KR0151798B1 - 근적외선 방사광원을 갖는 가열조리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피조리물 표면을 갈색으로 변화시킬 수 있는 반도체 레이저 다이오드의 근적외선 광원을 가진 가열조리장치에 관한 것으로, 가열조리장치는 0.6 내지 1.6μm파장을 가지며, 20W내지 200W의 광출력을 갖는 반도체 레이저 다이오드 어레이(32) 및 가열조리장치내에 마이크로파를 제공하기 위한 마그네트론(22)을 포함한다. 이러한 가열조리장치에 적절한 전원을 인가함으로써 마그네트론(22)에 의해 피조리물을 가열하고, 조리된 피조리물을 반도체 레이저 다이오드 어레이(32)의 근적외선 광으로 조사함으로써 피조리물의 표면을 갈색화할 수 있다. 또한 동일한 전원과 유사한 종류의 변환 에너지를 이용함으로써 가열조리장치의 구성이 간단해지고, 이용이 극히 편리해 질수 있다.

Description

근적외선 방사광선을 갖는 가열조리장치

제1도는 본 발명에 따른 가열조리장치의 부분 절결 사시도.

제2도는 본 발명에 따른 가열조리장치의 종단면도.

제3도는 본 발명에 이용되는 근적외선 방사광원의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 하우징 20 : 마이크로파 발생장치

21 : 도파관 22 : 마그네트론

30 : 근적외선 발생장치 31 : 커버유리

32 : 반도체 레이저 다이오드 어레이 132 : 렌즈

본 발명은 가열조리장치에 관한 것으로, 특히 피조리물의 표면을 갈색으로 변화시키거나, 피조리물을 직접 조리할 수 있는 반도체 레이저 다이오드 어레이의 근적외선 광원을 가진 가열조리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 가열조리장치는 연소열 또는 전기적 에너지에 의한 변환열을 이용하여 음식물, 즉 피조리물을 가열 조리하기 위한 것으로, 가스렌지, 전기렌지, 및 전자렌지 등을 포함한다. 이러한 가열조리장치중 전자렌지는 전기적 에너지를 전자기적 에너지를 갖는 마이크로파로 변환하고, 이러한 마이크로파를 피조리물에 가함으로써, 물분자의 공명흡수 효과로서 피조리물의 내부를 가열하여 조리하는 장치로, 종래의 연소열 또는 전기적 에너지의 변환열을 이용하는 가스렌지 및 전기렌지에 비해 단시간조리가 가능하고 장소적, 공간적 제약을 비교적 적게 받는다는 잇점 때문에 그 이용이 확대되고 있다.

식생활의 변화 및 전술하는 장점 때문에 전자렌지의 사용이 확대되고 있으나, 그 가열조리 형태로 인해 몇가지의 단점을 가진다. 이러한 단점중의 하나가 피조리물인, 닭 생선 등의 육류와 빵등을 조리할 경우, 종래의 연소열을 이용한 조리장치 및 전기렌지에서 제공되는 조리물의 표면 갈색화가 이루어지지 않는다는 것이다. 조리결과의 조리물 표면이 갈색화되지 않고 조리전의 표면색을 유지하는 경우, 갈색화된 조리물의 표면에 익숙한 사용자에게 커다란 이질감을 주게되고, 식욕을 갖지 못하게 되는 등의 커다란 문제를 가져오게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 종래에는 전자렌지 및 가스렌지 또는 전자렌지 및 전기렌지의 복합형태를 제공하여, 결과의 조리물 표면을 갈색화 하려는 시도가 있었다. 그러나, 이러한 형태의 복합장치는, 이용하는 에너지원이 상이하거나, 가열형태가 현격한 차이를 가짐으로써, 장치의 부피가 커지고, 장치내부의 구동 및 조리를 위한 부품들의 수가 상당히 증가하는 등의 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 보다 간편하게 전자렌지와 조합하여 조리시 피조리물의 표면을 적절하게 갈색으로 변화시킬수 있는 반도체 레이저 다이오드 어레이의 근적외선 방사광원을 가진 가열조리장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일태양에 따르면, 전자렌지와 조합하여 결과의 피조리물 표면을 갈색화하기 위한 가열조리장치는 피조리물을 수용하며, 내측벽이 근적외선 광을 반사할 수 있는 조리실을 갖는 하우징과; 상기 조리실내로 마이크로파를 제공하도록 상기 하우징내에 설치되는 마이크로파 발생수단과; 상기 조리실내로 근적외선 광을 제공하도록 상기 하우징내에 설치되며, 하나이상의 반도체 레이저를 갖는 반도체 레이저 다이오드 어레이 수단과; 상기 마이크로파 발생수단과 상기 반도체 레이저 다이오드 어레이 수단에 선택적으로 전원을 제공하는 전원공급수단을 포함한다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 전술한 성분을 갖는 가열장치에서, 피조리물을 가열하기 위한 방법은, 상기 마이크로파 발생수단에 의해 상기 조리실내로 마이크로파를 공급하는 단계와; 상기 반도체 레이저 다이오드 어레이 수단에 의해 상기 조리실내로 상기 근적외선 광을 공급하는 단계를 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 일 실시예로서 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따른 가열조리장치의 일부절결 사시도로서, 가열조리장치(100)는 내측에 조리실 및 제어실(23)을 갖는 하우징(10)과, 하우징(10)의 제어실(23)에 설치되어 조리실에 균일한 마이크로파를 제공하기 위한 마이크로파 발생장치(20)와, 하우징(10)의 제어실(23)에 설치되어 조리실에 균일한 근적외선광을 제공하기 위한 근적외선광 발생장치(30)를 포함한다. 또한, 하우징(10)의 제어실(23)에는 마이크로파 발생장치(20) 및 근적외선광 발생장치(30)에 적절한 전력을 제공하기 위한 전원장치(40)가 제공된다.

도면에 도시된 바와같이, 하우징(10)내의 조리실은 손잡이가 제공되는 도어(25)에 의해 커버되며, 제어실(23)은 전원장치(40)를 제공하도록 설치되는 제어패널(26)에 의해 커버된다.

마이크로파 발생장치(20)는 가정용 120V/220V AC전원으로부터 DC 전원장치(40)를 통해 제공되는 전력공급에 응답하여 기본주파수 2.45GHz를 중심으로한 안정된 마이크로파를 발생하는 마그네트론(22)과, 마그네트론(22)에서 발생한 마이크로파를 조리실로 안내하기 위한 도파관(21)을 포함한다. 도파관(21)은 제어실(23)내에 설치된 마그네트론(22)으로부터 조리실의 천정의 중심으로 연장되며, 도체로 형성된 내측벽들을 갖는다. 이러한 마그네트론(22) 및 도파관(21)의 형상 및 구조는 통상적으로 전자렌지에 채용되는 것으로, 균일한 에너지 분배를 위해 한국 특허 공고 제 91-6200 호에 개시된 바와같이 마이크로파의 위상을 변화시키는 비전도 이동부를 가질 수 있다. 또한, 마그네트론(22)에는 마그네트론(22)의 구동시 발생하는 열을 제거할 수 있도록 마그네트론의 냉각수직 안전판을 통해 냉각 공기를 공급하는 송풍기가 제공될 수 있으며, 그의 구동을 위한 다수의 다른 부품이 부가될 수 있으나, 도면의 명료성을 위해 제외하였다.

근적외선광 발생장치(30)는 다수의 반도체 레이저 다이오드를 가진 어레이를 포함하며, 각각의 반도체 레이저 다이오드는 현재 개발되어 상업적으로 구입가능한 AℓGaAs, GaAs 계열(0.78μm 파장범위)의 레이저 다이오드, InGaAs 계열(0.95μm 파장범위)의 레이저 다이오드 및 InGaAsP 계열 (1.3내지1.55μm 파장범위)의 레이저 다이오드가 바람직하게 이용될 수 있으며, 특히, 보다 바람직하게는 20W 내지 200W의 광출력을 갖는 레이저 다이오드 어레이가 바람직하게 이용될 수 있다. 어레이는 적절한 반도체 다이오드의 조합에 의해, 본 발명에서 요구하는 근적외선 대역, 예를들면, 0.7 내지 1.6μm 파장의 광을 얻을 수 있으며, 스위칭이 가능한 전원장치(40)에 의해 구동될 수 있다.

제2도는 본 발명에 따른 가열조리장치의 단면도로서, 조리실(50)은 도전 상측벽(51), 도전하측벽(55), 도전측벽(53),(54) 및 도전뒷벽(52)으로 규정되는데 일반적으로, 정격치수는 40.6cm, 폭은 34.7cm, 높이가 34cm이다. 조리실(50)의 내측벽들은 전술하는 바와같이 도전체로서 근적외선광을 반사할 수 있도록 거울면을 갖는다. 제1도에 도시된 바와같이, 조리실(50)을 규정하는 도어(25)의 내측 유리에는 근적외선을 반사할 수 있는 광필터 다층 박막이 제공되어, 근적외선을 조리실(50)내부로 반사시키게 된다. 조리실(50)에는 또한 조리시 발생하는 물질을 배출하기 위한 통기공(80)이 제공될 수 있다.

근적외선광 발생장치(30)는 본 발명을 한정하는 것이 아니라면, 조리실의 일측벽(54)과, 상측벽(51)이 만나는 지점에 설치되며, 제어실(23)내의 전원공급장치(40)의 전력공급에 응답하여 구동될 수 있다. 근적외선광 발생장치(30)는 또한 조리시 발생하는 물질에 반도체 레이저 다이오드 어레이(32)가 오염되지 않도록 그의 전면에 커버유리(31)를 포함할 수 있다. 근적외선광발생장치(30)의 설치위치가 전원공급 등의 조건에 의해 도면에 도시된 바와같이 설치되었으나, 피조리물(60)을 균일하게 조사할 수 있는 조리실(50)의 어떤 곳에서도 설치될 수 있다. 마찬가지로 도파관(21)의 길이가 조리실(50)의 도전상측벽(51)의 중앙에서 종료되는 것으로 도시되었으나, 이는 조리실(50) 마이크로파를 균일하게 제공할 수 있는 어떤 형태도 가능함을 알 수 있을 것이다.

조리실(50)내에서 피조리물(60)을 위치시키기 위한 접시(70)는 적절한 구동수단에 의해 회전될 수 있다. 이것은 근적외선 광원으로부터의 근적외선광이, 바람직하게, 피조리물(60)의 대략 모든 부위에 직접 조사됨으로써 갈색화 효과를 극대화할 수 있다.

제3도는 본 발명에 따른 가열조리장치에 이용되는 반도체 레이저 다이오드 어레이를 개략적으로 도시한 도면으로, 레이저 다이오드 어레이(32)는 전원장치(40)에 의해 구동될 수 있으며, 조리실(50)내의 면적 및 피조리물(60)에 대한 조사각 등에 따라 면적당 출력을 적절히 조절할 수 있도록 렌즈(132)를 포함할 수 있다. 반도체 레이저 다이오드 어레이(32)에는 구동시 발생하는 열을 제거할 수 있도록 본 기술 분야에 잘 알려진 펠티에 효과를 이용한 냉각장치가 부가될 수 있다.

전술한 구성의 가열조리장치(100)에서 음식물을 조리하기 위해서는 조리실(50)내에 접시, 바람직하게는 투명접시(70)상의 피조리물을 제공하고 마그네트론(22)을 구동시킴으로써, 먼저 마이크로파에 의해 피조리물을 가열조리한다. 이 경우, 조리시간 및 제어방법은 피조리물에 따라 본 기술분야에 잘 알려진 전자래인지 제어에 따라 수행될 수 있다.

마이크로파에 의한 조리가 끝난 경우, 근적외선광발생장치(30)로부터 0.7 내지 1.6 μm 파장의 근적외선 광이 제공되며 접시(70)상의 피조리물(60)은 회전구동된다. 이 경우 피조리물의 표면 및 코팅된 식용유에 적절한 광화학적 또는 광열력학적 변화가 발생하여 표면이 갈색화될 수 있다. 이러한 갈색화의 원인은 피조리물에 약 90% 가까이 함유된 물의 근적외선 흡수력이 비교적 크며, 유기물 분자들이나, 플라스틱은 모두 탄소격자 구조 예를들면,로 이루어져 있기 때문에 적절한 레이저광, 예를들면, 20W내지 100W광출력의 근적외선 대역의 레이저광을 적절한 시간 조사함으로써 탄소를 함유한 피조리물의 표피 구성분자들에 갈색에 상응하는 변화를 일으키게 되기 때문이다.

이러한 레이저 광과 유기물을 함유하는 생체조직의 변화에 대해서는 놀만 에스.니시오카 등의 IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS. VOL 26. NO. 12(1990. 12)에 게재된 논문 Comparison of Tissue Ablation with Pulsed Hlolmium and Thulium Lasers 및 티나 카루 등의 IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS. VOL 26. NO. 12(1990. 12)에 게재된 논문 Effects of Near-Infrared Laser and Superluminous Diode Irradiation on Escherichia Coli Division Rate에 언급되어 있다.

전술한 바로부터, 적절한 레이저 광을 조사함으로써, 마이크로파에 의해 조리된 피조리물의 표면을 갈색화 할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 한편, 전술한 바로부터, 마이크로파에 의한 조리와 반도체 레이저 다이오드 어레이에 의한 갈색화가 동시에 이루어 질수 있다. 또한, 본 발명에 의해, 동일한 구동 에너지와 유사한 종류의 가열 에너지원을 이용함으로써 장치의 부가가 크지않고, 두 조리장치의 결합구성에 따른 장치 부피가 비대해지는 등의 문제가 해결될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

본 발명이 비록 일 실시예로서 설명되고 도시되었으나, 본 기술분야의 숙련자라면, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어남이 없이도 여러 변형예가 있을 수 있음을 알 수 있을 것이다.

Claims (7)

1. 피조리물을 수용하며, 내측벽이 근적외선 광을 반사할 수 있는 조리실을 갖는 하우징(10)과; 상기 조리실내로 마이크로파를 제공하도록 상기 하우징내에 설치되는 발생수단(20)과; 상기 조리실내로 근적외선 광을 제공하도록 상기 하우징내에 설치되며 하나이상의 반도체 레이저를 갖는 반도체 레이저 다이오드 어레이 수단(30)과; 상기 마이크로파 발생수단과 상기 반도체 레이저 다이오드 어레이수단에 선택적으로 전원을 제공하는 전원공급수단(40)을 포함하는 가열조리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 반도체 레이저 다이오드 어레이 수단(30)이 0.7 내지 1.6μm파장 대역을 가지며, 20W 내지 200W의 광출력을 가지는 가열조리 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 반도체 레이저 다이오드 어레이수단(30)이 상기 조리실내의 조명 면적당 출력을 조절하는 랜즈(132)를 포함하는 가열 조리장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 반도체 레이저 다이오드 어레이가 전원공급시 발생하는 열을 제거하도록 펠티에 효과를 이용한 냉각수단과, 상기 반도체 레이저 다이오드 어레이에 전원공급시 상기 피조물을 회전시키는 수단을 포함하는 조리장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 반도체 레이저 다이오드 어레이가 상기 조리실내의 천정과 일내측벽이 만나는 점에서 소정 각도로 설치되는 가열조리장치.
6. 피조리물을 수용하며, 내측벽이 근적외선 광을 반사할 수 있는 조리실을 갖는 하우징(10)과, 상기 조리실내로 마이크로파를 제공하도록 상기 하우징내에 설치되는 마이크로파 발생수단(20)과, 상기 조리실내로 근적외선 광을 제공하도록 상기 하우징내에 설치되며 하나 이상의 반도체 레이저를 갖는 반도체 레이저 다이오드 어레이 수단(30)과, 상기 마이크로파 발생수단과 상기 반도체 레이저 다이오드 어레이 수단에 선택적으로 전원을 제공하는 전원공급수단(40)을 포함하는 가열조리장치에서, 피조리물을 조리하기 위한 것으로, 상기 마이크로 발생수단에 의해 상기 조리실내로 마이크로파를 공급하는 단계와; 상기 피조리물의 표면이 갈색화되도록 상기 반도체 레이저 다이오드 어레이 수단에 의해 상기 조리실내로 상기 근적외선 광을 공급하는 단계를 포함하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 마이크로파 공급단계 및 상기 근적외선 광 공급단계가 동시에 이루어지는 방법.