KR0160421B1 - 전자렌지의 균등가열제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자렌지의 균등가열제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 마그네트론(3)의 구동과 동시에 고주파센서들(9-12)로부터 검출된 전자파의 평균크기(Vk)를 산출 및 저장하는 단계와; 스터러(7)를 소정각도(360°/N)만큼 회전시킨 후에 고주파센서들(9-12)로부터 검출된 전자파의 평균크기(Vk)를 산출 및 저장하는 단계와; 스터러(7)의 직전위치 및 현재위치에 대하여 산출 및 저장된 상기 전자파의 평균크기의 차이(ΔV:전계분포의 변화량)를 산출 및 저장하는 단계와, 스터러(7)가 최초의 위치에 도달할 때까지 상기 단계들(2)및 (3)을 반복수행하는 단계와; 스터러(7)가 최초의 위치에 도달할 때까지 상기 단계들(2)및 (3)을 반복수행하는 단계와; 스터러(7)가 1회전하는 동안의 상기 전계분포의 변화량(ΔV)의 평균값(ΔVave)을 산출 및 저장하는 단계와; 스터러(7)를 상기 소정각도(360°/N)만큼 회전시킨 후에 전계분포의 변화량(ΔV)을 산출하는 단계와; 조리가 완료될 때까지 상기 단계(5)에서 저장된 상기 평균값(ΔVave)과 상기 단계(6)에서 산출된 전계분포의 변화량(ΔV)을 비교하고, 그 결과에 따라 다음의 회전구간에서의 스터러(7)의 회전속도를 증감하는 단계 및 조리가 완료될 때까지 상기 단계들(6) 및 (7)을 반복수행하는 단계를 포함하여 이루어진다. 상기한 구성에서 상기 제어수단(6)은 스터러(7)가 임의의 구간을 회전할 때의 가열실(2)내의 전계분포의 변화량이 소정의 기준값보다 작은 경우에는 그 차에 비례하여 상기 구간에서 스터러(7)의 회전속도를 증가시키고, 전계분포의 변화량이 소정의 기준값보다 큰 경우에는 그 차에 비례하여 상기 구간에서 스터러(7)의 회전속도를 감소시킨다.

Description

전자렌지의 균등가열제어장치 및 방법

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 전자렌지의 개략적인 종단면도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 전자렌지의 개략적인 횡단면도.

제3도는 본 발명의 일실시예에 의한 전자렌지의 균등가열제어 장치의 제어블록도.

제4도는 본 발명에 따른 스터러의 회전위치를 8스텝으로 등분한 스터러 위치도.

제5도는 본 발명에 따른 전자렌지의 균등가열제어 방법을 보인 플로우 챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체 2 : 가열실

3 : 마그네트론 4 : 도파관

5 : 전원공급부 6 : 제어부

7 : 스터러 8 : 스터러구동모타

9-12 : 고주파센서 13 : 회전접시

14 : 회전접시지지롤러 15 : 회전접시구동모타

16 : 도어 17 : 콘트롤판넬

본 발명은 가열실내의 전자파의 크기를 고주파센서로 검출하고, 검출된 값으로부터 전자파의 전계분포의 변화를 판단하고, 이에 준하여 전계분포가 일정하게 변화하도록 스터러의 회전속도를 제어하여 음식물의 균일가열을 도모하는 전자렌지의 균등가열제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 전자렌지에 있어서는 동작시에 가열실에 도입된 고주파수의 전자파가 가열실의 구조체인 금속벽에 반사되어 여러방향으로부터 음식물에 조사된다.

이때, 가열실내에는 입사파와 반사파가 간섭해서 전자파의 강도가 높은부분과 낮은 부분의 반복으로 이루어진 정재파가 존재하는 환경이 된다. 정재파의 발생으로 인하여 가열실내의 전자파의 강도에 부분적으로 치우침이 발생하기 때문에 식물을 균일하게 가열하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 음식물의 종류,중량,가열상태 등에 의한 유전율의 변화에 의해 정재파의 존재환경이 수시로 변하기 때문에 고정 임피던스에 의한 전자파 분사방식으로는 다양한 음식물의 상태에 반응하여 균일하게 가열할 수가 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로써, 가열실내에서 시간적으로 변하는 전자파의 크기를 고주파센서로 검출하고, 검출된 값으로부터 전자파의 전계분포의 변화를 판단하고 이에 준하여 전계분포가 일정하게 변화하도록 스터러의 회전속도를 제어하여 음식물의 종류,중량,가열상태 등에 의한 유전율의 변화에 관계없이 균일가열을 수행하는 전자렌지의 균등가열제어장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 전자렌지의 균등가열제어 장치는 음식물을 재치하도록 일정공간이 형성된 가열실과, 거기에 입력된 교류전원을 고압으로 변환하는 고압발생수단과, 상기 고압발생수단으로부터 고압을 인가받아 고주파수의 전자파를 발생하는 마그네트론과, 상기 마그네트론에서 발생된 전자파를 가열실내로 안내하는 도파관을 구비한 전자렌지에 있어서, 상기 도파관의 급전구에서 취부되어 상기 전자파의 방사방향을 의도적으로 변화시킬 수 있는 금속제 스터러와, 상기 가열실내에 취부되어 가열실내에서 시간적으로 변하는 전자파의 크기를 검출하는 고주파 센서와, 상기 고주파 센서에 의하여 검출된 값으로 전자파의 전계분포의 변화를 판단하고, 그 변화량에 준하여 금속제 스터러의 회전속도를 제어하는 제어수단과, 상기에 제어수단으로부터 신호를 받아 금속제 스터러를 구동하는 구동수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 전자렌지의 균등가열제어방법은 마그네트론의 구동과 동시에 고주파센서들(9-12)로부터 검출된 전자파의 평균크기(Vk)를 산출 및 저장하는 단계와; 스터러를 소정각도(360°/N)만큼 회전시킨후에 고주파센서들(9-12)로부터 검출된 전자파의 평균크기(Vk)를 산출 및 저장하는 단계와, 스터러의 직전위치 및 현재위치에 대하여 산출 및 저장하는 단계와, 스터러가 최초의 위치에 도달할 때까지 상기 단계를 반복수행하는 단계와, 스터러가 1회전하는 동안의 상기 전계분포의 변화량(△V)의 평균값(△Vave)을 산출 및 저장하는 단계와, 스터러를 상기 소정각도(360°/N)만큼 회전시킨 후에 전계분포의 변화량(△V)을 산출하는 단계와; 조리가 완료될 때까지 상기 단계(5)에서 저장된 상기 평균값(△Vave)과 상기 단계에서 산출된 전계분포의 변화량(△V)을 비교하고, 그 결과에 따라 다음의 회전구간에서의 스터러의 회전속도를 증감하는 단계 및 조리가 완료될 때까지 상기 단계들을 반복수행하는 단계를 이루어진다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도 및 제2도는 각각 본 발명의 일실시예에 의한 전자렌지의 개략적인 종단면도 및 횡단면도 이다.

제1도 및 제2도에 도시한 바와같이, 가열실(2)는 음식물에 기해지는 열원이 외부로 유출되는 것을 방지하도록 본체(1)내부 일정부위에 형성되어 음식물을 재치하고, 상기 가열(2)의 우측에는 각종의 전장부품들이 설치되는 전장실(18)이 마련된다.

상기 고압발생부(5)의 상부에는 마그네트론(3)이 정착되어 고압발생부(5)로 부터의 고압을 인가받아 고주파수의 전자파를 발생한다. 상기 마그네트론(3)의 좌측에는 마그네트론(3)에서 발생된 전자파를 가열실(2)로 안내하는 도파관(4)이 배설되어 있다.

또한, 상기 도파관(4)의 급전구(4a)에는 외팔로 이루어진 스터러(7)와 상기 스터러를 회전시키는 구동모터(8)가 장착되어 전자파의 방사방향을 의도적으로 조절할 수가 있다.

또한, 상기 가열실(2)의 하단부에는 회전접시(13)가 장착되어 상기 마그네트론(3)의 구동시에 가열실(2)내의 음식물을 회전시킴으로써 음식물이 고르게 조리되도록 한다. 상기 가열실(2)의 측벽에는 고주파센서(9-12)가 장착되어 음식물의 종류,중량 등에 의하여 시간적으로 변하는 전자파의 크기를 검출한다.

상기 고주파센서들(9-12)은 가열실920의 천장이나 바닥의 대칭되는 위치에 장착될 수 있으며, 그 갯수도 적절하게 증감될 수 있다.

상기와 같이 구성된 전자렌지의 조리동작을 본 발명의 일실시예에 의한 전자렌지의 균등가열제어장치의 전기적인 블록도를 보인 제3도를 참조하여 설명한다.

제3도에 도시한 바와같이, 직류전원부(20)은 도시되지 않은 고류전원입력단으로부터의 상용교류전원을 입력받아 이를 상기 전자렌지의 구동에 필요한 소정의 정전압으로 변환하여 출력한다. 조리입력부(30)은 사용자가 원하는 조리기능(조리시간,조리메뉴,전자렌지의 시작/정지등)을 입력하도록 다수의 기능선택키를 콘트롤판넬(17)상에 구비한다. 표시부(40)은 조리입력부(30)에 의해 사용자가 입력한 조리시간이나 조리메뉴등을 표시하도록 콘트롤판넬(17)상에 구비된다.

그리고, 제어부(6)은 상기 조리입력부(30)에 의해 사용자가 선택한 조리입력 신호를 받아서 상기 마그네트론(3)의 구동을 제어하는 동시에 상기의 고주파센서(9-12)에 의해 검출된 전자파의 크기를 받아서 가열실(2)내의 전자파의 전계분포의 변화를 판단한다. 이어서, 전자파의 전계분포가 일정하게 변화되도록 상기 금속제 스터러(7)의 구동속도를 제어하면서 전체적인 조리동작을 제어한다. 제어부(6)는 마이크로컴퓨터로 양호하게 구현될 수 있다.

마그네트론구동부(50)은 마그네트론(3)에 전자파가 발생되도록 상기 제어부(6)에서 출력되는 제어신호를 받아서 상기 마그네트론(3)에 구동전원을 공급 또는 차단하는 릴레이등으로 구성되어 있다.

이하에는 상기와 같이 구성된 본 발명의 전자렌지의 균등가열제어장치의 작용을 본 발명의 균등가열제어방법과 함께 설명한다.

제4도는 본 발명에 따른 스터러의 회전위치를 8스텝으로 등분한 스터러위치도이고, 제5도는 본 발명에 따른 전자렌지의 균등가열제어 방법을 보인 플로우 챠트이다.

먼저, 전자렌지에 전원이 공급되면, 직류전원부(20)에서는 도시되지 않은 교류전원입력단으로부터의 상용교류전원을 받아서 이를 상기 전자렌지의 구동에 필요한 소정의 정전압으로 변환하여 제어부(6)및 각 구동회로에 공급한다.

단계(s60)에서 상기 제어부(6)는 직류전원부(20)으로부터 공급되는 정전압을 인가받아 전자렌지를 조리동작에 맞게 초기화시킨다.

이 상태에서, 사용자가 조리실(2)내의 회전접시(13)상에 조리하고자하는 음식물을 재치한다음 조리입력부(30)를 통하여 조리메뉴 및 조리시간을 입력하고 조리 시작버튼을 누르면, 상기 제어부(6)는 조리입력부(30)로부터 신호를 제공받아 선택된 조리메뉴의 종류 및 조리시간을 판단한다.

단계(s62)에서 제어부(6)는 제어신호를 보내 도시되지 않은 고류전원입력단으로 부터의 상용교류전원이 고압발생부(5)에 인가되어 고압이 발생할 수 있도록 릴레이를 온 시킨다.

릴레이가 온됨에 따라 마그네트론(3)에서는 상기 고압발생부(5)로부터 고압전원을 공급받아 고주파수의 전자파를 발생하고, 이렇게 발생된 전자파는 도피관(4)으로 안내되어 급전구에 있는 금속제 스터러(7)에 간섭되어 가열실(2)내로 분산된다.

이때, 상기 가열실(2)내로 분산된 전자파는 가열실(2)의 구조체인 금속벽에 반사되어 음식물에 인가되기도 하고, 직접 음식물에 인가되기도 하면서 회전접시(13)상에 재치되어 있는 음식물을 가열하기 시작한다.

상기한 과정에 의하여 음식물이 가열되기 시작하면, 단계(s64)에서 제어부(6)는 스터러(7)의 소정각도 본실시예에서는 45°회전동작횟수를 카운터하는 카운터버퍼(STEP)를 클리어 시킨다.

단계(S66)에서 제어부(6)는 스터러(7)가 현재의 위치에 놓여진 상태에서, 가열실(2)의 좌우측에 장착된 고주파센서들(9-12)에 의하여 검출된 가열실(2)내의 복수개의 개소에 도달하는 전자파의 크기를 입력받고 하기의 식1)에 의하여 전자파의 크기의 평균값을 산출 및 저장한다.

평균값(Vk)=(각 센서검출값의 합)/센서의 수 … (1)

단계(S68)에서, 제어부(6)는 스터러(7)가 스텝각도만큼 회전함에 따라 발생하는 가열실(2)내의 전계분포의 변화를 하기의 식2)에 의하여 산출 및 저장한다.

전계분포의 변화량(△V)=Vk·Vk-1 … (2)

여기에서, Vk 및 Vk-1은 각각 스터러의 현재 및 직전의 스텝각도에 있어서의 전자파크기의 평균값을 나타낸다.

단계(s70)에서 제어부(6)는 카운터버퍼(STEP)의 값을 하나 증가시키고 단계(s72)에서는 카운터버퍼(STEP)의 값이 소정값(N;본 실시예에서는 8)에 도달하였는가를 판단한다. 단계(s70)에서 카운터버퍼(STEP)의 값이 소정값(N)에 미달된 때에는 단계(s74)에서 스터러(7)를 스텝각도만큼 회전시킬후에 전술한 단계들(s66 내지 s70)을 재차 수행한다.

단계(s72)에서 카운터버퍼(STEP)의 값이 소정값(N)에 도달하면, 스터러(7)가 초기의 위치로 복귀하게 되는데, 단계(s76)에서 제어부(6)는 하기의 식3)에 의하여 평균 전계분포의 변화량을 산출 및 저장한다.

평균전계분포의 변화량(△Vave)=∑ΔV/N ……………… (3)

단계(s78 및 s80)에서 제어부(6)는 스터러(7)를 스텝각도 회전시킨 상태에서 직전의 스텝과 현스텝사이의 전계분포의 변화량(ΔV)을 산출하고 단계(s82)에서는 이 값(ΔV)을 단계(s76)에서 산출 및 저장된 평균전계분포의 변화량(ΔVave)과 비교한다.

단계(s82)에서 평균전계분포의 변화량(ΔVave)이 현 스텝에서의 전계분포의 변화량(ΔV)보다 크면 어느 특정부위가 집중적으로 가열되고 있다고 판단한다.

단계(s84)에서는 전술한 단계(s82)에서의 판단에 따라 스터러(7)의 회전속도를 상기 차이값(ΔVave·ΔV)에 비례하여 감소시켜서 집중가열을 피한다. 한편, 단계(s82)에서 평균전계분포의 변화량(ΔVave)이 현 스텝에서의 전계분포의 변화량(ΔV)보다 작으면 어느 특정부위에 대한 가열이 미약하다고 판단한다. 단계(s86)에서는 단계(s82)에서의 판단에 따라 스터러(7)의 회전속도를 상기 차이값(ΔVave·ΔV)에 비례하여 감소시킨다. 이에 따라 스터러(7)가 현 스텝구간을 회전하는 시간이 길어져서 균등가열이 달성된다.

단계(s88)에서는 조리완료 여부가 판단되는데, 예를 들어 설정된 조리시간이 경고하였는지의 여부가 판단된다. 단계(s88)에서 조리가 완료되지 않은 경우에는 조리가 완료될 때까지 각 스텝구간에 대해서 단계들(s78 내지 s86)을 반복수행함으로써 스터러(7)의 회전속도를 증가 또는 감소시킨다. 이에 따라 전체적으로 음식물이 고르게 가열된다.

이상에서는 전자파가 가열실(2)의 측벽에서 공급되는 소위 사이드피딩(side feeding)방식의 전자렌지를 예시하였지만, 전자파가 가열실(2)의 천장에서 공급되는 소위 톱피딩(top feeding)방식의 전자렌지에 대해서도 본 발명의 균등가열 제어방식이 적용될 수 있다.

나아가, 가열중에 음식물을 회전시키지 않는 방식의 전자렌지에 대해서도 본 발명의 균등가열제어방식이 양호하게 적용될 수 있다.

스터러의 날개를 적절히 증가시키는 것도 또한 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 전자렌지의 균등가열제어장치 및 방법에 따르면 조리실내의 전자파의 전계분포의 변화를 고주파센서를 감지한 후에 전계분포의 변화가 일정해 지도록 스터러의 회전속도를 가감시킴으로써 균등가열을 수행하며, 특히 냉동식품의 해동시나 피자등과 같이 유동성이 없는 음식물에 대하여 균등가열을 수행할 수 있다.

Claims (10)

1. 고주파의 전자파를 가열실(2)내로 안내하는 도파관(4)의 급전구(4a)에 취부되어 전자파의 방사방향을 의도적으로 변화시킬 수 있는 금속제의 스터러(7)와; 상기 스터러(7)에 의하여 가열실(2)내의 분사된 전자파의 크기를 검출하는 복수개의 고주파센서들(9-12)과; 상기 고주파센서들(9-12)에 의해서 검출된 각각의 전자파의 크기에 의거하여 가열실(2)내의 전계분포의 변화를 판단한 후에 상기 스터러(7)의 회전속도를 제어하는 제어수단(6)및 상기 제어수단(6)으로부터 제어신호를 받아 상기 스터러(7)를 구동하는 구동수단을 포함하는 전자렌지의 균등가열제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고주파센서들(9-12)은 가열실(2)의 좌우측벽의 적소에 상호 대칭이 되도록 장착되는 전자렌지의 균등가열제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 고주파센서들(9-12)은 가열실(2)의 천장 및 바닥의 적소에 상호 대칭이 되도록 장착되는 전자렌지의 균등가열제어장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 스터러(7)는 외팔로 이루어진 전자렌지의 균등가열제어장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 도파관(4)은 가열실(2)의 측벽에 설치되는 전자렌지의 균등가열제어장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 전자렌지는 음식물을 고정시킨 상태로 수행하는 전자렌지의 균등가열제어장치.
7. 제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서, 상기 제어수단(6)은 스터러(7)가 임의의 구간을 회전할 때의 가열실(2)내의 전계분포의 변화량이 소정의 기준값보다 작은 경우에는 그 차에 비례하여 상기 구간에서 스터러(7)의 회전속도를 증가시키고, 전계분포의 변화량이 소정의 기준값보다 큰 경우에는 그 차에 비례하여 상기 구간에서 스터러(7)의 회전속도를 감소시키는 전자렌지의 균등가열제어장치.
8. 마그네트론(3)에서 발생된 고주파수의 전자파를 가열실(2)내로 안내하는 도파관(4)의 급전구(4a)에 회전속도를 임의로 변화시킬 수 있는 스터러(7)를 창착하고, 상기 가열실(2)내의 복수의 개소에서 전자파의 크기를 검출할 수 있는 고주파센서들(9-12)을 상기 가열실(2)내에 장착한 전자렌지에 있어서, (1) 마그네트론(3)의 구동과 동시에 고주파센서들(9-12)로부터 검출된 전자파의 평균크기(Vk)를 산출 및 저장하는 단계와; (2) 스터러(7)를 소정각도(360°/N)만큼 회전시킨 후에 고주파센서들(9-12)로부터 검출된 전자파의 평균크기(Vk)를 산출 및 저장하는 단계와; (3) 스터러(7)의 직전위치 및 현재위치에 대하여 산출 및 저장된 상기 전자파의 평균크기의 차이(ΔV:전계분포의 변화량)를 산출 및 저장하는 단계와; (4) 스터러(7)가 최초의 위치에 도달할 때까지 상기 단계들(2)및 (3)을 반복수행하는 단계와; (5) 스터러(7)가 1회전하는 동안의 상기 전계분포의 변화량(ΔV)의 평균값(ΔVave)을 산출 및 저장하는 단계와; (6) 스터러(7)를 상기 소정각도(360°/N)만큼 회전시킨 후에 전계분포의 변화량(ΔV)을 산출하는 단계와; (7) 조리가 완료될 때까지 상기 단계(5)에서 저장된 상기 평균값(ΔVave)과 상기 단계(6)에서 산출된 전계분포의 변화량(ΔV)을 비교하고, 그 결과에 따라 다음의 회전구간에서의 스터러(7)의 회전속도를 증감하는 단계 및 (8)조리가 완료될 때까지 상기 단계들(6) 및 (7)을 반복수행하는 단계를 포함하는 전자렌지의 균등가열제어방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 단계(7)에서 상기 평균값(ΔVave)이 상기 변화량(ΔV)보다 크면 가열실(2)내의 특정지역에 전계가 집중된다고 판단하여 스터러(7)의 회전속도를 증가시키고, 상기 평균값(ΔVave)이 상기 변화량(ΔV)보다 작으면 가열실(2)내의 특정지역의 전계가 미약하다고 판단하여 스터러의 회전속도를 감소시키는 전자렌지의 균등가열제어장치.
10. 제8항 및 제9항에 있어서, 상기 스터러(7)의 회전속도의 증감량은 상기 평균값(ΔVave)과 상기 변화량(ΔV)의 차이에 비례하여 결정되는 전자렌지의 균등가열제어방법.