(57)【要約】【課題】  マグネトロンの冷却フィンを提供する。【解決手段】  本発明に係るマグネトロン冷却フィン２００は、アノード係止用通孔２１０ａと縁部外側に拡張折り曲げられた複数の係止片（２２１〜２２６）とを有する平板形胴体２１０の一面に多数の乱流促進形突出物２３０を備えることを特徴とする。このような構成によれば、流入空気が乱流促進形突出物の上端から分離され平板形胴体に再接触されることにより既存の温度境界層を薄膜化して摩擦係数を増加させるので、熱伝達率の促進により冷却効率がさらに向上される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードが貫通結合されるボス形通孔を有する平板形胴体と、
該平板形胴体の縁部で外側に拡張折り曲げられた複数の係止片と、
前記平板形胴体の少なくとも一面に突出されるように所定パターンに配列された複数の乱流促進形突出物と、を含むことを特徴とするマグネトロンの冷却フィン。
【請求項２】
前記乱流促進形突出物は前記ボス形通孔の突出部と同一な方向に突出されるように具備されることを特徴とする請求項１に記載のマグネトロンの冷却フィン。
【請求項３】
前記乱流促進形突出物はそれぞれ等間隔を維持するように配置されることを特徴とする請求項１に記載のマグネトロンの冷却フィン。
【請求項４】
前記乱流促進形突出物はそれぞれのピッチ(Ｐ)と高さ（Ｈ）の関係が、Ｐ/Ｈ=１〜１０の範囲を満たすように形成されたことを特徴とする請求項１に記載のマグネトロンの冷却フィン。
【請求項５】
前記乱流促進形突出物は前記ボス形通孔を中心に空気流入部領域と空気流出部領域に対称的なパターンに形成されることを特徴とする請求項１に記載のマグネトロンの冷却フィン。
【請求項６】
前記乱流促進形突出物は前記ボス形通孔を中心に空気流入部領域と空気流出部領域のうちいずれか一つの領域に選択的に備えられることを特徴とする請求項１に記載のマグネトロンの冷却フィン。
【請求項７】
前記乱流促進形突出物は前記平板形胴体の一部が成形加工され一体的に形成されることを特徴とする請求項１に記載のマグネトロンの冷却フィン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマグネトロンの冷却フィンに係り、特に冷却性能が向上されるように伝熱面積が拡張された構造を有するマグネトロンの冷却フィンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、マグネトロン(Magnetron)は電源を印加することにより陰極から放出される電子が電界と磁界により約２、４５０ＭＨｚの高周波エネルギを生成してアンテナを通じて出力することにより、目標物を加熱する熱源として使用されている。このようなマグネトロンは図１に示したように陽極部１０と陰極部２０及び磁気部３０を含んで構成される。  前記陽極部１０は円筒形アノードシリンダ１１と、前記アノードシリンダ１１の内壁に放射状に形成された多数のベーン１２を含む。前記陰極部２０はフィラメント２１とエンドシールド２２、２３、センタリード２４及びサイドリード２５を含む。前記フィラメント２１は、例えばタングステン(Ｗ)及びトリュ−ム(Ｔｈ)成分の合金材を螺旋形に成形した構造を有し、熱電子放射のために前記陽極部１０の中心軸上に配置されるように設けられる。前記磁気部３０は前記アノードシリンダ１１の上部と下部にそれぞれ設けられ磁気回路の通路の役割を果たす上磁極３１と下磁極３２及び磁界形成のために前記上磁極３１と下磁極３２の一側にそれぞれ設けられるマグネット３３を含む。
【０００３】
ここで、図面の未説明参照符号４１は熱電子の回転作用のための作用空間を示す。そして、４２はセラミック絶縁体であるセラミックステム、４３はノイズフィルタ回路の役割を果たすチョークコイルを示し、４４は前記チョークコイル４３が外部から電流を印加されるようにするための貫通形コンデンサを示す。また、図面の参照符号４５及び４６はそれぞれ磁気回路の通路の役割を果たすエーシール及びエフシールを示し、４７はアンテナフィーダ、４８はマグネトロンの組立完了後真空状態を維持するために空気を抜き取るための排気管を示す。そして、参照符号１００は冷却フィンであって、ヨーク上板５１とヨーク下板５２が結合されたヨーク５０のチャンバ内に設けられる。
【０００４】
前述したような構成を有するマグネトロンは、前記マグネット３３で形成された磁界が上磁極３１と下磁極３２に沿って磁気回路を形成してベーン１２とフィラメント２１との間の作用空間４１に磁界を形成する。この際、前記貫通形コンデンサ４４を通じて外部電源が印加されれば、前記フィラメント２１が約２０００Ｋの温度で熱電子を放出するようになる。このように放出された熱電子は前記フィラメント２１と陽極部１０との間に印加されている４.０〜４.４ｋＶの陽極電圧とマグネット３３の磁界により前記作用空間４１内で回転するようになる。そして、前記センターリード２４とサイドリード２５を通じてフィラメント２１に電源が供給されながら前記ベーン１２とフィラメント２１の間に約２、４５０ＭＨｚの周波数を有する電界が形成される。この際、前述した電界と磁界により放射された熱電子は前記作用空間４１でサイクロイド(Cycloid)運動を行ないながら電磁エネルギである高周波エネルギに変換され前記ベーン１２とアンテナフィーダ４７を通じて外部に放出される。このような高周波エネルギ放出過程で一部のエネルギは熱として損失され前記アノードシリンダ１１に伝導されるが、これを効率良く放熱させるために前記冷却フィン１００の冷却作用を必要とする。
【０００５】
前記冷却フィン１００は、図２に示したように、平板形胴体１１０の両側に折り曲げられた複数のフィン１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ、１２１ｅ、１２１ｆを有し、中央部には円筒形アノード(Anode)が貫通結合される通孔１３０を有する。ここで、図面の参照符号１５１及び１５２はそれぞれ流体流入部と流体流出部を示し、１６１と１６２及び１６３と１６４はそれぞれ第１及び第２エアガイドを示す。
【０００６】
前記複数のフィン１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ、１２１ｅ、１２１ｆは前記ヨーク５０との結合のための係止片の役割を果たすと同時に、熱伝達面積を拡大させるために外側に拡張形成したものである。
【０００７】
前述したような構成を有するマグネトロンの冷却フィン１００はマグネトロンの出力の大きさにより多様な規格に製作されるが、特に同一な出力を有するマグネトロンがコンパクトなアノード構造を有する必要がある場合、冷却フィンの限られた伝熱面積によって冷却効率をアップさせるのに限界を有するという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明は前述したような従来の技術が有する問題点を改善するために案出されたもので、その目的は熱伝達促進のために伝熱面積がさらに拡張されるように改良された構造により冷却性能をアップさせうるマグネトロンの冷却フィンを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、既存のマグネトロンの冷却フィンを単純容易な加工過程により伝熱面積が最大限拡張されるように改良して冷却性能を向上させうる経済的なマグネトロンの冷却フィンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述したような目的を達成するために本発明に係るマグネトロンの冷却フィンは、アノード(Anode)が貫通結合されるボス形通孔を有する平板形胴体と、該平板形胴体の縁部に外側に拡張折曲げられた複数の係止片と、前記平板形胴体の少なくとも一面に突出されるように所定パターンに配列された複数の乱流促進形突出物とを含むことを特徴とする。
【００１１】
前述したような構成を有する本発明に係るマグネトロンの冷却フィンにおいて、前記乱流促進形突出物は前記ボス形通孔の突出部と同一な方向に突出されるように具備されることが望ましく、それぞれ等間隔を維持するように配置されることが望ましい。
【００１２】
本発明の一形態によれば、前記乱流促進形突出物はそれぞれのピッチ（Ｐ）と高さ（Ｈ）の関係がＰ/Ｈ＝１〜１０の範囲を満たすように具備され、特にＰ/Ｈ=６〜８の範囲を満たすように具備されることがさらに望ましい。
【００１３】
本発明の他の形態によれば、前記乱流促進形突出物は前記ボス形通孔を中心に空気流入部領域と空気流出部領域に対称的なパターンに形成することができる。また、前記乱流促進形突出物は前記ボス形通孔を中心に空気流入部の領域と空気流出部の領域のうちいずれか一つの領域に具備されることもできる。
【００１４】
一方、前記乱流促進形突出物は例えば前記平板形胴体の一部が成形加工され一体的に成形することができ、また別の切片のような部材を接合または結合することもできる。そして、前記乱流促進形突出物は円または角形の筒形や中空形に形成することができると同時に、前記平板形胴体の一部を切開して起立させた突出片などの多様な形態に形成することもできることは勿論である。
【発明の効果】
【００１５】
以上述べたように、本発明に係るマグネトロン冷却フィンによれば、平板形胴体２１０に多数の乱流促進形突出物２３０を設けて、その乱流促進形突出物２３０の作用により流入空気の乱流形成と分離作用を通じて熱伝達率を促進させることにより、冷却効率をさらに向上させうる効果が得られる。
【００１６】
また、本発明によれば、既存の通常のマグネトロン冷却フィンを単純容易な加工により伝熱面積を最大限拡張させ冷却性能をアップさせうるので、一層優れた冷却性能を有すると同時に経済的なマグネトロンの冷却フィンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付された図面に基づき本発明の望ましい実施例によるマグネトロンの冷却フィンを詳述する。
【００１８】
図３を参照すれば、本発明に係るマグネトロンの冷却フィン２００は、アノード(Anode)が貫通結合されるボス形通孔２１０ａを有する平板形胴体２１０と、該平板形胴体２１０の縁部に外側に拡張折り曲げられた複数の係止片２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６と、前記平板形胴体２１０の一面に突出されるように所定パターンに配列された多数の乱流促進形突出物２３０を含んで構成される。
【００１９】
前述したような構成を有する本発明に係るマグネトロンの冷却フィンにおいて、前記乱流促進形突出物２３０は前記ボス形通孔２１０ａの縁部に突出された突出部２１１と同一な方向に突出されるように具備されることが望ましい。
【００２０】
一方、前記乱流促進形突出物２３０は、図４に示したようにそれぞれのピッチ(Ｐ)と高さ（Ｈ）の関係がＰ/Ｈ＝１〜１０の範囲を満たすように形成され、特にＰ/Ｈ=６〜８の範囲を満たすように形成されるのがさらに望ましい。
【００２１】
そして、前記乱流促進形突出物２３０は図３に示したように前記ボス形通孔２１０ａを中心に空気流入部２１２の領域と空気流出部２１３の領域に対称的なパターンに形成されるのが望ましい。
【００２２】
本発明の他の形態によれば、前記乱流促進形突出物２３０は前記ボス形通孔２１０ａを中心に空気流入部２１２の領域と空気流出部２１３の領域のうちいずれか一つの領域に選択的に具備されることもできる。
【００２３】
本発明によれば、前記乱流促進形突出物２３０は、例えば前記平板形胴体２１０のあちこちをパンチング加工などを通じて中空形のボス形に成形して一体的に形成することができる。
【００２４】
一方、前記乱流促進形突出物２３０は、例えばフィン形またはボス形の別の切片などを平板形胴体２１０に接合または結合することもできる。そして、前記乱流促進形突出物２３０は円または角形の筒形や中空形にも形成することができる。また、前記乱流促進形突出物２３０は前記平板形胴体２１０の一部を切開して起立させた突出片などの多様な形態に形成することもでき、その形状構造により本発明が限定されるものではない。
【００２５】
以下では、図５を参照して本発明に係るマグネトロン冷却フィン２００の冷却作用を詳述する。
【００２６】
前記平板形胴体２１０上に空気が‘Ａ'から‘Ｂ'方向に流れる時、前記乱流促進形突出物２３０は空気の流れに撹乱(乱流)(Ｔ)を引き起こす。このことから、本発明の特徴的構成要素２３０を「乱流促進形突出物」と定義し命名した。
【００２７】
一方、熱伝達促進方法として良く知られている薄膜化法によれば、流体と固体の表面間の熱伝達は固体表面に形成される温度境界層の厚さにより左右されるため、固体表面に形成される温度境界層の厚さを薄膜化させることにより熱伝達作用を促進することができるようになる。例えば、流体が層流の場合は下記式(１)のように、温度境界層の厚さ(δｔ)は主流速度(ｖ)の平方根に逆比例して変わる。従って、境界層の厚さを縮めるためには主流速度をアップさせるか、それとも局部的に乱流を形成させて流れを撹乱して瞬間的に速度をアップさせるしかない。
【００２８】
【数１】
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【００２９】
ここで、ｈは熱伝達係数であり、δｔは温度境界層の厚さであり、ｖは主流速度である。
【００３０】
従って、本発明に係る冷却フィン２００を特徴づける構成要素である乱流促進形突出物２３０の冷却作用原理は、図５に示したように、空気流が乱流促進突出物２３０の上端２３１から分離され前記乱流促進突出物２３０の高さの約１０倍ほどの距離にある下流地点２１０ｂで平板形胴体２１０に再接触される。この際、平板形胴体２１０の表面と空気との間に温度差がある場合、平板形胴体２１０に再接触される空気流が既存の表面温度境界層を薄膜化させ熱伝達率をアップさせる。これにより、前記空気流の再接触地点２１０ｂで高い熱伝達率を有するようになる。
【００３１】
前述したように本発明に係る冷却フィン２００は平板形胴体２１０の伝熱面上に適当な間隔で乱流促進形突出物２３０を配置し、隣接する突出物２３０間に存在し、上記の分離した空気流が再接触する地点での高い熱伝達率を用いたものである。
【００３２】
一方、本発明に係るマグネトロン冷却フィン２００は前記乱流促進形突出物２３０が平板形胴体２１０上に等間隔に配置される場合、前記乱流促進形突出物２３０のピッチ(Ｐ)と高さ(Ｈ)の関係により冷却効率が決定されるが、これを図４を参照して説明すれば次の通りである。
【００３３】
すなわち、(１)Ｐ/Ｈ≒０.５なら、隣り合う乱流促進形突出物の間に完全な渦流が形成し難い。そして、空気流が再接触される地点が存在しない。
【００３４】
(２)Ｐ/Ｈ≒１なら、空気が流入される方向に隣り合う乱流促進形突出物の間に渦流が一つ形成される。
【００３５】
(３)Ｐ/Ｈ＞１なら、形成された渦流の形態は楕円形であり、乱流促進形突出物の内側両隅に小さい渦流が形成される。
【００３６】
そして、空気流の再接触される地点が存在し、この再接触される地点の摩擦係数は、Ｐ/Ｈが１から１.３までの範囲では次第に減少し、Ｐ/Ｈが１.３で最小になった後、Ｐ/Ｈが１.３以上で再び増加する。
【００３７】
(４)Ｐ/Ｈ≒６〜８なら、乱流促進形突出物の上端から分離され上記の再接触される地点での摩擦係数と熱伝達率が最大になる。
【００３８】
従って、前述したような内容に基づけば、本発明に係るマグネトロン冷却フィン２００は、前記乱流促進形突出物２３０のピッチ(Ｐ)と乱流促進形突出物の高さ(Ｈ)の比であるＰ/Ｈが１〜１０の範囲を満たすのが望ましく、特に上記のＰ/Ｈが６〜８の範囲を満たすのがさらに望ましい。
【００３９】
一方、前記乱流促進形突出物２３０はその形状構造が特定に限定されず、例えば円柱または円筒形のボス形態に形成されるのが最も望ましい。それは、乱流再接触の面から見ると円柱または円筒形のボス以外の四角柱形状、エンボシング(Embossing)形状、及び切開された平板部分が持ち上げられて起立した突出片でも実質的に同一な効果があるが、乱流の生成において円柱の周りの高い乱流速度及び熱伝達率がさらに有効であるからである。また、金型を用いたパンチング加工などによる経済的な成形の面からも有利であるからである。
【００４０】
前述したような本発明に係る冷却フィン２００は実際にマグネトロンに設けられる場合、図６に示したように平板形胴体２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０が多数枚積層された状態に設けられる。この際、前記乱流促進形突出物２３０の高さは、隣接した各冷却フィン２００の平板形胴体２１０の間の間隔を考慮して、隣接した冷却フィン２００の平板形胴体２１０と接触しないように設定されてこそ冷却促進効果を最大にすることができる。
【００４１】
本発明は前述した望ましい実施例により詳述されたが、本発明の技術思想の範囲内で多様な変形及び修正が可能なことは当業者にとって明確なことであり、このような変形及び修正が本発明の範囲に含まれることは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は冷却性能をアップするように伝熱面積が拡張された構造を有するマグネトロン冷却フィンに適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来の一般的なマグネトロンを概略的に示した断面図である。
【図２】図１に示した冷却フィンを抜粋して示した概略斜視図である。
【図３】本発明に係るマグネトロン冷却フィンを示した概略斜視図である。
【図４】本発明に係るマグネトロン冷却フィンの要部構成を抜粋して示した概略斜視図である。
【図５】本発明に係るマグネトロン冷却フィンの冷却作用原理を説明するために示した概念図である。
【図６】本発明に係るマグネトロン冷却フィンの積層状態を示した概略斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
２００    冷却フィン
２１０    平板形胴体
２１２    空気流入部
２１３    空気流出部
２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６    係止片
２３０    乱流促進形突出物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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