KR930000194B1

KR930000194B1 - Filament structure of magnetron for electronic range

Info

Publication number: KR930000194B1
Application number: KR1019870008435A
Authority: KR
Inventors: 조세영
Original assignee: 주식회사 금성사; 최근선
Priority date: 1987-07-31
Filing date: 1987-07-31
Publication date: 1993-01-11
Also published as: KR890003253A

Abstract

The filament structure is for radiating the thermal electron uniformly in horizontal direction and preventing the partial carbonization. The both sides of the cross section of the filament (2) facing to an anode (1) are flat and the top/bottom sides are rounded with gentle slopes so that the dark current generated by the rotating thermal electron and the noise frequence of the resonant anode system are reduced.

Description

Filament Structure of Residual Magnetron

제1도는 종래 마그네트론의 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional magnetron.

제2도는 종래 필라멘트의 확대단면 및 동작설명도.2 is an enlarged cross-sectional view and operation explanatory diagram of a conventional filament.

제3도는 본 발명에 의한 마그네트론의 단면도.3 is a cross-sectional view of the magnetron according to the present invention.

제4도는 본 발명에 의한 필라멘트의 확대단면 및 동작설명도.Figure 4 is an enlarged cross-sectional view and operation of the filament according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 애노드 2,2' : 필라멘트1: anode 2,2 ': filament

3 : 상엔드실드 4 : 하엔드실드3: upper end shield 4: lower end shield

5 : 자석 6 : 자장의 방향5: magnet 6: direction of the magnetic field

7 : 열전자의 방출 방향 8 : 자장과 수직선인 속도성분7: direction of emission of hot electrons 8: velocity component perpendicular to the magnetic field

9 : 자장과 수평한 속도성분9: magnetic field and horizontal velocity component

본 발명은 전자레인지의 마그네트론에 관한 것으로, 특히 마그네트론의 필라멘트 구조를 개선시켜 효율을 증대시키도록 한 마그네트론의 필라멘트 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetron of a microwave oven, and more particularly, to a filament structure of a magnetron to improve efficiency by improving the filament structure of the magnetron.

종래의 전자레인지에 사용되는 마그네트론의 공진계는, 제1도의 마그네트론 단면도에서 보는 바와 같이, 양측의 애노드(1)와 그 사이에서 열전자를 방사시키는 필라멘트(2)가 상,하엔드실드(3)(4)에 의하여 고정되어 있으며, 상기 애노드(1)의 상,하에는 페라이트 자석(5)이 각각 설치된 구성으로 되어 있다.In the magnetron resonant system used in a conventional microwave oven, as shown in the magnetron sectional view of FIG. 1, the anode 1 on both sides and the filament 2 for radiating hot electrons therebetween, the upper and lower end shields 3. It is fixed by (4), and the ferrite magnet 5 is provided in the upper and lower parts of the said anode 1, respectively.

이와 같이 구성된 종래의 마그네트론에 있어서 고주파 출력의 발생은 제2도의 필라멘트 확대 단면도에서 보는 바와 같이, 필라멘트(2)에서 열전자가 애노드(1)와 필라멘트(2)사이로 튀어나와 열전자의 방출방향(7)으로 움직일 때 페라이트 자석(5)에서 발생되는 자장(6)에 의하여 회전운동을 하면서 공진 애노드계에 고주파 전압을 인가시켜 고주파 출력을 발생시키게 된다.In the conventional magnetron configured as described above, the generation of the high frequency output occurs in the filament 2 as shown in the enlarged cross-sectional view of the filament, in which the hot electrons stick out between the anode 1 and the filament 2 and the emission direction of the hot electrons 7. While moving to generate a high frequency output by applying a high frequency voltage to the resonant anode system while rotating by the magnetic field (6) generated from the ferrite magnet (5).

상기 필라멘트(2)는 그롬, 텅스텐의 재질로 되어 있어 열을 약 170℃이상 받게 되면 급격하게 열전자를 방출하게 된다.The filament (2) is made of a material of gromium, tungsten, and suddenly emits heat electrons when heat is received at about 170 ° C. or more.

이때 방출된 열전자는 플러스(+)전위로 된 애노드(1)로 끌려가게 되나 자석(5)에 의한 자장과 수직으로 움직이므로

의 로렌쯔(Lorentz)의 힘을 받게 된다.At this time, the emitted hot electrons are attracted to the anode 1 having a positive (+) potential, but move perpendicularly to the magnetic field caused by the magnet (5).

Powered by Lorentz.

즉, 열전자는 속도(

)성분중 자장과 수직인 속도 성분(8)만큼의 힘을 받게 되어 제2도에 도시한 필라멘트(2)의 A,B지점에서 방사된 열전자는 제각기 다른 힘을 받게 되는데, A지점의 방출전자가 받는 힘은 F=qvB이고, B지점의 방출전자가 받는 힘은 F=qvB·cosθ(0〈θ〈1)이다.That is, the hot electrons are velocity (

Among the components, the force is equal to the velocity component (8) perpendicular to the magnetic field, and the hot electrons radiated at points A and B of the filament (2) shown in FIG. 2 receive different forces. The force applied is F = qvB, and the force received by the emission electrons at the point B is F = qvB · cosθ (0 <θ <1).

상기에서 볼 때 A지점의 방출전잦가 B지점의 방출전자 보다 힘을 더 받게 되어 원운동시 속도가 빨라지게 되고, 아울러 B지점의 방출전자는 자장과 수직인 속도성분 (8) 뿐만 아니라 자장과 수평한 속도 성분(9)이 있어 원운동을 하여 윗방향으로 속도성분(9)만큼의 속도로 운동해나가며 A지점의 방출전자는 윗방향이나 아랫방향의 속도성분이 없으므로 단지 평면원운동을 하게 된다.In view of the above, the point A is more energized than the point A emission electrons before the point A is released, and the speed is increased in circular motion, and the point E emission electrons are not only the velocity component perpendicular to the magnetic field (8) but also the magnetic field and There is a horizontal velocity component (9) to move in a circular motion up to the same speed as the velocity component (9), and the emission electrons at point A do not have a velocity component in the upward or downward direction, so it is only a planar circular motion. do.

그러나 종래의 필라멘트 구조상 필라멘트로부터 방출된 열전자는 제2도에 도시한 필라멘트(2)의 A지점에서 방출된 열전자와 같이 수평운동을 하는 것은 드물고, 대다수의 열전자가 B지점에서 방출된 열전잔와 같이 각을 이루고 방출하게되어 공진애노드계에서 기본파 이외의 잡 주파수가 발생하게 되며, 또한 공진계를 벗어나는 열전자로 인하여 양전류가 암전류가 발생되어 필라멘트의 효율이 저하되는 문제점이 있었다.However, in the conventional filament structure, the hot electrons emitted from the filament are rarely horizontally moved like the hot electrons emitted from the point A of the filament 2 shown in FIG. This resulted in the emission of a resonance frequency other than the fundamental wave in the resonant anode system, and due to the hot electrons out of the resonant system, a positive current was generated by the dark current, there was a problem that the efficiency of the filament is lowered.

또한 종래에는 일본 공개특허공보 소59-40441호와 같이 음극의 양측면을 평평하게 형성함과 아울러 이 양측면을 연결하는 상하단부를 양측면에 직각을 이루는 평면으로 형성한 마그네트론의 음극구체가 안출되어 있다.In addition, conventionally, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-40441, a magnetron cathode sphere in which both sides of the cathode are formed flat and the upper and lower ends connecting the two sides are formed in a plane perpendicular to both sides is conceived.

그러나 음극의 양측면을 연결하는 상하단부가 양측면에 대하여 직각을 이루는 평면형으로 형성되어 있기 때문에 탄화(炭化)시키는 과정에서 탄화집중현상이 발생되는 문제점이 있으며, 결과적으로 열전자의 방출이 불균일하게 되어 제기능을 발휘하기 어렵게 되는 문제점이 있었다.However, since the upper and lower ends connecting the both sides of the cathode are formed in a plane shape perpendicular to both sides, there is a problem that carbonization concentration occurs during the carbonization process, resulting in uneven emission of hot electrons. There was a problem that became difficult to exert.

본 발명의 목적은 마그네트론의 필라멘트 구조를 개선시켜 필라멘트에 방출되는 열전자를 수평운동하도록 함과 아울러 필라멘트의 탄화시 탄화가 집중되지 않으며 열전자의 방출이 균일하게 되도록 한 전자레인지용 마그네트론의 필라멘트 구조를 제공하려는 것이다.An object of the present invention is to improve the filament structure of the magnetron to provide a horizontal movement of the hot electrons emitted to the filament, and to provide a filament structure of the magnetron for the microwave oven so that the carbonization is not concentrated during the carbonization of the filament and the emission of the hot electrons is uniform. I will.

제3도는 본 발명에 의한 마그네트론의 단면도를 나타내는 것으로, 마그네트론의 필라멘트(2')가 제4도의 확대단면도에서 보는 바와 같이 애노드(1)를 마주보는 면이 평면으로 된 장방형의 단면을 이루고, 아랫면과 윗면은 자체 하중을 견디기 위하여 원만한 구형으로 형성되어 있다.3 is a cross-sectional view of the magnetron according to the present invention, in which the filament 2 'of the magnetron faces the anode 1 as shown in the enlarged cross-sectional view of FIG. The upper and upper surfaces are formed into a smooth sphere to withstand its own load.

이와 같이 구성된 본 발명의 필라멘트가 적용된 마그네트론의 동작상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation state of the magnetron to which the filament of the present invention configured as described above is as follows.

제4도에 도시한 바와 같이, 필라멘트(2')의 형상을 개선시킨 경우에 있어서 필라멘트(2')에서 방출되는 열전자의 초속도(

)가 대부분 자장의 방향(6)과 수직이 되도록 하여 열전자의 방사경로를 방출방향(7)과 같이 하,하쪽으로 움직임이 없는 수평방향으로 원궤도 운동상태를 이루게 된다.As shown in FIG. 4, when the shape of the filament 2 'is improved, the initial velocity of the hot electrons emitted from the filament 2' (

) Is mostly perpendicular to the direction (6) of the magnetic field to form a circular orbital motion state in the horizontal direction without movement downward and downward as the emission direction (7).

상기 수평방향의 원궤도운동을 하는 열전자들은 종래의 원형단면으로 된 필라멘트에서 나와 수평운동을 하는 열전자들보다 훨씬 많게 되고, 상,하로 움직이며 회전하는 열전자들은 90% 이상 감소되어 전자가 공진계를 벗어나는 것이 억제되므로 암전류의 발생을 감소시켜 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 공진 애노드계의 잡 주파수를 제거시킬 수 있게 된다.The hot electrons in the horizontal circular orbital motion are far more than the conventional horizontal filaments in the circular filament, and the hot electrons moving up and down are reduced by more than 90% so that the electrons resonate with the resonator. Since the deviation is suppressed, it is possible to reduce the generation of dark current to increase the efficiency and to eliminate the resonance frequency of the resonant anode system.

이때의 암전류의 감소로 인한 출력을 계산하여 보면, 종래 마그네트론에서 발생되는 암전류는 4~5mA인데 상,하로 움직이는 열전자가 50% 이상 감소된 본 발명에서 발생되는 암전류는 2~2.5mA로 된다.When calculating the output due to the reduction of the dark current at this time, the dark current generated in the conventional magnetron is 4 ~ 5mA, the dark current generated in the present invention is reduced by more than 50% hot electrons moving up and down is 2 ~ 2.5mA.

따라서 2mA에 대한 출력은 애노드 전압(4.2KV)×전류(2mA)이므로 약 8.5W의 출력 증가를 가져오게 된다.Therefore, the output for 2mA is an anode voltage (4.2KV) x current (2mA), resulting in an increase of about 8.5W.

이때 종래 마그네트론의 출력은 완전히 출력이 1260(W)일 때 보통 71.4%의 효율인 900W를 나타내고 있는바, 본 발명에서는 암전류의 감소로 얻어지는 8.5W의 출력상승분을 더하면 72.1%의 효율을 가진 마그네트론을 제공할 수 있어 약 0.7%의 효율 증가는 가져오게 된다.At this time, the output of the conventional magnetron is 900W, which is usually 71.4% efficiency when the output is completely 1260 (W), in the present invention, a magnetron having an efficiency of 72.1% by adding an output increase of 8.5W obtained by reducing the dark current It can provide about 0.7% increase in efficiency.

따라서 본 발명에 의한 전자레인지용 마그네트론의 필라멘트 구조에 의하면 필라멘트에서 방출되어 상,하로 움직이며 회전하는 열전자들을 감소시켜 암전류를 감소시키게 되므로 마그네트론의 효율을 증대시킬 수 있으며, 공진애노드계의 잡 주파수를 제거할 수 있는 효과를 갖게 된다.Therefore, according to the filament structure of the magnetron for a microwave oven according to the present invention can reduce the dark current by reducing the hot electrons that are emitted from the filament to move up and down, and to increase the efficiency of the magnetron, and to increase the job frequency of the resonance anode system It will have a removable effect.

Claims

In a microwave magnetron having an anode 1 provided on both sides and having a filament 2 wound around a circular spiral, the cross-sectional shape of the filament 2 'is flat on both sides facing the anode 1, A filament structure of a magnetron for a microwave oven, characterized in that the upper and lower sides are connected in a circular shape.