KR100288933B1 - 광파히터를 사용하는 전자레인지의 히터커버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광파 히터를 사용하는 전자레인지에 관한 것으로, 상기 광파를 발생하는 할로겐히터(10)와 조리실(2) 사이에 위치하는 히터커버(20)의 개공(22)의 크기, 간격 및 그 배열에 관한 것이다. 본 발명은 개공(22)의 열(L1,L2,L3) 사이의 간격이 없는 상태에서 각각의 개공(22)의 반경(r)을 개공(22) 사이의 간격(c)의 3배 이상으로 설정한 것이다. 또한, 상기 개공(22)의 직경(2r)을 의 범위에 있게 한 것이다. 이와 같은 본 발명에 의하면 서로 상반되는 요소인 히터커버(20)의 강도, 개공율 및 전자파누설방지성능의 최적화를 이룰 수 있어 할로겐히터(10)의 열효율을 극대하고 제품의 신뢰성을 확보할 수 있다.

Description

광파히터를 사용하는 전자레인지의 히터커버

본 발명은 광파를 사용하는 전자레인지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 할로겐히터와 같은 고출력의 광파를 사용하여 조리를 수행하는 전자레인지에서 상기 할로겐히터를 조리실과 격리하는 히터커버에 관한 것이다.

조리물을 조리하기 위한 가열장치로서 전기에너지를 직접 또는 간접적으로 이용하는 방식이 제공되었으며, 일례로서 전자파를 가열원으로 이용하는 전자레인지가 있다. 전자레인지는 전기를 이용하여 전자파를 생성시키고, 이러한 전자파가 조리물에 침투하여, 조리물 내부에서 분자운동을 일으킴에 의해 열이 발생되어 가열되는 방식의 조리장치이다. 이러한 전자레인지는 예를 들어 언 상태의 식품을 녹이는 해동과정이나, 우유와 같은 식품을 소정 온도까지 가열하는 장치로써는 간단한 구성 및 사용상의 편리함으로 인하여 널리 보급되어 사용되고 있다.

한편, 상술한 전자레인지와는 달리, 다른 하나의 가열장치로써, 광파만을 단일의 가열원으로 사용하는 가열장치가 제안되었다. 즉, 미합중국 특허 5,036,179호에 개시된 바에 의하면, 가시광선과 적외선을 방출하는 램프를 이용하여 원하는 특정 요리를 수행할 수 있는 조리장치가 개시되어 있다. 즉, 방사에너지의 적어도 90%가 1μm이하의 파장을 가지는 램프를 가열원으로 사용하되, 이러한 램프에서 방사되는 가시광선과 적외선을 적절하게 이용하는 것에 의하여, 특정요리를 대량으로 수행할 수 있도록 하고 있다.

그리고, 상기와 같은 전자파와 광파를 동시에 사용하여 조리를 수행하는 조리장치를 본 출원인이 이미 출원(한국 특허출원 97-60245 및 98-14106)한 바 있다.

이와 같은 광파를 사용하는 전자레인지의 요부 구성이 도 1에 도시되어 있다. 이에 따르면, 오븐 캐비티(1)의 내부에는 조리실(2)이 구비되고, 상기 오븐 캐비티(1)의 상면에 할로겐히터(10)가 안착되어 있다. 상기 할로겐히터(10)를 외부와 차폐하기 위해 상기 오븐 캐비티(1)의 상면에는 히터박스(14)가 설치되어 있다. 한편, 상기 할로겐히터(10)와 조리실(2) 사이에는 히터커버(12)가 설치되어 있다. 도면 부호 3은 전장실이다.

한편, 상기 히터커버(12)는 할로겐히터(10)에서 나온 광파인 가시광선 및 적외선이 조리실(2) 내로 방사되도록 하는 다수개의 개공(12a)을 구비한다. 그리고, 상기 히터커버(12)는 마그네트론에서 나온 전자파가 할로겐히터(10)로 전달되는 것을 차단하는 역할도 한다.

따라서, 상기 히터커버(12)가 광파를 조리실(2)로 원활하게 방사하면서도 전자파를 차단하기 위해서는 상기 개공(12a)의 크기와 형상 및 개공(12a) 사이의 간격이 최적으로 만들어져야 한다. 다시 말해 할로겐히터(10)로부터의 열방사를 좋게 하기 위해서는 히터커버(12)의 개공(12a)의 크기를 크게 하든지 할로겐히터(10) 자체를 노출시키는 것이 효과적이지만, 할로겐히터(10)가 지나치게 많이 노출되어 있으면 전자파에 의해 할로겐히터(10)가 손상되어 수명이 짧아지거나 고장이 발생할 우려가 있다. 반대로 상기 개공(12a)의 크기를 상대적으로 작게 하면 할로겐히터(10)로부터의 열방사량이 적어지고, 상기 히터커버(12)나 히터박스(14)가 열에 의해 손상을 입게 될 염려가 있다.

도 2에는 종래 기술에 의한 히터커버(12)의 구성이 도시되어 있는데, 이에 따르면, 개공(12a)의 열(L1,L2,L3) 사이의 간격은 G이고, 각각의 개공(12a)사이의 간격은 a 또는 b이다. 하지만 종래에는, 이와 같은 간격(G,a,b)이 적당히 정해지며, 개공(12a)의 크기 역시 적당하게 정해진다.

이와 같은 형태의 개공이 형성되어 있는 것은 일본 특허공개 소51-60042에서 찾아볼 수 있는데, 이에서는 개공의 직경이 0.8mm이하이고 개공의 중심사이의 거리가 1.2mm이하(따라서 개공사이의 간격은 0.4mm)로 되어 있다. 하지만, 이와 같은 구성으로 개공(12a)을 형성하려면 펀칭작업등의 물리적인 방법으로는 불가능하고, 화학적 부식처리를 사용하여야 한다. 이와 같은 화학적 처리를 하기 위해서는 상대적으로 많은 비용이 소요되고, 또한 그 구성은 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 상기 히터커버(12)가 열방사량을 최대로 하면서도 전자파에 의한 할로겐히터(10)의 손상을 방지할 수 있는 최적의 상태가 아니다. 다시 말해 도 2에 도시된 바와 같이 개공(12a)을 형성하면 개공율이 최적으로 되지 않아 광파의 투과율이 떨어져 열효율이 낮아지고, 특히 할로겐히터(10)의 출력이 큰 경우에는 열에 의해 변형이 발생하게 된다.

한편, 도 3에는 다른 종래 기술이 도시되어 있는데, 이에서는 개공(12a)을 사각홀의 형태로 만들었다. 이때, 상기 개공(12a)의 한변의 길이는 A이고, 이들 개공(12a)의 열(L1,L2,L3) 사이의 간격(여기서는 개공(12a) 사이의 간격이다)은 각각 a'이다. 그리고, 상기 개공(12a)의 대각선의 길이는 D이다.

이와 같이 개공(12a)을 사각형으로 한 경우에 개공율을 높이기 위해 상기 간격(a')을 최대한 적게하면, 다시 말해 도2에서와 같이 원형으로 개공(12a)을 구성한 경우의 간격(a)과 같이 할 경우, 히터커버(12)의 강도가 취약하게 된다. 따라서, 개공(12a)을 사각형으로 할 경우에는 상기 간격(a')을 원형의 경우의 간격(a)보다 크게 해야 한다. 이와 같이 되면 강도는 상대적으로 커지지만 개공율은 상대적으로 낮아지게 된다.

또한 변의 길이(A)를 원형의 경우의 직경(2r)과 같은 치수로 하게 되면 대각선 길이(D)가 원형의 경우의 직경(2r)보다 크게 되어 전자파의 영향을 많이 받게 되고 강도가 작아지게 된다. 그리고 원형의 경우와 동일한 전자파 차단 효과를 얻기 위해서 대각선(D)이 원형의 경우의 직경(2r)과 같은 치수로 되면, 개공율이 낮아지게 되어 열효율이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

따라서, 할로겐히터(10)를 사용하는 경우에 상기 히터커버(12)의 개공율이 최대로 되도록 하면서도 전자파의 누설을 차단하고 소정의 강도를 유지하기 위해서는 개공(12a)의 직경과 그 간격(G,a,b)를 최적의 값으로 해야 하고

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 할로겐히터를 사용하는 전자레인지에 있어서 히터커버의 개공율을 최대로 하면서도 전자파의 누설을 확실하게 차단하도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 강도 히터커버의 개공율을 최대로 하면서도 소정의 강도를 유지하도록 하는 것이다.

도 1은 일반적인 광파를 사용하는 전자레인지의 요부 구성을 보인 분해사시도.

도 2는 종래 기술에 의한 히터커버의 구성을 보인 평면도.

도 3은 종래의 다른 기술에 의한 히터커버의 구성을 보인 평면도.

도 4는 본 발명에 의한 히터커버의 구성을 보인 평면도.

도 5는 본 발명에 의한 히터커버의 구성을 설명하기 위한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 오븐 캐비티 2: 조리실

3: 전장실 10: 할로겐 히터

12,20: 히터커버 12,22: 개공

14: 히터박스

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위함 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 광파를 통과시키는 각각의 개공 사이의 간격이 동일하고, 개공의 반경(r)이 개공사이의 간격(c)의 3배 이상으로 구성된다.

하나의 열을 이루는 상기 개공의 중심을 잇는 가상선이 인접한 열을 이루는 개공의 중심을 잇는 가상선과 2r보다 크지 않은 거리만큼 떨어지도록 된다.

상기 개공의 반경(r)은 전자파의 파장(λ)과의 사이에 의 식을 만족하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 개공 사이의 간격(c)은 0.5mm에서 2mm사이의 값을 가지도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면 할로겐히터의 광파를 조리실로 전달하는 히터커버의 개공율이 최대로 되면서도 개공의 크기와 배열을 최적화할 수 있어 광파를 사용하는 전자레인지에서 최적의 조리성능을 유지할 수 있게 된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 히터커버에 개공을 형성함에 있어서, 전자파의 누설방지, 개공율 및 강도의 향상이라는 여러 가지 조건을 만족시키는 최적의 개공을 형성하기 위한 것이다. 즉, 전자파의 누설을 방지하기 위해서는 개공율을 최소화하여야 하고, 광파를 효율적으로 통과시키기 위해서는 개공율을 높여주어야 한다. 또한 강도를 향상시키기 위해서는 개공율을 줄여주고, 개공사이의 간격을 늘려주어야 한다. 그리고, 상기 다수개의 개공의 배열도 최적화되어야만 한다.

본 발명은 상기와 같은 조건을 만족시키기 위한 것으로 도 4에 도시된 실시예에서는, 히터커버(20)에 다수개의 개공(22)을 열(L1,L2,L3)을 지어 형성함에 있어서, 각각의 개공(22) 사이의 간격(c)을 동일하게 하고, 각각의 열(L1,L2,L3) 사이에 간격이 없도록 하고 있다. 여기서 열(L1,L2,L3) 사이의 간격이 없다는 말은 인접하는 열을 이루는 개공(22)이 각각 접선(T)을 공유한다는 의미이다.

이와 같은 원리를 도 5를 참고하여 상세하게 설명한다. 도 5에서 인접하는 개공(22) 사이의 간격을 c라고 하고, 개공(22)의 반지름을 r이라고 하면, 일단 개공(22)의 열(L1,L2,L3) 간의 간격이 0인 경우, 다시 말해 인접하는 열(L1,L2,L3)의 개공(22)이 공통 접선(T)을 가진 경우에 개공(22) 들간의 간격(c)이 동일하다면, 다음과 같이 피타고라스 정리가 성립한다.

즉,

따라서 상기 식을 정리하여 개공(22)의 반경(r)과 개공(22) 사이의 간격(c)의 관계식을 구하면 r= 3.23c가 된다.

이 것은 반경(r)이 간격(c)의 3.23배 이면 개공(22)간의 간격이 동일하게 된다는 것이다. 물론 이때, 상기 인접하는 개공(22)의 열(L1,L2,L3) 사이의 간격은 0, 즉 공통접선(T)을 가진다.

따라서, 만약 r 〉 3.23c인 경우에는 개공(22) 간의 간격이 일정하게 되려면 인접한 열(L1,L2,L3)이 서로 중첩된다. 다시 말해 열(L1,L2,L3)을 이루는 상기 개공(22)의 중심을 잇는 가상선 사이의 거리가 2r보다 작아 진다는 것이다. 이와 같이 되면 상대적으로 개공율은 커질 것이다.

또한 r 〈 3.23c인 경우에는 개공(22) 간의 간격이 일정하게 되려면 인접한 열(L1,L2,L3)이 서로 간격을 가지고 배열된다는 것이다. 다시 말해 열(L1,L2,L3)을 이루는 상기 개공(22)의 중심을 잇는 가상선의 거리가 2r보다 커진다는 것이다. 이와 같이 되면 상대적으로 개공율을 작아질 것이다.

따라서, 개공율을 높이기 위해서는 개공(22)의 반경(r)이 개공(22) 간의 간격(c)의 3배이상, 보다 정확하게는 3.23배 이상으로 하여야 할 것이다.

그리고, 상기 개공(22)의 직경(2r)은 전자파의 누설을 방지하기 위해 전자파의 파장(λ)의 1/8이하로 하는 것이 바람직하다. 또한 히터커버(20)의 강도를 유지하면서 r 〉 3.23c의 관계식을 만족하기 위해서는 개공(22)의 직경(2r)이 λ/64보다 크게 하는 것이 바람직하다. 이를 종합하면 개공(22)의 직경(2r)은 의 관계식을 만족한다. 이와 같은 경우, 상기 개공(22) 간의 간격(c)은 일반적으로 0.5mm에서 2mm사이의 값으로 하는 것이 바람직하다.

한편, 도 3에 도시된 종래의 경우와 도 4에 도시된 본 발명의 경우를 예로 들어 실제로 개공율을 계산해 보면 다음과 같다.

먼저, 도 3의 경우는, 개공(12a)의 변(A)의 길이가 6mm, 개공(12) 사이의 간격(a')이 1mm, 개공(12)의 라운드 곡률(R)이 2mm라고 했을 때, 개공율은 도 3에서 빗금친 부분과 개공(12)의 면적에 대한 개공(12)의 면적의 비이다. 즉, {6.0*6.0-(2*2-π*2*2/4)}/7.0*7.0 으로서 71.7%가 된다.

이에 반해 도 4에 도시된 본 발명의 경우의 개공율을 계산하면 다음과 같다. 여기서 개공(22)의 직경(2r)은 7mm이고, 개공(22) 사이의 간격(c)은 1mm이고, 열(L1,L2,L3)을 이루는 개공(22)의 중심을 잇는 가상선 사이의 거리(P)는 6.8mm이고, 동일한 열(L1,L2,L3)의 인접한 개공(22)의 중심사이의 거리(P')는 7.8이다. 여기서도 위에서와 같은 방식으로 개공율을 구하면, (π*7.0*7.0/4)/7.8*6.8로서 72.5%가 된다.

여기에서 알 수 있듯이 본 발명에 의한 히터커버(20)는 종래의 것에 비해 강도의 면이나 전자파 누설차단의 면에서 매우 유리하면서도 개공율은 약간 더 큼을 알 수 있다.

위에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 개공사이의 간격보다 개공의 반경이 3배 이상으로 되게 하고, 인접하는 개공의 열 사이에 간격이 없도록 하며, 개공의 크기를 전자파가 누설되지 않도록 소정 범위에 있도록 한 것으로, 이와 같이 함에 의해 전자파의 누설방지, 히터커버의 강도유지 및 광파전달의 최대화라는 서로 상반되는 요소들을 최적화된 값으로 유지할 수 있게 되어 전자파누설에 의한 할로겐 히터의 손상을 방지하면서도 할로겐히터에서 발생된 광파를 효과적으로 조리실로 전달할 수 있고, 또한 히터커버의 강도를 소정 이상의 값으로 유지할 수 있게 되어 제품의 신뢰성이 향상되고, 할로겐 히터에 의한 열효율이 향상되어 조리속도가 빨라지는 등의 효과를 기대할 수 있다.

Claims (4)

1. 광파를 통과시키는 각각의 개공 사이의 간격이 동일하고, 개공의 반경(r)이 개공사이의 간격(c)의 3배 이상으로 구성됨을 특징으로 하는 광파히터를 사용하는 전자레인지의 히터커버.
2. 제 1 항에 있어서, 하나의 열을 이루는 상기 개공의 중심을 잇는 가상선이 인접한 열을 이루는 개공의 중심을 잇는 가상선과 2r보다 크지 않은 거리만큼 떨어지도록됨을 특징으로 하는 광파히터를 사용하는 전자레인지의 히터커버.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 개공의 반경(r)은 전자파의 파장(λ)과의 사이에 의 식을 만족함을 특징으로 하는 광파히터를 사용하는 전자레인지의 히터커버.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 개공 사이의 간격(c)은 0.5mm에서 2mm사이의 값을 가짐을 특징으로 하는 광파히터를 사용하는 전자레인지의 히터커버.