KR100320566B1 - 마그네트론 - Google Patents

Abstract

쵸크효과의 대역이 넓어지며, 불필요한 고조파 잡음을 효과적으로 억제할수 있는 마그네트론을 제공한다.

마이크로파를 전송하는 안테나리드 18 의 주위에 통형상으로, 상기 마이크로파에 있어 기본파의 복수의 고조파를 억제하는 복수의 λ/ 4 쵸크를, 그들 각 개구부 26 c , 26 d 가 교호로 상하로 형성되도록 하여 일체로 형성하여 되는 쵸크구조 26 을 갖는 마그네트론으로서, 상기 각 개구부 26 c , 26 d 와 인접하는 개구부 26 e , 26 f 를 좁게 함으로서, 상기 각 개구부 26 c , 26 d 를 넓혔다. 구체적으로는, 안테나리드 18 에 가장 가까운 통상체 26 b 의 외측에 위치하는 통상체 26 a 를 테이퍼 형상으로 형성하였다.

Description

마그네트론{magnetron}

본 발명은, 전자레인지 등의 마이크로파 가열기기등에 사용되여 마이크로파를 발생하는 마그네트론에 관한 것으로, 특히 그 고조파 잡음 억제를 위한 쵸크구조에 관한 것이다.

도 4 는, 전자레인지 등에 사용되는 일반적인 마그네트론의 전체 구성도 이다.

이 마그네트론은, 콘덴사 1 이나 쵸크코일 2 등이 내장된 케이스 3 위에, 요크 4 나 방열용 핀(fin) 5 로 덮힌 2 극 진공관인 마그네트론 본체부 10 이 구성되어있다.

본체부 10 의 진공벽의 일부를 구성하는 양극원통 11 은 무산소동(銅) 등으로 형성되어 있으며, 그 내주에는 짝수매의 베인 12 가 방사상으로 설치되고, 각 베인 12 는 1 매 걸러서 소경(내측) 및 대경(외측)의 스트랩링 13 , 14 에 의해 접속되여, π모드발진의 안정화가 도모되고 있다.

상기 양극원통 11 의 양단에는, 그 상하에 배치되는 둥근고리 형상의 영구자석 15 의 자계를, 베인 12 의 선단과 양극원통 11 의 중심부에 설치되는 음극 16 과의 사이의 작용공간에 집중시키기 위한 폴피스 17 이 각각 설치되어 있다.

상기 음극 16 은, 예를 들면 트림텅스텐선등이 코일형상으로 감긴 필러멘트로 부터 되며, 각 베인 12 의 선단에 둘러싸인 공간에, 양근원통 11 의 중심부에위치하도록 설치되여 있다.

상기 베인 12 의 1 매에는 출력안테나리드 18 의 한쪽끝이 접합되고, 그 다른쪽끝은 폴피스 17 의 관통공 17 a , 출력측금속통 19 및 세라믹원통 등으로 부터 되는 절연통 20 의 중심부를 관통하여 배기관의 봉함부 21 로 고정되어 있다. 이 봉함부 21 에는 안테나캡이 씌워져 있다.

상기 출력측금속통 19 는 양극원통 11 과 직접 전기적으로 접속되어 있으며, 양극원통 11 과 베인 12 로 형성되는 공동공진회로로 발진한 마이크로파 전력은, 출력측금속통 19 의 중심축 위를 연장되는 출력 안테나리드 18 을 동축선로로 하여 나아가며, 그 선단의 출력 안테나 23 으로부터 방사된다. 이때, 불필요한 잡음성분(고조파잡음)도 출력안테나리드 18 을 통하여 전송되여, 방사된다.

이와같은 고조파잡음의 전송을 억제하기 위하여, 출력측금속통 19 안에 1 / 4 파장형 쵸크(이하, λ/ 4 쵸크라 기재함)을 형성하는 것이, 종래로 부터 도입되고 있다.

도 5 에, 2 개의 고조파잡음대역을 억제한 종래의 쵸크 구조를 나타낸다. 그리고, 상기 도 4 와 동일 부호는 동일 또는 상당 부분을 나타내고 있다.

상기 폴피스 17 과 절연통 20 사이에 위치하는 출력측금속통 19 내에는, 그 중심을 통과하는 안테나리드 18 의 주위에, 장단의 외측통상체 25 a 와 내측통상체 25 b 가 상부연결로 일체로 성형된 쵸크구조체 25 가, 그 저면 주변을 출력측금속통 19 의 내주에 납뗌접합으로서 취부되어 있다. 그리고, 외측통상체 25 a 에 의해 형성되는 λ/ 4 쵸크의 개구부 25 c 는 상향으로 개구하고, 내측통상체 25 b 에의해 형성되는 λ/ 4 쵸크의 개구부 25 d 가 하향으로 개구하고 있다.

상기 외측통상체 25 a 와 내측통상체 25 b 는, 억제하려고 하는 고조파 1 / 4 파장 (λ) 에 상당하는 길이 (높이) 로 형성되여 있으며, 여기에서는, 전자레인지용 마그네트론의 2450 M H z 의 기본파에 대하여, 외측통상체 25 a 가 제 3 고조파 (7.35 G H z), 내측통상체 25 b 가 제 5 고조파 (12.25 G H z) 에 대응하도록 구성되어 있다.

그런데, 전자레인지등에 사용되는 마이크로파 (2450 M H z) 의 고조파는, 기본파 자체가 전자레인지의 안에서 식품을 얹은 턴테이블의 회전등에 따라 대역이 변동하기 때문에, 고조파의 대역은 그 이상으로 변동한다. 따라서, 고조파잡음의 쵸크효과의 대역도 보다 큰 쪽이 바람직하다.

그렇지만 상기 구성에 있어서는, 한정된 공간 (직경 및 높이 함께 20 ㎜ 에 차지않는) 중에, 2 개의 λ/ 4 쵸크가 일체화된 쵸크구조체 25 를 배설하지아니하면 아니 되므로, 각각의 개구부 25 c , 25 d 가 작게, 쵸크효과의 대역이 좁게 된다고 하는 과제가 있었다.

그레서, 본원 발명은 이와같은 과제를 해결하기 위하여 된 것으로, 쵸크효과의 대역이 넓어지고, 불필요한 고조파잡음을 효과적으로 억제할수 있는 마그네트론을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시 형태의 요부 구성도임.

도 2 는 상기 실시 형태에 있어서, 실제로 제작한 쵸크 구조체의 실 치수를 나타낸 요부 구성도임.

도 3 은 상기의 치수로 구성한 쵸크 구조체를 사용하여 실험한 결과와 종래 기술의 경우와를 그래프로 나타낸 도임.

도 4 는 전자레인지 등에 사용되는 일반적인 마그네트론의 전체 구성도임.

도 5 는 종래 기술을 나타내는 요부 구성도임.

* 부호의 설명 *

10 : 마그네트론 본체부 11 : 양극원통

12 : 베인 13, 14 : 스트랩링

15 : 영구자석 16 : 음극

17 : 폴피스 18 : 안테나리드

19 : 출력측 금속통 26 : 쵸크구조체

26 a : 외측통상체 26 b : 내측통상체

26 c , 26 d : 개구부 26 e , 26 f : 개구부

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본원 발명은, 양극원통의 일측 단부에 형성된 출력측 금속통에 기밀 접합되어, 안테나리드 주위에서 마이크로파의 기본파 중 복수의 고조파를 억제하는 복수의 1/4 파장형 쵸크구조를 가지는 마그네트론으로, 상기 쵸크구조는 상기 출력측 금속통안의 공간 안에 설치되고, 외측통상체와 내측통상체는 상부의 개구부에 의해 일체가 되도록 연결하고, 상기의 외측통상체의 저면에 형성된 개구부의 주위가 상기의 출력측 금속통의 내주에 설치되고, 상기 저면측의 개구부는 상기 외측통상체와 상기 출력금속통과의 사이에 형성되는 개구부 보다도 좁고, 또한 상기 상부의 개구부는 상기 내측 통상체와 상기 외측통상체와의 사이에 형성되는 개구부보다도 좁게 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 외측통상체를 테이퍼 형상으로 형성한 쵸크구조인 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 쵸크구조는 2 개의 고조파를 억제하는 쵸크구조인 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 2 개의 고조파로서, 기본파의 제 3 고조파와 제 5 고조파를 억제하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 전자레인지등의 마이크로파 가열기기의 마이크로파 발생원으로서 사용하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이하, 본원 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그리고 마그네트론의 전체구성은 상기 도 4 에 나타낸 것과 마찬가지이다.

도 1 은, 본원 발명의 실시형태의 요부구성도이며, 상기 도 5 와 동일 부호는 동일 또는, 상당부분을 나타내고 있다.

본원 발명자들은, 실험등에 의한 시행착오를 반복하여, λ/ 4 쵸크의 개구부를 넓게하면, 고조파잡음의 억제대역이 넓어지는 것을 확인하였다.

그러나, 상기 도 5 에 나타낸 바와같은 종래 구성의 쵸크구조체 25 로서는, 한정된 공간내에서, 인접하는 2 개의 개구부 25 c , 25 d 를 함께 넓힌다는 것은 무리이다. 즉, 한쪽을 넓게하면 다른쪽이 좁게 되고, 다른쪽을 넓게 하면 한쪽이 좁게되게 되어, 어느쪽인가 한쪽이 희생하게 되므로, 여기에서는 그다지 의미가 없다.

그리고, 내측통상체 25 b 와 안테나리드 18 의 간격을 좁게하므로서, λ/ 4 쵸크의 각 개구부 25 c , 25 d 를 넓게 하는 것도 생각되지만, 내측통상체 25 b 와 안테나리드 18 의 간격을 좁게하면, 본래의 기본파의 통과를 나쁘게 하게 되므로, 본 말이 전도가 된다.

그레서, 도 1 에 나타낸 본 실시형태의 쵸크구조체 26 에서는, 외측통상체 26 a 를 테이퍼 형상으로 형성하므로서, 각 개구부 26 c , 26 d 와 인접하는 개구부 26 e , 26 f 를 좁게하는 것에 의해, 내측통상체 26 b 는 안테나리드 18 과 종래와 같은 간격을 유지한체로, 양쪽의 개구부 26 c , 26 d 를 넓히도록 한 것이다.

도 2 는, 상기 도 1 의 실시형태에 기초하여 실제로 제작한 쵸크구조체 26 의 실치수를 나타낸 것이다.

이 쵸크구조체 26 의 저면 외주의 직경은 18.0 ㎜ , 저면내주, 즉 테이퍼 형상의 외측통상체 26 a 의 저변직경은 14.5 ㎜ 이다. 또 상면외주, 즉 테이퍼 형상의 외측통상체 26 a 의 상변의 직경은, 13.0 ㎜ , 상면내주, 즉 내측통상체 26 b 의 직경은 9.0 ㎜ 이다. 그리고, 테이퍼 형상의 외측통상체 26 a 의 높이는 9.5㎜ , 내측통상체 26 b 의 높이는 5.2 ㎜ 이다. 그리고 이들 쵸크재 두께는 0.3 ㎜ 이다.

상기 치수로 구성한 쵸크구조체 26 을 사용하여, 실험한 결과, 도 3 에 그래프로 나타낸 바와 같은 결과가 얻어졌다. 그리고 그래프의 세로축은 투과량 (d B) 으로, 0 은 모두 투과, - 10 은 1 / 10 투과, - 20 은 1 / 100 투과로, 가로축은 주파수 (G H z) 이며, 또, 그래프의 실선은 종래의 쵸크효과 대역을, 파선은 본 발명의 도 2 에 나타낸 것의 쵸크효과 대역을 나타내고 있다.

도 3 의 그래프로 부터 명백한 바와 같이, 본 실시형태의 것에서는, 종래의 것에 비교하여, 제 3 고조파 (7.35 G H z) 및 제 5 고조파 (12.25 G H z) 의 어느것에 있어서도, 쵸크효과 대역이 실질적으로 넓어지고 있는 것이 실증되었다. 또, 투과량도 근소하지만 저하하고 있다.

이상과 같이 쵸크효과의 대역이 넓어지는 것에 의해, 불필요한 고조파잡음을 효과적으로 억제할 수 있다. 특히 전자레인지등의 마이크로파 가열기기에 있어서는, 전술한 바와 같이, 기본파 자체가 전자레인지의 안에서 식품을 올린 턴 테이불의 회전등에 따라 대역이 변동하므로서, 고조파의 대역은 그 이상으로 변동하므로 한층, 효과적이고 유효하다.

또, 상기와 같이 외측통상체 26 a 를 테이퍼형상으로 하는 것에 의해, 상기의 작용효과가 효율이 좋게 실현될수 있음과 동시에, 이차적 효과로서, 금형의 기울기가 확보되므로, 성형공정이 용이하고 또한 저 비용으로 행할 수 있게된다.

그리고, 상기 실시예에서는, 외측통상체 26 a 를 테이프형상으로 하였지만,시행착오의 과정에서, 외측통상체 26 a 를 단계적으로 넓혀도 일정한 효과가 얻어지는 것을 부언하여둔다.

그리고, 상기 실시형태에서는, 고조파잡음의 크기나 위성방송의 주파수대역과 겹치는 등으로, 영향이 큰 제 3 고조파와 제 5 고조파의 2 개의 고조파잡음을 억제하는데 본원발명을 적용한 경우에 대하여 설명하였지만, 다른 고조파잡음에도 적용할수가 있으며, 더욱이, 성형상은 현실적으로 2 개가 가장 적합하지만, 성형상의 곤란을 극복할수 있으면, 3 개 이상의 고조파잡음을 억제하는 것도 가능하다.

이상과 같이 본원 발명에 의하면, 마이크로파를 전송하는 안테나리드의 주위에 통형상으로, 상기 마이크로파에 있어 기본파의 복수의 고조파를 억제하는 복수의 λ/ 4 쵸크를, 그들의 각 개구부가 교호로 상하로 형성되도록 하여 일체로 형성하여 되는 쵸크구조를 갖는 마그네크론으로서, 상기 각 개구부와 인접하는 개구부를 좁게하는 것에 의해, 상기 각 개구부를 넓힘으로, 쵸크효과의 대역이 넓어지고, 불필요한 고조파잡음을 효과적으로 억제할수 있도록 된다.

또, 상기 안테나리드에 가장 가까운 통상체의 외측에 위치하는 통상체를 테이퍼 형상으로 형성하는 것에 의해, 각 개구부를 넓힘으로, 상기 효과를 효율이 좋게 실현할수 있음과 동시에, 금형의 기울기가 확보됨으로서, 성형공정이 용이하게 그리고 저비용으로 행할수 있게 된다.

또, 상기 쵸크구조를, 2 개의 고조파를 억제하는 쵸크구조에 적용하는 것이성형상의 용이성등에서 가장 적합하다.

또, 상기 2 개의 고조파로서, 기본파의 제 3 고조파와 제 5 고조파를 억제하는 것에 의해, 전자레인지등의 기본파가 2450 M H z 의 마이크로파로 적용하여 유효하게 된다.

또, 전자레인지등의 마이크로파 가열기기의 마이크로파 발생원으로서 사용하는 것에 의해, 전자레인지등의 마이크로파 가열기기에 있어서는, 기본파 자체가 전자레인지 안에서 식품을 올린 턴테이블의 회전등에 따라 대역이 변동하기 때문에, 고조파의 대역은 그 이상으로 변동함으로, 한층 효과적이며 유효하다.

Claims (5)

1. 양극원통의 일측 단부에 형성된 출력측 금속통에 기밀 접합되어, 안테나리드 주위에서 마이크로파의 기본파 중 복수의 고조파를 억제하는 복수의 1/4 파장형 쵸크구조를 가지는 마그네트론으로, 상기 쵸크구조는 상기 출력측 금속통안의 공간 안에 설치되고, 외측통상체와 내측통상체는 상부의 개구부에 의해 일체가 되도록 연결하고, 상기의 외측통상체의 저면에 형성된 개구부의 주위가 상기의 출력측 금속통의 내주에 설치되고, 상기 저면측의 개구부는 상기 외측통상체와 상기 출력금속통과의 사이에 형성되는 개구부 보다도 좁고, 또한 상기 상부의 개구부는 상기 내측 통상체와 상기 외측통상체와의 사이에 형성되는 개구부보다도 좁게 형성한 것을 특징으로 하는 마그네트론
2. 제 1 항에 있어서, 상기 외측통상체를 테이퍼 형상으로 형성한 쵸크구조인 것을 특징으로 하는 마그네트론.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 쵸크구조는 2 개의 고조파를 억제하는 쵸크구조인 것을 특징으로 하는 마그네트론
4. 제 3 항에 있어서, 상기 2 개의 고조파로서, 기본파의 제 3 고조파와 제 5 고조파를 억제하는 것을 특징으로 하는 마그네트론
5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느한항에 있어서, 전자레인지 등의 마이크로파 가열기기의 마이크로파 발생원으로서 사용하는 것을 특징으로 하는 마그네트론