KR100205414B1 - 음극선관용 히터의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관용 전자총의 발열체인 히터 다리부분의 저항을 감소시키고 발열부 쪽으로 저항을 늘여 히터의 열효율을 증대시킴으로써 높은 음극온도를 얻을 수 있는데 적합한 히터의 제조에 관한 것으로, 음극선관용 히터 제조에 있어서, 맨드릴선 위에 발열선 감기에서 정방향으로 소정의 간격으로 첫번째 감기를 행하는 공정과, 그 위에 첫번째 감기 간격의 15 ~ 30 배로 두번째 감기를 역방향으로 행하는 공정과, 그 위에 다시 정방향으로 첫번째 간격으로 세번째 감기를 행하는 공정과, 상기 발열선 위에 절연 물질을 코팅하고 난 후 소결하고, 이어서 맨드릴선을 용해시키는 공정으로 이루어진 음극선관용 히터의 제조방법에 관한 기술이다.

Description

음극선관용 히터의 제조방법

본 발명은 음극선관용 전자총의 발열체인 히터에 관한 것으로, 특히 히터 다리부분의 저항을 감소시키고 발열부쪽으로 저항을 늘여 히터의 열효율을 증대시킴으로써 높은 음극온도를 얻을 수 있는데 적합한 히터의 제조에 관한 것이다.

도 1은 음극선관용 전자총의 발열체인 히터가 삽입된 종래의 음극 구조체를 나타낸 것으로, 히터(1)는 슬리이브(2), 캡(3), 전자방사물질(4), 그리고 홀더(5)로 구성된 음극(6)에 삽입시킨다.

상기 히터(1)는 발열부(가), 지지부(나)와 용접부(다)로 구분되는 다리부(라) 로 구성되고 발열부(가)와 지지부(나) 및 용접부(다)의 일부분에 절연막(7)이 코팅되며, 절연막이 코팅되지 않은 끝부분인 용접부(다)는 전원이 공급되는 단자(8)에 용접된다.

이러한 히터(1)를 제조함에 있어서는 발열선을 몰리브덴선인 맨드릴선 주위에 감는데, 발열부(가)는 싱글 감김하고, 지지부(나) 일부와 용접부는 3중 감김한다.

그리고 상기 발열선이 감겨진 히터표면에 절연막을 형성시키고 소결한 후, 용해공정을 거쳐 몰리브덴선을 용해시킴으로써 완성된 히터를 얻게 된다.

이와 같은 구조에서 코팅되지 않은 부분의 열용량은 코팅된 발열부와 다리 일부분의 열용량보다 적게 된다.

이러한 열용량의 차이를 갖는 히터에 전원이 공급되면 초기에 코팅되지 않은 부분은 빨리 가열되므로 때때로 히터가 파열되는 결과를 초래한다.

그리고 히터의 길이가 길어지는 만큼 코팅의 무게를 지탱할 수 없기 때문에 히터가 쉽게 파손되는 현상이 일어난다.

상기한 두 가지의 문제점을 해결하기 위하여 미국 특허 4,149,104호에 그 내용이 기술되어 있다.

이 특허에서는 상기 문제를 어느 정도 해결하였으나 quick start나 저소비 절력형의 히터에 적용하기에는 아래와 같은 문제점이 있다.

즉, 도 2는 종래 히터의 다리부분을 3중권 한 것을 나타낸 것으로, 이러한 종래의 히터는 전체 저항중 다리 부분이 차지하는 저항이 약 20% 정도 차지하고 있기 때문에 음극을 일정한 온도로 올리기 위해 히터의 전류값을 올릴 경우, 많은 량의 소비전력이 요구되는 결점이 있고, 또한 온도를 올리기 위해서 감기의 간격을 좁게 할 경우에는 발열선의 쇼트를 발생시켜 히터 저항의 변화가 심해지는 결과를 초래하여 튜브(tube)의 신뢰성을 악화시키는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 히터 다리부분의 저항을 줄여 그 줄어든 저항 만큼의 저항을 발열부로 배치함으로써 적은 소비전력으로도 높은 음극온도를 얻을 수 있는 히터를 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 종래의 음극 구조도.

제2도는 종래 히터의 용접부 사진.

제3도는 본 발명 히터의 용접부 사진.

제4도는 종래 히터와 본 발명 히터의 음극 온도 특성을 나타낸 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 히터 가 : 발열부

나: 지지부 다 : 용접부

이와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은 음극선관용 히터의 제조에 있어서, 맨드릴선 위에 발열선 감기에서 정방향으로 소정의 간격으로 첫번째 감기를 행하는 공정과 , 그 위에 첫번째 감기 간격의 15 ~ 30배로 두번째 감기를 역방향으로 행하는 공정과, 그 위에 다시 정방향으로 첫번째 간격으로 세번째 감기를 행하는 공정과, 상기 발열선 위에 절연 물질을 코팅하고 난 후 소결하고, 이어서 맨드릴선을 용해시키는 공정으로 이루어진다.

본 발명을 구체적으로 설명하면, 히터의 감김공정에서 먼저 정방향으로 소정의 간격으로 감기를 행하고, 다시 역방향으로 감기를 행할 때 처음의 정방향 간격의 15 ~ 30배로 감기를 행하고, 다시 정방향으로 감기를 행하는데, 이때의 간격은 처음 정방향으로 감을 때 간격과 똑같은 간격으로 행한다.

상기와 같이 감기가 끝난 히터의 발열선 사이사이에 세번째 정방향을 감을 때의 발열선이 감김으로써 전체적으로 보면 히터의 다리부분은 이중 감기를 한 것과 같은 모양이 된다.

이와 같이 제조된 본 발명은 히터 다리부분의 저항이 감소한 만큼 히터 발열부(가)쪽으로 저항을 늘여 히터의 열효율을 증대시킬 수 있다.

즉, 히터의 다리부분의 줄어든 저항만큼 발열부에 발열선을 더 감을 수 있기 때문에 히터의 열효율을 증대시킬 수 있다.

이렇게 제조된 히터 코일위에 음극과의 절연성을 목적으로 알루미나가 약 80㎛의 두께로 코팅된다.

상기 알루미나의 절연코팅을 히터의 발열부는 물론 다리부분의 일부분까지 코팅된다.

상기한 방법으로 제조된 히터감김은 도 3과 같이 히터 용접부분이 촘촘하게 감기게 되며 이를 double lead라 칭하는데, 도 3인 본 발명은 종래의 도 2와 비교하여 용접부분이 다른 것을 볼 수 있다.

본 발명의 히터는 다리부분의 열용량이 크기 때문에 히터에 전원을 인가했을 때 순간적으로 코팅이 되지 않은 히터 다리부분에 열이 갑자기 증가하는 현상이 일어나지 않으므로 히터의 단선을 막을 수 있다.

그리고 절연 코팅이 끝난 히터는 약 1600。C에서 소결을 거치는데 이는 코팅의 경도를 높이기 위해서이다.

소결이 끝난 히터는 용해공정을 거치게 되는데, 이 공정에서 몰리브덴선이 용해된다.

다음은 실시예에 따라 설명한다.

[실시예 1]

6.3V 320㎃ 히터의 제조방법에 있어서 지름이 0.125 ㎜인 몰리브덴선 위에 지름이 32 ㎛ 인 텅스텐선을 59㎛ 의 간격이 되게 정방향으로 첫 번째 감기를 행하고, 다시 역방향으로 0.885 ㎜ 의 간격이 되게 두 번쩨 감기를 행하고, 마지막으로 59 ㎛ 의 간격이 되게 세 번째 감기를 행하여 감기공정을 끝마치고 성형공정을 거쳐 히터 위에 절연물질을 코팅한다.

코팅이 끝난 히터는 용해공정을 거쳐 몰리브덴선을 용해시킴으로써 히터가 완성된다.

상기 히터는 용접부분이 도 3과 같이 double lead의 히터 형상을 가지게 된다.

그리고 아래의 [표 1]에서는 종래의 감기방식으로 만든 히터와 본 발명의 감기방식으로 만든 히터의 저항값, 히터 전류, 음극 온도를 나타내었다.

상기 두 종류의 히터는 발열부와 다리부분에 소요된 발열선의 양이 같다.

상기 [표 1]의 결과에서와 같이 히터 용접부분의 저항값이 전체적으로 0.6Ω 정도 차이가 발생됨을 알 수 있다.

히터의 전류값을 보면 발명 히터의 전류값이 14㎃ 정도 높은데, 이는 저항이 낮기 때문에 기인하는 것이다.

상기 [표 1]에서 알 수 있는 것은 본 발명 히터의 경우, 히터 용접부분의 저항값이 낮기 때문에 같은 발열선을 사용한 경우에도 높은 음극온도를 얻을 수 있다.

그리고 본 발명의 용접부분에서 발생되는 0.6Ω의 저항차이를 발열부쪽으로 이동시키면 같은 히터 전류에 있어서 높은 음극온도를 얻게 됨을 알 수 있다.

도 4는 히터에 인가되는 전압(Ef)대 음극 온도(TK)특성을 나타낸 것이다.

[실시예 2]

6.3V 320㎃ 히터의 제조에 있어서 지름이 0.125㎜인 몰리브덴선 위에 지름이 32㎛인 텅스텐을 69㎛의 간격이 되게 정방향으로 첫번째 감기를 행하고, 다시 역방향으로 1.035㎜의 간격이 되게 두번째 감기를 행하고, 마지막으로 69㎛ 의 간격이 되게 세번째 감기를 하여 감기공정을 끝마치고 성형공정을 거쳐 히터 위에 절연물질을 코팅한다.

코팅이 끝난 히터는 몰리브덴선의 용해공정을 거쳐 히터가 완성되었다.

실시예 2에서는 본 발명 히터의 저항값을 14.1Ω이 되도록 히터의 발열부에 발열선을 종래의 히터보다 10 turns 더 감았다.

[표 2]에서는 종래의 히터와 본 발명의 히터의 저항, 히터 전류, 음극온도를 나타내었다.

상기 [표 2]에서 종래의 히터와 본 발명의 히터의 저항은 같으나 히터 전류와 음극온도가 다르게 나타나는데 이는 본 발명의 히터는 히터 발열부에 발열선을 10 turns 더 형성시켰기 때문에 음극온도가 더 올라간 것이며, 히터전류는 음극주위의 분위기 온도가 올라갔기 때문에 히터전류는 낮게 측정되었다.

이상에서 본 바와 같이 맨드릴선 위에 발열선을 감김함에 있어, 정방향으로 첫 번째 감김하고 그 위에는 첫번째 감기 간격의 15 ~ 30배로 두번째 감기를 역방향으로 하고, 다시 정방향으로 첫번째 간격과 같이 세번째 감기함에 따라 [표 2]와 같이 발열선을 발열부로 집중시킬 수 있어 적은 히터의 전류로도 높은 음극온도를 얻는 것이 가능하다.

Claims (2)

1. 음극선관용 히터 제조에 있어서, 맨드릴선 위에 발열선 감기에서 정방향으로 소정의 간격으로 첫번째 감기를 행하는 공정과, 그 위에 첫번째 감기 간격의 15 ~ 30배로 두번째 감기를 역방향으로 행하는 공정과, 그 위에 다시 정방향으로 첫번째 간격으로 세 번째 감기를 행하는 공정과, 상기 발열선 위에 절연 물질을 코팅하고 난 후 소결하고, 이어서 맨드릴선을 용해시키는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 음극선관용 히터의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 첫번째 감기의 턴(turn) 사이 사이에 세번째 감기의 턴(turn) 이 위치되도록 한 것을 특징으로 하는 음극선관용 히터의 제조방법.