低温泵、低温泵系统及低温泵的运转开始方法与流程

1.本发明涉及一种低温泵、低温泵系统及低温泵的运转开始方法。


背景技术：

2.低温泵是通过冷凝或吸附将气体分子捕捉于冷却至超低温的低温板而进行排气的真空泵。低温泵通常用于实现半导体电路制造工艺等中要求的清洁的真空环境。低温泵是所谓的气体捕集式真空泵，因此需要定期进行将捕捉到的气体向外部排出的再生。
3.以往技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开平5-263760号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的技术课题
7.为了使不冷凝的氢气等不凝性气体吸附到低温板，低温泵的低温板上具有吸附材料。典型的吸附材料为活性炭，并且在某一用途中，包含氧气或臭氧的气体被低温泵排气。在该情况下，再生中，活性炭可能会暴露于氧气环境中。由于活性炭是可燃物，因此有可能会出于某种原因而产生意外起火。
8.本发明人等为了尽可能地减小安全上的风险，对使用与活性炭不同的代替吸附材料的低温泵的可行性进行了研究。然而，得知这种代替吸附材料与活性炭相比具有容易受使用环境等各种因素的影响而破碎成粉末状的趋向。若吸附材料破损，则低温泵的排气性能会降低。并且，破碎的粉末有可能会飞散而侵入低温泵的构成部件从而给该部件带来不良影响。例如，吸附材料的粉末可能会卡入附属于低温泵或与其连接的阀中，会导致阀泄漏。
9.本发明的一实施方式的示例性目的之一在于，提供一种搭载有排出不凝性气体的代替吸附材料的新的低温泵。
10.用于解决技术课题的手段
11.根据本发明的一实施方式，低温泵具备：低温泵壳体；低温板，配置于低温泵壳体内且具备不燃性吸附材料；加热装置，对不燃性吸附材料及低温板进行加热；吹扫阀，安装在低温泵壳体上且将低温泵壳体连接于吹扫气体源；粗抽阀，安装在低温泵壳体上且将低温泵壳体连接于粗抽泵；传感器，生成表示不燃性吸附材料的温度或低温泵壳体的内压的测量信号；及控制器，接收再生开始指令，并根据测量信号控制加热装置、吹扫阀及粗抽阀中的至少一个，以执行(i)升华再生顺序或(i i)脱水顺序中的任一个顺序，所述升华再生顺序构成为，通过使不燃性吸附材料暴露于真空环境，使水从不燃性吸附材料升华，所述脱水顺序构成为，通过使不燃性吸附材料在室温或比其更高的温度下暴露于压力比真空环境更高的干燥环境，使不燃性吸附材料脱水。
12.根据本发明的一实施方式，低温泵具备：低温泵壳体；低温板，配置于低温泵壳体
内且具备不燃性吸附材料；加热装置，对不燃性吸附材料及低温板进行加热；吹扫阀，安装在低温泵壳体上且将低温泵壳体连接于吹扫气体源；粗抽阀，安装在低温泵壳体上且将低温泵壳体连接于粗抽泵；及控制器，按照脱水顺序控制加热装置、吹扫阀及粗抽阀中的至少一个，并控制粗抽阀以在脱水顺序之后在低温泵壳体生成真空环境。脱水顺序构成为，通过使不燃性吸附材料在室温或比其更高的温度下暴露于压力比真空环境更高的干燥环境，使不燃性吸附材料脱水。
13.根据本发明的一实施方式，低温泵具备：不燃性吸附材料；及控制器，控制器为了开始低温泵的真空排气运转而依次执行如下步骤：通过使不燃性吸附材料在室温或比其更高的温度下暴露于干燥环境，使不燃性吸附材料脱水；不燃性吸附材料的脱水之后，对不燃性吸附材料的周围环境进行真空排气；及在真空环境下将不燃性吸附材料冷却至超低温。
14.根据本发明的一实施方式，提供一种低温泵的运转开始方法。低温泵具有不燃性吸附材料。运转开始方法具备如下步骤：通过使不燃性吸附材料在室温或比其更高的温度下暴露于干燥环境，使不燃性吸附材料脱水；不燃性吸附材料的脱水之后，对不燃性吸附材料的周围环境进行真空排气；及在真空环境下将不燃性吸附材料冷却至超低温。
15.另外，以上构成要件的任意组合或在方法、装置、系统等之间相互替换本发明的构成要件或表达的方式也作为本发明的方式而有效。
16.发明效果
17.根据本发明，能够提供一种搭载有排出不凝性气体的代替吸附材料的新的低温泵。
附图说明
18.图1是概略地表示一实施方式所涉及的低温泵的图。
19.图2是表示一实施方式所涉及的能够用作形成吸附区域的不燃性吸附材料的硅胶的代表性物性的表。
20.图3是表示基于加热的硅胶的吸湿率的变化的曲线图。
21.图4是表示基于吹扫气体流动的硅胶的吸湿率的变化的曲线图。
22.图5是表示低压干燥环境下的硅胶的吸湿率的变化的曲线图。
23.图6是例示实施方式所涉及的低温泵的运转开始方法的流程图。
24.图7是一实施方式所涉及的低温泵的框图。
25.图8是表示一实施方式所涉及的低温泵再生方法的概略的流程图。
26.图9是表示图8所示的升华再生顺序的流程图。
27.图10是表示图8所示的脱水顺序的流程图。
28.图11是表示图8所示的再生方法中的温度及压力的经时变化的一例的图。
29.图12是概略地表示一实施方式所涉及的低温泵系统的图。
具体实施方式
30.以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在以下说明中，对同一要件标注同一符号，并适当省略重复说明。并且，以下叙述的结构仅为示例，其并不对本发明的范围作任何限定。并且，为了便于说明，在以下说明中参考的附图中，适当设定各构成
构件的大小或厚度，其并非一定是实际尺寸或比率。
31.图1中概略地示出了一实施方式所涉及的低温泵10。低温泵10例如安装在离子注入装置、溅射装置、蒸镀装置或其他真空处理装置的真空腔室，并用于将真空腔室内部的真空度提高至所期望的真空处理中要求的水平。低温泵10具有用于从真空腔室接收待排出的气体的进气口12。气体通过进气口12进入到低温泵10的内部空间14。
32.另外，以下为了更通俗易懂地表示低温泵10的构成要件之间的位置关系，有时使用“轴向”、“径向”等术语。轴向表示通过进气口12的方向(图1中，沿中心轴a的方向)，径向表示沿着进气口12的方向(与中心轴a垂直的方向)。为方便起见，有时将轴向上相对靠近进气口12的一侧称为“上”，相对远离进气口12的一侧称为“下”。即，有时将相对远离低温泵10的底部的一侧称为“上”，相对靠近低温泵10的底部的一侧称为“下”。关于径向，有时将靠近进气口12的中心(图1中为中心轴a)的一侧称为“内”，将靠近进气口12的周缘的一侧称为“外”。另外，这种表达形式与低温泵10安装于真空腔室时的配置无关。例如，低温泵10也可以以进气口12沿铅垂方向朝下的方式安装于真空腔室。
33.并且，有时将围绕轴向的方向称为“周向”。周向为沿进气口12的第2方向，是与径向正交的切线方向。
34.低温泵10具备制冷机16、第1低温板单元18、第2低温板单元20及低温泵壳体70。第1低温板单元18还可称为高温低温板部或100k部。第2低温板单元20还可称为低温低温板部或10k部。
35.制冷机16例如为吉福德-麦克马洪式制冷机(所谓的gm制冷机)等超低温制冷机。制冷机16为二级式制冷机。因此，制冷机16具备第1冷却台22及第2冷却台24。制冷机16构成为，将第1冷却台22冷却至第1冷却温度，将第2冷却台24冷却至第2冷却温度。第2冷却温度为比第1冷却温度低的温度。例如，第1冷却台22被冷却至65k～120k左右，优选被冷却至80k～100k，第2冷却台24冷却至10k～20k左右。第1冷却台22及第2冷却台24还可分别称为高温冷却台及低温冷却台。
36.并且，制冷机16具备制冷机结构部21，该制冷机结构部21将第2冷却台24结构性地支承在第1冷却台22并且将第1冷却台22结构性地支承在制冷机16的室温部26。因此，制冷机结构部21具备沿着径向以同轴方式延伸的第1缸体23及第2缸体25。第1缸体23将制冷机16的室温部26连接于第1冷却台22。第2缸体25将第1冷却台22连接于第2冷却台24。室温部26、第1缸体23、第1冷却台22、第2缸体25及第2冷却台24依次直线状排列成一列。
37.在第1缸体23及第2缸体25的内部分别配设有能够往复移动的第1置换器及第2置换器(未图示)。在第1置换器及第2置换器中分别组装有第1蓄冷器及第2蓄冷器(未图示)。并且，室温部26具有用于使第1置换器及第2置换器往复移动的驱动机构(未图标)。驱动机构包括流路切换机构，该流路切换机构切换工作气体的流路以便周期性地重复向制冷机16的内部供给工作气体(例如，氦气)及从制冷机16的内部排出工作气体。
38.制冷机16连接于工作气体的压缩机(未图示)。制冷机16使通过压缩机加压的工作气体在制冷机16的内部膨胀从而对第1冷却台22及第2冷却台24进行冷却。膨胀的工作气体回收至压缩机并重新被加压。制冷机16通过重复进行包括工作气体的供给及排出以及与该工作气体的供给及排出同步的第1置换器及第2置换器的往复移动的热循环从而产生寒冷。
39.图示的低温泵10为所谓的卧式低温泵。卧式低温泵通常是指：制冷机16配设成与
低温泵10的中心轴a交叉的(通常为正交)的低温泵。
40.第1低温板单元18具备放射屏蔽件30和入口低温板32，其包围第2低温板单元20。第1低温板单元18提供用于从来自低温泵10的外部或低温泵壳体70的辐射热保护第2低温板单元20的超低温表面。第1低温板单元18与第1冷却台22热连接。因此，第1低温板单元18被冷却至第1冷却温度。第1低温板单元18与第2低温板单元20之间具有间隙，第1低温板单元18并未与第2低温板单元20接触。第1低温板单元18也未与低温泵壳体70接触。
41.第1低温板单元18还可称为冷凝低温板。第2低温板单元20还可称为吸附低温板。
42.放射屏蔽件30是为了从来自低温泵壳体70的辐射热保护第2低温板单元20而设置的。放射屏蔽件30存在于低温泵壳体70与第2低温板单元20之间，并且包围第2低温板单元20。放射屏蔽件30具有用于从低温泵10的外部接收气体进入内部空间14的屏蔽件主开口34。屏蔽件主开口34位于进气口12。
43.放射屏蔽件30具备：屏蔽件前端36，其确定屏蔽件主开口34；屏蔽件底部38，位于与屏蔽件主开口34相反的一侧；及屏蔽件侧部40，将屏蔽件前端36连接于屏蔽件底部38。屏蔽件侧部40沿轴向从屏蔽件前端36朝向与屏蔽件主开口34相反的一侧延伸，并且以包围第2冷却台24的方式沿周向延伸。
44.屏蔽件侧部40具有供制冷机结构部21插入的屏蔽件侧部开口44。第2冷却台24及第2缸体25从放射屏蔽件30的外部通过屏蔽件侧部开口44插入到放射屏蔽件30中。屏蔽件侧部开口44为形成于屏蔽件侧部40的安装孔，其形状例如为圆形。第1冷却台22配置于放射屏蔽件30的外部。
45.屏蔽件侧部40具备制冷机16的安装座46。安装座46为用于将第1冷却台22安装在放射屏蔽件30的平坦部分，从放射屏蔽件30的外部观察时，其稍微凹陷。安装座46形成屏蔽件侧部开口44的外周。通过将第1冷却台22安装于安装座46，放射屏蔽件30与第1冷却台22热连接。
46.在一实施方式中，放射屏蔽件30也可以经由追加的导热构件而与第1冷却台22热连接，从而代替上述直接将放射屏蔽件30安装于第1冷却台22。
47.在图示的实施方式中，放射屏蔽件30一体地形成为筒状。取而代之，放射屏蔽件30也可以构成为通过组合多个部件而使其整体成为筒状。这些多个部件可以配设成彼此之间具有间隙。例如，放射屏蔽件30可以在轴向上分割为两个部分。
48.入口低温板32为了从来自低温泵10的外部的热源(例如，安装有低温泵10的真空腔室内的热源)的辐射热保护第2低温板元件20而设置于进气口12(或屏蔽件主开口34，下同)。并且，在入口低温板32的冷却温度下冷凝的气体(例如，水分)捕捉到该入口低温板32的表面。
49.入口低温板32配置在进气口12处的与第2低温板元件20相对应的部位。入口低温板32占据进气口12的开口面积的至少中心部分。入口低温板32具备能够配设于进气口12的平面结构。入口低温板32例如可以具备形成为同心圆状或格子状的百叶窗或人字形板，也可以具备平板(例如，圆板)状的板体。
50.入口低温板32通过安装部件(未图示)安装于屏蔽件前端36。如此，入口低温板32固定于放射屏蔽件30，从而与放射屏蔽件30热连接。入口低温板32靠近第2低温板单元20但并未与第2低温板单元20接触。
51.第2低温板单元20设置于低温泵10的内部空间14的中心部。第2低温板单元20具备多个低温板60和板安装部件62。板安装部件62从第2冷却台24沿轴向朝上及朝下延伸。第2低温板单元20经由板安装部件62安装于第2冷却台24。由此，第2低温板单元20与第2冷却台24热连接。因此，第2低温板单元20被冷却至第2冷却温度。
52.多个低温板60沿从屏蔽件主开口34朝向屏蔽件底部38的方向(即，沿中心轴a)排列在板安装部件62上。多个低温板60分别为沿与中心轴a垂直的方向延伸的平板(例如，圆板)，其彼此平行地安装于板安装部件62上。另外，低温板60并不只限定于平板，其形状并不受特别限定。例如，低温板60也可以具有倒圆锥台状或圆锥台状的形状。
53.多个低温板60可以如图1所示分别具有相同的形状，也可以具有不同的形状(例如，不同直径)。多个低温板60中的某一个低温板60的形状可以与在上方与其相邻的低温板60的形状相同，或者更大。并且，多个低温板60彼此之间的间隔可以如图1所示恒定，也可以彼此不同。
54.在第2低温板单元20中，至少在一部分表面上配置有不燃性吸附材料64。不燃性吸附材料64是为了通过吸附而捕捉不凝性气体(例如，氢气)而设置的，其在低温板60上形成吸附区域。吸附区域可以形成于成为在上方相邻的低温板60的阴影的部位，因而从进气口12看不见吸附区域。例如，吸附区域形成于低温板60的下表面(背面)的整个区域。并且，吸附区域也可以形成于低温板60的上表面(前面)的至少中心部。
55.不燃性吸附材料64可以是颗粒状的吸附材料，可以通过将其粘接于低温板60的表面而形成吸附区域。吸附材料的粒径例如可以是2mm至5mm。如此一来，制造时的粘接作业变得容易。
56.在该实施方式中，不燃性吸附材料64含有硅胶作为主要成分。不燃性吸附材料64可以含有至少约50质量百分比的硅胶，或至少约60质量百分比的硅胶，或至少约70质量百分比的硅胶，或至少约80质量百分比的硅胶，或至少约90质量百分比的硅胶。不燃性吸附材料64也可以实质上全部都是硅胶。硅胶以二氧化硅作为主要成分，因此不会与氧气进行化学反应。
57.如此，吸附区域由无机物构成的多孔体形成，其不包含有机物。与典型的低温泵不同，低温泵10不包含活性炭。
58.作为与多孔体的吸附特性相关的代表性参数，有平均细孔直径、填充密度、细孔容积及比表面积。通常能够入手的硅胶有几种类型，例如有a型硅胶、b型硅胶、n型硅胶、rd型硅胶、id型硅胶。因此，图2中示出了各类型硅胶的上述四个参数。
59.本发明人通过将各类型的颗粒状的硅胶粘接于低温板60从而在低温板60上形成了吸附区域，并在相同的条件下测量了氢气的吸留量。其结果确认到，与b型硅胶及id型硅胶相比，在a型硅胶、rd型硅胶、n型硅胶中吸附有更多的氢气。针对a型硅胶、n型硅胶及rd型硅胶，吸附区域的每单位面积的氢气吸留量的测量结果如下。
60.a型硅胶：251(l/m2)
61.rd型硅胶：195(l/m2)
62.n型硅胶：179(l/m2)
63.因此，可以认为a型硅胶、rd型硅胶及n型硅胶适合用作低温泵10中使用的不凝性气体的吸附材料。在所要求的吸留量较少的用途中，也可以将b型硅胶及id型硅胶用作不凝
性气体的吸附材料。
64.根据以下两个理由，可以认为吸附材料的平均细孔直径越小则基于该吸附材料的不凝性气体的吸留量就越大。第1个理由在于，细孔的直径越小，吸附材料表面上的每单位面积的细孔数越多。其结果，供气体吸附的表面积变大，气体分子变得容易被吸附。
65.并且，吸附是基于吸附材料的表面与气体分子之间的物理相互作用(例如，分子间力)而产生的。细孔的直径越小，细孔的尺寸越接近气体分子的大小。如此一来，在气体分子进入到细孔内的情况下，以气体分子为中心的能够产生相互作用的距离范围内存在细孔的内壁面的可能性变高。气体分子与细孔的壁面之间的相互作用变得容易产生，气体分子变得容易被吸附。这便是第2个理由。
66.根据这样的见解，为了得到良好的不凝性气体的吸附特性，硅胶优选具有3.0nm以下的平均细孔直径。并且，氢分子的大小大致为0.1nm，因此硅胶优选具有比其大的平均细孔直径(例如，具有0.5nm以上的平均细孔直径)。
67.硅胶更优选具有2.0nm至3.0nm的平均细孔直径。由图2可知，a型硅胶、rd型硅胶及n型硅胶具有该优选范围内的平均细孔直径。b型硅胶及id型硅胶的平均细孔直径则远大于该范围。
68.若比较a型硅胶、rd型硅胶及n型硅胶的平均细孔直径，则a型硅胶的平均细孔直径大于其他两种类型的硅胶的平均细孔直径。但是，如上所述，a型硅胶的每单位面积的氢气吸留量大于其他两种类型的硅胶的每单位面积的氢气吸留量。如此，a型硅胶能够获得良好的结果的理由是因为a型硅胶更容易入手均匀形状的颗粒状的硅胶。均匀的颗粒状的硅胶容易紧密地排列粘接于低温板表面。因此，与无规则形状的颗粒状的硅胶相比，能够将a型硅胶高密度地设置于低温板60上，从而能够提高吸留量。
69.并且，硅胶除了具有上述范围的平均细孔直径之外，还优选具有0.7～0.9g/ml的填充密度、0.25～0.45ml/g的细孔容积、550～750m2/g的比表面积。若采用具有这种物性的硅胶，则可期待与a型硅胶、rd型硅胶及n型硅胶同样具有良好的吸附特性。
70.在第2低温板单元20的至少一部分表面形成有用于将冷凝性气体通过冷凝进行捕捉的冷凝区域66。冷凝区域66例如为低温板表面上的未粘接吸附材料的区域，其暴露有低温板基材表面(例如，金属面)。例如，低温板60的上表面的外周部可以是冷凝区域66。
71.低温泵壳体70是容纳第1低温板单元18、第2低温板单元20及制冷机16的低温泵10的壳体，并且是以保持内部空间14的真空气密的方式构成的真空容器。低温泵壳体70以非接触的方式包围第1低温板单元18及制冷机结构部21。低温泵壳体70安装于制冷机16的室温部26。
72.低温泵壳体70的前端划定进气口12。低温泵壳体70具备从其前端朝向径向外侧延伸的进气口凸缘72。进气口凸缘72遍及低温泵壳体70的整周而设置。低温泵10利用进气口凸缘72安装于真空排气对象的真空腔室。
73.在低温泵壳体70上安装有粗抽阀80、吹扫阀84及排气阀88。
74.粗抽阀80与粗抽泵82连接。通过使粗抽阀80开闭，使粗抽泵82与低温泵10连通或断开。通过使粗抽阀80开启，使粗抽泵82与低温泵壳体70连通，通过使粗抽阀80关闭，使粗抽泵82与低温泵壳体70断开。通过使粗抽阀80开启并使粗抽泵82工作，能够对低温泵10的内部进行减压。
75.粗抽泵82是用于对低温泵10进行抽真空的真空泵。粗抽泵82是用于向低温泵10提供低温泵10的动作压力范围的低真空区域，换言之，提供低温泵10的动作开始压力(即，基础压力水平)的真空泵。粗抽泵82能够使低温泵壳体70从大气压减压至基础压力水平。基础压力水平相当于粗抽泵82的高真空区域，其包含于粗抽泵82与低温泵10的动作压力范围的重复部分。基础压力水平例如为1pa以上且50pa以下的范围(例如，10pa左右)。
76.典型地，粗抽泵82设置成与低温泵10不同的另一真空装置，例如构成包括供低温泵10连接的真空腔室的真空系统的一部分。低温泵10是真空腔室的主泵，粗抽泵82是辅助泵。
77.吹扫阀84与包含吹扫气体源86的吹扫气体供给装置连接。通过使吹扫阀84开闭，使吹扫气体源86与低温泵10连通或断开，从而控制吹扫气体向低温泵10的供给。通过使吹扫阀84开启，允许吹扫气体从吹扫气体源86流向低温泵壳体70。通过使吹扫阀84关闭，切断吹扫气体从吹扫气体源86流向低温泵壳体70。通过使吹扫阀84开启从而使吹扫气体从吹扫气体源86导入低温泵壳体70，能够使低温泵10的内部升压。供给的吹扫气体通过粗抽阀80而从低温泵10排出。
78.吹扫气体的温度例如被调整为室温，但是，在一实施方式中，吹扫气体也可以是被加热为比室温更高的气体，或者是比室温稍微低温的气体。在本说明书中，室温是选自10℃～30℃的范围或15℃～25℃的范围的温度，例如约为20℃。吹扫气体例如为氮气。吹扫气体也可以是干燥气体。
79.排气阀88是为了从低温泵10的内部向外部环境排出流体而设置的。排气阀88通常是关闭的，但可以基于外部压力与低温泵壳体70的内压之间的压力差而机械性地开阀。通过使排气阀88开阀，能够将在低温泵壳体70的内部产生的正压释放到外部。从排气阀88排出的流体基本上为气体，但也可以是液体或气液混合物。
80.低温泵10设置有对不燃性吸附材料64及低温板60进行加热的加热装置。加热装置例如为制冷机16。制冷机16可以进行升温运转(所谓的逆向升温)。即，制冷机16构成为如下：在设置于室温部26的驱动机构朝向冷却运转时的反方向进行动作时，使工作气体产生绝热压缩。制冷机16通过如此得到的压缩热来加热第1冷却台22及第2冷却台24。第1低温板单元18及第2低温板单元20分别以第1冷却台22及第2冷却台24作为热源而被加热。
81.在供给加热的吹扫气体的情况下，可视为吹扫阀84构成加热装置的一部分。或者，也可以在低温泵10设置例如电加热器等加热装置。例如，可以将相对于制冷机16的运转能够独立控制的电加热器安装于制冷机16的第1冷却台22和/或第2冷却台24。
82.低温泵10具备用于测量第1冷却台22的温度的第1温度传感器90及用于测量第2冷却台24的温度的第2温度传感器92。第1温度传感器90安装在第1冷却台22上。第2温度传感器92安装在第2冷却台24上。因此，第1温度传感器90能够测量第1低温板单元18的温度，第2温度传感器92能够测量第2低温板单元20的温度。第2温度传感器92的测量温度可视为表示不燃性吸附材料64的温度。并且，在低温泵10的开始运转前那样低温泵10整体的温度均匀(例如室温)的情况下，第1温度传感器90的测量温度可视为表示不燃性吸附材料64的温度。
83.并且，在低温泵壳体70的内部设置有压力传感器94。压力传感器94例如设置于第1低温板单元18的外侧且制冷机16的附近。压力传感器94能够测量低温泵壳体70的内压。
84.低温泵10具备控制低温泵10的运转(例如，真空排气运转、再生运转等)的控制器
100。控制器100还可称为低温泵控制器或者再生控制器。
85.控制器100构成为，能够执行用于使不燃性吸附材料64干燥的脱水顺序(以下还称为基本脱水顺序)(详细内容将在后面叙述)。脱水顺序构成为，使不燃性吸附材料64在室温或比其更高的温度下暴露于压力比真空环境更高的(例如至少1000pa)干燥环境从而使不燃性吸附材料64脱水。控制器100按照脱水顺序控制加热装置、吹扫阀84、粗抽阀80中的至少一个。控制器100控制粗抽阀80以在脱水顺序之后在低温泵壳体70生成真空环境(例如小于100p a)。控制器100控制制冷机16以在该真空环境下提供超低温冷却。
86.如本说明书开头处所述，以往典型的低温泵使用活性炭作为吸附材料，而且在某一用途中，含有氧气或臭氧的气体被低温泵排气。该情况下，在再生中，活性炭会暴露于氧气环境中。由于活性炭是可燃物，因此有可能会受到某些因素的影响而意外起火。为了降低产生事故的可能性，避免多种危险因素并存是非常重要的。
87.根据实施方式，低温泵10具有不燃性吸附材料64，因此，即使存在氧气，也能够可靠地防止吸附材料起火及燃烧。与以往不同，能够避免多种危险因素(活性炭与氧气)的并存，从而能够消除起火的风险。因此，低温泵10的安全性得到提高。能够提供适于待排出气体中包含氧气的用途的低温泵10。
88.不燃性吸附材料64并不只限于硅胶。作为不燃性吸附材料64，还可考虑使用分子筛等其他无机多孔体。只要是无机吸附材料，则安全性同样得到提高。
89.若像本实施方式那样使用硅胶，则具有低温泵10的再生变得容易的优点。多孔体的吸附特性通常具有温度依赖性，即温度越高吸附量越低。即，若多孔体被加热，则吸附于多孔体的气体变得容易被释放。与其他无机多孔体相比，硅胶在高温下的吸附特性的下降显著大。因此，含有硅胶的不燃性吸附材料64容易进行再生。
90.然而，低温泵10从制造商出厂时，以在进气口12安装有盖子的状态配送至使用者。低温泵10内可以填充有氮气或其他清洁的干燥气体。送到使用者的低温泵10以盖上盖子的状态保管。使用者在使用低温泵10的现场从进气口12取下盖子并将低温泵10安装在真空腔室。之后，粗抽泵82通过粗抽阀80将低温泵10真空抽吸至基础压力(例如，小于100pa的微小压力)，制冷机16开始冷却运转。第1低温板单元18、第2低温板单元20被冷却至超低温，低温泵10开始真空排气运转。
91.若使用者的保管方式不当(以从低温泵10取下盖子的状态放置等)，则不燃性吸附材料64会长时间接触大气，有可能会吸附大量的水分。若保管不当导致不燃性吸附材料64长期暴露于大气，则不燃性吸附材料64的吸湿率(质量比，例如每1g不燃性吸附材料64的吸水量)可能会至少达到30％。
92.本发明人发现，若在这样的情况下为了开始运转而将低温泵10进行真空抽吸，则会产生至今不为所知的现象，例如，不燃性吸附材料64会立即破碎成粉末状等。作为吸附材料具有活性炭的以往的低温泵中不会产生该现象。
93.这是问题。若不燃性吸附材料64破损，则低温泵的不凝性气体的排气性能会降低。并且，若不燃性吸附材料64的破碎粉末卡入粗抽阀80及吹扫阀84等附属于低温泵10或与低温泵10连接的阀中，则有可能会导致阀泄漏。若粗抽阀80及吹扫阀84出现泄漏，则低温泵10内部无法维持真空，需要进行阀的更换等维护。破碎的粉末还有可能侵入传感器等低温泵10的其他构成部件而对该部件带来不良影响。
94.可以认为该新现象的产生机理如下：通过真空抽吸，不燃性吸附材料64的周围被急速减压，使得水分从不燃性吸附材料64急剧气化而脱离，导致吸附材料内部产生局部冷却和热应力，其结果，不燃性吸附材料64被破坏。这种粉碎在不燃性吸附材料64由硅胶形成的情况下显著，但是，其他无机吸附材料(例如沸石等)也有可能基于相同机理而产生这种粉碎。
95.本发明人通过实验发现，只要将不燃性吸附材料64的吸湿率设为小于24％(优选小于20％)，则能够防止真空抽吸引起的不燃性吸附材料64的粉碎。因此，在实施方式中，低温泵10构成为，为了开始低温泵10的真空排气运转而执行使不燃性吸附材料64干燥的脱水顺序。干燥条件设定为，将不燃性吸附材料64的吸湿率降低至小于24％(优选小于20％)。干燥条件可以包括加热温度、干燥环境的压力及干燥时间中的至少一个。
96.图3是表示基于加热的硅胶的吸湿率的变化的曲线图。该曲线图是本发明人通过实验获得的结果，图3中描绘出了利用干燥炉将硅胶加热至规定的干燥温度的情况下的吸湿率的经时变化。初始吸湿率设为30％，这是模拟了设置于低温泵的硅胶长期暴露于大气中而吸附了大量水分的状态。以80℃、60℃、50℃这三种干燥温度在大气压下进行了试验。
97.不管在哪种干燥温度下，吸湿率都会随着时间的经过而降低，水分从硅胶脱离。干燥温度越高，吸湿率降低得越快。在80℃的干燥温度下，吸湿率从开始干燥起在约20～25分钟内降低至约24％，在约35～40分钟内就会降低至约20％。在60℃的干燥温度下，吸湿率在约50分钟内降低至约24％，在约90分钟内降低至约20％。在50℃的干燥温度下，吸湿率在约140分钟内降低至约24％，在约250分钟内降低只约20％。
98.因此，从该实验结果可知，在硅胶的脱水中将干燥温度最低设为50℃才有效。干燥时间越短，更有利于实用。只要将干燥温度最低设为60℃，则能够在约1小时以内的干燥时间内使吸湿率降低至约24％以下。并且，只要将干燥温度最低设为80℃，则能够在约30分钟以内的干燥时间内使吸湿率降低至约24％以下。
99.因此，不燃性吸附材料64的干燥温度(目标加热温度)可以是比室温更高的温度(例如，30℃以上或40℃以上)，优选地，可以是最低50℃(例如，60℃以上或70℃以上)，更优选地，可以是最低80℃(例如，90℃以上)。
100.若将干燥温度设定得过高，则会出现会超过低温泵10的耐热温度的风险。因此，干燥温度可以是130℃以下，或120℃以下，或110℃以下，或100℃以下，或95℃以下。
101.图4是表示基于吹扫气体流动的硅胶的吸湿率的变化的曲线图。该曲线图也是本发明人通过实验获得的结果，图4中描绘出了以规定的吹扫气体流量将吹扫气体供给至容器从而使硅胶干燥时的吸湿率的经时变化。吹扫气体为干燥氮气。初始吸湿率为30％。以90slm(standard liter/min)、44slm、28slm这三种吹扫气体流量在非加热的条件下(即室温)进行了试验。
102.不管在哪种吹扫气体流量下，吸湿率都随着时间的经过而降低，水分从硅胶脱离。吹扫气体流量越多，吸湿率降低得越快。如图4所示，例如在吹扫气体流量为90slm时，吸湿率在约40分钟内降低至约24％，在约70分钟内降低至约20％。从该实验结果可知，吹扫气体的供给对硅胶的脱水有效。脱水中无需加热，仅供给吹扫气体便可。
103.图5是表示低压干燥环境下的硅胶的吸湿率的变化的曲线图。该曲线图是本发明人通过实验获得的结果，图5中描绘出了将硅胶保持在1000～1100pa的低压干燥环境下时
的吸湿率的经时变化。同样地，初始吸湿率为30％。既没有对干燥环境进行吹扫气体的供给，也没有进行加热。
104.通过将干燥环境设为比大气压更低压，吸湿率也随着时间的经过而降低，水分从硅胶脱离。如图5所示，在1000～1100pa的低压干燥环境下，吸湿率在约200分钟内降低至约24％，在约400分钟内降低至约20％。此时，未发现硅胶破碎。从该实验结果可知，将干燥环境设为比大气压更低压对硅胶的脱水有效。干燥环境的压力例如可以是至少1000pa、或至少0.1气压、或至少1气压。
105.图6是例示实施方式所涉及的低温泵10的运转开始方法的流程图。该方法具备通过将不燃性吸附材料64在室温或比其更高温下暴露于干燥环境从而使不燃性吸附材料64脱水的步骤(s10)。如上所述，干燥条件设定为，使不燃性吸附材料64的吸湿率降低至小于24％(优选为小于20％)。
106.不燃性吸附材料64的脱水工序包括通过如下步骤中的至少一个步骤来在不燃性吸附材料64的周围形成干燥环境的步骤：将不燃性吸附材料64加热至比室温更高的干燥温度(例如，50℃以上或80℃以上)；向低温泵壳体70供给吹扫气体；及将低温泵壳体70保持在比1000pa更高的压力(例如，大气压以上的压力)。不燃性吸附材料64被加热装置(例如，制冷机16的逆向升温、高温吹扫气体的供给或设置于制冷机16或低温板60的电加热器的工作)加热。吹扫阀84控制吹扫气体的供给。粗抽阀80控制低温泵壳体70的减压。
107.在进行了不燃性吸附材料64的脱水(s10)之后，进行不燃性吸附材料64的周围环境的真空排气(s20)。开启粗抽阀80使粗抽泵82工作。粗抽泵82通过粗抽阀80将低温泵壳体70粗抽至基础压力。如上所述，基础压力例如小于100pa。在不燃性吸附材料64的周围形成真空环境。
108.将不燃性吸附材料64在真空环境下冷却至超低温(s30)。制冷机16开始冷却运转，第1冷却台22及第2冷却台24分别被冷却至第1冷却温度及第2冷却温度。因此，分别与第1冷却台22及第2冷却台24热连接的第1低温板单元18及第2低温板单元20也分别被冷却至第1冷却温度及第2冷却温度。不燃性吸附材料64设置于第2低温板单元20，因此不燃性吸附材料64也被冷却至第2冷却温度。
109.实施方式所涉及的控制器100构成为执行图6所示的低温泵10的运转开始方法。为了开始低温泵10的真空排气运转，控制器100构成为依次执行如下步骤：(a)使不燃性吸附材料64在室温或比其更高的温度下暴露于干燥环境从而使不燃性吸附材料64脱水；(b)在进行了不燃性吸附材料64的脱水之后，对不燃性吸附材料64的周围环境进行真空排气；及(c)在真空环境下将不燃性吸附材料64冷却至超低温。
110.如此，低温泵10开始真空排气运转。入口低温板32冷却从真空腔室朝向低温泵10飞来的气体。在第1冷却温度下蒸气压充分降低的(例如10-8
pa以下的)气体在入口低温板32的表面冷凝。该气体也可称为第1种气体。第1种气体例如为水蒸气。如此，入口低温板32能够排出第1种气体。在第1冷却温度下蒸气压未充分降低的气体的一部分从进气口12进入到内部空间14。或者气体的另一部分被入口低温板32反射而未进入内部空间14。
111.进入到内部空间14的气体被第2低温板单元20冷却。在第2冷却温度下蒸气压充分降低的(例如10-8
pa以下的)气体在第2低温板单元20的表面冷凝。该气体也可称为第2种气体。第2种气体例如为氩气。如此，第2低温板单元20能够排出第2种气体。
112.在第2冷却温度下蒸气压未充分降低的气体被第2低温板单元20的吸附材料吸收。该气体也可称为第3种气体。第3种气体被称为不凝性气体，例如为氢气。如此，第2低温板单元20能够排出第3种气体。由此，低温泵10能够通过冷凝或吸附来排出各种气体，从而能够使真空腔室的真空度达到所期望的水平。
113.通过持续进行排气运转，气体会逐渐积蓄在低温泵10。为了将所积蓄的气体排出到外部，需要进行低温泵10的再生。被低温泵排气的气体中含有水蒸气的情况并不罕见。在低温泵10的真空排气运转中，水蒸气冷凝于第1低温板单元18而变成冰。在再生中，低温泵10被加热至室温或比其更高的温度(例如290k～330k)，因此冰会融化成水。有可能会出现水滴在吸附材料上的情况。
114.硅胶为具有oh基的亲水性材料的一种。若这种亲水性吸附材料接触到液态水，则在吸附材料的分子与水分子之间容易形成氢键。氢键是强键，因此吸附材料的脱水需要很长的时间，可以预料到再生时间会变长。这并不可取。而且，硅胶具有浸渍于液态水中就会变脆并且之后会自然破碎的性质。因此，在不燃性吸附材料64含有硅胶的情况下，特别期望避免与液态水接触。另外，以往经常使用的活性炭与硅胶不同为疏水性材料。
115.因此，低温泵10的再生可以使冰升华以使其不经过液态水而直接气化为水蒸气从而将其排出到外部。以下对将不燃性吸附材料64的脱水顺序组合到这样的升华再生中来实现的实施方式进行说明。
116.图7是一实施方式所涉及的低温泵10的框图。
117.第1温度传感器90定期测量第1低温板单元18的温度，并生成表示第1低温板单元18的测量温度的第1温度测量信号s1。第1温度传感器90与控制器100通信连接，并将第1温度测量信号s1输出到控制器100。第2温度传感器92定期测量第2低温板单元20的温度，并生成表示第2低温板单元20的测量温度的第2温度测量信号s2。第2温度传感器92与控制器100通信连接，并将第2温度测量信号s2输出到控制器100。
118.压力传感器94定期测量低温泵壳体70的内压，并生成表示低温泵壳体70的内压的压力测量信号s3。压力传感器94与控制器100通信连接，并将压力测量信号s3输出到控制器100。
119.控制器100构成为，接收第1温度测量信号s1、第2温度测量信号s2及压力测量信号s3。控制器100构成为，根据第1温度测量信号s1、第2温度测量信号s2及压力测量信号s3中的至少一个信号来生成制冷机控制信号s4、粗抽阀控制信号s5及吹扫阀控制信号s6中的至少一个信号。控制器100构成为，将制冷机控制信号s4发送至制冷机16，将粗抽阀控制信号s5发送至粗抽阀80，将吹扫阀控制信号s6发送至吹扫阀84。
120.制冷机16按照制冷机控制信号s4受控制。制冷机16的冷却运转的开闭或逆向升温运转的开闭、冷却运转与逆向升温运转的切换基于制冷机控制信号s4。并且，制冷机16的运转频率(对应于驱动制冷机16的马达的转速)可以按照制冷机控制信号s4被控制为可变。粗抽阀80按照粗抽阀控制信号s5进行开阀或闭阀。吹扫阀84按照吹扫阀控制信号s6进行开阀或闭阀。并且，控制器100可以以切换设置于低温泵10的加热装置(例如安装在制冷机16的电加热器)的开闭的方式控制加热装置。
121.低温泵10具备存储部102、输入部104及输出部106。存储部102构成为储存与低温泵10的控制相关的数据。存储部102可以是半导体存储器或其他数据存储介质。输入部104
构成为接收来自用户或其他装置的输入。输入部104例如包括用于接收来自用户的输入的鼠标、键盘等输入机构和/或用于与其他装置进行通信的通信机构。输出部106构成为输出与低温泵10的控制相关的数据，其包括显示器或打印机等输出机构。存储部102、输入部104及输出部106分别与控制器100通信连接。
122.控制器100具备升华再生部110和脱水部112。升华再生部110构成为，根据第1温度测量信号s1、第2温度测量信号s2及压力测量信号s3来执行升华再生顺序。脱水部112构成为，根据第1温度测量信号s1、第2温度测量信号s2及压力测量信号s3来执行脱水顺序。升华再生部110可以称为升华再生控制器，脱水部112可以称为脱水控制器。
123.控制器100构成为，接收再生开始指令s7从而开始低温泵10的再生。再生开始指令s7例如从输入部104输入到控制器100。
124.控制器100在硬件方面能够由以电脑的cpu或存储器为代表的元件或电路来实现，在软件方面则能够由电脑程序等来实现，但是，在图7中适当地示出了通过它们的协作而实现的功能块。本领域技术人员应当可以理解，这些功能块能够通过硬件及软件的组合而以各种形式实现。
125.例如，控制器100可以通过cpu(central processing unit：中央处理单元)、微电脑等的处理器(硬件)和处理器(硬件)所执行的软件程序的组合而实现。这种硬件处理器例如可以由fpga(field pro grammable gate arra y：现场可程序门阵列)等可编程逻辑组件构成，也可以是可编程逻辑控制器(plc)等控制电路。软件程序可以是用于使控制器100执行低温泵10的再生顺序(例如，升华再生顺序、脱水顺序)的计算机程序。
126.图8是表示一实施方式所涉及的低温泵再生方法的概略的流程图。该低温泵再生方法由控制器100执行。控制器100接收再生开始指令s7，并根据表示不燃性吸附材料64的温度的温度测量信号(例如，第1温度测量信号s1及第2温度测量信号s2中的至少一个信号)来控制作为加热装置的制冷机16、吹扫阀84、粗抽阀80，从而执行升华再生顺序或脱水顺序中的任一个顺序。升华再生顺序构成为，使不燃性吸附材料64暴露于真空环境以使水从不燃性吸附材料64升华。脱水顺序构成为，使不燃性吸附材料64在室温或比其更高的温度下暴露于压力比真空环境高的干燥环境，从而不燃性吸附材料64脱水。
127.若接收到再生开始指令s7，则如图8所示，控制器100根据第1温度测量信号s1来判定第1低温板单元18的测量温度(即第1测量温度t1)是否低于第1基准温度tr1(s51)。并且，控制器100根据第2温度测量信号s2来判定第2低温板单元20的测量温度(即第2测量温度t2)是否低于第2基准温度tr2(s52)。
128.这些温度判定的目的在于掌握接收到再生开始指令s7之前的低温泵10的状态。在正在进行低温泵10的真空排气运转的情况下，第1低温板单元18及第2低温板单元20被冷却至超低温。另一方面，在将低温泵10新设置于真空腔室后接下来要开始真空排气运转的情况下，低温泵10处于室温。或者，在出现停电或其他异常状况后恢复需要耗费很长时间的情况下，低温泵10也会从超低温自然升温至室温。因此，为了区分低温泵10是冷却至超低温还是处于室温，第1基准温度tr1和第2基准温度tr2可以设定为例如250k～280k的温度值，例如可以设定为273k。在此，第1基准温度tr1和第2基准温度tr2设定为相同的值，但也可以设定为不同值。
129.若第1测量温度t1低于第1基准温度tr1并且第2测量温度t2低于第2基准温度tr2
(s51的是且s52的是)，则可以视为控制器100接收到再生开始指令s7为止进行了低温泵10的真空排气运转。因此，在该情况下，控制器100的升华再生部110执行升华再生顺序(s100)。
130.另一方面，若第1测量温度t1为第1基准温度tr1以上或第2测量温度t2为第2基准温度tr2以上(s51的否或s52的否)，则可视为低温泵10处于室温。因此，在该情况下，控制器100的脱水部112执行脱水顺序(s200)。脱水顺序之后，控制器100的升华再生部110执行升华再生顺序(s100)。如此，结束低温泵10的再生。若结束再生，则低温泵10开始真空排气运转。
131.如此，控制器100根据表示不燃性吸附材料64的温度的温度测量信号来控制加热装置、吹扫阀84及粗抽阀80中的至少一个，从而在被视为不燃性吸附材料64处于室温的情况下执行脱水顺序。并且，控制器100根据表示不燃性吸附材料64的温度的温度测量信号来控制加热装置、吹扫阀84及粗抽阀80中的至少一个，从而在被视为不燃性吸附材料64处于比室温更低的温度的情况下执行升华再生顺序。
132.另外，控制器100可以在接收到再生开始指令s7后根据压力测量信号s3来控制作为加热装置的制冷机16、吹扫阀84或粗抽阀80，从而执行升华再生顺序或脱水顺序中的任一个顺序。在正在进行低温泵10的真空排气运转的情况下，低温泵壳体70内部呈真空状态。另一方面，在将低温泵10新设置于真空腔室后接下来要开始真空排气运转的情况下，低温泵壳体70内部呈大气压状态。或者，在出现停电或其他异常状况后恢复需要耗费很长时间的情况下，低温泵壳体70内部也会因捕捉到的气体的再气化而从真空升压为大气压(或其以上)。因此，能够从低温泵壳体70的内压掌握低温泵10的状态。
133.或者，控制器100也可以代替来自传感器的测量信号而根据刚接收到再生开始指令s7之前的低温泵10的状态来控制加热装置、吹扫阀及粗抽阀中的至少一个，从而执行升华再生顺序或脱水顺序中的任一个顺序。控制器100也可以构成为，生成表示低温泵10的现在的状态(例如，真空排气运转中、新设置、再生中等)的状态数据并将其保存到存储部102。控制器100也可以在接收到再生开始指令s7之前的状态数据表示真空排气运转的情况下选择升华再生顺序，在接收到再生开始指令s7之前的状态数据表示新设置的情况下选择脱水顺序。
134.如此，在不需要脱水顺序的情况下，可以省略脱水顺序。能够防止再生时间变长。
135.图9是表示图8所示的升华再生顺序的流程图。若升华再生顺序开始，则升华再生部110开启吹扫阀84并且关闭粗抽阀80(s101)。吹扫气体从吹扫气体源86通过吹扫阀84后供给到低温泵壳体70。同时，升华再生部110使制冷机16开始逆向升温运转。升华再生部110可以根据第1温度测量信号s1来控制制冷机16的运转频率，以使第1测量温度t1与目标加热温度一致。
136.升华再生部110根据第1温度测量信号s1来比较第1测量温度t1与吹扫停止温度tp(s102)。根据温度比较的结果，升华再生部110控制粗抽阀80及粗抽泵82。若第1测量温度t1低于吹扫停止温度tp(s102的否)，则维持当前的状态。即，开放吹扫阀84且关闭粗抽阀80。升华再生部110在经过了规定时间之后再次比较第1测量温度t1与吹扫停止温度tp(s102)。另外，升华再生部110也可以根据第2温度测量信号s2来比较第2测量温度t2与吹扫停止温度tp。
137.吹扫停止温度tp设定为比水的三相点温度(即273.15k)更低的温度值。吹扫停止温度tp可以设定在水的三相点温度的附近且比其低的温度，例如约230k～270k的范围。吹扫停止温度tp可以设定为250k。
138.若第1测量温度t1高于吹扫停止温度tp(s102的是)，则升华再生部110关闭吹扫阀84且开启粗抽阀80(s103)。如此，在低温板温度超过水的三相点温度之前停止向低温泵10供给吹扫气体。另外，也可以在关闭吹扫阀84之后稍微延迟开放粗抽阀80。升华再生部110使制冷机16继续进行逆向升温运转。
139.接着，升华再生部110判定是否满足粗抽阀关闭条件(s104)。粗抽阀关闭条件包括如下(a1)及(a2)。
140.(a1)低温泵壳体70的测量内压低于压力阈值；
141.(a2)第2低温板单元20的测量温度高于温度阈值。
142.因此，升华再生部110根据压力测量信号s3来比较低温泵壳体70的测量内压与压力阈值。升华再生部110根据第2温度测量信号s2来比较第2测量温度t2与温度阈值。升华再生部110根据这些比较结果来控制粗抽阀80及吹扫阀84。
143.若低温泵壳体70的测量内压高于压力阈值(s104的否)，则维持当前状态。在第2低温板单元20的测量温度低于温度阈值的情况下(s104的否)，也维持当前的状态。即，开放粗抽阀80且关闭吹扫阀84。在经过了规定时间之后，在此判定是否满足粗抽阀关闭条件(s104)。
144.压力阈值例如选自10pa～100pa的压力范围，例如可以是30pa。温度阈值例如选自290k～330k的温度范围，例如可以是300k。
145.若满足粗抽阀关闭条件(s104的是)，即，在低温泵壳体70的测量内压低于压力阈值且第2低温板单元20的测量温度高于温度阈值的情况下，关闭粗抽阀80(s105)。也可以与粗抽阀80的关闭同时或微延迟开放吹扫阀84。
146.在步骤s105中关闭粗抽阀80之后，进行未图示的下一步的排出工序及冷却工序，从而结束升华再生顺序。
147.升华再生顺序是所谓的完全再生，第1低温板单元18和第2低温板单元20均得到再生。因此，低温泵10继续被加热而升温至室温或比室温更高的再生温度(例如290k～330k)。如此，再生中将低温泵10维持在较高的温度有助于再生时间的缩短。
148.另外，实施方式所涉及的低温泵再生适于在低温泵10内冷凝的水的量较少且通过升华而低温泵10的内压不会超过水的三相点压力的情况。在低温泵10内冷凝有大量的水的情况下，通过升华，大量的水蒸气会气化，低温泵10的内压会超过水的三相点压力。在这样的情况下，控制器100可以将低温泵10的温度保持为比水的三相点温度更低的温度，从而代替将低温泵10加热至高于室温的温度。
149.图10是表示图8所示的脱水顺序的流程图。若脱水顺序开始，则脱水部112开启吹扫阀84并且关闭粗抽阀80(s201)。吹扫气体从吹扫气体源86通过吹扫阀84后供给到低温泵壳体70。供给过来的吹扫气体通过排气阀88从低温泵壳体70排出。
150.伴随吹扫阀84的开阀，脱水部112使制冷机16开始逆向升温运转。脱水部112可以根据第2温度测量信号s2来控制制冷机16的运转频率，以使第2测量温度t2与目标加热温度一致。或者，脱水部112也可以根据第1温度测量信号s1来控制制冷机16的运转频率，以使第
1测量温度t1与目标加热温度一致。如上所述，目标加热温度例如设定为50℃以上的温度。
151.接着，脱水部112判定是否满足脱水完成条件(s202)。脱水完成条件包括如下(b1)及(b2)。
152.(b1)第2低温板单元20的测量温度高于温度阈值；
153.(b2)经过了预先设定的干燥时间(脱水等待时间)。
154.因此，脱水部112根据第2温度测量信号s2来比较第2测量温度t2与温度阈值。温度阈值可以与目标加热温度相等。脱水部112测量经过时间并比较经过时间与预先设定的干燥时间。该经过时间例如可以从第2测量温度t2达到温度阈值的时刻起计算，或者可以从再生开始指令s7开始计算。预先设定的干燥时间例如可以设定为10分钟至60分钟(例如30分钟)。脱水部112根据这些比较结果来控制粗抽阀80及吹扫阀84。
155.若第2低温板单元20的测量温度低于温度阈值(s202的否)，则维持当前的状态。在未经过预先设定的干燥时间的情况下(s202的否)，也维持当前的状态。即，开放粗抽阀80且继续保持吹扫阀84的关闭状态。在经过了规定时间之后，在此判定是否满足脱水完成条件(s202)。
156.若满足脱水完成条件(s202的是)，即，在第2低温板单元20的测量温度高于温度阈值且经过了预先设定的干燥时间的情况下，关闭吹扫阀84(s203)。在脱水顺序期间，粗抽阀80保持关闭状态。如此，结束脱水顺序。
157.另外，根据需要(吹扫气体的可供给量有限的情况等)，脱水部112也可以在满足脱水完成条件之前关闭吹扫阀84。
158.图11是表示图8中所示出的再生方法中的温度及压力的经时变化的一例。图中，符号t1、t2分别表示第1低温板单元18及第2低温板单元20的测量温度。温度值示于左侧纵轴。符号p表示低温泵壳体70的测量内压，压力值以对数形式示于右侧纵轴。
159.图示的工序为使低温泵10第一次运转开始的情况。低温泵10整体处于室温，内压呈大气压状态。在再生顺序的开始时刻t0，第1低温板单元18和第2低温板单元20均为约297k。因此，第1测量温度t1高于第1基准温度tr1，第2测量温度t2高于第2基准温度tr2。因此，按照图8所示的流程，首先执行脱水顺序(图8的s200)，然后再执行升华再生顺序(图8的s100)。
160.若脱水顺序开始，则开启吹扫阀84且关闭粗抽阀80(图10的s201)。通过吹扫气体的供给，低温泵壳体70的测量内压p继续保持大气压程度。通过制冷机16的逆向升温，第1低温板单元18和第2低温板单元20(包括不燃性吸附材料64)被加热为目标加热温度(例如335k)。
161.在图11所示的时刻ta，第2测量温度t2达到目标加热温度。从第2测量温度t2达到目标加热温度的时刻起，控制器100计算干燥时间(脱水等待时间)。干燥时间设定为30分钟。若在图11所示的时刻tb达到干燥时间，则判定为满足脱水完成条件(图10的s202)，结束脱水顺序(图10的s203)。
162.接着，开始升华再生顺序。由于低温泵10已被加热，因此第1测量温度t1和第2测量温度t2均高于吹扫停止温度。因此，在时刻tb，关闭吹扫阀84且开启粗抽阀80(图9的s103)。
163.若进行低温泵10的真空排气(粗抽)导致低温泵10的内压变得充分低，则关闭粗抽阀80，借助低温泵10的真空排气(图11的时刻tc)。更具体而言，若低温泵壳体70的测量内压
p低于压力阈值pa且第2低温板单元20的测量温度t2高于温度阈值(图9的s104)，则关闭粗抽阀80(图9的s105)。
164.接着，如图11所示，可以进行包括所谓的粗抽及吹扫(rough and purg e)的排出工序。粗抽及吹扫是交替反复进行向低温泵10供给吹扫气体和真空排气的工序。粗抽及吹扫有助于排出吸附于吸附材料上的水蒸气。在粗抽及吹扫期间，监视低温泵10的内压及压力上升率，当这些满足规定值时(图11中的时刻td)，开始低温泵10的冷却。若第1低温板单元18及第2低温板单元20分别被冷却至目标冷却温度，则结束完成。
165.如上所述，根据实施方式，能够在开始低温泵10的真空排气运转之前进行不燃性吸附材料64的脱水。即使在此前的作业(制造、运输、保管、设置等)中不燃性吸附材料64进行了吸湿，也能够防止真空抽吸引起的不燃性吸附材料64的破损，能够使低温泵10运行。
166.并且，即使因低温泵10的真空排气运转中产生的停电或其他异常状况导致储存于低温泵10中的冰融化使得不燃性吸附材料64暴露于高湿度环境，低温泵10也能够在异常状况得到恢复之后执行脱水顺序，从而能够使不燃性吸附材料64干燥。因此，能够防止真空抽吸引起的不燃性吸附材料64的破损，能够使低温泵10运行。
167.控制器100在脱水顺序中控制加热装置以使不燃性吸附材料64及低温板60加热至50℃以上。通过利用加热，能够在短时间内进行不燃性吸附材料64的脱水。
168.并且，控制器100在脱水顺序中开启吹扫阀84以使吹扫气体供给到低温泵壳体70。通过利用吹扫气体，能够在短时间内进行不燃性吸附材料64的脱水。
169.并且，控制器100在脱水顺序期间保持粗抽阀80的关闭状态。由此，能够防止脱水顺序中低温泵壳体70的内压被过度减压。
170.根据升华再生顺序，通过升华，冰不经过液态水而直接气化为水蒸气。因此，亲水性吸附材料在再生中不会与液态水接触。由于吸附于吸附材料上的水的量变少，因此能够缩短吸附材料的脱水所需时间。因此，能够缩短再生时间。并且，如上所述，硅胶具有浸渍于液态水中就会变脆之后会自然破碎的性质。然而，根据本实施方式，亲水性吸附材料在再生中不与液态水接触。因此，在亲水性吸附材料含有硅胶的情况下，能够使亲水性吸附材料的寿命变长。
171.以上，根据实施例对本发明进行了说明。本领域技术人员应当可以理解，本发明并不只限于上述实施方式，其能够进行各种设计变更且存在各种变形例，并且这种变形例也属于本发明的范围。在一实施方式中说明的各种特征也可以适用于其他实施方式。通过组合而产生的新的实施方式兼具所组合的各个实施方式的效果。
172.在一实施方式中，可以在上述基本脱水顺序之后执行追加脱水顺序。控制器100(例如脱水部112)可以构成为，根据第1温度测量信号s1、第2温度测量信号s2及压力测量信号s3来执行追加脱水顺序。追加脱水顺序可以构成为，通过基于粗抽阀80的低温泵壳体70的真空排气(粗抽)，减少残留于不燃性吸附材料64的水。或者，追加脱水顺序可以构成为，通过交替反复进行基于粗抽阀80的低温泵壳体70的真空排气和基于吹扫阀84的向低温泵壳体70的吹扫气体供给的粗抽及吹扫，减少残留于不燃性吸附材料64的水。粗抽及吹扫例示于图11。粗抽及吹扫之后，进行冷却，结束追加脱水顺序。如此，开始低温泵10的真空排气运转。另外，追加脱水顺序也可以为上述升华再生顺序的一部分。
173.图12概略地表示一实施方式所涉及的低温泵系统的图。低温泵系统具备多个低温
泵，具体而言，具备至少一个第1低温泵10a及至少一个第2低温泵10b。在图12所示的例子中，低温泵系统由两台第1低温泵10a和两台第2低温泵10b共计四台低温泵构成，但是，第1低温泵10a及第2低温泵10b的数量并不受特别限定。这些多个低温泵可以分别设置于不同的真空腔室，也可以设置于同一个真空腔室。
174.第1低温泵10a是具有(含有硅胶作为主要成分的)吸附材料的低温泵，例如为图1所示的低温泵10。第2低温泵10b是具有不含硅胶的吸附材料(例如活性炭)的低温泵。第2低温泵10b的结构除了吸附材料不同以外与图1所示的低温泵10的结构相同。因此，第1低温泵10a具备低温泵壳体70及粗抽阀80。同样地，第2低温泵10b具备低温泵壳体70及粗抽阀80。
175.低温泵系统具备粗抽排气管线130。粗抽排气管线130具备：在第1低温泵10a和第2低温泵10b中共用的粗抽泵82，及从各低温泵10a、10b的粗抽阀80向共用的粗抽泵82合流的粗抽配管132。粗抽泵82在多个第1低温泵10a和多个第2低温泵10b中被共用。
176.控制器100构成为，接收各低温泵10a、10b的再生开始指令s7，并使该低温泵开始再生。再生开始指令s7例如从输入部104(参考图7)输入到控制器100。
177.然而，各低温泵10a、10b通过粗抽排气管线130而彼此连接，因此在几个低温泵同时进行再生时，气体有可能会从某一低温泵(称为低温泵a)朝向其他低温泵(称为低温泵b)逆流。例如，假设粗抽泵82正在对低温泵a进行粗抽时低温泵b从吹扫过渡到粗抽，则在该过渡时刻，低温泵b的内压因吹扫气体而变得高于低温泵a的内压。因此，基于两个低温泵的压力差，气体有可能会从低温泵b通过粗抽配管132朝向低温泵a逆流。
178.尤其，在低温泵a是第1低温泵10a的情况下，这样的气体逆流不可取。其原因在于，第1低温泵10a会因逆流而升压，导致内压可能会超过水的三相点压力。在该情况下，在第1低温泵10a中，冰可能会液化成水。吸附材料中所包含的硅胶与液态水接触的风险提高。
179.并且，由于从粗抽配管132向低温泵10a、10b产生的逆流，因此还有微粒进入到低温泵的可能。
180.因此，控制器100可以使多个第1低温泵10a同时执行基本脱水顺序，并使多个第1低温泵10a依次执行追加脱水顺序。在基本脱水顺序中关闭粗抽阀80，因此，即使多个第1低温泵10a同时执行基本脱水顺序，也不会引起上述问题。在追加脱水顺序中开启粗抽阀80，但多个第1低温泵10a依次执行追加脱水顺序，因此多个粗抽阀80不会同时开启。因此，能够防止气体在多个第1低温泵10a之间逆流。
181.粗抽阀80在上述的升华再生顺序中也开启。因此，相同地，控制器100可以使多个第1低温泵10a同时执行基本脱水顺序，并使多个第1低温泵10a依次执行追加脱水顺序。如此，能够防止气体在多个第1低温泵10a之间逆流。
182.并且，若控制器100在第1低温泵10a的脱水中(基本脱水顺序和/或追加脱水顺序)接收到了至少一个其他低温泵(即，第2低温泵10b)的再生开始指令s7，则可以使至少一个其他低温泵的再生延迟到第1低温泵10a的脱水完成以后开始。因此，能够防止气体从第2低温泵10b朝向第1低温泵10a逆流。
183.以上，基于实施方式及具体的术语对本发明进行了说明，但是，实施方式仅表示本发明的原理、应用的一个侧面，在不脱离技术方案中记载的本发明的思想的范围中，能够有多种变形例和配置的变更。
184.产业上的可利用性
185.本发明能够利用于低温泵、低温泵系统及低温泵的再生方法的领域。
186.符号说明
187.110-低温泵，60-低温板，64-不燃性吸附材料，70-低温泵壳体，80-粗抽阀，82-粗抽泵，84-吹扫阀，86-吹扫气体源，100-控制器。