KR100320715B1 - 전자레인지의부하정합방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자레인지에 관한 것으로, 특히 조리중 음식물의 온도 변화에 무관하게 최적으로 부하를 정합하여 조리시간의 단축 및 전자파 출력의 효율을 극대화하도록 한 전자레인지의 부하 정합 방법에 관한 것이다.

그러나 이와 같은 종래의 전자레인지는 캐비티와 그 일측 내벽에 설치된 오픈닝(Opening)부는 세트의 개발단계에서 형상이 고정되어 있고 이는 음식물의 크기나 종류에 관계없이 개략적인 부하 정합을 하여 조리가 행해지나 조리가 진행되는 도중의 음식물의 온도상승에 따른 전자파의 효율적인 정합이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 마그네트론 및 턴테이블 구동후 턴테이블 1회전시 1초를 주기로 전자파 누설량을 검출하는 제 1 단계와, 상기 각 주기별 전자파 누설량 검출후 턴테이블을 오프시킨 상태에서 전자파 누설량이 최소인 시간을 판단하는 제 2 단계와, 상기 판단한 최소치와 무부하시로 설정된 기준치와를 비교하여 최소치가 기준치보다 클 경우 무부하로 판단하고 에러 표시후 종료하는 제 3 단계와, 상기 최소치가 기준치보다 작을 경우 전자파 누설량 최소시간때까지 턴테이블을 구동시킨 후 조리를 시작하는 제 4 단계와, 상기 조리가 완료되는 시점까지 1분을 주기로 상기 제 1 내지 제 5 단계를 반복 수행하여 조리를 진행시키는 제 5 단계로 이루어진다.

Description

전자레인지의 부하 정합 방법

본 발명은 전자레인지에 관한 것으로, 특히 조리중 음식물의 온도 변화에 무관하게 최적으로 부하를 정합하이 조리시간의 단축 및 전자파 출력의 효율을 극대화하도록 한 전자레인지의 부하 정합 방법에 관한 것이다.

종래의 전자레인지는 첨부된 도면 제 1 도에 도시된 바와 같이, 제어부(1)의제어에 따라 고압을 발생하고 그 발생한 고압으로 전자파를 발생하는 발진부(2)와, 턴테이블(5)을 회전시키기 위한 턴테이블 모터(4)와, 상기 발진부(2)에서 조사되는 전자파의 누설을 감지하는 전자파 감지부(3)와, 음식물(7)의 조리상태를 검지하는 조리상태 감지부(8)로 구성되었다.

도면중 미설명부호 6은 캐비티를 나타낸다.

이와 같이 구성된 종래 전자레인지의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 캐비티(6)내의 턴테이블(5)상에 요리할 음식물(7)이 올려진 상태에서 키입력부(도면에는 미도시)를 통해 자동 요리시작 키이가 눌러지면 제어부(1)는 이를 인식하고 발전부(2)를 구동시킨다.

상기한 발진부(2)의 구동에 따라 고압이 발생되며 이 고압으로 마그네트론은 전자파(마이크로파)를 발생하게 된다.

상기 발생된 전자파는 전자파안내부, 피딩홀을 통해 캐비티(6)내의 턴테이블(5)상에 올려진 음식물(7)에 조사되며, 이때 턴테이블 모터(4)는 턴테이블(5)를 일정주기로 회전시키게 된다.

이와 같은 상태로 요리가 진행되면 전자파 검지부(3)는 누설되는 전자파량을 검출하여 상기한 제어부(1)에 인가하게 되며, 조리상태감지부(8)는 상기한 음식물(7)의 조리상태를 검지하여 이를 전술한 제어부(1)에 인가한다.

여기서 조리상태 감지부(8)는 온도센서, 습도센서 등을 이용하여 음식물(7)의 조리상태를 검사하게 되며, 이를 시간적으로 변화시켜 상기한 제어부(1)에 인가함으로써 제어부(1)는 요리완료를 위한 요리시간, 즉 추가가열 시간을 산출하여 자동요리를 진행시키게 된다.

일예로써, 조리상태 감지부(8)는 조리상태를 감시하여 이를 시간적으로(to)으로 변화시켜 제어부(1)에 인가하게 되며, 이에 따라 제어부(1)는 전체요리시간(T)에서 상기 검지된 to시간을 감산(T-to)하여 추가가열시간(t1)을 결정하게 되며 이를 바탕으로 자동요리를 진행시킨다.

상기한 바를 종합하면 전체요리시간(T)는 하기식과 같다.

T = to + Kt₁

상기에서 K는 상수,

그러나 이와 같은 종래의 전자레인지는 캐비티와 그 일측 내벽에 설치된 오픈닝(Opening)부는 세트의 개발단계에서 형상이 고정되어 있고 이는 음식물의 크기나 종류에 관계없이 개략적인 부하 정합을 하여 조리가 행해지나 조리가 진행되는 도중의 음식물의 온도상승에 따른 전자파의 효율적인 정합이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 조리중 음식물의 온도변화에 무관하게 최적으로 부하를 정합하여 조리시간 단축 및 전자파 출력의 효율을 극대화하도록 전자레인지의 부하정합 방법을 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 방법은 마그네트론 및 턴테이블 구동후 턴테이블 1회전시 1초를 주기로 전자파 누설량을 검출하는 제 1 단계와, 상기 각 주기별 전자파 누설량 검출 후 턴테이블을 오프시킨 상태에서 전자파 누설량이최소인 시간을 판단하는 제 2 단계와, 상기 판단한 최소치와 무부하시로 설정된 기준치와를 비교하여 최소치가 기준치보다 클 경우 무부하로 판단하고 에러 표시후 종료하는 제 3 단계와, 상기 최소치가 기준치보다 작을 경우 전자파 누설량 최소시간때까지 턴테이블을 구동시킨 후 조리를 시작하는 제 4 단계와, 상기 조리가 완료되는 시점까지 1분을 주기로 상기 제 1 내지 제 5 단계를 반복수행하여 조리를 진행시키는 제 5 단계로 이루어진다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 적용되는 전자레인지의 시스템 구성은 전술한 제 1 도와 동일하므로 이를 참조하여 본 발명의 작용, 효과를 첨부한 도면 제 2 도 내지 제 4 도에 의거 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 캐비티(6)내의 턴테이블(5)상에 요리할 음식물(7)을 올려놓은 후 자동조리키를 입력시키면 제어부(1)는 턴테이블 구동부(11) 및 발진부(2)를 구동시킨다.

이에 따라 턴테이블 구동부는 턴테이블 모터(4)를 구동시켜 턴테이블(5)을 일정주기로 회전시키게 되며, 발진부(2)는 고압을 발생하여 마그네트론에 인가함으로써 마그네트론은 전자파를 발생시킨다(S1).

상기 발생된 전자파는 종래와 같이 전자파 안내부 및 피딩홀을 통해 캐비티(6)내의 턴테이블(5)상에 올려진 음식물(7)에 조사됨으로써 요리가 시작된다.

이때 통상적인 턴테이블(5)의 회전속도는 6rpm이므로 턴테이블이 1회전할 경우 10초가 걸리게 되며, 초기 1회전하는 10초동안 1초를 주기로 음식물(7)에 흡수되지 못하고 반사되는 누설 전자파를 전자파검지부(3)를 통해 검지한다.(S2).

즉, 마그네트론의 발진 전자파량이 일정하다고 가정할 경우 음식물(부하)에 전자파는 일부 흡수되고, 일부는 반사된다.

이때 반사되는 전자파량은 부하의 종류, 부하량, 수분함유량에 따라 달라지는데, 통상 부하량에 반비례한다.

이때 각 주기마다 검출한 전자파 누설량을 비교하여(S3) 반사 전자파량이 가장 적은 최소 누설시간(t)이 턴테이블 1주기 동안의 어느 시간인가를 판단한다(S4).

이후 그 검출한 전자파 누설 최소치와 무부하시로 설정된 기준치와를 비교한다(S5).

이 비교결과 전자파 누설 최소치가 기준치보다 클 경우에는 무부하로 판단(S6)하여 에러 메시지를 표시하고(S7) 종료하게 된다.

아울러 누설 최소치가 기준치보다 작을 경우에는 상기 최소치때의 시간(t)이 될때까지 턴테이블을 구동시킨다(S8).

이후, 누설량이 최소인 위치에서 턴테이블(5)을 오프시켜 정지시키고 요리를 진행시킨다.

이렇게 요리가 진행되는 동안 조리상태감지부(8)를 통해 종래와 동일한 방법으로 부하(요리물)의 요리상태를 검지하게 되고 어느 일정 시간(일예로써 to')이 되었을 때 추가가열여부를 판단하여 추가가열 여부를 결정한다.

이렇게 결정된 추가가열시까지 조리를 진행시키게 되며, 조리종료시까지 전술한 단계(S2∼S11)를 1분마다 반복하여 부하정합을 이룬 상태에서 조리를 진행시키게 되는 것이다.

참고로 전술한 바에서 전자파의 누설이 가장 작게 되는 턴테이블의 위치를 찾는 것은 음식물에 최대로 전자파 에너지가 흡수되도록 하기 위해서이다.

또한, 무부하 검지는 세트의 안정성을 위한 방편이며, 요리종료시까지 1분을 주기로 전술한 단계(S2∼S11)를 반복수행시키는 것은 음식물에 흡수되는 전자파 에너지는 온도에 따라 변화하는 음식물의 유전율에 관계한다.

일반적으로 유전가열에 의한 물질의 단위체적에서 발생하는 열에너지를 식으로 표현하면, P = 0.556 ε_r* tan δ* f * E²* 10^-12(W/Cm³) --------식(1)이 된다.

상기에서 ε_r: 물질의 유전율,

tanδ : 물질의 유전역률,

f : 주파수(Hz),

E : 전계강도(V/Cm)를 각각 나타낸다.

상기 식(1)에서 물질의 발열량, 즉 전자파의 흡수량은 물질의 전기적 계수인 ε_r과 tanδ의 적(積)에 비례하는데, 이 ε_r과 tanδ는 각 물질에서 일정불변의 값이 아니고 제 4 도에 도시된 바와 같이 그 물질의 상태, 즉 온도, 밀도, 함수율 등에 의해 변환한다.

제 4 도는 유전가열의 주요소가 되는 물의 ε_r과 tanδ의 온도에 따른 변화를 나타낸 것이다.

또, 제 3 도는 일정량의 물이 온도에 따라 Rieke Chart에 어떻게 나타나는지를 표시한 것으로, 각 온도에 따라 전자파의 반사율과 출력정도를 보여주는데, 부하의 온도상태에 따른 유전율 등의 변화에 관계없이 조리되는 과정에서 수시로 음식물의 흡수상태를 전자파 감지부로 검지하여 턴테이블을 제어함으로써 최적의 부하정합 상태를 만들어 주게 되는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 음식물의 온도변화에 무관하게 음식물의 조리상태에 따라 최적의 부하 정합을 이룰 수 있어 조리시간의 단축, 요리성능의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

제 1 도는 종래 및 본 발명에 적용되는 전자레인지 개략구성도.

제 2 도는 본 발명 전자레인지의 부하 정합과정 신호 흐름도.

제 3 도는 본 발명을 설명하기 위한 Rieke chart.

제 4 도는 온도, 물질 및 유전율의 상관관계도로서,

(가)는 온도와 유전율의 관계도이고,

(나)는 물질명과 유전율의 관계도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 제어부 2 : 발진부

3 : 전자파 검지부 8 : 조리상태 감지부

Claims (1)

1. 마그네트론 및 턴테이블 구동후 턴테이블 1회전시 1초를 주기로 전자파 누설량을 검출하는 제 1 단계와

   상기 각 주기별 전자파 누설량 검출 후 턴테이블을 오프시킨 상태에서 전자파 누설량이 최소인 시간을 판단하는 제 2 단계와,

   상기 판단한 최소치와 무부하시로 설정된 기준치와를 비교하여 최소치가 기준치보다 클 경우 무부하로 판단하고 에러 표시후 종료하는 제 3 단계와,

   상기 최소치가 기준치보다 작을 경우 전자파 누설량 최소시간때까지 턴테이블을 구동시킨 후 조리를 시작하는 제 4 단계와,

   상기 조리가 완료되는 시점까지 1분을 주기로 상기 제 1 내지 제 5 단계를 반복 수행하여 조리를 진행시키는 제 5 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 전자레인지의 부하 정합 방법.