KR20000035553A - 마그네트론장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

통형상 양극 및 음극을 가지는 마그네트론과, 통형상 양극의 상부 및 하부 개구끝단부의 둘레에 배치된 제 1 및 제 2 의 자석 및, 상기 제 1 및 제 2 의 자석과 상기 통형상 양극을 둘러싸고 배치되는 요크를 가지는 자기회로 및, 필터케이스 및 상기 필터케이스내에 배치된 LC 필터회로 구성부를 가지는 전파누설방지기를 포함하여 구성되며, 적어도 상기 필터케이스내에 절연성 냉각액이 채워지는 마그네트론 장치 및 그의 제조방법이 개시된다.

Description

마그네트론장치 및 그 제조방법{Magnetron apparatus and manufacturing method therefor}

본 발명은, 전자레인지 등의 마이크로파 기기에 사용되는 마그네트론장치 및 그 마그네트론 장치의 제조방법에 관한 것이다.

상술한 마그네트론 장치는 예를 들면 2,450 MHz 의 기본 주파수에서 동작하는 마이크로파 발진관이며 마이크로파를 사용하는 전자기기(예를 들면 마이크로파 응용기기)내에서 고주파원으로서 사용된다. 보다 상세하게는, 마그네트론 장치는 마이크로파 오븐 및 산업용 히이터와 같은 마이크로파 히이터나, 마이크로파 방전등을 점등하기 위한 가스여기장치로서 사용된다. 이러한 종류의 마그네트론 장치는 일반적으로 음극과, 음극의 둘레에 배치된 통형상 양극 및 통형상 양극의 내부공간내에 형성된 공진 구멍을 포함하여 구성된다. 또한, 마그네트론 장치에 있어서는, 주지된 바와 같이, 캐패시터 및 쵸크코일을 포함하는 LC 필터 회로구성부가 고주파 노이즈의 누설을 방지하기 위하여 음극에 접속된다.

상술한 마그네트론 장치에 있어서, 음극의 온도는 그의 동작시에 높아진다. 음극에서 발생된 열은 다른 구성부를 가열하고, 그에 의하여 그 구성부들에 악영향을 미친다. 따라서, 마그네트론 장치에 있어서는, 동작시에 상승되는 온도에 기인한 악영향을 방지하고, 그에 의하여 마그네트론 장치의 특성상의 변화를 방지한다는 기술적 과제가 해결되어야만 했다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 종래의 마그네트론 장치로서, 예를 들면 일본국 특개평 4-4544 호에 개시된 액체냉각 마그네트론 장치를 들수 있다.

이러한 종래의 마그네트론 장치를 도 8을 참조하여 이하에서 상세히 설명한다.

종래의 마그네트론장치는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 마그네트론부(51)와, 자기회로를 구성하는 자기회로부(53) 및 고주파 노이즈의 누설을 방지하기 위한 전파누설 방지부(57)를 포함하여 구성된다.

마그네트론부(51)는 통형상 양극(52) 및 통형상 양극(52)의 내부에 비치된 음극(도시않됨)을 포함하여 구성되며, 소정의 기본주파수를 가지는 마이크로파를 생성하도록 발진을 일으킨다.

자기회로부(53)는 상술한 통형상 양극(52)의 상부 및 하부 개구끝단부의 둘레에 자석(54a,54b)이 각각 배치되고, 또한, 통형상양극(2)및 자석(54a,54b)을 담고 있는 케이스 형상의 요크(55)를 포함하여 구성된다. 요크(55)에는 요크(55)의 내부공간으로 냉각액(60)을 공급하기 위한 공급구(56a) 및 냉각액(60)을 배출하기 위한 배출구(56b)가 마련된다. 요크(55)의 내부공간에는 통형상 양극(52), 고무 패킹부재(61) 및 자석(54a) 및 (54b)로 밀폐되어 있다. 접착제 (도시되지 않음)가 요크(55) 및 자석(54a) 및 (54b)이 사이에 피복되어 있다. 요크(55)의 내부공간은 물과 같은 냉각액(60)으로 채워져 있으며, 그에 의하여 직접적으로 통형상 양극 (52), 자석(54a) 과 (54b) 및 요크(55)을 냉각한다.

전파 누설방지부(57)에는 금속필터 케이스(58) 및 캐패시터(59)가 마련되며, 그의 한 끝단은 필터 케이스(58)의 내부에서 상술한 음극에 접속된다. 캐패시터 (59)의 다른 끝단은 도 8에서 나타낸 바와 같이 필터 케이스(59)로부터 꺼내어져서, 전력원(도시않됨)에 접속된다.

상술한 구성에 있어서, 종래의 마그네트론 장치는 작동시에 통형상 양극(52) 및 자석(54a) 및 (54b)에서 상승하는 온도를 방지하고, 그에 의하여 특성에 있어서의 변화를 감소하는 것을 의도한 것이다.

그러나, 상술한 작동시의 종래의 마그네트론 장치의 인가전압(전력원 전압)은 일반적으로 4 내지 5 kV 의 범위내에 있다. 이러한 이유로, 상기 종래의 마그네트론장치의 전파누설방지부(57)에서는, 필터케이스(58)(접지 전위측)와 필터케이스 (58)내에 배치된 캐피시터(59)(전력원 전위측) 사이의 간격을 대향거리를 상기 인가전압에 견딜 수 있는 만큼의 충분한 거리(이하 "절연거리"라 약칭함)를 확보하지 않으면 안된다. 따라서, 종래의 마그네트론 장치의 필터케이스(58)는 작게 만들수가 없고, 마그네트론 장치의 구성을 소형화하기가 어려웠다. 또한, 절연거리가 불충분하면, 필터케이스(58)와 캐패시터(59)의 음극에 대한 접속점 사이에서 방전현상이 발생하여, 불충분한 장치의 동작의 원인이 되었다.

부가적으로, 종래의 마그네트론 장치에 있어서는, 음극측에서 발생된 열이 캐패시터(59)로 전달되어, 캐패시터의 온도가 120 내지 150℃의 고온이 된다. 결과적으로, 종래의 마그네트론 장치의 캐패시터(59)가 타서 열화되고, 노이즈 방지성능이 열화한다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 종래의 마그네트론 장치에 있어서의 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 마그네트론 장치를 제공함에 있다.

도 1은, 본 발명의 제 1 실시형태의 마그네트론장치를 나타내는 단면도,

도 2는, 도 1 에 나타낸 마그네트론장치의 저면의 구성을 나타내는 하면도,

도 3은, 도 1 에 나타낸 마그네트론장치를 제조하는 방법을 나타내는 블록도,

도 4는, 본 발명의 제 2 실시형태의 마그네트론장치의 구성을 나타내는 단면도,

도 5는, 도 4에 나타낸 마그네트론장치의 구성을 나타내는 사시도,

도 6은, 본 발명의 제 3 실시형태의 마그네트론장치의 구성을 나타내는 단면도,

도 7은, 도 6 에 나타낸 마그네트론장치의 구성을 나타내는 사시도,

도 8은, 종래의 마그네트론장치의 구성을 나타내는 부분 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1, 51 : 마그네트론부 2, 2', 53 : 자기회로부

3, 3", 57 : 전파누설 방지부 4, 52 : 통형상 양극

5a, 5b : 자극편 6, 7 : 금속 실린더

6a, 7a : 플랜지부 8 :음극 필라멘트

9a, 9b : 음극리드 10 : 양극 부분

11 : 출력 콘덕터 12 : 절연링

13 : 출력안테나 14 : 핀

15a, 15b, 54a, 54b : 자석 15c : 중앙구멍

16a, 16b : 요크부재 17, 17' : 도전성 가스켓

18a, 18b, 25a, 25b, 27a, 27c : 필터 케이스부재

18d : 결합면 19 : 음극 스템

19a, 19b : 스텝 단자 20 : 고압 캐패시터

21a, 21b : 초크코일 22 : 절연성 냉각액

23a, 26a, 29a, 56a : 공급구 24 : 고무패킹

25c, 27d : 인발성형부 26b, 56b : 배출구

27e : 삽입구멍 28 : 연통부

30 :플러그 55 : 요크

58 : 금속필터 케이스 59 : 캐패시터

60 : 냉각액 61 : 고무 패킹부재

70 : 마이크로파 응용기기 70a : 도파관

81 : 자기회로부 조립공정 82 : 전파 누설방지부 조립공정

83 : 접속공정 84 : 냉각액 공급공정

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 마그네트론장치는:

통형상 양극 및 음극을 가지는 마그네트론과,

통형상 양극의 상부 및 하부 개구끝단부의 둘레에 배치된 제 1 및 제 2 의 자석및, 제 1 및 제 2 의 자석과 통형상 양극을 둘러싸는 요크를 가지는 자기회로와,

필터케이스를 가지는 전파누설 방지기 및 필터케이스내에 배치된 LC 필터회로초크코일을 가지는 전파누설방지부를 포함하여 구성되며,

적어도 필터케이스내에 채워진 절연성 냉각액이 수용된다.

상술한 구성에 따르면, 동작시의 온도의 악영향이 저하되고, 그에 의하여 LC 필터회로의 열화가 감소되며, 마그네트론장치가 소형화될 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따른 마그네트론 장치는: 상술한 구성되에, 마그네트론의 통형상 양극이, 통형상 양극의 외부둘레 가장자리부의 둘레에 냉각핀을 가진다.

상술한 구성에 따르면, 통형상 양극에서 상승하는 온도가 더욱 저하된다. 부가적으로, 이는 마그네트론 장치의 출력의 강하를 유발한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면: 상술한 구성외에, 절연성 냉각액이 공급구로부터 공급된다.

상술한 구성에 따르면, 절연성 냉각액은 마그네트론 장치의 최종제조공정, 또는 마그네트론 장치가 마이크로파 응용기기내에 설치될 때 용이하게 공급될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 마그네트론 장치는: 상술한 구성외에, 절연성 냉각액이 배출구로부터 배출된다.

상술한 구성에 따르면, 절연성 냉각액은 필터케이스 및 외부 장치의 사이에서 순환하며, 그에 의하여 LC 필터회로의 구성부가 효과적으로 냉각된다. 또한, 자기회로 및 전파 누설방지기내의 절연성 냉각액의 온도가 항상 일정한 값으로 유지된다. 이는 마그네트론 장치의 출력성능 및 노이즈 방지성능을 안정화시킨다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 마그네트론 장치는: 상술한 구성외에, 냉각액 저장탱크가 공급구 및 배출구의 사이에 마련되어, 절연성 냉각액이 순환된다.

상술한 구성에 따르면, 절연성 냉각액이 필터케이스와 외부장치의 사이에서 순환되며, 그에 의하여 LC 필터 회로의 구성부가 효과적으로 냉각될 수 있다. 또한, 자기회로회로 및 전파 누설방지기내의 절연성 냉각액의 온도가 항상 일정한 값으로 유지된다. 이는 마그네트론 장치의 출력성능 및 노이즈 방지성능을 안정화시킨다.

본 발명의 다른 실시형태에 따른 마그네트론 장치는: 상술한 구서외에, 요크의 내부공간이 절연성 냉각액으로 채워진다.

상술한 구성에 따르면, 통형상 양극, 자석 및 요크가 직접적으로 냉각될 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따른 마그네트론 장치는: 상술한 구성외에, 자기회로가 필터케이스내에 수납된다.

상술한 구성에 따르면, 마그네트론 및 자기회로와 같은 현존하는 주 구성부를 교체할 필요가 없으며, 그에 의하여 장치의 비용이 증가하는 것을 방지할 수 있다. 다시 말해서, 주 구성부용의 금형과 같은 새로운 작업시설을 준비할 필요가 없다.

본 발명의 다른 실시형태에 따른 마그네트론은: 상술한 구성외에, 요크가 필터케이스의 한 부품이다.

상술한 구성에 따르면, 통형상 양극과, 자석 및 요크가 직접적으로 냉각될 수 있다. 또한, 마그네트론 장치내의 구성부의 수를 감소할 수 있으며, 마그네트론 장치를 소형화할 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따른 마그네트론 장치는: 상술한 구성외에, 자기회로부 내의 공간이 전파 누설방지기 내부의 공간과 연이어 통하도록 연통부가 마련된다.

이러한 구성에 따르면, 자기회로내의 절연성 냉각액과 전파 누설방지기 내의 절연성 냉각액 사이에서 온도차가 발생된다. 이는 자기회로와 전파 누설방지기 사이의 절연성 냉각액의 자연 대류를 발생시키며, 그에 의하여 절연성 냉각액을 순환시킨다.

본 발명의 다른 실시형태에 따른 마그네트론 장치는: 상술한 구성외에, 연통부에는 전파 누설방지기측 상에 배치된 자석중의 하나의 중앙구멍이 마련된다.

상술한 구성에 따르면, 전파 누설방지기측의 자석이 효과적으로 냉각될 수 있다. 또한, 이는 장치의 대형화를 방지한다.

마그네트론, 자기회로 및 전파 누설방지기를 포함하여 구성되는 마그네트론 장치의 제조방법은,상기 자기회로 및 상기 전파 누설방지기를 접속한 후에, 절연성 냉각액이 상기 전파 누설방지기의 필터케이스내에 공급된다.

상술한 구성에 따르면, 절연성 냉각액은 마그네트론 장치의 최종제조공정, 또는 마그네트론 장치가 마이크로파 응용기기내에 설치될 때 용이하게 공급될 수 있다. 따라서, 최종공정전의 공정에서 절연성 냉각액을 흘리거나 또는 튀기는 등에 따른 오염이 방지될 수 있다.

〈발명의 실시형태〉

이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 설명한다.

《제 1 실시예》

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태의 마그네트론 장치의 구성을 나타내는 단면도이며, 도 2 는 도 1 에 나타낸 마그네트론 장치의 바닥부의 구성을 나타내는 하면도이다.

본 발명의 제 1 실시형태의 마그네트론장치는, 도 1및 도 2에 나타낸 바와 같이, 마그네트론부(1), 마그네트론부(1)를 여기시키기 위한 자기회로부(2) 및, 고주파 노이즈의 누설을 방지하기 위한 LC 필터회로 구성부를 가지는 전파누설방지부 (3)를 구비한 것이다.

마그네트론부(1)는 통형상 양극(4)과, 그 통형상 양극(4)의 상부 및 하부 개구끝단부에 마련된 제 1 및 제 2 자극편(5a) 및 (5b) 및, 제 1 및 제 2 자극편(5a) 및 (5b)내에 각각 마련되는 제 1 및 제 2 의 금속 실린더(6) 및 (7)을 포함하여 구성딘다.

제 1 자극편(5a)의 외부끝단면은 제 1 금속실린더(6)의 한쪽 끝단부에 마련된 플랜지부(6a)로 덮여 있으며, 플랜지부(6a)의 외부둘레 플랜지는 통형상 양극 (4)의 상부 개구끝단에 고정된다.

제 1 금속실린더(6)의 다른 끝단부에는, 출력 안테나(13)가 절연링(12)을 통하여 밀폐적으로 배치된다. 동일한 방식으로, 제 2 자극편(5b)의 외부끝단면은 제 2 금속 실린더(7)의 한쪽 끝단부에 배치된 플랜지부(7a)로 덮여있으며, 플랜지부 (7a)의 외부둘레 플랜지는 통형상 양극(4)의 하부 개구끝단부에 고정된다. 후술하는 음극 스템(19)은 제 2 금속실린더(7)의 다른 끝단부에 밀폐가능하게 마련된다. 통형상 양극(4) 및 출력 안테나(13)는 예를 들면 무산소 동으로 만들어진다. 부가적으로 제 1 및 제 2 자극편(5a) 및 (5b)은 철과 같은 자성물질로 만들어진다.

통형상 양극(4)의 중앙축의 둘레에 배치된 코일형상의 음극 필라멘트(8), 및 공진구멍을 형성하기 위하여 음극 필라멘트(8)의 둘레에 동심적으로 방사형상으로 배치된 다수개의 양극 부분(10)이 통형상 양극(4)내부에 마련된다. 음극필라멘트는, 예를 들면 텅스텐으로 만들어지며, 그의 양끝단은 통형상 양극(4)내의 한쌍의 음극 리드(9a) 및 (9b)에 접속된다. 통형상 양극(4)의 내부에는, 예를 들면 10개의 양극 부분(10)이 등간격으로 배치된다. 양극 부분(10)들은 예를 들면 무산소 동으로 만들어진다. 음극리드(9a) 및 (9b)들은 음극 스템(19)을 통하여 통형상 양극 (4)의 내부로부터 취출되고, 고주파 전원(도시않됨)에 접속된다. 통형상 양극(4)의 내부에는, 그의 한끝단이 출력 안테나(13)에 접속된 출력 콘덕터(11)가 그의 한끝단에서 양극 부분(10)중의 하나에 접속된다. 마그네트론 장치는 예를 들면 2,450 MHz 의 기본 주파수를 가지는 마이크로파를 출력안테나(13)로부터 방출한다. 출력안테나(13)는 본 마그네트론 장치와 결합되는 마이크로파 응용기기(70)의 도파관(70a)의 내부에 마련된다.

통형상 양극(4)의 외부둘레면 상에는, 다수개의 핀(14:fin)들이 통형상 양극 (4)내부에서 발생되는 열을 방사히기 위하여 다단으로 배치된다.

자기회로부(2)는 마그네트론부(1)의 통형상 양극(4)의 양 끝단측에 배치된 링형상의 제 1 및 제 2 자석(15a) 및 (15b)과, 제 1 및 제 2 자석(15a) 및 (15b)과 통형상 양극(4)을 각각 둘러싸는 요크부재(16a) 및 (16b) 및, 기계적 조임에 의하여 도파관(70a)과 전기적으로 접속되는 링형상의 전기적으로 도전성인 가스켓(17)을 포함하여 구성된다. 보다 상세하게는, 제 1 자극편(5a)의 외부둘레 끝단면상에는, 링형상의 제 1 자석(15a)이 플랜지부(6a)상에 동심적으로 배치된다. 제 1 자석(15a)의 자극중의 하나는 제 1 자극편(5a)에 자기적으로 결합된다. 동일한 방식으로, 제 2 자극편(5b)의 외부둘레 끝단면상에는, 링형상의 제 2 자석(15b)이 플랜지부(7a)상에 동심적으로 배치된다. 제 2 자석(15b)의 자극중의 하나는 제 2 자극편에 자기적으로 결합된다. 자석 (15a) 및 (15b)들은 스트론튬 및 바륨을 포함하는 자성체로 만들어진 영구자석을 각각 형성한다. 가스켓은 링형상의 동, 스텐레스 스틸등으로 만들어진 금속메쉬로 형성된다. 제 1 금속실린더(6)의 외주부와 접촉하는 가스켓의 내주부는 제 1 금속 실린더(6)의 외주부보다 작게 만들어진다. 부가적으로, 요크부재(16a) 및 (16b)는 철과 같은 자성물질로 만들어지며, 그의 앞 뒤 부분이 냉매(예를 들며 공기)를 통과시키도록 개방된 프레임 형상으로 형성된다. 상술한 음극 필라멘트(8), 통형상 양극(4), 제 1 및 제 2 자극편(5a) 및 (5b) , 제 1 및 제 2 금속실린더(6) 및 (7), 제 1 및 제 2 자석(15a) 및 (15b) 및 핀(14)들은 전부 요크부재(16a) 및 (16b)에 의하여 형성된 용기내에 담겨진다. 전파누설 방지부(3)는 요크부재(16b)의 바로 밑에 마련되며, 필터 케이스부재(18a) 및 (18b)와, 한쌍의 스템 단자(19a) 및 (19b)을 가지는 음극 스템(19)과, 필터 케이스부재(18a) 및 (18b)내부에 마련된 단자(20a) 및 (20b)을 가지는 고압 캐패시터 (20)와, 한쌍의 초크코일(21a) 및 (21b)을 포함하여 구성된다.

초크코일(21a)은 고압 캐패시터(20)의 단자(20a)와 스템 단자(19a)의 사이에 배치 및 접속되며, 초크코일(21b)은 고압 캐패시터(20)의 단자(20b)와 스템 단자 (19b)의 사이에 배치 및 접속된다. 고압 캐패시터(20) 및 초크코일(21a) 및 (21b)은 상술한 LC 필터 회로 구성부를 구성한다. 필터 케이스부재(18a) 및 (18b)는 그의 내부에 밀봉된 내부공간을 수용하도록 구성된다. 또한 절연성 냉각액(22)은 그 내부공간내에 채워진다. 보다 상세하게는, 공급구(23a)가 필터 케이스부재(18a)상에 마련된다. 공급구(23a)는 필터 케이스부재(18a) 및 (18b)의 내부에 형성된 공간내로, 높은 유전강도를 가지는 냉각액 또는 고압 변압기용으로 사용되는 변압기 오일(예를 들어 실리콘 오일 또는 절연오일)을 가지는 냉각액을 포함하는 절연성 냉각액(22)을 채우기 위하여 사용된다. 공급구(23a)는 도 1 의 2점 쇄선으로 나타낸 플러그(30)로 폐쇄된다. 이러한 구성으로, 절연성 냉각액(22)은 필터케이스 부재(18a) 및 (18b)내부의 공간에 채워진다. 링형상의 패킹(24)이 필터 케이스부재 (18a) 및 제 2 금속 실린더(7) 사이의 간격을 밀폐하도록 사용된다. 예를 들면, 실리콘 기재의 접착제가 간격에 피복된다.

[제조방법]

본 발명의 마그네트론 장치를 제조하는 방법을 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3 은 도 1 에 나타낸 마그네트론 장치를 제조하기 위한 방법의 구성을 나타내는 제조공정도이다.

도 3에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 마그네트론 장치를 제조하는 방법은, 자기회로부(2)를 형성하기 위한 자기회로부 조립공정(81)과, 전파 누설방지부(3)를 형성하기 위한 전파 누설방지부 조립공정(82)을 포함하여 구성된다. 또한, 마그네트론 장치를 제조하는 방법은 자기회로부 조립공정을 전파 누설방지부 조립공정 (82)에 연결하기 위한 접속공정(83) 및, 절연성 냉각액(22)을 필터 케이스부재 (18a) 및 (18b)의 내부공간으로 공급하기 위한 냉각액 공급공정(84)을 가진다.

보다 상세하게는, 자기회로부 조립공정(81)에서는, 요크부재(16a), 제 1 자석(15a), 마그네트론부(1), 제 2 자석(15b) 및 요크부재(16b)들이 연속적으로 놓여지고 조립 지그(도시않됨)상에 배치되도록 부가적인 공정을 가진다. 그 후, 요크부재(16a) 및 요크부재(16b)들은 나사와 같은 조임부재를 사용함으로써 상호간에 고정되고, 그에 의하여 자기회로부(2)를 형성한다. 다음에, 가스켓(17)이 마그네트론부(1)의 제 1 금속실린더(6a)에 끼워지고 요크부재(16a)상에 장착된다.

동시에, 전파누설 방지부 조립공정(82)에서, 고압 캐패시터(20)는 초크코일 (21a) 및 (21b)에 접속되고, 필터케이스 부재(18a)의 한측면상의 소정위치에 설치된다.

접속공정(83)에서, 필터 케이스부재(18a)의 원통형 부(18c)가 요크부재(16b)내의 제 2 금속 실린더(7)의 외부둘레면과 제 2 자석(15b)의 내부둘레면의 사이에 끼워진다. 필터케이스 부재(18a)는 예를 들면 스웨이징핀이나 나사와 같은 조임구를 사용함으로써 자기회로부(2)의 요크부재(16b)에 고정된다. 그 후에, 필터 케이스부재(18a) 및 마그네트론부(1) 사이의 간극이 고무패킹(24), 실리콘 기재의 접착제등을 사용함으로써 폐쇄된다. 다음에, 초크코일(21a)의 한끝단과 초크코일 (21b)의 한끝단이 각각 스템 단자(19a) 및 (19b)에 접속된다. 필터케이스 부재 (18a)는 필터케이스 부재(18b)와 결합되고, 그의 결합면(18d)이 용접된다. 결과적으로, 자기회로부(2)는 전파누설 방지부(3)와 접속되고, 그에 의하여 공급구(23a)를 제외하고 필터케이스 부재(18a) 및 (18b)내부의 공간을 밀폐한다.

최종공정으로서 사용되는 냉각액 공급공정(84)에서, 전파 누설방지부(3)을 형성하는 필터케이스 부재(18a) 및 (18b)는 공급구(23a)와 함께 위쪽으로 위치되고, 절연성 냉각액(22)은 공급구(23a)로부터 필터 케이스부재(18a) 및 (18b)내로 공급되고, 공급구(23a)는 플러그(30)로 폐쇄된다.

다음에, 본 실시예에 따른 마그네트론 장치의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 마그네트론 장치에 있어서, 필터케이스 부재(18a) 및 (18b)내부의 공간은 밀폐되고, 절연성 냉각액(22)은 필터 케이스부재(18a) 및 (18b)내의 공간에 채워진다. 따라서, 본 실시예에 따른 마그네트론 장치에 있어서는, 초크코일(21a) 및 (21b)과 고압 캐패시터(20)가 냉각될 수 있으며, 초크코일(21a) 및 (21b)과 고압 캐패시터(20) 사이의 절연거리 L1 및 L2 가 단축될 수 있다. 결과적으로, 초크코일(21a) 및 (21b)과 고압 캐패시터(20)가 직접적으로 냉각되고, 그에 의하여 이들 구성부가 타는 것이 방지된다. 또한, 마그네트론 장치의 노이즈 방지성능의 열화를 방지할 수 있다. 부가적으로, 절연거리 L1 및 L2 의 단축은 마그네트론 장치의 전파누설 방지부(3)를 소형화할수 있다.

또한, 공급구(23a)는 필터케이스 부재(18a) 및 (18b)의 내부공간으로 절연성 냉각액(22)을 공급하도록 배치된다. 따라서, 절연성 냉각액(22)이 마그네트론 장치의 최종 제조공정[냉각액 공급공정(84)]에서 공급될 수 있다. 결과적으로, 최종공정전에 절연성 냉각액(22)을 흘리거나 비산함에 따른 오염을 방지할 수 있다. 따라서, 최종공정전의 단계에서 절연성 냉각액(22)에 의한 오염에 대하여 조치를 강구할 필요가 없다. 예를 들면, 최종공정전의 공정에서는, 생산라인에서 냉각액이 흘려지거나 튀김으로써 조립대 및/또는 마루바닥에 부착된 절연액을 없애거나 오염방지 덮개를 설치할 필요가 없다. 이는, 마그네트론 장치의 제조를 용이하게 한다.

상술한 제조와는 별도로, 절연성 냉각액(22)을 사용함으로써 냉각효율을 제고하기 위하여, 절연성 냉각액(22)은 필터케이스 부재(18a) 및 (18b)내부의 공간에서 강요된 대류에 처해질 수 있다. 보다 상세하게는, 공급구(23a)에 부가하여, 2점 쇄선으로 표시된 배출구(23b)가 필터 케이스부재(18a)상에 배치될 수 있다. 또한 공급구(23a) 및 배출구(23b)는 외부에 설치된 냉각액 저장탱크(31)(도 2)에 접속될 수 있으며, 따라서 절연성 냉각액(22)은 공급구(23a) 및 배출구(23b)를 통하여 강제로 공급 및 배출될 수 있다. 즉, 예를 들면, 공급구(23a) 및 배출구(23b)를 순환펌프를 가지며 절연성 냉각액(22)을 저장하기 위하여 외부에 설치된 저장탱크(31)에 접속하는 것이 가능하다. 결과적으로, 절연성 냉각액(22)은 필터케이스 부재(18a) 및 (18b) 내부의 공간과 저장탱크 사이에서 순환되도록 할 수 있다. 이는, LC 필터 회로구성부로서 사용되는 고압 캐패시터(20)와 초크코일(21a) 및 (21b)을 보다 효율적으로 냉각하는 것이 가능하도록 한다. 따라서, 이러한 냉각은 구성부가 타는 것을 방지하고, 마그네트론 장치의 노이즈 방지성능의 열화를 감소할 수 있다.

부가적으로, 전기적으로 도전성의 가스켓(17)이 요크부재(16a)를 통하여 자석(15a)의 위쪽에 배치된다. 따라서, 마그네트론 장치가 마이크로파 응용기기(70)내에 설치될 때, 그의 설치를 위한 조이는 힘이 직접적으로 마이크로파 응용기기 (70)의 도파관(70a)으로부터 제 1 자석(15a)으로 인가되지 않는다. 결과적으로, 제 1 자석(15a)이 파열과 같은 손상으로부터 방지될 수 있다.

상술한 설명에 있어서는, LC 필터 회로구성부의 예로서 관통형 고압 캐패시터(20) 및 초크코일(21a) 및 (21b)이 사용되었으나, 본 실시예는 이것에 한정되는 것은 아니며, 고주파 노이즈를 억제할 수 있는 기타의 구성부에도 사용가능하다.

[비교예]

다음에, 본 발명자등에 의하여 도출된 비교의 결과는, 본 발명의 효과를 이하와 같이 확인하여 주었다.

본 실시예에 따른 마그네트론 장치(이하 "본 실시예"라 약칭함)에 있어서, 스미토모 3M 사에 의하여 만들어진 냉각액(퍼플로로 카본 냉매 FX-3300)이 필터 케이스부재(18a) 및 (18b)의 내부공간에서의 절연성 냉각액(22)로서 사용되었다. 또한, 동작시의 마그네트론 장치의 인가전압은 5kV 로 설정되었다.

이와 비교하기 위한 마그네트론 장치(이하 "비교예"라 약칭함)가 마찬가지로 제조되었으며, 그의 명세는 상술한 바와 동일하지만, 필터 케이스부재(18a) 및 (18b)내부의 공간에 절연성 냉각액(22)이 공급된 점만이 상이하였다.

다음에, 본 실시예 및 비교예에 있어서, 다양한 높이(두께)를 가지는 금속편 (도시않됨)이 초크코일(21a) 및 (21b)을 마주보는 필터 케이스부재(18a) 및 (18b)의 상부 및 하부 내면에 접속 및 고정되어 다양한 절연거리를 제공하도록 하였다. 초크코일(21a) 및 (21b) 사이의 상이한 절연거리 L1 및 L2(도 2) 에 대하여 측정이 실행되었으며, 그에 의하여 이하의 결과를 얻었다.

본 실시예의 경우에 있어서는, 절연거리 L1 및 L2 는 22 내지 26mm 였다. 한편, 비교예의 경우에, 절연거리 L1 및 L2 는 51 내지 60mm 였다. 따라서, 본 실시예의 절연거리 L1 및 L2 이 비교예에 비하여 약 절반으로 단축되었음을 알 수 있다.

《 제 2 실시예》

도 4 는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 마그네트론 장치의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 5 는 도 4 에 나타낸 마그네트론 장치의 구성을 나타내는 사시도이다. 본 실시예에서, 마그네트론 장치는 자기회로부가 전파 누설방지부의 필터케이스의 내에 배치되도록 구성되며, 그에 의하여 통형상 양극, 제 1 및 제 2 자석 및 핀들이 절연성 냉각액에 의하여 직접적으로 냉각될 수 있다. 기타의 부분들은 제 1 실시예에서와 동일하므로, 이들의 설명은 중복을 방지하기 위하여 생략되었다.

도 4 에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 마그네트론 장치의 자기회로부 (2)는 전파누설 방지부(3')의 필터 케이스부재(25a) 및 (25b)에 밀폐수납된다. 결과적으로, 도 4에서 나타낸 바와 같이 절연성 냉각액(22)으로 필터 케이스부재 (25a) 및 (25b)의 내부공간이 채워질 때, 프레임 형상의 요크부재(16a) 및 (16b)의 내부공간에 배치된 제 1 및 제 2 의 자석(15a) 및 (15b), 통형상 양극(4) 및 냉각핀(14)과, 상술한 LC 필터회로 구성부들은 절연성 냉각액(22)에 침지되며, 직접적으로 냉각된다.

본 실시예의 마그네트론 장치에 있어서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 공급구(26a)는 다수개의 냉각핀(14)의 끝단을 마주하여 배치되며, 따라서 절연성 냉각액(22)은 냉각핀(14) 사이의 간극을 용이하게 통과한다. 필터케이스 부재 (25a)의 중앙부에 밀봉을 위한 인발성형부(25c)가 마련된다. 마그네트론부(1)의 제 1 금속실린더(6a)는 인발성형부(25c)내로 강제맞춤된다. 그 후에, 인발성형부 (25c)는 브레이징, 용접등에 의하여 제 1 금속실린더(6a)에 연결되며, 이들 사이의 밀봉을 확실하게 한다. 또한, 본 장치는 도전성의 가스켓(17')을 통하여 도파관 (70a)에 접속된다.

본 실시예에 따르면, 후술의 기술적 장점을 얻는 것이 가능하다.

필터 케이스부재(25a) 및 (25b)내부 공간의 고압캐패시터(20) 및 초크코일 (21a) 및 (21b)은 당연히 절연성 냉각액(22)에 의하여 냉각된다. 부가적으로 요크부재(16a) 및 (16b)내부공간의 자석(15a) 및 (15b)도 절연성 냉각액(22)에 의하여 마찬가지로 냉각된다. 따라서, 당연히 마그네트론 장치의 노이즈 방지성능의 열화를 방지할 수 있으며, 마그네트론 장치의 출력에 있어서의 강하를 감소할 수 있다.

자기회로부(2)는 필터케이스 부재(25a) 및 (25b)에 밀폐수납되어 있으므로, 마그네트론부(1) 및 자기회로부(2)와 같은 종래의 주 구성부를 교환할 필요가 없다. 결과적으로, 상술한 주 구성부용의 금형과 같은 새로운 작업시설을 준비할 필요가 없다. 또한, 상술한 제 1 실시예에서 필요한 고무패킹(24)등의 사용을 배제할 수 있다.

다수개의 냉각핀(14)이 통형상 양극(4)의 외부둘레부에 마련되므로, 제 1 및 제 2 자석(15a) 및 (15b)과 통형상 양극(4)들은 절연성 냉각액(22)에 의하여 더욱 냉각된다.

또한, 공급구(26a)가 냉각핀(14)의 끝단면과 마주하여 마련되므로, 냉각액 (22)은 냉각핀(14) 사이의 간격을 용이하게 통과하므로, 냉각핀(14)의 방열효율을 더욱 높일 수 있다.

공급구(26a) 및 배출구(26b)가 필터케이스 부재(25a)상에 마련되는 구성이 제 2 실시예의 설명에 기술되어 있다. 그러나, 이러한 구성에 한정되지 않고, 공급구(26a)만이 필터 케이스 부재(25a)상에 배치되는 구성을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 공급구(26a) 및 배출구(26b)가 필터 케이스(25a)의 동일측면상에 배치되는 구성과는 별도로, 이들 구멍들은 필터케이스 부재(26b)의 측면상이나 필터 케이스부재(25b)의 상이한 측면등에 배치될 수도 있다.

《제 3 실시예》

도 6 은 본 발명의 제 3 실시예의 마그네트론 장치의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 7 은 도 6 에 나타낸 마그네트론 장치의 구성을 나타내는 사시도이다. 본 실시예의 마그네트론 장치의 구성에 있어서, 요크는 필터 케이스의 부품이다. 다른 부분들은 제 1 실시예에서와 동일하므로, 이들의 설명은 중복을 피하기 위하여 생략한다.

도 7 에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 마그네트론 장치에 있어서는, 통형상 양극(4), 제 1 및 제 2 자석(15a) 및 (15b)등이 요크부재에서와 동일하게 사용되는 철로 만들어진 필터케이스 부재(27a) 및 (27c)의 내부공간에 수납되어, 자기회로부(2')를 형성한다. 고압 캐패시터(20) 및 초크코일(21a) 및 (21b)가 필터케이스 부재(27b) 및 (27c)로 둘러싸인 공간내에 마련된다. 부가적으로, 필터케이스 부재(27b) 및 (27c)내부의 공간은 밀폐되어 절연성 냉각액(22)이 자기회로부 (2')의 제 1 및 제 2 자석(15a) 및 (15b), 통형상 양극(4), 냉각핀(14)등과 접촉한다.

도 7 에 나타낸 바와 같이, 공급구(29a)는 다수개의 냉각핀(14)의 끝단면을 마주보고 마련되어, 절연성 냉각액(22)이 냉각핀(14)의 사이의 간격으로 용이하게 통과된다. 인발성형부(27d)는 필터 케이스부재(27a)의 중앙부분에서 밀폐를 위하여 배치된다. 마그네트론부(1)의 제 1 금속실린더(6a)는 인발성형부(27d)에 억지끼워맞춤된다. 그 후에, 인발성형부(27d)는 브레이징, 용접등에 의하여 제 1 금속실린더(6a)에 연결되어, 이들 사이의 밀폐를 확실히 한다. 연통부(28)가 자기회로부(2')와 전파 누설방지부(3")의 사이에 위치된 필터 케이스부재(27c)내에 마련되어, 절연성 냉각액(22)은 필터케이스부재(27b) 및 (27c)의 내부공간과 필터케이스부재(27a) 및 (27c)의 내부공간의 사이로 용이하게 공급 및 배출된다. 연통부(28)는 전파 누설방지부(3")내부의 공간과 자기회로부(2')의 내부공간을 연이어 통하도록 사용된다. 연통부(28)는 제 2 자석(15b)의 중앙구멍(15c)과 필터 케이스 부재 (27c)내의 삽입구멍(27e)을 사용하여 형성된다.

본 발명에 따르면, 이하에서와 같은 기술적 장점을 얻는 것이 가능하다.

필터 케이스부재(27a) 및 (27c)는 필터케이스가 요크로서도 사용될 수 있도록 사용된다. 따라서, 장치의 구성부의 수를 감소하는 것이 가능하며, 장치의 중량을 감소할 수 있다.

초크코일(21a) 및 (21a)과 고압 캐패시터(20)들은 필터케이스 부재(27c) 및 (27b) 내부의 공간내에서 절연성 냉각액(22)에 의하여 냉각된다. 부가적으로 필터케이스 부재(27a) 및 (27c)내부 공간의 통형상 양극(4) 및 자석(15a) 및 (15b)들도 절연성 냉각액(22)에 의하여 냉각된다. 따라서, 당연히 마그네트론 장치의 노이즈 방지성능의 열화를 방지할 수 있으며, 동작기간동안 마그네트론 장치의 출력강하를 감소할 수 있다.

자기회로부(2')가 필터케이스 부재(27a) 및 (27c)에 수납되어 있으므로, 마그네트론부(1), 자석(15a) 및 (15b)등과 같은 종래의 주 구성부를 교환할 필요가 없다. 결과적으로, 상술한 새로운 구성부용의 금형과 같은 새로운 작업시설을 준비할 필요가 없다.

또한, 연통부(28)는 제 2 자석(15b)의 중앙구멍(15c)을 사용함으로써 필터케이스 부재(27c)내에 배치된다. 또한, 장치의 동작시에 전파 누설방지부(3")내부의 절연성 냉각액(22)과 자기회로부(2')내부의 절연성 냉각액(22) 사이에서 온도차이가 발생한다. 이는 자기회로부(2')와 전파누설 방지부(3")사이의 절연성 냉각액 (22)의 순환(자연대류)을 일으킨다. 따라서, 전파 누설방지부(3") 및 자기회로부 (2')내부의 절연성 냉각액(22) 사이에서의 온도가 항상 일정한 값으로 유지되며, 자석(15b)이 냉각될 수 있다. 따라서, 이는 마그네트론 장치의 노이즈 방지성능 및 출력성능을 안정시킨다.

자석(15b)의 중앙구멍(15c)을 사용함으로써 연통부(28)가 형성되는 구성은 제 3 실시예의 설명에서 기술되었다. 그러나, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제 2 자석(15b)과 접촉하는 필터 케이스 부재(27c)의 표면에 하나이상의 구멍이 마련되는 구성을 사용하는 것도 가능하다. 선택적으로, 예를 들면 연통부(28)를 사용하지 않고서, 도 1에서 나타낸 링형상 패킹(24), 실리콘 기재의 접착제등을 사용하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 마그네트론 장치의 노이즈 방지성능의 열화를 감소할 수 있으며, 최종공정전의 단계에서 절연성 냉각액에 의한 오염에 대하여 조치를 강구할 필요가 없으며, 장치의 구성부의 수를 감소하는 것이 가능하며, 장치의 중량을 감소할 수 있으며, 새로운 구성부용의 금형과 같은 새로운 작업시설을 준비할 필요가 없다.

비록 본 발명은 현재의 바람직한 실시예의 관점에서 기수로디었으나, 이러한 기술내용이 한정적인 것으로서 해석되어서는 않됨을 이해할 수 있다. 상술한 기술을 일독한 후에는, 당업자에게 있어서, 다양한 변형 및 변경이 가능함이 명백하다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 요지 및 범위에 속하는 모든 변경 및 변형사항을 포괄하는 것으로서 해석되어야 한다.

Claims (19)

1. 통형상 양극 및 음극을 가지는 마그네트론과,

   상기 통형상 양극의 상부 및 하부 개구끝단부의 둘레에 배치된 제 1 및 제 2 의 자석 및, 상기 제 1 및 제 2 의 자석과 상기 통형상 양극을 둘러싸고 배치되는 요크를 가지는 자기회로 및,

   필터케이스 및 상기 필터케이스내에 배치된 LC 필터회로 구성부를 가지는 전파누설방지기를 포함하여 구성되며,

   적어도 상기 필터케이스내에 절연성 냉각액이 채워지는 마그네트론 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마그네트론의 상기 통형상 양극은, 상기 통형상 양극의 외부 가장자리부의 둘레에 냉각핀을 가지는 마그네트론 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 절연성 냉각액이 공급구로부터 공급되는 마그네트론 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 절연성 냉각액이 배출구로부터 배출되는 마그네트론 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 냉각액 저장탱크가 상기 공급구 및 상기 배출구의 사이에 마련되어, 상기 절연성 냉각액이 순환되는 마그네트론 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 요크의 내부공간이 상기 절연성 냉각액으로 채워지는 마그네트론 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 자기회로가 상기 필터케이스내에 수납되는 마그네트론 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 요크가 필터케이스의 부품인 마그네트론 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 자기회로부 내의 공간을 전파 누설방지기 내부의 공간과 연이어 통하도록하는 연통부가 마련되는 마그네트론 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 연통부는 상기 전파 누설방지기의 측부 상에 배치된 상기 자석중의 하나의 중앙구멍에 마련되는 마그네트론 장치.
11. 제 2 항에 있어서, 상기 절연성 냉각액은 공급구로부터 공급되는 마그네트론 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 절연성 냉각액은 배출구로부터 배출되는 마그네트론 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 공급구와 상기 배출구의 사이에 냉각액 저장탱크가 마련되어, 상기 절연성 냉각액이 순환하는 마그네트론 장치.
14. 제 2 항에 있어서, 상기 요크의 내부공간은 상기 절연성 냉각액으로 채워지는 마그네트론 장치.
15. 제 2 항에 있어서, 상기 자기회로는 상기 필터케이스내에 수납되는 마그네트론 장치.
16. 제 2 항에 있어서, 상기 요크는 필터케이스의 부품인 마그네트론 장치.
17. 제 2 항에 있어서, 상기 자기회로내의 공간을 상기 전파 누설방지기 내부의 공간과 연이어 통하도록 하는 연통부가 마련되는 마그네트론 장치.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 연통부는 상기 전파 누설방지기의 측부 상에 배치된 상기 자석중의 하나의 중앙구멍에 마련되는 마그네트론 장치.
19. 마그네트론, 자기회로 및 전파 누설방지기를 포함하여 구성되는 마그네트론 장치의 제조방법으로서, 상기 자기회로 및 상기 전파 누설방지기를 접속한 후에, 절연성 냉각액이 상기 전파 누설방지기의 필터케이스내에 공급되는 방법.