JPH0625877Y2 - 輻射冷却形多段コレクタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は衛星に搭載される高出力進行波管に主として用
いられる輻射冷却形多段コレクタの改良に関する。

〔従来の技術〕

輻射冷却形多段コレクタは、コレクタにおいて熱損失と
して消費される電力をできるだけ少なくして、能率の向
上を図るための多段コレクタと、コレクタで発生する熱
を直接宇宙空間に輻射によって放散する輻射冷却の両方
の特徴を合わせ持ったコレクタである。多段コレクタ
は、コレクタ電極を複数個に分割して、それぞれに異な
った電圧を印加することにより、高周波との相互作用を
終えて速度分布をもつようになった電子ビームを、それ
ぞれの速度に応じて弁別して捕捉し、できるだけ熱損失
が少なくなるようにしたものである。輻射冷却はコレク
タで発生する熱によって衛星本体の温度が上昇するのを
防ぐ為、コレクタを衛星外壁の外に突き出し、コレクタ
で発生する熱を直接宇宙空間に放熱する冷却方法であ
る。

このような輻射冷却形多段コレクタの従来のものは、第
２図に示すように薄い金属板で所要の形状に作った各コ
レクタ電極11,12,13,14と中心軸対称の数カ所に配設し
た所要の高さの円柱状の磁器製絶縁体１５とを交互に積
み重ねて、各コレクタ電極を所要の位置に配設し、両端
の磁器製絶縁体を金属製支持部材８及び支持板６に接続
し、更に金属製支持部材及び支持板を前記の全構造を覆
う金属製真空外囲器４，５に接続した構造となってい
る。この構造において各コレクタ電極で発生した熱は伝
導によって温度の高いコレクタ電極から磁器製絶縁体お
よび温度の低いコレクタ電極、さらに金属製支持部材及
び支持板を経て真空外囲器へ伝達され、結局は真空外囲
器から宇宙空間へ輻射によって放熱される。ベローズ３
はコレクタとボディ間の熱抵抗を大きくし、コレクタで
発生した熱がボディ側へ伝わるのを防止している。コレ
クタ電極から真空外囲器へ伝導により熱を伝達する径路
であるコレクタ電極と、磁器製絶縁体との接続部は熱膨
張差により破損する恐れがある為、ろう付による固定は
出来ない。したがって、皿状のバネワッシャ18を間には
さんで、ネジ部を持つ支柱９とナット19を用いて機械的
に締め付けて接触させる構造となっている。外面が磁器
製絶縁管10で覆われた支柱９はろう付によって金属製支
持部材８に固定されている。この金属製支持部材８は磁
器製絶縁体，各コレクタ電極及び金属製真空外囲器を支
持する為、耐振性上、十分な強度をもつ必要がある。し
たがって従来は材質にキュプロニッケルなどの合金が主
に使用されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、キュプロニッケルなどの合金は機械的強
度は大きいが熱伝導率が銅などに比較して小さく、コレ
クタ電極から真空外囲器への伝導による熱の放散が十分
でなくなり、したがってコレクタ電極温度の上昇を招
き、その結果高温部からのガス放出による管内真空度の
劣化、ひいてはそれによる動作不良を生じる恐れがあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案はこのような従来の欠点を取り除いた輻射冷却形
多段コレクタを提供するもので、金属製支持部材の機械
的強度を劣化させずに、コレクタ電極と真空外囲器間の
熱伝導率を改善することができる。すなわち本考案は、
金属製支持部材と磁器製絶縁体との間に銅板を配設する
と共にこの銅板を支持部材と真空外囲器との間にはさ
み、複数のネジで締付け接続したもので、銅板を使用す
ることで熱伝導率を改善している。

〔実施例〕

次に、本考案について図面を参照して説明する。第１図
は、本考案による実施例の縦断面図である。ボディ１
（一部のみ図示）にコレクタを支持する支持板２がろう
付されている。この支持板２と円筒形の薄肉金属製真空
外囲器４との間には、ステンレス製ベローズ３が配設さ
れ、ベローズのつば部においてアーク溶接で接続されて
いる。また円筒状真空外囲器４と皿形の薄肉金属製の真
空外囲器５は支持板６をはさんでアーク溶接され、コレ
クタの真空外囲器が形成されている。支持板２にはステ
ンレス製支柱管７を介してキュプロニッケルなどの合金
で作られた支持部材８がろう付されている。さらに支持
部材８には中心軸対称の数カ所に金属製支柱９がろう付
されている。支柱９は磁器製絶縁管１０で覆われ、コレ
クタ電極と支柱は絶縁されている。薄い金属板で所要の
形状に作られた第１ないし第４のコレクタ電極、それぞ
れ11,12,13,14は所要の高さの円柱状の磁器製絶縁体15
で所要の間隔を保たれ、支柱９により支持部材８の上に
組立てられる。支持部材８と絶縁体15との間には銅板16
が配設され、図示のごとく金属製真空外囲器と重なる領
域まで延在している。支持部材８と真空外囲器４は、こ
の銅板16を間にはさんで図示のごとく銅板16を貫通する
ネジ17により接続固定される。熱伝導性の改善のために
は、銅板と外囲器との密着面積を増す必要があるが、溶
接では小面積な密着しか達成できず、また溶接工程も面
倒となる。一方、本願考案のごとくネジ17で締め付ける
構成とすることにより銅板と外囲器との密着面積を大き
くすることができ、しかも簡便に達成できる利点があ
る。さらに支持部材８と銅板とは材質が異なり熱膨張係
数が異なるから、両者をろう付けにより一体構造とする
ことは避ける必要がある。この点でネジで固定する一体
構造はその問題を回避する事ができる利点がある。他
方、ネジによる締め付け構造では気密性を達成できない
から、ネジによる締め付け接続される部分が気密外囲器
内に配置されるようにネジによる締め付け部を覆うよう
に金属製真空外囲器４とコレクタ支持板２とをベローズ
３によって気密接続する構成となっている。コレクタ電
極と絶縁体15は交互に組み合わされた後、皿状バネワッ
シャ18を間にはさんでナット９により締め付け固定され
る。第４コレクタ電極14の中央部は磁器製絶縁部材20を
介して真空外囲器５の底面中央部に接続されている。

このような構成において第１ないし第４コレクタ電極に
はこの順にボディ電位からの電位低下量の大きい電圧が
給電線（図示せず）によって印加される。したがって高
周波との相互作用により速度分布を生じた電子ビームの
内、最も遅い電子は第１コレクタ電極に、順に速度の速
い電子は第２から第４の各コレクタ電極に入射し、入射
するときの速度に応じた熱損失が発生する。各コレクタ
電極で発生した熱の一部は輻射で高温のコレクタ電極か
ら低温のコレクタ電極に、或は、真空外囲器に伝達され
る。しかし、大部分の熱は磁器製絶縁体15を通って伝導
により支持板６および銅板16に伝達されて、更に伝導に
より、真空外囲器に伝達される。更に熱の一部は第４コ
レクタ電極14から、磁器製絶縁部材20を通って伝導によ
り、真空外囲器に伝達される。真空外囲器に伝達された
熱は輻射により宇宙空間へ放散される。支持部材８及び
真空外囲器４は熱伝導の悪いステンレス製の支柱管７お
よびベローズ３によって支持板２と断熱されているので
コレクタで発生した熱はボディ側へはほとんど伝達され
ない。このように、本願考案では銅板を単に追加したの
ではなく、外囲器構造をも改変することによって初めて
気密性が確保されるとともに熱膨張係数の相違による問
題点を回避し、熱伝導性が改善された輻射冷却形多段コ
レクタを高い信頼性でもって簡便に達成できるという実
用性の高い作用効果を奏するものである。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案による輻射冷却形多段コレク
タは支持部材と絶縁体との間に銅板をはさみ、更に、こ
の銅板を支持部材と真空外囲器の間にはさんで、ネジで
締め付け、接続している為、磁器製絶縁体と金属との熱
膨張係数差によるストレスをネジ部分で吸収できるた
め、コレクタの耐振性をそこなうことなく、コレクタ電
極と真空外囲器間の熱伝導率を改善することができる。
銅板を鈍しておけば、銅板が軟化している為、個々の部
品間の接触はさらに良好なものとなり、熱伝導率はさら
に改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の輻射冷却形多段コレクタの実施例の縦
断面図、第２図は従来の輻射冷却形多段コレクタの縦断
面図である。図において １……ボディ、２，６……支持板、４，５……真空外囲
器、11,12,13,14……第１，２，３，４コレクタ電極、1
5……磁器製絶縁体、16……銅板、17……ネジ、18……
皿状バネワッシャ、19……ナット、20……磁器製絶縁部
材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ボディ(1)と連結する開口部を有するコレ
   クタ支持板(2)に前記コレクタ支持板(2)の開口部と同軸
   的に配された支持管(7)を介して接続固定された支持部
   材(8)と、前記支持部材(8)に固定されたコレクタ電極部
   と、前記コレクタ電極部を覆う金属製真空外囲器(4)と
   を有し、前記金属製真空外囲器(4)は前記支持部材(8)に
   前記金属製真空外囲器の内方突出部の一部と重なるよう
   に支持されており、前記コレクタ電極部は複数のコレク
   タ電極(11,12,13,14)を共通に支持する外面が磁器製絶
   縁管(10)で覆われた複数の支柱(9)と、前記複数のコレ
   クタ電極を所要の間隔で前記支持部材(8)から絶縁しか
   つ隣り合う前記複数のコレクタ電極間を互いに所要の間
   隔で絶縁するように前記複数の支柱(9)に結合された複
   数の磁器製絶縁体(15)とを有して構成され、かつ前記複
   数の支柱(9)の一端が前記支持部材(8)に共通に支持され
   ている輻射冷却形多段コレクタにおいて、前記コレクタ
   電極のうちの前記支持部材側コレクタ電極(11)を絶縁す
   る前記磁器製絶縁体(15)と前記支持部材(8)との間に前
   記支持部材(8)より熱伝導率が高い銅板(16)を配設し、
   かつ、前記銅板(16)を前記磁器製絶縁体(15)から前記金
   属製真空外囲器(4)の内方突出部の一部が前記支持部材
   (8)と重なる領域まで延在させることにより前記銅板を
   前記金属製真空外囲器内において前記支持部材(8)と前
   記突出部との間にはさんで、前記支持部材(8)と前記突
   出部とを前記銅板を貫通する複数のネジ(17)で締付け接
   続するとともに前記ネジ(17)による締め付け部を覆うよ
   うに前記金属製真空外囲器(4)と前記コレクタ支持板(2)
   とをベローズ(3)によって気密接続したことを特徴とす
   る輻射冷却形多段コレクタ。