DE1930015B2

DE1930015B2 - Magnetroneinrichtuntg

Info

Publication number: DE1930015B2
Application number: DE19691930015
Authority: DE
Inventors: Numata Kyoto Tsuneo (Japan)
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1968-06-21
Filing date: 1969-06-13
Publication date: 1971-12-02
Also published as: GB1257505A; US3588588A; NL6909461A; DE1930015A1; FR2011445A1

Description

1 93Φ 015 ^

ι 5 ²

Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetron- der MagrietroneinrichUing Vorkehrungen gegen ma-

einrichumg, deren Magnetron ein kreiszylindrisches gnetischen Kurzschluß zwischen den beiden Polen des

Metallgefäß besitzt, innerhalb welchem eine Kathode, Permanentmagneten getroffen,

eine die Kathode ringförmig umgebende, Hohlraum- Weitere Eigenschaften und Vorteile ergeben sich

resonatoren aufweisende Anode und zwei, der Zu- 5 aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung

führung eines axial gerichteten magnetostatischen bevorzugter Ausführungsbeispiele an Hand der Zeich-

Feldes dienende Polschulie enthalten sind und bei nungen; in diesen zeigt

welchem sich an den beiden Stirnseiten des Metall- Fig. I eine teilweise gebrochene, perspektivische

gefäßes je ein axial gerichtetes, nach außen ragendes Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung,

becherförmiges, im Durchmesser gegenüber dem io F i g. 2 eine teilweise gebrochene Seitenansicht der

Metallgefäß kleineres Isolatorgefäß anschließt, von Ausführungsform nach Fig. 1,

welchem ein Isolatorgefäß ein Kathodenzuführungs- Fig. 3 eine teilweise gebrochene, perspektivische

element und das andere ein antennenartiges Aus- Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Er-

koppelelement für Hochfrequenzenergie umschließt, findung,

dessen Magnetsystem einem mit einer Axialbohrung 15 F i g. 4 eine teilweise gebrochene Seitenansicht der versehenen, koaxial zum Metallgefäß angeordneten Ausführungsform nach Fig. 3,
Permanentmagneten und eine Jochanordnung zur F i g. 5 eine teilweise gebrochene, perspektivische magnetischen Kopplung des Permanentmagneten mit Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfinden Polschuhen des Magnetrons enJiält. dung und

In der USA.-Patentschrift 2 721 294 beispielsweise 20 Fig. 6 eine zum Teil zerlegt gezeigte Seitenansicht

ist ein Magnetron mit einem rohrförmigen Metall- wiederum einer anderen Ausführungsform der Er-

gefäß beschrieben, in dem eine Kathode, eine die findung.

Kathode umgebende Anode, ein oberes und ein un- Gemäß F i g. 1 und 2 umfaßt ein Magnetron 1 ein leres Magnetpolstück sowie ein Hohlraumresonator zylindrisches Niatallgefäß 2 sowie becherförmige Isoenthalten sind. An das obere Polstück schließt sich 25 Iatorgefäße3 und 4 aus Glas, Keramik od. dgl., die ein nach oben ragendes oberes Isolatorgefäß an, das mit den oberen und unteren Stirnseiten des zylinein Kathodenzuführungselement umschließt, während drischen Metallgefäßes 2 dicht verbunden sind. In an das untere Polstück ein nach unten ragendes un- dem Metallgcfäß 2 sind in koaxialer Ausrichtung mit teres Fsolatorgefäß anschließt, das eine antennen- diesem eine Kathode und eine die Kathode umartige, elektromagnetische Wdlen aussendende, von 30 gebende Anode (beide nicht gezeigt) vorgesehen, dem Hohlraumresonatot ausgehende Elektrode ent- während sich ein oberes und ein unteres Magnetpolhäll. Ein mit einem zylindrischc.i Permanentmagneten stück an der oberen bzw. unteren Stirnseite des Gegekoppeltes Magnetron ist ebenfalls beispielsweise au.; fäßes 2 befinden. In einem Raum nahe der Anode der USA.-Patentschrift 2 824 261 bekannt. befindet sich ferner innerhalb des Gefäßes 2 ein Hohl-

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Magnetron- 35 raumresonator. In dem oberen Isolatorgefäß 3 sind einrichtung zu vermitteln, bei der der Platzbedarf an die Kathode angeschlossen Zuführungselemente eines Permanentmagneten zur Magnetronerregung so untergebracht, während in dem unteren Isolatorklein wie möglich ist, so da unter Verwendung dieser gefäß 4 eine antennenartige, elektromagnetische WeI-Magnetroneinrichtung ein kompaktes Hochfrequenz- len aussendende Elektrode 5 enthalten ist, die von Heizgerät geschaffen werden kann. 40 dem Hohlraumresonator ausgeht.

Diese Aufgabe wird bei einer Magnetroneinrichtung Ein Radiator 6 zur Luftkühlung des Magnetrons 1

der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der umfaßt eine geeignete Anzahl von gut thermisch

Durchmesser der Axialbohrung des Permanentmagne- leitenden Radiatorplatten 9, die mit bestimmten Ab-

ten größer ist als der Außcndurchmesscr des das ständen übereinander gestapelt sowie zwischen einer

Kathodcndurchführungselement umschließenden Iso- +5 Einlaßöffnung 7 und einer Absaugöffnung 8 angeord-

latorgefäßcs und kleiner als der des Metallgefäße.·! net sind. Die wärmeabstrahlenden Platten 9 sind auf

des Magnetrons und der Permanentmagnet koaxial dem Mantel des Metallgefäßes 2 aufgeschweißt. E^:ne

zu diesem Isolatorgcfäß und dieses zumindest zum verstärkte Kühlung des Magnetrons 1 bewirkt der

Teil umgehend derart angeordnet ist, daß die dem Radiator 6 in Verbindung mit einem Gebläse.

Magnetron zugewandte Stirnfläche des Permanent- 50 Ein konischer oder zylindrischer Permanentmagnet

magneten direkt oder über ein Jochelcment mit dem 10, der vorzugsweise aus Ferrit besteht, weist eine

dem Permanentmagneten zugewandten Polschuh und Axialbohrung 11 auf, in der das obere Isolatorgefäß 3

die vom Magnetron abgewandte Stirnfläche des Per- ganz oder zu einem großen Teil angeordnet ist, ohne

manentmagneten mit dem dem Permanentmagneten den Magneten 10 zu berühren. Die untere Stirnfläche

angewandten Polschuh über ein Jochelcmenl ver- 55 des Permanentmagneten 10 berührt die obere Fläche

bunden ist. des oberen Polstücks in dem Metallgefäß 2 direkt

Das obere Isolatorgefäß ist dadurch zusätzlich oder über einen dünnen wärmeisolierenden Auftrag,

mittels des Permanentmagneten gegen Stöße von außen wodurch der eine Pol des Permanentmagneten 10 fflli

geschützt. dem oberen Polstück magnetisch gekoppelt ist. Der

Vorteilhafterweise dient die Längsbohrung in dem eo andere Pol, d. h., die untere Fläche, des Permanent«

Permanentmagneten als Lüftungskanal, um den Per* magneten 10 ist mit dem unteren Polstück über hoch-

manentmagneten selbst wirksam zu kühlen und gleich- permeable, als magnetische Kopplungsmittel dienende

zeitig die Temperaturverteilung des oberen Isolator- Mctallrahmenelementc 12 und 13 magnetisch gekop-

gefäßes in Längsrichtung so gleichmäßig wie möglich pelt, wobei das Rahmenelement 13 mit der unteren

zu machen und dadurch das obere Isolatorgefäß 65 Fläche des unteren Polstücks direkt oder über einen

gegen Bruch infolge thermischer Beanspruchung zu dazwischen angeordneten dünnen wärmeisolierenden

!schützen. Auftrag in Berührung steht. Das Rahmenelement 13

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind bei weist eine Bohrung 14 auf, durch die das untere Iso-

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latorgefiiß 4, das die elektromagnetische Wellen aussendende Elektrode 5 enthält, nach unten ragt. Dns Rnhmenelement 13 ist ferner mit einer geeigneten Anzahl von Schraubenlochern 15 zur Montage der Mögneirnneinricluung an einem elektronischen Gerät versehen. Anschlußteile 16 der Kathodenzuführungselemenie ragen aus dem oberen Isolatorgefäß 3 heraus.

Gemäß der in Fig. 3 und 4 gezeigten zweiten Ausfü Ii rungs form der Erfindung hat der Radiator 6 eine zweite Absaugöffnung 18, und der Permanentmagnet 10 ist mit einem in seine Seitenwand geschnittenen Liifmnuskanal 20 versehen. In diesem Fall wird ein Kühllul'tstrom, der von der Einlaßöffnung 7 des Radiators 6 durch die Absaugöffnung 18 an den Permanentmagneten 10 gelangt, dem Magnetron 1 über den Lüftungskanal 20 zugeführt und steigt in der Axulhohrung 11 längs der Oberfläche des aufgeheizten oberen Isolatorgefäßas 3 nach oben, um somit den Permanentmagneten 10 und das obere Isolatorjvf^:i!i3 wirksam zu kühlen. Der Lüftungskanal 20 ist zwar in Fig. 3 und 4 schlitzförmig dargestellt; ebensogut können jedoch auch andere Loch- oder Kanalforinen verwendet werden. Selbstverständlich können auch zwei oder mehr Lüftungskanäle vorgesehen sein. Fs it nicht immer erforderlich, den Küblluftstrom dom I üfiungskanal 20 durch den Radiator 6 hindurch zuzuführen; vielmehr kann er auch direkt von einem Gebläse zugeleitet werden.

Bestehen Schwierigkeiten, den Lüftungskanal 20 in ik-r Seitenwand des konischen Permanentmagneten 10 mix/uhildcn, so können, wie in Fig. 5 gezeigt, zwischen dem Permanentmagneten 10 und dem oberen Polstück ein konisches Joch 21 aus vormagnetisieren! oder nichtvormagnetisiertem ferromagnetischem Material sowie ein Lüftungskanal 22 in der Seitenwand des Joches ausgebildet werden. Eine Axialbohrung 23 des konischen Joches 21 steht mit einer Axialbohrung 23 des zylindrischen Permanentmagneten 10 in Verbindung, wobei das obere Isolatorgefäß 3 in den A\ialbohrungcn 11 und 23 untergebracht ist, ohne deren Wände /u berühren, um zusammen mit dem L.üftungslcanal 22 einen !.-förmigen Luftstromweg zu bilden, in diesem Fall ist die Größe der oberen Fläche <I<t. konischen Joches 21 vorzugsweise gleich der Größe der unteren Fläche des Permanentmagneten 10, während die Größe der unteren Fläche des Joches 21 Vorzugsweise gleich der Größe der oberen Fläche des oberen Magnetpolslücks ist.

Da der Permanentmagnet 10 das obere Isolato-· gefäß 3 fast über die gesamte Länge des Gefäßes 3 Umgibt, zerstreut er die während der Betriebszeit ertcugte Wärme des Magnetrons 1 in wirkungsvoller Weise und macht die Erwärmung des gesamten obelen Isolatorgcfäßes 3 annähernd gleichmäßig, um so 4ic auf ungleichmäßiger Erwärmung beruhende Beanspruchung des Gefäßes 3 zu reduzieren. Zweck* mäßigerweise wird an der Innenwand der Axialbohrung des Ferritmagneten 10 ein Metallbelag zur magnetischen Abschirmung vorgesehen.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die beiden Pole des Permanentmagneten 10 dann, wenn der Rand insbesondere der Unterkante den* Permanentmagneten und das Metall* rahmenelement 12 nahe beieinander sind, Über dieses Element 12 im wesentlichen magnetisch kurzgeschlossen, was dazu führt, daß die dem Magnetron 1 zuzuführende Magnetflußdichte herabgesetzt wird. In F i g, 6 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der Vorkehrungen gegen einen solchen Kurzschluß getroffen sind.
Gemäß F i g. fi sind an der Innenseite des Rahmenelementen 12 an dem unteren Pol des Permanentmagneten 10 entsprechenden Stellen AbstoDungsmagneten 30 derart angeordnet, daß der untere Pol des Permanentmagneten 10 und gleichnamige Pole der Magneten 30 einander gegenüberstehen. Infolge-

iQ dessen wird ein Kurzschluß des Permanentmagneten mittels des Rahmenelementes 12 durch das von den Magneten 30 ausgehende Magnetfeld verhindert. Versuche haben ergeben, daß die Dichte des dem Mctallgefäß 2 zugeführten Magnetflusses etwa 1730 Gauß beträgt, wenn der Außendurchmesser des Metallgefäßes 2 70 mm, der Außendurchmesser und die Höhe des zylindrischen Permanentmagneten 10 etwa 80 bzw. 45 mm u"^ der Zwischenraum zwischen der Außenwand des Permanentmagneten 10 und der

so Innenwand des Rahmenelementes 12 etwa 20 mm beträgt, und daß die Magnetflußdichte auf etwa Gauß ansteigt, wenn zwei Kleine Permanentmagneten zur Erzeugung eines abstoßenden Magnetfeldes vorgesehen werden. Für diese das abstoßende Feld erzeugenden Magneten 30 können entweder Permanent- oder Elektromagneten verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetroneinrichtung, deren Magnetron ein kreiszylindrisches Metallgefäß besitzt, innerhalb welchem eine Kathode, eine die Kathode ringförmig umgebende, Hohlraumresonatrren aufweisende Anode und zwei, der Zuführung eines axial gerichteten magnetostatischen Feldes dienende Polschuhe enthalten sind und bei welchem sich an den beiden Stirnseiten des Metallgefäßes je ein axial gerichtetes, nach außen ragendes becherförmiges, im Durchmesser gecenüber dem Metallgefäß kleineres Isolatorgefäß anschließt, von welchem ein Isolatorgefäß ein Kathodenzuführungselement und das andere ein antennenartiges Auskoppelelement für Hochfrequenzenergie umschließt, dessen Magnetsystem einen mit einer Axialbohrung versehenen, koaxial zum Mctallgefäß angeordneten Permanentmagneten und eine Jochanordnung zur magnetischen Kopplung des Permanentmagneten mit den Polschuhen des Magnetrons enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Axialbohrung (11) des Permanentmagneten (10) größer ist als der Außendurchmesser des das Kathodendu ^führungselement umschließenden Isolatorgefäßes (3) und kleiner als der des Metallgefäßes (2) des Magnetrons und der Permanentmagnet (AOI koaxial zu diesem Isolatorgefäß (3) und dieses zumindest zum Teil umgehend derart angeordnet ist, daß die dem Magnetron zugewandte Stirnfläche des Permanentmagneten (10) direkt oder Über ein Jochelement (21) mit dem dem Permanentmagneten (10) zugewandten Polschuh und die vom Magnetron abgewandte Stirnfläche des Permanentmagneten (10) mit dem dem Per* manentmagneten abgewandten Polschuh über ein Jochelement (12) verbunden ist.

6$ 2. Einrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (10) mit mindestens einem Durchbruch oder einem Kanal (20) in seiner Seitenwand versehen ist. der mit

dem genannten Zwischenraum in Verbindung steht und einen Lüftungskatial bildet.

3. Einrichtung naeh Anspruch 1, dadurch gekennzeiehnet, daß das Jochelement (21) mit mindestens einem Durchbrach oder Kanal (21) in s seiner Seitenwand versehen ist, der mit dem genannten Zwischenraum in Verbindung steht und einen Leitungskanal bildet.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochanordnung (12,13) mit mindestens einem Magneten (JO) 2Uf Erzeugung eines abstoßenden Feldes gegenüber dem Permanentmagneten (10) versehen ist, der nahe und gegenüber dem Rand der Unterkante des Permanentmagneten angeordnet ist.

$. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Axialbohrung (U) des Permanentmagneten (10) mit einer Metallschicht zur magnetischen Abschirmung versehen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbohrung (11) des Permanentmagneten (10) einen derart großen Durchmesser hat, daß der Zwischenraum zwischen Isolatorgefäß (3) und Permanentmagneten (10) als Luftungskanal anwendbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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