２２
は、遮蔽体１４に熱的に接続されそして遮蔽体１
４内に一体的に設けられる導管を通して流れる冷
媒流体の温度と実質上同じ遮蔽体１４の温度を保
証する。隣りあう遮蔽体１４内の導管同志は繋ぎ
管２４によつて直列に接続される。一番上と下に
おける遮蔽体は、それらの導管を、好ましくは液
体窒素である冷媒流体源に接続されている。第１
図に矢印によつてこの様相が示してある。その結
果、遮蔽体群１４を通しての冷媒流（好ましくは
液体窒素）の流れは直列流れ模様である。

連結管２０挿通用の遊隙穴２６がマニホルド板
２２に設けられて、連結管２０がマニホルド板２
２と接触しないように為されている。また、パネ
ル１２がマニホルド２２間の距離より長手方向に
僅かに短かく為され、パネル１２とマニホルド板
との間の接触が起らないことを保証している。こ
れは第３図に明示される。第３図から、マニホル
ド板が好ましくは直立したチヤネル対から形成さ
れていることが理解されよう。マニホルド板２２
は遮蔽体１４と実質上同じ温度にあるから、各熱
伝導パネル１２は、冷媒流体の温度に実質上維持
されている、両側の２枚の遮蔽体とマニホルド板
２２によつて定義される周囲環境に直接的に曝露
されるだけである。

第５図を参照すると、各パネル１２は、その両
側に熱交換表面２８及び３０を具備しそして熱交
換表面２８及び３０と熱伝達関係でパネル１２を
通して極低温流体を導通する為の一体の導管（導
通路）３２を含んでいる。各パネルは高熱伝導性
であり、好ましくはアルミニウム製であり、そし
て押出し工程中導管３２を一体に内部形成せしめ
た単一押出し部材として形成される。第５図にお
いて、連結管２０は例示されるパネル１２の導管
３２から突出するものとして示されている。管２
０は好ましくはパネル１２に溶接される。各パネ
ル１２は好ましくは、パネルの撓みを防止するべ
くパネルの実質上全長に沿つて延在する直立した
一体のリブ３４及び３６を備えている。リブ３４
及び３６も、パネルが押出される際パネルと一体
に形成されうる。リブ３４及び３６が、パネル１
２上に導管３２から離れて位置づけられているこ
とを銘記されたい。第２図に例示されるこの位置
づけは、パネル残部に対して拡大断面を有する導
管３２もまたパネル撓みに抵抗する作用を為すか
ら、リブと併せて、パネル撓みに対して最大の耐
性を与える。

第４図を参照すると、各熱伝導性輻射遮蔽体１
４は、Ｚ形状を有しそしてその内部を通しての冷
媒流体の流れを与えるようその長さに実質上沿つ
て長手方向に伸びる一体の導管（導通路）３８を
含んでいる。第４図において、例示の遮蔽体１４
の導管３８から突出した状態で繋ぎ管２４が示さ
れている。繋ぎ管２４は好ましくは遮蔽体１４に
溶接される。導管３８は第２図に明示される。各
遮蔽体は好ましくは、中央部分４０と２つの縁部
分４２及び４４とを含んでいる。これら中央及び
縁部分は、遮蔽体１４の長さにわたつて延在し、
縁部分４２及び４４は中央部分の長手縁から互い
に反対向きに張出して遮蔽体１４にＺ形の断面輪
郭を賦与している。各遮蔽体の表裏をなす２つの
面が１００及び１０２として表示されている。繋
ぎ管２４がそれぞれ隣りあう遮蔽体を相互連結す
る為クライオポンプ装置の最上下遮蔽体を冷媒流
体源に接続する為遮蔽体１４の両端から突出して
いる。各遮蔽体１４の縁部分４２と４４は互いに
平行である。遮蔽体１４は、それが押出し加工さ
れるに際して導管３８を一体に形成して押出され
そして遮蔽体の撓みを防止するよう遮蔽体１４の
長さに実質上沿つて延在する一体の突出リブ４６
を含んでいる。導管３８が中央部分４０と縁部分
４２との継合域において形成され、他方リブ４６
が中央部分４０と他方の縁部分４４の継合域に近
接して形成される。導管３８からリブ４６をこの
ように離すことは、遮蔽体１４の残部に対して導
管３８が拡大断面を与えて遮蔽体の撓みに耐性を
賦与するから、リブ４６と併せて、遮蔽体全体の
撓みに大きな耐性を与える。各遮蔽体は中央部分
４０とそれぞれの縁部分４２及び４４の接合部に
おいて拡大断面の中実部分を有している。これら
拡大部分４８及び５０として第６及び７図に明示
されている。リブ４６は、縁部分４４と反対向き
に突出する延長部として形成されそして中央部分
４０と協同して５２として示されるほぼ直角形態
の長手方向に伸びる凹所を形成する。これは第７
図に明示される。凹所５２の一部を定義する表面
１０２とは反対側の中央部分４０の表面１００上
には、中央部分と縁部分４２との接合域に近接し
て遮蔽体１４にネツク５６により連結される長手
方向に伸びる突起５４が形成されている。これは
第６図に明示される。

第２図に見られるように、隣りあうＺ形遮蔽体
１４の各対の表面１００と１０２がジグザグ形態
の通路５８を定義する。各パネル１２はこれらジ
グザグ状通路５８の一つ内に収納されている。遮
蔽体１４内の導管３８は、そこを通して冷媒流体
を導通せしめて、遮蔽体１４の表面１００及び１
０２によつて定義される通路壁構造と流体との間
に熱伝達関係を提供する。それぞれのパネル表面
２８及び３０は、各パネルが収納される通路５８
を形成する互いに向い合う表面１００及び１０２
から離間されている。各通路５８は、その両端に
おいて、隣りあう遮蔽体１４のそれぞれの縁部分
４２及び４４の外端縁６０及び６２により定義さ
れる開口を具備しており、以つてそこを通して通
路５８内に収納されたパネル１２の熱交換面２８
及び３０への気体の流通を可能ならしめる。隣り
合う遮蔽体の対応する縁部分４２及び４４は、各
隣りあう遮蔽体対１４内部に個々のパネル１２を
外部に直接露呈しないよう互いに接触することな
く重なり合つている。通路５８の壁構造を形成す
る縁部分４２及び４４は、包囲されたパネル間に
効果的に位置づけられそしてその外端６０及び６
２によつて隣り合う遮蔽体間に開口を画成してい
る。隣り合う遮蔽体の対応する縁部分４２及び４
４は、包囲パネルの熱交換表面への気体流れの為
の長手方向に伸延する底部開口溝路を定義するも
のとみなしうる。

パネル１２及び１４は、好ましくはすべて互い
に平行である。遮蔽体の中央部分４０は隣りあう
パネル１２同志を互いに直接対面しないように遮
断し、そしてパネル上に投影される時パネル巾を
越える横断巾を有している。遮蔽体中央部分は好
ましくは第２図に例示されるようにパネルに対し
て斜交される。

複数の、第１及び第２位置決め用スペーサ手段
６０及び６２が、パネル１２に沿つて長手方向に
隔置されている。これらスペーサ手段は、突起６
４及び凹所５２とそれぞれ協働して、隣りあうパ
ネル１２及び遮蔽体１４間の離間関係を維持し同
時に隣りあうパネル１２及び１４間の熱誘起長手
方向変位を許容する。

第６図に明示されるように、第１位置決め用ス
ペーサ手段６０は、パネル１２に押しつけ型スピ
ードナツト６８と係合せしめられる丸軸６６によ
つて止着される断熱ブロツク６４を含んでいる。
軸６６は、パネル１２における遊隙孔及びブロツ
ク６４における中央孔を装通している。ワツシヤ
７０がブロツク６４とパネル１２との間に設けら
れる。ブロツク６４及び軸６６は好ましくは、レ
キサン（LEXAN）の商品名でゼネラルエレクト
リツク社により販売されているポリカーボネート
樹脂のような高い断熱特性を有するフエノール樹
脂基材料から形成される。ブロツク６４には、そ
の周囲に沿つて延在するスロツト７２が好ましく
は設けられる。スロツト７２は、長手方向におけ
るその少くとも一部を隣りのパネル１４の突起５
４を関節係合状態で摺動自在に受容するようにし
て配向されている。この関節係合は第２図に明示
されている。第６図では分離状態で示してある。

第１スペーサ手段から反対側のパネル１２の縁
には第２スペーサ手段６２が設けられ、これは第
１及び第２のデイスク状スペーサ部分７４及び７
６を含み、各々外向きの凸状表面７８及び８０を
具備している。スペーサ部分７４と７６は好まし
くはブロツク６４と同じ断熱材料製とされそして
パネル１２の両面に軸８２によつて止着される。
軸８２は、スペーサ部分７４及び７６及びパネル
１２における遊隙穴を貫通しており、スピードナ
ツト６８がスペーサ部分７４及び７６の外側で軸
８２と係合している。軸８２も断熱性材料から作
られ、好ましくはブロツク６４と同じ材料製とさ
れる。ワツシヤがナツト６８をスペーサ部分７４
及び７６から分離している。スペーサ部分７４及
び７６は隣りあう遮蔽体の凹所５２によつて摺動
自在に受容される。第２図を参照されたい。丸み
のついた凸状表面７８及び８０が凹所５２の平面
状表面とそれぞれ接触する。第７図では、第２ス
ペーサと凹所とは分離して示してある。

隣りあう遮蔽体はマニホルド板２２に固着する
ことによつて定着状態に保持されているから、隣
りあう遮蔽体間に相対運動は存在しない。しか
し、第２図に示されるように、スロツト７２内へ
の突起５４の摺動係合と凹所５２によるデイスク
状スペーサ部分７４及び７６の摺動受容は、パネ
ル１２とその包囲遮蔽体１４との間の熱的に誘起
される長手方向相対移動を許容する。これは、液
体ヘリウムにより好ましくは冷却されるパネル１
２が、好ましくは液体窒素により冷却される遮蔽
体よりかなり低い温度にまで冷却されるから、必
要とされる。その結果、クライオポンプ装置が始
動されそして液体ヘリウム及び液体窒素がパネル
及び遮蔽体にそれぞれ導入されそしてクライオポ
ンプ装置がその作動温度まで冷えると、パネルは
遮蔽体よりかなり収縮し、その結果両者の相対変
位が生じる。

突起５４の彎曲外表面は溝７２の内面を定義す
る平面と接触していること及び同じく彎曲凸状曲
面７８及び８０が凹所５２を定義する平面と接触
していることを銘記されたい。この曲面―平面対
はこれらの間に線接触しかもたらさず、その結果
隣りあうパネルと遮蔽体との間に最小限の熱伝導
しか起らないことを保証する。

クライオポンプの運転中、液体窒素及び液体ヘ
リウムはそれぞれ第１図に矢印で示す方向に送流
される。パネル及び遮蔽体のそれぞれの冷却温度
への冷却に際して、液体ヘリウムの温度以上の凝
縮点を有しそしてパネルと出合う気体の分子がそ
こに付着する。第２図で矢印Ａ及びＢによつて示
される方向において隣りあう遮蔽体間に侵入する
気体分子は、パネル１２の、上下遮蔽体の熱交換
表面２８及び３０と衝突するに際して、そこに凝
結してポンピング効果を与える。遮蔽体とマニホ
ルド板とは、液体窒素の温度に実質上維持されて
いる環境内でパネルを外部に露呈しないよう包囲
しており、クライオポンプ装置の外部に温源から
パネルへの輻射熱伝達を減じ、それによりパネル
を通して流される液体ヘリウムを維持するに必要
な冷凍設備容量を最小限とする。

クライオポンプ遮蔽体とパネルは好ましくはア
ルミ製とされる。アルミニウムは殊に、その良好
な熱伝導性、低温で比較的靭性のよいこと及びパ
ネル及び遮蔽体として必要とされる形状に押出し
加工により容易に成形しうることの点で好まし
い。

クライオポンプ装置は、真空室内に、室内部に
マニホルド板２２を適当な断熱様式で取付けるこ
とにより設置されうる。

クライオポンプ装置によつてベローは全然使用
されない。輻射遮蔽体１４及びマニホルド板２２
に対するパネル１２の浮遊構成は熱膨脹及び収縮
を可能ならしめそしてこの機能の為にベローを使
用する場合に得られるよう一層大きな信頼性を与
える。マニホルド板２２を垂直に直立しそしてパ
ネル及び遮蔽体を垂直方向に積重ねる。第１図に
例示されるようなクライオポンプ装置の配向は、
比較的剛性構造を維持したままパネル及び遮蔽体
間の熱誘起相対移動を容易ならしめる。

装置は、第１図で見て、マニホルド板２２の間
を約29フイートまでの長さ範囲とするパネル１２
及び遮蔽体１４を使用して組立てることができ
る。パネル１２及び遮蔽体１４はオハイオ州トレ
ントンのマグリード社製の押出加工品を使用し
た。直立リブ３４，３６及び４６は、パネル及び
遮蔽体内に一体に形成された導管と組合せて、パ
ネル及び遮蔽体の過度の撓みを防止した。遮蔽体
に対する好ましい形状は、約109゜の角度Ｃ（第２
図）及び約45゜の角度Ｄ（第２図）を持つようなも
のとされる。第７図に示される角度Ｅは好ましく
は約90゜であり、他方角度Ｆは好ましくは約71゜で
ある。遮蔽体は約14インチの水平巾を有するもの
として作製されえそしてマニホルド板２２に隣り
あう遮蔽体の対応部分間が約４インチとなるよう
取付けられる。遮蔽体によつて取囲まれるパネル
は好ましくは第５図にＱとして表示される巾とし
て約５ 1/8インチを有する。パネルは導管３２に
即ぐ隣りあうパネル中央部分において約１／４イ
ンチ厚を有している。遮蔽体も同じく中央及び縁
部分４０，４２及び４４のそれらの継合部から離
れた部位において約１／４インチ厚である。

スペーサ６０及び６２は、パネル及び遮蔽体が
29フイート長として作製される時７フイートまで
離間されうる。スペーサ６０及び６２がパネルの
撓みによつてパネル―遮蔽体接触が生じる程に間
を置きすぎないことが重要である。何故なら、そ
のような接触は結果的に遮蔽体をパネルに短絡せ
しめ、ポンピング運転中遮蔽体をパネルの温度に
まで降下せしめ、その結果所要の冷凍力の急激な
増大を伴う。

遮蔽体中央部分は第２図においてＮによつて指
示される方向に約７ 1/2インチの長さを有するも
のと為しえそして縁部分は第２図でＰとして示さ
れる巾長さを約５ 1/2インチとなしうる。これ
は、隣りあう遮蔽体間の垂直間隔Ｒを約２ 1/2イ
ンチとする。

遮蔽体の縁部分と中央部分との間の角度は、遮
蔽体がそのＺ字形構造を保持しそしてそれにより
包囲パネルを外部から見えないよう隠すかぎり、
臨界的でない。しかし、遮蔽体間の間隔が増大す
る程、包囲パネルを外側から見えないように隠す
のに、遮蔽体縁部分と中央部分との間の角度Ｃは
減少されねばならない。角度Ｃが減少するにつ
れ、配列体のポンピング速度も減少する。しか
し、パネル巾Ｑ（第５図）が増大すると、ポンピ
ング速度は増加する。開示されるクライオポンプ
形態の利点の一つは、隣りあう遮蔽体間の距離Ｓ
に対するパネル巾Ｑの比が高く、その結果高いポ
ンピング速度がもたらすことである。

第２図における領域５８′は、その周囲壁の一
部をパネル１２によつて形成されそして残部を遮
蔽体中央部分によつて形成される空域と考えられ
る。この空域への入口は隣りあう遮蔽体の中央及
び縁部分の接合部を繋ぐ線に沿つてあるものと見
なしうる。遮蔽体の縁部分がこの空域開口から張
出して空域内のパネルの空域外部から入来する直
進輻射線から隠している。遮蔽体の縁部分は、空
域内のパネルから空域開口を通して直線を引いた
場合その引かれる直線のいずれもの延長が遮蔽体
の縁部分と交差するように位置決めされる。これ
は結局、遮蔽体縁部分によるパネルの側方からの
目視に対するおおい隠しを提供する。開示される
クライオポンプの利点は、積重ね配列において空
域が対になつて形成され、そして各パネルが２つ
のポンピング空域の内部の一部を形成するポンピ
ング表面に寄与していることである。各パネルの
実質上全表面がポンピング作用の為に露呈され
る。

第２図にＳとして定義される空域開口の寸法と
第５図にパネル巾Ｑとして定義される空域深さと
の間の関係は、本発明の理論的最大ポンピング速
度を確立する。

本発明のクライオポンプがシエブロン形配列を
利用するパネルと比較される時（シエブロンは第
２図の角度Ｄと同じパネルに対する角度を形成す
るものを使用）、本発明のポンピング速度の方が
秀れている。シエブロン形態の配列を使用するポ
ンプにおいて、シエブロンと関連するポンピング
パネルとの間の最適角度は60゜であることが知ら
れている。これは0.28のポンピング速度を与え
る。先に先行技術の説明のところで記載した真空
技術ミーテイングにおける論文を参照されたい。
驚くべきことに、本発明のポンピング速度は常に
0.28を越え、そしてその増加分は第２図に寸法Ｓ
によつて定義される空域の寸法と第５図にパネル
巾Ｑとして定義される空域深さとの関係により制
御される。Ｑ／Ｓが増加すると、ポンピング速度
は増加する。次の表は、Ｑ／Ｓ及び角度Ｄ（第２
図）の様々の値に対する本発明のポンピング速度
を与えるものである。

Ｄ Ｑ／Ｓ ポンピング速度 45゜ １ 0.287 45゜ ２ 0.335 60゜ ２ 0.379 これらポンピング速度は、隣りあう遮蔽体１４
の縁部分４２及び４４の対応する最外縁６０及び
６２により定義される本発明のポンプへの開口に
おける入来分子の分率を表す。ポンピング速度を
計算する一つの方法として前述した「モンテカル
ロ法によるクライオポンピング速度の計算」なる
論文を参照されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明クライオポンプ装置の概略を
示す垂直方向に拡大した側面図である。第２図
は、第１図の２―２線に沿う、クライオポンプ装
置の好ましい具体例を示す断面図である。第３図
は、第１図の３―３線に沿う一部省略した断面図
である。第４図は、第１〜３図に示されたクライ
オポンプ装置の輻射遮蔽用部材の斜視図である。
第５図は、熱伝導性パネル部品の斜視図である。
第６図は、パネルと遮蔽体との一部の拡大断面図
であり、両者を離間関係に維持するスペーサ手段
の一つを示す。第７図は、また別のスペーサ手段
を示すパネル及び遮蔽体の一部の拡大断面図であ
る。第８図ａ，ｂ及びｃは先行技術のパネル及び
遮蔽体の配列模様を示す説明図である。 １０：クライオポンプ装置、１２：パネル、１
６：極低温流体供給導管、２０：連結管、２８，
３０：熱交換表面、３２：導管、３４，３６：リ
ブ、６０：第１スペーサ手段、６４：断熱ブロツ
ク、７２：スロツト、６２：第２スペーサ手段、
７４，７６：第１及び第２スペーサ部分、７８，
８０：凸状表面、２２：マニホルド板、１４：遮
蔽体、３８：導管、２４：繋ぎ管、４０：中央部
分、４２，４４：縁部分、４６：リブ、５２：凹
所、５４：突起、５６：ネツク、５８：ジグザグ
通路、５８′：空域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a)極低温流体を供給する為の極低温流体供給
   手段と、(b)冷媒流体を供給する為の冷媒流体供給
   手段と、(c)両側面に熱交換表面を具備しそして極
   低温流体をその内部を通して導通させる為の第１
   導管手段を含む複数の熱伝導性パネルとを含み、
   該第一導管が前記極低温流体供給手段に接続され
   て極低温流体流れが与えられるクライオポンプ装
   置において、 前記パネルと離間して交互に配置される複数の
   熱伝導性輻射遮蔽体であつて、各々が冷媒流体を
   流送する為の第２導管手段を含み、隣りあう前記
   遮蔽体が内部に前記パネルを外部に露呈しないよ
   うに囲包するべく互いに重なり合い、そして前記
   遮蔽体の対応するそれぞれの縁部が前記パネルの
   熱交換表面まで気体が流れる導通路を画成し、前
   記第２導管手段が冷媒流体を前記遮蔽体を通して
   流すべく前記冷媒流体供給手段に接続されるよう
   な熱伝導性輻射遮蔽体と、 隣合う前記パネルと遮蔽体とを離間関係に維持
   する為に、隣りあう前記パネルと遮蔽体とに接触
   する断熱性位置決め手段とを包含することを特徴
   とするクライオポンプ装置。 ２ 熱伝導性輻射遮蔽体が長手方向に延在する凹
   所を具備し、断熱性位置決め手段が(a)隣合う遮蔽
   体―パネル組合せの少なく共一つの部材とスロツ
   トにより関節係合状態で長手方向に摺動自在に受
   容される突起を含む第１スペーサ手段と(b)該遮蔽
   体―パネル組合せのパネルに取付けられ外側に凸
   形状部分を有する第２スペーサ手段とを含み、該
   第２スペーサ手段の前記凸形状部分が前記遮蔽体
   ―パネル組合せの遮蔽体から離間状態で前記遮蔽
   体の凹所に長手方向に摺動自在に受容されている
   特許請求の範囲第１項記載のクライオポンプ装
   置。 ３ 各熱伝導性輻射遮蔽体が中央部分とそのそれ
   ぞれの縁辺から同じ角度で延在する２つの縁部分
   を含み、該中央部分及び縁部分が前記各遮蔽体の
   長手方向に延在し、前記各遮蔽体の中央部が熱伝
   導性パネルに対して斜交し、前記且つ前記パネル
   と交互した関係にありそして前記遮蔽体の中央部
   分及び縁部分がパネルを外部に露呈しない様取囲
   んでいる特許請求の範囲第１項記載のクライオポ
   ンプ装置。 ４ 熱伝導性パネル及び熱伝導性輻射遮蔽体が互
   いに平行である特許請求の範囲第３項記載のクラ
   イオポンプ装置。 ５ 熱伝導性輻射遮蔽体の縁部分が互いに平行で
   あり前記遮蔽体の中央部分から反対向きに伸延し
   ている特許請求の範囲第４項記載のクライオポン
   プ装置。 ６ 熱伝導性輻射遮蔽体の中央部分が熱伝導性パ
   ネル上に投影して前記パネル巾より大きな巾を有
   している特許請求の範囲第５項記載のクライオポ
   ンプ装置。 ７ 各熱伝導性パネルがその長手方向長さに実質
   上延在し且つ第１導管手段から横断方向に離間す
   る少なくとも一つの直立の一体リブを含み、長手
   方向以外の方向における前記パネルの撓みに耐え
   るように為した特許請求の範囲第６項記載のクラ
   イオポンプ装置。 ８ 凹所が斜めに形態付けられ、第２スペーサ手
   段の外側凸形状部分が丸みづけられている特許請
   求の範囲第２項記載のクライオポンプ装置。 ９ 各熱伝導性パネルはジグザグ状の通路構造体
   を形成し、該通路構造体は冷媒流体を内部を通し
   て導通する為の導管を該導管の壁構造と熱伝達関
   係に於て含む通路構造体を含み、前記通路構造体
   と前記パネルの互いに対面し合う表面が隔離関係
   にあり、そして前記通路構造体がそこを通しての
   前記パネルの夫々の熱交換表面までの気体流れの
   為の開口を両端に有し、該壁構造体が前記パネル
   を遮蔽する為に該パネルと前記開口との間に位置
   決めされている特許請求の範囲第１項記載のクラ
   イオポンプ装置。 １０ 熱伝導性パネルは長手方向に細長く押し出
   された横断方向に伸延する複数の熱伝導性平行パ
   ネルであつて、各前記パネルが長手方向以外の方
   向での前記パネルの撓みに耐えるよう、実質状長
   手方向長さに渡つて延在する直立の一体リブと、
   極低温流体を内部を通して流す為の、長手方向に
   伸延しそして前記リブから横断方向に離間されそ
   して極低温流体供給手段に接続されている導管を
   含み、 熱伝導性遮蔽体は押し出し加工された複数の長
   尺の熱伝導性平行遮蔽体であつて、各々が中央部
   分及び２つの縁部分とを具備し、前記中央部分は
   横断方向に投影して前記パネル幅よりも大きな幅
   を有し、前記中央部分及び縁部分は前記遮蔽体の
   長手方向長さに渡つて延在し、前記縁部分は前記
   中央部分から反対方向に伸延して前記遮蔽体にＺ
   字形形状を付与し、各前記遮蔽体は前記縁部分と
   前記中央部分との接合域に於て夫々の部分自体よ
   りも肉厚とされ、各前記遮蔽体は冷媒流体を流す
   為に冷媒供給手段に接続される長手方向に伸延す
   る導管を含み、該導管は前記中央部分と縁部分の
   一方との接合部に近接され、各前記遮蔽体は前記
   中央部分及び縁部分の一方との接合部に近接して
   遮蔽体にネツクによつて接続される長手方向に伸
   延する突起を含み、各前記遮蔽体は前記中央部分
   と残余の縁部分との接合部に近接して長手方向に
   伸延する凹所を含み、前記中央部分は残余の縁部
   分とその中間位置に於て接合されて残余の縁部分
   が中央部分から両方向に伸延し、前記凹所は前記
   突起が突出する表面とは反対側の遮蔽体表面に形
   成され、前記遮蔽体が前記パネルと交互に間隔を
   於て配列され、前記遮蔽体の前記中央部分が隣合
   うパネルを互いに遮蔽し、隣合う遮蔽体の夫々の
   対応する縁部分が、隣合う遮蔽体の中央部分間に
   位置付けられる前記パネルの夫々の表面への気体
   流れの為の導通路を形成し前記遮蔽体の縁部分が
   その内部に包囲される前記パネルを遮蔽体の外部
   から導通路を通しては見えない様に側方から隠蔽
   し、 第１スペーサ手段は、前記パネルの一方の側縁
   に近接して取付けられそして各ブロツクがその少
   なくとも一部を長手方向に配して成るスロツトを
   有する断熱ブロツクを含み、前記パネルに隣合う
   第１の遮蔽体の突起がそのパネルと関連する第１
   スペーサ手段のスロツトによつて摺動自在に受容
   されて前記パネルに対する前記第１の遮蔽体の長
   手方向相対移動を可能ならしめており、断熱性の
   第２スペーサ手段にして、前記第１スペーサ手段
   と対を成す関係で前記パネルの他の側縁に近接し
   て設けられ且つ凸状表面を夫々有する第１及び第
   ２スペーサ部分を含む第２スペーサ手段を含み、
   前記第１及び第２スペーサ部分は前記パネルに隣
   合う第２の遮蔽体の凹所に摺動自在に受容され、
   該第２の遮蔽体をして前記第１の遮蔽体に隣合う
   が前記第１及び及び第２スペーサ部分を含む前記
   パネルによつてそこから離間せしめ、そして前記
   パネルに対する前記第２の遮蔽体の長手方向移動
   を可能ならしめる特許請求の範囲第１項記載のク
   ライオポンプ装置。 １１ 熱伝導性パネルが極低温流体と熱伝導関係
   にある外側ポンピング表面を有し、熱伝導性輻射
   遮蔽体が冷媒流体と熱伝導関係にあつて前記外側
   ポンピング表面への外部発生輻射の直接的入来を
   阻止する様になつており、前記外側ポンピング表
   面によつて一部を形成されそして前記遮蔽体の一
   部によつてその残部を形成される空域を含み、前
   記遮蔽体の他の部分が前記空域の開口から外側へ
   と伸延しそして前記外側ポンピング表面と空域の
   リツプとの間に直線を引いた場合にその全ての延
   長線が前記遮蔽体の前記他の部分と交差するよう
   に成されている特許請求の範囲第１項記載のクラ
   イオポンプ装置。 １２ 熱伝導性パネルが極低温流体と熱伝導関係
   にある外側ポンピング表面を有し、熱伝導性輻射
   遮蔽体が冷媒流体と熱伝導関係にあつて前記外側
   ポンピング表面への外部発生輻射の直接的入来を
   阻止する様になつており、前記外側ポンピング表
   面によつて一部を形成されそして前記遮蔽体の、
   冷媒流体と熱伝導関係にある表面によつてその残
   部を形成されるような空域を含み、前記開口の外
   側にある前記遮蔽体が前記ポンピング表面と前記
   開口との間に直線を引いた場合にその全ての延長
   線が前記遮蔽体と交差する様に成されている特許
   請求の範囲第１項記載のクライオポンプ装置。