JPH065208A - マイクロ波管のコレクタ構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、電子の捕捉面積を拡大すると共に
冷却効率を向上したマイクロ波管のコレクタ構体を提供
することを目的とする。 【構成】この発明のマイクロ波管のコレクタ構体は、コ
レクタ本体２の内壁に水冷パイプ３が伝熱的に接合され
てなり、上記の目的を達成することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばブラソフ変換
器内蔵型ジャイロトロン装置やクライストロンに使用し
て好適なマイクロ波管のコレクタ構体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にマイクロ波管としてジャイロトロ
ン装置やクライストロンがあるが、例えば大電力・長パ
ルス動作のブラソフ変換器内蔵型ジャイロトロン装置
は、電子ビ―ムを発生する電子銃部と、この電子銃部の
下流に設けられた共振空胴部およびブラソフ変換器と、
このブラソフ変換器の下流に設けられたコレクタ部と、
このコレクタ部とブラソフ変換器との間に設けられ電磁
波を電子ビ−ム進行方向と異なる方向に準光学的に方向
変換して取出すミラ−および出力窓とを備えている。こ
の場合、コレクタ部は冷却フィンを有する大口径の円筒
形にして、その内壁面で大電力電子ビ−ムを捕捉してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ブラソフ変換器内蔵型
ジャイロトロン装置では、薄い電子ビ−ムの軌道制御
（例えばコレクタ・コイルによる電子ビ−ムの走査）に
より、コレクタ部の平均熱負荷を下げている。しかし、
ジャイロトロン装置やクライストロンにおいて、電子ビ
−ムのエッジ部などで局所的に熱負荷が大きくなること
が多い。

【０００４】この発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、電子の捕捉面積を拡大すると共に冷却効率を向上し
たマイクロ波管のコレクタ構体を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、コレクタ本
体の内壁に水冷パイプが伝熱的に接合されてなるマイク
ロ波管のコレクタ構体である。

【０００６】

【作用】この発明によれば、電子の捕捉面積が拡大さ
れ、冷却効率が向上する。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
を詳細に説明する。

【０００８】この発明によるマイクロ波管のコレクタ構
体は図１および図２に示すように構成され、円筒状にし
て外周に冷却フィン１が一体に突設されたコレクタ本体
２の内壁に、複数の水冷パイプ３が互いに密着して管軸
方向に伝熱的に接合されている。今、コレクタ本体２の
内壁の半径寸法をＲ、水冷パイプ３の外周の半径をａ、
コレクタ本体２の中心から水冷パイプ３の中心までの距
離をｒとすれば、水冷パイプ３が存在しない時のコレク
タ部の電子捕捉面積Ｓ₀ は Ｓ₀ ＝２πＲＺ である。但し、Ｚは管軸方向の電子捕捉領域長である。
又、この実施例のように水冷パイプ３をＮ個設けた場合
のコレクタ部の電子捕捉面積Ｓ₁ は Ｓ₁ ＝πａＮＺ ここで、ｒ＝Ｒ−ａ》ａとすると、２πｒ＝２ａＮ，Ｒ
＝ｒ＋ａ 従って、Ｓ₁ ＝πａＺ・πｒ／ａ＝π² Ｚ（Ｒ−ａ）＝
π² ＺＲ それゆえ、水冷パイプ３を設けることにより、電子捕捉
面積は

【０００９】

【数１】

【００１０】大きくなり、平均熱負荷（入力電力／捕捉
面積）を下げることが出来る。そして、従来のコレクタ
内壁に比べて薄肉のパイプにすることが出来、熱伝導時
間に支配されることなく、蓄熱を低減し、速やかに熱を
除去出来るうえ、熱応力を低く抑えられる。

【００１１】その他、次のような効果がある。 (1) 水冷パイプ３が蒸発冷却の際の整流筒の役割を果た
す。 (2) 冷却水の流速を上げることが出来る。 (3) 熱負荷の高い局所部分だけの適応も可能である。 (4) コレクタ本体２の内壁は、水冷パイプ３に対しヒ−
ト・シンクの役割を果たす。 （他の実施例）

【００１２】図３〜図６はこの発明の他の実施例を示し
たもので、上記実施例と同様効果が得られる。先ず、図
３の場合は、コレクタ本体２の内壁に、予め水冷パイプ
３に対応する凹部４が形成され、この凹部４に水冷パイ
プ３が嵌合されてろう付けされている。又、図４の場合
は、図３と同様にコレクタ本体２の内壁に予め水冷パイ
プ３に対応する凹部５が形成されているが、各水冷パイ
プ３を密着して配置するのではなく、所定の間隔をあけ
て凹部５が形成され、この凹部５に水冷パイプ３が嵌合
されてろう付けされている。従って、水冷パイプ３とコ
レクタ本体２の内壁で電子の捕捉を分担する形となり、
比較的少ない水冷パイプ３で電子捕捉面積は比較的大き
くなる。又、間隔があいているので、凹部５の形成も容
易である。

【００１３】蒸発冷却を考えた場合は、気泡の抜けを考
え上記各実施例のように冷却パイプ３は管軸方向に設け
るのが良いが、強制水冷でコレクタ部の熱負荷を下げる
目的であれば、図５および図６に示すように、円周方向
に水冷パイプ６を伝熱的に接合することにより、上記実
施例と同様にπ／２〜１．５７倍程度の電子ビ−ム捕捉
面積の増大を行なうことが出来る。但し、Ｒ＝ｒ＋ａ》
ａ，ｒ》ａである。尚、下記の式が成り立つ。 Ｓ₀ ＝２πＲＺ Ｓ₁ ＝πａ・２πｒ・Ｎ＝２π² ａｒＮ Ｚ＝２ａＮ 従って、電子捕捉面積は

【００１４】

【数２】 大きくなる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
コレクタ本体の内壁に水冷パイプが伝熱的に接合されて
いるので、電子の捕捉面積が拡大され、冷却効率が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るマイクロ波管のコレ
クタ構体を示す横面図。

【図２】図１の縦断面図。

【図３】この発明の他の実施例を示す横断面図。

【図４】この発明の他の実施例を示す横断面図。

【図５】この発明の他の実施例を示す横断面図。

【図６】図５の縦断面図。

【符号の説明】

１…冷却フィン、２…コレクタ本体、３，６…水冷パイ
プ、４，５…凹部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コレクタ本体の内壁に水冷パイプが伝熱
   的に接合されてなることを特徴とするマイクロ波管のコ
   レクタ構体。