KR0127659Y1 - 고주파가열장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 부하의 변화에 관계없이 마그네트론에서 발생되는 고주파를 최대한으로 출력하는 고주파가열장치에 관한 것으로써, 음식물을 재치하도록 일정공간이 형성된 조리실(2)과, 상기 조리실(2) 및 도파관(5)내의 임피던스를 정합시키는 스터브(6)를 구비한 고주파가열장치에 있어서, 상기 조리실(2)내 부하의 변화를 판별하도록 조리실(2)내에 재치되는 음식물의 중량을 측정하는 중량측정부(40)와, 상기 중량측정부(40)에 의해 측정된 음식물의 중량에 따라 상기 스터브(6)의 위치를 설정하는 제어부(30)와, 상기 제어부(30)에 의해 설정된 위치에 따라 모터(51)를 구동하여 상기 스터브(6)의 위치를 조정하는 스터브조정부(50)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

고주파가열장치

제1도는 본 고안의 일실시예에 의한 고주파가열장치의 종단면도.

제2도는 본 고안의 다른 일실시예에 의한 고주파가열장치의 종단면도.

제3도는 본 고안의 일실시예에 의한 요부확대 단면도.

제4도는 본 고안의 일실시예에 의한 고주파가열장치의 제어블록도.

제5도는 본 고안에 의한 고주파가열장치의 제어동작순서를 도시한 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 조리입력부 20 : 직류전원부

30 : 제어부 40 : 중량측정부

41 : 중량센서 42 : 반사파검출부

50 : 스터브조정부 51 : 모터

60 : 구동부 70 : 표시부

본 고안은 부하의 변화에 관계없이 마그네트론에서 발생되는 고주파를 최대한으로 출력하는 고주파가열장치에 관한 것이다.

일반적으로, 종래에 의한 고주파가열장치에 있어서는 본체내부 일정부위에 형성된 조리실내에 음식물을 재치한다음 시작버튼을 누르면, 마그네트론에서 발생된 고주파가 도파관을 통해 안내되어 상기 조리실내에 유입분산된다.

이때, 상기 도파관상단에 설치된 스터브가 구동하면서 상기 마그네트론에서 발생된 고주파를 상기 조리실내로 용이하게 안내시킨다.

따라서, 상기 조리실내에 유입분산된 고주파는 조리실 측면부에 의해 반사되어 음식물에 인가되고 직접 음식물에 인가되기도 하면서 상기 조리실내에 재치되어 회전하는 음식물을 조리하기 시작한다.

이때, 상기 마그네트론, 도파관, 조리실 및 상기 조리실내에 재치된 음식물인 부하는 각각 고유의 임피던스값을 가지고 있는데 상기 마그네트론에서 발생된 고주파가 음식물에 최대한으로 인가되기 위해서는 다음의 조건이 필요하다.

즉, 상기 마그네트론을 한 부분으로 하고 상기 도파관, 조리실 및 부하를 모두 포함하는 또다른 부분으로 하여 각 부분의 전체 임피던스가 정확히 일치해야 하는데, 이를 위해서 상기 도파관내에 스터브를 설치하여 상기 도파관, 조리실 및 부하를 포함하는 부분의 임피던스를 상기 마그네트론의 임피던스에 일치하도록 하고 있다.

따라서, 상기 도파관, 조리실 및 부하를 포함하는 부분의 임피던스에 있어서는 상기 도파관 및 조리실이 고정되어 있으므로 상기 부하만 일정하면 전체 임피던스가 일정하게 되는데 상기 조리실내에 재치되는 음식물은 그 중량과 재질이 항상 일정하지 않고 변화하기 때문에 이에 따른 전체 임피던스가 변화하게 된다.

그런데, 종래의 고주파가열장치에 있어서는 상기 부하를 물 1000㏄ 또는 2000㏄로 하여 측정한 임피던스를 기준으로 상기 스터브를 설계하고 있기 때문에 상기 조리실내에 재치된 음식물인 부하가 기준부하와 다를 경우에는 전체 임피던스매칭이 맞지 않아 상기 마그네론으로부터 발생된 고주파가 상기 부하에 제대로 전달되지 못하여 고주파에너지를 효율적으로 이용하지 못한다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기위해 이루어진 것으로써, 본 고안의 목적은 부하의 변화에 따라 스터브의 위치를 조정하여 상기 부하의 변화에 관계없이 조리실 및 도파관내의 임피던스를 자동으로 정합시킴으로써 마그네트론에서 발생된 고주파가 부하에 최대한으로 전달되어 가열시간을 단축함은 물론, 고주파에너지의 이용효율을 최대로 높일 수 있는 고주파가열장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 고주파가열장치는 음식물을 재치하도록 일정공간이 형성된 조리실과, 상기 조리실 및 도파관내의 임피던스를 정합시키는 스터브를 구비한 고주파가열장치에 있어서, 상기 조리실내 부하의 변화를 판별하도록 조리실내에 재치되는 음식물의 중량을 측정하는 중량측정부와, 상기 중량측정부에 의해 측정된 음식물의 중량에 따라 상기 스터브의 위치를 설정하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 설정된 위치에 따라 모터를 구동하여 상기 스터브의 위치를 조정하는 스터브조정부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 제1도내지 제3도에 도시한 바와같이, 조리실(2)은 음식물에 가해지는 열원이 외부로 유출되는 것을 방지하도록 본체(1)내부 일정부위에 형성되어 음식물을 재치하고, 상기 조리실(2)의 우측하단부에는 고압트랜스(3)가 장착되어 고압을 발생한다.

그리고, 상기 고압트랜스(3)의 상부에는 마그네트론(4)이 장착되어 상기 고압트랜스(3)로부터의 고압을 인가받아 고주파를 발생하고, 상기 마그네트론(4)의 좌측상단부에는 마그네트론(4)에서 발생된 고주파를 상기조리실(2)내로 안내시키도록 도파관(5)이 형성되어 있다.

또한, 상기 도파관(5)의 상단에는 상기 마그네트론(4)에서 발생된 고주파가 상기 조리실(2)내의 부하에 용이하게 전달되도록 상기 도파관(5), 조리실(2) 및 부하를 포함하는 부분의 전체 임피던스를 상기 마그네트론(4)의 임피던스에 일치시키는 스터브(6)가 설치되어 있고, 상기 스터브(6)의 상부에는 스터브조정부(50)이 장착되어 상기 도파관(5), 조리실(2) 및 부하를 포함하는 부분의 전체 임피던스가 상기 마그네트론(4)의 임피던스에 일치하도록 부하의 중량에 따라 상기 스터브(6)의 위치를 도파관(5)내에서 조정한다.

또, 상기 조리실(2)의 하단부에는 회전접시(7)가 장착되어 상기 마그네트론(4)의 구동시에 조리실(2)내의 음식물을 회전시킴으로써 음식물이 고르게 조리되도록 하고, 상기 회전접시(7)의 하단에는 중량센서(41)가 구동축(7a)을 개재해서 장착되어 상기 회전접시(7)상에 재치되는 음식물의 중량을 감지한다.

또한 도면에 있어서, 상기 조리실(2)의 좌측상단에는 제2도에 도시한 바와같이, 반사파검출부(42)가 장착되어 상기 조리실(2)내에 재치되는 음식물의 중량에 따라 반비례적으로 변화하는 반사고주파를 검출하는데, 상기 반사고주파는 마그네트론(4)에서 발생된 고주파가 도파관(5)을 통해 안내되어 상기 조리실(2)내에 유입분산될때 상기 조리실(2)내에서 반사되어 상기 도파관(5)쪽으로 되돌아가는 고주파로써, 상기 조리실(2)내에 재치된 음식물의 중량이 크면 반사고주파가 적고, 상기 음식물의 중량이 적으면 반사고주파가 많다.

상기와 같이 구성된 고주파가열장치의 조리동작을 제어하기 위한 블록도를 제4도를 참조하여 설명한다.

제4도에 도시한 바와같이, 조리입력부(10)은 사용자가 원하는 조리기능(조리시간, 조리메뉴, 전자렌지의 출력, 전자렌지의 시작/정지 등)을 입력하도록 다수의 기능키가 콘트롤판넬상에 구비되어 있고, 직류전원부(20)은 도시되지 않은 교류전원입력단으로부터의 상용교류전원을 입력받아 상기 전자렌지의 구동에 필요한 소정의 정전압으로 변환하여 출력한다.

그리고, 제어부(30)은 상기 조리입력부(10)에 의해 사용자가 선택한 조리입력신호를 입력받음과 동시에 후술하는 중량측정부에 의해 측정된 중량데이타를 받아서 상기 조리실(2) 및 도파관(5)내의 임피던스를 정합시키도록 상시 스터브(6)의 위치를 결정함은 물론, 상기 고주파가열장치의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터이다.

또한, 중량측정부(40)은 상기 조리실(2)내의 부하의 변화를 판별하도록 상기 조리실(2)내에 재치되는 음식물의 중량을 측정하여 그 측정된 중량데이타를 상기 제어부(30)에 출력하는 것으로써, 이 중량측정부(40)은 상기 조리실(2)내에 재치되는 음식물의 중량을 감지하도록 상기 회전접시(7)의 하단부에 구동축(7a)을 개재해서 장착되어 있는 중량센서(41) 또는 상기 조리실(2)내에 재치되는 음식물의 중량에 따라 반비례적으로 변화하는 반사고주파를 검출하도록 상기 조리실(2)의 좌측상단부에 장착되어 있는 반사파검출부(42)로 구성되어 있다.

한편, 상기 중량측정부(40)의 반사파검출부(42)는 상기 마그네트론(4)에서 발생된 고주파가 도파관(5)을 통해 안내되어 상기 조리실(2)내에 유입분산될때 상기 조리실(2)내에서 반사되는 고주파를 흡수하는 반사파흡수체(421)와, 상기 반사파흡수체(421)에 의해 흡수된 반사고주파에 따라 상기 음식물의 중량을 판별하도록 그 반사고주파에 따라 변화하는 상기 반사파흡수체(421)의 온도를 감지하여 그 감지된 온도감지데이타를 상기 제어부(30)에 출력하는 온도센서(422)로 구성되어 있다.

또, 스터브조정부(50)은 상기 중량측정부(40)에 의해 측정된 중량데이타에 따라 상기 제어부(30)에서 결정된 위치로 스터브(6)를 좌측 또는 우측으로 이동시켜 상기 스터브(6)의 위치를 조정하도록 모터(61)를 구동하는 것으로써, 이 스터브조정부(50)은 상기 제어부(30)의 제어에 의해 구동하는 모터(51)와, 상기 모터(51)의 축(51a)에 결합되어 모터(51)의 구동시에 연동되어 좌측 또는 우측으로 회전하는 피니언기어(52)와, 상기 피니언기어(52)에 맞물려 피니언기어(52)의 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 랙기어(53)와, 상기 피니언기어(52)의 좌우회전시에 우측 및 좌측으로 이동하면서 부하에 따라 변화하는 상기 조리실(2)내의 임피던스를 자동으로 정합시키도록 상기 랙기어(53)에 일체로 형성되어 있는 스터브(6)로 구성되어 있다.

한편, 상기 스터브조정부(50)은 상기 마그네트론(4)에서 발생된 고주파가 외부로 누출되는 것을 차단하도록 쵸크구조(50a)를 형성하고 있다.

또한 도면에 있어서, 구동부(60)은 상기 제어부(30)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 마그네트론(4)의 구동전원을 공급 또는 차단하는 릴레이등으로 구성되어 있고, 표시부(70)은 상기 조리입력부(10)에 의해 사용자가 입력한 조리시간이나 조리메뉴등을 표시함은 물론, 상기 중량측정부(40)에 의해 측정된 음식물의 중량에 따라 상기 제어부(30)에 설정된 조리시간이나 조리상태등을 표시한다.

이하, 상기와 같이 구성된 고주파가열장치의 작용효과를 제5도를 참조하여 설명한다.

제5도는 본 고안에 의한 고주파가열장치의 조리제어 동작순서를 도시한 플로우챠트이다. 제 5도에서 S는 스텝(Step)을 표시한다.

먼저, 전자렌지에 전원이 공급되면, 직류전원부(20)에서는 도시되지 않은 교류전원입력단으로부터의 상용교류전원을 받아서 상기 전자렌지의 구동에 필요한 소정의 정전압으로 변환하여 제어부(30) 및 각 구동회로에 공급한다.

따라서, 스텝S1에서는 상기 직류전원부(20)으로부터 공급되는 정전압을 제어부(30)에서 인가받아 전자렌지를 조리동작에 맞게 초기화시키면서 스터브(6)의 위치를 정해진 초기위치에 오도록 한다.

한편, 상기 제어부(30)에서는 전원의 초기공급시이외의 상기 회전접시(7)상에 재치되는 부하가 변화한 경우에도 상기 스터브(6)가 정해진 초기위치에 오도록 제어한다.

이때, 사용자가 조리실(2)내의 회전접시(7)상에 조리하고자 하는 음식물을 재치한다음 조리입력부(10)의 시작버튼을 누르면, 스텝S2에서는 상기 회전접시(7)상에 재치된 음식물의 중량을 중량센서(41)에서 감지하여 그 감지된 중량데이타를 상기 제어부(30)에 출력한다.

이에 따라, 스텝S3에서는 상기 중량센서(41)에 의해 감지된 중량데이타를 상기 제어부(30)에서 입력받아 롬테이블상에 미리 설정되어 있는 중량에 따른 스터브(6)의 위치를 찾아서 상기 음식물의 중량에 적합한 스터브(6)의 위치를 결정하고, 스텝S4로 나아가서 상기 제어부(30)에서는 상기 스텝S3에서 결정된 위치로 스터브(6)를 이동하기위한 제어신호를 스터브조정부(50)에 출력한다.

따라서, 상기 스터브조정부(50)에서는 제어부(30)의 제어에 따라 모터(61)를 구동시킴으로써 상기 모터(61)의 축(51a)에 결합되어 있는 피니언기어(52)가 이에 연동되어 랙기어(53)를 따라 좌측 또는 우측으로 회전되어 상기 랙기어(53)에 일체로 형성되어 있는 스터브(6)를 우측 또는 좌측으로 직선운동시켜 상기 스터브(6)의 위치를 상기 제어부(30)에서 결정된 위치로 이동시킨다.

상기 스터브(6)가 제어부(30)에서 결정된 위치로 이동을 완료하면, 스텝S5에서는 상기 제어부(30)에서 마그네트론(4)의 구동을 제어하기위한 제어신호를 구동부(60)에 출력한다.

따라서, 상기 구동부(60)에서는 제어부(30)로부터 출력되는 제어신호를 받아서 마그네트론(40)의 구동전원을 공급하도록 릴레이를 온시킨다.

이에 따라, 상기 마그네트론(4)에서는 고압트랜스(3)으로부터의 고압을 인가받아 고주파를 발생하고, 상기 마그네트론(4)에서 발생된 고주파는 도파관(5)을 통해 안내되어 조리실(2)내로 분산된다.

이때, 상기 조리실(2)내로 분산된 고주파는 조리실(2)측면부에 의해 반사되어 음식물에 인가되기도 하며, 직접 음식물에 인가되기도 하면서 회전접시(7)상에 재치되어 회전하는 음식물을 조리하기 시작한다.

이어서, 스텝S6에서는 상기 마그네트론(4)의 발진시에 소정시간(마그네트론의 발진시에 주기적으로 중량의 변화를 감지하기위한 기준시간)이 경과하였는지를 판별하여, 소정시간이 경과하지 않은 경우(No일 경우)에는 상기 스텝S5로 복귀하여 소정시간이 경과할때까지 상기 마그네트론(4)을 구동하여 조리동작을 계속해서 수행한다.

한편, 상기 스텝S6에서의 판별결과, 소정시간이 경과한 경우(Yes일 경우)에는 중량의 변화가 발생하였는지를 확인해야 하므로 스텝S7에서는 상기 회전접시(7)상에 재치된 음식물의 중량을 상기 중량센서(41)에서 감지하여 그 감지된 중량데이타를 상기 제어부(30)에 출력한다.

따라서, 상기 제어부(30)에서는 상기 스텝S7에서 감지된 중량데이타와 상기 스텝S2에서 감지된 중량데이타를 비교하여 음식물의 중량이 크게 변화하였는지를 판별한다.

상기 스텝S7에서의 판별결과, 음식물의 중량이 크게 변화한 경우(Yes일 경우)에는 그 변화한 음식물의 중량에 따라 상기 스터브(6)의 위치를 다시 설정해야 하므로 상기 스텝S2로 복귀하여 상기 회전접시(7)상에 재치된 음식물의 중량을 중량센서(41)에서 계속해서 감지하면서 스텝S2이하의 동작을 반복수행한다.

한편, 상기 스텝S7에서의 판별결과, 음식물의 중량이 크게 변화하지 않은 경우(No일 경우)에는 계속해서 조리동작을 수행해야하므로 스텝S8로 나아가서 조리가 완료되었는지를 판별한다.

상기 스텝S8에서의 판별결과, 조리가 완료되지 않은 경우(No일 경우)에는 상기 스텝S2로 복귀하여 계속해서 조리동작을 수행하면서 스텝S2이하의 동작을 반복수행하고, 조리가 완료된 경우(Yes일 경우)에는 상기 제어부(30)에서 마그네트론(4)의 구동전원을 차단하기 위한 제어신호를 상기 구동부(60)에 출력한다.

따라서, 상기 구동부(60)에서는 제어부으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 마그네트론(4)의 구동전원을 차단시키면서 조리동작을 종료한다.

한편, 상기 실시예에서는 중량센서(41)에 의해 음식물의 중량을 감지하는 경우에 대하여 설명하였으나, 상기 조리실(2)내에 재치되는 음식물의 중량에 따라 반비례적으로 변화하는 반사고주파를 검출하여 중량을 감지하는 반사파검출부(42)를 사용하여도 본 고안의 목적을 달성할 수 있다.

이하, 반사파검출센서에 의해 음식물의 중량을 감지하는 본 고안의 다른 일실시예를 설명한다.

먼저, 전자렌지에 전원이 공급되면, 직류전원부(20)에서는 도시되지 않은 교류전원입력단으로부터의 상용교류전원을 받아서 상기 전자렌지의 구동에 필요한 소정의 정전압으로 변환하여 제어부(30) 및 각 구동회로에 공급한다.

따라서, 상기 제어부(30)에서는 직류전원부(20)으로부터 공급되는 정전압을 인가받아 전자렌지를 조리동작에 맞게 초기화시키면서 스터브(6)의 위치를 정해진 초기위치에 오도록 한다.

이때, 사용자가 조리실(2)내의 회전접시(7)상에 조리하고자 하는 음식물을 재치한다음 조리입력부(10)의 시작버튼을 누르면, 고압트랜스(3)에서는 도시되지 않은 교류전원입력단으로부터의 상용교류전원을 인가받아 고압을 발생하고, 상기 제어부(30)에서는 마그네트론(4)의 구동을 제어하기위한 제어신호를 구동부(60)에 출력한다.

따라서, 상기 구동부(60)에서는 제어부(30)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 마그네트론(4)의 구동전원을 공급하도록 릴레이를 온시킨다.

이에 따라, 상기 마그네트론(4)에서는 고압트랜스(3)로부터의 고압을 인가받아 고주파를 발생하고, 상기 마그네트론(4)에서 발생된 고주파는 도파관(5)을 통해 조리실(2)내로 안내되어 분산된다.

이때, 상기 조리실(2)내로 분산된 고주파는 조리실(2)측면부에 의해 반사되어 음식물에 인가되기도 하며, 직접 음식물에 인가되기도 하면서 회전접시(7)(6)상에 재치되어 회전하는 음식물이 조리되기 시작한다.

상기 마그네트론(4)에서 발생된 고주파가 조리실(2)내에 유입분산될때, 상기 조리실(2)내에서 반사되어 도파관(5)내로 되돌아가는 반사고주파가 발생하는데 이를 반사파흡수체(421)에서 흡수한다.

이때, 상기 조리실(2)내의 음식물의 중량이 크면, 상기 마그네트론(4)에서 발생된 고주파가 상기 음식물에 많이 흡수되므로 상기 반사파흡수체(421)에 의해 흡수되는 반사고주파량이 적어진다.

반면에, 상기 조리실(2)내의 음식물의 중량이 적으면, 상기 마그네트론(4)에서 발생된 고주파가 상기 음식물에 적게 흡수되므로 상기 반사파흡수체(421)에 의해 흡수되는 반사고주파량이 많아진다.

이와같이, 상기 음식물의 중량에 반비례적으로 흡수된 반사고주파량에 따라 반사파흡수체(421)의 온도가 변화하는데 이를 온도센서(422)에서 감지한다.

상기 반사파흡수체(421)에 의해 흡수된 반사고주파량이 적어지면, 상기 온도센서(422)에 의해 감지된 반사파흡수체(421)의 온도변화량이 작고, 상기 반사파고주파량이 많아지면 상기 온도센서(422)에 의해 감지된 반사파흡수체(421)의 온도변화량이 크다.

이와같이, 상기 온도센서(422)에서 반사파흡수체(421)의 변화하는 온도를 감지하여 그 감지된 온도데이타를 상기 제어부(30)에 출력하면, 상기 제어부(30)에서는 온도센서(422)에 의해 감지된 온도데이타의 아날로그신호를 디지탈로 변환시킨다음 미리 설정되어 있는 기준온도데이타와 비교하여 음식물의 중량(W)를 산출한다.

이와같이, 상기 반사파검출부(42)에 의해 상기 조리실(2)내의 회전접시(7)상에 재치된 음식물의 중량을 감지하면, 상기 제어부(30)에서는 롬테이블상에 미리 설정되어 있는 중량에 따른 스터브(6)의 위치를 찾아서 상기 음식물의 중량에 적합한 스터브(6)의 위치를 설정하면서 그 설정된 위치로 스터브(6)를 이동하기위한 제어신호를 상기 스터브조정부(50)에 출력한다.

따라서, 상기 스터브조정부(50)에서는 제어부(30)의 제어에 따라 모터(61)를 구동시킴으로써 상기 모터(61)의 축(51a)에 결합되어 있는 피니언기어(52)가 이에 연동되어 랙기어(53)를 따라 좌측 또는 우측으로 회전되어 상기 랙기어(53)에 일체로 형성되어 있는 스터브(6)를 우측 또는 좌측으로 직선운동시켜 상기 스터브(6)의 위치를 상기 제어부(30)에서 결정된 위치로 이동시킨다.

상기 스터브(6)가 제어부(30)에서 결정된 위치로 이동을 완료하면, 스텝S5에서는 상기 제어부(30)에서 마그네트론(4)의 구동을 제어하기위한 제어신호를 구동부(60)에 출력한다.

이후의 제어동작은 제5도에 도시된 상기 실시예에서의 스텝S5이하와 동일함은 물론이다.

상기의 설명에서와 같이 본 고안에 의한 고주파가열장치에 의하면, 부하의 변화에 따라 스터브의 위치를 조정하여 상기 부하의 변화에 관계없이 조리실 및 도파관내의 임피던스를 정합시킴으로써 마그네트론에서 발생된 고주파가 부하에 최대한으로 전달되어 가열시간을 단축함은 물론, 고주파에너지의 이용효율을 최대로 높일 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (1)

1. 음식물을 재치하도록 일정공간이 형성된 조리실(2)과, 상기 조리실(2) 및 도파관(5)내의 임피던스를 정합시키는 스터브(6)를 구비한 고주파가 열장치에 있어서, 상기 조리실(2)내 부하의 변화를 판별하도록 조리실(2)내에 재치되는 음식물의 중량을 측정하는 중량측정부(40)와, 상기 중량측정부(40)에 의해 측정된 음식물의 중량에 따라 상기 스터브(6)의 위치를 설정하는 제어부(30)와, 상기 제어부(30)에 의해 설정된 위치에 따라 모터(51)를 구동하여 상기 스터브(6)의 위치를 조정하는 스터브조정부(50)로 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파가열장치.