专利名称：低温泵及真空阀装置的制作方法
技术领域：
本申请主张基于2011年I月17日申请的日本专利申请第2011-006768号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。本发明涉及一种低温泵及适宜在低温泵等真空装置中使用的真空阀装置。
背景技术：
例如专利文献I中，记载有与真空泵和真空腔连结且介设在对该真空腔内的气氛进行排气的排气路上并向该排气路开闭的真空阀。当通过真空泵对真空腔进行排气时，开放该真空阀。另一方面，在停止真空泵时，为了防止气体向真空腔逆流而封闭真空阀。专利文献I :日本特开2009-85241号公报例如，代表低温泵的气体捕集式真空泵通过在该泵的内部凝结或吸附气体来进行真空排气。捕集的气体通过通常称为再生的处理以某一频率排出至泵的外部。在再生处理中，有时捕集于泵内部的气体再气化而增高内部压力。这种高压通常从用于进行排出的路径适当地放出。为了避免在内部产生过度高压，要求与通常的排出路径分体设置安全阀。不仅在再生中，伴随泵的异常或故障也会使压力增高。在超过通常的内压变动范围的异常高压发挥作用时开放安全阀。即，安全阀为通常保持在封闭状态且不动作的构成组件。优选这种构成组件以具有防止发生封闭状态下的泄漏等所希望的质量为前提尽量低成本。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种能够使真空系统以低成本实现从真空容器中释放过度高压的功能的真空阀及具备这种真空阀的低温泵。本发明的一种形态的低温泵具备低温板，用于通过凝结或吸附对气体进行排气； 低温泵容器，用于容纳所述低温板；压力传感器，测定所述低温泵容器的内部压力；通气阀，为了将被所述低温板排气的气体排出至所述低温泵容器的外部而设置于所述低温泵容器；及控制部，根据所述压力传感器的测定值判定是否相对于所述低温泵容器的外部在内部产生正压，当判定为产生正压时开放所述通气阀，而当判定为未产生正压时封闭所述通气阀。所述通气阀的闭阀力调整为，在所述控制部封闭所述通气阀时能够通过所述低温泵容器内外的差压作用机械地开阀。根据该形态，当相对于低温泵容器的外部在内部产生正压时，能够通过开放通气阀的控制向外部释放内压。并且，即使在未通过控制开放的异常情况下，也能够通过差压作用机械地打开通气阀并开放压力。这样，能够通过将安全阀功能编入控制阀来实现与将各个功能作为个别阀设置于系统时相比更低的成本化。本发明的另一形态是真空阀装置。该装置是设置在用于向外部释放在真空容器的内部产生的正压的排气路上的真空阀装置，其具备常闭型控制阀，该常闭型控制阀被控制成如下当所述真空容器的内部为真空时封闭所述排气路，而当所述真空容器内的测定压超过高于外部压的基准值时开放所述排气路。所述控制阀的闭阀力调整成，即使在未通过控制开放的情况下也能够通过所述正压与外部压的差压作用机械地开阀。发明效果根据本发明，能够提供一种能够使真空系统以低成本实现从真空容器中释放过度高压的功能的真空控制阀及具备这种控制阀的低温泵。
图I是示意地表示本发明的一实施方式所涉及的低温泵的图。图2是示意地表示本发明的一实施方式所涉及的真空排气系统的图。图3是示意地表示本发明的一实施方式所涉及的通气阀的图。图中10_低温泵，11-第I缸，12-第2缸，13-第I冷却台，14-第2冷却台，20-控制部，30-低温泵容器，40-放射屏蔽，43-制冷机插通孔，50-制冷机，60-低温板，70-通气阀，72-粗阀，80-排出管路，82-排出导管，96-阀板，106-弹簧，110-闸阀，112-真空腔。
具体实施例方式图I是示意地表示本发明的一实施方式所涉及的低温泵10的图。图2是示意地表示包含低温泵10的真空排气系统的图。低温泵10安装于例如离子注入装置或溅射装置等真空腔112 (参考图2)，并为了将真空腔112内部的真空度提高至所希望的工艺所需的水平而使用。低温泵10包含低温泵容器30、放射屏蔽40及制冷机50而构成。制冷机50为例如吉福德-麦克马洪式制冷机(所谓GM制冷机)等制冷机。制冷机50具备第I缸11、第2缸12、第I冷却台13、第2冷却台14及阀驱动马达16。第I缸 11与第2缸12串联连接。在第I缸11的与第2缸12的结合部侧设置第I冷却台13，在第2缸12的远离第I缸11的侧端设置第2冷却台14。图I所示的制冷机50为2级式制冷机，通过串联2级组合缸来实现更低的温度。制冷机50通过冷媒管18连接于压缩机52。压缩机52压缩例如氦等冷媒气体，即工作气体，通过冷媒管18供给至制冷机50。 制冷机50通过使工作气体通过蓄冷器来进行冷却，并且首先在第I缸11内部的膨胀室膨胀，其次在第2缸12内部的膨胀室膨胀，由此进一步进行冷却。蓄冷器组装于膨胀室内部。 由此，设置于第I缸11的第I冷却台13冷却为第I冷却温度水平，而设置于第2缸12的第2冷却台14冷却为低于第I冷却温度水平的第2冷却温度水平。例如，第I冷却台13 冷却为65K 100K左右，而第2冷却台14冷却为IOK 20K左右。通过在膨胀室依次膨胀来吸热且对各冷却台进行冷却的工作气体再次通过蓄冷器并经由冷媒管18返回至压缩机52。从压缩机52向制冷机50并且从制冷机50向压缩机52的工作气体的流动可通过制冷机50内的回转阀(未图示)切换。阀驱动马达16从外部电源接受电力供给并旋转回转阀。设置有用于控制制冷机50的控制部20。控制部20根据第I冷却台13或第2冷却台14的冷却温度控制制冷机50。因此，可以在第I冷却台13或第2冷却台14设置温度传感器(未图示)。控制部20可通过控制阀驱动马达16的运行频率来控制冷却温度。因此，控制部20也可具备用于控制阀驱动马达16的逆变器。控制部20可构成为控制压缩机 52及后述的各阀。控制部20可一体地设置于低温泵10，也可作为与低温泵10分体的控制装置构成。图I所示的低温泵10为所谓的卧式低温泵。卧式低温泵一般是指，制冷机的第2 冷却台14沿着与筒状放射屏蔽40的轴向交叉的方向(通常为正交方向)插入于放射屏蔽 40的内部的低温泵。另外，本发明同样也能够应用于所谓的立式低温泵中。立式低温泵是指沿着放射屏蔽的轴向插入制冷机的低温泵。低温泵容器30具有形成为一端具有开口且另一端被闭塞的圆筒状形状的部位 (以下称为“主体部”)32。开口作为应从溅射装置等真空腔112(参考图2)排气的气体所进入的吸气口 34设置。吸气口 34由低温泵容器30的主体部32的上端部内表面划分。并且，主体部32上除了形成有作为吸气口 34的开口之外，还形成有用于插通制冷机50的开口 37。主体部32的开口 37上安装圆筒状制冷机容纳部38的一端，另一端安装于制冷机 50的壳体。制冷机容纳部38容纳制冷机50的第I缸11。另外，在低温泵容器30的主体部32的上端朝向径向外侧延伸有安装法兰36。低温泵10利用安装法兰36安装于作为排气对象容积的溅射装置等真空腔112 (参考图2)。低温泵容器30为了隔开低温泵10的内部和外部而设置。如上所述的低温泵容器 30包含主体部32和制冷机容纳部38而构成，主体部32及制冷机容纳部38的内部气密地保持为共同的压力。由此，低温泵容器30在低温泵10的排气运行期间作为真空容器发挥作用。由于低温泵容器30的外表面在低温泵10动作时，即在制冷机工作期间也暴露于低温泵10外部的环境中，因此维持高于放射屏蔽40的温度。低温泵容器30的温度典型地维持环境温度。在此，环境温度是指设置有低温泵10的部位的温度或者接近其温度的温度， 例如为室温程度。并且，在低温泵容器30的制冷机容纳部38的内部设置有压力传感器54。压力传感器54周期性测定制冷机容纳部38的内部压力，即低温泵容器30的压力，并将表示测定压力的信号输出至控制部20。压力传感器54将其输出可通信地连接于控制部20。另外， 压力传感器54还可以设置于低温泵容器30的主体部32。压力传感器54具有包含通过低温泵10实现的较高的真空水平和大气压水平双方的较宽的测量范围。优选至少能够在再生处理中产生的压力范围包含于测量范围内。在本实施方式中，优选例如使用晶体压力计作为压力传感器54。晶体压力计是指利用晶体振子的振动阻力随压力而变化的现象来测定压力的传感器。或者，压力传感器54也可以为皮拉尼真空计。另外，真空水平的测定用压力传感器和大气压水平的测定用压力传感器可个别地设置于低温泵10。低温泵容器30上连接有通气阀70、粗阀72及抽气阀74。通气阀70、粗阀72及抽气阀74的开闭分别通过控制部20控制。通气阀70设置于排出管路80的例如末端。或者，通气阀70可设置于排出管路80 的中途，且在末端设置用于回收被放出的流体的罐等。另外，通气阀70还可以与连接低温泵10的真空腔112 (参考图2)所附带的排气系统连接。通过通气阀70被开阀来容许排出管路80的流动，并通过通气阀70被闭阀来遮断排出管路80的流动。被排出的流体基本上为气体，但也可以为液体或气液混合物。例如， 被低温泵10凝结的气体的液化物可混合在排出流体中。通过通气阀70被开阀，能够向外部释放在低温泵容器30的内部产生的正压。
排出管路80包含用于从低温泵10的内部空间向外部环境排出流体的排出导管 82。排出导管82例如连接于低温泵容器30的制冷机容纳部38。排出导管82是与流动方向正交的截面为圆形的导管，但也可以具有其他任何截面形状。排出管路80还可以包含用于从在排出导管82中排出的流体中去除异物的过滤器。该过滤器可以在排出管路80中设置于通气阀70的上游。通气阀70构成为还作为所谓的安全阀发挥作用。通气阀70是设置于排出导管82 的例如常闭型控制阀。通气阀70进一步预先设定闭阀力，以便在预定的差压起作用时机械地开阀。该设定差压例如能够考虑可作用于低温泵容器30的内压或泵容器30的结构上的耐久性等来适当地设定。由于低温泵10的外部环境通常为大气压，所以设定差压以大气压为基准设定为预定值。关于通气阀70的闭阀力的设定，参考图3进行后述。通气阀70通常在例如再生中等从低温泵10放出流体时，通过控制部20开阀。在不该放出时，通气阀70通过控制部20闭阀。另一方面，当设定差压起作用时，通气阀70机械地开阀。因此，当低温泵内部由于某些理由成为高压时，无需进行控制而机械地开阀通气阀70。由此，能够避免内部的高压。这样，通气阀70作为安全阀发挥作用。如此通过将通气阀70兼作安全阀，从而可以得到与分别设置2个阀时相比更加降低成本或节省空间之类的优点。粗阀72连接于粗真空泵73。通过粗阀72的开闭，连通或遮断粗真空泵73和低温泵10。粗真空泵73典型地作为与低温泵10分体的真空装置设置，例如构成包含连接低温泵10的真空腔112的真空系统的一部分。抽气阀74连接于未图示的吹扫气体供给装置。 吹扫气体例如为氮气。通过由控制部20控制抽气阀74来控制吹扫气体向低温泵10的供
5口 O放射屏蔽40配设于低温泵容器30的内部。放射屏蔽40形成为一端具有开口且另一端被闭塞的圆筒状形状，即杯状形状。放射屏蔽40也可以构成为如图I所示的一体的筒状，另外，也可以构成为通过多个零件整体上呈筒状形状。这些多个零件也可以相互保持间隙而配设。低温泵容器30的主体部32及放射屏蔽40均形成为大致圆筒状，并在同轴上配设。低温泵容器30的主体部32的内径稍微大于放射屏蔽40的外径，放射屏蔽40在与低温泵容器30的主体部32的内表面之间保持若干间隔而以与低温泵容器30非接触的状态配置。即，放射屏蔽40的外表面与低温泵容器30的内表面对置。另外，低温泵容器30的主体部32及放射屏蔽40的形状并非局限于圆筒形状，也可以是方筒形状或椭圆筒形状等任何截面的筒形状。典型的放射屏蔽40的形状为与低温泵容器30的主体部32的内表面形状相似的形状。放射屏蔽40作为主要从来自低温泵容器30的辐射热保护第2冷却台14及热连接于该第2冷却台的低温板60的放射屏蔽设置。第2冷却台14在放射屏蔽40的内部配置于放射屏蔽40的大致中心轴上。放射屏蔽40以热连接的状态固定于第I冷却台13，被冷却为和第I冷却台13相同程度的温度。低温板60例如包含多个板64。板64例如各自具有圆锥台侧面形状，譬如伞状的形状。各板64安装于在第2冷却台14上安装的板安装组件66。各板64上通常设置有活性炭等吸附剂(未图示)。吸附剂例如粘接于板64的里面。
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板安装组件66具有一端被闭塞且另一端被开放的圆筒状形状，并朝向放射屏蔽 40的底部延伸，以便被闭塞的端部安装于第2冷却台14的上端，且圆筒状侧面包围第2冷却台14。多个板64相互隔着间隔安装于板安装组件66的圆筒状侧面。板安装组件66的圆筒状侧面上形成有用于穿过制冷机50的第2缸12的开口。为了从来自真空腔112等的辐射热保护第2冷却台14及热连接于该第2冷却台的低温板60，在放射屏蔽40的吸气口上设置挡板62。挡板62例如形成为百叶窗结构或人字形结构。挡板62可以形成为以放射屏蔽40的中心轴为中心的同心圆状，或者也可以形成为格子状等其他形状。挡板62安装于放射屏蔽40的开口侧端部，被冷却为和放射屏蔽 40相问程度的温度。放射屏蔽40的侧面上形成有制冷机安装孔42。制冷机安装孔42关于放射屏蔽 40的中心轴方向上形成于放射屏蔽40侧面的中央部。放射屏蔽40的制冷机安装孔42设置于与低温泵容器30的开口 37相同的轴上。制冷机50的第2缸12及第2冷却台14从制冷机安装孔42沿着与放射屏蔽40的中心轴方向垂直的方向插入。放射屏蔽40在制冷机安装孔42中以热连接的状态固定于第I冷却台13。另外，放射屏蔽40可通过连接用套管安装于第I冷却台13，由此代替放射屏蔽40 直接安装于第I冷却台13上。该套管例如为包围第2缸12的第I冷却台13侧的端部并用于将放射屏蔽40热连接于第I冷却台13上的传热组件。如图2所示，也可以在挡板62与真空腔112之间设置有闸阀110。该闸阀110例如在再生低温泵10时关闭，通过低温泵10对真空腔进行排气时打开。打开闸阀110时，真空腔112和低温泵容器30构成一个真空容器，而关闭闸阀110时，低温泵容器30构成与真空腔112不同的真空容器。图3是示意地表示本发明的一实施方式所涉及的通气阀70的图。通气阀70在图 3所示的封闭状态下遮断从真空端口 84向排气端口 86的流通。另一方面，在开放状态下， 通气阀70容许从真空端口 84向排气端口 86的排出流动。用箭头A将该排出流动示于图 3中。另外，用虚线表示开放状态下的阀体的位置。通气阀70还可实现与图3所示的排出流动A反方向的流动，但在将通气阀70应用于低温泵10的一实施例中，通气阀70以只容许排出流动A的方式动作。通气阀70包含通过阀框体88从外部隔开的阀室90及活塞室92而构成。阀室90 和活塞室92相邻并由隔板94隔开。隔板94是与真空端口 84对置的阀室90的内壁。阀室90上设置有2个开口，一方的开口为上述的真空端口 84，另一方的开口为排气端口 86。从真空端口 84流入至阀室90的排出流动A在阀室90的内部向垂直方向折弯并从排气端口 86流出。真空端口 84经由排出导管82 (参考图I)而连接于低温泵容器30上。 排气端口 86可连接在用于将排出流动A引导至外部的配管上，或者也可向外部环境直接开放。阀室90中容纳有作为通气阀70的阀体的阀板96。阀板96的外形尺寸设成大于真空端口 84的开口尺寸，以便阀板96的外周部被推碰到真空端口 84的周围部分98。例如，阀板96及真空端口 84均为同心圆形，阀板96的直径大于真空端口 84。阀板96的外周部推碰到真空端口 84的周围部分98的区域(例如环状区域)作为密封面100发挥作用。 密封面100上设置有用于密封的0型圈(未图示)。该0型圈例如容纳于在密封面100内形成于阀板96的槽部。活塞室92中容纳有作为通气阀70的阀驱动机构的一部分的活塞102。活塞102 其外侧面可滑动地支承在活塞室92的内壁。活塞室92被活塞102划分为两个室。活塞 102通过连结轴104与阀板96连结。连结轴104是从阀板96的密封面100的反方向的面的中心部垂直地延伸并固定于活塞102的棒状组件。连结轴104贯穿隔板94，可在其贯穿孔中轴向移动地例如通过轴承(未图示)支承。因此，活塞102可沿着活塞室92的内壁向连结轴104的轴向滑动。通过由连结轴104固定，从而阀板96可与活塞102 —体地轴向移动。阀驱动机构例如为气动式驱动机构。S卩，活塞102通过向活塞室92供给压缩空气来驱动。阀驱动机构可以包含用于切换向活塞室92供给压缩空气及停止供给的电磁阀。由活塞102划分的活塞室92的一方的室中设置有压缩空气供给口及排出口，这些供给口及排出口连接于包含上述电磁阀的压缩空气供给系统。控制部20控制电磁阀的开闭。若开放电磁阀，则向活塞室92供给压缩空气且活塞102从初始位置移动。若封闭电磁阀，则压缩空气从活塞室92放出，活塞102通过后述的弹簧106的作用回到初始位置。另外，阀驱动机构还可以是其他任意驱动机构。例如，可以是通过螺线管的电磁吸引力直接驱动活塞102的所谓直动式，或者，还可以是通过直线马达或步进马达等适宜的马达驱动阀体的方式。通气阀70具备包含弹簧106的闭阀机构。弹簧106为了将阀板96的外周部推碰到真空端口 84的周围部分98并使密封压力作用于密封面100而设置。弹簧106朝向从真空端口 84流入的排出流动A的反方向偏置阀板96。弹簧106的一端安装于阀板96的密封面100的反方向的面上，另一端安装于隔板94上，并沿连结轴104设置。这样，通气阀70 作为常闭型控制阀构成。弹簧106以预定的压缩力的安装荷载安装，该安装荷载决定通气阀70的闭阀力。 即，当通过差压作用于阀板96的差压力超过弹簧安装荷载即闭阀力时，阀板96通过差压力稍微移动而通气阀70被打开。通过该机械性开阀来容许从真空端口 84向排气端口 86的流动。在通常的真空腔112 (参考图2)的使用状态下，真空侧的压力更低于排气侧的压力。 由于弹簧106向真空端口 84偏置阀板96，所以通气阀70不会被机械地打开。在真空端口 84侧的压力高于排气端口 86侧的压力之类的特殊状况下，通气阀70有可能被机械地开阀。另外，通气阀70的闭阀机构并不限定于弹簧式。例如，可以是基于磁力的闭阀机构。可以通过磁力的吸引力固定阀板96和真空端口 84的周围部分98来赋予所希望的闭阀力。此时，在阀板96和真空端口 84的周围部分98中的至少一方设置用于使吸引力作用于两者之间的磁铁。或者，还可以是基于静电吸附的闭阀机构或其他适当的闭阀机构。通气阀70是根据压力传感器54的测定结果并通过控制部20控制的控制阀。控制部20判定通过压力传感器54测定的低温泵容器30的内压是否超过基准值。当判定为超过基准值时，控制部20通过阀驱动机构对通气阀70进行开阀。即，控制部20将活塞102 及阀板96从闭阀状态的位置(以下，有时将其称为封闭位置或初始位置。)向开放状态的位置(以下，有时将其称为开放位置。)移动。图3中，用实线表示封闭位置，用虚线表示开放位置。另一方面，当判定为通过压力传感器54测定的低温泵容器30的内压未达到基准值时，控制部20将活塞102及阀板96维持在封闭位置。此时，通过控制部20不起动阀驱动机构，从而活塞102及阀板96通过弹簧106的闭阀力保持在封闭位置。用于控制通气阀70的开闭的压力基准值设定成低温泵10的外部环境的压力。或者，当重视可靠地防止对通气阀70进行开阀时的从外部向泵内部的倒流时，压力基准值设定为稍微高于外部环境的压力。即，控制部20根据压力传感器54的测定值判定是否相对于低温泵容器30的外部在内部产生正压，当判定为产生正压时，开放通气阀70，当判定为未产生正压时，封闭通气阀70。这样，低温泵10的内部例如在再生中相对于外部呈高压时， 通气阀70通过控制被开放，能够向外部释放内压。由于外部环境的压力典型的为大气压，因此用于控制通气阀70的开闭的压力基准值设定为大气压或稍微高于大气压的压力(例如以表压计为0. I气压以内的大小)。控制阀构成为，通常在设想的使用环境中在通过控制开放(或封闭)时可靠地维持在开放状态(或封闭状态)。若为常闭型控制阀，则闭阀力设成大于设想最大差压，以免在设想为封闭状态下作用于阀的差压范围内随便开阀。然而本实施例的通气阀70的其中一个特征为，闭阀力调整为能够在设想的压力范围内机械地开阀。所述通气阀70的闭阀力调整为，在控制部20封闭通气阀70时通过在低温泵容器30的内部产生的正压与外部压的差压作用机械地开阀。具体而言，通气阀70 的闭阀力调整成，通过超过低温泵10正常运行时设想的差压的设定差压机械地开阀。此处的正常运行包含低温泵10的排气运行和再生运行两个方面。通气阀70例如在通气阀70 本身的控制系统中发生异常时或低温泵容器30的内部因某种原因而过度升压时机械地开阀。通气阀70调整成，在低温泵容器30的内压达到预先设定的低温泵容器30的上限内压与大气压之间所设定的设定压时机械地开阀。为了防止控制中的机械性开阀，优选该设定压高于上述判定基准压。设定压是选自I气压至2气压的范围，优选I气压至I. 5气压的范围，进一步优选I. 2气压至I. 3气压的范围的压力。就表压而言，通气阀70在设计上其闭阀力调整为，I气压以内的、优选0.5气压以内的、进一步优选0.2至0.3气压的差压起作用时机械地开阀。如果这样，在低温泵内压达到低温泵容器30的耐压、或与通过低温泵10排气的真空腔112之间所设置的闸阀110的耐压之前，能够通过通气阀70向外部机械地释放内压。基于控制部20的通气阀70的阀体的开闭行程D设为大于基于差压作用的机械性开阀时的阀体移动量。即，通气阀70以基于阀驱动机构的开闭行程D大于上述设定压起作用时的稳定状态下的阀板96的移动量的方式构成。阀驱动机构构成为基于控制的开闭以较大的行程移动阀板96。如果这样，与开闭行程微小时相比，能够减小在通气阀70的通常控制的开闭时啮入排出流动A中所含的异物粒子的风险。因此，能够良好地维持通气阀70 的密封性。以下对基于上述结构的低温泵10的动作进行说明。当低温泵10工作时，首先在其工作之前通过粗阀72并用粗真空泵73将低温泵容器30的内部粗抽至IPa左右。压力通过压力传感器54测定。之后，使低温泵10工作。在基于控制部20的控制下，通过制冷机50的驱动冷却第I冷却台13及第2冷却台14，与这些热连接的放射屏蔽40、挡板62及低温板60也被冷却。
被冷却的挡板62冷却从真空腔朝向低温泵10内部飞来的气体分子，使在该冷却温度下蒸气压充分变低的气体(例如水分等)凝结在表面并进行排气。在挡板62的冷却温度下蒸气压不会充分变低的气体通过挡板62进入放射屏蔽40内部。进入的气体分子中在低温板60的冷却温度下蒸气压充分变低的气体凝结在低温板60的表面而被排气。在其冷却温度下蒸气压也未充分变低的气体(例如氢等)通过粘结于低温板60的表面并冷却的吸附剂吸附而被排气。这样，低温泵10能够使真空腔112的真空度达到所希望的水平。图I所示的低温泵10交替反复进行排气处理和再生处理。在排气处理中，开放闸阀110并对真空腔112进行排气来使真空度提高至所希望的水平。通过继续进行排气处理，在低温板60上积蓄被捕捉的气体。因此，为了将积蓄的冰或吸附的气体分子排出至外部，在预定的再生开始条件成立时，例如在开始排气处理后经过预定时间时进行低温泵10 的再生。再生处理通常对闸阀110进行闭阀并从真空腔112分离低温泵10来进行。例如，通过抽气阀74导入吹扫气体，由此升温至高于排气处理中的低温板温度的再生温度，使捕捉在表面上的气体再气化。因此，低温泵容器30的内部容易变得多少高于外部的大气压。这种利用正压向外部排出气体的情况比始终依赖粗真空泵73等真空系统的情况更合理。因此，控制部20根据压力传感器54的测定值判定是否相对于低温泵容器的外部在内部产生正压，当判定为产生正压时，开放通气阀70。由此，能够通过排出管路80向外部释放低温泵10内部的高压。当判定为未产生正压时，控制部20封闭通气阀70。这样，容器内被减压时，密封向容器内的泄漏。若应在再生处理中排出的大部分气体通过通气阀70排出，则低温泵10的内压下降至大气压水平，来自通气阀70的排出量减少。控制部20关闭通气阀70，并切换为通过粗阀72的粗抽。若充分减压，则在基于控制部20的控制下通过制冷机50冷却低温板60，与上述相同地重新开始排气运行。在一实施例中，控制部20在再生处理中打开粗阀72的同时，关闭通气阀70。或者，控制部20也可以在即将打开粗阀72之前关闭通气阀70。S卩，控制部20可以以对通气阀70的闭阀指令、对粗阀72的开阀指令的顺序控制两个阀。如果这样，能够可靠地防止在再生处理的最后阶段打开粗阀72时通过通气阀70从外部倒流。根据本实施例，通气阀70还作为安全阀发挥作用。在低温泵10产生高压时，通气阀70通过与外部的差压机械地开阀。这样，通常时通过通气阀70的开闭控制，而异常时通过作为安全阀的机械性开阀，能够向外部释放低温泵10的内压。与将用于排气的控制阀和安全阀分别设置在低温泵时相比，能够以低成本将安全阀组装于低温泵10。并且，以通气阀 70的开闭行程大于基于机械性开阀的阀体移动量的方式构成通气阀70。这样，通过采用充分的开度，能够抑制通气阀70的控制开闭时异物的啮入或堵塞。另外在上述实施例中，对将本发明的一实施方式所涉及的控制阀应用于低温泵10 中的例子进行了说明，但控制阀的应用对象并不限定于低温泵10，还能够应用于除低温泵以外的包含气体捕集式真空泵的其他真空装置。因此，本发明的一实施方式所涉及的控制阀也可以为设置在用于向外部释放在真空容器的内部产生的正压的排气路上的真空阀装置。该控制阀可以为如下控制的常闭型控制阀当真空容器的内部为真空时封闭排气路，当真空容器内部的测定压超过大于外部压的基准值时开放排气路。控制阀的闭阀力还可以调整成，即使在未通过控制开放的情况下， 也通过真空容器内的正压与外部压的差压作用机械地开阀。即，控制阀的闭阀力调整成，当封闭时能够通过真空容器内的正压与外部压的差压作用机械地开阀。此时，控制阀可以调整成，真空容器的内压达到预先设定的真空容器的上限内压与大气压之间所设定的设定压时机械地开阀。并且，基于控制的控制阀的阀体的开阀行程可以构成为大于基于差压作用的机械性开阀时的阀体移动量。
权利要求
1.一种低温泵，其特征在于，具备低温板，用于通过凝结或吸附对气体进行排气；低温泵容器，用于容纳所述低温板；压力传感器，测定所述低温泵容器的内部压力；通气阀，为了将被所述低温板排气的气体排出至所述低温泵容器的外部而设置于所述低温泵容器；及控制部，根据所述压力传感器的测定值判定是否相对于所述低温泵容器的外部在内部产生正压，当判定为产生正压时开放所述通气阀，而当判定为未产生正压时封闭所述通气阀，所述通气阀的闭阀力调整为，在所述控制部封闭所述通气阀时能够通过所述低温泵容器内外的差压作用机械地开阀。
2.如权利要求I所述的低温泵，其特征在于，所述通气阀被调整为，在所述低温泵容器的内压达到预先设定的所述低温泵容器的上限内压与大气压之间所设定的设定压时机械地开阀。
3.如权利要求2所述的低温泵，其特征在于，所述设定压为选自I气压至I. 5气压范围的压力。
4.如权利要求I 3中任一项所述的低温泵，其特征在于，使基于所述控制部的所述通气阀的阀体的开闭行程大于基于所述差压作用的机械性开阀时的阀体移动量。
5.如权利要求I 4中任一项所述的低温泵，其特征在于，进一步具备设置在用于将所述低温泵容器连接于粗真空泵的路径的粗阀，所述控制部在低温泵的再生处理中打开所述粗阀的同时，关闭所述通气阀。
6.一种真空阀装置，其设置在用于向外部释放在真空容器的内部产生的正压的排气路上，其特征在于，具备常闭型控制阀，其被控制成如下当所述真空容器的内部为真空时封闭所述排气路，而当所述真空容器内的测定压超过高于外部压的基准值时开放所述排气路，所述控制阀的闭阀力调整成，即使在未通过控制开放的情况下也能够通过所述正压与外部压的差压作用机械地开阀。
全文摘要
本发明提供一种低温泵及真空阀装置，能够使真空系统以低成本实现释放过度高压的功能。低温泵(10)具备通气阀(70)，为了将被低温板(60)排气的气体排出至低温泵容器(30)的外部而设置于低温泵容器(30)；及控制部(20)，根据压力传感器(54)的测定值判定是否相对于低温泵容器(30)的外部在内部产生正压，当判定为产生正压时开放通气阀(70)，而当判定为未产生正压时封闭通气阀(70)。通气阀(70)的闭阀力调整为，在控制部(20)封闭通气阀(70)时能够通过低温泵容器(30)内外的差压作用机械地开阀。
文档编号F04B39/10GK102588247SQ20121000900
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月12日 优先权日2011年1月17日
发明者及川健 申请人:住友重机械工业株式会社