KR20000043257A

KR20000043257A - 전자렌지용 초고주파 발진관의 캐소드 결합구조

Info

Publication number: KR20000043257A
Application number: KR1019980059610A
Authority: KR
Inventors: 엄성진
Original assignee: 전주범; 대우전자 주식회사
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-07-15

Abstract

본 발명은 전자렌지용 초고주파 발진관의 캐소드 결합구조에 관한 것으로,외주면에 형성한 플랜지부(55)에 의해 애노드(146)의 하부에 결합되는 원통형상의 캐소드 플랜지(50)와; 상기 캐소드 플랜지(50)의 주연 하부에 결합되며, 내주면 상부에는 환형돌기(61)를 형성한 캐소드 하우징(60)과; 상기 캐소드 하우징(60)의 환형 돌기(61)에 의해 하부가 지지되며, 중심부에는 원형 통공(31)을 형성한 원반형상의 캐소드(30)와; 상기 캐소드(30)의 하부에 결합되어 외부로부터 공급된 전원에 의해 발열하여 캐소드(30)를 가열시키도록 한 히터(40)와; 캐소드 하우징(60)의 내주면에 결합되어 상기 히터(40)의 하부를 지지하며, 상부에는 캐소드(30)의 원형 통공(31)으로 삽입되는 원통부(75)를 형성한 히터 브래킷(70)으로 이루어진다.

이와 같은 본 발명은 열전자를 방출시키는 캐소드(30)와 상기한 캐소드(30)를 가열시키는 히터(40)를 분리하여 간접가열 방식에 의해 열전자를 방출시킴으로써 열전자의 방출에 충분한 전류밀도를 확보할 수 있는 한편, 열전자의 방출이 균일하게 이루어진다.

Description

전자렌지용 초고주파 발진관의 캐소드 결합구조

본 발명은 전자렌지의 초고주파 발진관에 관한 것으로, 상세하게는 열전자를 방출시키는 캐소드와 상기한 캐소드를 가열시키는 히터를 분리하여 간접가열 방식에 의해 열전자를 방출시킴으로써 열전자의 방출에 충분한 전류밀도를 확보할 수 있는 한편, 열전자의 방출이 균일하게 이루어지도록 구성한 것이다.

일반적으로 전자렌지에서는 초고주파를 음식물에 조사함으로써 음식물중에 함유된 물분자의 병진운동에 따른 마찰열을 이용하여 유전가열에 의해 음식물을 조리하게 되며, 이러한 전자렌지의 내부에는 초고주파 발진관으로서 4㎸의 고전압으로 동작하는 마그네트론(magnetron)이 구비된다.

상기한 마그네트론은 초고주파를 발생시키는 일종의 2극 진공관으로, 도 1과 같이 전원이 입력되도록 한 입력부와, 극초단파가 외부로 방출되는 출력부로 이루어지며, 콘덴서(11) 및 코일(12) 등으로 구성된 입력부에 전원을 인가하면 캐소드(1)의 필라멘트로부터 생성된 열전자가 원통형의 애노드(2)의 내벽에 결합된 복수의 베인(3) 선단과 필라멘트 사이의 작용 공간(4)으로 방출되며, 이 작용 공간(4)에는 캐소드(1)와 애노드(2)를 구성하는 베인(3) 사이에 4㎸의 고전압이 인가되어 상기한 작용 공간(4)에 전계를 형성시킨다.

이때, 상기한 공간(4)에는 자석(5) 및 자극(6)으로 구성되는 자기회로가 구비됨으로써 열전자에 자계를 인가하는 한편, 이에 따라 열전자가 싸이클로이드(cycloid ) 운동을 한다.

계속해서 이러한 운동에 따라 발생한 에너지를 베인(3) 및 스트랩(8)에 전달하여 베인(8)에 접속된 안테나(7)와 에이 세라믹(9) 및 에이 씰(10) 등으로 구성된 출력부를 통해 조리실로 전달함으로써 음식물에 대한 해동이나 조리가 이루어지도록 한다.

이와 같은 마그네트론은 캐소드(1)에서 열전자가 방출되면 전계 및 자계의 영향으로 전자가 가속되어 선회운동을 하면서 애노드(2)로 이동하며, 이러한 과정에서 애노드(2)의 표면에 고주파 전류를 형성하고, 공진 주파수 f= 와 같이 베인(3) 사이에 작용하는 'L' 및 'C' 값에 의해 공진 주파수를 결정하여 소정의 공진 조건을 만족할 때 마이크로파, 즉 초고주파를 발생시킨다.

여기에서 상기한 캐소드(1)는, 외부로부터 전원이 공급될 경우 발열과 함께 열전자의 방출이 이루어지게 되는데, 이와 같이 전원의 공급에 따라 발열하는 히터와 열전자가 방출되는 캐소드가 일체로 형성된 직접 가열식 캐소드에서는 열전자의 방출과정에서 충분한 전류밀도를 얻기가 곤란하며, 이와 함께 균일한 전자방출이 이루어지지 않는 등의 문제점이 따른다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 기술적 과제는 열전자를 방출시키는 캐소드와 상기한 캐소드를 가열시키는 히터를 분리하여 간접가열 방식에 의해 열전자를 방출시킴으로써 열전자의 방출에 충분한 전류밀도를 확보할 수 있는 한편, 열전자의 방출이 균일하게 이루어질 수 있는 수단을 제공하는데 있는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는, 전자렌지용 초고주파 발진관에 있어서,

외주면에 형성한 플랜지부에 의해 애노드의 하부에 결합되는 원통형상의 캐소드 플랜지와;

상기 캐소드 플랜지의 주연 하부에 결합되며, 내주면 상부에는 환형돌기를 형성한 캐소드 하우징과;

상기 캐소드 하우징의 환형 돌기에 의해 하부가 지지되며, 중심부에는 원형 통공을 형성한 원반형상의 캐소드와;

상기 캐소드의 하부에 결합되어 외부로부터 공급된 전원에 의해 발열하여 캐소드를 가열시키도록 한 히터와;

캐소드 하우징의 내주면에 결합되어 상기 히터의 하부를 지지하며, 상부에는 캐소드의 원형 통공으로 삽입되는 원통부를 형성한 히터 브래킷으로 이루어진 것을 특징으로 특징으로 하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 캐소드 결합구조를 제공함으로써 달성된다.

이하, 본 발명에 의한 전자렌지용 초고주파 발진관의 캐소드 결합구조를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다.

도 1은 통상적인 구조를 갖는 전자렌지용 마그네트론의 일례를 도시한 개략 단면 구조도,

도 2는 본 발명의 분해 사시도,

도 3은 본 발명의 결합된 상태를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명을 적용한 초고주파 발진관의 단면 구조도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

30 : 캐소드 31 : 원형 통공

40 : 히터 50 : 캐소드 플랜지

55 : 플랜지부 60 : 캐소드 하우징

61 : 환형 돌기 70 : 히터 브래킷

75 : 원통부 146 : 애노드백 봉

도 2는 본 발명의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 결합된 상태를 도시한 단면도로서, 본 발명에 의한 전자렌지용 초고주파 발진관의 캐소드 결합구조는, 열전자를 방출시키는 캐소드(30)와, 외부로부터 공급된 전원에 의해 발열하는 히터(40)를 분리시켜 간접 가열에 의해 캐소드(30)로부터 열전자의 방출이 이루어지도록 구성한 것으로, 원통형상의 캐소드 플랜지(50), 캐소드 하우징(60), 캐소드(30) 및 히터(40)와 히터 브래킷(70)을 주요구성으로 하여 이루어진다.

여기에서 원통형상의 캐소드 플랜지(50)는 외주면에 형성한 플랜지부(55)에 의해 애노드의 하부에 결합되어 캐소드 하우징(60) 및 캐소드(30)와 히터(40)를 지지하며, 플랜지부(55)의 내측에는 고정나사가 삽입되도록 관통공(55A)이 방사상으로 형성된다.

그리고, 상기한 캐소드 플랜지(50)의 주연 하부에 결합되어 캐소드(30)를 고정시키도록 한 캐소드 하우징(60)은 캐소드 플랜지(50)의 내경과 동일한 외경을 갖는 원통형상으로 형성되며, 내주면 상부에는 환형돌기(61)가 형성됨에 따라 내주면을 통해 삽입된 캐소드(30)의 하강을 방지한다.

한편, 상기한 캐소드 하우징(60)의 내주면에 형성한 환형 돌기(61)에 의해 하부가 지지되며, 중심부에는 원형 통공(31)을 형성한 원반형상의 캐소드(30)는 외부로부터 전도된 열에 의해 열전자를 방출시키게 되는데, 본 실시예에서는 상기한 캐소드(30)를 텅스텐 스폰지(Tungsten sponge)로 구성하여 950 내지 1150℃의 동작온도와 5A/㎠의 전류밀도를 갖도록 하며, 특히 고온강도가 우수한 텅스텐을 소재로 함으로써 고온에 장시간 노출될 경우에도 성능의 저하를 방지한다.

계속해서 상기한 캐소드(30)의 하부에 결합되어 외부로부터 전달된 전원에 의해 발열하여 상기한 캐소드(30)를 가열시키는 히터(40)는 원판형상을 갖는 고정판(41)의 상부에 고정부착되며, 하부에는 히터 브래킷(70)이 결합된다.

상기한 히터 브래킷(70)은 히터(40)를 포함한 캐소드(30)를 고정지지 하도록 한 것으로 캐소드 하우징(60)의 내주면에 결합되어 히터(40)의 하부를 지지하며, 상부에는 캐소드(30)의 원형 통공으로 삽입됨에 따라 캐소드(30)를 고정시키도록 한 원통부(75)가 형성된다.

한편, 캐소드 플랜지(50) 및 캐소드 하우징(60)과 히터 브래킷(70)등은 히터(40)의 발열과정에서 상기한 히터(40)의 고열이 직접 전달되므로 탄탈륨(Tantalum)이나 몰리브덴(Molybdenum)과 같이 고온강도가 우수한 금속을 소재로 하여 구성한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용을 설명하면, 본 발명에 의한 전자렌지용 초고주파 발진관의 캐소드 결합구조는, 외부로부터 공급된 전원에 의해 발열하는 히터(40)와, 상기한 히터(40)의 발열에 따라 가열되어 열전자를 방출시키는 캐소드(30)를 분리함으로써 간접 가열에 의해 캐소드(30)로부터 열전자의 방출이 이루어지도록 한다.

그리고, 이와 같은 본 발명은 캐소드 플랜지(50)와 캐소드 하우징(60)을 레이저 용접 등에 의해 접합시키고, 상기한 캐소드 하우징(60)의 하부로부터 히터(40)가 안치된 히터 브래킷(70)을 결합시킨 다음, 캐소드 하우징(60)의 내주면 상부를 통해 캐소드(30)를 삽입하여 상기한 캐소드(30)의 하부가 캐소드 하우징(60)의 내주면에 형성된 환형 돌기(61)에 의해 지지되도록 함으로써 조립을 완료한다.

계속해서 전술한 과정에 따라 결합이 완료된 캐소드 조립체는 캐소드 플랜지(50)의 플랜지부(55) 내측에 형성된 관통공(55A)을 통해 고정나사를 체결시킴에 따라 애노드(146)의 하부에 결합시키게 된다.

상기한 바와 같이 결합된 본 발명은 전자렌지의 초기 동작과정에서 외부로부터 히터(40)에 전원이 공급되면 히터(40)가 발열함으로써 상기한 히터(40)의 상부에 안치된 캐소드(30)의 하부를 가열시키게 되며, 히터(40)로부터 전도된 열에 의해 캐소드(30)가 950 내지 1150℃의 온도범위로 가열되면 열전자를 방출시키며, 히터(40)가 과열될 경우에는 도시 안된 온도조절기의 동작에 따라 전원의 공급이 차단됨으로써 캐소드(30)를 일정한 동작온도범위내에서 가열시키도록 한다.

또한, 이러한 과정에서 방출된 열전자는 통상적인 구조를 갖는 전자렌지용 초고주파 발진관에서와 같이 전계 및 자계의 영향으로 전자가 가속되어 선회운동을 하면서 캐소드(30)의 상부에 결합된 애노드(146)로 이동하며, 이러한 과정에서 애노드(146)의 표면에 고주파 전류를 형성하는 한편, 공진 조건에 따라 초고주파를 발생시킨다.

특히, 이러한 과정에서 본 발명은 열전자의 방출이 이루어지는 캐소드(30)와, 외부로부터 공급된 전원에 의해 상기한 캐소드(30)를 가열시키도록 한 히터(40)가 분리됨에 따라 열전자의 방출에 충분한 전류밀도와 열전자의 방출이 원활히 이루어지는 소재를 이용할 수 있으며, 이와 함께 히터(40)의 열이 캐소드(30)에 균일하게 전도되므로 열전자의 방출에 충분한 전류밀도를 확보할 수 있으며, 열전자의 방출이 균일하게 이루어진다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 전자렌지용 초고주파 발진관의 캐소드 결합구조는, 열전자를 방출시키는 캐소드(30)와, 외부로부터 공급된 전원에 의해 발열되어 상기한 캐소드(30)를 가열시키는 히터(40)를 분리하여 간접가열 방식에 의해 열전자를 방출시킴으로써 열전자의 방출에 충분한 전류밀도와 열전자의 방출이 원활히 이루어지는 소재를 이용할 수 있는 동시에, 히터(40)의 열이 캐소드(30)에 균일하게 전도된다.

따라서, 본 발명은 열전자의 방출에 충분한 전류밀도를 확보할 수 있으며, 열전자의 방출이 균일하게 이루어짐으로써 초고주파 발진관의 효율을 높일 수 있으며, 이와 함께 고온강도가 우수한 소재에 의해 캐소드 조립체를 구성함에 따라 장시간의 사용시에도 성능의 저하와 수명의 단축을 방지할 수 있는 등의 많은 효과를 얻을 수 있다.

Claims

전자렌지용 초고주파 발진관에 있어서,

외주면에 형성한 플랜지부(55)에 의해 애노드(146)의 하부에 결합되는 원통형상의 캐소드 플랜지(50)와;

상기 캐소드 플랜지(50)의 주연 하부에 결합되며, 내주면 상부에는 환형돌기(61)를 형성한 캐소드 하우징(60)과;

상기 캐소드 하우징(60)의 내주면에 형성한 환형 돌기(61)에 의해 하부가 지지되며, 중심부에는 원형 통공(31)을 형성한 원반형상의 캐소드(30)와;

상기 캐소드(30)의 하부에 결합되어 외부로부터 공급된 전원에 의해 발열하여 캐소드(30)를 가열시키도록 한 히터(40)와;

캐소드 하우징(60)의 내주면에 결합되어 상기 히터(40)의 하부를 지지하며, 상부에는 캐소드(30)의 원형 통공(31)으로 삽입되는 원통부(75)를 형성한 히터 브래킷(70)으로 이루어진 것을 특징으로 특징으로 하는 전자렌지용 초고주파 발진관의 캐소드 결합구조.