Brevet FR2004170A1 — publié le 19691121

La présente invention concerne un magnétron refroidi par un fluide et plus particulièrement,dans celui-ci, des moyens de refroidissement améliorés» Généralement les magnétrons sont construits de manière à 5 avoir des débits relativement importants par comparaison avec leurs dimensions physiques. 11 en résulte que la quantité de chaleur dégagée par ceux-ci en raison de la perte de puissance,est importante, ce qui nécessite des dispositifs de refroidissement soignés pour les refroidir efficacement. Lorsque la quantité de chaleur 10 dégagée croît, il est nécessaire d'accroître le volume du fluide de refroidissement ou de l'air ou d'accroître la surface de dissipation thermique des ailettes de refroidissement* Conformément à une disposition antérieure représentée dans la figure 1, un tube de magnétron 2 est adapté dans une ouverture 15 au centre de lamelles de refroidissement 1 et une paire d*aimants permanents 3 sont disposés de part et d'autre des lamelles de refroidissement parallèlement au tube de magnétron* Les pôles des aimants 3 sont shuntés par des culasses magnétiques supérieure et inférieure 4 qui complètent le circuit magnétique de l'aimant jus-20 qu'aux pièces polaires (non représentées) contenues dans le tube de magnétron* Avec cette construction cependant, étant donné que les aimants ne sont pas refroidis efficacement, la température de ceux-ci tend à s'accroître en raison de la chaleur engendrée par le tube 25 de magnétron. Comme la force magnéto-motrice des aimants permanents décroît avec la température, par exemple à raison de 0,02 par °C lorsque la température de l'aimant croît, le flux magnétique engendré décroît pour accroître de façon importante le courant anodique du tube, ce qui fait varier le débit du tube de magnétron* De plus, 30 il a été difficile de refroidir efficacement le manchon cathodique du tube. Dans les cuisinières électroniques ou dispositif de cuisson à ultra-haute fréquence, il est désirable de réduire le volume de l'oscillateur à haute fréquence dans lequel rentre le magnétron 35 afin d'accroître autant que possible l'espace de cuisson» Cependant, selon la disposition antérieure et comme les aimants sont disposés à l'extérieur des lamelles de refroidissement, il a été impossible de réduire dans toute la mesure désirée le volume de l'oscillateur à haute fréquence, La disposition des aimants perma-40 nents à l'extérieur des lamelles de refroidissement accroissait 69 07719 2004170 également l'espacement entre ces aimants et le tube de magnétron» Le rapport entre la perméabilité des matériaux magnétiques comprenant les culasses magnétiques 4, en fer par exemple, et celle de l'air ambiant est d'approximativement 12^y lO^jl. Lorsque la lon« 5 gueur des culasses est accrue, le flux de fuite croit et atteint parfois les trois quarts du flux total. En conséquence, la présente invention a pour objet de réaliser un magnétron refroidi à l'air perfectionné comportant des moyens de refroidissement améliorés, qui soit de faible dimension, ÎO qui permette d'abaisser le flux de fuite et qui puisse fournir un débit stable. Le magnétron conforme à l'invention comprend un tube de magnétron, un moyen de refroidissement comportant des lamelles de refroidissement entourant le tube de magnétron et il est caracté« 15 risé en ce que les dites lamelles de refroidissement définissent des passages pour l'air de refroidissement,.et en ce qu'au moins un aimant permanent est disposé dans le moyen de refroidissement et monté pour être refroidi par l'air de refroidissement. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de 20 la description détaillée faite ci»après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: Fig. 1 est une vue en perspective d'un magnétron de l'art antérieur tel que déjà décrit; Fig. 2 est une vue en perspective d'un moyen de refroidis-25 sèment utilisé dans un mode de réalisation de l'invention; Fig. 3 est une vue en coupe du moyen de refroidissement par III-III de figure 2; Fig. 4 est une vue en plan d'un magnétron utilisant les moyens de refroidissement représentés dans la figure 2; 30 Fig. 5 est une vue en élévation latérale du mode de réali sation représenté dans la figure 4; Fig. 6 est une vue en élévation frontale avec coupe partielle du mode de réalisation représenté dans la figure 4; Fig. 7 est une vue en plan d'un mode de réalisation modi-35 fié de la présente invention; Fig. 8 est une vue en élévation avec arrachement partiel de la variante de réalisation représentée dans la figure 7; Fig. 9 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation de la présente invention et 40 Fig. ÎO est une vue en coupe du mode de réalisation repré 69 07719 2004170 senté dans la figure 9 par X-X de la dite figure. Dans les dessins, les figures 2 à 6 illustrent un magnétron du type horizontal conforme à 1'invention. Comme représenté dans les figures 2 et 3, des lamelles de refroidissement 11 com-5 prenant une pluralité de plaquettes métalliques rectangulaires empilées les unes sur les autres avec un jeu ou passage d'air de refroidissement convenable entre les plaquettes adjacentes, sont munies d*une ouverture centrale 12 pour recevoir un tube de magnétron qui sera décrit ci-après et deux ouvertures 13 de part et d* ÎO autre de l'ouverture centrale, pour recevoir les aimants permanents Comme représenté dans les figures 4 à 6, un tube de magnétron 14 et une paire d'aimants permanents 15 sont montés étroitement dans les ouvertures 12 et 13 respectivement et sont connectés par des culasses magnétiques supérieure et inférieure 16 pour compléter le 15 magnétron. Généralement, le magnétron comprend un cylindre métallique 251 des pièces polaires 17 disposées dans le cylindre métallique pour former une partie du circuit magnétique pour le flux magnétique traversant les culasses magnétiques, une lamelle anodique 20 20 connectée à une antenne 19 disposée dans un dôme de sortie 18 et une électrode cathodique 23 à une extrémité d'un support cathodique 22 porté par un manchon cathodique 21 et entouré par les lamelles anodiques 20. Le support cathodique 22 et le manchon cathodique 21 sont tous les deux munis de bornes 24 et ces bornes sont 25 connectées à une source d'alimentation extérieure pour chauffer le dispositif de chauffage de cathode. De plus, les conducteurs cathodiques sont connectés à un condensateur et à une bobine d'induction (non représentés) pour empêcher la fuite des ondes à haute fréquence à partir de la cathode. Etant donné que la construction du ma» 30 gnétron en lui-même est bien connue, il n'est pas nécessaire de la décrire ici en détail. Dans ce mode de réalisation, l'air de refroidissement circule dans la direction horizontale transversale pour refroidir 1* électrode anodique du tube de magnétron et les aimants» 35 Etant donné que les aimants 15 sont disposés dans les la melles de refroidissement, on obtient les avantages suivants» Tout d'abord, le tube de magnétron 14, particulièrement son électrode anodique, et les aimants, sont efficacement refroidis de sorte que l'élévation de température des aimants 15 peut être évitée, ce qui 40 stabilise les caractéristiques de fonctionnement du magnétron. 69 07719 2004170 Deuxièmement, en raison de la réduction de la longueur du circuit magnétique, le flux de fuite est abaissé de 60/v70 % à 4CW50 %, ce qui accroît le facteur d'utilisation des aimants* En raison de la réduction du flux de fuite, une force de magnétisation réduite 5 suffit avec la réduction en résultant dans les dimensions de l'ai» mant aussi bien que dans la dimension et le poids du magnétron dans son ensemble, ce qui réduit son coût. Les figures 7 et 8 représentent un mode de réalisation modifié de la présente invention,. Les parties identiques à celles 10 représentées dans les figures 2 à 6, sont désignées par les mêmes références pour éviter une double description. Dans ce mode de réalisation, une pluralité de lamelles métalliques de refroidissement radiales 31 sont fixées sur la périphérie externe du tube de magnétron 14 parallèlement à l'axe longitudinal du tube pour 15 former un dispositif de refroidissement. Le bord interne de chaque lamelle de refroidissement 31 est fixé sur la périphérie du tube de magnétron et les bords externes inférieurs des lamelles sont inclinés vers l'intérieur vers le dfime de sortie 18# Comme repré» senté plus en détail dans la figure 7, les aimants permanents 15 20 sont disposés dans un espace dans le dispositif de refroidissement, espace dans lequel les lamelles de refroidissement sont supprimées. L'air de refroidissement passe à travers les passages entre les lamelles de refroidissement selon la direction axiale du tube de ma« gnétron et des aimants permanents. Lorsque ce magnétron modifié 25 doit être incorporé dans une cuisinière électronique, il est avantageux de prévoir un carter métallique ou blindage 32 pour enfermer le tube du magnétron 14, les aimants 15, les culasses 16 et les lamelles de refroidissement 31, afin d'empêcher le bcuit et la fuite de l'onde haute fréquence, 30 De plus, comme représenté dans la figure 8, un chapeau 33 constitué par un réseau en fil métallique peut être fixé de façon amovible sur l'extrémité supérieure du logement 32 pour entourer le support cathodique 22 et le manchon cathodique 21 du tube de magnétron. Le chapeau 33 sert à empêcher la fuite de l'onde haute 36 fréquence à partir du manchon cathodique 21, Ce mode de réalisation convient pour des applications dans lesquelles l'air de refroidissement circule dans la direction longitudinale du tube de magnétron. Une autre modification supplémentaire de l'invention est 40 représentée dans les figures 9 et ÎO, Une enveloppe cylindrique 34 69 07719 2004170 est disposée au dessus de la partie supérieure des lamelles de refroidissement 31 de manière à enfermer hermétiquement le support cathodique 22 et le manchon cathodique 21, Sur la partie inclinée vers 1 intérieur de l'extrémité inférieure des lamelles de refroi-5 dissèment 31 se trouvant d'un côté des aimants permanents 15, est connectée une canalisation de soufflage d'air 41 s'étendant à angle droit par rapport à l'axe du tube de magnétron 14, De la même manière, une canalisation réceptrice d'air 42 est connectée à l'extrémité inférieure des lamelles de refroidissement 31, sur le côté 10 opposé. Comme représenté par les flèches, l'air de refroidissement admis à travers la canalisation de soufflage d'air 41, s'écoule vers le haut à travers l'espace entre les lamelles de refroidissement se trouvant d'un côté puis horizontalement à travers l'espace entre le tube de magnétron et les aimants permanents puis vers le 15 bas dans l'espace entre les lamelles de refroidissement se trouvant de l'autre côté et finalement s'échappe par la canalisation réceptrice d'air 42, Avec cette disposition, non seulement l'électrode anodique et le manchon cathodique du tube de magnétron 14 et les aimants permanents 15, peuvent être refroidis efficacement, mais 20 également, étant donné que l'air de refroidissement est alimenté et évacué dans la direction latérale ou horizontale, il est possi« ble d'installer le dispositif assurant la circulation de l'air de refroidissement latéralement par rapport au magnétron, ce qui permet de réduire la hauteur de celui-ci par rapport au mode de réa» 25 lisation représenté dans les figures 7 et 8, Cette caractéristique est particulièrement avantageuse pour les cuisinières électroniques. Quoique; deux aimants permanents aient été représentés dans le mode de réalisation ci-dessus décrit, il est évident qu'un aimant unique peut suffire, 30 Ainsi, l'invention fournit un magnétron de petites dimen sions comportant des moyens de refroidissement améliorés et capable de fonctionner avec des caractéristiques opératoires stables, sous une forme compacte. 69 07719 2004170 REVENDICATIONS 1»« Un magnétron comprenant un tube de magnétron, un aimant permanent pour commander le dit tube de magnétron, le dit aimant permanent étant disposé à l'extérieur du dit tube de magnétron et 5 une culasse magnétique pour former un circuit magnétique s'éten-dant entre le dit aimant et le dit tube de magnétron caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de refroidissement dans lesquels circule un fluide de refroidissement pour refroidir le dit tube de magnétron,l'aimant permanent étant disposé dans les dits moyens de 10 refroidissement, 2»» Un magnétron selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de refroidissement sont constitués par des lamel-les empilées les unes sur les autres en laissant des jeux entre elles, les dites lamelles de refroidissement étant disposées à an-15 gle droit par rapport à l'axe du tube de magnétron pour faire circuler le fluide de refroidissement dans une direction perpendiculaire au tube de magnétron, 3,- Un mangétron selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de refroidissement comprennent une pluralité de 20 lamelles de refroidissement radiales dont l'un des bords est fixé sur la surface externe du dit tube de magnétron pour définir des passages pour l'air de refroidissement parallèles à l'axe du tube de magnétron» 4»«* Un magnétron selon la revendication 3 caractérisé en 25 ce qu'un chapeau est fixé de façon amovible sur un carter entourant les lamelles de refroidissement» 5,» Un magnétron selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de refroidissement comprend une pluralité de lamelles de refroidissement disposées radialement, l'un des bords de 30 chacune des lamelles de refroidissement étant fixé sur la surface périphérique du tube de magnétron et l'autre bord sur le côté du dôme de sortie étant incliné par rapport à la surface périphérique du dit tube de magnétron, une enveloppe fixée de façon amovible sur cette partie d'extrémité des ailettes de refroidissement fai-35 sant face au manchon cathodique de manière à enfermer hermétiquement le dit manchon cathodique et des canalisations pour souffler et évacuer l'air de refroidissement étant branchées sur le côté des éléments des lamelles de refroidissement ayant des bords de lamelles inclinés de façon convergente, ces canalisations étant 69 07719 2004170 orientées selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube de magnétron, ce par quoi le fluide de refroidissement est introduit sur un côté des lamelles de refroidissement, à travers la dite canalisation de soufflage d'air, circule à travers la dite 5 enveloppe et sur l'autre côté des dites lamelles de refroidissement et est extrait par la canalisation réceptrice d'air.