JPS5834538A - ホロ−陰極放電装置 - Google Patents
ホロ−陰極放電装置Info
- Publication number
- JPS5834538A JPS5834538A JP56131562A JP13156281A JPS5834538A JP S5834538 A JPS5834538 A JP S5834538A JP 56131562 A JP56131562 A JP 56131562A JP 13156281 A JP13156281 A JP 13156281A JP S5834538 A JPS5834538 A JP S5834538A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hollow
- auxiliary electrode
- discharge
- hollow cathode
- electrode
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/50—Magnetrons, i.e. tubes with a magnet system producing an H-field crossing the E-field
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はホロー陰極放電装置に関する。
近年核融合用大容量イオン源の陰極に大電流化。
長寿命化に有利であるホロー陰極が使用されている。こ
のホロー嫉極放電を起動する方法として、と−タによる
輻射、電子衝撃によるもの、クロー放電によるものがあ
った。前者の欠点としては、輻射電子衝撃用のヒータが
熱変形しやすく、したがって寿命上に問題点があった。
のホロー嫉極放電を起動する方法として、と−タによる
輻射、電子衝撃によるもの、クロー放電によるものがあ
った。前者の欠点としては、輻射電子衝撃用のヒータが
熱変形しやすく、したがって寿命上に問題点があった。
また後者のグロー放電による加熱法では、通常運転時の
圧力も２桁以上高いガス圧を必要とし、排気ポンプのＴ
Ａ損を著しく増大し、また、加熱効率も低い欠点が６つ
九。
圧力も２桁以上高いガス圧を必要とし、排気ポンプのＴ
Ａ損を著しく増大し、また、加熱効率も低い欠点が６つ
九。
第１図は輻射加熱用ヒータを有する従来形のホμ−陰極
放電装置である。主陽極１とホロー１極２とホロー陰極
加熱用ヒータ３は放電室（図示せず）内に設けられてい
る。
放電装置である。主陽極１とホロー１極２とホロー陰極
加熱用ヒータ３は放電室（図示せず）内に設けられてい
る。
ホ四−−極内にガス流量制御装置４からあらかじめ設定
された値のガス流が与えられる。
された値のガス流が与えられる。
ヒータ３をヒータ電源６で加熱しておき、さらにヒータ
とホロー陰極２の間に電子衝撃用電源（％）７を接続し
、ホロー陰極２をヒータ３からの電子で衝撃する。ヒー
タ３の輻射と電子衝撃とによυホロー電極２をあらかじ
め設定し九ａ度に加熱する０次にガス流量制御装置４か
ら作動ガスをホロー陰極２内に供給すると、主陽極ｌと
ホロー陰１ｉ２との間に低圧アーク放電が生ずる。アー
ク電流は、アーク電＃（ＶＡ）８より供給される。
とホロー陰極２の間に電子衝撃用電源（％）７を接続し
、ホロー陰極２をヒータ３からの電子で衝撃する。ヒー
タ３の輻射と電子衝撃とによυホロー電極２をあらかじ
め設定し九ａ度に加熱する０次にガス流量制御装置４か
ら作動ガスをホロー陰極２内に供給すると、主陽極ｌと
ホロー陰１ｉ２との間に低圧アーク放電が生ずる。アー
ク電流は、アーク電＃（ＶＡ）８より供給される。
ホロー雇１ｉ２はオリフィス板５がと９つけられてお〉
、ホロー陰極２内の圧力を、放電起動に必要な圧力（１
００ｐａオーダ）になるように１Ｉｌｊｌされている。
、ホロー陰極２内の圧力を、放電起動に必要な圧力（１
００ｐａオーダ）になるように１Ｉｌｊｌされている。
ホロー陰１ｉ２の加熱用ヒータ３は熱的吟変形しゃすく
、またａ発物質が、ホロー陰極２表面に付着して、ホー
ー畠極２の内部表面からの熱電子放出が低下し、したが
って放電の不安定性、陰極の短寿命化につながる欠点を
有する。
、またａ発物質が、ホロー陰極２表面に付着して、ホー
ー畠極２の内部表面からの熱電子放出が低下し、したが
って放電の不安定性、陰極の短寿命化につながる欠点を
有する。
本発明の目的はこれらの欠点に１み、加熱用ヒータを必
要とせず、かつ低ガス圧で動作する放電形式の適用によ
り、１牢でかつ加熱効率のよいホロー陰極放電装置を提
供するにある。
要とせず、かつ低ガス圧で動作する放電形式の適用によ
り、１牢でかつ加熱効率のよいホロー陰極放電装置を提
供するにある。
本発明はホロー癲極内部に補助電極を設け、ホロー陰極
と補助電極の間でマグネトロン放電を行ない、ホロー陰
極および補助電極を加熱する構造を有するものでマグネ
トロン放電は圧力１０ｐ１以下の低ガス圧で電極間電圧
の高い（ＩＫｖ以上）放電が得られるので、ＫＷオーダ
の加熱電力が容易に得られる。定常のホロー陰極放電の
動作圧力はｌＱ”ｐａオーダであるため、排気系ポンプ
の負担が著しく大暑い。しかし、マグネトロン放電の場
合はそれよ）低い圧力で動作可能であるので、予備加熱
の丸めに流すガス流量は非常に少なく、排気系ポンプの
負担は全く無視できる。しかも放電々力の約９０％が陰
極への入力となシ加熱効率が鳥い。
と補助電極の間でマグネトロン放電を行ない、ホロー陰
極および補助電極を加熱する構造を有するものでマグネ
トロン放電は圧力１０ｐ１以下の低ガス圧で電極間電圧
の高い（ＩＫｖ以上）放電が得られるので、ＫＷオーダ
の加熱電力が容易に得られる。定常のホロー陰極放電の
動作圧力はｌＱ”ｐａオーダであるため、排気系ポンプ
の負担が著しく大暑い。しかし、マグネトロン放電の場
合はそれよ）低い圧力で動作可能であるので、予備加熱
の丸めに流すガス流量は非常に少なく、排気系ポンプの
負担は全く無視できる。しかも放電々力の約９０％が陰
極への入力となシ加熱効率が鳥い。
第２図は、本発明によるホロー陰極放電装置の一実施例
を示す断面図である。主陽極ｌとホロー陰極２と補助電
極ｌＯとは、放電室（図示せず）内に設けられている。
を示す断面図である。主陽極ｌとホロー陰極２と補助電
極ｌＯとは、放電室（図示せず）内に設けられている。
磁場発生装置１３は放電室の内部を丸線外部に設けられ
ている。補助電極１０は、ホロー陰極２内部に配置され
、軸方向に異なる場所二ケ所につば状の突出部１１．１
２を有する棒状の電極である。補助電極１０はホロー陰
極２とは端板１４により電気に絶縁され、さらに支持さ
れる。
ている。補助電極１０は、ホロー陰極２内部に配置され
、軸方向に異なる場所二ケ所につば状の突出部１１．１
２を有する棒状の電極である。補助電極１０はホロー陰
極２とは端板１４により電気に絶縁され、さらに支持さ
れる。
を九、補助電１ｉ１０（つば状の突出部１２．１１も富
む）の構成部材は、ホロー陰極２の構成部材と同一か、
１九はホロー陰極２の構成部材の仕事関数よ）小さい部
材で構成されている。本実施例ではホロー陰１ｉ２六硼
化ツンタン、オリフィス５はタングステン、つば状突出
部１１は六−化２ンタンで構成されて−る。１１九熱シ
ールド板１５をホロー隙＠ｇｏ外周に配置されている。
む）の構成部材は、ホロー陰極２の構成部材と同一か、
１九はホロー陰極２の構成部材の仕事関数よ）小さい部
材で構成されている。本実施例ではホロー陰１ｉ２六硼
化ツンタン、オリフィス５はタングステン、つば状突出
部１１は六−化２ンタンで構成されて−る。１１九熱シ
ールド板１５をホロー隙＠ｇｏ外周に配置されている。
以下に本実施の輪作例を示す。
磁場発生装置口のスイッチ１６を投入し、電源１７によ
）励磁し、補助電極ｌＯにスイッチ１８を（１）ＩＩの
方へ投入し、マグネトロン弔電ｇ１１９を接続し、ホロ
ー陰＠２に対して禰助電ｆｉｌｌＯｔ−負の電位に与え
る。
）励磁し、補助電極ｌＯにスイッチ１８を（１）ＩＩの
方へ投入し、マグネトロン弔電ｇ１１９を接続し、ホロ
ー陰＠２に対して禰助電ｆｉｌｌＯｔ−負の電位に与え
る。
まえ、ｊス密度制御装置４によシ例えば電磁弁Ｍｓ Ｋ
よｌ） Ｚ Ｘ １０” ｍ−”以下の低密度のガスを
ホロー陰極２内に供給する、ガスは、ホロー陰極２の内
１１にある補助電＠ｌＯの異なる位置Ｋａけられている
つば状部＃１１と戊との間に、静磁場と静電場によりｍ
ｍされ良電子により効率よく電離される。
よｌ） Ｚ Ｘ １０” ｍ−”以下の低密度のガスを
ホロー陰極２内に供給する、ガスは、ホロー陰極２の内
１１にある補助電＠ｌＯの異なる位置Ｋａけられている
つば状部＃１１と戊との間に、静磁場と静電場によりｍ
ｍされ良電子により効率よく電離される。
電離の結果発生したイオンは、電場により加速され、補
助電極１０に衝突し加熱するその結果つば状部材１１が
十分加熱されガス制御装置４の電磁弁Ｍ８よシ、ホロー
砿極放域に必要なガス量を供給すると、オリフィス板５
とつば状部材の間には、マグネトロン用電渾１９により
電場がかかっているので、オリアイス板５とつば状部材
の間に放電が発生する。放電発生後アーク電源８とスイ
ッチ加を投入し生湯４Ｉｉ１とホロー陰極２との間にホ
ロー瘉極アーク放電を発生する。と同時にスイッチ２を
（２）側に投入し、ホ、ロー陰極と補助電極と同一電位
にする。この様にして放ｗｔ起動を容易にし、効率のよ
い加熱が出来、しかも構造上１牢となる。
助電極１０に衝突し加熱するその結果つば状部材１１が
十分加熱されガス制御装置４の電磁弁Ｍ８よシ、ホロー
砿極放域に必要なガス量を供給すると、オリフィス板５
とつば状部材の間には、マグネトロン用電渾１９により
電場がかかっているので、オリアイス板５とつば状部材
の間に放電が発生する。放電発生後アーク電源８とスイ
ッチ加を投入し生湯４Ｉｉ１とホロー陰極２との間にホ
ロー瘉極アーク放電を発生する。と同時にスイッチ２を
（２）側に投入し、ホ、ロー陰極と補助電極と同一電位
にする。この様にして放ｗｔ起動を容易にし、効率のよ
い加熱が出来、しかも構造上１牢となる。
第３Ｅは、マグネトロン放電による補助電極加熱から、
ホロー陰極アーク放電に至る動作順序の代表例である。
ホロー陰極アーク放電に至る動作順序の代表例である。
時刻０からｔ、１での間でマグネトロン放電による補助
電ｌ１ｌＱの加熱が行なわれ、時８ｔ１から１．壕での
時間は補助電極ｌＯのオリフィス側についているつば状
部材１１とオリフィス板との間に放電が行なわれ時４１
重から１．の間でホロー陰極アーク放電が行なわれる。
電ｌ１ｌＱの加熱が行なわれ、時８ｔ１から１．壕での
時間は補助電極ｌＯのオリフィス側についているつば状
部材１１とオリフィス板との間に放電が行なわれ時４１
重から１．の間でホロー陰極アーク放電が行なわれる。
ガスは、マグネト四ン放電に必要な気体分子密度を与え
る九めに１時刻０からｔｌまで流し、補助電極電位が十
分加熱された時刻倉鳳に、ホロー陰極アーク放電に必要
なガス流ｉｔ（設定値）を与える。
る九めに１時刻０からｔｌまで流し、補助電極電位が十
分加熱された時刻倉鳳に、ホロー陰極アーク放電に必要
なガス流ｉｔ（設定値）を与える。
ま九礒場の強さはマグネトロン放電では、比較的高いこ
とが望まれるが、ホロー陰極アーク放電では、磁場が強
す「ると放電が不安定になる場合が参るので補助電極１
１が十分加熱され補助電極１１とオリフィス板１５との
放電起動と同時に磁場を弱くする。ま友補助電極１１と
オリフィス板１５との間Ｏ放電発生後時刻１．にて補助
電極電位をＪＩ！ｆｒＬスイッデ膿を（２）の方へ投入
しホロー陰極同電位にする。と同時に主陽極電位を印加
する。
とが望まれるが、ホロー陰極アーク放電では、磁場が強
す「ると放電が不安定になる場合が参るので補助電極１
１が十分加熱され補助電極１１とオリフィス板１５との
放電起動と同時に磁場を弱くする。ま友補助電極１１と
オリフィス板１５との間Ｏ放電発生後時刻１．にて補助
電極電位をＪＩ！ｆｒＬスイッデ膿を（２）の方へ投入
しホロー陰極同電位にする。と同時に主陽極電位を印加
する。
第３図に示す動作順序は、代表例であり、これに限定さ
れるものでない。
れるものでない。
本実施例では、ホローカソード２とつば状突出部を含む
補助電極ｌＯとは六硼化ランタンで構成されてｉる。し
九がりて同一部材で構成されるので、ホローカソード２
、つば状突出部を含む補助電極１０の熱電子放出の低下
が少なく、寿命の向上、放電の安定化につながる。
補助電極ｌＯとは六硼化ランタンで構成されてｉる。し
九がりて同一部材で構成されるので、ホローカソード２
、つば状突出部を含む補助電極１０の熱電子放出の低下
が少なく、寿命の向上、放電の安定化につながる。
本実施例は代表例であり、これに限定されるものでない
。
。
ホロー陰極２の構成部材の仕事関数と等しいかｔ九はそ
れよシ小なる仕事関数の構成部材をつば状突出部を含む
補助電極ｌＯに使用すれば補助電極ｌＯの構成部材の蒸
発あるいはイオンの飛散作用により、ホロー陰極１２の
内壁へつば状突出部を含む補助電極１０の構成部材が蒸
着してもすくなくとも、ホー−陰極表面での仕事函数は
上昇することはないため熱電子放出の低下は防止するこ
とができる。
れよシ小なる仕事関数の構成部材をつば状突出部を含む
補助電極ｌＯに使用すれば補助電極ｌＯの構成部材の蒸
発あるいはイオンの飛散作用により、ホロー陰極１２の
内壁へつば状突出部を含む補助電極１０の構成部材が蒸
着してもすくなくとも、ホー−陰極表面での仕事函数は
上昇することはないため熱電子放出の低下は防止するこ
とができる。
九とえば、ホロー陽極２に夕／ゲステン（仕事函数４．
５ｅｖ）を使用した場合、つば状突出部をよむ補助電極
にメンタル（仕事函数４．１ｅｖ）を使用すればよい。
５ｅｖ）を使用した場合、つば状突出部をよむ補助電極
にメンタル（仕事函数４．１ｅｖ）を使用すればよい。
第２図において磁場発生装置は、本発明では励磁電源付
コイルを表わしているが、永久磁石でも良い。
コイルを表わしているが、永久磁石でも良い。
第４図は変形例である。第２図と同一部分に同一記号を
付して説明を省略する。動作例も全く第３図と同一で説
明を省略する。第２図と異なる点は、ホー−１１１ｉ
２の形状のみである。この様な形状にしても、本実施例
の効果と同一の効果が得られる。
付して説明を省略する。動作例も全く第３図と同一で説
明を省略する。第２図と異なる点は、ホー−１１１ｉ
２の形状のみである。この様な形状にしても、本実施例
の効果と同一の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
ｇ １ ｉ１１＃ｉ従来のホロー陰極放電装置の一例を
示す図、第２１！ｉｌｌは本発明のホロー＠極放電装置
の一実施例を示す図、第３図は本発明のホロー陰極放電
装置の運転動作順序例を示す図、第４図は本発明の変形
例を示す図である。 ｌ・・・主陽極、 ２・・・ホロー陰極、４・
・・気体書度制御装置、 ｌＯ・・・補助電極、１１・
・・磁場発生装置。 代理人 弁理士 則近憲佑 （ほか１名）第 １
図 第 ２ 図 第 ３ 図
示す図、第２１！ｉｌｌは本発明のホロー＠極放電装置
の一実施例を示す図、第３図は本発明のホロー陰極放電
装置の運転動作順序例を示す図、第４図は本発明の変形
例を示す図である。 ｌ・・・主陽極、 ２・・・ホロー陰極、４・
・・気体書度制御装置、 ｌＯ・・・補助電極、１１・
・・磁場発生装置。 代理人 弁理士 則近憲佑 （ほか１名）第 １
図 第 ２ 図 第 ３ 図
Claims (2)
- （１） 主陽極と筒状のホロー−極と前記ホロー電極
の細心と実質的に平行な磁場を発生する磁場！ｉｉ生装
置と前記ホロー−極の内部に設けられ、前記ホロー陽極
より員の電位を与えられ軸万肉Ｋｊ４なる少なくとも二
カ所につば状の突出部を有する棒状の禰助電極と前記ホ
ロー電極で包囲される空間の気体分子数を３ Ｘ ＩＱ
”ｍ７”以下の密度に制御する気体密度の制御装置とか
ら構成されることを特徴とするホロー陽極放電装置。 - （２）補助電極の仕事面数をホ四−陰極の仕事−数よ）
大きくしないことを特徴とする特許請求のＩ！ＩＩＩＥ
Ｉ項記載のホロー−極放電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56131562A JPS5834538A (ja) | 1981-08-24 | 1981-08-24 | ホロ−陰極放電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56131562A JPS5834538A (ja) | 1981-08-24 | 1981-08-24 | ホロ−陰極放電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5834538A true JPS5834538A (ja) | 1983-03-01 |
Family
ID=15060960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56131562A Pending JPS5834538A (ja) | 1981-08-24 | 1981-08-24 | ホロ−陰極放電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5834538A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60197832A (ja) * | 1983-11-29 | 1985-10-07 | アリア−ジユ・フリツテ・メタフラン | 自己給油性焼結ブシユ及びその製法 |
| JPH03281704A (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-12 | Daido Metal Co Ltd | すべり軸受用バイメタルの製造方法 |
-
1981
- 1981-08-24 JP JP56131562A patent/JPS5834538A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60197832A (ja) * | 1983-11-29 | 1985-10-07 | アリア−ジユ・フリツテ・メタフラン | 自己給油性焼結ブシユ及びその製法 |
| JPH0151532B2 (ja) * | 1983-11-29 | 1989-11-06 | Ariaaju Furitsute Metafuran | |
| JPH03281704A (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-12 | Daido Metal Co Ltd | すべり軸受用バイメタルの製造方法 |
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