低温泵的制作方法

1.本发明涉及低温泵。


背景技术：

2.低温泵具备冷冻机。冷冻机具备第1台部、第2台部以及将第1台部连接到第2台部的缸体。在冷冻机中，第2台部被冷却到比第1台部低的温度。低温泵具备辐射屏蔽部。辐射屏蔽部为具有闭合端和开放端的筒状，在周面具有缸体穿过的开口。在辐射屏蔽部的开放端设置有挡板。在辐射屏蔽部内配置有低温板。冷冻机中的、缸体的至少一部分和第2台部配置于辐射屏蔽部内。在第2台部热连接有低温板。在第1台部热连接有辐射屏蔽部。冷冻机还具备覆盖缸体的筒状的罩部。罩部与第2台部热连接(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献
3.专利文献1：日本特开2009-275672号公报


技术实现要素：

发明所要解决的课题
4.但是，低温泵对设置有低温泵的空间内进行排气，从而在冷凝气体堆积在低温板的同时，在与低温板同样被冷却的罩部上也堆积冷凝气体。当冷凝气体沿着罩部延伸的方向堆积在罩部时，冷凝气体相比挡板先接触到辐射屏蔽部，由此，有时难以使更多的冷凝气体堆积在低温板上。由此，相对于对低温板与挡板之间的空间期待的排气容量，低温泵的排气容量减少。
5.本发明的目的在于，提供能够抑制排气容量的减少的低温泵。用于解决课题的手段
6.一实施方式的低温泵，具备：冷冻机，该冷冻机具备：第1台部，其构成为被冷却至第1温度；第2台部，其构成为被冷却至比所述第1温度低的第2温度；以及缸体，其将所述第1台部连接到所述第2台部；辐射屏蔽部，该辐射屏蔽部具备：筒状部，其具有导入外气的导入口；底部，其封闭所述筒状部的与所述导入口相反的一侧的开口；以及贯通孔，其贯通所述筒状部，所述缸体穿过所述贯通孔，所述辐射屏蔽部在所述筒状部外与所述第1台部热连接；挡板，其位于所述导入口；低温板，其在所述筒状部内与所述第2台部热连接；以及罩部，在从与所述挡板相对的视点观察时，所述罩部位于所述挡板与所述缸体之间，并与所述第1台部连接。
7.根据上述低温泵，由于覆盖缸体的罩部被冷却至与第1台部相同的温度，因此抑制在罩部中产生气体的冷凝。由此，抑制冷凝气体沿着罩部堆积，抑制冷凝气体接触到辐射屏蔽部。其结果，由于冷凝气体堆积在低温板与挡板之间的空间，因此能够抑制排气容量的减
少。
附图说明
8.图1是示意地示出第1实施方式的低温泵的构造的结构图。图2是放大示出图1所示的构造的一部分的部分放大图。图3是用于说明第1实施方式的低温泵的作用的作用图。图4是用于说明与第1实施方式对比的参考例的低温泵的作用的作用图。图5是示意地示出第2实施方式的低温泵的构造的结构图。图6是放大示出图5所示的构造的一部分的部分放大图。图7是用于说明第2实施方式的低温泵的作用的作用图。图8是用于说明与第2实施方式对比的参考例的低温泵的作用的作用图。
具体实施方式
9.[第1实施方式]参照图1至图4，对第1实施方式的低温泵10进行说明。[构造]参照图1和图2，对低温泵10的构造进行说明。如图1所示，低温泵10具备冷冻机11。冷冻机11具备第1台部11a、第2台部11b、第1缸体11c以及第2缸体11d。第1台部11a构成为被冷却至第1温度。第2台部11b构成为被冷却至比第1温度低的第2温度。第2缸体11d将第1台部11a连接到第2台部11b。
[0010]
冷冻机11也可以是吉福德-麦克马洪式冷冻机。冷冻机11在各缸体11c、11d内具备膨胀室，该膨胀室具备蓄冷器。在冷冻机11中，从未图示压缩机供给被压缩的制冷剂气体。制冷剂气体首先被供给给第1缸体11c的膨胀室，通过经过第1缸体11c的蓄冷器而被冷却，并且在膨胀室中膨胀，由此对第1台部11a进行冷却。接着，冷却气体被供给给第2缸体11d，通过经过第2缸体11d的蓄冷器而被进一步冷却，并且在膨胀室中膨胀，由此对第2台部11b进行冷却。其结果，第1台部11a被冷却至第1温度，并且第2台部11b被冷却至比第1温度低的第2温度。第1温度包含在例如50k以上110k以下的范围。第2温度包含在例如10k以上20k以下的范围。
[0011]
低温泵10具备辐射屏蔽部12、挡板13、低温板14以及第1罩部15。辐射屏蔽部12具备筒状部12a和底部12b。筒状部12a具有导入外气的导入口12a1。底部12b为位于筒状部12a的与导入口12a1相反的一侧的闭合端。辐射屏蔽部12具备贯通孔12ah，该贯通孔12ah贯通筒状部12a，第2缸体11d穿过贯通孔12ah。辐射屏蔽部12在筒状部12a之外与第1台部11a热连接。
[0012]
挡板13位于导入口12a1。挡板13保护第2台部11b和低温板14不受从连接有低温泵10的真空槽的放射的热的影响。挡板13具备例如以辐射屏蔽部12的中心轴为中心配置为同心圆状的多个板构件。另外，挡板13例如也可以是格子状的板。由于挡板13装配在辐射屏蔽部12，因此被冷却至与辐射屏蔽部12相同的温度。
[0013]
低温板14在筒状部12a内与第2台部11b热连接。低温泵10具备多个低温板14。各低温板14位于筒状部12a内。在从与挡板13相对的视点观察时，各低温板14大致具有圆锥台
状。
[0014]
在从与挡板13相对的视点观察时，第1罩部15位于挡板13与缸体11c之间。第1罩部15与第1台部11a连接。在第1实施方式中，第1罩部15具有筒状。第2缸体11d的一部分位于第1罩部15内。
[0015]
在1实施方式中，低温泵10进一步具备第2罩部16。第2罩部16与第2台部11b连接，并且沿着第2缸体11d延伸。第2罩部16沿着第2缸体11d从第2台部11b向朝向第1台部11a的方向延伸。第2罩部16具有与第1台部11a相对的端部，该第2罩部16的端部从辐射屏蔽部12分开。在从与挡板13相对的视点观察时，第2罩部16覆盖第1罩部15。
[0016]
第2缸体11d具有：基端，与第1台部11a连接；以及顶端，与第2台部11b连接。第1罩部15具有：基端，与第1台部11a连接；以及顶端，与基端相反的一侧的顶端。第1罩部15的顶端不与第2台部11b接触。在第1实施方式中，第1罩部15的基端在辐射屏蔽部12的筒状部12a之外与第1台部11a连接，并且被夹在第1台部11a与筒状部12a之间。因此，第1罩部15和辐射屏蔽部12被冷却至与第1台部11a相同的温度。
[0017]
在从与挡板13相对的视点观察时，第1罩部15可以覆盖第2缸体11d中的25k以上45k以下的温度区域部分。如上所述，第1台部11a被冷却至第1温度，而另一方面第2台部11b被冷却至比第1温度低的第2温度。因此，与第1台部11a和第2台部11b双方连接的第2缸体11d，具有温度从第1台部11a向第2台部11b降低的温度分布。在一例中，在第1温度设定为110k且第2温度设定为15k时，也可以是第2缸体11d中的25k以上45k以下的温度区域部分被第1罩部15覆盖。
[0018]
在连接有低温泵10的真空槽内，例如供给有氩(ar)气体。在真空槽内的压力为3
×
10-6
以上3
×
10-3
pa以下，且第2缸体11d露出到筒状部12a内时，在第2缸体11d中的25k以上45k以下的温度区域部分中，ar气体冷凝。在该温度区域部分中，冷凝的ar气体处于固相和气相平衡的状态，因此容易蒸发。因此，当ar气体在第2缸体11d中的25k以上45k以下的温度区域部分中冷凝时，真空槽内的压力变得不稳定。基于该点，第1罩部15在第2缸体11d中覆盖25k以上45k以下的温度区域部分，因此抑制真空槽内的压力变得不稳定的情况。
[0019]
低温泵10还具备泵壳18。泵壳18覆盖辐射屏蔽部12和第1缸体11c。
[0020]
图2放大示出图1所示的低温板14的周边构造。如图2所示，低温泵10具备支承构件17。支承构件17与第2罩部16连接。支承构件17构成为对多个低温板14进行支承。支承构件17与第2罩部16连接，该第2罩部16与第2台部11b连接。因此，支承构件17与第2台部11b热连接。各低温板14通过支承构件17被支承，因此由此各低温板14与第2台部11b热连接。即，支承构件17和各低温板14被冷却至与第2台部11b相同的温度。
[0021]
第2缸体11d与第1罩部15之间的距离为第1距离d1。第2罩部16与第1罩部15之间的距离为第2距离d2。第1距离d1比第2距离d2小。
[0022]
[作用]参照图3和图4，对低温泵10的作用进行说明。图3示意地示出通过第1实施方式的低温泵10对真空槽进行排气的状况。相对于此，图4示出通过与第1实施方式对比的参考例的低温泵110对真空槽进行排气的状况。另外，为了容易理解说明，关于参考例的低温泵110的结构，对与第1实施方式相同的结构使用
相同的构件用语。在参考例的低温泵110中，覆盖第2缸体111d的罩部115，与第2台部111b连接而不是第1台部111a。
[0023]
如图3所示，在低温泵10被驱动，对连接有低温泵10的真空槽内进行排气时，冷冻机11的第1台部11a被冷却至第1温度，第2台部11b被冷却至第2温度。由此，与第2台部11b热连接的各低温板14也被冷却至与第2温度相同的温度。另一方面，辐射屏蔽部12、挡板13以及第1罩部15被冷却至与第1温度相同的温度。
[0024]
因此，经由挡板13导入到辐射屏蔽部12内的ar气体g，在低温板14中冷凝，且冷凝的ar气体g堆积在低温板14上。另一方面，由于覆盖第2缸体11d的第1罩部15为与第1台部11a相同的温度，因此在第1罩部15中抑制ar气体g的冷凝。因此，抑制ar气体g堆积在第1罩部15上而与辐射屏蔽部12接触的情况。另外，由于第1罩部15具有筒状，因此在沿着第2缸体11d的周向的第1罩部15的外周面的全体，抑制ar气体g的冷凝。
[0025]
而且，在第1实施方式中，在从与挡板13相对的视点观察时，被冷却至第2温度的第2罩部16覆盖被冷却至第1温度的第1罩部15的一部分，因此第2罩部16中产生ar气体g的冷凝。由此，由于不仅是低温板14，在低温板14以外的部分也产生ar气体g的冷凝，因此能够在辐射屏蔽部12划定的区域内扩大ar气体g堆积的区域。
[0026]
如上所述，在第1实施方式的低温泵10中，抑制ar气体g在筒状部12a的径向上越过第2罩部16的端部进行冷凝和堆积的情况。由此，沿着筒状部12a的轴方向，而且在低温板14与挡板13之间，进行ar气体g的冷凝和堆积。因此，在低温泵10中，到冷凝和堆积在被冷却至第2温度的构件(低温板14和第2罩部16)上的ar气体g接触到挡板13为止，ar气体g能够在低温板14与挡板13之间冷凝和堆积。因此，能够抑制低温泵10的排气容量的减少。
[0027]
另外，如上所述，由于第1距离d1比第2距离d2小，因此与第1距离d1比第2距离d2大的情况相比，即使第1罩部15被第2罩部16覆盖，也抑制第1罩部15通过第2罩部16被冷却的情况。由此，能够使ar气体g冷凝在第2罩部16上，并且能够抑制ar气体g在第2罩部16与第1罩部15之间冷凝。
[0028]
相对于此，在低温泵110中，覆盖第2缸体111d的罩部115与第2台部111b连接。因此，尽管第1台部111a通过第1缸体111c被冷却，但是罩部115被冷却至与第2台部111b相同的温度。
[0029]
由此，从挡板113导入的ar气体g，除低温板114和第2罩部116以外，在罩部115中也冷凝。当堆积在罩部115的ar气体g接触到辐射屏蔽部112时，冷凝的ar气体g的一部分从固相变化为气相。例如，ar气体g到达辐射屏蔽部112的贯通孔112ah，通过与划定贯通孔112ah的辐射屏蔽部112的表面接触而从固相变为气相。由此，辐射屏蔽部112内的压力升高，其结果，ar气体g难以堆积在辐射屏蔽部112内。
[0030]
如以上说明，根据第1实施方式的低温泵10，能够得到以下记载的效果。(1)由于覆盖第2缸体11d的第1罩部15被冷却至与第1台部11a相同的温度，因此抑制第1罩部15中气体的冷凝。由此，抑制堆积在第1罩部15的冷凝气体与辐射屏蔽部12接触的情况。
[0031]
(2)第1罩部15覆盖第2缸体11d中25k以上45k以下的温度区域部分。因此，不会产生由于该温度区域部分露出到辐射屏蔽部112内而引起的气体的冷凝。其结果，抑制真空槽内的压力变得不稳定的情况。
[0032]
(3)由于被冷却至第2温度的第2罩部16覆盖第1罩部15的一部分，因此在第2罩部16中产生ar气体g的冷凝。由此，不仅是低温板14，在低温板14以外的部分中也产生ar气体g的冷凝，因此能够在辐射屏蔽部12划定的区域内中扩大ar气体g堆积的区域。
[0033]
(4)由于第1距离d1比第2距离d2小，因此抑制第1罩部15通过第2罩部16被冷却的情况。由此，能够使ar气体g冷凝在第2罩部16上，并且抑制ar气体g在第2罩部16与第1罩部15之间冷凝。
[0034]
(5)由于第1罩部15具有筒状，因此在沿着第2缸体11d的周向的第1罩部15的外周面的全体中，抑制ar气体g的冷凝。
[0035]
[第2实施方式]参照图5至图8，对第2实施方式的低温泵20进行说明。第2实施方式的低温泵20与第1实施方式的低温泵10相比，用于将辐射屏蔽部12热连接到第1台部11a的构造不同。因此，以下在第2实施方式中主要对与第1实施方式不同的构造进行说明。另一方面，对于在第2实施方式中与第1实施方式相同的构造，通过附上与第1实施方式相同的附图标记，从而省略该构造的详细说明。
[0036]
[构造]参照图5和图6，对低温泵20的构造进行说明。如图5所示，低温泵20具备冷冻机11、辐射屏蔽部12、挡板13、低温板14以及第2罩部16。这些构件，具有与第1实施方式的低温泵10具备的各构件相同的构造。
[0037]
另一方面，低温泵20还具备连结构件29。连结构件29在第2缸体11d延伸的方向上，位于第1台部11a与辐射屏蔽部12之间。连结构件29将辐射屏蔽部12连接到第1台部11a。由此，辐射屏蔽部12热连接到第1台部11a。如上所述，在第1实施方式中，第1台部11a从辐射屏蔽部12分开连结构件29长度的量。连结构件29具有筒状。第2缸体11d的一部分穿过连结构件29内。
[0038]
第1罩部25具有从第1台部11a向第2台部11b延伸的筒状。第1罩部25具有与第1台部11a连接的基端以及与基端相反的一侧的顶端。第1罩部25的基端被夹在第1台部11a与连结构件29之间。因此，第1罩部25和连结构件29与第1台部11a热连接，由此被冷却至与第1台部11a相同的温度。第1罩部25在连结构件29内中沿着连结构件29延伸，并且穿过辐射屏蔽部12的贯通孔12ah而延伸至筒状部12a内。即，第1罩部25的顶端位于筒状部12a内。另一方面，第1罩部25的顶端不接触到第2台部11b。
[0039]
图6放大示出图5所示的低温板14的周边构造。如图6所示，低温泵20具备支承构件17和第2罩部16。这些构件具有与第1实施方式的低温泵10具备的各构件相同的构造。第2缸体11d与第1罩部25之间的距离为第1距离d1。第2罩部16与第1罩部25之间的距离为第2距离d2。第1距离d1比第2距离d2小。
[0040]
[作用]参照图7和图8，对低温泵20的作用进行说明。图7示意地示出通过第2实施方式的低温泵20对真空槽进行排气的状况。相对于此，图8示出通过与第2实施方式对比的参考例的低温泵120对真空槽进行排气的状况。另外，为了容易理解说明，关于参考例的低温泵120的结构，对于与第2实施方式相同的结构使用相同的构件用语。在参考例的低温泵120中，覆盖第2缸体111d的罩部125与第2台部111b
连接而不是与第1台部111a连接。
[0041]
如图7所示，在低温泵20被驱动，对连接有低温泵20的真空槽内进行排气时，冷冻机11的第1台部11a被冷却至第1温度，第2台部11b被冷却至第2温度。由此，与第2台部11b热连接的各低温板14也被冷却至与第2温度相同的温度。另一方面，辐射屏蔽部12、挡板13以及第1罩部25也被冷却至与第1温度相同的温度。
[0042]
因此，经由挡板13导入到辐射屏蔽部12内的ar气体g，在低温板14中冷凝，冷凝的ar气体g堆积在低温板14上。另一方面，由于覆盖第2缸体11d的第1罩部25的温度与第1台部11a相同，因此在第1罩部25中抑制ar气体g的冷凝。因此，抑制ar气体g堆积在第1罩部25上而接触到辐射屏蔽部12的情况。
[0043]
而且，由于被冷却至第2温度的第2罩部16覆盖被冷却至第1温度的第1罩部25的一部分，因此在第2罩部16中产生ar气体g的冷凝。由此，不仅是低温板14，在低温板14以外的部分也产生ar气体g的冷凝，因此能够在辐射屏蔽部12划定的区域内扩大ar气体g堆积的区域。
[0044]
相对于此，在低温泵120中，覆盖第2缸体111d的罩部125与第2台部111b连接。因此，虽然第1台部111a通过第1缸体111c被冷却，但是罩部125被冷却至与第2台部111b相同的温度。
[0045]
由此，从挡板113导入的ar气体g，除低温板114和第2罩部116以外，还在罩部125中冷凝。堆积在罩部125的ar气体g经由辐射屏蔽部112的贯通孔112ah延伸至连结构件129内，从而ar气体g接触到辐射屏蔽部112和连结构件129中的至少一个。由此，由于冷凝的ar气体g的一部分从固相变化为气相，因此辐射屏蔽部112内的压力升高，其结果，ar气体g难以堆积在辐射屏蔽部112内。
[0046]
如以上说明，根据第2实施方式的低温泵10，能够得到与第1实施方式的低温泵10相同的效果。
[0047]
[变更例]另外，能够如下所述变更各实施方式来实施。[第1罩部]
·
第1罩部15、25也可以不具有筒状。在从与挡板13相对的视点观察时，由于第1罩部15、25只要覆盖第2缸体11d即可，因此第1罩部15、25例如可以具有半圆筒状，也可以具有板状。即使在该情况下，第1罩部15、25覆盖第2缸体11d，从而能够得到基于上述(1)的效果。
[0048]
·
第1距离d1也可以是第2距离d2以上。即使在该情况下，低温泵10具备第1罩部15、25和第2罩部16，从而能够得到基于上述(1)和(3)的效果。
[0049]
·
第1罩部15、25也可以覆盖第2缸体11d中的25k以上45k以下的温度区域部分以外的部分。例如，第1罩部15、25也可以从第2缸体11d的基端朝向顶端，仅覆盖具有比45k高的温度的第2缸体11d的温度区域部分。或者，第1罩部15、25也可以从第2缸体11d的基端朝向顶端，覆盖具有小于25k的温度的第2缸体11d的温度区域部分。即使在这些情况下，也由于低温泵10、20具有第1罩部15、25，因此能够得到基于上述(1)的效果。
[0050]
·
关于第2缸体11d中的、第1罩部15、25覆盖的区域的温度范围，能够参照公知的温度-平衡蒸气压曲线，通过在低温泵10中冷凝的气体来适当变更。例如，当氮气和氧气在低温泵10中冷凝时，与ar气体同样，能够将第1罩部15、25覆盖的区域的温度范围设定为25k
以上45k以下。
[0051]
[第2罩部]
·
低温泵10、20也可以不具备第2罩部16。此时，支承构件17例如只要固定于第2台部11b即可。由此，被支承构件17支承的各低温板14能够与第2台部11b热连接。即使在该情况下，也由于低温泵10、20具备第1罩部15、25，因此能够得到基于上述(1)的效果。
[0052]
[支承构件]
·
低温泵10、20也可以具备支承构件17。此时，各低温板14例如只要固定于第2台部11b即可。由此，低温板14能够与第2台部11b热连接。即使在该情况下，也由于低温泵10、20具备第1罩部15、25，因此能够得到基于上述(1)的效果。
[0053]
[辐射屏蔽部]
·
在第1实施方式中，辐射屏蔽部12也可以与第1台部11a直接连接。此时，只要第1罩部15的基端与第1台部11a接触，且辐射屏蔽部12的外周面也与第1台部11a接触即可。附图标记说明
[0054]
10、20
…
低温泵11
…
冷冻机11a
…
第1台部11b
…
第2台部11d
…
第2缸体12
…
辐射屏蔽部13
…
挡板14
…
低温板15、25
…
第1罩部16
…
第2罩部。