KR100386245B1 - 적외선 방사를 하는 히터를 이용한 급속 조리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적외선 방사를 하는 히터를 이용한 급속 조리장치에 관한 것으로, 파장 범위 1.35㎛ 이상의 적외선 영역의 빛을 총 방사에너지에 대해 65% 이상 방사하는 발광수단을 구비한 적외선 방사를 하는 히터를 이용한 급속 조리장치를 제공한다. 상기 조리장치의 발광수단은 색온도 2400K ~ 900K 범위의 빛을 방사한다. 본 발명에 의하면, 음식물이 발광수단으로부터 방사되는 빛을 잘 흡수하도록 하고, 따라서 음식물의 조리가 빠른 시간안에 이루어지도록 할 수 있다. 또한 적외선 영역의 빛은 반사판으로 사용되는 스텐레스 재질의 반사판의 반사율을 증가시키므로 할로겐램프로부터 방사되는 빛이 음식물에 더욱 집중되도록 하여 조리 시간을 더욱 단축시킬 수 있다.

Description

적외선 방사를 하는 히터를 이용한 급속 조리장치{FAST COOKING APPARATUS USING INFRARED EMITTING HEATER}

본 발명은 적외선 방사를 하는 히터를 이용한 급속 조리장치에 관한 것이다.

음식을 조리하기 위한 가열장치로서 여러 종류의 장치가 제안되어 왔다. 가장 오래된 것으로는 열원과 직접 접촉하는 소정 형상의 용기를 들 수 있으며, 전기에 의해 마이크로웨이브를 생성시키고 이러한 마이크로웨이브를 음식물에 침투시켜 음식물 내부에 분자운동을 일으키는 방식으로 가열하는 전자렌지가 있다. 또한, 마이크로웨이브 이외에 다른 열원인 히터를 함께 사용하여 음식물을 조리하는 장치도 개발되었다.

히터의 일례로서 광파를 가열원으로 이용한 조리장치가 있다. 이와 같은 장치는 방사에너지의 90% 이상이 1㎛ 이하의 파장을 가지는 램프를 가열원으로 사용하며, 램프에서 방사되는 가시광선과 근적외선을 적절하게 이용함으로써 가열 대상물의 표면과 내부를 각각의 특성을 충분히 살리면서 조리한다. 할로겐램프를 사용한 전자렌지가 이러한 장치의 한 예이다.

적외선과 가시광선의 파장의 차이는 대상물, 즉 음식물에 다른 방식의 가열을 가져오게 되어 음식물의 내부와 외부가 다른 방식으로 가열된다. 피자를 예로 들면, 외부는 바삭바삭하게 되지만 내부는 습기를 함유한 상태로 부드럽게 되는 것이다.

이와 같이 적외선과 가시광선을 이용한 종래의 조리장치로 특허출원제700289호에 제시된 '전자 및 분자 여기방식을 사용하는 요리장치'가 있다. 상기 장치는 가시영역 및 근가시영역의 빛을 주로 이용하는데, 음식물이 갖는 색채는(토마토를 예로 들면 적색) 음식의 분자를 구성하는 특정 전자의 여기에 기인하므로 음식물이 그러한 빛을 흡수하도록 하여 가열하는 방식을 이용하고 있다.

도 1에 상기 장치의 구성을 도시하였다. 외부벽(10)으로 둘러싸인 장치 내부의 상부와 하부에는 각각 방사램프(12, 14)가 설치되어 있다. 장치 내부에는 상기 램프로부터 방사되는 빛에 의해 조리되는 음식물(16)이 놓여져 있다. 상기 방사램프로부터 가시광선 영역의 방사에너지가 적어도 4kW 이상 발생되도록 하고 있다.

그러나 상기 요리장치와 같이 가시광선을 주된 방사에너지로 사용할 경우 음식물의 신속한 조리에는 한계가 있다. 이하에서 상세히 설명되듯이, 대부분의 음식물은 가시광선의 영역 보다는 적외선 영역에서 흡수율이 크기 때문이다. 따라서, 급속히 음식물을 조리할 수 있는 새로운 방식의 조리장치가 제시될 필요가 있다.

본 발명의 목적은 음식물의 종류에 상관없이 조리속도를 크게 향상시킨 새로운 조리장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 요리장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예를 나타낸 조리장치의 사시도이다.

도 3은 도 2의 히터 부분을 확대한 단면도이다.

도 4는 각종 음식물에 대해 빛의 파장에 따른 흡수율을 나타낸 그래프이다.

도 5는 반사판에 대해 빛의 파장에 따른 반사율을 나타낸 그래프이다.

도 6은 할로겐램프로부터 방사되는 빛의 색온도에 따른 분광 분포를 나타낸 그래프이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

22:할로겐램프 24:할로겐램프

26:반사판 32:메쉬부

34:필터

본 발명은 파장 범위 1.35㎛ 이상의 적외선 영역의 빛을 총 방사에너지에 대해 65% 이상 방사하는 발광수단을 구비한 적외선 방사를 하는 히터를 이용한 급속 조리장치를 제공한다.

상기 조리장치의 발광수단은 색온도 2400K 이하의 빛을 방사한다. 본 발명에서 사용되는 발광수단으로는 할로겐램프가 적당하나 반드시 할로겐램프에 한정되지는 않는다.

상기 발광수단 상부에는 상기 발광수단으로부터 방사되는 빛을 반사시키는 반사판 설치될 수 있고, 상기 발광수단 하부에는 다수의 투과공을 가지는 메쉬부가 설치될 수 있으며, 상기 메쉬부의 하부에는 필터가 설치될 수 있다.

할로겐램프를 히터로 이용하여 음식물을 조리하는 조리장치의 일예를 도 2에 도시하였다. 조리장치의 상부에는 발광램프인 할로겐램프(22, 24)가 설치된다. 각각의 할로겐램프(22, 24) 상부에는 반사판(26)이 설치되어 할로겐램프로부터 방사되는 빛이 조리장치 내부의 캐비티(28)로 반사된다.

도 3은 상기 조리장치의 할로겐램프 부분을 확대한 단면도이다. 할로겐램프(22, 24)의 하부에는 할로겐램프로부터 방사되는 빛이 캐비티(28)로 입사될 수 있도록 다수의 투과공을 가지는 메쉬부(32)가 설치되어 있고, 상기 메쉬부(32)의 하부에는 세라믹 재질의 필터(34)가 설치되어 할로겐램프를 보호한다.

할로겐램프로부터 방사되는 빛은 열원인 필라멘트(텅스텐)의 온도에 따라 파장이 변화한다. 조명용으로 할로겐램프를 이용할 경우 필라멘트의 온도(색온도)를 높여서 방사되는 에너지의 대부분이 가시광선에서 방사되도록 한다. 이와 반면에, 음식물을 조리하는 조리기에 할로겐램프를 사용하는 경우에는 음식물의 조리에 적합한 파장의 빛을 방사할 수 있도록 하는 것이 효과적이다.

본 발명은 할로겐히터에서 발생되는 빛이 음식물의 조리에 적합한 파장을 갖도록 하여 조리 속도를 빠르게 하고자 하는 것이다.

조리속도를 빠르게 하기 위해서는 할로겐램프로부터 방사되는 빛의 파장을 적절하게 선택하는 것과, 할로겐램프로부터 방사되는 빛을 조리실 내부로 집중시켜주는 반사판의 재질 및 형상이 중요하다.

도 4는 각종 음식물들에 대해 빛의 파장에 따른 투과율 및 반사율을 나타낸 그래프이다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 음식물들은 주로 적외선 영역에서 에너지를 흡수하고, 가시광선 영역에서는 반사하는 특성이 있다. 따라서, 음식물에 적외선을 가해주어야 높은 흡수율로 인해 빠른 조리가 가능하다.

도 2에 도시된 바와 같은 할로겐램프를 사용한 히터가 장착된 조리기에서는 할로겐램프로부터 방사된 빛을 조리실 내부로 집중시키기 위하여 할로겐램프 상부에 반사판을 설치한다. 반사판이 할로겐램프로부터 발생된 빛을 흡수하지 않고 반사하여야 할로겐램프에서 발생된 에너지의 손실이 발생되지 않는다. 도 5는 반사판으로 많이 사용되고 있는 스텐레스 재질의 반사판에 대해 빛의 파장에 따른 반사율을 나타낸 그래프이다. 가시광선 영역에서 보다 적외선 영역에서 반사율이 높은 것을 알 수 있다.

이상의 결과를 종합해보면, 할로겐램프를 이용한 히터를 사용하는 조리기에서, 조리되는 음식물의 흡수율을 높이고, 조리기 내의 반사판의 반사율을 높이기 위해서는 적외선 영역의 빛을 사용하는 것이 매우 효과적임을 알 수 있다.

빛의 색온도에 따라 방사되는 빛의 파장 분포가 어떻게 달라지는지 알아보기 위하여 할로겐램프로부터 방사되는 빛의 색온도에 따른 분광 분포를 조사하여 도 6에 나타내었다. 분광분포를 보면 최대 강도를 나타내는 최고점이 색온도가 낮아질 수록 오른쪽, 즉 장파장 쪽으로 이동하는 것을 알 수 있다. 각각의 분광 분포 곡선의 아래 부분의 면적은 방사되는 빛의 에너지를 나타내며, 따라서 색온도가 낮아질 수록 장파장 쪽의 에너지가 커짐을 알 수 있다.

색온도 2300K 및 2400K에 대하여 파장 영역에 따른 방사에너지 비율을 표 1에 나타내었다. 파장 범위 0.4 ~ 0.7㎛는 가시광 영역이고, 파장 범위 0.4 ~ 1.35㎛는 가시광 및 근가시광 영역이고, 파장 범위 1.35㎛ 이상은 적외선 영역을 나타낸다.

파장 영역에 따른 방사에너지 비율.

색 온 도	2300K	2400K
방사에너지비율	0.4 ~ 0.7㎛	2.11%	2.8%
	~ 1.0㎛	12%	14%
	0.4 ~ 1.35㎛	29.6%	33%
	1.35㎛ ~	70.4%	67%

위 표에서 알 수 있듯이 2400K 보다 색온도가 낮은 2300K에서 적외선 영역의 방사에너지가 더 큼을 알 수 있다. 이러한 결과로부터 적외선 영역의 방사에너지를 더욱 증가시키기 위해서는 색온도가 낮은 범위의 빛을 사용하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명에서는 적외선 영역의 방사에너지가 총 방사에너지의 65% 이상이 되는 할로겐램프를 이용한 히터를 사용한다. 따라서, 사용되는 히터에서 발생하는 빛의 색온도는 2400K 이하가 적당하다. 히터의 포화온도를 2400K에 맞추기 위해서는다양한 방법이 가능하다. 예를 들어, 할로겐램프의 필라멘트를 제작할 때 램프길이나 열선의 직경, 저항값 등을 조절하여 전력밀도를 할로겐램프의 포화온도가 2400K가 되도록 설계한다. 할로겐램프에 전원이 가해지면 설계된 전력밀도에 따라 할로겐램프의 필라멘트는 일정 온도(2400K)에 도달하면 포화되고 더 이상 상승하지 않는다.

색온도가 너무 낮으면 할로겐램프의 방사에너지의 강도가 약해지므로 최저 900K, 바람직하게는 2000K가 적당하다.

이와 같이 방사되는 빛의 파장범위를 달리함으로써 음식물의 종류에 따라 조리 시간을 선택적으로 조절할 수 있고, 특히 빠른 조리를 요하는 음식물에 대해서 신속한 조리가 가능하게 된다.

본 발명에 의하면, 적외선 영역의 빛을 많이 방사하는 할로겐램프를 이용한 히터를 사용함으로써 음식물이 방사되는 빛을 잘 흡수하도록 하고, 따라서 음식물의 조리가 빠른 시간안에 이루어지도록 할 수 있다. 또한 적외선 영역의 빛은 반사판으로 사용되는 스텐레스 재질의 반사판의 반사율을 증가시키므로 할로겐램프로부터 방사되는 빛이 음식물에 더욱 집중되도록 하여 조리 시간을 더욱 단축시킬 수 있다.

Claims (11)

1. 파장 범위 1.35㎛ 이상의 적외선 영역의 빛을 총 방사에너지에 대해 65% 이상 방사하며, 방사되는 빛의 색온도는 2400K ~ 900K 범위인 것을 특징으로 하는 발광수단을 구비하는 적외선 방사를 하는 히터를 이용한 급속 조리장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 발광수단은 할로겐램프인 것을 특징으로 하는 적외선 방사를 하는 히터를 이용한 급속 조리장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 발광수단 상부에 설치되어 있고 상기 발광수단으로부터 방사되는 빛을 반사시키는 반사판를 추가로 구비한 적외선 방사를 하는 히터를 이용한 급속 조리장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 발광수단 하부에 설치되어 있으며 다수의 투과공을 가지는 메쉬부를 추가로 구비한 적외선 방사를 하는 히터를 이용한 급속 조리장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 메쉬부의 하부에 설치되는 필터를 추가로 포함하여 구성되는 히터를 구비한 적외선 방사를 하는 히터를 이용한 급속 조리장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 발광수단은 조리장치의 상부에 두 개 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 적외선 방사를 하는 히터를 이용한 급속 조리장치.
8. 파장 범위 1.35㎛ 이상의 적외선 영역의 빛을 총 방사에너지에 대해 65% 이상 방사하며 방사되는 빛의 색온도는 2400K ~ 900K 범위인 발광수단과, 상기 발광수단 상부에 설치되어 있고 상기 발광수단으로부터 방사되는 빛을 반사시키는 반사판과, 상기 발광수단 하부에 설치된 다수의 투과공을 가지는 메쉬부와, 상기 메쉬부의 하부에 설치된 필터를 포함하여 구성되는 히터를 구비한 적외선 방사를 하는 히터를 이용한 급속 조리장치.
9. 삭제
10. 제8항에 있어서, 상기 발광수단은 할로겐램프인 것을 특징으로 하는 적외선 방사를 하는 히터를 이용한 급속 조리장치.
11. 제8항에 있어서, 상기 발광수단은 조리장치의 상부에 두 개 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 적외선 방사를 하는 히터를 이용한 급속 조리장치.