KR19990020608A - 전자 렌지용 초고주파 발진관의 냉각 성능 개선 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히터에서 발열된 열을 제 1 및 제 2 그리드의 개구부를 지나 애노드에 전달된 후에, 냉각 핀에 의해 대기중으로 발산시키는 전자렌지용 초고주파 발진관에 관한 것으로, 내부에 안테나 봉(150)이 설치되는 중공의 내부 바디(200)와, 상부의 외주면에 복수개의 냉각 핀(148)이 압입되고 적층 배열되어, 상기 내부 바디(200) 외측에서 소정간격 떨어져서 동심으로 배열된 중공의 외부 바디(300)와, 중앙에 구멍(402)이 형성된 판상으로, 외주면을 따라 평탄하게 형성되어 제 2 그리드(142)를 지지하는 제 2 프레임(174)과 필터 박스(105)사이에 끼워져서 고정된 외향 평탄부(410)와, 상기 외향 평탄부(410)의 내측 둘레를 따라 하방으로 오목하게 형성되어 내측면이 상기 외부 바디(300)에 고정부착된 오목부(420)와, 내주면을 따라 형성되어 상단이 상기 내부 바디(200)에 삽입되는 상방 절곡부(430)로 구성된 애노드(400)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 내외측 바디에 부착가능한 판상의 애노드를 사용하므로, 초고주파 발진관의 크기를 콤팩트하게 하면서도 애노드에 남는 잠열이 현저히 감소되어 냉각 성능이 개선되는 효과를 가진다.

Description

전자 렌지용 초고주파 발진관의 냉각 성능 개선 장치

본 발명은 전자렌지용 초고주파 발진관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 애노드의 체적을 줄이면서 잠열을 제거하여 냉각 성능이 개선된 콤팩트한 전자렌지용 초고주파 발진관의 냉각 성능 개선 장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 전자렌지용 초고주파 발진관으로서는 마그네트론(Magnetron)을 채용하고 있다. 하지만, 이와 같은 종래의 전자렌지용 마그네트론은 고압 구동에 따라 고압트랜스 및 고압 다이오우드등이 필요하므로, 안전에 문제가 있고, 또한 전자기장내의 전자운동에 의한 공진 방식을 채용하는 것이므로 자석이 필요하게되어, 중량이 무거우며 제조비용이 많이 든다는 문제가 있었다.

이를 해결하고자 미국특허 제 5,541,391 호에 개시된 클라이크트론(Klystron)을 초고주파 발진관으로 채용한 것도 있지만, 이러한 클라이스트론을 채용한 전자렌지 역시 여전히 DC 4KV의 고압을 적용하므로, 입력 단자를 별도의 절연부재로 클라이스트론 본체로부터 절연해야 하므로, 제품이 무겁게되고, 전자의 운동 방식 또한 복잡하므로, 냉각 구조가 복잡하며, 다수의 캐비티를 가지는 구조여야 하며, 전자 빔의 집속 구조가 필요하므로 마그네트가 필요하고, 또한 필터가 필요하므로, 구조가 복잡한 단점이 있었다.

이에 본 출원인의 한국 특허 출원 제 97-36327 호에는 구조가 간단하면서 고전압으로 인한 위험을 제거하고 경량화를 달성할 수 있는 전자렌지용 초고주파 발진관이 개시되어 있다. 이러한 초고주파 발진관은 도 1에 도시된 바와 같이, 커버(104)가 하부에 덮인 필터 박스(105)내에 전원 입력부(110)와, 히터(120)와, 입력 케비티(130)와, 출력 캐비티(140)와, 피이드백 봉(160)이 설치되고, 애노드(146)내의 안테나(150)가 브라켓(102)내에 설치된다. 필터 박스(105)내와 애노드(146)내의 안테나(150)는 진공을 유지한다.

히터(120)의 발열에 의한 간접 가열방식으로 전자 방사체로서 히터(120)의 상면에 재치된 캐소드(132)가 히터(120)의 발열에 의해 약 600-1200℃정도로 가열되면, 열전자를 방출하게 된다.

도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 입력 캐비티(130)는 캐소드(132)와, 제 1 그리드(134)와, 쵸크 구조체(136)로 둘러싸인 공간으로, 캐소드(132)는 중앙에 구멍이 형성된 링 형태의 디스크로서, 이 캐소드(132)의 상부에 소정 간격져서 배열된 제 1 그리드(134)는 바이어스 전압이 인가되어 캐소드(132)로부터 방출된 전자를 입력 캐비티(130)에 제어하고 집속한다. 이때, 제 1 그리드(134)와 캐소드(132)사이는 전기적으로 절연 상태이며, 즉 직류는 차폐되어야 하고, 입력 캐비티(130)내부에 마이크로파를 형성하는 표면 전류는 통전되어야 하므로, 이를 위하여 쵸크 구조체(136)가 캐소드(132)와 제 1 그리드(134)사이에 배열된다.

입력 캐비티(130)의 상부에 배열되는 출력 캐비티(140)는 입력 캐비티(130)의 제 1 그리드(134)의 상부에 대향하도록 설치되어 제 1 그리드(134)를 통과한 전자가 통과하면서 표면 전류가 유도되는 제 2 그리드(142)와, 바닥면에서 하향 돌출한 돌기(144)가 형성된 애노드(146)로 둘러싸인 공간으로, 이 공간에서 입력 캐비티(130)에 집속된 전자가 밀도 변조되면서 제 1 그리드(134)와 제 2 그리드(142)사이의 전위차에 의해 가속되고, 제 2 그리드(142)에 유도된 표면 전류에 의해 마이크로파가 형성된다. 감속된 전자빔을 소멸하는 애노드(146)는 또한, 열을 방사시키도록 복수개의 냉각핀(148)이 적층 배열된다.

제 1 및 제 2 그리드(134)(142)는 금속재로서 캐소드(132)에 대응하는 형상으로 서로 동일하며, 내부의 구멍을 중심으로 원주 방향을 따라 개구부(170)가 형성되며, 쵸크 구조체(136)와 출력 캐비티(140)사이에서 각각 제 1 및 제 2 그리드(134)(142)를 지지하는 제 1 및 제 2 프레임(도시하지 않음)사이에 설치된 세라믹핀(172)에 의해 소정간극이 유지된다.

입력 캐비티(130)에 집속된 전자는 제 1 그리드(132)의 바이어스 전원의 자동 차폐기능에 의해 밀도 변조되어 제 1 그리드(132)를 통과하고, 이때, 서로 절연된 입출력 캐비티(130)(140)사이에 동작전압이 인가되면, 그 사이에 전위차가 발생되어, 제 1 그리드(132)를 통과한 전자가 가속되어 제 2 그리드(142)를 통과하게 되므로, 출력 캐비티(140)에 표면 전류가 유도된다. 이 결과, 출력 캐비티(140)내에 마이크로파가 형성되고, 형성된 마이크로파는 애노드(146)의 중앙을 관통하여 출력 캐비티(140)에 형성된 안테나(150)를 통해 방사된다. 이를 위해 안테나(150)의 커플링 단부(152)는 출력 캐비티(140)내에 위치된다.

한편, 입출력 캐비티(130)(140)사이의 중앙부에는 출력 캐비티(140)에 형성된 마이크로파의 일부를 입력 캐비티(140)로 피이드백시키는 피이드봉(160)이 설치되어 마이크로파의 파워를 증폭하고 공진시킨다.

하지만, 이러한 종래의 전자렌지용 초고주파 발진관은 히터에서 발열된 열을 제 1 및 제 2 그리드의 개구부를 지나 애노드에 전달된 후에, 냉각 핀에 의해 대기중으로 발산시키는 것이므로, 이러한 열을 모두 발산하기 위해서는 애노드의 체적이 커져야 하지만, 이는 현실적으로 불가능한 것이고, 애노드의 체적을 적당히 결정하여 사용하였지만, 이러한 애노드는 가열에 의한 잠열에 의해 항상 가열된 상태로 유지되므로 냉각 성능이 떨어지는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 이에 따라 안출된 것으로, 종래의 전자렌지용 초고주파 발진관보다 애노드의 체적을 줄여서 잠열을 제거하여 냉각성능을 개선하고 콤팩트한 전자렌지용 초고주파 발진관의 냉각 성능 개선장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 전자렌지용 초고주파 발진관은 히터에서 발열된 열을 제 1 및 제 2 그리드의 홀을 지나 애노드에 전달된 후에, 냉각 핀에 의해 대기중으로 발산시키는 전자렌지용 초고주파 발진관에 있어서, 내부에 안테나 봉이 설치되는 중공의 내부 바디와, 상부의 외주면에 복수개의 냉각 핀이 압입되고 적층 배열되어, 상기 내부 바디 외측에서 소정간격 떨어져서 동심으로 배열된 중공의 외부 바디와, 중앙에 구멍이 형성된 판상으로, 외주면을 따라 평탄하게 형성되어 제 2 그리드를 지지하는 제 2 프레임과 필터 박스사이에 끼워져서 고정된 외향 평탄부와, 상기 외향 평탄부의 내측 둘레를 따라 하방으로 오목하게 형성되어 내측면이 상기 외부 바디에 고정부착된 오목부와, 내주면을 따라 형성되어 상단이 상기 내부 바디에 삽입되는 상방 절곡부로 구성된 애노드로 이루어진 것을 특징으로 하는 한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 내외측 바디에 부착가능한 판상의 애노드를 사용하므로, 초고주파 발진관의 크기를 콤팩트하게 하면서도 애노드에 남는 잠열이 현저히 감소되어 냉각 성능이 개선되는 효과를 가진다.

도 1은 전자렌지용 초고주파 발진관으로 사용된 종래의 초고주파 발진관의 구조를 나타내는 단면도이고,

도 2는 도 1의 요부를 확대한 상세도이고,

도 3은 도 2와 유사한 도면으로 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 냉각 성능 개선장치의 요부를 확대한 상세도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 초고주파 발진관 102 : 브라켓

105 : 필터 박스 110 : 전원 입력부

120 : 히터 130 : 입력 캐비티

132 : 캐소드 134 : 제 1 그리드

136 : 쵸크 구조체 140 : 출력 캐비티

142 : 제 2 그리드 144 : 돌기

146 : 애노드 148 : 냉각핀

150 : 안테나 152 : 커플링 단부

154 : 안테나 세라믹 156 : 안테나 캡

160 : 피이드백 봉 170 : 개구부

172 : 세라믹핀 174 : 제 2 프레임

200 : 내부 바디 300 : 외부 바디

400 : 애노드 402 : 구멍

410 : 외향 평탄부 420 : 오목부

430 : 상부 절곡부

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전자렌지용 초고주파 발진관의 냉각성능 개선장치를 상세히 설명한다. 설명의 편의상, 종래와 동일한 구성에는 동일한 참조부호를 병기하였다.

본 발명의 냉각성능 개선장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 중공의 내부 바디(200)와, 이 내부 바디(200) 외측에서 소정간격 떨어져서 동심으로 배열된 중공의 외부 바디(300) 및 중앙에 구멍(402)이 형성된 판상의 애노드(400)로 이루어진다.

내부 바디(200)는 그 내부에 안테나 봉(150)이 설치되고, 외부 바디(300)는 그 상부의 외주면에 복수개의 냉각 핀(48)이 압입되고 적층 배열된다.

한편, 본 발명의 특징에 따른 애노드(400)는 외주면을 따라 평탄하게 형성되어 제 2 그리드(142)를 지지하는 제 2 프레임(174)과 필터 박스(105)사이에 끼워져서 고정된 외향 평탄부(410)와, 이 외향 평탄부(410)의 내측 둘레를 따라 하방으로 오목하게 형성되어 내측면이 외부 바디(300)에 고정부착된 오목부(420)와, 내주면을 따라 형성되어 상단이 내부 바디(200)에 삽입되는 상방 절곡부(430)로 구성된다. 애노드(400)의 오목부(420)의 내측면은 외부 바디(300)의 내측에 삽입되고, 상부 절곡부(430)는 내부 바디(200)의 내면에 삽입되며, 외부 바디(300)의 하단부와 오목부(420)의 바닥은 용접되어 고정된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 전자렌지용 초고주파 발진관의 냉각성능 개선장치는 히터(120)에서 발열된 열이 제 1 및 제 2 그리드(134)(142)의 개구부(170)를 지나 애노드(4000를 가열, 특히 애노드(400)의 오목부(420) 바닥을 집중적으로 가열하게 되지만, 본 발명의 애노드(400)는 판상으로 이루어지므로, 종래의 애노드(146)의 구조에 비해 체적이 현저히 저감되기 때문에, 잠열이 줄게 되고, 애노드(400)를 가열한 열은 외부 바디(300)로 전달되어 그 상부에 압입된 복수개의 냉각 핀(148)을 통해 외부로 발산되게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 전자렌지용 초고주파 발진관의 냉각성능 개선장치에 따르면, 종래의 전자렌지용 초고주파 발진관에 비해, 내외측 바디에 부착가능한 판상의 애노드를 사용하므로, 초고주파 발진관의 크기를 콤팩트하게 하면서도 애노드에 남는 잠열이 현저히 감소되어 냉각 성능이 개선되는 효과를 가진다.

Claims (2)

1. 히터에서 발열된 열을 제 1 및 제 2 그리드의 홀을 지나 애노드에 전달된 후에, 냉각 핀에 의해 대기중으로 발산시키는 전자렌지용 초고주파 발진관에 있어서,

   내부에 안테나 봉이 설치되는 중공의 내부 바디와,

   상부의 외주면에 복수개의 냉각 핀이 압입되고 적층 배열되어, 상기 내부 바디 외측에서 소정간격 떨어져서 동심으로 배열된 중공의 외부 바디와,

   중앙에 구멍이 형성된 판상으로, 외주면을 따라 평탄하게 형성되어 제 2 그리드를 지지하는 제 2 프레임과 필터 박스사이에 끼워져서 고정된 외향 평탄부와, 상기 외향 평탄부의 내측 둘레를 따라 하방으로 오목하게 형성되어 내측면이 상기 외부 바디에 고정부착된 오목부와, 내주면을 따라 형성되어 상단이 상기 내부 바디에 삽입되는 상방 절곡부로 구성된 애노드로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 냉각 성능 개선 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 애노드의 오목부의 내측면은 상기 외부 바디의 내측에 삽입되고, 상기 상부 절곡부는 상기 내부 바디의 내면에 삽입되며, 상기 외부 바디의 하단부와 상기 오목부의 바닥은 용접되는 것을 특징으로 하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 냉각 성능 개선 장치.