(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気口を有する真空排気室と前記排気口の外側に接続されたターボ分子ポンプを備え、到達圧力が１０−１Ｐａ以下である真空排気装置において、
前記排気口に水素吸蔵合金と冷却パネルと常温の弁体部とを有する弁部材を備え、前記水素吸蔵合金と前記冷却パネルは一体的に取り付けられた状態で前記弁部材における前記ターボ分子ポンプ側の位置に固定され、前記弁部材は前記真空排気室の排気動作を制御する仕切り弁として開閉動作することを特徴とする真空排気装置。
【請求項２】
前記冷却パネルは５５〜１６０Ｋの範囲の温度に冷却され得ることを特徴とする請求項１記載の真空排気装置。
【請求項３】
前記冷却パネルは、シェブロン形状あるいはルーバー形状であることを特徴とする請求項１または２記載の真空排気装置。
【請求項４】
前記水素吸蔵合金は、前記冷却パネルと前記弁体部の間に設けられることを特徴とする請求項１記載の真空排気装置。
【請求項５】
前記水素吸蔵合金は、前記冷却パネルと熱接触状態に保持され、前記冷却パネルと実質的に同等の温度を有することを特徴とする請求項１または４記載の真空排気装置。
【請求項６】
前記水素吸蔵合金は断熱部材を介して前記冷却パネルに接続され、その温度は常温に保持されることを特徴とする請求項１または４記載の真空排気装置。
【請求項７】
前記水素吸蔵合金と弁体部は断熱部材を介して接続されることを特徴とする請求項１，４，５，６のいずれか１項に記載の真空排気装置。
【請求項８】
前記弁体部の前記水素吸蔵合金の近くに加熱器を設けたことを特徴とする請求項１記載の真空排気装置。
【請求項９】
前記冷却パネルは伝熱部材を介して冷凍手段に接続されることを特徴とする請求項１，２，３のいずれか１項に記載の真空排気装置。
【請求項１０】
前記伝熱部材は変形自在性を有する部材で形成されることを特徴とする請求項９記載の真空排気装置。
【請求項１１】
前記伝熱部材は剛性を有する部材で形成されることを特徴とする請求項９記載の真空排気装置。
【請求項１２】
前記弁部材は位置移動機構で移動自在に支持され、この位置移動機構は、前記弁部材を密閉位置と排気位置のいずれかに移動させることを特徴とする請求項１記載の真空排気装置。
【請求項１３】
前記弁部材は位置移動機構で移動自在に支持され、この位置移動機構は、前記弁部材を密閉位置と排気位置と再生位置のいずれかに移動させることを特徴とする請求項１記載の真空排気装置。
【請求項１４】
前記弁部材は前記真空排気室の内部に設けられ、前記排気位置は真空排気室内に設定されることを特徴とする請求項１２または１３項記載の真空排気装置。
【請求項１５】
前記冷凍手段は、前記真空排気室の外側に配置されることを特徴とする請求項９記載の真空排気装置。
【請求項１６】
前記冷凍手段は冷凍機であることを特徴とする請求項９または１５記載の真空排気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空排気装置に関し、特に１０ー1Ｐａ以下の到達圧力を必要とする真空排気装置に適した、高い排気性能を有するクライオターボ分子ポンプの改良構造、および当該改良構造をさらに発展させた構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空排気すべき室（以下「真空排気室」という）を１０ー1Ｐａ以下の圧力に排気すると、当該真空排気室の壁面に付着していたガス分子（主に水分子）が真空排気室の内部に放出される。従って、真空排気室を１０ー1Ｐａ以下の圧力により早く真空排気するためには、水分子に対する排気速度が大きい真空ポンプを用いることが必要となる。
【０００３】
一般的に、１０ー1Ｐａ以下の到達圧力を必要とする真空排気装置の真空ポンプとしては、クライオポンプやターボ分子ポンプが使用される。しかし、これらのポンプにはその排気原理に基づく利点と欠点がある。クライオポンプは水や水素に対する排気性能が高いという利点がある反面、ため込み式の真空ポンプであるため、いつかはため込んだ気体を再放出してリフレッシュしてやらなければならず（当該リフレッシュ動作を以下「再生」という）、長期間連続して使用し続けることはできないという欠点がある。また、再生を行うのに時間がかかるという欠点もある。ターボ分子ポンプは、気体輸送式の真空ポンプであるため、長期間連続使用できるという利点がある反面、水や水素に対する排気性能はクライオポンプに劣るという欠点がある。
【０００４】
そこで、真空排気装置の真空ポンプとして、クライオポンプとターボ分子ポンプの各々の欠点を補うように構成された、図６に示すようなクライオターボ分子ポンプと呼ばれる複合型の真空ポンプが使用される場合もある。
【０００５】
この複合型真空ポンプは、図６に示すごとく、真空容器５０の内部空間である真空排気室５１の排気口部５２に、ターボ分子ポンプ５３を直接に取り付けず、まずニップル５４を取り付け、その下流側にターボ分子ポンプ５３を取り付けている。ニップル５４の内部には、約５５〜１６０Ｋ程度の温度に冷却された筒型の冷却パネル５５が備えられる。かかる構成によれば、水分子の排気は主に冷却パネル５５で行い、その他の気体の排気はターボ分子ポンプ５３で行われるので、水分子に対する排気速度を向上できると共に、長期間連続的に使用できる。
【０００６】
なお冷却パネル５５は、例えばニップル５４に取り付けられた冷凍機５６により所定温度に冷却される。また５７は排気口部５２に設けられる例えば円板状の仕切り弁、５８は補助ポンプである。
【０００７】
また、他の従来装置の構成を図７に示す。図７において、図６で説明した要素と実質的に同一のものには同一の符号を付している。この装置構成では、前述したものと同様な冷却パネル５５を真空排気室５１内に設けた構造となっている。この装置によっても、水分子の排気は冷却パネル５５で行い、水の排気速度を大きくすることと、ターボ分子ポンプ５３によって長期間連続使用できることとを両立させている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来装置では、次のような問題がある。ターボ分子ポンプの水に対する排気性能は改善できるものの、水素に対する排気性能は改善されない。また図６に示した従来装置では、ターボ分子ポンプ５３の上流側に水分子捕獲用の冷却パネル５５を設けたために、この部分のコンダクタンスが低下し、本来ターボ分子ポンプ５３が持っている排気速度等の性能が充分に発揮できなくなるという問題があった。
【０００９】
また図７に示した従来装置では、ターボ分子ポンプ５３の排気性能を阻害するようなことはないものの、真空排気室５１を大気開放する場合には冷却パネル５５を常温まで昇温しなければならず、真空排気室５１を大気開放するのに時間がかかるといった問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記の問題を解決することにあり、真空排気室の大気開放を自由に行えると共に、ターボ分子ポンプの実質的な排気性能を低下させることなく、水および水素に対する排気性能を向上させた真空排気装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る真空排気装置は、上記目的を達成するため、次のように構成される。
【００１２】
本発明に係る真空排気装置は、排気口を有する真空排気室と排気口の外側に接続されたターボ分子ポンプを備えてなり、真空排気室における到達圧力が１０−１Ｐａ以下である。本発明の特徴的構成は、真空排気室の排気口に弁部材（以下「クライオ弁体」という）を設け、当該クライオ弁体は、上記排気口に備えられ、水素吸蔵合金と冷却パネルと常温の弁体部を有する。水素吸蔵合金と冷却パネルは一体的に取り付けられた状態で、クライオ弁体におけるターボ分子ポンプ側の位置に固定される。このクライオ弁体は真空排気室の排気動作を制御する仕切り弁として開閉動作するように構成される。
【００１３】
上記冷却パネルは、水が凝縮しかつ他の気体が凝縮しない温度である必要があり、５５〜１６０Ｋの範囲の温度に冷却され得る。
【００１４】
上記水素吸蔵合金は、表面が水分子で覆われてしまうと水素吸蔵能力が低下するので、冷却パネルと弁部材の間に設置されることが好ましく、また水分子が直接に水素吸蔵合金に入射しないようにする必要がある。そこで、上記冷却パネルはシェブロン形状あるいはルーバー形状とすることが好ましい。このような形状に冷却パネルを作ることにより、水素分子の通過確率（コンダクタンス）を良好に保つと共に水分子を捕獲し易いようにしている。
【００１５】
また水素吸蔵合金の温度は、好ましくは、冷却パネルと熱接触状態に保持され、冷却パネルと実質的に同等の温度を有する。また水素吸蔵合金の温度は、断熱部材を介して冷却パネルに接続されるようにし、その温度を常温に保持することも可能である。水素吸蔵合金は、常温でも水素吸蔵能力を有し、また冷却することによりさらに水素吸蔵能力が向上する。
【００１６】
水素吸蔵合金はある量の水素を吸蔵すると、吸蔵能力が低下するので、いつかは再生を行う必要がある。この再生は、実用的には水素吸蔵合金を３００℃以上の高温とする必要がある。しかしながら、冷凍機の耐熱温度は一般的に低いため、冷凍機やその周辺構成部材に対する再生の際の熱の影響を低減するように、水素吸蔵合金と冷却パネルとを断熱部材にて接続する場合もある。
【００１７】
また、水素吸蔵合金の再生が容易に行えるように、弁体部の水素吸蔵合金側の部分に加熱器を設けることが好ましい。
【００１８】
さらに、通常使用時と再生時のいずれの場合にも弁体部はほぼ常温である必要があるため、好ましくは水素吸蔵合金と弁体部は断熱部材で接続している。
【００１９】
冷却パネルは伝熱部材を介して冷凍手段に接続され、冷却される。当該伝熱部材は、通常、好ましくは変形自在性を有する部材で構成される。冷凍機の耐熱温度が低く、再生時の熱の影響が問題となる場合には、伝熱部材を剛性部材で構成し、クライオ弁体を冷凍機に熱負荷がかからないような再生位置に移動させて再生することが好ましい。
【００２０】
上記クライオ弁体は、真空排気室の内部に設けられ、位置移動機構により密閉位置と排気位置のいずれかに自在に変位させることができるよう構成されている。当該排気位置は真空排気室内としている。また冷凍機の耐熱温度が低く、再生時の熱の影響が問題となる場合には、上記のごとく、変位位置を、密閉位置と排気位置と再生位置のいずれかにすることもできる。
【００２１】
上記冷凍手段は、真空排気室の外側に配置されることが好ましく、例えば冷凍機が使用される。
【００２２】
上記の構成において、クライオ弁体を備えた真空排気装置では、クライオ弁体を閉じると、真空排気室側に面する弁体部は常温であるため、従来装置のごとき真空排気室の大気開放時における問題は発生しない。また、真空排気室を真空排気する場合はクライオ弁体が排気位置に移動することにより真空排気室と真空ポンプの間が開放されて真空ポンプにより真空排気室の真空排気が行われるが、この際、水分子に対して排気能力を持つ冷却パネルと水素分子に対して排気能力を持つ水素吸蔵合金が真空排気室内に露出されるので、真空ポンプの排気能力に加えて、水と水素に対する排気性能を大きくすることができる。またクライオ弁体は、従来の仕切り弁と比べ、その寸法形状を著しく大きくするものではないので、真空排気装置に対する形状的な制約を大きくするものではない。さらに、前述の従来装置では、ターボ分子ポンプの上流側のコンダクタンスが低下するが、本発明ではターボ分子ポンプの実質的な真空排気性能をあまり低下させることはない。
【００２３】
またクライオ弁体は、実際にはクライオポンプと同様にため込み式のポンプであるので、ターボ分子ポンプを単体で使用する場合と同様に長期間連続使用できないが、積極的に水や水素を真空排気装置に導入する場合を除くと、真空排気装置の壁面から放出される水や水素の量、あるいはシール部材等からの透過により真空排気装置内に浸入する水や水素の量は極小量であるためクライオポンプほど頻繁に再生を必要とするものではない。従って、実質的にはターボ分子ポンプを単体で用いる場合に近い使い勝手で使用できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を添付された図１〜図５に基づいて説明する。図１〜図３は本発明の第１の実施形態を示す。図１はクライオ弁体を排気位置に移動した状態を示し、図２はクライオ弁体を密閉位置に移動した状態を示し、図３はクライオ弁体の移動機構を示す。第１の実施形態では、耐熱温度が充分に高い冷凍機が使用される例を示している。また図４と図５は本発明の第２の実施形態を示し、耐熱温度の低い冷凍機が使用される例を示す。
【００２５】
図１〜図３を参照して第１実施形態を説明する。図１において、真空容器１１は内部が真空排気され、その結果、内部に真空排気室１１ａが形成される。真空容器１１の下壁の例えば中央部には円形の開口部（排気口）１２が形成され、開口部１２の外側に真空ポンプ装置部が装備される。開口部１２における内側の箇所には弁部材１３が設けられる。この弁部材１３を、その構造上の特徴から、以下では「クライオ弁体」と呼ぶ。クライオ弁体１３は開口部１２の直径よりも大きな直径を有する仕切り弁部材であり、例えば図３に示されるよく知られた移動機構によって支持される。当該移動機構によって、クライオ弁体１３は、開口部１２に対して接近したり（図示例では下動）あるいは離れたり（図示例では上動）するように設けられる。図１は、クライオ弁体１３が上方に変位し、開口部１２が開いた状態を示している。この図示例では、クライオ弁体１３は上限位置に存在し、最も開放された排気位置に設定されている。なおクライオ弁体１３の排気位置は上限位置に限定されない。中間的な開放状態である位置であっても排気位置として用いることもできる。他方、図２は、クライオ弁体１３が下方に変位し、クライオ弁体１３の外周部が、開口部１２の周縁部に、当該周縁部に設けたシール部材（Ｏリング等）１４を介して接触し、開口部１２が閉じた状態を示している。このときクライオ弁体１３は下限位置に存在し、密閉状態が作られる。
【００２６】
真空排気が必要ない場合には、図２に示す通り、クライオ弁体１３がシール部材１４に密着することにより、真空排気室１１ａと真空ポンプ装置部との間を気密に保持して、隔離する。また、真空排気室１１ａの真空排気が必要な場合には、クライオ弁体１３が上方の所定位置まで移動し、真空排気室１１ａが真空ポンプ装置部により真空排気できるように構成される。
【００２７】
ここで、図３に従ってクライオ弁体１３の移動機構を説明する。クライオ弁体１３は、少なくとも２本の支柱４１で支持されている。支柱４１は、真空容器１１の下壁から外へ延設され、下端には板状のピストン材４２が取り付けられ、ピストン材４２の周囲には滑りシール材（Ｏリング等）４３が固定される。真空容器１１の下壁の外側にはシリンダ４４が設けられ、シリンダ４４の内部には、上記ピストン材４２が配置されるシリンダ室４５が形成される。シリンダ室４５の壁部と支柱４１との間には滑りシール材４６が配置され、かつその上側にはベローズ４７が取り付けられる。シリンダ室４５におけるピストン材４２の両側には弁４８ａ，４８ｂの各々を介して空気を自由に出し入れすることができる。弁４８ａ，４８ｂの開閉を制御し、空気を供給・排出することにより、シリンダ室４５におけるピストン材４２の位置を制御し、クライオ弁体１３の位置を変更することができる。またクライオ弁体１３の位置を確認するため、シリンダ室４５の外側には３つの位置センサ４９が付設される。かかる移動機構はクライオ弁体１３の位置を変位させる位置変位機構の一例であり、位置変位機構自体の構成は任意である。
【００２８】
次にクライオ弁体１３の構造を説明する。クライオ弁体１３は、所要の厚みの円盤形態を有する弁体部１５と、この弁体部１５の、開口部１２側の表面（図１中、下面）に形成された円形凹所１５ａの内部に配置された冷却パネル１６および水素吸蔵合金１０とから構成される。当該凹所１５ａの直径は開口部１２の直径とほぼ等しい。冷却パネル１６は、銅等の熱伝導良好な物質により形成される。水素吸蔵合金１０は板状であって、好ましくは冷却パネル１６に接触した状態で設けられる。水素吸蔵合金１０は、材料的には、例えばＺｒ−Ｖ−Ｆｅが使用される。また水素吸蔵合金は、大きく分けると、Ｃａ，Ｍｇのグループ、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂのグループ、希土類グループ、Ｐｂグループ等の各種のものが存在する。一体的に取り付けられた水素吸蔵合金１０と冷却パネル１６は、断熱材で作られた保持体１７を介して弁体部１５に固定される。また凹所１５ａにはランプヒータ等の加熱器２５が配置される。なお図１において、加熱器２５に加熱電力を供給するための電源および給電線の図示は省略されている。また弁体部１５と水素吸蔵合金１０の間には狭い空間が形成される。
【００２９】
真空容器１１の下側に設けられた真空ポンプ装置部は、開口部１２の下側周縁部に取り付けられた冷凍機取付け用のニップル１８と、このニップル１８の下部に固定されるターボ分子ポンプ１９と、ニップル１８の筒状の側方突起部１８ａに取り付けられた冷却パネル用冷凍機２０と、ドライポンプや油回転ポンプ等の補助ポンプ２４とから構成される。真空容器１１とニップル１８との間、ニップル１８の側方突起部１８ａと冷凍機２０との間には、それぞれ、シール部材２１，２２が介設される。冷凍機２０の先部２０ａは、側方突起部１８ａの内部スペースを通ってニップル１８の内部空間まで延びている。
【００３０】
上記クライオ弁体１３の冷却パネル１６は、伝熱部材２３によって冷凍機２０の上記先部２０ａに接続される。冷却パネル１６と冷凍機２０とは、伝熱部材２３によって熱接触が良好な状態に保たれる。この伝熱部材２３は、例えば銅製繊維を用いて作られ、熱伝導が良好で、かつクライオ弁体１３の上下の位置変位に対して十分に対応できる長さと自由度を持っている。伝熱部材２３は、クライオ弁体１３の位置に応じて自由に変形するという変形自由性を有している。伝熱部材２３の状態に関し、図１は最も延びた状態を示し、図２では最も撓んだ状態を示している。
【００３１】
水素吸蔵合金１０と弁体部１５は保持体１７で結合されると共に、その間の空間部は、真空排気室１１ａが真空排気される間は当然真空となる。またクライオ弁体１３が閉じた状態では、ターボ分子ポンプ１９等により排気されて真空となっているため、水素吸蔵合金１０と冷却パネル１６は真空断熱された状態にある。従って、冷却パネル１６と水素吸蔵合金１０を、冷凍機２０によって例えば５５〜１６０Ｋの温度に冷却しても、弁体部１５は常温を保つことができる。
【００３２】
冷却パネル１６を冷却すべき温度については、１６０Ｋにおける水の平衡蒸気圧は１０ー4Ｐａ程度であり、真空排気装置として１０ー4Ｐａ程度の到達圧力が必要なものであれば、冷却パネル１６の温度は１６０Ｋ以下でよい。しかし、実際にはさらに低い到達圧力を必要とする場合が多いので、冷却パネル１６の温度は、水の平衡蒸気圧が１０ー9Ｐａ以下となる１２０Ｋ以下とすることが望ましい。また、冷却パネル１６に水以外の気体が凝縮すると、凝縮した気体固有の平衡蒸気圧特性に基づき冷却パネル１６の温度におけるその気体の平衡蒸気圧によって真空排気室１１ａの圧力が決定されてしまう。そこで、冷却パネル１６の温度は、水以外の気体が凝縮しないように、例えば通常主に排気する気体である窒素や酸素やアルゴン等の気体の平衡蒸気圧が１００Ｐａ以上となる５５Ｋ以上の温度とする必要がある。
【００３３】
真空容器を排気して真空にする場合には、通常、油回転ポンプやドライポンプ等の粗引きポンプ（上記補助ポンプ２４に対応）により容器内部を１０Ｐａ〜数１０Ｐａまで粗引き排気を行い、その後に仕切り弁を開いてターボ分子ポンプやクライオポンプによる真空排気を行う。このことを本実施形態について述べれば、真空容器１１の内部空間は補助ポンプ２４で１０Ｐａから数１０Ｐａまで粗引き排気され、その後に、クライオ弁体１３を開いて、ターボ分子ポンプ１９によって真空排気が行われる。従って、クライオ弁体１３を開くと、その冷却パネル１６は、１０Ｐａ〜数１０Ｐａの圧力の真空容器１１の内部空間に変位することになる。このとき、真空排気室内にある気体の分圧が冷却パネル１６の温度におけるその気体の平衡蒸気圧より高いと、冷却パネル１６にその気体が凝縮する。このため、冷却パネル１６の温度は、主に排気する気体の平衡蒸気圧が１０Ｐａ〜数１０Ｐａよりも高い、例えば１００Ｐａ以上であることを基準として５５Ｋ以上とする必要がある。
【００３４】
以上より、冷却パネル１６が水分子のみを有効に排気するためには、その温度を５５〜１２０Ｋに保つ必要がある。また真空排気装置の圧力条件が１０ー4Ｐａ程度である場合には５５〜１６０Ｋでもよい。
【００３５】
上記構成とすることにより、仕切り弁であるクライオ弁体１３が排気位置に移動したときは、クライオ弁体１３の冷却パネル１６は、この冷却パネル１６の径と同じ吸気口径をもつクライオポンプとほぼ同等の排気速度にて水分子を排気する能力を有することになる。また水素に関しては、ターボ分子ポンプ１９の水素排気性能に加えて、水素吸蔵合金１０によって吸蔵排気される。従って、上記構成によれば、水と水素の排気性能を格段に向上させた真空排気装置が実現される。
【００３６】
クライオ弁体１３に設けられた水素吸蔵合金１０と冷却パネル１６を再生する場合には、例えば、弁体部１５に取り付けられた加熱器２５を発熱させ、その熱によって水素吸蔵合金１０を加熱する。この際、実用的には、水素吸蔵合金１０は３００℃以上に加熱される。このため、もしターボ分子ポンプ１９やその付近の構成部材等への輻射熱の影響が問題となる場合には、水素吸蔵合金１０と冷却パネル１６を断熱部材（図示せず）を介して接続し、この断熱部材によって冷却パネル１６の温度上昇を抑えることにより、ターボ分子ポンプ等への輻射熱の影響を低減できる。ただし、このとき、水素吸蔵合金１０の動作温度が常温となるので、水素吸蔵能力が常温レベルまで低下するが、水素吸蔵合金１０は常温でも水素に対して充分に大きな排気能力を有しているので問題はない。また、かかる構成によっても、周囲の構成部材の耐熱温度が不十分な場合には、水素吸蔵合金１０の再生の際に冷凍機２０を運転し、輻射熱をいっそう低減するように構成することもできる。
【００３７】
次に図４と図５に従って、冷凍機の耐熱温度が充分でない場合の第２の実施形態を説明する。図４で、（ａ）はクライオ弁体が密閉位置にあるとき、（ｂ）はクライオ弁体が排気位置にあるとき、（ｃ）はクライオ弁体が再生位置にあるときをそれぞれ示している。図４において、前述の実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号が付されている。
【００３８】
図４に示す通り、冷却パネル１６には下部に伝熱部材３１が取り付けられる。伝熱部材３１は、例えば銅棒等の熱伝導良好でかつ剛性を有する棒状部材で形成される。他方、冷凍機３０の先部３０ａには滑り保持部材３２が例えば鉛直方向に取り付けられ、冷凍機３０に熱接触良好に接続されている。伝熱部材３１は、滑り保持部材３２に接触できる状態に配置され、かつ一定範囲で接触状態を保持しながら上下動できるように設けられている。詳しくは、伝熱部材３１は、クライオ弁体１３の密閉位置（図４（ａ）に示す）と排気位置（図４（ｂ）に示す）で滑り保持部材３２に接触し、再生位置（図４（ｃ）に示す）では滑り保持部材３２から離れるように構成される。従って、クライオ弁体１３の密閉位置（図４（ａ））と排気位置（図４（ｂ））で、伝熱部材３１と滑り保持部材３２の構成によって、冷却パネル１６は冷凍機３０によって冷却される。その他の構成要素は、前述の第１の実施形態と同じである。
【００３９】
図５は伝熱部材３１と滑り保持部材３２の接触構造を具体的に示す。図５において、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は要部側面図、（ｃ）は下面図である。滑り保持部材３２は、枠体を形成する保持部材３３と、保持部材３３にバネ３４を介して取り付けられた２つの滑り板３５とから構成される。保持部材３３は、冷凍機３０の先部３０ａに固定される。棒状の伝熱部材３１は、その下端が２つの滑り板３５に挟まれており、押し付けられるような状態の滑り板３５と接触している。かかる構造によって、伝熱部材３１は滑り保持部材３２に接触し、かつ接触状態を保持したまま軸方向に移動することができる。
【００４０】
上記構成によれば、水素吸蔵合金１０を再生する場合には、図４（ｃ）に示すように、クライオ弁体１３は再生位置へ移動し、伝熱部材３１は熱接触が良好な滑り保持部材３２から離れるので、冷凍機３０への熱の影響は大きく低減される。また前述した通り、水素吸蔵合金１０と冷却パネル１６の間を断熱部材で接続することにより、再生時の熱の影響を、さらに低減することもできる。
【００４１】
前述の第１および第２の実施形態では、クライオ弁体１３の冷却パネル１６が弁体部１５より飛び出た構造になっているが、冷却パネル１６が弁体部１５の内部に納まるように構成することもできる。また上記実施形態では、真空ポンプ側に冷却パネル用の冷凍機２０，３０を設置しているが、冷凍機を気密構造として作製し、クライオ弁体１３の上部に装着することもできる。この構成によっても同様の効果を得られる。さらに、クライオ弁体１３の冷却パネル１６や水素吸蔵合金１０を冷却するための冷凍手段として各種の冷凍機を使用できるし、また液体窒素等の冷媒を循環する方式により冷却しても同様の効果が得られる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、真空排気室の仕切り弁として、真空ポンプ装置部側に水分子を排気するのに適した温度に冷却された冷却パネルと、真空排気室側に常温の弁体部と、さらに冷却パネルに付設した当該冷却パネルと弁体部の間に位置する水素吸蔵合金とからなるクライオ弁体を設けるようにしたため、真空排気室の大気開放を自由に行えると共に、真空ポンプの排気性能を低下させることなく水と水素に対する排気性能を格段に向上させた真空排気装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る真空排気装置の第１の実施形態の概略構成を示し、クライオ弁体が望ましい排気位置に変位した状態を示す部分縦断面図である。
【図２】第１の実施形態において、クライオ弁体が気密保持位置（下限の全閉位置）に変位した状態を示す部分縦断面図である。
【図３】クライオ弁体の移動機構の一例を示す構成図である。
【図４】本発明に係る真空排気装置の第２の実施形態の概略構成を示した拡大要部縦断面図であり、（ａ）はクライオ弁体が密閉位置にあるとき、（ｂ）はクライオ弁体が排気位置にあるとき、（ｃ）はクライオ弁体が再生位置にあるときをそれぞれ示している。
【図５】滑り保持機構の構造を説明するための図である。
【図６】従来の真空排気装置の例を示す縦断面図である。
【図７】従来の真空排気装置の他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０                  水素吸蔵合金
１１                  真空容器
１２                  開口部
１３                  クライオ弁体
１５                  弁体部
１６                  冷却パネル
１７                  冷却パネル保持体
１８                  ニップル
１９                  ターボ分子ポンプ
２０，３０            冷凍機
２３，３１            伝熱部材
２４                  補助ポンプ
２５                  加熱器
３２                  滑り保持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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