KR20010084075A - 마그네트론 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파를 발생시키는 마그네트론 장치에 관한 것으로서, 특히 원통형상의 애노드 본체와; 상기 애노드 본체의 내벽에 방사상으로 설치되고, 상단부와 하단부 중 적어도 어느 한쪽에 외측홈이 형성되는 동시에 가운데 부분에 관통홀이 형성된 복수개의 베인과; 상기 베인의 관통홀에 끼워져 관통되는 센터 스트랩과; 상기 베인의 외측홈에 장착되는 사이드 스트랩이 포함된 양극부를 갖고; 상기 복수개의 베인 중 임의의 베인에는 상기 센터 스트랩과 사이드 스트랩 중 어느 한 쪽만이 전기적으로 연결되도록 설치된 것을 특징으로 함으로써, 동작 특성이 우수하고, 양극부의 조립이 용이해지는 동시에 열응력에 강한 스트랩 구조를 갖는 마그네트론에 관한 것이다.

Description

마그네트론{The structure of anode in magnetron }

본 발명은 고주파를 발생시키는 마그네트론 장치에 관한 것으로서, 특히 동작 특성이 우수하고, 양극부의 조립이 용이해지는 동시에 열응력에 강한 스트랩 구조를 갖는 마그네트론에 관한 것이다.

일반적으로 마그네트론은 일정량의 양극전압과 전류를 인가할 때 발생되는 마이크로파를 외부로 전송하는 장치로서, 전자레인지용 마그네트론과 고출력 마그네트론으로 구분된다.

도 1은 종래 기술의 마그네트론의 내부 구조가 도시된 도면으로서, 고출력 마그네트론은 내부에 위치되고 일정량의 양극전압과 양극전류가 인가될 때 내부의 베인(12)과 스트랩(13)의 공진회로를 구성하는 양극부와, 상기 양극부의 안쪽에 설치되어 다량의 열전자를 발산하고 상기 베인(12)의 끝단과의 작용공간에서 마이크로파가 발생되도록 하는 음극부(14)와, 상기 작용공간에서 발생된 마이크로파를 외부로 전송시키는 안테나(15)와, 상기 양극부의 외주면에 설치되고 마이크로파로 전환되지 않은 잔류 에너지가 변환된 열을 방열시키는 다수의 냉각핀(16)과, 상기 양극부 및 냉각핀(16)을 보호 및 지지하고 외부공기를 냉각핀(16)으로 안내하는 요크(17,18)와, 상기 양극부가 설치된 요크(17,18)의 상하부에 위치되어 자기 폐회로를 구성하는 영구자석(19)과 필터박스(20)로 구성된다.

여기서 상기 양극부는 원통형의 애노드 본체(11)와, 상기 애노드 본체(11)의 내부에 설치된 복수개의 베인(12)과, 상기 베인(12)을 관통하여 설치되고 베인(12)과의 사이에 공진회로를 형성하는 스트랩(13)으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 고출력 마그네트론은 고주파인 마이크로파를 발생시켜시스템으로 전송하고 있는 바, 상기 애노드 본체(11)에 일정량의 양극전압과 양극전류를 인가하면 진공상태로 밀봉된 애노드 본체(11)의 내부에서는 베인(12)과 스트랩(13)에 의한 공진회로가 구성된다. 공진회로가 구성되면 베인(12)의 끝단과 음극부인 필라멘트(14) 사이의 작용공간에서는 마이크로파가 발생되며, 이 마이크로파는 안테나(15)를 통해 시스템으로 전송된다.

도 2는 상기한 고출력 마그네트론의 양극부를 구성하는 공진부가 도시된 도면이다.

종래 기술에 의한 마그네트론의 공진부는 스트랩(13)이 베인(12)의 중앙을 관통하여 상하로 2개가 설치되어 있고, 특히 각 스트랩(13)은 하나의 베인(12)에 연결 접촉되어 있으면 이웃하는 2개의 베인(12)에는 구멍(12a,12b)을 통해 관통하여 접촉되지 않는 구조로 되어 있다.

이와 같은 공진부의 조립 순서는 스트랩(13)의 한 부분을 절단한 후, 그 선단을 베인(12)의 구멍(12a,12b)에 하나하나 끼워 나간다. 이때, 하나의 베인(12)에는 상하측 스트랩(13)의 일단은 베인(12)에 연결 접촉시킬 수 있도록 스트랩(13)의 직경과 거의 유사한 베인홀(12b)을 형성하고, 다른 베인(12)에는 상기 스트랩(13)이 조립후에 접촉되지 않도록 스트랩(13)에 비해 직경이 큰 관통홀(12a)을 형성한다. 이때, 상측 스트랩이 연결되는 베인과 하측 스트랩이 연결되는 베인은 서로 달라야 한다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 마그네트론 공진부는 스트랩(13)의 일부를 절단한 후 엮듯이 베인(12)에 끼우고, 상하 2개의 스트랩(13)을 동시에 끼워서스트랩(13)과 베인(12)의 관통홀(12b)을 브레이징하는 구조로 이루어져 있기 때문에 양극부를 조립할 때 브레이징용 노재를 스트랩(13)에 일일이 끼우고, 끼워진 노재에 접합용 접착제를 발라 노재를 베인(12) 벽에 부착한 후 브레이징을 실시하므로 제작 시간이 많이 걸리고 대량 생산이 어려워지는 문제점이 있다.

또한, 상기한 종래 기술의 마그네트론 공진부는 상기 스트랩(13) 재질로 무산소동을 사용하고 있으나, 공진부 중 스트랩 부분이 열응력을 가장 많이 받는 부분으로서, 무산소동을 소재로 하여 스트랩을 제작할 경우 열적 안정도를 높이는 데는 한계가 있는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하나의 스트랩은 베인에 관통하여 설치하고, 다른 두 개의 스트랩은 베인의 상단부와 하단부에 장착하여 설치함으로써 양극부를 형성하는 공진부의 조립이 보다 용이하게 이루어지도록 하는 마그네트론을 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스트랩을 스테인레스 스틸을 이용하여 형성함으로써 항복 응력을 크게 하여 열적 안정도를 향상시킬 수 있도록 하는 마그네트론을 제공하는 데 목적이 있다.

도 1은 종래 기술의 마그네트론의 내부 구조가 도시된 도면,

도 2는 종래 기술의 베인과 스트랩의 결합 상태가 도시된 개략적인 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 마그네트론의 공진부 구조가 도시된 도면,

도 4는 본 발명에 따른 베인과 스트랩의 결합 상태가 도시된 개략적인 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 양극부 51 : 애노드 본체

55 : 음극부 57 : 냉각핀

60 : 베인 61 : 관통홀

65 : 외측홈 70 : 스트랩

71 : 센터 스트랩 75 : 사이드 스트랩

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 마그네트론은, 원통형상의 애노드 본체와; 상기 애노드 본체의 내벽에 방사상으로 설치되고, 상단부와 하단부 중 적어도 어느 한쪽에 외측홈이 형성되는 동시에 가운데 부분에 관통홀이 형성된복수개의 베인과; 상기 베인의 관통홀에 끼워져 관통되는 센터 스트랩과; 상기 베인의 외측홈에 장착되는 사이드 스트랩이 포함된 양극부를 갖고; 상기 복수개의 베인 중 임의의 베인에는 상기 센터 스트랩과 사이드 스트랩 중 어느 한 쪽만이 전기적으로 연결되도록 설치된 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.

또한, 상기 센터 스트랩과 사이드 스트랩은 스테인레스 스틸로 형성된 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 마그네트론의 공진부 구조가 도시된 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 베인과 스트랩의 결합 구조가 도시된 도면이다.

본 발명의 마그네트론은 도 3에 도시된 바와 같이 일정량의 양극전압과 양극전류가 인가될 때 애노드 본체(51) 내부에 베인(60)과 스트랩(70)의 공진회로를 구성하는 양극부(50)와, 상기 양극부(50)의 안쪽에 설치되어 다량의 열전자를 발산하고 상기 베인(60)의 끝단과의 작용공간에서 마이크로파가 발생되도록 하는 음극부(55)와, 상기 양극부(50)의 외주면에 설치되고 마이크로파로 전환되지 않은 잔류 에너지가 변환된 열을 방열시키는 다수의 냉각핀(57)이 포함되어 구성된다.

상기 양극부(50)는 원통형상의 애노드 본체(51)와, 상기 애노드 본체(51)의 내벽에 방사상으로 설치되고 외측홈(65)과 관통홀(61)이 각각 형성되어 상기 스트랩(70)이 연결되는 복수개의 베인(60)과, 상기 베인(60)의 외측홈(65)과 관통홀(61)에 각각 설치되는 복수개의 스트랩(70)으로 이루어진다.

여기서 상기 베인(60)은 그 상단부와 하단부에 외측홈(65)이 각각 형성되고, 두 개의 외측홈(65) 사이에는 관통홀(61)이 형성된다.

그리고, 상기 스트랩(70)은 상기 베인(60)의 관통홀(61)에 끼워져 관통되는 센터 스트랩(71)과, 상기 베인(60)의 외측홈(65)에 장착되는 사이드 스트랩(75)으로 구성된다.

상기 센터 스트랩(71)은 공지의 스트랩과 같이 일부분이 개방된 환형링 모양으로 형성된다.

상기 사이드 스트랩(75)은 상기 센터 스트랩(71)과 같이 일부분이 개방된 환형링 모양으로 형성될 수도 있고, 상기 센터 스트랩(71)과는 다르게 어느 일부분도 개방되지 않은 환형링으로 형성되어 상기 베인(60)의 상단부와 하단부에서 외측홈(65)이 각각 결합될 수도 있다.

상기 복수개의 베인(60) 중 임의의 베인에는 상기 센터 스트랩(71)과 사이드 스트랩(75) 중 어느 한 쪽만이 전기적으로 연결되도록 교대로 반복하여 설치된다.

즉, 한 쌍의 사이드 스트랩(75)이 베인(60)의 외측홈(75)에 전기적으로 기밀하게 연결되도록 부착되어 설치될 경우, 상기 센터 스트랩(71)은 상기 베인(60)의 관통홀(61)에 부착됨이 없이 관통되게 설치되고, 반대로, 상기 베인(60)과 인접한 다른 베인에는 한 쌍의 사이드 스트랩(75)이 베인의 외측홈(65)에 부착됨이 없이 설치됨과 아울러 센터 스트랩(71)은 베인(60) 관통홀(61)에 전기적으로 기밀하게 연결되도록 설치된다.

결국, 상기 베인(60)은 센터 스트랩(71) 및 사이드 스트랩(75)과의 연결구조가 상기와 같이 반복하여 교대로 설치된다.

여기서 상기 복수 개의 베인(60)은 상기 센터 스트랩(71)이나 사이드 스트랩(75)이 전기적으로 연결되는 쪽 베인의 외측홈(65) 또는 관통홀(61)이 전기적으로 연결되지 않은 쪽 베인의 외측홈(65) 또는 관통홀(61)보다 상대적으로 작게 형성되어 베인(60)과 스트랩(70)과의 전기적 연결 구조를 보다 용이하게 할 수 있다.

한편, 상기 센터 스트랩(71)과 사이드 스트랩(75)은 종래에 사용되던 무산소동보다 열적 안정도가 높은 스테인레스 스틸(stainless steel)재를 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 마그네트론의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 공진부의 조립 방법을 살펴보면, 1개의 센터 스트랩(71)의 절단부를 벌리고, 양쪽 끝부분을 통해 다수의 베인(60)들을 관통홀(61)을 통하여 하나씩 끼운다.

이와 같이 센터 스트랩(71)에 베인(60)들이 연결되면, 치구를 이용하여 벌려진 센터 스트랩(71)을 원상태로 회복시킨다. 이때, 센터 스트랩(71)은 원형상의 구조를 갖고, 다수의 베인(60)은 방사형 구조를 갖는다.

이후, 베인(60)의 상단부와 하단부에 형성된 외측홈(65)에 한 쌍의 사이드 스트랩(75)을 각각 설치하면 베인(60)과 스트랩(70)의 조립이 완료된다.

따라서, 상기와 같이 하나의 센터 스트랩(71)에 베인(60)들을 연결하고, 원상태로 회복시킨 다음, 한 쌍의 사이드 스트랩(75)을 설치하게 되므로 두 개의 센터 스트랩을 이용하여 베인을 연결시키던 종래의 방법보다 조립 작업이 보다 용이하게 이루어진다.

상기와 같이 조립되는 센터 스트랩(71)이 임의의 베인(60)과 하나 걸러 위치하는 베인을 전기적으로 기밀하게 연결함으로써 이렇게 연결된 베인들은 전기적으로 동일한 위상을 갖게 된다.

그리고, 한 쌍의 사이드 스트랩(75)도 임의의 베인(60)과 하나 걸러 위치하는 베인을 전기적으로 기밀하게 연결함으로써 이렇게 연결된 베인들이 전기적으로 동일한 위상을 갖게 된다.

따라서, 종래 기술보다 스트랩의 수가 증가됨과 아울러 방사형 구조로 상호 인접하는 베인(60)과 베인(60) 사이에는 전기적으로 180°위상차가 발생하게 되어 공진부는 다른 모드의 발진들은 억제하고, π-모드로 안정되게 동작할 수 있게 된다.

또한, 상기한 스트랩(70)은 공진부 중에서 열응력을 가장 많이 받는 부분으로 마그네트론의 수명에 직접적으로 영향을 미치게 된다.

이에 본 발명에서는 스트랩(70)을 스테인레스 스틸 재로 구성함으로써 종래에 사용된 무산소동과 유사한 열팽창 계수를 갖으면서도 항복 응력은 더 크게 되므로 스트랩(70)의 열적 안정도를 향상시킬 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 마그네트론은 하나의 센터 스트랩과 두 개의 사이드 스트랩을 베인에 연결하여 설치함으로써 공진부의 조립 작업이 보다 용이하게 이루어지는 동시에 스트랩 수의 증가로 마그네트론의 동작 안정도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 스트랩을 스테인레스 스틸을 소재로 이용하여 구성하기 때문에 무산소동과 유사한 열팽창 계수를 갖으면서도 항복 응력을 크게 하여 열적 안정도를 향상시킬 수 있는 이점도 있다.

Claims (3)

1. 원통형상의 애노드 본체와; 상기 애노드 본체의 내벽에 방사상으로 설치되고, 상단부와 하단부 중 적어도 어느 한쪽에 외측홈이 형성되는 동시에 가운데 부분에 관통홀이 형성된 복수개의 베인과; 상기 베인의 관통홀에 끼워져 관통되는 센터 스트랩과; 상기 베인의 외측홈에 장착되는 사이드 스트랩이 포함된 양극부를 갖고;

   상기 복수개의 베인 중 임의의 베인에는 상기 센터 스트랩과 사이드 스트랩 중 어느 한 쪽만이 전기적으로 연결되도록 설치된 것을 특징으로 하는 마그네트론.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수 개의 베인은 상기 센터 스트랩이나 사이드 스트랩이 전기적으로 연결되는 쪽 베인의 외측홈 또는 관통홀이 전기적으로 연결되지 않은 쪽 베인의 외측홈 또는 관통홀보다 상대적으로 작게 형성된 것을 특징으로 하는 마그네트론.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 센터 스트랩과 사이드 스트랩은 스테인레스 스틸로 형성된 것을 특징으로 하는 마그네트론.