KR100205417B1 - Heat release device of magnetron - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자파의 발생시 발열되는 고온을 외부로 신속하게 방열시키기 위한 마그네트론(Magnetron )에 관한 것으로, 애노드의 상, 하부분보다 온도가 높은 중앙부의 온도를 보다 신속하게 방열하여 마그네트론의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a magnetron for quickly dissipating high temperature generated when electromagnetic waves are generated to the outside. The magnetron further improves the reliability of the magnetron by rapidly dissipating the temperature of the central portion having a higher temperature than the upper and lower portions of the anode. I would have to.
이를 위해, 애노드(2)의 중앙부에 위치하는 방열핀(10a)의 단위면적당 단면적이 상, 하부분에 위치하는 방열핀(10b)의 단위면적당 단면적보다 크게 설정된 마그네트론에 있어서, 복수매의 방열핀(10a) (10b)을 애노드(2)의 외주면에 등간격으로 배열하되, 애노드의 중앙부에 위치하는 방열핀(10a)을 상, 하부분에 위치하는 방열핀(10b)의 두께보다 두껍게 형성하여서 된 것이다.To this end, in the magnetron in which the cross-sectional area per unit area of the heat dissipation fins 10a positioned at the center of the anode 2 is set larger than the cross-sectional area per unit area of the heat dissipation fins 10b disposed at the upper and lower portions thereof, the plurality of heat dissipation fins 10a are provided. 10b is arranged at equal intervals on the outer circumferential surface of the anode 2, but the heat radiation fins 10a positioned at the center of the anode are formed thicker than the thickness of the heat radiation fins 10b positioned at the upper and lower portions thereof.
Description
제1도는 마그네트론의 종단면도.1 is a longitudinal sectional view of a magnetron.
제2도는 종래 장치의 일 실시예를 나타낸 정면도.2 is a front view showing one embodiment of a conventional device.
제3도는 종래 장치의 다른 실시예를 나타낸 정면도.3 is a front view showing another embodiment of the conventional device.
제4도는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 정면도.4 is a front view showing an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
2 : 애노드 9 : 베인2: anode 9: vane
10, 10a, 10b : 방열핀10, 10a, 10b: heat sink fin
본 발명은 전자파를 발생하는 마그네트론(Magnetron)에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 전자파의 발생시 발열되는 고온을 외부로 신속하게 방열시키기 위한 마그네트론의 방열장치에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetron that generates electromagnetic waves, and more particularly, to a heat dissipation apparatus of a magnetron for rapidly dissipating high temperature generated when electromagnetic waves are generated to the outside.
일반적으로 마그네트론은 극 초단파 발진용 전자관으로, 레이더 또는 전자 레인지 등에 장착되어 고출력의 마이크로파를 얻는데 쓰인다.In general, the magnetron is a microwave tube for microwave oscillation, and is used to obtain a high power microwave by being mounted on a radar or microwave oven.
첨부도면 제1도는 일반적인 마그네트론의 종단면도로서, 내부 중앙에 필라멘트형태의 음극 구조물인 직렬형 캐소드(1)가 설치되어 있고, 상기 캐소드의 둘레면에는 양극 구조물인 애노드(2)가 설치된 일종의 2극 진공관이다.1 is a longitudinal cross-sectional view of a general magnetron, in which a series-type cathode 1, which is a filament-shaped cathode structure, is installed at the center, and a cathode 2, which is an anode structure 2, is installed on a circumferential surface of the cathode. It is a vacuum tube.
상기 캐소드(1)와 애노드(2)사이의 작용공간(3)으로 자속을 인가시켜주기 위해 상요크(4)와 하요크(5)가 설치되어 있고 상기 각 요크의 상, 하면에는 상자석(6)과 하자석(7) 그리고 자극(8)이 차례로 설치되어 자기회로를 구서하고 있다.The upper yoke 4 and the lower yoke 5 are provided to apply the magnetic flux to the working space 3 between the cathode 1 and the anode 2, and box tops are provided on the upper and lower surfaces of each yoke. 6), the fault stone (7) and the magnetic pole (8) are installed in order to prepare a magnetic circuit.
그리고 애노드(2)의 내면에 방사상으로 복수개으 베인(9)이 고정되어 있고 상기 애노드의 외주면에는 애노드에 의해 발생되는 고열을 외부로 신속하게 방열시키기 위한 방열핀(10)이 상, 하로 나란히 압입 고정되어 있다.And a plurality of vanes (9) is radially fixed to the inner surface of the anode (2) and the heat dissipation fins (10) for fast heat dissipation of the high heat generated by the anode to the outside on the outer peripheral surface of the anode side by side and press-fit fixed It is.
한편, 상요크(4)의 상측에는 애노드(2)에 전달된 고주파 에너지(이하"마이크로파"라 함)를 외부 (캐비티)로 방사시키기 위한 안테나 피더(11)와 배기관(12) 그리고 안테나 세라믹(13)과 안테나 캡(14)등이 설치되어 있고 하요크(5)의 하측으로는 작용공간(3)에서 발생된 불요고주파 성분이 입력부인 전원으로 역류되는 것을 방지하기 위한 쵸크코일(15), 고압 캐패시터 (16)등이 필터 케이스(17)로 보호되게 설치되어 있다.On the other hand, the upper side of the upper yoke 4, the antenna feeder 11, the exhaust pipe 12 and the antenna ceramic for radiating high frequency energy (hereinafter referred to as "microwave") transmitted to the anode 2 to the outside (cavity) 13) and an antenna cap 14, etc., and a choke coil 15 for preventing the undesired high frequency components generated in the working space 3 from flowing backward to the power source under the yoke 5, The high pressure capacitor 16 and the like are provided to be protected by the filter case 17.
따라서 캐소드(1)에서 발생된 열전자가 애노드(2)에 방사상으로 고정된 베인(9)의 끝단부와 캐소드(1)사이의 작용공간(3)으로 방출되면 상기 베인과 캐소드사이에서 형성되는 전계와, 상, 하자석(6) (7), 상, 하요크(4) (5), 자극(8)으로 구성되는 자기회로에서 작용공간(3)으로 인가되는 자속으로 인한 싸이클로이드(cycloid)운동에 의해 에너지를 베인(9)에 주므로써 마이크로파가 생성된다.Therefore, when the hot electrons generated at the cathode 1 are released into the working space 3 between the end of the vane 9 and the cathode 1 radially fixed to the anode 2, an electric field formed between the vane and the cathode Cycloids due to magnetic flux applied to the working space (3) in the magnetic circuit consisting of phases, phases, defects (6) (7), phases, yokes (4) (5), and magnetic poles (8). Microwaves are generated by energizing the vanes 9 by motion.
이에 따라, 상기 마이크로파는 베인(9)에 접속되어 있는 안테나 피터(11)와 안테나 세라믹(13) 그리고 안테나 캡(14)으로 구성된 출렬부를 통해 외부로 방사된다.Accordingly, the microwaves are radiated to the outside through an output section consisting of an antenna peter 11, an antenna ceramic 13, and an antenna cap 14 connected to the vanes 9.
즉, 전자레인지의 경우 도파관(도시는 생략함)을 통해 오븐의 캐비티(cavity )내부로 전달되어 음식물을 해동하거나, 가열하게 된다.That is, in the case of a microwave oven, it is delivered into the cavity of the oven through a waveguide (not shown) to thaw or heat food.
상기한 바와 같이 동작하는 마그네트론은 캐소드(1)에서 발생된 열전자가 베인(9)의 끝단부와 캐소드(1)사이의 작용공간(3)으로 방출되는 전계와, 상, 하자석(6) (7), 상, 하요크(4)(5), 자극(8)으로 구성되는 자기 회로에서 적용공간(3)으로 인가되는 자속에 의해 싸이클로이드(cycloid)운동을 하며, 에너지를 베인(9)에 전달하는 과정에서 열전자중 70% 정도는 발진에 기여하여 마이크로파로 변환되어 출력부를 통해 외부로 방사되지만, 약 30%정도는 마이크로파로 변환되지 못하고 열로 변환되어 마그네트론의 온도를 상승시키게 된다.The magnetron operated as described above includes an electric field in which hot electrons generated at the cathode 1 are discharged into the working space 3 between the end of the vane 9 and the cathode 1, and the upper and the defective stones 6 ( 7) In the magnetic circuit composed of the phase, the yoke (4) (5) and the magnetic pole (8), the cycloid movement is carried out by the magnetic flux applied to the application space (3), and the energy is cut (9). In the process of transferring to 70% of the hot electrons contribute to the oscillation is converted into microwaves and radiated to the outside through the output, but about 30% is not converted to microwaves is converted to heat to increase the temperature of the magnetron.
이와 같이 마그네트론의 온도가 상승되면 정상발진을 저해하게 되므로 애노드(2)의 외주면에 압입 고정되는 복수매(통상 4-9매)의 방열핀(10)이 발생된 열을 신속하게 외부로 방열하여 작용공간(3)내부의 온도를 일정한 수준으로 유지시켜 주게 된다.In this way, when the temperature of the magnetron rises, the normal oscillation is inhibited. Thus, a plurality of heat radiation fins 10 (typically 4-9 sheets) press-fitted to the outer circumferential surface of the anode 2 generate heat rapidly to the outside to act. The temperature inside the space 3 is maintained at a constant level.
이때, 애노드(2)의 표면온도는 발열체인 캐소드(1)가 애노드(2)의 중앙에 위치되어 있어 애노드는 중앙부의 온도가 가장 높고, 상, 하 양단부는 중앙부보다 상대적으로 낮게 된다.At this time, the surface temperature of the anode (2) is the cathode 1, which is a heating element is located in the center of the anode 2, the anode temperature is the highest in the center, the upper and lower ends are relatively lower than the center.
따라서 마그네트론의 정상적인 발진 및 신뢰성확보를 위해 애노드의 중앙부온도를 통상 300℃ 이하가 되도록 설계하는데, 애노드의 온도는 방열핀(10)의 매수, 크기, 결합상태 및 마그네트론과 전자레인지의 메칭상태 등에 따라 많은 변화가 있다.Therefore, in order to ensure the normal oscillation and reliability of the magnetron, the center temperature of the anode is usually designed to be 300 ° C. or lower. The temperature of the anode varies depending on the number, size, coupling state, and matching state of the magnetron and the microwave oven 10. There is a change.
상기 애노드(2)를 통해 방출되는 열을 외부로 방열시키는 방열핀(10)은 송풍팬의 구동에 따른 강제송풍으로 냉각되는 강제 대류방식으로 열전달이 이루어지게 된다.The heat dissipation fin 10 for dissipating heat released through the anode 2 to the outside is heat transfer in a forced convection method that is cooled by forced air according to the driving of the blower fan.
이에 따라, 전자 레인지의 송풍팬 설계시 애노드의 중앙부 온도를 감안하여 고온부인 애노드 중앙부의 충분한 방열을 위해서는 강력한 팬모터를 필요로 한다.Accordingly, when designing a blower fan for a microwave oven, a strong fan motor is required for sufficient heat dissipation of the center portion of the anode, which is a high temperature portion, in consideration of the temperature of the center portion of the anode.
상기 역할을 하는 방열핀(10)은 통상 열전도가 우수하고 가격이 저렴한 알루미늄판으로 제작되어 제 2 도와 같이 애노드(2)의 외주면에 상, 하방향으로 복수매 압입 고정된다.The heat dissipation fins 10 serving as the above are usually made of an aluminum plate having excellent thermal conductivity and low cost, and are press-fitted in a plurality of sheets on the outer circumferential surface of the anode 2 in the upper and lower directions as in the second degree.
그러나 전자 레인지용 마그네트론은 애노드(2)의 내부 중앙에 방사상으로 복수개의 베인(9)이 고정되므로 인해 외벽 중앙부 온도가 상, 하부분의 온도보다 높은데도 불구하고 중앙부와 상, 하 부분에 압입 고정되는 방열핀(10)의 형상 및 재질 드이 동일하므로 애노드 중앙부의 방열효율이 상, 하부분보다 상대적으로 떨어지게 된다.However, microwave oven magnetron is fixed radially in the inner center of the anode (2) because the plurality of vanes (9) is fixed to the center, upper and lower parts, even though the temperature of the outer wall center temperature is higher than the upper and lower parts Since the shape and material of the heat dissipation fin 10 are the same, the heat dissipation efficiency of the anode central portion is relatively lower than that of the upper and lower portions.
이에 따라, 애노드(2)의 중앙내부에 고정된 베인(9) 및 스트랩(도시는 생략함)이 상기 열에 의해 변형 또는 단락되는 경우가 발생되었음은 물론 애노드 중앙부분의 열팽창율이 크게 되어 애노드 원통의 크기가 중앙부와 상, 하부분이 다르게 되므로 마그네트론의 정상발진에 악영향을 미치게 된다.As a result, the vanes 9 and the strap (not shown) fixed in the center of the anode 2 are deformed or short-circuited by the heat, as well as the thermal expansion coefficient of the center portion of the anode is increased so that the anode cylinder Since the size of the center and the upper and lower parts are different, it adversely affects the normal oscillation of the magnetron.
제 3 도는 일 실시예의 문제점을 해결하기 위한 다른 실시예를 나타낸 정면도이다.3 is a front view showing another embodiment for solving the problem of one embodiment.
그 구성을 살펴보면, 애노드(2)의 중앙부에 위치하는 방열핀(10a)의 버링부 높이(a)를 상, 하부분에 압입고정되는 방열핀(10b)의 버링부 높이(b)보다 낮게 형성하여 중앙부에 압입 고정되는 방열핀의 간격이 좁게 배열되도록 하므로써 애노드(2)의 중앙부에 압입 고정되는 방열핀(10a)의 단위면적당 단위면적이 상, 하부분에 압입 고정되는 방열핀(10b)의 단면적보다 넓도록 되어 있다.Looking at the configuration, the height of the burring portion (a) of the heat radiation fin (10a) located in the center portion of the anode (2) is formed lower than the height of the burring portion (b) of the heat radiation fin (10b) press-fit fixed to the upper and lower parts Since the spacing of the heat radiation fins press-fitted to the narrower arrangement is narrower, the unit area per unit area of the heat radiation fins 10a press-fitted to the center of the anode 2 is wider than the cross-sectional area of the heat radiation fins 10b press-fitted and fixed to the lower portion. have.
이에 따라, 중앙부에 압입 고정되는 방열핀(10a)의 버링부(10c)높이가 상, 하부분에 압입고정되는 방열핀(10b)의 버링부(10d)높이보다 낮아 결국 방열핀(10a)의 간격(a)이 좁게 배열되므로 전체적으로 볼 때 중앙부에 위치하는 방열핀(10a)의 단위면적당 단면적이 상, 하부분에 위치하는 방열핀(10a)의 단면적보다 넓게 되므로 동일 냉각조건인 경우, 상대적으로 온도가 높은 애노드(2)의 중앙부에서 방열핀(10a)에 의해 열전달이 쉽게 이루어져 신속한 방열작용이 일어나게 된다.Accordingly, the height of the burring portion 10c of the heat dissipation fin 10a press-fitted to the center portion is lower than the height of the burring portion 10d of the heat dissipation fin 10b press-fitted to the upper and lower portions. Since the cross-sectional area per unit area of the heat dissipation fins 10a located in the center is wider than that of the heat dissipation fins 10a located in the center, the cross-sectional area of the heat dissipation fins 10a located at the center is wider than that of the anode. Heat transfer is easily performed by the heat radiation fins 10a at the center of 2), which causes rapid heat dissipation.
그러나 이러한 다른 실시예의 방열장치는 마그네트론의 구동시 방열핀을 냉각시키기 위해 냉각팬이 구동할 때, 조밀지역인 애노드의 중앙부위에서 저항이 커지게 되므로 방열핀을 냉각시키기위한 냉각팬의 설계에 많은 제약이 따르게 되고, 이에 따라 방열핀의 냉각 효율이 떨어지게 되는 문제점이 발생되었다.However, the heat dissipation device of this embodiment has a lot of constraints on the design of the cooling fan to cool the heat dissipation fins because the resistance increases in the central portion of the anode, which is a dense area, when the cooling fan is driven to cool the heat dissipation fins when the magnetron is driven. As a result, a problem arises in that the cooling efficiency of the heat radiation fin is lowered.
본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 방열핀의 설치간격을 동일하게 유지시켜 냉각팬에 부하를 주지 않으면서도 애노드의 상, 하부분보다 온도가 높은 중앙부의 온도를 보다 신속하게 방열하여 마그네트론의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve such a problem in the prior art, the temperature of the central portion higher than the upper and lower parts of the anode more quickly than the load of the cooling fan by keeping the installation spacing of the radiating fins to be the same The purpose is to improve the reliability of the magnetron by heat dissipation.
상기 목적을 달성하기 위한 본발명의 형태에 따르면, 애노드의 중앙부에 위치하는 방열핀의 단위면적당 단면적이 상, 하부분에 위치하는 방열핀의 단위면적당 단면적보다 크게 설정된 마그네트론에 있어서, 복수매의 방열핀을 애노드의 외주면에 등간격으로 배열하되, 애노드의 중앙부에 위치하는 방열핀이 상, 하부분에 위치하는 방열핀의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 마그네트론의 방열장치가 제공된다.According to the aspect of the present invention for achieving the above object, in the magnetron is set larger than the cross-sectional area per unit area of the heat radiation fin located in the upper portion, the lower portion of the heat radiation fin located in the center of the anode, the plurality of heat radiation fins of the anode Arranged at equal intervals on the outer circumferential surface of the, the heat dissipation fin of the magnetron is provided, characterized in that the heat dissipation fins located in the center portion of the anode is thicker than the thickness of the heat dissipation fins located on the upper and lower portions.
이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 첨부된 도면 제4도를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 4 of the accompanying drawings.
첨부도면 제4도는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 정면도로서, 본 발명에서 애노드(2)를 통해 방출되는 열을 방열시키기 위해 애노드의 외주면에 상, 하방향으로 다수매 압입 고정되는 방열핀(10)중 애노드(2)의 중앙부에 압입고정되는 방열핀(10a)의 단면적을 상, 하부분에 압입 고정되는 방열핀(10b)의 단면적보다 넓도록 구성되도록 애노드(2)의 중앙부에 위치하는 방열핀(10a)의 두께(c)를 상, 하부분에 위치하는 방열핀(10b)의 두께(d)보다 두껍게 형성하였다.4 is a front view showing an embodiment of the present invention, in which the heat radiation fins 10 are press-fitted in a plurality of upward and downward directions on the outer circumferential surface of the anode to dissipate heat emitted through the anode 2 in the present invention. The heat radiation fins 10a positioned at the center portion of the anode 2 such that the cross-sectional area of the heat radiation fins 10a press-fitted and fixed to the center portion of the anode 2 is wider than the cross-sectional areas of the heat radiation fins 10b press-fitted and fixed to the upper and lower portions thereof. Was formed thicker than the thickness (d) of the heat radiation fin (10b) located in the upper and lower portions.
이와같이 구성된 본 발명의 작용, 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the present invention configured as described above are as follows.
캐소드(1)에서 발생된 열전자가 베인(9)의 끝단부와 캐소드(1)사이의 작용공간(3)으로 방출되는 전계와, 상, 하자석(6)(7),상, 하요크(4)(5), 자극(8)으로 구성되는 자기회로에서 작용공간(3)으로 인가되는 자속에 의해 싸이클로이드(cycloid)운동을 하며 에너지를 베인(9)에 전달하는 과정에서 약 30%정도가 마이크로파로 변환되지 못하고 열로 변환되어 애노드(2)의 온도를 상승시키게 된다.The field electrons emitted from the cathode 1 are discharged into the working space 3 between the end of the vane 9 and the cathode 1, and the phase, the fault stone 6, 7, the phase, and the yoke ( 4) (5), in the magnetic circuit composed of magnetic poles (8), the cycloid (cycloid) movement by the magnetic flux applied to the working space (3) about 30% in the process of transferring energy to the vanes (9) Is not converted to microwaves but is converted to heat to raise the temperature of the anode 2.
이에 따라, 애노드(2)의 중앙부에 압입 고정되는 방열핀(10a)의 두계(c)가 상, 하부분에 압입 고정되는 방열핀(10b)보다 두께(d )보다 두껍게 구성되어 있어 전체적으로 볼 때 중앙부에 위치하는 방열핀(10a)의 단위면적당 단면적이 상, 하부분에 위치하는 방열핀(10a)의 단면적보다 넓지만, 방열핀(10a)(10b)의 간격은 전체적으로 동일하게 유지하고 있어 냉각팬의 구도에 따라 생성된 차거운 바람이 고온의 방열핀사이를 통과하면서 고열을 신속하게 냉각시키게 되므로 계속적인 방열작용이 가능해지게 된다.Accordingly, the head system c of the heat dissipation fin 10a press-fitted to the center portion of the anode 2 is thicker than the thickness d than the heat dissipation fin 10b press-fitted to the upper and lower portions thereof. Although the cross-sectional area per unit area of the radiating fins 10a located is larger than the cross-sectional areas of the radiating fins 10a located at the upper and lower portions, the spacing of the radiating fins 10a and 10b is kept the same overall, depending on the composition of the cooling fan. As the generated cool wind passes between the heat radiating fins of high temperature, it cools the high heat quickly, thereby allowing continuous heat dissipation.
따라서, 동일 냉각조건인 경우, 상대적으로 온도가 높은 애노드(2)의 중앙부에서 두꺼운 방열핀(10a)에 의해 열전달이 쉽게 이루어져 신속한 방열작용이 일어나게 되고, 이에 따라 중앙부의 온도가 종전과 대비하여 불 때 훨씬 낮아지게 되는 것이다.Therefore, under the same cooling conditions, heat transfer is easily performed by the thick heat radiation fins 10a at the center of the anode 2 having a relatively high temperature, so that rapid heat dissipation occurs. It will be much lower.
이상에서와 같이 본 발명은 다음과 같은 여러 가지 장점을 갖게 된다.As described above, the present invention has various advantages as follows.
첫째, 애노드 중앙부의 고온을 효과적으로 방열시키게 되므로 애노드 내부의 중앙부에 위치된 베인, 스트랩 및 캐소드의 변형을 미연에 방지하게 된다.First, since it effectively heats the high temperature of the center of the anode to prevent deformation of the vanes, straps and cathode located in the center of the anode.
둘째, 애노드 중앙부의 온도를 종래의 마그네트론보다 상대적으로 낮게 유지할 수 있어 방열핀을 냉각시키기 위한 송풍팬의 팬모터 용량을 적게 할 수 있게 됨은 물론 냉각팬의 설계에 따른 제약을 초소화 하게 된다.Second, since the temperature of the center of the anode can be kept relatively lower than the conventional magnetron, it is possible to reduce the fan motor capacity of the blower fan to cool the heat sink fins, and to minimize the constraints of the cooling fan design.
셋째, 애노드 상, 하부분과 중앙부의 온도 평형상태를 이루게 되므로 이들의 온도차에 의한 열팽창량의 차이로 인해 애노드가 변형되는 현상을 미연에 방지하게된다.Third, since the temperature equilibrium of the upper, lower and central portions of the anode is achieved, the phenomenon of the anode is deformed due to the difference in thermal expansion due to the temperature difference thereof.
넷째, 애노드의 온도를 항상 낮은 상태로 유지하여 마그네트론이 오동작하는 것을 미연에 방지하게 되므로 사용자들로부터 제품의 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.Fourth, it is possible to ensure the reliability of the product from users because the temperature of the anode is always kept low to prevent the magnetron from malfunctioning.
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1996
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970067436A (en) | 1997-10-13 |
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