KR101974742B1 - 마그네트론 - Google Patents

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KR101974742B1
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겐따로 가미야마
레이지 도라이
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가부시키가이샤 히타치 파워 솔루션즈
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Abstract

마그네트론(100)은 중심축(10)을 따라서 원통형으로 연장되는 양극 통체(11)와, 양극 통체(11)에 적어도 일단이 고정되며, 양극 통체(11)의 내면으로부터 중심축(10)을 향하여 연장되는 복수의 판상 베인(21, 22)을 구비하고, 양극 통체(11)는 판상 베인(21, 22)에 냉매를 직접 닿게 하는 냉매 유로(111)를 갖는다. 냉매 유로(111)는 판상 베인(21, 22)의 단부면(21b, 22b)(판상 베인(21, 22)의 접합 단부면)을 노출시킨 개구부이며, 냉매를 판상 베인(21, 22)에 직접 접촉시킬 수 있다.

Description

마그네트론{MAGNETRON}
본 발명은 마이크로파를 발생하는 전자관인 마그네트론에 관한 것이다.
일반적으로 마그네트론은, 고주파 출력을 효율적으로 발생할 수 있기 때문에, 레이더 장치, 의료 기기, 전자레인지 등의 조리기, 반도체 제조 장치 또는 그 밖의 마이크로파 응용 기기 등의 분야에서 널리 사용되고 있다. 반도체 장치용이나 산업 가열용으로서는, 고출력의 마이크로파가 요구된다. 이 경우, 마그네트론의 냉각 성능도 마이크로파 출력에 따라서 향상시켜 둘 필요가 있어, 냉각 능력을 대형화시킬 필요가 있다. 그러나, 냉각 능력의 대형화는 마그네트론의 대형화로 이어지며, 마그네트론의 수납 스페이스의 증대를 초래하여, 장치 자체가 대형화되어 버리기 때문에, 소형이며 성능이 우수한 냉각 구조를 갖는 마그네트론이 요구된다.
특허문헌 1에는, 양극 원통의 외주벽에 밀착 배치시키고, 또한 내부에 양극 원통의 관축 방향을 따라서 복수의 냉각 매체(이하, 냉매라 함)의 유로를 갖는 냉각 블록을 구비하는 마그네트론이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2005-209426호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 마그네트론에 있어서는, 가장 발열이 큰 판상 베인을 효과적으로 냉각할 수 없다는 과제가 있다. 특히, 출력이 10㎾를 초과하는 고출력형의 마그네트론에 있어서는 효과적으로 냉각하는 것은 곤란하다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 판상 베인을 효과적으로 냉각하는 마그네트론을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 마그네트론은, 중심축을 따라서 원통형으로 연장되는 양극 통체와, 상기 양극 통체에 적어도 일단이 고정되며, 당해 양극 통체의 내면으로부터 상기 중심축을 향하여 연장되는 복수의 판상 베인을 구비하고, 상기 양극 통체는, 상기 판상 베인에 냉매를 직접 닿게 하는 냉매 유로를 갖고, 상기 냉매 유로는, 상기 판상 베인의 고정 부위에 대응하는 위치에 맞추어, 상기 판상 베인의 단부를 노출시키도록 형성된 개구부인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 판상 베인을 효과적으로 냉각하는 마그네트론을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 마그네트론의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 상기 제1 실시 형태에 따른 마그네트론의 양극부와 냉각 재킷을 상면측으로부터 본 사시도.
도 3은 상기 제1 실시 형태에 따른 마그네트론의 양극부를 상면측으로부터 본 사시도.
도 4는 상기 제1 실시 형태에 따른 마그네트론의 양극부의 주요부 단면도.
도 5는 실시 형태에 따른 마그네트론을 고출력형(15㎾)의 마그네트론에 적용한 경우의 효과를 설명하는 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 마그네트론의 양극부와 냉각 재킷을 상면측으로부터 본 사시도.
도 7은 상기 제2 실시 형태에 따른 마그네트론의 양극부를 상면측으로부터 본 사시도.
도 8은 상기 제2 실시 형태에 따른 마그네트론의 양극부의 주요부 단면도.
도 9는 상기 제2 실시 형태에 따른 마그네트론의 변형예 1을 도시하는 도면.
도 10은 상기 제2 실시 형태에 따른 마그네트론의 변형예 2를 도시하는 도면.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
(제1 실시 형태)
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 마그네트론의 구성을 도시하는 도면이다. 도 2는 상기 마그네트론의 양극부와 냉각 재킷을 상면측으로부터 본 사시도이다. 도 3은 상기 마그네트론의 양극부를 상면측으로부터 본 사시도이다. 도 4는 상기 마그네트론의 양극부의 주요부 단면도이다. 본 실시 형태의 마그네트론은, 예를 들어 공업용의 마이크로파 발진 장치에 사용되는 마그네트론에 적용한 예이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 마그네트론(100)은 중심부에 배설된 진공관부(1)와, 진공관부(1)를 구성하는 양극 통체(11)의 외주부에 배설된 냉각 재킷(40)(냉매 공급부)과, 진공관부(1)와 동축으로 배설된 한 쌍의 환상 자석(마그네트)(3)과, 환상 자석(3)을 자기적으로 잇는 한 쌍의 자극(4)과, 환상 자석(3)이 자기 회로를 형성하는 프레임상 계철(요크)(5)과, 필터 회로부(6)와, 안테나(7)와, 안테나 커버(8)를 구비한다. 필터 회로부(6)는 초크 코일(도시 생략)을 포함하고 있다. 또한, 안테나(7)와 안테나 커버(8)는 도시하지 않은 절연체와 함께 출력부를 구성한다.
진공관부(1)는 원통형의 양극 통체(11)와, 양극 통체(11)와 동축 상에 배치되며 열전자 방출원으로 되는 음극(12)과, 한 쌍의 엔드 해트(13, 14)와, 양극 통체(11)의 중심축(10)의 주위에 방사상으로 배치된 복수의 판상 베인(21, 22)과, 이들을 1개 걸러 전기적으로 접속시키기 위한 복수개 균압환(스트랩링)(31, 32)과, 일단이 어느 1매의 판상 베인(21, 22)에 접속된 마이크로파 방출용의 안테나(7)를 구비한다. 양극 통체(11)는 중심축(10)을 따라서 원통형으로 연장되어 있다. 안테나(7)는 구리를 포함하는 막대 형상이며, 판상 베인(21, 22) 중 어느 하나로부터 도출되어 있다. 안테나(7)는 출력부 내를 중심축 상으로 연장되어 있다.
도 2∼도 4에 도시한 바와 같이, 양극 통체(11)는 판상 베인(21, 22)에 직접(바로) 냉매(냉각액 예를 들어, 냉각수)를 닿게 하는(접촉시키는) 냉매 유로(111)를 구비한다. 구체적으로는, 양극 통체(11)는 판상 베인(21, 22)의 고정 부위에 대응하는 위치 및 그 형상에 맞추어, 판상 베인(21, 22)에 직접 냉매를 공급하기 위한 냉매 유로(111)를 구비한다. 본 실시 형태에서는, 냉매 유로(111)는 양극 통체(11)의 외주부의 판상 베인(21, 22)의 단부면(21b, 22b)(판상 베인(21, 22)의 접합 단부면)의 형상에 맞추어 슬릿상으로 개구되어 있다.
냉매 유로(111)는 양극 통체(11)의 외주부로부터 판상 베인(21, 22)이 고정된 내주부를 향하여 양극 통체(11) 내를 천설(굴삭)하여 형성되어 있는 홈상의 유로이다. 냉매 유로(111)는 판상 베인(21, 22)의 단부를 노출시킨 개구부이며, 냉매(냉각액)를 판상 베인(21, 22)에 직접 접촉시킬 수 있다.
단, 냉매 유로(111)는 양극 통체(11) 내를 외주부로부터 천설하여 판상 베인(21, 22)의 단부면에 도달하도록 형성되어 있지만, 판상 베인(21, 22)의 고정 부위 외의 양극 통체(11)의 내부 공간에는 연통하고 있지 않다. 즉, 냉매 유로(111)는 판상 베인(21, 22)의 단부면 중, 중앙 부분으로부터 상하 및 좌우로 소정의 미 노출 부분(접합 단부면)을 남기도록 형성되어 있다. 이에 의해, 양극 통체(11)는 냉매 유로(111)를 구비하고 있어도 양극 통체(11)의 내부의 기밀(진공 상태)이 유지된다.
도 1∼도 3에 도시한 바와 같이, 판상 베인(21, 22)은, 양극 통체(11)의 중심축(10)에 대하여 방사상 또한 등간격으로 짝수매 배치되어 있고, 양극 통체(11)의 내주부와 밀착되어 있다. 판상 베인(21, 22)은, 중심축(10)의 근방으로부터 거의 방사상으로 연장되어, 양극 통체(11)의 내면에 고정되어 있다.
판상 베인(21, 22)은, 각각 실질적으로 직사각형의 판상으로 형성되어 있다. 양극 통체(11)의 내면에 고정되어 있지 않은 측의 판상 베인(21, 22)의 단부면(자유단)(21a, 22a)은, 중심축(10)을 따라서 연장되는 동일한 원통면 상에 배치되어 있고, 이 원통면을 베인 내접 원통이라 부른다. 복수의 판상 베인(21, 22)은, 원주 방향의 1개 걸러, 베인의 출력측(도 1에 있어서의 상측)의 단부에 브레이징된 상하 각각 쌍으로 된 균압환(31, 32)에 의해 연결되어 있다. 또한, 이들 판상 베인(21, 22)은, 원주 방향의 1개 걸러, 입력측(도 1에 있어서의 하측)의 단부에 브레이징된 상하 각각 쌍으로 된 균압환(31, 32)에 의해서도 연결되어 있다. 균압환(31, 32)은, 이들 판상 베인(21, 22)을 1개 걸러 전기적으로 접속한다. 덧붙여서 말하면, 마그네트론의 공진 주파수는, 판상 베인(21, 22)의 브레이징의 상태에 의해서도 변한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 양극 통체(11)의 외주부에는, 냉각 재킷(40)이 배치되어 있다. 냉각 재킷(40)은 프레임상 계철(5)로 둘러싸인 공간의 내부에 설치된 발진부 본체를 냉각하기 위한 냉각부이며, 순환하는 냉매와 양극부를 접촉시킨다. 냉각 재킷(40)은 원환상의 재킷 상판(41), 원환상의 재킷 중간판(42), 원환상의 재킷 하판(43), 및 재킷 외통(44)을 구비한다. 냉각 재킷(40)의 구성 부품끼리, 및 냉각 재킷(40)과 양극 통체(11)는 각각 접합되어 있다. 재킷 외통(44)에는, 냉매(냉각액)를 공급하는 송입구(45)와, 순환한 냉매를 배출하는 송출구(46)가 재킷 중간판(42)의 상하 2개소에 형성되어 있다. 또한, 송입구(45)와 송출구(46)는 상하 어느 쪽으로 해도 된다. 송입구(45)와 송출구(46)에는, 도시하지 않은 관로가 접속된다. 관로(도시 생략)의 설치ㆍ배치의 용이성의 관점에서 송입구(45)와 송출구(46)의 상하 위치를 어긋나게 해도 된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 음극(12)은 나선상이며, 양극 통체(11)의 중심축(10)에 배치되어 있다. 또한, 음극(12)의 양단은, 각각 엔드 해트(13, 14)에 고착되어 있다. 엔드 해트(13, 14)는, 판상 베인(21, 22)에 대하여 중심축(10)의 외측에 배치되어 있다.
또한, 환상 자석(3)과 프레임상 계철(5)이, 이와 같은 발진부 본체를 둘러싸도록 배설되어, 자기 회로를 형성하고 있다. 또한, 음극(12)에는, 도시하지 않은 서포트 로드를 통해, 코일 및 관통 콘덴서(도시 생략)를 갖는 필터 회로(6)가 접속되어 있다.
마그네트론(1)의 동작 시에는, 양극관 내에 발생한 고주파 전계가 안테나(7)에 의해 취출되고, 이것이 마이크로파로서 외부로 출력된다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 마그네트론(100)의 냉각 동작에 대하여 설명한다.
도시하지 않은 공급 파이프에 연결된 관로(도시 생략)에 냉각액이 공급되면, 도 2에 도시한 바와 같이, 냉각 재킷(40)의 재킷 외통(44)의 송입구(45)에 유입된다.
냉각 재킷(40)에 유입된 냉각액은, 재킷 상판(41)과 재킷 중간판(42)과 재킷 외통(44)과 양극 통체(11)에 의해 형성되는 원환상의 수로에 유입된다.
상기 원환상의 수로에 유입된 냉각액은, 양극 통체(11)에 개구된 냉매 유로(111)에도 유입되고, 양극 통체(11)측에 노출되어 있는 판상 베인(21, 22)의 슬릿상의 단부면(21b, 22b)에 직접 닿아, 판상 베인(21, 22)의 슬릿상의 단부면(21b, 22b)을 냉각액에 의해 직접 냉각한다(도 4 참조). 판상 베인(21, 22)의 단부면(21b, 22b)이 직접 냉각됨으로써, 판상 베인(21, 22) 전체를 효율적으로 냉각할 수 있다.
그리고, 냉각 재킷(40) 내를 유통한 냉각액은, 재킷 외통(44)의 송출구(46)로부터 배출되고, 마지막으로 도시하지 않은 배출용 파이프를 통해 외부의 열 변환기(도시 생략)에 순환되고, 재냉각되어 상기 공급용 파이프(도시 생략)에 공급된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 마그네트론(100)은 중심축(10)을 따라서 원통형으로 연장되는 양극 통체(11)와, 양극 통체(11)에 적어도 일단이 고정되며, 양극 통체(11)의 내면으로부터 중심축(10)을 향하여 연장되는 복수의 판상 베인(21, 22)을 구비하고, 양극 통체(11)는 판상 베인(21, 22)에 냉매를 직접 닿게 하는 냉매 유로(111)를 갖는다. 냉매 유로(111)는 판상 베인(21, 22)의 단부면(21b, 22b)(판상 베인(21, 22)의 접합 단부면)을 노출시킨 개구부이며, 냉매(냉각액)를 판상 베인(21, 22)에 직접 접촉시킬 수 있다.
이 구성에 의해, 판상 베인(21, 22)에 직접 냉매를 닿게 함으로써, 가장 발열이 큰 판상 베인(21, 22)을 효과적으로 냉각할 수 있다. 특히, 출력이 10㎾를 초과하는 고출력형의 마그네트론에 적용하기에 적합하다.
또한, 본 실시 형태에 따른 마그네트론(100)은 출력이 10㎾ 이하인 마그네트론에도 적용할 수 있다. 즉, 어떠한 출력의 마그네트론이라도 본 구조를 변화시키지 않고 적용할 수 있으므로, 장래적인 출력 변경이나 적용 조건의 변경, 교환(치환)이 있어도 대응할 수 있어, 범용성을 현저히 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 실시 형태의 마그네트론을 고출력형(15㎾)의 마그네트론에 적용한 경우의 효과를 설명하는 도면이다. 도 5의 종축에 판상 베인(21, 22)의 선단(중심축(10)에 면한 베인의 근방 부근) 온도[℃], 횡축에 발진 시간[분]을 취한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 종래예(도 5의 부호 ◇ 참조)에 대하여, 본 실시 형태(도 5의 부호 □ 참조)에서는, 동일 조건에 있어서 판상 베인(21, 22)의 선단 온도의 상승이 억제되고, 포화 온도는 10％ 개선되는 것을 확인하였다.
(제2 실시 형태)
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 마그네트론의 양극부와 냉각 재킷을 상면측으로부터 본 사시도이다. 도 7은 상기 마그네트론의 양극부를 상면측으로부터 본 사시도이다. 도 8은 상기 마그네트론의 양극부의 주요부 단면도이다. 도 1∼도 4와 동일 구성 부분에는, 동일 부호를 붙여 중복 개소의 설명을 생략한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 마그네트론(200)은 원통형의 양극 통체(211)와, 양극 통체(211)의 중심축(10)의 주위에 방사상으로 배치된 복수의 판상 베인(221, 222)과, 이들을 1개 걸러 전기적으로 접속시키기 위한 복수개 균압환(31, 32)과, 양극 통체(211)의 외주부에 배설된 냉각 재킷(40)과, 일단이 어느 1매의 판상 베인(221, 222)에 접속된 마이크로파 방출용의 안테나(7)를 구비한다.
도 6∼도 8에 도시한 바와 같이, 양극 통체(211)는 판상 베인(221, 222)에 직접 냉매(냉각액)를 닿게 하는 냉매 유로(212, 213)를 구비한다. 구체적으로는, 양극 통체(211)는, 판상 베인(221, 222)의 고정 부위에 대응하는 위치 및 그 형상에 맞추어, 판상 베인(221, 222)에 직접 냉매를 공급하기 위한 냉매 유로(212, 213)를 구비한다. 본 실시 형태에서는, 냉매 유로(212, 213)는, 판상 베인(221, 222)의 내부의 공극(223)(베인 내 유로)(후기)에 연통하는 상하 2개소의 구멍이다.
도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 판상 베인(221, 222)은, 양극 통체(211)의 중심축(10)에 대하여 방사상 또한 등간격으로 짝수매 배치되어 있고, 양극 통체(211)의 내주부와 밀착되어 있다. 판상 베인(221, 222)은, 중심축(10)의 근방으로부터 거의 방사상으로 연장되어, 양극 통체(211)의 내면(내주부)에 고정되어 있다.
판상 베인(221, 222)은, 각각 실질적으로 직사각형의 판상으로 형성되어 있다. 양극 통체(211)의 내면에 고정되어 있지 않은 측의 판상 베인(221, 222)의 단부면(자유단)(221a, 222a)은, 중심축(10)을 따라서 연장되는 동일한 원통면 상에 배치되어 있다.
특히, 판상 베인(221, 222)은, 내부에 냉각액이 통과하기 위한 직사각형 형상의 공극(223)이 구획 형성되어 있다. 공극(223)은 냉매 유로를 형성한다. 또한, 판상 베인(221, 222)의 내부에 형성되는 공극(223)은 어떠한 형상이어도 된다. 공극(223)은 하기와 같이 하여 제작 가능하다. 예를 들어, 판상 베인(221, 222)의 접합에 앞서서, 판상 베인(221, 222)의 단부면(221b, 222b)(양극 통체(211)의 내주부 고정측의 접합 단부면)으로부터 내부를 굴삭하여 직사각형 형상의 공극(223)을 형성한다. 그리고, 이 공극(223)이 형성된 판상 베인(221, 222)의 해당 단부면을 양극 통체(211)의 내주부에 접합한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 판상 베인(221, 222)에는, 내부에 냉각액이 통과하기 위한 공극(223)이 양극 통체(211)의 내면(내주부)을 향하여 개구되어 있다. 양극 통체(211)에는, 1매의 판상 베인(221, 222)과의 접촉면 내에, 냉각수가 통과하기 위한 원형의 구멍(냉매 유로(212, 213))이 2개소 형성되어 있다. 이상의 구성이 모든 판상 베인(221, 222)과 양극 통체(211)의 접촉면 모두에 대하여 마찬가지로 되어 있다. 즉, 판상 베인(221, 222)의 매수가 10매인 경우, 양극 통체(211)에는 상하로 각 10개, 합계 20개의 원형의 구멍(냉매 유로(212, 213))이 개구되어 있게 된다.
도 6에 도시한 바와 같이, 양극 통체(211)의 외주부에는, 냉각 재킷(40)이 배치되어 있다. 냉각 재킷(40)은 원환상의 재킷 상판(41), 원환상의 재킷 중간판(42), 원환상의 재킷 하판(43), 및 재킷 외통(44)을 구비한다. 냉각 재킷(40)의 구성 부품끼리, 및 냉각 재킷(40)과 양극 통체(211)는, 각각 접합되어 있다. 재킷 외통(44)에는, 냉매(냉각액)를 공급하는 송입구(45)와, 순환한 냉매를 배출하는 송출구(46)가 재킷 중간판(42)의 상하 2개소에 형성되어 있다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 마그네트론(200)의 냉각 동작에 대하여 설명한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 냉각 재킷(40)의 재킷 외통(44)의 송입구(45)에 유입된 냉각액은, 재킷 상판(41)과 재킷 중간판(42)과 재킷 외통(44)과 양극 통체(211)에 의해 형성되는 원환상의 수로에 유입된다.
상기 원환상의 수로에 유입된 냉각액은, 양극 통체(211)에 형성된 원형의 구멍(냉매 유로(212, 213)) 중, 상부측의 원형의 구멍(냉매 유로(212)) 모두에 병렬로 유입된다. 그리고, 냉각액은 모든 판상 베인(221, 222)의 내부의 공극(223)에 병렬로 유입된 후, 양극 통체(211)에 형성된 원형의 구멍(냉매 유로(212, 213)) 중, 하부측의 원형의 구멍(냉매 유로(213)) 모두에 병렬로 통과한 후, 재킷 중간판(42)과 재킷 하판(43)과 재킷 외통(44)과 양극 통체(211)에 의해 형성되는 원환상의 수로에 유입되고, 마지막으로 재킷 외통(44)의 송출구(46)로부터 배출된다.
본 실시 형태에서는, 판상 베인(221, 222) 내에 냉매 유로로 되는 공극(223)을 형성함으로써, 판상 베인(221, 222)의 내부까지 직접 냉매를 공급할 수 있어, 가장 발열이 큰 판상 베인(221, 222)을 보다 한층 더 효과적으로 냉각할 수 있다.
상기 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태(도 5의 부호 □ 참조)에서는, 종래예(도 5의 부호 ◇ 참조)에 대하여 포화 온도를 10％ 개선하는 것을 확인하였지만, 제2 실시 형태(도 5의 부호 △ 참조)에서는, 또한 30％ 개선하는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 출력이 10㎾를 초과하는 고출력형의 마그네트론에 적용하기에 적합하다.
또한, 본 실시 형태에 따른 마그네트론(200)은 제1 실시 형태와 마찬가지로, 어떠한 출력의 마그네트론이라도 본 구조를 변화시키지 않고 적용할 수 있으므로, 장래적인 출력 변경이나 적용 조건의 변경, 교환(치환)이 있어도 대응할 수 있어, 범용성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
여기서, 마그네트론 동작 시에는, 양극관 내에 발생한 고주파 전계가 안테나(7)에 의해 취출되고, 이것이 마이크로파로서 외부로 출력된다. 본 실시 형태에서는, 판상 베인(221, 222) 내에 유로로 되는 공극(223)을 형성하는 구성이므로, 판상 베인(221, 222)의 외관 형상은, 판상 베인(21, 22)(도 4 참조)과 동일하다. 특히, 판상 베인(221, 222)의 표면은, 공극(223)을 형성하고 있어도 요철 등이 없고, 평탄하게 정돈되어 있으므로, 양극관 내에서 발생한 마이크로파가 입력측으로 누설되어 버리는 일은 없다.
[변형예]
도 9 및 도 10은 제2 실시 형태에 따른 마그네트론의 변형예를 도시하는 도면이다.
<변형예 1>
도 9에 도시한 바와 같이, 변형예 1의 마그네트론(200A)은, 원통형의 양극 통체(211)와, 양극 통체(211)의 중심축(10)의 주위에 방사상으로 배치된 복수의 판상 베인(221A, 222A)을 구비한다.
판상 베인(221A, 222A)은, 내부에 냉각액이 통과하는 냉매 유로(223A)(연통로, 베인 내 유로)가 형성되어 있다. 냉매 유로(223A)는, 단면에서 보아 コ자형이며, 개구부가 양극 통체(211)의 냉매 유로(212, 213)에 연통한다. 도 9에 도시한 바와 같이, 냉매 유로(223A)는, 판상 베인(221A, 222A)의 3변을 따라서 코너 근방까지 배치된다.
냉매 유로(223A)는, 하기와 같이 하여 제작 가능하다. 예를 들어, 판상 베인(221A, 222A)의 단부면(양극 통체(211)의 내주부 고정측의 접합 단부면)의 상하 2개소로부터 내부에 평행하게 가로 연통 구멍(223A1, 223A2)을 천설(굴삭)하고, 또한 이 2개의 가로 연통 구멍(223A1, 223A2)의 단부를 상하로 연통되도록, 판상 베인(221A, 222A)의 저면으로부터 내부에 세로 연통 구멍(223A3)을 천설한다. 또한, 세로 연통 구멍(223A3)이 개구된 판상 베인(221A, 222A)의 저면은 베인 플러그(도시 생략)에 의해 폐색한다. 또한, 베인 플러그의 표면은, 판상 베인(221A, 222A)의 저면과 동일한 높이로 되도록 매립된다. 또한, 굴삭은, 가공 비용이 들기 때문에, 금형을 사용하여 냉매 유로(223A)를 갖는 판상 베인(221A, 222A)을 제작해도 된다.
도 9에 도시한 바와 같이, 판상 베인(221A, 222A)에는, 내부에 냉각액이 통과하기 위한 냉매 유로(223A)가 양극 통체(211)의 내면(내주부)을 향하여 개구되어 있다. 양극 통체(211)에는, 1매의 판상 베인(221A, 222A)과의 접촉면 내에, 냉각수가 통과하기 위한 원형의 구멍(냉매 유로(212, 213))이 2개소 형성되어 있다. 판상 베인(221A, 222A)의 냉매 유로(223A)의 상하 2개소의 개구부는, 양극 통체(211)의 냉매 유로(212, 213)에 연통되어 있다. 이상의 구성이 모든 판상 베인(221A, 222A)과 양극 통체(211)의 접촉면 모두에 대하여 마찬가지로 되어 있다.
이상의 구성에 있어서, 상기 도 6에 도시한 바와 같이, 냉각 재킷(40)의 재킷 외통(44)의 송입구(45)에 유입된 냉각액은, 재킷 상판(41)과 재킷 중간판(42)과 재킷 외통(44)과 양극 통체(211)에 의해 형성되는 원환상의 수로에 유입된다.
상기 원환상의 수로에 유입된 냉각액은, 양극 통체(211)에 형성된 원형의 구멍(냉매 유로(212, 213)) 중, 상부측의 원형의 구멍(냉매 유로(212)) 모두에 병렬로 유입된다. 그리고, 도 9에 도시한 바와 같이, 냉각액은 모든 판상 베인(221A, 222A)의 내부의 냉매 유로(223A)에 병렬로 유입된 후, 양극 통체(211)에 형성된 원형의 구멍(냉매 유로(212, 213)) 중, 하부측의 원형의 구멍(냉매 유로(213)) 모두에 병렬로 통과한다. 그 후, 상기 도 6에 도시한 바와 같이, 재킷 중간판(42)과 재킷 하판(43)과 재킷 외통(44)과 양극 통체(211)에 의해 형성되는 원환상의 수로에 유입되고, 마지막으로 재킷 외통(44)의 송출구(46)로부터 배출된다.
변형예 1에서는, 판상 베인(221, 222) 내에 냉매 유로(223A)를 형성함으로써, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 판상 베인(221A, 222A)의 내부까지 직접 냉매를 공급할 수 있어, 가장 발열이 큰 판상 베인(221A, 222A)을 보다 한층 더 효과적으로 냉각할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 세로 연통 구멍(223A3)이 개구된 판상 베인(221A, 222A)의 저면은 평탄하게 정돈되어 있으므로, 양극관 내에서 발생한 마이크로파가 입력측으로 누설되어 버리는 일은 없다.
또한, 후기하는 변형예 2와 비교하여, 변형예 2보다 냉매 유로(223A)를 넓게 할 수 있다. 보다 상세하게는, 직사각형의 판상 베인(221, 222)의 형상에 맞추어, 4코너에 가까운 곳까지 냉매 유로(223A)를 형성할 수 있으므로, 판상 베인(221A, 222A)을 보다 한층 더 효과적으로 냉각할 수 있다.
<변형예 2>
도 10에 도시한 바와 같이, 변형예 2의 마그네트론(200B)은, 원통형의 양극 통체(211)와, 양극 통체(211)의 중심축(10)의 주위에 방사상으로 배치된 복수의 판상 베인(221B, 222B)을 구비한다.
판상 베인(221B, 222B)은, 내부에 냉각액이 통과하는 냉매 유로(223B)(연통로, 베인 내 유로)가 형성되어 있다. 냉매 유로(223B)는, 단면에서 보아 V자형이며, 개구부가 양극 통체(211)의 냉매 유로(212, 213)에 연통한다. 냉매 유로(223B)는, 판상 베인(221B, 222B)의 대향하는 상하 2변으로부터 이격되는 방향으로 각각 기울어, 내부에서 교차한다.
냉매 유로(223B)는 하기와 같이 하여 제작 가능하다. 예를 들어, 판상 베인(221B, 222B)의 단부면(양극 통체(211)의 내주부 고정측의 단부면)의 상하 2개소로부터 내부에 하강/상승하도록 경사지는 가로 연통 구멍(223B1, 223B2)을 천설(굴삭)한다. 또는, 저비용의 금형을 사용하여 냉매 유로(223B)를 갖는 판상 베인(221B, 222B)을 제작해도 된다. 이 2개의 가로 연통 구멍(223B1, 223B2)의 단부는, 판상 베인(221B, 222B)의 내부에서 교차함으로써 V자형의 냉매 유로(223B)를 형성한다.
변형예 2에서는, 판상 베인(221B, 222B) 내에 냉매 유로(223B)를 형성함으로써, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 판상 베인(221B, 222B)의 내부까지 직접 냉매를 공급할 수 있어, 가장 발열이 큰 판상 베인(221B, 222B)을 보다 한층 더 효과적으로 냉각할 수 있다.
또한, 변형예 2에서는, 판상 베인(221B, 222B)의 단부면만을 천설(굴삭)하여 냉매 유로(223B)를 형성하고 있으므로, 판상 베인(221B, 222B)의 외관 형상은, 판상 베인(21, 22)(도 4 참조)과 동일하다. 상기 변형예 1에서는, 세로 연통 구멍(223A3)(도 9 참조)이 개구된 판상 베인(221A, 222A)의 저면을 평탄하게 정돈할 필요가 있지만, 변형예 2에서는, 판상 베인(221B, 222B)의 내부에 V자형의 냉매 유로(223B)를 형성하므로, 판상 베인(221B, 222B)의 저면은 애당초 평탄하게 유지되어 있다. 냉매 유로(223B)를 형성하는 것에 의한 요철 등이 없고, 평탄하게 정돈되어 있으므로, 양극관 내에서 발생한 마이크로파가 입력측으로 누설되어 버리는 일은 없다.
또한, 본 발명은 상기 각 실시 형태 및 변형예에 기재한 구성에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구 범위에 기재한 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 한에 있어서, 적절히 그 구성을 변경할 수 있다.
예를 들어, 판상 베인이나 균압환의 재질, 형상, 구조 등, 또한 냉매 유로, 베인 내 유로의 형상, 배치 개수 등은 일례이며 어떠한 것을 적용해도 된다.
상기한 각 실시 형태예는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어떤 실시 형태예의 구성의 일부를 다른 실시 형태예의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한, 어떤 실시 형태예의 구성에 다른 실시 형태예의 구성을 추가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시 형태예의 구성의 일부에 대하여, 다른 구성의 추가ㆍ삭제ㆍ치환을 하는 것이 가능하다.
1 : 진공관부
3 : 환상 자석
4 : 자극
5 : 프레임상 계철
6 : 필터 회로부
7 : 안테나
8 : 안테나 커버
10 : 중심축
11, 211 : 양극 통체
12 : 음극
21, 22, 221, 222, 221A, 222A, 221B, 222B : 판상 베인
21a, 22a, 221a, 222a : 판상 베인의 단부면(자유단)
21b, 22b, 221b, 222b : 판상 베인의 단부면(접합 단부면)
31, 32 : 균압환
40 : 냉각 재킷(냉각부, 냉매 공급부)
41 : 재킷 상판
42 : 재킷 중간판
43 : 재킷 하판
44 : 재킷 외통
45 : 송입구
46 : 송출구
100, 200, 200A, 200B : 마그네트론
111, 212, 213 : 냉매 유로(구멍, 연통로, 베인 내 유로)
223 : 공극(베인 내 유로)
223A, 223B : 냉매 유로(연통로, 베인 내 유로)

Claims (9)

  1. 중심축을 따라서 원통형으로 연장되는 양극 통체와,
    상기 양극 통체에 적어도 일단이 고정되며, 당해 양극 통체의 내면으로부터 상기 중심축을 향하여 연장되는 복수의 판상 베인을 구비하고,
    상기 양극 통체는,
    상기 판상 베인에 냉매를 직접 닿게 하는 냉매 유로를 갖고,
    상기 냉매 유로는,
    상기 판상 베인의 고정 부위에 대응하는 위치에 맞추어, 상기 판상 베인의 단부를 노출시키도록 형성된 개구부인 것을 특징으로 하는 마그네트론.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉매 유로는,
    상기 판상 베인의 고정 부위에 대응하는 위치에 맞추어, 상기 판상 베인의 단부를 향하여 개구된 구멍인 것을 특징으로 하는 마그네트론.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 판상 베인은,
    상기 냉매 유로를 흐르는 냉매를 도입하는 상기 판상 베인 내부에 형성된 베인 내 유로를 갖는 것을 특징으로 하는 마그네트론.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 베인 내 유로는,
    상기 냉매 유로를 향하여 개구된 공극인 것을 특징으로 하는 마그네트론.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 베인 내 유로는,
    상기 구멍에 연통하는 연통로인 것을 특징으로 하는 마그네트론.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 판상 베인은 직사각형이고,
    상기 연통로는, 상기 판상 베인의 변을 따라서 코너 근방까지 배치되는 것을 특징으로 하는 마그네트론.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 판상 베인은 직사각형이고,
    상기 연통로는, 상기 판상 베인의 대향하는 상하 2변으로부터 이격되는 방향으로 각각 기울어, 내부에서 교차하는 것을 특징으로 하는 마그네트론.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 냉매 유로에 냉매를 공급함과 함께, 상기 냉매 유로로부터 냉매를 회수하는 냉매 공급부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마그네트론.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 냉매 공급부는, 상기 양극 통체의 외주벽에 밀착 배치되며, 또한, 내부에 상기 양극 통체의 관축 방향에 배치된 상기 냉매 유로를 따라서 냉매를 공급하는 냉각 재킷을 구비하는 것을 특징으로 하는 마그네트론.
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