JPH0590799U

JPH0590799U - 継手

Info

Publication number: JPH0590799U
Application number: JP7700291U
Authority: JP
Inventors: 仁志神馬; 浩荒川
Original assignee: 日電アネルバ株式会社
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】本考案の目的は、熱による冷却水及び気密封止
物体、すなわちＯリングの破損を防止できる継手を提供
することである。【構成】冷却水が循環する外管とプラズマを発生させる
内管とを有する二重管で構成された放電管を、管および
真空容器に接合させるための継手において、冷却水用封
止物体および封止物体押さえ具で、冷却水が循環する外
管を封止する冷却水封止用ナットと、冷却水及び気密用
封止物体および封止物体押さえ具で、プラズマが発生す
る内管を冷却水及び気密封止する冷却水及び気密封止用
ナットと、さらに、冷却水流出入口と、冷却水が循環す
る外管とをつなぐ循環路が形成された継手本体で構成さ
れたことを特徴とする。さらに継手が耐熱物質、とく
に、ポリイミドで構成されたことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、二重構造の管をつなぎ、かつ、冷却構造を有する継手に関する。

【０００２】

【従来技術】

真空容器にガスを導入するためのガラス製の管やプラスッチク製の管などを連結する管継手には、図３に示されているような管継手が一般にもちいられる（たとえば、ＣＡＪＯＮ社製品の商品名「ＵＬＴＲＡ−ＴＯＲＲＵｎｉｏｎ」などが代表的である）。ガラス製の管を継手して、気密封止するためには、バイトン製のＯリングを使用するのが一般的である。通常、Ｏリングはゴムなどでできているため、熱に弱い。しかし、ガラス管の一端でバイトン製のＯリングを用いた管継手でガス導入管をつなぎ、ガラス管中で発熱するとき、その発熱によりＯリングが破損することがよくある。たとえば、特許出願公開昭６１−２２２５３４で開示されたプラズマを発生させた場合、ガス導入管と放電管との継手の気密封止用にバイトン製Ｏリングを用いると、プラズマの熱によりバイトン製Ｏリングが融けることがよくあった。特許出願公開昭６１−２２２５３４で開示されたプラズマと同一技術である「高温非平衡プラズマの特性と応用」（真空３１（１９８８）ｐｐ２７１−２７８）によれば、このプラズマは数千度に達せると報告されている。この数千度に達する熱が放電管の継手部分に伝達されため、バイトン製Ｏリングが融けるのである。さらに、市販されている管継手などは一般に金属製のため、管継手全体が加熱されバイトン製Ｏリングは融けやすくなる。

【０００３】図３は、このプラズマを発生するための機構をしめしている。このプラズマ発生機構の概略を説明する。放電管６と真空室１０とのつなぎは、真空室接続部１１でつながれている。真空室接続部１１は、フランジ盤体１８とＯリング１７により繋がれている。他方、ガス導入部９では、継手本体１４とナット１３およびＯリング１５１と１５２、スペーサ１６を介してガス導入管２０とつながれている。また放電管６は石英ガラス製の放電管で外側に石英ガラス製の冷却管７を溶接している。２の方向から放電用のガスが導入される。そして高周波電源３より、整合回路４を経由して銅製放電コイル５に高周波電圧を投入して放電管６内に高周波誘導結合によりプラズマ８が発生する。冷却水流出入口１９と冷却管７を通して冷却水が１方向に循環する。この図３から明かのように、ガス導入部９および真空室接続部１１は十分に冷却させていない。ガス導入部９では全く冷却させていない。そのため、Ｏリング１５１は完全に融けてしまう。一方、真空室接続部１１では、冷却管７はＯリング１７と隣接しているため一見して冷却されているようにみえる。しかし、Ｏリング１７と隣接する冷却管７の部分は、冷却水が一様に流れず、冷却水がたまるようになる。そのため、プラズマ８を長時間継続して発生させるとしだいにＯリング１７と隣接する冷却管７の部分に熱がたまってくる。その結果、プラズマ８を長時間継続して使用し、かつ、何回も発生させるとＯリング１７は破損してくる。この場合、Ｏリング１７は融けることはないが、気密封止できなくなる。しばしば、真空室１０の真空漏れの原因となっていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする】

本考案の目的は、熱による封止物体、すなわちＯリングの破損を防止できる継手を提供することである。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】

上記目的を達成するために、この考案の要旨によれば、冷却水が循環する外管とプラズマを発生させる内管とを有する二重管で構成された放電管を、管および真空容器に接合させるための継手において、冷却水用封止物体および封止物体押さえ具で、冷却水が循環する外管を封止する冷却水封止用ナットと、冷却水封止ナットに気密用封止物体を取り付けて冷却水封止を封止すると同時に内管をも気密に封止することができる冷却水及び気密封止ナットと、さらに、冷却水流出入口と冷却水が循環する外管とをつなぐ循環路が形成された継手本体で構成されたことを特徴とする。

【０００６】さらに、好ましくは、上記目的を達成するために、継手が耐熱性物、好ましくはポリイミドで構成されていることを特徴とする。

【０００７】また、さらに、好ましくは、上記目的を達成するために、気密封止用ナットに、管が形成され、かつ、その管とプラズマを発生させる内管がつながっていることを特徴とする。

【０００８】また、さらに、好ましくは、上記目的を達成するために真空容器に継げる為の継ぎ手本体はフランジ盤体であることを特徴とする。

【０００９】

【作用】

したがって、本考案の手段が、冷却水流出入口と、冷却水が循環する外管とをつなぐ循環路が形成され、熱による封止物体、すなわちＯリングの溶融、破損を防止することができる。さらに、高周波による誘導加熱を起こさないプラスッチク製であれば破損しにくい。とくに、プラスチックのなかで耐熱性の高いポリイミドがよい。

【００１０】さらに、本考案の手段として、継手が耐熱性物質で構成されているため、継手全体が変形、溶融されることはない。

【００１１】また、本考案の手段が、冷却水が循環する外管とをつなぐ循環路に継手本体に形成されているため、放電管用冷却水と継手本体用冷却水とを共用できる。これにより、放電管を冷却する循環路と継手本体を冷却する循環路を別々にする煩わしさがなくなる。

【００１２】また、さらに、本考案の手段として、継手本体がフランジ盤体であるため、真空容器に容易につなげることができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して、この考案の実施例を説明する。なお、図は、この考案が理解できる程度に各構成成分の大きさ、形状および配置関係を概略的にしめしてあるにすぎない。図１に本考案の最適実施例の正面断面図をしめす。この図１から明らかなように、この実施例は、放電管にプラズマを発生するための機構と、放電用ガスを導入するための導入管と放電管とをつなげるためのガス導入用継手２９と、真空容器と放電管をつなげるための真空容器用継手３８から構成されている。それぞれの部分について、以下説明をする。

【００１４】放電管にプラズマ２８を発生するための機構は、内管２１と外管２２の二重管で構成された放電管５５と、高周波電源２３と、整合回路２４と放電コイル２５で構成されている。内管２１と外管２２の二重管で構成された放電管５５は、それぞれ石英ガラス製である。内管２１は、放電ガスを導入してプラズマ２８を発生する空間となる。外管２１は、プラズマ２８により発生する高熱を冷却するための冷却水の循環路を形成する。一方、高周波電源２３と整合回路２４と放電コイル２５は通電できるようにつながっている。高周波電源２３は、ＲＦ電源などが適している。放電コイル２５は放電管５５、すなわち外管２２の外側に巻き付けられている。この放電コイル２５は、銅製コイルが適している。発明者らは、特許出願公開昭６１−２２２５３４で開示されたプラズマ２８をこれらの構成により発生させた。さらに、発明者らは、これと同一技術である「高温非平衡プラズマの特性と応用」（真空３１（１９８８）ｐｐ２７１−２７８）の技術文献で報告されているように数千度に達せることを確認した。

【００１５】つぎに、ガス導入用継手２９の構成を説明する。ガス導入用継手２９は、（ａ）冷却水用封止物体３６および封止物体押さえ具３５で、冷却水が循環する外管２２を封止する冷却水封止用ナット３４と、（ｂ）冷却水用封止物体３３および封止物体押さえ具３２と気密封止物体３７で、プラズマ２８が発生する内管２１を冷却水及び気密封止する冷却水及び気密封止用ナット３０と、さらに、（ｃ）冷却水流出入口４８と，冷却水が循環する外管２２とをつなぐ循環路４９が形成されたガス導入用継手本体３１で構成されている。

【００１６】冷却水及び気密封止用ナット３０には、管４７が形成され、そして、その管４７と前記プラズマ２８を発生させる内管２１がつながっている。この管４７は、放電ガスを導入するためのものである。この実施例では、この管４７により、放電ガスを導入するガス導入管（図示していない）をつないだ。この継手には、前に説明されたような通常市販されている継手を用いた。この継手は、前記プラズマ２８発生中加熱されることはなっかた。とくに、この継手の冷却水及び気密封止物体、すなわちＯリングは溶融することはなかった。さらに、冷却水及び気密封止用ナット３０には、内管２１を挿入する挿入口の壁面に、溝を堀り、気密用封止物体３７を設置した。これにより、冷却水用封止物体３３とともに気密封止をできるようにした。なお、この気密封止物体は水冷をしていないがプラズマ２８からの距離を遠くしたことにより熱のダメ−ジを避けている。冷却用封止物体３６、冷却水用封止物体３３、３７にはバイトン製のＯリングをもちいた。封止物体押さえ具３２、３５、冷却水及び気密封止用ナット３０、ガス導入用継手本体３１および冷却水封止用ナット３４はエンジニアリングプラスッチクであるポリイミドをもちいた。石英ガラスでできた放電管５５の継手は金属製よりもプラスチック製のほうがよい。なぜなら、金属製であると加熱されやすく、さらに、石英ガラスの放電管とぶつけると破損しやすいからである。そこで、プラスッチク製で耐熱性の高いポリイミドをもちいた。なお、ポリイミドに代えてテフロン製としても、前記プラズマ２８の発熱に耐え継手として用いることができた。さらに、封止物体押さえ具３２、３５をテフロン製とし、冷却水及び気密封止用ナット３０、ガス導入用継手本体３１および冷却水封止用ナット３４をポリイミド製としても、同様に十分継手として使用できた。

【００１７】つぎに、真空容器用継手３８を説明する。真空容器用継手３８は、（ａ）冷却水用封止物体４２および封止物体押さえ具４１で、冷却水が循環する外管２２を封止する冷却水封止用ナット３９と、（ｂ）冷却水及び気密用封止物体４５および封止物体押さえ具４４で、プラズマ２８が発生する内管２１を冷却水及び気密封止する冷却水及び気密封止用ナット４３と、さらに、（ｃ）冷却水流出入口５０と冷却水が循環する外管２２とをつなぐ循環路５１が形成されたフランジ盤体４０で構成されている。

【００１８】ここで、フランジ盤体４０は、真空容器のフランジ５２とボルト５３でつながれている。また、押さえ具４６が、ボルト５４によりフランジ盤体４０に接合されている。この押さえ具４６は、真空容器を真空排気する際に、内管２１が真空容器側にずれないようにするものである。以上の点を除いて、気密封止の機構、冷却機構、冷却水の封止機構は、気密封止用継手２９と全く同一である。つまり、冷却用封止物体４２、冷却水及び気密用封止物体４５にはバイトン製のＯリングをもちいた。

【００１９】冷却水及び気密封止の機構は、第２図と示すとうりに、内管２１と冷却水及び気密用封止物体４５の接触、冷却水及び気密用封止物体４５とフランジ盤体４０の接触、および、冷却水及び気密用封止物体４５と封止物体押さえ具４４の接触で行われている。冷却水の封止機構は、冷却水用封止物体４２と封止物体押さえ具４１、および、冷却水用封止物体４２と外管２２の接触で行われている。フランジ盤体４０と冷却水封止用ナット３９および冷却水及び気密封止用ナット４３の差し込みにも、フランジ盤体４０のそれぞれの挿入口にはタップを切り、冷却水封止用ナット３９および冷却水及び気密封止用ナット４３にはネジ山をつくりつないだ。

【００２０】冷却水の流れは２７の方向に流れるようにした。冷却水は冷却水流出入口５０から入り、フランジ盤体４０の循環路５１、外管２２と内管２１の間の空間、および、ガス導入用継手本体３１の循環路４９を通り、冷却水流出入口４８から流出するようにした。この実施例で、この方向に流したのは、実際の実験で、ガス導入用継手本体３１を天とし、フランジ盤体４０を地としたからである。このようにすれば、冷却水の循環路に気泡が残らないからである。気泡が存在するとその部分に熱がたまり冷却の効果がなくなる。できる限り冷却水の循環路に気泡が残らないようにしなければならない。そこで、冷却水の流し方には、どのような流し方でもよいが、気泡が冷却水の循環路に残らないようにしなければならない。

【００２１】以上の構成で、前記に説明したプラズマ２８を発生させ、冷却水を循環させて、各冷却水用封止物体３３、４２、すなわちバイトン製Ｏリングを冷却した。６時間以上連続でプラズマ２８を発生させも、冷却水用封止物体３３、４２は溶融、破損することはなっかた。また、２０回以上、プラズマ２８を発生させたが、冷却水用封止物体３３、４２は溶融、破損することはなっかた。

【００２２】また、二重管をつなげる継手により、放電管５５の構造は、第３図に示されるように冷却管７と放電管５５を一体に形成する必要はない。このため、放電管５５の構造は、非常に簡単なものとなった。第３図に示された放電管６は、冷却管７と放電管６を一体に形成するため、製作するが困難であった。さらに、第３図に示された放電管６の製作費用は、放電管５５に比べ高いものであった。また、プラズマの熱により放電管５５が破損した場合、冷却管７と放電管６を一体となっているため、冷却管７もつかえなくなる。それに対し、放電管５５は、それぞれ別々となっている内管２１と外管２２で構成されている。そのため、もし、内管２１が破損しても内管２１だけを取り替えればよい。したがって、外管２２はそのまま流用できる。なお、内管２１と外管２２、それぞれが放電コイル２５の付近で径がかわっている。これは、前記プラズマ２８の発生を容易にするためにとられた構造である。この構造に関する発明は、特許出願番号平２−０２０２４７８に既に開示されている。

【００２３】ここで、二重管の管継手の考案として、実用新案出願公開昭６０−１３８０８６で開示されている。しかし、この考案では、冷却機構をもたせることには何も開示していない。とくに、冷却水及び気密用封止物体を冷却することには、全く言及していない。したがって、この考案から、本考案は容易に創作できるものではない。それゆえ、この考案と本考案とは、全く技術的思想が相違するものである。

【００２４】

【発明の効果】

本考案の構成により、継手の冷却を行うことができる。とくに、熱により溶融、破損しやすいバイトン製Ｏリングのような冷却水及び気密用封止物体を冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の構成をしめした継手の正
面断面図である。

【図２】冷却水及び気密用封止物体の接触部分をしめす
拡大図である。

【図３】従来の継手の構成をしめした正面断面図であ
る。

【符号の説明】

１、２７冷却水の方向２、２３放電用ガスの導入方向３、２６高周波電源４、２４整合回路５、２５放電コイル６、５５放電管７冷却管８、２８プラズマ９、ガス導入部１０真空室側１１真空室接続部１２真空容器壁１３ナット１４継手本体１５１、１５２、１７Ｏリング１６スペーサー１８、４０フランジ盤体１９、４８、５０冷却水流出入口２０ガス導入管２１内管２２外管２９ガス導入用継手３０、４３冷却水及び気密封止用ナット３１ガス導入用継手本体３２、３５、４１、４４封止物体押さえ具３３、３６、４２冷却水用封止物体３４、３９冷却水封止用ナット３７、気密封止物体３８真空容器用継手４５冷却水及び気密用封止物体４６押さえ具４７管４９、５１循環路５２フランジ５３、５４ボルト

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】冷却水が循環する外管とプラズマを発生さ
せる内管とを有する二重管で構成された放電管は、外管
と内管が分解可能な個別の物体より成り、更に管および
真空容器に接合させるための継手において、冷却水用封止物体および封止物体押さえ具で、冷却水が
循環する外管を封止する冷却水封止用ナットと、プラズマが発生する内管を気密封止する気密封止物体
と、さらに冷却水流出入口と、冷却水が循環する外管とをつ
なぐ循環路が形成され、封止物体が接する外管の内壁が
直接冷却水に晒され、さらにフランジに接する封止物体
が封止物体の近傍まで流れる冷却水により冷却されるこ
とを特徴とするプラズマ発生管の冷却機構。
【請求項２】継手が耐熱性物質で構成されていることを
特徴とする請求項１記載の継手。
【請求項３】気密封止用ナットに、管が形成され、か
つ、その管とプラズマを発生させる内管がつながってい
ることを特徴とする請求項１記載の継手。
【請求項４】真空容器に接合させるための継手本体は、
フランジ盤体であることを特徴とする請求項１記載の継
手。
【請求項５】耐熱性物質がポリイミドであることを特徴
とする請求項１記載の継手