KR0136192Y1 - 마그네트론의 음극지지구조체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전자렌지등의 마이크로파 가열기기에 사용되는 마그네트론에 관한 것으로써, 도전단자와 금속관과의 폭을 넓혀서 마그네트론의 발진시에 상기 도전단자와 금속관과의 사이에 고압에 의해 방전되는 것을 방지하기 위하여 상기 도전단자의 내측에 도피홈을 형성해서 상기 도전단자의 절곡부와 절연세라믹에 형성된 환형상의 오목홈의 내면과 기밀하게 당접시킨 것을 특징으로 한다.

Description

마그네트론의 음극지지구조체

제1도는 종래의 마그네트론의 음극지지구조체의 일부파단면도.

제2도는 제1도의 A 부분의 확대단면도.

제3도는 본 고안의 일실시예에 의한 마그네트론 음극지지구조체의 개략적인 단면도.

제4도는 제3도의 B부분의 확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 필라멘트 2 : 상부엔드햇

3 : 하부엔드햇 4,5 : 리이드선

6,18 : 금속관 7 : 절연체

8,9 : 도전단자 17 : 안테나

27 : 제1리이드선 30 : 제1의 외부접속단자

31 : 제2의 외부접속단자 32 : 제1의 도전단자

34 : 제2의 도전단자 32e,34e : 절곡부

35 : 제2리이드선 39,42 : 고정구멍

50 : 도피홈 41 : 절연세라믹

본 고안은 전자렌지등의 마이크로파 가열기기에 사용되는 마그네트론에 관한 것으로써, 마그네트론의 음극지지구조체를 개선한 마그네트론의 음극지지구조체에 관한 것이다.

제1도는 종래의 마그네트론의 음극지지구조체를 개략적으로 도시한 일부파단면도이다. 동도면에 있어서, (1)은 토륨-텅스텐 합금으로 이루어진 나선형상의 필라멘트로써, 그 양쪽 단부에는 한쌍의 몰리브덴재의 상부 및 하부엔드햇(2)(3)이 고착되어 있고, 상부엔드햇(2)에는 필라멘트(1)와 비접촉으로 관통하는 몰리브덴재의 리이드선(5)이 고착되고, 하부엔드햇(3)에는 필라멘트(1)를 지지하는 리이드선(5)과 마찬가지 재질의 리이드선(4)이 고착되어 있다. 이들 리이드선(4)(5)의 타단부는 절연체(7)의 상부에 밀착결합된 도전단자(8)(9)를 개재해서 제1 및 제2의 외부접속단자(10)(11)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한 상기 절연체(7)의 외주연부(7D)에도 금속층이 피착되어 있어, 이 외주연(7D)에 금속관(6)이 기밀하게 용접 고착되어 있고, 이 금속관(6)의 플랜지부(6a)위에는 도시하지 않았으나 자극편 및 양극통체가 기밀하게 용접되어 있다.

그런데, 이와같이 구성된 마그네트론의 음극지지구조체에 있어서는 제1도 및 제2도에 도시한 바와같이 도전단자(8)(9)의 외측가장자리를 절곡하여 금속관(6)과 근접한 부분에 뾰족한 모서리부를 없애서 방전을 억제하는 구조로 되어 있으나, 절연체(7)의 상부면에서 리이드선(4)(5)과 제1 및 제2의 외부접속단자(10)(11)가 도전단자(8)(9)를 개재해서 접속되어 있고, 또 제2도에 도시한 바와같이 절곡부(8a)(9a)의 내측과 환형상의 오목홈(7B)의 내측과의 사이에 간극(t)이 발생하여 도전단자(8)(9)와 접지부인 금속관(6)과의 사이가 매우 근접되어 마그네트론의 발진시에 인가되는 고압(4.3KV)에 의해 절연파괴가 발생하여 방전을 일으킨다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기 문제점을 감안해서 이루어진 것으로써, 본 고안의 목적은 도전단자와 금속관과 사이의 폭을 넓혀서 마그네트론의 내부에서 방전의 발생을 억제할 수 있는 마그네트론의 음극지지구조체를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 마그네트론의 음극지지구조체는 열전자를 방출하는 토륨-텅스텐 합금재의 필라멘트와, 상기 필라멘트의 양단부에 고착되어서 그 중심축 방향으로의 열전자의 방사를 방지하도록 배설된 상부 및 하부엔드햇과, 상기 필라멘트를 외측에서 둘러싸서 중심부 근처에서 공진공동을 형성하도록 다수의 베인이 배설된 동판재의 양극통체와, 상기 양극통체의 개구부에 각각 고정되어 작용공간내에 균일하게 자속을 수속시키는 자로를 형성하는 깔때기 형상의 한쌍의 자극편(pole piece)과, 상기 깔때기 형상의 자극편에 각각 배설되어 상기 양극통체의 내부를 진공으로 밀봉하는 금속관과, 상기 출력측의 금속관에 배설된 세라믹관의 상부에 배설된 배기관과, 상기 배기관에 일단부가 고착되며 상기 베인에 타단부가 고착되어서 상기 공진공동내에 발진된 고주파를 출력하는 안테나와, 상기 하부엔드햇 및 필라멘트를 비접촉으로 관통해서 일단부가 상기 상부엔드햇에 고착된 제2의 리이드선과, 상기 제2의 리이드선에 대하여 오목홈을 중심으로 대칭으로 배설되어 상기 하부엔드햇을 지지하는 제1의 리이드선과 상기 제1 및 제2리이드선의 차단부를 지지하도록 고정구멍이 오목홈을 중심으로 대칭되게 각각 형성된 절연세라믹과, 상기 절연세라믹의 상부면에서 제1의 리이드선을 제1의 외부접속 단자와 전기적으로 접속시키는 제1의 도전단자와, 상기 절연세라믹의 상부면에서 상기 제2의 리이드선을 제2의 외부접속단자와 전기적으로 접속시키는 제2의 도전단자로 이루어진 마그네트론의 음극지지구조체에 있어서, 상기 제1 및 제2의 도전단자의 내측에 상기 금속관과 상기 제1 및 제2의 도전단자와의 사이에 절연거리를 확보하도록 도피홈을 형성한 것을 특징으로 한다.

이와같이 본 고안의 마그네트론에 있어서의 음극지지구조체는 제1 및 제2의 도전단자와의 사이에 도피홈을 형성함으로써 금속관과 상기 제1 및 제2의 도전단자와의 폭이 넓어지므로, 절연거리가 확보되어, 마그네트론의 발진시 인가되는 고압에 의해서 방전할 염려가 없다.

이하, 본 고안의 일실시예에 대하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한 제1도와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.

제3도는 본 고안의 일실시예에 의한 마그네트론 음극지지구조체의 개략적인 단면도이고, 제4도는 제3도의 B 부분의 확대단면도이다.

제3도 및 제4도에 있어서 (12)는 예를들면 동판등에 의해 원통형상으로 형성된 양극통체로써, 이 양극통체(12)의 내면에는 복수개의 공진공동을 형성하는 다수의 베인(16)이 배설되어 있고, 이들 양극통체(12)와 베인(16)에 의해 양극부를 구성한다. 그리고, 이 양극통체(12)의 중심축상 근처에는 상기 복수개의 베인(16)의 선단부에 의해서 작용공간이 형성되고, 이 작용공간내에는 예를들면 열전자를 방사하도록 토륨-텅스텐선재를 나선형상으로 권회한 필라멘트(1)가 배치되어 있다. 이 필라멘트(1)의 양단부에는 발진에 기여하지 못하는 손실전류인 중심축 방향으로의 열전자가 방사되는 것을 방지하도록 상부 및 하부엔드햇(2,3)이 고착되어 있고, 하부엔드햇(3)의 바닥면에는 제1리이드선(27)이 용접고착되고, 제2리이드선(35)은 상기 하부엔드햇(3)의 중앙부근처에 형성된 도시하지 않은 관통구멍을 통해서 상부엔드햇(2)에 용접고착되어 있다. 여기에서, 상기 제2리이드선(35)은 하부엔드햇(3) 및 필라멘트(1)와 비접촉으로 관통하고 있고, 이들 리이드선(27,35)은 모두 몰리브덴재로 이루어진 것으로써, 필라멘트(1)에 동작전류를 공급하는 것이다.

도면에 있어서, (13,14)는 상기 양극통체(12)의 양측 개구부에 고정되어 작용공간내에 균일하게 자속을 수속시키는 자로를 형성하는 깔때기 형상의 자극편으로써, 양극통체(12)의 양단부 내측에 절결된 위치에 안착되어서 잔류하는 양단부 외측 가장자리를 절곡하여 고정한 다음, 기밀하게 용접고착되며, 상기 깔때기 형상의 자극편(13,14)의 상하부에는 상기 양극통체(12)의 내부를 진공으로 밀봉하기 위한 금속관(18,6)이 각각 상기 자극편(13,14)의 중간부 혹은 양극통체(12)의 단부에 용접에 의해서 각각 고착되고, 이 금속관(18,6)의 외측면에 소정의 거리를 두고 링형상의 영구자석(20,21)이 각각 배치되어 있다. 그리고, 상기 금속관(18)의 상부 개구단부에는 세라믹재의 원통형상으로 형성된 출력측 세라믹관(36)이 용접등에 의해 고착접속되어 있으며, 이 출력측 세라믹관(36)의 상부측 선단부에는 동(銅)으로 제조된 배기관(39)이 고착되고, 이 배기관(39)의 내측 중앙부 근처에는 공진공동내에 발진된 고주파를 출력하도록 베인(16)에 일측이 결합된 안테나(17)의 타측이 용접고착되어 있으며, 상기 배기관(39)의 외면에는 상기 배기관(39)의 용접고착부를 보호하고 또 전계집중에 의한 스파크방지 및 고주파안테나의 작용을 함과 동시에 고주파출력을 외부로 끌어내는 안테나캡(37)이 씌워져 있다.

또, 양극통체(12)의 외주면에는 관의 직경방향으로 뻗은 복수개의 알루미늄 방열판(15)이 후술하는 요우크에 고정된 클램프부재(24)에 의해 끼워맞춰 배치되고, 이 방열판(15)은 상기 영구자석(20,21)과 함께 자로 형성용 요우크(22a,22b)에 의해 덮여있다. 또한, 출력측의 영구자석(20)의 상부측 및 요우크(22a)의 개구부 사이에는 금속망등으로 형성되어서 고주파의 전파누설을 방지하는 제1의 가스켓(29)이 제2의 가스켓(38)을 개재해서 배치되어 있다.

다음에, 본 고안의 요부인 절연세라믹(41)의 구조 및 이 절연세라믹(41)의 상부면에 용접고착되는 제1 및 제2의 도전단자(32)(34)의 용접고착에 대하여 설명한다.

제3도 및 제4도에 도시한 바와 같이 절연세라믹(41)은 원통형상으로써, 이 절연세라믹(41)에는 금속관(6)과 제1 및 제2의 외부접속단자(30,31)와의 사이에 전기적으로 절연을 확보할 수 있도록 상기 절연세라믹(41)의 외측면으로부터 일정한 거리를 두고 내측에 2단으로 형성된 환형상의 오목홈(76)과, 제1 및 제2의 외부접속단자(30,31)와의 사이, 즉 절연세라믹(41)의 직경선을 중심으로 일정한 폭을 가진 중앙 오목홈(40)과, 상기 제1 및 제2의 외부접속단자(30,31)가 삽입 관통되는 관통구멍(41e)(41f)과, 상기 제1 및 제2의 외부접속단자(30,31)간의 중심 연결선상의 내측에 상기 제1 및 제2의 외부접속단자(30,31)간의 상기 제1 및 제2리이드선(27)(35)을 삽입고정하도록 형성된 고정구멍(39)(42)과, 상기 관통구멍과 상기 고정구멍(39)(42)에 각각 삽입고정된 제1 및 제2의 외부접속단자(30)(31)와 제1 및 제2리이드선(27)(35)을 전기적으로 접속하도록 상부면에 제1 및 제2도전단자(32)(34)가 용접고착되어 있다. 여기에서, 상기 제1 및 제2도전단자(32)(34)에는 접지부인 금속관(6)과의 절연거리를 확보하기 위하여 그 내측에 반원형 또는 사각형 형상의 도피홈(50)(50)이 각각 형성되어 있다. 따라서 제4도에 상세히 도시한 바와같이 환형상의 오목홈(76)의 내측면에 절곡부(32e)(34e)의 내면이 당접하게 되어 종래의 마그네트론 음극지지구조체와 같이 이들 사이에 간극이 형성되지 않아 접지부로써 작용하는 금속관(6)과 제1 및 제2의 도전단자(32)(34)의 절곡부(32e)(34e)와의 폭이 넓어져서 절연거리가 확보되므로, 마그네트론의 발진시에 인가되는 고압에 의해 방전을 일으킬 염려가 전혀 없다.

그리고, 상기 설명에 있어서, 필라멘트(1)에 전원을 공급해서 열전자를 방사하도록 상기 제1 및 제2리이드선(27)(35)은 제1 및 제2도전단자(32)(34)에 형성된 관통구멍(32a)(34a)에 삽입된 후 절연세라믹(41)의 상부면에 각각 형성된 고정구멍(39)(42)에 삽입고정한 다음 용접고착되고, 제1 및 제2의 외부접속단자(30)(31)는 상기 절연세라믹(41)에 길이방향으로 형성된 관통구멍(41e)(41f)에 삽입된 후 각각 용접고착되어 있다. 그리고, 상기 절연세라믹(41)의 상단 가장자리 둘레에는 도시하지 않은 몰리브덴-망간재의 페이스트층을 개재해서 금속관(6)이 용접고착되는 것은 물론이다.

그리고, 절연세라믹(41)의 상부면에는 제1 및 제2도전단자(32)(34)가 고착되는 한편, 제1 및 제2도전단자(32)(34)와 제1 및 제2의 외부접속단자(30)(31)는 전기적으로 접속되도록 도시하지 않은 몰리브덴-망간재의 페이스트층을 개재해서 용접고착된다. 따라서, 서로 대칭되는 형상으로 이루어진 제1 및 제2도전단자(32)(34)는 제1 및 제2의 외부접속단자(30)(31) 삽입용 관통구멍을 기밀하게 밀폐해서 마그네트론 내부를 고진공으로 유지할 수 있다.

다음에 이와같이 구성된 본 고안에 의한 마그네트론의 음극지지구조체의 동작효과를 설명한다.

외부단자(30,31)를 통해서 전원이 인가되면, 제2의 외부접속단자(31)→제2도전단자(34)→제2리이드선(35)→상부엔드햇(2)→필라멘트(1)→하부엔드햇(3)→제1리이드선(27)→제1도전단자(32)→제1의 외부접속단자(30)에 의해서 폐회로가 구성되어서 필라멘트(1)에 동작전류가 공급되어 가열되며, 상기 필라멘트(1)로부터 열전자가 방사된다. 그리고, 이 열전자가 자극편(13,14)의 자계내에서 작용하여 고주파발진을 행하고, 그 고주파출력이 베인(16) 및 안테나(17)를 통해서 배기관(39)을 개재해서 전자렌지의 오븐내로 방사된다.

그런데, 본 고안에 있어서의 마그네트론의 음극지지구조체는 필라멘트(1)를 지지하는 제1리이드선(27) 및 제2리이드선(35)을 절연세라믹(41)에 형성된 고정구멍(39,42)에 하측부를 각각 삽입하고, 또 상기 절연세라믹(41)의 상부면에서 제1 및 제2의 도전단자(32)(34)를 개재해서 제1 및 제2의 외부접속단자(30)(31)와 접속되는 구조로 되어 있으므로, 고가의 몰리브덴으로 이루어진 제1 및 제2리이드선(27,35)의 길이를 짧게 할 수 있어 음극부의 조립이 용이하여 제조코스트를 낮출수 있으며, 또 이들 제1 및 제2리이드선(27,35)의 길이가 짧으므로, 내진성이 향상된다.

또한, 절연세라믹(41)의 상부면에 밀착 결합된 제1 및 제2의 도전단자(32)(34)의 일측부(외측부)를 절곡해서 이 절곡부(32e)(34e)의 내측면과 환형상의 오목홈(76)의 내측면과를 당접시킬 수 있도록 도피홈(50)(50)을 각각 형성한 구조로 되어 있으므로, 접지부로써 작용하는 금속관(6)과 상기 제1 및 제2의 도전단자(32)(34)의 절곡부외측과의 폭이 넓어져서 충분한 절연거리를 확보할 수 있어 마그네트론의 발진시에 방전을 일으킬 염려가 없다.

앞에서 설명한 바와같이 본 고안에 의한 마그네트론의 음극지지 구조체에 의하면, 필라멘트를 지지하는 제1 및 제2의 리이드선을 절연세라믹에 형성된 고정구멍에 그 하측부를 각각 삽입고정하여 상기 절연세라믹의 상부면에서 제1 및 제2의 도전단자를 개재해서 제1 및 제2의 외부접속단자와 접속되므로, 제1 및 제2의 리이드선의 길이를 짧게 할 수 있을 뿐만 아니라 조립이 용이하여 제조코스트를 저감시킬 수 있음과 동시에 상기 제1 및 제2의 리이드선에 도피홈을 형성함으로써 금속관과 절곡부와의 폭을 넓게 할 수 있어 마그네트론의 발진시에 방전을 일으킬 염려가 없다는 매우 실용적인 고안이다.

Claims (2)

1. 열전자를 방출하는 필라멘트(1)와, 상기 필라멘트(1)의 양단부에 고착되어서 그 중심축 방향으로의 열전자의 방사를 방지하도록 배설된 상부 및 하부엔드햇(2)(3)과, 상기 필라멘트(1)를 외측부에서 둘러싸서 중심부 근처에서 공진 공동을 형성하도록 다수의 베인(16)이 배설된 양극통체(12)와, 상기 양극통체(12)의 개구부에 각각 고정되어 작용공간내에 균일하게 자속을 수속시키는 자로를 형성하는 깔때기 형상의 한쌍의 자극편(13)(14)과, 상기 깔때기 형상의 자극편(13)(14)에 각각 배설되어 상기 양극통체(12)의 내부를 진공으로 밀봉하는 금속관(6)(18)과, 상기 출력측의 금속관(18)에 배설된 세라믹관(36)의 상부에 배설된 배기관(39)과, 상기 배기관(39)에 일단부가 고착되며 상기 베인(16)에 타단부가 고착되어서 상기 공진 공동내에 발진된 고주파를 출력하는 안테나(17)와, 상기 하부엔드햇(3) 및 필라멘트(1)를 비접촉으로 관통해서 일단부가 상기 상부엔드햇(2)에 고착된 제2의 리이드선(35)과, 상기 제2의 리이드선(35)에 대해서 오목홈(40)을 중심으로 대칭으로 배설되어 상기 하부엔드햇(3)을 지지하는 제1의 리이드선(27)과, 상기 제1 및 제2리이드선(27)(35)의 타단부를 지지하도록 고정구멍이 오목홈(40)을 중심으로 대칭되게 각각 형성된 절연세라믹(41)과, 상기 절연세라믹(41)의 상부면에서 제1의 리이드선(27)을 제1의 외부접속 단자(30)와 전기적으로 접속시키는 제1의 도전단자(32)와, 상기 절연세라믹(41)의 상부면에서 상기 제2의 리이드선(35)을 제2의 외부접속단자(31)와 전기적으로 접속시키는 제2의 도전단자(34)로 이루어진 마그네트론에 있어서, 상기 제1 및 제2의 도전단자(32)(34)의 내측에 상기 금속관(6)과 상기 제1 및 제2의 도전단자(32)(34)와의 사이에 절연거리를 확보하도록 도피홈(50)(50)을 형성한 것을 특징으로 하는 마그네트론의 음극지지구조체.
2. 제1항에 있어서, 상기 도피홈(50)(50)은 사각형 형상 또는 반원형 형상중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 마그네트론의 음극지지구조체.