KR19990056497A - 전자렌지용 초고주파 발진관의 히터 발열면적 최대 구조 - 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 발열면적 최대 구조체(300)에 관한 것으로, 세라믹으로 제작되어 절연성을 갖춘 히터 호울더(250)와, 전압을 발생시키는 전원(230)과, 전원(230)에서 발생된 전압을 상기 히터(120)에 전달하는 터미널(220)과, 상기 터미널(220)을 통해 전달받은 전압에 의해 가열되는 상기 히터(120)의 하부를 상단(312)으로 지지해 상기 히터(120)에서 발생하는 복사에너지가 손실 없이 상기 캐소드(132)로 전달되고, 상기 히터(120)에서 발생하는 열에너지가 상기 히터 호울더(250)로 전달되는 열이 최소가 되게 상기 히터(120)와의 접촉 면적이 최소로 되는 다수의 앵커(310)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 앵커의 상단(312)은 요홈으로 되어 있어 상기 히터(120)를 지지하는 형태를 취하는 것이 바람직하다.

본 발명의 히터 발열면적 최대구조체는 히터 호울더 상에서 앵커로 히터를 고정하므로 히터 호울더를 거쳐 전달되는 열에 의한 열 손실을 최소로 하고, 앵커 위에 고정되어 상부를 향해 발산하는 복사에너지가 손실 없이 캐소드를 가열하는데 이용되도록 하여 복사에너지의 손실을 최소로 줄여 캐소드에서 발생가능한 전자를 최대로 방출시킴으로써 전자렌지의 출력효율을 증가시키는 효과가 있다.

Description

전자렌지용 초고주파 발진관의 히터 발열면적 최대 구조

본 발명은 전자렌지용 초고주파 발진관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히터 호울더 위에서 히터를 지지하는 수단으로서 앵커를 사용하여 히터에서 나오는 복사량을 최대한 활용하며 불필요한 열전달을 줄인 초고주파 발진관의 히터 발열면적 최대구조체에 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 필요하게 되어, 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 구멍이 형성된 실린더형의 세라믹 링(240)을 이용하여, 히터(120)의 유동 및 히터 호울더(250)에의 접촉을 방지하나, 세라믹 재료는 비열이 크기 때문에 세라믹 링(240) 부위에서는 전원(230)에서 터미널(220)을 통해 입력되는 전압에 의해 가열되는 히터(120)의 열을 흡수하면서 그 열을 세라믹으로 제작된 호울더(250)로 전달하므로 열손실이 많고 히터(120)가 가열되어 캐소드(132)에서 충분한 양의 전자를 방출시키는데 걸리는 시간이 길었다.

따라서, 본 발명은 이에 따라 안출된 것으로, 히터 호울더 위에서 히터를 지지하는 수단으로서 앵커를 사용하여 히터에서 나오는 복사량을 최대한 활용하며 불필요한 열전달을 줄이도록 히터의 발열면적을 최대한으로 넓힌 초고주파 발진관의 히터 발열면적 최대구조체를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 히터 발열면적 최대구조체는 히터의 발열에 의해 캐소드가 가열되어 열전자를 방출하고, 이 열전자가 제 1 및 제 2 그리드의 전위차에 의해 가속되어 초고주파를 발생하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 히터 발열면적 최대구조체에 있어서, 세라믹 소재로 제작되어 절연성을 갖춘 히터 호울더와, 전압을 발생시키는 전원과, 상기 전원에서 발생된 전압을 상기 히터에 전달하는 터미널과, 상기 터미널을 통해 전달받은 전압에 의해 가열되는 상기 히터의 하부를 상단으로 지지하여 상기 히터에서 발생하는 복사에너지가 손실 없이 상기 캐소드로 전달되고, 상기 히터에서 발생하는 열에너지가 상기 히터 호울더로 전달되는 열이 최소가 되게 상기 히터와의 접촉 면적이 최소로 되는 다수의 앵커를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 앵커의 상단은 요홈으로 되어 있어 상기 히터를 지지할 수 있는 형태를 취하는 것이 바람직하다.

본 발명의 히터 발열면적 최대구조체는 히터 호울더 상에서 앵커로 히터를 고정하므로 히터 호울더를 거쳐 전달되는 열에 의한 열 손실을 최소로 하고, 앵커 위에 고정되어 상부를 향해 발산하는 복사에너지가 손실 없이 캐소드를 가열하는데 이용되도록 하여 복사에너지의 손실을 최소로 줄여 캐소드에서 발생가능한 전자를 최대로 방출시킴으로써 전자렌지의 출력효율을 증가시키는 효과가 있다.

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

도 2는 종래의 히터의 설치 상태를 나타낸 개략도이고,

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 히터 발열면적 최대구조체를 나타내는 사시도이다.

<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 220 : 터미널

230 : 전원 240 : 세라믹 링

250 : 히터 호울더 300 : 히터 발열면적 최대구조체

310 : 앵커 312 : 앵커 상단

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

도 3에는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 히터 발열면적 최대구조체(300)가 도시되어 있다. 세라믹 소재로 제작되어 절연 효과를 갖는 히터 호울더(250) 위에는 상단(312)에 히터(120)를 고정할 수 있게 요홈을 형성하고 있는 앵커(310)가 다수 돌출하여 히터(120)를 지지하며 히터(120)와 히터 호울더(250)를 격리시킨다. 특히, 상기 앵커는 히터(120)와의 접촉 단면적을 최소한으로 줄여서 열전달량을 최소로 할 수 있게 설계한다.

상기 히터 발열면적 최대구조체(300)에서는 전원(230)에서 발생한 전압이 터미널(220)을 거쳐 히터(120)로 전달되어 히터(120)가 가열되며, 이때 발생한 열은 복사에너지의 형태로 캐소드(132)로 전달되며, 일부는 히터에 접촉하는 면적이 좁도록 가늘게 설계된 앵커(310)를 통하여 히터 호울더(250)로 전달되는 열손실이 발생한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 히터 발열면적 최대구조체(300)에서 상기 히터(120)는 하부의 일부분만 앵커(310)의 요홈에 접촉하고 있어 히터(120)의 상면의 전면적이 노출되어 있어 히터(120)에서 발생하는 복사선이 중간에 아무런 장애물에도 걸리지 않고 곧바로 히터(120)의 위쪽에 설치된(도 1을 참조할 것) 캐소드(132)로 전달되어 복사에너지의 손실이 최소로 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 전자렌지용 초고주파 발진관의 히터 발열면적 최대구조체는 히터 호울더 상에서 앵커로 히터를 고정하므로 히터 호울더를 거쳐 전달되는 열에 의한 열 손실을 최소로 하고, 앵커 위에 고정되어 상부를 향해 발산하는 복사에너지가 손실 없이 캐소드를 가열하는데 이용되도록 하여 복사에너지의 손실을 최소로 줄여 캐소드에서 발생가능한 전자를 최대로 방출시킴으로써 전자렌지의 출력효율을 증가시키는 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 발진관의 히터 발열면적 최대구조체에 있어서,

   세라믹 소재로 제작되어 절연성을 갖춘 히터 호울더와,

   전압을 발생시키는 전원과,

   상기 전원에서 발생된 전압을 상기 히터에 전달하는 터미널과,

   상기 터미널을 통해 전달받은 전압에 의해 가열되는 상기 히터의 하부를 상단으로 지지하여 상기 히터에서 발생하는 복사에너지가 손실 없이 상기 캐소드로 전달되고, 상기 히터에서 발생하는 열에너지가 상기 히터 호울더로 전달되는 열이 최소가 되게 상기 히터와의 접촉 면적이 최소로 되는 다수의 앵커를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 히터 발열면적 최대구조체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 앵커의 상단은 요홈으로 되어 있어 상기 히터를 지지할 수 있는 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 히터 발열면적 최대구조체.