JPH01187500A - ベリリウム窓等の台枠 - 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〕 この発明は、Ｘ線透過窓であるベリリウム窓の窓枠など
のように使用中に熱を受ける用途の台枠に関する。詳し
くは、冷却性を向上させた台枠であり、被支持物の放熱
対策が要求されるものの全てに有効なものである。

〔従来の技術〕

ベリリウム（Ｂｅ）は、Ｘ線成分の透過性に優れ、また
、放射線による劣化が少なく、さらに、熱伝導性、強度
にも富む優れた材料である。第３図及び第４図に示すベ
リリウム窓１は、その物性を利用したものであって、高
エネルギー物理研究等に用いられる電子ストレージリン
グにおいて、Ｘ線の取出しに利用される。即ち、第３図
に示すように、超高真空のビームライン終端部に設けら
れ、真空部■と大気部Ａ間を気密に遮断しながら、一方
でストレージリングからのシンクロトロン放射光中に含
まれたＸ線成分を大気部側に透過させる働きをする。

このベリリウム窓は、ベリリウム板２を接合材３に気密
に接合し、次に、ボルト穴４を加工した台枠本体５の内
径面に上記接合材３を気密に接合した構造とされる。

また、ベリリウム板２がシンクロトロン放射により熱負
荷を受けることから、ベリリウム板と気密接合部の熱劣
化対策として、台枠本体５の内部に接合材３にそわせた
通孔６を設け、この孔に冷却水を循環させて熱はけを早
める方法が採られる。

なお、ベリリウム板と接合材及び接合材と台枠本体間の
接合は、銀鑞付け、電子ビーム溶接、拡散溶接等によっ
て行なわれている。７がその接合部である。

また、接合材３を含めて、台枠は比較的良伝熱性の銅、
アルミニウムや、熱伝導の劣るステンレス、銅−ニッケ
ル合金等で形成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

例えば、前述の電子ストレージリングにおいて、その耐
久性と稼動効率を上げようとすれば、台枠の冷却効率を
上げて、つまり、台枠内の循環水とベリリウム板間の熱
伝導、伝達速度をより向上させて気密接合部とベリリウ
ム板の熱劣化を充分に防止しなければならない。各要素
２．３．５の内部に熱が残ると接合部に熱歪が加わり、
当該部の真空シール機能が損われる恐れがあるほか、ベ
リリウム板の寿命も当然に短縮されるからである。

ところが、従来の台枠の場合、冷却水への伝熱は、台枠
材料の熱伝導に依存せざるを得ず、そのために、冷却性
は充分といえない面があった。特に、ステンレス、銅−
Ｎｉ合金類の台枠の場合、強度的には強くても、冷却面
では大きな問題を抱えていた。

この発明は、この点に鑑みてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記の問題点を無くすため、台枠の表面に
良伝熱性無機質薄膜のコーティング層を設けたのである
。例えば、前述のへリリウム窓用の台枠の場合、第１図
に示すように、接合材３を介して台枠本体５にベリリウ
ム板２を気密に接合した後、台枠の表面、即ち、真空シ
ール用金属０リングの取付は溝８を除く本体５の表面と
接合材３の表面に良伝熱性無機質薄膜のコーティング層
１０を設ける。このコーティング層１０は、不要個所を
マスキングして周知のプラズマＣＶＤ法等の気相蒸着法
や物理范着法（ＰＶＤ）等によって施工することができ
る。

なお、層１０の材料は、ダイヤモンドが最適であり、ダ
イヤモンドに特性（熱伝導度）の近位した材料がこれに
次ぐが、台枠材料よりも熱伝導率の良い材料であれば、
金属でも発明の効果が幾分かは発揮される。

また、コーティング層を設ける台枠の表面をサンドブラ
スト等により予め粗面化処理しておくことは、台枠の放
熱面積を広げることになるので、好ましいことと云える
。

このほか、例示した台枠は一種のフランジと云えるもの
であるが、この発明を適用する台枠はスリーブ状のもの
等であってもよい。

〔作用〕

ダイヤモンドの熱伝導率は、第２図を見て判るように、
常温時で銅の５倍以上あり、銀よりも更に高い。ステン
レスに対しては約２００倍もある。

この発明によれば、このダイヤモンド等から成る熱伝導
率の良い表面コーティング層によって台枠本体内を循環
している冷却水等の冷媒までの伝熱経路が短縮され、ま
た、熱が台枠の表面に急速に拡散されて大気中にも放散
され、この２つの効果によって冷却効率が高まる。

例えば、図示のベリリウム窓の場合、ベリリウム板２の
熱がコーティング層１０を伝って迅速に台枠表面に伝播
し、大気中に放散される。

〔効果〕

以上述べたように、この発明によれば、台枠の表面に設
けた良伝熱性の無機質薄膜によって、台枠や被支持物の
冷却性が大幅に高められるため、それ等の内部に熱が残
り難くなり、従って、熱歪みによる接合部等の損傷や早
期熱劣化が抑制され、ベリリウム窓においては信顛性の
高い真空シール性が維持されると共にその寿命も延びる
。

また、大気への熱拡散性が高まる分、通孔内の冷媒循環
量を減少させることが可能であり、逆に、冷媒の循環量
よりも冷却効率が重視される場合には、冷媒の通路を薄
膜に沿って拡張或いは新たに増設することにより、薄膜
中に拡散した熱を広範囲で冷媒に迅速に伝えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例であるベリリウム窓用台
枠の断面図、第２図はダイヤモンドの熱伝導特性を銅と
比較して示すグラフ、第３図は従来のベリリウム窓の断
面図、第４図はその正面図である。 １・・・・・・ベリリウム窓、２・・・・・・ベリリウ
ム板、３・・・・・・接合材、４・・・・・・ボルト穴
、５・・・・・・台枠本体、６・・・・・・通孔、７・
・・・・・接合部、８・・・・・・０リング溝、１０・
・・・・・良伝熱性無機質薄膜。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に良伝熱性無機質薄膜のコーティング層を設
   けたベリリウム窓等の台枠。
2. （２）上記無機質薄膜がダイヤモンドである請求項第（
   １）記載のベリリウム窓等の台枠。
3. （３）上記コーティング層を、粗面化処理後の表面に設
   けた請求項（１）又は（２）に記載のベリリウム窓等の
   台枠。