(57)【要約】【課題】  高圧の絶縁手段の簡素化および絶縁変圧器の小型化を可能にしたフィラメント回路装置を提供する。【解決手段】  このフィラメント回路装置５０においては、高圧デッキ５２を、それと絶縁変圧器４０の鉄心４２との間に設けられた絶縁碍子６４によって絶縁変圧器４０の上方に支持し、かつ絶縁変圧器４０の二次巻線４６を高圧デッキ５２から吊り下げて、二次巻線４６と一次巻線４４との間に空間４８を維持すると共に、二次巻線４６の下端とその下の鉄心４２との間に空間７０を維持している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線照射装置の熱電子放出用のフィラメントにその加熱用の電力を供給するフィラメント変圧器を搭載していて、接地電位部に対して高電圧が印加される高圧デッキと、
接地電位部に設けられた鉄心に一次巻線を巻き、かつ当該一次巻線の周りに当該一次巻線との間に空間をあけて二次巻線を巻いて成り、当該二次巻線から前記フィラメント変圧器に交流電力を供給する絶縁変圧器とを備えるフィラメント回路装置において、
前記高圧デッキを、それと前記絶縁変圧器の鉄心との間に設けられた絶縁碍子によって前記絶縁変圧器の上方に支持し、
かつ前記絶縁変圧器の二次巻線を前記高圧デッキから吊り下げて、当該二次巻線と前記一次巻線との間に前記空間を維持すると共に、当該二次巻線の下端とその下の鉄心との間に空間を維持していることを特徴とする、電子線照射装置用のフィラメント回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子線照射装置の熱電子放出用のフィラメントに電力を供給するフィラメント変圧器および絶縁変圧器等を含むフィラメント回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のフィラメント回路装置を含む電子線照射装置の一例を電気回路を主体にして図３に示す。なお、これと同様の電子線照射装置が特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７４５９７号公報（段落０００２−０００６、図４）
【０００４】
図３に示す電子線照射装置は、電子線８を発生する電子線加速器２と、それに必要な電力を供給する電源装置２０とを備えている。
【０００５】
電子線加速器２は、この例では電子線８を走査しない非走査型のものであり、筒状の真空容器４内に設けられた熱電子放出用のフィラメント６と、このフィラメント６の近傍に設けられていてフィラメント６から放出させた熱電子を電子線８として引き出す引出し電極１０とを備えており、引出し電極１０から引き出した電子線８を引出し電極１０と真空容器４間の電位差によって加速し、かつ真空容器４の内外を分離する窓箔１２を透過させて真空容器４外に引き出し、被照射物１４に照射する構成をしている。フィラメント６は、通常は複数本の例えば線状のフィラメントを並列接続して成る。
【０００６】
電源装置２０は、この例では、絶縁ガス（例えばＳＦ6 ガス）が充填される圧力容器２２内に、フィラメント回路装置５０および加速電源２４を収納した構成をしている。この圧力容器２２、上記真空容器４および窓箔１２は、いずれも金属製であり、電気的に接地されていて、接地電位部を構成している。
【０００７】
フィラメント回路装置５０は、この例では、フィラメント６にその加熱用の交流電力を供給するフィラメント変圧器３０と、フィラメント６と引出し電極１０との間に直流の引出し電圧Ｖｅを印加する引出し電源２６と、引出し電圧Ｖｅを制御することによって引出し電極１０から引き出す電子流を制御する電子流制御装置２８と、フィラメント変圧器３０および引出し電源２６等に接地電位部から交流電力を供給する絶縁変圧器４０とを備えている。但し、フィラメント回路装置５０に、引出し電源２６および電子流制御装置２８を含めない場合もある。
【０００８】
絶縁変圧器４０の二次巻線４６以降の回路には、加速電源２４から、上記電子線８を加速するために、接地電位部に対して、直流高電圧（例えば数百ｋＶ程度）の加速電圧Ｖａが印加される。
【０００９】
上記フィラメント回路装置５０は、具体的には、従来は図２に示すような構造をしていた。
【００１０】
即ち、上記フィラメント変圧器３０、引出し電源２６および電子流制御装置２８は、高圧デッキ５２に搭載されている。高圧デッキ５２は、この例では、上記機器を支持するベース板５４と、電界集中を緩和するシールドカバー５６とを有している。この高圧デッキ５２には、接地電位部に対して上記高電圧の加速電圧Ｖａが印加されるので、当該高圧デッキ５２を複数の絶縁支柱５８によって接地電位部から絶縁して支持している。上記圧力容器２２の底面２２ａ上には金属製のベース板６２が設けられており、これも接地電位部を構成している。
【００１１】
この高圧デッキ５２の下方に、上記絶縁変圧器４０を配置している。絶縁変圧器４０は、接地電位部に（具体的にはベース板６２上に）設けられた矩形の鉄心４２に一次巻線４４を巻き、かつ当該一次巻線４４の周りに当該一次巻線４４との間に電気絶縁のための空間４８をあけて二次巻線４６を巻いた構造をしている。二次巻線４６は、筒状（例えば円筒状）をしている。この二次巻線４６にも、上述したように、接地電位部に対して上記高電圧の加速電圧Ｖａが印加されるので、当該二次巻線４６を、絶縁碍子６０によって、その下の鉄心４２から絶縁して支持して、上記空間４８を維持している。
【００１２】
なお、鉄心４２には、実際の例では、電界集中を緩和するために、上部が丸くなったシールドカバーを被せているが、ここではその図示を省略している（図１においても同様）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記フィラメント回路装置５０においては、高圧デッキ５２および絶縁変圧器４０の二次巻線４６を、接地電位部から、加速電圧Ｖａに耐えるように絶縁し支持するという同じ目的のために、絶縁支柱５８および絶縁碍子６０という２種類の絶縁手段を用いているので、その分、構造が複雑になり、かつ外形が大型になっているという課題がある。
【００１４】
また、絶縁変圧器４０の二次巻線４６とその下の鉄心４２との間の電気絶縁が、絶縁碍子６０を用いた沿面絶縁であるため、空間絶縁の場合に比べて、二次巻線４６の下端とその下の鉄心４２との間の距離Ｌ1 （換言すれば絶縁碍子６０の長さ）を大きく取る必要がある。これは、一般的に、空間絶縁耐力に比べて沿面絶縁耐力の方が小さいからである。その結果、絶縁変圧器４０の高さＨ1 が大きくなって絶縁変圧器４０が大型になっているという課題もある。
【００１５】
そこでこの発明は、高圧の絶縁手段の簡素化および絶縁変圧器の小型化を可能にしたフィラメント回路装置を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明に係るフィラメント回路装置は、前記高圧デッキを、それと前記絶縁変圧器の鉄心との間に設けられた絶縁碍子によって前記絶縁変圧器の上方に支持し、かつ前記絶縁変圧器の二次巻線を前記高圧デッキから吊り下げて、当該二次巻線と前記一次巻線との間に前記空間を維持すると共に、当該二次巻線の下端とその下の鉄心との間に空間を維持していることを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、高圧の絶縁手段は、高圧デッキと絶縁変圧器の鉄心との間に設けられた上記絶縁碍子だけで済むので、高圧の絶縁手段の簡素化が可能になる。
【００１８】
また、絶縁変圧器の二次巻線を高圧デッキから吊り下げて支持して上記空間を維持しているので、二次巻線の下端とその下の鉄心との間の電気絶縁は、空間による空間絶縁となる。従って、沿面絶縁の場合に比べて絶縁距離を小さくすることができ、その結果、絶縁変圧器の小型化が可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明に係るフィラメント回路装置によれば、次の効果を奏する。
【００２０】
（ア）高圧の絶縁手段は、高圧デッキと絶縁変圧器の鉄心との間に設けられた絶縁碍子だけで済むので、高圧の絶縁手段の簡素化および低コスト化が可能になる。
【００２１】
（イ）絶縁変圧器の二次巻線の下端とその下の鉄心との間の電気絶縁は、空間による空間絶縁となるので、沿面絶縁の場合に比べて絶縁距離を小さくすることができ、その結果、絶縁変圧器の小型化および低コスト化が可能になる。
【００２２】
（ウ）上記（ア）および（イ）の結果、当該フィラメント回路装置全体の小型化および低コスト化が可能になる。また、当該フィラメント回路装置を圧力容器に収納する場合には、当該圧力容器の小型化および低コスト化も可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、この発明に係るフィラメント回路装置の一実施形態を示す断面図である。電気回路は図３に示したとおりである。図２に示した従来例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該従来例との相違点を主に説明する。
【００２４】
この実施形態のフィラメント回路装置５０においては、前記高圧デッキ５２を、それと前記絶縁変圧器４０の鉄心４２との間に設けられた二つの絶縁碍子６４によって、絶縁変圧器４０の上方に支持している。この絶縁碍子６４によって、高圧デッキ５２に印加される前記高電圧の加速電圧Ｖａを絶縁する。各絶縁碍子６４の下端と鉄心４２との間には、この実施形態のように、必要に応じて支持金具６６を設けても良い。
【００２５】
なお、この実施形態では、高圧デッキ５２の形状やそれに搭載するフィラメント変圧器３０等の機器の寸法も、当該フィラメント回路装置５０の小型化に合わせて小型にしている。
【００２６】
この実施形態では、更に、絶縁変圧器４０の二次巻線４６を、高圧デッキ５２のベース板５４から、この例では二つの吊り下げ部材６８を用いて吊り下げて支持している。これによって、二次巻線４６とその内側の一次巻線４４との間に前記空間４８を維持すると共に、二次巻線４６の下端とその下の鉄心４２との間に空間７０を維持している。
【００２７】
高圧デッキ５２と二次巻線４６とは同電位であるので、吊り下げ部材６８は金属製でも良いが、絶縁物製でも良い。また、高圧デッキ５２に印加される加速電圧Ｖａがあまり高くない等の場合は、吊り下げ部材６８を省略して、ベース板５４から二次巻線４６を直に吊り下げても良い。
【００２８】
上記フィラメント回路装置５０によれば、高圧の絶縁手段は、高圧デッキ５２と絶縁変圧器４０の鉄心４２との間に設けられた絶縁碍子６４だけで済むので、高圧の絶縁手段の簡素化および低コスト化が可能になる。
【００２９】
また、絶縁変圧器４０の二次巻線４６を高圧デッキ５２から吊り下げて支持して上記空間４８、７０を維持していて、従来例の絶縁碍子６０に相当するものを設ける必要はなく、そのようなものは設けていないので、二次巻線４６の下端とその下の鉄心４２との間の電気絶縁は、空間７０による空間絶縁となる。従って、絶縁距離Ｌ2 を従来例の沿面絶縁の場合の距離Ｌ1 に比べて小さくすることができる。その結果、絶縁変圧器４０の高さＨ2 を従来例の高さＨ1 よりも小さくして、絶縁変圧器４０の小型化および低コスト化が可能になる。
【００３０】
具体例を挙げると、高圧デッキ５２に印加する加速電圧Ｖａが３００ｋＶの場合、図２の従来例における絶縁変圧器４０の高さＨ1 は約５４５ｍｍであったのが、図１の実施形態における絶縁変圧器４０の高さＨ2 は約４７０ｍｍで済み、約７５ｍｍ低くできた。
【００３１】
更に、上記の結果、フィラメント回路装置５０全体の小型化および低コスト化が可能になる。また、フィラメント回路装置５０をこの実施形態のように圧力容器２２に収納する場合には、当該圧力容器２２の小型化および低コスト化も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明に係るフィラメント回路装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】従来のフィラメント回路装置の一例を示す断面図である。
【図３】電子線照射装置の一例を電気回路を主体にして示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
３０  フィラメント変圧器
４０  絶縁変圧器
４２  鉄心
４４  一次巻線
４６  二次巻線
４８  空間
５０  フィラメント回路装置
５２  高圧デッキ
６４  絶縁碍子
６８  吊り下げ部材
７０  空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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