專利名稱：超導加速空腔的端口部件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通過焊接與形成于束管部分的端口部接合的超導加速空腔的端口部件。
背景技術：
超導加速空腔用于使通過內部的帶電粒子加速。在超導加速空腔的端部設置的束管(beam pipe)，安裝有用于去除妨礙電子束加速的高次諧波的(換言之用于將在超導加速空腔內被感應的高次諧波取出到超導加速空腔之外的)高次諧波(HOM)耦合器、以及用于將微波投入到空腔主體內的輸入耦合器。輸入耦合器與安裝于束管的輸入端口法蘭結合(例如參照專利文獻I)。高次諧波耦合器使將高次諧波取出到外部的拾波天線與安裝于外導體側部的拾波端口法蘭結合。以往，例如拾波端口采用圖4所示那樣的構造。拾波端口 71由大致圓筒形狀的端口主體73、和通過焊接例如電子束焊接被安裝于端口主體73的一端部外周側的法蘭部75而構成。端口主體73的另一端部例如通過電子束焊接被焊接到端口部79，端口部79被形成為在外導體77的側面貫通。法蘭部75夾著密封部件被拾波天線側的法蘭和螺栓牢固地安裝。因此，在法蘭部75形成有螺栓用的貫通孔81。輸入端口也采用與拾波端口同樣的構造。加速空腔主體、束管、高次諧波耦合器以及端口主體73由作為超導材料的、例如高純度(例如99. 85%以上)的鈮材形成。另一方面，法蘭部75由例如鈦的含有量為45 55%的銀鈦合金形成。作為密封部件，例如使用了金屬O型圈等需要高表面壓力的密閉性高的部件。為了壓縮密封部件，由于法蘭部75需要規(guī)定硬度，因此密封部件由鈮鈦合金形成。另外，超導加速空腔在組裝之后通過電場研磨來清洗內部，但是鈮鈦合金可能會被研磨液腐蝕。因此，為了不與研磨液接觸，法蘭部75安裝于端口主體73的外周側。在先技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開平11-329794號公報

發(fā)明內容
(發(fā)明所要解決的課題)然而，在圖4所示的現有的拾波端口構造中，部件變成端口主體73和法蘭部75這兩個部件，制造需要花費功夫。另外，由于在比法蘭部75的密封部更靠外周側設置螺栓接合用的貫通孔81，因此法蘭部75的外徑變大。因而，在向束管78電子束焊接外導體77時，法蘭部75會妨礙焊接工作。因此，在接合了法蘭部75的狀態(tài)下，無法向束管78焊接外導體77。于是，在向端口部79接合了端口主體73之后，需要將外導體77與束管78接合，然后通過焊接將法蘭部75與端口主體73接合，故無法使工作效率提高。進而，為了維持法蘭部75的接合強度，需要足夠的熔化深度。伴隨于此，焊道寬度變大。因而，為了確保位于接合部附近的密封部的平面度等的品質，需要進行后加工。本發(fā)明正是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種使整體尺寸小型化且使工作效率提高從而使制造成本降低的超導加速空腔的端口部件。(用于解決課題的方案)為了解決上述課題，本發(fā)明采用以下技術方案。S卩，本發(fā)明的一方式為一種超導加速空腔的端口部件，一端部通過焊接與在束管形成的端口部接合，另一端部與外部構造法蘭結合，所述束管設置在空腔主體的端部，端口主體以及法蘭由低純度的鈮材、或鈮以外的成分低于規(guī)定比例的鈮合金一體形成，利用快·速接頭來進行所述法蘭結合。根據本方式涉及的端口部件，因為端口主體以及法蘭由低純度的鈮材、或鈮以外的成分低于規(guī)定比例的鈮合金形成，所以能夠成為具有規(guī)定硬度的部件，能夠維持充分的密封性能。因為端口主體以及法蘭被一體形成，所以能夠減少部件個數。因為利用快速接頭來進行與外部構造的法蘭結合，所以在法蘭部中無需在比密封部分更靠外周側設置結合用的結構例如螺栓插通用的貫通孔，從而法蘭部能夠小直徑化。由此，因為法蘭部成為小直徑，所以能夠使整體尺寸小型化。另外，因為能夠通過焊接將包含法蘭部的端口主體與對象部分接合，所以例如能夠進行高次諧波耦合器單體的事前組裝。因為利用了快速接頭，所以與螺栓接合相比組裝作業(yè)容易、且能在短時間內進行，從而能夠使組裝的工作效率提高。根據上述這些內容，能夠使超導加速空腔的制造成本降低。另外，在此，“低純度”意味著與純鈮相比純度低，例如意味著雜質的含有量為I 10重量％。另外，“規(guī)定比例”意味著鈮以外的成分為I 10重量％程度。例如,作為所述銀合金而使用了錯的含有量為I 10重量％的銀錯合金。另外,作為所述銀合金而使用了鉿的含有量為I 10重量％的銀鉿合金。(發(fā)明效果)根據本發(fā)明，因為超導加速空腔的端口部件的一端部通過焊接與形成在束管的端口部接合，另一端部與外部構造法蘭結合，束管設置在空腔主體的端部，端口主體以及法蘭由低純度的鈮材、或者鈮以外的成分低于規(guī)定比例的鈮合金一體形成，利用快速接頭來進行法蘭結合，所以能夠使整體尺寸小型化且使工作效率提高從而使制造成本降低。


圖1是使用了本發(fā)明的一實施方式涉及的端口部件的超導加速空腔的主視圖。圖2是圖1的X-X剖視圖。圖3是表示在圖2的端口部安裝有外部構造的狀態(tài)的剖視圖。圖4是表示現有的端口部的部分剖視圖。
具體實施例方式以下，參照圖1 圖3，對本發(fā)明的一實施方式涉及的端口部件進行說明。圖1是用到本發(fā)明的一實施方式涉及的端口部件的超導加速空腔的主視圖。圖2是圖1的X-X剖視圖。圖3是表示在圖2的端口部件安裝有外部構造的狀態(tài)的剖視圖。如圖1所示，在超導加速空腔3中具備中央部鼓起的圓筒形狀的元件5通過焊接而例如被接合9個從而組合成的空腔主體7、和安裝于空腔主體7的兩端部的束管9。在一方的束管9中安裝有輸入端口 11，其安裝了用于將微波投入到空腔主體7內的輸入耦合器；和高次諧波耦合器13，其用于將妨礙在空腔主體7內被激發(fā)的電子束加速的高次諧波釋放到空腔主體7的外部。在另一方的束管9中安裝有高次諧波耦合器13 ；以及監(jiān)視端口(端口部件)15，其安裝了對在空腔主體7內被激發(fā)的電子束加速的狀況進行監(jiān)視的監(jiān)視部。監(jiān)視端口 15例如通過電子束焊接而與端口部17接合，端口部17被形成為與束管9貫通。元件5、束管9、輸入端口 11以及高次諧波耦合器13由作為超導材料的例如高純度的鈮材形成。束管9、輸入端口 11以及高次諧波耦合器13構成本發(fā)明的束管部分。如圖2所示，在高次諧波耦合器13中具備外導體19、內導體21、和用于使拾波天線(外部構造)22插通到內部的拾波端口(端口部件)23。外導體19呈一端面被開放的圓筒狀，具備該開放部與束管7接合而構成的主體部25、被形成為與主體部25的側部貫通的端口部27、和被形成為向主體部25的端面突出的突起部29。內導體21按照與主體部25的側部接合的方式被安裝。主體部25的端面的厚度形成為比側面還薄。在主體部25的側面，在接近于端面?zhèn)鹊牟糠?，沿整個周邊形成溝槽31。根據上述這些內容，主體部25的端面比較容易變形。突起部29由于通過未圖示的把持部件從外部把持、推拉而端面發(fā)生變形，由此能夠調整與在主體部25的內部設置的內導體21之間的間隔。端口部27被形成為從主體部25朝向外側突出。端口部27呈剖面為大致圓形的管狀。拾波端口 23按照在大致圓筒形狀的端口主體33的一端部法蘭部35向外側突起的方式一體形成。拾波端口 23按照法蘭部35位于外導體19的外周側的方式，例如通過電子束焊接而與端口部27的接合面接合。拾波端口 23例如由含有約3重量％的鋯的鈮鋯合金形成。作為拾波端口 23的形成材料只要具有規(guī)定硬度(能確保后述的密封部件的表面壓力這種程度的硬度)即可，并不限定于此。例如，可以由鋯的含有量為I 10重量％的鈮鋯合金形成。另外，可以由鉿的含有量為I 10重量％的鈮鉿合金形成。進而，也可以是低純度的、例如含有I 10重量％雜質的鈮材。拾波天線22被插通到由拾波端口 23以及端口部27形成的內部空間，用于將高次諧波取出到外部。在拾波天線22的縱長方向的中間部分，安裝有與拾波端口 23的法蘭部35對置的法蘭部37。法蘭部35和法蘭部37在隔著需要高表面壓力的密閉性高的密封部件、即金屬O型圈39的狀態(tài)下，被快速接頭41緊固。
法蘭部35和法蘭部37相對置的面大致平行，相反側的面具備隨著朝向外周側而靠近的傾斜面?？焖俳宇^41被連結成多個嵌合部43相互能轉動地連接為大致圓周狀，且周長變化。嵌合部43按照夾持法蘭部35以及法蘭部37的方式與傾斜面嵌合，并按照在成為規(guī)定周長時向金屬O型圈39賦予規(guī)定的表面壓力的方式構成?？焖俳宇^41按照由未圖示的夾緊部件縮減周長的方式構成，按照在成為規(guī)定周長時由夾緊部件維持該周長的方式固定。監(jiān)視端口 15按照在大致圓筒形狀的端口主體45的一端部法蘭部47向外側突起的方式一體形成。監(jiān)視端口 15按照法蘭部47位于束管9的外周側的方式，例如通過電子束焊接而與端口部17的接合面接合。監(jiān)視端口 15由與拾波端口 23的形成材料相同的材料而形成。在監(jiān)視天線(外部構造)49的縱長方向的中間部分，安裝有與監(jiān)視端口 15的法蘭部47對置的法蘭部51。法蘭部47和法蘭部51在隔著需要高表面壓力的密閉性高的密封部件、即金屬O型圈53的狀態(tài)下，被呈與拾波天線22同樣的構造的快速接頭55緊固。針對如以上那樣構成的拾波端口 23以及監(jiān)視端口 15的作用、效果進行說明。首先，對高次諧波耦合器13的制造進行說明。按照使外導體19、內導體21以及拾波端口 23分別成為規(guī)定形狀的方式進行制造。因為拾波端口 23由含有約3%的鋯的鈮鋯合金形成，所以能夠作為具有規(guī)定硬度的部件，能夠確保將后述的金屬O型圈39充分壓縮的表面壓力，從而能夠維持充分的密封性能。在對端口部27焊接了拾波端口 23之后，將內導體21安裝于外導體19中。焊接例如通過電子束焊接進行接合，來制造高次諧波耦合器13。此時，因為法蘭部35利用快速接頭41而與拾波天線22的法蘭部37接合，所以在法蘭部35中無需在比密封部分更靠外周側設置接合用的結構例如螺栓插通用的貫通孔，從而能夠使法蘭部35小直徑化。由此，因為法蘭部35成為小直徑，所以能夠使拾波端口 23的整體尺寸小型化。接下來，進入束管9的組裝。如果法蘭部35的直徑變小，則在高次諧波耦合器13的外導體19與束管9接合時，法蘭部35不會妨礙電子束的照射，所以能夠將拾波端口 23與端口部27接合。進而，通過焊接例如電子束焊接將監(jiān)視端口 15與束管9的端口部17接合。然后，在拾波端口 23安裝拾波天線22。將拾波天線22插通到拾波端口 23的中空部，在金屬O型圈39介于法蘭部35與法蘭部37之間的狀態(tài)下使法蘭部35與法蘭部37相對置。在該狀態(tài)下，使快速接頭41按照多個嵌合部43夾持法蘭部35以及法蘭部37的方式嵌合。操作夾緊部件來縮減快速接頭41的周長，由此緊固法蘭部35與法蘭部37之間，壓縮金屬O型圈39?？焖俳宇^41按照在成為規(guī)定周長時由夾緊部件維持該周長的方式固定。另外，監(jiān)視天線49也以與拾波天線22大致同樣的方法，利用快速接頭55而安裝于監(jiān)視端口 15。由此，因為在安裝拾波天線22以及監(jiān)視天線49的過程中使用了快速接頭41、55，所以與螺栓接合相比組裝作業(yè)容易、且能夠在短時間內進行，從而能夠使組裝的工作效率提聞。根據上述這些內容，能夠將超導加速空腔3的制造成本降低。此外，本發(fā)明并不限于以上說明的實施方式，可以在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內進行各種變形。符號說明3超導加速空腔
7空腔主體
9束管
13高次諧波耦合器
15監(jiān)視端口
17端口部
27端口部
33端口主體
35法蘭部
41快速接頭
45端口主體
47法蘭部
55快速接頭
權利要求
1.一種超導加速空腔的端口部件，其一端部通過焊接與在束管部分形成的端口部進行接合，另一端部與外部構造進行法蘭結合，所述束管部分設置在空腔主體的端部，其中，端口主體以及法蘭由低純度的鈮材、或鈮以外的成分低于規(guī)定比例的鈮合金一體形成，利用快速接頭來進行所述法蘭結合。
2.根據權利要求1所述的超導加速空腔的端口部件,其中，作為所述鈮合金而使用了鋯的含有量為I 10重量％的鈮鋯合金。
3.根據權利要求1所述的超導加速空腔的端口部件,其中，作為所述鈮合金而使用了鉿的含有量為I 10重量％的鈮鉿合金。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超導加速空腔的端口部件，能夠使整體尺寸小型化且使工作效率提高從而使制造成本降低。超導加速空腔的拾波端口(23)的一端部通過焊接與形成在高次諧波耦合器(13)的端口部(27)接合，另一端部與拾波天線(22)法蘭結合，高次諧波耦合器(13)設置在空腔主體的端部，端口主體(33)以及法蘭部(35)由低純度的鈮材、或者鈮以外的成分低于規(guī)定比例的鈮合金一體形成，利用快速接頭(41)來進行法蘭結合。
文檔編號H05H7/20GK103026801SQ201180036638
公開日2013年4月3日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權日2010年9月3日
發(fā)明者仙入克也 申請人:三菱重工業(yè)株式會社