KR100320466B1 - 마그네트론용 자기 스페이서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기 스페이서의 구조적인 개선을 통해 마그네트와 자극간의 접촉면적을 확보하면서도 아노드와 마그네트간의 열전이를 최소화할 수 있는 마그네트론용 자기 스페이서에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 아노드의 상부에 설치되며, 에이실이 관통되도록 통공을 가진 몸체와, 상기 몸체의 가장자리에 상부 마그네트를 향해 소정높이로 돌출되어 상부 마그네트와 면접촉되는 돌출면부와, 상기 돌출면부와 통공사이에 평평하게 형성되어 에이실과는 면접촉되고 상부 마그네트와는 이격되도록 설치되며 다수개의 통기공이 형성된 평면부로 이루어진 상부 자기 스페이서와,

아노드의 하부에 상기 상부 자기 스페이서와 대향되게 설치되며, 에프실이 관통되도록 통공을 가진 몸체와, 상기 몸체의 가장자리에 하부 마그네트를 향해 소정높이로 돌출되어 하부 마그네트와 면접촉되는 돌출면부와, 상기 돌출면부와 통공 사이에 평평하게 형성되어 에프실과는 면접촉되고 하부 마그네트와는 이격되도록 설치되며 다수개의 통기공이 형성된 평면부로 이루어진 하부 자기 스페이서를 포함하여 구성된 것이다.

Description

마그네트론용 자기 스페이서{magnetic spacer for magnetron}

본 발명은 마그네트론에 관한 것으로서, 특히 마그네트론용 자기 스페이서에 관한 것이다.

일반적으로, 마그네트론(magnetron)은 전원을 인가함에 따라 음극에서 방출되는 전자가 전계와 자계에 의해 2,450MHz의 고주파 에너지를 생성하고, 이러한 고주파 에너지를 안테나를 통해 출력하여 목표물을 가열하는 열원으로 사용되고 있다.

이러한 마그네트론은 전계와 자계에 의해 고주파 에너지를 발생시키는 고주파 발생부와, 상기 고주파 발생부에 전원을 인가하기 위한 입력부와, 상기 고주파 발생부에서 발생된 고주파 에너지를 방출하기 위한 출력부로 대별된다.

이 중, 마그네트론의 핵심부분이라 할 수 있는 고주파 발생부는 첨부된 도 1에서와 같이 마그네트론 본체(이하 '본체'라 함)(1)의 중앙부위에 음극구조물인 필라멘트 형태의 캐소드(3)가 설치되어 있고, 상기 캐소드(3)의 외측에는 캐소드와 동심을 이룸과 함께 캐소드와는 소정간격으로 이격된 원통형의 아노드(5)가 설치되어 있다.

이와 아울러, 상기 아노드(5)의 내면에는 링(ring) 형상의 스트랩(7)에 의해 상호 연결되어 공동공진(公同共振)을 이루는 복수개의 베인(9)이 일체로 되어 있고, 상기 베인(9)의 끝단과 캐소드(3) 사이에는 작용공간(11)이 형성되어 있다.

또한, 상기 아노드(5)의 상,하단에는 상,하부 마그네트(13)(15)에 의해 자화되어 작용공간(11)으로 자기 에너지를 발생시켜주는 상,하부 자극(17)(19)이 설치되어 있다.

출력부는 통상 안테나(21)를 일컫는데, 이 안테나의 일단은 상기 베인(9) 사이에 접속되고 타단은 본체(1)의 상부 외측으로 이어져, 고주파 발생부에서 발생되는 고주파 에너지를 외부로 출력시키는 역할을 한다.

입력부는 센터리드(23)와 캐소드(3), 사이드리드(25)로 구성되어 센터리드(23)로 입력된 전류가 캐소드(3)를 경유하여 사이드리드(25)를 통해 방출되는 회로를 구성하고 있다.

이러한 구성을 가진 마그네트론은 센터리드(23)를 통해 전류가 인가됨에 따라 이에 접속된 캐소드(3)에서 열전자가 방출되며, 이 때 방출된 열전자는 각 베인(9)의 끝단과 캐소드(3) 사이에 형성된 작용공간(11)에 위치하게 된다.

이와 함께, 상,하부 마그네트(13)(15)로 부터 발생되는 자기 에너지는 상,하부 자극(17)(18)을 통해 역시 작용공간(11)으로 집속된다.

이에 따라 작용공간(11) 내에서는 열전자와 자기 에너지가 상호 작용하면서 일종의 선형운동인 사이클로이드(cycloid)운동을 하여 2,450㎒의 주파수 대역을 가진 고주파 에너지인 마이크로파가 생성된다.

상기 마이크로파는 베인(9)으로부터 본체(1)의 외측으로 이어진 안테나(21)를 통해 전자레인지의 캐비티 내부로 방출되므로써 캐비티 내부에 있는 음식물을 가열 조리하게 된다.

한편, 이러한 마그네트론은 그 효율을 향상시키기 위해 여러가지 방법을 간구하고 있는데, 그 중 하나로 자기장 세기(자력)를 증대시키는 방법이 있다.

이를 이루기 위해서는 아노드(5)로부터 상,하부 마그네트(13)(15)로 전달되는 열량을 최소화시키거나, 상,하부 마그네트(13)(15)로부터 상,하부 자극(17)(19)으로의 자력 전이량을 향상시키면 된다.

하지만, 상기한 마그네트론의 효율을 향상시키기 위한 두가지 조건은 상호 연관성을 가지고 있으므로 어느 한 조건을 편중해서 향상시킨다고 해서 마그네트론의 효율이 향상되지는 않는다.

따라서, 두 조건을 적정범위내에서 동시에 향상시켜야만 마그네트론의 효율향상을 기대할 수 있다.

이를 도 2 및 도 3을 통해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 마그네트론의 효율에 직접적으로 관련된 부분의 구성을 보면, 원통형 아노드(5)의 상,하단에는 깔때기 형상을 가진 상,하부 자극(17)(19)이 상호 대향되게 설치되어 있고, 상기 상부 자극(17)의 상면에는 에이실(27)의 플랜지부(27a)가 밀착되어 있으며, 하부 자극(19)의 저면에는 에프실(29)의 플랜지부(29a)가 밀착되어 있다.

그리고, 상기 에이실(27)의 외주에는 상부 마그네트(13)가 끼워지고, 상기 에이실(27)의 플랜지부(27a)의 상면과 상부 마그네트(13)의 저면 사이에는 평판형의 상부 자기스페이서(31)가 개입되어 있다.

또한, 상기 에프실(29)의 외주에는 하부 마그네트(15)가 끼워지고, 상기 에프실(29)의 플랜지부(29a)의 저면과 하부 마그네트(15)의 상면 사이에는 평판형의 하부 자기스페이서(33)가 개입되어 있다.

이상과 같이 아노드(5)와 상, 하부 마그네트(13)(15)는 그 사이에 설치되는 부품들에 의해 간접적으로 접촉되어 있기 때문에 아노드(5)로부터 발생되는 열이 상, 하 마그네트(13)(15)로 전달됨을 피할 수 없다.

다만, 열전달을 여하히 줄여주느냐에 따라 상, 하부 마그네트(13)(15)의 자기장 발진효율을 향상시킬 수 있는데, 이를 위해 종래에는 에이실(27)의 플랜지부(27a)와 에프실(29)의 플랜지부(29a) 상에 각각 엠보싱부(27b)(29b)를 형성하여 각 실(27)(29)과 상,하부 자기스페이서(31)(33)가 점접촉을 이루도록 하므로써 아노드(5)로부터 상,하 마그네트(13)(15)로의 열전달량이 최소화되도록 하고 있다.

하지만, 이와 같은 접촉면적의 저하는 열전달량은 줄일 수는 있지만, 상,하부 마그네트(13)(15)로부터 상,하부 자극(17)(19)으로의 자력전달량이 줄어들게 되는 상쇄관계에 의해 실질적으로 마그네트론의 효율은 향상되지 않거나 오히려 저하되는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 자기 스페이서의 구조적인 개선을 통해 마그네트와 자극간의 접촉면적을 확보하면서도 아노드와 마그네트간의 열전이를 최소화할 수 있는 마그네트론용 자기 스페이서를 제공하는데 그 목적을 두고 있다.

도 1은 일반적인 마그네트론의 종단면도

도 2는 종래 자기 스페이서의 설치상태를 도시한 마그네트론의 요부 종단면도

도 3은 종래 자기 스페이서의 사시도

도 4는 본 발명에 따른 상부 자기 스페이서의 사시도

도 5는 상부 자기 스페이서의 설치상태를 도시한 요부 단면도

도 6은 본 발명에 따른 하부 자기 스페이서의 사시도

도 7은 하부 자기 스페이서의 설치상태를 도시한 요부 단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5: 아노드 13: 상부 마그네트

15: 하부 마그네트 27: 에이실

27a, 29a: 플랜지부 29: 에프실

40, 60: 상부 자기 스페이서 41, 61: 몸체

42, 62 : 통공 43, 63: 돌출면부

44, 64: 평면부 45, 65: 통기공

46, 66: 에어가이드 50, 70: 공간부

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면;

아노드의 상부에 설치되며, 에이실이 관통되도록 통공을 가진 몸체와, 상기 몸체의 가장자리에 상부 마그네트를 향해 소정높이로 돌출되어 상부 마그네트와 면접촉되는 돌출면부와, 상기 돌출면부와 통공사이에 평평하게 형성되어 에이실과는 면접촉되고 상부 마그네트와는 이격되도록 설치되고 다수개의 통기공이 형성된 평면부로 이루어진 상부 자기 스페이서와,

아노드의 하부에 상기 상부 자기 스페이서와 대향되게 설치되며, 에프실이 관통되도록 통공을 가진 몸체와, 상기 몸체의 가장자리에 하부 마그네트를 향해 소정높이로 돌출되어 하부 마그네트와 면접촉되는 돌출면부와, 상기 돌출면부와 통공 사이에 평평하게 형성되어 에프실과는 면접촉되고 하부 마그네트와는 이격되도록 설치되고 다수개의 통기공이 형성된 평면부로 이루어진 하부 자기 스페이서를 포함하는 마그네트론용 자기 스페이서가 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 4 내지 도 7을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

상부 마그네트(13)와 에이실(27)의 플랜지부(27a) 사이에는 평판형의 상부 자기 스페이서(40)가 설치되며, 하부 마그네트(15)와 에프실(29)의 플랜지부(29a) 사이에는 상부 자기 스페이서(40)와 동일한 형상을 가진 하부 자기 스페이서(60)가 각각 설치된다.

먼저, 상기 상부 자기 스페이서(40)는 도 4 및 도 5에서와 같이 몸체(41)의 중앙에 에이실(27)이 관통 결합되도록 통공(42)이 형성되어 있으며, 상기 몸체(41)의 가장자리에는 상부 마그네트(13)를 향해 소정높이로 돌출되어 상부 마그네트(13)와 면접촉되는 돌출면부(43)가 형성되어 있다.

이 때, 상기 돌출면부(43)에 의해 상부 자기 스페이서(40)와 상부 마그네트(13)의 접촉면적이 확보되므로써 상부 마그네트로부터 상부 자극(17)으로 전달되는 자기장이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 돌출면부(43)는 상부 자기 스페이서(40)에서 열전달량이 가장 적은 가장자리 부분에 형성되므로써 아노드(5)로부터 상부 마그네트(13)로 전달되는 열을 최소화시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 통공(42)과 돌출면부(43)와의 사이에는 평평한 평면부(44)가 형성되며, 이 평면부(44)의 저면은 에이실(27)의 플랜지부(27a) 상면과 면 접촉되고, 평면부(44)의 상면은 상부 마그네트(13)의 저면과 이격되어 그 사이에 공간부(50)를 형성하고 있다.

또한, 상기 평면부(44)와 돌출면부(42)의 사이에는 복수개의 통기공(45)이 형성되어 이를 통해 외부공기가 상기 공간부(50)로 유입되어 상부 자기 스페이서(60)와 상부 마그네트(13)와의 사이에 공기층을 형성함에 따라 아노드(5)로부터 상부 마그네트(13)로의 열전달을 최소화할 수 있게 된다.

그리고, 상기 통기공(45)의 내단에는 하부로 갈수록 점진적으로 외향으로 구배진 에어가이드(46)가 일체로 형성되어 통기공(45)으로의 원활한 공기유입을 안내하게 된다.

한편, 아노드(5)의 하부에 상기 상부 자기 스페이서(40)와 대향되도록 설치된 하부 자기 스페이서(60)는 도 6 및 도 7에서와 같이 몸체(61)의 중앙에 에프실(29)이 관통 결합되도록 통공(62)이 형성되어 있으며, 상기 몸체(61)의 가장자리에는 하부 마그네트(15)를 향해 소정높이로 돌출되어 하부 마그네트(15)와 면접촉되는 돌출면부(63)가 형성되어 있다.

이 때, 상기 돌출면부(63)에 의해 하부 자기 스페이서(60)와 하부 마그네트(15)의 접촉면적이 확보되므로써 상부 마그네트로부터 하부 자극(19)으로 전달되는 자기장의 저하를 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 돌출면부(63)는 하부 자기 스페이서(60)에서 열전달량이 가장 적은 가장자리 부분에 형성되므로써 아노드(5)로부터 하부 마그네트(15)로 전달되는 열을 최소화시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 통공(62)과 돌출면부(63)와의 사이에는 평평한 평면부(64)가 형성되며, 이 평면부(64)의 상면은 에프실(29)의 플랜지부(29a) 하면과 면 접촉되고, 평면부(64)의 저면은 하부 마그네트(15)의 상면과 이격되어 그 사이에 공간부(70)를 형성하고 있다.

또한, 상기 평면부(64)와 돌출면부(63)의 사이에는 복수개의 통기공(65)이 형성되어 이를 통해 외부공기가 상기 공간부(70)로 유입되어 하부 자기 스페이서(60)와 하부 마그네트(15)와의 사이에 공기층을 형성함에 따라 아노드(5)로부터 하부 마그네트(15)로의 열전달을 최소화할 수 있게 된다.

그리고, 상기 통기공(65)의 내단에는 상부로 갈수록 점진적으로 외향으로 구배진 에어가이드(66)가 일체로 형성되어 통기공(65)으로의 원활한 공기유입을 안내하게 된다.

이상과 같은 본 발명은 자기 스페이서의 구조개선을 통해 상,하부 자기 스페이서와 상,하부 마그네트와의 접촉면적을 확보하여 상,하부 마그네트로부터 상,하부 자극으로의 자기장 전달량을 배가시킴과 함께 상,하부 마그네트와 상,하부 자기 스페이서와의 사이를 격리시켜 공기층을 형성함에 따라 아노드로부터 마그네트로의 열전달량을 최소화할 수 있어, 마그네트론의 효율을 한층 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 아노드의 상부에 설치되며, 에이실이 관통되도록 통공을 가진 몸체와, 상기 몸체의 가장자리에 상부 마그네트를 향해 소정높이로 돌출되어 상부 마그네트와 면접촉되는 돌출면부와, 상기 돌출면부와 통공사이에 평평하게 형성되어 에이실과는 면접촉되고 상부 마그네트와는 이격되도록 설치되며 다수개의 통기공이 형성된 평면부로 이루어진 상부 자기 스페이서와,

   아노드의 하부에 상기 상부 자기 스페이서와 대향되게 설치되며, 에프실이 관통되도록 통공을 가진 몸체와, 상기 몸체의 가장자리에 하부 마그네트를 향해 소정높이로 돌출되어 하부 마그네트와 면접촉되는 돌출면부와, 상기 돌출면부와 통공 사이에 평평하게 형성되어 에프실과는 면접촉되고 하부 마그네트와는 이격되도록 설치되며 다수개의 통기공이 형성된 평면부로 이루어진 하부 자기 스페이서를 포함하는 마그네트론용 자기 스페이서.
2. 청구항2는 삭제 되었습니다.
3. 제 1 항에 있어서,

   상부 자기 스페이서의 통기공에는 상단이 통기공의 내단에 일체로 되고 하단으로 갈수록 상기 하부 자기 스페이서의 외측을 향해 경사진 에어가이드가 형성되고,

   하부 자기 스페이서의 통기공에는 하단이 통기공의 내단에 일체로 되고 상단으로 갈수록 상기 상부 자기 스페이서의 외측을 향해 경사진 에어가이드가 형성됨을 포함하는 마그네트론용 자기 스페이서.