真空フランジ

真空フランジは、真空チャンバー、チューブ、真空ポンプを相互に接続するために使用されるチューブの端にあるフランジです。真空フランジは、さまざまな機器を物理的接続を介して相互作用させ、真空チャンバーの外部から真空のメンテナンス、監視、操作を行うために、科学および産業の用途で使用されます。到達可能な最終圧力、サイズ、取り付けのしやすさ が異なる複数のフランジ規格が存在します。

真空フランジ規格は複数存在し、同じフランジタイプでもメーカーや標準化団体によって異なる名前で呼ばれることがあります。

ISO規格のクイックリリースフランジは、クイックフランジ (QF) またはK lein f lansch (ドイツ語で KF、英語では「スモールフランジ」) という名前で知られています。^{[1] KF の名称は、} ISO 、 DIN、およびPneuropで採用されています。KF フランジは、円形クランプと金属センタリングリングに取り付けられたエラストマーO リング(AS568 仕様) で取り付けられた面取りされた背面で作られています。標準サイズは、直径 10 ～ 50 mm のフランジの公称内径 (ミリメートル単位) で示されます。^[2]サイズ 10、20、および 32 はあまり一般的ではないサイズです ( Renard 番号を参照)。一部のサイズは、それぞれの大きいサイズのフランジとフランジ寸法を共有し、同じクランプサイズを使用します。つまり、DN10KF は、アダプティブセンタリングリングを使用することで DN16KF と結合できます。 DN20KF ～ DN25KF、DN32KF ～ DN40KF にも同様に適用されます。

ISO 大型フランジ規格は、LF、LFB、MF、または単に ISO フランジと呼ばれることもあります。KF フランジと同様に、フランジはセンタリング リングとエラストマー O リングで結合されます。取り付け中にセンタリング リングから外れないように、大径 O リングの周りには、スプリング式の円形クランプが追加で使用されることがよくあります。

ISO 大型フランジには 2 種類あります。ISO-K (または ISO LF) フランジは、フランジのチューブ側の円形の溝に締め付けるダブル クロー クランプで結合されます。ISO-F (または ISO LFB) フランジには、ボルトで 2 つのフランジを取り付けるための穴があります。ISO-K フランジと ISO-F フランジの 2 つのチューブは、ISO-K 側をシングル クロー クランプで締め付け、次に ISO-F 側の穴にボルトで固定することで結合できます。

ISO大型フランジは、公称管径63～500mmのサイズで入手可能である。^[2]

CF (ConFlat) フランジは、酸素を含まない高熱伝導性の銅製ガスケットとナイフエッジフランジを使用して、超高真空シールを実現します。^[3]「ConFlat」という用語はVarian, Inc.の登録商標であるため、他のフランジ製造業者では「CF」が一般的に使用されています。2 つの CF フランジの各面にはナイフエッジがあり、これが柔らかい金属ガスケットに食い込むため、漏れのない金属同士のシールが実現します。金属ガスケットが変形するとフランジの小さな欠陥が埋まり、ConFlat フランジは 10 ⁻¹³ Torr (10 ⁻¹¹ Pa ) の圧力まで動作できるようになります。ナイフエッジは各フランジの溝に埋め込まれています。この溝はナイフエッジを保護するだけでなく、ガスケットを所定の位置に保持するのにも役立ち、2 つのフランジの位置を揃えるとともに、ベークアウト中のガスケットの膨張を減らします。^[4]ステンレス鋼の ConFlat フランジの場合、ベーキング温度は 450 °C まで達成できます。温度はガスケット材料の選択によって制限されます。CF フランジは性別がなく、互換性があります。北米では、フランジのサイズはインチ単位のフランジ外径で示されますが、ヨーロッパとアジアでは、サイズはミリメートル単位のチューブ内径で示されます。命名規則は異なりますが、実際のフランジは同じです。

コンフラットガスケットはもともと、ウィリアム・ウィーラーとバリアンの他のエンジニアによって、焼成後に漏れないフランジを作るために発明されました。^[5]

ウィーラーフランジは、大型の真空チャンバーでよく使用される大型のワイヤーシールフランジです。^[6]

米国で普及しているフランジ規格は、米国規格協会（ANSI）によって体系化されており、組織の旧称である米国規格協会 （ASA）にちなんで名付けられることもあります。^[7]これらのフランジにはエラストマーOリングシールが付いており、真空と圧力の両方の用途に使用できます。フランジのサイズは、チューブの公称内径（ANSI命名規則）またはインチ単位のフランジ外径（ASA命名規則）で示されます。

真空シールを実現するには、ガスケットが必要です。エラストマーO リングガスケットは、ブナ ゴム、バイトンフルオロポリマー、シリコン ゴム、またはテフロンで作ることができます。O リングは溝に配置できますが、センタリング リングと組み合わせて使用​​することも、別の金属リングで固定された「捕捉」O リングとして使用することもできます。金属ガスケットは、エラストマーのガス放出が大きなガス負荷になる可能性がある超高真空システムで使用されます。銅リング ガスケットは、ConFlat フランジで使用されます。銅、金、またはインジウム製の金属ワイヤ ガスケットを使用できます。

真空フィードスルーは、真空チャンバーへの真空気密の電気的、物理的、または機械的接続を備えたフランジです。電気的フィードスルーを使用すると、フィラメントやヒーターなどの真空状態のコンポーネントに電圧を印加できます。物理的フィードスルーの例としては、冷却水の真空気密接続があります。機械的フィードスルーは、真空状態におけるコンポーネントの回転と移動に使用されます。ウォブルスティックは、真空チャンバー内の物体の持ち上げ、移動、その他の操作に使用できる機械的フィードスルーデバイスです。

• 真空工学
• 真空グリース

• Bills, Daniel (1996 年 10 月 16 日)。「AVS - インタビュー トランスクリプト」。材料、界面、および処理の科学と技術。2014年5 月 9 日閲覧。

ウィキメディア・コモンズには、真空フランジに関連するメディアがあります。

• ISO 1609:1986 真空技術 - フランジ寸法
• すべての真空フランジメーカーはvacuum-guide.comに掲載されています