KR100765948B1

KR100765948B1 - 마그네트론의 냉각장치

Info

Publication number: KR100765948B1
Application number: KR1020060067925A
Authority: KR
Inventors: 정순신
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2007-10-12

Abstract

본 발명에 따른 마그네트론 냉각 장치는 통형구조를 갖는 양극과 그 내부에 돌출된 복수의 양극 베인이 구비되고, 양극 또는 양극 베인 내부에는 냉각수로가 형성되되, 이 냉각수로는 양극의 외면으로부터 내측 방향으로 직선으로 이루어진 복수의 수로가 한 점에서 만나는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 마그네트론의 냉각장치를 제공하게 되면, 종래의 냉각수로를 연결하는 베인 구멍과 베인 구멍을 막는 베인 핀을 따로 제작할 필요가 없어 부품수가 줄어들어 제작단가가 낮아지고, 직선형의 냉각수로를 한 지점에서 만날 수 있도록 함으로써, 연결구멍이 형성되어 제작이 간단해지게 된다.

또한 직선형의 냉각수로를 다수 형성하여 한 지점에서 만날 수 있게 하여 연결되게 하면, 양극 및 양극 베인에 접하는 단면적이 많아져 냉각 효율이 증가하게 된다.

마그네트론, 양극, 음극, 양극 베인, 베인 구멍, 베인 핀, 냉각수로, 냉각수통, 냉각수관

Description

마그네트론의 냉각장치{COOLING DEVICE OF MAGNETRON}

도 1은 종래의 마그네트론의 구조를 예시한 도면,

도 2는 종래의 마그네트론 냉각장치의 구조를 예시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 마그네트론의 냉각장치의 구조를 예시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 마그네트론의 냉각장치의 단면도를 예시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

210: 냉각수통, 230 : 냉각수관, 250 : 양극(애노드), 270 : 양극 베인

280 : 연결통로, 290 : 냉각수로

본 발명은 마그네트론의 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제작이 간단하고 비용을 절감할 수 있는 마그네트론 양극의 냉각 구조를 제공하는 마그네트론의 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로, 마그네트론은 방송용 기기 또는 드라이어 또는 전자레인지 등과 같은 대전력 전자파 에너지를 이용하는 기기에 요구되는 초단파를 발생시키는 장치로서, 도 1에 제시된 장치를 종래 마그네트론의 한 예에서 설명한다.

이 마그네트론은 원통형의 애노드(1)와 그 내벽에 방사상으로 형성된 복수개의 베인(2)으로 양극부가 구성되고, 상기 양극부의 중심축 상에 나선형의 열전자 방사 음극인 필라멘트(3)가 위치하며, 복수개의 베인(2) 선단과 필라멘트(3) 선단과 필라멘트(3)의 사이에는 작용공간(4)이 형성된다.

또한, 애노드(1)의 상.하단에는 자기회로의 통로인 상.하자극(5)(6)이 고정되어 있고, 상.하자극(5)(6)의 상.하부에는 자기회로의 통로 및 몸체 지지체 역할을 하는 에이시일(7) 및 에프시일(8)이 위치하고 있다.

필라멘트(3)로부터 방사된 열전자의 축방향으로의 이탈을 방지하도록 필라멘트(3)의 양단에는 상.하엔드실드(9)(10)가 배치되어 있고, 필라멘트(3)를 지지함과 동시에 필라멘트(3)에 외부전원을 인가하는 센터리드(11) 및 사이드리드(12)가 하엔드실드(12)가 하엔드실드(10)와 상엔드실드(9)에 고정되어 있으며, 센터리드(11) 및 사이드리드(12)의 타단은 세라믹 절연체인 에프세라믹(13)을 관통하여 각각 노이즈 필터회로 역할을 하는 쵸크코일(14)과 연결되어 있다.

이와 같이 필라멘트(3), 상엔드실드(9), 하엔드실드(10), 센터리드(11), 사이드리드(12), 에프세라믹(13) 등으로 마그네트론의 음극부가 형성된다.

또한, 작용공간(4)에서 생성된 마이크로파를 외부로 출력하는 안테나(15)는 하나의 베인(2)과 연결되어 상자극(5) 및 에이시일(7)의 중앙부를 지나 인출되어 있으며, 작용공간(4)에 자계를 공급해주는 상ㅇ하영구자석(16)(17)은 에이시일(7) 및 에프시일(8)의 외경부에 끼워져 결합되어 하나의 일반적인 마그네트론을 이루고 있다.

그러나, 열전자가 음극 필라멘트(3)와 양극(1) 사이에 인가되는 전기장과 자기회로에서 작용공간(4)으로 인가되는 자기장에 의해 싸이클로이드 운동을 하며, 그 에너지가 작용공간(4)에서 발진 주파수의 마이크로파 에너지로 변환되고, 열전자 중 일부는 베인(2)에 부딪히면서 그 에너지가 열로 변환되며, 이 변환된 열은 베인(2)을 따라 전도되어 밀봉된 양극(1)의 외부로 열이 전도되게 된다.

이렇게 양극(애노드) 및 양극 베인에 전도되는 과도한 열을 냉각시키기 위해 일반적으로 그 주변에 냉각장치를 장착하게 되는데, 도 2는 종래의 마그네트론 냉각장치의 구조를 예시한 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이 마그네트론은 통형구조로서, 중심축에 캐소드(음극)(도시하지 않음)가 있고 그 음극으로부터 일정하게 이격되어 애노드(양극)(150)가 둘러싸고 있다. 이 양극(150)에는 양극(150)에서 음극방향으로 복수의 돌출되어 형성된 양극 베인(170)이 구성되어 있다. 마그네트론의 작동에 의해 이 양극(150)과 양극 베인(170)에 과도한 열이 전달되게 되는데, 이열을 냉각시키기 위해 양극(150)의 외측에 냉각수통(110)이 둘러싸고, 이 냉각수통(110)으로부터 연결되어 양극(150)과 양극 베인(170)에 냉각수로(190)를 형성하여 냉각수를 흐르게 함으로써, 양극(150) 및 양극 베인(170)을 냉각시키는 구조로 되어 있다.

이처럼 종래의 마그네트론 양극의 냉각 구조는 베인 구멍(180), 베인 핀(160), 냉각수로(190), 냉각수통(110), 냉각수관(130)으로 구성되어 있지만, 이 냉각수로(190)가 2개의 직선수로와 그 수직방향으로 연결 통로(베인 구멍)(180)를 형성하는 구조로 되어 있기 때문에, 마그네트론 양극(150) 내부의 진공을 유지하기 위해 각 베인 핀(160)을 베인 구멍(180)에 삽입한 후 베인 핀(160)의 머리 부분을 베인에 브레이징(brazing)하여야 한다. 따라서, 베인 핀(160)과 베인 구멍(1780)의 가공, 베인 핀(160)과 베인(170) 간의 브레이징 공정이 필요하여 제작 공정이 복잡해지고 비용이 상승한다는 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 냉각수로를 연결하는 베인 구멍과 베인 구멍을 막는 베인 핀을 따로 제작할 필요가 없게 되어 부품수가 줄어들어 제작단가가 낮아지게 하고, 직선형의 냉각수로를 한 지점에서 만날 수 있도록 함으로써, 연결구멍이 형성되어 제작이 간단해 질 수 있도록 하는 것이다.

또한 직선형의 냉각수로를 다수 형성하여 한 지점에서 만날 수 있게 하여 연결되게 하여, 양극 및 양극 베인에 접하는 단면적이 많아져 냉각 효율이 증가 시키는 것이다.

본 발명에 따른 마그네트론의 냉각장치는 통형구조를 갖는 양극과 그 내부에 돌출된 복수의 양극 베인이 구비되고, 상기 양극 또는 양극 베인 내부에는 냉각수로가 형성되되, 상기 냉각수로는 상기 양극의 외면으로부터 내측 방향으로 직선으로 이루어진 복수의 수로가 한 점에서 만나는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한 다.

여기서, 상기 냉각수로는 상기 양극 및 상기 양극 베인에 형성되는 것이 바람직하고, 상기 양극의 외측을 둘러싸고, 상기 냉각수로와 연결되는 냉각수통을 더 포함하는 것이 역시 바람직하다. 또한 바람직하게는 상기 냉각수통에 냉각수를 공급하는 냉각수관을 더 포함하는 것일 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 마그네트론의 냉각장치의 구조를 예시한 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이 통형구조를 갖는 양극(250)과 그 내부에 돌출된 복수의 양극 베인(270)이 구비되고, 양극(250) 또는 양극 베인(270) 내부에는 냉각수로(290)가 형성되는데, 이 냉각수로(290)는 양극(270)의 외면으로부터 내측 방향으로 직선으로 이루어진 복수의 수로가 한 점에서 만나는 구조로 되어 있다.

이 복수의 냉각수로(170)가 만나게 되어 연결 통로(280)를 형성하게 되고, 이 통로를 통하여 냉각수가 냉각수로를 통하여 흐를 수 있도록 함으로써, 양극(250) 또는 양극 베인(270)을 냉각시킬 수 있게 된다.

마그네트론의 음극(도시하지 않음)에서 발생되는 열전자가 음극과 양극 사이에 인가되는 전기장과 자기회로에서 작용공간으로 인가되는 자기장에 의해 싸이클로이드 운동을 하며, 그 에너지가 작용공간에서 발진 주파수의 마이크로파 에너지로 변환되고, 열전자 중 일부는 베인(270)에 부딪히면서 그 에너지가 열로 변환되 며, 이 변환된 열은 베인(270)을 따라 전도되어 밀봉된 양극(250)의 외부로 열이 전도되게 된다.

이와 같은 마그네트론의 내부의 온도 상승은 정상발진을 저해하게 되므로 양극(250)의 외주면에 냉각장치를 구비하게 되고, 이 냉각장치를 통해 열을 외부로 방열하게 되어 양극(250) 또는 양극 베인(270)의 온도를 일정한 수준으로 유지할 수 있게 된다.

이러한 역할을 하는 냉각장치는 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이 양극(150)과 양극 베인(170)에 직선 모양의 2개의 수로를 형성하고, 이 수로를 연결하기 위해 수직방향으로 베인 구멍(180)을 형성하여, 양극 내부의 진공상태를 유지하기 위해 베인 구멍(180)을 다시 베인 핀(160)으로 막아 브레이징(brazing)을 함으로써, 냉각수가 흐를 수 있도록 하는 구조로 되어 있었다.

그러나 앞서 설명한 바와 같이 베인 구멍(180)을 형성하고 베인 핀(160)을 따로 제작하며, 브레이징(brazing) 공정을 해야 한다는 측면에서 고가의 제품 단가가 요구되고 또한 그 공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.

본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 베인 구멍의 형성 없이 직선형의 냉각수로를 양극 또는 양극 베인에 복수개 형성하여 양극 베인의 끝 부분에서 만나게 하여 냉각수로를 형성함으로써, 냉각수로 연결 구조를 간편하게 형성할 수 있게 된다는 것을 관측하였다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 양극(250) 및 양극 베인(270)에 구멍을 뚫어 냉각수로(290)를 형성하는데, 한 지점에서 만날 수 있도록 사선으로 냉각수로(290) 를 형성하게 되면, 연결구멍을 따로 형성 할 필요 없게 되고, 간단한 제조 공정으로 냉각수가 흐를 수 있도록 할 수 있다. 물론, 여기서 냉각수로(290)는 2개의 직선 수로뿐만 아니라, 2개 이상의 다수의 직선 수로를 형성하여 한 지점에서 만나도록 하여 형성할 수도 있다.

그리고, 도 3에서 나타낸 바와 같이 외부에서 냉각수를 공급하는 냉각수관(230)이 더 포함 되는 것이 바람직하고, 양극(250)을 둘러싸고, 냉각수로(290)와 연결되는 냉각수통(210)을 더 포함하는 것이 역시 바람직하다. 즉, 냉각수관(230)을 통해 외부에서 냉각수를 냉각수통(210)에 공급하고 냉각수통(210)에서 유동하는 냉각수는 다시 냉각수로(290)를 통해 흐를 수 있게 함으로써, 마그네트론의 양극(250) 또는 양극 베인(270)을 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.

도 3에는 2개의 냉각수로(290)를 예시하고 있지만 보다 효과적인 냉각을 위해서 3개 이상의 냉각수로(290)를 형성할 수 있고, 이 냉각수로(290)를 2개 이상 분리되어 있는 냉각수통(210)에 배분되어 연결됨으로써, 냉각수통(210)의 유동을 효과적으로 유발할 수 있게 되어, 더욱 냉각효율을 높일 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 마그네트론의 냉각장치의 단면도를 예시한 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 냉각수를 공급하는 냉각수관(230), 이 냉각수관과 연결되고, 마그네트론의 양극(250)을 둘러싸는 냉각수통(210), 냉각수통(210)에서 유동하는 냉각수가 흘러들어 갈 수 있도록 양극(250) 또는 양극 베인(270)에 형성된 사선 모양의 냉각수로(290)를 포함하는 구조로 되어 있다.

여기서 냉각수로(290)는 양극(250)의 외측에서 내측방향으로, 직선을 한 지 점에서 만나도록 형성하게 함으로써, 2개로 분리된 냉각수통(210)에 각각 연결된 냉각수로(290)를 연결함으로써, 냉각수가 흐를 수 있는 구조로 되어 있다.

이처럼 본 발명에 따른 마그네트론의 냉각장치를 채용하게 되면, 종래의 베인 구멍 및 베인 핀을 통하여 2개의 냉각수로를 연결하는 복잡한 구조를 탈피하여 간단한 공정과 낮은 제품단가로 냉각효율이 높은 냉각장치를 구현할 수 있게 된다는 큰 장점이 있다.

뿐만 아니라, 선택적으로 냉각수로를 다수 형성하여 한 지점에서 만날 수 있는 구조를 형성하게 되면, 전체적으로 양극 및 양극 베인과 접촉되는 냉각수로의 단면적이 높아져 높은 냉각효율을 갖는 냉각장치를 구현할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

본 발명에 따른 마그네트론의 냉각장치를 제공하게 되면, 종래의 냉각수로를 연결하는 베인 구멍과 베인 구멍을 막는 베인 핀을 따로 제작할 필요가 없어 부품수가 줄어들어 제작단가가 낮아지고, 직선형의 냉각수로를 한 지점에서 만날 수 있도록 함으로써, 연결구멍이 형성되어 제작이 간단해 지는 장점이 있다.

Claims

통형구조를 갖는 양극과 그 내부에 돌출된 복수의 양극 베인이 구비되고,

상기 양극 또는 양극 베인 내부에는 냉각수로가 형성되되,

상기 냉각수로는 상기 양극의 외면으로부터 내측 방향으로 직선으로 이루어진 복수의 수로가 한 점에서 만나는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 냉각장치.
제1항에 있어서,

상기 냉각수로는 상기 양극 및 상기 양극 베인에 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 냉각장치.
제1항에 있어서,

상기 양극의 외측을 둘러싸고, 상기 냉각수로와 연결되는 복수의 냉각수통을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 냉각장치.
제2항에 있어서,

상기 냉각수로와 연결되는 냉각수통; 및

상기 냉각수통에 냉각수를 공급하는 냉각수관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 냉각장치.