專利名稱：微波爐用的磁控管的制作方法
本申請請求保護(hù)在韓國知識產(chǎn)權(quán)局于2002.8.5提出之No.2002-46169申請的利益，這里將它們的說明書引為參考文獻(xiàn)。
以下參照

圖1至圖3簡述上述磁控管的結(jié)構(gòu)和工作情況。
如圖1所示，磁控管通常包括由無氧銅管等制成的正極性圓筒101，安裝在所述正極性圓筒101中的多個葉片102，它們以等間距沿徑向布置，與正極性圓筒101一起構(gòu)成正極性部分，形成空腔諧振器；還包括天線103，它與各葉片102之一相連，對外感應(yīng)多種諧波。磁控管還包括大直徑的窄環(huán)104和小直徑的窄環(huán)105，分別安裝在各葉片102的上部和下部，有如圖2所示那樣，與各樣片102交替地電連接，使各葉片102交替地具有相同的電位。
各葉片102上分別形成矩形凹處202，以使所述各窄環(huán)104和105能夠與各葉片102交替地電連接，并以顛倒的方式安置每個相對的葉片102對。按照上述結(jié)構(gòu)，每一對相對的葉片102與正極性圓筒101構(gòu)成一定的LC諧振電路。
另外，沿正極性圓筒101的軸心部分安置一個成螺線管彈簧形的燈絲106，并在各葉片102的徑向內(nèi)側(cè)端部與所述燈絲106之間提供一個有效空間107。在燈絲106的頂部和底部分別裝有上防護(hù)罩108和下防護(hù)罩109。中心引線110固定的焊接在所述上防護(hù)罩108的底部，同時穿過下防護(hù)罩109和燈絲106的通孔。側(cè)引線111焊接到所述下防護(hù)罩109的底部。中心引線110和側(cè)引線111連接到外部電源(未示出)的接線端，從而在磁控管中形成閉合電路。
設(shè)置上部永久磁鐵112和下部永久磁鐵113，由彼此面對的、相反的上部永久磁鐵112和下部永久磁鐵113磁極將一磁場加到所述有效空間107。設(shè)置上極靴117和下極靴118，以使由永久磁鐵112和113產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁通量感應(yīng)到所述有效空間107中。上述各元件被裝入上磁軛114和下磁軛115中。一組冷卻散熱片116使正極性圓筒101與下磁軛115相連，將正極性圓筒101內(nèi)產(chǎn)生的熱量通過下磁軛115發(fā)散到外面。
按照上述磁控管的結(jié)構(gòu)，當(dāng)從外部電源加給燈絲106以電能時，因提供給燈絲106的工作電流而使燈絲106發(fā)熱，就從燈絲106發(fā)射熱離子，于是有如圖3所示那樣，由所發(fā)射的熱離子在有效空間107內(nèi)得到熱離子團(tuán)301。熱離子團(tuán)301交替地把勢能差傳送給每一對相鄰的葉片102，同時還與各葉片102的前端接觸。熱離子團(tuán)301受有效空間107內(nèi)所形成之磁場的感應(yīng)而旋轉(zhuǎn)，并從一種狀態(tài)“i”移到另一種狀態(tài)“f”。相應(yīng)地，由于各葉片102與正極性圓筒101所形成之LC諧振電路的振蕩，產(chǎn)生與熱離子團(tuán)301的旋轉(zhuǎn)速度相應(yīng)的多種諧波，并通過天線103發(fā)射到外面。
一般地說，利用公式f=12πLC]]>計算頻率，式中L是電感，C是電容。上式的值的變化由電路元件的幾何外形確定。于是，作為構(gòu)成LC諧振電路一部分的各個葉片102的外形成為確定各諧波頻率的主要因素。
通常，在所述有效空間中形成電場和磁場。圖4的有效空間107中所示出的各條線表示等位面。電場總是垂直于等位面而產(chǎn)生的。另外，雖然圖4中未予示出，在有效空間107中，由分別布置在磁控管上部和下部的永久磁鐵112和113形成磁力線。在這種磁控管內(nèi)，在有效空間107中的電場和磁場的感應(yīng)下，起陰極作用燈絲106所產(chǎn)生的并用于形成熱離子團(tuán)301的熱離子受到洛侖茲力(F＝q(E+νB)，它們向著葉片102移動。
上述表示式中，q表示電荷量，ν表示電荷運動的速度，E表示電場強度，而B表示磁場強度。磁力總是垂直于電荷的運動方向起作用的。
一些受到洛侖茲力作用的電荷圍繞燈絲106的上部和下部運動。如圖1所示，上防護(hù)罩108具有帶邊的帽子形狀，而下防護(hù)罩109具有下凹的上表面。因在上防護(hù)罩108與上極靴117之間以及下防護(hù)罩109與下極靴118之間空著的空間內(nèi)形成的磁場和電場之故，如圖4所示，使熱離子趨于自有效空間107逃逸(在此，圖4中省去下防護(hù)罩和下極靴)。于是，因洛侖茲力所致熱離子從有效空間107逃逸的現(xiàn)象造成磁控管效率降低。為了克服這種現(xiàn)象，采用通過把上防護(hù)罩108的幾何外形改變成帶邊的帽子形狀(見圖5A)，同時把下防護(hù)罩109的上表面改變成下凹狀，以機(jī)械方式抑制熱離子逃逸的方法。
上防護(hù)罩108的直徑“a”是7.5mm，上防護(hù)罩108的上部傾斜部分108a的外徑“b”為6.7mm，而該上防護(hù)罩108的頂部108b直徑“c”為5.35mm?？稍谝欢ǖ恼`差范圍內(nèi)構(gòu)造所述上防護(hù)罩108。下防護(hù)罩109的直徑“d”是7.5mm，下防護(hù)罩109的上部傾斜部分109a的外徑“e”為6.9mm，而下防護(hù)罩109的高度“f”為2.5mm，下防護(hù)罩109的上部傾斜部分109a的高度“g”為0.5mm。也在一定的誤差范圍內(nèi)構(gòu)造所述下防護(hù)罩109。普通的上防護(hù)罩108和下防護(hù)罩109的尺寸相對較大。因而，所述上、下防護(hù)罩108和109跨過上防護(hù)罩108與上極靴117之間的開口間隙和下防護(hù)罩109與上極靴118之間的另一開口間隙，而被定位在緊靠所述上、下極靴117和118。于是，普通磁控管試圖通過減小熱離子通過它們自所述有效空間逃逸的各開口空間，以避免這種熱離子從所述有效空間的逃逸。
當(dāng)磁控管的有效空間107中的電磁場分布不均勻時，電子束不穩(wěn)定并向外發(fā)射干擾噪聲。在采用圖5A和5B所示之上、下防護(hù)罩108和109的磁控管中，有如圖6所示那樣，在有效空間107中的上、下防護(hù)罩108和109周圍的空間電荷分布通常是不對稱的。這種不對稱性可能引起在磁控管中發(fā)生非常高的諧波，從而使各葉片的軸上移和下移。
進(jìn)而，最終電場和磁場對熱離子加給預(yù)定方向的力。于是，使采用圖5所示上、下防護(hù)罩108和109之機(jī)械結(jié)構(gòu)的抑制方案受到限制。因此，普通磁控管的問題在于不能根本地避免熱離子的偏離。
在接下去的說明書部分將述及本發(fā)明的另外方面和優(yōu)點，從這些敘述，它們將是顯見的，或者從本發(fā)明的實踐中可以理解它們。
通過提供一種微波爐用的磁控管實現(xiàn)本發(fā)明的上述以及其它目的，所述磁控管包括正極性圓筒；安裝在正極性圓筒中的多個葉片，它們與正極性圓筒一起構(gòu)成正極性部分；安置在正極性圓筒軸上的燈絲，它與各葉片的前端側(cè)面一起確定一個有效空間，并發(fā)射熱離子。所述磁控管還包括上、下防護(hù)罩，分別用以蓋住燈絲的頂部和底部；還包括上、下極靴，它們被設(shè)置成與所述上、下防護(hù)罩間隔開，以在所述有效空間內(nèi)感應(yīng)磁通量。所述上防護(hù)罩的直徑在6.95mm至7.10mm范圍。所述下防護(hù)罩的直徑在6.95mm至7.10mm范圍。
圖4是表示普通有效空間中等位面的側(cè)向剖面圖；圖5A和5B是普通磁控管的上、下防護(hù)罩的縱剖面圖；圖6是表示普通有效空間中空間電荷分布的曲線；圖7是表示本發(fā)明一種實施例的上防護(hù)罩示意圖；圖8是表示本發(fā)明另一種實施例的下防護(hù)罩示意圖；圖9是表示本發(fā)明有效空間中空間電荷分布的曲線。
一般說來，鑒于空間電荷分布的多種特性，不能由葉片或燈絲的外形結(jié)構(gòu)確定有效空間內(nèi)空間電荷分布的不對稱性。這是因為所述葉片和燈絲是對稱排列的，而各葉片關(guān)于燈絲的相對兩側(cè)彼此面對。相反，由布置在燈絲頂部和底部的上防護(hù)罩和下防護(hù)罩確定有效空間內(nèi)的電荷分布。于是，可以通過改變所述上、下防護(hù)罩的幾何外形調(diào)節(jié)有效空間內(nèi)的空間電荷分布。本發(fā)明調(diào)節(jié)有效空間內(nèi)的空間電荷分布，特別是通過改變所述上、下防護(hù)罩的幾何外形而調(diào)節(jié)電場和磁場，以防向外指向的力作用于電荷上，從而避免熱離子從有效空間逃逸。
以下將參照圖7至9詳細(xì)描述本發(fā)明。為簡化描述，可以省去與普通磁控管相同的結(jié)構(gòu)和工作過程。
圖7是表示本發(fā)明一種實施例上防護(hù)罩700的示意圖。如圖7所示，該圖的上部表示該上防護(hù)罩700的縱剖面，而該圖的下部表示該上防護(hù)罩700的仰視圖(也即該上防護(hù)罩700面向下防護(hù)罩的底面)。圖7中所述上防護(hù)罩700的直徑“A”為7.00mm，上防護(hù)罩700的上部傾斜部分的外徑“B”為5.60mm，而上防護(hù)罩700的頂部直徑“C”為4.80mm?？稍谝欢ǖ恼`差范圍內(nèi)構(gòu)造所述上防護(hù)罩700。因此，與普通的上防護(hù)罩相比，上防護(hù)罩700的全部尺寸都減小，從而使由所述上部傾斜部分700a和上防護(hù)罩700的頂部形成的角度“T”增大。于是，因角度“T”的增大而使電場和磁場改變，并使有效空間內(nèi)的空間電荷分布也改變。圖7中的參考標(biāo)號701表示容納燈絲的孔。
圖8是表示本發(fā)明另一實施例下防護(hù)罩800的示意圖。如圖8所示，該圖的上部表示該下防護(hù)罩800的俯視圖(也即該下防護(hù)罩800面向上防護(hù)罩700的頂面)，而該圖的下部表示該下防護(hù)罩800的縱剖面。圖8中所述下防護(hù)罩800的直徑“D”為7.0mm，下防護(hù)罩800的上部傾斜部分800a的外徑“E”為5.0mm，下防護(hù)罩800的高度“F”為2.4mm，而下防護(hù)罩800的上傾斜部分800a的高度“G”為0.4mm?？稍谝欢ǖ恼`差范圍內(nèi)構(gòu)造所述下防護(hù)罩800。因此，與普通的下防護(hù)罩相比，下防護(hù)罩800的全部尺寸都減小，從而使由所述上部傾斜部分800a與下防護(hù)罩800的底部形成的角度“U”增大。于是，因角度“U”的增大而使電場和磁場改變，并使有效空間內(nèi)的空間電荷分布也改變。圖8中的參考標(biāo)號801表示容納燈絲的孔。
以下描述裝備具有上述結(jié)構(gòu)的上防護(hù)罩700和下防護(hù)罩800的本發(fā)明磁控管的工作情況。
當(dāng)將外部電能加給中心引線和側(cè)部引線時，則燈絲起陰極作用，發(fā)射熱離子，而所述各葉片及正極性圓筒起陽極作用。所發(fā)射的熱離子在電場和磁場的影響下移向各葉片的前端側(cè)面。在這種情況下，在上防護(hù)罩700、各葉片以及上極靴中間的部分有效空間內(nèi)和下防護(hù)罩800、各葉片以及下極靴中間的另外的部分有效空間內(nèi)的電磁場分布改變成與普通磁控管中的不同。因此，本發(fā)明的磁控管中，使向外指向的電磁力明顯地減小，從而避免熱離子從有效空間逃逸。
圖9是表示本發(fā)明磁控管的有效空間內(nèi)的空間電荷分布曲線?？v軸表示空間電荷密度，而橫軸表示從燈絲的頂部到底部區(qū)域的位置。采用將燈絲的中心設(shè)定成“0”，燈絲的位置在橫軸上用“Z”表示。相應(yīng)地，圖形橫軸的左邊部分表示上防護(hù)罩700所在范圍的圖形，用負(fù)號“-”表示；而圖形橫軸的右邊部分表示下防護(hù)罩800所在范圍的圖形，用正號“+”表示。如果圍繞“0”點(燈絲中心)對折所述有效空間，則曲線的兩半部分基本上互相重疊。因而，由該曲線可以清楚，在整個有效空間內(nèi)的熱離子分布幾乎是對稱的。
本發(fā)明不同于現(xiàn)有技術(shù)，它利用上、下防護(hù)罩的幾何外形試圖避免熱離子從有效空間逃逸。從而，本發(fā)明利用熱離子因電磁力而運動的自然法則?，F(xiàn)有技術(shù)通過分別擴(kuò)大被定位得緊靠上、下極靴之上、下防護(hù)罩而減小開口的空間，而本發(fā)明通過減小上、下防護(hù)罩的尺寸而增大開口空間，因而通過改變電場和磁場，實現(xiàn)熱離子的對稱分布。
本發(fā)明并不限于上述，而是關(guān)于所述上、下防護(hù)罩可在大約0.05mm的誤差范圍內(nèi)實施。另外，包括通過改變上、下防護(hù)罩的尺寸以改變有效空間內(nèi)的電場和磁場，以及通過改變電場和磁場而改變有效空間內(nèi)的熱離子分布在內(nèi)的所有的改變和改型的概念，都落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，那些熟悉本領(lǐng)域的人員易于按照上述特點實現(xiàn)各種變化和改型。
如上所述，本發(fā)明給出一種磁控管，它能通過改變上、下防護(hù)罩的幾何外形(上、下防護(hù)罩的尺寸)，使不同于普通上、下防護(hù)罩的幾何外形，而改變上、下防護(hù)罩周圍所形成的電場和磁場的形狀。于是，由于避免了熱離子從有效空間逃逸而使磁控管的效率得到提高，降低了干擾噪聲，而且由于在有效空間內(nèi)因熱離子對稱分布而產(chǎn)生外部頻率穩(wěn)定，從而改善了磁控管的整個性能。
雖然已示出并描述本發(fā)明的一些實施例，但對于那些熟悉本領(lǐng)域的人而言將是清楚的，對這些實施例做多種改變而不致脫離本發(fā)明的原理和精髓；所附各權(quán)利要求及其等效要求限定本發(fā)明請求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種微波爐用的磁控管，它包括正極性圓筒；安裝在正極性圓筒中的多個葉片，它們與正極性圓筒一起構(gòu)成正極性部分；安置在正極性圓筒軸上的燈絲，它與各葉片的前端側(cè)面一起確定一個有效空間，并發(fā)射熱離子；上、下防護(hù)罩，分別用以蓋住燈絲的頂部和底部；上、下極靴，它們被設(shè)置成與所述上、下防護(hù)罩間隔開，以在所述有效空間內(nèi)感應(yīng)磁通量；其中，所述上防護(hù)罩的直徑在6.95mm至7.10mm范圍。
2.如權(quán)利要求1所述的磁控管，其中，所述上防護(hù)罩的直徑為7.00mm。
3.如權(quán)利要求1所述的磁控管，其中，所述上防護(hù)罩的上部傾斜部分外徑從5.55mm至5.70mm。
4.如權(quán)利要求3所述的磁控管，其中，所述上防護(hù)罩的上部傾斜部分外徑為5.60mm。
5.如權(quán)利要求1所述的磁控管，其中，所述上防護(hù)罩的頂部平面部分的直徑從4.75mm至4.85mm。
6.如權(quán)利要求5所述的磁控管，其中，所述上防護(hù)罩的頂部平面部分的直徑為4.80mm。
7.如權(quán)利要求1所述的磁控管，其中，所述下防護(hù)罩的直徑在6.95mm至7.10mm范圍。
8.如權(quán)利要求7所述的磁控管，其中，所述下防護(hù)罩的直徑為7.00mm。
9.如權(quán)利要求7所述的磁控管，其中，所述下防護(hù)罩的上部傾斜部分外徑從4.95mm至5.20mm。
10.如權(quán)利要求7所述的磁控管，其中，所述下防護(hù)罩的上部傾斜部分外徑為5.00mm。
11.如權(quán)利要求7所述的磁控管，其中，所述下防護(hù)罩的總高度在從2.35mm至2.45mm范圍。
12.如權(quán)利要求11所述的磁控管，其中，所述下防護(hù)罩的總高度為2.40mm。
13.如權(quán)利要求7所述的磁控管，其中，所述下防護(hù)罩的上部傾斜表面的高度在從0.35mm至0.45mm范圍。
14.如權(quán)利要求7所述的磁控管，其中，所述下防護(hù)罩的上部傾斜表面的高度為0.40mm。
15.一種微波爐用的磁控管，它包括正極性圓筒；安裝在正極性圓筒中的多個葉片，它們與正極性圓筒一起構(gòu)成正極性部分；安置在正極性圓筒軸上的燈絲，它與各葉片的前端側(cè)面一起確定一個有效空間，并發(fā)射熱離子；上、下防護(hù)罩，分別用以蓋住燈絲的頂部和底部；上、下極靴，它們被設(shè)置成與所述上、下防護(hù)罩間隔開，以在所述有效空間內(nèi)感應(yīng)磁通量；其中，所述下防護(hù)罩的直徑在6.95mm至7.10mm范圍。
16.如權(quán)利要求15所述的磁控管，其中，所述下防護(hù)罩的直徑為7.00mm。
17.如權(quán)利要求15所述的磁控管，其中，所述下防護(hù)罩的上部傾斜部分外徑從4.95mm至5.20mm。
18.如權(quán)利要求17所述的磁控管，其中，所述下防護(hù)罩的上部傾斜部分外徑為5.00mm。
19.如權(quán)利要求15所述的磁控管，其中，所述上防護(hù)罩的總高度在從2.35mm至2.45mm范圍。
20.如權(quán)利要求19所述的磁控管，其中，所述上防護(hù)罩的總高度為2.40mm。
21.如權(quán)利要求15所述的磁控管，其中，所述下防護(hù)罩的上部傾斜表面的高度在從0.35mm至0.45mm范圍。
22.如權(quán)利要求21所述的磁控管，其中，所述下防護(hù)罩的上部傾斜表面的高度為0.40mm。
23.一種微波爐用的磁控管，它包括正極性圓筒；安裝在正極性圓筒中的多個葉片，它們與正極性圓筒一起構(gòu)成正極性部分；安置在正極性圓筒軸上的燈絲，它與各葉片的前端側(cè)面一起確定一個有效空間，并發(fā)射熱離子；上、下防護(hù)罩，分別用以蓋住燈絲的頂部和底部；上、下極靴，它們被設(shè)置成與所述上、下防護(hù)罩間隔開，以在所述有效空間內(nèi)感應(yīng)磁通量；其中，按幾何學(xué)方式構(gòu)造所述上防護(hù)罩和下防護(hù)罩的直徑，以改變所述有效空間內(nèi)的電場和磁場，從而避免燈絲發(fā)射的熱離子從該有效空間逃逸。
24.如權(quán)利要求23所述的磁控管，其中，將所述上、下防護(hù)罩的直徑配置成使得作用在有效空間內(nèi)的電荷上的電磁力減小，從而避免所述熱離子從該有效空間逃逸。
25.一種微波爐用的磁控管，它包括上、下防護(hù)罩，用以蓋住磁控管內(nèi)燈絲的頂部和底部；上、下極靴，它們與所述上、下防護(hù)罩間隔開，以在其間給出的有效空間內(nèi)感應(yīng)磁通量；其中，按幾何學(xué)方式構(gòu)造所述上防護(hù)罩和下防護(hù)罩的直徑，以改變所述有效空間內(nèi)的電場和磁場，從而避免燈絲發(fā)射的熱離子從該有效空間逃逸。
全文摘要
一種磁控管，它包括正極性圓筒，多個葉片，燈絲，上、下防護(hù)罩，以及上、下極靴。所述各葉片安裝在正極性圓筒中，構(gòu)成正極性部分。所述燈絲安置在正極性圓筒的軸上，確定一個有效空間。所述上、下防護(hù)罩分別蓋住燈絲的頂部和底部。所述上、下極靴被設(shè)置成將磁通量感應(yīng)到所述有效空間內(nèi)。所述上防護(hù)罩的直徑首選在6.95mm至7.10mm范圍。另外，所述下防護(hù)罩的直徑首選在6.95mm至7.10mm范圍。
文檔編號H01J23/02GK1474431SQ0215459
公開日2004年2月11日 申請日期2002年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月5日
發(fā)明者孫鐘哲, 鮑里斯·V·賴斯基, 金鐵, 河現(xiàn)竣, V 賴斯基 申請人:三星電子株式會社