KR19990020620A - 전자 렌지용 초고주파 발진관의 금속 코팅 세라믹 히터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히터(120)의 발열에 의해 캐소드(132)가 가열되어 열전자를 방출하고, 이 열전자가 제 1 및 제 2 그리드(134)(142)의 전위차에 의해 가속되어 초고주파를 발생하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 히터에 관한 것으로, 원형의 세라믹판(300)의 표면에 열원용의 금속 피막(310)이 플라즈마 코팅되는 것을 특징으로 하며, 이러한 금속 피막(310)은 예를 들어 텅스텐(W : tungsten) 또는 텅스텐-레늄(W-Re : tungsten-rhenium) 합금을 사용한다.

이와 같은 본 발명의 금속 코팅 세라믹 히터(200)는 세라믹판상에 금속 피막을 플라즈마 코팅함으로서 공정이 간단하고, 발열 면적을 용이하게 증대할 수 있으며, 열손실을 최소화할 수 있고, 외부의 충격에도 강하고, 발열에 의한 처짐(sag)현상을 해소하고, 리드의 고정이 용이한 효과를 가진다.

Description

전자 렌지용 초고주파 발진관의 금속 코팅 세라믹 히터

본 발명은 전자렌지용 초고주파 발진관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립 공정이 단순하면서, 발열 면적이 증대되고 충격에 강한 구조의 초고주파 발진관의 금속 코팅 세라믹 히터에 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 출원인는 한국 특허 출원 제 97-36327 호에 구조가 간단하면서 고전압으로 인한 위험을 제거하고 경량화를 달성할 수 있는 전자렌지용 초고주파 발진관이 제안하였다. 이러한 초고주파 발진관은, 도 1에 도시된 바와 같이, 간접 가열방식으로 링형태의 디스크형상의 전자 방사체로서의 캐소드(132)를 히터(120)의 상면에 재치하고, 히터(120)의 발열에 의한 간접 가열방식에 의해 캐소드(132)가 약 600-1200℃정도로 가열되면, 열전자를 방출하게 되고, 방출된 열전자는 캐소드(132)상부에 소정의 간격으로 배열된 제 1 그리드(134)에 바이어스 전압이 인가됨에 따라 입력 캐비티(130)에 제어하고 집속한다.

입력 캐비티(130)에 집속된 전자는 제 1 그리드(134)의 바이어스 전원의 자동 차폐기능에 의해 밀도 변조되어 제 1 그리드(134)를 통과하고, 이때, 서로 절연된 입출력 캐비티(130)(140)사이에 동작전압이 인가되면, 그 사이에 전위차가 발생되어, 제 1 그리드(134)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 발진관에 채용되는 히터(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 구멍(182)이 형성되고, 외주면을 따라 홈(184)이 형성된 세라믹 절연체(180)를 이용하여, 이 세라믹 절연체(180)의 구멍(182)에 히터(120)를 삽입하고, 히터(120)의 유동 및 접촉을 방지하기 위해 세라믹 절연체(180)의 홈(184)에 대응하는 형상의 밴드(190)에 세라믹 절연체(180)을 끼운 후, 이 밴드(190)를 히터 하우징(192)의 하면의 베이스판(194)에 용접하여 고정하였는 바, 이러한 종래의 히터 고정 구조는 조립 공수가 맣고, 히터가 와이어형태를 취하므로서 리드선을 통해 필요한 전압이 인가되어 발열되면, 세라믹 절연체사이의 히터가 늘어나서 밑으로 처지게 되면, 서로 접촉되어 쇼트되거나, 취성이 발생되어 외부 충격에 의해 단선이 발생될 우려가 있고, 캐소드(132)와 히터(120)의 접촉을 피하기 위하여 일정한 간격을 유지해야 하므로, 이러한 간격 유지로 인하여 열손실이 발생되는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 이에 따라 안출된 것으로, 세라믹판상에 금속을 플라즈마 코팅하여 공정을 단순화하고 발열 면적을 증대하고 충격에 강한 구조를 제공하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 금속 코팅 세라믹 히터를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 세라믹 금속 코팅 히터는 히터의 발열에 의해 상면의 캐소드가 가열되어 열전자를 방출하고, 이 열전자가 제 1 및 제 2 그리드의 전위차에 의해 가속되어 초고주파를 발생하는 전자렌지용 초고주파 발진관에 있어서, 상기 히터는 세라믹판의 상면에 금속을 플라즈마 코팅한 금속 피막을 열원으로 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 금속 코팅 세라믹 히터의 금속 피막은 텅스텐 또는 텅스텐-레늄 합금을 코팅하는 것이 바람직하다.

본 발명의 금속 코팅 세라믹 히터는 세라믹판상에 금속으로 코팅되므로, 공정이 단순하고, 발열 면적의 증대가 용이하고, 충격에도 강한 이점이 있다.

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

도 2는 도 1에 설치된 히터의 형상을 확대하여 나타낸 개략도이고,

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 금속 코팅 세라믹 히터를 장착한 상태를 나타낸 개략도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

120 : 히터 130 : 입력 캐비티

132 : 캐소드 134 : 제 1 그리드

140 : 출력 캐비티 142 : 제 2 그리드

146 : 애노드 150 : 안테나

160 : 피이드백 봉 200 : 히터

300 : 세라믹판 310 : 금속 피막

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

도 3에는 본 발명의 금속 코팅 세라믹 히터의 특징적 구성인 세라믹판상의 금속 코팅을 도시하고 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 히터(200)는 원형의 세라믹판(300)의 표면에 열원용의 금속 피막(310)이 나선형으로 플라즈마 코팅된다.

이러한 금속 피막(310)은 예를 들어 텅스텐(W : tungsten) 또는 텅스텐-레늄(W-Re : tungsten-rhenium) 합금을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 금속 코팅 세라믹 히터(200)는 리드선에 전원이 인가되면, 세라믹판(300)상의 금속 피막(310)이 800-1100℃로 가열되어, 열이 캐소드(132)에 전달되어, 900-950℃에서 열전자를 방출하게 되어, 애노드(146)에 취부된 안테나(150)에 전달를 통해 방사되어 고주파를 발생한다.

이상에서는 열원으로서의 금속 피막을 나선형으로 하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 발열 면적을 증대할 수 있는 기타의 형상으로 해도 좋은 것은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 금속 코팅 세라믹 히터는 세라믹판상에 금속 피막을 플라즈마 코팅함으로서 공정이 간단하고, 발열 면적을 용이하게 증대할 수 있으며, 열손실을 최소화할 수 있고, 외부의 충격에도 강하고, 발열에 의한 처짐(sag)현상을 해소하고, 리드의 고정이 용이한 효과를 가진다.

Claims (2)

1. 히터의 발열에 의해 캐소드가 가열되어 열전자를 방출하고, 이 열전자가 제 1 및 제 2 그리드의 전위차에 의해 가속되어 초고주파를 발생하는 전자렌지용 초고주파 발진관에 있어서,

   상기 히터는 세라믹판의 상면에 금속을 플라즈마 코팅한 금속 피막을 열원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 금속 코팅 세라믹 히터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 금속 코팅 세라믹 히터의 금속 피막은 텅스텐 또는 텅스텐-레늄 합금을 코팅한 것을 특징으로 하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 금속 코팅 세라믹 히터.