KR100304810B1 - 전자레인지의 균일 가열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자레인지의 균일가열장치에 관한 것으로, 특히 직선편파 대신 원편파를 사용하여 전계의 방향이 시간에 따라 회전하도록 함으로써 전자파의 반사각 역시 계속해서 바뀌도록 하여 음식물의 균일가열성능을 보다 향상시키는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전자파 발생장치인 마그네트론과, 상기 마그네트론으로부터 발생된 전자파를 캐비티 내로 안내하는 도파관이 구비된 전자레인지에 있어서, 상기 도파관을 통한 전자파가 캐비티 내로 방사될 때 직선편파간의 합성으로 원편파를 형성할 수 있도록 도파관의 전자파 토출부에서 수직슬롯의 중심은 수평슬롯의 길이 범위내에 위치하며; 상기 수직슬롯은 상기 수평슬롯에 대하여 30。 이내의 기울기를 갖도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

전자레인지의 균일가열장치{Uniformly heating device of micro wave oven}

본 발명은 전자레인지에 관한 것으로서, 특히 음식물의 균일 조리 성능을 향상시키기 위한 균일가열장치에 관한 것이다.

일반적인 전자레인지의 개략적인 내부 구성은 도 1 에 도시된 바와같이, 전자파 발생장치인 마그네트론(1)과, 상기 마그네트론(1)으로부터 발생된 전자파를 캐비티(3) 내로 안내하는 도파관(2)과, 회전에 의해 음식물(5)의 균일 조리성능을 향상시키기 위한 회전판(4)으로 구성된다.

상기 도파관(2)은 도 2 와 같이, 그 하측에 일정크기의 열린 곳(6)을 갖고 있어 이 부위를 통해 마그네트론(1)으로부터 발생된 전자파가 캐비티(3) 내로 방사된다.

이와 같이 구성된 상태에서 전자레인지에 전원이 인가되면 마그네트론(1)으로부터 전자파가 발생되고, 상기 마그네트론(1)으로부터 발생된 전자파는 도파관(2)을 통해서 캐비티(3)내로 들어가 음식물(5)에 흡수되어 음식물(5)을 조리하게 된다.

이때, 전자파는 파동의 성질을 가지고 있으므로 캐비티(3)내로 들어간 전자파는 전자레인지의 벽면에서 반사되어 정재파(Standing Wave)가 형성되게 되며, 전계가 강한 부분과 약한 부분이 생기게 되므로 음식물(5)의 가열이 불균일하게 되는 원인이 된다.

따라서, 이것을 방지하기 위하여 음식물(5)을 회전판(4)위에 올려놓고 이 회전판(4)을 회전시킴으로써 음식물(5)에 전파가 골고루 닿도록하여 음식물(5)이 균일하게 가열되도록 하고 있다.

그러나 전파는 기본적으로 진행방향에 대하여 편파면이 일정한 직선편파이므로 캐비티의 벽면에서 반사되는 각도는 어느 정도의 범위내에서 일정하게 되고, 비록 상기와 같이 회전판을 돌려준다고는 하나 전파가 음식물에 닿는 것을 완전히 균일하게 해주지는 못하게 되어 어느정도 이상으로는 음식물을 균일하게 가열시키기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 고안된 것으로, 전자파를 캐비티 내로 안내하는 도파관에 수평 및 수직 형상으로된 다수의 슬롯을 형성하여 전자파가 캐비티 내로 방사될 때 수평편파와 수직편파의 합성으로 원편파를 형성하도록 함으로써 전자레인지의 균일가열성능을 더욱 향상시키는 데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 전자레인지의 내부 구성도.

도 2 는 종래 전자레인지용 도파관으로서,

(가)는 정면도.

(나)는 측면도.

도 3 은 본 발명에 의한 전자레인지용 도파관으로서,

(가)는 사시도.

(나)는 평면도.

(다)는 측면도.

도 4 는 시간변화에 따른 원편파의 변화를 나타낸 도면.

도 5 는 본 발명에 의한 전자레인지용 도파관의 개구면 상세도.

도 6 은 본 발명의 다른 실시예로서,

(가)는 수직슬롯이 수평슬롯의 중앙에 위치하지 않는 경우.

(나)는 수직슬롯이 수평슬롯에 대해 일정각 경사된 경우.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

101 : 마그네트론 102 : 도파관

103 : 수평슬롯 104 : 수직슬롯

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전자파 발생장치인 마그네트론과, 상기 마그네트론으로부터 발생된 전자파를 캐비티 내로 안내하는 도파관이 구비된전자레인지에 있어서, 상기 도파관을 통한 전자파가 캐비티 내로 방사될 때 직선편파간의 합성으로 원편파를 형성할 수 있도록 도파관의 전자파 토출부에서 수직슬롯의 중심은 수평슬롯의 길이 범위내에 위치하며; 상기 수직슬롯은 상기 수평슬롯에 대하여 30。 이내의 기울기를 갖도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 도 3 내지 도 5 를 예로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 본 발명에 의한 전자레인지용 도파관을 나타낸 것으로서, 마그네트론(101)으로부터 발생된 전자파를 캐비티(도면상에 미도시)로 방사할 때 직선편파(수평편파, 수직편파) 간의 합성으로 원편파를 형성할 수 있도록 도파관(102)의 전자파 토출부측에 2개의 독립적인 슬롯이 직각을 이루는 형상의 수평슬롯(103)과 수직슬롯(104)을 형성하였다.

여기서, 원편파란 직선편파와는 달리 전계의 편파면이 전파의 진행방행에 대하여 시간에 따라 회전하는 전파를 말한다.

이와 같이 구성된 상태에서 마그네트론(101)으로부터 전자파가 발생되면 이 전자파는 도파관(102)에 의해 캐비티 내로 안내되어 음식물을 가열, 조리를 수행하게 된다.

이때, 통상적인 전자레인지는 도파관(102)을 통해 캐비티 내로 방사되는 전자파의 성질이 직선편파의 특성을 띄게 되므로 음식물의 가열 및 조리에 한계가 발생됨은 주지된 사실이다.

또한, 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 회전판을 설치 사용하게 되나 이 역시 조리성능에 한계가 있고, 이에 따른 비용의 문제가 야기됨도 주지된 사실이다.

이에 대하여 본 발명은 평면파 간의 합성으로 원편파를 형성하기 위해 도파관(102)에 2개의 독립적인 슬롯을 직각으로 배열해 놓은 형상의 수평 및 수직슬롯(103, 104)을 형성한 것이다.

이들 수평 및 수직슬롯(103, 104)들은 각각 수평편파와 수직편파를 독립적으로 발생시키고 이들을 합성하여 원편파를 만들고자 하는 것이다.

일반적으로 평면파는 전자계가 일정한 방향(예를 들면 전계는 X방향, 자계는 Y방향)으로 향하고 있다. 이와 같이 편파면(전자파의 전파방향과 전계의 방향에 의해서 정해지는 면)이 시간적으로 일정한 것을 직선편파라고 한다.

이에 대해, 원편파를 형성하게 되면 전계의 방향이 시간에 따라 계속해서 바뀌므로 캐비티 내로 전달된 전자파의 반사각 역시 계속해서 바뀌게 되어 보다 넓은 범위에 걸쳐서 전파가 흩뿌려지게 되어 음식물을 고르게 가열할 수 있다.

이하에서 원편파의 형성원리를 설명하기로 한다.

먼저, 수직편파와 수평편파의 크기가 같고 위상이 서로 90°만큼 차이가 나게 하였다고 가정한다.

이때, 임의의 방향으로 진행하는 평면파는 그 진행방향에 대해 수직한 면에서의 전자계벡터의 합으로 나타낼 수 있다.

지금 Z축의 정의 방향으로 진행하는 파를 가정하면 아래의 수학식 1과 수학식 2와 같은 두개의 파의 합성으로 나타낼 수 있다.

[수학식 1]

[수학식 2]

상기 수학식 1과 수학식 2를 합성하면 아래의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.

[수학식 3]

위의 식에서 E₁과 E₂및 θ의 조건에 따라 여러가지 형태의 평면파를 나타낼 수 있다.

만약 E₁=E₂=E₀이고 θ=0이면 아래의 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.

[수학식 4]

이는 전계벡터가 X축과 45°의 각을 이루고 그 크기는인 직선편파를 나타낸다.

만약 E₁=E₂=E₀이고 θ=π/4이면, 그 때의 전계벡터의 크기 및 위상은 아래의 수학식 5와 같이 표현할 수 있다.

[수학식 5]

위의 식을 보면 위상차 θ에 의해 전계의 벡터방향이 시간에 따라 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전한다는 것을 알 수 있다.

즉, 평면파는 전파의 진행방향에 대하여 전계의 방향이 고정되어 있는데 반하여 원편파는 전계의 방향이 시간에 따라 계속 변하는 것이다.

도 4 는 이것을 페이저로 표시한 것으로서, 굵은 화살표로 표시된 것이 전계의 방향이다. 시간에 따라 전계의 방향이 x-y 평면상에서 회전한다는 것을 알 수 있다.

도 5 는 도파관(102)의 수평슬롯(103) 및 수직슬롯(104)을 나타낸 상세도로서, 도파관(102)에서 발생되는 전자파의 편파 특성에 영향을 주는 인자들, 예를 들어 수평 및 수직슬롯의 길이(Lh, Lv) 또는 폭(Wh, Wv), 슬롯 사이의 간격(G) 등이 나타나 있다.

이들 인자의 조합에 따라 직선편파, 타원편파 또는 원편파 특성을 얻어낼 수 있으며, 또한 마그네트론(101), 도파관(102), 캐비티 사이의 정합도 조절이 가능하게 된다.

또한, 도 6 은 본 발명에 의한 다른 실시예로서, (가)는 수평 및 수직슬롯(103, 104)의 배열이 대칭을 이루지 않고 수직슬롯(104)이 한쪽으로 치우쳐 있는 구조이며, 이때 치우친 정도에 따라 발생하는 전자파의 편파 특성이 변하게 되고, 원하는 최적의 특성을 얻도록 설계가 가능하게 된다. 여기서 수직슬롯(104)의 중심은 수평슬롯(103)의 양단부를 벗어나지 않아야 한다.

(나)는 수평슬롯(103)과 수직슬롯(104)이 서로 직각을 이루지 않고 수직슬롯(104)이 수평슬롯(103)에 대해 일정한 각도로 기울어져 있는 구조로서, 이때 기울기는 보통 30°이내로 해야하며, 기울기에 따라 편파특성이 변하게 된다.

이상 설명한 바와같이 본 발명은 원편파를 사용하여 전계의 방향이 시간에 따라 계속해서 바뀌도록 함으로써 전자파의 반사각 역시 계속해서 바뀌게 되어 보다 넓은 범위에 걸쳐서 전자파가 방사되므로 음식물이 전자파를 더욱 골고루 받게 되어 균일가열성능을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 전자파 발생장치인 마그네트론과, 상기 마그네트론으로부터 발생된 전자파를 캐비티 내로 안내하는 도파관이 구비된 전자레인지에 있어서,

   상기 도파관을 통한 전자파가 캐비티 내로 방사될 때 직선편파간의 합성으로 원편파를 형성할 수 있도록 도파관의 전자파 토출부에서 수직슬롯의 중심은 수평슬롯의 길이 범위내에 위치하며;

   상기 수직슬롯은 상기 수평슬롯에 대하여 30。 이내의 기울기를 갖도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 균일가열장치.