JPS63154870A - Vacuum exhauster - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業−１−の利用分野）
本発明は真空引きに用いる真空排気装置に係り、とりわ
け設置面積を少なくすることができ、かつ設置コストを
低減することができる真空排気装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Field of Application in Industry-1-) The present invention relates to a vacuum evacuation device used for evacuation, and in particular can reduce the installation area and reduce the installation cost. The present invention relates to a vacuum evacuation device that can perform
（従来の技術）
真空排気装置には多くの種類があり、なかでも大排気速
度のクライオポンプを備えたものが知られている。クラ
イオポンプはクライオコンデンセーションポンプとクラ
イオソープションポンプに大別され、両ポンプを内蔵す
るクライオポンプを特に複合クライオポンプと呼んでい
る。(Prior Art) There are many types of vacuum pumping devices, and among them, one equipped with a cryopump that has a high pumping speed is known. Cryopumps are broadly divided into cryocondensation pumps and cryosorption pumps, and cryopumps that incorporate both pumps are particularly called compound cryopumps.
クライオコンデンセーションポンプは、固体表面（クラ
イオパネル）を液体ヘリウムにより２．３”Ｋ〜４．２
″にの温度まで冷却し、気体分子を凝縮させることによ
り気体を排気するものである。A cryocondensation pump heats a solid surface (cryopanel) with liquid helium from 2.3”K to 4.2K.
The gas is evacuated by cooling the gas to a temperature of 100 mL and condensing the gas molecules.
これに対しクライオソープションポンプは、クライオパ
ネルに活性炭等の吸着材を取付け、液体ヘリウムあるい
は液体窒素により２．３°に〜２０°にの温度まで冷却
し、吸着材に気体分子を吸着させることにより気体を排
気するものである。In contrast, a cryosorption pump attaches an adsorbent such as activated carbon to a cryopanel, cools it to a temperature of 2.3° to 20° using liquid helium or liquid nitrogen, and causes the adsorbent to adsorb gas molecules. This is to exhaust gas.
複合クライオポンプで一定時間排気し、クライオパネル
面に気体分子が充満されると排気速度は落ちてしまう。The compound cryopump pumps the air for a certain period of time, and when the cryopanel surface is filled with gas molecules, the pumping speed slows down.
そのため複合クライオポンプでは、クライオパネル面を
昇温し凝縮あるいは吸着された気体をポンプによって排
出する再生操作を行なう必要がある。Therefore, in a compound cryopump, it is necessary to perform a regeneration operation in which the temperature of the cryopanel surface is raised and the condensed or adsorbed gas is discharged by a pump.
第４図により核融合装置の従来の複合クライオポンプを
説明する。第４図において、複合クライオポンプ３５は
排気ダクト１３内に窒素冷却シェブロン１２、ヘリウム
冷却シェブロン３７およびクライオパネル３６を順次設
置して構成されている。A conventional composite cryopump for a nuclear fusion device will be explained with reference to FIG. In FIG. 4, the composite cryopump 35 is constructed by sequentially installing a nitrogen cooling chevron 12, a helium cooling chevron 37, and a cryopanel 36 in the exhaust duct 13.
このうちヘリウム冷却シェブロン３７は山形状をなし液
体ヘリウムで冷却されるものであり、クライオコンデン
セーションボンブを構成している。Of these, the helium cooling chevron 37 has a mountain shape and is cooled with liquid helium, and constitutes a cryocondensation bomb.
また、クライオパネル３６は全体が液体ヘリウムで冷却
されるものであり、活性炭などの吸着材（図示せず）が
取り付けられてクライオソープションポンプを構成して
いる。さらに窒素冷却シェブロン１２は液体窒素で冷却
され、排気ダクト１３内の気体からヘリウム冷却シェブ
ロン３７およびクライオパネル３８への熱輻射を防止す
るものである。Further, the entire cryopanel 36 is cooled with liquid helium, and an adsorbent (not shown) such as activated carbon is attached to constitute a cryosorption pump. Furthermore, the nitrogen cooling chevron 12 is cooled with liquid nitrogen to prevent heat radiation from the gas in the exhaust duct 13 to the helium cooling chevron 37 and cryopanel 38.
核融合装置で排気される気体は主としてトリチウム（Ｔ
）、ｆｆｉ水素（Ｄ２）、およびヘリウム（Ｈｅ）であ
る。このうち水素同位体であるトリチウム（Ｔ ）と
重水素（Ｄ２）は、窒素冷却シエプロン１２の間隙を通
過し、ヘリウム冷却シェブロン３７に凝縮する。また排
気気体のうちヘリウム（Ｈｅ）は窒素冷却シェブロン１
２およびヘリウム冷却シェブロン３７の間隙を通過して
、クライオパネル３６の吸着材に吸着される。The gas exhausted by the fusion device is mainly tritium (T
), ffi hydrogen (D2), and helium (He). Of these, tritium (T 2 ) and deuterium (D2), which are hydrogen isotopes, pass through the gap in the nitrogen-cooled chevron 12 and condense into the helium-cooled chevron 37 . Among the exhaust gases, helium (He) is nitrogen-cooled chevron 1.
2 and the helium cooling chevron 37, and is adsorbed by the adsorbent of the cryopanel 36.
従来の真空排気装置は、第５図に示すように、−［−述
の謹白クライオポンプ３５を、再生中も排気可能なよう
にプラズマ容器４０に対して２台設置し、さらにこの複
合クライオポンプ３５に燃料精製系４５を接続して構成
されている。すなわち、プラズマ容器４０に２台の複合
クライオポンプ３５ａ、３５ｂが、排気ダクト４３ａ、
４３ｂによって並列して接続され、さらに２台の複合ク
ライオポンプ３５ａ、３５ｂには、それぞれ人口弁４１
ａ、４１ｂおよび出口弁４４ａ、４４ｂが取付けられ、
２系列の真空排気装置を構成している。As shown in FIG. 5, the conventional vacuum evacuation device has two cryopumps 35 described above installed on the plasma vessel 40 so as to be able to perform evacuation even during regeneration. 35 and a fuel refining system 45 connected thereto. That is, two composite cryopumps 35a and 35b are installed in the plasma container 40, and an exhaust duct 43a,
43b, and the two compound cryopumps 35a and 35b each have an artificial valve 41.
a, 41b and outlet valves 44a, 44b are installed,
It constitutes a two-line vacuum exhaust system.
プラズマ容器４０内の気体の排気にあたっては、まず入
口弁４１ａおよび出口弁４４ｂを開とし、人口弁４１ｂ
および出口弁４４ａを閉とする。そしてプラズマ容器４
０内の気体を、複合クライオポンプ３５ａで一定時間排
気する。同時に複合クライオポンプ３５ｂを再生し、複
合クライオポンプ３５ｂから放出された気体を排気ダク
ト４３ｂを通じて燃料精製系４５へ吸引し精製処理する
。To exhaust the gas in the plasma container 40, first open the inlet valve 41a and the outlet valve 44b, and then close the artificial valve 41b.
And the outlet valve 44a is closed. and plasma container 4
The gas inside the cryopump 35a is exhausted for a certain period of time. At the same time, the composite cryopump 35b is regenerated, and the gas discharged from the composite cryopump 35b is sucked into the fuel purification system 45 through the exhaust duct 43b and purified.
次に弁の切換えを行って、逆に複合クライオポンプ３５
ａを再生し、複合クライオポンプ３５ｂを排気運転する
。Next, switch the valve and reverse the compound cryopump 35.
a is regenerated, and the compound cryopump 35b is operated for exhaustion.
このように複合クライオポンプを２台設置して再生と排
気を交互に同時に行う運転方式をバッチ方式という。The operation method in which two compound cryopumps are installed in this way and regeneration and exhaust are performed alternately and simultaneously is called a batch method.
（発明が解決しようとする間順点）
上述のように、従来の真空排気装置はバッチ方式を取る
ものであり、複合クライオポンプ３５ａ。(Points to be Solved by the Invention) As described above, the conventional vacuum evacuation device employs a batch system, and the compound cryopump 35a.
３５ｂを２台設置する等２系列より構成されている。こ
のため、設置場所を２系列分確保しなければならず、設
置面積および設置コストが増大してしまうという問題が
ある。It consists of two series, including two 35b units installed. Therefore, installation locations must be secured for two lines, resulting in an increase in installation area and installation cost.
さらに複合クライオポンプ３５ａ、３５ｂで有毒あるい
は放射性の気体を排気する場合は、一方の複合クライオ
ポンプ、例えば３５ａが再生される間、他方の腹合クラ
イオポンプ３５ｂ内に放射性物質等が蓄積されることに
なる。この場合、何らかの原因で複合クライオポンプ３
５ｂが破損すると、蓄積された放射性物質等が放出され
ることとなり安全面で好ましくない。Furthermore, when exhausting toxic or radioactive gases with the combined cryopumps 35a and 35b, while one of the combined cryopumps, for example 35a, is being regenerated, radioactive substances etc. may accumulate in the other cryopump 35b. become. In this case, for some reason, the compound cryopump 3
If 5b is damaged, accumulated radioactive substances, etc. will be released, which is unfavorable from a safety standpoint.
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、
設置面積および設置コストを低減することかでき、気体
の蓄積量を少なくすることができ安全性の高い真空排気
装置を提供することを目的としている。The present invention has been made in consideration of these points,
It is an object of the present invention to provide a vacuum evacuation device that can reduce the installation area and installation cost, reduce the amount of gas accumulated, and is highly safe.
（問題点を解決するための手段）
本発明は、排気ダクト内に、気体吸石川の吸着材を収納
する吸着材収納容器と、この吸着材収納容器を取囲む気
体冷却器を設置し、前記吸着材収納容器に加熱再生器、
移送装置および予冷器を、順次吸着材循環配管で接続し
、吸着材を循環させつつ再生予冷して吸着材収納容器に
供給するよう構成したことを特徴とする真空排気装置で
ある。(Means for Solving the Problems) The present invention provides an adsorbent storage container for storing an adsorbent for gas adsorption and a gas cooler surrounding the adsorbent storage container in an exhaust duct. Heating regenerator in adsorbent storage container,
This evacuation device is characterized in that a transfer device and a precooler are sequentially connected through adsorbent circulation piping, and the adsorbent is circulated, regenerated and precooled, and then supplied to an adsorbent storage container.
（作 用）
本発明によれば、吸着材が循環されつつ再生予冷して吸
着材収納容器に供給され、この吸着材によって排気ダク
ト内の気体が吸着され１真空排気される。(Function) According to the present invention, the adsorbent is circulated, regenerated, pre-cooled, and supplied to the adsorbent storage container, and the adsorbent adsorbs the gas in the exhaust duct and is evacuated.
（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図および第２図は本発明による真空排気装置の一実
施例を示す図である。第１図においてプラズマ容器（図
示せず）に連通ずる排気ダクト１１内に、気体吸着用の
球状の吸着材１０を収納する吸着材収納容器１１が設置
され、またこの吸着材収納容器１１を取囲んで窒素冷却
シェブロン１２からなる気体冷却器が設置されている。FIGS. 1 and 2 are diagrams showing an embodiment of a vacuum evacuation apparatus according to the present invention. In FIG. 1, an adsorbent storage container 11 that stores a spherical adsorbent 10 for gas adsorption is installed in an exhaust duct 11 that communicates with a plasma container (not shown), and this adsorbent storage container 11 is installed. Surrounded by a gas cooler consisting of a nitrogen-cooled chevron 12 is installed.
この窒素冷却シェブロン１２は液体窒素に冷却され、吸
着材収納容器１１への熱輻射を防止するものである。This nitrogen cooling chevron 12 is cooled by liquid nitrogen and prevents heat radiation to the adsorbent storage container 11.
この吸着材収納容器１１には加熱再生器１５、ブロワ等
からなる移送装置１７および予冷器１８が順次吸着材循
環配管２０によって接続され、吸着材循環配管２０には
弁１４，１７．１９等が取付けられている。また、再生
器、１５には放出弁１５ａを介して気体処理系１６が接
続されている。A heating regenerator 15, a transfer device 17 including a blower, etc., and a precooler 18 are successively connected to this adsorbent storage container 11 by an adsorbent circulation pipe 20, and valves 14, 17, 19, etc. are connected to the adsorbent circulation pipe 20. installed. Further, a gas treatment system 16 is connected to the regenerator 15 via a discharge valve 15a.
次に第２図で吸着材収納容器１１について説明する。Next, the adsorbent storage container 11 will be explained with reference to FIG.
吸着材収納容器１１は、内部に液体ヘリウムが通過する
液体ヘリウム配管２１を略同筒状となるよう骨格状に接
続して構成されている。液体ヘリウムは入口２１ａから
入り、出口２１ｂから出て、液体ヘリウム配管源の吸着
材収納容Ｓｌｌを約４°Ｋに保っている。予冷器１８か
ら送り出された吸着材１０は第２図矢印り方向に自由落
下し、吸着材収納容器１１内に収納される。The adsorbent storage container 11 has liquid helium pipes 21 through which liquid helium passes, which are connected in a skeletal manner so as to have substantially the same cylindrical shape. Liquid helium enters from the inlet 21a and exits from the outlet 21b, maintaining the adsorbent storage capacity Sll of the liquid helium piping source at about 4°K. The adsorbent 10 sent out from the precooler 18 falls freely in the direction of the arrow in FIG. 2 and is stored in the adsorbent storage container 11.
次にこのような構成からなる本実施例の作用について説
明する。Next, the operation of this embodiment having such a configuration will be explained.
プラズマから送られた排気ダクト１１内の気体分子は、
窒素冷却シェブロン１２の間隙を通って吸着材収納容器
１１に入る。この吸着材収納容器１１は液体ヘリウム配
管２１を骨格状に接続したものであるから、気体分子は
吸着材収納容器１１内に通過自在となっている。排気ダ
クト１３内の気体は吸着材収納容器１１内の吸着材１ｏ
に吸着され、このように気体は真空排気される。The gas molecules in the exhaust duct 11 sent from the plasma are
It passes through the gap between the nitrogen-cooled chevrons 12 and enters the adsorbent storage container 11 . Since this adsorbent storage container 11 has liquid helium pipes 21 connected in a skeletal manner, gas molecules can freely pass into the adsorption material storage container 11. The gas in the exhaust duct 13 is transferred to the adsorbent 1o in the adsorbent storage container 11.
In this way, the gas is evacuated.
所定の時間経過後、弁１４が開かれ、吸着材収納容器１
１内で気体を吸着した吸着材１ｏは加熱再生器１５に導
びかれて、ここで昇温しで再生される。続いて放出弁１
５ａが開かれ、再生時に発生する気体は放出弁１５ａを
経て気体処理系１６に導びかれ処理される。加熱再生器
１５で再生された吸着材１０は、移送装置１７によって
予冷器１８まで運ばれる。After a predetermined period of time, the valve 14 is opened and the adsorbent storage container 1
The adsorbent 1o that has adsorbed gas in the adsorbent 1 is led to a heating regenerator 15, where it is heated and regenerated. Next, release valve 1
5a is opened, and the gas generated during regeneration is guided to the gas treatment system 16 via the discharge valve 15a and treated. The adsorbent 10 regenerated by the heating regenerator 15 is transported to a precooler 18 by a transfer device 17.
予冷器１８に運ばれた吸着材１０は、予冷器１８の液体
ヘリウムによって約４°Ｋに冷却され、弁１９を開くこ
とによって、自由落下して吸着材収納容器１１内に供給
される。The adsorbent 10 transported to the precooler 18 is cooled to about 4°K by liquid helium in the precooler 18, and by opening the valve 19, it falls freely and is supplied into the adsorbent storage container 11.
このように本実施例によれば、循環しつつ再生予冷され
た吸着材１０が吸着材収納容器１１内に供給され、この
吸着材１０によって排気ダクト１３内の気体は吸着され
、吸着材１０の再生によって気体の排気が行なわれ、こ
のようにして気体は真空排気される。従って、２系統か
らなる従来の装置に比較して設置面積および設置コスト
の低減を図ることができる。さらに吸着材収納容器１１
で気体が吸着された吸着材１０は、加熱再生器１５で再
生されて直ちに気体を発生するので、従来のバッチ方式
に比較して吸着材１０に吸着される気体の量を少なくす
ることができる。このため気体が有毒あるいは放射性物
質等の場合は、安全性の高い真空排気を行うことができ
る。According to this embodiment, the adsorbent 10 that has been circulated and pre-cooled is supplied into the adsorbent storage container 11, and the gas in the exhaust duct 13 is adsorbed by the adsorbent 10. Gas is evacuated by regeneration, and in this way the gas is evacuated. Therefore, the installation area and installation cost can be reduced compared to a conventional device consisting of two systems. Furthermore, the adsorbent storage container 11
The adsorbent 10 on which gas has been adsorbed is regenerated by the heating regenerator 15 and immediately generates gas, so the amount of gas adsorbed by the adsorbent 10 can be reduced compared to the conventional batch system. . Therefore, if the gas is toxic or radioactive, highly safe vacuum evacuation can be performed.
次に第３図で本発明の他の実施例を説明する。Next, another embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG.
本実施例は、第２図の吸着材収納容器１１の代わりに、
内部に階段状の平板３２を設けた吸着材収納容器３１を
設置したものである。この吸着材収納容器３１は、液体
ヘリウム配管を骨格状に接続して構成されている。また
、平板３２も液体へリウム配管を接続して構成されてお
り、それぞれの平板３２は傾斜をつけて順次設けられて
いる。In this embodiment, instead of the adsorbent storage container 11 shown in FIG.
An adsorbent storage container 31 having a step-like flat plate 32 inside is installed. This adsorbent storage container 31 is constructed by connecting liquid helium piping in a skeletal manner. Further, the flat plates 32 are also constructed by connecting liquid helium piping, and each flat plate 32 is provided in sequence with an inclination.
本実施例によれば、この吸着材収納容器３１に供給され
る吸着材１０は、平板３２上を順次ころがりなから吸着
材収納容器３１内に貯えられる。According to this embodiment, the adsorbent 10 supplied to the adsorbent storage container 31 is stored in the adsorbent storage container 31 as it is sequentially rolled on the flat plate 32 .
このため、吸着材１０が自由落下する距離が短くなり、
吸着材１０に加わる衝撃も少なくなる。さらに平板３２
上にも吸着材１０が貯えられるので、吸着材１０は全体
としてその表面積が増加し、吸着能力すなわち真空排気
能力を高めることができる。Therefore, the distance that the adsorbent 10 freely falls becomes shorter,
The impact applied to the adsorbent 10 is also reduced. Furthermore, the flat plate 32
Since the adsorbent 10 is also stored on the top, the surface area of the adsorbent 10 as a whole increases, and the adsorption capacity, that is, the evacuation capacity can be enhanced.
なお、上記各実施例において、移送装置１５をフロアに
より構成した例を示したが、移送装置１５として予冷器
１８側に真空ポンプを設けてもよい。In each of the above embodiments, an example is shown in which the transfer device 15 is formed of a floor, but a vacuum pump may be provided on the precooler 18 side as the transfer device 15.
さらに、加熱再生器１５に気体処理系２８を接続した例
を示したが、排気ガスが有毒あるいは放射性のものでな
いときは気体処理系１６を設置せず、大気に開放しても
よい。Furthermore, although an example has been shown in which the gas treatment system 28 is connected to the heating regenerator 15, if the exhaust gas is not toxic or radioactive, the gas treatment system 16 may not be installed and it may be opened to the atmosphere.
本発明によれば、吸着材を循環させつつ再生予冷して吸
着材収納容器に供給するので、２系統からなる従来の装
置に比較して設置面積および設置コストの低減を図るこ
とができる。また、吸着材は加熱再生器で直ちに気体を
発生させるので、吸着材に吸着される気体の量を少なく
することができ、安全性の高い真空排気を行うことがで
きる。According to the present invention, since the adsorbent is regenerated and pre-cooled while being circulated and then supplied to the adsorbent storage container, it is possible to reduce the installation area and installation cost compared to a conventional device consisting of two systems. Further, since the adsorbent immediately generates gas in the heating regenerator, the amount of gas adsorbed by the adsorbent can be reduced, and highly safe evacuation can be performed.
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は本発明による真空排気装置の一実
施例を示す図であり、第１図はその概略系統図、第２図
は吸着材収納容器を示す斜視図、第３図は本発明の他の
実施例を示す吸着材収納容器の概略図、第４図および第
５図は従来の真空排気装置を示す図である。
１０・・・吸着材、１１・・・吸着材収納容器、１２・
・・窒素冷却シェブロン、１３・・・排気ダ′クト、１
５・・・加熱再生器、１６・・・気体処理系、１７・・
・移送装置、１８・・・予冷器、２１・・・液体ヘリウ
ム配管。
第１図
第２図
第４図[Brief Description of the Drawings] Figures 1 and 2 are diagrams showing an embodiment of the vacuum evacuation device according to the present invention. Figure 1 is a schematic system diagram thereof, and Figure 2 is a diagram showing an adsorbent storage container. A perspective view, FIG. 3 is a schematic view of an adsorbent storage container showing another embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are views showing a conventional evacuation device. 10... Adsorbent, 11... Adsorbent storage container, 12.
...Nitrogen cooling chevron, 13...Exhaust duct, 1
5... Heating regenerator, 16... Gas treatment system, 17...
- Transfer device, 18... precooler, 21... liquid helium piping. Figure 1 Figure 2 Figure 4
Claims (1)
収納容器と、この吸着材収納容器を取囲む気体冷却器を
設置し、前記吸着材収納容器に加熱再生器、移送装置お
よび予冷器を、順次吸着材循環配管で接続し、吸着材を
循環させつつ再生予冷して吸着材収納容器に供給するよ
う構成したことを特徴とする真空排気装置。An adsorbent storage container that stores an adsorbent for gas adsorption and a gas cooler surrounding this adsorbent storage container are installed in the exhaust duct, and a heating regenerator, a transfer device, and a precooler are installed in the adsorbent storage container. are successively connected to each other by an adsorbent circulation pipe, and the adsorbent is circulated, regenerated and pre-cooled, and then supplied to an adsorbent storage container.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30069086A JPS63154870A (en) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | Vacuum exhauster |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30069086A JPS63154870A (en) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | Vacuum exhauster |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63154870A true JPS63154870A (en) | 1988-06-28 |
Family
ID=17887903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30069086A Pending JPS63154870A (en) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | Vacuum exhauster |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63154870A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5043148A (en) * | 1988-02-08 | 1991-08-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Transfer device |
| CN102322411A (en) * | 2011-09-01 | 2012-01-18 | 南京钢铁股份有限公司 | Method and device for discharging pre-cooled liquid in cryogenic liquid pump |
-
1986
- 1986-12-17 JP JP30069086A patent/JPS63154870A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5043148A (en) * | 1988-02-08 | 1991-08-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Transfer device |
| CN102322411A (en) * | 2011-09-01 | 2012-01-18 | 南京钢铁股份有限公司 | Method and device for discharging pre-cooled liquid in cryogenic liquid pump |
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