KR200391811Y1 - 극저온에서 구동가능한 마그네트론 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 극저온에서 구동가능한 마그네트론에 관한 것으로서, 상부요크와 하부요크의 결합에 의하여 일정한 내부공간이 형성되는 요크와; 상기 내부공간에 수용되며 상기 요크의 폭방향을 따라 상기 상부요크의 내측 판면에 고정 결합되는 상부마그네트와; 상기 하부요크의 내측 판면에 고정 결합되며 상기 상부마그네트와 대향측에 배치되는 하부마그네트와; 상기 상부마그네트와 상기 하부마그네트의 사이의 공간에 배치되며 고주파의 에너지를 발생시키는 양극실린더와; 상기 양극실린더에서 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 일단이 상기 양극실린더의 외측면과 접촉되고 타단이 상기 요크의 내측면과 접촉되는 복수의 냉각핀과; 상기 요크의 온도를 상승시킬 수 있도록 상기 요크의 일측에 열발생부를 구비한 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 극저온에서 마그네트론이 정상적으로 초기 발진되도록 하고 저온에서도 마그네트론이 정상적으로 동작되도록 하여 마그네트론의 수명 감소를 최소화할 수 있는 극저온에서 구동가능한 마그네트론이 제공된다.

Description

극저온에서 구동가능한 마그네트론{MAGNETRON CAPABLE OF OPERATING IN EXTREMELY LOW TEMPERATURE}

본 고안은, 극저온에서 구동가능한 마그네트론에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 극저온에서 마그네트론이 정상적으로 초기 발진되도록 하고 저온에서도 마그네트론이 정상적으로 동작되도록 하여 마그네트론의 수명 감소를 최소화할 수 있는 극저온에서 구동가능한 마그네트론에 관한 것이다.

도 1은 종래의 무전극 조명기기의 구조를 도시한 측단면도이고, 도 2는 도 1의 마그네트론의 구조를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 ‘Ⅲ-Ⅲ’선에 따른 선단면도이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 종래의 무전극 조명기기는 케이싱(10)의 내부에 고전압 발생부(20)와 마그네트론(300)과 도파관(40) 등을 구비하고, 케이싱(10)의 외부에 공진기(50)와 무전극전구(60)를 구비하여 마그네트론(300)에서 발진하는 전자파를 도파관(40)을 이용하여 공진기(50)로 유도함으로써 무전극전구(60)내의 불활성가스가 플라즈마화 되면서 빛을 발하는 것이다.

마그네트론(300)은 상부요크(301a)와 하부요크(301b)가 결합되어 그 측단면이 장방 형상을 이루며 요크(301)의 내측에는 원통형상의 양극 실린더(302)가 설치되어 있으며, 양극 실린더(302)의 내부에는 고주파 성분을 유기시키도록 공동공진기를 형성하는 복수의 베인(303)이 축심방향을 향하여 방사형태로 배치되어 있다.

베인(303) 선단부의 상, 하부에는 각각 내측균압링(304)과 외측균압링(305)이 교번적으로 접속되도록 결합되어 양극 실린더(302)와 더불어 양극부(Anode)를 형성한다.

양극 실린더(302)의 중심축상에는 베인(303)의 선단부와 일정간격의 작용공간(306)이 형성되도록 나선형으로 권선된 필라멘트(307)가 설치되어 있는데, 필라멘트(307)는 텅스텐과 산화토륨의 혼합물로서 필라멘트(307)에 공급되는 동작전류에 의해 가열되어 열전자를 방출하는 음극부(Cathod)를 형성한다.

필라멘트(307)의 상단부에는 방출되는 열전자가 상방향으로 방사되는 것을 차단하기 위해 탑실드(308)가 고착되어 있으며, 하단부에는 방출되는 열전자가 하방향으로 방사되는 것을 차단하기 위해 앤드실드(309)가 고착되어 있는데, 앤드실드(309)의 중앙부에 형성된 관통공에는 몰리브덴 재질의 센터리드(310)가 삽입되어 탑실드(308)의 하면에 접합 고정되어 있고, 하면에는 센터리드(310)와 일정간격을 두고 설치되며 몰리브덴 재질로 된 사이드리드(311)의 상단부가 접합되어 있다.

그리고, 양극 실린더(302)의 상, 하측 개구부에는 자성체로 된 깔대기 형상의 상부폴피스(313)와 하부폴피스(314)가 결합되어 있으며, 상부폴피스(313)의 상측과 하부폴피스(314)의 하측에는 원통 형상의 A-실(315)과 F-실(316)이 각각 브레이징으로 접합되어 있는데, A-실(315)의 상측과 F-실(316)의 하측에는 고주파를 외부로 출력하는 A-세라믹(317)과 열연을 위한 F-세라믹(318)이 브레이징으로 접합되어 있고, A-세라믹(317)의 상측에는 배기관(319)이 브레이징으로 접합되어 있으며, 배기관(319)의 상단부는 양극 실린더(302)의 내부를 진공상태로 밀봉하기 위해 절단과 동시에 접합되어 있다.

또한, A-실(315)의 내측에는 공동공진기 내에서 발진되는 고주파를 출력하기 위한 안테나(320)가 설치되는데, 안테나(320)의 하단부에는 베인(303)에 접속되어 있고, 상단부는 배기관(319)의 내측 상면에 고정되어 있다.

한편, 양극 실린더(302)의 상측과 하측에는 요크(301)의 내측면에 접촉되도록 상부마그네트(321)와 하부마그네트(322)가 결합되어 있어서, 상부폴피스(313)와 하부폴피스(314)와 함께 자계를 형성할 수 있도록 되어 있다.

아룰러, 요크(301)의 내주면과 양극 실린더(302)의 외주면 사이에는 냉각핀(323)이 설치되어 있고, A-세라믹(317)의 상측에는 배기관(319)의 접합부를 보호할 수 있도록 안테나캡(324)이 씌워져 있다.

이러한 구성에 의하여, 마그네트론(300)은 외부전원이 센터리드(310)와 사이드리드(311)에 공급되어 센트리드(310), 필라멘트(307), 탑실드(308), 앤드실드(309), 사이드리드(311)로 이루어지는 폐회로가 구성되어 필라멘트(307)에 동작전류가 공급되고, 그와 같이 공급되는 동작전류에 의하여 필라멘트(307)가 가열되어 열전자가 방출되어 방출된 열전자에 의하여 전자군이 형성된다.

그리고, 사이드리드(311)를 통하여 양극부로 공급되는 구동전압에 의하여 작용공간내에는 강한 전계가 형성되고, 상부 마그네트(321)와 하부 마그네트(322)에 의해 발생된 자속이 하부폴피스(314)를 따라 작용공간 측으로 유도되어 작용공간을 통해 상부폴피스(313)로 진행하면서 작용공간 내에 높은 자계가 형성된다.

따라서, 고온의 필라멘트(307) 표면에서 작용공간(306)의 내부로 방출되는 열전자는 작용공간(306) 내에 존재하는 강한 전계에 의해 수직으로 힘을 받아 나선형으로 원운동하며 베인(303)에 도달하게 된다.

이러한 전자의 운동으로 형성된 전자군은 주기적인 고주파 발진주파수의 배수의 역수분의 일 만큼의 주기로 베인(303)에 간섭을 일으키고, 이 작용에 의해 베인(303) 간의 마주보는 공간과 양극 실린더(302)로 이루어지는 인덕턴스 성분이 회로상에서 병렬공진회로를 구성하여 고주파가 베인(303)으로부터 유기된다.

유기된 고주파는 안테나(320)를 통하여 마그네트론(300)의 외부로 방사되고 방사된 고주파는 도파관(40)을 통하여 무전극전구(60)로 유도되어 무전극전구(60) 내부의 물질들이 플라즈마화시킴으로써 빛이 발생하게 된다.

그런데, 이러한 종래의 무전극 조명기기의 마그네트론에 있어서는, 무전극 조명기기가 실외에 설치되어 극저온 상태에 노출되었을 경우에 상부마그네트(321)와 하부마그네트(322)의 온도가 너무 낮아져서 초기 발진에 지장을 초래하며 초기 발진이 되더라도 저온 상태에서는 상부마그네트(321)와 하부마그네트(322) 사이에 발생하는 자속 밀도가 비정상적으로 높아지게 되므로 양극실린더(302)에서 발생되는 고주파와의 균형이 맞지않아 정상적인 동작을 수행할 수 없으므로 마그네트론(300)의 수명이 단축된다고 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안의 목적은, 극저온에서 마그네트론이 정상적으로 초기 발진되도록 하고 저온에서도 마그네트론이 정상적으로 동작되도록 하여 마그네트론의 수명 감소를 최소화할 수 있도록 한 극저온에서 구동가능한 마그네트론을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 고안에 따라, 상부요크와 하부요크의 결합에 의하여 일정한 내부공간이 형성되는 요크와; 상기 내부공간에 수용되며 상기 요크의 폭방향을 따라 상기 상부요크의 내측 판면에 고정 결합되는 상부마그네트와; 상기 하부요크의 내측 판면에 고정 결합되며 상기 상부마그네트와 대향측에 배치되는 하부마그네트와; 상기 상부마그네트와 상기 하부마그네트의 사이의 공간에 배치되며 고주파의 에너지를 발생시키는 양극실린더와; 상기 양극실린더에서 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 일단이 상기 양극실린더의 외측면과 접촉되고 타단이 상기 요크의 내측면과 접촉되는 복수의 냉각핀과 상기 요크의 온도를 상승시킬 수 있도록 상기 요크의 일측에 구비된 발생부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 극저온에서 구동가능한 마그네트론에 의해 달성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 대해 상세히 설명한다.

도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 극저온에서 구동가능한 마그네트론의 구조를 도시한 측단면도이다.

다만, 종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도면에 도시한 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 극저온에서 구동가능한 마그네트론(300)은, 상부요크(301a)와 하부요크(301b)의 결합에 의하여 일정한 내부공간이 형성되는 요크(301)와, 상기 내부공간에 수용되며 요크(301)의 폭방향을 따라 상부요크(301a)의 내측 판면에 고정 결합되는 상부마그네트(321)와, 하부요크(301b)의 내측 판면에 고정 결합되며 상부마그네트(321)와 대향측에 배치되는 하부마그네트(322)와, 상부마그네트(321)와 하부마그네트(322)의 사이의 공간에 배치되며 고주파의 에너지를 발생시키는 양극실린더(302)와, 양극실린더(302)에서 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 일단이 양극실린더(302)의 외측면과 접촉되고 타단이 요크(301)의 내측면과 접촉되는 복수의 냉각핀(323)과, 요크(301)의 온도를 상승시킬 수 있도록 요크(301)의 일측에 구비되는 열발생부(700)를 포함하여 구성되어 있다.

한편, 열발생부(700)는 복수의 냉각핀(323)이 적층된 방향을 따라 복수의 냉각핀(323)의 상측과 하측에 각각 위치하는 상부요크(301a)와 하부요크(302a)의 판면에 권취되는 열선(710)으로 이루어진다.

또한, 열선(710)의 권취 방향을 따라 열선(710)과 접촉되는 상부요크(301a)와 하부요크(301b)의 판면에는 권취된 열선(710)이 요크(301)에서 이탈되지 않도록 요크(301) 판면의 두께 방향을 따라 소정의 깊이를 갖는 권취홈(720)이 각각 형성되어 있다.

아울러, 하부요크(301b)의 일측 판면에는 요크(301)의 온도를 감지할 수 있는 온도감지센서(800)가 더 설치되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 본 고안의 일 실시예에 따른 극저온에서 구동가능한 마그네트론은, 무전극 조명기기가 실외에 설치되어 마그네트론(300)이 극저온에 노출됨으로써 요크(301)의 표면 온도가 0 ℃ 이하로 하강하게 되면 온도감지센서(800)에서 온도를 감지하여 열선(710)에 전류를 공급하게 된다.

전류를 공급받은 열선에서는 열이 발생하게 되고 발생된 열은 요크(301)의 표면에 전달되고 전달된 열은 전도에 의하여 상부마그네트(321)와 하부마그네트(322)로 전달되어 상, 하부마그네트(321, 322)의 온도를 높여서 정상 상태에서와 동일한 자속 밀도가 상부마그네트(321)와 하부마그네트(322) 사이에 형성되므로 양극실린더(302)에서 발생되는 고주파와 상기 자속이 공진되어 극저온에서도 마그네트론(300)의 정상적인 초기 발진이 이루어지도록 하고 저온에서도 마그네트론(300)이 정상적으로 동작되도록 하여 마그네트론의 수명 감소를 최소화할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 상부요크와 하부요크의 결합에 의하여 일정한 내부공간이 형성되는 요크와; 상기 내부공간에 수용되며 상기 요크의 폭방향을 따라 상기 상부요크의 내측 판면에 고정 결합되는 상부마그네트와; 상기 하부요크의 내측 판면에 고정 결합되며 상기 상부마그네트와 대향측에 배치되는 하부마그네트와; 상기 상부마그네트와 상기 하부마그네트의 사이의 공간에 배치되며 고주파의 에너지를 발생시키는 양극실린더와; 상기 양극실린더에서 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 일단이 상기 양극실린더의 외측면과 접촉되고 타단이 상기 요크의 내측면과 접촉되는 복수의 냉각핀과 상기 요크의 온도를 상승시킬 수 있도록 상기 요크의 일측에 열발생부를 구비하도록 함으로써, 극저온에서 마그네트론이 정상적으로 초기 발진되도록 하고 저온에서도 마그네트론이 정상적으로 동작되도록 하여 마그네트론의 수명 감소를 최소화할 수 있는 극저온에서 구동가능한 마그네트론이 제공된다.

도 1은 종래의 무전극 조명기기의 구조를 도시한 측단면도,

도 2는 도 1의 마그네트론의 구조를 도시한 사시도,

도 3은 도 2의 ‘Ⅲ-Ⅲ’선에 따른 선단면도,

도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 극저온에서 구동가능한 마그네트론의 구조를 도시한 측단면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

300 : 마그네트론 301 : 요크

301a : 상부요크 301b : 하부요크

302 : 양극실린더 307 : 필라멘트

313 : 상부폴피스 314 : 하부폴피스

320 : 안테나 321 : 상부마그네트

322 : 하부마그네트 323 : 냉각핀

700 : 열발생부 710 : 열선

720 : 권취홈 800 : 온도감지센서

Claims (4)

1. 상부요크와 하부요크의 결합에 의하여 일정한 내부공간이 형성되는 요크와;

   상기 내부공간에 수용되며 상기 요크의 폭방향을 따라 상기 상부요크의 내측 판면에 고정 결합되는 상부마그네트와;

   상기 하부요크의 내측 판면에 고정 결합되며 상기 상부마그네트와 대향측에 배치되는 하부마그네트와;

   상기 상부마그네트와 상기 하부마그네트의 사이의 공간에 배치되며 고주파의 에너지를 발생시키는 양극실린더와;

   상기 양극실린더에서 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 일단이 상기 양극실린더의 외측면과 접촉되고 타단이 상기 요크의 내측면과 접촉되는 복수의 냉각핀과;

   상기 요크의 온도를 상승시킬 수 있도록 상기 요크의 일측에 구비되는 열발생부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 극저온에서 구동가능한 마그네트론.
2. 제1항에 있어서,

   상기 열발생부는, 상기 복수의 냉각핀이 위치하는 상기 요크의 외면에 권취되는 열선인 것을 특징으로 하는 극저온에서 구동가능한 마그네트론.
3. 제2항에 있어서,

   상기 열선이 상기 요크의 외면에 권취되어 이탈되지 않도록 상기 열선의 권취 방향을 따라 상기 요크의 외면에는 소정의 깊이를 갖는 권취홈이 형성된 것을 특징으로 하는 극저온에서 구동가능한 마그네트론.
4. 제1항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 마그네트론의 일측에는 상기 마그네트론의 온도를 측정할 수 있도록 온도감지센서가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 극저온에서 구동가능한 마그네트론.