KR20030092165A - 마그네트론의 자계집속구조 - Google Patents

Abstract

본 발명 마그네트론의 자계집속구조는 요크(1)의 내부 양측면에 가로방향으로 돌출되도록 자성부재(100)를 설치하거나, 요크(1)의 양측면이 내측방향으로 돌출되도록 돌출부(200)를 형성시켜서, 상,하부마그네트(21)(22)와 요크(1) 및 상,하부폴피스(13)(14)에 의하여 형성되는 자계가 작용공간(6)에 집속되도록 함으로써, 작용공간(6)내에서 에너지의 변환이 활발하게 진행되어 고주파 에너지발생 효율이 향상되어진다.

Description

마그네트론의 자계집속구조{MAGNETIC FOCUSING STRUCTURE OF MAGNETRON}

본 발명은 마그네트론의 자계집속구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마그네트론에 형성되는 자계가 필라멘트와 베인 사이의 작용공간에 집속되도록 하여 효율이 향상되도록 한 마그네트론의 자계집속구조에 관한 것이다.

일반적으로 알려진 바와 같이 마그네트론은 전자레인지 또는 조명기기 등에 장착되어 전기에너지를 마이크로파와 같은 고주파에너지로 변환시키는 기기이다.

에너지의 변환은 음극(CATHODE)인 필라멘트에 직류전원을 공급하면 필라멘트가 발열하면서 열전자를 방사하게 되는데, 양극(ANODE)에 인가되는 구동전압에 의하여 필라멘트와 베인 사이의 작용공간내에 강한 전계가 형성되는 동시에 상부 마그네트와 하부 마그네트에 의해 발생된 자속이 요크와 하부 폴피스 및 작용공간을 지나는 자계를 형성하며 열전자가 가속회전되고, 베인과 베인 사이의 고주파 전계의 위상속도와 전자의 회전속도가 동기되었을때 전자가 가지고 있는 에너지가 고주파 전계내로 이동하여 마이크로 에너지로 변환되어 안테나를 통하여 전자레인지의 캐비티로 방사되어 음식물을 가열하게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래 마그네트론에서의 자로형성은 단순히 상,하부마그네트와 요크 및 상,하부 폴피스를 지나는 폐회로를 형성시키는 것으로 실질적으로 전자가 방출되어지는 작용공간에 크게 영향을 미치지 못하여 효율을 향상시키는데 한계가 있는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 마그네트에 의하여 형성되는 자계 폐회로가 작용공간에 집속되도록 하여 기기의 효율을 향상시키도록 하는데 적합한 마그네트론의 자계집속구조를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자계집속구조를 구비한 마그네트론을 보인 사시도.

도 2는 도 1의 종단면도.

도 3은 본 발명의 다른실시예를 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 요크 2 : 양극실린더

3 : 베인 6 : 작용공간

7 : 필라멘트 21 : 상부마그네트

22 : 하부마그네트 100 : 자성부재

200 : 돌출부

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 요크의 내측 중앙부에 음극이 필라멘트가 구비되어 있고, 양극인 베인과 원통형 실린더가 구비되어 있으며, 그 음극과 양극의 상,하측에 상,하부 마그네트가 구비되어 있는 마그네트론에 있어서,

상기 요크의 내측면 양측에 가로방향으로 설치되어 상,하부 마그네트에 의하여 형성되는 자계의 내측이 작용공간에 집속되도록 자성부재를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 자계집속구조가 제공된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 마그네트론의 자계집속구조를 첨부된 도면의 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자계집속구조를 구비한 마그네트론을 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 종단면도이다.

도시된 바와 같이, 상부요크(1a)와 하부요크(1b)가 대략 "ㅁ"자 형상이 되도록 결합된 요크(1)의 내측에는 동파이프를 이용하여 원통형으로 제작된 양극 실린더(2)가 설치되어 있고, 그 양극 실린더(2)의 내부에는 고주파 성분을 유기시키도록 공동공진기를 형성하는 복수개의 베인(3)이 축심방향을 향하여 동일한 간격으로배치되어 있으며, 그 베인(3)의 선단부측에는 그 상,하부에 각각 내측균압링(4)과 외측균압링(5)이 교번적으로 접속되도록 결합되어 있어서, 상기 양극 실린더(2)와 베인(3)이 양극부를 이루도록 되어 있다.

그리고, 상기 양극 실린더(2)의 중심축상에는 베인(3)의 선단부와 일정간격의 작용공간(6)이 형성되도록 나선형으로 권선된 필라멘트(7)가 설치되어 있는데, 그 필라멘트(7)는 텅스텐과 산화토륨의 혼합물로 되어 있어서, 공급되는 동작전류에 의해 가열되어 열전자를 방출하는 음극부를 이루도록 되어 있다.

또한, 상기 필라멘트(7)의 상단부에는 방출되는 열전자가 상방향으로 방사되는 것을 차단하기 위해 탑실드(8)가 고착되어 있고, 하단부에는 방출되는 열전자가 하방향으로 방사되는 것을 차단하기 위해 앤드실드(9)가 고착되어 있는데, 그 앤드실드(9)의 중앙부에 형성된 관통공에는 몰리브덴 재질의 센터리드(10)가 삽입되어 탑실드(8)의 하면에 접합 고정되어 있고, 하면에는 그 센터리드(10)와 일정간격을 두고 설치되며 몰리브덴 재질로된 사이드리드(11)의 상단부가 접합 고정되어 있다.

그리고, 상기 양극 실린더(2)의 상,하측 개구부에는 자성체로된 깔대기 형상의 상부폴피스(13)와 하부폴피스(14)가 결합되어 있고, 그 상부 폴피스(13)의 상측과 하부폴피스(14)의 하측에는 원통형상의 A-실(15)과 F-실(16)이 각각 브레이징으로 접합되어 있는데, 그 A-실(15)의 상측과 F-실(16)의 하측에는 고주파를 외부로 출력하는 A-세라믹(17)과 절연을 위한 F-세라믹(18)이 브레이징으로 접합되어 있고, 상기 A-세라믹(17)의 상측에는 배기관(19)이 브레이징으로 접합되어 있으며, 그 배기관(19)의 상단부는 양극 실린더(2)의 내부를 진공상태로 밀봉하기 위해 절단과 동시에 접합되어 있다.

또한, 상기 A-실(15)의 내측에는 공동공진기 내에서 발진되는 고주파를 출력하기 위한 안테나(20)가 설치되는데, 그 안테나(20)의 하단부는 베인(3)에 접속되어 있고, 상단부는 상기 배기관(19)의 내측 상면에 고정되어 있다.

그리고, 상기 양극 실린더(2)의 상측과 하측에는 요크(1)의 내측면에 접촉되도록 상부마그네트(21)와 하부마그네트(22)가 결합되어 있어서, 상기 상,하부 폴피스(13)(14)와 함께 자로를 형성할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 요크(1)의 하측에는 박스체로된 필터박스(26)가 결합되어 있고, 그 필터박스(26)의 내측에는 입력부로 역류하는 고조파 노이즈를 감쇄시키기 위한 1쌍의 초크코일(27)이 설치되어 있는데, 그 1쌍의 초크코일(27)의 일단부는 상기 F-세라믹(18)에 형성된 관통공에 삽입되도록 결합되는 1쌍의 F-리드(28)의 하단부에 전기적으로 접속되어 있다.

그리고, 상기 F-세라믹(18)의 관통공에 삽입결합된 F-리드(28)의 상단부는 상기 F-세라믹(18)의 상측에 설치된 1쌍의 디스크(29) 하면에 각각 접합되어 있고, 그 디스크(29)들의 상면에는 상기 센터리드(10)와 사이드리드(11)의 하단부가 각각 접합되어 있다.

또한, 상기 필터박스(26)의 측벽에는 캐패시터(31)가 설치되어 있는데, 그 캐패시터(31)의 내측단부는 상기 초크코일(27)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 초크코일(27)에는 저주파 노이즈를 흡수하기 위한 페라이트(32)가 길이방향으로 삽입되어 있다.

그리고, 상기 요크(1)의 내주면과 양극 실린더(2)의 외주면 사이에는 냉각핀(41)이 설치되어 있고, 상기 A-세라믹(17)의 상측에는 배기관(19)의 접합부를 보호할 수 있도록 안테나 캡(42)이 씌워져 있다.

또한, 상기 요크(1)의 내부 양측면에는 상,하부마그네트(21)(22)에 의하여 형성되는 자계의 중심부가 작용공간(6)을 지날수 있도록 가로방향으로 자성부재(100)가 설치되어 있는데, 그 자성부재(100)의 단면은 사다리꼴형상으로 형서되어 있어서, 자계가 작용공간(6)에 집속될 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 일반적인 마그네트론은 외부전원이 F-리드(28)를 통하여 센터리드(10)와 사이드리드(11)에 공급이 F-리드(28), 센터리드(10), 필라멘트(7), 탑실드(8), 앤드실드(9), 사이드리드(11), 디스크(29)로 이루어지는 폐회로가 구성되어 필라멘트(7)에 동작전류가 공급이되고, 그와 같이 공급되는 동작전류에 의하여 필라멘트(7)가 가열이되며 열전자가 방출이 되며, 그와 같이 방출된 열전자에 의해 전자군이 형성된다.

한편, 사이드 리드(11)를 통하여 양극부로 공급되는 구동전압에 의해 작용공간(6) 내에는 강한 전계가 형성이 되고, 상부 마그네트(21)와 하부 마그네트(22)에 의해 발생된 자속이 하자극(14)을 따라 작용공간(6) 쪽으로 인도되어, 작용공간(6)을 통해 상자극(13)으로 진행하면서 작용공간(6)내에 높은 자계가 형성된다.

따라서, 고온의 필라멘트(7) 표면에서 작용공간(6)의 내부로 방출되는 열전자는 작용공간(6) 내에 존재하는 강한 전계에 의해 베인(3)쪽으로 진행함과 동시에 강한 자계에 의해 수직으로 힘으로 받아 나선형으로 원운동하며 베인(3)에 도달하게 된다.

이러한 전자의 운동으로 형성된 전자군은 주기적인 고주파 발진주파수의 배수의 역수분의 일 만큼의 주기로 베인(3)에 간섭을 일으키고, 이 작용에 의해 베인(3)간의 마주보는 공간 즉 공진기에는 서로 마주보는 베인(3) 간에 작용하는 정전용량의 캐패시턴스 성분과 상기 마주보는 베인(3)과 이를 연결하는 양극 실린더(2)로 이루어지는 인덕턴스 성분이 회로상에서 병렬공진회로를 구성하여 공진주파수가에 의해 결정된 고주파가 베인(3)으로 부터 유기되고, 그와 같이 유기된 고주파가 안테나(20)를 통하여 외부로 방사되어 음식물의 분자들을 초당 24억 5천만번 진동시켜서 발생되는 마찰열에 의해 음식물이 조리된다.

그리고, 상기 상,하부마그네트(21)(22)에 의하여 형성되는 자계가 자성부재(100)에 의하여 작용공간(6)에 집속되어 지므로 마이크로파로의 에너지 변환이 활발하게 진행되어 에너지 발생효율이 종래에 비하여 크게 향상되어지게 된다.

도 3은 본 발명의 다른실시예를 보인 단면도로서, 도시된 바와 같이, 요크(1)의 양측면을 내측방향으로 돌출되도록 절곡하여 돌출부(200)를 가로방향으로형성시킨 것으로, 이와 같이 형성된 돌출부(200)를 지나는 자계가 상,하부폴피스(13)(14)에 영향을 미쳐서 상부폴피스(13)와 하부폴피스(14) 사이를 지나는 자계가 작용공간(6)에 집속될 수 있도록 되어 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 마그네트론의 자계집속구조는 요크의 내부 양측면에 가로방향으로 돌출되도록 자성부재를 설치하여, 상,하부마그네트와 요크 및 상,하부폴피스에 의하여 형성되는 자계가 작용공간에 집속되도록 함으로써, 작용공간내에서 에너지의 변환이 활발하게 진행되어 에너지발생 효율이 향상되어지는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 요크의 내측 중앙부에 음극이 필라멘트가 구비되어 있고, 양극인 베인과 양극실린더가 구비되어 있으며, 그 음극과 양극의 상,하측에 상,하부 마그네트가 구비되어 있는 마그네트론에 있어서,

   상기 요크의 내측면 양측에 가로방향으로 설치되어 상,하부 마그네트에 의하여 형성되는 자계의 내측이 작용공간에 집속되도록 자성부재를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론의 자계집속구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 자성부재는 자계가 작용공간에 강하게 집속될 수 있도록 사다리꼴 단면으로 형성된 것을 특징으로 하는 마그네트론의 자계집속구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 자성부재는 요크의 측면을 내측방향으로 절곡하여 돌출부를 형성시킨 것을 특징으로 하는 마그네트론의 자계집속구조.