마그네트론

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개실용신안공보(U)
(51) Int. Cl.
6
H01J 23/12
(11) 공개번호 실2000-0003781
(43) 공개일자 2000년02월25일
(21) 출원번호 20-1998-0014086
(22) 출원일자 1998년07월29일
(71) 출원인 삼성전자 주식회사 윤종용
경기도 수원시 팔달구 매탄3동 416
(72) 고안자 장성덕
경기도 수원시 팔달구 매탄동 416번지
(74) 대리인 서상욱, 서봉석
심사청구 : 있음
(54) 마그네트론
요약
본 고안은 마그네트론에 관한 것으로, 그 목적은 양극실린더 단부 내측에 자극편과 진공관 외향플랜지가
용접결합되는데, 진공관의 외향플랜지 외주단부를 개선하여 용입물이 용이하게 침투 용접비드가 외부로
돌출되는 것을 방지하는 것이다.
본 고안에 따른 마그네트론은 양극실린더(310) 단부 내측에 용접결합되는 진공관(380)의
외향플랜지(381) 외주단부를 소정의 곡률을 갖도록 곡률면(382)으로 구성하여 용접결합시 용입물이 양극
실린더(310) 단부 내측과 곡률면(382) 사이의 틈새 공간으로 용이하게 침투됨으로써, 용접비드(384) 선
단부가 페라이트 마그네트(350)와 접하지 않고 낮게 형성된다.
따라서 용접비드(384)가 페라이트 마그네트(350)와 진공관(380)의 외향플랜지(381) 사이의 공기유통에
지장을 초래하지 않아 냉각이 원활하게 이루어짐으로써, 전체적인 마그네트론의 신뢰성이 향상되는 이점
이 있다.
대표도
도3
명세서
도면의 간단한 설명
도 1은 종래 마그네트론의 전체적인 구조를 보인 단면도이다.
도 2는 본 고안에 따른 마그네트론의 전체적인 구조를 보인 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A부의 확대단면도로써, 본 고안에 따른 양극실린더와 자극편 및 진공관의 결합구
조를 보인 것이다.
도 4는 본 고안에 따른 진공관의 사시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
300..양극부 310..양극실린더
312..단차부 340..자극편
350..마그네트 380..진공관
381..외향플랜지 382..곡률면
383..이격돌기 384..용접비드
고안의 상세한 설명
고안의 목적
고안이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 고안은 전자렌지 등의 마이크로파 가열기기에 사용되는 마그네트론에 관한 것으로, 더욱 상세하게는
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양극실린더와 자극편 및 진공관의 접합구조에 관한 것이다.
일반적으로 전자렌지 등에 사용되는 마그네트론은 고전압을 인가받아 음극에서 방출되는 전자가 기본파
2450 MHz 주파수를 가지는 전자군을 이루고, 이 고주파 에너지를 출력부의 안테나로드를 통해 전자렌지
의 조리실 내부로 방사함으로써 음식물을 조리한다.
이러한 기능을 하는 마그네트론은 도 1에 도시한 바와 같이, 몸체를 이루는 요크(10) 내부에 마련되어
에너지를 생성하는 양극부(30), 양극부(30)의 상부와 하부에 마이크로파를 도출하는 출력부(20)와 전원
이 입력되는 입력부(40)로 크게 구별된다.
양극부(30)에는 양극실린더(31)의 내주면에 공동공진을 이루는 복수개의 베인(32)이 구성된다.
베인(32)은 등간격으로 설치되고 양극스트랩(32a)에 의해 상호 연결되어 있으며 중심부에 작용공간(31a)
을 형성함으로써, 서로 인접한 베인(32)과의 자기유도(INDUCTANCE)와 정전용량(CAPACITANCE)으로 이루어
진 공진기이다. 양극실린더(31)의 정 중앙에는 열전자를 방출하는 나선형상의 필라멘트(33)와 여기에
전류를 공급해주는 센터로드(36)가 마련되어 있다. 베인(32)은 사이드로드(37)에 의해 전류가 공급되
며, 필라멘트(33)와 베인(32) 사이에는 약 4 Kv의 전위차가 발생된다. 양극실린더(31)의 상하부에는 페
라이트 마그네트(35)와 깔대기 형상의 자극편(34)이 대칭되게 마련되어 자기에너지가 작용공간(31a)에
집속된다. 그리고 베인(32)과 결합되어 마이크로파를 외부로 방출하는 안테나로드(21)가 상부
자극편(34)을 관통 관축을 따라 출력부(20)까지 연장되어 있다.
한편, 자극편(34)의 외측으로는 양극실린더(31) 내부를 밀폐하여 부품산화를 방지하는 진공관(38)이 대
칭되게 결합되어 있는데, 이를 위해 진공관(38) 단부에는 외향플랜지(38a)가 형성되며 외향플랜지(38a)
외주단부(38b)가 양극실린더(31) 단부 내측과 용접결합된다. 그리고 진공관(38)의 외향플랜지(38a)에는
페라이트 마그네트(35)와 면접촉하는 것을 방지하는 두 개의 이격돌기(38c)가 대칭되게 형성되어 있다.
또한, 양극실린더(31) 외주부에는 판상으로 이루어진 다수개의 냉각핀(39)이 병렬로 배치되어 있어서,
양극실린더(31)를 냉각시킨다.
전원 입력부(40)에는 센터로드(36)와 사이드로드(37)가 끼워져 결합되는 절연통(41)이 마련되고, 센터로
드(36)와 사이드로드(37)에 각각 일단부가 접속된 터미널(42)이 구성된다. 터미날(42)은 쵸크코일(43)
을 통해 플러그(44)와 접속된다. 이러한 절연통(41)과 터미널(42) 및 쵸크코일(43) 등은 사각통상의 필
터박스(45)가 감싸고 있어, 양극실린더(31) 내부에서 발생되는 에너지를 갖는 파가 입력부(40)를 통해
외부로 누설되는 것을 방지한다.
이와 같이 구성된 마그네트론은 플러그(44)와 터미널(42)을 통해 고전압의 외부전원이 입력되면,
베인(32)에 전류가 흐르게 되고 필라멘트(33)에서는 전자가 방출된다. 아울러 페라이트 마그네트(35)의
자기에너지가 작용공간(31a)에 집속 제어됨으로써, 작용공간(31a)에서 전자군과 자기에너지가 상호작용
하여 기본파 2450 MHz의 주파수를 가지는 전자류 에너지를 생성한다. 그리고 이러한 고주파 에너지가
안테나로드(21)를 통해 출력부(20) 외부로 방사되어 음식물 등을 조리하게 된다.
이러한 마그네트론의 작동시 양극실린더(31)에서는 상당한 열이 발생되는데, 이것은 냉각핀(39)에 의해
방열된다. 양극실린더(31)에서 발생된 열은 판상으로 이루어진 냉각핀(39)으로 전도되고, 외부공기에
의해 냉각된다.
한편, 양극실린더(31)에서 발생되는 열이 열부도체인 페라이트 마그네트(35)로 전도되면, 페라이트 마그
네트(35)가 손상될 소지가 있기 때문에 진공관(38) 외향플랜지(38a)와 페라이트 마그네트(35)는 이격돌
기(38c)에 의해 일정간격 이격되어 있다.
그러나, 종래 마그네트론은 양극실린더(31) 단부 내측에 자극편(34)과 진공관(38) 외향플랜지(38a) 외주
단부(38b)가 용접결합되는 과정에서 용접비드(38d) 높이가 이격돌기(38c)보다 높게 형성되는 경우가 발
생되며, 이로 인해 페라이트 마그네트(35)와 진공관(38) 외향플랜지(38a) 사이에 공기가 통하지 못하게
된다. 즉, 이격돌기(38c)의 높이는 실제로 0.5-0.6mm로 구성되어 있는데, 원주방향으로 형성되는 용접
비드(38d)의 높이가 이격돌기(38c)보다 높으면 이의 선단부가 페라이트 마그네트(35)와 접촉하여 공기
유통을 방해하며, 열팽창계수가 다른 페라이트 마그네트(35)가 과열 손상되는 경우가 발생된다. 이러한
것은 양극실린더(31)의 용접과정시 용입물이 양극실린더(31) 단부 내측과 진공관(38)의 외향플랜지(38a)
외주단부(38b) 사이로 용이하게 침투하지 못하기 때문이다.
고안이 이루고자하는 기술적 과제
본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 양극실린더 단부 내측에 용접결합
되는 진공관의 외향플랜지 외주단부를 소정의 곡률을 갖도록 곡률면으로 구성하여 용접결합시 용입물을
양극실린더 단부 내측과 곡률면 사이의 틈새 공간으로 용이하게 침투시킴으로써, 용접비드 선단부가 페
라이트 마그네트와 접하지 않고 낮게 형성되는 마그네트론을 제공하는 것이다.
고안의 구성 및 작용
이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 내주면에 복수개의 베인이 등간격으로 마련되며 중심부에 축방
향으로 필라멘트가 설치되어 고주파 에너지를 생성하는 양극실린더, 양극실린더의 상하측에 각각 설치
되어 자기에너지를 공급하는 페라이트 마그네트, 양극실린더의 상 하부에 베인과 일정간격 이격되게 설
치되어 자기에너지를 양극실린더의 중심부위에 집속시키는 자극편, 자극편 외측에 용접결합되도록 외향
플랜지가 형성되어 양극실린더의 기밀을 유지하는 진공관, 진공관의 외향플랜지에 선단부가 페라이트
마그네트와 접하도록 마련되어 페라이트 마그네트와 진공관 외향플랜지 사이에 일정한 간격을 유지시키
는 이격돌기를 갖춘 마그네트론에 있어서,
양극실린더의 단부 내측에는 진공관 외향플랜지 외주단부와 자극편의 외주단부가 안착되어 용접결합되도
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록 단차부가 형성되어 있으며,
진공관의 외향플랜지 외주단부는 용접시 용입물이 단차부 벽면과 진공관의 외향플랜지 외주단부 사이로
용이하게 침투되도록 곡률면으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 고
안에 따른 마그네트론의 전체적인 구조를 보인 단면도이고, 도 3과 도 4는 본 고안에 따른 진공관의 결
합상태를 발췌하여 보인 확대단면도와 진공관의 사시도이다.
본 고안에 따른 마그네트론은 이들에 도시한 바와 같이, 외형 몸체를 이루는 요크(100)가 감싸도록 마련
되며 기본파 2450 MHz의 주파수를 가지는 전자류 에너지를 생성하는 양극부(300), 양극부(300)의 상측에
마련되어 전자류 에너지가 외부로 방출되는 출력부(200), 양극부(300)에 고전압의 전류를 공급하는 전원
입력부(400)로 이루어져 있다.
양극부(300)에는 양극실린더(310)의 내주면에 등간격으로 복수개의 베인(320)이 마련된다. 베인(320)은
양극스트랩(321)에 의해 상호 연결되어 있으며, 중심부는 작용공간(311)으로 구성된다. 작용공간(311)의
중심부에는 센터로드(360)의 단부가 축방향으로 연장 마련되며, 여기에 필라멘트(330)가 장착됨으로써,
센터로드(360)를 통해 전류를 공급받아 열전자를 방출한다. 그리고 베인(320)에는 사이드로드(370)에
의해 전류가 공급되며, 필라멘트(330)와 베인(320) 사이의 작용공간(311)에는 약 4Kv의 전위차가 발생된
다. 양극실린더(310)의 상하부에는 깔대기 형상의 자극편(340)이 베인(320)의 상하측과 각각 일정간격
이격되게 마련되며, 자기에너지를 생성하는 페라이트 마그네트(350)가 설치되어 있다. 고리형상으로 이
루어진 페라이트 마그네트(350)는 요크(100)에 부착되어 있으며, 여기에서 발생되는 자기에너지는 자극
편(340)에 의해 작용공간(311)에 집속 제어된다. 자극편(340)은 양극실린더(310)의 상부에 설치된 상부
자극편과 하부에 설치된 하부자극편으로 구별된다.
그리고 양극실린더(310)의 상하부에 각각 외향플랜지(381)를 이용 용접결합되어 양극실린더(310)의 기밀
을 유지함으로써 고조파 누설을 방지하는 통형상의 진공관(380)이 대칭되게 마련되어 있는데, 이의 구조
를 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 양극실린더(310)의 양단부 내측에는 내경이 단차지게 확장된 단차부(312)가 형성되어 있다. 그리
고 자극편(340)과 진공관(380)의 외향플랜지(381) 외주단부가 안착되어 용접결합된다. 진공관(380)의
외향플랜지(381)는 자극편(340)의 외측을 덮도록 결합되며, 중심에 대해 대칭되게 이격돌기(383)가 마련
되어 있다. 이격돌기(383)은 선단부가 페라이트 마그네트(350)와 접하도록 소정높이 돌출되게 마련되어
있어서, 진공관(380)의 결합시 외향플랜지(381)와 페라이트 마그네트(350) 사이를 일정간격(보통 0.5-
0.6mm) 이격되게 유지함으로써 이들 사이로 공기가 유통 냉각작용이 용이하게 이루어지도록 하는 것이
다. 그리고 진공관(380)의 외향플랜지(381) 외주단부는 90도 절곡되어 있으며 단차부(312)에 안착되어
용접결합되는데, 절곡부위는 본 고안의 특징적인 요소로 단차부(312) 벽면과 일정한 틈새가 발생되도록
소정의 곡률을 갖는 곡률면(382)으로 구성되어 있다. 아울러 진공관(380)의 외주단부와 면접촉하는 자
극편(340)의 외주단부 역시 곡률면으로 이루어진다. 따라서 양극실린더(310)의 단차부(312)에
자극편(340)과 진공관(380)의 외향플랜지(381) 곡률면(382)을 안착시킨 후, 높은 전류를 통해 양극실린
더(310) 단차부(312) 상단을 녹여 그 용입물로 자극편(340)과 진공관(380) 외향플랜지(381)를 용접결합
시킨다. 이 때, 진공관(380)의 외향플랜지(381) 외주단부는 단차부(312) 벽면과 일정한 틈새를 유지하
도록 곡률면(382)으로 구성되어 있기 때문에, 용입물이 틈새를 통해 용이하게 침투되어 용접이 완전하게
이루어지는 것은 물론이고, 용접비드(384)의 높이가 이격돌기(383)보다 낮게 유지된다. 이로 인해 용접
비드(384)에 의해 페라이트 마그네트(350)와 진공관(380)의 외향플랜지(381) 사이의 공간이 폐쇄되지 않
고 공기유통이 원활하게 이루어진다.
또한, 베인(320)과 결합되어 마이크로파를 외부로 방출하는 안테나로드(210)가 상부 자극편(340)을 관통
하며 관축을 따라 출력부(200)까지 연장되어 있으며, 이러한 양극실린더(310)의 외측부에는 다수의 냉각
핀(390)이 설치되어 양극실린더(310)를 냉각시키는데, 이것은 이웃하는 것들과 일정간격 이격되도록 병
렬로 배열되어 있다.
전원 입력부(400)에는 센터로드(360)와 사이드로드(370)가 끼워져 결합되는 세라믹 재질의 절연통(410)
과 전원이 공급되는 터미널(420)이 마련된다. 터미널(420)은 일단부가 센터로드(360)와
사이드로드(370)에 각각 접속되며 타단부는 쵸크코일(430)을 통해 외부전원이 최초로 입력되는
플러그(440)와 연계된다. 한편, 절연통(410)과 터미널(420) 및 쵸크코일(430) 등으로 이루어진 전원 입
력부(400)는 사각통상의 필터박스(450)가 감싸고 있어서, 불요고조파의 누설이 방지된다.
다음에는 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 마그네트론의 작동 및 효과를 설명한다. 먼저, 고전압의 외
부전원이 플러그(440)를 통해 입력되면, 이것은 쵸크코일(430)과 터미널(420)을 통해 센터로드(360)와
사이드로드(370)로 공급된다. 그리고 필라멘트(330)와 양극스트랩(321)으로 연결된 복수개의 베인(320)
에 전류가 흐르게 되며, 필라멘트(330)에서는 전자가 방출된다. 아울러 양극실린더(310)의 상 하부에
마련된 페라이트 마그네트(350)로부터 전달되는 자기에너지가 상,하부자극편(340)에 의해 작용공간(311)
에 집속 제어된다. 자기에너지는 작용공간(311)에서 전자군과 상호작용함으로써 일종의 선형 운동인 사
이클로이드(CYCLOID)운동을 하여 기본파 2450MHz의 주파수를 가지는 전자류 에너지를 생성한다. 이러한
고주파 에너지가 베인(320)과 접속된 안테나로드(210)를 통해 출력부(200) 외부로 방출되어 음식물 등을
조리하게 된다.
한편, 이러한 마그네트론의 작동시 상당한 열이 발생되는 양극실린더(310)는 냉각핀(390)에 의해 냉각된
다. 이 때, 열의 일부가 인접하게 위치되는 페라이트 마그네트(350)로 전달될 소지가 있는데, 이들사이
는 항상 공기가 유통될 수 있도록 이격되어 열팽창계수가 다른 페라이트 마그네트(350)가 과열되는 현상
이 발생되지 않는다.
즉, 페라이트 마그네트(350)와 진공관(380)의 외향플랜지(381) 사이에는 앞에서 설명한 바와 같이, 이들
사이를 일정간격 이격되게 유지시키는 이격돌기(383)가 형성되며, 외향플랜지(381)의 외주단부가 용접결
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합되는 양극실린더(310)의 용접비드(384)가 이격돌기(383)의 높이보다 낮게 형성되기 때문에,
진공관(380)의 외향플랜지(381)와 페라이트 마그네트(350) 사이의 공기유통이 원활하게 이루어짐으로써,
전체적인 마그네트론의 냉각작용이 용이하게 이루어진다.
고안의 효과
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 마그네트론은 양극실린더 단부 내측에 용접결합되는
진공관의 외향플랜지 외주단부를 소정의 곡률을 갖도록 곡률면으로 구성하여 용접결합시 용입물이 양극
실린더 단부 내측과 곡률면 사이의 틈새 공간으로 용이하게 침투됨으로써, 용접비드 선단부가 페라이트
마그네트와 접하지 않고 낮게 형성된다.
따라서 용접비드가 페라이트 마그네트와 진공관의 외향플랜지 사이의 공기유통에 지장을 초래하지 않아
냉각이 원활하게 이루어짐으로써, 전체적인 마그네트론의 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.
(57) 청구의 범위
청구항 1
내주면에 복수개의 베인(320)이 등간격으로 마련되며 중심부에 축방향으로 필라멘트(330)가 설치되어 고
주파 에너지를 생성하는 양극실린더(310), 상기 양극실린더(310)의 상하측에 각각 설치되어 자기에너지
를 공급하는 페라이트 마그네트(350), 상기 양극실린더(310)의 상 하부에 상기 베인(320)과 일정간격
이격되게 설치되어 자기에너지를 상기 양극실린더(310)의 중심부위에 집속시키는 자극편(340), 상기 자
극편(340) 외측에 용접결합되도록 외향플랜지(381)가 형성되어 상기 양극실린더(310)의 기밀을 유지하는
진공관(380), 상기 진공관(380)의 외향플랜지(381)에 선단부가 상기 페라이트 마그네트(350)와 접하도
록 마련되어 상기 페라이트 마그네트(350)와 상기 진공관(380) 외향플랜지(381) 사이에 일정한 간격을
유지시키는 이격돌기(383)를 갖춘 마그네트론에 있어서,
상기 양극실린더(310)의 단부 내측에는 상기 진공관(380) 외향플랜지(381) 외주단부와 상기 자극편(340)
의 외주단부가 안착되어 용접결합되도록 단차부(312)가 형성되어 있으며,
상기 진공관(380)의 외향플랜지(381) 외주단부는 용접시 용입물이 상기 단차부(312) 벽면과 상기
진공관(380)의 외향플랜지(381) 외주단부 사이로 용이하게 침투되도록 곡률면(382)으로 이루어진 것을
특징으로 하는 마그네트론.
도면
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