KR100292459B1 - 음극선관용편향요크의열방출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편향요크에서 방출되는 열을 외부로 쉽게 방출할 수 있는 음극선관용 편향요크의 열방출 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 음극선관용 편향요크 열방출 장치는 전자빔을 좌우로 편향시키기 위한 수평편향코일과, 전자빔을 상하방향으로 편향시키기 위한 수직편향코일과, 수평편향코일과 수직편향코일 사이에서 절연과 지지의 역할을 하는 홀더와, 수직편향코일이 감겨진 페라이트 코어와, 홀더 및 페라이트 코어의 표면에 부착되고 공기보다 높은 열전달 계수를 갖는 냉각 액체가 수용되어 온도차에 의한 냉각액체의 자체순환을 이용하여 페라이트 코어의 열을 방출시키는 밀폐된 냉각용기를 구비한다.

본 발명에 의하면, 편향요크의 외부에 냉각액을 담은 플렉서블한 용기를 부착하므로써, 편향요크 전체 온도를 낮출 수 있게 된다.

Description

음극선관용 편향 요크의 열방출 장치(Appararus for Radiating Heat of Deflection Yoke used Cathod Ray Tube)

본 발명은 음극선관용 편향요크 장치에 관한 것으로, 특히 편향요크에서 방출되는 열을 외부로 쉽게 방출할 수 있는 음극선관용 편향요크의 열방출 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 편향요크는 음극선관의 후면유리 외측에 설치는 것으로 도 1에 도시된 바와 같은 구조이다.

도 1a와 도 1b는 편향요크의 단면을 도시한 것으로써, 도 1의 편향요크는 1조의 수평 편향 코일(2)과, 1조의 수직 편향 코일(4)과, 1조의 페라이트 코어(6)와, 수평 편향 코일(2)과 수직 편향 코일(4)사이에서 절연과 지지의 역할을 하는 홀더(8)를 구성으로 한다.

도 1의 편향요크에서 수직 편향 코일(4)은 페라이트 코어(6)에 코일을 직접 감는 토로이달형(Torroidal Type)과, 수평 편향 코일(2)과 같은 방법으로 감는 새들형으로 구분되고 있다. 수평 편향코일(2)은 전자빔은 좌우로 편향시키기 위하여 상하 방향의 자기장을 만들고, 이에 반하여 수직 편향 코일(4)은 전자빔을 상하방향으로 편향시키기 위하여 좌우방향의 자기장을 만든다. 전자총 세 개가 일자형(In-line Type)으로 나란히 배열된 음극선관에 있어서는 자기장의 분포를 바꾸어서 편향을 하는 중에 전자빔이 서로 모이거나 멀어지거나 하는 방향으로 움직일 수 있다.

일반적으로 수평 편향 코일(2)은 화면측에서는 단면상 주변으로 갈수록 자계의 세기가 커지는 핀쿠션형 자계를 사용하고, 전자총측에서는 주변부보다 중심부의 자계가 강한 바렐형으로 만든다. 반대로, 수직 편향 코일(4)은 전자총측에서는 핀쿠션형 자계를, 화면측에서는 바렐형의 자계를 사용한다.

편향요크의 동작시 수직편향코일(4)은 동작주파수가 60-70㎐정도이나, 수평 편향코일(2)은 북미규격의 TV 15 KHz에서부터 고선명 TV 48KHz, 모니터의 110KHz 혹은 그보다 높은 주파수를 사용하므로 많은 양의 열이 발생한다.

통상적으로 열이 많이 발생하는 곳에는 방열핀을 설치하여 온도의 방출을 용이하게 하는 방법이 사용된다. 대개의 열 전도체는 전기 전도체이므로 금속제의 방열핀 사용을 고려할 수 있으나 고주파수의 동작을 하는 편향요크의 자계내에서는 와전류(Eddy-current)에 의한 손실이 발생하여 오히려 온도를 크게 높이는 작용을 하므로 사용할 수 없다.

도 2는 종래 편향요크의 열방출 메커니즘을 간단하게 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 수평코일(2)과 수직코일(4)에서 발생되는 열은 홀더(8)를 통한 전도와 유리 벌브(10)를 통한 복사 및 외부공기와의 자연 대류에 의해 방출되어진다. 만약 이러한 형태의 편향요크에 팬을 이용하여 바람을 불어주게 되면 편향요크에서의 발생 열은 전도 및 복사에 의해서 방출되는 열은 일정하지만, 대류 열전달 계수값이 커지게 되므로 이것은 대류로 인한 열방출을 극대화 시키는 효과를 나타내기 때문에 온도는 훨씬 더 낮아지게 된다.

그런데, 일반적인 편향요크에서 홀더(8)와 페라이트 코어(4) 사이에는 1-2㎜ 정도의 공간밖에 없으므로 팬을 사용한 공기의 강제순환은 오직 외부의 대류 열전달 계수만을 증가시키는 역할을 한다. 또한, 팬을 이용한 방식에서는 별도의 전원을 필요로 한다. 또한, 팬에 사용되는 전력 또한 텔레비젼 혹은 컴퓨터용 모니터 안에서 결국 온도 상승의 다른 원인이 될 수도 있고, 소음의 영향도 크기 때문에 실질적으로 편향요크에 적용하기는 힘들게 된다.

도 3은 시간에 따라 자력선의 방향이 변하는 교류 자기장 속에 금속이 있을 때의 상황을 설명하는 것이다.

도 3에서 자력선이 금속 표면에 수직으로 입사를 하면 금속 표면에서는 이에 발발하는 방향으로 미세한 전류 환들이 많이 형성되는데, 이를 와전류(Eddy Current)라 한다. 이 전류는 결국 온도를 상승하게 하는 결과가 된다. 따라서, 방열 핀을 사용한 방법은 효과적으로 사용할 수 없다. 다시 말하여, 실제 전자 장비에서 많이 사용되고 있는 알루미늄 핀을 이용한 자연 대류 냉각 방법은 편향요크의 높은 교류 주파수에 의한 와전류 발생열로 인하여 편향요크에서는 사용할 수가 없다. 이에 따라, 편향요크의 특성에 적합한 새로운 방식의 냉각 방법이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 편향요크의 열을 외부로 쉽게 방출할 수 있는 편향요크 열방출 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 편향요크 외부에 열전도율이 높은 액체용액이 담긴 용기를 장착함으로써, 편향요크 전체 온도를 낮출 수 있는 편향요크 열방출 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 또 다른 목적은 고주파수 동작을 하는 수평편향코일의 열을 용이하게 외부로 배출하여 온도상승에 의한 편향요크의 변형 및 이에 따른 화면특성의 변화를 억제할 수 있는 편향요크 열방출 장치를 제공하는 것이다.

제1도는 통상의 편향요크의 구조를 도시한 평면도.

제2도는 통상의 편향요크의 열방출 메카니즘을 나타내는 도면.

제3도는 와전류에 의한 열방생을 나타내는 도면.

제4도는 냉각용기 및 액체를 주입한 후의 상태를 나타낸 도면.

제5도는 본 발명의 실시예에 따른 편향요크의 열방출 메카니즘과 편향요크의 구조를 나타내는 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명〉

2 : 수평편향코일 4 : 수직편향코일

6 : 페라이트 코어 8 : 홀더

10 : 유리 벌브 20 : 냉각 용기

22 : 냉각액

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 음극선관용 편향요크 열방출 장치는 전자빔을 좌우로 편향시키기 위한 수평편향코일과, 전자빔을 상하방향으로 편향시키기 위한 수직편향코일과, 수평편향코일과 수직편향코일 사이에서 절연과 지지의 역할을 하는 홀더와, 수직편향코일이 감겨진 페라이트 코어와, 홀더 및 페라이트 코어의 표면에 부착되고 공기보다 높은 열전달 계수를 갖는 냉각 액체가 수용되어 온도차에 의한 냉각액체의 자체순환을 이용하여 페라이트 코어의 열을 방출시키는 밀폐된 냉각용기를 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

일반적으로 발생된 열이 다른 물체와의 접할 때 전도에 의한 열전달이 일어나게 되는데, 이때의 열전달양(Q)을 수식으로 표현하면 다음과 같다.

[수식1]

Q=kA△T/△

여기서, k는 물질의 열전도 계수, △T 는 온도차, △

는 거리 구배 그리고 A는 열이 다른 물체와 접촉되는 총면적을 나타낸다.

한편, 유동성이 있는 물질과의 열전달은 대류 열전달로 다르게 나타낼 수 있는데, 이때의 열전달양(Q)을 수식으로 표현하면 다음과 같다.

[수식2]

Q=hA(T-T_외부온도)

여기서, T는 물체의 온도, T_외부온도는 주위의 온도를 나타내며, h는 대류 열전달계수를 나타내다.

다시 말하여, 열전달량은 두 물체간의 온도차이와, 매개하는 물질의 열전도 계수 또는 대류 열전달 계수로 결정된다. 코일 동작시 편향을 위하여 사용되는 전류 및 이에 따른 열 발생량은 거의 일정하므로 상기의 관계에서 k값이나 h값을 높게 하면 열전달량은 증가하게 되고, 이에 따라 편향요크 전체의 온도를 낮추는 효과를 기대할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 편향요크의 열방출 장치는 도 5에 도시된 바와 같이 홀더 및/또는 페라이트 코어의 외부 공간에 장착된 열 전도율이 높은 액체(22)가 담긴 용기(20)를 추가로 구비한다.

도 5a를 참조하면, 편향요크의 수평편향코일(2)에서 발생한 열은 그것이 장착된 후면유리와의 온도차이에 의하여 직접 혹은 공기를 매개로 후면유리에 전달된다. 그리고 일부는 홀더(8) 및 수직편향코일(4)과 페라이트코어(6)를 통하여 외부로 배출된다. 그런데, 홀더(8)와 페라이트 코어(6)는 거의 진원으로 설계되고, 그 공간중의 일부에 수직편향코일(4)이 존재하므로 나머지의 공간은 대부분 공기로 채워진다.

냉각 용기(20)는 도 5b에 도시된 바와 같이 접착제를 이용하거나 별도의 연결기구를 이용하여 감는 형태로 페라이트 코어(4)의 외부에 장착된다. 이는 페라이트 코어(6)와 수직 코일(4) 및 홀더(8)의 여러 영역에 걸쳐 열전달 계수값을 기존의 공기와 접할때에 비해 상당히 증가시키므로써, 결과적으로는 편향요크의 온도를 감소시킬수 있는 역할을 하게 된다. 이를 위하여, 냉각 용기(20)는 공기에 의한 열전달계수보다 훨씬 높은 열전달계수를 갖는 액체(22), 예를 들어 물 또는 FC75와 같은 불활성 액체를 채운 플렉서블(Flexible)하고 내열성이 우수한 고분자 합성수지재료로 제작되어 페라이트 코어(6)에 장착된다. 이 냉각용기(20)는 편향요크에서 발생한 열을 최대한 흡수하여 자체적인 유체(22)의 순환에 의해 열을 방출시키게 된다.

다시 말하여, 편향요크의 외부 표면과 접하고 있는 냉각 용기(20)는 공기에 비해 높은 열전달계수로 인하여 공기와 접할때와 비교하면 훨씬 많은 양의 열을 흡수하게 된다. 열을 흡수하여 온도가 높아진 내부 냉각 용액(22)은 유체이기 때문에 온도차에 의한 부력의 효과로 순환이 발생하게 된다. 이에 따라, 편향요크 각 부분의 온도가 모두 일정한 상태가 아니기 때문에 냉각액이 순환하면서 온도를 평형한 상태로 유지시키게 된다. 따라서, 편향요크에 최대온도는 낮아지게 되는 것이다.

만약 편향요크의 온도가 액체의 끓는점 근처까지 상승한다면 상기 냉각 용기는 큰 효과를 발휘하지 못한다. 그런데, 통상의 편향요크 외부의 온도는 50℃∼60℃ 정도를 나타내기 때문에 상기 액체를 이용한 냉각 효과는 극대화되게 된다.

도 4를 참조하면, 상기 냉각 용기(20)는 액체(22)가 외부로 누설되지 않도록 완전히 밀폐된 것으로 편향요크의 외부를 감쌀 수 있도록 플렉서블한 고분자 합성수지재료를 사용한다. 도 4에 도시된 바와 같이 여러개의 액체 용기(20)를 사용하여 서로 용기를 붙인 다음에 편향요크에 감는 형태로 부착하여 사용할 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이 한 개의 용기(20)에 냉각액(22)을 채운후 환형띠 형태로 끝단부들을 연결한 후, 편향요크에 부착하여 사용할 수도 있다.

이와 같이, 편향요크의 외부에 냉각액을 담은 플렉서블한 용기를 부착하여 편향요크의 기본특성인 전기적 특성의 변화없이 열전달 특성을 향상시키므로써, 수평코일의 발열에 따른 온도상승과 그에 따른 편향특성의 변화 및 부품파손을 방지할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 음극선관용 편향요크 열방출 장치에 의하며, 편향요크의 외부에 냉각액을 담은 플렉서블한 용기를 부착하므로써, 편향요크 전체 온도를 낮출 수 있게 된다. 이에 따라, 고주파수 동작을 하는 수평편향코일의 열을 용이하게 외부로 배출하여 온도상승에 의한 편향요크의 변형 및 이에 따른 화면특성의 변화를 억제할 수 있을 뿐만 아니라 부품파손을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상술한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정하여져야만 한다.

Claims (3)

1. 전자빔을 좌우로 편향시키기 위한 수평편향코일과, 전자빔을 상하방향으로 편향시키기 위한 수직편향코일과, 상기 수평편향코일과 수직편향코일 사이에서 절연과 지지의 역할을 하는 홀더와, 상기 수직편향코일이 감겨진 페라이트 코어와, 상기 홀더 및 페라이트 코어의 표면에 부착되고 공기보다 높은 열전달 계수를 갖는 냉각 액체가 수용되어 온도차에 의한 상기 냉각액체의 자체순환을 이용하여 상기 페라이트 코어의 열을 방출시키는 밀폐된 냉각용기를 구비하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향요크 열방출 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉각용기는 플렉서블한 고분자합성수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향요크 열방출 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 냉각용기는 상기 페라이트 코어에 감겨지는 형태로 부착되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향요크 열방출 장치.

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