KR19990056496A - 전자렌지용 초고주파 발진관의 히터 정상상태 유지 구조체 - 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 히터 정상상태 유지 구조체(500)에 관한 것으로, 전압을 발생시키는 전원(330)과, 상기 전원(330)에서 발생된 전압을 상기 히터(120)에 전달하는 터미널 (320)과, 상기 터미널(320)을 통해 전달받은 전압에 의해 가열되는 상기 히터(120)내에 삽입되어 상기 히터(120)로부터 열을 전달 받아 가열되어 상기 히터 정상상태 유지 구조체(500)의 발열 온도가 일정하게 유지되게 하는 보온관(530)을 포함하는 것을 특징으로한다. 이때, 보온관(530)은 내부가 비어 있는 튜브 형태를 취하며 비열이 큰 세라믹 소재로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 히터 정상상태 유지 구조체는 히터 내부에 비열이 큰 보온관을 삽입하여 열을 발생시키므로, 입력 전압의 순간적인 변동에 관계없이 발열온도가 고르게 유지되므로 열전자를 고르게 방출하게 되는 효과가 있다.

Description

전자렌지용 초고주파 발진관의 히터 정상상태 유지 구조체

본 발명은 전자렌지용 초고주파 발진관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히터와 접촉하는 위치에 히터의 열을 저장하는 보온체를 설치하여 전압 불안에 따른 히터의 불규칙적인 온도변화 효과를 감소시켜 안정적으로 발진하는 초고주파 발진관의 히터 정상상태 유지 구조체에 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 클라이스트론(Klystron)을 초고주파 발진관으로 채용한 것도 있지만, 이러한 클라이스트론을 채용한 전자렌지 역시 여전히 DC 4KV의 고압을 적용하므로, 별도의 절연부재로 입력 단자를 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 출원인은 한국 특허 출원 제 97-36327 호에 구조가 간단하면서 고전압으로 인한 위험을 제거하고 경량화를 달성할 수 있는 전자렌지용 초고주파 발진관을 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(130)로 피이드백시키는 피이드백봉(160)이 설치되어 마이크로파의 파워를 증폭하고 공진시킨다.

하지만, 이러한 종래의 전자렌지용 초고주파 발진관은 히터(120)를 고정하기 위해 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 하우징의 하면의 베이스판(194)에 용접하여 고정하였으며, 도 3에는 이 히터(120)를 포함하는 종래의 히터 구조체(300)가 도시되어 있다.

이러한 종래의 히터(120)에서는 도 4에 도시된 그래프에서 알 수 있듯이 전원(330)에서 터미널(320)을 통해 입력되는 전압 V가 불안정하게 변동될 경우에 발생하는 열의 온도 T도 전압 V에 비례하여 변동하므로 초고주파 발진관이 안정적으로 발진하게 할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이에 따라 안출된 것으로, 히터 내에 전압의 순간적인 변화에도 온도의 변화가 적은 보온관을 삽입하여 공급 전원의 전압이 불안정하게 변동하더라도 발생하는 열의 온도는 서서히 변화하는 초고주파 발진관의 히터 정상상태 유지 구조를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 히터 정상상태 유지 구조체는 히터의 발열에 의해 캐소드가 가열되어 열전자를 방출하고, 이 열전자가 제 1 및 제 2 그리드의 전위차에 의해 가속되어 초고주파를 발생하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 히터 정상상태 유지 구조체에 있어서, 전압을 발생시키는 전원과, 상기 전원에서 발생된 전압을 상기 히터에 전달하는 터미널과, 상기 터미널을 통해 전달받은 전압에 의해 가열되는 상기 히터 내에 삽입되어 히터로부터 열을 전달 받아 가열되어 상기 히터 정상상태 유지 구조체의 발열 온도가 일정하게 유지되게 하는 보온관을 포함하는 것을 특징으로한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 보온관은 내부가 비어 있는 튜브 형태를 취하며 비열이 큰 세라믹 소재로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 히터 정상상태 유지 구조체는 히터 내부에 비열이 큰 보온관을 삽입하여 열을 발생시키므로, 입력 전압의 순간적인 변동에 관계없이 발열온도가 고르게 유지되므로 열전자를 고르게 방출하게 되는 효과가 있다.

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

도 2는 도 1의 히터 고정 구조를 확대한 상세도이고,

도 3은 도 2의 히터 고정 구조 내의 히터의 설치 상태를 나타낸 개략도이고,

도 4는 도 3의 상기 히터에서 입력전압에 따른 발열 온도의 관계를 나타낸 그래프이고,

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 히터 정상상태 유지구조를 나타내는 사시도이고,

도 6은 본 발명의 히터 정상상태 유지구조에서 달성하고자하는 바람직한 정상상태의 발열온도와 입력전압의 관계를 나타낸 그래프이다.

<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 300 : 종래의 히터 구조체

320 : 터미널 330 : 전원

500 : 히터 정상상태 유지 구조체 530 : 보온관

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

도 5에는 히터(120) 내에 보온관(530)을 삽입한 본 발명의 히터 정상상태 유지 구조체(500)를 도시하며, 도 6에는 본 발명의 히터(120)의 전원(330)에서 터미널 (320)을 통해 입력되는 공급 전압 V와 발열 온도 T의 관계를 나타내는 그래프를 도시하고 있다.

보온관(530)은 세라믹처럼 비열이 큰 고형 물질로 제작한 것으로서 히터(120) 내에서 히터(120)의 열을 전달받아 서서히 가열되게 되어 있다. 특히, 그 형태는 속이 빈 튜브 형태를 취하여 히터(120)에 의해 신속히 가열되고, 열팽창에 견디도록 되어 있다.

상기 도 6에 도시되어 있듯이 본 발명의 히터 정상상태 유지 구조체(500)의 히터(120)는 일정 전압 V₁이하에서는 전압 V에 비례하여 온도가 상승하다가 전압 V₁에 이른 후에는 히터(120)에서 보온관(530)으로 보온관(530)을 데우기 위해 열이 전달되므로 V₁이상의 전압에서는 전압값 V의 변동이 심하더라도 발열온도 T는 거의 일정한 값을 유지하는 특성을 지니게 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 히터 정상상태 유지 구조체(500)에서 일정전압 V₁이상에서는 히터(120)의 온도 T가 전압 V의 변동이 심하더라도 서서히 변화하기 때문에, 히터(120)에 의해 가열되어 열전자를 방출하는 캐소드(132)에서 전압 V가 순간적으로 변동하더라도 열전자의 방출량이 고르게 유지된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 전자렌지용 초고주파 발진관의 히터 정상상태 유지 구조체는 보온관을 이용하므로, 발열 온도가 고르게 유지되어 열전자를 고르게 방출하므로 전자렌지의 출력효율을 증가시키는 효과를 가진다.

Claims (3)

1. 히터의 발열에 의해 캐소드가 가열되어 열전자를 방출하고, 이 열전자가 제 1 및 제 2 그리드의 전위차에 의해 가속되어 초고주파를 발생하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 히터 정상상태 유지 구조체에 있어서,

   전압을 발생시키는 전원과,

   상기 전원에서 발생된 전압을 상기 히터에 전달하는 터미널과,

   상기 터미널을 통해 전달받은 전압에 의해 가열되는 상기 히터 내에 삽입되어 상기 히터로부터 열을 전달 받아 가열되어 상기 히터 정상상태 유지 구조체의 발열 온도가 일정하게 유지되게 하는 보온관을 포함하는 것을 특징으로하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 히터 정상상태 유지 구조체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 보온관은 내부가 비어 있는 튜브 형태를 취하는 것을 특징으로하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 히터 정상상태 유지 구조체.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 보온관은 비열이 큰 세라믹 소재로 제작되는 것을 특징으로하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 히터 정상상태 유지 구조체.