特開 2022-117029 クライオポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022117029

(43)【公開日】2022-08-10

(54)【発明の名称】クライオポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04B 37/16 20060101AFI20220803BHJP

   F04B 37/08 20060101ALI20220803BHJP

【ＦＩ】

F04B37/16 C

F04B37/08

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021013503

(22)【出願日】2021-01-29

(71)【出願人】

【識別番号】591176306

【氏名又は名称】アルバック・クライオ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】朴 文官

(72)【発明者】

【氏名】日高 康祐

(72)【発明者】

【氏名】安田 淳一

(72)【発明者】

【氏名】村山 吉信

【テーマコード（参考）】

3H076

【Ｆターム（参考）】

3H076AA25

3H076BB23

3H076BB43

3H076CC54

(57)【要約】

【課題】排気容量の減少を抑制可能としたクライオポンプを提供する。
【解決手段】冷凍機１１と、外気を導入する導入口１２Ａ１を有した筒状部１２Ａと、筒状部１２Ａの導入口１２Ａ１とは反対側の開口を塞ぐ底部１２Ｂと、筒状部１２Ａを貫通し、第２シリンダー１１Ｄが通される貫通孔１２ＡＨとを備え、筒状部１２Ａ外において冷凍機１１の第１ステージ１１Ａに熱的に接続される放射シールド１２と、導入口１２Ａ１に位置するバッフル１３と、筒状部１２Ａ内において冷凍機１１の第２ステージ１１Ｂに熱的に接続されるクライオパネル１４と、バッフル１３と対向する視点から見て、バッフル１３と冷凍機１１の第２シリンダー１１Ｄとの間に位置し、第１ステージ１１Ａに接続される第１カバー１５と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１温度に冷却されるように構成された第１ステージと、前記第１温度よりも低い第２温度に冷却されるように構成された第２ステージと、前記第１ステージを前記第２ステージに接続するシリンダーと、を備える冷凍機と、
外気を導入する導入口を有した筒状部と、前記筒状部の前記導入口とは反対側の開口を塞ぐ底部と、前記筒状部を貫通し、前記シリンダーが通される貫通孔とを備え、前記筒状部外において前記第１ステージに熱的に接続される放射シールドと、
前記導入口に位置するバッフルと、
前記筒状部内において前記第２ステージに熱的に接続されるクライオパネルと、
前記バッフルと対向する視点から見て、前記バッフルと前記シリンダーとの間に位置し、前記第１ステージに接続されるカバーと、を備える
クライオポンプ。

【請求項2】

前記カバーは、前記バッフルと対向する視点から見て、前記シリンダーのうち２５Ｋ以上４５Ｋ以下の部分を覆う
請求項１に記載のクライオポンプ。

【請求項3】

前記カバーは、第１カバーであり、
前記第２ステージに接続され、前記シリンダーに沿って延びる第２カバーをさらに備え、
前記第２カバーは、前記バッフルと対向する視点から見て、前記第１カバーを覆う
請求項１または２に記載のクライオポンプ。

【請求項4】

前記シリンダーと前記第１カバーとの間の距離は、前記第２カバーと前記第１カバーとの間の距離よりも小さい
請求項３に記載のクライオポンプ。

【請求項5】

前記カバーは、筒状を有し、
前記シリンダーの一部が、前記カバー内に位置する
請求項１から４のいずれか一項に記載のクライオポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クライオポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

クライオポンプは、冷凍機を備えている。冷凍機は、第１ステージ、第２ステージ、および、第１ステージを第２ステージに接続するシリンダーを備えている。冷凍機において、第２ステージは、第１ステージよりも低い温度に冷却される。クライオポンプは、放射シールドを備えている。放射シールドは、一方の開口が塞がれた筒状を有し、かつ、筒状を有した周面にシリンダーが通される開口を有している。放射シールドにおいて、塞がれた開口とは反対側の開口には、バッフルが位置している。放射シールド内には、クライオパネルが配置されている。冷凍機のうち、シリンダーの少なくとも一部および第２ステージが、放射シールド内に配置されている。第２ステージには、クライオパネルが熱的に接続されている。第１ステージには、放射シールドが熱的に接続されている。冷凍機は、筒状を有し、シリンダーを覆うカバーをさらに備えている。カバーは、第２ステージに熱的に接続されている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２７５６７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、クライオポンプが接続された空間内をクライオポンプが排気することによって、凝縮気体がクライオパネル上に堆積するとともに、クライオパネルと同等に冷却されたカバーにも凝縮気体が堆積する。カバーが延びる方向に沿って凝縮気体が堆積すると、凝縮気体が、バッフルよりも先に放射シールドに接し、これによって、クライオパネル上にそれ以上の凝縮気体を堆積させることが難しい場合がある。これにより、クライオパネルとバッフルとの間の空間に対して期待される排気容量に対して、クライオポンプの排気容量が減少する。

【0005】

本発明は、排気容量の減少を抑制可能としたクライオポンプを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するためのクライオポンプは、第１温度に冷却されるように構成された第１ステージと、前記第１温度よりも低い第２温度に冷却されるように構成された第２ステージと、前記第１ステージを前記第２ステージに接続するシリンダーと、を備える冷凍機と、外気を導入する導入口を有した筒状部と、前記筒状部の前記導入口とは反対側の開口を塞ぐ底部と、前記筒状部を貫通し、前記シリンダーが通される貫通孔とを備え、前記筒状部外において前記第１ステージに熱的に接続される放射シールドと、前記導入口に位置するバッフルと、前記筒状部内において前記第２ステージに熱的に接続されるクライオパネルと、前記バッフルと対向する視点から見て、前記バッフルと前記シリンダーとの間に位置し、前記第１ステージに接続されるカバーと、を備える。

【0007】

上記クライオポンプによれば、シリンダーを覆うカバーが第１ステージと同等の温度に冷却されるから、カバーにおいて気体の凝縮が生じることが抑えられる。これにより、凝縮気体がカバーに沿って堆積することが抑えられ、凝縮気体が放射シールドに接することが抑えられる。結果として、クライオパネルとバッフルとの間の空間に凝縮気体が堆積するから、排気容量の減少を抑えることが可能である。

【0008】

上記クライオポンプにおいて、前記カバーは、前記バッフルと対向する視点から見て、前記シリンダーのうち２５Ｋ以上４５Ｋ以下の部分を覆ってもよい。このクライオポンプによれば、シリンダーにおいて２５Ｋ以上４５Ｋ以下の領域をカバーが覆うから、固相と気相とが平衡である条件において気体が凝縮することが抑えられるから、真空槽内の圧力が不安定になることが抑えられる。

【0009】

上記クライオポンプにおいて、前記カバーは、第１カバーであり、前記第２ステージに接続され、前記シリンダーに沿って延びる第２カバーをさらに備え、前記第２カバーは、前記バッフルと対向する視点から見て、前記第１カバーを覆ってもよい。

【0010】

上記クライオポンプによれば、第１カバーの一部を第２温度に冷却された第２カバーが覆うから、第２カバーにおいて気体の凝縮が生じる。これにより、クライオパネル以外の部分において気体の凝縮が生じるから、放射シールドが画定する領域のうち、気体が堆積する領域を拡張することが可能である。

【0011】

上記クライオポンプにおいて、前記シリンダーと前記第１カバーとの間の距離は、前記第２カバーと前記第１カバーとの間の距離よりも小さくてもよい。このクライオポンプによれば、シリンダーと第１カバーとの間の距離が第２カバーと第１カバーとの間の距離よりも小さいから、第１カバーが第２カバーによって覆われていても、第１カバーが第２カバーによって冷却されることが抑えられる。これにより、第２カバーに対して気体を凝縮させ、かつ、第２カバーと第１カバーとの間に気体が凝縮することが抑えられる。

【0012】

上記クライオポンプにおいて、前記カバーは、筒状を有し、前記シリンダーの一部が、前記カバー内に位置してもよい。このクライオポンプによれば、カバーが筒状を有するから、シリンダーの外周面の全体において、気体の凝縮が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態のクライオポンプの構造を模式的に示す構成図。

【図2】図１が示す構造の一部を拡大して示す部分拡大図。

【図3】第１実施形態のクライオポンプの作用を説明するための作用図。

【図4】第１実施形態のクライオポンプの作用を説明するための作用図。

【図5】第２実施形態のクライオポンプの構造を模式的に示す構成図。

【図6】図５が示す構造の一部を拡大して示す部分拡大図。

【図7】第２実施形態のクライオポンプの作用を説明するための作用図。

【図8】第２実施形態のクライオポンプの作用を説明するための作用図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

［第１実施形態］
図１から図４を参照して、クライオポンプの第１実施形態を説明する。
［構造］
図１および図２を参照して、クライオポンプ１０の構造を説明する。
図１が示すように、クライオポンプ１０は、冷凍機１１を備えている。冷凍機１１は、第１ステージ１１Ａ、第２ステージ１１Ｂ、第１シリンダー１１Ｃ、および、第２シリンダー１１Ｄを備えている。第１ステージ１１Ａは、第１温度に冷却されるように構成されている。第２ステージ１１Ｂは、第１温度よりも低い第２温度に冷却されるように構成されている。第２シリンダー１１Ｄは、第１ステージ１１Ａを第２ステージ１１Ｂに接続している。

【0015】

冷凍機１１は、ギフォード・マクマホン式冷凍機である。冷凍機１１は、各シリンダー１１Ｃ，１１Ｄ内に蓄冷器を備えた膨張室を備えている。冷凍機１１には、図示されない圧縮機から圧縮された冷媒ガスが供給される。冷媒ガスは、まず、第１シリンダー１１Ｃの膨張室に供給され、第１シリンダー１１Ｃの蓄冷器を通過することによって冷却され、かつ、膨張室において膨張し、これによって第１ステージ１１Ａを冷却する。次いで、冷却ガスは第２シリンダー１１Ｄに供給され、第２シリンダー１１Ｄの蓄冷器を通過することでさらに冷却され、かつ、膨張室において膨張し、これによって第２ステージ１１Ｂを冷却する。結果として、第１ステージ１１Ａが第１温度に冷却され、かつ、第２ステージ１１Ｂが第１温度よりも低い第２温度に冷却される。第１温度は、例えば５０Ｋ以上１１０Ｋ以下の範囲に含まれる。第２温度は、例えば１０Ｋ以上２０Ｋ以下の範囲に含まれる。

【0016】

クライオポンプ１０は、放射シールド１２、バッフル１３、クライオパネル１４、および、第１カバー１５を備えている。放射シールド１２は、筒状部１２Ａと底部１２Ｂとを備えている。筒状部１２Ａは、外気を導入する導入口１２Ａ１を有している。底部１２Ｂは、筒状部１２Ａの導入口１２Ａ１とは反対側の開口を塞いでいる。放射シールド１２は、筒状部１２Ａを貫通し、第２シリンダー１１Ｄが通される貫通孔１２ＡＨを備えている。放射シールド１２は、筒状部１２Ａ外において第１ステージ１１Ａに熱的に接続されている。

【0017】

バッフル１３は、導入口１２Ａ１に位置している。バッフル１３は、クライオポンプ１０が接続された真空槽から放射される熱から第２ステージ１１Ｂおよびクライオパネル１４を保護する。バッフル１３は、例えば、放射シールド１２の中心軸を中心として同心円状に配置された複数の板部材を備える。なお、バッフル１３は、例えば格子状のプレートであってもよい。バッフル１３は、放射シールド１２に取り付けられているから、放射シールド１２と同等の温度に冷却される。

【0018】

クライオパネル１４は、筒状部１２Ａ内において第２ステージ１１Ｂに熱的に接続されている。クライオポンプ１０は、複数のクライオパネル１４を備えている。各クライオパネル１４は、筒状部１２Ａ内に位置している。各クライオパネル１４は、バッフル１３と対向する視点から見て、略円錐台状を有している。

【0019】

第１カバー１５は、バッフル１３と対向する視点から見て、バッフル１３とシリンダー１１Ｃとの間に位置している。第１カバー１５は、第１ステージ１１Ａに接続されている。本実施形態では、第１カバー１５は、筒状を有している。第２シリンダー１１Ｄの一部が、第１カバー１５内に位置している。

【0020】

本実施形態において、クライオポンプ１０は、第２カバー１６をさらに備えている。第２カバー１６は、第２ステージ１１Ｂに接続され、かつ、第２シリンダー１１Ｄに沿って延びている。第２カバー１６は、第２シリンダー１１Ｄに沿って、第２ステージ１１Ｂから第１ステージ１１Ａに向かう途中まで延びている。第２シリンダー１１Ｄが延びる方向において、第２カバー１６のうち、第１ステージ１１Ａからの距離が小さい端部は、放射シールド１２から離れている。第２カバー１６は、バッフル１３と対向する視点から見て、第１カバー１５を覆っている。

【0021】

第２シリンダー１１Ｄにおいて、第１ステージ１１Ａに接続された端部が基端であり、第２ステージ１１Ｂに接続された端部が先端である。第１カバー１５において、第１ステージ１１Ａに接続された端部が基端であり、基端とは反対側の端部が先端である。本実施形態では、第１カバー１５の基端が、放射シールド１２の筒状部１２Ａ外において、第１ステージ１１Ａに接続され、かつ、第１ステージ１１Ａと筒状部１２Ａとに挟まれている。そのため、第１カバー１５および放射シールド１２は、第１ステージ１１Ａと同等の温度に冷却される。

【0022】

第１カバー１５は、バッフル１３と対向する視点から見て、第２シリンダー１１Ｄのうち２５Ｋ以上４５Ｋ以下の部分を覆っている。上述したように、第１ステージ１１Ａは第１温度に冷却される一方で、第２ステージ１１Ｂは第１温度よりも低い第２温度に冷却される。そのため、第１ステージ１１Ａおよび第２ステージ１１Ｂの両方に接続された第２シリンダー１１Ｄの温度は、第１ステージ１１Ａから第２ステージ１１Ｂに向けて低下する勾配を有する。第１温度が１１０Ｋに設定され、第２温度が１５Ｋに設定された場合に、第２シリンダー１１Ｄのうち、２５Ｋ以上４５Ｋ以下の範囲が第１カバー１５によって覆われることが好ましい。

【0023】

クライオポンプ１０が接続された真空槽内には、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスが供給されている。真空槽内の圧力が３×１０^－６以上３×１０^－３Ｐａ以下であり、かつ、第２シリンダー１１Ｄが筒状部１２Ａ内に露出する場合には、第２シリンダー１１Ｄのうち、２５Ｋ以上４５Ｋ以下の領域において、Ａｒガスが凝縮する。当該領域において凝縮したＡｒガスは固相と気相とが平衡の状態であるから蒸発しやすい。そのため、第２シリンダー１１Ｄのうち、２５Ｋ以上４５Ｋ以下の領域にＡｒガスが凝縮すると、真空槽内の圧力が不安定になる。この点で、第２シリンダー１１Ｄにおいて２５Ｋ以上４５Ｋ以下の領域を第１カバー１５が覆うから、真空槽内の圧力が不安定になることが抑えられる。

【0024】

クライオポンプ１０は、ポンプケース１８をさらに備えている。ポンプケース１８は、放射シールド１２と、第１シリンダー１１Ｃとを覆っている。

【0025】

図２は、図１が示す構造のうちで、クライオパネル１４の周辺構造を拡大して示している。
図２が示すように、クライオポンプ１０は、支持部材１７を備えている。支持部材１７は、第２カバー１６に接続されている。支持部材１７は、複数のクライオパネル１４を支持するように構成されている。支持部材１７は、第２ステージ１１Ｂに接続された第２カバー１６に接続されている。そのため、支持部材１７は、第２ステージ１１Ｂに熱的に接続されている。各クライオパネル１４は支持部材１７によって支持されるから、これによって、各クライオパネル１４は、第２ステージ１１Ｂに熱的に接続される。すなわち、支持部材１７および各クライオパネル１４は、第２ステージ１１Ｂと同等の温度に冷却される。

【0026】

第２シリンダー１１Ｄと第１カバー１５との間の距離が、第１距離Ｄ１である。第２カバー１６と第１カバー１５との間の距離が、第２距離Ｄ２である。第１距離Ｄ１は、第２距離Ｄ２よりも小さい。

【0027】

［作用］
図３および図４を参照して、クライオポンプ１０の作用を説明する。
図３は、本実施形態のクライオポンプ１０によって真空槽を排気した場合におけるクライオポンプ１０の状態を模式的に示している。これに対して、図４は、第２シリンダーを覆うカバーが第２ステージに接続されるクライオポンプが真空槽を排気した場合におけるクライオポンプの状態を模式的に示している。

【0028】

図３が示すように、クライオポンプ１０が駆動され、クライオポンプ１０が接続された真空槽内が排気される際には、冷凍機１１の第１ステージ１１Ａが第１温度に冷却され、第２ステージ１１Ｂが第２温度に冷却される。これにより、第２ステージ１１Ｂに熱的に接続された各クライオパネル１４も第２温度と同等の温度に冷却される。一方で、放射シールド１２、バッフル１３、および、第１カバー１５は、第１温度と同等の温度に冷却される。

【0029】

そのため、バッフル１３を介して放射シールド１２内に導入されたＡｒガスＧは、クライオパネル１４において凝縮し、凝縮したＡｒガスＧがクライオパネル１４上に堆積する。一方で、第２シリンダー１１Ｄを覆う第１カバー１５は、第１ステージ１１Ａと同等の温度であるから、第１カバー１５ではＡｒガスＧの凝縮が抑えられる。そのため、第１カバー１５に堆積したＡｒガスＧが放射シールド１２に接することが抑えられる。第１カバー１５は筒状を有するから、第２シリンダー１１Ｄの外周面の全体において、ＡｒガスＧの凝縮が抑えられる。

【0030】

さらに、本実施形態では、バッフル１３と対向する視点から見て、第１カバー１５の一部を第２温度に冷却された第２カバー１６が覆うから、第２カバー１６においてＡｒガスＧの凝縮が生じる。これにより、クライオパネル１４以外の部分においてＡｒガスＧの凝縮が生じるから、放射シールド１２が画定する領域のうち、ＡｒガスＧが堆積する領域を拡張することが可能である。

【0031】

このように、本実施形態のクライオポンプ１０では、筒状部１２Ａの径方向においてＡｒガスＧの凝縮および堆積が進むことが抑えられ、これにより、筒状部１２Ａの軸方向であって、かつ、クライオパネル１４とバッフル１３との間においてＡｒガスＧの凝縮および堆積が進む。そのため、クライオポンプ１０は、第２温度に冷却された部材において堆積されたＡｒガスＧがバッフル１３に接するまで凝縮したＡｒガスＧを堆積することが可能であるから、クライオポンプ１０の排気容量の減少を抑えることが可能である。

【0032】

上述したように、第１距離Ｄ１が第２距離Ｄ２よりも小さいから、第１距離Ｄ１が第２距離Ｄ２よりも大きい場合に比べて、第１カバー１５が第２カバー１６によって覆われていても、第１カバー１５が第２カバー１６によって冷却されることが抑えられる。これにより、第２カバー１６に対してＡｒガスＧを凝縮させ、かつ、第２カバー１６と第１カバー１５との間にＡｒガスＧが凝縮することが抑えられる。

【0033】

これに対して、クライオポンプ１１０では、第２シリンダー１１１Ｄを覆うカバー１１５が第２ステージ１１１Ｂに接続されている。そのため、第１シリンダー１１１Ｃによって冷却される第１ステージ１１Ａとは異なり、カバー１１５は、第２ステージ１１１Ｂと同等の温度まで冷却される。

【0034】

これにより、バッフル１１３から導入されたＡｒガスＧは、クライオパネル１１４に加えて、第２カバー１１６およびカバー１１５でも凝縮する。カバー１１５に堆積したＡｒガスＧが放射シールド１１２に接すると、凝縮したＡｒガスＧの一部が固相から気相に変化する。例えば、ＡｒガスＧは、放射シールド１１２の貫通孔１１２ＡＨまで達し、貫通孔１１２ＡＨを画定する面に接することによって固相から気相に変わる。これによって、放射シールド１１２内の圧力が高められ、結果として、放射シールド１１２内にＡｒガスＧが堆積されにくくなる。

【0035】

以上説明したように、クライオポンプの第１実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）第２シリンダー１１Ｄを覆う第１カバー１５が第１ステージ１１Ａと同等の温度に冷却されるから、第１カバー１５において気体の凝縮が抑えられる。これにより、第１カバー１５に堆積した凝縮気体が放射シールド１２に接することが抑えられる。

【0036】

（２）第２シリンダー１１Ｄにおいて２５Ｋ以上４５Ｋ以下の領域を第１カバー１５が覆うから、真空槽内の圧力が不安定になることが抑えられる。

【0037】

（３）第１カバー１５の一部を第２温度に冷却された第２カバー１６が覆うから、第２カバー１６においてＡｒガスＧの凝縮が生じる。これにより、クライオパネル１４以外の部分においてＡｒガスＧの凝縮が生じるから、放射シールド１２が画定する領域のうち、ＡｒガスＧが堆積する領域を拡張することが可能である。

【0038】

（４）第１距離Ｄ１が第２距離Ｄ２よりも小さいから、第１カバー１５が第２カバー１６によって冷却されることが抑えられる。これにより、第２カバー１６に対してＡｒガスＧを凝縮させ、かつ、第２カバー１６と第１カバー１５との間にＡｒガスＧが凝縮することが抑えられる。

【0039】

（５）第１カバー１５が筒状を有するから、第２シリンダー１１Ｄの外周面の全体において、ＡｒガスＧの凝縮が抑えられる。

【0040】

［第２実施形態］
図５から図８を参照して、クライオポンプの第２実施形態を説明する。第２実施形態のクライオポンプは、第１実施形態のクライオポンプと比べて、放射シールドを第１ステージに熱的に接続するための構造が異なっている。そのため以下では、第２実施形態において第１実施形態と異なる構造を主に説明する。一方で、第２実施形態において第１実施形態と共通する構造には、第１実施形態と同一の符号を付すことによって、当該構造の詳しい説明を省略する。

【0041】

［構造］
図５および図６を参照して、クライオポンプの構造を説明する。
図５が示すように、クライオポンプ２０は、冷凍機１１、放射シールド１２、バッフル１３、クライオパネル１４、第２カバー１６を備えている。これらの部材は、第１実施形態のクライオポンプ１０が備える各部材と同等の構造を有している。

【0042】

一方で、クライオポンプ２０は、連結部材２９をさらに備えている。連結部材２９は、第２シリンダー１１Ｄが延びる方向において、第１ステージ１１Ａと放射シールド１２との間に位置している。連結部材２９は、放射シールド１２を第１ステージ１１Ａに接続している。これにより、放射シールド１２が、第１ステージ１１Ａに熱的に接続される。このように、本実施形態では、第１ステージ１１Ａが、連結部材２９の長さの分だけ放射シールド１２から離れている。連結部材２９は、筒状を有している。第２シリンダー１１Ｄの一部が、連結部材２９内を通っている。

【0043】

第１カバー２５は、第１ステージ１１Ａから第２ステージ１１Ｂに向けて延びる筒状を有している。第１カバー２５において、第１ステージ１１Ａに接続された端部が基端であり、基端とは反対側の端部が先端である。第１カバー２５の基端は、第１ステージ１１Ａと連結部材２９とに挟まれている。そのため、第１カバー２５および連結部材２９が、第１ステージ１１Ａに熱的に接続され、これによって、第１ステージ１１Ａと同等の温度に冷却される。第１カバー２５は、連結部材２９内において連結部材２９に沿って延び、かつ、放射シールド１２の貫通孔１２ＡＨを通って筒状部１２Ａ内まで延びている。すなわち、第１カバー２５の先端は、筒状部１２Ａ内に位置している。一方で、第１カバー１５の先端は、第２ステージ１１Ｂには接していない。

【0044】

図６は、図５が示す構造のうちで、クライオパネル１４の周辺構造を拡大して示している。
図６が示すように、クライオポンプ２０は、支持部材１７および第２カバー１６を備えている。これらの部材は、第１実施形態のクライオポンプ１０が備える各部材と同等の構造を有している。第２シリンダー１１Ｄと第１カバー２５との間の距離が、第１距離Ｄ１である。第２カバー１６と第１カバー１５との間の距離が、第２距離Ｄ２である。第１距離Ｄ１は、第２距離Ｄ２よりも小さい。

【0045】

［作用］
図７および図８を参照して、クライオポンプ２０の作用を説明する。
図７は、本実施形態のクライオポンプ２０によって真空槽を排気した場合におけるクライオポンプ２０の状態を模式的に示している。これに対して、図８は、第２シリンダーを覆うカバーが第２ステージに接続されるクライオポンプが真空槽を排気した場合におけるクライオポンプの状態を模式的に示している。

【0046】

図７が示すように、クライオポンプ２０が駆動され、クライオポンプ２０が接続された真空槽内が排気される際には、冷凍機１１の第１ステージ１１Ａが第１温度に冷却され、第２ステージ１１Ｂが第２温度に冷却される。これにより、第２ステージ１１Ｂに熱的に接続された各クライオパネル１４も第２温度と同等の温度に冷却される。一方で、放射シールド１２、バッフル１３、および、第１カバー２５は、第１温度と同等の温度に冷却される。

【0047】

そのため、バッフル１３を介して放射シールド１２内に導入されたＡｒガスＧは、クライオパネル１４において凝縮し、凝縮したＡｒガスＧがクライオパネル１４に堆積する。一方で、第２シリンダー１１Ｄを覆う第１カバー２５は、第１ステージ１１Ａと同等の温度であるから、第１カバー２５ではＡｒガスＧの凝縮が抑えられる。そのため、第１カバー２５に堆積したＡｒガスＧが放射シールド１２に接することが抑えられる。

【0048】

さらに、第１カバー２５の一部を第２カバー１６が覆うから、第２カバー１６においてＡｒガスＧの凝縮が生じる。これにより、クライオパネル１４以外の部分においてＡｒガスＧの凝縮が生じるから、放射シールド１２が画定する領域のうち、ＡｒガスＧが堆積する領域を拡張することが可能である。

【0049】

これに対して、クライオポンプ１２０では、第２シリンダー１１１Ｄを覆うカバー１２５が第２ステージ１１１Ｂに接続されている。そのため、第１シリンダー１１１Ｃによって冷却される第１ステージ１１１Ａとは異なり、カバー１２５は、第２ステージ１１１Ｂと同等の温度まで冷却される。

【0050】

これにより、バッフル１１３から導入されたＡｒガスＧは、クライオパネル１１４に加えて、カバー１２５でも凝縮する。カバー１２５に堆積したＡｒガスＧが放射シールド１２の貫通孔１２ＡＨから連結部材１２９内まで延びることによって、放射シールド１１２および連結部材１２９の少なくとも一方にＡｒガスＧが接する。これにより、凝縮したＡｒガスＧの一部が固相から気相に変化するから、放射シールド１１２内の圧力が高められ、結果として、放射シールド１１２内にＡｒガスＧが堆積されにくくなる。

【0051】

以上説明したように、クライオポンプの第２実施形態によれば、クライオポンプの第１実施形態と同等の効果を得ることができる。

【0052】

［変更例］
なお、各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
［第１カバー］
・第１カバー１５，２５は、筒状を有しなくてもよい。第１カバー１５，２５は、バッフル１３と対向する視点から見て、第２シリンダー１１Ｄを覆っていればよいため、第１カバー１５，２５は、例えば半円筒状を有してもよいし、板状を有してもよい。この場合であっても、第１カバー１５，２５が第２シリンダー１１Ｄを覆うことによって、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。

【0053】

・第１距離Ｄ１が、第２距離Ｄ２以上であってもよい。この場合であっても、クライオポンプ１０が第１カバー１５，２５および第２カバー１６を備えることによって、上述した（１）および（３）に準じた効果を得ることはできる。

【0054】

・第１カバー１５，２５は、第２シリンダー１１Ｄにおける２５Ｋ以上４５Ｋ以下の領域以外の領域を覆っていてもよい。例えば、第１カバー１５，２５は、第２シリンダー１１Ｄのうち、４５Ｋよりも高い温度を有する領域のみを覆ってもよい。あるいは、第１カバー１５，２５は、第２シリンダー１１Ｄの基端から、第２シリンダー１１Ｄの内で、２５Ｋ未満の温度を有する領域まで覆ってもよい。これらの場合であっても、クライオポンプ１０，２０が第１カバー１５，２５を有するから、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。

【0055】

・第２シリンダー１１Ｄのうち、第１カバー１５，２５が覆う領域の温度範囲は、公知の温度‐平衡蒸気圧曲線を参照して、クライオポンプ１０において凝縮する気体によって適宜変更することができる。例えば、クライオポンプ１０において窒素ガスおよび酸素ガスが凝縮する場合は、Ａｒガスと同様に、第１カバー１５，２５が覆う領域の温度範囲を２５Ｋ以上４５Ｋ以下に設定することができる。

【0056】

［第２カバー］
・クライオポンプ１０，２０は、第２カバー１６を備えなくてもよい。この場合には、支持部材１７は、例えば第２ステージ１１Ｂに固定されればよい。これにより、支持部材１７に支持された各クライオパネル１４は、第２ステージ１１Ｂに熱的に接続することが可能である。この場合であっても、クライオポンプ１０，２０が第１カバー１５，２５を備えるから、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。

【0057】

［支持部材］
・クライオポンプ１０，２０は、支持部材１７を備えなくてもよい。この場合には、各クライオパネル１４は、例えば第２ステージ１１Ｂに固定されればよい。これにより、クライオパネル１４は、第２ステージ１１Ｂに熱的に接続することが可能である。この場合であっても、クライオポンプ１０，２０が第１カバー１５，２５を備えるから、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。

【0058】

［放射シールド］
・第１実施形態において、放射シールド１２は、第１ステージ１１Ａに直接接続されてもよい。この場合には、第１カバー１５の基端が第１ステージ１１Ａに接し、かつ、放射シールド１２の外周面も第１ステージ１１Ａに接していればよい。

【符号の説明】

【0059】

１０，２０…クライオポンプ
１１…冷凍機
１１Ａ…第１ステージ
１１Ｂ…第２ステージ
１１Ｄ…第２シリンダー
１２…放射シールド
１３…バッフル
１４…クライオパネル
１５，２５…第１カバー
１６…第２カバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】