Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4402873B2 - How to use an electron gun - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4402873B2 - How to use an electron gun - Google Patents

How to use an electron gun Download PDF

Info

Publication number
JP4402873B2
JP4402873B2 JP2002313721A JP2002313721A JP4402873B2 JP 4402873 B2 JP4402873 B2 JP 4402873B2 JP 2002313721 A JP2002313721 A JP 2002313721A JP 2002313721 A JP2002313721 A JP 2002313721A JP 4402873 B2 JP4402873 B2 JP 4402873B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filament
electron gun
metal
annular portion
outer diameter
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
Application number
JP2002313721A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004150651A (en
Inventor
武士 三戸
健 新良貴
正康 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toho Titanium Co Ltd
Original Assignee
Toho Titanium Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toho Titanium Co Ltd filed Critical Toho Titanium Co Ltd
Priority to JP2002313721A priority Critical patent/JP4402873B2/en
Publication of JP2004150651A publication Critical patent/JP2004150651A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4402873B2 publication Critical patent/JP4402873B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Solid Thermionic Cathode (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属溶解用設備に付帯する電子銃を構成するフィラメントに関し、特に、フィラメントの断線を効果的に防止して、フィラメントの寿命を向上させ、ひいては安定した熱電子の照射を可能として製品の優れた生産性を実現したものである。
【0002】
【従来の技術】
熱電子を利用した金属の溶解技術は、鉄や鋼の溶解のみならず、例えばチタン等の高融点金属の溶解にも広く用いられている。このような金属の溶解作業は、金属溶解炉内に原料を供給した後炉内を真空引きし、炉内圧が十分に低くなった時点で電子銃を用いて原料に熱電子を照射することにより原料の溶解を開始する。
【0003】
従来の電子銃としては、フィラメント、カソード、グリッド、アノードを備え、フィラメントから発生された電子の衝撃に基づいてカソードから発生した電子をグリッドの電子通過孔を介してアノードの方向に加速するようにし、フィラメントとグリッドとの間に、グリッドに向かうフィラメントからの熱電子を遮蔽するカバーが配置され、上記カバーとグリッドとの間に、グリッドへ向かう上記カバーからの熱電子を遮蔽する別のカバーを配置したものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。上記特許文献1に記載された技術は、金属製カバー8とグリッド3の間に、該グリッド3へ向かう前記カバー8からの熱電子を遮蔽する第2の金属製(例えば、タンタル)カバー9を配置し、該第2の金属製カバーをフィラメント1の支持体に、フィラメント1と同電位になるように支持させたことにより、熱電子の照射の安定化を図ったものである。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−6520号公報(第2,3頁、図2)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1に記載された電子銃を使用して金属を溶解した場合には、金属の溶解中に熱電子の照射が停止する場合がある。このような場合には、金属溶解炉を解体して内部を点検する必要がある。この熱電子の照射停止は、経験上、電子銃を構成する部品の損傷に起因する場合が多く、なかでも、電子銃を構成するカソードを加熱するためのフィラメントが断線していることが多い。
【0006】
このようにフィラメントが断線した場合には、断線したフィラメントを新品と交換することにより金属溶解炉の操業を再開することができる。しかしながら、かかる場合には、電子銃の解体が必要であるのみならず、一時的に金属溶解炉内の真空状態を解除する必要があるため、製品の優れた生産性を実現することができないという問題があった。そこで、近年では、安定した熱電子の照射を可能として製品の優れた生産性を実現すべく、金属溶解炉の操業中において断線し難い電子銃用フィラメントの開発が要請されていた。
【0007】
本発明は、上記要請に鑑みてなされたものであり、安定した熱電子の照射を可能として製品の優れた生産性を実現すべく、金属溶解炉の操業中において断線し難い電子銃用フィラメントを提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、フィラメントの断線は、フィラメントの長時間にわたる使用が原因である場合もあるが、多くの場合は使用時間にはほぼ関係なく、金属溶湯部から蒸発して放出される金属イオンが、カソードの吸引力によりフィラメント側へ飛翔し、フィラメントの径方向中央部分等に衝突することが原因であるとの知見を得た。
【0009】
図1は、従来から広く使用されている一般的な金属溶解用設備を示す図である。図中符号10は当該設備に付帯する電子銃を、符号20は金属溶解炉をそれぞれ示す。同図に示すように、電子銃10の内部には、フィラメント11、カソード12、アノード13、集束レンズ14、ガイド管15、集束レンズ16、および偏向レンズ17がそれぞれ順に配置されている。一方、金属溶解炉20には、その底部に設置されたハース21に溶解用の金属22が供給されている。このような構成の下、フィラメント11に通電を開始することで、フィラメント11が発熱し、その下方に位置するカソード12が加熱される。これにより、カソード12から熱電子が放出され、当該熱電子はカソード12の下方に位置するアノード13側に飛翔して下方側に加速される。加速された熱電子は、集束レンズ14、ガイド管15、集束レンズ16、および偏向レンズ17の作用の下、図中の左側の矢印で示すように、電子ビームとなって金属22の加熱原に供される。電子ビームが照射された金属22は溶融して、図示しないルツボに導かれて凝固し、インゴットが形成される。また、このように電子ビームが金属22に照射されると、金属溶湯部から蒸発して放出された金属イオンが、カソード12の吸引力により図中の右側の矢印で示すように上方に飛翔し、カソード12を通過してフィラメント11まで達して上記したフィラメントの断線を招いているものと考えられる。
【0010】
図2(a),(b)は、それぞれ従来の電子銃用フィラメントを示す。例えば図2(a)に示すような各フィラメントを電子銃に使用した場合には、上記したように上方に飛翔した金属イオンが、フィラメントの、例えば、図2(a)における環状部の径方向中央部分等(同図においては幅方向中央部分)に衝突する。そこで、発明者らは、フィラメントの環状部の径方向中央部分等に中空部を形成すれば、上記衝突が回避され、ひいてはフィラメントの断線を防止することができるとの知見を得た。
【0011】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、金属溶融部から金属イオンが蒸発して放出された場合においても断線し難いフィラメントの構造に係るものである。すなわち、本発明の電子銃の使用方法は、環状部と、環状部の任意の異なる点においてそれぞれ接続された2本のリード線とからなる電子銃用フィラメントから構成された電子銃の使用方法であって、電子銃は、フィラメントおよびカソードを有し、フィラメントおよびカソードは、溶解する金属に対して一直線上に配置され、フィラメントは、中央部が中空であり、環状部は、軸線からほぼ等距離に離間して少なくとも一周延在し、しかも環状部の内径に対する外径の比が1.0〜1.7のフィラメントであることを特徴とするものである。
【0012】
本発明では、フィラメントの構造を上記のようにし、すなわち、例えば図2(a)に示す従来は渦巻き状となっているフィラメントの径方向中央部分を中空として、外周部にコイルを集中的に延在させる構成としている。これにより、金属溶融部から蒸発して放出された金属イオンのフィラメントへの衝突が回避され、ひいては金属溶解炉の操業中においフィラメントの断線を防止することができる。したがって、本発明によれば、安定した熱電子の照射を可能として製品の優れた生産性を実現することができる。
【0013】
また、本発明に係る電子銃用フィラメントにおいては、特に、中央部が中空であり、環状部の内径に対する外径の比を1.0〜3.0としていることにより、ヒータとしての機能を維持しつつ、金属溶融部から飛翔してきた金属イオンの衝突を回避できるという効果が得られる。
【0014】
なお、このような電子銃用フィラメントにおいては、2本のリード線は、使用態様により直線状としても曲線状としてもよい。また、環状部は、円状等のように同一平面内に存在させても、スプリング状等のように非同一平面内に存在させてもよい。なお、リード線と環状部とを1本の線材により加工してフィラメントを構成してもよい。
【0015】
このような電子銃用フィラメントにおいて、上記環状部の外径が、10〜30mmであることが望ましい。電子銃用フィラメントは、出力にもよるが、その環状部の外径が10mm未満の場合にはコイルの曲率が大きくなり、加工時の残留応力がコイルの変形や破損を招くおそれがある。また、環状部の外径が30mmを超えると、電子銃中でフィラメントの下方に位置するソードの外径に比べて環状部の外径が大きくなるので、カソードの加熱を十分に行うことができない。なお、上記効果をさらに得るには、環状部の外径を10〜20mmとするのが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の電子銃用フィラメントを図面を参照しながら詳細に説明する。
図3(a)は、本発明の電子銃用フィラメント30を示す図である。フィラメント30は、環状部31と環状部31の任意の異なる点32,33においてそれぞれ接続された2本のリード線34,35とからなる。環状部31は、軸線Lからほぼ等距離に離間して一周半延在し、しかも環状部31の内径に対する外径の比が1.7となっている。同図に示すフィラメント30は、図2(a)において示した従来は渦巻き状になっているフィラメントの径方向中央部分を中空構造として、外周部にコイルを集中的に延在させる構成としている。当該構成により、金属溶融部から蒸発して放出された金属イオンのフィラメントへの衝突が回避され、ひいては金属溶解炉の操業中においフィラメントの断線を防止することができる。したがって、図3(a)の構造を有するフィラメント30を使用した場合には、安定した熱電子の照射を可能として製品の優れた生産性を実現することができる。また、図3(a)に示すフィラメント30においては、特に、断線の頻度を低減して長時間の連続操業を行うことが要求されるため、環状部31の内径に対する外径の比を1.7としている。
【0017】
また、図3(a)に示す電子銃用フィラメントにおいては、環状部31の外径を、10〜30mmとすること、さらには10〜20mmとすることが、コイルの変形や破損を防止するとともに、カソードの加熱が十分に実現される点で好ましい。
【0018】
図3(b)は、図3(a)に示したフィラメント30に対して類似的構造をなすフィラメント40を示す図である。同図に示すところによれば、フィラメント40は、環状部41と環状部41の任意の異なる点42,43においてそれぞれ接続された2本のリード線44,45とからなり、環状部41は、軸線Lからほぼ等距離に離間して一周半延在し、しかも環状部41の内径に対する外径の比が1.1となっている。このように、フィラメント30,40は、その環状部31,41の構造を、適宜選択して、上記したように円形状とすることも多角形形状とすることもできる。当該部分を図3(b)に示すように多角形形状としたフィラメント40においても、図3(a)に示す構造のフィラメント30と同様に、安定した熱電子の照射を可能として製品の優れた生産性を実現することができる。なお、場合によっては外周部に延在部を集中させるかわりに、渦巻き状の中心部のみを除去したフィラメントを用いてもよい。
【0019】
図3(a),(b)に示したフィラメント30,40は、一種の抵抗発熱体を構成するものである。このため、フィラメント30およびフィラメント40の環状部31,41の径方向中央部分にコイルを延在させない場合には、例えば、図2(a)に示す従来のフィラメントに比して、全体として抵抗が減少することから熱電子の放出が十分に実現されないおそれがある。しかしながら、フィラメント30,40の線径を細くすることで全体の抵抗を維持することができる。
【0020】
さらに、フィラメント30,40には、高融点金属を使用することが好ましく、例えば、TaやW等が好適である。
【0021】
また、フィラメント30,40の環状部31,41の巻き数は1〜5巻きとするのが好ましく、さらには1〜3巻きとするのがより好ましい。なお、フィラメント30,40の外径は上記したようにある程度制限することが好ましく、しかも上記中央部分が中空構造をなしているので、コイルの巻き数を過度に増加させるとフィラメント30,40の温度が上昇し過ぎて断線の原因となるおそれがある。
【0022】
【実施例】
次に、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。
[実施例]
図3(a)に示す構造を有し、環状部の内径に対する外径の比が1.7であり、環状部の外径が15mmである本発明のフィラメントを採用した。このフィラメントを有する出力600kwの電子銃を備える金属溶解用設備を用いて、300kgのスポンジチタンを溶解し、20本のチタンインゴットを溶製した。その結果、フィラメントの断線はなく、安定した溶解作業を継続することができた。
【0023】
[比較例]
一方、図2(a)に示す構造を有し、図3(a)の環状部31に対応する環状部の内径に対する外径の比が2.5であり、環状部の外径が15mmである従来のフィラメントを採用した。このフィラメントを有する出力400kwの電子銃を備える金属溶解炉を用いて、300kgのスポンジチタンを溶解し、チタンインゴッドを溶製したところ、7本目のインゴットを溶解している最中にフィラメントが断線した。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フィラメントの環状部の径方向中央部分を中空として、外周部にコイルを集中的に延在させる構成としたことで、金属溶融部から蒸発して放出された金属イオンによるフィラメントへの衝突が回避され、ひいては金属溶解炉の操業中においフィラメントの断線を防止することができる。よって本発明は、熱電子を利用して金属の溶解作業を行うに際して安定した熱電子の照射を可能として製品の優れた生産性を実現し得る銃用フィラメントを提供することができる点で有望である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一般的な金属溶解用設備を示す正面図である。
【図2】 (a),(b)は、それぞれ従来のフィラメントを示す図である。
【図3】 (a),(b)は、それぞれ本発明の実施形態のフィラメントを示す図である。
【符号の説明】
30,40…フィラメント、31,41…環状部、32,33,42,43…環状部31の任意の異なる点、34,35,44,45…リード線、L…軸線。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a filament constituting an electron gun attached to a metal melting facility, and in particular, a product that effectively prevents filament breakage, improves the life of the filament, and thus enables stable thermal electron irradiation. It realizes excellent productivity.
[0002]
[Prior art]
Metal melting technology using thermoelectrons is widely used not only for melting iron and steel but also for melting refractory metals such as titanium. Such metal melting work is performed by evacuating the furnace after supplying the raw material into the metal melting furnace, and irradiating the raw material with thermoelectrons using an electron gun when the furnace pressure becomes sufficiently low. Start melting raw materials.
[0003]
A conventional electron gun includes a filament, a cathode, a grid, and an anode, and the electrons generated from the cathode are accelerated in the direction of the anode through the electron passage holes of the grid based on the impact of the electrons generated from the filament. A cover for shielding thermionic electrons from the filament going to the grid is arranged between the filament and the grid, and another cover for shielding thermionic electrons from the cover going to the grid is arranged between the cover and the grid. An arrangement is proposed (for example, see Patent Document 1). In the technique described in Patent Document 1, a second metal (for example, tantalum) cover 9 that shields thermal electrons from the cover 8 toward the grid 3 is provided between the metal cover 8 and the grid 3. By arranging and supporting the second metal cover on the support of the filament 1 so as to be at the same potential as the filament 1, the thermal electron irradiation is stabilized.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-6520 (pages 2, 3 and 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the metal is melted using the electron gun described in Patent Document 1, the irradiation of thermoelectrons may stop during the melting of the metal. In such a case, it is necessary to disassemble the metal melting furnace and inspect the inside. From the experience, this thermal electron irradiation stoppage is often caused by damage to parts constituting the electron gun, and in particular, the filament for heating the cathode constituting the electron gun is often broken.
[0006]
When the filament breaks in this way, the operation of the metal melting furnace can be resumed by replacing the broken filament with a new one. However, in such a case, it is not only necessary to disassemble the electron gun, but it is necessary to temporarily release the vacuum state in the metal melting furnace, so that it is impossible to realize excellent product productivity. There was a problem. Therefore, in recent years, there has been a demand for the development of a filament for an electron gun that is difficult to break during the operation of a metal melting furnace in order to realize stable thermionic irradiation and realize excellent product productivity.
[0007]
The present invention has been made in view of the above requirements, and in order to realize stable productivity of products by enabling stable thermal electron irradiation, an electron gun filament that is difficult to break during operation of a metal melting furnace is provided. It is intended to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive research, the inventors have found that filament breakage may be caused by long-term use of the filament, but in many cases, the filament evaporates from the molten metal portion, regardless of the use time. It was found that the cause is that the metal ions released in this way fly to the filament side by the attractive force of the cathode and collide with the central portion of the filament in the radial direction.
[0009]
FIG. 1 is a diagram showing a general metal melting facility that has been widely used in the past. In the figure, reference numeral 10 denotes an electron gun attached to the equipment, and reference numeral 20 denotes a metal melting furnace. As shown in the figure, inside the electron gun 10, a filament 11, a cathode 12, an anode 13, a focusing lens 14, a guide tube 15, a focusing lens 16, and a deflection lens 17 are arranged in this order. On the other hand, in the metal melting furnace 20, a melting metal 22 is supplied to a hearth 21 installed at the bottom thereof. Under such a configuration, when the energization of the filament 11 is started, the filament 11 generates heat, and the cathode 12 positioned therebelow is heated. Thereby, thermoelectrons are emitted from the cathode 12, and the thermoelectrons fly to the anode 13 side located below the cathode 12 and are accelerated downward. The accelerated thermoelectrons are converted into an electron beam under the action of the focusing lens 14, the guide tube 15, the focusing lens 16, and the deflecting lens 17, and are used as a heating source for the metal 22 as indicated by an arrow on the left side of the drawing. Provided. The metal 22 irradiated with the electron beam is melted and guided to a crucible (not shown) to be solidified to form an ingot. When the electron beam is irradiated onto the metal 22 in this way, the metal ions evaporated and released from the molten metal portion fly upward as indicated by the arrow on the right side in the figure by the attractive force of the cathode 12. It is considered that the filament 11 passes through the cathode 12 and reaches the filament 11 to cause the breakage of the filament.
[0010]
FIGS. 2A and 2B show conventional electron gun filaments, respectively. For example, when each filament as shown in FIG. 2 (a) is used in an electron gun, the metal ions flying upward as described above are the radial direction of the filament, for example, the annular portion in FIG. 2 (a). It collides with the central part etc. (the central part in the width direction in the figure). Thus, the inventors have obtained the knowledge that if the hollow portion is formed at the radial central portion of the annular portion of the filament, the above-described collision can be avoided and the filament can be prevented from being broken.
[0011]
The present invention has been made on the basis of the above findings, and relates to a filament structure that is hard to break even when metal ions are evaporated and released from the molten metal portion. That is, the method of using the electron gun of the present invention is a method of using an electron gun composed of an electron gun filament comprising an annular portion and two lead wires connected at any different points of the annular portion. The electron gun has a filament and a cathode, the filament and the cathode are arranged in a straight line with respect to the metal to be melted, the filament is hollow at the center, and the annular part is approximately equidistant from the axis. And a filament having a ratio of the outer diameter to the inner diameter of the annular portion of 1.0 to 1.7 .
[0012]
In the present invention, the structure of the filament is as described above, that is, for example, the central portion in the radial direction of the filament, which is conventionally spiral as shown in FIG. It has a configuration that exists. Thereby, the collision of the metal ions evaporated and released from the molten metal portion with the filament can be avoided, and consequently, the filament can be prevented from being broken during the operation of the metal melting furnace. Therefore, according to the present invention, stable thermal electron irradiation is possible, and excellent product productivity can be realized.
[0013]
In the electron gun filament according to the present invention, in particular, the central portion is hollow, and the ratio of the outer diameter to the inner diameter of the annular portion is 1.0 to 3.0 , thereby maintaining the function as a heater. However, the effect that the collision of the metal ion which flew from the metal fusion | melting part can be avoided is acquired.
[0014]
In such an electron gun filament, the two lead wires may be linear or curved depending on the usage. Further, the annular portion may exist in the same plane such as a circular shape or may exist in a non-coplanar surface such as a spring shape. In addition, you may process a lead wire and a cyclic | annular part with one wire, and may comprise a filament.
[0015]
In such an electron gun filament, the outer diameter of the annular portion is preferably 10 to 30 mm. Although the electron gun filament depends on the output, when the outer diameter of the annular portion is less than 10 mm, the curvature of the coil increases, and the residual stress during processing may cause deformation or breakage of the coil. Further, if the outer diameter of the annular portion exceeds 30 mm, the outer diameter of the annular portion becomes larger than the outer diameter of the sword located below the filament in the electron gun, so that the cathode cannot be sufficiently heated. . In order to further obtain the above effect, the outer diameter of the annular portion is preferably 10 to 20 mm.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the filament for an electron gun of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 3A shows an electron gun filament 30 of the present invention. The filament 30 includes an annular portion 31 and two lead wires 34 and 35 connected at arbitrary different points 32 and 33 of the annular portion 31, respectively. The annular portion 31 is spaced from the axis L at an approximately equal distance and extends one and a half times, and the ratio of the outer diameter to the inner diameter of the annular portion 31 is 1.7. The filament 30 shown in FIG. 2 has a configuration in which the central portion in the radial direction of the conventional spiral filament shown in FIG. 2 (a) has a hollow structure and the coil is concentratedly extended on the outer peripheral portion. With this configuration, collision of metal ions evaporated and released from the metal melting portion with the filament can be avoided, and consequently, breakage of the filament can be prevented during operation of the metal melting furnace. Therefore, when the filament 30 having the structure shown in FIG. 3A is used, stable thermal electron irradiation is possible, and excellent product productivity can be realized. Further, in the filament 30 shown in FIG. 3 (a), since it is particularly required to perform continuous operation for a long time by reducing the frequency of disconnection, the ratio of the outer diameter to the inner diameter of the annular portion 31 is 1. 7 and so on.
[0017]
Further, in the electron gun filament shown in FIG. 3A, setting the outer diameter of the annular portion 31 to 10 to 30 mm, and further to 10 to 20 mm prevents deformation and breakage of the coil. It is preferable in that the heating of the cathode is sufficiently realized.
[0018]
FIG. 3B is a view showing a filament 40 having a similar structure to the filament 30 shown in FIG. According to the figure, the filament 40 is composed of an annular portion 41 and two lead wires 44 and 45 connected at arbitrary different points 42 and 43 of the annular portion 41, respectively. It extends away from the axis L at approximately the same distance and extends one and a half, and the ratio of the outer diameter to the inner diameter of the annular portion 41 is 1.1. As described above, the filaments 30 and 40 can be circular or polygonal as described above by appropriately selecting the structure of the annular portions 31 and 41. 3B, the filament 40 having a polygonal shape as shown in FIG. 3B can provide stable thermal electron irradiation and has an excellent product as in the filament 30 having the structure shown in FIG. Productivity can be realized. In some cases, instead of concentrating the extending portion on the outer peripheral portion, a filament from which only the spiral central portion is removed may be used.
[0019]
The filaments 30 and 40 shown in FIGS. 3A and 3B constitute a kind of resistance heating element. For this reason, when not extending a coil to the radial direction center part of the annular parts 31 and 41 of the filament 30 and the filament 40, for example, compared with the conventional filament shown in FIG. Since it decreases, thermionic emission may not be sufficiently realized. However, the overall resistance can be maintained by reducing the wire diameter of the filaments 30 and 40.
[0020]
Furthermore, it is preferable to use a high melting point metal for the filaments 30 and 40, for example, Ta or W is suitable.
[0021]
The number of turns of the annular portions 31 and 41 of the filaments 30 and 40 is preferably 1 to 5 turns, more preferably 1 to 3 turns. The outer diameters of the filaments 30 and 40 are preferably limited to some extent as described above, and the central portion has a hollow structure. Therefore, if the number of turns of the coil is excessively increased, the temperature of the filaments 30 and 40 is increased. May rise too much and cause disconnection.
[0022]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described in comparison with comparative examples.
[Example]
The filament of the present invention having the structure shown in FIG. 3 (a), the ratio of the outer diameter to the inner diameter of the annular portion being 1.7, and the outer diameter of the annular portion being 15 mm was employed. Using a metal melting facility equipped with an electron gun having an output of 600 kw having the filament, 300 kg of sponge titanium was melted and 20 titanium ingots were melted. As a result, there was no breakage of the filament and stable melting operation could be continued.
[0023]
[Comparative example]
On the other hand, it has the structure shown in FIG. 2A, the ratio of the outer diameter to the inner diameter of the annular portion corresponding to the annular portion 31 in FIG. 3A is 2.5, and the outer diameter of the annular portion is 15 mm. A conventional filament was adopted. Using a metal melting furnace equipped with an electron gun with an output of 400 kW and having this filament, 300 kg of sponge titanium was melted and a titanium ingot was melted. .
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the central portion in the radial direction of the annular portion of the filament is hollow, and the coil is intensively extended to the outer peripheral portion. The collision of the metal ions with the filament can be avoided, and the filament breakage can be prevented during the operation of the metal melting furnace. Therefore, the present invention is promising in that it can provide a gun filament that can realize stable productivity by enabling stable irradiation of thermoelectrons when performing the melting operation of metal using thermoelectrons. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a general metal melting facility.
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing conventional filaments, respectively.
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing filaments according to an embodiment of the present invention. FIG.
[Explanation of symbols]
30, 40 ... Filament, 31, 41 ... Annular part, 32, 33, 42, 43 ... Arbitrary different points of the annular part 31, 34, 35, 44, 45 ... Lead wire, L ... Axis.

Claims (2)

環状部と、前記環状部の任意の異なる点においてそれぞれ接続された2本のリード線とからなる電子銃用フィラメントから構成された電子銃の使用方法であって、
前記電子銃は、前記フィラメントおよびカソードを有し、前記フィラメントおよび前記カソードは、溶解する金属に対して一直線上に配置され、
前記フィラメントは、中央部が中空であり、前記環状部は、軸線からほぼ等距離に離間して少なくとも一周延在し、しかも環状部の内径に対する外径の比が1.0〜1.7のフィラメントであることを特徴とする電子銃の使用方法
A method of using an electron gun comprising an electron gun filament comprising an annular part and two lead wires respectively connected at any different points of the annular part,
The electron gun has the filament and the cathode, and the filament and the cathode are arranged in a straight line with respect to the metal to be melted,
The filament has a hollow center part, the annular part is spaced at an equal distance from the axial line and extends at least once, and the ratio of the outer diameter to the inner diameter of the annular part is 1.0 to 1.7. A method of using an electron gun , characterized by being a filament .
前記環状部の外径が、10〜30mmであることを特徴とする請求項1に記載の電子銃の使用方法The method for using the electron gun according to claim 1, wherein an outer diameter of the annular portion is 10 to 30 mm.
JP2002313721A 2002-10-29 2002-10-29 How to use an electron gun Expired - Lifetime JP4402873B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002313721A JP4402873B2 (en) 2002-10-29 2002-10-29 How to use an electron gun

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002313721A JP4402873B2 (en) 2002-10-29 2002-10-29 How to use an electron gun

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004150651A JP2004150651A (en) 2004-05-27
JP4402873B2 true JP4402873B2 (en) 2010-01-20

Family

ID=32458239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002313721A Expired - Lifetime JP4402873B2 (en) 2002-10-29 2002-10-29 How to use an electron gun

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4402873B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004150651A (en) 2004-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5781710B2 (en) Method for producing a processing material which is cast or sprayed into a powder
EP2187426A1 (en) X-ray tube device
JP2013503259A (en) Ion plasma electron emitter for melting furnace
US3226223A (en) Method and apparatus for melting metals by inductive heating and electron bombardment
US9773642B2 (en) Electron beam melting furnace and method for operating same
US3235647A (en) Electron bombardment heating with adjustable impact pattern
US3068309A (en) Electron beam furnace with multiple field guidance of electrons
US3087211A (en) Electron-beam furnace with opposedfield magnetic beam guidance
US3101515A (en) Electron beam furnace with magnetically guided axial and transverse beams
JP4402873B2 (en) How to use an electron gun
TWI459434B (en) Electron gun filament and manufacturing method thereof
JPWO2011068101A1 (en) Filament support method, electron gun, and processing apparatus
US3080626A (en) Electron-beam furnace with magnetic guidance and flux concentrator
US3189953A (en) Electron-beam furnace with magnetically guided beam
JPH11224797A (en) Plasma generator and thin film forming apparatus
CN208208709U (en) E-beam projection device with linear thermionic cathode
JPH06302398A (en) Electrode structure of plasma torch
RU2364980C1 (en) Axial electron gun
JP2006331853A (en) Filament assembly, electron gun, and electron beam apparatus
RU2217281C2 (en) Apparatus for electron beam welding
JP2019526922A (en) Coaxial electron gun
KR20260043217A (en) Highly efficient electron beam melting device for high melting point metals
JP2013134874A (en) Filament and method for manufacturing the same
JP2805850B2 (en) Electron beam generator
JP2006054108A (en) Arc discharge cathode and ion source

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050719

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081114

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20090106

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090311

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090805

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090918

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091014

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091030

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4402873

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131106

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131106

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131106

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term