JPH02290234A - 銅製真空容器 - 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〕 本発明は、大気または圧力の異なる容器間をシールして
真空空間を形成する銅製真空容器舎襄→咄に関する。

〔従来の技術〕

従来の真空容器には，ステンレス鋼やアルミ合金が材料
として用いら九でいる。ステンレスｍｓ真空容器につい
ては、例えばア・ユーザース・ガイド・トウー・バキュ
ーム・テクノロジー，ジョン・ウイリー・アンド・サン
ズ・インク、（１９８０年），第２９３頁から第２９６
頁（＾Ｕｓｅｒ’ｓ　Ｇｕｉｄｅｔｏ　Ｖａｃｕｃｕｓ
　Ｔｅｃｈｎｏｌｇｙ，Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｌｅｙ＆Ｓｏ
ｎａ　Ｉｎｃ．（１９８０’　ｐｐ２９３−２９６）に
おいて論じられている， アルミニウム合金製真空容器については、例えばケー・
イー・ケー，リポート８　１　−　２　（１９８４年）
第１０５頁から第１３１頁（ＫＥＫ，　Ｒｅｐｏｒｔ８
　１−２　（１９８４），ｐｐｌ０５−１３１）に論じ
られている。

これらの真空容器では，真空シールのためにシール部を
有するフランジが取り付けられており，低真空ではエラ
ストマ０リングシールが用いられ、高真空ではナイフエ
ッジシールのメタルガスケット等が用いられている。こ
の場合，ナイフエッジシールにはメタルガスケットに抗
する強度が要求される。ステンレス鋼のフランジは、そ
の要求に十分応えるものであり、ステンレスｍｕ容器へ
は溶接で接合され、アルミ合金容器の場合にもめつき溶
接等を用いてステンレス鋼製フランジを取り付けている
。銅製容器の場合にも、メタルガスケットの場合にはフ
ランジ材にステンレス鋼が用いられているが、その接合
は通常、ろう付けで行われている。

銅製真空容器の例としては、アメリカン・インステイチ
ュート・オブ・フイジツクス・コンファレンス・プロシ
ーデイングスＮＱ１７１第１８６頁から第１９２頁（Ａ
ｍｅｒｉｃａｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　！’ｈｙ
ｓｉｃｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ
ｓ　　Ｎａｌ　７　１，　ｐ　ｐ　１　８６−１９２）
に論じられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

通常の銅製真空容器舎養ナ咄は、容器を構成するパイプ
に直接ステンレス鋼製フランジをろう付けするために、
容器全体を真空炉へ入れる必要があるため、大型の真空
容器を製造するにはそれに見合った真空炉が必要となっ
たり、逆に真空炉の大きさによって製造可能な真空各器
の大きさが決定してしまうことや、通常真空ろう付けは
、ろう材の流出を防ぐために重力方向に垂直な面上で行
うが、一体の真空容器ではあらゆる方向からサービスポ
ートが付いているために，全てのろう付けを重力に垂直
方向で行うことは大変困難となり、ろう材が真空容器の
内，外壁面へ流出し、汚染したりする恐れがあった． ろう材の融点を変えて同一方向を向いた、すなわちろう
付け面が平行な部分を同時に行う方法もあるが、この場
合複数回にわたる真空炉チャージを行わなければならず
、度重なる温度負荷で既ろう付け部が劣化を起こし、リ
ークする恐れがあることや、コスト的にもかなり割高に
なる等の問題があった。

本発明の目的は、真空ろう付け回数を減少でき、真空ろ
う付けの際，ろう材の流出を防止でき、しかも大型の銅
製真空容器を真空ろう付けして製造する際に問題となる
真空炉の大きさを小型化し得る銅製真空容器豐脅雷曹を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的は、銅製の複数の部分と、銅とは異種材料衷の
部分とを備え、前記銅製の部分と異種材料装の部分とを
真空ろう付けにより接合し、銅製の部分同士をアーク溶
接により接合することにより、達成される。

また、前記目的は銅製の容罰本体と、銅製で短尺の接続
部と、ステンレス［ａのフランジとを備え、前記銅製の
接続部とステンレス鋼製のフランジとを真空ろう付げに
より接合したのち、銅製の容器本体と同じ銅製の製続部
とをアーク溶接により接合することによって、さらに良
好に達成される。

〔作用〕

本発明の請求項１記載の発明では，銅製の部分と異種材
料製の部分の接合のみを真空炉にチャージして真空ろう
付けする。

したがって、ａ空炉チャージが１回で済み、真空容器に
おける真空リークに対する真空ろう付け部の信頼性を著
しく向上させることができ，製造コストを大幅に削減す
ることができる。

また，銅製の部分と、これに接合される異種材料製の部
分を１対１で組み合わせ、真空炉内で真空ろう付けする
ようにしているので，ろう付け面を重力に対して垂直方
向に設置して真空ろう付けを行い得るので，ろう材の流
出を防止でき、ろう付け面周囲の汚染を防ぐことができ
る外、真空炉の小型化を図り得る． この発明では、異種材料製の部分を接合した銅製の部分
と，他の銅製の部分とをアーク溶接により接合して銅製
真空容器を完成させる．さらに、本発明の請求項２記載
の発明では，銅製で短尺の接続部とステンレス鋼製のフ
ランジとを真空ろう付けしたのち、銅製の容器本体と同
じ銅製の接続部とをアーク溶接するようにしている。

したがって、この発明では真空ろう付け回数が１回で済
み、ろう付け面を重力に対して垂直方向に設置して真空
ろう付けを行い得る外、特に大型の真空容器の製造に際
しても、小型の真空炉を使つて行うことが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明蕃嬉遍４り製造された銅製真空容器の側
面図である。

この第１図に示す銅製真空容器では、銅製の容器本体で
ある銅バイブ】の軸方向の両側に．同じ銅製で短尺の接
続部である接続銅管６がパルスアーク溶接により接合さ
れており，その溶接部を符号５で示している。

前記各接続部６の端部には，ステンレス２１Ａ　！ｉａ
の大フランジ２が真空ろう付げにより接合されており，
そのろう付け部を符号４で示している。

前記鋼バイプ１には、小径銅管′ｌが複数個（第１図中
には２個表されている。）バルスアーク溶接により溶接
されており，その溶接部も符号５で示している。

前記各小４ｋ　？４　’（ｆ　７の喘部には、スランレ
ス鋼製の小フランジ３が真空ろう付げにより接合されて
おり、そのろう付け部も符号２で示している。

次に，第２図〜第４図により、本発明彎☆ヤの一実施例
を説明する。

第２図は第１図に示す銅製真空容器の大フランジと接続
鋼管の拡大断面図である。

この第２図において，大フランジ２のシールはナイフエ
ッジタイプのもので、Ａ面側がシール面、Ｂ面側がろう
付け面である．また、大フランジ２のＢ面側の内部には
，ろう付け雌部８ａが加工されている． 一方、接続鋼管６の接続端部には、前記ろう付け雌部８
ａに嵌め合うろう付け雄部８ｂが加工されている．この
ろう付け雄部８ｂには、線状ろう材を収納し得るように
、円周方向に溝を切っておいてもよい． 大フランジ２と接続銅管６とをろう付けする際は、大フ
ランジ２はシール面であるＡ面側を下側にし，Ｂ面側を
上側にして設置する。そして、大フランジ２のろう付け
雌部８ａの円周上にろう材（図示せず）をセットし、そ
の上がら接続銅管６のろう付け雄部８ｂを挿入し、大フ
ランジ２と接続銅管６とを組み合わせておく． 第３図は第１図に示す銅製真空容器の小フランジと小径
鋼管の拡大断面図である． この第３図において、小フランジ３のＣ面側にはナイフ
エッジタイプのシールが設けられており、Ｄ面側にはろ
う付け雌部８ａが加工されている．他方，小径銅管７の
一端部には前記小フランジ３のろう付け雌部８ａに嵌め
合うろう付け雄部８ｂが加工され、他端部には鋼バイプ
１との相貫体として、銅バイブ１の取り付け部に密着す
るように、銅バイプ１の外径ＤでＩ’Ｊ弧形に，！ＩＩ
Ｉエされている。

小フランジ３と小径銅管７とをろう付けするに際しては
、小フランジ３のＣ面側を下側にし、Ｄ面側を上側にし
て設置する．そして、小フランジ３のろう付け雌部８ａ
の円周上にろう材（図示せず）をセットし，小径鋼管７
のろう付け雄部８ｂを挿入し，小フランジ３と小径鋼管
７とを組み合わせておく。

前記大フランジ２と接続銅管６とを組み合わせ，小フラ
ンジ３と小径銅管７とを組み合わせたうえで，これら大
フランジ２と接続鋼管６の組と、小フランジ３と小径鋼
管７の組とを真空炉ヘチャージする．ついで、真空炉の
真空排気を行いながら炉内温度を上げて行く． 炉内温度がろう材の融点を越えた時点で、ろう材がろう
付け雌，雄部８ａ，８ｂの間隙に行き渡る． ろう材がろう付け雌，雄８ａ，ａｂに行き渡った時点で
炉内温度を下げると，ろう材が固まり、大フランジ２と
接続鋼管６の組、小フランジ３と小径鋼管７の組は、そ
れぞれ真空的にも機械的にも強力に接合させる． 第１図に示す銅製真空容器の場合には，大フランジ２が
２個，小フランジ３が２個の合計４個分の床面積と、大
フランジ２と接続銅管６の組または小フランジ３と小径
銅管７の組のいずれが背が高い方の高さの真空炉であれ
ば．４Ｍの真空ろう付けが１回の真空炉チャージで完了
することになる． 以上のところから分かるように、この実施例ではステン
レス鋼製の大フランジ２と接続銅管６の組、およびステ
ンレス鋼製の小フランジ３と小径鋼管７の組のみを真空
ろう付けするようにし、銅製の容器本体である銅パイプ
１を真空炉へ入れる必要がないので、大型の銅製真空容
器の製造に際しても、小型の真空炉が製造することが可
能となる。

第４図は真空ろう付けされた大フランジと接続鋼管の組
、同じく真空ろう付けされた小フランジと小径鋼管の組
、および銅パイプを互いに接合すべく配置した状態を示
す． この第４図において、銅バイプ１の軸方向の両端部の被
溶接部９と、各接続銅管６の被溶接部９とをパルスアー
クにより突き合わせ溶接を行う。

パルスアーク溶接とは、１ｋＨｚ程度の大電流アークを
用いる溶接法で、パルス化することによりアーク先端を
絞り、被溶接部でアークのパワー密度を上げ、熱伝導の
良好な銅による熱の流出に対処して、銅同士の溶接を可
能にするものである．銅パイプ１に小径銅管７の溶接す
るには、前能のごとく、小径銅管７の被溶接部９を銅パ
イプ１の外径Ｄで円弧形に加工しておく。また，第３図
に示す小径銅管７の外怪ｄｚを第４図に示す銅バイプ１
の被溶接部１０の穴径ｄ２よりも大きくしておく． そして、銅パイプ１の被溶接部１０と、小径銅管７の被
溶接部９とをパルスアークによる突き合わせ溶接を行う
． 以上のバルスアーク溶接により、銅バイブ１の軸方向に
両端部に接続銅管６を介してステンレス鋼製の大フラン
ジ２が接合され，銅バイプ１の軸方向と直角な方向に明
けられた複数の穴に、それぞれ小径鋼管７が接合され、
かつ各小径銅管７にステンレス鋼製の小フランジ３が接
合され、しかも大フランジ２と接続銅９６の組、および
小フランジ３と小径銅管７の組とがそれぞれ真空ろう付
げによって真空的にも機械的にも強力に接合された第Ｉ
Ｌ８！Ｙに示すごとき銅製真空容器を製遭することがで
きる。

以上の実施例では、フランジがステンレス鋼製の場合に
ついて述べたが，フランジの材料はろう付けが可能な他
の材料であってもよい．〔発明の効果〕 以上説明した本発明の請求項１記載の発明によれば，銅
製の部分と異種材料製の部分の接合のみを真空炉にチャ
ージして真空ろう付けするようにしているので、真空炉
チャージが１回で済み、真空容器における真空リークに
対する真空ろう付け部の信頼性を著しく向上させ得る効
果があり、かつ製造コストを大幅に削減し得る効果があ
る。

また、銅製の部分と，これに接合される異種材料製の部
分を１対１で組み合わせ、真空炉内で真空ろう付けする
ようにしているので、ろう付け面を重力に対して垂直方
向に設置して真空ろう付けを行い得るので、ろう材の流
出を防止でき、ろう付け面周囲の汚染を防ぐことができ
る外、真空炉の小型化を図り得る効果がある。

また，本発明の請求項２記載の発明によれば、銅製で短
尺の接合部とステンレスＷ４製のフランジ部とを真空ろ
う付けしたのち、銅製の容器本体と同じ銅製の接続部と
をアーク溶接するようにしているので、真空ろう付け回
数を減少でき，ろう付け面を重力に対して垂直方向に設
置して真空ろう付けを行い得る外、特に大型の真空容器
の製造に際しても、小型の真空炉を使って真空ろう付け
し得る効果がある．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明棒祷嫡により製造された銅製真空容器の
一例を示す側面図、第２図は互いに真空ろう付げにより
接合すべき大フランジと接続鋼管の拡大断面図，第３図
は互いに真空ろう付げにより接合すべき小フランジと小
径鋼管の拡大断面図、第４図はアーク溶接により接合す
る銅製の容器本体である銅パイプと，真空ろう付けされ
た大フランジと接続鋼管の組と、同じく真空ろう付けさ
れた小フランジと小径鋼管の組との配置状態を示す側面
図である。 １・・・銅製の容器本体である銅バイプ、２・・・ステ
ンレス鋼製の大フランジ、３・・・同じくステンレス』
製の小フランジ、 ろう付け部、 ・・溶接部、 ・・接続鋼管、 ７・・・小径鋼管、 ８　ａ， ８ｂ・・・ろう 茅 目 茅 国 ３ｂ−−−ろう帆・Ｔ巧日１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、銅製の複数の部分と、銅とは異種材料製の部分とを
   備え、前記銅製の部分と異常材料製の部分とを真空うろ
   付けにより接合し、銅製の部分同士をアーク溶接により
   接合したことを特徴とする銅製真空容器。 ２、銅製の容器本体と、銅製の短尺の接続部と、ステン
   レス鋼製のフランジとを備え、前記銅製の接続部とステ
   ンレス鋼製のフランジとを真空ろう付けにより接合した
   のち、銅製の容器本体と同じ銅製の接続部とをアーク溶
   接により接合したことを特徴とする銅製真空容器。