特開 2023-146237 クライストロン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023146237

(43)【公開日】2023-10-12

(54)【発明の名称】クライストロン

(51)【国際特許分類】

   H01J 23/00 20060101AFI20231004BHJP

【ＦＩ】

H01J23/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022053324

(22)【出願日】2022-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】503382542

【氏名又は名称】キヤノン電子管デバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】原田 貴仁

(57)【要約】

【課題】不具合の原因を特定可能なクライストロンを提供する。
【解決手段】電子を発生する陰極と、入力空胴、中間空胴、及び出力空胴を有している管容器と、前記出力空胴に接続されている出力部と、前記出力部に設けられた出力窓と、前記電子を捕捉するコレクタと、前記出力窓、前記管容器、又は前記コレクタのうち少なくとも１つを冷却し、一端に冷媒を取入れる取入れ口と、他端に冷媒を吐出す吐出し口とを有している冷却管と、前記冷却管における冷媒の温度、前記管容器の内部の光量、又は前記管容器の内部の圧力を示す検出値を検出するセンサと、前記検出値を記憶する記憶部と、を備えている、クライストロン。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子を発生する陰極と、
入力空胴、中間空胴、及び出力空胴を有している管容器と、
前記出力空胴に接続されている出力部と、
前記出力部に設けられた出力窓と、
前記電子を捕捉するコレクタと、
前記出力窓、前記管容器、又は前記コレクタのうち少なくとも１つを冷却し、一端に冷媒を取入れる取入れ口と、他端に冷媒を吐出す吐出し口とを有している冷却管と、
前記冷却管における冷媒の温度、前記管容器の内部の光量、又は前記管容器の内部の圧力を示す複数の検出値を検出するセンサと、
前記複数の検出値を記憶する記憶部と、を備えている、
クライストロン。

【請求項2】

前記複数の検出値を取得する制御部と、
前記複数の検出値を外部に送信可能な送信部と、を更に備え、
前記記憶部は、閾値を記憶し、
前記制御部は、前記複数の検出値のうち前記閾値を超えている異常検出値があるか否かを判断し、前記異常検出値があった場合、前記異常検出値、前記異常検出値の直前に取得された検出値から前記異常検出値よりも所定数前に取得された検出値までの所定数の検出値、及び前記異常検出値の直後に取得される検出値から前記異常検出値よりも所定数後に取得される検出値までの所定数の検出値、を前記外部に送信する、
請求項１に記載のクライストロン。

【請求項3】

前記記憶部は、保存期間を記憶し、
前記制御部は、
前記複数の検出値のうち取得されてからの期間が前記保存期間を超えている不要検出値があるか否かを判断し、
前記不要検出値があった場合、前記不要検出値を前記記憶部から消去する消去処理を行い、
前記不要検出値がなかった場合、前記複数の検出値を前記記憶部に記憶した状態を維持する、
請求項２に記載のクライストロン。

【請求項4】

前記制御部は、前記異常検出値及び前記所定数の検出値に対しての前記消去処理を禁止する、
請求項３に記載のクライストロン。

【請求項5】

前記複数の検出値を取得する制御部を更に備え、
前記記憶部は、保存期間を記憶し、
前記制御部は、
前記複数の検出値のうち取得されてからの期間が前記保存期間を超えている不要検出値があるか否かを判断し、
前記不要検出値があった場合、前記不要検出値を前記記憶部から消去する消去処理を行い、
前記不要検出値がなかった場合、前記複数の検出値を前記記憶部に記憶した状態を維持する、
請求項１に記載のクライストロン。

【請求項6】

前記記憶部は、閾値を記憶し、
前記制御部は、前記複数の検出値のうち前記閾値を超えている異常検出値があるか否かを判断し、前記異常検出値があった場合、前記異常検出値、前記異常検出値の直前に取得された検出値から前記異常検出値よりも所定数前に取得された検出値までの所定数の検出値、及び前記異常検出値の直後に取得される検出値から前記異常検出値よりも所定数後に取得される検出値までの所定数の検出値、に対しての前記消去処理を禁止する、
請求項５に記載のクライストロン。

【請求項7】

前記センサは、前記取入れ口における前記冷媒の第１温度を検出する、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のクライストロン。

【請求項8】

前記センサは、前記第１温度と、前記吐出し口における前記冷媒の第２温度と、の差の絶対値を検出する、
請求項７に記載のクライストロン。

【請求項9】

前記冷媒を前記冷却管の一端から前記冷却管の他端まで送るポンプを更に備えている、
請求項８に記載のクライストロン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、クライストロンに関する。

【背景技術】

【0002】

クライストロンは、高周波電力の増幅に使用される電子管である。クライストロンは、電子を発生する陰極と、入力空胴、中間空胴及び出力空胴を有している管容器と、出力空胴に接続された出力部と、出力部に設けられた出力窓と、電子を捕捉するコレクタと、を備えている。異常を検知するためにセンサを備えることが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５８－５４５３７号公報

【特許文献2】特開２００１－１８５０４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本実施形態は、不具合の原因を特定可能なクライストロンを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態に係るクライストロンは、電子を発生する陰極と、入力空胴、中間空胴、及び出力空胴を有している管容器と、前記出力空胴に接続されている出力部と、前記出力部に設けられた出力窓と、前記電子を捕捉するコレクタと、前記出力窓、前記管容器、又は前記コレクタのうち少なくとも１つを冷却し、一端に冷媒を取入れる取入れ口と、他端に冷媒を吐出す吐出し口とを有している冷却管と、前記冷却管における冷媒の温度、前記管容器の内部の光量、又は前記管容器の内部の圧力を示す検出値を検出するセンサと、前記検出値を記憶する記憶部と、を備えている。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、一実施形態に係るクライストロンの一例を示す断面図である。

【図2】図２は、図１の管容器を及び冷却管をコレクタ側から見た平面図である。

【図3】図３は、図２の線Ｂ－Ｂに沿った管容器及び冷却管の断面図である。

【図4】図４は、図１の線Ａ－Ａに沿った出力窓を冷却する冷却管の断面図である。

【図5】図５は、上記実施形態に係るクライストロンの制御構成を示すブロック図である。

【図6】図６は、上記実施形態に係るクライストロンが検出値に対して行う処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、図６に続く、上記実施形態に係るクライストロンが検出値に対して行う処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の趣旨を保っての適宣変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面や説明をより明確にするため、実際の様態に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宣省略することがある。

【0008】

始めに、本発明の実施形態の基本構想について説明する。
クライストロンは高周波電力の増幅に使用される電子管であり、電子を放出する電子銃部と、高周波電力の入力部と、高周波電力の出力部と、高周波相互作用部と、使用済みの電子を捕捉するコレクタとを備えている。高周波相互作用部は、電子の進行方向に配列された複数の共振空胴から構成されている。共振空胴には、高周波電力を入力する入力空胴及び高周波電力を出力する出力空胴が含まれる。電子銃部と高周波相互作用部間、高周波相互作用部間を構成する複数の共振空胴間、及び高周波相互作用部とコレクタ部間は、それぞれドリフト管で連結されている。

【0009】

このような構成のクライストロンにおいては、電子銃部から放出された電子は、信号の入力部をもつ入力空胴を通り、その前方にある複数の共振空胴と相互作用して集群する。集群した電子の運動エネルギーは入力された高周波に付与され、出力空胴において集群した電子が減速されることにより、出力部より目的とする出力に増幅された高周波電力として取り出される。
出力部より取り出された高周波電力は、ユーザ側の施設のドリフト管と連結され粒子の加速に利用される。

【0010】

ところで、クライストロンの稼働においては様々な注意が必要であり、注意を怠るとクライストロンに深刻なダメージを与えることがある。クライストロンを保護する一例として、放電などによるドリフト管の真空度悪化による放電発生や冷却設備の不具合による温度上昇等に対応するためのインターロックや設備側からの大電力流入に備えるレギュレータ等がある。

【0011】

従来のクライストロンは、不具合の発生後の処置として、技術者が現地に訪問するか、クライストロンを輸送して製造元まで戻す必要性があり、コストがかかっていた。また、調査において不具合の原因の断定ができない場合もあり、使用方法の問題であったとしても立証ができずに製造元が保証する場合もあり、コストが増加することが課題であった。

【0012】

そこで、本発明の実施形態においては、係る問題を改善するものであり、不具合の原因を特定可能なクライストロンを得ることができるものである。上記問題を改善するための手段について説明する。

【0013】

図１は、一実施形態に係るクライストロンの一例を示す断面図である。
図１に示すように、クライストロン１には、電子銃部２、高周波相互作用部３、及びコレクタ４が設けられている。

【0014】

電子銃部２は、電子２０を発生する陰極２１、電子２０を加速する陽極２２、電子銃容器２３、絶縁部２４、及び継手２５を備えている。
例えば、陰極２１には負の高電圧を印加し、陽極２２は接地することができる。

【0015】

電子銃容器２３は筒状を呈し、陰極２１の、陽極２２側の端部の近傍、及び陽極２２を囲んでいる。電子銃容器２３は、例えば、ステンレスなどの金属から形成することができる。

【0016】

絶縁部２４は、陰極２１と陽極２２とを電気的に絶縁するために設けられている。絶縁部２４は、筒状を呈し、陰極２１の陽極２２側とは反対側の端部を囲んでいる。絶縁部２４の高周波相互作用部３側の端部は、電子銃容器２３の高周波相互作用部３側とは反対側の端部に気密に接続されている。絶縁部２４の高周波相互作用部３側とは反対側の端部は、例えば、底板２６により気密に閉鎖することができる。絶縁部２４は、例えば、セラミックスなどの絶縁体から形成することができる。底板２６は、例えば、ステンレスなどの金属から形成することができる。

【0017】

継手２５は、一例では、電子銃容器２３の管容器３０側の端部に設けられている。継手２５は、例えば、ステンレスなどの金属から形成することができる。

【0018】

高周波相互作用部３は、電子２０の進行方向に対して、電子銃部２の前方に設けられている。高周波相互作用部３は、電子銃部２とコレクタ４との間に気密に接続されている。
高周波相互作用部３は、管容器３０、出力部３４、継手３５、出力窓３６、放電センサ３７、イオンポンプ３８、送信部３９、及び冷却管５０，５１を備えている。

【0019】

管容器３０は、電子銃容器２３の電子２０の放出側に設けられている。管容器３０の内部には、複数の共振空胴、及び複数のドリフト管が設けられている。複数の共振空胴、及び複数のドリフト管は、クライストロン１の管軸１ａに沿って同軸に設けられている。図１に例示したクライストロン１の場合には、５個の共振空胴３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅが管軸１ａを中心として並べて設けられている。

【0020】

電子銃部２に最も近い共振空胴３１ａ（入力空胴）には、高周波電力を入力する入力部３３が接続されている。入力部３３は、例えば、同軸ケーブルなどとすることができる。コレクタ４に最も近い共振空胴３１ｅ（出力空洞）には、出力部３４が接続されている。出力部３４は、例えば、導波管などとすることができる。

【0021】

出力部３４には、出力窓３６、放電センサ３７、イオンポンプ３８が設けられている。
出力窓３６は、出力部３４に気密に取り付けられ、高周波電力を透過する。出力窓３６の材料は、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などのセラミックである。出力窓３６の周囲には、出力窓３６を冷却するための冷却管５１が配置されている。冷却管５１の詳細については、図４の説明で後述する。

【0022】

放電センサ３７は、出力部３４の出力窓３６よりも管容器３０側に設けられている。放電センサ３７は、管容器３０の内部の光量を示す検出値を検出する光センサである。放電センサ３７は、高周波電力の影響を受けにくく、かつ、管容器３０の内部の光量を検出可能な位置に取り付けられている。一例では、放電センサ３７は、出力部３４に設けられた孔から管容器３０で発生した光の光量を検出可能に設けられている。光量を示す検出値は、電流値として検出される。放電センサ３７は、放電による発光が生じているか否かを監視するために設けられており、例えば、数ナノ秒から数マイクロ秒の間隔で光量を示す検出値を検出する。例えば、放電センサ３７の検出値が０．１μＡから１０μＡに変化していた場合、放電による発光が生じていると予想できる。
放電センサ３７は、出力窓３６よりも管容器３０側に設けられている。なお、放電センサ３７は、出力窓３６に対して、管容器３０の反対側に設けられていてもよい。

【0023】

イオンポンプ３８は、管容器３０の内部を真空にするための排気動作を行う。イオンポンプ３８は、上記排気動作時における電流値（排気している気体分子で真空度に相当）から、管容器３０の内部の圧力を示す検出値を検出する。例えば、電流値が増えていると管容器３０の内部の気体分子が増え、圧力が増加していると予想できる。つまり、イオンポンプ３８は、圧力センサとしての機能も有している。一例では、イオンポンプ３８を使用した例を示しているが、例えば、管容器３０の内部を真空にするための真空ポンプと内部の圧力を検出する圧力センサとを別々に設けることも可能である。上記圧力センサとしては、例えば、イオンゲージを用いることができる。

【0024】

ドリフト管は、電子銃部２と高周波相互作用部３との間、複数の共振空胴同士の間、高周波相互作用部３とコレクタ４との間に設けられ、これらを連結している。図１に例示したクライストロン１の場合には、６個のドリフト管３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３ｅ，３２ｆが管軸１ａを中心として並べて設けられている。

【0025】

電子銃部２に最も近いドリフト管３２ａの電子銃部２側の端部は、陰極２１に対峙している。コレクタ４に最も近いドリフト管３２ｆのコレクタ４側の端部は、コレクタ４に接続されている。
管容器３０は、銅などの導電性の高い金属から形成することができる。

【0026】

送信部３９は、温度センサ６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６１ｂ（温度センサ６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂについては図２乃至図４の説明で後述する）、圧力センサ（一例ではイオンポンプ３８）、及び放電センサ３７で検出された物理量を示す検出値をクライストロン１の外部にインターネットを介して送信する。ここで言う、クライストロン１の外部とは、例えば、クライストロン１の製造元の工場などである。送信部３９は、高周波相互作用部３に位置している。なお、送信部３９の位置は、高周波相互作用部３に限られず、例えば、電子銃部２に位置してもよい。また、クライストロン１は送信部３９無しに構成されてもよい。

【0027】

管容器３０の内部には、管容器３０を冷却するための冷却管５０が配置されている。冷却管５０の詳細については、図２及び図３の説明で後述する。

【0028】

継手３５は、一例では、管容器３０の電子銃容器２３側の端部に設けられている。継手３５は、例えば、継手２５と同じ材料から形成することができる。継手３５は、継手２５と気密に接続され、クライストロン１の内部を真空に保っている。

【0029】

コレクタ４は、電子２０の進行方向に対して、高周波相互作用部３の前方に設けられている。コレクタ４は、高周波相互作用部３を通過した電子２０を捕捉する。コレクタ４は、捕捉した電子２０を熱に変換して放出することができる。コレクタ４の周囲には、冷却管５２が配置されている。

【0030】

冷却管５２は、コレクタ４を冷却し、一端に冷媒を取入れる取入れ口５２ａと、他端に冷媒を吐出す吐出し口５２ｂとを有している。冷却管５２には冷媒が流れている。冷媒は、例えば、水である。一例では、取入れ口５２ａ及び吐出し口５２ｂは配管によってポンプＰ２と接続され、ポンプＰ２によって冷媒の流量及び冷媒の圧力がコレクタ４の冷却が可能となるように調整され、冷媒は、冷却管５２内を流れている。なお、必ずしもポンプＰ２を用いて冷媒を流さなくともよい。

【0031】

取入れ口５２ａには、コレクタ４と熱交換される前の冷媒の温度を示す検出値を検出する温度センサ６２ａが設けられている。吐出し口５２ｂには、コレクタ４と熱交換された後の冷媒の温度を示す検出値を検出する温度センサ６２ｂが設けられている。ここで、熱交換される前の取入れ口５０ａ，５１ａ，５２ａにおける温度を第１温度、熱交換された後の吐出し口５０ｂ，５１ｂ，５２ｂにおける温度を第２温度と定義する。温度センサ６２ａ，６２ｂは、取入れ口５２ａにおける第１温度と吐出し口５２ｂにおける第２温度との差の絶対値を検出してもよい。なお、温度センサ６２ａ，６２ｂは、冷却管５２の表面の温度を検出してもよい。温度センサ６２ａ，６２ｂは、例えば、数秒に一回の間隔で温度を示す検出値を検出している。

【0032】

また、クライストロン１の外部には、集束電磁石５を設けることができる。集束電磁石５は、高周波相互作用部３（管容器３０）を囲むように設けることができる。例えば、クライストロン１は、集束電磁石５に設けられた孔５ａの内部に挿入することができる。集束電磁石５に通電することで磁場が発生する。発生した磁場により、電子２０が管容器３０（ドリフト管３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ）の内壁に衝突しないように集束される。

【0033】

ここで、このような構成を有するクライストロン１の作用について説明する。
電子銃部２（陰極２１）から放出された電子２０は、入力部３３が設けられた共振空胴３１ａを通り、その前方にある複数の共振空胴３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを通過するたびに相互作用により集群する。集群した電子２０が、共振空胴３１ｅにおいて減速されることで、出力部３４を介して目的とする出力に増幅された高周波電力を取り出すことができる。

【0034】

図２は、図１の管容器を及び冷却管をコレクタ側から見た平面図である。図３は、図２の線Ｂ－Ｂに沿った管容器及び冷却管の断面図である。なお、図２において、ドリフト管３２ｆとコレクタ４との接続部は省略して記載している。図３において、冷媒を流すためのポンプＰ０も記載している。

【0035】

図２及び図３に示すように、冷却管５０は、一端に冷媒を取入れる取入れ口５０ａと、他端に冷媒を吐出す吐出し口５０ｂとを有している。一例では、取入れ口５０ａと吐出し口５０ｂとは、管容器３０の内部を経由して接続されている。ただし、冷却管５０の経路は、管容器３０の内部を経由することに限定されず、例えば、管容器３０の管軸１ａに沿って延在する外面３０ａと接触するように設置されてもよい。冷却管５０には冷媒が流れている。冷媒は、例えば、水である。一例では、取入れ口５０ａ及び吐出し口５０ｂは配管によってポンプＰ０と接続され、ポンプＰ０によって冷媒の流量及び冷媒の圧力が管容器３０の冷却が可能となるように調整され、冷媒は、冷却管５０内を流れている。なお、必ずしもポンプＰ０を用いて冷媒を流さなくともよい。

【0036】

取出し口５０ａには、管容器３０と熱交換される前の冷媒の第１温度を検出する温度センサ６０ａが設けられている。吐出し口５０ｂには、管容器３０と熱交換された後の冷媒の第２温度を検出する温度センサ６０ｂが設けられている。温度センサ６０ａ，６０ｂは、取入れ口５０ａにおける第１温度と吐出し口５０ｂにおける第２温度との差の絶対値を検出してもよい。なお、温度センサ６０ａ，６０ｂは、冷却管５０の表面の温度を検出してもよい。温度センサ６０ａ，６０ｂは、例えば、数秒に一回の間隔で温度を示す検出値を検出している。

【0037】

図４は、線Ａ－Ａに沿った出力窓３６を冷却する冷却管５１の断面図である。なお、図４には、冷媒を流すためのポンプＰ１も記載している。図４に示すように、冷却管５１は、一端に冷媒を取入れる取入れ口５１ａと、他端に冷媒を吐出す吐出し口５１ｂとを有している。冷却管５１は、出力窓３６を囲み、出力部３４の外側に位置している。冷却管５１には冷媒が流れている。冷媒は、例えば、水や空気である。一例では、取入れ口５１ａ及び吐出し口５１ｂは配管によってポンプＰ１と接続され、ポンプＰ１によって冷媒の流量及び冷媒の圧力が出力窓３６の冷却が可能となるように調整され、冷媒は、冷却管５１内を流れている。なお、必ずしもポンプＰ１を用いて冷媒を流さなくともよい。

【0038】

取出し口５１ａには、出力窓３６と熱交換される前の冷媒の第１温度を検出する温度センサ６１ａが設けられている。吐出し口５１ｂには、出力窓３６と熱交換された後の冷媒の第２温度を検出する温度センサ６１ｂが設けられている。温度センサ６１ａ，６１ｂは、取入れ口５１ａにおける第１温度と吐出し口５１ｂにおける第２温度との差の絶対値を検出してもよい。なお、温度センサ６１ａ，６１ｂは、冷却管５１の表面の温度を検出してもよい。温度センサ６１ａ，６１ｂは、例えば、数秒に一回の間隔で温度を示す検出値を検出している。

【0039】

図１乃至図４の説明で記載した温度センサ６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６１ｂ、放電センサ３７、及び圧力センサ（イオンポンプ３８以外のセンサで圧力を検出する場合）は、集束電磁石５、図示しないバッテリ、又は図示しない電源に接続され、必要な電力が供給されている。

【0040】

次に、上記のように構成されたクライストロン１の制御構成について説明する。図５は、上記実施形態に係るクライストロン１の制御構成を示すブロック図である。図５に示すように、クライストロン１は、制御部７０及び記憶部７１を更に備えている。制御部７０は、温度センサ６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ、放電センサ３７、イオンポンプ３８、送信部３９、及び記憶部７１にそれぞれ接続されている。制御部７０と各センサとの接続、制御部７０と送信部３９との接続、及び制御部７０と記憶部７１との接続は、配線であってもよいし、近距離無線通信（例えばBluetooth（登録商標）など）を含む無線通信であってもよい。

【0041】

制御部７０は、記憶部７１及び送信部３９を制御する。例えば、制御部７０は、各センサで取得された検出値を記憶部７１に記憶し、記憶部７１に記憶された検出値を消去することができる。制御部７０は、各センサで取得された検出値をクライストロン１の外部に送信するか否かを判断し、検出値をクライストロン１の外部に送信することができる。

【0042】

記憶部７１は、各センサで検出された検出値を記憶する。また、記憶部７１は、閾値と検出値を記憶しておく期間である保存期間とを記憶する。閾値は、クライストロン１の性能や特性に応じて自由に設定可能な数値である。閾値は、各センサに対応した数値を設定可能であり、各センサに対して異なる数値を設定可能である。なお、記憶部７１は、閾値及び保存期間を記憶しなくともよい。

【0043】

制御部７０は、閾値に基づいて検出値をクライストロン１の外部に送信するか否かを判断し、保存期間に基づいて記憶部７１に記憶された検出値を消去する消去処理を行うか否かを判断する。制御部７０は、保存期間に基づいて消去処理を行わないと判断した場合、検出値が記憶部７１に記憶された状態を維持する。なお、制御部７０は、閾値及び保存期間に基づいて上記消去処理を行うか否かを判断してもよい。
クライストロン１は上記のように構成されている。

【0044】

次に、クライストロン１が外部に検出値を送信し、かつ、記憶部７１から検出値を消去し、かつ、記憶部７１から検出値を消去する消去処理を禁止する処理について説明する。図６は、上記実施形態に係るクライストロン１が検出値に対して行う処理の一例を示すフローチャートである。図７は、図６に続く、上記実施形態に係るクライストロン１が検出値に対して行う処理の一例を示すフローチャートである。以下で記載する「センサ」とは「温度センサ６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ、放電センサ３７、又は圧力センサ（一例では、イオンポンプ３８）」のことであり、例えば、「温度センサ６０ａが検出値を取得する」、「放電センサ３７が検出値を取得する」ことなどを、単に「センサが検出値を取得する」と称する。

【0045】

図６及び図７に示すように、クライストロン１が外部に検出値を送信し、かつ、記憶部７１から検出値を消去し、かつ、記憶部７１から検出値を消去する消去処理を禁止する処理が開始すると、まず、ステップＳ５において、記憶部７１に閾値及び保存期間を記憶する。次に、ステップＳ１０において、制御部７０は、センサから検出値を取得し、記憶部７１に検出値を記憶する。

【0046】

次いで、ステップＳ１５において、制御部７０は、記憶部７１に閾値を超えている検出値（以下、「異常検出値」と称する）があるか否かを判断し、異常検出値があった場合、ステップＳ２０に移行する。ステップＳ２０において、制御部７０は、異常検出値、異常検出値の直前に取得された検出値から異常検出値よりも所定数前に取得された検出値までの所定数の検出値、及び異常検出値の直後に取得される検出値から異常検出値よりも所定数後に取得される検出値までの所定数の検出値、のうちクライストロン１の外部に送信済みでない検出値があるか否かを判断する。上記所定数の検出値は、クライストロン１の不具合の原因を特定するための原因特定検出値である。そのため、上記所定数は複数であることが好ましい。更に、ステップＳ２０の内容を言い換えると、クライストロン１の外部に送信済みでない異常検出値、及びクライストロン１の外部に送信済みでない原因特定検出値があるか否かを判断する。クライストロン１の外部に送信済みでない異常検出値、及びクライストロン１の外部に送信済みでない原因特定検出値が無かった場合、ステップＳ３０に移行する。

【0047】

クライストロン１の外部に送信済みでない異常検出値、及びクライストロン１の外部に送信済みでない原因特定検出値があった場合（ステップＳ２０）、ステップＳ２５に移行し、送信済みでない異常検出値及び送信済みでない原因特定検出値をクライストロン１の外部に送信する。なお、異常検出値が複数回連続して取得されていた場合、最初に取得された異常検出値の直前に取得された検出値から異常検出値よりも所定数前に取得された検出値までの所定数の検出値と、最後に取得された異常検出値の直後に取得される異常検出値から異常検出値よりも所定数後に取得された検出値までの所定数の検出値と、を原因特定検出値とする。その後、ステップＳ３０に移行する。

【0048】

一方、閾値よりも大きい異常検出値が無かった場合（ステップＳ１５）、ステップＳ３０に移行する。

【0049】

ステップＳ３０において、制御部７０は、消去処理が禁止されていない異常検出値及び消去処理が禁止されていない原因特定検出値があるか否かを判断し、消去処理が禁止されていない異常検出値及び消去処理が禁止されていない原因特定検出値があった場合、ステップＳ３５に移行し、制御部７０は、消去処理が禁止されていない異常検出値及び消去処理が禁止されてい合い原因特定検出値に対しての消去処理を禁止する。なお、異常検出値が複数回連続して取得されていた場合、最初に取得された異常検出値の直前に取得された検出値から異常検出値よりも所定数前に取得された検出値までの所定数の検出値と、最後に取得された異常検出値の直後に取得される異常検出値から異常検出値よりも所定数後に取得された検出値までの所定数の検出値と、を原因特定検出値とする。その後、ステップＳ４０に移行する。

【0050】

消去処理が禁止されていない異常検出値及び消去処理が禁止されていない原因特定検出値がなかった場合（ステップＳ３０）、ステップＳ４０に移行する。

【0051】

ステップＳ４０において、制御部７０は、記憶部７１に取得されてからの期間が保存期間を超えている検出値（以下、「不要検出値」と称する）があるか否かを判断し、不要検出値があった場合、ステップＳ４５に移行し、不要検出値が異常検出値又は原因特定検出値に該当するか否かを判断する。不要検出値が異常検出値又は原因特定検出値に該当する場合、ステップＳ５５に移行する。

【0052】

不要検出値が異常検出値又は原因特定検出値に該当しない場合、ステップＳ５０に移行し、制御部７０は、不要検出値に対して消去処理を行う。その後、ステップＳ５５に移行する。

【0053】

一方、不要検出値が無かった場合（ステップＳ４０）、ステップＳ５５に移行し、制御部７０は、クライストロン１が稼働中であるか否かを判断し、クライストロンが稼働中である場合、ステップＳ１０に移行する。クライストロン１が稼働中でなかった場合、外部に検出値を送信し、かつ、記憶部７１から検出値を消去し、かつ、記憶部７１から検出値を消去する消去処理を禁止する処理を終了する。なお、クライストロン１が稼働していない場合においても、クライストロン１の外部から負荷（例えば、大電流）によって管容器３０内部の真空度が悪化するなどの不具合が発生する場合がある。そのため、ステップＳ５５は、クライストロン１が稼働中であるかに関わらず、ステップＳ１０に移行する処理としてもよい。

【0054】

なお、クライストロン１は、送信部３９無しに構成されてもよく、クライストロン１の外部に検出値を送信しなくてもよい。図６及び図７で例えると、ステップＳ５において、閾値を記憶しなくともよい。ステップＳ１５において、閾値よりも大きい異常検出値があるか否かを判断しなくともよい。ステップＳ２０において、送信済みでない異常検出値及び送信済みでない原因特定検出値があるか否かを判断しなくともよい。ステップＳ２５において、異常検出値及び原因特定検出値をクライストロン１の外部に送信しなくともよい。

【0055】

また、クライストロン１は、消去処理を禁止する処理を行わなくともよい。図６及び図７で例えると、ステップＳ５において、閾値を記憶しなくともよい。ステップＳ３０において、消去処理を禁止されていない異常検出値及び消去処理を禁止されていない原因特定検出値があるか否かを判断しなくともよい。ステップＳ３５において、異常検出値及び原因特定検出値に対しての消去処理を禁止しなくともよい。ステップＳ４５において、不要検出値が異常検出値又は原因特定検出値に該当するか否かを判断しなくともよい。

【0056】

更に、クライストロン１は、検出値に対しての消去処理を行わなくともよい。図６及び図７で例えると、ステップＳ５において保存期間を記憶しなくともよい。ステップＳ４０において、取得されてからの期間が保存期間を超えている不要検出値があるか否かを判断しなくともよい。ステップＳ５０において、不要検出値に対して消去処理を行わなくともよい。

【0057】

上記実施形態に係るクライストロン１の効果について説明する。
上記のように構成されたクライストロン１によれば、クライストロンは、陰極２１と、管容器３０と、出力部３４と、出力窓３６と、コレクタ４と、冷却管５０，５１，５２と、各種センサ（温度センサ６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ、放電センサ３７、圧力センサ（イオンポンプ３８））と、記憶部７１とを備えている。
記憶部７１は、各種センサで検出された複数の検出値を記憶する。これにより、クライストロン１の不具合の原因を特定可能なクライストロンを得ることができる。更に、記憶部７１に記憶された検出値が記憶されることで、ユーザ側から製造元に共有してもらうことも可能となる。

【0058】

クライストロン１は、制御部７０と送信部３９とを更に備え、記憶部７１は閾値を記憶している。制御部７０は、複数の検出値のうち閾値を超えている異常検出値がある場合に、異常検出値及び原因特定検出値をクライストロン１の外部に送信する。これにより、クライストロン１が設置されている現場に行くこと、又はクライストロン１を輸送により取り寄せる手間を省略することができる。つまり、早期に不具合の原因を特定し、人件費や輸送費などのコストを削減することができる。更に、閾値の設定次第では、製造元からユーザ側へ動作状況や交換時期の注意を提案も可能であり、ユーザ側の施設の停止などのリスクを下げる効果を得ることもできる。

【0059】

記憶部７１は、保存期間を記憶している。制御部７０は、取得してからの期間が保存期間を超えている不要検出値に対して記憶部７１から消去する消去処理を行う。ただし、不要検出値が異常検出値又は原因特定検出値に該当する場合、消去処理を禁止してもよい。これにより、記憶部７１の容量を節約することができる。

【0060】

クライストロン１は、ポンプＰ０，Ｐ１，Ｐ２を更に備えている。温度センサ６０ａ，６１ａ，６２ａは、冷媒が熱交換される前の第１温度を検出する。温度センサ６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂは、第１温度と第２温度との差の絶対値を検出する。これにより、クライストロン１の異常発熱（例えば、電子２０が管容器３０の内面に衝突することによる発熱）か、冷媒を流す設備側の異常による発熱かを判断することができる。
例えば、第１温度が２５℃から徐々に上昇して５０℃となった場合、施設側に異常が発生し、正常な温度の冷媒を冷却管５０，５１，５２に送り出せていないと予想できる。更に、管容器３０の冷却管５０の第１温度と第２温度との差の絶対値が１℃から１０℃に変化した場合、管容器３０で異常発熱が発生していると予想することができる。

【0061】

本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述した新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0062】

１…クライストロン、２…電子銃部、３…高周波相互作用部、４…コレクタ、５…集束電磁石、２０…電子、２１…陰極、２２…陽極、３０…管容器、３０ａ…外面、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ…共振空胴、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ…ドリフト管、３３…入力部、３４…出力部、３６…出力窓、３７…放電センサ、３８…イオンポンプ、３９…送信部、５０，５１，５２…冷却管、５０ａ，５１ａ，５２ａ…取出し口、５０ｂ，５１ｂ，５２ｂ…吐出し口、６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ…温度センサ、７０…制御部、７１…記憶部、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２…ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】