JPH037028B2 - - Google Patents
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- JPH037028B2 JPH037028B2 JP18590283A JP18590283A JPH037028B2 JP H037028 B2 JPH037028 B2 JP H037028B2 JP 18590283 A JP18590283 A JP 18590283A JP 18590283 A JP18590283 A JP 18590283A JP H037028 B2 JPH037028 B2 JP H037028B2
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- cryopanel
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- cryopump
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
- F04B37/06—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
- F04B37/08—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は真空排気用ポンプとして使用される大
容量クライオポンプに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a large-capacity cryopump used as a pump for evacuation.
真空排気用ポンプとして使用されているクライ
オポンプの構造の概略は第１図に示される構成で
ある。第１図において、１はクライオパネルで
4.2K又はそれ以下の温度の液体ヘリウムで冷却
される。クライオパネル１は排気用の開口部をの
ぞいて約80Kの液体窒素で冷却されたシールド板
２で囲まれており、開口部には波形格子状のシエ
プロンバツフル又はルーバーブラインド３（図で
は線で示してあるが実際は薄い板厚を有するもの
であつて他図も同様である）等で構成されてい
る。クライオポンプの排気作用は、真空容器４内
の残留気体分子をシエプロンバツフル又はルーバ
ーブラインド３等の開口部を通してみちびき、
4.2K又はそれ以下の温度に冷却されたクライオ
パネル１の表面に凝縮吸着することにより生じ
る。
The outline of the structure of a cryopump used as a vacuum evacuation pump is shown in FIG. In Figure 1, 1 is the cryopanel.
It is cooled with liquid helium at a temperature of 4.2K or below. The cryopanel 1 is surrounded by a shield plate 2 cooled with liquid nitrogen at approximately 80K, except for the exhaust opening, and the opening is covered with a corrugated lattice-shaped sheapron batsful or louver blind 3 (lined in the figure). Although it is shown in , it actually has a thin plate, and the same is true for other figures). The evacuation action of the cryopump is to direct residual gas molecules in the vacuum container 4 through an opening in the sieve valve or louver blind 3,
This is caused by condensation and adsorption on the surface of the cryopanel 1 that has been cooled to a temperature of 4.2K or lower.
クライオポンプの特徴としては、10-5Torr程
度の真空において単位開口面積当り数／sec・
cm2と大きな排気速度を有することである。この排
気速度を決定する重要な因子に開口部形状、すな
わち、シエプロンバツフル又はルーバーブライン
ドの開き角度、取付ピツチ等の形状がある。 The cryopump is characterized by the number per unit opening area/sec・in a vacuum of about 10 -5 Torr.
cm 2 and has a large pumping speed. Important factors that determine this pumping speed include the shape of the opening, ie, the opening angle of the apron buttle or louver blind, and the shape of the mounting pitch.
最近、第２図に示される様にルーバーブライン
ドを使用したユニツト方式のクライオポンプが考
案されている。ルーバーブラインドは気体分子通
過確率ηがシエプロンバツフルの通過確率の２倍
程度大きくとれることが特徴とされている。第３
図にその一部分の詳細形状を示す。 Recently, a unit type cryopump using a louver blind as shown in FIG. 2 has been devised. The louver blind is characterized in that the gas molecule passage probability η is approximately twice as large as the passage probability of the Siepron Buffful. Third
The figure shows the detailed shape of a part of it.
第３図に示す様に、クライオパネル１は気体分
子の進入方向５に平行に配置され、その両側にθ1
の開き角のルーバー３が一定のピツチで設けられ
ている。各ユニツト間の距離をａ、ユニツトの幅
をｂとすると、ユニツト当りの気体分子の通過確
率ηは次式で決定される。 As shown in FIG. 3, the cryopanel 1 is arranged parallel to the gas molecule entry direction 5, and θ 1
Louvers 3 with an opening angle of are provided at a constant pitch. When the distance between each unit is a and the width of the unit is b, the passage probability η of gas molecules per unit is determined by the following equation.
η＝ηa・ａ／（ａ＋ｂ） ここではηaはユニツト間の通過確率を示す。 η=η a ·a/(a+b) Here, η a represents the probability of passage between units.
ユニツト間の通過確率ηaは、ルーバー３の通過
確率ηLにより支配されており、ηaとηLの関係は
ηa∝ηL
である。しかし、第３図のクライオポンプではク
ライオパネル１の両面を凝縮面として使用してい
るにもかかわらず、ルーバーブラインド３の通過
確率ηLが小さいために排気速度が制約されてい
る。この原因としては、ルーバー間が平行配置で
あるため、ルーバー間で反射をくり返し続ける停
留気体分子が存在し、これがクライオパネルに到
達するか、外側に飛び出すかの確率が各々1/2、
１／２であるためで排気速度を増すためには、これ
らの原因をとりのぞく必要がある。 The passage probability η a between units is controlled by the passage probability η L of the louver 3, and the relationship between η a and η L is η a ∝η L. However, in the cryopump shown in FIG. 3, although both sides of the cryopanel 1 are used as condensing surfaces, the pumping speed is restricted because the passage probability η L of the louver blind 3 is small. The reason for this is that because the louvers are arranged in parallel, there are stagnant gas molecules that keep reflecting between the louvers, and the probability that they will reach the cryopanel or fly out is 1/2, respectively.
In order to increase the pumping speed, it is necessary to eliminate these causes.
本発明は気体分子の通過率の高いルーバーブラ
インドを有する高排気速度のクライオポンプを提
供することを目的としている。
An object of the present invention is to provide a high pumping speed cryopump having a louver blind with a high gas molecule passage rate.
本発明においては、液体ヘリウムで冷却される
クライオパネルと液体窒素で冷却されるルーバー
ブラインドとを有するクライオポンプにおいて、
排気用開口部に対してクライオパネルを垂直に設
け、この両側に最前部の開き角を基準に順次大き
くした開き角のルーバーブラインド配置で、か
つ、常温部からの熱輻射が直接クライオパネル面
に当らない限度で順次配置ピツチを大きく変えた
ルーバーブラインドを有させることにより、気体
分子の通過率の高いルーバーブラインドを有する
高排気速度のクライオポンプとするものである。
In the present invention, in a cryopump having a cryopanel cooled with liquid helium and a louver blind cooled with liquid nitrogen,
The cryopanel is installed perpendicular to the exhaust opening, and the louver blinds are arranged on both sides with opening angles that gradually increase from the opening angle at the front, and heat radiation from the room temperature area is directly directed to the cryopanel surface. By having louver blinds whose arrangement pitch is greatly varied within the limits that do not interfere with each other, a cryopump with a high pumping speed having a louver blind with a high gas molecule passage rate can be obtained.
以下、本発明の一実施例について第４図を参照
して説明する。第４図において１はクライオパネ
ルであり、３がルーバーブラインドである。ルー
バーブラインド３は輻射率が１に近くなる様に黒
化処理されている。又反対側は内面が黒化処理さ
れた窒素シールド２にかこまれている。ルーバー
ブラインド３は第４図に示すように最前部のルー
バーの開き角度θ1を基準にルーバーブラインド３
相互間がクライオパネル１側に開いた形状に順次
変化させ、最後のルーバーの開き角度θ2但し、θ1
＜θ2となるように配置する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 4, 1 is a cryopanel and 3 is a louver blind. The louver blind 3 is blackened so that its emissivity is close to 1. The opposite side is surrounded by a nitrogen shield 2 whose inner surface is blackened. The louver blind 3 is set based on the opening angle θ 1 of the frontmost louver as shown in Fig. 4.
The opening angle of the last louver is θ 2. However, θ 1
<θ 2 .
さらに、ルーバーブラインド３は常温部側から
の最悪条件の場合の光又は熱輻射の進路６が直接
にクライオパネル１に達しない様に、ルーバーブ
ラインド３取付けのピツチを順次広くなる様に変
化させて配置する。 Furthermore, the mounting pitch of the louver blind 3 is gradually changed so that the path 6 of light or heat radiation from the room temperature side does not directly reach the cryopanel 1 under the worst conditions. Deploy.
この様に構成されたルーバーブラインド３にお
いて、ルーバーブラインド３相互間が非平行にな
るため、ルーバーブラインド３相互間で反射をく
り返し続ける粒子は理論的には存在しなくなる。
又、ルーバーブラインド３相互間がクライオパネ
ル１側に開いた形状の通路であるため反射角の関
係で反射して進行する方向がクライオパネル１側
となる。 In the louver blinds 3 configured in this way, since the louver blinds 3 are non-parallel to each other, there are theoretically no particles that continue to be reflected between the louver blinds 3.
Further, since the path between the louver blinds 3 is open to the cryopanel 1 side, the direction in which the light is reflected and travels is toward the cryopanel 1 side due to the reflection angle.
さらに、ルーバーブラインド３をクライオパネ
ル１面に直角に見た場合にクライオパネルを直視
できる面積が大きくとれる構成である。これらは
ルーバーブラインド３の通過確率ηLを大きくする
ように作用する。そして、常温部からの熱輻射は
クライオパネル１に到達しない。さらに、クライ
オポンプの排気速度はユニツト間の通過確率ηaか
ら決まるため、ユニツト全体の通過確率ηが増大
し、排気速度を増大させることになる。 Furthermore, when the louver blind 3 is viewed perpendicularly to one surface of the cryopanel, the structure allows a large area from which the cryopanel can be viewed directly. These act to increase the passage probability η L of the louver blind 3. Thermal radiation from the room temperature section does not reach the cryopanel 1. Furthermore, since the pumping speed of the cryopump is determined by the passage probability η a between units, the passage probability η of the entire unit increases, leading to an increase in the pumping speed.
以上説明したように本発明によれば、次の様な
効果がある。
As explained above, the present invention has the following effects.
各ルーバーブラインドの開き角度を順次変える
ことにより、ルーバーブラインド相互間の対向面
は非平行面となるため、ルーバーブラインド相互
間に滞留する気体分子数が低下すると共に、対向
面がクライオパネル側にひらいた形状であるた
め、クライオパネルに到達しやすくなる。そし
て、常温部からの熱輻射はクライオパネルに到達
しない。これらのことは、ルーバーブラインドの
気体分子通過確率ηを増大し、実質的な排気速度
を飛躍的に増加させることが出来る。 By sequentially changing the opening angle of each louver blind, the facing surfaces between the louver blinds become non-parallel surfaces, which reduces the number of gas molecules staying between the louver blinds and also allows the facing surfaces to open toward the cryopanel side. Its shape makes it easier to reach the cryopanel. Thermal radiation from the room temperature section does not reach the cryopanel. These things increase the probability η of gas molecules passing through the louver blind, and can dramatically increase the actual pumping speed.
また、同じ排気速度を有するクライオポンプを
製作する場合は、本発明の構成にすることによ
り、装置をコンパクトに出来る利点も有する。 Furthermore, when producing cryopumps having the same pumping speed, the structure of the present invention has the advantage that the apparatus can be made more compact.
第１図はクライオポンプの構成を示す模式的断
面図、第２図は従来のクライオポンプの要部を示
す断面図、第３図は第２図のユニツト２個を拡大
して示す断面図、第４図は本発明のクライオポン
プの一実施例の要部を示す断面図である。
１……クライオパネル、２……窒素シールド、
３……ルーバーブラインド又はシエプロンバツフ
ル、４……真空容器、５……気体分子の進行を示
す矢印、６……光又は熱輻射の進路を示す矢印。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a cryopump, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main parts of a conventional cryopump, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing two units in FIG. 2 enlarged. FIG. 4 is a sectional view showing essential parts of an embodiment of the cryopump of the present invention. 1... Cryopanel, 2... Nitrogen shield,
3...Louvred blind or siebron buttful, 4...Vacuum container, 5...Arrow showing the progress of gas molecules, 6...Arrow showing the course of light or thermal radiation.
Claims (1)
液体窒素で冷却されるルーバーブラインドとを有
するクライオポンプにおいて、排気用開口部に対
してクライオパネルを垂直に設け、この両側に最
前部の開き角を基準に順次大きくした開き角のル
ーバーブラインド配置で、かつ常温部からの熱輻
射が直接クライオパネル面に当らない限度で順次
配置ピツチを大きく変えたルーバーブラインドを
有することを特徴とするクライオポンプ。1. In a cryopump that has a cryopanel cooled with liquid helium and a louver blind cooled with liquid nitrogen, the cryopanel is installed perpendicularly to the exhaust opening, and the cryopanel is installed on both sides with reference to the opening angle of the frontmost part. A cryopump characterized in that the louver blinds are arranged with opening angles that are gradually increased, and the pitch of the louver blinds is gradually changed to the extent that heat radiation from the normal temperature part does not directly hit the cryopanel surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18590283A JPS6079183A (en) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | Cryopump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18590283A JPS6079183A (en) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | Cryopump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6079183A JPS6079183A (en) | 1985-05-04 |
| JPH037028B2 true JPH037028B2 (en) | 1991-01-31 |
Family
ID=16178876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18590283A Granted JPS6079183A (en) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | Cryopump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6079183A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5083445A (en) * | 1989-01-20 | 1992-01-28 | Hitachi, Ltd. | Cryopump |
| US6920789B2 (en) | 2002-07-01 | 2005-07-26 | Yokio Sakai | System for watching and forecasting changes in natural phenomena and weather based on sounds from the earth |
| JP5669895B2 (en) * | 2013-07-22 | 2015-02-18 | 住友重機械工業株式会社 | Cryopump and manufacturing method thereof |
-
1983
- 1983-10-06 JP JP18590283A patent/JPS6079183A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6079183A (en) | 1985-05-04 |
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