KR100283778B1

KR100283778B1 - 마그네트론의 자기에너지 집속장치

Info

Publication number: KR100283778B1
Application number: KR1019970044990A
Authority: KR
Inventors: 백영근
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-08-30
Filing date: 1997-08-30
Publication date: 2001-04-02
Also published as: KR19990021445A

Abstract

본 발명은 마그네트론의 자기에너지 집속장치에 관한 것으로, 그 목적은 페라이트 마그네트에서 형성된 자기에너지를 양극실린더내로 보다 강하게 집속시켜 마그네트론의 효율을 향상시키는 것이다.

본 발명에 따른 마그네트론의 자기에너지 집속장치에 의하면, 고주파 에너지를 생성하도록 자기에너지를 양극실린더(31)의 중심부로 집속시키는 깔대기 형상의 자극편(34)이 마련되는데, 자극면(34)의 중김부에 형성된 개구부(34a) 내주가 요철이 반복되는 톱니형상으로 구성되어 있어서, 페라이트 마그네트(35)에서 형성되는 자기에너지가 양극실린더(31)내로 보다 강하게 집속됨으로써, 이것에 의해 고주파 에너지를 생성하여 도출시키는 마그네트론의 효율이 향상되는 이점이 있다.

Description

마크네트론의 자기에너지 집속장치

본 발명은 전자렌지 등의 마이크로파 가열기기에 사용되는 마그네트론의 자기에너지 집속장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자기에너지를 양극실린더의 중심부로 집속 제어하는 자극편을 갖춘 마그네트론의 자기에너지 집속장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자렌지 등에 사용되는 마그네트론은 고전압을 인가받아 양극실린더에서 기본파 2450MHz의 주파수를 가지는 에너지를 생성하고, 이 고주파 에너지를 출력부의 안테나로드를 통해 전자렌지의 조리실로 방사함으로써, 음식물을 조리한다.

이러한 기능을 하는 마그네트론은 제1도에 도시한 바와 같이, 몸체를 이루는 요크(1)내에 설치되어 고주파 에너지를 생성하는 양극부(3)와, 양극부(3)의 상부와 하부에 위치되어 마이크로파를 도출하는 출력부(2)와 전원이 입력되는 입력부(4)를 구비한다.

양극부(3)는 통상의 양극실린더와, 이 양극실린더의 내주에 설치되어 공동공진을 이루는 복수개의 베인(3b)을 포함한다. 베인(3b)은 등간격으로 설치되고 양극스트랩에 의해 상호 연결되어 있으며, 중심부에 작용공간을 형성함으로써 서로 인접한 베인(3b)과의 자기유도(INDUCTANCE)와 정전용량(CAPACITANCE)으로 이루어진 공진기이다. 양극실린더(3a)의 정 중앙에는 열전자를 방출하는 나선형상의 필라멘트(3c)와 여기에 전류를 공급해주는 센터로드(3f)가 마련되어 있다. 베인(3b)은 사이드로드(3g)를 통해 전류가 공급되며, 필라멘트(3c)와 베인(3b) 사이에는 약 4Kv의 전위차가 발생된다. 그리고 양극실린더(3a)의 상하부에는 페라이트 마그네트(3e)와 깔대기 형상의 자극편(3d)이 각각 대칭되게 배치되어 있어서, 자기에너지가 작용공간에 집속되게 한다. 미설명부호 2a는 고주파 에너지가 외부로 도출되는 안테나로드이고, 3h는 양극실린더(3a)를 냉각시키기 위한 냉각핀이다. 안테나로드(2a)는 일단이 베인(3b)과 결합되며 타단이 자극편(3d)을 관통하여 관축을 따라 출력부(2)까지 연장되어 있다. 그리고 냉각핀(3h)은 양극실린더(3a)의 외주에 다수 개가 마련되는데, 이웃하는 것과 일정한 간격을 유지하도록 병렬로 배치된다.

입력부(4)는 센터로드(3f)와 사이드로드(3g)가 끼워져 결합되는 절연통(4a)과, 센터로드(3f)와 사이드로드(3g)에 각각 일단부가 접속되어 전원이 공급되는 터미널(4b)을 포함한다. 그리고 절연통(4a)과 터미날(4b)을 감싸도록 요크(1) 하측에 필터박스(5)가 장착되어 있어서, 양극실린더(3a) 내부에서 발생되는 에너지를 갖는 파가 입력부(4)를 통해 외부로 누설되지 않도록 한다.

이와 같이 구성된 마그네트론은 터미널(4b)을 통해 고전압의 외부전원이 입력되면, 베인(3b)에 전류가 흐르게 되고 필라멘트(3c)에서는 전자가 방출된다. 아울러 페라이트 마그네트(3e)의 자기에너지가 자극편(3d)에 의해 작용공간 즉, 양극 실린더(3a)의 중심부로 집속 제어됨으로써, 작용공간에서 전자군과 자기에너지가 상호작용하여 기본파 2450MHz의 주파수를 가지는 전자류 에너지를 생성한다. 그리고 이러한 고주파 에너지는 안테나로드(2a)를 통해 외부로 도출되는데, 특히 전자렌지에 장착된 경우 조리실(미도시)로 방사되어 음식물이 조리된다.

이러한 마그네트론은 자기에너지를 양극실린더(3a)의 중심부인 작용공간에 집중적으로 집속시켜 자계강도를 증대시키면 이의 전체적인 효율이 향상되는데, 이것은 깔대기 형상의 자극편(3d)에 의해 이루어진다.

그러나 종래 마그네트론의 자극편(3d)은 단순히 중심부위가 오목하게 형성되며 , 대칭되는 베인(3b)과의 간격과 동일한 지름을 갖도록 중심부위에 원형상의 개구부(A)가 천공되어 있다. 이에 따라 베인(3d)과 어긋나는 자극편(3d)의 중심부위에는 자기에너지 집속에 불필요한 부분이 존재하게 됨으로써, 마그네트론의 성능향상에 그 한계가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고주파 에너지를 생성하도록 자기에너지를 양극실린더의 중심부로 집속시키는 깔대기 형상의 자극편이 마련되는데, 자극편의 중심부에 형성된 개구부 내주를 요절이 반복되는 톱니형상으로 구성함으로써, 자기에너지를 양극실린더의 중심부로 강하게 집속시킬 수 있도록 하는 마그네트론의 자기에너지 집속장치를 제공하는 것이다.

제1도는 종래 마그네트론을 보인 단면도이다.

제2도는 본 발명에 따른 마그네트론의 전체적인 구조를 보인 단면도이다.

제3도는 본 발명에 따른 자극편을 발췌하여 보인 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 요크 20 : 출력부

30 : 양극부 31 : 양극실린더

32 : 베인 33 : 필라멘트

34 : 자극편 34a : 개구부

34b : 홈 35 : 페라이트 마그네트

40 : 전원 입력부

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내주에 복수개의 베인이 등간격으로 배치되는 양극실린더, 양극실린더의 중심부에 위치되어 전자를 방출하는 필라멘트, 양극실린더의 상 하측에 각각 설치되어 자기에너지를 형성하는 페라이트 마그네트, 페라이트 마그네트에서 형성된 자기에너지를 양극실린더의 중심부위로 집속시키도록 양극실린더의 상 하부에 베인과 일정한 간격이 유지되게 설치되며 중심 부위에 윈형상으로 개구부가 마련된 깔대기 형상의 자극편을 갖춘 마그네트론에 있어서, 자극편에는 자기에너지의 집속력이 증대되도록 개구부 내주에 오목하게 패인 복수개의 홈을 형성하여 개구부의 내주를 요철이 반복된 톱니모양으로 마련하되, 홈은 베인의 단부와 상호 어긋나는 위치에 등간격으로 마련되는 것을 특징으로 하는 구성이다.

이러한 구성에 의하면, 페라이트 마그네트에서 형성된 자기에너지를 보다 강하게 양극실런더에 집속시켜 마그네트론의 성능을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부도면을 간략하게 설명하면, 제2도는 본 발명에 따른 마그네트론의 내부구조를 보인 단면도이고, 제3도는 본 발명에 따른 자극편을 발췌하여 보인 사시도이다.

본 발명에 따른 마그네트론은 제2도에 도시한 바와 같이, 외형 몸체를 이루는 요크(10)내에 설치되어 기본파 2450MHz의 주파수를 가지는 전자류 에너지를 생성하는 양극부(30)와, 양극부(30)의 상측에 배치되어 전자류 에너지가 외부로 방출시키는 출력부(20)와, 양극부(30) 하측에 구성되어 양극부(30)에 고전압의 전류를 공급하는 전원 입력부(40)를 구비한다.

출력부(20)에는 일단이 양극부(30)와 연결되며 타단이 관축을 따라 연장된 안테나로드(21)가 마련되어 있어서, 양극부(30)에서 생성된 전자류 에너지를 외부로 방출하게 된다.

그리고 전원 입력부(40)는 양극부(30)에 전원 공급을 위해 배치된 센터로드(36)와 사이드로드(37)가 끼워져 결합되는 세라믹 재질의 절연통(41)과, 센터로드(36)와 사이드로드(37)의 단부에 접속되어 전원이 공급되는 터미널(42)을 포함한다. 판상으로 이루어진 터미널(42)은 일단이 센터로드(36)와 사이드로드(37)에 각각 접속되며 타단이 외부전원이 최초로 입력되는 플러그(43)와 연계된다. 그리고 전원 입력부(40)를 감싸 불요고조파의 누설을 방지하는 필터박스(50)가 요크(10) 하측면에 결합된다. 이 필터박스(50)는 전열통(41)과 터미널(42)을 감싸도록 사각 통상으로 마련된다.

이러한 전원 입력부(40)로부터 전원을 입력받아 전자류 에너지를 생성하는 양극부(30)가 요크(10)내에 설치된다. 이 양극부(30)는 상 하부가 개방된 통상의 양극실린더(31)와, 양극실린더(31)의 내주에 등간격으로 배치된 복수개의 베인(32)과, 양극실린더(31)의 상 하측에 각각 배치된 페라이트 마그네트(35), 양극실린더(31)의 개방부를 덮도록 설치되며 자기에너지를 양극실린더(31)의 중심부로 집속시키는 자극편(34)을 구비한다.

복수개의 베인(32)은 양극실린더(31)의 내주에 방사상으로 배치되며 양극스트랩(32a)에 의해 상호 연결되어 사이드로드(37)를 통해 전류를 공급받는다. 또한, 복수개의 베인(32)에 의해 양극실린더(31)의 중심부위에 작용공간(31a)이 형성되는데, 작용공간(31a)의 중심부에는 센터로드(36)의 단부가 축방향으로 연장되게 배치되며, 여기에 필라멘트(33)가 구성됨으로써 센터로드(36)를 통해 전류를 공급받아 열전자를 방출하게 된다. 이 때 , 필라멘트(33)와 베인(32) 사이의 작용공간(31a)에는 약 4Kv의 전위차가 형성된다.

자기에너지를 형성하는 페라이트 마그네트(35)는 양극실린더(31)의 상측과 하측에 각각 설치되며, 이러한 자기에너지를 양극실린더(31)의 중심부위로 집속시키기 위해 자극편(34)이 양극실린더(31)의 개방된 상 하부를 덮도록 설치된다. 자극편(34)은 자기에너지의 집속을 위해 중심부가 오목하게 함몰된 깔때기 형상으로 마련되는데, 양극실린더(31)의 상부에 설치된 상부자극편과 하부에 설치된 하부자극편으로 구별된다.

제3도를 참조하면, 이러한 자극편(34)에는 중심부에 작용공간(31a)의 직경과 동일하게 원형상의 개구부(34a)가 형성되며, 개구부(34a)의 내주에 오목하게 패인 복수개의 홈(34b)이 방사상으로 마련되어 있다. 복수개의 홈(34b)은 등간격으로 형성됨으로써, 자극편(34) 중심에 형성된 개구부(34a)의 내주는 요철이 반복된 일종의 톱니모양으로 구성된다. 이 때, 각 홈(34b)은 베인(32)의 단부와 어긋나는 위치에 구성하는 것이 바람직한데, 이것은 홈(34b)의 형성으로 장애를 받지 않고 자기에너지를 베인(32)과 베인(32) 사이의 공간에 상대적으로 강하게 집속시킴으로써, 마그네트론의 성능을 보다 향상시키기 위함이다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 마그네트론이 전자렌지에 적용된 예를 통해 마그네트론의 작용 및 효과를 설명한다.

먼저, 고전압의 외부전원이 플러그(43)를 통해 입력되면, 이것은 터미널(42)과 센터로드(36) 및 사이드로드(37)측으로 공급된다. 이에 따라 양극스트랩(32a)으로 연결된 복수개의 베인(32)과 필라멘트(33)에 전류가 흐르게 되고, 필라멘트(33)에서는 전자가 방출된다.

아울러 양극실린더(31)의 상 하측에 배치된 페라이트 마그네트(35)에서 형성되는 자기에너지가 자극편(34)에 의해 작용공간(31a)에 집속된다. 계속하여 작용공간(31a)에 집속된 자기에너지는 양극실린더(31)의 베인(32)과 작용공간(31a)에서 전자군과 상호 작용하고, 일종의 선형 운동인 사이클로이드(CYCLOID)운동을 하여 기본파 2450MHz의 주파수를 가지는 전자류 에너지를 생성한다. 이러한 고주파 에너지는 안테나로드(21)를 통해 전자렌지의 조리실(미도시)로 방출됨으로써, 조리물을 조리한다.

이러한 작동 중에 페라이트 마그네트(35)에서 형성되는 자기에너지는 깔대기형상의 자극편(34)에 의해 양극실린더(31)의 중심부로 강하게 집속되며, 전계에너지와 상호 작용함으로써 전자류 에너지의 생성효율이 보다 향상된다.

즉, 자극편(34)의 중심부에 형성된 개구부(34a) 내주에는 각 베인(32)과 어긋나도록 홈(34b)이 형성되어 있기 때문에, 자기에너지가 홈(34b)을 통해 장애를 받지 않고 양극실린더(31)내의 베인(32)과 베인(32) 사이로 강하게 집속된다. 자기에너지가 보다 강하게 집속됨에 따라 양극실린더(31)내에서 전계에너지와 상호작용하는 자계강도가 증대되며, 이에 따라 고주파 에너지의 생성효율이 높아진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 마그네트론의 자기에너지 집속장치에 의하면, 고주파 에너지를 생성하도록 자기에너지를 양극실린더의 중심부로 집속시키는 깔대기 형상의 자극편이 마련되는데, 자극편의 중심부에 형성된 개구부 내주가 요철이 반복되는 톱니형상으로 구성되어 있어서, 페라이트 마그네트에서 형성되는 자기에너지가 양극실린더내로 보다 강하게 집속됨으로써, 이것에 의해 고주파 에너지를 생성하여 도출시키는 마그네트론의 효율이 향상되는 이점이 있다.

Claims

내주에 복수개의 베인(32)이 등간격으로 배치되는 양극실린더(31), 상기 양극실린더(31)의 중심부에 위치되어 전자를 방출하는 필라멘트(33), 상기 양극실린더(31)의 상 하측에 각각 설치되어 자기에너지를 형성하는 페라이트 마그네트(35), 상기 페라이트 마그네트(35)에서 형성된 자기에너지를 상기 양극실린더(31)의 중심부위로 집속시키도록 상기 양극실린더(31)의 상 하부에 상기 베인(32)과 일정한 간격이 유지되게 설치되며 중심부위에 원형상으로 개구부(34a)가 마련된 깔대기 형상의 자극편(34)을 갖춘 마그네트론에 있어서, 상기 자극편(34)에는 자기에너지의 집속력이 증대되도록 상기 개구부(34a)내주에 오목하게 패인 복수개의 홈(34b)을 형성하여 상기 개구부(34a)의 내주를 요철이 반복된 톱니모양으로 마련하되, 상기 홈(34b)은 상기 베인(32)의 단부와 상호 어긋나는 위치에 등간격으로 마련되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 자기에너지 집속장치.