JPH0477556B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0477556B2 JPH0477556B2 JP61183640A JP18364086A JPH0477556B2 JP H0477556 B2 JPH0477556 B2 JP H0477556B2 JP 61183640 A JP61183640 A JP 61183640A JP 18364086 A JP18364086 A JP 18364086A JP H0477556 B2 JPH0477556 B2 JP H0477556B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- collector
- emitter
- lab
- layer
- thermionic
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Solid Thermionic Cathode (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Microwave Tubes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〓発明の利用分野〓 本発明は熱電子素子の材質に関する。[Detailed description of the invention] 〓Field of application of the invention〓 The present invention relates to materials for thermionic elements.
〓従来の技術〓
熱電子発電は高温に加熱された物体から放出さ
れる電子の持つエネルギーを電力として取り出す
発電技術である。〓Conventional technology〓 Thermionic power generation is a power generation technology that extracts the energy of electrons emitted from objects heated to high temperatures as electricity.
一般に熱電子発電装置は、熱源により高温
（1000〜1500℃程度）に加熱されて電子を放出す
る電極であるエミツタと、放出された電子を集め
る電極であるコレクタ（温度はエミツタ温度の約
１／２程度）と、エミツタとコレクタの間に金属セ
シウム蒸気の存在する電極間空間とから構成され
ている。 In general, a thermionic power generation device consists of an emitter, which is an electrode that is heated to a high temperature (approximately 1,000 to 1,500 degrees Celsius) by a heat source and emits electrons, and a collector, which is an electrode that collects the emitted electrons (the temperature is approximately 1/1/2 of the emitter temperature). 2) and an interelectrode space between the emitter and the collector in which metal cesium vapor exists.
熱電子素子の構造は大別すると、エミツタとコ
レクタとが平行な板として設けられる平行平板形
と、前記エミツタとコレクタが同心円上に配置さ
れた同軸円筒形とがある。後者の代表的な例を図
に示す。この図に示す従来技術は以下の刊行物に
記載されている。 The structure of thermionic elements can be roughly divided into a parallel plate type in which an emitter and a collector are provided as parallel plates, and a coaxial cylindrical type in which the emitter and collector are arranged concentrically. A typical example of the latter is shown in the figure. The prior art shown in this figure is described in the following publications.
刊行物 Inter soc、Energy Convers Eng
Conf、19th、1984.
題名 COMBUSTION CONVER THR
DESIGN EVOLUTION.
著者名 D.B.Goodale etal.
この従来技術の素子を概説すると、先端が半球
状になつた同軸円筒形熱電子素子であり、その外
殻を形成するホツトシエル１は外側から順にシリ
コンカーバイド（SiC）２、グラフアイト(C)３お
よびタングステン（Ｗ）４の３層構造からなり、
最も内側のＷ層はエミツタとして機能する。エミ
ツタ４の内側には間隙５を介して半球状のNiコ
レクタ６が設けられている。コレクタ６は、コレ
クタシステム６′によりコレクタフランジ１５に
一体化している。コレクタ６内部には、コレクタ
６を冷却するための空気を送る送気管７が設けら
れ、先端部分で吹き出された空気８はコレクタ６
内面を冷却したのち後方に排気される。間〓５に
はセシウムガスが充填されるが、このセシウムガ
スを送り込むためのセシウムガス管９は、セシウ
ムリザーバ１０に連絡している。 Publications Inter soc, Energy Convers Eng
Conf, 19th, 1984. Title COMBUSTION CONVER THR
DESIGN EVOLUTION. Author: DBGoodale etal. To give an overview of this prior art device, it is a coaxial cylindrical thermionic device with a hemispherical tip, and the hotshell 1 forming the outer shell is made of silicon carbide (SiC) from the outside. 2. Consists of a three-layer structure of graphite (C) 3 and tungsten (W) 4,
The innermost W layer functions as an emitter. A hemispherical Ni collector 6 is provided inside the emitter 4 with a gap 5 in between. The collector 6 is integrated into the collector flange 15 by a collector system 6'. An air pipe 7 is provided inside the collector 6 to send air to cool the collector 6, and the air 8 blown out at the tip is sent to the collector 6.
After the inner surface is cooled, it is exhausted to the rear. The space 5 is filled with cesium gas, and a cesium gas pipe 9 for feeding this cesium gas is connected to a cesium reservoir 10.
また、ホツトシエル１は、モリブデン（Mo）
からなるエミツタフランジ部１１に一体化されて
いる。この一体化部分において、エミツタ４はエ
ミツタフランジ部１１に電気的に接続している。
エミツタフランジ部１１はさらに後方のエミツタ
円筒部１２に接続し、エミツタ円筒部１２の後端
は取付フランジ１２′に一体的に連続している。
取付フランジ１２′にはさらにエミツタ側のリー
ド板１３が電気的に接続されているので、エミツ
タ４への電気はこのリード板１３を介して流れる
ことになる。 In addition, Hotsiel 1 is molybdenum (Mo)
It is integrated into the emitter flange portion 11 consisting of. In this integrated portion, the emitter 4 is electrically connected to the emitter flange portion 11.
The emitter flange portion 11 is further connected to the rear cylindrical emitter portion 12, and the rear end of the cylindrical emitter portion 12 is integrally continuous with the mounting flange 12'.
Since a lead plate 13 on the emitter side is further electrically connected to the mounting flange 12', electricity to the emitter 4 flows through this lead plate 13.
次にコレクタ６は、コレクタステム６′及び送
気管７に電気的に接続している。送気管７はその
後端部においてコレクタ側のリード板１４に一体
化されている。したがつてコレクタ６からの電気
はこのリード板１４を介して流れることになる。 The collector 6 is then electrically connected to the collector stem 6' and the air pipe 7. The air pipe 7 is integrated at its rear end with a lead plate 14 on the collector side. Therefore, electricity from the collector 6 will flow through this lead plate 14.
なお、コレクタステム６′の軸方向における後
端には、コレクタフランジ部１５が接続されてい
る。このコレクタフランジ部１５は、空気８の流
れに向つて突出しコレクタフランジ１５、セラミ
ツクスペーサ１６の部分が空気８によつて冷却さ
れやすい構造となつている。コレクタフランジ１
５は前記エミツタフランジ１１の内側に対してセ
ラミツクスペーサ１６を介し接触している。セラ
ミツクスペーサ１６は両フランジ１１，１５の構
内に嵌合して接触しており、前記間〓５の大きさ
が調整される。コレクタフランジ部１５の後方に
は、コレクタ側ベローズ板とエミツタ側ベローズ
板とがセラミツク部材を挾んで、いわゆる３層構
造をなしている。すなわち、前記コレクタフラン
ジ１５の後方からは内側へＬ字状に曲がる断面を
有するコレクタ側弾性部（ベローズ）１７が延び
ている。一方、エミツタ円筒部１２の内側からも
Ｌ字状に曲がる断面を有するエミツタ側弾性部
（ベローズ１８）が延びている。これら二つの弾
性部１７，１８は中央のセラミツク部材１９及び
両端のセラミツク部材２０により３層構造をなし
ている。３層構造はエミツタ及びコレクタ電極の
電気的絶縁とコレクタ側部材とエミツタ側部材と
の熱膨張差が大きくなり過ぎたときに、熱膨張差
を吸収するためである。 Note that a collector flange portion 15 is connected to the rear end of the collector stem 6' in the axial direction. The collector flange portion 15 has a structure in which it protrudes toward the flow of the air 8 so that the collector flange 15 and the ceramic spacer 16 are easily cooled by the air 8. Collector flange 1
5 is in contact with the inside of the emitter flange 11 via a ceramic spacer 16. The ceramic spacer 16 is fitted into and in contact with the flanges 11 and 15, and the size of the gap 5 is adjusted. Behind the collector flange portion 15, a collector side bellows plate and an emitter side bellows plate sandwich a ceramic member, forming a so-called three-layer structure. That is, from the rear of the collector flange 15 extends a collector-side elastic portion (bellows) 17 having an L-shaped cross section that bends inward. On the other hand, an emitter side elastic portion (bellows 18) having an L-shaped cross section also extends from the inside of the emitter cylindrical portion 12. These two elastic parts 17 and 18 have a three-layer structure including a ceramic member 19 at the center and ceramic members 20 at both ends. The purpose of the three-layer structure is to electrically insulate the emitter and collector electrodes and to absorb the difference in thermal expansion when the difference in thermal expansion between the collector side member and the emitter side member becomes too large.
〓発明が解決しようとする問題点〓
そして、このような従来の熱電子素子において
エミツタとして機能するＷの層は、Ｃの層に化学
蒸着法により蒸着させて形成されるが、Ｗのエミ
ツタはエミツタとしての作動温度が高く、より低
い温度で作動するエミツタの素材が求められてい
る。LaB6（ランタンブライド）はそのような素材
の一候補である。しかしながら従来はLaB6の使
用は、焼結体としての利用しか考えられていなか
つたため緻密性に欠け、LaB6のエミツタは燃焼
炉内で用いられる熱電子素子には適さないもので
あつた。〓Problems to be Solved by the Invention〓 In such conventional thermionic devices, the W layer that functions as an emitter is formed by depositing it on the C layer by chemical vapor deposition. There is a need for materials for emitters that have a high operating temperature and that operate at lower temperatures. LaB 6 (Lantern Bride) is one candidate for such a material. However, in the past, the use of LaB 6 was considered only as a sintered body, which resulted in a lack of compactness, and the emitters of LaB 6 were not suitable for thermionic elements used in combustion furnaces.
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもの
であり、燃焼炉内でも用いられ得るLaB6エミツ
タの熱電子素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a LaB 6 emitter thermionic element that can be used even in a combustion furnace.
〓問題点を解決するための手段〓
本発明はLaB6の層を化学蒸着法によつてＣの
層に蒸着させて形成するものである。この化学蒸
着は
LaCl3＋6BCl3→LaB6＋21HCl
21／２H2Carrier
温度1100〜1350℃
によつて生ずる。<Means for Solving the Problems> The present invention is to form a layer of LaB 6 by depositing it on a layer of C by chemical vapor deposition. This chemical vapor deposition occurs at a LaCl 3 +6BCl 3 →LaB 6 +21HCl 21/2H 2 Carrier temperature of 1100-1350°C.
このLaB6の層は化学蒸着法によるため緻密性
にすぐれ、燃焼炉内でも用いることができる。 This layer of LaB 6 is made by chemical vapor deposition, so it has excellent density and can be used even in combustion furnaces.
〓実施例〓
従来例を示す図を例にして本発明を説明する
と、従来のＷ（タングステン）４の層がLaB6（ラ
ンタンボライド）の層に置き換えられるものとな
り、このLaB6は化学蒸着法によつてＣ（グラフア
イト）３の層に対して蒸着される。〓Example〓 To explain the present invention using a diagram showing a conventional example as an example, the conventional W (tungsten) 4 layer is replaced with a LaB 6 (lanthanum boride) layer, and this LaB 6 is formed by chemical vapor deposition. A layer of C (graphite) 3 is deposited by a method.
尚、熱電子素子の構造は同軸円筒形のみならず
平行平板形であつても本発明は実施できる。 Note that the present invention can be practiced even if the structure of the thermionic element is not only a coaxial cylinder but also a parallel plate.
〓発明の効果〓
本発明の熱電子素子によれば、緻密性にすぐれ
たLaB6の層から成るエミツタが得られ、燃焼炉
用の熱電子素子として低い温度でも作動する熱電
子素子を提供できる。Effects of the Invention According to the thermionic device of the present invention, an emitter made of a layer of LaB 6 with excellent density can be obtained, and a thermionic device that operates even at low temperatures as a thermionic device for a combustion furnace can be provided. .
図は代表的な熱電子素子の一部切欠き斜視図で
ある。
１……ホツトシエル、２……シリコンカーバイ
ド（SiC）、３……グラフアイト(C)、４……タン
グステン（Ｗ）、５……間〓、６……コレクタ、
６′……コレクタステム、７……送気管、８……
空気、９……セシウムガス管、１０……セシウム
リザーバ、１１……エミツタフランジ、１２……
エミツタ円筒部、１３，１４……リード板、１５
……コレクタフランジ部、１６……セラミツクス
ペーサ、１７，１８……弾性部（ベローズ）、１
９，２０……セラミツク部材。
The figure is a partially cutaway perspective view of a typical thermionic element. 1... Hot shell, 2... Silicon carbide (SiC), 3... Graphite (C), 4... Tungsten (W), 5... Between, 6... Collector,
6'... Collector stem, 7... Air pipe, 8...
Air, 9...Cesium gas pipe, 10...Cesium reservoir, 11...Emitsuta flange, 12...
Emitter cylindrical part, 13, 14...Lead plate, 15
... Collector flange part, 16 ... Ceramic spacer, 17, 18 ... Elastic part (bellows), 1
9, 20... Ceramic member.
Claims (1)
６とを有する燃焼炉用熱電子素子であつて、ホツ
トシエル１は、外側から順にシリコンカーバイド
２、グラフアイト３及びランタンブライド
（LaB6）の３層構造から成り、該ランタンブライ
ド（LaB6）の層がグラフアイト３の層の内側に
蒸着されて、エミツタとして機能し、 コレクタ６は、ランタンブライド（LaB6）の
内側に空〓５を介して配設され、該空〓５にはセ
シウムガスが充填される 燃焼炉用熱電子素子。[Scope of Claims] 1. A thermionic element for a combustion furnace having a hot shell 1 forming an outer shell and a collector 6, wherein the hot shell 1 is made of silicon carbide 2, graphite 3, and lanthanum blide (LaB) in order from the outside. 6 ), the layer of lanthanum bride (LaB 6 ) is deposited inside the layer of graphite 3 to function as an emitter, and the collector 6 has an empty space inside the lanthanum bride (LaB 6 ). A thermionic element for a combustion furnace, which is disposed through a hole 5, and the space 5 is filled with cesium gas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61183640A JPS6339479A (en) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | Thermionic element for lab6 emitter through chemical vapor deposition method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61183640A JPS6339479A (en) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | Thermionic element for lab6 emitter through chemical vapor deposition method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6339479A JPS6339479A (en) | 1988-02-19 |
| JPH0477556B2 true JPH0477556B2 (en) | 1992-12-08 |
Family
ID=16139321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61183640A Granted JPS6339479A (en) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | Thermionic element for lab6 emitter through chemical vapor deposition method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6339479A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6174288U (en) * | 1984-10-19 | 1986-05-20 |
-
1986
- 1986-08-05 JP JP61183640A patent/JPS6339479A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6339479A (en) | 1988-02-19 |
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