JPH0552015B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0552015B2 JPH0552015B2 JP58165938A JP16593883A JPH0552015B2 JP H0552015 B2 JPH0552015 B2 JP H0552015B2 JP 58165938 A JP58165938 A JP 58165938A JP 16593883 A JP16593883 A JP 16593883A JP H0552015 B2 JPH0552015 B2 JP H0552015B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- collector
- core
- section
- heat
- microwave tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/02—Electrodes; Magnetic control means; Screens
- H01J23/027—Collectors
- H01J23/033—Collector cooling devices
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、直進ビーム形の超大電力マイクロ波
管のコレクタの構造に関する。
管のコレクタの構造に関する。
大電力マイクロ波管は、電子ビームを発生させ
る電子銃部、電子ビームのもつエネルギーを高周
波エネルギーに変換する高周波回路部、電子ビー
ムを捕捉するコレクタ部、電子ビームを集束させ
るビーム集束装置等がその主な構成要素である。
超大電力マイクロ波管とは通常の大電力マイクロ
波管より一層大きな電力を扱い、その値は数
100kwから数10Mw（メガ・ワツトアに及ぶ。こ
のような超大電力マイクロ波管においては、連続
波動作のものの他にパルス動作のものもある。パ
ルス動作の場合にも、パルス幅が数μsecから数10
ｍsecの短パルスの場合と、パルス幅が数secから
数10secの長パルスの場合があり、勿論その中間
のパルス幅の場合もある。本発明は、特に長パル
ス動作の直進ビーム形超大電力マイクロ波管のコ
レクタに関するものである。
る電子銃部、電子ビームのもつエネルギーを高周
波エネルギーに変換する高周波回路部、電子ビー
ムを捕捉するコレクタ部、電子ビームを集束させ
るビーム集束装置等がその主な構成要素である。
超大電力マイクロ波管とは通常の大電力マイクロ
波管より一層大きな電力を扱い、その値は数
100kwから数10Mw（メガ・ワツトアに及ぶ。こ
のような超大電力マイクロ波管においては、連続
波動作のものの他にパルス動作のものもある。パ
ルス動作の場合にも、パルス幅が数μsecから数10
ｍsecの短パルスの場合と、パルス幅が数secから
数10secの長パルスの場合があり、勿論その中間
のパルス幅の場合もある。本発明は、特に長パル
ス動作の直進ビーム形超大電力マイクロ波管のコ
レクタに関するものである。
この種のマイクロ波管の従来のコレクタ構造を
第１図に示す。
第１図に示す。
コレクタで発生する膨大な熱量（例えば数メガ
ワツト×数秒）を効率よく外部へ放出するため、
冷却方式としては蒸発冷却方式を採用するのが普
通である。第１図にて、１が電子ビーム入射孔で
あり、２が電子ビームを示す。３はコレクタ・コ
アを示し、これは電子ビームの捕捉を行なうと同
時に真空容器の一部を形成する。コレクタ・コア
３の外側には放射状に形成された放熱体４が多数
設置される。コレクタにおける電力損が数メガ・
ワツトと非常に大きく、かつ長パルス動作の場合
のコレクタの形状は非常に大きくなり（例えば、
直径500mm、高さ1500mm）一体加工が困難となる
ため、コレクタは通常いくつかに分割されて個別
に製作され、あとでそれらを接合（例えばロー
付）して使用される。第１図ではコレクタを軸方
向に４分割した例を示している。更に５はコレク
タの外側に設置されるジヤケツトを示し、コレク
タ・コア３とジヤケツト５の間の空間は蒸留水６
で満たされる。電子ビーム２が入つてくると電子
ビームのもつている運動エネルギがコレクタ・コ
ア３で熱エネルギに変換され、これが放熱体４を
通して水を水蒸気に変え、気化熱として熱を外部
へ放出させるわけである。第１図のコレクタ最外
形部における横断面図を第２図に示す。
ワツト×数秒）を効率よく外部へ放出するため、
冷却方式としては蒸発冷却方式を採用するのが普
通である。第１図にて、１が電子ビーム入射孔で
あり、２が電子ビームを示す。３はコレクタ・コ
アを示し、これは電子ビームの捕捉を行なうと同
時に真空容器の一部を形成する。コレクタ・コア
３の外側には放射状に形成された放熱体４が多数
設置される。コレクタにおける電力損が数メガ・
ワツトと非常に大きく、かつ長パルス動作の場合
のコレクタの形状は非常に大きくなり（例えば、
直径500mm、高さ1500mm）一体加工が困難となる
ため、コレクタは通常いくつかに分割されて個別
に製作され、あとでそれらを接合（例えばロー
付）して使用される。第１図ではコレクタを軸方
向に４分割した例を示している。更に５はコレク
タの外側に設置されるジヤケツトを示し、コレク
タ・コア３とジヤケツト５の間の空間は蒸留水６
で満たされる。電子ビーム２が入つてくると電子
ビームのもつている運動エネルギがコレクタ・コ
ア３で熱エネルギに変換され、これが放熱体４を
通して水を水蒸気に変え、気化熱として熱を外部
へ放出させるわけである。第１図のコレクタ最外
形部における横断面図を第２図に示す。
さて、この種の長パルス動作超大電力マイクロ
波管の従来の構造において、次のような欠点が見
出された。すなわち、比較的少ないビーム印加回
数がくりかえされた後、コレクタ・コア３の接合
部（第１図のａあるいはｂ部）から真空破れ（リ
ーク）が発生し、マイクロ波管を一瞬のうちに動
作不能にしてしまうのである。
波管の従来の構造において、次のような欠点が見
出された。すなわち、比較的少ないビーム印加回
数がくりかえされた後、コレクタ・コア３の接合
部（第１図のａあるいはｂ部）から真空破れ（リ
ーク）が発生し、マイクロ波管を一瞬のうちに動
作不能にしてしまうのである。
発明者らは、こうした事故の原因を調査した結
果、次のことが分つた。すなわち、ビーム印加後
数秒のうちにコレクタ・コア３の内側の温度が
500℃程度にまで達する。一方、コレクタ・コア
３の外側は直接水に接しているからその温度は約
100〜130℃である。この内外の温度差により、コ
レクタ・コア３はコアの内側がそり返るように熱
変形しようとする。この熱変形は、もし放熱体４
の機械的剛性が無視できれば、ほゞビーム入力分
布に応じた形で変形するが、実際には放熱体４の
機械的剛性が大きかつたためこの放熱体４がコレ
クタコアの熱変形に対してリブ（補強体）として
働らき、熱変形の起り得る場所を放熱体４のない
部分に、いいかえればコレクタ・コアの接合部に
集中させてしまう。従来のコレクタにおける熱変
形前後のコレクタ形状の変化を第３図に示す。実
線が熱変形前、点線が熱変形後の形状を示してい
る。熱変形時、接合部（放熱体のない部分）にお
いてコレクタ・コアの外側に引張力、コレクタ・
コアの内側に圧縮力が作用することがわかる。長
パルス動作のマイクロ波管の場合、例えばビーム
印加時間10秒、ビームOFF時間150秒のパルス動
作を行なつているとすると、前記の熱変形が160
秒毎にくり返されることになり、金属が疲労を起
し、ついにはクラツクが発生しそれが進展して最
後には真空破れにつながるわけである。
果、次のことが分つた。すなわち、ビーム印加後
数秒のうちにコレクタ・コア３の内側の温度が
500℃程度にまで達する。一方、コレクタ・コア
３の外側は直接水に接しているからその温度は約
100〜130℃である。この内外の温度差により、コ
レクタ・コア３はコアの内側がそり返るように熱
変形しようとする。この熱変形は、もし放熱体４
の機械的剛性が無視できれば、ほゞビーム入力分
布に応じた形で変形するが、実際には放熱体４の
機械的剛性が大きかつたためこの放熱体４がコレ
クタコアの熱変形に対してリブ（補強体）として
働らき、熱変形の起り得る場所を放熱体４のない
部分に、いいかえればコレクタ・コアの接合部に
集中させてしまう。従来のコレクタにおける熱変
形前後のコレクタ形状の変化を第３図に示す。実
線が熱変形前、点線が熱変形後の形状を示してい
る。熱変形時、接合部（放熱体のない部分）にお
いてコレクタ・コアの外側に引張力、コレクタ・
コアの内側に圧縮力が作用することがわかる。長
パルス動作のマイクロ波管の場合、例えばビーム
印加時間10秒、ビームOFF時間150秒のパルス動
作を行なつているとすると、前記の熱変形が160
秒毎にくり返されることになり、金属が疲労を起
し、ついにはクラツクが発生しそれが進展して最
後には真空破れにつながるわけである。
本発明の目的は、前記調査結完に基づき、長パ
ルス動作超大電力マイクロ波管のコレクタとし
て、従来にくらべ格段に耐久性のある構造を有す
るマイクロ波管用コレクタを提供することであ
る。
ルス動作超大電力マイクロ波管のコレクタとし
て、従来にくらべ格段に耐久性のある構造を有す
るマイクロ波管用コレクタを提供することであ
る。
それは、放熱体の周方向断面を見た場合、管軸
方向及びそれと直角方向に放熱体を従来以上に細
分化し、以つて放熱体の機械的剛性をコレクタ・
コアのそれに比して著しく弱める方法である。コ
レクタ・コアの表面に放熱体のたち並ぶ様子を従
来の第５図に比して本発明の一実施例を第６図に
示す。第６図においては各放熱体の周方向寸法
（図のａ）はコレクタ・コアの厚さ（図のｔ）に
対して略1/2以下に、またたて寸法（図のｂ）は
ｔに対して略２倍以下に設定されるところに特徴
がある。
方向及びそれと直角方向に放熱体を従来以上に細
分化し、以つて放熱体の機械的剛性をコレクタ・
コアのそれに比して著しく弱める方法である。コ
レクタ・コアの表面に放熱体のたち並ぶ様子を従
来の第５図に比して本発明の一実施例を第６図に
示す。第６図においては各放熱体の周方向寸法
（図のａ）はコレクタ・コアの厚さ（図のｔ）に
対して略1/2以下に、またたて寸法（図のｂ）は
ｔに対して略２倍以下に設定されるところに特徴
がある。
次に本発明と従来技術との差異について説明す
る。まず、従来の放熱体の設計方針としては主に
放熱特性の確保という点に力点をおいて放熱体の
設計を行なつていたため放熱体の剛性が大きかつ
たが、本発明においては熱応力の緩和という点に
主眼をおいて設計されている点が根本的に異なる
ものである。このため、従来技術では前記ｔ、
ａ、ｂの間に何ら規制がない。また、従来技術の
マイクロ波管は出力レベルが数10kw級のものが
殆んどであり、このためコレクタも小形ですみ、
コレクタ・コアは一体加工が可能であつた。この
ためコレクタ・コアの分割化、あるいはそれに伴
なうロー付部のリークといつた問題はほとんど起
つていなかつた。更に長パルス動作の場合には前
述した熱疲労の問題が新らたに発生してくるが、
従来技術ではこうした問題に対し何ら考慮されて
いなかつた。本発明によれば、こうした問題に対
し大きな効果があるコレクタ構造を得ることがで
きる。
る。まず、従来の放熱体の設計方針としては主に
放熱特性の確保という点に力点をおいて放熱体の
設計を行なつていたため放熱体の剛性が大きかつ
たが、本発明においては熱応力の緩和という点に
主眼をおいて設計されている点が根本的に異なる
ものである。このため、従来技術では前記ｔ、
ａ、ｂの間に何ら規制がない。また、従来技術の
マイクロ波管は出力レベルが数10kw級のものが
殆んどであり、このためコレクタも小形ですみ、
コレクタ・コアは一体加工が可能であつた。この
ためコレクタ・コアの分割化、あるいはそれに伴
なうロー付部のリークといつた問題はほとんど起
つていなかつた。更に長パルス動作の場合には前
述した熱疲労の問題が新らたに発生してくるが、
従来技術ではこうした問題に対し何ら考慮されて
いなかつた。本発明によれば、こうした問題に対
し大きな効果があるコレクタ構造を得ることがで
きる。
第１図、第２図は従来のコレクタ構造を示す断
面図、第３図は従来コレクタの熱変形の様子を示
す断面図、第４図は本発明によるコレクタ構造を
示す断面図、第５図は従来コレクタの放熱体の外
観図、第６図は本発明による放熱体の外観図を示
す。 １……電子ビーム入射孔、２……電子ビーム、
３……コレクタ・コア、４……放熱体、５……ジ
ヤケツト、６……蒸留水。
面図、第３図は従来コレクタの熱変形の様子を示
す断面図、第４図は本発明によるコレクタ構造を
示す断面図、第５図は従来コレクタの放熱体の外
観図、第６図は本発明による放熱体の外観図を示
す。 １……電子ビーム入射孔、２……電子ビーム、
３……コレクタ・コア、４……放熱体、５……ジ
ヤケツト、６……蒸留水。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電子銃部、高周波回路部、コレクタ部、ビー
ム集束装置等で構成された直進ビームマイクロ波
管において、コレクタは蒸発冷却形であり、コレ
クタを構成する部材は複数個に分割されて個別に
製作された後気密接合される構造であり、各コレ
クタ部材の構成は円環状あるいは円錐環状のコレ
クタコアと、その外側に放射状に配置された複数
個の放熱体からなり、前記各放熱体の周方向断面
の管軸方向寸法をｂ、管軸と直角方向寸法をａ、
コレクタコアの厚さをｔとした場合、 ａ1/2ｔ、かつ ｂ2t なる寸法比を有することを特徴とするマイクロ波
管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16593883A JPS6059633A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | マイクロ波管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16593883A JPS6059633A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | マイクロ波管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6059633A JPS6059633A (ja) | 1985-04-06 |
| JPH0552015B2 true JPH0552015B2 (ja) | 1993-08-04 |
Family
ID=15821864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16593883A Granted JPS6059633A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | マイクロ波管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059633A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2312323B (en) * | 1996-04-20 | 2000-06-14 | Eev Ltd | Collector for an electron beam tube |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2458140A1 (fr) * | 1979-05-31 | 1980-12-26 | Thomson Csf | Ensemble collecteur isole pour tubes de puissance et tube comportant un tel collecteur |
-
1983
- 1983-09-09 JP JP16593883A patent/JPS6059633A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6059633A (ja) | 1985-04-06 |
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