TWI655365B

TWI655365B - Cryopump

Info

Publication number: TWI655365B
Application number: TW107106773A
Authority: TW
Inventors: 下村誠
Original assignee: 日商住友重機械工業股份有限公司
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2019-04-01
Also published as: CN110352301B; TW201833439A; JP6762672B2; WO2018164011A1; CN110352301A; JP2018150846A

Abstract

本發明可縮短低溫泵的再生時間。低溫泵(10)具備：冷凍機(16)，其具備室溫部、第1冷卻台及第2冷卻台；放射屏蔽件，其熱耦合於第1冷卻台且以與第2冷卻台非接觸的方式包圍前述第2冷卻台；及低溫泵殼體(70)，其具備：具有進氣口(12)且在與進氣口(12)的相反一側具備殼體底面(70a)並且以與放射屏蔽件非接觸的方式包圍放射屏蔽件之屏蔽件收容部(74)、及將屏蔽件收容部(74)連接於冷凍機(16)的室溫部(26)之冷凍機收容部(76)。設置有導熱構件，該導熱構件以從低溫泵殼體(70)外部向內部賦予熱的方式配置於：冷凍機收容部(76)的外表面之第1加熱器(84)、或配置於殼體底面(70a)之第2加熱器、或熱耦合於第1冷卻台、且配置於冷凍機收容部(76)與冷凍機(16)之間的間隙。

Description

低溫泵

本發明係有關一種低溫泵。

低溫泵為藉由冷凝或吸附在被冷卻成極低溫之低溫板捕捉氣體分子以進行排氣之真空泵。低溫泵通常為實現半導體電路製造製程等所要求之潔淨的真空環境而使用。　　低溫泵為所謂氣體捕集式真空泵，需要進行將捕捉之氣體向外部定期排出之再生。為了再生，低溫泵從極低溫被加熱成室溫或比其稍微高的溫度。因此低溫泵中通常在冷凍機的冷卻台等冷卻源附設有電加熱器等熱源。又，亦有時冷凍機本身代替冷凍循環而能夠進行伴隨熱力學性的升溫循環(包括工作氣體的絕熱壓縮)之加熱動作。在低溫板上捕捉之冰藉由加熱溶解且最終氣化而排出至低溫泵的外部。 (先前技術文獻) (專利文獻) 　　專利文獻1：日本專利第2725689號公報

(本發明所欲解決之課題) 　　本發明人等經對於低溫泵的再生深入研究之結果，認識到以下課題。於低溫泵捕捉之水以外的各種氣體容易在室溫左右的再生溫度下氣化，因此容易從低溫泵排出。但是，水在其溫度帶呈液體狀態。液體的水隨著重力而往下游流動，而積存於低溫泵內的底部或其他部位。排出口的位置並不限於最下部。為了排出積存於排出口的下方之水，需要將水蒸發掉。水在蒸發時從周圍奪去熱。積存之水量越多，基於蒸發之吸熱量亦增加，依據情況水面有可能結冰。尤其，設計成能夠排出大量的水之大容量低溫泵中，因水量較多而容易引起這種結冰。伴隨結冰的水的蒸發顯著被抑制，使氣化之排出變得困難，導致再生時間變長。有可能無法在實用中所能容許之時間內結束再生。因此，希望進一步縮短再生時間既進一步有效地排出水。　　本發明的一態樣的例示性目的之一為縮短低溫泵的再生時間。 (用以解決課題之手段) 　　依本發明的一態樣，低溫泵具備：冷凍機，其具備室溫部、第1冷卻台及第2冷卻台；放射屏蔽件，其熱耦合於前述第1冷卻台且與前述第2冷卻台以非接觸的方式包圍前述第2冷卻台；低溫泵殼體，其具備：具有低溫泵進氣口且在與前述低溫泵進氣口的相反一側具備殼體底面並且與前述放射屏蔽件以非接觸的方式包圍前述放射屏蔽件之屏蔽件收容部、及將前述屏蔽件收容部連接於前述冷凍機的前述室溫部之冷凍機收容部；及加熱器，以從前述低溫泵殼體外部向內部賦予熱的方式配置於前述冷凍機收容部的外表面或前述殼體底面。　　依本發明的一態樣，低溫泵具備：冷凍機，其具備室溫部、第1冷卻台及第2冷卻台；放射屏蔽件，其熱耦合於前述第1冷卻台，且包圍前述第2冷卻台；低溫泵殼體，其具備：具有低溫泵進氣口且在與前述低溫泵進氣口的相反一側具備殼體底面並且與前述放射屏蔽件以非接觸的方式包圍前述放射屏蔽件之屏蔽件收容部、及將前述屏蔽件收容部連接於前述冷凍機的前述室溫部之冷凍機收容部；及導熱構件，其熱耦合於前述第1冷卻台，且配置於前述冷凍機收容部與前述冷凍機之間的間隙。　　另外，在方法、裝置、系統等之間相互置換以上構成要素的任意組合、本發明的構成要素和表現形式，作為本發明的態樣亦同樣有效。 (發明之效果) 　　依本發明，能夠縮短低溫泵的再生時間。

以下，參閱附圖對用於實施本發明的形態進行詳細說明。說明及附圖中對相同或等同的構成要素、構件、處理標註相同符號，並適當省略重複說明。所描繪之各部的比例尺和形狀為便於說明而簡易設定，除非特別指明，則為非限制性解釋。實施形態為示例，對本發明的範圍不做任何限定。實施形態中所描述之所有特徵及其組合，未必為發明的本質。 (第1實施形態) 　　圖1概略地表示第1實施形態之低溫泵10。圖1中示出低溫泵10的概略側視圖。　　低溫泵10為了提高例如安裝於離子植入裝置、濺射裝置、蒸鍍裝置或其他真空處理裝置的真空腔室且將真空腔室內部的真空度提高至所希望的真空處理所要求之級別而使用。低溫泵10具有用於從真空腔室接收應排出之低溫泵進氣口(以下，亦簡稱為“進氣口”)12。氣體通過進氣口12而進入到低溫泵10的內部空間。　　低溫泵10具備冷凍機16、低溫泵殼體70。低溫泵10的內部的結構可以採用公知的結構，又，參閱圖2對例示性結構如後述，在此不贅述。　　低溫泵殼體70具備屏蔽件收容部74、冷凍機收容部76。屏蔽件收容部74在與進氣口12的相反一側具備殼體底面70a。屏蔽件收容部74與放射屏蔽件以非接觸的方式包圍放射屏蔽件。冷凍機收容部76將屏蔽件收容部74連接於冷凍機16的室溫部26。　　屏蔽件收容部74具有一端作為進氣口12開放且另一端作為殼體底面70a封閉之圓筒狀或圓頂狀的形狀。屏蔽件收容部74具備劃定進氣口12之進氣口凸緣72。　　在將進氣口凸緣72連接於殼體底面70a之屏蔽件收容部74的側壁與進氣口12另外地形成有插穿冷凍機16之開口。冷凍機收容部76具有從該開口向冷凍機16的室溫部26延伸之圓筒狀的形狀。冷凍機收容部76與屏蔽件收容部74一體形成。　　在冷凍機收容部76的圓筒狀的側面安裝有用於在再生中從低溫泵10排出氣體或液體的粗抽閥78及通氣閥80。粗抽閥78將低溫泵殼體70連接於粗抽泵79。通氣閥80為了將有可能在低溫泵10的內部產生之高壓釋放到外部環境而設置。又，在屏蔽件收容部74安裝有用於向低溫泵10的內部供給沖洗氣體的沖洗閥82。沖洗閥82將低溫泵殼體70連接於沖洗氣體源83。粗抽泵79及沖洗氣體源83通常不被視為低溫泵10的構成要素。　　粗抽閥78、通氣閥80及沖洗閥82的配置為例示，並沒有特別限定。可以不在冷凍機收容部76安裝有這種閥。粗抽閥78及通氣閥80可以安裝於屏蔽件收容部74。又，在冷凍機收容部76，例如可以安裝有真空計等其他構成要素。　　在冷凍機收容部76的末端(亦即與屏蔽件收容部74的相反一側的端部)設置有用於安裝於冷凍機16的室溫部26的安裝凸緣76a。與安裝凸緣76a對應之冷凍機凸緣26a設置於室溫部26，安裝凸緣76a藉由螺栓等適當的緊固件固定於冷凍機凸緣26a。室溫部26可以為收容用來驅動冷凍機16之馬達之馬達殼體。　　低溫泵10具備以從低溫泵殼體70外部向內部賦予熱的方式配置於冷凍機收容部76的外表面之第1加熱器84。第1加熱器84為電加熱器。第1加熱器84具有片狀的形狀，且纏繞於冷凍機收容部76的圓筒狀的側面。第1加熱器84包圍冷凍機收容部76的整周，但這並不是必須的。第1加熱器84可以沿冷凍機收容部76的周方向局部設置。第1加熱器84的形狀是任意的，並不限定於片狀。例如，第1加熱器84可以為線狀的加熱器。　　第1加熱器84連接於加熱器電源85。低溫泵10的再生通常包括升溫製程、排出製程及冷卻製程。升溫製程中低溫板被加熱為再生溫度。排出製程中排出在低溫泵10上捕捉之氣體。冷卻製程中低溫板再次冷卻為用於真空排氣運行的極低溫。加熱器電源85可以構成為響應低溫泵10的再生開始(例如升溫製程的開始)而啟動第1加熱器84，並響應排出製程的結束或冷卻製程的開始而關閉第1加熱器84。　　第1加熱器84的加熱溫度的下限可以取決於預防水的結冰程度，上限取決於冷凍機16的耐熱溫度。第1加熱器84的加熱溫度例如可以從10℃至50℃的範圍或20℃至40℃的範圍中選擇。該溫度設定在後述之第2加熱器86中亦相同。　　第1加熱器84並不限定於此，可以為任意形式的加熱裝置。例如，第1加熱器84可以具備纏繞於冷凍機收容部76的外表面或沿冷凍機收容部76的外表面延伸之調溫流體的配管，藉由例如溫水或暖氣體在該配管中流動，以從低溫泵殼體70的外向中間賦予熱。　　後述之第2加熱器亦可以與第1加熱器84同樣地具有任意形狀。又，第2加熱器可以為任意形式的加熱裝置。　　另外，藉由由沖洗閥82及沖洗氣體源83構成之沖洗氣體供給部對低溫泵10的沖洗氣體的供給被視為是一種加熱方法，但第1加熱器84並不包含此。第1加熱器84作為與沖洗氣體供給部不同的加熱裝置設置於低溫泵10。　　第1加熱器84配置於與室溫部26相鄰之冷凍機收容部76的基部76b的外表面。在此，冷凍機收容部76的基部76b是指冷凍機收容部76中靠近室溫部26的部分。第1加熱器84與安裝凸緣76a相鄰地安裝於冷凍機收容部76的基部76b。如圖所示，在冷凍機收容部76設置有閥時，第1加熱器84配置於最靠近室溫部26的閥(例如通氣閥80)與室溫部26之間。　　低溫泵10中，進氣口凸緣72有可能以圖示方向安裝於真空腔室。低溫泵10有可能以縱向使用。亦即，低溫泵10有時在進氣口12及殼體底面70a位於上方且冷凍機16的室溫部26位於下方之狀態下使用。　　低溫泵10在真空排氣運行時，藉由冷凝而在低溫板表面捕捉之水(亦即冰)在低溫泵10的再生中加熱溶解。為圖示之低溫泵10的縱向配置時，有可能溶解之水因重力而往下流而積存於冷凍機收容部76的底部(室溫部26的正上方)。若水位超過通氣閥80，則能夠從通氣閥80將水以液態狀態排出到低溫泵10的外部。但是，水位沒有達到通氣閥80時，為了將其排出需要將積存之水蒸發掉。　　基於蒸發之冷卻作用會降低積存於冷凍機收容部76的底部之水的溫度。最壞的情況下，有可能積存之水的水面或整體再次結冰。典型的低溫泵具備用於再生的加熱機構。但是，該典型的加熱機構配置於遠離冷凍機收容部76的底部之部位(例如冷凍機16的冷卻台)。因此，很難加熱至迅速蒸發掉積存於冷凍機收容部76的底部之水之程度。　　若積存於冷凍機收容部76的底部之水被冷卻至比室溫低的溫度，例如水的凝固點附近，則可顯著抑制水分從積存於冷凍機收容部76的底部之水的水分蒸發。有可能基於氣化之水的排出實際變得困難，且再生時間會變得極長。有可能無法在實用中所能允許之時間內結束再生。　　但是，第1實施形態之低溫泵10中，第1加熱器84配置於冷凍機收容部76的基部76b。因此，能夠使用第1加熱器84來加熱積存於冷凍機收容部76的底部之水，從而防止其結冰。又，藉由加熱能夠促進水的蒸發。藉此，能夠有效地排出水，且能夠縮短再生時間。　　另外，只要能夠有效地對有可能積存於冷凍機收容部76之水賦予熱，則第1加熱器84可以配置於任意部位。例如，第1加熱器84可以遠離冷凍機收容部76的基部76b而靠近屏蔽件收容部74配置。閥和感測器等附加性的結構物設置於冷凍機收容部76的基部76b時，有可能避開這種結構物而加以配置第1加熱器84為較適宜。　　又，第1加熱器84安裝於冷凍機收容部76的外表面，因此還具有能夠在不具有這種加熱器的現有的低溫泵額外加設這一優點。 (第2實施形態) 　　圖2概略地表示第2實施形態之低溫泵10。低溫泵10中，進氣口凸緣72有可能以圖示之方向安裝於真空腔室。低溫泵10有可能以橫向使用。亦即，有時在進氣口12位於上方且殼體底面70a位於下方之狀態下使用低溫泵10。　　在放射屏蔽件30的底部可以形成有抽水孔87。此時，再生中溶解之水容易通過抽水孔87而積存於屏蔽件收容部74的底部。　　低溫泵10具備以從低溫泵殼體70外部向內部賦予熱的方式配置於殼體底面70a之第2加熱器86。如此一來，為圖示之低溫泵10的橫向配置時，能夠藉由第2加熱器86來加熱有可能積存於屏蔽件收容部74的底部之水。藉此，藉由第2實施形態之低溫泵10，亦能夠與第1實施形態之低溫泵10同樣地有效地排出水並縮短再生時間。　　第2加熱器86在屏蔽件收容部74中僅配置於殼體底面70a。第2加熱器86沒有設置於屏蔽件收容部74的側面。如此一來，能夠便於將平面形狀的市售加熱器用作第2加熱器86。與在屏蔽件收容部74的側面及殼體底面70a這兩方安裝加熱器之情況相比，便於設置第2加熱器86。但是，可以依據需要在屏蔽件收容部74的側面及殼體底面70a這兩方設置第2加熱器86。　　與第1加熱器84相同，第2加熱器86連接於加熱器電源85。　　低溫泵10可以具備第1加熱器84及第2加熱器86這兩者。　　接著，參閱圖2對有關低溫泵10的內部的構成要素的例示性結構進行說明。該結構能夠適用於圖1所示之低溫泵10。又，亦能夠適用於後述之圖3所示之低溫泵10。　　另外，以下為簡單明了地表示低溫泵10的構成要素的位置關係，有時使用“軸向”、“徑向”這樣的術語。軸向表示通過進氣口12之方向(圖1中，沿中心軸A之方向)，徑向表示沿進氣口12之方向(與中心軸A垂直的方向)。為方便起見，有時關於軸向，相對靠近進氣口12則稱為“上”，相對較遠則稱為“下”。亦即，有時相對遠離低溫泵10的底部則稱為“上”，相對靠近則稱為“下”。關於徑向，靠近進氣口12的中心(圖1中為中心軸A)則稱為“內”，靠近進氣口12的周緣則稱為“外”。另外，這種表現形式無關於低溫泵10安裝於真空腔室時的配置。例如，低溫泵10可以以使進氣口12沿鉛垂方向朝下的方式安裝於真空腔室。　　又，有時將包圍軸向之方向稱為“周方向”。周方向為沿進氣口12之第2方向，且為與徑向正交之切線方向。　　低溫泵10具備冷凍機16、第1低溫板單元18、第2低溫板單元20及低溫泵殼體70。　　冷凍機16例如為吉福德-麥克馬洪式冷凍機(所謂GM冷凍機)等極低溫冷凍機。冷凍機16為二段式冷凍機。因此，冷凍機16具備第1冷卻台22及第2冷卻台24。冷凍機16構成為將第1冷卻台22冷卻至第1冷卻溫度，並將第2冷卻台24冷卻至第2冷卻溫度。第2冷卻溫度低於第1冷卻溫度。例如第1冷卻台22為65K～120K左右，80K～100K為較佳，第2冷卻台24被冷卻至10K～20K左右。　　又，冷凍機16具備結構上由第1冷卻台22支撐第2冷卻台24，同時結構上由冷凍機16的室溫部26支撐第1冷卻台22之冷凍機結構部21。因此，冷凍機結構部21具備沿徑向同軸延伸之第1缸體23及第2缸體25。第1缸體23將冷凍機16的室溫部26連接於第1冷卻台22。第2缸體25將第1冷卻台22連接於第2冷卻台24。室溫部26、第1缸體23、第1冷卻台22、第2缸體25及第2冷卻台24依次排成一條直線。　　第1缸體23及第2缸體25各自的內部配設有能夠往復移動的第1置換器及第2置換器(未圖示)。在第1置換器及第2置換器分別組裝有第1蓄冷器及第2蓄冷器(未圖示)。又，室溫部26具有用於使第1置換器及第2置換器往復移動的驅動機構(未圖示)。驅動機構包括以週期性地反覆向冷凍機16的內部供給與排出工作氣體(例如氦氣)的方式切換工作氣體的流路之流路切換機構。　　冷凍機16與工作氣體的壓縮機(未圖示)連接。冷凍機16使藉由壓縮機加壓之工作氣體在內部膨脹以冷卻第1冷卻台22及第2冷卻台24。膨脹之工作氣體被壓縮機回收且再次被加壓。冷凍機16藉由包括工作氣體的供排及與其同步之第1置換器及第2置換器的往復移動之熱循環的反覆而產生寒冷。　　圖示之低溫泵10為臥式低溫泵。臥式低溫泵通常指冷凍機16以與低溫泵10的中心軸A交叉的(通常為正交)方式配設之低溫泵。　　第1低溫板單元18具備放射屏蔽件30和入口低溫板32，並包圍第2低溫板單元20。第1低溫板單元18提供用於保護第2低溫板單元20免受來自低溫泵10的外部或低溫泵殼體70的輻射熱的極低溫表面。第1低溫板單元18熱耦合於第1冷卻台22。藉此，第1低溫板單元18被冷卻為第1冷卻溫度。第1低溫板單元18在與第2低溫板單元20之間具有間隙，第1低溫板單元18不與第2低溫板單元20接觸。第1低溫板單元18亦不與低溫泵殼體70接觸。　　放射屏蔽件30為保護第2段低溫板單元20免受來自低溫泵殼體70的輻射熱而設置。放射屏蔽件30位於低溫泵殼體70與第2低溫板單元20之間且包圍第2低溫板單元20。放射屏蔽件30具有用於從低溫泵10的外部向內部空間14接收氣體的屏蔽件主開口34。屏蔽件主開口34位於進氣口12。　　放射屏蔽件30具備：屏蔽件前端36，確定屏蔽件主開口34；屏蔽件底部38，位於與屏蔽件主開口34相反的一側；及屏蔽件側部40，將屏蔽件前端36連接於屏蔽件底部38。屏蔽件側部40沿軸向從屏蔽件前端36向與屏蔽件主開口34相反的一側延伸，且以沿周方向包圍第2冷卻台24的方式延伸。　　屏蔽件側部40具有供冷凍機結構部21插入之屏蔽件側部開口44。第2冷卻台24及第2缸體25通過屏蔽件側部開口44而從放射屏蔽件30的外部插入到放射屏蔽件30中。屏蔽件側部開口44為形成於屏蔽件側部40之安裝孔，例如為圓形。第1冷卻台22配置於放射屏蔽件30的外部。　　屏蔽件側部40具備冷凍機16的安裝座46。安裝座46為用於將第1冷卻台22安裝於放射屏蔽件30的平坦部分，從放射屏蔽件30的外部觀察時稍微凹陷。安裝座46形成屏蔽件側部開口44的外周。第1冷卻台22安裝於安裝座46，藉此放射屏蔽件30熱耦合於第1冷卻台22。　　如此代替將放射屏蔽件30直接安裝於第1冷卻台22，在一實施形態中，放射屏蔽件30可以經由額外的導熱構件而熱耦合於第1冷卻台22。導熱構件例如可以為兩端具有凸緣之中空的短筒。導熱構件可以為藉由其一端的凸緣固定於安裝座46，且藉由另一端的凸緣固定於第1冷卻台22。導熱構件可以包圍冷凍機結構部21而從第1冷卻台22向放射屏蔽件30延伸。屏蔽件側部40可以包括這種導熱構件。　　圖示之實施形態中，放射屏蔽件30構成為一體的筒狀。取而代之，放射屏蔽件30可以以藉由複數個零件而整體呈筒狀的形狀的方式構成。該等複數個零件可以以彼此具有間隙的方式配設。例如，放射屏蔽件30可以沿軸向分割為兩個部分。該情況下，放射屏蔽件30的上部為兩端被開放之筒，並具備屏蔽件前端36和屏蔽件側部40的第1部分。放射屏蔽件30的下部亦為兩端被開放之筒，並具備屏蔽件側部40的第2部分和屏蔽件底部38。屏蔽件側部40的第1部分與第2部分之間形成有沿周方向延伸之狹縫。該狹縫可以為屏蔽件側部開口44的至少一部分。或者，屏蔽件側部開口44可以為其上半部分形成於屏蔽件側部40的第1部分，下半部分形成於屏蔽件側部40的第2部分。　　放射屏蔽件30將包圍第2低溫板單元20之氣體接收空間50形成於進氣口12與屏蔽件底部38之間。氣體接收空間50為低溫泵10的內部空間14的一部分，且為與第2低溫板單元20沿徑向相鄰之區域。　　入口低溫板32為了保護第2低溫板單元20免受來自低溫泵10的外部的熱源(例如，安裝有低溫泵10之真空腔室內的熱源)的輻射熱而設置於進氣口12(或屏蔽件主開口34，下同)。又，以入口低溫板32的冷卻溫度冷凝之氣體(例如水分)被捕捉到其表面。　　入口低溫板32在進氣口12處配置於與第2低溫板單元20對應之部位。入口低溫板32佔據進氣口12的開口面積的中心部分，且在與放射屏蔽件30之間形成環狀的開放區域51。開放區域51位於進氣口12處與氣體接收空間50對應之部位。氣體接收空間50以包圍第2低溫板單元20的方式位於內部空間14的外周部，因此開放區域51位於進氣口12的外周部。開放區域51為氣體接收空間50的入口，低溫泵10通過開放區域51將氣體接收至氣體接收空間50。　　入口低溫板32經由安裝構件(未圖示)安裝於屏蔽件前端36。如此，入口低溫板32固定於放射屏蔽件30，並熱耦合於放射屏蔽件30。入口低溫板32靠近第2低溫板單元20，但不與其接觸。　　入口低溫板32具備配設於進氣口12之平面結構。入口低溫板32例如可以具備形成為同心圓狀或方格狀之百葉形或人字形，亦可以具備平板(例如圓板)的板。入口低溫板32可以以橫切整個進氣口12的方式配設。此時，開放區域51可以藉由去掉板的一部分或去掉百葉形或人字形的一部分百葉板而形成。　　第2低溫板單元20設置於低溫泵10的內部空間14的中心部。第2低溫板單元20具備複數個低溫板60和板安裝構件62。板安裝構件62從第2冷卻台24沿軸向而朝向上方及下方延伸。第2低溫板單元20經由板安裝構件62安裝於第2冷卻台24。如此一來，第2低溫板單元20熱耦合於第2冷卻台24。藉此，第2低溫板單元20被冷卻為第2冷卻溫度。　　第2低溫板單元20中，至少在一部分表面形成有吸附區域64。吸附區域64為了藉由吸附而捕捉非冷凝性氣體(例如氫氣)而設置。吸附區域64以從進氣口12不可見的方式形成於與上方相鄰之低溫板60的成為陰影之部位。亦即，吸附區域64形成於各低溫板60的整個上表面中心部與下表面。但是，吸附區域64沒有設置於頂部低溫板60a的上表面。吸附區域64例如藉由將吸附材(例如活性碳)黏著於低溫板表面而形成。　　又，在第2低溫板單元20的至少一部分表面形成有用於藉由冷凝來捕捉冷凝性氣體的冷凝區域66。冷凝區域66例如為低溫板表面上去掉吸附材的區域，低溫板基材表面例如有金屬面露出。　　複數個低溫板60沿從屏蔽件主開口34朝向屏蔽件底部38之方向排列於(亦即沿中心軸A)板安裝構件62上。複數個低溫板60為分別與中心軸A垂直延伸之平板(例如圓板)，且彼此平行地安裝於板安裝構件62。為便於說明，有時將複數個低溫板60中最靠近進氣口12的稱為頂部低溫板60a，將複數個低溫板60中最靠近屏蔽件底部38的稱為底部低溫板60b。　　第2低溫板單元20在進氣口12與屏蔽件底部38之間沿軸向細長延伸。與第2低溫板單元20的軸向的垂直投影的外形尺寸相比，軸向上自第2低溫板單元20的上端至下端為止的距離更長。例如，與低溫板60的寬度或直徑相比，頂部低溫板60a與底部低溫板60b之間的間隔更大。　　複數個低溫板60可以如圖示那樣分別具有相同的形狀，亦可以具有不同的形狀(例如不同的直徑)。複數個低溫板60中的一個低溫板60可以具有和與其靠上方相鄰之低溫板60相同的形狀或為像其那麼大。其結果，底部低溫板60b可以大於頂部低溫板60a。底部低溫板60b的面積可以為頂部低溫板60a的面積的大致1.5倍～大致5倍。　　又，複數個低溫板60的間隔可以如圖示那樣一定，亦可以彼此不同。　　低溫泵殼體70為收容第1低溫板單元18、第2低溫板單元20及冷凍機16之低溫泵10的筐體，其為以保持內部空間14的真空氣密的方式構成之真空容器。低溫泵殼體70以非接觸的方式包含第1低溫板單元18及冷凍機結構部21。低溫泵殼體70安裝於冷凍機16的室溫部26。　　藉由低溫泵殼體70的前端，進氣口12被分隔。低溫泵殼體70具備從其前端朝向徑向外側延伸之進氣口凸緣72。進氣口凸緣72遍及低溫泵殼體70的整周而設置。低溫泵10使用進氣口凸緣72而安裝於真空排氣對象的真空腔室。　　以下說明上述結構的低溫泵10的真空排氣運行。低溫泵10在工作時，首先在該工作之前用其他適當的粗抽泵將真空腔室內部粗抽至1Pa左右。之後，使低溫泵10工作。藉由冷凍機16的驅動，第1冷卻台22及第2冷卻台24分別被冷卻為第1冷卻溫度及第2冷卻溫度。藉此，熱耦合於該等之第1低溫板單元18、第2低溫板單元20亦分別被冷卻為第1冷卻溫度及第2冷卻溫度。　　入口低溫板32將從真空腔室朝向低溫泵10飛來之氣體冷卻。藉由第1冷卻溫度而蒸氣壓充分變低的(例如10^-8 Pa以下的)氣體在入口低溫板32的表面冷凝。該氣體可以稱為第1種氣體。第1種氣體例如為水蒸氣。如此，入口低溫板32能夠將第1種氣體排出。藉由第1冷卻溫度而蒸氣壓未充分變低的氣體的一部分從進氣口12進入至內部空間14。或者，氣體的其他部分被入口低溫板32反射而未進入到內部空間14。　　進入至內部空間14之氣體藉由第2低溫板單元20被冷卻。藉由第2冷卻溫度而蒸氣壓充分變低的(例如10^-8 Pa以下的)氣體在第2低溫板單元20的表面冷凝。該氣體可以稱為第2種氣體。第2種氣體例如為氬氣。如此，第2低溫板單元20能夠排出第2種氣體。　　藉由第2冷卻溫度而蒸氣壓未充分變低的氣體被第2低溫板單元20的吸附材吸附。該氣體可以稱為第3種氣體。第3種氣體例如為氫氣。如此，第2低溫板單元20能夠排出第3種氣體。因此，低溫泵10能夠藉由冷凝或吸附排出各種氣體，且將真空腔室的真空度提升至所希望的級別。　　繼續排氣運行，藉此氣體逐漸在低溫泵10累積。為了將累積之氣體排出到外部而進行低溫泵10的再生。 (第3實施形態) 　　圖3概略地表示第3實施形態之低溫泵10。　　低溫泵10熱耦合於第1冷卻台22，且具備配置於冷凍機收容部76與冷凍機16之間的間隙之導熱構件88。圖示之導熱構件88包含2根導熱棒，但亦可以包含1根或3根以上的導熱棒。導熱構件88與第1冷卻台22同樣地由高導熱率材料，例如銅形成。　　導熱構件88的一端固定於第1冷卻台22，另一端位於冷凍機收容部76的基部76b的附近。導熱構件88在冷凍機收容部76與第1缸體23之間沿第1缸體23延伸。導熱構件88可以與第1缸體23平行地直線狀延伸，亦可以彎曲(例如螺旋狀繞第1缸體23)延伸。導熱構件88的形狀是任意。　　導熱構件88的末端稍微遠離冷凍機16的室溫部26，物理上不與室溫部26接觸。導熱構件88與室溫部26的距離例如為數mm左右。導熱構件88亦不與第1缸體23接觸。　　冷凍機16能夠進行逆轉升溫。冷凍機16具備可逆轉馬達90，且構成為依據可逆轉馬達90的旋轉方向來切換第1冷卻台22、第2冷卻台24冷卻及加熱。第1冷卻台22被冷卻時，導熱構件88亦被冷卻，第1冷卻台22被加熱時，導熱構件88亦被加熱。可逆轉馬達90收容於室溫部26。眾所周知，將冷凍機16的逆轉升溫作為用於低溫泵10的再生的熱源來使用，因此在此不做贅述。　　另外，可以在第1冷卻台22配置有電加熱器等加熱要素，而藉由此加熱導熱構件88。　　為圖示之低溫泵10的縱向配置時，導熱構件88的末端有可能浸泡於積存於冷凍機收容部76的底部之水中。藉此，藉由第1冷卻台22加熱之導熱構件88能夠加熱積存於冷凍機收容部76的底部之水。藉由第3實施形態之低溫泵10亦能夠與第1實施形態之低溫泵10同樣地有效地排出水並縮短再生時間。　　低溫泵10可以具備第1加熱器84與導熱構件88的組合或第2加熱器86與導熱構件88的組合。低溫泵10可以具備第1加熱器84、第2加熱器86及導熱構件88。　　以上，依據實施例對本發明進行了說明。本領域技術人員當然能夠理解，本發明並不限定於上述實施形態，且能夠進行各種設計變更並存在各種變形例，並且這種變形例亦屬於本發明的範圍。　　上述說明中例示出臥式低溫泵，但本發明亦能夠應用於立式等其他低溫泵。另外，所謂立式低溫泵是指冷凍機16沿低溫泵10的中心軸A配設之低溫泵。此時，低溫泵殼體70中，在殼體底面70a形成有插穿冷凍機16之開口。冷凍機收容部76從該開口向冷凍機16的室溫部26延伸，且將屏蔽件收容部74連接於室溫部26。第1加熱器84可以配置於冷凍機收容部76的外表面，例如冷凍機收容部76的基部76b的外表面。第2加熱器86可以配置於殼體底面70a。

10‧‧‧低溫泵

12‧‧‧進氣口

16‧‧‧冷凍機

22‧‧‧第1冷卻台

24‧‧‧第2冷卻台

26‧‧‧室溫部

30‧‧‧放射屏蔽件

70‧‧‧低溫泵殼體

70a‧‧‧殼體底面

74‧‧‧屏蔽件收容部

76‧‧‧冷凍機收容部

84‧‧‧第1加熱器

86‧‧‧第2加熱器

88‧‧‧導熱構件

90‧‧‧可逆轉馬達

圖1概略地表示第1實施形態之低溫泵。　　圖2概略地表示第2實施形態之低溫泵。　　圖3概略地表示第3實施形態之低溫泵。

Claims

一種低溫泵，其特徵為，具備：　　冷凍機，其具備室溫部、第1冷卻台及第2冷卻台；　　放射屏蔽件，其熱耦合於前述第1冷卻台，且以與前述第2冷卻台非接觸的方式包圍前述第2冷卻台；　　低溫泵殼體，具備：具有低溫泵進氣口且在與前述低溫泵進氣口的相反一側具備殼體底面並且以與前述放射屏蔽件非接觸的方式包圍前述放射屏蔽件之屏蔽件收容部、及將前述屏蔽件收容部連接於前述冷凍機的前述室溫部之冷凍機收容部；及　　加熱器，以從前述低溫泵殼體外部向內部賦予熱的方式配置於前述冷凍機收容部的外表面或前述殼體底面。
如申請專利範圍第1項所述之低溫泵，其中　　前述加熱器配置於與前述室溫部相鄰之前述冷凍機收容部的基部的外表面。
如申請專利範圍第1或2項所述之低溫泵，其還具備：　　導熱構件，其熱耦合於前述第1冷卻台，且配置於前述冷凍機收容部與前述冷凍機之間的間隙。
如申請專利範圍第3項所述之低溫泵，其中　　前述冷凍機具備可逆轉馬達，且構成為依據前述可逆轉馬達的旋轉方向切換前述第1冷卻台、前述導熱構件的冷卻及加熱。
一種低溫泵，其特徵為，具備：　　冷凍機，其具備室溫部、第1冷卻台及第2冷卻台；　　放射屏蔽件，其熱耦合於前述第1冷卻台且包圍前述第2冷卻台；　　低溫泵殼體，其具備：具有低溫泵進氣口且在與前述低溫泵進氣口的相反一側具備殼體底面並且以與前述放射屏蔽件非接觸的方式包圍前述放射屏蔽件之屏蔽件收容部、及將前述屏蔽件收容部連接於前述冷凍機的前述室溫部之冷凍機收容部；及　　導熱構件，其熱耦合於前述第1冷卻台且配置於前述冷凍機收容部與前述冷凍機之間的間隙。