JPH03223589A - 気密シール配管接続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は気密シール配管接続装置に関し、特に電気的絶
縁をしなから気密シールして配管を接続する装置に関す
る。

Ｌ従来の技術］ たとえば粒子加速器あるいはシンクロトロン放射（以下
Ｓ　ＯＲと略称する）装置においては、粒子あるいは電
子を加速するだめの容器およびビームライン内は１０４
Ｔｏｒｒ程度以上の超高真空に保たれる４粒子加速器や
ＳＯＲ装置では、装置の運転状態を常に把握しビームの
質を改良したり、ビームを長時間安定的に蓄積したりす
るためにビームの計測か不可欠である。

たとえば近年、半導体の製造技術分！ｌ’ｆは素子の微
細加工技術か進展するにつれて、Ｘ線すソクラフィ技術
か検討されてきている。高輝度のＸ線源としてＳＯＲ光
か注目されている。半導体製造における半導体霞光装置
の光源としてＳＯＲ装置を使用する場合には、装置全体
の自動化運転のためビームの計測装置か電子ビームライ
ンの所定位置に配置される。

ビームラインは導電体金属の配管が多数接続されたもの
で、配管内部は超高真空に維持される。

配管にはフランジか形成されており、隣り合う配管のフ
ランジ同士を配管の気密を保つ金属力スゲｙ１−等を介
してボルト締め等の締結手段によって締結される。

［発明か解決しようとする課題１ 加速器、ＳＯＲ装置等では強力なｔ磁石による綴場で粒
子や電子の進行方向を曲げる。この磁界内には電子軌道
を包む真空箱がある。真空箱は導体で作られており、パ
ルス状の電流で電磁石を通電すると、真空箱の表面に渦
電流が発生する。

発生した渦電流は真空箱に接続されるビームラインを伝
達してビームラインの途中に配置された測定器にノイズ
等の悪影響を与え、自動化の障害ともなる。したかつて
、配管の真空気密シール接続とともにビームラインの電
気絶縁も行う必要かある。

真空気密シールと電気絶縁の両方を同時に実施する接続
方法として、フランジのシール面にエナメルを焼き付け
し、ガスケットとしてメタルガスケットを使用すること
か知られている。この方法では配管製造後のフランジに
エナメルを焼き付けすることか圏誼な上に、エナメルの
焼き１寸は厚みかばらつき、真空気密シールが出来ない
場合かあり、信頼性に問題かある。さらに、メタルガス
ケットの代わりに電気絶縁性のＯリングを使用する場合
には、フランジ面が接触したり、Ｏリングを位置きめす
るカイトリングを介してフランジ同士か接触して短絡す
る場合かある。

また、ゴムや樹脂製のガスケット材では材料からのカス
放出が大きく、ビームラインの真空度を超高真空に保つ
ことかむすかしい。

また、粒子加速器やＳＯＲ装置は放射能環境にあるため
装置の材料は充分に耐放射線性が考慮されねばならない
、たとえば、配管の気密シールのガスケットの材料とし
ては放射線による材質劣化を低減するなめ耐放射線性の
高い材料のほうが好ましい。

このように、粒子加速器やＳＯＲ装置では真空気密シー
ルと電気的絶縁の両方か要求され、しかも耐放射線性も
必要とされる。

本発明の目的は、超高真空の気密シールとともに真空配
管の電気的絶縁も同時に可能とし、かつ耐放射線性にす
ぐれた新規で信頼性の高い気密シール配管接続装置を提
供することである。

「課題を解決するための手段］ シール部材として金属ガスゲットで挟んだ電気的絶縁体
リングを用いる。一方の配管のフランジ部と他方の配管
のフランジ部で、そのシール部材を挟持し、両７ランジ
部間の電気的絶縁性を保って両フランジ部間を締め付け
固定する締結具を装着し、締結具か両フランジ部を互い
に近接するように締め付けることにより金属力スケット
部材か塑性変形して両フランジ部間を気密シールする。

［作用］ フランジ部は、締結具により電気的絶縁性を保って締結
され、フランジのシール面ではシール部材の電気絶縁体
リングにより電気絶縁され、しかもシール部材の金属力
スケットは塑性変形して真空気密シールを行う。

「実施例］ 第１図は、本発明の実施例による真空気密シール装置の
実施例の断面図である。第２図は、第１図の実施例の矢
視方向の半断面図である６図において、１０は真空箱で
あり、例えばＳＯＲ装置の場合では蓄積電子軌道があり
、強力な電磁石による磁場中に配置され、内部は超高真
空に保たれている。２０は真空タクトでありビームライ
ンを構成する。真空箱１０と真空ダクト２０のいずれも
ステンレス等の金属材料で作られている。真空タフ１−
２０の延長光に図示しない測定器やビーム利用装置か設
置される。

真空箱１０の一端にビームの導入孔としての開孔部１１
か設けられ、さらにその開孔部１１には真空タクト１２
とその先端に形成されたフランジ１３か形成されている
。これらはすべてステンレス等の電気的伝導材で形成さ
れている。フランジ１３は図示のようにその断面がフラ
ンジの半径方向外側に向うに従って先細りとなるテーパ
形状の背面を有する。フランジ１３は相手側フランジと
対向し、気密シール面となるフランジ面１４を有する。

一方、相手側の真空タフ１−２０にもフランジ２１か設
けられ、その背面はフランジ１３と同様なテーパ状の断
面形状を持つ、２２は相手側フランジと対向し気密シー
ルを行うためのフランジ面である。

フランジ１３と２１との間にシール部が挟持される。シ
ール部は２枚の金属製カスケント３０と、両金属力スケ
ット３０で挟まれる電気絶縁材からなる絶縁リング３１
とで構成される。金属カスケント３０と絶縁リング３１
の中央部にはビームを通過するための開孔部が設けられ
る。ガスケット３０は、外気圧と内部の超高真空との゛
圧力差に耐えうるだけの剛性を持ち、しかも両側のフラ
ンジによる圧縮力で容易に塑性変形し、高い耐放射線性
を有する金属材料で構成される０例えばアルミニュウム
か選ばれる。ガスケット３０は両側のフランジによって
絶縁リング３１に押圧されて少ない圧力て容易に塑性変
形をするため、フランジ面１４．２２との接触部を三角
形の頂点となるように整形しである。したかって、圧縮
圧力によりその接触頂点はつぶれて図示のように変形す
る。

絶縁リング３１はフランジ間の電気絶縁を行い、しかも
圧縮圧力に耐えうる充分な強度を持つ材料か選択される
。％Ｉえは、セラミックス材料か好ましい、セラミック
ス材料の絶縁リング３１のガスケット３０との密着面は
超精密研磨して平滑として真空気密シール可能とする。

フランジ１３．２１の外側には両フランジを締結固定す
るためのクランプ金具４０か設けられる。

クランプ金具４０の断面は第１図に示すように両フラン
ジ１３．２１の断面形状と係合するような凹形状を有す
る。クランプ金具４０は第２図に示すように、隙間４１
をあけて−Ｆ下のピースに２分割されていて、上下のピ
ースをボルト４２で締め付けることにより互いに接近す
る。

クランプ金具４０とフランジ１３．２１との間には絶縁
サポート部材５０か挟まれている。絶縁サポート部材５
０は電気絶縁体、例えばベークライ１〜やＦ　ＲＰのよ
うな材７゛１で作られるとよい、絶縁サポート部材５０
は真空気密シールをする必要はないので、クランプ金具
４０とフランジ１３゜２１間との絶縁を保ち、かつクラ
ンプ金具４０による締め付け力に耐え、その力をフラン
ジ１３２１に伝えるだけの剛性を有すればよい。

第１図と第２図に示す構成で、クランプ金具４０のボル
ト４２を締め込むと、上下のピースが接近して絶縁サポ
ート部５０を介して、両フランジ１３．２１にフランジ
同士を接近させる方向に押圧力を与える。フランジ１３
．２１の押圧力はフランジ面１４．２２からカスケラト
３０の接触部に伝達さ・れて、この押圧力によってカス
ケノ１−３０は絶縁リング３１との間で塑性変形し、締
結された両フランジ間の気密シールを形成する。この際
、フランジ同士は絶縁リング３１と絶縁サポート部５０
とで絶縁されており、真空箱１０で発生した渦電流は真
空タクト２０には伝わらない。

また、フランジ面１４．２２に金属力スゲント３０との
密着による圧痕かできたとしても、新しいカスゲン１−
３０の位置をその圧痕からすらして配置することにより
気密シールは可能であり、フランジの交換は不要で、フ
ランジ１３．２１か再使用できる。

以上実施例に沿って本発明を説明したか、本発明はこれ
らに制限されるものではない、たとえば、神々の変更、
改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろ
う。

「発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、気密シールと同
時に、接続する配管同士の電気的絶縁が可能で、しかも
耐放射線性にすぐれた気密シール接続装置か提供される
。

また本発明によれば、上記効果に加え、再使用か可能で
信頼性か高い気密シール接続装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による気密シール配管接続装置
の断面図、 第２図は第１図の実施例の配管軸方向からみた図である
。 図において、 １０　　　　　真空箱 １１　　　　　開孔部 １２．２０　　　真空タクト １３．２１　　　フランジ １４　。 ０ １ ０ １ ２ ０ ２ フランジ面 力スケノト 絶縁リング クランプ金具 隙間 ボルト 絶縁サポート部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、電気的導体からなる第１の配管の端部に形成さ
   れた第１フランジ部と、 電気的導体からなる第２の配管の端部に形成された第２
   フランジ部と、 前記第１のフランジ部と第２のフランジ部の間で挟持さ
   れるシール部材と、 前記第１のフランジ部と第２のフランジ部とを両フラン
   ジ間の電気絶縁性を保って締め付け固定する締結具とを
   有し、 前記シール部材はさらに、電気絶縁体リングと、前記電
   気絶縁体リングと前記第１フランジ部と第２フランジ部
   のそれぞれとで挟持される金属ガスケットとを含み、前
   記締結具が前記第１のフランジ部と第２のフランジ部と
   を互いに近接するように締め付けることにより前記ガス
   ケットが塑性変形して前記第１と第２のフランジ部間を
   気密シールする気密シール配管接続装置。
2. （２）、前記ガスケットは、前記第１のフランジ部と第
   ２のフランジ部の面と接触する三角形の頂点を持つ断面
   形状を有する金属材料からなる請求項１記載の気密シー
   ル配管接続装置。
3. （３）、前記締結具は、前記第１のフランジ部と第２の
   フランジ部との間に挟持された電気絶縁体を含み、前記
   電気絶縁体を介して前記第１のフランジ部と第２のフラ
   ンジ部とを互いに接近するように締め付ける請求項１あ
   るいは２記載の気密シール配管接続装置。
4. （４）、前記第１のフランジ部と第２のフランジ部は、
   そのフランジ面に垂直な断面が前記フランジ部の半径方
   向外側に向って狭くなるテーパ形状を有し、前記締結具
   は前記フランジ部のテーパ形状と係合する断面形状の凹
   部を有し、前記締結具を前記フランジ部の半径方向内側
   に向って締め付けることにより前記第１のフランジ部と
   第２のフランジ部が近接する方向の押圧力を発生する請
   求項３記載の気密シール配管接続装置。