Brevet FR2134500A1 — publié le 19721208

jf/ 1 72 14675 2134500 La présente invention se rapporte généralement à un dispositif formant magnétron ou analogue; plus particulièrement, elle concerne et a essentiellement pour objet un magnétron approprié pour être employé dans un fourneau électronique 5 ou dans un four à micro-ondes ou à hyperfréquences, dans - un équipement de dégèlement ou de décongélation ou analogue ainsi que les diverses applications et utilisations résultant de sa mise en oeuvre et les systèmes, ensembles, appareils, machines et installations pourvus de tels dispositifs. 10 Dans le magnétron de l'état antérieurement connu de la technique, comme un aimant permanent, utilisé pour créer des oscillations à haute fréquence, est disposé loin de l'espace d'interaction du magnétron, le flux magnétique, produit par l'aimant permanent, n'est pas utilisé efficacement, de sorte 15 qu'il a été nécessaire d'employer un aimant permanent de grande taille. L'accroissement de la taille de l'aimant permanent provoque une augmentation correspondante de la taille du magnétron le contenant avec pour résultat que le montage ou la configuration du radiateur ou analogue 20 pour le magnétrnn est limité quand il est incorporé à un four à micro-ondes ou à hyperfréquences ou analogue. Afin d'obvier à cette difficulté, bien qu'un magnétron du type à montage ou support axial ait été proposé et comme, avec ce type, les pôle^fnagné.tiquesde l'aimant permanent sont disposés dans 25 l'enveloppe du magnétron, il y a de tels problèmes que la caractéristique magnétique est affectée selon la matière des pôles magnétiques et par la chaleur engendrée pendant le fonctionnement du magnétron. En outre, le gaz, dégagé ou libéré par les pôles magnétiques, cause un problème sérieux. 30 En résumé, c'est le but principal de cette invention de créer un magnétron perfectionné susceptible d'éliminer les difficultés mentionnées ci-dessus. Un autre but de cette invention est de créer un magnétron perfectionné dans lequel il soit possible de disposer l'aimant 35 aussi près que possible de l'espace d'interaction en réalisant ainsi un magnétron qui peut fonctionner efficacement avec une petite taille. 72 14675 2 2134500 Encore un autre "but de cette invention est de créer un magnétron d'une construction par laquelle il soit possible de réduire la largeur de la culasse ou analogue par rapport au diamètre de l'électrode formant anode en permettant 5 ainsi d'amener l'air de refroidissement au magnétron dans une direction quelconque. Un autre but de cette invention est de créer un magnétron avec un aimant de petite taille en élargissant ainsi l'espace dans lequel lès ailettes de refroidissement peuvent être 10 montées. Encore ion autre but de cette invention est de créer un nouveau magnétron dans lequel l'aimant est disposé a l'extérieur de l'espace d'interaction du magnétron, qu'il est nécessaire de maintenir dans un état sous vide dans une enceinte 15 étanche à l'air en supprimant ainsi le problème causé par le gaz dégagé ou libéré par l'aimant. Encore un autre but de cette invention est de créer un nouveau magnétron dans lequel l'aimant soit disposé loin du cylindre d'anode en réduisant ainsi la conduction de 20 chaleur depuis l'anode jusqu'à l'aimant et dans lequel l'aimant soit disposé à l'extérieur de l'enveloppe en diminuant ainsi l'effet de la chaleur radiante ou rayonnée provenant de l'électrode formant cathode de l'aimant. Un autre bu^de cette invention est de créer un nouveau 25 magnétron dans lequel l'aimant soit disposé à l'extérieur de l'enveloppe en protégeant ainsi magnétiquement Ils parties ou pièces composantes, contenues dans celle-ci, contre ur^ikorps ferromagnétique tel qu'une tôle de fer, situé autour du magnétron. 30 Conformément à cette invention, il est prévu un magnétron comprenant une électrode formant anode annulaire comportant une pluralité d'aubes, d'ailettes ou de palettes s'étendant en saillie vers l'intérieur, une électrode formant cathode disposée concentriquement à l'électrode formant anode, un 35 premier élément non magnétique de fermeture étanche joint ou raccordé de façon étanche à une extrémité de l'électrode formant anode, ur/second élément non magnétique de fermeture étanche 72 14675 3 2134500 joint ou relié de façon étanche à l'autre extrémité de l'électrode formant anode, l'électrode formant anode et les premier et second éléments de fermeture étanche coopérant pour définir un^fenveloppe mise sous vide, un 5 premier aimant disposé coaxialement à l'électrode formant anode et sensiblement en contact avec la surface extérieure du premier élément de fermeture étanche et un second aimant disposé coaxialement à l'électrode formant anode et sensiblement en contact avec la surface extérieure 10 du second élément de fermeture étanche. le magnétron est pourvu d'ur/tube métallique s'étendant à travers la paroi latérale de l'électrode formant anode annulaire ou le fond inférieur du second élément de fermeture étanche et un conducteur de sortie s'étend à travers le 1 5 tube métallique. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques 20 annexés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs illustrant divers modes de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un magnétron mettant l'invention en oeuvre; 25 - la figure 2 représente une vue en coupe du magnétron représenté sur la figure 1, effectuée le long de la ligne II-II de celle-ci; - la figure 3 représente une vue de dessus en plan du magnétron représenté sur la figure 1 ; 30 - la figure 4 est une vue en perspective d'un aimant toroïdal utilisé dans le magnétron représenté sur la figure 1 ; - les figures 5 et 6 représentent respectivement des vues en perspective de deux types de culasse utilisés dans le magnétron représenté sur la figure 1 ; et 35 - les figures l/e\, 8 représentent une vue longitudinale d'un magnétron modifié mettant l'invention en oeuvre. Les dessins représentent des modes de réalisation préférés de 72 14675 4 2134500 l'invention et en se référant aux figures 1 à 3 des dessins annexés, le magnétron?qui y est représenté, comprend une électrode formant anode annulaire 10 comportant une pluralité d'aubes ou d'ailettes radiales 11, un premier élément 5 de fermeture étanche 1 2 relié de façon hermétique au bord supérieur de l'anode 10 et comportant un cylindre central 14 s'étendant vers le haut, et un second élément de fermeture étanche 13 relié hermétiquement au bord inférieur de l'anode, l'élément de fermeture étanche 13 étant 10 pourvu d'un tube d'évacuation ou de pompage pour mise sous vide 33 et d'un tube métallique 25fcour laisser passer un conducteur d'arienne 2? vers l'extérieur sur le fond inférieur de celui-ci en des positions d'emplacement éloignées de l'axe central. Dans le but de diminuer la 15 fuite du flux magnétique produit par l'aimant qui sera décrit plus loin, de façon à fournir ainsi efficacement le flux à l'espace d'interaction, les premier et second éléments de protection ou d'écran 12 et 13 sont ife.briqués en des tôles ou feuilles métalliques minces de basse 20 perméabilité ou ayant la propriété caractéristique d'être saturées à une faible densité de flux, telles qu'en des alliages de cuivre, en métal Monel pu Constantan, par exemple, ou en cuivre ou analogue. Un premier aimant de forme toroïdale 15 est disposé de façon à entourer le 25 cylindre 14 du premier élément de fermeture étanche 12 pour embrasser le cylindre 14- Dans l'espace d'interaction 100 esl^ÉLisposée une électrode formant cathode 18 concentrique ment à l'anode 10, l'électrode formant cathode étant supportée par un support de cathode 19. L'extrémité supérieure du support 30 de cathode 19 fait saillie vers le haut pour former une borne de cathode 22 au-delà de l'extrémité supérieure d'un manchon ou d'une douille cylindrique isolant 17 relié à l'extrémité supérieure du cylindre 14 du premier élément de fermeture étanche 12. Le support de cathode 19 est supporté 3? par une tige 21 s'étendant à travers un disque isolant 22 surmontant l'extrémité supérieure aplatie du support 19. Dans ce mode de réalisation, l'électrode formant anode 10, le cylindre 72 14675 5 2134500 14 et l'électrode formant cathode sont disposés suivant une configuration concentrique. Un second aimant cylindrique 16 est disposé sur la surface inférieure du second élément de fermeture étanche 13 suivant une disposition 5 concentrique à l'espace d'irteraction 100. Des culasses ou analogues 23 et 24 ai plaques de fer sont prévues pour fixer en place les parties ou pièces composantes du magnétron décrites ci-dessus et pour former un circuit magnétique fermé pour les premier et second 10 aimants 15 et 16. Une monture de fixation métallique 28 est reliée à l'extrémité inférieure du tube métallique 25 descendant du second élément de fermeture étanche 13 par l'intermédiaire d'un manchon cylindrique isolant 26, la monture métallique de fixation étant électriquement 15 connectée à l'extrémité inférieure d'une tige de cuivre 27 destinée à transmettre l'énergie électromagnétique engendrée dans l'espace d'interaction 100 en agissant ainsi comme une antenne. Une bride ou analogue 29 est reliée au tube métallique 25 pour recevoir une garniture 20 de joint 30 pour faciliter la connexion électrique à une charge extérieure (non représentée). Comme/éela est représenté sm^la figure 4, dans le mode de réalisation préféré de cette invention, l'aimant toroïdal 15 comprend deux moitiés 15a et 15b. 25 Bn outre comme cçla est indiqué sur la figure 5, la culasse 24 prend la forme d'une -plaque rectangulaire plane ou plate ayant une encoche ou analogue 24a au centre d'un bord longitudinal et s'étendant vers le centre de la plaque pour recevoir le tube métallique 25 descendant du second 30 élément de fermeture étanche 13- la culasse 24 est pourvue d'une pluralité d'orifices 24b à 24e utilisés pour fixer la culasse. Gomme cela est représenté sur la figure 6, la culasse 23 comprend deux moitiés identiques 23a et 23b ayant chacune 35 des parties verticales, des parties horizontales supérieures et des parties horizontales inférieures qui sont fixées à la surface supérieure de la culasse horizontale 24. Les parties 72 14675 6 2134500 horizortales supérieures sont pourvues d'encoches ou d'échancrures semi-circulaires 23c et 23d destinées à recevoir le tube métallique 14 du premier élément de fermeture étanche 12 et les parties horizontales inférieures 5 sont pourvues d'orifices filetés 23e et 23f pour recevoir des vis utilisées pour fixer la culasse 23 à la culasse horizontale 24. Gomme on peut le noter d'après la figure 3» la largeur de la culasse 23 est conçue de façon à être plus petite que le diamètre de l'électrode 10 formant anode 10. La figure 7 représente un magnétron modifié dans lequel la sortie du magnétron est prise en sortant sur un côté de l'électrode formant anode. Par souci de clarté, des culasses ne sont pas représentées sur la figure 7 et des pièces ou parties 15 composantes identiques pelles représentées sont désignées par les mêmes chiffres de référence. Dans ce mode d'exécution, le cylindre d'anode 34, comprenant l'électrode formant anode, possède une longueur plus grande que celle représentée sur la figure 1 et le tube métallique 25 est fixé 20 au cylindre d'anode 34 dans la direction radiale de celui-ci. Comme la longueur axiale du cylindre d'anode 34 est augmentée, le fond inférieur du second élément de. fermeture étanche 13 est surélevé ou enfoncé vers l'intérieur, de façon à ne pas diminuer le flux magnétique effectif agissant dans l'espace d'interaction 25 100. Bien que,dans les modes de réalisation représentés sur les figures 1 et 7, le support de cathode 19 et le cylindre 14 du premier élément de fermeture étanche 12 soient représentés comme s''étendant coaxialement dans la direction 30 verticale, il est également possible, comme cela est indiqué sur la figure 8, de construire le premier élément de fermeture étanche 12 sous la forme d'une cuvette ou coupelle semblable au second élément de fermeture étanche 13 et d'amener les supports de cathode 19a, 19b à s'étendre à travers le cylindre 35 d'anode 34 ou l'élément de'fermeture étanche. Il est alors possible d'utiliser un premier aimant 16a sous la forme d'un cylindre analogue au second aimant 16 en miniaturisant ainsi 72 14675 7 2134500 le magnétron. Il doit également être entendu que la distribution du flux magnétique, agissant sur l'espace d'interaction, peut être réglée en faisant varier la hauteur ou la surface 5 de section transversale des aimants et que la distribution de flux peut être améliorée en montant des plaques de métal ferromagnétique sur la surface intérieure des premier et second éléments de fermeture étanche près, de - l'espace d'interaction. 10 II est manifeste que beaucoup d'autres changements et modifications seront évidents à ceux qui sont compétents dans la technique sans s'écarter du véritable esprit de l'invention tel que défini dans les revendications annexées. 15 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Bi"particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci 20 sont exécutées selon l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. 72 14675 8 2134500 REVENDICATIONS 1Dispositif format magnétron, du type dans lequel une électrode formant anode annulaire comprenant une pluralité d'aubes ou ailettes s'étendant en saillie vers l'intérieur et une électrode formant cathode concentrique 5 à ladite électrode formant anode sont contenues dans un espace fonctionnel actif dans une enveloppe mise sous vide et un flux magnétique, agissant sur ledit espace actif, est produit par un aimant disposé sur l'extérieur de ladite enveloppe, caractérisé en ce que des premier et second 10 éléments non - magnétiques de fermeture étanche sont joints ou raccordés hermétiquement aux extrémités opposées de ïdite électrode formant anode pour délimiter ladite enveloppe mise sous vide, en ce qu'un premier aimant est disposé coaxialement à ladite électrode formant anode 15 sensiblement en contact avec la surface extérieure dudit premier élément de fermeture étanche et en ce qu'un second aimant est disposé coaxialement à ladite électrode formant anode sensiblement en contact avec la surface extérieure dudit second élément de fermeture étanche. 20 2.- Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le premier élément de fermeture étanche précité est pourvu, à son centre, d'un cylindre s'étendant coaxialement à l'électrode formant anode précitée et l'électrode formant cathode précitée est supportée par un support de cathode 25 s'étendant axialement à travers ledit cylindre. 3.- Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le premier élément de fermeture étanche précité est pourvu d'un cylindre s'étendant latéralement à partir de la surface latérale dudit premier élément de fermeture 30 étanche et l'électrode formant cathode précitée est supportée par un support de cathode s'étendant axialement à travers ledit cylindre. 4.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier aimant précité prend la forme d'un corps 72 14675 2134500 teroïdal encerclant ou entourant le cylindre précité du vrelier élément ie fermeture étanche précité. 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second élément cfe fermeture étanche précité est 5 pourvu d'un tub§&étallique pour obtenir la sortie du magnétron précité sur la surface inférieure de celui-ci en une position d'emplacement éloignée du centre axial. 6.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode formant anode précitée est pourvue 10 d ' un tube métallique traversant la paroi, latérale de ladite électrode formant anode pour faire sortir la sortie du magnétron précité, 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fond inférieur du second élément de fermeture 15 étanche précité est enfoncé ou en creux vers l'intérieur de l'enveloppe précitée et le second aimant précité est placé dans ledit fond inférieur en creux en contact avec celui-ci. 8.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé 20 en ce que les deux premier et second aimants précités sont sous la forme d'un cylindre.