KR100269480B1 - 마그네트론의 필라멘트 하부접합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네트론의 필라멘트 하부접합구조에 관한 것으로, 엔드실드와 필라멘트 사이에 개재되어 브레이징접합시 용융되어 이들 사이를 접합시키는 용접매개물을 엔드실드의 내부 내주면상으로 면착되는 원통형상으로 형성시킴으로써, 엔드실드와 필라멘트 사이의 유격발생시에도 브레이징접합이 원활하게 이루어져 엔드실드와 필라멘트를 견고하게 접합시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

전술한 바의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 열전자를 방출시키는 필라멘트(20)와, 이 필라멘트(20)의 상하부에 각각 용접매개물(26)을 매개로 브레이징접합되어 이로부터 방사되는 열전자의 상하방향으로의 이동을 제지시키도록 된 탑실드(25)와 엔드실드(27)를 구비하는 마그네트론에 있어서, 상기 엔드실드(27)의 내부 내주면(27b)에는 원통형상의 용접매개물(26)이 안착되어 이를 매개로 내부 내주면(27b)과 필라멘트(20)의 하단부(20a)의 외주면이 접합되는 것을 특징으로 한다.

Description

마그네트론의 필라멘트 하부접합구조

본 발명은 마이크로파를 발진하는 마그네트론에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔드실드와 필라멘트 사이의 유격발생시에도 이들 접합부위에 대한 브레이징접합이 이루어질 수 있게 하여 마그네트론이 정상적으로 마이크로파를 발진시킬 수 있도록 한 마그네트론의 필라멘트 하부접합구조에 관한 것이다.

일반적으로 마그네트론은 외부로부터 제공되는 고전압에 의해 마이크로파를 발생하는 것으로서, 이의 종류로는 의료용과, 전자렌지용 및, 기타 가열용등에 사용되는 2450MHz의 고주파를 발생하는 마그네트론과; 공업용 가열렌지와, 연속파 레이다등에 사용되는 915MHz의 고주파를 발생하는 마그네트론으로 구분되는데, 본 발명은 전자렌지에 사용되는 마그네트론에 관한 것이다.

한편, 상기 전자렌지에 사용되는 일반적인 형태의 마그네트론은 도 1에 도시한 바와 같이 동파이프 등에 의해 원통형상으로 형성된 양극몸체(10)의 내부에 고주파 성분을 유기시키도록 공동공진기를 형성하는 복수개의(일반적으로, 짝수개임) 베인(13)이 축심방향을 향하여 동일한 간격으로 배치되어 있고, 이러한 양극몸체(10)와 베인(13)에 의해 양극부가 구성된다.

그리고, 상기 베인(13)의 선단부측에는 그 상하부에 각각 내측균압링(15) 및 외측균압링(17)이 베인(13)에 각각 교번적으로 접속배치되어 있고, 양극 몸체(10)의 중심축상에는 복수개의 베인(13)의 선단부와 필라멘트(20) 사이에 작용공간(23)이 형성되어 있다.

또한, 상기 작용공간(23) 내에는 텅스텐(W)과 산화토륨(ThO₂)의 혼합물로 형성되어 나선형상으로 권선된 필라멘트(20)가 양극 몸체(10)와 동축형상으로 배치되어 있고, 이러한 필라멘트(20)는 외부로부터 제공되는 동작전류에 의해 가열되어 열전자를 방출한다.

한편, 상기 필라멘트(20)의 상하측 양단부에는 방출된 열전자가 중심축의 상하방향으로 방사되는 것을 방지하기 위해 탑실드(25) 및 엔드실드(27)가 각각 고착되어 있는데, 상기 엔드실드(27)의 중앙부에는 몰리브덴제의 중앙지지체인 제 1필라멘트전극(30)이 중앙부에 형성된 관통구멍을 통해서 탑실드(25)의 중앙측에 용접고착되어 있고, 상기 엔드실드(27)의 바닥면에는 몰리브덴제의 제 2필라멘트전극(33)이 다소 편심된 위치에서 용접고착되어 있다.

여기에서, 상기 제 1필라멘트전극(30) 및 제 2필라멘트전극(33)은 마그네트론의 필라멘트(20)를 지지고정하는 절연세라믹(35)에 형성된 관통구멍을 통해 전원단자(37)에 접속되어 있는 제 1외부접속단자(40) 및 제 2외부접속단자(43)에 전기적으로 접속되어 필라멘트(20)에 전류를 공급하는 캐소드지지대이고, 제 1필라멘트전극(30)은 필라멘트(20)의 중심축을 관통하면서 탑실드(25)를 지지한다.

또한, 상기 양극몸체(10)의 양측개구부에는 필라멘트(20)와 베인(13) 간의 작용공간(23) 내에 자속을 균일하게 형성하도록 자로를 형성하는 상부폴피스(45) 및 하부폴피스(47)가 용접고착되어 있는데, 이러한 상부폴피스(45) 및 하부폴피스(47)는 깔대기형상의 자성체이다.

그리고, 상기 상부폴피스(45) 및 하부폴피스(47)의 상하부에는 상부실드컵(50) 및 하부실드컵(53)이 각각 밀착되어 용접고착되어 있고, 상기 상부실드컵(50) 및 하부실드컵(53)의 상하부에는 양극몸체(10)의 내부를 진공상태로 밀봉하기 위하여 안테나세라믹(55) 및 절연세라믹(35)이 밀착되어 용접고착되어 있고, 상기 하부실드컵(53)은 필터박스(80)에 압입되어 고정된다.

또한, 마그네트론의 출력부를 구성하는 상부실드컵(50)의 상부개구단부에는 후술될 안테나캡(57)을 절연시키는 원통형상의 안테나세라믹(55)이 접합되어 있고, 안테나세라믹(55)의 상부측 선단부에는 구리물질인 배기관(62)이 접합되어 있으며, 배기관(62)의 내측 중앙부에는 공동공진기 내에서 발진되는 고주파를 출력하기 위해 안테나(63)가 구비되는데, 이러한 안테나(63)는 베인(13)으로부터 도출되며, 상부폴피스(45)의 중앙부를 통해 관통되어 축상으로 연장되면서 그 끝부분이 배기관(62) 내에 고정되어 있다.

그리고, 상기 배기관(62)의 외측면에는 배기관(62)의 용접고착부를 보호하고, 전계집중으로 발생되는 스파크를 방지하며, 고주파 안테나의 역할을 하고, 고주파를 외부로 출력하는 창(Window)역할을 하는 안테나세라믹(55)과 안테나캡(57)이 씌워져있다.

또한, 양극몸체(10)의 외부에는 귀환되는 자속을 연결하기 위해 상기 양극몸체(10)내의 자속량을 결정하는 상부요우크(60) 및 하부요우크(61)가 설치되어 있고, 상기 양극몸체(10) 및 하부요우크(61)사이에는 복수개의 알루미늄 냉각핀(65)이 상기 양극몸체(10) 및 하부요우크(61)에 고정된 클램프부재(67)에 의해 감합배치되어 상기 마그네트A(70) 및 마그네트K(73)와 함께 자로형성용 상부요우크(60) 및 하부요우크(61)에 의해 덮혀 있다.

상기와 같이 구성된 마그네트론은 외부전원이 전원단자(37)를 통해 제 1외부접속단자(40) 및 제 2외부접속단자(43)로 제공되면, 제 1외부접속단자(40)와, 제 1필라멘트전극(30), 탑실드(25), 필라멘트(20), 엔드실드(27), 제 2필라멘트전극(33) 및, 제 2외부접속단자(43)로 이루어지는 폐회로가 구성되어 필라멘트(20)에 동작전류가 공급된다.

그 다음, 상기 필라멘트(20)로 제공되는 동작전류에 의해 필라멘트(20)가 가열되면, 이 필라멘트(20)로부터 열전자가 방출되며, 이렇게 방출된 열전자에 의해 전자군이 형성된다.

이때, 제 2필라멘트전극(33)과 양극부(즉, 양극몸체(10)와 베인(13))에 인가되는 구동전압에 의해 필라멘트(20)와 베인(13) 간의 작용공간(23) 내에는 강한 전계가 형성되고, 마그네트A(70)와 마그네트K(73)에 의해 발생된 자계가 하부폴피스(47)를 따라 작용공간(23) 쪽으로 인도되어 작용공간(23)을 통해 상부폴피스(45)로 진행하면서 작용공간(23) 내에 높은 자계가 형성된다.

따라서, 고온의 필라멘트(20) 표면으로부터 작용공간(23)으로 방출된 열전자는 작용공간(23) 내에 존재하는 강한 전계에 의해 수평방향으로 베인(13)쪽으로 진행함과 동시에 작용공간(23)내에 존재하는 강한 자계에 의해 진행방향에 대해 수직으로 힘을 받아 나선형으로 원운동하여 베인(13)에 도달하게 된다.

이러한 전자의 운동으로 형성된 전자군은 주기적인 고주파 발진주파수의 배수의 역수분의 일 만큼의 주기로 베인(13)에 간섭을 일으키고, 이 작용에 의해 베인(13)간의 마주보는 공간 즉, 공진기에는 서로 마주보는 베인(13)간에 작용하는 정전용량인 캐패시터턴스 성분과 상기 마주보는 베인(13)과 이를 연결하는 양극몸체(10)로 이루어지는 인덕턴스성분이 회로상에서 병렬공진회로를 구성하고, 이 병렬공진회로에 의해 결정된 고주파(2450MHz)가 베인(13)으로부터 유기된다.

그 다음, 베인(13)으로부터 유기된 고주파(2450MHz)가 안테나(63)를 통해 배기관(62)으로 전송되고, 웨이브 가이드(Wave Guide)를 통해 전자렌지로 제공된 다음, 분산장치를 통해 전자렌지의 캐비티(Cavity)로 제공되어 캐비티 내의 음식물의 분자들이 초당 24억 5천만번 정도 진동되면서 발생되는 마찰열에 의해 음식물이 조리된다.

한편, 상기와 같은 종래의 마그네트론에서 상기 필라멘트(20)의 하단부(20a)에 접합되는 엔드실드(27)는 탑실드(25)와 함께 필라멘트(20)에 전원인가시 이로부터 방출되는 열전자가 중심축방향인 상하방향으로 방사되는 것을 방지함과 더불어 제 1외부접속단자(40)와 제 1필라멘트전극(30) 및 필라멘트(20)를 통한 외부전원을 제 2필라멘트전극(33)으로 통전시키도록 하는 역할을 하도록 되어 있는데, 이를 위해 상기 필라멘트(20)의 하단부(20a)와 엔드실드(27) 사이에는 브레이징(Brazing)접합공정이 실시된다.

즉, 상기 엔드실드(27)와 필라멘트(20)의 하단부(20a) 사이에서 실시되는 브레이징접합공정은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 엔드실드(27)의 내부 단부(27a) 상에 링형상으로 형성된 용접매개물(26;루테늄[Ru;Ruthenium]과 몰리브덴[Mo;Molybdenum]의 혼합분말로 이루어진 땜질재료를 지칭함)을 안착시킨 다음, 이에 열을 가하여 엔드실드(27)의 내부 단부(27a)와 필라멘트(20)의 하단부(20a) 사이에서 용접매개물(26)을 녹여 이들 사이를 접합시키도록 되어 있었다.

여기서 상기 용접매개물(26)은 도 3에 도시된 바와 같이, 두께가 얇은 링형상이면서 중앙에 개구부(26a)를 갖추도록 형성되어 있어, 브레이징접합시 엔드실드(27)의 내부 단부(27a)와 필라멘트(20)의 하단부(20a) 사이에서 용융되어 엔드실드(27)의 내부 단부(27a)와 필라멘트(20)의 하단부(20a)를 견고하게 접합시키게 된다.

그런데, 상기와 같은 엔드실드(27)와 필라멘트(20) 사이의 브레이징접합공정에서 도 2에 도시된 바와 같이, 엔드실드(27)의 하측 내부 단부(27a)와 필라멘트(20)의 하단부(20a) 사이에 유격("X")이 생기게 되면, 상기 링형상의 용접매개물(26)이 가열되는 열에 의해 용융되더라도 상기 엔드실드(27)의 내부 단부(27a)와 필라멘트(20)의 하단부(20a) 사이는 용접매개물(26)을 매개로 접합되지 않게 되는 조립불량이 발생되는 단점이 있었다.

이와 같은 조립불량은 상기 엔드실드(27)와 필라멘트(20)가 브레이징접합에 의한 용접전, 상기 엔드실드(27)의 내부 단부(27a)와 필라멘트(20)의 하단부(20a) 사이의 유격량이 "－" 유격이면 브레이징접합에 아무런 상관이 없지만, 만약 상기 엔드실드(27)의 내부 단부(27a)와 필라멘트(20)의 하단부(20a) 사이의 이격거리가 설계치보다 더 떨어지는 경우[상기 탑실드(25)와 엔드실드(27) 사이의 이격가 필라멘트(20)의 길이보다 큰 경우임]인 "＋" 유격이면 브레이징접합이 제대로 이루어지지 못하여 엔드실드(27)상에 필라멘트(20)가 접합되지 못할 뿐만 아니라 이들 사이의 전기적인 접속도 이루어지지 못하게 되어 마그네트론이 제기능을 다하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 엔드실드와 필라멘트 사이에 개재되어 브레이징접합시 용융되어 이들 사이를 접합시키는 용접매개물을 엔드실드의 내부 내주면상으로 면착되는 원통형상으로 형성시킴으로써, 엔드실드와 필라멘트 사이의 유격발생시에도 브레이징접합이 원활하게 이루어져 엔드실드와 필라멘트를 견고하게 접합시킬 수 있도록 된 마그네트론의 필라멘트 하부접합구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 열전자를 방출시키는 필라멘트와, 이 필라멘트의 상하부에 각각 용접매개물을 매개로 브레이징접합되어 이로부터 방사되는 열전자의 상하방향으로의 이동을 제지시키도록 된 탑실드와 엔드실드를 구비하는 마그네트론에 있어서, 상기 엔드실드의 내부 내주면에는 원통형상의 용접매개물이 안착되어 이를 매개로 내부 내주면과 필라멘트의 하단부의 외주면이 접합되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 마그네트론의 내부 구조를 도시한 단면도,

도 2는 종래의 마그네트론에서 엔드실드와 필라멘트의 하부접합부위를

확대하여 도시한 단면도,

도 3은 도 2의 용접매개물을 확대하여 도시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 마그네트론에서 엔드실드와 필라멘트의 하부접합부위를

확대하여 도시한 단면도,

도 5는 도 4의 용접매개물을 확대하여 도시한 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10-양극몸체 13-베인

20-필라멘트 20a-상단부

26-용접매개물 26a-개구부

26b-내주면 26c-외주면

27-엔드실드 27a-내주 단부

27b-내주면 30,33-필라멘트전극

40,43-외부접속단자 53-하부실드컵

55-돌출비드부 57-플랜지부

60,61-요오크 70,73-마그네트

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 마그네트론에서 엔드실드와 필라멘트의 하부접합부위를 확대하여 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4의 용접매개물을 확대하여 도시한 사시도인 바, 종래 마그네트론의 구조를 도시한 도 1 내지 도 3의 참조부위와 동일한 참조부위에는 동일한 참조부호를 병기하며, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 마그네트론은 도면에 도시된 바와 같이, 상기 필라멘트(20)로의 전원인가시 이로부터 방출되는 열전자가 하측방향으로의 방사를 방지하도록 필라멘트(20)의 하단부(20a)에 접합되어 장착되는 엔드실드(27)는 필라멘트(20)와의 브레이징접합시 엔드실드(27)의 내부 단부(27a)와 필라멘트(20)의 하단부(20a) 사이에서 발생되는 약간의 유격("X")에도 원활한 접합이 이루어질 수 있도록 되어 있어 엔드실드(27)와 필라멘트(20) 사이의 접합불량을 배제시킬 수 있도록 되어 있다.

이를 위해 상기 엔드실드(27)의 내부에 수직한 방향으로 형성된 내주면(27b)에는 원통형상의 용접매개물(26)이 끼워져, 이 원통형상의 용접매개물(26)의 내주면(26b)은 필라멘트(20)의 하단부(20a)의 외측면과 면착되면서 외주면(26c)은 엔드실드(27)의 내부에 수직한 방향으로 형성된 내주면(27b)과 면착되어 있다.

즉, 상기 엔드실드(27)의 내부에 수직한 방향으로 형성된 내주면(27b)상에 끼워지는 원통형상의 용접매개물(26)은 내부 내주면(27b)의 전장에 걸쳐 길이가 연장된 형태의 외주면(26c)을 갖춘 원통형상의 구조로 이루어져 있어, 상기 엔드실드(27)의 내부 단부(27a)와 필라멘트(20)의 하단부(20a) 사이에서 다소간의 유격("X")이 발생되더라도, 브레이징접합시 상기 필라멘트(20)의 하단부(20a)의 외주면이 원통형상의 용접매개물(26)의 내주면(26b)중 어느 한 부분에서라도 접촉하게 되면, 브레이징접합시 용융되는 용접매개물(26)에 필라멘트(20)의 하단부(20a)의 외주면의 일부가 엔드실드(27)의 내부 내주면(27b)상에 용접되어 접합될 수 있어 엔드실드(27)와 필라멘트(20) 사이의 접합불량이 해소되게 된다.

따라서 상기와 같이 필라멘트(20)의 하단부(20a)와 엔드실드(27)의 내부 내주면(27b) 사이가 원통형상의 용접매개물(26)을 매개로 견고하게 접합되면, 상기 필라멘트(20)로의 전원인가시 이로부터 방출되는 열전자는 탑실드(25)와 엔드실드(27)를 매개로 중심축방향인 상하방향으로 방사되지 않게 됨은 물론, 상기 엔드실드(27)는 제 1외부접속단자(40)와 제 1필라멘트전극(30) 및 필라멘트(20)를 통한 외부전원을 제 2필라멘트전극(33)으로 통전시키는 제기능을 다할 수 있어 마그네트론의 정상적인 동작을 가능하게 해 준다.

또한, 상기와 같이 원통형상의 용접매개물(26)을 매개로 상기 필라멘트(20)와 엔드실드(27) 사이의 브레이징접합공정이 완벽하게 실시되면, 종래와 같이 이들 사이의 미접합에 따른 조립불량을 해소할 수 있게 되고, 이에 따라 접합불량에 따른 재접합등의 불필요한 소요공정을 줄일 수 있어 라인에서의 조립 생산성이 향상될 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 마그네트론의 엔드실드와 필라멘트의 하측 사이의 유격에 따른 접합불량을 원통형상의 용접매개물을 통해 해소할 수 있게 되면, 조립공정에서 접합불량에 따른 생산성 저하를 방지할 수 있음은 물론, 이에 따른 마그네트론의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 열전자를 방출시키는 필라멘트와, 이 필라멘트의 상하부에 각각 용접매개물을 매개로 접합되어 이로부터 방사되는 열전자의 상하방향으로의 이동을 제지시키도록 된 탑실드와 엔드실드를 구비하는 마그네트론에 있어서,

   상기 용접매개물이 엔드실드의 내부에 수직한 방향으로 형성된 내주면으로 면착되게 설치되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 필라멘트 하부접합구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 용접매개물은 엔드실드의 내주면의 전장에 걸쳐 면착되도록 원통형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 마그네트론의 필라멘트 하부접합구조.