專利名稱：低溫泵及過濾器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請主張基于2010年9月13日申請的日本專利申請第2010-204874號的優(yōu)先權(quán)。其申請的全部內(nèi)容通過參考援用于此說明書中。本發(fā)明涉及低溫泵、及用于在低溫泵中使用的過濾器裝置。
背景技術(shù)：
例如專利文獻(xiàn)1中記載有具備排出用過濾器的低溫泵。過濾管塔組裝于低溫泵的溢流管內(nèi)。溢流管與排出管連接成T字，其排出管連接于形成真空腔的外殼。在溢流管的終端安裝溢流閥。過濾管塔從溢流流道內(nèi)的安裝位置延長伸出至排出流道。過濾管塔具有配置于排出流道內(nèi)的開口邊緣。專利文獻(xiàn)1 日本特表2002-501146號公報(bào)上述低溫泵的過濾管塔為中空圓錐形過濾網(wǎng)，且開有粒子堵塞時(shí)用于使氣體流通的開口。因此，若不使過濾管塔延長伸出且使開口邊緣充分靠近排出流道而減少流入開口的粒子，則不能充分地捕獲向溢流閥漏流及在開口中漏流的粒子。還需要用于使過濾管塔延長伸出至排出流道的T字管。由此，在過濾器的結(jié)構(gòu)或配置，進(jìn)而在其安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的自由度較小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一為提供一種適合安裝于用于從低溫泵排出流體的路徑的過濾結(jié)構(gòu)及具有其過濾結(jié)構(gòu)的低溫泵。本發(fā)明的一種方式的低溫泵，具備低溫泵容器，從外部環(huán)境劃定低溫泵內(nèi)部空間；排出管道，連接于所述低溫泵容器，用于從所述低溫泵內(nèi)部空間向外部環(huán)境排出流體； 以及過濾結(jié)構(gòu)，所述過濾結(jié)構(gòu)具備過濾器，用于從在所述排出管道中排出的流體中去除異物；及過濾器安裝部件，用于將該過濾器安裝于所述排出管道；并且所述過濾結(jié)構(gòu)用于使該過濾器迂回的旁通流道的至少一部分形成于所述過濾器安裝部件。根據(jù)該方式，安裝于排出管道的過濾結(jié)構(gòu)具有用于使過濾器迂回的旁通流道。因此，通常通過過濾器排出流體，在過濾器發(fā)生網(wǎng)眼堵塞時(shí)能夠通過旁通流道釋放內(nèi)壓。由此，能夠抑制低溫泵內(nèi)部的難以預(yù)料的內(nèi)壓上升，且能夠提高低溫泵的安全性。并且，通過過濾器安裝部件安裝過濾器，由此還可提高安裝位置或其方式的柔軟性。通過在過濾器安裝部件形成旁通流道的至少一部分，還能夠?qū)⑴酝鞯烙行У厥占{于排出管道內(nèi)部的有限空間內(nèi)。所述過濾器也可以具有在所述排出管道的流動(dòng)方向的下游側(cè)具有底部且上游側(cè)被開放的有底形狀，在該有底形狀的內(nèi)部形成有過濾器內(nèi)部空間。所述過濾器安裝部件也可以包含向所述過濾器內(nèi)部空間引導(dǎo)流動(dòng)的導(dǎo)管。該導(dǎo)管的末端可以向所述過濾器內(nèi)部空間突出，該導(dǎo)管的末端與所述過濾器的開放端的間隙形成所述旁通流道的入口。這樣，能夠在旁通流道的入口生成與向過濾器內(nèi)部空間的通常的流動(dòng)相反方向的流動(dòng)。由此，當(dāng)過濾器有效地發(fā)揮作用時(shí)，能夠抑制進(jìn)入旁通流道的流動(dòng)，或使其最小化。
所述過濾結(jié)構(gòu)可以具備雙重管結(jié)構(gòu)，所述雙重管結(jié)構(gòu)具有使朝向所述過濾器的排出流的流道面積變窄的內(nèi)管、和形成于該內(nèi)管的外側(cè)的外管，所述旁通流道可以將所述內(nèi)管連接于所述外管。通過旁通流道從雙重管結(jié)構(gòu)的內(nèi)管向外管引導(dǎo)流動(dòng)，能夠使向過濾器外側(cè)的流動(dòng)迂回。由此，未必一定要將用于旁通的開口直接設(shè)置于過濾器。并且，通過采用具有朝向過濾器使流道面積變窄的內(nèi)管的結(jié)構(gòu)，無需為了設(shè)置過濾器而更換成大徑的排出管道，在原有的排出管道可輕松地設(shè)置過濾結(jié)構(gòu)。 所述過濾器及所述過濾器安裝部件可以被容納于所述排出管道，且在流動(dòng)方向上相互鄰接。所述旁通流道也可以包含用于使流體流向所述排出管道的截面的面內(nèi)方向的主旁通路。該主旁通路可以形成于所述過濾器安裝部件。通過在流動(dòng)方向上錯(cuò)開配置過濾器與過濾器安裝部件，能夠加大排出管道截面中的過濾器面的占有率。通過將面內(nèi)方向的主旁通路形成于過濾器安裝部件，也可以使主旁通路變得較寬。所述旁通流道可以具備入口部分、寬于該入口部分的中間部分、和窄于該中間部分的出口部分。通過將入口部分設(shè)為相對較窄，當(dāng)過濾器有效地發(fā)揮作用時(shí)能夠抑制進(jìn)入旁通流道的流動(dòng)。通過將中間部分相對加寬，能夠擴(kuò)大旁通流道的有效的開口面積。通過將出口部分設(shè)為較窄，例如能夠?qū)⑴酝鞯烙行У厥占{于排出管道內(nèi)的有限空間內(nèi)。所述旁通流道可以包含第1間隙和第2間隙，所述第1間隙用于使流體流向所述排出管道的流動(dòng)方向相反的方向，所述第2間隙用于使通過第1間隙的流體向所述過濾器的下游合流。通過間隙能夠加寬流過過濾器的通常流道。所述過濾結(jié)構(gòu)可以具備夾緊型聯(lián)軸器的定心環(huán)。這樣，能夠在真空裝置的配管中典型的夾緊型聯(lián)軸器輕松地應(yīng)用過濾結(jié)構(gòu)。過濾結(jié)構(gòu)的更換或維護(hù)也變得輕松。低溫泵可以還具備常閉型閥，所述常閉型閥在所述排出管道的流動(dòng)方向上設(shè)置于比所述過濾結(jié)構(gòu)更靠下游，在與所述低溫泵容器的外部相比內(nèi)部為高壓即設(shè)定差壓作用時(shí)，被機(jī)械地開啟。這樣，能夠作為用于釋放低溫泵的內(nèi)壓的安全閥而發(fā)揮作用。通過流動(dòng)可迂回過濾器，即使在閥門的上游的過濾器發(fā)生網(wǎng)眼堵塞時(shí)，也可保證低溫泵的內(nèi)壓作用于安全閥，因此能夠提高低溫泵的安全性。本發(fā)明的另一種方式為過濾器裝置。該裝置用于在用以從低溫泵向外部環(huán)境放出流體的放出管路中使用，其具備過濾器，用于從流體中去除異物；及過濾器支承部，將該過濾器支承于放出管路，用于使該過濾器迂回的旁通流道的至少一部分形成于所述過濾器支承部。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供具有實(shí)用性優(yōu)異的過濾結(jié)構(gòu)的低溫泵。


圖1是示意地表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的低溫泵的圖。圖2是表示安裝于管道的過濾器的一例的圖。圖3是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的過濾結(jié)構(gòu)的圖。圖4是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的過濾結(jié)構(gòu)的圖。圖5是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的過濾結(jié)構(gòu)的圖。
圖中10-低溫泵，11-第1缸，12-第2缸，13-第1冷卻臺，14-第2冷卻臺，20-控制部，30-低溫泵容器，40-放射護(hù)罩，43-冷凍機(jī)插通孔，50-冷凍機(jī)，60-低溫板，70-控制閥，80-放出管路，82-排出管道，100-過濾結(jié)構(gòu)，102-過濾器，104-過濾器支承部，108-過濾器安裝部件，112-旁通流道，122-第1間隙，124-主旁通路，126-第2間隙，132-內(nèi)管， 134-外管，136-過濾器內(nèi)部空間，184-夾緊型聯(lián)軸器。
具體實(shí)施例方式圖1是示意地表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的低溫泵10的圖。低溫泵10例如安裝于離子注入裝置或?yàn)R射裝置等的真空腔，為了將真空腔內(nèi)部的真空度提高至所希望的工藝所需的水平而使用。低溫泵10包含低溫泵容器30、放射護(hù)罩40、冷凍機(jī)50而構(gòu)成。冷凍機(jī)50例如為吉福德-麥克馬洪式冷凍機(jī)(所謂GM冷凍機(jī))等冷凍機(jī)。冷凍機(jī)50具備第1缸11、第2缸12、第1冷卻臺13、第2冷卻臺14及閥驅(qū)動(dòng)馬達(dá)16。第1缸 11與第2缸12串聯(lián)連接。第1缸11的與第2缸12的結(jié)合部側(cè)設(shè)置第1冷卻臺13，在第 2缸12的遠(yuǎn)離第1缸11側(cè)的一端設(shè)置第2冷卻臺14。圖1所示的冷凍機(jī)50為二級式冷凍機(jī)，串聯(lián)二級組合缸而實(shí)現(xiàn)更低溫度。冷凍機(jī)50通過冷媒管18連接于壓縮機(jī)52。壓縮機(jī)52壓縮例如氦等冷媒氣體即工作氣體，并通過冷媒管18供給至冷凍機(jī)50。 冷凍機(jī)50通過使工作氣體通過蓄冷器來進(jìn)行冷卻的同時(shí)，首先使其在第1缸11的內(nèi)部的膨脹室膨脹，接著使其在第2缸12的內(nèi)部的膨脹室膨脹來進(jìn)一步進(jìn)行冷卻。蓄冷器組裝于膨脹室內(nèi)部。由此，設(shè)置于第1缸11的第1冷卻臺13冷卻至第1冷卻溫度水平，而設(shè)置于第2缸12的第2冷卻臺14冷卻至溫度低于第1冷卻溫度水平的第2冷卻溫度水平。例如， 第1冷卻臺13冷卻至65K 100K左右，而第2冷卻臺14冷卻至IOK 20K左右。通過在膨脹室依次膨脹來吸熱，且對各冷卻臺進(jìn)行了冷卻的工作氣體再次通過蓄冷器，并經(jīng)過冷卻管18返回到壓縮機(jī)52。從壓縮機(jī)52向冷凍機(jī)50和從冷凍機(jī)50向壓縮機(jī)52的工作氣體的流動(dòng)，通過冷凍機(jī)50內(nèi)的回轉(zhuǎn)閥(未圖示)切換。閥驅(qū)動(dòng)馬達(dá)16從外部電源接受電力供給而使回轉(zhuǎn)閥旋轉(zhuǎn)。設(shè)置有用于控制冷凍機(jī)50的控制部20。控制部20根據(jù)第1冷卻臺13或第2冷卻臺14的冷卻溫度控制冷凍機(jī)50。為此，可以在第1冷卻臺13或第2冷卻臺14設(shè)置有溫度傳感器(未圖示)。控制部20也可以通過控制閥驅(qū)動(dòng)馬達(dá)16的運(yùn)行頻率來控制冷卻溫度。為此控制部20也可以具備用于控制閥驅(qū)動(dòng)馬達(dá)16的逆變器?？刂撇?0也可以構(gòu)成為控制壓縮機(jī)52及后述的各閥門?？刂撇?0可以一體地設(shè)置于低溫泵10，也可以作為與低溫泵10分體的控制裝置而構(gòu)成。圖1所示的低溫泵10為所謂的臥式低溫泵。臥式低溫泵一般是指，冷凍機(jī)的第2 冷卻臺14沿與筒狀的放射護(hù)罩40的軸向交叉的方向(通常為正交方向)插入于放射護(hù)罩 40的內(nèi)部的低溫泵。另外，本發(fā)明同樣也能夠應(yīng)用于所謂的立式低溫泵。立式的低溫泵是指，沿放射護(hù)罩的軸向插入有冷凍機(jī)的低溫泵。低溫泵容器30具有形成為一端具有開口且另一端閉塞的圓筒狀的形狀的部位 (以下稱為“胴部”)32。開口作為應(yīng)從濺射裝置等的真空腔排氣的氣體進(jìn)入的吸氣口 34而設(shè)置。吸氣口 34由低溫泵容器30的胴部32的上端部內(nèi)面劃定。并且，在胴部32形成有用于插通冷凍機(jī)50的開口 37。圓筒狀的冷凍機(jī)容納部38的一端安裝于胴部32的開口 37，另一端安裝于冷凍機(jī)50的外殼。冷凍機(jī)容納部38容納冷凍機(jī)50的第1缸11。并且，安裝法蘭36在低溫泵容器30的胴部32的上端朝向徑向外側(cè)延伸。低溫泵 10利用安裝法蘭36安裝于排氣對象容積即濺射裝置等的真空腔。為了隔開低溫泵10的內(nèi)部與外部而設(shè)置有低溫泵容器30。如上所述，低溫泵容器30包含胴部32與冷凍機(jī)容納部38而構(gòu)成，胴部32及冷凍機(jī)容納部38的內(nèi)部被氣密地保持成共同的壓力。即使在低溫泵10的動(dòng)作中，即冷凍機(jī)在工作的期間低溫泵容器30的外面也被暴露于低溫泵10的外部的環(huán)境中，因此維持成高于放射護(hù)罩40的溫度。低溫泵容器30的溫度典型地維持成環(huán)境溫度。在此，環(huán)境溫度是指，設(shè)置有低溫泵10的部位的溫度，或與其溫度相近的溫度，例如室溫程度。低溫泵容器30上連接有控制閥70、粗抽閥72及凈化閥74。控制閥70、粗抽閥72 及凈化閥74分別由控制部20控制。并且，可以設(shè)置有用于測定低溫泵容器30的內(nèi)壓的壓力傳感器(未圖示)?？刂崎y70設(shè)置于放出管路80的例如末端?；蛘撸梢栽诜懦龉苈?0的中途設(shè)置控制閥70，且在末端設(shè)置有用于回收被放出的流體的罐等。通過開啟控制閥70允許放出管路80的流動(dòng)，且通過關(guān)閉控制閥70來阻斷放出管路80的流動(dòng)。被排出的流體基本上為氣體，但也可以為液體或氣液的混合物。也可以在排出流體中混入有例如凝縮于低溫泵10的氣體的液化物。通過開啟控制閥70，低溫泵容器30的內(nèi)壓釋放到外部。放出管路80包含用于從低溫泵10的內(nèi)部空間向外部環(huán)境排出流體的排出管道 82。排出管道82例如連接于低溫泵容器30的冷凍機(jī)容納部38。排出管道82為與流動(dòng)方向正交的截面為圓形的管道，但也可以具有其他任何一種截面形狀。放出管路80包含包括用于從排出管道82中排出的流體中去除異物的過濾器的過濾結(jié)構(gòu)100。過濾結(jié)構(gòu)100在放出管路80上設(shè)置于控制閥70的上游。在一實(shí)施例中過濾結(jié)構(gòu)100完全容納于放出管路 80，且配置于低溫泵容器30的外側(cè)。過濾結(jié)構(gòu)100可拆卸地安裝于放出管路80。控制閥70作為所謂安全閥兼通風(fēng)閥發(fā)揮作用?？刂崎y70為在排出管道82的流動(dòng)方向上設(shè)置于比過濾結(jié)構(gòu)100更靠下游的例如常閉型的電磁開閉閥?？刂崎y70預(yù)先設(shè)定閉閥力，以使預(yù)定的高壓即設(shè)定差壓發(fā)揮作用時(shí)被機(jī)械地開啟。設(shè)定差壓可考慮例如能夠作用于低溫泵容器30的內(nèi)壓或泵容器30的結(jié)構(gòu)耐久性等來適當(dāng)設(shè)定。低溫泵10的外部環(huán)境通常為大氣壓，因此將大氣壓作為基準(zhǔn)設(shè)定成預(yù)定的高壓?？刂崎y70當(dāng)例如再生中等從低溫泵10放出流體時(shí)通過控制部20開啟。不應(yīng)該放出時(shí)通過控制部20關(guān)閉控制閥70。這樣，控制閥70作為所謂通風(fēng)閥發(fā)揮作用。另一方面，當(dāng)設(shè)定差壓發(fā)揮作用時(shí)控制閥70被機(jī)械地開啟。因此，在低溫泵內(nèi)部因某種原因變成高壓時(shí)無需進(jìn)行控制而被機(jī)械地開啟。由此能夠釋放內(nèi)部的高壓。這樣控制閥70作為安全閥發(fā)揮作用。這樣，通過將控制閥70兼作為安全閥，與分別設(shè)置2個(gè)閥門的情況相比能夠得到降低成本或省空間化之類的優(yōu)點(diǎn)。另外，在一實(shí)施例中，可以將機(jī)械性安全閥與作為所謂通風(fēng)閥的控制閥分別設(shè)置于低溫泵10。這時(shí)，機(jī)械性安全閥可以代替控制閥70而設(shè)置于放出管路80，過濾結(jié)構(gòu)100 可以設(shè)置于其安全閥的上游。與粗抽閥72或凈化閥74相同，機(jī)械安全閥與通風(fēng)閥相對低溫泵容器30并聯(lián)連接。并且，如后所述，過濾結(jié)構(gòu)100具備帶旁通過濾器。用于使過濾器迂回的流道的至少一部分形成于用于支承過濾器的過濾器支承部。例如可以在用于將過濾器安裝于排出管道82的安裝部件上形成迂回路，也可以在排出管道82的過濾器安裝部位即管壁形成迂回路。隨著排出流到達(dá)控制閥70的異物被過濾器捕捉，能夠防止開閉控制閥70時(shí)的異物的咬入。由此能夠良好地維持控制閥70的密封性。其另一方面，通過設(shè)置有迂回路，假如即使因異物的堆積過濾器被閉塞也能夠保證繼續(xù)流動(dòng)。由此，能夠避免低溫泵容器30的內(nèi)部過度升壓。粗抽閥72連接于未圖示的粗抽泵(真空泵)。通過粗抽閥72的開閉連通或阻斷粗抽泵與低溫泵10。凈化閥74連接于未圖示的凈化氣體供給裝置。凈化氣體例如為氮?dú)狻?通過控制部20控制凈化閥74，來控制凈化氣體向低溫泵10的供給。放射護(hù)罩40配設(shè)于低溫泵容器30的內(nèi)部。放射護(hù)罩40形成為一端具有開口且另一端被閉塞的圓筒狀的形狀即杯狀形狀。放射護(hù)罩40可以構(gòu)成為如圖1所示的一體的筒狀，并且也可以構(gòu)成為通過多個(gè)零件整體上呈筒狀的形狀。這些多個(gè)零件也可相互保持間隙而配設(shè)。低溫泵容器30的胴部32及放射護(hù)罩40均形成為大致圓筒狀，且被同軸配設(shè)。低溫泵容器30的胴部32的內(nèi)徑稍微超出放射護(hù)罩40的外徑，放射護(hù)罩40在與低溫泵容器 30的胴部32的內(nèi)面之間具備稍微的間隔且以與低溫泵容器30非接觸的狀態(tài)配置。即，放射護(hù)罩40的外面與低溫泵容器30的內(nèi)面相對。另外，低溫泵容器30的胴部32及放射護(hù)罩40的形狀不限于圓筒形狀，可以為角筒形狀或橢圓筒形狀等任何一種截面的筒形狀。放射護(hù)罩40的形狀典型地成為與低溫泵容器30的胴部32的內(nèi)面形狀相似的形狀。放射護(hù)罩40作為主要從來自低溫泵容器30的輻射熱保護(hù)第2冷卻臺14及熱連接于此的低溫板60的放射護(hù)罩而設(shè)置。第2冷卻臺14在放射護(hù)罩40的內(nèi)部配置于放射護(hù)罩40的大致中心軸上。放射護(hù)罩40以熱連接于第1冷卻臺13的狀態(tài)被固定，冷卻成與第1冷卻臺13相同程度的溫度。低溫板60例如包含多個(gè)板64。板64例如分別具有圓錐臺側(cè)面的形狀，譬如傘狀的形狀。各板64安裝于在第2冷卻臺14上安裝的板安裝部件66上。各板64上通常設(shè)置有活性炭等吸附劑(未圖示)。吸附劑例如粘結(jié)于板64的里面。板安裝部件66具有一端被閉塞且另一端被開放的圓筒狀的形狀，以被閉塞的端部安裝于第2冷卻臺14的上端而圓筒狀側(cè)面回繞第2冷卻臺14的方式朝向放射護(hù)罩40 的底部延伸。多個(gè)板64在板安裝部件66的圓筒狀側(cè)面相互隔開間隔而安裝。在板安裝部件66的圓筒狀側(cè)面形成有用于通過冷凍機(jī)50的第2缸12的開口。為了從來自真空腔等的輻射熱保護(hù)第2冷卻臺14及熱連接于此的低溫板60，在放射護(hù)罩40的吸氣口設(shè)置有擋板62。擋板62形成為例如百葉窗結(jié)構(gòu)或人字形結(jié)構(gòu)。擋板62可以形成為以放射護(hù)罩40的中心軸為中心的同心圓狀，或也可以形成為格子狀等其他形狀。擋板62安裝于放射護(hù)罩40的開口側(cè)的端部，冷卻成與放射護(hù)罩40相同程度的溫度。另外，也可以在擋板62與真空腔之間設(shè)置有閘閥(未圖示)。該閘閥例如在再生低溫泵10時(shí)設(shè)為閉，且通過低溫泵10對真空腔排氣時(shí)設(shè)為開。在放射護(hù)罩40的側(cè)面形成有冷凍機(jī)安裝孔42。冷凍機(jī)安裝孔42在放射護(hù)罩40 的中心軸方向上形成于放射護(hù)罩40側(cè)面的中央部。放射護(hù)罩40的冷凍機(jī)安裝孔42與低溫泵容器30的開口 37同軸設(shè)置。冷凍機(jī)50的第2缸12及第2冷卻臺14從冷凍機(jī)安裝孔42沿與放射護(hù)罩40的中心軸方向垂直的方向被插入。放射護(hù)罩40在冷凍機(jī)安裝孔42 中以熱連接于第1冷卻臺13的狀態(tài)被固定。另外，放射護(hù)罩40可以通過連接用套管安裝于第1冷卻臺13來代替放射護(hù)罩40 直接安裝于第1冷卻臺13。該套管例如為用于包圍第2缸12的第1冷卻臺13側(cè)的端部， 且將放射護(hù)罩40熱連接于第1冷卻臺13的傳熱部件。以下，對基于上述結(jié)構(gòu)的低溫泵10的動(dòng)作進(jìn)行說明。當(dāng)?shù)蜏乇?0工作時(shí)，首先在其工作前通過粗抽閥72由其他適當(dāng)?shù)拇殖楸脤⒄婵涨粌?nèi)部粗抽至1 左右。之后使低溫泵10工作。通過冷凍機(jī)50的驅(qū)動(dòng)冷卻第1冷卻臺13及第2冷卻臺14，也冷卻熱連接于它們的放射護(hù)罩40、擋板62及低溫板60。被冷卻的擋板62冷卻從真空腔朝向低溫泵10內(nèi)部飛來的氣體分子，使蒸汽壓在其冷卻溫度下充分變低的氣體(例如水分等)在表面凝縮而排氣。在擋板62的冷卻溫度下蒸汽壓不會(huì)充分變低的氣體通過擋板62進(jìn)入放射護(hù)罩40內(nèi)部。進(jìn)入的氣體分子中蒸汽壓在低溫板60的冷卻溫度下充分變低的氣體在低溫板60的表面上凝縮而被排氣。蒸汽壓在其冷卻溫度下也不會(huì)充分變低的氣體(例如氫等)通過粘結(jié)于低溫板60的表面并被冷卻的吸附劑吸附而被排氣。這樣，低溫泵10能夠使真空腔的真空度達(dá)到所希望的水平。圖2是表示安裝于管道A的過濾器B的一例的圖。過濾器B具有在管道A上的流動(dòng)方向(圖中從右到左)上向下游側(cè)突出的圓頂形狀，上游側(cè)的端部被圓形邊緣C支承。 在管道A的過濾器安裝位置上設(shè)置有從管內(nèi)面朝向徑向內(nèi)側(cè)形成凸部的環(huán)狀支承部D。在環(huán)狀支承部D的環(huán)狀部分卡合固定有過濾器B的圓形邊緣C。這樣，過濾器B安裝于管道 A。這時(shí)，來自上游的流動(dòng)E(用實(shí)線箭頭表示)通過過濾器B而成為流動(dòng)F(用虛線箭頭表示)。流動(dòng)E中所含的異物通過過濾器B從流動(dòng)F中被去除。若在過濾器B中堆積異物，則管道A的流動(dòng)被阻斷。圖3及圖4是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的過濾結(jié)構(gòu)100的圖。圖3表示通常時(shí)的流動(dòng)，圖4表示在過濾結(jié)構(gòu)100中迂回的流動(dòng)。過濾結(jié)構(gòu)100包含過濾器102及過濾器支承部104而構(gòu)成。過濾器102從自上游流向過濾器102的流體中捕捉異物。這樣， 去除從通過過濾器102的下游的流動(dòng)中去除異物。過濾器支承部104將過濾器102支承于低溫泵10的放出管路80。過濾器支承部 104包含放出管路80的排出管道82上的安裝部位106與用于將過濾器102安裝于其安裝部位106的過濾器安裝部件108。流過放出管路80的流體為典型地凝縮于低溫板60的氣體例如通過再生而氣化的流體。異物例如為來源于粘結(jié)于低溫板60的活性炭等吸附劑的粒子。該流動(dòng)從低溫泵容器30向控制閥70在排出管道82中流過，從低溫泵10放出至外部環(huán)境中。在過濾器102 沒有被異物閉塞的通常時(shí)，如以箭頭110圖示，沿放出管路80的管道方向產(chǎn)生流動(dòng)。以下將該流動(dòng)均稱為通常流動(dòng)110。通常流動(dòng)110從減徑管160經(jīng)由內(nèi)部配管170流入過濾器內(nèi)部空間136。從過濾器內(nèi)部空間136通過過濾器102流向下游。過濾器102與過濾器安裝部件108在排出管道82上鄰接，過濾器102通過過濾器安裝部件108支承于排出管道82的內(nèi)部。過濾器安裝部件108配置于比過濾器102更靠上游。另外，過濾器安裝部件108也可以安裝于比過濾器102更靠下游。過濾器安裝部件108的外側(cè)面的形狀與排出管道82的安裝部位106對應(yīng)。當(dāng)排出管道82的截面為圓形時(shí)， 所對應(yīng)的過濾器安裝部件108的外側(cè)面形狀實(shí)際上也是同徑圓形。因此，能夠?qū)⑦^濾結(jié)構(gòu) 100輕松地應(yīng)用于原有的排出管道82上。無需為了形成旁通流道112而對管道進(jìn)行擴(kuò)徑， 或者置換成大徑的管道等變更，故為較佳。在過濾器支承部104或過濾器安裝部件108上形成有旁通流道112。旁通流道112 為當(dāng)過濾器102被異物閉塞某種程度時(shí)用于允許在過濾器102中迂回的流動(dòng)的流道。以下將流過旁通流道112的流動(dòng)也稱為旁通流動(dòng)114。如圖4所示，旁通流動(dòng)114從減徑管160經(jīng)由內(nèi)部配管170流入過濾器內(nèi)部空間 136。至此與通常流動(dòng)110相同。當(dāng)產(chǎn)生旁通流動(dòng)114時(shí)過濾器102被閉塞，因此從過濾器內(nèi)部空間136經(jīng)由第1間隙122、主旁通路124、第2間隙126在過濾器102中迂回而流向下游。通過將旁通流道112形成于過濾器支承部104或過濾器安裝部件108，過濾器102 能夠占有大于排出管道82的截面積。能夠充分確保通常流動(dòng)110通過過濾器的流量。一實(shí)施例中，過濾器102可以以占有排出管道82的中心部的方式配置，旁通流道112形成于排出管道82的流道的周緣部。一實(shí)施例中，旁通流道112也可以包含用于抑制通常時(shí)的旁通流動(dòng)114的彎曲流道或迷宮結(jié)構(gòu)。旁通流道112包含入口部分116、中間部分118及出口部分120。在入口部分116 中從通常流動(dòng)Iio分支成旁通流動(dòng)114，而在出口部分120中從旁通流動(dòng)114向通常流動(dòng) 110合流。入口部分116與出口部分120通過中間部分118連接。中間部分118具有寬于入口部分116及出口部分120的開口面積。通過相對加寬中間部分118來代替使旁通流道的開口面積根據(jù)流動(dòng)均勻這一點(diǎn)，由此可輕松地進(jìn)行將旁通流道112的實(shí)際開口面積設(shè)成所希望的大小的設(shè)計(jì)。旁通流道112的開口面積以旁通流道112的開口面積大于當(dāng)過濾器102處于預(yù)定的閉塞狀態(tài)時(shí)的開口面積的方式設(shè)定。這樣，當(dāng)過濾器102超過其預(yù)定的閉塞狀態(tài)而網(wǎng)眼堵塞時(shí)，能夠?qū)⒘鲃?dòng)從通常流動(dòng)110切換成旁通流道112。入口部分116包含用于使流體流向與通常流動(dòng)110的流動(dòng)方向的反向的第1間隙 122。S卩，第1間隙122中的流動(dòng)中包含與通常流動(dòng)110相反方向的成分，并且具有朝向排出管道82的徑向(即與通常流動(dòng)110正交的面內(nèi)方向)的成分。通過將第1間隙122構(gòu)成為反向流動(dòng)，能夠使通常時(shí)的旁通流動(dòng)114最小化。中間部分118包含形成于過濾器安裝部件108的主旁通路124。主旁通路124的流道面積寬于第1間隙122。過濾器安裝部件108并列設(shè)置于在流動(dòng)方向上與過濾器102 偏移的位置，因此能夠擴(kuò)大主旁通路1 的面積。主旁通路IM形成為使流體流向與通常流動(dòng)110的流動(dòng)方向交差的方向，即排出管道82截面的面內(nèi)方向。主旁通路IM例如在與通常流動(dòng)110正交的方向朝向排出管道82的徑向外側(cè)引導(dǎo)從第1間隙122流入的流體。由第1間隙122與主旁通路IM構(gòu)成從通常流動(dòng)110的相反方向朝向排出管道82的徑向外側(cè)引導(dǎo)流動(dòng)的第1彎曲流道。出口部分120包含用于使流動(dòng)向過濾器102的下游合流的第2間隙126。出口部分120使流體流向通常流動(dòng)110的方向。第2間隙1 中的流動(dòng)包含與通常流動(dòng)110同向的成分，可以具有朝向排出管道82的徑向的成分。第2間隙126的流道面積窄于主旁通路124。從主旁通路IM流入的流體引導(dǎo)至第2間隙126。由主旁通路124與第2間隙126構(gòu)成從排出管道82的徑向外側(cè)朝向通常流動(dòng)110的方向引導(dǎo)流動(dòng)的第2彎曲流道。通過將使流體流向沿通常流動(dòng)110的方向的流道作為第1間隙122及第2間隙1 設(shè)為較窄，能夠?qū)⑴酝鞯?12有效地容納于排出管道82的有限的截面積內(nèi)，并且加寬流過過濾器102 的通常流道。一實(shí)施例中，旁通流道112遍及排出管道82的全周而形成。旁通流道112可以以放射狀分散地形成于多處。或者，旁通流道112也可以在包圍排出管道82的中心軸的周向上以放射狀分散地形成有一處或多處。過濾器安裝部件108包含第1部分128與第2部分130。過濾器安裝部件108以第1部分1 成第2部分130的上游側(cè)的方式安裝于排出管道82。第1部分128固定于排出管道82的安裝部位106而成一體化。第2部分130的外周部分比第1部分1 稍微縮徑。第2部分130在排出管道82形成同軸的雙重管結(jié)構(gòu)。旁通流道112形成于第2部分 130。通常流動(dòng)110引導(dǎo)至該雙重管結(jié)構(gòu)的內(nèi)管132，旁通流動(dòng)114從內(nèi)管132引導(dǎo)至外管132。內(nèi)管134使朝向過濾器102的排出流的流道面積變窄。外管134形成于內(nèi)管132 的外側(cè)且排出管道82的內(nèi)側(cè)。旁通流道112將內(nèi)管132連接于外管134。通過第1部分 1 固定于安裝部位106，在外管134中允許向下游方向的流動(dòng)，而限制向上游方向的流動(dòng)。 外管134的下流側(cè)末端部形成有第2間隙126。過濾器102具有在排出管道82的流動(dòng)方向的下游側(cè)具有底部且上游側(cè)被開放的有底形狀。例如具有向下游方向突出而形成的圓頂狀的形狀。在過濾器102的有底形狀內(nèi)部形成過濾器內(nèi)部空間136。過濾器102例如為金屬絲網(wǎng)。在過濾器102的開放端安裝有用于支承過濾器102的形狀的環(huán)狀部件即底座邊緣138。過濾器102通過底座邊緣138安裝于過濾器安裝部件108的第2部分130。第2部分130具有與底座邊緣138對應(yīng)的環(huán)狀安裝座。這樣過濾器102與排出管道82的中心軸同軸地通過過濾器安裝部件108而被支承。過濾器102也可以與圖2所示的通用過濾器B相同，在過濾器安裝部件108能夠應(yīng)用原有的過濾器。過濾器安裝部件108包含所謂減徑管160及內(nèi)部配管170而構(gòu)成。減徑管160包含第1部分1 及第2部分130。第1部分128的內(nèi)壁從上游連續(xù)地(或階段性地)縮徑， 向內(nèi)部配管170引導(dǎo)流動(dòng)。內(nèi)部配管170為用于向過濾器內(nèi)部空間136引導(dǎo)流動(dòng)的導(dǎo)管。 內(nèi)部配管170在第2部分130的內(nèi)部同軸安裝，其內(nèi)面為劃定用于向過濾器內(nèi)部空間136 引導(dǎo)流動(dòng)的主開口 140的內(nèi)側(cè)壁142。另外，用于從內(nèi)部配管170向主旁通路IM直接引導(dǎo)流動(dòng)的副旁通路可以形成于內(nèi)側(cè)壁142。這時(shí)，旁通流動(dòng)114具有在第1間隙122中迂回的流動(dòng)的流動(dòng)。在減徑管160的第2部分130由內(nèi)部配管170構(gòu)成3重流道。成為內(nèi)部配管170 的內(nèi)側(cè)的中心部為從減徑管160向過濾器內(nèi)部空間136引導(dǎo)流動(dòng)的流道。并且，在內(nèi)部配管170與第2部分130之間形成有從旁通流道112的入口部分連接至主旁通路IM的流道， 在第2部分130的外側(cè)形成有從主旁通路IM連接至旁通流道112的出口部分的流道。過濾器安裝部件108具有劃定用于向過濾器內(nèi)部空間136引導(dǎo)流動(dòng)的主開口 140 的內(nèi)側(cè)壁142。過濾器102的開放端與內(nèi)側(cè)壁142的末端144的第1間隙122形成旁通流道112的入口。內(nèi)側(cè)壁142的末端144向過濾器內(nèi)部空間136突出。內(nèi)側(cè)壁142的末端 144比底座邊緣138的上游側(cè)端面更向下游側(cè)突出。內(nèi)側(cè)壁142的末端144可以突出至過濾器102的金屬絲網(wǎng)部分。通過這樣突出保證在第1間隙122中生成與從主開口 140向過濾器內(nèi)部空間136的與通常的流動(dòng)方向相反方向的流動(dòng)。并且，過濾器安裝部件108具有與排出管道82的內(nèi)面146相對的外側(cè)壁148，內(nèi)面 146與外側(cè)壁148的第2間隙1 形成旁通流道112的出口。外側(cè)壁148為第2部分130 的側(cè)面。外側(cè)壁148上形成有用于將旁通流道112的入口連接于第2間隙126的貫穿孔 150。由貫穿孔150形成主旁通路124。貫穿孔150沿過濾器安裝部件108的第2部分130 的周向形成于多處，例如以90度間隔形成有4處。這樣在過濾器安裝部件108的第2部分 130形成有主旁通路124。圖5是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的過濾結(jié)構(gòu)100的圖。除了過濾結(jié)構(gòu)100 具備夾緊型聯(lián)軸器的定心環(huán)這一點(diǎn)之外，具有與圖3及圖4所示的過濾結(jié)構(gòu)100相同的結(jié)構(gòu)。圖5所示的過濾結(jié)構(gòu)100中形成過濾器安裝部件108的上游側(cè)作為定心環(huán)，形成與其鄰接的下游側(cè)作為旁通流道部。具體而言，在過濾器安裝部件108的減徑管160的外周部形成有作為定心環(huán)的0 型圈用導(dǎo)向部180。0型圈182安裝于該導(dǎo)向部180，過濾結(jié)構(gòu)100可拆卸地安裝于公知的夾緊型聯(lián)軸器184。通過在典型地用于真空配管的夾緊型聯(lián)軸器184安裝過濾結(jié)構(gòu)100，能夠提供可輕松地進(jìn)行過濾器更換或維護(hù)等的過濾結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，在過濾器102的跟前配置減徑管160與內(nèi)部配管170 來將放出氣體引導(dǎo)至過濾器102的中央部。內(nèi)部配管170的出口位置向被過濾器102圍繞的空間136突出，在過濾器102與內(nèi)部配管170之間形成有間隙。放出氣體的旁通流道112 位于內(nèi)部配管170的出口跟前。由此，當(dāng)過濾器沒有被網(wǎng)眼堵塞時(shí)，成為防止放出氣體部流向旁通流道112。防止異物通過旁通流道112向下游流出。當(dāng)過濾器網(wǎng)眼堵塞時(shí)，放出氣體通過內(nèi)部配管170與過濾器102的間隙流向旁通流道112。因此放出管路80不會(huì)被閉塞。由于能夠防止低溫泵 10的內(nèi)壓上升，因此安全性進(jìn)一步提高。
權(quán)利要求
1.一種低溫泵，其特征在于，具備低溫泵容器，從外部環(huán)境劃定低溫泵內(nèi)部空間；排出管道，連接于所述低溫泵容器，用于從所述低溫泵內(nèi)部空間向外部環(huán)境排出流體；以及過濾結(jié)構(gòu)，所述過濾結(jié)構(gòu)具備過濾器，用于從所述排出管道排出的流體中去除異物； 及過濾器安裝部件，用于將該過濾器安裝于所述排出管道；并且所述過濾結(jié)構(gòu)用于使該過濾器迂回的旁通流道的至少一部分形成于所述過濾器安裝部件。
2.如權(quán)利要求1所述的低溫泵，其特征在于，所述過濾器具有在所述排出管道的流動(dòng)方向的下游側(cè)具有底部且上游側(cè)被開放的有底形狀，在該有底形狀的內(nèi)部形成過濾器內(nèi)部空間，所述過濾器安裝部件包含向所述過濾器內(nèi)部空間引導(dǎo)流動(dòng)的導(dǎo)管， 該導(dǎo)管的末端向所述過濾器內(nèi)部空間突出，該導(dǎo)管的末端與所述過濾器的開放端的間隙形成所述旁通流道的入口。
3.如權(quán)利要求1或2所述的低溫泵，其特征在于，所述過濾結(jié)構(gòu)具備雙重管結(jié)構(gòu)，所述雙重管結(jié)構(gòu)具有使朝向所述過濾器的排出流的流道面積變窄的內(nèi)管、和形成于該內(nèi)管的外側(cè)的外管，所述旁通流道將所述內(nèi)管連接于所述外管。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的低溫泵，其特征在于，所述過濾器及所述過濾器安裝部件被容納于所述排出管道，且在流動(dòng)方向上相互鄰接，所述旁通流道包含用于使流體流向所述排出管道的截面的面內(nèi)方向的主旁通路，該主旁通路形成于所述過濾器安裝部件。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的低溫泵，其特征在于，所述旁通流道具備入口部分、寬于該入口部分的中間部分、和窄于該中間部分的出口部分。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的低溫泵，其特征在于，所述旁通流道包含第1間隙和第2間隙，所述第1間隙用于使流體流向與所述排出管道中的流動(dòng)方向相反的方向，所述第2間隙用于使通過第1間隙的流體向所述過濾器的下游合流。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的低溫泵，其特征在于， 所述過濾結(jié)構(gòu)具備夾緊型聯(lián)軸器的定心環(huán)。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的低溫泵，其特征在于，還具備常閉型閥，所述常閉型閥在所述排出管道的流動(dòng)方向上設(shè)置于比所述過濾結(jié)構(gòu)更靠下游，在與所述低溫泵容器的外部相比內(nèi)部為高壓即設(shè)定差壓作用時(shí)，被機(jī)械地開啟。
9.一種過濾器裝置，用于在從低溫泵向外部環(huán)境放出流體的放出管路中使用，其特征在于，具備過濾器，用于從流體中去除異物；及過濾器支承部，將該過濾器支承于放出管路；用于使該過濾器迂回的旁通流道的至少一部分形成于所述過濾器支承部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種低溫泵及過濾裝置，所述低溫泵具有實(shí)用性優(yōu)異的過濾結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的低溫泵具備低溫泵容器(30)，從外部環(huán)境劃定低溫泵內(nèi)部空間；排出管道(82)，連接于低溫泵容器(30)，用于從低溫泵內(nèi)部空間向外部環(huán)境排出流體；以及過濾結(jié)構(gòu)(100)，具備過濾器(102)，用于從排出管道(82)中排出的流體中去除異物；及過濾器安裝部件(108)，用于將過濾器(102)安裝于排出管道(82)，并且用于使過濾器(102)迂回的旁通流道(112)的至少一部分形成于過濾器安裝部件(108)。
文檔編號F04B37/08GK102400887SQ20111026696
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者田中秀和 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社