JPH0112773Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案はビーム直進形マイクロ波管の改良に
関する。

〔考案の技術的背景〕

一般に電子ビームを使用してマイクロ波の増
幅、発振を行わせるマイクロ波管の代表的な管種
に直進形クライストロンや進行波管がある。

例えば直進形大電力クライストロンは、電子銃
と、入力空胴、中間空胴、出力空胴をドリフト管
で連結した電子作用部と、コレクタとで構成し、
電子銃で発射した電子ビームを入力空胴に導入さ
れた入力信号で速度変調し、中間空胴およびドリ
フト管で徐々に密度変調に変え、その密度変調さ
れた電子ビームが出力空胴のギヤツプを通過する
ことにより出力空胴から増幅されたマイクロ波を
得るもので、この際用済となつた電子ビームはコ
レクタに補集される。

上記のような大電力クライストロンにおいて
は、電子銃は異なる電位が与えられる複数の電極
をセラミツク絶縁筒で覆い、かつ両電極支持体間
にこの絶縁筒を配置しコロナ防止を兼ねた封着リ
ングにより気密封着されている。この場合、絶縁
筒は充分耐えられる軸方向長さに決定される。一
方、肉厚については、機械的強度及び封止の容易
さから、５〜10mm程度に選ばれているが、大電力
クライストロンのような高電圧使用の電子銃では
絶縁筒内面への電荷集中等が考えられ、内外面に
高電位差が発生する場合がある。そこで、絶縁筒
の肉厚を厚くするとよいが、絶縁筒と封着リング
の接着面積が広くなる。このため鑞付時の歪が大
きくなり、場合によつては真空リークを引き起す
原因となる。

〔考案の目的〕

この考案の目的は、耐電圧特性を高めるととも
に気密封着時の歪を小さくして真空リークの発生
を防止しうるビーム直進形マイクロ波管を提供す
ることである。

〔考案の概要〕

この考案は、電子銃部の絶縁筒における封着リ
ングとの接着部分の径方向肉厚を中央部分の肉厚
よりも減じて薄く形成したビーム直進形マイクロ
波管である。

〔考案の実施例〕

この考案を出力１メガワツト（MW）級の超大
電力直進形クライストロン装置に実施した例の概
略を第１図により説明する。このクライストロン
装置は、電子銃部１１、高周波増幅部１２、出力
導波管部１３、およびコレクタ部１４を有する管
本体と、上記電子銃部が収納され電源が接続され
る絶縁油充填タンク１５、高周波増幅部のまわり
に配置される集束磁石装置１６、コレクタのまわ
りにとりつかれた蒸発冷却用ボイラー１７とが組
み合わされてなる。

電子銃部１１は凹面状の電子放射カソード１
８、第１アノード１９、第２アノード２０を有し
てなり、絶縁筒２１ａ，２１ｂで真空気密が保た
れ、図の下端部に金属排気管２２が設けられてな
る。そしてフイラメント、カソード端子２３，２
４および第１アノード端子１９ａを介して電源が
接続されるようになつている。これらはタンク内
の絶縁油中に入れられて動作させられる。高周波
増幅部１２は、電子ビームの上流側から高周波入
力用共振空胴である第１空胴２５、第２空胴２
６、第３空胴２７、第４空胴２８、第５空胴２
９、および出力空胴である第６空胴３０が縦列に
配置され、それらが各々ドリフト管３１，３１…
により連結されてなる。各空胴には同調周数可変
用の容量板をもつチユーナ３２，３２…が設けら
れており、これらは管軸に平行に延びる駆動軸３
３，３３…によりコレクタ側ポールピース３４の
上部に設けられた駆動体および適当なギヤ機構で
駆動される。第１空胴２５には結合度をギヤ３５
により調整しうる可変入力結合部３６が設けられ
ている。第２空胴２６には同様に可変結合部３７
が設けられ、これに図示しない高周波吸収器が接
続される。なお入力空胴の下方の第２アノードに
はカソード側ポールピース３８が一体的に連結さ
れている。第４空胴と第５空胴との間のドリフト
管部分には、その上下の各空胴およびドリフト管
の軸を微調整するための軸調整装置３９が設けら
れている。そして出力空胴３０には折り曲げデー
パ導波管４０が結合され、これはコレクタ側ポー
ルピース３４部分を貫通してこれとコレクタ、ボ
イラとの間の空間から横方向に延長されて真空気
密を保つ誘電体板４１を有する出力導波管部１３
と一体化されている。集束磁石装置１６はヨーク
４２と、その内側に設けられた複数の電磁石コイ
ル４３，４３…とを有し、両ポールピース３４，
３８に磁気的に接続されている。なお高周波増幅
部１２は円筒状カバー４４により覆われ、その外
側に磁石装置が配置される。コレクタ部１４は
ほゞ円錐状に形成され、その外周は凹凸に形成さ
れている。このコレクタ部を囲こむボイラー１７
は下方に導水口４５が設けられ、上部に排水口４
６が設けられ、そして天井部分には蒸気の排出口
４７が形成されている。排水口４５の内側にはコ
レクタ部１１４の先端よりも所定の高さまで常に
水が充填されるように排水管４８の開口端が突設
されている。なお各ドリフト管、各空胴外壁、コ
レクタ底部、コレクタ側ポールピース部分および
出力導波管部は強制水冷されるようになつてい
る。

次にこの考案の特徴部分について詳述する。

即ち、この考案の電子銃部１１を拡大して示す
と第２図のようになり、カソード１８、第１アノ
ード１９がセラミツク絶縁筒２１ａ，２１ｂに覆
われている。この絶縁筒２１ａの一端にはコロナ
防止を兼ねた封着リング４９が接着され、この封
着リング４９は電極支持体を兼ねるポールピース
３８に固着した封着リング５０にヘリアーク溶接
により気密封止されている。そして、図から明ら
かなように、絶縁筒２１ａの一端外側がテーパー
状に面取りされ、このテーパ部６０の端面と封着
リング４９との接着部分Ａの半径方向肉厚が中央
部分の肉厚よりも減じられて薄くなつている。
又、絶縁筒２１ａの他端には封着リング５１が接
着され、この封着リング５１は第１アノード電極
の支持体である第１アノード端子１９ａに直接鑞
付けされて気密封止されている。そして、図から
明らかなように、この絶縁筒２１ａの他端外側も
テーパー状に面取りされ、このテーパ部６０の端
面と封着リング５１との接着部分Ｂの径方向肉厚
が減じられて、接着面積が狭くなつている。更
に、この絶縁筒２１ａの他端の内側には、コロナ
防止リング５２が設けられ、第１アノード端子１
９ａに鑞付けされる。なお、図中の符号６１，６
２は補助セラミツクリングをあらわしている。

又、上記絶縁筒２１ａの内側つまり第１アノー
ド１９との間には、同軸的に筒状セラミツク誘導
体５３が配設されている。この誘導体５３は電界
分布をやわらげるもので、その一端にはコロナ防
止を兼ねた封着リング５４が接着され、この封着
リング５４はポールピース３８に固着した封着リ
ング５５にヘリアーク溶接されている。尚、誘導
体５３の他端は遊端となり、上記第１アノード端
子側のコロナ防止リング５２の近くまで延びてい
る。

更に、上記絶縁筒２１ａに続く絶縁筒２１ｂの
場合も上記と同様に構成され、絶縁筒２１ｂの一
端にはコロナ防止を兼ねた封着リング５６が接着
され、この封着リング５６は上記第１アノード端
子１９ａに固着した封着リング５７にヘリアーク
溶接により気密封止されている。そして、図から
明らかなように、絶縁筒２１ｂの端部内、外面が
テーパー状に面取りされ、このテーパ部６０，６
０の端面と封着リング５６との接着部分Ｃの半径
方向肉厚が中央部の肉厚よりも減じられて薄く形
成され、比較的狭い封着面積となつている。又、
この絶縁筒２１ｂの一端の内側には、コロナ防止
リング５８が設けられ、第１アノード端子１９ａ
に鑞付けされている。尚、絶縁筒２１ｂの他端に
ついては図示していないが、同様構成である。な
お図示の実施例のように、各絶縁筒２１ａ，２１
ｂのそれぞれ両端は、内側と外側に存在するコロ
ナ防止リング５４，４９，５２，５１，５８，５
６（但し、４９，５１，５６はコロナ防止を兼ね
た封着リング）に挾まれており、これらコロナリ
ングで事実上はさまれた範囲の部分の径方向肉厚
が絶縁筒の中央部分の肉厚よりも減じられて薄く
なつており、その端面が封着用金属板と気密接合
されてなる。これによればとくにコロナリングで
はさまれる領域は絶縁筒の内外面での電位差が非
常に小さいので、肉厚が薄くても耐電圧性がこの
部分で損なわれることがなく好都合である。勿
論、このテーパ部あるいは階段状部により肉厚を
薄くした部分が、耐電圧性が充分得られるもので
は、このテーパ部をコロナリングではさまれる部
分以外のところに形成してもよいことは当然であ
る。

〔考案の効果〕

この考案によれば、電子銃部１１のセラミツク
絶縁筒２１ａ，２１ｂにおいて、封着リング４
９，５１，５６との接着部分Ａ，Ｂ，Ｃの径方肉
厚を減じたので、封着リング４９，５１，５６と
の接着面積が狭くなつた。この結果、鑞付時の歪
が小さくなり、真空リークの発生を未然に防止す
ることができる。しかも絶縁筒の中央部分は充分
肉厚を厚く形成しているので、内外壁面に生ずる
電位差で絶縁破壊を生ずる危険が少ない。

尚、上記実施例では、肉厚を減じるために絶縁
筒２１ａ，２１ｂの端部外側をテーパー状に面取
りしたが、更に端部内側にもテーパー状の面取り
を施してもよい。また前述の如く階段状に肉厚を
減らして形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例に係るビーム直進
形マイクロ波管（大電力クライストロン）を示す
縦断面図、第２図は第１図の要部を拡大して示す
縦断面図である。 １１……電子銃部、１８……カソード、１９…
…第１アノード、１９ａ……第１アノード端子、
２１ａ，２１ｂ……絶縁筒、３８……ポールピー
ス、４９，５０，５１，５４，５５，５６，５７
……封着リング、５２，５８……コロナ防止リン
グ、５３……誘電体、Ａ，Ｂ，Ｃ……接着部分、
６０……テーパー部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 異なる電位が与えられる複数の電極支持体間
   にセラミツク絶縁筒を真空気密に接合し、この
   絶縁筒をコロナ防止を兼ねた封着リングで気密
   封着してなる電子銃部を備えたビーム直進形マ
   イクロ波管において、 上記絶縁筒の径方向肉厚を絶縁筒中間部分の
   肉厚よりも上記封着リングとの接着部分の肉厚
   を小さく構成したことを特徴とするビーム直進
   形マイクロ波管。 (2) 上記絶縁筒のうち、内側と外側に存在するコ
   ロナ防止リングに挾まれた部分の径方向肉厚を
   減じてなる実用新案登録請求の範囲第１項記載
   のビーム直進形マイクロ波管。