KR200327175Y1 - 저전압 구동 초고주파 발진관의 그리드 조립체결합구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 저전압 구동 초고주파 발진관의 그리드 조립체 결합구조에 관한 것으로, 중심부에는 입력 캐비티(100)의 외곽과 동일한 직경을 갖는 원형 절개공(21)을 형성하고, 상부에는 상기 제 1그리드(134)의 하부를 지지하도록 환형 돌출부(25)를 형성한 제 1그리드 홀더(20)와, 스페이서(40)에 의해 지지되어 상기 제 1그리드 홀더(20)의 상부에 결합되며, 내주면에는 출력 캐비티(110)의 외곽과 동일한 직경을 갖는 원형절개공(31)을 형성하고, 하부에는 상기 제 2그리드(142)가 부착된 원반 형상의 제 2그리드 홀더(30)로 이루어진다.

그러므로 이와 같은 본 고안은, 제 1그리드 홀더(20) 및 제 2그리드 홀더(30)의 결합에 따라 입력 캐비티(100) 및 출력 캐비티(110)가 정확히 확보됨으로써 입력 캐비티(100) 및 출력 캐비티(110)에서 그리드 조립체에 의한 간섭부분이 삭제되어 입력 주파수 및 출력 주파수의 변화를 방지할 수 있으며, 이에 따라 공진주파수의 발생이 정확히 이루어진다.

Description

저전압 구동 초고주파 발진관의 그리드 조립체 결합구조

본 고안은 전자렌지의 초고주파 발진관에 관한 것으로, 상세하게는 그리드 조립체를 구성하는 제 1그리드 홀더 및 제 2그리드 홀더의 중심부에 입력 캐비티의 외곽 및 출력 캐비티의 외곽과 동일한 직경을 갖는 원형 절개공을 형성하여 초고주파가 발생하는 입력 캐비티 및 출력 캐비티에서 그리드 조립체에 의한 간섭부분을 삭제함으로써 입력 주파수 및 출력 주파수의 변화를 방지하는 한편, 이에 따라 공진주파수가 정확히 발생하도록 구성한 것으로, 특히 저전압 구동 초고주파 발진관에 적합하도록 구성한 그리드 조립체 결합구조에 관한 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.

그런데, 상기한 구조로 이루어진 전자렌지용 마그네트론은 4㎸ 정도의 고전압에 의해 동작함으로써 주변기기로서 고압 트랜스 및 고압 다이오우드 등이 필수적으로 구비되어야 하며, 이와 함께 자기장에서의 전자운동에 의한 공진 방식을 채용함에 따라 자석을 필요로 함으로써 고중량을 갖는 동시에 제작에 많은 비용이 소모된다.

한편, 상기한 바와 같이 고전압에 의해 구동하는 마그네트론의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 출원인에 의해 선출원된 대한민국 특허출원 제 97-36327호가 알려져 있는데, 이와 같은 특허출원 제 97-36327호는 교류 120V 또는 220V의 상용전원을 500∼700V의 직류 전원으로 승압시킨 전원 발생부로부터 직류전원이 인가되어 초고주파를 발생시키도록 한 것이다.

이와 같은 본 발명은, 도 2와 같이 히터(120)의 상부에 위치한 캐소드(132)가 히터(120)의 발열에 따라 가열되면 열전자를 방출하게 되며, 이와 같이 히터(120)의 발열에 따라 방출된 열전자는 캐소드(132)와 제 1그리드(134)의 사이에 가해진 직류 50 내지 100V의 바이어스 전압에 의해 집속되어 제 2그리드(142)를 통과한다.

그리고, 이러한 과정에서 열전자는 애노드(146)와 캐소드(132) 사이에 인가된 직류 500 내지 700V의 동작전압과의 전위차에 의해 가속되어 애노드(146)와의 사이에 표면전류가 유도되어 마이크로파를 형성하는 한편, 이러한 과정에 따라 형성된 마이크로파가 애노드(146) 중앙의 안테나(150)를 통해 방사되며, 이와 함께 입출력 캐비티(130)(140) 사이의 중앙부에는 출력 캐비티(140)에 형성된 마이크로파의 일부를 입력 캐비티(140)로 피이드백 시키는 피이드백 봉(160)이 설치되어 마이크로파의 파워를 증폭하고 공진시킨다.

특히, 이와 같은 저전압 구동 초고주파 발진관은, 4㎸의 고전압으로 동작하는 종래의 마그네트론과 달리 동작전원이 500 내지 700V의 저전압인 관계로 별도의 승압트랜스없이 승압이 가능하여 구조를 단순화하는 동시에 제품의 안전성을 높이고, 제품에 대한 경량화가 가능한 한편, 저렴한 가격에 의해 양산이 가능하다는 등의 가시적인 효과를 기대할 수 있었다.

한편, 상기한 저전압 구동 초고주파 발진관은 간접 가열방식에 의해 열전자를 방출시킴에 따라 히터(120)와 캐소드(132)가 각각 독립된 구조를 갖게 되며, 이와 함께 히터(120)의 발열에 따라 열전자를 방출시키는 캐소드(132)의 상부에는 도 3에 도시한 바와 같이 원반형상을 갖는 제 1그리드(134) 및 제 2그리드(142)가 각각 결합된다.

여기에서 캐소드(132)의 상부에 결합된 제 1그리드(134) 및 제 2그리드(142)는 초박형으로 이루어진 한편, 제 1그리드(134) 및 제 2그리드(142)간의 단락을 방지하기 위해 일정한 간극을 유지한 상태로 배열되어야 한다.

그러므로, 상기한 제 1그리드(134) 및 제 2그리드(142)를 저전압 구동 초고주파 발진관과 결합시킬 경우에는 제 1그리드(134) 및 제 2그리드(142)의 외주면에 제 1그리드 홀더(135) 및 제 2그리드 홀더(143)를 각각 부착시켜 상기한 제 1그리드 홀더(135) 및 제 2그리드 홀더(143)에 의해 제 1그리드(134) 및 제 2그리드(142)가 각각 고정지지 되도록 하는 동시에 제 1그리드(134)와 제 2그리드(142)가 일정한 간극을 유지한 상태로 결합되도록 한다.

한편, 저전압 구동 초고주파 발진관에서는 입력 캐비티(130), 또는 출력 캐비티(140)의 내부공간에 간섭부위가 발생할 경우에는 상기한 간섭부위에 의해 입력 주파수 및 출력 주파수가 변화되는데, 상기한 종래의 저전압 구동 초고주파 발진관에서는 제 1그리드(134) 및 제 2그리드(142)와, 상기한 제 1그리드(134) 및 제 2그리드(142)의 고정을 위한 제 1그리드 홀더(135) 및 제 2그리드 홀더(143)로 이루어진 그리드 조립체의 일부가 입력 캐비티(130) 및 출력 캐비티(140) 내에 위치하는 관계로 입력 및 출력 캐비티에 변화가 따른다.

그러므로 종래의 저전압 구동 초고주파 발진관에서는 그리드 조립체에 의한 주파수 간섭에 따라 출력주파수 및 입력 주파수가 변화하고 공진주파수의 발생이 정확히 이루어지지 않는 관계로 전자렌지의 효율저하와 출력에 대한 제어가 원활히 이루어지지 않는 등의 문제점이 발생한다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 기술적 과제는 입력 캐비티 및 출력 캐비티로부터 그리드 조립체에 의한 간섭부분을 삭제함으로써 입력 주파수 및 출력 주파수의 변화를 방지하여 공진주파수의 발생이 정확히 이루어질 수 있는 수단을 제공하는데 있는 것이다.

상기한 바와 같은 본 고안의 기술적 과제는, 히터의 발열에 따라 열전자를 방출시키는 캐소드의 상부에 제 1그리드 및 제 2그리드를 각각 배열한 저전압 구동 초고주파 발진관에 있어서,

중심부에는 입력 캐비티의 외곽과 동일한 직경을 갖는 원형 절개공을 형성하고, 상부에는 상기 제 1그리드의 하부를 지지하도록 환형 돌출부를 형성한 제 1그리드 홀더와,

스페이서에 의해 지지되어 상기한 제 1그리드 홀더의 상부에 결합되며, 내주면에는 출력 캐비티의 외곽과 동일한 직경을 갖는 원형절개공을 형성하고, 하부에는 상기 제 2그리드가 부착되는 원반 형상의 제 2그리드 홀더로 이루어진 것을 특징으로 하는 저전압 구동 초고주파 발진관의 그리드 조립체 결합구조를 제공함으로써 달성된다.

이하, 본 고안에 의한 저전압 구동 초고주파 발진관의 그리드 조립체 결합구조를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다.

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

도 2는 종래의 저전압 구동 초고주파 발진관의 단면 구조도,

도 3은 종래의 저전압 구동 초고주파 발진관의 요부 상세도,

도 4는 본 고안에 의한 그리드 조립체의 분해 사시도,

도 5는 본 고안을 적용한 저전압 구동 초고주파 발진관의 요부 상세도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

20 : 제 1그리드 홀더 21,31 : 원형 절개공

25 : 환형 돌출부 30 : 제 2그리드 홀더

40 : 스페이서 100 : 입력 캐비티

110 : 출력 캐비티 120 : 히터

132 : 캐소드 134 : 제 1그리드

142 : 제 2그리드

도 4는 본 고안에 의한 그리드 조립체의 분해 사시도이고, 도 5는 본 고안을 적용한 저전압 구동 초고주파 발진관의 요부 상세도로서, 본 고안에 의한 저전압 구동 초고주파 발진관의 그리드 조립체 결합구조는, 제 1그리드(134)를 지지하는 제 1그리드 홀더(20)와, 상기한 제 1그리드 홀더(20)의 상부에 결합되며 하부에는 제 2그리드(142)를 부착시키도록 한 제 2그리드 홀더(30)를 주요구성으로 하여 이루어진다.

여기에서 원반형상을 갖는 제 1그리드 홀더(20)는 중심부에 입력 캐비티(100)의 외곽과 동일한 직경을 갖는 원형 절개공(21)이 형성됨으로써 상기한 제 1그리드 홀더(20)를 캐소드 플랜지(131)의 상부에 결합시킴에 따라 원형 절개공(21)의 내주면이 입력 캐비티(100)의 최외곽을 구성하게 되며, 상부에는 제 1그리드(134)의 결합공간을 제공하는 동시에, 상기한 제 1그리드(134)의 하부를 지지하는 환형 돌출부(25)가 형성된다.

그리고, 스페이서(40)를 개재하여 상기한 제 1그리드 홀더(20)의 상부에 결합되며 원반형상으로 이루어진 제 2그리드 홀더(30)는, 중심부에 출력 캐비티(110)의 외곽과 동일한 직경을 갖는 원형 절개공(31)이 형성됨으로써 상기한 제 2그리드 홀더(30)의 하부를 스페이서(40)에 의해 지지시킨 상태에서 제 1그리드 홀더(20)의 상부에 결합시킴에 따라 원형 절개공(31)의 내주면이 출력 캐비티(110)의 최외곽을 구성하게 되며, 하부에는 제 2그리드(142)가 부착된다.

한편, 상기한 제 1그리드 홀더(20) 및 제 2그리드 홀더(30)는 고정나사(45)가 삽입되도록 방사상으로 관통공(23,33)이 각각 형성되며, 이와 함께 제 1그리드 홀더(20) 및 제 2그리드 홀더(30)의 외주면에 대한 직경을 동일하게 형성함으로써 구조를 단순화하는 한편, 제 1그리드 홀더(20) 및 제 2그리드 홀더(30)의 조립위치를 용이하게 파악할 수 있도록 한다.

상기한 바와 같은 본 고안의 작용을 설명하면, 본 고안에 의한 저전압 구동 초고주파 발진관의 그리드 조립체 결합구조는, 제 1그리드(134) 및 제 2그리드(142)를 각각 고정시키는 동시에 상기한 제 1그리드(134) 및 제 2그리드(142)의 간극이 일정하게 유지되도록 지지한다.

특히, 이와 같은 본 고안은 제 1그리드(134)를 지지하는 제 1그리드 홀더(20)의 중심부에 입력 캐비티(100)의 외곽과 동일한 직경을 갖는 원형 절개공(21)이 형성됨으로써 상기한 제 1그리드 홀더(20)를 캐소드 플랜지(131)의 상부에 결합시키는 과정에서 상기한 원형 절개공(21)에 의해 입력 캐비티(100)가 정확히 확보된다.

또한, 제 2그리드(142)를 고정시키는 제 2그리드 홀더(30)는 스페이서(40)를 개재한 상태에서 고정나사(45)를 체결시킴에 따라 상기한 제 1그리드 홀더(20)의 상부에 결합한다.

이때, 상기한 제 2그리드 홀더(30)는 내주면에 출력 캐비티(110)의 외곽과 동일한 직경을 갖는 원형 절개공(31)이 형성된 관계로 스페이서(40)를 개재한 상태에서 상기한 제 2그리드 홀더(30)를 제 1그리드 홀더(20)의 상부에 결합시킴에 따라 원형 절개공(31)에 의해 출력 캐비티(110)가 정확히 확보된다.

따라서, 상기한 구조로 이루어진 본 고안은 입력 캐비티(100) 및 출력 캐비티(110)에 대한 간섭부분이 삭제됨에 따라 입력 캐비티(100) 및 출력 캐비티(130)를 정확히 유지할 수 있으며, 이에 따라 입력 주파수 및 출력 주파수의 변화를 방지하여 공진주파수의 발생이 정확히 이루어진다.

또한, 이와 함께 제 1그리드(134)를 지지하는 제 1그리드 홀더(20)와, 제 2그리드(142)를 지지하는 제 2그리드 홀더(30)가 동일한 직경을 갖는 관계로 제 1그리드(134) 및 제 2그리드(142)의 부착이 완료된 제 1그리드 홀더(20) 및 제 2그리드 홀더(30)의 조립과정에서 정면으로부터 제 1그리드 홀더(20) 및 제 2그리드 홀더(30)간의 돌출된 정도를 통해 정확한 결합위치를 설정할 수 있으므로 제 1그리드 홀더(20) 및 제 2그리드 홀더(30)의 조립을 신속하고 용이하게 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은, 그리드 조립체를 구성하는 제 1그리드 홀더(20) 및 제 2그리드 홀더(30)의 중심부에 입력 캐비티(100)의 외곽 및 출력 캐비티(110)의 외곽과 동일한 직경을 갖는 원형 절개공(21,31)을 형성하여 상기한 제 1그리드 홀더(20) 및 제 2그리드 홀더(30)의 결합에 따라 입력 캐비티(100) 및 출력 캐비티(110)가 정확히 확보되도록 한다.

그러므로, 본 고안은 입력 캐비티(100) 및 출력 캐비티(110)에서 그리드 조립체에 의한 간섭부분이 삭제되어 입력 주파수 및 출력 주파수의 변화를 방지할 수 있으며, 이에 따라 공진주파수의 발생이 정확히 이루어진다.

따라서, 전자렌지의 효율을 향상시킬 수 있으며, 이와 함께 출력에 대한 제어가 원활히 이루어지는 등의 많은 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 히터(120)의 발열에 따라 열전자를 방출시키는 캐소드(132)의 상부에 제 1그리드(134) 및 제 2그리드(142)를 각각 배열한 저전압 구동 초고주파 발진관에 있어서,

   중심부에는 입력 캐비티(100)의 외곽과 동일한 직경을 갖는 원형 절개공(21)을 형성하고, 상부에는 상기 제 1그리드(134)의 하부를 지지하도록 환형 돌출부(25)를 형성한 제 1그리드 홀더(20)와,

   스페이서(40)에 의해 지지되어 상기 제 1그리드 홀더(20)의 상부에 결합되며, 내주면에는 출력 캐비티(110)의 외곽과 동일한 직경을 갖는 원형절개공(31)을 형성하고, 하부에는 상기 제 2그리드(142)가 부착된 원반 형상의 제 2그리드 홀더(30)로 이루어진 것을 특징으로 하는 저전압 구동 초고주파 발진관의 그리드 조립체 결합구조.