KR100270747B1 - 고주파 가열장치 - Google Patents

Abstract

피가열물을 가열하는 고주파 가열장치에, 전자파를 방사하는 전자파 방사수단과, 그 전자파 방사수단이 방사한 전자파로 피가열물의 임의의 부위를 가열할 수 있는 국부가열수단과, 그 국부가열수단을 제어하는 제어수단을 설치하였다. 또, 국부가열수단을 보호하는 보호수단과 재치대, 또는 설정수단과 검출수단을 적절히 설치함과 동시에 설정수단과 검출수단에 따라 국부가열수단, 전자파 방사수단 또는 재치대를 제어하도록 하였다.

Description

[발명의 명칭]

고주파 가열장치

[기술분야]

본 발명은 식품 등의 피가열물을 가열하는 고주파 가열장치에 관한 것이다.

[배경기술]

대표적인 고주파 가열장치인 전자레인지는 종래에는 제1도 내지 제7도에 도시한 바와 같은 구성이었다.

제1도의 전자레인지는 턴테이블(1)을 사용한 일반적인 구성이다. 여기서는 전자파 방사수단으로서의 마그네트론(2)으로부터 나온 전자파는 도파관(3)을 통하여 전송되고, 가열실(4) 내에서는 가열실(4) 형상과 전자파가 가열실(4) 내에 방사되는 개구부(5)의 위치로 결정되는 정재파로 되어 분포되고, 식품(6)은 정재파의 전계성분과 식품(6)의 유전손실에 따라 발열한다. 식품의 단위체적당 흡수되는 전력 P[W/W³]는 가해지는 전계의 강도 E [V/m], 주파수 f [H_Z], 및 식품(6)의 비유전율 ε γ, 유전정접 tanδ에 의하여 (1)식으로 표시된다. 식품(6)의 가열분포는 대개 전자파의 정재파 분포에 의하여 결정되므로, 가열분포의 불균일을 억제하기 위하여 턴테이블(1)을 회전구동하여 동심원상의 가열분포의 균일화를 꾀하고 있다.

제1도 중, 19는 제어수단, 22는 모우터, 23은 중량센서, 27은 팬이다.

또, 다른 균일화의 수단으로서 가열실내에서 금속판의 일정회전에 의하여 전자파를 교반하는 스탤러방식이나, 제2도와 같이 도파관(3)으로부터 결합부(n)를 가진 회전도파관(방사부)(8)에서 전자파를 끌어내어 방사구(9)에 의하여 전자파를 방사하는, 말하자면 개구부자체를 일정회전시키는 것이었다. 이 경우, 회전도파관(8)은 가열실(4)의 바닥면상에 구성되고, 모우터(10)에 의하여 상시 일정회전하고 있으며, 가열실(4)은 그 바닥면 부분전체를 전자파가 투과하는 재료로된 커버(11)로 덮여 있다. 그러나, 실제는 턴테이블 타입의 것이 가장 많이 상품화되어 있다.

또, 복수의 개구부를 가짐으로써 전자파의 출구를 바꾸어 균일화를 꾀하는 것도 있다. 제3도는 2개의 개구부(5)를 가열실(4)의 벽면에 설치한 타입이다(특개 평4-319287호 공보).

또, 복수의 개구부를 구성하기 위하여 복수의 마그네트론과 복수의 도파관을 가진 것이 있다(특개 소61-181093호 공보, 특개 평4-345788호 공보).

또, 복수의 개구부를 구성하기 위하여 마그네트론은 1개이지만 복수의 도파관을 1개의 도파관으로부터 다방향으로 분기시키는 것이 있다(특개 소61-240029호 공보, 실개 평1-129793호 공보).

또, 제4도와 같이 복수의 개구부(5)에 대향하는 위치에서 2개의 부도파관(13)의 단면(14)을 움직여, 외견상 전자파가 나오기 쉬운 개구부(5)를 바꾸어 균일화를 꾀하는 것도 있다(특개 소5-74566호 공보).

또, 제5도와 같이 복수의 개구부(5)를 가진 단일한 도파관(3)내에서 금속부(12)를 움직임으로써 외견상 전자파가 나오기 쉬운 개구부(5)를 바꾸어 균일화를 꾀하는 것도 있다(특개 평3-11588호 공보, 특개 평5-121160호 공보).

또, 제6도 및 제7도와 같이, 가열실의 상부와 하부에 복수의 개구부(5)를 가지며, 하부의 개구부(5)를 바꾸어 균일화를 꾀하는 것도 있다(실개 평1-129793호 공보).

또, 각종 센서로 식품(6)의 중량, 형상, 온도, 유전율, 가열실내의 온도·습도, 전계 등을 검출하여 피드백 제어를 하는 것이 실용화되어 있다.

그러나, 상기 종래의 구성에서는 도파관과 가열실을 접속하여 전자파를 가열실내에 넣는 경우, 식품의 재질이나 형상마다 가열분포를 균일하게 하는 적절한 개구부의 위치가 다르고, 1개의 개구부에서 모든 식품을 균일하게 가열할 수는 없다는 문제점이 있었다.

예를 들면, 종래의 전자레인지에서 편평한 식품을 가열하면, 가장자리쪽부터 가열이 진행되고 중심은 차거운채로 있는 현저한 가열불균일이 일어나는 것이 일반적으로 알려져 있다.

또, 개구부의 위치에 의한 특징으로서 가열실 바닥면의 중앙부근에 개구부를 설치하는 경우, 식품의 바닥면이 가열되어 대류하는 액체상태의 식품이면 균일하게 가열될 수 있으나, 대류가 없는 고체상태의 식품은 바닥면만 온도가 올라간다는 문제점이 있었다. 이때, 턴테이블을 사용하면 동심원상의 가열분포의 균일화는 꾀할수 있으나, 아무리 턴테이블을 회전시켰더라도 회전중심에서 본 반경방향의 분포나 상하방향의 분포는 개선되지 않는다.

또, 스탤러나 회전도파관과 같이 전자파를 교반하는 것에 대해서는 회전에 맞추어 개구부가 바꾸어지는 이미지로 전계분포를 변화시키므로, 해동조리 등 될 수 있는 대로 전자파의 집중을 회피하고 싶은 메뉴로 다소 집중을 피하는 효과는 있다. 그러나, 식품에 의하지 않고 일정회전의 교반이므로, 어떠한 식품에 대해서도 1회전할 때마다 같은 전계분포의 반복으로 가열하기 때문에, 완전한 균일화는 될 수 없다.

또, 복수의 개구부를 가진 경우라도 다만 개구부를 동시에 개방하는 것만으로는 어떤 정해진 전계가 서고, 모든 식품의 가열분포를 균일화하기는 어려우며, 결과적으로 제1도의 전자레인지와 제3도의 전자레인지의 가열분포는 큰 차이가 없다. 결국 각 식품마다 적절한 개구부를 세밀하게 바꾸지 않는 한 사용자가 만족할 만한 완성상태로는 될 수 없는 것이다.

또, 복수의 마그네트론과 복수의 도파관을 가진 것은 각각의 마그네트론의 발진을 제어함으로써 전자파를 유도하는 도파관이 바뀐다. 이 때문에 전자파가 나오는 개구부도 바뀌게 되어 가열분포의 균일화에 약간은 유효하나, 마그네트론의 개수가 증가하면 고가격이 되고, 중량이 무거워 운반하기 어럽다는 문제점이 있다.

또, 마그네트론은 1개인데 복수의 도파관으로부터 다방향으로 분기시키는 것이 있으나, 전자파가 나오기 쉬운 개구부를 완전히는 바꿀수 없고, 전자파를 내고 싶지 않는 개구부로부터 어느 정도의 전자파가 나와버리는 문제점이 있었다. 또, 도파관에 요하는 판금재료가 대량으로 필요하게 되기 때문에 고가격이되어, 만들기 어려운 것 등의 문제점이 있었다.

그래서, 제4도와 같이 복수의 개구부(5)에 대향하는 위치에서 부도파관(13)의 단면(14)을 움직여 외견상 전자파가 나오기 쉬운 개구부(5)를 바꾸는 방법이 있는데, 이것은 가열분포의 균일화에 있어서는 약간은 유효하다. 다만, 실제의 구성을 고려하면 복수의 부도파관(13)이 차지하는 스페이스나 부도파관(13)의 단면(14)을 움직일 때의 전자파의 누설을 방지하는 복수의 시일드 구성의 스페이스가 필요하다. 따라서, 전자레인지 전체의 크기가 커지거나, 또는 전체의 크기에 대한 가열실 내부의 유효용적이 작아지는 문제점이 있었다. 사용자에 있어서는 전체의 크기가 커지면 놓는 장소에 곤란이 있고, 유효용적이 작아지면 작은 식품밖에 들어가지 않는다는 불만이 생긴다. 또 똑같이 전자레인지가 무거워져서 운반하기 어렵다는 문제점도 생긴다. 또, 시일드 구성을 포함한 부도파관(13)의 단면(14)을 복수개소에서 동작시키려면 상당한 전력이 소비될 염려도 있다.

또, 제5도와 같이 복수의 개구부(5)를 가진 단일한 도파관(3)내에서 금속부를 움직여도 전자파가 나오기 쉬운 개구부(5)를 완전히는 바꿀수 없어서, 전자파를 내고 싶지 않는 개구부(5)로부터도 어느 정도의 전자파가 나와버리는 문제점이 있었다.

또한, 제1도 및 제3도 내지 제5도의 구성에서는 개구부(5)가 측면에만 있고, 개구부(5)로부터 식품(6)까지의 거리가 멀다.

개구부(5)로부터 식품(6)까지의 거리가 멀면 개구부(5)로부터 직접 식품(6)에 들어가는 전자파뿐만 아니라, 개구부(5)로부터 가열실(4)의 벽면 등에서 반사한 후에 식품(6)에 들어가는 전자파의 비율이 증가한다. 따라서, 이 경우 식품(6)의 가열분포는 가열실(4)의 크기나 식품(6)이 놓이는 위치나 식품(6)의 형상에 따라 크게 달라진다는 문제점이 있었다.

또, 똑같은 이유로 일반적인 식품(6)은 아무래도 주위가 가열되기 쉬워진다는 문제점이 있었다.

또한, 제6도나 제7도의 구성에서는 다른 종래의 구성에 비하면 가열분포를 균일하게 할 수 있다. 다만, 상부에서 항상 전자파가 나오고 있기 때문에 식품의 주위가 가열되기 쉽다는 점과, 하부의 1개의 개구부와 하부의 인접하는 개구와의 사이에 있는 부위를 가열할 수 없다는 문제점이 있었다.

여기서 제1도, 제3도 내지 제7도의 종래의 구성에 공통하다고 할 수 있는 것은 개구부(5)를 가진 부분밖에 전자파를 집중시킬 수 없어서, 가열불균일이 생길 가능성이 있다는 것이다.

또, 제3도, 제5도 내지 제7도의 구성에서는 마그네론(2)으로부터 개구부(5)까지의 거리에 대하여 설명되어 있지 않다.

통상, 전자파가 가열실(4)로 들어가기 쉬우냐 들어가기 어려우냐는 정합에 의하여 결정되고, 가열실(4)의 어디에 개구부(5)가 있느냐는 점과, 도파관(3)의 길이나 마그네트론(2)으로부터 개구부(5)까지의 거리등에 따라 변화한다. 특히 도파관(3)내로부터의 전자파가 나오기 쉬움은 전자파의 관내파장을 λg로 하여, λg/2의 주기로 변화한다. 따라서, 복수의 개구부(5)를 가진 경우 어느 개구부(5)로부터도 똑같이 전자파를 내기 위해서는 각각의 개구부(5)에 맞추어 정합을 조정하지 않으면 안된다는 문제점이 있었다.

만약, 분포를 길게하기 위해서만 개구부(5)의 위치를 결정하여 정합을 조정하지 않는다면, 가열실내에 전자파가 들어가기 어려워 가열효율이 떨어진다는 문제점을 가지고 있었다. 또한, 마그네트론(2)에의 반사파가 증가하므로, 온도가 상승하거나 불필요한 복사노이즈가 발생하거나 하는 것을 방지하기 위한 대책이 필요하게 되는 문제점을 가지고 있었다.

또, 센서로 식품의 상태를 검출하여 피드백제어를 하는 것으로는 중량센서, 습도센서, 온도센서, 전자계 검출센서, 증기검출센서, 알콜검출센서 등 가열초기의 상태나 가열초기부터의 상태변화를 검지하거나 또는 가열종료를 검지하는 것이 있었다. 다만 어느 센서도 가열의 분포를 검출하거나 가열불균일을 보정하도록 피드백 제어를 하는 것은 실용화되어 있지 않았다.

본 발명은 종래기술이 갖는 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것인데, 피가열물의 임의의 부위를 가열하여 여러 부위의 가열을 조함함으로써 전체의 가열분포를 균일하게 할 수 있는 고주파 가열장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또, 본 발명은 피가열물의 임의의 부위를 가열하여 가열하는 부위와 가열하지 않은 부위를 구별할 수 있는 고주파 가열장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또, 본 발명은 가열효율을 유지 또는 향상시켜 신뢰성을 더욱 높인 고주파 가열장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또, 본 발명은 피가열물의 임의의 부위를 설정한대로 또는 자동적으로 가열할 수 있는 고주파 가열장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

[발명의 개시]

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 고주파 가열장치는 전자파를 방사하는 전자파 방사수단과, 상기 전자파 방사수단이 방사한 상기 전자파로 피가열물의 임의의 부위를 가열할 수 있는 국부가열수단과, 상기 국부가열수단을 제어하는 제어수단을 구한 것을 특징으로 한다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 종래의 고주파 가열장치의 구성도.

제2도는 종래의 다른 고주파 가열장치의 구성도.

제3도는 종래의 또다른 고주파 가열장치의 구성도.

제4도는 종래의 또다른 고주파 가열장치의 구성도.

제5도는 종래의 또다른 고주파 가열장치의 구성도.

제6도는 종래의 또다른 고주파 가열장치의 구성도.

제7도는 제6도에 도시된 고주파 가열장치의 요부단면도.

제8도는 본 발명의 실시예 1의 고주파 가열장치의 구성도.

제9도는 제8도에 도시된 고주파 가열장치의 요부구성도.

제10도는 제8도에 도시된 고주파 가열장치에 설치된 회전도파관 및 그 구동부를 도시한 것으로서,

제10(a)도는 회전도파관의 평면도.

제10(b)도는 회전도파관과 구동부의 종단면도.

제10(c)도는 구동부에 설치된 캠과 스위치와의 걸어맞춤 상태도.

제11도는 제8도에 도시된 고주파 가열장치의 저면도.

제12도는 제8도에 도시된 고주파 가열장치의 가열실에 수용된 식품의 가열상태도.

제13도는 제12도에 도시된 상태에서 식품 및 회전도파관을 회전시켰을 때의 식품의 가열상태도.

제14도는 제12도와 제13도에 도시된 상태를 바꾼 경우의 식품의 가열분포를 도시한 특성도.

제15도는 식품에 대하여 회전도파관의 방사구를 45° 경사지게 한 경우의 식품의 가열상태도.

제16도는 식품에 대하여 회전도파관의 방사구를 45° 경사시킴과 동시에, 식품의 회전을 정지한 경우의 식품의 가열상태도.

제17도는 턴테이블의 저면도.

제18도는 본 발명의 실시예 2를 도시한 것으로서, 고주파 가열장치의 가열실의 횡단면도.

제19도는 본 발명의 실시예 3을 도시한 것으로서,

제19(a)도는 회전도파관의 평면도.

제19(b)도는 그 종단면도.

제20도는 본 발명의 실시예 4를 도시한 것으로서,

제20(a)도는 회전안테나의 평면도.

제20(b)도는 그 종단면도.

제21도는 본 발명의 실시예 5를 도시한 것으로서,

제21(a)도는 개구를 가진 차폐부재의 평면도.

제21(b)도는 그 종단면도.

제22도는 본 발명의 실시예 6을 도시한 것으로서,

제22(a)도는 고주파 가열장치의 가열실의 종단면도.

제22(b)도는 횡단면도.

제23도는 본 발명의 실시예 7의 고주파 가열장치의 구성도.

제24도는 제23도의 고주파 가열장치의 조작패널의 정면도.

제25도는 제23도의 고주파 가열장치에 있어서, 회전도파관의 방사구를 중앙으로 향한 경우의 횡단면도.

제26도는 제23도의 고주파 가열장치에 있어서 회전도파관의 방사구를 가열실 벽면으로 향한 경우의 횡단면도.

제27도는 종래의 고주파 가열장치에 있어서의 가열시간과 식품온도와의 관계를 도시한 특성도.

제28도는 본 발명의 고주파 가열장치에 있어서의 가열시간과 식품온도와의 관계를 도시한 특성도.

제29도는 본 발명의 고주파 가열장치에 있어서의 방사구의 방향을 바꾸는 타이밍을 도시한 특성도.

제30도는 본 발명의 실시예 8의 고주파 가열장치에 있어서의 가열시간과 식품습도와의 관계를 도시한 특성도.

제31도는 물의 유전손실의 온도특성도.

제32도는 종래의 고주파 가열장치를 사용하여 냉동식품을 해동할 때의 시간과 가열출력과의 관계를 도시한 특성도.

제33도는 제32도에 있어서의 가열출력을 바꾸는 타이밍을 도시한 특성도.

제34도는 본 발명의 고주파 가열장치를 사용하여 냉동식품을 해동할 때의 시간과 식품온도와의 관계를 도시한 특성도.

제35도는 제34도에 있어서의 가열출력을 바꾸는 타이밍을 도시한 특성도.

제36도는 제34도와 제35도에 있어서의 시간과 가열출력과의 관계를 도시한 특성도.

제37도는 본 발명의 실시예 9의 고주파 가열장치의 구성도.

제38도는 제37도에 있어서의 선 A-A' 에 따른 단면도.

제39도는 제38도에 있어서 회전도파관의 동작에 의한 전자파의 방향의 변화를 도시한 특성도.

제40도는 본 발명의 실시예 10의 고주파 가열장치의 구성도.

제41도는 제40도의 고주파 가열장치의 가열실 하부의 횡단면도.

제42도는 제40도 및 제41도의 구성에 있어서 회전도파관의 동작에 의한 전자파의 방향의 변화를 도시한 특성도.

제43도는 븐 발명의 실시예 11의 고주파 가열장치의 요부 종단면도인데, 회전도파관이 상승한 상태도.

제44도는 제43도에 있어서 회전도파관이 하강한 상태도.

제45도는 본 발명의 실시예 12의 고주파 가열장치의 구성도.

제46도는 제45도의 고주파 가열장치에 설치된 2개의 차폐판을 도시한 것으로서,

제46(a)도는 제1차폐판의 평면도.

제46(b)도는 제2 차폐판의 평면도.

제47도는 본 발명의 실시예 13의 고주파 가열장치의 구성도.

제48도는 제47도에 있어서의 선 B-B' 에 따른 단면도.

제49도는 제47도의 고주파 가열장치에 설치된 적외선 검출소자의 검출위치도.

제50도는 제17도의 고주파 가열장치의 블록도.

제51도는 제17도의 고주파 가열장치에 있어서 식품의 표면온도 변화와 식품이외의 부분의 온도변화를 도시한 특성도.

제52도는 제50도의 변형예를 도시한 블록도.

제53도는 본 발명의 실시예 14의 고주파 가열장치의 블록도.

제54도는 본 발명의 실시예 15의 고주파 가열장치의 구성도.

제55도는 제54도에 있어서의 선 F-F'에 따른 단면도.

제56도는 본 발명의 실시예 16의 고주파 가열장치의 구성도.

제57도는 제56도에 있어서의 선 G-G'에 따른 단면도로서,

제57(a)도는 제1 개구부를 차폐한 상태도.

제57(b)도는 제2 개구부를 차폐한 상태도.

제58도는 본 발명의 실시예 17의 고주파 가열장치의 블록도.

제59도는 제58도의 고주파 가열장치에 설치된 윤곽추출수단의 동작을 설명하는 온도특성도로서,

제59(a)도는 식품의 위치도.

제59(b)도는 X방향의 검출위치도.

제59(c)도는 Y방향의 검출위치도.

제59(d)도는 X방향의 검출위치와 Y방향의 검출위치의 합성도.

제60도는 실시예 18의 고주파 가열장치의 블록도.

제61도는 실시예 19의 고주파 가열장치의 블록도.

제62도는 본 발명의 실시예 20의 고주파 가열장치의 구성도.

제63도는 본 발명의 실시예 21의 고주파 가열장치의 요부 종단면도로서, 턴테이블이 상승한 상태도.

제64도는 제63도에 있어서, 턴테이블이 하강한 상태도.

제65도는 본 발명의 실시예 22의 고주파 가열장치에 설치된 턴테이블의 저면도.

제66도는 본 발명의 실시예 23의 고주파 가열장치의 요부 종단면도.

제67도는 본 발명의 실시예 24의 고주파 가열장치의 구성도.

제68도는 본 발명의 실시예 25의 고주파 가열장치의 요부단면도로서, 특히 전계의 분포상태도.

제69도는 본 발명의 실시예 26의 고주파 가열장치의 요부사시도.

제70도는 본 발명의 실시예 27의 고주파 가열장치의 요부구성도인데, 2개의 개구부의 한쪽이 차폐된 상태도로서,

제70(a)도는 그 종단면도.

제70(b)도는 그 평면도.

제71도는 제70도에 있어서 개구부의 다른쪽이 차폐된 상태도로서,

제71(a)도는 그 종단면도.

제71(b)도는 그 평면도.

제72도는 제70도의 고주파 가열장치에 있어서의 마그네트론의 동작점을 표시한 리케선도.

제73도는 고주파 가열장치의 고주파 출력의 변화를 도시한 특성도로서,

제73(a)도는 종래의 출력변화도.

제73(b)도는 본 발명의 출력변화도.

제74도는 본 발명의 실시예 28의 고주파 가열장치의 구성도.

제75도는 제74도에 있어서의 선 P-P'에 따른 단면도.

제76도는 본 발명의 실시예 29의 고주파 가열장치의 제75도에 대응하는 단면도.

제77도는 본 발명의 실시예 30의 고주파 가열장치의 제75도에 대응하는 단면도.

제78도는 실시예 28, 29, 30의 고주파 가열장치의 가열효율을 나타내는 특성도로서, 마그네트론에서 본 부하의 정합상태를 도시한 스미스차트.

제79도는 본 발명의 실시예 31의 고주파 가열장치의 구성도.

제80도는 제79도의 고주파 가열장치의 요부 종단면도로서, 시일부가 하강한 상태도.

제81도는 제80도에 있어서 시일부가 상승한 상태도.

제82도는 본 발명의 실시예 32의 고주파 가열장치의 요부사시도.

제83도는 제82도의 고주파 가열장치에 있어서 우유를 가열한 경우의 가열분포 불균일을 도시한 특성도.

제84도는 제83도의 최적조건에 있어서의 고주파 가열장치의 개략 종단면도.

제85도는 제82도의 고주파 가열장치에 있어서 냉동의 쇠고기 슬라이스육 100g을 해동한 경우의 가열분포 불균일을 도시한 특성도.

제86도는 제85도의 최적조건에 있어서의 고주파 가열장치의 개략 종단면도.

제87도는 제82도의 고주파 가열장치에 있어서 냉동의 쇠고기 슬라이스육 300g을 해동한 경우의 가열분포 불균일을 도시한 특성도.

제88도는 제87도의 최적조건에 있어서의 고주파 가열장치의 개략 종단면도.

제89도는 제79도 내지 제82도의 구성에 있어서 초기상태에 있어서의 적절한 개구부위치와 높이를 결정하는 시켄스를 도시한 플로우차트.

제90도는 고주파 가열장치의 내부의 전계를 시뮬레이션하기 위한 구성도.

제91도는 제1의 개구부만을 개방한 경우의 시뮬레이션 결과의 특성도로서, 제90도의 선 S-S'에서 절단한 사시도.

제92도는 제2의 개구부만을 개방한 경우의 시뮬레이션 결과의 특성도로서, 제90도의 선 S-S'에서 절단한 사시도.

제93도는 제90도의 고주파 가열장치내에서 가열되는 편평한 식품의 사시도.

제94도는 제1 개구부만을 개방한 경우의 시뮬레이션 결과의 특성도로서, 제93도의 선 U-U'에서 절단한 사시도.

제95도는 제2의 개구부만을 개방한 경우의 시뮬레이션 결과의 특성도로서, 제93도의 선 U-U'에서 절단한 사시도.

제96도는 도파관내의 전자파의 전파를 설명하기 위한 고주파 가열장치의 요부 종단면도.

제97도는 본 발명의 실시예 33의 고주파 가열장치의 구성도.

제98도는 제97도의 선 V-V'에 따른 단면도.

제99도는 제97도의 선 W-W'에 따른 단면도.

제100도는 제97도의 고주파 가열장치에 있어서 전계가 어떻게 굽혀지는 가를 도시한 특성도.

제101도는 어느 고주파 가열장치에 있어서, 벽면에 있는 개구부의 위치에 따라 전계의 서는 방식이 어떻게 변하느냐를 설명하기 위한 가열실의 단면도.

제102도는 개구부의 위치를 바꾼 경우의 제101도와 똑같은 도면.

제103도는 개구부의 위치를 다시 바꾼 경우의 제101도와 똑같은 도면.

제104도는 개구부의 위치를 다시 바꾼 경우의 제101도와 똑같은 도면.

제105도는 본 발명의 실시예 34의 고주파 가열장치의 가열효율을 나타내는 특성도로서, 마그네트론에서 본 정합상태를 도시한 스미스차트.

제106도는 접시위에 얹어놓은 복수의 만두(교자)의 평면도.

제107도는 종래의 고주파 가열장치에서 제106도의 만두를 가열한 경우의 온도 불균일을 도시한 특성도.

제108도는 본 발명의 고주파 가열장치에서 제106도의 만두를 가열한 경우의 온도불균일을 도시한 특성도.

제109도는 본 발명의 다른 고주파 가열장치에서 제106도의 만두를 가열한 경우의 온도불균일을 도시한 특성도.

제110도는 본 발명의 실시예 35의 고주파 가열장치의 횡단면도.

제111도는 본 발명의 실시예 36의 고주파 가열장치의 특성도로서, 제1의 개구부에서의 정합상태를 어긋나게 한 경우의 스미스차트.

제112도는 본 발명의 실시예 37의 고주파 가열장치의 횡단면도.

제113도는 제112도의 선 Y-Y'에 따른 단면도.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

제8도는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 고주파 가열장치의 단면 구성도이다.

대표적인 전자파 방사수단인 마그네트론(2)으로부터 나온 전자파는 도파부로서의 도파관(3), 급전실(15)을 통하여 가열실(4)내에 방사되어 가열실(4)내의 피가열물인 식품(6)을 가열한다. 도파관(3)내의 전자파는 급전실(15)내에 배치된 방사부인 회전도파관(8)에 의하여 식품(6)의 임의의 부위를 국부적으로 가열하는 것이다. 따라서, 도파관(3)과 회전도파관(8)을 합쳐서 국부가열수단(16)이라고 부르기로 한다. 회전도파관(8)은 전자파의 방사방향으로 지향성을 가지고 있으며, 회전함으로써 전자파의 방사방향을 바꾸어 국부적인 가열을 실현하는 것이다. 이 때문에 회전도파관(8)은 도파관(3)과 결합하여 전자파를 끌어내는 전자파 결합부로서의 결합부(7)를 도파관(3)과 급전실(15) (급전실(15)이 없는 경우에는 가열실(4))에 걸치는 구성으로하여, 끌어낸 전자파를 방사하는 방사구(17)를 가지고 있다.

또, 결합부(7)는 구동수단인 모우터(18)와 연결되고 모우터(18)에 의하여 회전가능하게 하여 결합부(7)를 중심으로 회전도파관(8)자체가 회전구동된다. 또한, 제어수단(19)이 모우터(18)를 제어함으로써 회전도파관(8)의 방사구(17)에 의한 전자파의 방향을 제어할 수 있어서, 국부적인 가열을 제어할 수 있다.

식품(6)은 임의의 부위를 가열하기 위하여 재치대(20)위에 있다. 재치대(20)는 금속제 전자파 차폐부가 있는 턴테이블(1)위에 구성된 전자파 투과부로서의 유리나 세라믹제의 접시(21)위에 놓이고, 재치대 구동수단인 모우터(22)에 의하여 일체로 회전구동된다. 이때, 제어부(19)는 모우터(22)의 회전구동과 동시에 식품(6)의 중량검출수단인 중량센서(23)로 식품(6)의 중량을 검출하여 그에 따른 제어(회전도파관(8)의 구동타이밍이나 가열출력이나 가열종료시간의 추정등의 제어)를 하고 있다. 또, 이 때의 재치대(20)의 회전중심은 가열실(4)의 바닥면의 중앙(24)에 있고, 일정회전에 의하여 회전방향의 가열의 균일화를 꾀하거나, 소정위치에서 정지, 감속시켜 국부가열하는 것이다. 한편, 회전도파관(8)의 회전의 중심은 가열실(4)의 바닥면의 중앙(24)으로부터 어긋난 위치에 있다. 식품(6)에 대하여는 방사구(17)의 방향에 따라 전자파의 방사방향이 달라지기 매문에, 식품(6)의 중앙을 가열하거나 주위를 가열하거나 바꿀 수 있어서, 말하자면 재치대(20)의 반경방향의 가열부위를 바꿀 수 있다. 따라서, 턴테이블(1)의 회전과 아울러 재치대(20)위의 임의의 위치를 가열할 수 있는 것이다.

여기서, 재치대(20)의 회전중심이 가열실(4)의 바닥면의 중앙(24)에 있으나, 이것에 의하여 재치대(20)의 사이즈를 크게할 수 있어서, 식품(6)에 대하여도 큰 식품을 얹어놓거나 많이 얹어놓거나 할 수 있다.

또, 재치대(20)의 중심과 회전중심은 일치하고 있고 회전중의 얹어놓은 면의 상하동을 제어하여 안정된 구동을 하고 있어서, 목표로 한 가열부위를 국부적으로 가열하기 쉽다. 그 뿐만 아니라 식품(6)의 진동이 생기지 않아 쏟아지거나 하지 않는다.

또한, 일반적인 전자레인지에서는 전자파가 입사하는 개구부를 덮기 때문에 가열실(4)쪽으로부터 전자파를 흡사하기 어려운 저손실의 재료로된 개구커버로 덮는 일이 많으나, 본 실시예에서는 급전실(15)을 덮도록 하여 국부가열수단(16)을 보호하기 위한 보호수단으로서 커버(25)를 구성하여 가열실(4)의 바닥면에 비하여 凹凸이 없도록 하고 있다.

다만, 본 실시예의 커버(25)는 종래의 개구커버와는 약간 취지가 다르므로 보충설명한다.

종래의 개구커버는 사용자가 손을 넣지 못하게 하거나 개구내에 오물이 고이지 않도록 하는 의미가 강하였다. 그러나 본 실시예에서는 식품을 국부가열하기 위하여 회전도파관(8)을 목표하는 대로 제어하여야 한다. 즉, 회전도파관(8)에 식품(8)의 찌꺼기가 비산하여 붙어서 잘 떨어지지 않게 되거나, 또 마찬가지로 식품(6)의 찌꺼기가 회전도파관(8)의 부근에 고여서 전자파를 흡수함으로써 목표대로의 부위를 가열할 수 없게 되는 것을 방지하는 것이다. 즉, 국부가열수단(16)에 의한 국부가열을 방해하지 않는 효과가 있다.

제어부(19)는 전술한 제어이외에도 식품(6)의 온도를 검출하는 온도분포 검출수단인 온도센서(26)에 의하여 식품(6)의 온도변화를 감시하거나, 마그네트론(2)으로부터의 전자파의 방사나 마그네트론(2) 냉각용의 팬(27)의 동작이나 각종의 히이터(28)의 동작을 제어한다.

일반적으로 히이터(28) 사용시에는 가열실(4)내의 온도가 300℃ 전후로 상승하므로, 접시(21)가 유리일때에는 내열온도에 한계가 있으므로, 금속의 접시에 바꾸어 넣는 경우가 많았다. 전자파의 가열과 히이터의 가열의 용도에 따라 접시(21)를 교환하는 수고가 드는 것을 생략하므로, 내열온도가 높은 세라믹 접시를 겸용하여 사용하는 경우도 있다.

온도센서(26)는 가열실(4)의 벽면의 개구(29)로부터 식품(6)의 온도를 검출하여, 가열분포를 검출하고 있으나 온도센서(26) 자체의 구성에 대하여 설명을 한다. 비접촉으로 온도를 검출하는 일반적인 온도센서(26)로서는 식품(6)으로부터 방사되는 적외선량을 전기신호로 변환하는 적외선 센서가 있다. 적외선 센서로서는 내부에 열접점과 냉접점을 가진 더모파일형이나 초퍼를 가진 초전형 등이 있는데, 본 발명에서는 어느 것을 채용하여도 좋다.

제9도는 마그네트론(2)과 회전도파관(8)의 위치관계를 도시한 요부구성도이다.

마그네트론(2)의 안테나(30)로부터 나온 전자파가 회전도파관(8)의 결합부(7)에 도달하는 거리(ℓ₁)는 도파관(3)내의 관내파장을 λg으로 하여 λg/2의 약정수배가 되도록 구성하고 있다. 왜냐하면, 도파관(3)내의 전자파는 강약을 주기적으로 반복하는 정재파가 되며, 그 파장이 λg에 일치한다. 또, 마그네트론(2)의 안테나(30)는 반드시 전계가 강하다. 따라서 상기 치수관계의 구성에 의하여 회전도파관(8)의 결합부(7)도 반드시 강한 전계가 되어, 도파관(3)내의 전자파를 도파관(3)의 바깥쪽으로 효율적으로 도출할 수 있는 것이다.

또, 마그네트론(2)의 안테나(30)로부터 도파관(3)의 단부(31)까지의 거리나 결합부(7)로부터 도파관(3)의 단부(32)까지의 거리를 λg/4의 약기수배(이 도면에서는 1배)로 하면, 더욱 도파관내에 안정된 정재파를 일으킬 수 있다.

왜냐하면, 만약 정재파가 일어난 경우에 전계의 강한 곳으로부터 λg/4의 기수배의 위치에서 전계가 약해지려고 하는 바로 거기에 마침 단면이 있기 때문이다.

또, 본 실시예에서는 회전도파관(8)이 회전하여도 항상 마그네트론(2)의 안테나(30)로부터 결합부(7)까지의 거리가 일정하여 안정된 정재파를 일으키는 효과가 있다.

또, 결합부(7)로부터 도출한 전자파는 결합부(7)로부터 방사구(17)를 통하여 가열실내에 방사되나 여기서의 거리(ℓ₂)는 지향성을 결정하는 요인이므로 필요에 따라 적절히 변경하면 된다. 다만, ℓ₂를 λg/2의 정수배로 하면 방사구(17)에서의 전계를 강하게 할 수 있어서, (1)식에서 방사구(17)에 식품(6)을 접근시켜 놓는 경우에 효율이 매우높다.

또한, 도면중의 ℓ₃, ℓ₄는 ℓ₃＞ ℓ₄로 하여 ℓ₃쪽을 향하여 전자파가 진행하기 쉽도록 하고 있고, 또한 ℓ₅를 λg/4의 약기수배로하여 더욱 ℓ₃쪽으로 진행하기 쉽게 하고 있다.

이 구성에 의하여 전자파의 방사방향을 제어하고 있다.

또한, 결국 마그네트론(2)의 안테나(30)로부터 방사구(17)까지의 거리가 항 상 일정하게 되므로, 그 사이의 인피던스도 항상 일정하게 되어 정합상태를 유지하 기 쉽고, 가열상태를 높게 유지하는 효과가 있다.

제10도는 회전도파관(8)의 요부구성도이다.

제10(a)도는 위에서 본 도면, 제10(b)도는 옆에서 본 단면도이다. 제10(a)도에서 ℓ₆는 진공중(흑은 공기중)의 전자파의 파장을 ℓ₀로하여,

로 함으로써 확실히 전자파를 방사시키고 있다. 실제는 여유를 두어 ℓ₆는 65mm 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또, 제10(a)도, 제10(b)도에 도시한 2개의 테프론제의 스페이서(33)와, 모우터(18)의 축(34)에 설치한 끼워맞춤부(35)에 의하여 회전도파관(8)은 3점에서 지지되어 안정된 회전을 할 수 있다.

스페이서(33)는 하향으로 곡면을 가지며, 미끄러지기 쉬운 구조이다. 다만, 스페이서(33)의 재질은 지지의 효과와 매끄러운 회전을 할 수 있는 것으로서 도전성이 없는 재질이면 무엇이라도 좋고, 만약 도전성이 있는 재질이라도 바닥부(36)와의 사이에서 스파크를 일으키지 않도록 연구(예컨대, 항상 바닥부(36)와 틈새가 없도록 밀착시키거나 하는 연구)하면 실현할 수 있는 가능성이 있다.

제10(c)도는 축(34)에 접속된 캠(37)과 위치검출수단으로서의 스위치(38)를 도시한 도면이다. 회전도파관(18)은 모우터(18)에 의하여 회전구동되나 캠(37)의 凸부(39)는 축(34)의 1회전마다 스위치(38)의 버튼(40)을 누르기 때문에 버튼(40)을 누른 후의 구동시간에 의하여 회전위치를 알 수 있어서, 전자파의 방사방향을 검출할 수 있음과 동시에 목표한 방향으로 제어할 수 있다. 제어수단(19)은 스위치(38)로부터의 신호에 의거하여 모우터(18)의 회전시간을 정하여 방사구(17)로부터의 전자파의 방사방향을 제어하고 있다. 물론, 모우터(18)의 회전제어에 대해서는 보다 정확한 위치제어나 회전속도를 바꾸는 등의 극히 세밀한 제어를 하는 경우에는 스테핑모우터를 사용하는 것을 생각할 수 있다.

그리고, 기준의 위치를 정해두어 가열개시시나 가열종료시에 그 기준의 위치까지 움직이도록 제어하여도 좋다.

가열개시시에 행하면 정밀하게 목표부위의 가열이 가능하고, 가열종료시에 행하면 다음의 가열시에 기준위치를 확인하는 수고를 생략할 수 있는 각각의 효과가 있다.

제11도는 본 실시예에 있어서의 고주파 가열장치의 요부구성도인데, 제8도의 가열실(4)바닥면을 아래쪽에서 본 도면이다. 급전실(15)이나 중량센서(23)와 공존할 수 있도록, 빈 공간에 히이터(28A, 28B, 28C)를 배치하고 있다.

또, 이를 위해서는 회전도파관(8) 형상을 작게하는 쪽이 바람직하다. 따라서 회전도파관(8)은 소형이고 또한 지향성이 높은 것이 좋다고 할 수 있다.

제12도 및 제13도는 본 실시예에 있어서의 고주파 가열장치의 요부단면구성도인데, 제8도의 단면을 도시한 것이고, 식품(6)의 위에서 본 도면이다. 회전도파관(8)의 지향성을 표시하기 위하여 편평하고 직방체인 형상으로 된 식품(6)을 접시(21)와 함께 일정회전시켜 회전도파관(8)을 도면의 위치에서 정지시킨채로 일정한 가열출력으로 가열하였을 때의 결과로서 가열부(41)를 표시하고 있다. 다만, 알기 쉽게 하기 위하여 실제는 접시(21)에 가려져 보이지 않는 곳도 실선으로 표시하고 있다. 방사구(17)의 방향(지향성)에 관하여 제12도는 접시(21)의 중앙방향이고, 제13도는 제12도에 비하여 180° 회전한 바깥쪽 방향의 도면이다.

제12도에서는 전자파(42)의 아래로부터의 방사에 의하여 가열부(41)가 식품(5)의 대략 중앙에 나타나고 있다.

제13도에서는 전자파(42)는 가열실(4) 벽면에서 반사한 후 식품(6)으로 들어가기 때문에 가열부(41)는 식품(6)의 가장자리(주위)에 나타나고 있다. 종래의 전자레인지에서는 대개의 경우, 전자파는 식품에 들어가기전에 가열실벽면에서 반사하므로, 제13도와 비슷한 결과가 된다.

제14도는 식품(6)의 가열분포를 도시한 것인데, 제12도와 제13도의 상태를 바꾼(방사구(17)의 방향을 적절한 비율로 바꾼)결과를 도시한 구성도이다. 가열부(41)가 식품(6)의 중앙과 주위에 나타나고 있어서, 종래의 전자레인지에 비하여 상당히 가열의 균일화를 꾀할 수 있는 것을 알 수 있다. 다만, 이때 가열되기 어려운 미가열부(43)가 중앙과 주위의 중간영역에 남아 있다. 따라서 이 부분을 국부가열하는 방법에 대하여 다음에 설명한다.

제15도 및 제16도는 본 실시예에 있어서의 고주파 가열장치의 요부단면구성도인데, 제12도 및 제13도와 마찬가지로 제8도의 단면을 도시한 것이다. 제14도에서 설명한 중간영역의 미가열부(43)를 가열하는 방법으로서 방사구(17)의 방향을 중앙방향(0°)과 바깥쪽방향(180°)의 사이의 어딘가에 선택하면 된다는 것은 쉽게 상상되나, 턴테이블이 일정회전으로는 실제로는 잘 되지 않는 것을 알게 되었다. 방사의 방향을 조금씩 바꾸어 실험하여도 중앙을 가열하지 않는 한 거의가 주위를 가열하게 되어 버린다. 예를 들면, 방사구(17)가 45°인 경우, 제15도와 같은 결과가 된다.

이 원인은 접시(21)가 일정회전이고 가열출력이 일정하다는 점이다.

왜냐하면, 식품(6)의 회전중에 순간적으로 중간영역을 가열할 수 있는 상태가 있었다 하더라도 그 이외의 때에는 식품(6)의 엣지를 가열하여버려 결국은 1주기의 평균으로서는 주위를 가열하게 되어버리는 것이다. 따라서, 중간영역의 가열을 위해서는 중간영역을 가열할 수 있는 상태를 지속하고, 다른 상태를 피하여야 한다는 것을 알 수 있다.

제16도는 접시(21)의 회전을 정지하고, 중간영역을 가열할 수 있는 상태를 지속하였을 때의 결과이다. 방사구(17)는 45°에서 식품(6)은 도면의 위치에서 정지하고 있으며, 제14도의 가열되기 어려운 미가열부(43)의 한쪽이 가열되고 있다. 또 미가열부(43)의 다른쪽의 가열을 위해서는 식품(6)을 다시 180° 움직이면 된다.

결국 이 식품(6)전체를 균일하게 가열하기 위해서는 제12도, 제13도, 제16도를 180° 움직이는 4종류의 동작이 필요하게 된다. 다만, 가열도중에 접시(21)의 회전을 완전히 정지시키지 않아도 중간영역을 가열할 수 있는 상태부근에서 감속시켜도 좋다.

그리고, 접시(21)를 일정회전 시킨채로 중간영역을 가열할 수 있는 상태에서의 가열출력을 다른 상태에서의 가열출력보다도 높게 하여도 좋다. 실제로는 중간영역을 가열할 수 있는 상태에서의 가열출력을 풀파워로하고, 다른 상태에서의 가열출력을 0으로 하거나 저하시키는 것을 생각할 수 있다.

또, 접시(21)의 회전과 가열출력의 제어를 조합하여도 좋다.

또, 이상에 의하여 임의의 위치를 국부가열하기 위해서는 회전도파관(8)과 접시(21)와 마그네트론(2)의 3개의 구성요소를 관련시켜서 제어하면 된다는 것이다.

제17도는 본 실시예에 있어서의 고주파 가열장치의 요부구성도인데 턴테이블(1)의 구성을 아래에서 본 도면이다. 히이터(28A, 28B, 28C)의 열에 견딜수 있게 하기 위하여 턴테이블(1)은 금속제이고, 고리(44, 45)와 샤프트(46, 47)와 축받이(48)로 이루어진다. 또 턴테이블(1)의 틈새의 회전방향의 거리(ℓ₇, ℓ₈)는 각각 전자파의 파장의 1/2이상의 길이를 가지고 있으며, 전자파가 쉽게 투과할 수 있는 구성 이다.

회전도파관(8)의 지향성에도 의하나 식품의 바닥면 중앙을 가열하기 위해서는 제17도의 ℓ₈과 같이 바닥면 중앙근방의 개구가 필요하고, 또 식품의 주위를 가열하기 위해서는 ℓ₇과 같이 주위의 개구가 필요하다. 그리고, 턴테이블(1)의 재질을 세라믹 등의 전자파를 흡수하기 어럽고, 또한 투과성이 있는 재질로 구성하면 개구를 설치할 필요가 없는 것은 명백하다.

그 때문에, 아래 히이터(28A, 28B, 28C)에 견딜수 있는 재질을 선택하거나, 아래 히이터(28A, 28B, 28C)의 대신에 바닥면쪽의 온도를 많이 올리지 않더라도 되는 히이터(열풍순환식의 히이터)를 사용함으로써 전자파 투과성이 있는 재질을 사용하는 것도 가능하게 된다.

제18도는 실시예 2이다.

가열실(4)의 코너부분에 회전도파관(8)을 구성함으로써 회전도파관(8)의 치수를 약간 크게 하거나 하는 자유도가 증가하는 효과가 있다.

다만, 방사구(17)의 구동범위는 제18도와 같이 가열실(4)바닥면의 안쪽만으로 하고 있다. 만약 가열실(4) 바닥면의 바깥쪽에까지 미치는 구성으로 하면, 고주파 가열장치 전체의 크기가 커져버리는 문제점과, 외부로 전자파가 새어나가지 않는 연구가 별도로 필요하게 되는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 방지하기 위하여 상기 구성으로 하고 있다.

제19도는 실시예 3이다. 이것은 회전도파관(8)의 형상을 바꾸어 똑같은 효과를 내는 예인데, 제19(a)도는 회전도파관(8)의 단면이 4방향 모두 굽혀져 있고, 전자파는 개구(49)로부터 방사된다. 각각의 굽혀진 단부는 원형으로 되어 있어서 스파크를 방지하는 효과를 높인다.

이 경우는 실시예 1과 비교하면 전자파가 개구(49)의 바로위에 방사되는 경향이 있다.

또, 내부공간(50)은 도파관이라고 생각할 수 있다.

따라서, 결합부(7)로부터 단면까지의 거리(ℓ₅)와. ℓ₉+ ℓ₁₀은 각각 λg/4의 약기수배의 거리로하여, 안정되게 정재파를 일으키고 있다.

다음에, λ₉를 λg/4의 약기수배로 하여, ℓ₁₀을 λg/2의 약기수배로 하면 더욱 안정된 정재파를 일으키는 효과가 있다.

이것은 제19(b)도를 사용하여 설명한다. 이것은 어느 순간의 전계를 일으키는 방법을 도시한 도면이다. 실제는 주파수 역수의 주기로 반전을 반복하는 것이다. 첫째로 실화살선은 대표적인 전계(51a)의 방향을 표시하고 있고, 내부공간(50)내에 정재파로서의 3개의 산(전계의 배)을 가지고 있다. 둘째로 개구근방에서는 실화살선의 전계(51b)가 일어나고, 이 때문에 개구(49)의 상부에서 개구(49)를 끼워넣듯이 강한 전계(51c)가 야기된다.

이상의 두가지는 상술한 치수관계를 충족시키기 때문에 동시에 일어나고 있으며, 정재파를 흐트리지 않고 개구(49)로부터의 전자파의 방사를 실현할 수 있는 효과가 있다.

제20도는 실시예 4인데, 회전도파관 대신에 회전안테나를 사용한 구성이다.

결합부(7)와 연결된 도전성을 가진 판체(53)(구체적으로는 철이나 스테인레스)가 지향성을 가져서 똑같은 효과를 기대할 수 있다.

제21도는 실시예 5인데, 개구를 막는 곳을 바꾸는 구성이다.

결합부(7)와 연결된 도전성을 가진 판체(54)에 개구(55)를 가짐과 동시에 그이외의 부분을 차폐하는 것이다.

따라서, 개구(55)에 의하여 지향성을 가져서 똑같은 효과를 기대할 수 있다. 기타의 구성이라도 지향성을 가지는 것이면 똑같은 효과를 기대할 수 있다. 다만, 실시예 4와 실시예 5의 구성에서는 목표대로의 지향성을 갖게 하는 것이 실시예 1∼3 만큼 용이하지 않다. 그 대신에 굽히지 않아도 되는 등 구조자체가 간단해지는 효과가 있다.

제22도는 실시예 6이다.

여기서는 재치대(20)를 유리제의 접시(21)와 로울러링(56)으로 구성하여, 凹부(57)를 가지며, 다른부품의 축(58)과 끼워맞추어 로울러링(56)으로 지지하면서 회전시키는 구성이다.

제22(a)도는 단면도, 제22(b)도는 로울러링을 위에서 본 요부구성도이다. 로울러링(56)은 링(59)과 3개의 로울러(60)를 가지며, 쌍방이 모두 전자파가 투과하는 재료로 구성하고 있다.

이상에 의하여 회전도파관(8)에서 나온 전자파는 방해되지 않고 식품(6)으로 들어간다.

따라서, 목표한 국부를 가열하기 쉬운 효과가 있다. 또, 도시하지는 않았으나 로울러가 스무스하게 움직이고 또한 위치어긋남이 생기지 않도록 통과로가 되는 가열실 바닥면을 오목하게 해둔다.

제23도 내지 제29도에 실시예 7을 도시하였다. 먼저, 제23도는 회전도파관(8)을 가열실(4)내에 돌출시키고 있다. 이 경우. 커버(25)는 회전도파관(8)을 보호하도록 상자형으로 구성되어 있다.

이 구성에서 가열실(4) 바닥면 아래의 치수를 작게할 수 있는 효과가 있음과 동시에 가열실(4)내의 유효용적이 작아지는 문제점이 있다.

또, 본 실시예에서는 형상검출수단인 광센서(61, 62)를 가지며, 발광부(61)로부터의 빛을 수광부(62)가 수신하였느냐 아니냐에 의하여 식품(4)의 형상을 판별할 수 있다.

만약, 식품(6)의 온도가 접시(21)의 온도와 같은 경우 온도센서(26)에서는 식품(6)이 존재하는 영역을 즉시는 판별할 수 없으나, 광센서(61, 62)나, 중량센서(23)의 정보로 가열전에 식품(4)이 존재하는 영역을 결정하는 것이 가능해진다.

따라서, 식품(4)이 존재하는 영역만을 국부가열하면, 식품(4)이 없는 부분을 가열하는 낭비가 없어져 효율화를 꾀할 수 있다.

또, 이 경우 사용자가 입력설정할 수 있는 설정수단(63)을 구비하고 있다.

입력의 내용에 따라서는 그것만으로 국부가열할 장소가 결정되는 경우도 있으나, 대개의 경우 입력내용과 온도센서(26), 광센서(61, 62), 중량센서(23) 등의 정보를 파악하여 제어수단(19) 중의 영역판정 제어수단(도시하지 않음)의 판정에 의거하여 회전도파관(8)의 방향이나 턴테이블(1)의 회전이나 마그네트론(2)의 출력 등을 제어하고 있다.

제24도는 본 실시예에 있어서의 고주파 가열장치의 요부구성도인데 설정수단(63)으로서 조작패널(64)을 도시하고 있다.

먼저, 사용자가 우유를 데우려고 하는 경우 우유를 가열실(4)에 넣은후 우유키이(65)를 누르고 스타트키이(66)를 누른다. 그러면 제어수단(19)은 조작패널(64)로부터의 신호로 식품(6)을 우유라고 판단하여 중량센서(23)와 광센서(61, 62)와 온도센서(26)로부터의 신호로 우유의 양이나 형상이나 놓인 위치나 초기온도를 판정하여 적절한 방사구(17)의 위치를 결정하고, 기준위치로부터 어느 정도 움직이면 좋은가를 연산하여 그 결과 모우터(18)를 구동하고 그후 마그네트론(2)으로부터의 전자파의 방사를 개시한다.

이 때, 우유가 방사부의 근처에 놓였을 때에는 턴테이블(1)을 정지하여 회전도파관(8)을 움직여 우유의 바로 아래를 가열하도록 제어하면 된다.

또, 우유가 방사구(17)와 떨어진 위치(예컨대, 모우터(22)의 축(67)을 사이에 두고 반대쪽)에 놓였을 때에는 턴테이블(1)과 회전도파관(8)의 양쪽을 움직여 우유의 바로 아래를 가열할 수 있는 위치관계가 되도록 제어하면 된다.

또, 우유가 턴테이블(1)의 중앙에 놓인 경우, 턴테이블(1)을 움직이든 정지하든 큰 차이는 없고, 회전도파관(8)으로 전자파를 중앙으로 향하면, 즉 제25도와 같이하면 자연히 우유의 바로 아래를 가열할 수 있다.

만약, 우유가 복수개 놓였을 때에는 턴테이블(1)과 회전도파관(8)의 양쪽을 움직여 차례로 복수개의 우유의 바로 아래를 가열해하면 된다.

우유인 경우, 바닥면에 전계를 집중시키면 대류에 의하여 자연히 분포가 좋은 결과를 얻을수 있을 뿐만 아니라 정합상태도 좋아서 발열효율이 향상된다.

턴테이블을 움직이든 정지하든 똑같다는 경우에는 정지하는 것이 불필요한 전력을 소비하지 않아도 되므로, 에너지절약의 효과가 있다.

가열이 진행되면 그후 중량센서(23)와 광센서(61, 62)에 의하여 정하여진 시간만 가열하거나, 온도센서(26)에 의하여 우유가 적당한 온도가 되었다고 판단되었을 때 가열을 종료한다.

여기서, 몇번이나 턴테이블(1)과 회전도파관(8)의 구동과 정지를 반복하는 경우 구동시에는 마그네트론(2)에서 본 인피던스가 변화하므로, 동작이 약간 불안정하게 되는 경우도 있다. 따라서, 구동전에는 마그네트론(2)의 발진을 정지시키거나 출력을 감소하고, 반대로 턴테이블(1)이나 회전도파관(8)이 정지한 후에 마그네트론(2)을 발진시켜 출력을 증대시키면 마그네트론(2)의 동작의 상태를 안정화할 수 있어서, 마그네트론(2)으로부터의 불요복사 노이즈의 저감 효과가 있다.

그런데, 감자와 같은 작고 고체인 식품(6)을 가열하는 경우에는 아래로부터만 전자파를 넣으면 대류가 없기 때문에 아래만 뜨거워진다. 그래서, 제26도와 같이 식품(6)이 없는 방향으로 전자파를 내어, 즉 국부가열을 피하고 가열실(4) 벽면에서 반사된 전자파로 가열하는 것도 효과가 있다.

또, 다수개의 호떡이나 피자 등의 편평한 식품(6)을 가열하는 경우에 대하여 설명한다.

제27도는 종래의 전자레인지를 통상대로 사용하였을 때의 특성도인데, 가로축에 가열시간(t)을 세로축에 식품(6)의 온도(T)를 도시하였다.

식품(6)의 주위부분의 평균온도를 Tout, 중앙부분의 평균온도를 Tin으로 대체로 표시하고, 가열종료의 목표평균온도(Tref)를 80℃로 하였다. 가열이 시작되면 Tout가 빨리 상승하고, t1후에 Tout는 Tref에 도달하고, t2 후에는 포화온도(비등온도)로 달하나, 그 싯점에서 가열을 종료하면 너무 Tin의 온도가 낮은 문제점이 있다. 그래서, Tin이 겨우 허용되는 범위가 되는 시간 t3까지 가열을 계속하여 겨우 가열종료하고 있다. 이때, 식품(6)의 주위부분은 너무 가열되고(Tout ＞ Tref), 중앙부분은 가열부족(Tin ＜ Tref) 때문에 결과는 매우 나쁘다.

한편, 제28도는 본 실시예의 특성도인데 방사구(17)의 방향을 도중에서 1회만으로 전환함으로써 가열의 균일화의 효과를 확인한 것이다. 먼저, 가열개시시는 방사구(17)의 방향을 제12도 또는 제25도와 같은 방향으로 하여, 먼저 식품(6)의 중앙부분을 가열하고, t4 시간이 되었을 때, 방사구(17)의 방향을 180℃ 회전시켜 제13도 또는 제26도와 같은 방향으로 전환한 것이다. 가열이 시작되면 t4시까지는 Tin의 온도상승이 빠르고 Tout는 좀처럼 올라가지 않으나, t4시 이후, 온도상승률이 역전되어 Tin 보다 Tout쪽이 올라가기 쉬워진다. 따라서, t5시에서 가열을 종료하면 식품의 주위부분이나 중앙부분도 꼭 알맞은 과열상태가 되어(Tout ≒ Tin ≒ Tref), 결과가 매우 좋다. 또, 이때에는 너무 가열되는 부분이 없으므로, 가열의 로스가 적어 단시간(t5 ＜ t3)에 가열을 종료할 수 있다.

제29도는 제28도의 방사구(17)의 방향의 전환타이밍을 어떻게 정하느냐를 도시한 특성도이다. 가로축은 중량센서(23)에 의하여 검출한 식품(6)의 중량(m), 세로축은 시간 t이다. 식품(6)의 중량이 무거울수록 최적의 가열시간은 길어지는 것이므로, 방사구(17)의 전환시간(t4)을 m의 함수로 하여 제어수단(19)내에서 계산하여 구하는 방법이 있다. 물론 가열종료시간(t5)도 똑같이 결정할 수 있다.

물론 똑같은 전환을 하는데도 다른 방법이 있다. 실시예 8의 제30도와 같이 방사구(17)의 전환타이밍을 식품(6)의 온도자체로 피드백 제어하는 방법도 있다. 이것은 제28도와는 약간 다르며 온도센서(26)에 의하여 식품(6)의 온도를 리얼타임으로 감시하여 Tin이 Tk(Tk는 제어수단(19)내에서 결정된 값으로 Tref 보다 낮은 온도)에 도달하면 방사구(17)를 전환하는 것이다. 또한 그 후에도 온도를 계속감시하여 실제로 식품(6)의 온도가 Tref로 된 순간(t6)에 가열을 종료하도록 제어하고 있다. 온도센서(26)에서는 식품(6)의 온도를 실측하고 있고, 중량(m)으로부터의 추정에 비하면 정밀도가 좋다고 할 수 있다.

이상 설명한 것에 대하여, 물론 전환을 1회에 한정할 필요는 없고, 몇번이나 미세하게 전환하는 쪽이 온도차가 넓어지지 않아서 좋으며, 온도를 실측하는 경우에는 실제로 온도가 낮은 곳이 있으면, 즉시 그 부분의 국부가열을 하는 것이 좋다는 것을 생각할 수 있다.

또, 어떠한 식품(6)이라도 항상 가열분포의 불균일을 없애고 균일가열을 실현하려면 미리 식품(6)의 재질, 형상, 놓인위치, 온도 등의 조건마다 최적의 방사구의 방향과 턴테이블(1)의 회전이나 마그네트론(2)의 발진과 조합하여 전환의 타이밍등의 정보를 미리 데이타베이스로서 제어수단(19)내의 마이컴에 기억시켜두는 방법이 있다. 본 실시예에서는 이 방법에 의하여 제어수단(19)은 조작패널(64)의 입력 및 온도센서(26)나 중량센서(23)나 광센서(61, 62) 등으로부터의 출력과 데이타베이스를 비교하여 최적의 가열을 위한 제어를 할 수 있다.

다음에, 제31도내지 제36도는 냉동상태(-20℃)의 식품(6)을 해동시키는 경우의 예이다.

먼저, 제31도는 물의 유전손실(εγ·tanδ)의 온도특성도이다. 가로축은 물의 온도(T), 세로축은 유전손실(εγ·tanδ)을 표시한다. 냉동상태의 물(0℃ 이하의 얼음)은 유전손실이 적고 녹은물(0℃ 이상)이 되면 극단적으로 상승하는(약 1000배로 격증한다)것을 알 수 있다.

한편, 전자파에 의하여 단위체적당 흡수되는 전력은 (1)식으로 표시한 바와같이 εγ·tanδ에 비례한다. 따라서, 녹은 부분은 극단적으로 전자파가 흡수되기 쉬워져서 그대로 가열을 계속하면 해동이 진행되고 있는 것은 점점더 가열되고 또한 온도차가 확대되어 버리는 특징이 있다. 즉, 얼음이 일부 녹은 상태에서 그대로의 가열분포로 전자파의 가열을 계속하면 온도불균일이 반드시 발생하게 된다.

따라서 섬세한 제어가 필요하게 되어 있다.

사용자가 고기나 물고기의 냉동식품의 해동을 행하는 경우, 식품(6)을 가열실(4)에 넣은 후, 제24도와 같은 해동키이(68)를 누르고, 스타트키이(66)를 누른다. 그러면, 제어수단(19)은 조작패널(64)로부터의 신호로 식품(6)을 냉동식품이라고 판단하여 중량센서(23)와 광센서(61, 62)로부터의 신호로 냉동식품의 양이나 형상이나 놓인 위치나 초기온도 등 여러 가지 상태를 판정하여 적절한 회전도파관(8)의 회전수를 결정하여 모우터(18)를 구동하여 회전동작시키고 그와 전후하여 마그네트론(2)으로부터의 전자파의 방사를 개시한다. 이때, 회전도파관(8)과 함께 턴테이블(1)도 회전하여 될 수 있는 대로 전계의 부분적인 집중을 피하도록 한다.

그리고, 전술한 바와 같이 온도의 불균일이 발생하기 시작하면 식품중의 온도가 낮은 부분을 국부 가열하도록 방사구(17)의 위치가 저온부위를 향하도록 하여 정지시키는 등, 회전도파관(8)을 반복제어하게 된다. 도시하지 않았으나, 여기서 제어수단(19)은 연속회전용의 연속제어수단과, 단속적으로 동작시키는 단속제어수단과 양자를 도중에서 전환시키는 전환제어수단을 가지고 있어서, 쉽게 제어가능하다.

그런데, 0℃를 초과하는 부위가 발생하면 급격히 온도상승하기 때문에 저온부를 국부가열하여 균일화하도록 하여도 따라가지 못할 가능성이 있다.

그래서, 마그네트론의 출력의 제어와 연동하여 회전도파관(8)을 제어하고, 개선하여 이하, 마그네트론(2)의 출력의 제어와 조합한 예에 대하여 설명한다.

제32도 및 제33도는 종래의 전자레인지의 특성도이다.

제32도는 냉동식품(6)의 해동을 행할 때의 마그네트론(2)에 의한 가열출력의 변화를 도시한 특성도이다. 가로축은 시간(t), 세로축은 출력(P)을 표시한다.

가열초기의 시간(t7)동안은 연속적인 고출력으로 가열하고, 그후 t8은 출력을 내림과 함께 단속동작으로 전환하고, 최후의 t9동안은 다시 단속의 비율을 바꾸어 평균적인 출력을 내리고 있다. 간단히 말하면 서서히 출력을 떨어뜨리고 있는 것이다. 출력을 떨어뜨림으로써 전자파의 가열에 의한 온도상승이 줄어서 식품(6)의 내부의 열전달이나 식품(6)과 가열실(4)내의 분위기 온도와의 차에 의한 온도상승의 비율이 증가하므로, 다소 온도불균일을 개선하는 효과가 있다.

제33도는 제32도의 t7, t8, t9를 어떻게 결정하느냐를 도시한 특성도이다. 가로축은 중량(m)이고, 세로축은 시간(t)이다. 여기서는 중량센서(23)에 의하여 검출한 식품(6)의 가열전의 보존상태에 의하지 않고 m에 의하여서만 출력의 전환타이밍을 결정하고 있는 점이다. 예를 들면, 가열전이 보존온도가 높은 편이면 t7을 지날 때까지 일부분은 녹아서 뜨거워질 가능성이 있다. 따라서, 실제로는 온도센서(26)의 출력에 의하여 보정해야한다. 물론, 일정한 가열분포로 가열하고 있는 것에는 변함이 없으므로, 그다지 온도불균일의 해소는 기대할 수 없다.

제34도 내지 제36도는 본 실시예의 고주파 가열장치의 특성도이다.

제34도는 냉동식품(6)의 해동을 할 때에 연속제어수단에 의하여 회전도파관(8)을 일정회전시켜 도중에서 전환제어수단에 의하여 단속제어수단으로 전환하여, 방사구(17)가 저온부위를 가열할 수 있는 위치에 정지시켰을 때의 온도특성도이다. 가로축은 시간(t), 세로축은 온도(T)이다. 먼저 회전도파관(8)과 턴테이블(1)을 각각 일정하게 회전시켜 가열을 개시한다. 그리고, 제30도에서 설명한 설정온도 TK=0℃로 하고 있으며, 고온부위의 온도 THI=TK에 도달한 시간(t10)에서 가열을 정지하고, 동시에 방사구(17)와 턴테이블(1)을 저온부위를 가열할 수 있는 상태에서 정지하거나 그 상태의 근처에서 감속한다. 그후 t2 동안 전자파를 내지 않거나 또는 출력을 대폭 내려서 조온부분의 TLow가 어느 정도 온도상승하는 것을 기다려서 t11부터 다시 출력을 올려 가열한다.

이 때에는 방사구(17)와 턴테이블(1)에 의하여 가열부위가 저온부위로 되어 TLow의 쪽이 온도상승이 빨라서, THI에 따라 붙게 된다. 그리고, THI ≒ TLow ≒ Tref가 된 싯점(t12)에서 가열을 종료한다. 결과적으로 기다리는 시간(ts)에 의한 온도의 평균화의 효과와 가열분포의 전환에 의한 효과로 분포불균일이 없는 매우 결과가 좋은 해동을 실현할 수 있다.

제35도는 제34도의 ts 또는 t11. t12를 어떻게 결정하느냐를 도시한 특성도이다. 가로축은 중량(m)이고, 세로축은 시간(t)이다. 여기서는 중량센서(23)에 의하여 검출한 식품(6)의 중량(m)의 함수로서 ts, t11, t12를 정하고 있다. 물론, 온도센서(26)의 출력으로 보정하면서 결정하는 방법이 있어서, 더 한충 가열의 균일화의 제도가 좋다고 생각된다.

제36도는 제34도, 제35도에서 설명한 냉동식품(6)의 해동을 행할 때의 마그네트론(2)에 의한 가열출력의 변화를 도시한 특성도이다. 가로축은 시간(t), 세로축은 출력(P)을 표시한다. 가열초기의 시간(t10)동안은 연속적인 고출력으로 가열하고, 그후 ts 동안 출력을 내지 않고, 최후의 t12 까지는 출력을 내림과 함께 단속동작으로 전환하여 평균적인 내리고 있다.

또한, 본 실시예에서는 전자에 의한 가열을 정지하거나 대폭 출력을 내리고 있을 때에 회전도파관(8)을 구동하고 있어서, 종래의 스탤러나 회전도파관과 같은 상시 일정회전의 전자파의 교반에 비하면 불필요한 복사나 마그네트론(2)의 온도상승을 억제하는 효과가 있다.

또, 마그네트론(2)으로부터의 전자파의 방사가 불안정한 경우, 예를 들면 마그네트론(2)의 동작이 OFF로부터 ON으로 변한 직후나, 회전도파관(8)의 전환동작중 등에 있어서는, 각종의 센서에 고주파 노이즈의 영향이 나오는 것을 방지하기 위하여 센서의 출력을 하지 않도록 하면, 더욱 정밀도가 높은 제어를 할 수 있는 효과가 있다.

또, 사용자에 의한 설정입력이나 각종의 센서출력에 의하여 제어수단(19)내에서 연산처리를 한 후 국부가열부위를 제어하는 것도 가능하다.

예를 들면 메뉴에 따라 국부가열부위의 전환타이밍을 최대온도에 의하여 결정하거나, 최대온도와 최소온도의 차에 의하거나, 시간변화에 대한 각각의 변화율에 의하거나 하는 식이다.

또, 복수의 식품(6)을 동시에 조리하는 경우에는 더욱 여러 가지를 생각할 수 있다.

예를 들면, 가열하고 싶은 식품과 가열하고 싶지 않는 생채소 등의 식품이 있을 때에는 가열하고 싶은 식품에만 국부가열을 하여야 한다.

그러기 위해서는 놓는 장소를 정하여 사용자가 어느 곳을 가열하고 싶은 가를 설정하는 방법이 있다. 또, 식품의 재질이나 조리내용을 검지하는 센서 등이 있으면, 자동적으로 판정하는 것이 가능하게 되는 효과가 있다.

제37도 내지 제39도는 실시예 9인데, 턴테이블이 없고 고정된 재치대(20)가 있으며, 회전도파관(8)을 2차원으로 제어하는 것이다.

회전도파관(8)은 모우터(18)에 의하여 자전하면서 공전하도록 회전구동되나, 그 구조는 다음과 같다. 모우터(18)의 제1의 회전축(69)에 연동하여 회전하는 기어(70)는 톱니수비율 1 : 1로 기어(71)에 회전력을 주며, 따라서 제2의 회전축(72)이 회전하여, 회전도파관(8)을 모우터(18)와 같은 회전속도로 자전시킨다. 또, 제1의 회전축(69)에 연동하여 회전하는 기어(73)는 기어(74)를 통하여 톱니수 비율 1 : 10으로 기어(75)에 회전력을 주며, 따라서 제2의 회전축(72)자체가 제1의 회전축(69)의 주위를 회전하여 회전도파관(8)을 모우터(18)의 회전속도의 1/10로 공전시킨다. 따라서 회전도파관(8)은 1회의 공전동안에 10회의 자전을 하게된다.

전자파(42)의 방향을 바꾸어 가열부위를 재어하기 위하여 제1의 회전축(69)에 연동하여 회전하는 캠(37)이 1주기에 1회 스위치(38)를 누르는 구성으로 되어있다. 스위치(38)를 누른회수나 스위치(38)를 누른후부터의 구동시간에 의하여 방사구(17)의 위치가 결정되어 전자파의 방사방향을 제어할 수 있다. 물론, 모우터(18)로서 스테핑모우터를 사용하는 경우, 스위치(38)를 누른후의 구동펄스수에 의하여 정확히 위치결정제어를 할 수 있다. 여기서, 캠(37)과 스위치(38)에 의하여 전자파의 방향을 설정 또는 검출하고 있는 것이 된다.

조작패널(64)은 사용자가 식품(6)의 종류나 가열출력의 크기나 가열시간이나 가열방법 등을 설정하는 제1의 조작키이(76)와, 가열스타트를 위한 제2의 조작키이로서 스타트키이(66)를 가지고 있다.

제어수단(19)은 제1의 조작키이(76)의 입력에 의하여 모우터(18)를 구동하여 스위치(38)의 출력에 의거하여 회전도파관(8)을 적절한 위치에 제어한다. 그리고, 스타트키이(66)가 눌려지면 마그네트론(2)으로부터의 전자파의 방사를 개시한다. 그후, 가열이 진행되면 제1의 조작키이(76)의 입력내용이나, 온도센서(26)로 부터의 식품(6)의 가열분포의 정보에 의거하여 필요하면 모우터(18)를 구동하여 가열불균일을 없애도록 방사구(17)로부터의 전자파의 방사방향을 제어하거나, 마그네트론(2)의 출력을 변화시키는 제어를 하여 가열종료까지 가열한다.

또한, 본 실시예에서는 식품(6)을 놓기위한 재치대(20)가 회전도파관(8)을 커버하는 보호부를 겸하여, 전자파를 흡수하기 어려운 저손실의 유전체 재료로된 간막이판으로 구성되어 있다.

제38도는 제37도의 A-A' 선 단면도이다. 가열실(4)의 바닥면위에 회전도파관(8)의 결합부(7)가 이동할 수 있는 절삭(77)과, 도파관(3)의 바닥면위에 제2의 회전축(72)이 이동할 수 있는 절삭(78)이 있고, 모우터(18)의 회전방향은 절삭의 단면(79, 80)의 어디까지 가면 반전하도록 동작한다. 이 반전의 타이밍은 스토퍼를 설치하여도 좋고, 스위치(38)를 누르는 회수로 정하여도 좋다.

제39도는 제38도에 있어서, 회전도파관(8)의 동작에 의하여 전자파(42)의 방향이 어떻게 변화하느냐를 방사구(17)의 포인트(81)의 움직임으로 바꾸어 놓고 도시한 특성도이다. 가열실(4)바닥면을 xy좌표로 표시하고, (0, 0)을 가열실(4) 바닥면의 중앙으로 하고 있다. 1예로서 제1의 회전축(69)과 제2의 회전축(72)의 거리 즉 회전도파관(8)의 공전의 반경을 70mm로 하고, 제2의 회전축(72)의 중심으로부터 포인트(81)까지의 거리, 즉 자전의 반경을 60mm로 하고, 또 자전주기를 공전주기의 1/10배로 하면 공전의 각도를 θ로 하여 포인트(81)의 좌표는 (2)식 및 (3)식으로 표시되며, 제39도와 같은 나선형상의 거동(사이클로이드)을 나타낸다.

전술한 바와 같이, 모우터(18)는 정확히는 단면(39, 80)의 어디까지가면 반전하는 구성이지만, 여기서는 이미지도이기 때문에 무시하고 있다.

제40도 내지 제42도는 실시예 10인데, 실시예 9를 개량한 것이다.

이것은 회전도파관을 2단으로 구성하고, 각각 회전의 비율을 기어의 톱니수 비율로 설정함으로써 자전하면서 공전시키는 것이다.

제40도와 그 요부구성도인 제41도로 구조를 설명한다.

모우터(18)에 의하여 제1의 회전축에 연동하여 기어(82)가 회전하여 기어(82)에 의하여 기어(83)가 회전한다(자전). 여기서 기어(84)는 기어(83)와 일체의 것이며, 기어(83)와 전혀 같은 동작을 한다. 기어(84)가 기어(83)와 함께 제2의 회전축(72)을 중심으로 회전하면 기어(85)에 의하여 기어(84, 83), 제2의 회전축(72)이 기어(82)를 중심으로 회전한다(공전).

여기서, 제1의 회전축(69)의 주위에는 제1의 회전도파관(86)의 결합부(87)가 있고, 제2의 회전축(72)의 안쪽에는 제2의 회전도파관(88)의 결합부(89)가 있다. 따라서 마그네트른(2)으로부터 나온 전자파는 도파관(3), 결합부(87), 제1의 회전 도파관(86), 결합부(89), 제2의 회전도파관(88)의 순으로 전송되어 간다. 본 실시예의 장점은 회전에 의하지 않고 마그네트론(2)으로부터 결합부(87)까지의 거리와, 결합부(87)로부터 결합부(89)까지의 거리가 항상 일정하게 유지되는 점이다.

따라서, 전자파가 통과하는 거리가 일정하게 되어 정합이 맞추어지기 쉽게되어 가열효율이 높은 효과가 있다.

또한, 본 실시예에서는 회전도파관의 위치결정을 위하여 스토퍼(90)를 구성하고 스토퍼(90)에 기어(84)를 댐으로써 기준위치가 결정되도록 되어 있다.

스테핑모우터를 사용한 경우, 목적위치까지 구동하려면 일단 기준위치에 도달시킨 다음에 다시 구동하는 것이 간단하다.

즉, 충분한 펄스를 넣어 기준위치까지 구동하고, 그 다음에 구동하고 싶은 분만큼 펄스를 넣으면 된다.

각 톱니수비율에 의하여 자전주기를 공전주기의 1/6배로 하면, 제42도와 같은 궤적을 움직일 수 있다.

제43도 및 제44도는 본 발명의 실시예 11에 있어서의 고주파 가열장치의 요부 단면구성도이다. 도파관(3)의 하부에 구동부로서 회전축(91)을 가진 모우터(18)와, 지지부(92)와, 구동축(93)과, 부착구(94)를 가지고 있다. 회전축(91)이 회전하면, 장방형단면을 가진 회전축(91)에 상하동이 자유롭게 끼워맞춘 장방형의 개구를 가진 구동축(93)이 회전한다. 이때, 구동축(93)의 외부에는 숫나사(95)가 있고, 지지부(92)의 내부의 암나사(96)가 있으므로, 모우터(18)의 회전방향에 따라서는 상승하거나 하강한다. 회전도파관(8)의 방사구(17)로부터의 전자파(42)의 방향은 회전에 의한 원주방향의 변화 뿐만 아니라 상하동에 의한 변화도 제어할 수 있게 된다. 제43도에서는 상승한 상태, 제44도에서는 하강한 상태를 도시하고 있다.

여기서는 회전과 상하동의 조합을 설명하였으나, 물론 전술한 실시예에서 설명한 바와 같이, 턴테이블이나 나선형상의 동작과 조합하여도 되고, 기타 여러 가지 구성으로 2차원 내지 3차원의 제어를 생각할 수 있다.

다음에, 본 발명의 실시예 12를 제45도 및 제46도를 참조하면서 설명한다. 제45도는 고주파 가열장치의 구성단면도이다. 또, 제46도는 동 실시예의 요부확대도이다.

실시예 12는 국부가열수단으로서 개구위치 가변수단을 설치하고, 턴테이블을 사용하지 않는 구성이다. 제45도에 있어서, 마그네트론(2)으로부터 나온 전자파는 도파관(3)을 통하여 가열실(4)내에 놓인 접시(21)위의 식품(6)을 가열한다.

도파관(3)과 가열실(4)을 접속하여 전자파를 유도하는 개구부는 제1의 차폐판(97)과 제2의 차폐판(98)에 의하여 개구위치가 정해지는 것이다. 제1의 차폐창(97)에는 절결부(99), 제2의 차폐판(98)에는 절결부(107)가 있고, 이 절결부(99와 100)의 조합된 위치가 개구위치가 된다.

제1의 차폐판(77)는 개구위치 가변수단인 제1의 스테핑모우터(101)의 회전에 의하여 축(102)을 중심으로 회전하는 것이다. 제1의 스테핑모우터(101)는 제1의 회전축(103)을 회전시키는데, 제1의 회전축(103)에는 제1의 기어(104)를 부착하고 있어서, 제1의 기어(104)가 회전한다. 제1의 차폐판(97)의 주위에는 기어를 형성하고 있어서, 제1의 기어(104)의 회전에 맞추어 회전하는 것이다. 또, 제2의 스테핑모우터(105)는 제2의 회전축(106)을 회전시키는데, 제2의 회전축(106)에는 제2의 기어(107)가 부착되어 있어서, 제2의 기어(107)가 회전한다. 제2의 차폐판(98)의 주위에도 기어를 형성하고 있어서, 제2의 기어(107)의 회전에 맞추어 회전하는 것이다.

제46도는 차폐판의 확대도인데 제46(a)도는 제1의 차폐판(97), 제46(b)도는 제2의 차폐판(98)이다. 제46도에 도시한 바와 같이, 어느 차폐판도 원형이고, 제1의 차폐판(97)에는 반경방향으로 절결부(99)를 구성하고, 제2의 차폐판(98)에는 중심에서 주위를 향하여 소용돌이 모양의 절경부(100)를 구성하고 있다. 이 2매의 차폐판을 상하에 배치하여 조합하면 차폐판의 원형속의 임의의 위치에 개구부를 만들 수 있다. 즉, 가열실(4)내의 거의 전영역의 임의의 위치를 개구부로서 전자파의 방사위치로 할 수 있어서 국부가열할 수 있다. 또 이 2매의 차폐판(97, 98)을 주기를 바꾸어 회전시킴으로써 가열실(4)내에서 개구위치가 차례로 이동하여 전체를 균일하게 가열하는 것도 가능하다.

제어수단(19)은 가열개시 초기에는 2매의 차폐판(97, 98)을 다른 주기로 구동하여 균일가열 제어를 하고, 온도센서(26)로 검출한 온도분포에 따라 식품(6)중에서 저온부분을 추출하여, 그 저온부분의 아래에 개구부가 위치하도록 2매의 차폐판(97, 98)의 각도를 제어하여 국부가열 제어한다. 이 제어를 반복함으로써 식품(6)으로부터 저온부분을 없애고 전체를 균일한 온도로 가열하는 것이다.

그리고, 본 실시예에 있어서 2매의 차폐판을 구동하는데 2개의 모우터를 사용하였으나, 1개의 모우터로 기어의 비율을 바꾸는 것도 실현할 수 있는데, 이 경우에는 구동부가 적어서 신뢰성을 향상시키는 효가가 있다. 또, 차폐판은 회전시키는 것이 아니라 직선운동하도록 하여도 좋고, 다수의 개구부를 설치하여 각각 차폐판을 설치하여도 똑같은 효과를 얻을 수 있다.

또, 상기 실시예 1 내지 실시예 12에 있어서, 국부가열 수단의 전자파 방사위치가 되는 방사구 또는 개구부를 가열실(4)의 바닥면에 설치하고 있으나, 이것은 전자파를 식품의 일부분에 집중시켜 국부가열하려면 될 수 있는 대로 식품에 가까운 곳부터 전자파를 가열실에 방사하는 것이 효과가 있다. 그러나, 가열실(4)의 바닥면에 방사구나 개구부를 설치하는 것은 본 발명을 한정하는 것은 아니고, 천정면이나 측면에 설치하여도 좋다. 천정면에 설치하는 경우에는 식품을 높이방향으로 이동시키거나 천정면을 높이방향으로 이동시키거나 하여 식품과 천정면을 접근시킨 상태에서 제어하면 효과는 크고, 이 경우에는 개구부와 식품사이에 접시나 재치대가 없으므로, 보다 집중적인 국부가열이 가능하다. 또, 측면에 설치한 경우에는 식품을 회전도파관이 있는 측면방향으로 이동시키거나, 측면을 식품의 방향으로 이동시키거나 하여 식품과 회전도파관의 어느 측면을 접근시켜 키가큰 식품을 높이 방향에서 국부가열 제어하는 것도 가능하게 된다. 또 바닥면과 천정면 또는 바닥면과 측면 등 2개의 면 또는 3면이상에 방사구나 개구부를 설치하여 분포 가변제어를 하여도 좋은데, 특히 큰 식품에서는 유효하다.

결국, 국부가열을 위해서는 방사구는 개구부를 식품과 접근시킨 상태에서 구동해야 한다.

또, 상기 실시예 1 내지 실시예 12에 있어서, 온도분포 검출수단을 1소자의 적외선 검출소자를 구동함으로써 2차원의 온도분포를 검출하면, 염가로 그리고 적외선 검출소자의 출력조성을 간단히 할 수 있는 효과가 있다. 그러나, 1소자의 적외선 검출소자를 구동하는 것은 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 예컨대 적외선 검출소자를 복수 2차원으로 나란히 배열하여 온도분포를 검출하여도 좋다. 이 경우에는 구동부가 없어 신뢰성을 향상시키는 효과와 즉시 온도분포를 검출할 수 있는 효과가 있다. 또, 예컨대 복수의 적외선 검출소자를 직선적으로 나란히 배열하여 직선적인 온도분포를 검출하여 그것과 턴테이블의 회전을 조합하여 2차원의 온도분포를 검출하여도 좋고, 직선적으로 나란히 배열한 적외선 검출소자를 구동하여 목흔들기 함으로써 2차원의 온도분포를 검출하여도 똑같은 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 마그네트론으로부터 방사부까지를 1개의 도파관으로 유도하고 있으나, 다방향으로 분기시켜 각각에 방사부를 가지며, 전환가능한 구성으로 하면 더욱 미세한 국부가열을 실현할 수 있는 효과가 있다.

또, 도파관이 아니라 동축선로로 유도하여도 종다.

또, 마그네트론이 아니라 반도체 소자를 사용하여도 종다.

이하, 본 발명의 실시예 13을 제47도 내지 제51도를 참조하면서 설명한다.

제47도는 본 발명의 실시예 13의 고주파 가열장치의 구성단면도이다. 제48도는 동 실시예의 특히 물리량 검출수단의 검출특성을 도시한 도면이다. 또 제49도는 동 실시예의 특히 물리량 검출수단의 요부단면도이다. 또, 제50도는 동 실시예에 있어서의 제어동작을 설명하는 블록도이다. 또 제51도는 동 실시예에 있어서의 온도변화의 특성을 도시한 특성도이다.

턴테이블(1)은 회전수단인 모우터(22)로 일정주기로 회전하는 것이다.

이 모우터(22)의 회전중심은 가열실(4)의 바닥면의 대략 중앙에 있고, 한편 모우터(18)의 회전중심은 가열실(4)의 바닥면 중앙으로부터 어긋난 위치에서 바닥면 중앙과 둘레 가장자리부의 거의 한 가운데에 위치하는 것이다. 이 위치관계에 의하여 회전도파관(8)으로 턴테이블(1)의 반경방향의 가열부위를 바꿀수 있어서, 턴테이블(1)의 회전과 맞추어 접시(21)위의 임의의 위치를 가열할 수 있는 것이다.

온도센서(26)는 가열실(4)의 천정면에 광로를 확보하기 위한 개구(29)를 설치하고, 그 개구(29)근방에는 전자파가 가열실(4)외부로 새나가지 않도록 초오크 구조(108)를 형성하고 있다.

다음에, 온도센서(26)에 대하여 설명한다. 제48도는 제47도의 B-B' 단면을 도시한 것이다. 가열실(4)의 천정면(109)에 개구(29)를 설치하고, 초오크구조는 2종의 판금(11a와 110b)으로 구성하고 있다. 110a는 광로를 형성하는 것인데, 천정면(109)에 넓이를 가진 통형상의 금속부품으로 천정면(109)에 밀접하고 있다. 110b는 작은구멍(111)을 가진 상자형의 금속부품인데, 천정면(109)에 밀접하고 있다. 이 초오크구조(110a, 110b)에 의하여 가열실(4)내에서 적외선은 작은구멍(111)으로 외부로 나가나 가열실(4)내의 전자파는 차단되어 외부로는 거의 새어나가지 않는다. 제48도에 있어서 치수(L)를 λ/4로 설계하는, 즉 주파수가 2.45GHz 이면 약 30mm로 함으로써 작은구멍(111)에서의 인피던스가 무한대로 되어 전자파의 차단효과는 가장 크다.

제48도에 있어서, 112는 초전형(焦電型)의 적외선 검출소자로 입광하는 적외 선량 즉 시야가 되는 가열실(4)내의 위치의 온도에 상관을 가진 출력을 하는 것이다. 적외선 검출소자(112)는 고정부재(113)내부에 고정시키고, 고정부재(113)에 부착한 렌즈(114)를 통하여 시야를 죄어 좁은 범위의 온도를 검출하고 있다. 렌즈(114)는 프레넬 렌즈로 적외선이 투과하는 재료로 구성하고 있다. 115는 스테핑모우터인데, 116을 제1의 회전축으로 하여 작은기어(117)와 초퍼(118)를 회전시킨다.

초퍼(118)는 슬릿을 형성하고 있어서 적외선 검출소자(112)에 이르는 광로를 개폐하면서 회전한다. 작은기어(117)는 큰기어(119)와 접하며, 큰기어(119)에는 제2의 회전축(120)을 부착하고, 제2의 회전축(120)은 받이부(121)에 의하여 회전이 자유롭게 부착되어 있다. 또, 제2의 회전축(120)에는 프린트기판(122)을 부착하고, 프린트기판(122)에는 적외선 검출소자(112)외에 증폭회로 등의 전자회로(도시하지 않음)를 부착하고 있다. 이들은 적외선의 광로가 되는 위치에 작은 구멍(123)을 가진 금속케이스(124)에 수납되어 금속덮개(125)로 덮어 초오크구조(110)에 고정시키고 있다.

이 구성에서 스테핑모우터(115)는 적외선 검출소자(112)를 제48도의 바로 앞에서 안쪽으로 목흔들기를 하는 동시에, 초퍼(118)에 의한 광로의 개폐의 양쪽을 행하고 있다. 이 적외선 검출소자(112)의 목흔들기의 주기는 모우터(22)의 회전주기의 정수분의 1로 설정, 즉 모우터(22)의 회전주기를 적외선 검출소자(112)의 회전주기의 정수배로 하고 있어서, 모우터(22)의 회전마다 같은 위치의 온도를 검출할 수 있는 구성으로 하고 있다.

제49도에 적외선 검출소자(112)의 검출위치를 도시하였다. 적외선 검출소자(112)의 검출시야를 작은원으로 표시하고, 검출중심의 궤적을 파선으로 표시하고 있다. 본 예에서는 적외선 검출소자(112)의 목흔들기 편도(片道)에서 온도검출 위치를 5개소 변경하고 있다. 이 목흔들기와 모우터(22)이 회전의 조합으로 검출위치는 접시(21)의 전체를 덮어 2차원적으로 온도분포를 검출할 수 있는 것이다. 또, 적외선 검출소자(112)의 목흔들기의 정수배의 주기로 모우터(22)는 회전하는 것이므로, 턴테이블의 1주기의 온도와의 온도차나 초기부터의 온도변화를 각 검출위치 마다 검출할 수 있는 것이다.

다음에, 제어수단(19)의 제어동작에 대하여 제50도에 의하여 설명한다. 제어수단(19)은 온도분포 검출수단(26)으로 검출한 온도분포에 의하여 모우터(18)를 제어하는 것이나, 먼저 검출한 온도가 식품(6)의 온도인지 또는 접시(21)나 가열실(4)의 벽면의 온도인지를 각 검출위치마다 구별하는 것이 피가열 추출수단(126)이다. 가열초기에는 식품(6)이 어떠한 크기의 것인지 어느 위치에 놓여 있는지 등을 알 수 없으므로, 먼저 균일가열 제어수단(127)으로 모우터(18)를 제어한다. 균일가열 제어수단(127)은 모우터(22)의 회전주기에 비하여 충분히 빠른 주기로 회전시키거나, 또는 반회전으로 왕복시키거나 혹은 랜덤으로 구동하는 등으로 하여 가열실(4)내에 전자파를 교반하여 균일하게 분포시킨다. 이 균일 가열 제어수단(127)으로 모우터(18)를 제어하고 있는 동안에 각 검출위치 마다의 온도상승에 의하여 식품(6)인지 아닌지를 구별한다.

제51도에 균일가열 제어수단(127)으로 모우터(18)의 구동을 제어하고 있을 때의 식품(6)의 표면온도 변화와 접시(21)등 식품(6)이 아닌부분의 온도변화를 도시하였다. 가로축은 가열개시부터의 경과시간, 종축은 가열개시부터의 온도변화이고, 사선으로 표시한 C의 영역이 접시(21) 등 식품(6)이 아닌부분의 온도변화를 표시하며, D의 영역이 식품(6)의 온도변화를 표시하고 있다. 이와 같이, 접시(21)는 식품(6)에 비하여 유전손실이 작으므로 전자파가 흡수되기 어려워 거의 온도가 상승하지 않으므로, 명확히 구별할 수 있다. 온도변화 연산수단(128)은 예컨대 모우터(22)의 가열개시부터 1주기째의 각 검출위치에 대응한 온도를 기억해 두고 그것으로부터 t13 시간경과 후의 각 검출위치에 대응한 온도부터 1주기째의 온도와의 온도차(△T)를 연산한다. 온도변화 비교수단(129)은 온도변화 연산수단(128)의 연산결과인 온도차(△T)가 미리 정한 소정값(△T1)보다 크면 식품(6), 작으면 접시(21)로서 구별하는 것이다.

피가열물 추출수단(126)으로 각 검출위치가 식품(6)이냐 접시(21)이냐의 구별을 할 수 있으면, 가열모우드 전환수단(130)에 의하여 모우터(18)의 제어를 균일 가열 제어수단(127)으로부터 국부가열 제어수단(131)으로 전환한다. 국부가열 제어수단(131)은 모우터(18)를 적당한 위치에서 정지시키면서 전자파가 집중하는 개소를 제어하는 것이다. 132는 저온부분 추출수단이고 피가열물 추출수단(126)으로 식품(6)이라고 판정한 검출위치 중에서 온도가 낮은 개소를 추출한다. 국부가열 제어수단(131)은 저온부분 추출수단(132)으로 추출된 온도가 낮은 개소에 전자파가 방사되도록 모우터(18)의 구동을 제어하는 것이다. 또, 국부가열 제어수단(131)으로 식품(6)의 저온부분에 전자파를 방사함으로써 식품(6)에서 저온부분이 없어져 전체적으로 균일온도가 되면 다시 균일가열 제어수단(127)으로 모우터(18)를 제어하여도 좋다.

저온부분 추출수단(132)은 적외선 검출소자(112)의 목흔들기 1왕복 동안에 피가열물 추출수단(126)이 식품(6)이라고 판정한 검출위치 중에서 가장 검출온도가 낮은 검출위치를 가열위치로서 기억해둔다. 모우터(22)의 1회전 동안에 적외선 검출소자(112)의 목흔들기의 왕복은 반복되나, 각각의 목흔들기 1왕복에 있어서의 가열위치를 기억한다. 모우터(22)의 회전으로 회전도파관(방사부)(8)의 상부에 있는 반경방향에서 기억하고 있는 가열위치를 향하여 국부가열 제어수단(131)이 모우터(18)의 각도를 조절하여 가열위치 즉 식품(6)중에서의 저온부분을 가열하는 것이다. 이 제어를 반복함으로써 식품(6)에 저온부분이 없어져 전체적으로 균일하게 가열되게 되는 것이다.

또, 모우터(18)의 구동회수를 줄이는 간이적인 방법으로서는 적외선 검출소자(112)의 검출위치는 동심원상에 나란히 있는 것이며 각 동심원의 원주단위로 식품(6)이냐 접시(21)냐를 구별하여 식품이라고 판정할 수 있는 원주에 대해서는 그 원주속에서의 최고온도를 추출하여 그 최고온도가 가장 낮은 원주를 저온부분 추출수단(132)이 추출하여 그 원주에 전자파가 집중하도록 모우터(18)의 각도를 조절하여도 좋다. 이 경우에는 모우터(18)의 내구성능을 향상시키는 효과가 있다.

그리고, 균일가열 제어수단(127)의 균일이라는 의미는 국부가열에 대하여 광역가열을 표현하고 있는 것이고, 완전히 고르게 불균일없이 가열하는 것을 조건으로 하는 것은 아니다.

또, 물리량 검출수단은 상기 실시예 13의 설명에서는 온도분포 검출수단으로 하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 식품(6)의 형상이나 색을 인식할 수 있는 CCD이미지 센서라고 불리는 고체촬상 소자를 사용하여도 가능하다. 이 경우에는 가열의 진행에 따라 변화하는 색과 그 분포를 기초로 제어수단이 국부가열 수단을 제어하면 되고, 예를 들면 고기이면 붉은색에서 연한 다색을 거쳐 희게 변화하는 색에 맞추어 전체가 연한 다색으로 마무리되도록 국부가열 수단을 제어한다. 또, 형상의 변화를 기초로 제어수단이 국부가열 수단을 제어하여도 좋고, 예를 들면 떡이면 물렁물렁하게 되어 부풀어오르는 변화가 있으므로, 전체가 똑같이 부풀어 오르도록 국부가열 수단을 제어한다. 복수의 발광소자와 수광소자를 사용하여 광로의 차단패턴으로부터 형상을 인식하여도 똑같은 효과를 얻을 수 있다. 또 형상에 맞추어 최적의 국부가열 수단의 제어패턴을 미리 기억시켜 두면 고체촬상소자나 복수의 발광소자와 수광소자로 인식할 수 있는 초기의 형상인식으로 제어수단이 국부가열수단을 제어하는 것도 가능하다. 또, 메뉴와 중량에 맞추어 최적의 국부가열수단의 제어패턴을 미리 기억시켜 두면 중량센서를 물리량 검출수단으로 하는 것도 가능하다.

또, 제어수단은 상기 실시예 13의 설명에서는 균일가열 제어수단과 국부가열 제어수단과 가열모우드 전환수단을 가진 구성으로 하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 균일가열 수단과 가열모우드 전환수단이 없는 경우에 대하여 제52도를 참조하여 설명한다. 제52도는 고주파 가열장치의 제어동작을 설명하는 블록도이다. 이 경우에는 가열개시 초기부터 피가열물 추출수단이 식품(6)이냐 접시(21)이냐를 구별한다. 온도변화 비교수단(129)은 가열경과시간에 의하여 정해지는 소정온도 변화와 시시각각 비교하여 소정온도 변화보다 크면 식품(6), 작으면 접시(21)라고 구별한다. 이 소정온도 변화는 가열 경과시간에 의하여 정해지는 함수인데 제51도에 있어서, 직선(E)으로 표시한 것이다. 가열개시 초기에는 식품(6)의 온도변화도 작아서 식품(6)과 접시(21)의 구별을 잘못하는 경우도 있으나, 가열진행에 따라서 잘못은 정정되는 것이므로, 전체의 가열분포에 큰 영향을 미치는 것은 아니다.

그밖에도 가열개시 초기는 모우터(18)를 소정위치에 고정시키는 방법도 있다. 일반적으로는 식품(6)은 가열실(4)의 중앙에 배치되는 경우가 많고, 더욱이 주위가 가열되기 쉽고 중앙이 가열되기 어려운 형상으로 되어 있는 경우가 많으므로, 먼저 제12도 및 제25도에 도시한 바와 같이 회전도파관(방사부)(8)의 방향을 고정시켜 가열한다. 이 방법에서도 초기의 최적가열 위치로서 잘못될 가능성도 있으나 가열진행에 따라 잘못은 정정되어 전체적인 가열분포에 큰 영향을 미치는 것은 아니다. 또, 초기의 고정위치를 중앙이 아니고 제13도, 제26도에 도시한 주위나 그 이외의 위치라도 가열진행에 따라 적절한 가열위치로 제어되므로 똑같은 효과를 가져오는 것이다.

다음에 본 발명의 실시예 14에 대하여 제53도를 참조하여 설명한다. 제53도는 본 발명이 실시예 14의 고주파 가열장치의 제어동작을 설명하는 블록도이다. 그리고, 상기 실시예 13과 같은 구성의 것은 동일부호를 붙이고 있다. 133은 메뉴설정수단인데 사용자가 조리메뉴를 설정하는 것이다. 메뉴설정수단(133)은 조리메뉴에 대응한 키이 예를 들면 「데움」키이(113a), 「생것의 해동」키이(133b), 「우유」 키이(133c) 등을 구비하고 있어서, 사용자가 어느 키이들 누름으로써 조리메뉴를 설정한다. 134는 제어모우드 선택수단인데 메뉴설정수단(133)으로 설정된 조리메뉴에 따라 모우터(18)를 가열모우드 전환수단(135)으로 제어하는, 가열모우드 비전환 제어수단(136)으로 제어하느냐를 모우드 선택하는 것이다. 가열모우드 전환제어수단(134)의 제어동작은 상기 실시예 13과 같이 행하는 것이다. 즉, 가열개시 초기에는 균일가열 제어수단(127)으로 모우터(18)를 제어하고, 피가열물 추출수단(126)이 식품(6)과 접시(21)의 구별을 한 후에는 저온부분 추출수단(132)이 검출하는 저온부분에 따라 국부가열 제어수단(131)이 모우터(18)를 제어하는 것이다. 한편, 가열모우드 비전환 제어수단(136)은 가열개시 초기부터 국부가열 제어수단(131)만으로 모우터(18)를 제어하는 것이다.

식은 밥의 재가열이나 찌개, 구은 것 등의 재가열 등은 국부를 집중적으로 가열하여 그 국부위치를 변화시켜 전체적으로 균일한 온도분포가 되도록 제어하면 된다. 또, 고기나 생선의 해동도 똑같다. 그러나, 우유와 같은 액체는 그것을 넣은 용기의 바닥부터 집중적으로 가열함으로써 대류가 일어나 높이방향으로 전체적으로 균일하게 가열할 수 있게 된다. 따라서, 일반적으로는 가열실(4)의 중앙에 놓여지는 것으로서 제12도 및 제25도에 도시한 바와 같이, 모우터(18)는 중앙이 국부가열되도록 하여 방사부(8)의 위치를 고정시키면 된다. 중앙에 놓이지 않은 경우에는 피가열물 추출수단(34)으로 우유의 용기의 위치를 검출하여, 그 위치가 방사부(8)의 위치를 지나도록 모우터(18)는 방사부(8)의 위치를 설치하여 고정시키면 된다. 복수로 놓인 경우에는 그것이 동심원상이면 그 동심원의 위치가 국부가열되도록 모우터(18)는 방사부(8)의 위치를 고정시키면 된다. 복수를 동심원이 아니게 놓여진 경우에는 방사부(8)부근을 지나는 우유의 용기의 위치에 맞추어 그때마다 모우터(18)가 방사부(8)의 방향을 바꾸면 된다.

제어동작은 먼저 사용자가 조리메뉴를 설정하는 키이를 누른다. 누른 키이가 「데움」 키이(133a)거나 「데움」 키이(133b)이면, 제어모우드 선택수단(134)은 가열모우드 전환제어수단(135)을 선택하여 가열개시 초기는 균일가열 제어수단(127)이 모우터(18)를 제어하고, 그후에는 국부가열 제어수단(131)이 모우터(18)를 제어한다. 사용자가 누른 키이가 「우유」 키이이면 제어모우드 선택수단(134)은 가열모우드 비전환 제어수단(136)을 선택한다. 이 경우에는 국부가열 제어수단(131)은 먼저 모우터(18)를 제어하여 방사부(8)의 위치를 가열실(4)의 중앙이 국부가열되도록 하여 고정시킨다. 피가열물 추출수단(126)에 의하여 우유의 용기의 위치가 중앙이라고 인식되면 그대로 중앙을 국부가열하고, 우유의 용기의 위치가 중앙이 아니거나 또는 복수라고 인식되면 우유의 용기의 검출위치의 중심을 국부가열할 수 있도록 모우터(18)를 제어하여 방사부(8)의 위치를 설정한다.

그리고, 우유의 용기의 위치가 중앙이 아닌 경우에는 턴테이블의 회전에 의하여 방사부(8)로부터 떨어진 위치에 있는 시간대에서 마그네트론을 정지시켜 전자파를 가열실(4)내부에 들어가지 않도록 하여도 좋다. 이 경우에는 가열에 시간을 요하는 것이지만, 더욱 온도분포를 양호하게 할 수 있어서, 불필요한 에너지소비를 하지 않는 효과가 있다. 또, 술, 된장국, 커피 등도 우유와 똑같고 사용자가 설정하는 메뉴 설정수단(133)에 새로 메뉴로서 가함으로써 똑같은 효과를 얻는 것이다.

다음에, 본 발명의 실시예 15를 제54도 내지 제55도를 참조하면서 설명한다.

제54도는 본 발명의 실시예 15의 고주파가 가열장치의 구성단면도이다. 또, 제55도는 동 실시예의 온도분포 검출수단의 요부단면도이다. 그리고, 상기 실시예와 같은 구성의 것은 동일부호를 붙이고 설명을 생략한다.

실시예 15는 회전수단인 턴테이블 모우터를 사용하지 않는 구성이다. 마그네트론(2)으로부터 나온 전자파는 도파관(3), 급전실(15)을 통하여 가열실(4) 내에 방사되어 가열실(4)내의 식품(6)을 가열한다. 급전실(15)내에는 방사부(8)가 있고, 방사부(8)는 도파관 이동수단인 모우터(18)로 회전하는 구성으로 되어있다. 25는 급전실(15)을 덮는 커버이다. 모우터 (18)는 스테핑모우터이고, 제1의 회전축(137)을 회전시킨다. 제1의 회전축(137)에는 큰 기어(138)가 부착되어 있다. 139는 주위기어인데 안쪽에 기어를 형성하고, 또 작은기어(140)의 축받이가 되는 홈이 있고, 도파관(3)에 부착고정되어 있다. 작은기어(140)는 큰기어(138)와 주위기어(139)에 접하고, 작은기어(140)에는 제2의 회전축(141)이 부착되고, 제2의 회전축(141)은 주위기어(139)에 설치한 홈을 축받이로 하여 회전이 자유롭게 부착되어 있다. 이 제2의 회전축(141)에 방사부(8)가 부착되어 있다. 이 구성에서 모우터(18)가 회전하면 제2의 회전축(141)은 회전을 반복하면서 주위기어(139)에 따라 큰기어(38)의 주위를 이동한다. 모우터(15)는 원점 검출스위치를 사용하거나 스토퍼를 사용하는 등으로 하여 초기의 위치를 맞춘 후 초기위치에서의 이동각도를 차례로 누적하여 항상 각도를 알 수 있게 함으로써 방사부(8)의 위치와 방향의 양쪽을 알 수 있는 것이다. 제55도는 온도분포 검출수단의 요부단면도이고, 제54도의 F-F' 단면을 도시하고 있다 제55도에 있어서, 실시예 13의 제48도와 같은 구성의 것은 동일부호를 붙이고 설명을 생략한다. 115는 스테핑모우터이고 적외선 검출소자(112)를 제55도의 바로앞에서 안쪽으로 목흔들기를 하는 동시에 초퍼(118)에 의한 광로의 개폐의 양록을 행하고 있다. 142는 적외선 검출소자(112)를 포함하는 금속케이스(124) 전체를 구동하는 구동수단인데 스테핑모우터에 의하여 구성하고 있다. 스테핑모우터(142)는 회전축(143)을 회전시켜 회전축에 부착된 연결부(144)를 구동하여 적외선 검출소자(112)를 제55도의 좌우방향으로 목흔들기하는 것이다. 여기서, 스테핑모우터(142)의 목흔들기 주기는 스테핑모우터(115)의 목흔들기 주기보다 휠썬 느려서 정수배로 구동하는 것이며, 스테핑모우터(142)의 목흔들기 1왕복마다 같은 위치의 온도를 검출 할 수 있는 구성으로 하고 있다. 이 구성에서 가열실(4)내의 전영역의 온도를 검출할 수 있어서 2차원적으로 온도분포를 검출할 수 있는 것이다. 또, 스테핑모우터(142)의 목흔들기 1왕복마다 같은 위치의 온도검출을 할 수 있으므로, 1왕복 전의 온도와의 온도차나 초기부터의 온도변화를 각 검출마다 산출할 수 있는 것이다.

제어수단(19)은 초기에 모우터(18)를 일정주기로 회전시켜 균일가열 제어를 하여 식품을 추출하면 추출한 식품중에서 저온부분을 추출하고, 그 저온부분의 위치에 방사부(8)가 향하도록 모우터(18)의 각도를 제어한다. 이를 반복함으로써 식품(6)에 저온부분이 없어져서 전체적으로 균일한 온도로 가열할 수 있는 것이다.

이 실시예의 경우 식품(6)을 회전시키지 않으므로 무거운 식품을 가열하는 것이 가능하게 되는 외에 가열실(4)내의 스페이스를 유효하게 활용할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 상기 실시예에서는 1개의 모우터로 방사부(8)의 위치와 방향을 제어하는 구성으로 설명하였으나, 이것은 본 발명을 한정하는 것은 아니고, 방사부(8)의 방향과 위치를 별개와 모우터로 제어하여도 좋고, 직선적인 2축의 움직임으로 제어하여도 좋다. 이들은 더욱 섬세하게 국부가열할 수 있는 효과가 있다.

다음에, 본 발명이 실시예 16을 제56도 및 제57도를 참조하면서 설명한다.

제56도는 본 발명의 실시예 16의 고주파 가열장치의 구성단면도이다. 또, 제57도는 동 실시예의 전자파 방사부의 요부단면도이다. 그리고, 상기 실시예 13 내지 실시예 15와 같은 구성의 것은 동일부호를 붙이고 설명을 생략한다.

실시예 16은 분포가변 수단으로서 개구위치 가변수단을 설치한 것이다. 제56도에 있어서 마그네트론(2)으로부터 나온 전자파는 도파관(3)을 통하여 가열실(4)내에 놓인 접시(21)위의 식품(6)을 가열한다. 도파관(3)과 가열실(4)을 접속하여 전자파를 유도하는 개구부는 제1의 개구부(145)를 가열실(4)의 중앙가까이에, 제2의 개구부(146)를 가열실(4)의 주위 가까이에, 그리고 턴테이블(1)의 회전방경 방향으로 나란히 위치하는 구성으로 하고 있다. 147은 차폐판인데 개구부(145와 146)의 한쪽을 차폐하는 것이며, 그 구조는 반원형상의 금속판이고 전자파를 흡수하기 어려운 저손실의 재료로된 회전축(148)에 의하여 회전한다. 18은 개구위치 가변수단인데 스테핑모우터로 구성되어 회전축(148)을 회전시킴으로써 차폐판(147)에 의하여 개구부(145와 146)의 어느 한쪽을 막는 것이다. 이 구성으로 가열실(4)내에 전자파를 방사하는 위치가 바뀌어 막혀있지 않는 개구부의 바로위에 있는 식품(6)의 부분이 집중적으로 국부가열된다. 또, 차폐창(147)을 일정주기로 회전시키면 식품(6)을 균일하게 가열하는 것도 가능하다.

제57도는 제56도의 G-G' 단면을 도시한 것이다. 개구부(145, 146)는 각각 장방형인데 똑같이 장방형의 가열실(4)바닥면과 4변이 평행하다. 제57(a)도는 제56도와 똑같이 차폐판(147)에 의하여 제1의 개구부(145)를 막고, 제2의 개구부(146)로부터 전자파가 가열실(4)내에 방사되므로, 식품(6)중에서 가열실(4)의 주변부근에 위치하는 부분을 국부가열한다. 제57(b)도는 반대로 차폐판(147)에 의하여 제2의 개구부(146)를 막고, 제1의 개구부(145)로부터 전자파를 가열실(4)내에 방사하므로, 식품(6)중에서 가열실(4)의 중앙부근에 위치하는 부분을 국부가열한다.

제어수단(19)은 초기에는 일정주기로 차폐창(147)을 회전시켜 균일하게 가열제어를 행하고, 온도센서(26)로 검출한 온도분포로 식품(6)을 추출하면 식품(6)중에서 저온부분을 추출하여 가열위치로서 기억한다. 턴테이블(1)의 회전으로 개구부(145, 146)의 어느 반경방향에 있어서의 가열위치에 맞추어 차폐판(147)의 위치를 시시각각으로 바꿈으로써 최적의 국부가열 제어를 하고, 이를 반복하여 식품(6)의 저온부분을 없애고 전체적으로 균일하게 가열하는 것이다.

본 실시예에 있어서, 개구부를 2개 설치하고 반원형의 금속판을 회전시킴으로써 간단하게 그리고 소형으로 할 수 있는 구성으로 하여 설명하였으나, 이들은 본 발명을 한정하는 것은 아니고, 개구부의 수를 많게 하여 더욱 섬세한 국부가열제어를 하는 것도 가능하고, 차폐판은 회전시키지 않고 직선운동하도록 하여도 좋다. 또, 복수의 개구부 각각에 차폐판을 설치하여도 똑같은 효과를 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 실시예 17을 제58도 및 제59도를 참조하여 설명한다.

제58도는 제어동작을 설명하는 블록도이다. 또, 제59도는 특히 윤곽추출수단의 동작을 설명하는 온도특성도이다. 그리고, 상기 실시예 13 내지 실시예 16과 같은 구성의 것은 동일부호를 붙이고 설명을 생략한다.

제58도에 있어서, 가열초기에는 먼저 균일가열 제어수단(127)으로 국부가열수단(16)을 제어한다. 피가열물 추출수단(126)은 온도분포 검출수단(26)으로 검출한 각 검출위치에 식품이 존재하느냐 않느냐의 구별을 할 수 있으면 가열모우드 전환수단(130)에 의하여 국부가열수단(6)의 제어를 균일가열 제어수단(127)으로부터 국부가열 제어수단(131)으로 전환하는 것이다.

피가열물 추출수단(126)은 온도변화 연산수단(128)과 윤곽추출수단(149)에 의하여 구성하고 있다. 온도변화 연산수단(128)은 가열개시 초기의 온도분포 검출수단(26)의 각 검출위치에 대응한 온도를 기억해두고 그후 소정시간 경과후의 각 검출위치에 대응한 온도와 같은 검출위치의 초기온도와의 온도차(△T)를 연산한다. 이 각 검출위치에 대응한 초기부터의 온도변화(△T)에 의하여 윤곽추출수단(149)이 식품의 윤곽을 추출하는 것이다.

제59도에 있어서, 제59(a)도는 눈금이 온도분포를 검출수단(26)의 각 검출위치이고, 사선부가 식품(6)이다. 여기서 온도분포 검출수단(26)은 적외선 검출소자를 복수 2차원으로 배열한 것이지만 또는 직선적으로 배열한 것의 목을 흔드는 등의 구성으로 매트릭스형상의 검출위치에서 온도분포를 검출하는 것으로 하고 있다. 식품(6)의 가열개시 초기부터의 온도변화는 식품이 없는 개소의 온도변화보다 큰 것이 보통이다. X방향 미분수단(150)은 이 매트릭스 형상으로 배열된 검출개소의 X방향, 즉 제59도에 있어서는 가로방향의 인접하는 검출위치와의 온도차의 차이를 연산한다. 그 연산결과가 소정값보다 큰 검출위치를 기억한다. 제59(b)도에서 사선으로 표시한 검출위치가 X방향 미분수단(150)으로 기억하는 소정값보다 큰 검출위치이다. 또, Y방향 미분수단(151)은 매트릭스 형상으로 배열된 검출개소의 Y방향, 즉 제59도에 있어서 세로방향의 인접하는 검출위치와의 온도차의 차를 연산한다. 그 연산결과가 소정값보다 큰 검출위치를 기억한다. 제59(c)도에서 사선으로 표시한 검출위치가 Y방향 미분수단(151)으로 기억하는 소정값보다 큰 검출위치이다.

정형수단(152)은 X방향 미분수단(150)으로 기억한 검출위치와, Y방향 미분수단(151)으로 기억한 검출위치의 논리화를 연산한다. 즉, X방향 미분수단(150)이나 Y방향 미분수단(151)의 어느 하나를 기억하고 있는 검출위치가 식품의 윤곽이라고 판단하는 것이다. 식품의 온도상승에도 분포가 있으므로, 식품의 내부에서도 인접하는 검출위치와의 온도차의 차이가 큰 위치도 발생하나 정형수단(152)은 가장 큰 주위를 식품의 윤곽으로 한다. 또, 주위의 윤곽의 일부가 끊겨있는 경우에도 연결하여 윤곽으로 한다. 피가열물 추출수단(126)은 이상과 같이하여 식품의 윤곽을 추출하고 윤곽에 둘러싸인 안쪽을 식품으로 하는 것이다.

저온부분 추출수단(132)은 피가열물 추출수단(126)으로 추출한 식품중에서 저온부분을 추출하고 국부가열 제어수단(131)은 저온부분 추출수단(132)으로 추출한 온도가 낮은 개소에 전자파가 방사되도록 국부가열수단(16)을 제어한다. 이와 같이, 피가열물을 추출하여 거기에 전자파를 방사하므로 불필요한 에너지의 소비가 없이 효율적으로 가열할 수 있다.

다음에, 본 발명의 실시예 18을 제60도를 참조하여 설명한다. 제60도는 본 발명의 고주파 가열장치의 제어동작을 설명하는 블록도이다. 그리고, 상기 실시예 13 내지 실시예 17과 같은 구성의 것은 동일부호를 붙이고 설명을 생략한다.

실시예 18은 식품의 일부분만을 가열하고 싶은 경우, 예를 들면 고급 도시락을 가열하는 경우 밥과 같이 가열할 식품과 생선회나 김치 등과 같이 저온으로 먹을 식품이 한 용기에 들어 있다. 이 경우, 밥과 생선회나 김치 등을 나누지 않고 용기그대로 가열실에 넣고 밥만을 가열하는 예로서 설명한다.

제60도에 있어서, 153은 가열범위 설정수단으로 사용자가 조작하여 가열범위를 설정하는 것이다. 가열범위 설정수단(153)은 액정에 의하여 이루어지는 설정화면(154), 십자형의 커어서(cursor) 키이(155), 설정키이(156), 취소키이(157)로 구성되어 있다.

설정화면(154)이 가열실의 바닥면으로서 그 중에서 가열하고 싶은 범위는 어디인가를 사용자가 설정하는 것이다. 사용자는 설정을 개시할 때에는 먼저 설정키이(156)를 누른다. 이때, 설정화면(154)의 왼쪽위 구석에 제1의 점(158)이 표시된다. 여기서 사용자는 커어서 키이(155)를 조작함으로써 이 제1의 점(158)을 설정하면(154)의 속에서 이동시킨다. 커어서 키이(155)는 윗방향 키이(155a)와 아래방향 키이(155b)와 좌방향 키이(155c)와 우방향 키이(155d)로 이루어지는데 이들을 조작함으로써 제1의 점(158)을 상하좌우로 임의의 위치로 이동시킬 수 있다. 사용자는 제1의 점(158)을 가열범위의 단부로 이동시켜 설정키이(156)를 누른다. 이 시점에서 제1의 점(158)의 위치는 고정되고 같은 위치에 제2의 점(159)이 표시된다. 사용자는 똑같이 커어서 키이(155)를 조작하여 이 제2의 점(159)을 이동시킨다. 이때, 설정화면(154)에는 제1의 점(158)과 제2의 점(159)을 대각으로 하는 장방형(160)을 표시한다. 이 장방형으로 표시된 범위가 가열범위가 가열범위로 되는 것이다. 사용자는 제2의 점(159)을 설정화면(154)의 임의의 위치로 이동시켜 장방형(160)으로 가열범위를 설정한다. 설정키이(156)를 다시 누름으로써 제2의 점(159)과 장방형(160)이 확정된다. 가열범위가 복수있는 경우 사용자가 다시 설정키이(156)를 누르면 설정화면(154)에 다시 제1의 점(158)이 표시되며 이하, 상기 조작을 반복하는 것이다. 조작을 잘못한 경우에는 취소키이(157)를 누름으로써 그 직전에 누른 설정키이(156)에서의 설정내용을 취소할 수 있다.

이상과 같이하여 사용자의 조작에 의하여 가열범위가 설정되면 제어수단(19)은 그 가열범위를 균일하게 가열하도록 제어한다. 저온부분 추출수단(132)은 온도분포 검출수단(26)으로부터의 신호에 의거하여 가열범위 설정수단(153)으로 설정된 가열범위중에서 저온부분을 추출한다. 국부가열 제어수단(131)은 저온부분 추출수판(132)으로 추출한 저온부분에 전자파를 방사하도록 국부가열수단(16)을 제어한다. 이로써 가열범위중에서 저온부분이 사라지고 가열범위의 전체가 균일하게 가열될 수 있다. 또, 가열범위 이외는 가열하지 않고 저온으로 먹어야 할 식품은 저온 그대로 조리하는 것이 가능하게 되는 것이다.

그리고, 본 실시예에서는 고급 도시락과 같은 여러 가지 식품이 동시에 가열실에 들어가는 경우를 설명하였으나, 한가지만을 가열하는 경우라도 이렇게 가열범위를 설정하면 가열초기에 식품추출할 필요가 없으므로, 제어수단의 구성을 간단히 할 수 있다. 또, 가열범위 설정수단(153)을 설정화면(154), 커어서 키이(155), 설정키이(156), 취소키이(157)로 구성하고 있으나, 이들은 본 발명을 한정하는 것은 아니고 예를 들면 터치패널을 사용하거나 마우스를 사용하는 등의 방법도 있는데, 똑같은 효과가 있다. 또 장방형으로 가열범위를 설정함으로써 조작을 간략화하고 있으나, 자유곡선으로 설정하여도 똑같은 효과가 있다. 또 고급도시락과 같은 상품이면 상품의 포장대에 바코우드 등으로 가열범위를 부호화하여 인쇄하고 있으면, 그 인쇄를 광학적으로 판독함으로써 가열범위를 설정하여도 좋고, 이 경우에는 복잡한 가열범위라도 매우 간단한 조작으로 가열범위를 설정할 수 있는 효과가 있다.

다음에, 본 발명의 실시예 19를 제61도를 참조하여 설명한다. 제61도는 본 발명의 고주파 가열장치의 제어동작을 설명하는 블록도이다. 그리고, 상기 실시예 13 내지 실시예 18과 같은 구성의 것은 편의상 동일부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

실시예 19는 상기 실시예 18과 똑같이 식품의 일부분만을 가열하고 싶은 경우인데, 도시락을 점두에서 가열하여 고객에게 제공하는 업무용으로서 설명한다. 일반적으로 이러한 형태의 업무용 상품은 종류는 한정되어 있어서, 같은 종류이면 용기속의 식품의 놓인 위치는 같다. 예를 들면, 상품의 종류는 고급도시락, 불고기 도시락, 연어고기도시락 등이 있는데, 불고기도시락이면 밥의 위치와 불고기의 위치는 정해져 있다. 그리고, 종류는 한정되어 있으나, 몇번이나 같은 종류의 상품을 가열하게 된다. 이 경우, 예컨대 「1」은 고급도시락, 「2」는 불고기도시락, 「3」은 연어고기도시락으로서 각각의 상품의 가열범위를 코우드와 대응시켜 등록해두면 고객이 선택한 상품의 가열범위를 코우드에 의하여 호출할 수 있어서, 가열범위의 설정조작을 간략화할 수 있다.

제61도에 있어서, 가열범위 설정수단(153)은 「1」 부터 「10」까지의 숫자 키이군(161)과, 등록수단인 등록키이(162), 등록호출 수단인 호출키이(163)가 있다. 가열범위를 등록하려면 먼저 상기 실시예 18에서 설명한 조작방법으로 커어서 키이(155)와 설정키이(156)로 가열범위를 설정한다. 다음에 등록키이(162)를 누르고, 숫자키이군(161)의 어느 숫자키이를 누른다. 그리고, 설정키이(156)를 누르면 가열범위는 숫자키이로 눌린 코우드와 함께 등록기억수단(164)으로 기억된다. 가열범위를 호출하려면 먼저 호출키이(163)를 누르고, 다음에 숫자키이군(161) 중에서 상품에 대응한 숫자키이를 누른다. 등록기억수단(164)으로 눌린숫자의 코우드에 대응하여 기억되고 있는 가열범위를 설정화면(154)에 표시한다. 틀림없으면 확인의 의미로 설정키이(156)를 누른다. 한번 등록해 두면 그후에는 호출의 조작뿐이고, 가열범위의 설정은 간단히 행할 수 있다.

가열을 개시하면 상기 실시예 18과 똑같이하여 제어수단(19)이 국부가열수단(16)을 제어하여 그 가열범위를 균일한 온도로 가열한다.

즉, 저온부분 추출수단(132)은 온도분포 검출수단(26)으로부터의 신호에 의거하여 가열범위 설정수단(153)으로 설정된 가열범위 중에서 저온부분을 추출하고 국부가열 제어수단(131)은 저온부분 추출수단(132)으로 추출한 저온부분에 전자파를 방사하도록 국부가열수단(16)을 제어한다.

그리고, 본 실시예에서는 등록수단 및 등록호출 수단을 숫자키이군(161), 등록키이(162), 호출키이(163)로 설명하였으나, 이것은 본 발명을 한정하는 것은 아니고, 예컨대 설정화면(154)에 조작수순이나 숫자, 알파벳 등의 코우드를 표시하고, 커어서 키이(155)나 설정키이(156)를 사용하여 등록수단 및 등록호출수단으로 하는 것도 가능하고, 이 경우에는 키이의 수가 줄어서 구성을 간단하게 하는 효과가 있다. 또, 숫자키이군은 사용하지 않고 상품의 포장대에 코우드를 인쇄하고 있어서 광학적으로 판독함으로써 조작을 간단히하는 것도 가능하다.

제62도는 본 발명이 실시예 20에 있어서의 고주파 가열장치의 단면구성도이다. 본 실시예에서는 실시예 9의 제37도의 응용으로 마그네트론(2)으로부터 나온 전자파는 도파관(3)으로부터 개구부(165)를 통하여 가열실(4)내에 방사되어, 식품(6)을 얹어놓는 턴테이블(1)이 나선형상으로 동작하는 것이다. 이 구성에 의하여 식품(6)자체가 위치결정 구동되며, 그 위치에 의하여 식품(6)에 대한 전자파의 입사방향이 달라지기 때문에, 예를 들면 식품(6)의 중앙을 가열하거나 주위를 가열하거나 하는 가열부위를 전환하는 대표적인 위치전환 방법이고, 캠(37)과 스위치(38)는 식품의 위치를 검출하고 있는 위치검출부라고 할 수 있다.

제63도 및 제64도는 본 발명의 실시예 21에 있어서의 고주파 가열장치의 요부 단면구성도이다. 본 실시예에서는 제43도 및 제44도와는 달리 식품(6)의 위치가 위치결정 구동되고, 또 제62도와는 달리 턴테이블(1)의 회전에 의한 2차원의 변화뿐만 아니라 상하동에 의한 변화도 가해져서 3차원으로 제어하고 있다. 제63도에서는 상승한 상태, 제64도에서는 하강한 상태를 도시하고 있다.

여기서는 간단하게 하기 위하여 3차원의 동작의 대표로서 회전과 상하동의 조합을 예시하였으나 물론 나선형상의 동작과 조합하여도 좋고 기타 여러 가지 구성을 생각할 수 있다.

또, 가열분포의 전환의 회수를 한정할 필요는 없으나 섬세하게 전환하는 것이 항상 가열불균일의 발생을 방지할 수 있다고 생각된다.

제65도는 본 발명의 실시예 22에 있어서의 고주파 가열장치의 요부구성도인데 턴테이블(1)의 구성을 아래에서 본 도면이다. 제17도와는 달리 턴테이블(1)은 세라믹 등의 전자파를 흡수하기 어럽고 투과성이 있는 재질로 구성되며 원반(166)과 회전축받이(48)로 이루어진다. 틈새가 없어도 전자파가 쉽게 투과할 수 있는 구성이다.

아래쪽에서 전자파를 넣으면 턴테이블(1)이 전자파의 통과로가 되며, 또한 히이터(28)를 사용하는 오븐레인지의 경우 제17도 및 제65도와 같은 턴테이블(1)쪽의 연구로 내열성이 높고 전자파를 투과시키기 쉬운 구성으로 되어 있다.

제66도는 본 발명의 실시예 23에 있어서의 고주파 가열장치의 요부단면 구성도인데, 턴테이블(1)과 가열실(4) 바닥면의 중앙부(167)의 치수관계에 대하여 도시한 것이다. 턴테이블(1)은 반경(γ)(제66도에서는 직경 2γ)이고, 가열실(4) 바닥면의 중앙부(167)의 돌출치수는 반경(R)(제66도에서는 직경 2R)으로 하여 2R ＞ 2γ 즉 R ＞ γ의 관계에 있다. 따라서, 턴테이블(1)위에서 예를 들면 솟거나 하여도 턴테이블(1)의 축을 따라 가열실(4)로부터 아래쪽으로 새는 일이 없을 뿐만 아니라, 가열실(4) 바닥면의 중앙부(167)의 돌출(2R)의 바깥쪽에 물이 고이기 때문에 턴테이블을 떼내지 않고도 닦아내는 작업을 할 수 있다. 특히, 제65도와 같이 턴테이블(1)을 세라믹으로 구성하는 경우, 세라믹은 일반적으로 강도가 약하다고 하며, 회전축에의 붙이고 때는 작업의 반복 등으로 쪼개지지 않는 내구성의 향상을 위한 연구가 필요하다. 그래서, 본 실시예와 같은 구성이면, 청소할 때에 떼어낼 필요도 없어져서, 내구성이 향상되는 효과가 있다.

제67도는 본 발명의 실시예 24에 있어서의 고주파 가열장치의 단면구성도이다.

마그네트론(2)으로부터 나온 전자파는 도파관(3)을 통하여 가열실(4)내의 턴테이블(1)위의 식품(6)을 가열한다. 마그네트론(2)으로부터 나온 전자파는 제1의 도파관(3A)으로부터 분기점(169)에서 도파관(3B, 3C)으로 분기하고, 가열실(4) 바닥면위의 개구부(169A, 169B)를 통하여 가열실(4)내에 전자파를 전송한다. 이때, 도파관(3B, 3C)의 벽면중 인접하는 부분은 공통의 금속판으로 구성하고 있다. 또 분기점(168)은 제1의 도파관(3A)내의 전계가 약한 곳(마디)에 구성하고 있다. 또 제1의 도파관(3A)은 마그네트론(2)의 안테나(30)에 대향하는 벽면(170)을 돌출시켜 안테나(30)와 벽면(170) 사이의 거리를 두고 있으나, 도파관(3B, 3C)에는 안테나(30)와 같은 돌출이 없으므로, 거리를 좁게 하여도 된다. 따라서, 제1의 도파관(3A)에 비하여 도파관(3B, 3C)의 단면적을 좁게하여도 좋고, 복수의 도파관이 겹쳐져 있는데 비하여 장소를 차지하지 않는 구성으로 할 수 있다.

본 실시예에서는 도파관(3B, 3C)을 기준으로 생각하여, 제1의 도파관(3A)쪽의 단면적을 벽면(170)에 의하여 넓히고 있다. 또, 도파관(3B, 3C)의 길이가 분기점(168)으로부터 종단부까지가 관내파장(λg)의 1/2에 대하여 대개 정수배로 되어 있는 것과, 분기점(168)의 폭이 관내파장(λg)의 1/4이하로 되어 있는 것에 대해서는 제68도에서 상세히 설명한다.

또, 금속제의 차폐부(171)는 구동부(172)에 의하여 가열실(4)과 도파관(3B, 3C)위의 돌기부(173)와 접촉하면서 개구부(164A, 169B) 사이를 동작함으로써, 전자파를 전송하기 쉬운 개구부(169A, 169B)를 전환하는 것이다. 또 시일부(174)는 차폐부(171)의 위치에 관계없이 가열실(4)이나 도파관(3)의 외부에 전자파가 누설하는 것을 방지하는 것이다.

또, 제어수단(19)은 식품(6)의 온도를 검출하는 온도센서(26), 턴테이블(1)에 접속되어 식품(6)의 중량을 검출하는 중량센서(23), 식품(6)의 형상을 검출하는 광센서(61, 62)의 검출신호에 의거하여 마그네트론(2)으로부터의 전자파의 방사나, 마그네트론(2) 냉각용의 팬(27)의 동작이나 차폐부(171)용의 구동부(172)의 동작이나, 턴테이블(1)을 회전시키는 회전용의 모우터(22)의 동작이나, 턴테이블(1)의 높이를 변화시키는 높이 구동부(175)의 동작을 제어한다. 특히, 마그네트론(2)으로부터 전자파가 나오지 않을 때에 차폐부(171)를 움직이도록 제어하고 있다. 또, 가열이 종료하였을 때에는 차폐부(171)의 위치나 턴테이블(1)의 높이를 경량의 식품(6)에 대하여 가장 가열분포나 가열효율이 좋아지는 구성이 되도록 제어하고 있다. 또 어떠한 용도의 가열에 있어서도 사용자가 식품(6)을 넣고 가열을 개시시켰을 때에는 신속히 전자파를 발생시켜, 가열개시 직후의 전자파의 거동이 불안정한 상태(이른바, 기립)도 잘못검지할 가능성이 있는 검출부(예를 들면, 중량센서(23))에 대해서는 안정될 때까지 검출부의 출력을 받지 않거나 또는 무시하도록 제어하고 있다.

또한, 식품(6)에 따라서는(특히, 대량의 것 등) 가열도중에 차폐부(171)의 위치나 턴테이블(1)의 높이를 복수회 동작시키거나 하여, 가열분포나 가열효율의 최적화를 꾀하고 있다.

여기서, 구동부(172)에 의하여 차폐부(171)의 위치를 바꾸면, 복수의 개구(169A, 169B)중 전자파가 나오기 쉬운 개구와 나오기 어려운 개구가 전환되어 가열실(4)내의 전계분포를 전환시킬 수 있다. 특히, 각종의 검출부로부터의 신호에 맞추어 자유로이 차폐부(171)의 위치를 설정할 수 있으므로, 가열의 목적에 따른 적절한 전계분포 상태로 할 수 있다. 제67도에는 도시하고 있지 않으나, 차폐부(171)의 위치를 정확히 결정하기 위하여 기준점을 어디에 정하고, 기준점으로부터의 이동거리에 의하여 차폐부(171)의 위치를 관리하는 것이 쉽게 생각된다.

또, 높이 구동부(175)에 의하여 턴테이블(1)의 높이(h)를 바꾸면, 식품(6)의 높이가 바뀌므로, 같은 전계분포의 경우라도 식품(6)의 가열분포를 바꿀 수 있다. 따라서, 똑같이 각종의 검출부로부터의 신호나 차폐부(171)의 위치에 의한 전계분포의 차이에 맞추어 최적의 턴테이블(6)의 높이(h)로 조정하면, 보다 한층 가열의 목적에 따른 적절한 가열분포로 할 수 있다. 제67도에는 도시하지 않았으나, 차폐부(171)와 똑같이 턴테이블(1)의 높이(h)를 정확히 정하기 위해서는 기준점과 이동거리로 판리하여도 된다.

또, 턴테이블(1)은 통상은 회전시켜 회전중심에서 본 식품(6)의 동심원 방향 의 균일화를 꾀하나, 회전용의 모우터(22)에 의하여 회전이나 정지(또는 가변속)도 자유로이 설정할 수 있다. 예를 들면 가열도중에 온도센서(26)에 의하여 식품에 온도 불균일이 생기고 있다고 판단하였을 때에는, 차폐부(171)나 높이 구동부(175)에 의하여 가열분포를 변화시켜, 온도불균일을 해소시킬 수 있는 상태를 찾아, 그러한 상태가 되었을 때에 회전을 중지시키거나 감속하여, 빨리 불균일을 없애도록 할 수도 있다.

제68도는 본 발명의 실시예 25에 있어서의 고주파 가열장치의 요부단면 구성도이다. 마그네트론(2)의 안테나(30)로부터 도파관(3A)에 공급하는 전자파는 안테나(30)에서의 전계를 최대(전계의 배(176))로 하고, 이후 관내파장(λg)의 1/4 마다 약하게 되거나(전계의 마디(177)), 강하게 되거나(전계의 배(176)) 하는 것을 반복하면서 제68도의 좌우로 전송된다. 이때, 도파관의 좌우의 단면이 전계의 마디가 되도록 설계하고 있으므로, 도파관(3A, 3C)내의 전계는 정연히 전계의 배(176)와 전계의 마디(177)를 반복하고 있다. 여기서, 관내파장(λg)은 제68도의 안쪽방향의 거리(I)로 정해지므로, 높이방향의 거리(J₁)에는 자유도가 있으나, 안테나(30)와 대향하는 벽면(170)과의 거리가 너무 가까우면(5mm 이하가 되면) 방전을 일으키는 등의 이상상태도 일어날 수 있기 때문에, 어느 정도의 거리를 유지하지 않으면 안된다. 또, 도파관(3A, 3C)의 도중에 분기점(168)을 전계의 마디(177)에 구성하고 있다. 이것은 전자파에서 보면 분기점(168)은 개구부라고 생각되므로, 분기점(168)을 끼워넣듯이 전계(178A)가 서기 때문에, 그것에 의하여 도파관(3A, 3C)내의 전계가 흐트러지지 않게 하기 위함이다. 그리고 분기점(168)으로부터 도파관(3B)내로 전송된 전자파는 똑같이 분기점(168)을 끼워넣듯이 전계(178B)가 서고, 제68도의 안쪽방향의 거리(I)가 같기 때문에, 같은 관내파장(λg)에 의하여 좌우로 전송된다. 여기서, 분기점(168)으로부터 오른쪽 단면(179)까지는 λg의 1/2배의 길이로 하고, 왼쪽단면(180)까지는 λg의 2/2배의 길이로 하고 있으므로, 도파관(35)내의 전계는 정연하게 전계의 배(176)와 전계의 마디(177)를 반복하고 있다. 또, 도파관(3B)내에는 안테나(30)와 같은 돌출한 부분이 없으므로, 벽면 끼리의 방전이 일어나지 않는 범위에서 높이 방향의 거리(J₂)를 짧게 할 수 있다. 여기서는 J₂＜ J₁/2로 하여 단면적을 반이하로까지 작게 하고 있다. 여기서 분기점(168)의 폭(K)은 너무 크면 도파관(3A, 3C)의 전자파의 정연한 상태를 흐트리게 하고, 너무 작으면 도파관(3B)에 전송하는 에너지가 감소하므로, λg의 1/4보다 약간 작게 하고 있다.

똑같이, 가열실(4)내에 전자파를 전송하기 위한 개구부(169)에 대하여도 λg의 1/4보다 약간 작게 하고 있다. 또, 도파관(3A, 3C)과 도파관(3B)을 인접시키고 있어서 벽면(181)을 공용화하고 있다.

제69도는 본 발명의 실시예 26에 있어서의 고주파 가열장치의 요부사시 구성도이다(실제에는 각각의 구성요소가 계속되고 있으나, 보기 쉽도록 실제와는 달리 따로따로의 상태로 도시하고 있다.).

가열실(4)과 도파관(3)의 각각에 개구부(169)와 개구부(169)를 둘러싸도록 금속에 절삭을 넣어 돌출한 돌기부(173A, 173B)를 구성하고 있다(단, 도파관(3)은 벽면구성부(182)와 돌기구성부(183)를 가진 것이다). 돌기부(173A)와 돌기부(173B)는 서로 마주보도록 돌출하고 있으며, 양자에 접촉하면서 그 사이를 구동가능하게 금속제의 차폐부(171)가 구성되어 있다. 도파관(3)내의 전자파는 차폐부(171)가 개구부(169)위에 없을 때에만 가열실(4)내에 전송하는 것이다. 또, 전자파의 외부로의 누설을 억제하기 위하여 도파관(3)과 가열실(4)은 접속되고, 특히 M방향으로의 전자파에 대해서는 시일부(13)에서 차폐하고 있다. 시일부(13)는 깊이 N의 홈을 가진 금속인데, N ≒ λg/4로 함으로써 도면중의 시일부(13)의 윗면(29)에서 M쪽으로는 전자파가 전파되지 않는 것이다. 일반적으로, M방향으로 향하는 전자파에서 본 인피던스(M쪽으로의 전파 곤란성의 지표)는 N에 의하여 변화한다. 인피던스의 값은 Zin = j·20·tan(2π·N/λg)로 표시되고, N = λg/4일 때에는

(인피던스가 무한대)가 되어, 위치(184)에서 M쪽으로는 전자파가 전파되지 않는다. 이 인피던스의 생각은 전자레인지의 전파시일 장치 등에서 많이 사용되는 마이크로 스트립라인의 생각과 같으며, 콤팩트로 구성하는 다른 실시예도 여러 가지 생각할 수 있다(특개 평6-13207호 공보).

제70도, 제71도는 본 발명의 실시예 27에 있어서의 고주파 가열장치의 요부구성도인데, 1개의 구동부(172)와 1개의 차폐부(171)로 복수의 개구부(169A, 169B)를 전환하는 상태를 도시한 것이다.

제70도는 개구부(169A)가 개방되고 개구부(169B)가 차폐되어 있는 경우인데, 제70(a)도는 요부단면 구성도, 제70(b)도는 위에서 제70(a)도의 차폐부(171)에서 아래를 본 구성도이다. 기어형상의 구동부(172)의 회전에 의하여 차폐부(171)가 가열실(4)과 도파관(3B, 3C)과의 사이에서 돌기부(173)와 접촉하면서, 전자파가 전송되는 개구부(169A, 169B)를 전환한다. 이 경우, 개구부(169A)는 차폐부(171)의 절삭(185)과 겹쳐지므로 개방되고, 개구부(169B)는 차폐부(171)에 의하여 차폐되어 있다.

제71도는 개구부(169A)가 차폐되고 개구부(169B)가 개방되어 있는 경우인데, 제71(a)도는 요부단면 구성도, 제71(b)도는 위에서 제71(a)도의 차폐부(171)에서 아래를 본 구성도이다. 이 경우, 개구부(169A)는 차폐부(171)에 의하여 차폐되고, 개구부(169B)는 차폐부(171)로부터 어긋나고 있으므로 개방되어 있다.

제72도는 본 실시예에 있어서의 고주파 가열장치의 특성도이다. 이것은 마그네트론(2)의 동작점을 표시하는 리이케선도라고 불리는 것인데, 가열실(4)내로의 전자파의 들어가기 용이성을 나타내고 있다. 전자파가 가장 들어가기 쉬운 것은 영역(186)이고 바깥쪽으로 감에 따라 전자파는 들어가지 않게 된다. 전자파가 들어가지 않게 되면, 가열효율이 떨어져서, 전자파 방사부에서의 발열로 변하는 손실이 증가하는 것은 명백하다. 1예로서 전자파를 방사한채 개구부(169A) 로부터 (169B)로 전환하는 경우에 대하여 설명한다. 개구부(169A)가 개방되고 개구부(169B)가 차단되어 있을 때에 동작점이 187에 있었다고 하자, 그런데, 서서히 개구부(169A)가 차폐되고 개구부(169B)가 개방되기 시작하면, 동작점은 화살표방향으로 움직이기 시작하여, 꼭 반쯤 개방된 상태일 때, 동작점은 188이 되고, 그후 완전히 개구부가 전환되었을 때에 동작점(187)으로 되돌아 온다. 즉, 차폐부(171)의 동작도중에 전자파가 들어가기 어려운 상태가 일어나는 것을 나타내고 있다. 이 동작도중에는 전술한 바와 같은 전자파 방사부의 손실이 증가할 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 발진주파수가 변동하거나, 고조파 노이즈를 발생하는 등 여러 가지 문제가 일어날 수 있다. 따라서 본 발명에서는 차폐부(171)를 동작시킬 때에는 전자파 방사부로부터 전자파를 내지 않도록 제어하여 문제를 해결하고 있다.

제73도는 본 발명의 같은 실시예를 도시한 특성도인데, 가로축에 시간(t)을 세로축에 고주파 출력(p)을 표시하였다. 일반적으로 전자파 방사부로부터 전자파가 나오기 시작하여 얼마동안 t_sT는 불안정한 상태이기 때문에, 고조파 등의 노이즈를 발생하기 쉽다. 따라서, 종래에는 가열초기의 식품(6)의 상태를 검출하기 위하여 노이즈에 약한 검출부를 사용하는 경우에는 제73(a)도에 도시한 바와 같이, t_M의 기간은 전자파를 내지 않고 검출하고, 검출종료후에 전자파를 내며, t_sT를 거쳐 안정된 가열상태 t_f상태에 도달하는 것이 있었다. 이래서는 t_M의 기간은 가열하고 있지 않으므로 매우 가열효율이 나쁘다. 그래서, 본 발명에서는 제73(b)도에 도시한 바와 같이, 빨리 전자파를 내어 가열을 개시하고, 필수 있는 대로 빨리 t_sT를 거쳐 안정된 가열상태(t_F상태)에 도달시켜 t_sT+△t후(안정되면 곧)부터 가열초기의 식품(6)의 상태를 검출하도록 하고 있다. 따라서, 가열효율을 떨어뜨리지 않고 정밀하게 식품(6)의 상태를 검출하고 있다.

제74도는 본 발명의 실시예 28에 있어서의 고주파 가열장치의 단면 구성도이다.

마그네트론(2)에서 나온 전자파는 도파관(3)을 통하여 가열실(4)내의 턴테이블(1)위의 식품(6)을 가열한다. 이때, 도파관(3)으로부터 가열실(4)내로 전자파를 유도하는 복수의 개구부(169)를 전자파를 흡수하기 어려운 저손실의 재료로 된 투명한 개구커버(25)로 덮고 있다. 또, 도파관(3)내에는 회전체로서의 금속성의 스탤러날개(189)가 설치되고, 이것은 스테핑모우터(190)에 의하여 회전구동되고 있다. 스탤러날개(189)는 목적에 따라 여러 가지 동작패턴을 가지므로, 날개위치 검출기(191)에 의하여 기준점으로부터의 이동거리를 항상 감시하고 있다. 제어수단(19)은 사용자가 키이입력한 조작패널(64)로부터의 신호와 중량센서(23) 또는 기타 온도센서 등을 포함한 상태센서(192)로부터의 신호와, 날개위치 검출기(191)로부터의 신호에 의거하여, 마그네트론(2)으로부터의 전자파의 방사를 제어하거나, 스탤러날개(189)의 동작패턴을 결정하여 스테핑모우터(190)의 구동을 제어하거나, 턴테이블(1)의 회전이나 정지를 결정하여 모우터(22)의 구동을 제어하고 있다. 그리고, 보디커버(193), 개폐가 자유로운 도어(194)를 가지고 있다.

여기서, 스탤러날개(189)의 위치에 따라서 복수의 개구부(169)중 전자파를 내기 쉬운 개구와 내기 어려운 개구가 전환되어 가열분포를 전환시킬 수 있고, 또 동시에 정합상태를 전환시킬 수 있다. 특히, 조작패널(64)로부터의 신호나 중량센서(23) 또는 기타의 상태센서(192)로부터의 신호에 맞추어 자유로이 스탤러날개(189)의 위치나 회전동작을 설정할 수 있으므로, 가열의 목적에 따른 적절한 분포나 정합상태로 할 수 있다. 또한, 턴테이블(1)의 회전이나 정지도 자유로이 설정할 수 있으므로, 식품(6)에 따라서는 턴테이블(1)을 회전시켜 회전중심에서 본 식품(6)의 동심원방향의 균일화를 꾀하거나, 식품(6)의 우유나 국물(액체상태의 것)의 경우에는 턴테이블(1)을 정지하여, 더욱 정합상태를 좋게 할 수도 있다.

제75도는 제74도의 P-P' 단면 구성도이다.

도파관(3)은 도중에 폭이 넓어져 있고, 내부에 스탤러날개(189)를 구성하고 있다. 또, 개구커버(25)가 투명하기 때문에, 사용자는 5개의 개구부(169)를 통하여 스탤러날개(189)의 동작을 볼 수 있다.

제76도 및 제77도는 본 발명의 실시예 29 및 실시예 30에 있어서의 고주파 가열장치의 단면 구성도이다.

제76도는 스탤러날개(189)의 앞에 밖에 개구부(169)가 없는 경우, 제77도는 스탤러날개(189)의 앞에는 개구부(169)가 1개밖에 없는 경우를 도시한 것이다.

또한, 도시하지 않았으나, 가열실(4)의 형상이나 턴테이볼(1)의 높이 등에 따라서는 개구부(169)를 마그네트론(2)에서 보아 스탤러날개(189) 보다도 먼 위치에 설치하여도 좋고, 도파관(3)의 길이방향을 상하방향이나 경사진 방향으로 구성하거나, 마그네트론(2)으로부터 1방향 뿐만 아니라 복수방향으로 도파관(3)이 뻗어서 복수의 개구부(169)를 구성하거나, 가열실의 배면뿐만 아니라 측면이나 바닥면이나 윗면 또는 그중의 2면이나 3면에 걸치도록 도파관(3)을 굽혀서 구성하거나 하는 것도 생각할 수 있다. 또, 스탤러날개(189)의 구성도 4매 날개뿐만 아니라 다른 매수의 날개라도 좋고, 회전체로서는 날개형상이 아니고 단순한 판자형상이나 막대 형상이라도 좋다.

그런데, 사용자가 우유를 데우는 경우, 조작패널(64)을 제24도로 하여 우유를 가열실(4)에 넣은 후, 우유키이(65)를 누르고, 스타트키이(66)를 누른다. 그러면 제어수단(19)은 조작패널(64)로부터의 신호로 식품(6)을 우유라고 판단하고, 중량센서(23)와 상태센서(192) 등의 신호로 우유의 양이나 형상이나 온도 등 여러 가지 상태를 판정하고, 적절한 스탤러날개(189)의 위치를 결정하고, 날개위치 검출기(191)로부터의 신호에 의거하여 스테핑모우터(190)를 구동하며, 그와 서로 전후하여 마그네트론(2)으로부터의 전자파의 방사를 개시한다. 이때, 턴테이블(1)은 정지한채로 정합상태를 안정시켜 효율적으로 가열한다. 그후, 중량센서(23) 또는 상태센서(192)에 의하여 정해진 시간만 가열하거나, 우유가 적당한 온도로 되었을 때에 가열을 종료한다. 우유의 경우, 바닥면에 전계를 집중시키면 대류에 의하여 자연히 분포가 좋은 결과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 안정된 적절한 정합상태로 가열할 수 있어서, 효율이 향상된다.

한편, 사용자가 고기나 생선의 냉동식품의 해동을 하는 경우, 식품(6)을 가열실(4)에 넣은 후 해동키이(68)를 누르고, 스타트키이(66)를 누른다. 그러면 제어수단(19)은 조작패널(64)로부터의 신호로 식품(6)을 냉동식품이라고 판단하여, 중량센서(23)와 상태센서(192)로부터의 신호로 냉동식품의 양이나 형상이나 온도 등 여러 가지 상태를 판정하고, 적절한 스탤러날개(189)의 회전수를 결정하여, 스테핑모우터(190)를 구동하여 회전동작시키고, 그와 서로 전후하며 마그네트론(2)으로부터의 전자파의 방사를 개시한다. 이때, 스탤러날개(189)와 함께 턴테이블(1)도 회전하며, 필수있는 대로 전계의 부분적인 집증을 피하도록 한다. 그후, 중량센서(23) 또는 상태센서(192)에 의하여 정해진 시간만 가열하거나, 적온(해동 완료)이 되었을 때 가열을 종료한다. 해중의 경우, 전계가 집중하면 부분적인 가열이 되어버리는 분포의 문제가 크므로, 다소 효율을 희생시켜서라도 분포를 좋게 하여야 할 것이다.

또한, 냉장한 요리를 다시 데우는 경우(재가열) 식품(6)을 가열실(4)에 넣은 후, 스타트키이(66)를 누른다. 그러면 제어수단(19)은 조작패널(64)로부터의 신호로 식품(6)을 재가열한다고 판단하여, 중량센서(23)와 상태센서(192)로부터의 신호로 식품(6)의 양이나 형상이나 온도 등 여러 가지 상태를 판정한다. 그 중에서도 중요한 것은 식품(6)이 액체상태냐 고체상태냐, 또는 액체와 고체의 중간상태냐의 판단을 하는 것이다. 이 한가지 방법으로서, 초기의 단시간 턴테이블(1)을 회전시킨 후 정지시킴으로써, 식품(6)에 진동을 주어, 그때 발생하는 진동의 시간변화를 검지하여 판단하는 방법이 있다. 즉, 물체가 액체이면 진동은 장시간 계속되고, 물체가 고체이면 진동은 단시간으로 소멸한다는 원리에 의거하고 있다. 그후, 적절한 스탤러날개(189)의 동작을 결정하고, 스테핑모우터(190)를 구동하여 회전동작을 시킴과 전후하여 마그네트론(2)으로부터의 전자파의 방사를 개시한다. 그리고 식품(6)이 액체상태일 때에는 전술한 우유와 똑같이 턴테이블(1)을 정지시킨채로 정합상태를 안정시켜 효율적으로 가열한다. 한편, 식품(6)이 고체상태일 때에는 턴테이블(1)을 회전시켜 동심원상의 가열분포를 균일화한다. 또한, 식품(6)이 액체와 고체의 중간상태일 때에는 턴테이블(1)의 회전과 정지를 반복하는 것이다. 그후, 중량센서(23) 또는 상태센서(192)에 의하여 정해진 시간만 가열하거나, 적당한 온도가 되었을 때, 가열을 종료한다. 액체상태의 식품(6)인 경우, 전술한 우유와 똑같이 턴테이블(1)을 정지시켜도, 바닥면에 전계를 집중시키면 대류에 의하여 자연히 분포가 좋은 결과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 안정된 적절한 정합상태로 가열할 수 있어서, 효율이 향상된다.

제78도에는 동실시예의 가열효율을 나타내는 특성도를 도시하였다. 제78도는 마그네트론(2)에서 본 부하의 정합상태를 도시한 스미스차트인데, 사선부는 고효을영역(195)(가열실(4)내에 가장 효율적으로 전자파가 들어가는 영역)이다. 어떤 식품(6)일 때, 턴테이블(1)을 정지한채로 스탤러날개(189)를 회전시키면, Q₁∼Q₂∼Q₃-Q₄∼Q₅∼Q₆∼Q₇∼Q₁∼‥‥‥‥‥라는 특성변화를 도시한 것이다. 즉, 스탤러날개(189)의 위치에 따라 정합상태를 바꿀 수 있는 것을 도시한 것이다. 또, 스탤러날개(189)를 Q₆의 특성의 위치에 정지한 상태에서 턴테이블(1)을 회전시키면, Q₆∼Q₈∼Q₉-Q₁₀∼Q₁₁∼Q₆∼‥‥‥‥‥라는 특성변화를 도시한 것이다. 즉, 턴테이블(1)의 회전에 의하여 정합상태가 변하는 것을 도시한 것이다.

결론적으로, 스탤러날개(189)나 턴테이블(1)의 위치에 의하여 정합상태를 바꿀 수 있는 것이다.

이때 가장 효율을 좋게 하기 위해서는 턴테이블(1)을 정지한채로 스탤러날개(159)를 Q₆의 특성의 위치에 정지시키는 것이 좋다. 물론, 전술한 냉동식품의 해동의 경우와 같이, 분포를 위해서는 모두 회전시켜야 하는 경우도 있으나, 액체상태의 식품(6)인 경우에는 모두 정지하여 효율을 최대로 하는 것이 가능하다.

다만, 제78도의 특성은 식품(6)의 재질·형상·놓인 위치·온도 등의 조건으로 변화하므로, 상태센서(192) 등으로 정합상태를 검출하거나, 또는 미리 식품(6)의 재질·형상·높인위치·온도 등의 조건마다 가장 적합한 턴테이블(1)이나 스탤러날개(189)의 위치를 미리 데이터 베이스로서 제어수단(19)내의 마이컴에 기억시켜두는 방법이 있다. 이 방법에 의하여 제어수단(19)은 조작패널(64), 중량센서(23), 상태센서(192) 등으로부터의 정보와 데이터 베이스에 의거하여 가장 적당한 가열을 위한 제어를 할 수 있다.

제79도는 본 발명의 실시예 31에 있어서의 고주파 가열장치의 단면 구성도이다.

마그네트론(2)으로부터 나온 전자파는 도파관(3)을 통하여 가열실(4)내의 턴 테이블(1)위의 식품(6)을 가열한다. 이때, 도파관(3)으로부터 가열실(4)내에 전자파를 유도하는 복수의 개구부(169)를 가열실(4)의 바닥면위에 구성하고, 도파관(3)은 복수의 개구부(169A와 169B) 사이에 위치에서 분기하는 부도파관(196)을 가지며, 부도파관(196)내에서 도면중의 상하방향으로 이동하는 시일부(197), 시일부(197)를 구동하는 시일구동부(198), 또는 전자파를 흡수하기 어려운 저손실의 재료로 된 투명한 개구커버(25) 등을 구성하고 있다. 제어수단(19)은 사용자가 키이입력한 조작패널(64)로부터의 신호와, 턴테이블(1)에 접속되어 식품(6)의 중량을 검출하는 중량센서(23), 또는 식품(6)의 온도를 검출하는 온도센서(26)로부터의 신호에 의거하여 마그네트론(2)으로부터의 전자파의 방사를 제어하거나, 시일구동부(198)에 신호를 주어 시일부(197)의 위치를 이동시키거나, 테이블 회전용의 모우터(22)에 신호를 주어 턴테이블(1)의 회전동작을 제어하거나, 테이블 높이 구동부(175)에 신호를 주어 턴테이블(1)의 높이를 변화시키거나, 마그네트론(2)의 냉각과 가열실(4)내로의 송풍을 하는 송풍용의 팬(27)의 팬구동부(199)에 신호를 주어 회전동작을 제어하고 있다.

여기서, 시일구동부(198)에 의하여 시일부(197)의 위치를 바꾸면, 복수의 개구(169A, 169B)중 전자파가 나오기 쉬운 개구와 나오기 어려운 개구가 전환되어 전계분포를 전환시킬 수 있다. 특히, 조작패널(64)로부터의 신호나 중량센서(23) 또는 온도센서(26)로부터의 신호에 맞추어 자유로이 시일부(197)의 위치를 설정할 수 있으며, 가열의 목적에 따른 적절한 전계분포상태로 할 수 있다. 제79도에는 도시하고 있지 않으나, 시일부(197)의 위치를 정확히 정하기 위하여 기준점을 어딘가에 정하여 기준점으로부터의 이동거리에 의하여 시일부(197)의 위치를 관리하는 것이 쉽게 생각될 수 있다.

또, 테이블 높이구동부(175)에 의하여 턴테이블(1)의 높이를 바꾸면, 식품(6)의 높이가 바뀌므로, 같은 전계분포의 경우라도 식품(6)의 가열분포를 바꿀 수 있다. 따라서, 똑같이 조작패널(64), 중량센서(23), 온도센서(26)로부터의 신호나 시일부(197)의 위치에 의한 전계분포의 차이에 따라 가장 적합한 턴테이블(1)의 높이로 조정하면, 가열의 목적에 따른 적절한 가열분포로 할 수 있다. 제79도에는 도시되어 있지 않으나, 시일부(197)와 똑같이 턴테이블(1)의 높이를 정확히 정하기 위해서는 기준점과 이동거리로 관리하여도 좋다.

또, 온도센서(26)는 윗면위에서 식품(6)을 감시하여 수평방향의 복수개소의 온도나 온도변화를 검출하는 온도센서(26A)와, 측면위에서 식품(6)을 감시하여 수직방향의 복수개소의 온도나 온도변화를 검출하는 온도센서(26B)로 이루어지며, 대체로 식품(6) 전체의 온도분포를 검출할 수 있다. 물론, 수평방향과 수직방향이 아니더라도 2개소에 온도센서(26)를 가지고 있으면 똑같은 일을 할 수 있는 것은 명백하다.

또, 턴테이블(1)은 통상은 회전시켜서 회전중심에서 본 식품(6)의 동심원방향의 균일화를 꾀하나, 테이블 회전용의 모우터(22)에 의하여 회전이나 정지(또는 가변속)도 자유로이 설정할 수 있다. 예를 들면, 가열도중에 온도센서(26)에 의하여 식품에 온도불균일이 생기고 있다고 판단하였을 때에는, 시일부(17)나 테이블 높이 구동부(175)에 의하여 가열분포를 변화시켜, 온도불균일을 해소시킬 수 있는 상태를 찾아서, 그러한 상태로 되었을 때에 회전을 중지시키거나 감속하여, 빨리 불균일을 없앨 수 있다.

또한, 송풍용의 팬(27)은 마그네트론(2)을 냉각시킴과 동시에, 송풍(200)을 흡기구(201)로부터 가열실(4)내로 보내는 구성으로 되어 있다. 송풍(200)은 마그네트론(2)의 열에 의하여 온풍으로 되어 있으므로, 식품(6)이 차거울 때에는 다소 가열하고, 식품(6)이 고온인 경우에는 반대로 냉각시키는 작용도 있다. 어쨌든, 송풍(200)은 식품(6)의 주위온도를 평균화하므로, 온도불균일이 클 때에는 회전수를 올려 풍량을 증가시켜 더욱 균일화를 꾀할 수 있다. 그리고, 송풍(200)은 식품(6)을 균일화한 후, 배기(202)로 되어 배기구(203)로부터 가열실(4)의 외부로 배기된다. 여기서 풍량을 증가하려면, 회전수를 올리는 방법 이외에도 흡기구(201)의 개구치수를 넓히거나, 가이드 등에 의하여 바람의 흐름을 좋게하여 가열실(4)내로 들어가기 쉽게 하는 등 방법은 여러 가지를 생각할 수 있다.

제80도 내지 제81도는 동실시예에 있어서의 고주파 가열장치의 요부구성도이고, 부도파관(196)내를 동작하는 시일부(197)에서 외관상 개구부(169A, 169B)를 전환하는 것이다.

제80도는 시일부(198)에 의한 구동축(204)의 이동에 의하여 시일부(197)가 부도파관(196)내의 가장 하단에 당겨진 상태를 도시한 것이다. 시일부(197)는 도전성을 가진 부재(205)의 주위에 스파크 방지용의 절연체(206)를 덮는 구성인데, L1 ≒ L2 ≒ λg/4로 함으로써 도면중의 시일단면(207)보다 아래쪽에는 전자파가 전파되지 않는 것이다. 한편, 이때 L3의 길이에 따라 도파관(3)과 부도파관(196)과의 접속부근방의 위치(208)에서는 전자파에서 본 인피던스(도파관(3)내를 도면중 오른쪽 방향으로부터 오는 전자파에 대한 위치(208)로부터 왼쪽으로의 전파용이성)가 변화한다. 구체적으로는 인피던스 Zin=j·Z0·tan(2π·L3/λg)로 표시되며, L3=λg/4일 때에는

(인퍼던스가 무한대)가 되어, 위치(208)에서 왼쪽으로는 전자파가 전파되지 않는다.

제81도는 시일구동부(198)에 의한 구동축(204)의 이동에 의하여 시일부(197)가 부도파관(196)내의 가장 상단에 당겨진 상태를 도시한 것이다. 이 경우는 L3=0를 나타내고 있고,

(인피던스가 0)이 되어, 전자파는 위치(208)에서 왼쪽으로 쉽게 전파된다.

따라서, 개구부(196A)는 시일부(197)의 위치에 따라 외관상 개폐되어 있는 것과 같게 된다. 제80도 내지 제81도의 인피던스의 생각은 마이크로 스트립 라인의 생각과 같고, 다른 실시예도 여러 가지 생각할 수 있다.

제82도는 본 발명의 실시예 32인데, 부도파관(196)의 접속방향이 다른 경우의 실시예이다. 제82도의 경우 제79도 내지 제81도에 비하여 부도파관(196)에 의한 가열실(4) 바닥면 아래의 폭이 작아도 되므로, 외형에 대한 내부의 용적비율이 올라가서, 장소를 차지하지 않아 콤팩트한 고주파 가열장치를 실현할 수 있는 효과가 있다.

제83도 내지 제89도는 본 발명에 있어서의 고주파 가열장치의 특성도, 요부구성도, 플로우차트인데, 개구부(169)의 위치와 식품(6)의 높이와의 관계에 따라 가열분포를 어떻게 균일화하느냐를 도시한 것이다.

제83도는 개구부(169A, 169B)의 어느 하나만으로 전자파를 가열실(4)내로 전송한 경우에 식품(6)으로서 우유 200cc(컵 1잔)를 사용하여 높이(h)를 바꾸어 가열하여 온도를 측정하였을 때의 가열분포 불균일을 나타내는 특성도이다. 가로축에는 개방하고 있는 개구부의 번호를, 세로축에는 복수개소에서 온도측정한 경우의 최고온도와 최저온도의 차를 표시하고, 값이 작을수록 분포불균일이 없게 된다. h1은 높이 h=10mn, h2는 높이 h=30mm이고, 가장 좋은 조건은 개구부(169A), 높이 10mm에서 불균일이 0℃가 된다. 단, 일반적으로 판매되고 있는 전자레인지로 똑같이 측정하였던 바, 불균일은 2∼15℃ 정도이고, 본 실시예에 의하여 상당히 개선된다고 할 수 있다. 이것은 액체상의 식품(6)을 가열하는 경우에는 식품(6)의 바닥면에 전계를 집중시키는 것이 좋다는 것을 나타내고 있다. 개구부(169A)에서 나오는 전자파로 식품(6)의 바닥면을 가열하고, 식품(6) 자신의 대류에 의하여 자연히 분포가 좋아지고 있는 것이다. 왜냐하면, 제83도에서 개구부(169B)로 하였을 때의 분포불균일은 식품(6)의 상부의 온도가 높아져서 일어나고 있기 때문이다. 개구위치를 식품(6)의 바닥면으로부터 멀리한 것이 원인인데, 상부에 전자파가 들어가기 쉽게 되어 있는 것이다.

제84도는 제83도의 최적조건의 개구부(169A), 높이 10mm의 요부단면 구성도이다.

제24도의 조작패널(64)의 예에서는, 우유키이(65)가 전용키이로서 구성되어 있으므로, 사용자가 우유를 데우는 경우의 수순은 우유를 가열실(4)에 넝은 후, 우유키이(65)를 누르고, 스타트키이(66)를 누른다. 그러면, 제어수단(19)은 조작패널(64)로부터의 신호로 식품(6)을 우유라고 판단하고, 중량센서(23)와 온도센서(26)로부터의 신호로 우유의 양이나 형상이나 온도 등 여러 가지 상태를 판정하면서 복수의 개구부(169)중 개구부(169A)로부터 전자파를 내어, 높이(h)를 10mm로 하는 등 적절한 구성으로 되도록 제어하고, 그와 전후하여 마그네트론(2)으로부터의 전자파의 방사를 개시한다. 그후, 중량센서(23) 또는 온도센서(26) 등에 의하여 정해진 시간만 가열하거나, 우유가 적당한 온도로 되었을 때에 가열을 종료한다. 따라서, 쉽게 가열분포가 좋은 마무리 상태로 할 수 있는 것이다.

제85도는 식품(6)으로서 냉동한 쇠고기 슬라이스육 100g을 사용하여 해동조리를 한 경우의 특성도이다. 가장 좋은 조건은 개구부(169A), 높이 30mm이다. 다만, 일반적으로 판매되고 있는 전자레인지로 똑같이 측정하였던바, 불균일은 32∼60℃ 정도이고, 본 실시예에 의하여 개선되고 있다. 이 경우, 쇠고기 슬라이스육 100g은 식품(6)중에서도 높이(두께 t)가 낮고 무게가 가벼운 대표적인 형상의 것이다.

제86도는 제85도의 최적조건의 개구부(169A), 높이 30mm의 요부단면 구성도이다.

제87도는 식품(6)으로서 냉동한 쇠고기 슬라이스육 300g을 사용하여 해동조리를 한 경우의 특성도이다. 가장 좋은 조건은 개구부(169B), 높이 10mm이다. 다만, 일반적으로 판매되고 있는 전자레인지로 똑같이 측정하였던바, 불균일은 32∼75℃ 정도이고, 역시 본 실시예에 의하여 개선되고 있다. 이 경우의 쇠고기 슬라이스육 300g은 식품(6)중에서도 높이(두께 t)가 있고 무게도 일반적이고 표준적인 형상의 것이다.

제88도는 제87도의 최적조건의 개구부(169B), 높이 10mm의 요부단면 구성도이다.

사용자가 고기나 생선의 냉동식품의 해동을 하는 경우의 수순은 제24도의 조작패널(64)에 의하면, 식품(6)을 가열실(4)에 넣은 후, 해동키이(68)를 누르고, 스타트 키이(66)를 누른다. 그러면 제어수단(19)부는 조작패널(64)로부터의 신호로 식품(6)을 냉동식품이라고 판단하여, 중량센서(23)와 온도센서(26)로부터의 신호로 냉동식품의 양이나 형상이나 온도 등 여러 가지 상태를 판정하면서, 개구부(169)와 높이(h)가 적절한 구성으로 되도록 제어하고, 그와 전후하여 마그네트론(2)으로부터의 전자파의 방사를 개시한다. 그후, 중량센서(23) 또는 온도센서(26)에 의하여 정해진 시간만 가열하거나, 적당한 온도(해동완료)가 되었을 때에 가열을 종료한다.

또한, 전용키이가 없는 오토조리인 경우, 예를 들면 냉장한 요리를 다시 데우는 경우(재가열), 식품(6)을 가열실(4)에 넣은 후, 스타트키이(66)를 누른다. 그러면 제어수단(19)은 조작패널(64)로부터의 신호로 식품(6)을 재가열하는 것으로 판단하여, 중량센서(23)와 온도센서(26)로부터의 신호로 식품(6)의 양이나 온도 등 여러 가지 상태를 판정한다. 그 중에서도 중요한 것은 식품(6)이 액체상태냐 고체상태냐의 판단을 하는 것이다.

이것의 한 방법으로서 초기의 단시간 턴테이블(1)을 회전시킨 후에 정지시킴 으로써 식품(6)에 진동을 주어, 그때 발생하는 진동의 시간변화를 검지하여 판단하는 방법이 있다. 즉, 물체가 액체이면 진동은 장시간 계속되고, 물체가 고체이면 진동은 단시간에 소멸하는 원리에 의거하고 있다 그후, 개구부(169)와 높이(h)가 적절한 구성이 되도록 제어함과 전후하여 마그네트론(2)으로부터의 전자파의 방사를 개시하여, 턴테이블(1)을 다시 회전시켜 동심원상의 가열분포를 균일화한다. 그후, 중량센서(23) 또는 온도센서(26)에 의하여 정해진 시간만 가열하거나, 적당한 온도가 되었을 때에 가열을 종료한다. 액체상태의 식품(6)의 경우, 전술한 우유와 똑같이, 바닥면에 전계를 집중시키면 대류에 의하여 자연히 분포가 좋은 결과를 얻을 수 있다.

또, 어떠한 식품(6)이라도 항상 가열분포의 불균일을 없애고 균일가열을 실현하려면, 미리 식품(6)의 재질·형상·놓인위치·온도 등의 조건마다 가장 적합한 개구부(169) 위치와 높이(h)의 정보를 미리 데이터 베이스로서 제어수단(19)내의 마이컴에 기억시켜 두는 방법이 있다. 이 방법에 의하여 제어부수단(19)은 조작패널(64), 중량센서(23), 온도센서(26) 등으로부터의 출력과 데이터 베이스를 비교하여, 가장 적합한 가열을 위한 제어를 할 수 있다.

제89도는 제79도 내지 제82도의 구성에 있어서의 플로우차트의 실시예 1인데, 가장 적합한 개구부(169) 위치와 높이(h)를 정하는 시켄스를 도시한 것이다. 수순 209는 초기상태를 표시하며, 높이 h=10mm, 시일부(197)의 위치 L3=0으로 하고있다. 수순 210은 중량센서(23)에 의한 판정으로, 식품(6)이 액체상태냐, 중량(m)은 1 보다 가벼운가, 또는 ml 보다 무겁고 m2 보다 가벼운가 또는 m2 보다 무거운가를 판단한다. 수순 211은 시일부(197)를 시일구동부(198)에 의하여 적절한 위치(L3)로 이동시킨다. 수순 212는 온도센서(26) 또는 기타의 센서에 의한 판정으로 식품(6)의 높이(두께) t가 t1 보다 높으냐, 또는 t1 보다 낮고 t2 보다 높으냐, t2 보다 낮으냐를 판단한다. 수순 213은 식품(6)의 높이를 테이블 높이 구동부(175)에 의하여 적절한 높이(h)로 이동시킨다. 이상에 의하여, 식품(6)의 재질(액체상태냐의 여부), 중량(m), 높이(두께 t)에 따른 적절한 개구부(169) 위치와 높이(h)를 구성할 수 있다.

여기서, 제89도에는 초기상태에 있어서의 적절한 개구부(169) 위치와 높이(h)의 결정시켄스를 설명하였으나, 물론 다른 실시예로서 식품(6)의 상태변화(특히, 가열이 진행함에 따른 온도변화)를 피드백하여, 그 때의 분포불균일을 해소시키도록 적절한 개구부(169)위치와 높이(h)를 몇번 바꾸는 것도 생각할 수 있다.

그런데, 같은 재질의 식품(6)이라도 중량이 다르면 가장 적합한 분포를 주기 위해서는 개구부(169)나 식품(6)이 놓이는 높이(h)를 바꾸어야 하는 것을 설명하였다.

여기서, 본 발명에서는 매번의 가열종료후에 개구부가 169A이고 높이(h)를 30mm로 하여, 가벼운 식품(6)용에 스탠바이시켜 두는 것으로 하고 있다. 왜냐하면 무게가 가벼운 것일수록 가열시간이 짧으므로, 도중에 전환하여도 가열종료까지의 사이에 분포가 개선되지 않았거나, 모처럼 가열시간이 짧은데도 가열효율이 나쁜 상태로 가열을 스타트하여 시간을 지연시키는 것을 방지하기 위함이다. 그것에 대하여 대량의 식품(6)인 경우에는 가열종료까지의 시간이 길기 때문에, 도중에 전환하여도 충분할 정도의 여유가 있다. 실제로 사용자가 식품(6)을 가열하는 경우, 먼저 마그네트론(2)으로부터의 전자파의 방사와 턴테이블(1)의 회전을 스타트한다. 그리고 가열도중에 온도센서(26)나 중량센서(23)나 기타의 상태센서(192)(예컨대, 광센서 61, 62)로부터의 신호로 식품(6)의 양이나 형상이나 온도 등 여러 가지 상태를 판정한다. 초기상태에서 가벼운 식품(6)의 가열용으로 구성되어 있으므로, 대량이라고 판단한 경우에는, 개구부(169)와 높이(h)가 적절한 구성으로 되도록 제어하고, 그후 사용자가 설정한 정해진 시간만 가열하거나, 또는 각종의 센서에 따라 적당한 온도로 되었을 때에 가열을 종료한다.

제90도 내지 제95도는 고주파 가열장치의 내부의 전계를 시뮬레이션한 결과를 도시한 구성도이다.

제97도는 본 발명의 실시예 1의 고주파 가열장치의 사시도이다. 마그네트론(2)의 안테나(30)로부터 전자파가 여진되는 것으로 하고 있다.

제91도 및 제92도는 제90도의 고주파 가열장치의 전계분포(단, 식품이 없는 경우)를 시뮬레이션하고 S-S'로 절단한 사시도인데, 공진상태에 있어서, 생기는 전계를 등전계 강도선으로 표시하고 있다(연륜형상의 모양이 들어있는 곳일수록 전계가 강하다(배)라고 생각하면 된다). 이것은 즉 개구부(169)의 위치에 의한 전계분포의 차이를 표시한다.

제91도는 제1의 개구부(169A)만이 개방되어 있는 경우를 도시한 것인데, 가열실(4)내의 X방향으로 전계의 배가 4개, Y방향으로 전계의 배가 3개, Z방향으로 전계의 배가 1개 생기고 있다.

제92도는 제2의 개구부(169B)만이 개방되어 있는 경우를 도시한 것인데, 가열실(4)내의 X방향으로 전계의 배가 5개, Y방향으로 전계의 배가 1개, Z방향으로 전계의 배가 1개 생기고 있다.

제93도는 제90도의 고주파 가열장치내에서 가열되는 편평한 형상의 식품(6)(호떡 등)의 사시도이다.

제94도 및 제95도는 제93도의 식품을 제90도의 고주파 가열장치의 제1의 개구부(169A)위에 놓고 전자파를 넣은 경우의 유전손실의 분포를 시뮬레이션하고, U-U'에서 절단한 사시도이다. 사선부분 만큼 손실이 있어서, 온도가 상승한다고 생각된다.

제94도는 제1의 개구부(169A)만이 개방되어 있는 경우를 도시한 것인데, 식품(6)의 중앙바닥부(214)가 가열되는 것을 도시한 것이다.

제95도는 제2의 개구부(169B)만이 개방되어 있는 경우를 도시한 것인데, 식품(6)의 단부(215)가 가열되는 것을 도시한 것이다.

여기서, 왜 제91도 및 제92도와 같은 전계분포가 일어나는가에 대하여 설명한다.

먼저, 도파관(3)내의 전자파의 전파에 대하여 설명한다.

제96도는 고주파 가열장치의 요부단면 구성도인데, 간단히 마그네트론(2)과 도파관(3)과 가열실(4)과 개구부(169)만을 도시하였다. 마그네트론(2)의 안테나(30)와 개구부(169)의 중심(216)과의 거리(L4)는 도파관(3)내를 좌방향을 향하여 전송하는 전자파의 파장(관내파장)을 λg으로 표시하면, λg/4의 기수배의 거리이다. 이것은 전자파가 도파관(3)내를 전송할 때에, 도파관(3)의 형상으로 결정되는 관내파장(λg)에 의거하여 강약을 반복하면서 제96도의 좌방향으로 진행하고, λg/4의 기수배의 위치에서 반드시 전계가 약해지기(도파관내의 전송에서는 자계와 전계의 위상은 일치하고, 자계도 약해진다) 때문에 선택하고 있는 것이다. 여기서는, L4 = λg × 9/4로 하고 있다. 또 실선의 화살표가 강한 전계의 방향을 표시하고 있으며, 전계(및 자계)의 방향은 λg/2 마다 반대방향이 되므로, 안테나(30)로 부터 λg/2 떨어질 때마다 화살표의 방향이 반대로 되어 있으나, 각각이 2.45GHz의 주파수로 반전을 반복하는 것이다. 제96도에서는 전계(및 자계)가 약한 곳에서 가열실(4)의 개구부(169)와 접속되어 있기 때문에, 도파관(3)내의 전계를 흐트리지 않고 효율적으로 가열실(4)내에 전자파가 들어가기 됩다. 다만, 제79도에서는 개구부(169A)를 전계(및 자계)가 약한 곳에서 가열실(4)과 접속하여, 개구부(169B)를 전계(및 자계)가 강한 곳에서 가열실(4)과 접속하고 있다. 이것은 시일부(197)의 위치 L3=0일 때에는 될 수 있는 대로 개구부(169A)로부터 가열실(4)내로 스므즈하게 전자파가 들어가고, 또한 개구부(169B)로부터는 가열실(4)내로 전자파가 들어가지 않도록 하기 위한 것이다. 한편, 반대로 위치 L3=λg/4일 때에는, 전술한 바와 같이 개구부(169A)에는 전자파가 전파되어 있지 않아, 필연적으로 개구부(169B)로부터만 가열실(4)내로 전자파가 들어간다. 따라서, 시일부(197)의 위치(L3)를 변화시킴으로써 외관상 개구부(169A, 169B)를 전환시킬 수 있는 것이다.

제4도의 종래예에서는 2개의 개구부(5)에 대향하는 2개의 부도파관(13)의 단면(14)을 이동시켜, 2개의 개구부(5)를 독립적으로 개폐하고 있으나, 본 발명에서는 개구부(169A)를 전계가 약한 곳, 개구부(169b)를 전계가 강한 곳에 구성하여, 그 사이에 시일부(197)가 있으므로, 1개의 시일부밖에 없어도 개구부(169A, 169B)를 전환시킬 수 있다.

여기서, 도파관(3)내를 전파하는 관내파장(λg)의 정의는 제96도에 맞추어 설명하면, 도파관(3)의 안쪽을 C, 두께를 D, 안쪽방향의 전파의 강약의 산의 수를 m, 두께방향의 전자파의 강약의 산의 수를 n, 진공에서의 전자파의 파장을 λ ≒ 122mm로 하면, (4)식이 된다. 일반적으로 m=1, n=0이 많이 채용되며, 이 때에는 (5)식이 된다. 구체적인 값으로서 C=80mm, D=40mm이면, λg ≒ 188mm 정도이다(단, 치수는 모두 판두께를 포함하지 않은 안치수로 한다).

다음에, 이 때의 가열실(4)내의 전자파의 공진에 대하여 설명한다.

제96도의 경우, 가열실(4)내의 전자파는 공진상태를 일으키려고 하나, 개구부(169)를 끼워넣는 듯한 반대방향의 강전계(217, 218)(실선화살표)가 생겨, 가열실(4)내의 개구부(169)에서 전계가 약하게(마디로)되는 공진상태로 안정된다. 이때, 가장 효율적으로 가열실(4)내에 전자파가 들어가게 된다(단, 공진상태에서는 도파관(3)내와 같은 전송상태와는 달리, 전계와 자계의 위상은 90° 어긋난다).

공진상태는 가열실 형상과 개구부의 위치에 따라 결정되나, 이때 가열실(4) 내의 전계분포를 도시한 제91도의 경우, 가열실의 X방향으로 4개, Y방향으로 3개, Z방향으로 1개의 강전계가 발생하고 있다. 이것은 공진상태로 되었기 때문에, 가열실내에 전자파가 정재파로서 분포함으로써 일어나는 전계의 배인데, 이 배의 수를 모우드라고 부른다. 통상 가열실(4) 형상을 3차원으로 나타내고, 각 방향의 치수를 x, y, z으로 할 때, 각각의 방향에 전계의 배가 m, n, p만 있으면, 그 모우드는 (mmp)라고 한다. 본 실시예에서는 가열실(4)의 바닥면의 안쪽(x)과 폭(y)의 중심위치에 제1의 개구부(169A)의 중심위치를 대략 일치시키고 있음과 동시에, 개구부(169)를 끼워넣듯이, 강전계가 발생하도록(개구부(169A)에서 마디가 되도록) 구성하고 있으므로, 안쪽(x)방향에는 짝수의 모우드(m : 짝수)가 서기 쉽고, 또한 폭(y)방향에는 홀수의 모우드(n : 홀수)가 서기 쉬워짐과 동시에, 다른 모우드가 서기 어럽게 된다. 제91도가 모우드(431)임과 마찬가지로, 제92도가 모우드(511)이라는 것도 쉽게 알 수 있다.

결론적으로, 개구부(169)의 위치에 따라 전계분포(즉, 가열분포)를 바꿀 수 있는 것이다.

참고적으로 말하면, 식품(6)이 가열실(4)내에 없고, 가열실(4)이 직방체인 경우에는 가열실(4)을 공동공진기라고 생각할 수 있어서, 가열실(4)의 치수와 개구부(69)의 위치에 의하여 설 수 있는 모우드를 구할 수 있다. 가열실(4) 치수를 x, y, z로 하고, 각 방향으로 서는 모우드의 수는 (6)식을 충족시키는 m, n, p의 조합이 된다(x, y, z는 mm단위, m, n, p는 정수).

한편, 식품(6)이 있는 경우에는, 식품의 유전율에 의한 파장압축의 영향 등으로 (6)식에서 어긋남이 생긴다. 그러나, 식품(6)이 있어도 개구부(169) 부근에서는 (6)식을 충족시키는 모우드가 서려고 하고 있으며, 개구부(169)로부터 떨어진 위치에서는 모우드가 흐트러지는 경향이 있는 것이 실험적으로 알려지고 있다. 따라서, λ ≒ 122mm로 모우드(431)를 세우기 위한 1예로서 (6)식을 거의 충족시키는 치수의 x=330mm, y=300mm, z=215mm 등을 선택할 수 있다.

또, 식품(6)을 목표로 한 가열분포로 하기 위해서는 식품(6)의 가까이에 개구부(169)를 구성해야 한다고 생각되어, 본 발명에서는 식품(6)에 가장 가까운 가열실(4) 벽면, 즉 가열실(4)의 바닥면 위에 다른 전계분포를 일으키는 복수의 개구부(169A, 169B)를 구성하고 있다.

제97도는 본 발명의 실시예 33의 고주파 가열장치의 단면도이다.

제97도에 있어서, 마그네트론(2)으로부터 나온 전자파는 도파관(3)을 통하여 가열실(4)내에 놓인 접시(219)위의 식품(6)을 가열한다. 도파관(3)과 가열실(4)을 접속하여 전자파를 유도하는 개구부(169C, 169D)는 제1의 개구부(169C)를 가열실(4)의 중앙에, 제2의 개구부(169D)를 마그네트론(2) 가까이에 구성하고, 도파관(3) 내를 전파하는 전자파에 있어서의 전계가 약한 부분(마디)과, 가열실(4) 내에 정재파로서 분포하는 전자파에 있어서의 전계가 약한 부분(마디)을 접속하도록 구성하고 있다. 한편, 식품(6)의 가열효율이나 가열분포를 좋게 하기 위하여 개구부(169C, 169D)를 덮는 개구차폐부(220)가 있는데, 그 구조는 원판형상이고, 전자파를 흡수하기 어려운 저손실의 재료로된 전자파 투과부(221)와, 금속으로된 전자파 차폐부(22)를 가지며, 전자파를 흡수하기 어려운 저손실의 재료로된 회전축(223)에 의하여 회전한다. 회전축(223)은 개구부(169C, 169D) 사이의 위치에서 가열실(4)과 도파관(3)을 관통하여, 구동부인 모우터(224)에 접속되어 회전구동되고 있다. 이 회전에 따라 도파관(3)으로부터 가열실(4)내로 들어가는 외관상의 전자파가 투과할 수 있는 개구위치가 변화하여 제1의 개구부(169C)와 제2의 개구부(169D)가 전환되어, 전계분포를 변화시키고 있다. 또, 동시에 회전축(223)은 제1의 기어(225)와도 접속되어 있고, 제1의 기어(225)의 회전에 의하여 제2의 기어(226)에 회전력이 전달된다. 제2의 기어(226)는 턴테이블(1)과 접속되어 있고, 식품(6)을 회전시킴으로써 회전중심에서 본 동심원방향의 균일화를 꾀하는 것이나, 톱니수를 제1기어(225)의 톱니수와는 다르게(본 실시예에서는 제2기어(226)의 톱니수를 많게 하고 있다)함으로써 더욱 균일화를 꾀하는 것이다. 또, 형상인식센서(227)가 식품(6)의 형상을 인식하여 제어수단(19)에 신호를 보내고, 제어수단(19)은 그 신호에 따라 마그네트론(2)이나 모우터(224)나 마그네트론(2)의 냉각용의 팬(27)의 동작 등을 제어하고 있다. 이 경우, 미리 식품의 형상에 따라 가장 적합한 급전방법(개구부(169C, 169D)의 전환패턴, 마그네트른(2)의 전자파 방사패턴 등)을 설정해 두고, 형상인식센서(227)로부터의 신호에 의하여 전환하는 것이다. 또한, 안전을 위하여 커버(25)로 개구차폐부(220) 등을 덮도록 구성하고, 지지부(228)로 턴테이블(1)을 지지하는 구성으로 되어 있다.

제98도는 제97도가 V-V' 단면 구성도이다.

가열실(4)의 바닥면 위의 중앙부(세로의 중앙 그리고 가로의 중앙)에 제1의 개구부(167C)의 중앙이 있고, 그보다 마그네트론(2) 가까이에 제2의 개구부(169D)가 있다. 개구부(169C, 169D)는 각각 장방형이고, 똑같이 장방형의 가열실(4) 바닥면과 4변이 평행이다.

제99도는 제97도의 W-W' 단면 구성도이다.

개구차폐부(22)가 개구부(169C, 169D)를 덮고 있으며, 원형의 전자파 투과부(221)위에 반원형의 전자파 차폐부(222)를 가지며, 회전축(223)에 의하여 회전한다. 제99도의 경우, 전자파 차폐부(222) 때문에 도파관(3)내의 전자파는 제1의 개구부(169C)로부터는 가열실(4)내로 들어가기 어렵고, 제2의 개구부(169D)로부터는 들어가기 쉬운 상태로 되어 있다. 한편, 회전축(223)이 반회전하면 반대로 도파관(3)내의 전자파는 제1의 개구부(169C)로부터는 가열실(4)내로 들어가기 쉽고, 제2의 개구부(169D)로부터는 들어가기 어려운 상태로 된다. 따라서, 개구차폐부(220)의 회전에 의하여 외관상 개구부(169C, 169D)가 전환되게 된다.

여기서, 본 실시예에서는 1개의 회전축(223)으로 개구차폐부(220)와 턴테이블(1)의 양쪽을 회전시키는 구성이다. 물론 따로따로 회전축을 설치하여 더욱 균일화를 꾀하는 구성으로 하여도 좋다. 또, 개구차폐부(220)를 가열실(4)내에서 회전시키는 구성으로 하고 있으나, 도파관(3)내에서 좌우로 직선운동하는 구성으로 하여도 좋다. 또, 모우터(224)에 대하여도 간단한 AC모우터로 일정 속도의 회전을 시키는 구성이 가장 간단하나, 스테핑 모우터를 사용하여 미세하게 제어하여 더욱 균일화를 꾀하여도 좋다. 또, 제2의 개구부(169D)를 가열실(4)의 바닥면에 구성하고 있으나, 가열실(4)의 다른 벽면에 구성하여도 좋다. 또, 형상인식센서(227)의 신호에 의거하여 제어하는 구성으로 하고 있으나, 다른 센싱수단으로 검출부를 구성하여도 좋다.

제100도는 가열실(4)의 중앙부근(즉, 제1의 개구부(169C)의 상부)에 편평한(높이가 낮은) 식품(6)을 놓았을 때에 전계가 어떻게 굽혀지느냐를 도시한 것이다. 식품(6)이 개구부(169C)를 끼워넣듯이 생긴 1쌍의 반대방향의 강전계(229, 230)를 굽혀서 식품내 강전계(231)를 일으켜 식품내 강전계(231)와 식품(6)의 유전정수에 의하여 (1)식에 표시한 전력(P)에 의거하여 가열된다. 이때, 식품(6)의 중앙하부에 발열부(232)가 생겨, 가장자리가 데워지지 않고 식품(6)의 내부가 가열된다. 이것이 제94도에서 도시한 것과 똑같은 손실의 분포가 되는 것이다. 다만, 이때에는 식품(6)의 중앙 하부가 너무 가열되고 가장자리는 차기 때문에 이제까지의 전자레인지와는 정반대의 문제점이 생긴다. 따라서, 전술한 바와 같은 제2의 개구부(169D)와의 전환으로 균일화를 꾀하는 것이다. 경험상 가열실(4) 바닥면의 중앙(식품의 바로 아래)의 개구부가 아닌한, 식품(6)은 가장자리가 뜨거워진다. 이것은 바닥면 중앙이외의 위치의 개구부에서는 식품(6) 자신에 의하여 가열실(4) 내의 전계분포가 흐트러져서 개구부로부터 떨어진 곳에서는 식품의 가장자리를 덮는 듯한 방향으로 밖에 전계가 일어나지 않는 것이 원인일 것이다. 가열실(4)의 바닥면의 중앙(식품의 바로 아래)의 개구부(169C)의 경우도 개구부로부터 멀어짐에 따라 전계분포가 흐트러지나, 개구부(169C) 부근은 안정된 강전계(229, 230)가 유지되므로 가장자리가 가열되지 않고 식품(6)의 내부가 가열되는 것이다 (제100도에서는 강전계 변형부(233)만이 흐트러져 있는 것같이 도시되어 있으나, 극단적인 경우에는 가열실(4) 윗면의 4개의 강전계(234)가 3개나 2개로 되어 버릴 가능성도 있다). 또, 일반적으로 식품은 가열실(4)의 중앙에 놓이므로 제1의 개구부(169C)는 가열실(4) 바닥면의 중앙에 설치되어야 하나, 제2의 개구부(169D)는 설치위치에 자유도가 있는 것도 알려지고 있다.

제101도 내지 제104도는 가열실(4)의 단면도인데, 벽면에 있는 개구부의 위치에 따라 전계의 서는 방식이 어떻게 변하는가에 대하여 설명한다.

가열실(4)을 공동 공진기로서 (6)식에 따르는 모우드를 세우려면 제101도 내지 제103도와 같이 개구부의 위치를 정하는 것이 좋다 (단, 여기서는 간단하게 2차원으로 생각하기로 한다).

제101도는 개구부(169E)를 끼워넣듯이 반대방향의 강전계(235, 236)를 일으켜(22*)의 모우드를 세우고 있다. 이와 같이 (짝수, 짝수, *)의 모우드가 똑같이 세워지는 것은 쉽게 생각할 수 있다.

제102도는 개구부(169F)를 끼워넣듯이 반대방향의 강전계(237, 238)를 일으켜(23*)의 모우드를 세우고 있다. 이와 같이 (짝수, 홀수, *)(홀수, 짝수, *)의 모우드가 똑같이 세워지는 것은 쉽게 생각할 수 있다.

제103도는 개구부(169G)를 끼워넣듯이 반대방향의 강전계(239, 240)를 일으켜(33*)의 모우드를 세우고 있다. (홀수, 홀수, *)의 모우드가 똑같이 세워지는 것은 쉽게 생각할 수 있다.

그런데, 제104도는 개구부(169H)를 끼워넣듯이 반대방향의 강전계(241, 242)를 일으키려고 하나, (6)식에 따르는 모우드로는 되지 않아 전계분포를 추정할 수 없다. 이것은 가열실(4) 벽면과 개구부(169H)가 평행이 아니기 때문이다.

이상과 같이, 본 발명에 의하여 가열실(4) 벽면과 개구부(169)를 평행으로 함으로써 목표한대로의 전계를 일으킬 수 있는 것을 알 수 있다.

제105도에 본 발명의 실시예 34의 가열효율을 나타내는 특성도를 도시하였다. 제105도는 마그네트론(2)에서 본 반사의 상태(정합상태)를 도시한 스미스차트인데, 사선부는 고효율영역(195)(가열실(4)내에 가장 효율적으로 전자파가 들어가는 영역)이다. 이때, 제1의 개구부(169C), 제2의 개구부(169D)만이 각각 개방되어 있는 경우의 반사의 특성을 243, 244로 하여, 모두 고효율영역(195)에 있어서 정격출력이 나오도록 정합을 취하고 있다. 따라서, 전술한 바와 같이, 균일가열을 할 수 있음과 동시에, 가열효율을 높일 수 있다.

제106도는 편평한 식품의 대표인 접시(219)위의 만두(245)를 위에서 본 평면도이다. 이것을 제1도와 같은 종래의 전자레인지로 가열하면, 제107도의 특성을 얻을 수 있다. 제107도의 가로축은 가열종료시부터의 방치시간이고, 세로축은 온도이다. 만두(245)의 중앙부(246)(사선이 있는 부분)의 4개의 만두의 평균온도를 X₁, 만두(245)의 주위부(247)(사선이 없는 부분)의 12개의 만두의 평균온도를 X₂로 하고 있으며, 주위부(247)의 쪽이 중앙부(246)보다 뜨거워지는 것을 표시하고 있다. 이것은 종래의 전자레인지에서는 만두와 같은 편평한 식품은 가장자리만 가열되고 중앙이 가열되기 어렵다는 특징을 표시한 것이다.

제108도는 제106도의 16개의 만두(245)를 본 발명의 고주파 가열장치로 가열하였을 때의 온도 불균일을 도시한 특성도이다. 가열종료시부터의 방치시간을 가로축에, 온도를 세로축에 취하면, 만두면(245)의 중앙부(246)의 4개의 평균온도(X₁)와 만두(245)의 주위부(247)의 12개의 평균온도(X₂)가 대략 같은 온도로 되어 있어서 제107도 보다 균일 가열이 진행된 것을 표시하고 있다.

다만, 복수의 개구에서 각각 정합을 취하면 반드시 제108도와 같이 된다고는 할 수 없다. 제1의 개구부(169C), 제2의 개구부(169D)가 각각 중앙부(246), 주위부(247)를 가열하는 경향이 있는 것은 틀림없으나, 전혀 같은 속도로 온도가 올라가는 것은 아니다. 예를 들면, 제109도와 같이 중앙부(246)의 평균온도(X₁)가 주위부(247)의 평균온도(X₂)보다 큰 경우(종래의 특성인 제107도와는 역전)가 일어날 수 있다. 왜냐하면, 만두의 수가 주위부(247)는 12개인데 대하여 중앙부(246)는 4개밖에 없어, 각각의 개구부(169C, 169D)로부터 같은 양의 전자파가 가열실(4) 내로 들어갔더라도 중앙부(246)의 쪽이 빨리 온도가 올라갈지도 모르기 때문이다. 따라서, 중심온도와 주위온도의 상승의 균형을 바꾸는 해결책으로서 본 발명의 실시예 35 내지 실시예 37을 제110도 내지 제113도에 도시하였다.

실시예 35로서 제110도에는 제98도의 구성과는 달리 제1 개구부(169C)의 개구 면적을 제2 개구부(169D)의 개구면적 보다 작게 함으로써 제1 개구부(169C)로부터 가열실(4)내로 들어가는 전자파의 양을 죈 예를 예시하였다. 그 결과, 중심온도의 상승을 억제함으로써 제109도와 같은 특성을 제108도와 같은 특성에 최적화 할 수 있다.

실시예 36로서 제111도에는 제105도에서의 특성과는 달리 제1 개구부(169C)에서의 반사의 상태(정합상태)를 어긋나게 한 예를 예시하였다. 제2 개구부(169D)에서의 특성(244)은 고효율영역을 유지한 채로 제1 개구부(169C)에서의 특성(243)을 제111도와 같이 어긋나게 한 것이다. 제110도의 효과와 똑같이 제1 개구부(169C)로부터 가열실(4)내에 들어가는 전자파가 줄어(반사가 늘어) 중심온도의 상승을 억제함으로써 제109도와 같은 특성을 제108도와 같은 특성에 최적화 할 수 있다.

실시예 37로서 제112도 내지 제113도에는 개구부(169C, 169D)가 열리는 시간의 비율을 바꾸는 예를 예시하였다. 제113도는 제112도의 Y-Y' 단면도이다. 제112도는 제97도의 구성과는 달리 전자파 차폐부(222)가 차폐돌출부(248)와 차폐개구부(249)를 갖는 연구를 하고 있다. 이 경우, 개구차폐부(220)가 1회전하는 동안의 태반의 시간은 제2 개구부(169D)가 개방되어 있고, 차폐돌출부(248)가 제2 개구부(169D)위에 있어서 차폐개구부(249)가 제1 개구부(169C)위에 있을 때에만 제1 개구부(169C)가 개방된다. 그 결과, 중심온도의 상승을 억제하고, 또한 주위온도의 상승을 촉진함으로써 제109도와 같은 특성을 제108도와 같은 특성에 최적화 할 수 있다.

또, 도시하지는 않았으나, 모우터(224)로서 스테핑 모우터를 사용하여 개구차폐부(220)의 회전이 일정하지 않아, 개구부(169C, 169D)의 차폐와 개방을 전환하는 도중 단계의 시간을 될 수 있는대로 짧게 하는 구성을 생각할 수 있다. 예를 들면, 제105도와 같이 개구부(169C, 169D)의 어느쪽만의 특성(243, 244)을 실현하였다 하더라도 전환되는 도중단계(예컨대, 개구부(169C, 169D)가 각각 반씩 개방되어 있는 경우)에서는 반사가 증가하여 효율이 떨어질 가능성이 높다. 따라서, 그 타이밍만 개구차폐부(220)를 고속동작시켜 될 수 있는대로 가열효율을 떨어뜨리지 않도록 할 수 있다.

그런데, 본 실시예에서는 편평한 식품을 예로 들어 가열효율의 향상과 가열분포의 균일화에 대하여 설명하였다. 그러나, 식품에는 여러가지 종류나 형상이 있을 뿐만아니라 접시의 영향도 고려하여야 한다. 따라서, 본 실시예 이외의 예로서, 식품에 따른 개구부(169C, 169D)의 개방시간의 균형을 바꾸는 등, 최적화를 위하여 여러가지 방법을 생각할 수 있는 것을 부언해둔다.

그리고, 국부적인 가열에 대하여 실시예 중에서는 만두나 쇠고기 슬라이스육의 해동 등, 상당히 미세한 부분의 가열을 설명하였으나, 이에 한하지 않고, 예를 들면 다랑어 한마리의 중앙부와 외부를 전환하는 등 광범위에 걸친 부분을 국부가열하는 예도 생각할 수 있다.

[발명의 효과]

이상과 같이 본 발명의 고주파 가열장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

국부가열수단이 피가열물의 임의의 부위를 가열할 수 있으므로 전체의 가열분포를 균일하게 하거나, 가열하는 부위와 가열하지 않는 부위를 명확히 구별할 수 있는 효과가 있다.

피가열물과 국부가열수단의 사이에서 국부가열수단을 보호하는 보호수단을 가지면, 어떠한 경우에도 피가열물의 임의의 부위의 가열을 방해하지 않으므로 피가열물의 찌꺼기 때문에 국부가열수단이 작동하지 않거나, 피가열물의 찌꺼기에 의한 전자파의 흡수로 전자파의 방향에 영향이 생기거나 하는 문제가 없어, 국부가열을 방해하지 않는 효과가 있다. 따라서, 안정된 목표부위의 국부가열을 할 수 있다.

국부가열수단은 재치대 보다도 아래에 위치하고, 보호수단은 재치대와 국부가열수단의 사이에 위치하면 재치대에 의하여도 국부가열수단이 보호된다. 또, 국부가열수단이 항상 피가열물에 가까운 곳에 위치하면, 전자파를 다른 벽면에서 반사시키지 않고 직접 피가열물의 목표부위에 반사할 수 있기 때문에, 더욱 국부가열하기 쉬운 효과가 있다.

보호수단은 피가열물을 얹어놓고 국부가열수단은 보호수단 보다도 아래에 위치하면 보호수단과 재치대를 겸용하거나 일체화 할 수 있기 때문에, 구성이 간단하여 부품이 적어도 되므로 전체적으로 소형화, 경량화, 저가격화 할 수 있는 효과가 있다.

보호수단이 적어도 일부에 유전체를 가지면, 유전체로 국부가열수단을 보호함과 동시에, 유전체를 통하여 국부가열수단으로부터의 전자파를 가열실내로 방사할 수 있기 때문에, 쉽게 목표부위를 국부가열 할 수 있는 효과가 있다.

국부가열수단이 전자파 방사수단이 방사한 전자파를 유도하는 도파부와, 도파부가 유도한 전자파를 가열시내에 방사하는 방사부를 가지며, 전자파 방사수단으로부터 방사부까지의 전자파가 통과하는 거리를 항상 대략 일정하다고 하면, 전자파에 있어서 전자파 방사수단으로부터 방사부까지의 인피던스가 일정하므로 국부가열수단을 어떻게 제어하느냐에 관계없이 정합상태를 유지하기 쉬워서 가열효율을 높게 유지할 수 있는 효과가 있다. 또, 가열효율이 높으면, 결과적으로 가열시간의 단축, 에너지 절약화의 효과도 있다.

전자파 방사수단으로부터 방사부까지의 전자파가 통과하는 거리를 전자파의 통과경로에 있어서의 파장을 λg으로 하고, λg/2의 대략 정수배로 하면, 방사부에서의 전계가 강해지므로 피가열물을 방사부에 접근시켜 두는 경우에는 효율이 매우 높은 효과가 있다.

방사부가 갖는 전자파 결합부와 구동수단을 접속하여 방사부가 전자파 결합부를 중심으로 회전구동하도록 구동수단을 제어하면, 구동수단의 제어에 의하여 방사부로부터의 전자파의 방사위치를 바꾸어 피가열물의 가열부위를 자유로이 바꿀 수 있는 효과가 있다. 따라서, 국부가열을 쉽게 실현할 수 있는 효과가 있다.

도파부가 전자파 방사수단과 가열실을 접속하는 도파관을 가지며, 전자파 결합부가 도파관내와 가열실내에 걸치게 하면, 전자파 결합부가 안테나로 되어 도파관내의 전자파를 효율적으로 가열실내로 유도해 낼 수 있기 때문에, 더욱 가열효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

전자파 방사수단으로부터 전자파 결합부까지의 전자파가 통과하는 거리를 전자파의 통과경로에 있어서의 파장을 λg으로 하고, λg/2의 대략 정수배로 하면, 전자파의 통과경로에 정재파를 일으킨 경우, 전자파 결합부의 위치에서 가장 전계가 강해져서 전자파 결합부가 도파관내의 전자파를 가장 효율적으로 가열실내로 유도해 낼 수 있는 효과가 있다.

방사부가 피가열물 보다도 아래에 위치하면, 방사부가 항상 피가열물에 가까운 곳에 위치하므로 전자파를 다른 벽면에서 반사시키지 않고 직접 퍼가열물의 목표부위에 방사할 수 있기 때문에, 더욱 국부가열하기 쉬운 효과가 있다.

가열실내에서 피가열물을 얹어 놓는 재치대를 가지며, 재치대의 중심은 가열실의 대략 중심에 위치하면, 재치대를 크게 하여 가열실내의 공간을 유효히 이용할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 크기가 큰 피가열물을 얹어 놓거나 많이 얹어 놓을 수 있는 효과가 있다. 결과적으로, 사용자에게 있어서 마음대로 사용하기 쉬운 효과가 있다.

재치대의 중심을 회전중심으로 하여 재치대를 회전구동하도록 재치대 구동수단을 제어하면, 회전중의 재치대의 상하동을 억제하여 안정된 구동을 할 수 있기 때문에 목표가열부위를 국부가열하기 쉬운 효과가 있다. 또, 똑같이 피가열물을 진동시키지 않으므로 회전중에 쏟아지거나 하지 않는 효과가 있다.

국부가열수단의 제어와 재치대 구동수단의 제어를 연동시키면, 피가열물에 대한 국부가열수단의 위치의 파악이나 변경이 용이하다. 따라서, 더욱 목표가 열부위를 국부가열하기 쉬운 효과가 있다.

국부가열수단의 제어와 재치대 구동수단을 감속 또는 정지시키는 제어를 동시에 또는 전후하여 행하면, 국부가열수단과 재치대 구동수단이 국부가열하기에 가장 적합한 위치관계가 되었을 때에 그 상태를 오래 유지할 수 있다. 목표가열 부위를 틀림없이 국부가열할 수 있는 것과 국부가열의 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

방사부가 구동하는 범위가 가열실 바닥면의 안쪽이 되도록 구동수단을 제어하면, 구동에 요하는 공간이나 가열실외의 공간을 작게 할 수 있는 효과가 있다. 또, 구동하는 범위로부터 가열실 밖으로 전자파가 새나가지 않으므로 특수한 시일 구성은 불필요하게 되어 구성이 간단하고 부품이 적어도 되므로 전체적으로 소형화, 경량화, 저가격화 할 수 있는 효과가 있다.

재치대가 도전성 재료로 된 전자파 차폐부와 중심 근방에 전자파 투과부를 가지면, 피가열물의 바닥면 중앙 근방을 국부가열할 수 있는 효과가 있다.

방사부로부터의 전자파의 방향을 피가열물이 있는 방향과 피가열물이 없는 방향을 전환하도록 제어하면, 피가열물에 직접 전자파를 방사하는 국부가열과, 국부가열을 피하고 가열실 벽면에 반사된 후의 전자파에 의한 가열을 전환할 수 있다. 따라서, 사용목적에 따라 전자파를 집중시키거나 집중하지 않도록 할 수 있으므로, 더욱 자유롭게 가열분포를 바꿀 수 있는 효과가 있다.

피가열물의 대략 바닥면 중앙의 가열과, 피가열물의 대략 주위의 가열을 전환하도록 국부가열수단을 제어하면, 간단한 방법으로 피가열물의 가열분포를 균일하게 할 수 있는 효과가 있다.

피가열물의 가열부위를 2차원 내지 3차원으로 전환하도록 국부가열수단을 제어하면, 더욱 미세하게 가열분포를 바꿀 수 있는 효과가 있다.

국부가열수단을 단속적으로 제어하는 단속제어수단을 가지고 있으면, 피가열물의 가열부위를 단속적으로 전환할 수 있어서 한정된 부분에 전자파를 집중시킬 수 있으므로, 더욱 자유롭게 가열분포를 바꿀 수 있는 효과가 있다.

국부가열수단을 연속적으로 제어하는 연속제어수단을 가지고 있으면, 피가열물의 가열부위를 연속적으로 전환할 수 있으므로, 가열의 국부적인 집중을 피하고, 광범위한 부분을 균일하게 가열할 수 있는 효과가 있다.

국부가열수단을 단속적으로 제어하는 단속제어수단과, 국부가열수단을 연속적으로 제어하는 연속제어수단과, 단속제어수단과 연속제어수단을 전환하는 전환제어수단을 가지고 있으면 목적에 따른 전환이 쉽다.

사용자가 설정할 수 있는 설정수단을 가지며, 설정수단에 의하여 국부가열수단을 제어하면 설정내용에 따른 적절한 국부가열을 실현할 수 있는 효과가 있다.

검출량으로서 피가열물의 물리량 또는 그 변화량 또는 가열실내의 상태를 표시하는 물리량 또는 그 변화량의 적어도 하나를 검출하는 검출수단을 가지며, 검출수단의 검출량에 의하여 국부가열수단을 제어하면, 피가열물 자체의 상태나 가열실내의 상태에 맞추어 적절한 국부가열을 실현할 수 있는 효과가 있다.

피가열물의 온도분포를 검출하는 온도분포 검출수단에 의하여 국부가열수단을 제어하면, 실제의 온도정보에 의거하여 국부가열수단을 제어하므로 가장 적합한 국부가열을 실현할 수 있는 효과가 있다.

피가열물의 형상을 검출하는 형상검출수단 또는 피가열물을 검출하는 중량검출수단의 적어도 하나를 가지면, 가열하지 않고도 피가열물의 상태를 대략 결정하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 불필요한 가열을 방지하여 더욱 효율적으로 국부가열할 수 있는 효과가 있다.

가열개시의 전후에 형상검출수단 또는 중량검출수단의 적어도 한쪽에 의하여 가열할 영역을 판정하는 영역판정수단을 가지면, 가열개시하였는지의 여부에 관계 없이 가열할 영역을 알 수 있으므로 영역내, 즉 피가열물만을 효율적으로 국부가열 할 수 있는 효과가 있다.

국부가열수단의 제어와 전자파 방사수단의 제어를 연동시키면, 국부가열하고 싶은 부위를 가열할 수 있는 상태시에만 전자파를 방사하거나, 국부가열하고 싶지 않는 부위를 가열할 수 있는 상태시에는 전자파를 방사하지 않는 등, 더욱 미세한 가열제어를 할 수 있다.

전자파 방사수단을 제어하여 출력을 감소하거나 0으로 한 후에 국부가열수단을 제어하면, 국부가열수단의 제어를 마칠 때까지 가열하지 않아도 되는 부분을 통과시키면 불필요한 가열을 하지 않아도 되는 효과가 있다.

국부가열수단을 제어한 후에 전자파 방사수단을 제어하여 출력을 증가시키면 똑같은 효과가 있다.

국부가열수단의 위치를 검출하는 위치검출수단에 의하여 국부가열수단을 제어하면, 국부가열수단을 목표위치에 정확히 제어할 수 있으므로 더욱 정밀하게 국부가열할 수 있는 효과가 있다.

가열개시시 또는 가열종료시의 적어도 한쪽으로 국부가열수단을 소정의 위치에 제어하면, 다음의 가열을 할 때에 소정의 위치를 기준으로 하여 국부가열수단을 목표한 위치에 제어하면 되므로 위치제어를 간단히 할 수 있는 효과가 있다.

또, 피가열물 추출수단에 의하여 가열실내의 피가열물을 추출하여 저온부분 추출수단으로 피가열물 중의 저온부분을 추출하여 분포가변수단을 제어하면, 불필요한 가열을 하지 않고 적절히 식품을 가열하여 에너지 소비를 저감시킬 수 있다.

또, 가열범위 설정수단으로 설정된 가열범위 중에서 저온부분 추출수단이 저온부분을 추출하여 분포가변수단을 제어하면, 최적온도가 틀리는 이종의 식품을 동시에 각각의 최적온도로 가열조리할 수 있다.

또, 가열범위를 등록수단으로 등록기억수단에 등록하고, 등록호출수단으로 호출하면, 조작은 간단하여 사용자의 사용방법을 향상시킬 수 있다.

또, 제1의 조작키이로 피가열물의 종류 또는 전자파에 의한 가열출력의 크기나 가열시간 또는 가열방법의 적어도 하나를 입력한 후, 제2의 조작키이로 가열의 개시를 입력할 때까지의 사이에 가열부위 전환부를 제어하기 시작하면, 가열의 개시시에는 이미 적절한 부위를 가열할 수 있는 상태로 되어 있다. 따라서, 불필요한 부분을 가열하는 일이 없어서 가열 불균일을 억제하거나 가열의 균일화를 꾀할 수 있다. 마찬가지로, 불필요한 부분을 가열하는 일이 없으므로, 가열시간이 짧아져서 사용자가 기다리는 시간을 적게 할 수 있다. 또, 불필요한 부분을 가열하는 일이 없으므로, 가열효율이 향상되어 전력절약화를 꾀할 수 있다. 또, 가열개시전에 가열부위 전환부를 제어하고 있으면, 가열중에 가열부위 전환부를 제어하지 않아도 되거나, 제어회수를 줄일 수 있다. 따라서, 가열부위 전환부를 제어하고 있는 도중에 전계가 흐트러지거나 반사파가 증가하거나 하는 문제를 억제할 수 있어서 전자파 방사수단에서의 이상한 발열을 방지할 수 있다. 따라서, 전자파 방사수단의 내구성을 높일 수 있다. 마찬가지로, 전계가 흐트러지거나 반사파가 증가하거나 하는 문제를 억제할 수 있어서 고주파의 발생을 방지할 수 있다. 따라서 노이즈를 억제하고 고주파 가열장치중의 다른 부품이나 외부의 기기의 오동작을 방지할 수 있다.

가열의 목적에 따라 가열부위를 변화시킬 수 있으면, 피가열물을 균일하게 가열하도록 동작하게 하거나 피가열물의 특정부분을 집중적으로 가열하도록 동작하게 하는 것이 어느 정도 가능하게 된다. 대표적인 고주파 가열장치로서 전자레인지로 조리하는 경우, 한가지 식품을 균일하게 가열하거나 여러가지 식품을 선택적으로 가열(예컨대, 한 접시위에서 찐것과 튀긴것은 가열하고 생채소는 가열하지 않게)하거나 할 수 있다.

구동부가 가열개시후에는 국부가열수단을 일정주기로 구동하고, 가열도중에 주기를 바꾸거나 또는 정지하도록 구동제어하면, 가열개시 직후에 생기는 가열분포와 가열도중부터의 가열분포를 바꿀 수 있다. 특히, 가열도중부터는 피가열물의 어느 특정부분을 집중적으로 가열할 수 있으므로, 가열도중까지에 발생한 가열불균일을 보충하기 위하여 가열이 늦어지고 있는 부분을 가열하여 균일화를 꾀하거나 보다 부분적으로 가열하고 싶은 부분만 가열할 수 있다.

제어부는 가열개시 직후에는 전자파 방사수단의 가열출력을 일정하게 하고, 가열도중에 국부가열수단의 상태에 따라 가열출력을 변화시키거나 또는 가열정지하도록 제어하면, 가열개시 직후에 생기는 가열분포와 가열도중부터의 가열분포를 바꿀 수 있다. 특히, 가열도중부터는 피가열물의 어느 특정부분을 가열하지 않도록 할 수 있으므로, 가열도중까지에 발생한 가열 불균일을 보충하기 위하여 가열이 진행되고 있는 부분을 가열하지 않도록 하여 균일화를 꾀하거나, 보다 부분적으로 가열하고 싶지 않는 부분만 가열하지 않도록 할 수 있다.

전자파를 급전실을 통하여 가열실로 유도하여 급전실내에 급전구 전환부를 설치하면, 도파관과 가열실의 사이를 급전실로 연결하는 것이 되어 전자파의 반사를 억제하기 쉬워 맷칭하기 쉬운 효과가 있다. 또, 가열실내에 급전구 전환부가 튀어나오지 않아, 특히 사용자가 손을 대지 않도록 급전구 전환부에 커버를 하는 경우, 커버를 포함하여 가열실 바닥면위를 편평하게 할 수 있으므로, 사용자가 가열실내를 청소하기 쉬운 효과가 있다. 또, 국부가열수단에 커버를 하는 경우, 커버의 사이즈는 가열실 바닥면의 전체를 덮지 않아도 급전실을 덮는 사이즈로 충분하여 커버의 소형화, 저가격화를 실현할 수 있다.

또, 턴테이블이 금속 또는 도전성 재료로 이루어지며, 회전방향으로 전자파의 파장의 1/2 이상의 길이의 틈새를 가지면, 전자파가 턴테이블의 틈새를 통하여 상하로 투과할 수 있다. 따라서, 피가열물의 가열부위를 쉽게 전환할 수 있다.

턴테이블을 금속 또는 도전성 재료로 구성하면, 내열성이 높고 보급형의 오븐 기능부 전자레인지와 같이 히이터를 가열실 바닥면 아래에 구성하는 경우도 사용할 수 있다.

턴테이블을 전자파가 투과하는 재료로 구성하면, 전자파가 턴테이블을 통하여 전자파가 반사하지 않고 상하로 투과할 수 있다. 따라서, 쉽게 피가열물의 가열부위를 전환할 수 있다.

가열실 바닥면위에 반경(r)의 턴테이블의 회전중심을 중심으로 하여 R ＞ r인 반경(R)의 원내가 윗쪽으로 볼록한 경사를 가지면, 턴테이블의 윗쪽 또는 주위에 액체의 피가열물을 쏟은 경우, 턴테이블을 떼내지 않고도 청소를 할 수 있는 등 작업성이 좋은 효과가 있다.

국부가열수단을 제어하여 가열개시후에는 피가열물의 중앙을 가열하고, 그후 주위를 가열하면, 피가열물의 가장자리의 과도가열을 방지하는 효과가 있다. 따라서, 가열 불균일을 억제하는 효과가 있다. 가열 불균일이 적으면 불필요한 가열을 하지 않아도 되므로 가열효율이 좋아 전력 절약화를 꾀할 수 있고, 가열시간이 짧아져서 사용자가 기다리는 시간을 짧게 할 수 있다.

국부가열수단에 의하여 가열개시후에는 전자파의 방향을 가열실 바닥면의 중앙으로 향하게 하면, 피가열물의 중앙이 주로 가열되며, 그후 전자파의 방향을 가열실 바닥면의 바깥쪽으로 향하게 하면, 피가열물의 주위가 주로 가열되므로 가열 불균일을 적게 할 수 있다.

피가열물의 물리량이나 가열실내의 상태를 검출하는 검출부의 출력에 의하여 피가열물에 부분적인 과도가열이 발생하기 전에 급전구 전환부를 구동하면, 가열부위를 전환하여 가열 불균일을 억제하는 효과가 있다.

냉동상태에 있는 피가열물을 해동시키는 경우, 피가열물의 최고온도가 0℃ 이하라고 추정되는 범위에서는 연속적으로 전자파를 방사하여 가열하고, 최고온도가 0℃를 넘었다고 추정되었을 때 전자파의 방사를 일시 정지하도록 제어하면, 최고온도가 0℃를 넘은 후의 온도차의 확대를 억제하여 정지시간 동안에 피가열물내의 열전도에 의하여 온도 불균일을 축소시키는 효과가 있다. 따라서, 가열 불균일이 적은 해동의 완성을 제공할 수 있다.

전자파의 방사를 정지 또는 감소시키고 있을 때에 국부가열수단을 구동하면 구동중에 가열실내의 전자파가 교반되는 일은 없다. 따라서, 전자파 방사수단을 안정된 동작영역에서 사용할 수 있으므로, 불필요한 복사나 전자파 방사수단의 온도상승을 억제하는 효과가 있어서 노이즈 대책이나 냉각구성을 쉽게 할 수 있다.

국부가열수단을 회전도파관, 회전안테나 또는 스탤러로 구성하면, 간단한 구성 및 구동방법으로 전자파의 방향을 쉽게 전환할 수 있다. 따라서, 저렴한 가격으로 실현할 수 있어서 과거의 실적에서도 명백한 바와 같이 신뢰성이 있다.

국부가열수단을 구동하는 구동부를 스테핑 모우터 또는 기타의 모우터와 스위치의 조합으로 구성하면, 국부가열수단의 위치제어가 정확하고 용이하기 때문에, 전자파의 방향을 정확하고 용이하게 제어할 수 있다. 따라서, 간단하고 저렴한 가격의 구성으로 더욱 정밀한 가열부위의 전환을 할 수 있다.

전자파의 방사의 일시정지시간을 검출수단의 출력에 의하여 결정하면, 피가열물 또는 가열실내의 상태에 따라 피가열물 내부의 열전달이나 퍼가열물과 가열실 내의 분위기 온도와의 차에 의한 온도상승의 비율을 정할 수 있다. 따라서, 피가열물의 해동 불균일을 억제할 수 있는 적절한 가열을 할 수 있다.

복수의 도파관이 서로 인접하면, 좁은 공간에서 그리고 적은 부재로 구성할 수 있다. 따라서, 소형화, 경량화, 저가격화를 꾀할 수 있다.

전계의 마디에서 도파관이 분기하면, 전자파가 분기후의 도파관내에 효율적으로 전송되며, 따라서 복수의 개구를 통하여 효율적으로 가열실내에도 전송되기 때문에 가열효율이 좋다. 따라서, 가열시간이 짧아도 되므로 사용자가 기다리는 시간을 단축시킬 수 있고, 불필요한 전력의 소비를 극력 억제할 수 있으므로, 에너지 절약화를 꾀할 수 있어서 전자파 방사수단에서의 손실이 줄기 때문에 신뢰성이 향상된다.

분기후의 복수의 도파관의 단면적을 작게 하면, 좁은 공간에서 그리고 적은 부재로 구성할 수 있다. 따라서, 소형화, 경량화, 저가격화를 꾀할 수 있다. 분기하는 도파관의 길이가 관내파장(λg)의 1/2의 0 이상의 정수배가 되므로 분기 후의 도파관내에서도 전자파가 관내파장(λg)으로 공진할 수 있다. 따라서, 전자파가 복수의 개구를 통하여 효율적으로 가열실내에도 전송되기 때문에 가열효율이 좋은 효과가 있다.

제1의 도파관과 분기하는 도파관과의 분기점의 폭이 관내파장(λg)의 1/4 이하라고 하면, 공진상태에 있는 제1의 도파관내의 전자파가 공진상태인 채로 분기 후의 도파관에도 효율적으로 전송된다. 따라서, 전자파가 복수의 개구를 통하여 효율적으로 가열실내에도 전송되기 때문에 가열효율이 좋은 효과가 있다.

복수의 개구부를 가지며, 차폐부가 가열실 또는 도파관 또는 적어도 어느 한쪽에 고정된 금속 또는 도전성을 가진 부재의 어딘가에 있는 돌기부와 접촉하면서 개구부를 차폐하면, 차폐부와 돌기부의 사이에서는 전자파가 전송되지 않고 완전한 차폐를 할 수 있다. 따라서, 전자파가 나오는 개구부를 정확히 전환시킬 수 있기 때문에 가열분포를 자유로이 변화시킬 수 있어서 목적에 따른 최적의 가열분포를 얻을 수 있다. 따라서, 어떠한 식품이라도 균일하게 가열할 수 있다. 또, 마찬가지로 차폐부와 돌기부와의 사이에서 외부로의 전자파의 누설도 억제되므로 안전하고, 외부의 기기 등에 대한 노이즈의 문제도 없어서 오동작 등을 방지할 수도 있다.

복수의 개구부를 가지며, 시일부가 가열실 또는 도파관 또는 적어도 어느 한 쪽에 고정된 부재의 어느 하나로 구성되면, 차폐부와 개구부의 사이에서는 전자파가 전송되지 않을 뿐만아니라 외부로의 전자파의 누설도 억제되는 효과가 있다.

한 차폐부에서 동일 벽면상의 복수의 개구부를 차폐하거나 개방하거나 하면, 차폐부의 구조가 간단하고 부품의 수가 적어도 된다. 따라서, 저가격화를 꾀할 수 있는 효과가 있다. 또, 만약 어떤 사고로 인하여 차폐부가 움직이지 않게 되었더라도 반듯이 어딘가의 개구부가 개방되어 있어서, 항상 가열실내에 전자파가 공급된다. 따라서, 개구부가 모두 차폐되어 가열실내에 전자파가 들어가지 않는 일이 없어, 전자파 방사수단이나 도파관내에서의 이상한 손실이나 발열이 일어나지 않기 때문에 안전하고 신뢰성이 높은 효과가 있다.

한 개의 구동부로 복수의 개구부를 차폐하거나 개방하거나 하는 차폐부를 동작시키면, 구동부의 구조가 간단하고 부품의 수가 적어도 되고 제어가 용이한 효과가 있다. 따라서 소형화, 경량화, 저가격화를 꾀할 수 있다.

전자파의 방사를 정지하고 있을 때에 차폐부를 동작시키면, 차폐부의 동작도중에 전계가 흐트러지는 일이 없어 전자파 방사수단에서의 이상 손실이나 고조파의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 안전하고 신뢰성이 높고 외부의 기기 등에 대한 노이즈의 문제도 없어서 오동작 등을 방지할 수도 있다.

가열개시시 또는 가열종료시에 차폐부의 위치를 경량의 피가열물이나 또는 단시간의 가열에 적합한 위치로 하면, 매번 가열이 시작되었을 때에는 경량의 피가열물 등의 단시간의 가열의 준비가 되어있다. 따라서, 경량의 피가열물을 넣었을 때에 가열의 실패가 없다. 한편, 대량의 피가열물 등 장시간의 가열이 필요한 것을 넣었을 때에는 가열을 시작한후에 차폐부의 위치를 적절한 위치로 이동시켜도 충분하다. 결국, 본 발명에 의하면 경량의 피가열물을 넣었을 때에 가열 당초부터 적절한 가열분포를 줄 수 있다. 또, 경량의 피가열물을 넣었을 때에 별로 차폐부의 동작을 시키지 않아도 되므로 차폐부의 위치를 움직이게 하기 위한 전력이나 차폐부의 동작도중의 손실이 없어서, 더욱 효율적으로 가열할 수 있고, 시간단축을 꾀할 수 있는 효과도 있다. 또, 가열개시시 또는 가열종료후에 피가열물의 위치가 가벼운 피가열물이거나 또는 단시간의 가열에 적합한 위치가 되도록 구동부를 제어하므로, 매번 가열이 시작되었을 때에는 가벼운 피가열물 등의 단시간의 가열의 준비가 되어있는 효과가 있다.

가열개시 후 얼마동안은 검출수단의 출력을 받지 않거나 또는 무시하면 검출수단에 있어서는 가열초기의 전자파가 불안정한 상태에서의 오검출의 염려가 없고, 안정상태에서의 정확한 검출을 할 수 있다. 따라서, 검출수단의 출력에 의거한 제어도 정확하여 신뢰성이 높은 동작이 실현될 수 있다. 마찬가지로, 피가열물의 초기상태를 검출수단으로 검출할 목적으로 개시후 얼마동안 전자파를 내지 않는 기간을 둘 필요가 없이 최초부터 효율적으로 가열할 수 있다. 따라서, 사용자의 기다리는 시간을 단축시킬 수 있다.

검출수단의 출력에 따라서는 가열개시부터 가열종료까지의 사이에 차폐부를 복수회 동작시키면, 그것에 의하여 가열분포가 변화하기 때문에 퍼가열물의 상태에 대응한 적절한 가열을 할 수 있다. 따라서, 어떠한 피가열물이라도 균일하게 효율적으로 가열할 수 있다.

검출수단의 출력에 따라서는 가열개시부터 가열종료까지의 사이에 피가열물의 위치를 복수회 변화시키도록 구동부를 제어하면, 그것에 의하여 가열분포가 변화하기 때문에 피가열물의 상태에 대응한 적절한 가열을 할 수 있다. 따라서, 어떠한 피가열물이라도 균일하게 효율적으로 가열할 수 있다.

도파관내의 회전체 등의 구동체와 복수의 개구를 가진 구성으로 하면, 회전체의 회전에 의하여 복수의 개구중 전자파가 나오기 쉬운 개구와 나오기 어려운 개구를 전환하여 외관상 여러 가지 전계를 미세하게 전환할 수 있게 되어 피가열물을 전체적으로 균일하게 가열할 수 있다.

도파관 내부에 회전체 등의 구동체를 구성하면, 간단한 구성으로 장소를 차지하지 않고, 전체의 크기에 대한 가열실 내부의 유효용적을 유지할 수 있다.

조작키이의 입력에 따라 구동체가 복수의 동작괘턴을 전환하는 구성으로 하면, 일정회전에 비하면 피가열물이나 전체와 가열시켄스에 맞추어 가장 적합한 전계분포로 전환하면서 가열할 수 있기 때문에 더욱 균일하게 가열할 수 있다.

또, 반대로 전계분포를 전환할 정도의 분포의 양호성이 요구되지 않는 경우(예컨대, 대류에 의하여 바닥면만 가열해두면 분포가 균일하게 되는 우유 등의 액체상태의 것)가 입력되었을 매, 가장 정합된 위치에 회전체를 정지시킬수도 있다. 이때에는 효율적으로 피가열물을 가열할 수 있으므로 가열시간이 짧아도 되어 사용자의 기다리는 시간을 단축시킬 수 있다. 또 마찬가지로, 손실이 줄어 전력절약화를 꾀할 수 있다. 또한 전자파 방사수단에서의 열스트레스가 줄어 신뢰성이 중가한다.

검출수단으로 피가열물이나 가열실내의 상태를 검출하여 그에 따라 회전체가 복수의 동작패턴을 전환하는 구성으로 하면, 피가열물의 상태에 맞추어 가장 적합한 전계분포를 전환하면서 가열할 수 있으므로 더욱 균일하게 가열할 수 있다.

또, 반대로 검출수단에 의하여 전계분포를 전환할 정도의 분포의 양호성이 요구되지 않는 상태(예컨대, 대류에 의하여 바닥면만 가열해두면 분포가 균일하게 되는 우유 등의 액체상태의 것)라고 판단되면, 그후 가장 정합된 위치에 회전체를 정지시킬수도 있다. 이때에는 효율적으로 피가열물을 가열할 수 있으므로 가열시간이 짧아도 되어 사용자의 기다리는 시간을 단축시킬 수 있다. 또, 마찬가지로 손실이 줄어 전력절약화를 꾀할 수 있다. 또한, 전자파 방사수단에서의 열스트레스가 줄어 신뢰성이 증가한다.

냉동식품을 사용하는 경우(해동조리의 경우)에 회전체를 회전동작시키므로 가열실내의 전계는 항상 변화하여 냉동식품의 일부분에의 전자파의 집중을 방지할 수 있다. 따라서, 전체가 얼어 있는데도 일부분만 뜨거운 해동특유의 분포불균일이 없게 할 수 있다.

조작키이로 우유나 국물을 입력하였을 때에는 식품재치대를 회전시키지 않도록 하면, 회전에 의한 정합상태의 변화는 일어나지 않는다. 이때, 정합이 되면 가장 효율적으로 가열할 수 있다. 또 이때에는 턴테이블의 회전을 위한 전력이 불필요하게 되어 전력절약화를 꾀할 수 있다. 일반적으로 우유나 국물 등의 액체상태의 것은 턴테이블의 회전이나 정지에 의한 분포에의 영향은 적기 때문에 분포불균일의 문제는 일어나지 않는다.

검출수단으로 피가열물이 액체상태라고 판별되었을 때에는 식품재치대를 회전시키지 않도록 하면, 회전에 의한 정합상태의 변화는 일어나지 않는다. 이때, 정합이 되면 가장 효율적으로 가열할 수 있다. 또, 이때에는 식품재치대의 회전을 위한 전력이 불필요하게 되어 전력절약화를 꾀할 수 있다.

전자파를 복수의 개구부를 통하여 가열실내로 유도하면 개구부마다 다른 전계분포를 일으킬 수 있어서, 한 개의 개구부의 경우에 비하여 피가열물을 균일하게 가열할 수 있다.

또, 가열실 바닥면 위에 개구부를 가지면 그 개구부 위치에 의하여 대략 피가열물의 어디를 강하게 가열할 수 있느냐가 결정되어 목표한 분포를 만들기 쉽다. 또, 마찬가지로 가열실 바닥면 위에 개구부를 가지면 비교적 피가열물과 개구부의 위치가 가까워 가열효율이 좋다. 따라서, 가열시간이 짧아도 되므로 사용자가 기다리는 시간을 단축시킬 수 있어서 불필요한 전력의 소비를 극력 억제할 수 있으므로 에너지 절약화를 꾀할 수 있어서, 전자파 방사수단에서의 손실이 줄기 때문에 신뢰성이 향상된다.

피가열물의 높이방향의 위치를 변화시키거나 또는 피가열물과 피가열물 바닥면 아래의 도전성을 가진 부재와의 거리를 변화시키면 가열실내의 전계분포가 같더라도 피가열물내의 가열분포를 변화시킬 수 있어서 분포를 자유로이 콘트롤할 수 있다.

개구부의 전환에 의하여 조작키이의 입력이나 검출부의 출력에 따라 복수의 개구부중 전자파가 나오기 쉬운 개구부를 전환하면, 조작내용이나 검출내용에 맞는 가열분포를 일으킬 수 있어서, 피가열물의 가열분포의 균일화를 꾀할 수 있다.

개구부의 전환에 의하여 피가열물이 액체상태인 경우에는 복수의 개구부중 피가열물의 바닥면 중앙에 가장 가까운 개구부로부터 전자파를 내기 쉽게 하면, 피가열물의 바닥면 중앙을 집중적으로 가열할 수 있어서, 다른 부분보다 온도를 높게 할 수 있다. 그리고, 이때 피가열물은 액체상태이기 때문에 대류가 일어나 상하방향으로는 자연히 온도가 평균화되어 액체상태의 피가열물에 특유한 문제인 상부의 지나친 과열이 없고, 상하에 온도차가 없는 균일한 가열분포를 실현할 수 있다.

개구부의 전환에 의하여 피가열물이 어느 정도 이상 높이가 높으거나 또는 중량이 무거운 경우에는 복수의 개구부중 피가열물의 바닥면 중앙에 가장 가까운 개구부로부터는 전자파가 나오지 않도록 하면, 큰 피가열물에 특유한 문제인 바닥면을 너무 가열하는 것에 의한 눌어버리거나 하부의 지나친 가열이 없어, 상하에 온도차가 없는 균일한 가열분포를 실현할 수 있다.

조작키이의 입력이나 검출수단의 출력에 따라 피가열물의 높이방향의 위치를 변화시키거나 또는 피가열물과 피가열물 바닥면 아래의 도전성을 가진 부재와의 거리를 변화시키면 조작내용이나 검출내용에 따라 가열분포를 변화시킬 수 있어서, 목적에 따른 가장 적합한 가열분포를 얻을 수 있다.

피가열물이 어느 정도 이상 높이가 낮거나 또는 중량이 가벼운 경우에는 피가열물의 높이방향의 위치를 올리거나 또는 피가열물과 피가열물 바닥면 아래의 도전성을 가진 부재와의 거리를 넓게 하면, 작은 피가열물에 특유한 문제인 전계의 국부적인 집중이 없는 균일한 가열분포를 실현할 수 있다.

시일부가 복수인 개구부중 제1의 개구부와 제2의 개구부의 사이에서 도파관으로부터 분기하는 부도파관내를 이동가능하게 하면, 시일부의 이동에 의하여 외관상 도파관으로부터 가열실내로 전자파를 전송하기 쉬운 개구부를 전환할 수 있어서, 가열분포를 자유로이 변화시킬 수 있다.

마찬가지로 개구부를 전환할때에 스파크나 전파누설이 일어나지 않으므로 매우 안전하다.

시일부의 이동에 의하여 조작키이의 입력이나 검출부의 출력에 따라 도파관 으로부터 가열실내로 전자파가 나오기 쉬운 개구부를 전환하면 조작내용이나 검출내용에 맞는 가열분포를 일으킬 수 있어서, 피가열물의 가열분포의 균일화를 꾀할 수 있다.

제1의 온도센서에 의하여 피가열물의 수직방향의 복수개소의 온도나 그 온도변화를 검출하여 제2의 온도센서에 의하여 피가열물의 수평방향의 복수개소의 온도나 그 온도변화를 검출하면 피가열물 전체의 온도분포를 정밀하게 검출할 수 있다.

온도센서에 의하여 피가열물의 온도분포를 검출하여 피가열물의 높이방향의 위치를 변화시키거나 또는 피가열물과 피가열물 바닥면 아래의 도전성을 가진 부재와의 거리를 변화시켜 저온부분에 전자파를 집중시키거나 또는 고온부분에 전자파를 집중시키지 않도록 하면, 피가열물의 실제의 온도에 따라 가열분포의 불균일을 억제할 수 있어서 매우 균일한 가열을 할 수 있다.

온도센서에 의하여 피가열물의 온도분포를 검출하여 개구부의 전환에 의하여 복수의 개구부중 전자파가 나오기 쉬운 개구부를 전환하여 저온부분에 전자파를 집중시키거나 또는 고온부분에 전자파를 집중시키지 않도록 하면, 피가열물의 실제의 온도에 따라 가열분포의 불균일을 억제할 수 있어서 매우 균일한 가열을 할 수 있다.

온도센서의 출력으로 피가열물의 저온부분의 온도상승도가 커지거나 또는 고온부분의 온도상승도가 작아진다고 판단되었을 때, 즉 온도불균일이 개선될 수 있는 상태로 되었을 때에 식품재치대의 회전을 정지시키거나 또는 감속시키면 가열분포가 빨리 개선될 수 있어서 분포불균일을 없앨수가 있기 때문에 매우 균일한 가열을 실현할 수 있다.

온도센서의 출력으로 피가열물의 복수개소의 온도차가 어느 값 이상이 된다고 판단되었을 때에, 송풍부의 회전수를 올리거나 또는 흡기구를 넓히거나 혹은 바람의 흐름을 좋게 하는 등의 방법에 의하여 가열실내에 들어가는 풍량을 증가시키면 전체의 주위의 온도가 평균화됨과 동시에, 그 동안에는 피가열물내의 열전도에 의해서도 온도가 평균화되어 분포불균일을 없앨 수 있어서 매우 균일한 가열을 실현할 수 있다.

가열실과 도파관을 복수의 개구부에 접속하고 가열실 바닥면의 중앙부(세로의 중앙과 가로의 중앙)에 제1의 개구부를 가진 구성으로 하면 제1의 개구부로 피가열물의 바닥면 중앙부를 가열함과 동시에 기타의 개구부로 피가열물의 가장자리를 가열하므로 전체적으로 균일하게 가열할 수 있다.

장방형의 가열실 바닥면의 모든 변이 장방형의 개구부의 어느변과 평행으로 되는 구성으로 하면, 전자파 방사수단으로부터 방사된 전자파에 의하여 개구부를 끼워넣듯이 반대방향의 강전계가 발생하여 가열실을 공동공진기라고 생각하여 계산하였을 때와 같은 목표한 전계분포가 가열실 바닥면 위에 정재파분포로서 생긴다. 따라서, 가열실내의 모우드를(적어도 개구부 부근에서는) 목표한대로의 모우드로 할 수 있어서, 피가열물을 목표한대로의 가열분포로 할 수 있다.

개구차폐부로 복수의 개구부의 적어도 하나를 차폐하면, 차폐되지 않은 개구부마다에 생기는 정재파분포를 전환하거나 여러 가지 정재파를 혼재시킬 수 있기 때문에 피가열물의 가열분포를 전환하거나 조합하거나 하여 균일화할 수 있다.

복수의 개구부를 가지며 임의의 하나의 개구부를 제외한 다른 개구부를 차폐한 경우에 정합하는(정격출력이 나오는) 구성으로 하면, 어느 개구부로부터 급전된 경우라도 효율적으로 피가열물을 가열할 수 있다. 따라서, 가열시간이 짧아도 되므로 사용자가 기다리는 시간을 단축시키는 효과가 있다. 또 마찬가지로 전력절약화를 꾀할 수 있는 효과가 있다. 또한, 전자파 방사수단의 열스트레스가 줄어서 신뢰성이 증가한다.

개구차폐부는 가열실 바닥면의 중앙부(세로의 중앙과 가로의 중앙) 이외의 위치의 회전축을 중심으로 회전함으로써 개구부를 차폐하면, 가열실내의 전계분포를 교반하여 피가열물의 가열분포를 균일화할 수 있다. 또, 마찬가지로 개구부를 가열실 바닥면의 중앙부에 설치할 수 있으므로 간단한 구성으로 피가열물의 바닥면 중앙부를 가열하거나 가열하지 않거나를 전환할 수 있으므로 더욱 균일하게 가열할 수 있다.

개구차폐부는 개구부를 일정속도의 회전운동으로 차폐하면 일정속도로 회전시키는 구동부로 실현할 수 있다. 따라서, 간단한 구성(염가로 만들기 쉬운 구성)으로 가열실내의 전계분포를 변화시켜 피가열물의 가열분포를 균일화할 수 있다.

원판형상의 개구차폐부로 개구부를 차폐하면 각이 없는 개구차폐부를 실현할 수 있다. 따라서, 간단한 구성(염가로 만들기 쉬운 구성)으로 가열실내의 전계분포를 변화시켜 피가열물의 가열분포를 균일화할 수 있는 효과가 있다. 또, 마찬가지로 각이 없는 개구차폐부이므로 다른 구성요소와의 접촉 등으로 파손되거나 하는 위험이 적어 안전성을 높일 수 있다.

개구차폐부는 수지 등의 전자파 투과부와 금속 등의 전자파 차단부로 구성하면, 구동부에 의하여 그 위치가 바뀌면 전자파의 투과와 차단상태를 바꿀수가 있다. 따라서, 가열실내의 정재파분포를 전환하거나 여러 가지 정재파를 혼재시키거나 전계분포를 교반하거나 할 수 있으므로 피가열물의 가열분포를 균일화할 수 있다. 또, 마찬가지로 전자파 투과부에 의하여 개구부와 전자파 차단부의 사이의 스파크를 방지할 수 있어서 안정성을 높일 수 있다.

복수의 개구부의 개구면적에 대하여 상기 피가열물의 바닥면 중앙에 가장 가까이에 있는 개구부의 개구면적을 최소로 하는 구성으로 하면 최소의 개구부로부터 나오는 전자파를 다른 개구부로부터 나오는 전자파보다 적게 할 수 있다. 따라서, 같은 개구면적에서는 다른 개구부보다 분포에의 영향이 너무 큰, 가장 가열실 바닥면 가까이에 있는 그리고 피가열물 가까이에 있는 개구부의 분포에의 영향을 억제하여 다른 개구부의 분포에의 영향을 높임으로써 피가열물의 가열분포를 더욱 균일화할 수 있다.

상기 피가열물의 바닥면 중앙에 가장 가까이에 있는 개구부를 제외한 다른 개구부를 차폐한 경우에 정합을 하지 않는(정격출력이 나오지 않는) 구성으로 하면, 이때에 나오는 전자파를 다른 개구부로부터 나오는 전자파보다 적게 할 수 있다. 따라서, 같은 정합상태에서는 다른 개구부보다 분포에의 영향이 너무 큰, 상기 피가열물의 바닥면 중앙에 가장 가까이 있는 개구부의 분포에의 영향을 억제하여 다른 개구부의 분포에의 영향을 높임으로써 피가열물의 가열분포를 더욱 균일화할 수 있다.

개구차폐부는 일정하지 않는 속도로 운동하면서 개구부를 차폐하면 개구부마다 개방동작, 차폐동작에 요하는 시간이나 개방하고 있는 시간, 차폐하고 있는 시간을 바꿀 수 있다. 따라서, 안정되게 전자파가 가열실내에 들어가지 않고 정재파분포가 서기 어려운 개방동작, 차폐동작에 요하는 시간이나 차폐하고 있는 시간을 짧게 하여 안정되게 전자파가 가열실내로 들어가서 정재파분포가 서는 개방하고 있는 시간을 길게 함으로써 효율적으로 피가열물을 가열할 수 있다. 따라서, 가열시간이 짧아도 되어 사용자가 기다리는 시간을 단축시키는 효과가 있다. 또 마찬가지로 전력절약화를 꾀할 수 있는 효과가 있다. 또한, 전자파 방사수단의 열스트레스가 줄어 신뢰성이 증가하는 효과가 있다.

[산업상이용가능성]

이상과 같이, 본 발명의 고주파 가열장치는 피가열물의 임의의 부위를 가열 할 수 있음과 동시에 여러 가지 부위의 가열을 조합함으로써 피가열물 전체의 가열 분포를 균일하게 할 수 있으므로 여러 가지 식품을 가열조리하는 전자레인지 등으로 사용하는데 적합하다.

Claims (21)

1. 피가열물을 수납하는 가열실과, 전자파를 방사하는 전자파 방사수단과, 전자파 방사수단으로부터 방사된 전자파로 피가열물의 임의 부위를 집중 가열할 수 있는 국부가열수단과, 국부가열수단을 제어하여 상기 전자파 집중 부위를 변경함으로써 제2의 부위를 가열하게 되는 제어수단과, 상기 가열실의 바닥면 중앙 이외의 지점에 위치한 구동축을 중심으로 국부가열수단을 회전 구동하는 구동수단을 포함하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 국부가열수단은 상기 전자파 방사수단으로부터 방사된 전자파를 유도하는 도파부와, 도파부에 의해 유도된 전자파를 상기 가열실내로 방사하는 방사부와, 방사부를 구동하는 구동수단을 포함하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 방사부는 상기 구동수단에 접속된 전자파 결합부를 가지며, 상기 제어수단은, 상기 방사부가 전자파 결합부를 중심으로 회전하도록 상기 구동수단을 제어하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 도파부는 상기 전자파 방사수단과 상기 가열실을 접속하는 도파관을 가지며, 상기 전자파 결합부는 상기 도파관내와 상기 가열실내에 걸친 구성으로 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
5. 제3항에 있어서, 전자파가 상기 전자파 방사수단으로부터 상기 전자파 결합부까지 통과하는 거리를 항상 일정하게 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 전자파 방사수단으로부터 상기 전자파 결합부까지의 전자파 통과 거리를, 전자파 파장을 λg로 할 때, λg/2의 정수배로 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
7. 제2항에 있어서, 상기 방사부는 피가열물 보다 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 구부가열수단은 상기 전자파 방사수단으로부터 방사된 전자파를 유도하는 도파부와, 도파부에 의해 유도된 전자파를 상기 가열실내로 방사부를 포함하여 구성되며, 전자파가 상기 전자파 방사수단으로부터 상기 전자파 결합부까지 통과하는 거리를 항상 일정하게 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 전자파 방사수단으로부터 상기 전자파 결합부까지의 전자파 통과 거리를, 전자파 파장을 λg로 할 때, λg/2의 정수배로 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 피가열물을 놓는 재치대를 더 포함하여 구성되며, 상기 국부가열수단은 재치대의 반경 방향으로 전자파를 유도하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 국부가열수단은 상기 가열실로 전자파를 유도하는 복수의 개구부를 가진 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 복수의 개구부를 전환하도록 상기 국부가열수단을 제어하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 국부가열수단은 복수의 개구부중 적어도 하나의 개구부를 차폐하는 개구 차폐부를 가지며, 상기 제어수단은 개구 차폐부를 제어하는 구성으로 한

    것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 개구부와 개구 차폐부 사이의 전자파를 차폐하는 시일부를 구비한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
15. 제11항에 있어서, 상기 복수의 개구부중 적어도 하나의 개구부를 가열실 바닥면에 형성한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
16. 제11항에 있어서, 상기 복수의 개구부 각각의 개구 면적을 서로 다르게 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
17. 제11항에 있어서, 상기 복수의 개구부는 가열실 바닥면 위에 서로 다른 전계를 일으키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
18. 제1항에 있어서, 상기 국부가열수단은 상기 가열실로 전자파를 유도하는 도파관과, 도파관내의 구동체를 가진 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
19. 제1항에 있어서, 상기 국부가열수단은 상기 전자파 방사수단으로부터 방사된 전자파를 전송하는 제1의 도파관과, 제1의 도파관으로부터 분기되어 상기 가열실내로 전자파를 유도하는 복수의 도파관을 가진 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
20. 제1항에 있어서, 상기 국부가열수단은 피가열물의 높이방향 위치를 변화시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
21. 제1항에 있어서, 상기 국부가열수단은 피가열물과 피가열물 바닥면 아래의 부재와의 거리를 변화시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.

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