KR19980011288U

KR19980011288U - 마그네트론의 양극베인 구조

Info

Publication number: KR19980011288U
Application number: KR2019960024792U
Authority: KR
Inventors: 손종철
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1996-08-19
Filing date: 1996-08-19
Publication date: 1998-05-25

Abstract

본 고안은 마그네트론의 양극베인 구조에 관한 것으로, 나선형으로 형성된 필라멘트에 의해 양극베인의 상부측으로 증가하는 전자군이 하부측에 비해 상부측이 넓게 형성된 양극베인에 많이 접하므로써, 필라멘트로부터 발생되는 전자군의 에너지를 최대한 이용할 수 있으므로, 마그네트론의 효율을 증진시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

마그네트론의 양극베인 구조

본 고안은 마이크로파를 발생하는 마그네트론에 관한 것으로, 특히 마그네트론의 양극베인의 구조를 변화시켜 필라멘트로부터 방출되는 열전자의 운동에너지를 극대화할 수 있는 데에 적합한 마그네트론의 양극베인 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 마그네트론이란 외부로부터 제공되는 고전압에 의해 초고주파를 발생하는 것으로서, 의료용, 전자렌지용, 기타 가열용에 사용되는 2450MHz의 고주파를 발생하는 마그네트론과 공업용 가열렌지, 연속파 레이다에 사용되는 915MHz의 고주파를 발생하는 마그네트론으로 구분되는데, 본 고안은 전자렌지에 사용되는 마그네트론에 관련된다.

한편, 도 1은 종래의 통상적인 마그네트론의 구조를 나타내는 단면도이다.

동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 동파이프 등에 의해 원통형상으로 형성된 양극체(6)의 내부에는 고주파 성분을 유기시키도록 공동공진기를 형성하는 복수개의(일반적으로, 짝수개임) 양극베인(8)이 축심방향을 향하여 동일한 간격으로 배치되어 있고, 이러한 양극체(6)와 양극베인(8)에 의해 양극부가 구성된다.

그리고, 캐패시턴스를 변화시켜 균일한 공진주파수를 얻기 위해 양극베인(8)의 선단부측에는 그 상하부에 각각 내측 및 외측균압링(8a, 8b)이 양극베인(8)에 각각 교번적으로 접속배치되어 있고, 양극체(6)의 중심축상에는 복수개의 양극베인(8)의 선단부와 필라멘트(12) 사이에 작용공간(10)이 형성되어 있다.

또한, 작용공간(10) 내에는 텅스텐(W)과 산화토륨(ThO₂)의 혼합물로 형성되어 나선형상으로 권선된 필라멘트(12)가 양극체(6)와 동축형상으로 배치되어 있고, 이러한 필라멘트(12)는 외부로부터 제공되는 동작전류에 의해 가열되어 열전자를 방출한다.

한편, 필라멘트(12)의 양단부에는 방출된 열전자가 중심축 방향으로 방사되는 것을 방지하기 위해 상부 및 하부실드햇(14, 16)이 각각 고착되어 있는데, 하부실드햇(16)의 중앙부에는 몰리브덴제의 중앙지지체인 제 1 필라멘트전극(20)이 중앙부에 형성된 관통구멍을 통해서 상부실드햇(14)의 하단부에 용접고착되어 있고, 하부실드햇(16)의 바닥면에는 몰리브덴제의 제 2 필라멘트전극(22)이 용접고착되어 있다.

여기에서, 제 1 및 제 2 필라멘트전극(20, 22)은 마그네트론의 음극을 지지고정하는 절연세라믹(18)에 형성된 관통구멍을 통해 전원단자(28, 30)에 접속되어 있는 제 1 및 제 2 외부접속단자(24, 26)에 전기적으로 접속되어 필라멘트(12)에 전류를 공급하는 캐소드지지대이고, 제 1 필라멘트전극(20)은 필라멘트(12)의 중심축을 관통하면서 상부실드햇(14)을 지지한다.

또한, 양극체(6)의 양측개구부에는 필라멘트(12)와 양극베인(8)에 간의 작용공간(10) 내에 자속을 균일하게 형성하도록 자로를 형성하는 상부 및 하부폴피스(32, 34)가 용접고착되어 있는데, 이러한 상부 및 하부폴피스(32, 34)는 깔대기형상의 자성체이다.

그리고, 상부 및 하부폴피스(32, 34)의 상하부에는 상부 및 하부실드컵(36, 38)이 각각 밀착되어 용접고착되어 있고, 상부 및 하부실드컵(36, 38)의 상하부에는 양극체(6)의 내부를 진공상태로 밀봉하기 위하여 안테나세라믹(40) 및 절연세라믹(18)이 밀착되어 용접고착되어 있다.

또한, 마그네트론의 출력부를 구성하는 상부실드컵(36)의 상부개구단부에는 후술될 안테나캡(42)을 절연시키는 원통형상의 안테나세라믹(40)이 접합되어 있고, 안테나세라믹(40)의 상부측 선단부에는 구리물질인 배기관(44)이 접합되어 있으며, 배기관(44)의 내측 중앙부에는 공동공진기 내에서 발진되는 고주파를 출력하기 위해 안테나(46)가 구비되는데, 이러한 안테나(46)는 양극베인(8)으로부터 도출되며, 상부폴피스(32)의 중앙부를 통해 관통되어 축상으로 연장되면서 그 끝부분이 배기관(44) 내에 고정되어 있다.

그리고, 배기관(44)의 외측면에는 배기관(44)의 용접고착부를 보호하고, 전계집중으로 발생되는 스파크를 방지하며, 고주파 안테나의 역할을 하고, 고주파를 외부로 출력하는 창(Window)역할을 하는 안테나세라믹(40)과 안테나캡(42)이 씌워져 있다.

상기한 바와 같은 구성부재로 이루어진 마그네트론의 동작과정은 하기와 같다.

먼저, 외부전원이 전원단자(28, 30)를 통해 제 1 및 제 2 외부접속단자(24, 26)로 제공되면, 제 1 외부접속단자(24), 제 1 필라멘트전극(20), 상부실드햇(14), 필라멘트(12), 하부실드햇(16), 제 2 필라멘트전극(22), 제 2 외부접속단자(26)로 이루어지는 폐회로가 구성되어 필라멘트(12)에 동작전류가 공급된다.

그 다음, 필라멘트(12)로 제공되는 동작전류에 의해 필라멘트(12)가 가열되어 필라멘트(12)로부터 열전자가 방출되고, 방출된 열전자에 의한 전자군이 형성된다.

이때, 제 2 필라멘트전극(22)과 양극부(즉, 양극체(6)와 양극베인(8))에 인가되는 구동전압에 의해 필라멘트(12)와 양극베인(8) 간의 작용공간(10) 내에는 강한 전계가 형성되고, 마그네트A(2)와 마그네트K(4)에 의해 발생된 자계가 하부폴피스(34)를 따라 작용공간(10) 쪽으로 인도되어 작용공간(10)을 통해 상부폴피스(32)로 진행하면서 작용공간(10) 내에 높은 자계가 형성된다.

따라서, 필라멘트(12)로부터 작용공간(10)으로 방출된 열전자로 형성되는 전자군이 작용공간(10) 내에 형성된 강한 전계 및 높은 자계에 의해 양극부(양극체(6)와 양극베인(8)) 방향으로 나선형의 회전운동을 하면서 진행되고, 전자군의 이러한 운동은 작용공간(10)의 모든 공간에서 이루어진다.

따라서, 양극베인(8)과 공동공진기와의 구조적인 공진회로에 따라 열전자들로 형성된 전자군이 양극부(양극체(6)와 양극베인(8)) 방향으로 반복적으로 진행되면서, 전자군이 회전하는 속도에 상응하는 공진주파수인 2450MHz의 고주파가 양극베인(8)으로부터 유기된다.

그 다음, 양극베인(8)으로부터 유기된 고주파(2450MHz)가 안테나(46)를 통해 배기관(44)으로 전송되고, 웨이브 가이드(Wave Guide)를 통해 전자렌지로 제공된 다음, 분산장치를 통해 전자렌지의 캐비티(Cavity)로 제공되어 캐비티 내의 음식물의 분자들이 초당 24억 5천만번 정도 진동되면서 발생되는 마찰열에 의해 음식물이 조리된다.

한편, 작용공간(10) 내의 전자군은 필라멘트(12)가 나선형으로 음극측에 형성되어 있기 때문에, 나선형의 운동을 하는 전자군은 작용공간(10)의 하단에서 안테나(46)가 연결된 양극베인(8)의 상부방향으로 증가하는 특성이 있다.

그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 통상적인 마그네트론의 양극베인 구조에 있어서, 양극베인(8)이 양극체(6)로부터 필라멘트(12)를 대향하여 마주보는 면이 직사각형으로 형성되어 있기 때문에, 작용공간(10)의 하단에서 안테나(46)의 상부방향으로 증가하는 전자군의 에너지가 충분히 이용되지 못하고, 이로 인해 마그네트론의 효율이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 양극베인의 상부측 단면적을 넓혀 필라멘트로부터 발생되어 양극베인의 상부측으로 증가되는 전자군의 에너지를 최대한으로 활용할 수 있는 마그네트론의 양극베인 구조를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 동작전류에 의해 가열되어 열전자를 방출하는 필라멘트와, 공동공진기를 형성하며, 중심축 방향을 향해 등간격으로 각각 형성되는 복수개의 양극베인과, 상기 복수개의 양극베인이 그 내측으로 취부되며, 상기 필라멘트와 상기 복수개의 양극베인을 외측으로 둘러싸는 양극체로 이루어진 마그네트론의 양극베인 구조에 있어서, 상기 양극베인은, 상기 필라멘트로부터 동일거리상에서 상기 양극체에 취부되며, 상기 양극베인의 하부측에 비해 상부측이 넓도록 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 양극베인 구조를 제공한다.

도 1은 일반적인 마그네트론의 구조를 나타내는 단면도,

도 2는 도 1의 AA를 기준으로 절단한 단면도로서, 종래의 통상적인 마그네트론의 양극베인 구조를 도시한 도면,

도 3은 도 1의 AA를 기준으로 절단한 단면도로서, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 마그네트론의 양극베인 구조를 도시한 도면,

도 4는 도 1의 AA를 기준으로 절단한 단면도로서, 본 고안의 다른 실시예에 따른 마그네트론의 양극베인 구조를 도시한 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2 : 마그네트A4 : 마그네트K

6 : 양극체8 : 양극베인

10 : 작용공간12 : 필라멘트

(14, 16) : 실드햇18 : 절연세라믹

(20, 22) : 필라멘트전극(24, 26) : 외부접속단자

(28, 30) : 전원단(32, 34) : 폴피스

(36, 38) : 실드컵40 : 안테나세라믹

42 : 안테나캡44 : 배기관

46 : 안테나

본 고안의 상기 및 기타 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야의 숙련자에 의해 첨부되는 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 고안의 바람직한 실시예를 통해 더욱 확실하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 도 1의 AA를 기준으로 절단한 단면도로서, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 마그네트론의 양극베인 구조를 도시한 도면이다.

종래의 통상적인 마그네트론의 양극베인 구조를 도시한 도 2와 본 고안에 따른 마그네트론의 양극베인 구조를 도시한 도 3을 비교참조하면 알 수 있듯이, 본 고안에 따른 마그네트론의 양극베인의 구조에 있어서, 양극베인(8)의 상부측이 그 하부측에 비해 양방향으로 상대적으로 넓게 형성되어 있다.

상기한 바와 같은 구조로 형성된 본 고안에 따른 마그네트론의 양극베인 구조의 동작과정에 대하여 도 1과 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

한편, 필라멘트(12)가 음극측에 나선형으로 취부되어 있기 때문에, 작용공간(10) 내의 전자군은, 양극베인(8)의 하부로부터 안테나(13)가 연결된 양극베인(8)의 상부로 밀집되어 양극베인(8)으로 도달하게 된다.

이때, 작용공간(10) 내의 전자군이 그 하부측에 비해 상부측이 넓은 양극베인(8)의 상부측에서 더 많이 접하므로, 전자군의 에너지에 의한 초고주파가 양극베인(8)을 통해 보다 효과적으로 유기된다.

한편, 도 4는 도 1의 AA를 기준으로 절단한 단면도로서, 본 고안의 다른 실시예에 따른 마그네트론의 양극베인을 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 마그네트론의 양극베인 구조에 있어서, 양극베인(8)의 상부측이 그 하부측에 비해 일측방향으로 상대적으로 넓게 형성되더라도, 이 기술분야의 숙련자는 작용공간(10) 내의 전자군이 양극베인(8)의 하부측에 비해 상부측에 많이 접하게 된다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 고안을 이용하면, 필라멘트로부터 발생되는 전자군의 에너지를 최대한 이용할 수 있으므로, 마그네트론의 효율을 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

동작전류에 의해 가열되어 열전자를 방출하는 필라멘트와, 공동공진기를 형성하며, 중심축 방향을 향해 등간격으로 각각 형성되는 복수개의 양극베인과, 상기 복수개의 양극베인이 그 내측으로 취부되며, 상기 필라멘트와 상기 복수개의 양극베인을 외측으로 둘러싸는 양극체로 이루어진 마그네트론의 양극베인 구조에 있어서,

상기 양극베인은:

상기 필라멘트로부터 동일거리상에서 상기 양극체에 취부되며, 상기 양극베인의 하부측에 비해 상부측이 넓도록 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 양극베인 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 양극베인의 상부측은, 그 하부측에 비해 양측방향으로 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 양극베인 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 양극베인의 상부측은, 그 하부측에 비해 일측방향으로 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 양극베인 구조.