KR100269482B1 - 마그네트론 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네트론에 관한 것으로, 하부실드컵의 상측 모서리부인 측벽에서부터 플랜지부의 하부면에까지 연장된 돌출비드부가 하부실드컵의 전둘레에 방사상으로 다수개로 형성되어 양극몸체와 결합시 하부실드컵과 양극몸체 사이의 동심도를 유지시켜 조립불량을 방지함과 더불어 마그네트론의 발진성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

마그네트론

본 발명은 마이크로파를 발진하는 마그네트론에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양극몸체와 이의 하부에서 결합되는 하부실드컵 사이의 동심도를 정확하게 유지시킴으로써 마이크로파의 발진성능을 향상시킬 수 있도록 된 마그네트론에 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 양단부에는 방출된 열전자가 중심축 방향으로 방사되는 것을 방지하기 위해 탑실드(25) 및 엔드실드(27)가 각각 고착되어 있는데, 엔드실드(27)의 중앙부에는 몰리브덴제의 중앙지지체인 제 1필라멘트전극(30)이 중앙부에 형성된 관통구멍을 통해서 탑실드(25)의 하단부에 용접고착되어 있고, 엔드실드(27)의 바닥면에는 몰리브덴제의 제 2필라멘트전극(33)이 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, 필라멘트(20)로 제공되는 동작전류에 의해 필라멘트(20)가 가열되어 필라멘트(20)로부터 열전자가 방출되고, 방출된 열전자에 의한 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.

그러나, 상기와 같은 종래의 마그네트론의 조립시 도 2에 도시된 바와 같이, 양극몸체(10)의 하면부로 하부실드컵(53)을 용접할 때, 상기 하부실드컵(53)은 조립라인에서 큰 수직하중을 받게 되는 바, 이와 같이 상기 하부실드컵이 큰 하중을 받아 이를 견디지 못한 상태에서 양극몸체(10)의 하부면과 용접되어 접합되면, 상기 양극몸체(10)와 하부실드컵(53)의 동심도는 일치하지 않게 되는 조립불량이 발생하게 된다.

또한, 상기와 같은 양극몸체(10)와 하부실드컵(53) 사이의 동심도의 불일치는 마그네트론이 마이크로파를 발진할 때, 마이크로파의 발진특성을 변화시키게 되어 마그네트론의 품질을 저하시키게 되는 단점이 있었다.

즉, 상기 양극몸체(10)와 하부실드컵(53)은 서로의 중심이 정확히 일치된 상태에서 완전히 밀착되어 접합되어야 하는데, 상기 하부실드컵(53)이 수직하중에 의해 휘거나 찌그러지게 되면 이들 사이의 동심도가 트러지는 불량이 발생되는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 하부실드컵의 상측 모서리부인 측벽에서부터 플랜지부의 하부면에까지 연장된 돌출비드부를 하부실드컵의 전둘레에 방사상으로 다수개로 형성시켜 양극몸체와 결합시 동심도를 유지시킴으로써, 조립불량을 방지함과 더불어 마그네트론의 발진성능을 향상시킬 수 있는 마그네트론을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마그네트론은, 열전자를 방출시키는 필라멘트와, 이 필라멘트의 외부에 작용공간을 형성하면서 양극몸체의 내주면에 장착된 베인 및, 상기 양극몸체의 하부에서 상부가 이와 접합되는 하부실드컵을 구비하는 마그네트론에 있어서, 상기 하부실드컵은 이의 플랜지부의 저면으로부터 하부실드컵의 외주면에까지 연장되게 형성된 다수개의 돌출비드부를 전둘레에 걸쳐 방사상으로 구비한 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 마그네트론의 구조를 도시한 단면도,

도 2는 종래의 마그네트론에서 양극몸체의 하부에 하부실드컵이 결합된

상태를 도시한 상태도,

도 3은 본 발명에 따른 마그네트론에서 양극몸체의 하부에 하부실드컵이 결합된

상태를 도시한 상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10-양극몸체 13-베인

20-필라멘트 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 3은 본 발명에 따른 마그네트론에서 양극몸체의 하부에 하부실드컵이 결합된 상태를 도시한 상태도인 바, 종래 마그네트론의 구조를 도시한 도 1과 도 2의 참조부위와 동일한 참조부위에는 동일한 참조부호를 병기하며, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 마그네트론은 도면에 도시된 바와 같이, 마그네트론의 양극몸체(10)와 하부실드컵(53)의 접합부위에 조립시 이들 사이의 동심도를 유지시킬 수 있도록 구성되는 바, 이를 위해 상기 하부실드컵(53)의 상측부위에 다수개의 강성보강용 돌출비드부(55)가 형성되고, 이 돌출비드부(55)를 매개로 하부실드컵(53)이 양극몸체(10)와의 결합시 접합부위에 대한 변형이 방지되며, 이에 따라 상기 양극몸체(10)와 하부실드컵(53) 사이의 동심도가 유지되어 마그네트론이 마이크로파를 발진함에 있어 제기능을 다할 수 있도록 되어 있다.

즉, 상기 하부실드컵(53)의 상부에서 외측방향으로 절곡되어 양극몸체(10)의 하단부와 면착되도록 형성된 플랜지부(57)에는 이 플랜지부(57)의 하부면에서 하부실드컵(53)의 상측 외주면상으로 연장된 돌출비드부(55)가 하부실드컵(53)의 전둘레에 걸쳐 등간격을 두고서 방사상으로 다수개로 형성되어 있는 바, 이 돌출비드부(55)는 하부실드컵(53)의 플랜지부(57)의 저면으로부터 하부실드컵(53)의 외주면에까지 연장되도록 대략 90°정도로 절곡되게 형성된 것이다.

이에 따라, 상기 돌출비드부(55)는 하부실드컵(53)의 상측부위로부터 플랜지부(57)의 저면에까지 절곡된 상태로 연장되도록 형성되어 있어, 이 플랜지부(57)의 상부면으로 양극몸체(10)의 저면이 면착되어 접합되는 조립공정 중에 상기 하부실드컵(53)에 큰 하중이 가해지더라도 플랜지부(57)는 돌출비드부(55)를 매개로 이를 견딜 수 있을 정도의 구조적인 간성을 발휘할 수 있으므로, 상기 하부실드컵(53)이 찌그러지는 등의 변형발생이 배제될 수 있게 된다.

이와 같이 상기 하부실드컵(53)이 양극몸체(10)상에 접합될 때 변형발생을 억제받게 되면, 상기 양극몸체(10)와 하부실드컵(53) 사이의 동심도를 정확하게 유지한 상태로 조립될 수 있게 되므로, 조립후 마그네트론의 제기능 발휘에 기여할 수 있게 된다.

이는 상기 마그네트론의 조립시 상기 양극몸체(10)내의 베인(13)과 필라멘트(20) 사이의 동심도에 따라 형성되는 작용공간(23)과 상당한 관련이 있는 것으로, 상기 작용공간(23)은 전원단자(37)로부터 인가되는 전원에 의해 베인(13)과 필라멘트(20) 사이에서 형성된 강한 자계가 마그네트A(70)와 마그네트K(73)에 의해 발생된 자속으로 나선형의 운동을 하는 곳으로서, 이 작용공간(23)을 형성하는 베인(13)과 필라멘트(20) 사이의 동심도가 나쁘게 되면 이로부터 생성되는 마이크로파가 불안정하게 되어 마그네트론의 발진성능이 저하되기 때문이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 마그네트론의 양극몸체와 하부실드컵 사이의 접합이 하부실드컵의 플랜지부의 저면과 측면 사이로 연장된 돌출비드부를 매개로 정확한 동심도를 유지한 상태에서 이루어질 수 있게 되면, 조립공정에서 불량발생을 억제시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이에 따른 마그네트론의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 열전자를 방출시키는 필라멘트와, 이 필라멘트의 외부에 작용공간을 형성하면서 양극몸체의 내주면에 장착된 베인 및, 상기 양극몸체의 하부에서 상부가 이와 접합되는 하부실드컵을 구비하는 마그네트론에 있어서,

   상기 양극몸체의 저면부와 면착되는 하부실드컵의 상측 플랜지부에는 이의 구조적 강성보강을 위한 다수개의 돌출비드부가 전둘레에 걸쳐 방사상으로 구비된 것을 특징으로 하는 마그네트론.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출비드부는 하부실드컵의 상측 외주면으로부터 플랜지부의 저면에까지 절곡된 상태로 연장되게 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 마그네트론.