Brevet FR2008496A1 — publié le 19700123

1552S 1 2008496 L'invention est relative au domaine des tubes à décharge électrique (H01j) et concerne notamment un dispositif permettant d'engendrer une onde électrique non modulée à l'aide d'un magnétron à cavités de résonance muni d'une cathode réalisée sous forme d'hélice simple et chauf-5 fée directement. Les magnétrons destinés à ce genre de dispositifs fonctionnent généralement à une fréquence qui peut être qualifiée de basse si on la compare aux fréquences caractérisant le fonctionnement des magnétrons destinés à des installations de radar. Les fours utilisés pour la prépa-10 ration de nourriture fonctionnent généralement à une fréquence de 2450 MHz. L'intensité du champ magnétique régnant dans l'enceinte d'interao-tion entre l'anode et la cathode est oomprise entre environ 1000 et 1300 gauss. Le plus souvent, le champ magnétique est engendré à l'aide de 15 pièces polaires perforées dont font partie leB éléments du "boîtier de magnétron qui entourent les extrémités de la cathode. La forme géométrique des pièces polaires résulte de ce que l'intensité du champ magnétique régnant dans l'enceinte d'interaction entre l'anode et la cathode n'est pas égale en tous points de cette en-20 ceinte. La caractéristique de tension-courant du magnétron présente donc un ooude moins aigu que celui que l'on pourrait remarquer dans le cas d'un-i-champ magnétique homogène. Le champ magnétique à intensité variable - ou champ magnétique non homogène - en soi-même - est déjà défavorable pour le rendement du magnétron fonctionnant à une tension d'ali-25 mentation convenablement filtrée. Ce rendement est enoore diminué lorsque le magnétron est alimenté par une tension à forte ondulation, ce qui est souvent le oas avec les dispositifs du genre décrit. Le but de l'invention est d'améliorer cet état de choses. Conformément à l'invention, dans un dispositif permettant 30 d'engendrer une onde électrique non modulée à l'aide d'un magnétron à cavités de résonance muni d'une cathode réalisée sous forme d'hélice simple et chauffée directement, le courant chauffant de la cathode est un oourant continu dont le sens est tel que le champ magnétique engendré par la cathode intensifie le champ magnétique dans l'enceinte d'in-35 teraction entre l'anode et la cathode. L'intensification conforme à l'invention résulte en ce que le champ magnétique régnant dans ladite enoeinte devient homogène, ce qui augmente considérablement le rendement du magnétron, surtout lorsque ce dernier fonctionne avec une tension d'alimentation qui 40 n'est pas ou mal filtrée. Le fait d'utiliser pour la cathode uncourant 15525 - 2 - 2008496 continu et non pas 'in courait alternatif, fait que le magnétron fonctionne dans un champ magnétique d'intensité constante et non pas dans un champ magnétique don4:, l'intensité augmente et faiblit alternativement. Cette intensité constante a elle aussi une influence favorable sur le 5 rendement. Lors du calcul peur l'élaboration du système magnétique à. utiliser pour le magnétron, on peut tenir compte du champ engendré par la cathode» On peut remarquer qu'avec des magnétrons (voir le brevet britannique No. 739°092) utilisés pour les installations de radar 10 caractérisées par une longueur d'onde située dans le domaine millimétrique, il est déjà connu de chauffer, par un courant continu, le filament de la cathode chauffée indirectement, afin de centrer le filament dans le corps de cathode â l'aide du champ magnétique intense. Toutefois, on peut négliger l'influence réduite - agissant dans le 15 sens préconisé par l'invention - exercée, sur le champ magnétique intense d'environ 10 kilo-jauss, par le champ magnétique provenant du courant de chauffage de faible intensité. La force de centrage exercée par le champ magnétique sur la cathode dans le dispositif conforme â l'invention, est assez réduite par rapport à la rigidité 20 de la cathode, mais ne constitue certes pas un inconvénient, La description suivante, en regard des dessins annexés, le tout donné â titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que des figures des dessins faisant, bien entendu, partie de 25 1'invention0 La figo 1 est une vue en élévation d'un magnétron d'un dispositif conforme â l'invention, monté dans le système magnétique. La fig» 2 est une coupe longitudinale du magnétron et des pièces polaires qui lui sont reliées» 30 La fig» 1 montre le magnétron vu du côté où est situé le dispositif de-découplage d?ënergie (l), le support de cathode (2) étant représenté sur 3a droite de la figure. Les ailettes de refroidissement sont indiquées par (3)3 les deux pièces polaires cylindriques creuses par (4). les bords coniques de celles-ci par (5) et leurs faces 35 aplaties par (6)„ Auxdit#» faces (6) se raccordent des blocs (7) en matériau doué d'ai.mantat3.0u permanente, reliés par des culasses (8) en matex-iau magnétique doux» II se peut également que ces culasses (8) soient en matériau doué d'aimantation permanente, les blocs (7) étant alors en 40 matériau magnétique doux» 15525 3 2008496 Les pièces polaires (4} sont rendues solidaires des extrémités du magnétron â l'aide ue vis (9) = Sur la fie,-; ?, lea faces aplaties (6) des pièces polaires (4) sont parallèles aa plan ciu dessin, et les ailettes de refroidisse-5 ment n'ont pas été représentées.. Le boîtier du magnétron contient un certain nombre d'ailettes d'anode (10), deux barres équipotentielles (11) reliant, l'une les ailettes d'anode (10), de rang pair, et l'autre celles de rang impaire A partir du support de cathode (2), un conducteur central 10 (12) entouré d'une douille coaxiale (13) mène à la cathode constituée par une hélice (15) que forme un fil en alliage de tungstène et de thorium d'une épaisseur de 1 mm, s'étendant sur 5>5 pas, le diamètre extérieur de l'hélice ainsi formée étant environ 13»5 mm. Pour faire démarrer le magnétron, la cathode est traversée 15 par un courant continu d'une intensité de 30 ampères sous une tension de 5»5 volts, cette intensité ét%nt réduite â une valeur comprise entre 18 et 19 ampères après le début des oscillations du magnétron» L'intensité du champ engendré par les pièces polaires est égale â environ 100 gauss. La tension d'anode atteint environ 5 kV, l'inten-20 sité du courant d'anode étant- de 0S4 A. Pour une fréquence de 24^0 MHz, la puissance engendrée est de 1 kW„ Lorsque la catucde est alimentée par un courant alternatif, la puissance engendrée diminue de plus de 100 watts. Cette invention peut- être appliquée au chauffage haute 25 fréquence notammentc 69 15525 4 2008496 REVBOI CATION: Dispositif permettant d'engendrer une onde électrique non modulée à l'aide d'un magnétron â cavités de résonance muni d'une cathode réalisée sous forme d'hélice simple et chauffée directement., 5 caractérisé en ce que le courant chauffant de la cathode est un courant continu dont le sens est tel que le champ magnétique engendré par la cathode intensifie le champ magnétique dans l'enceinte d'interaction entre l'anode et la cathode» i ]