JPH069766U - 異材質配管の継手構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異材質の配管どうしをフランジ接合する場合
に、配管スペースが狭い場合にもクラッド材を用いた継
手構造を採用できるようにする。 【構成】 一方の配管１０はステンレスで構成され、他
方の配管１２はアルミニウム合金で構成されている。配
管１０の端部にはステンレス製のフランジ１４が溶接４
８で接合されて構成されている。配管１２の端部にはク
ラッド材で作られたフランジ４０が構成されている。ク
ラッド材は、アルミニウム合金層１８、純アルミ層２
０、チタン層２２、ステンレス層２４を積層し、爆着等
で接合して構成され、これをチャンバー状に削り出し加
工してフランジ４０の形状に形成している。フランジ４
０自体をクラッド材で構成したので、継手全体の長さＬ
２を短くすることができ、設置スペースが狭い場合にも
採用することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、アルミニウムパイプとステンレスパイプなど異材質の配管どうし をつなぐ継手構造に関し、熱膨張などによる弛みを防止したものである。

【０００２】

【従来の技術】

加速器の真空チャンバーは一般にアルミニウム合金チャンバーで作られている が、部分的にステンレスチャンバーを用いる場合がある。このような場合、アル ミニウムチャンバーとステンレスチャンバーどうしをフランジを介してボルト締 めでつなぐ必要がある。

【０００３】 そのつなぎ方の最も簡単な方法としては、各チャンバー端部にそれぞれの材料 でフランジを形成して、これらをボルト締めすることが考えられる。ところが加 速器では初期立上げ時に真空チャンバーに対しベーキングによる脱ガス処理を行 なうので、真空チャンバーはヒートサイクルを受ける。このため、上記のような 異材どうしのフランジを接合する構造では、熱膨張差で弛みが起こる可能性があ る。

【０００４】 そこで、いわゆるクラッド材を用いてフランジどうしを同じ材料で接続するこ とが考えられている。図２は従来のクラッド材を用いた継手構造を示すものであ る。一方の配管１０はステンレスで構成され、他方の配管１２はアルミニウム合 金で構成されている。配管１０の端部にはステンレス製のフランジ１４が構成さ れている。配管１２の端部にはクラッド材１６が接続されている。クラッド材１ ６は、配管１２と溶接可能なアルミニウム合金層１８、純アルミ層２０、チタン 層２２、ステンレス層２４を積層し、爆着、拡散接合、摩擦圧接等で接合して構 成され、これを削り出し加工して所定のチャンバ形状に形成している。クラッド 材１６と配管１２とは溶接２６で接合されている。また、クラッド材１６の端部 には、ステンレス製のフランジ３０が溶接２８で接合されている。これにより、 配管１０，１２の端部のフランジ１４，３０はステンレスどうしになり、これを ボルト・ナット３２で締め付けて接続することにより、ヒートサイクルを受けて も熱膨張差がなくなり、弛みを防止することができる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

前記図２の継手構造によれば、フランジ３０と配管１２との間にクラッド材１ ６による継手を挿入するので、継手部分全体の長さＬ２が長くなる傾向があった 。特に、クラッド材１６の両端部は溶接２６，２８で配管１２とフランジ３０と に接合するが、クラッド材１６は溶接時に高温にさらされると（例えば３５０℃ 以上）各層１８，２０，２２，２４間の接合面が壊れるおそれがある。このため 、溶接箇所２６，２８を各層の接合面からある程度離す必要があり、クラッド材 １６自体の長さＬ１はある程度長く構成する必要がある。このため、継手部分全 体の長さＬ２がさらに長く必要となり、配置スペースが狭い場合にはこの構造を 採用することができない場合が生じていた。

【０００６】 この考案は前記従来の技術における問題点を解決して、配置スペースが狭い場 合にもクラッド材を用いた継手構造を採用できるようにした異材質配管の継手構 造を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案は、材質が異なる２本の配管の端部にそれぞれフランジを構成して、 これらフランジを介して前記２本の配管どうしを接続する継手構造であって、一 方の配管の端部に構成されるフランジを当該一方の配管と溶接可能な同種の材質 で構成し、他方の配管の端部に構成されるフランジを、当該他方の配管とつなが る部分を当該他方の配管と溶接可能な同種の材質で構成し、前記一方の配管と接 続される部分を当該一方の配管と同種の材質で構成し、これら両者の間の部分を これら両者を接合する材質で構成したクラッド材で構成してなるものである。

【０００８】

【作用】 この考案によれば、フランジ自体をクラッド継手で構成したので、前記図２の ようにクラッド材１６とは別にフランジ３０を設ける必要がなくなり、継手全体 の長さを短くできるので、設置スペースが狭い場合にも採用することができる。

【０００９】

【実施例】

この考案の一実施例を図１に断面図で示す。一方の配管１０はステンレス（Ｓ ＵＳ３０４，ＳＵＳ３０４Ｌ，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３１６Ｌ等）で構成され、 他方の配管１２はアルミニウム合金（Ａ１０７０，Ａ１０５０，Ａ１１００，Ａ １２００，Ａ２０１４，Ａ２０１７，Ａ２０２４，Ａ３００３，Ａ３２０３，Ａ ５０５２，Ａ５１５４，Ａ５４５４，Ａ５０５６，Ａ５０８３，Ａ６０６１，Ａ ６０６３，Ａ７００３，Ａ７Ｎ０１，Ａ７０７５等）で構成されている。配管１ ０の端部にはこれと溶接可能な同種の材質としてＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０４Ｌ ，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３１６Ｌ等によるステンレス製のフランジ１４が溶接４ ８で接合されて構成されている。配管１０とフランジ１４とは完全に同一材質で ある必要はない。互いに溶接可能な同種の（すなわちステンレスどうしの）材質 であればよい。

【００１０】 配管１２の端部にはクラッド材で作られたフランジ４０が構成されている。ク ラッド材は、例えば図３に示すように、アルミニウム合金層１８、純アルミ層２ ０、チタン層２２、ステンレス層２４を積層し、爆着、拡散接合、摩擦圧接等で 接合して構成され、これを図３に二点鎖線で示すようにチャンバー形状に削り出 し加工してフランジ４０の形状に加工している。

【００１１】 アルミ合金層１８は、アルミ合金製配管１２と溶接可能な同種の材質として例 えばＡ５０８３等で作られている。アルミ合金層１８は、アルミ合金製配管１２ と全く同一材質である必要はない。互いに溶接可能な同種の（すなわちアルミど うしの）材質であればよい。純アルミ層２０はアルミ合金層１８と接合可能なＡ １１００等で作られている。ステンレス層２４は（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０４ Ｌ，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３１６Ｌ等）で作られている。ステンレス層２４はス テンレス製フランジ１４と全く同一材質である必要はない。同種の（すなわちス テンレスどうしの）材質であればよい。

【００１２】 図１において、フランジ４０と配管１２とは溶接４６で接合されている。これ により、配管１０，１２の端部のフランジ１４，４０の突き合わせ面はステンレ スどうしになり、これをボルト・ナット３２で締め付けて接続することにより、 ヒートサイクルを受けても熱膨張差がなくなり、弛みを防止することができる。

【００１３】 図１の構成によれば、フランジ４０自体をクラッド材で構成したので、図２の 従来の構造に比べて継手全体の長さＬ２を短くすることができ、設置スペースが 狭い場合にも採用することができる。

【００１４】 ここで図１の継手構造の実際の使用例について説明する。図４はシンクロトロ ンにおいて、ビーム輸送部３１から送られてくる電子ビームを入射部３３を介し て蓄積リング３５に入射する部分を平面図で示したものである。真空チャンバー ３５は大部分がアルミチャンバー１２で作られているが、バンプ磁石ＢＰを通過 する部分は所望の磁場を得る目的でセラミックチャンバー３９で作られている。 セラミックチャンバー３９は、アルミチャンバー３５と直接にはフランジで接合 できないので、通常は端部にＫＯＶＡＲ（商標）３８をろう付４１で接合し、Ｋ ＯＶＡＲ３８にステンレスフランジ１４を溶接４２で接合してアルミチャンバー １２とフランジ接合する。このフランジ接合は、バンプ磁石３４と偏向磁石３６ との間で行なう必要があるが、この磁石３４，３６間の距離Ｄは短く、前記図２ の従来構造を用いることはできない。そこで、このフランジ接合に図１の継手構 造を用いることにより、この狭い間隔Ｄ内でのフランジ接合を実現している。

【００１５】

【他の実施例】

前記図１の実施例ではアルミ配管１２側のフランジ４０をクラッド材で構成し たが、図５に示すようにステンレス配管１０側のフランジ１４をクラッド材で構 成することもできる。

【００１６】 また、この発明はアルミ配管とステンレス配管の接続以外にも各種異材配管の 接続に利用することができる。例えば図６は、アルミ配管５０と銅配管５２の接 続を行なうように構成したものである。アルミ配管５０の端部には、アルミ合金 製（例えばＡ２２１９）のフランジ５４が溶接５６で接合されている。銅配管５ ２の端部には、クラッド材で作られたフランジ５８が溶接６０で接合されている 。クラッド材５８は配管５２側から無酸素銅層６２、純アルミ層６４（例えばＡ １０５０等）、アルミ合金層６６（Ａ２２１９等）を順次積層して、爆着、拡散 接合、摩擦接合等で一体化して構成されている。配管１０，１２はフランジ５４ ，５８をボルト・ナット３２で締め付けて連結されている。フランジ５４，５８ の接合面はアルミどうしなので熱膨張差による弛み等の問題が生じなくなる。

【００１７】 前記実施例ではクラッド材の各層をフランジの軸方向に積層した場合について 説明したが、図７のようにフランジの径方向に積層することもできる。図７は前 記図１と同様にステンレス配管１０とアルミ配管１２を連結する場合を示したも のである。ステンレス配管１０の端部には、ステンレス製のフランジ１４が溶接 ４８で接合されている。アルミ配管１２の端部にはフランジ４０が溶接４６で接 合されている。フランジ４０はクラッド材で構成されている。このクラッド材は Ａ−Ａ矢視図に示すように配管１２側からアルミ合金層１８、純アルミ層２０、 チタン層２２、ステンレス層２４を径方向に順次積層して爆着、拡散接合、摩擦 圧接等で各層間を接合して構成されている。溝７０は、配管１２にフランジ４０ を溶接４６で接合する場合に、溶接の熱がクラッド材の各層接合面に伝わらない ようにするものである。フランジ４０はステンレス層２４の部分でフランジ１４ に突き合わされて、ボルト・ナット３２で連結される。これによればフランジ１ ４，４０の接合面はステンレスどうしなので、熱膨張差による弛み等の問題が生 じにくくなる。特にチタン層２２までの径ｄを小さくすれば効果的である。

【００１８】

【変更例】

この考案は、加速器のチャンバ以外にも異材の配管どうしを接続する部分に適 用することができる。また、ヒートサイクルを受けない部分にも適用できる。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案によれば、フランジ自体をクラッド継手で構成 したので、前記図２のようにクラッド材１６とは別にフランジ３０を設ける必要 がなくなり、継手全体の長さを短くできるので、設置スペースが狭い場合にも採 用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す断面図である。

【図２】従来構造を示す図である。

【図３】クラッド材の構造の一例を示す断面図である。

【図４】図１の継手をシンクロトロンの真空チャンバー
の継手に適用した例を示す平面図およびその一部拡大図
である。

【図５】この発明の他の実施例を示す断面図である。

【図６】この発明の他の実施例を示す断面図である。

【図７】この発明の他の実施例を示す断面図およびＡ−
Ａ矢視図である。

【符号の説明】

１０，１２ 配管 １４ フランジ １８，２０，２２，２４ クラッド材の各部分 ４０ フランジ（クラッド材）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】材質が異なる２本の配管の端部にそれぞれ
   フランジを構成して、これらフランジを介して前記２本
   の配管どうしを接続する継手構造であって、 一方の配管の端部に構成されるフランジを当該一方の配
   管と溶接可能な同種の材質で構成し、 他方の配管の端部に構成されるフランジを、当該他方の
   配管とつながる部分を当該他方の配管と溶接可能な同種
   の材質で構成し、前記一方の配管と接続される部分を当
   該一方の配管と同種の材質で構成し、これら両者の間の
   部分をこれら両者を接合する材質で構成したクラッド材
   で構成してなる異材質配管の継手構造。