KR100380313B1 - 임피던스 가변유닛과 그것을 이용한 마이크로파 장치 및고주파 가열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콤팩트한 구성이고 또 제어성이 높은 임피던스 가변유닛과 그것을 이용한 마이크로파 장치 및 고주파 가열장치에 관한 것이다. 본 발명의 임피던스 가변유닛은, 금속재료로 구성한 구형 형상의 도파부를 본체로 하여, 그 한단은 마이크로파 공간내의 마이크로파와 작용하는 개방단과, 금속부재로 닫은 종단과, 비금속재료로 구성된 회전 가동체와 가동체 구동수단을 구비한 것이다. 상기 가동체의 회전각도나 위치를 제어함으로써 개방단의 임피던스를 변화시켜 마이크로파 공간 내의 마이크로파의 전파상태를 변화시켜 정재파 분포를 가변제어할 수 있다. 정재파 분포를 제어함으로써 피가열물을 선택가열하거나 균일하게 가열하는 것을 실현한다. 또, 마이크로파 공간 내부에 발생하는 정재파 분포를 시간적으로 연속하여 가변함으로써, 피가열물을 선택가열 또는 균일하게 가열할 수 있다. 본 발명에 의해, 스파크 발생의 과제를 해결하는 동시에 콤팩트한 구성이고 또 제어성이 높은 임피던스 가변유닛과 그것을 이용한 마이크로파 장치 및 고주파 가열장치를 제공할 수 있다.

Description

임피던스 가변유닛과 그것을 이용한 마이크로파 장치 및 고주파 가열장치{Variable-impedance unit, microwave device using the unit, and microwave heater}

종래의 도파관을 전파하는 마이크로파의 전파내용을 변화시키는 수단으로는, 도파관의 마이크로파의 전송장치 내에 금속부재를 끼워 도파관 내에 임피던스로서 용량성 성분 또는 유도성 성분을 부가시키는 방법이 있다. 예컨대, 도파관의 H면(폭이 넓은 벽면)으로부터 금속부재를 E면(폭이 좁은 벽면)에 대략 평행 방향으로 삽입하여 도파관 내에 용량성분을 부가시킴으로써, 도파관 내를 전파하는 마이크로파의 전송특성을 변화시키는 것이 있다.

이러한 구성의 도파관의 경우, 마이크로파의 전송특성을 변화시키기 위해, 도파관 내에 끼워 둔 금속부재는 도파관을 형성하는 금속벽면을 통해 가동되는 구성이다. 그 가동부재인 금속부재와 도파관 관벽과의 사이에는, 그 사이에 스파크가발생하는 것을 해소하기 위한 고안이나 소정의 간극을 설치하는 것이 이루어져있다. 또, 소정의 간극을 설치하는 것에 대해서는, 간극부로부터의 마이크로파의 리크(leak)를 방지하기 위해 전파차폐기구가 따르게 된다. 따라서, 종래의 이러한 종류의 도파관에서는, 금속부재를 가동시키는 구성이 복잡하고 대형의 구조를 필요로 하고 있었다.

또, 마이크로파 공간 내에서의 마이크로파의 전파내용을 변화시키는 수단으로서, 예컨대 마이크로파 공간으로의 마이크로파 공급부의 위치 또는 마이크로파 공간과의 결합방법(자계 또는 전계결합)을 변화시킴으로써, 마이크로파 공간내에 발생시키는 정재파 분포를 변화시키는 방법이 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 마이크로파 공간에서, 공간내의 정재파 분포를 변경시키는 경우, 공급부의 위치 또는 결합방법을 물리적으로 변화시키는 것이 필요하여, 시간적으로 연속하여 정재파 분포를 가변시키는 것이 곤란했다.

또, 고주파 가열장치에서, 피가열물을 수납하는 마이크로파 공간 내에 설치한 금속 날개를 회전시켜 마이크로파를 난반사시키는 스터러 방법이 있다. 이 스터러는 날개에 입사한 마이크로파의 반사방향을 사방팔방으로 반사시키는 것으로, 특정영역을 향해 반사시키는 것은 어렵다. 이 때문에, 피가열물의 특정영역을 선택적으로 유전가열하는 것은 곤란하다.

또, 고주파 가열장치에서는, 마이크로파 공간 내에 수납한 피가열물을 회전시키는 턴테이블 방식이 있다. 이 턴테이블 방식은 마이크로파 공간 내에 발생한 정재파 분포에 대해 피가열물 자신을 이동시킴으로써 피가열물의 가열의 균일화를촉진시키는 것으로, 피가열물의 가열의 균일화는 마이크로파 공간 내에 발생한 정재파 분포에 의존한다. 그리고, 턴테이블 방식은 마이크로파 공간 내의 정재파 분포자체를 적극적으로 변화시키는 것은 아니다.

또, 특개평 8-330066호 공보의 고주파 가열장치는, 마이크로파 공간의 벽면에 흐르는 고주파 전류가 흐르는 방향을 가변시켜, 마이크로파 공간내에 발생하는 여진 모드를 절환하는 기술을 개시하고 있다. 이 기술은, 동일면상에 다수개의 개구를 정렬배설한 판체를 이용하여, 상기 판체면을 마이크로파 공간벽면과 대략 동일면상에 배치시켜, 판체를 회전구동시키는 구성으로 하고 있다. 그리고, 판체를 회전시켜, 개구의 장축의 방향을 변화시킴으로써, 마이크로파 공간벽면을 흐르는 고주파 전류의 방향을 변화시키고 있다. 이 고주파 전류의 방향을 변화시키는 것은 공간내의 여진모드를 변경시키는 것이다. 이것은 피가열물에 적응한 여진모드를 선택하여 피가열물에 적합한 가열분포를 얻고자 하는 것이다.

그러나, 이 기술은 개구를 회전시키는 구성으로, 마이크로파 공간 내에서 금속부재를 회전시키는 것에 따르는 스파크 발생의 방지가 필요하다. 이 때문에, 스파크 방지기구 등이 구조의 복잡화를 동반하고 있다. 또, 마이크로파 공간에 방사된 마이크로파의 파장에 대해, 개구의 장축치수는 파장치수의 1/2이상의 개구를 필요로 한다. 이 개구를 회전시키기 위해 필요한 회전영역은, 개구를 배설한 마이크로파 공간의 한 벽면상에서 큰 면적을 차지한다. 이러한 구조의 경우, 개구 또는 스파크 방지용의 간극의 영향을 받아, 마이크로파 공간내에 발생할 수 있는 여진모드가 한정되어, 피가열물에 적합한 가열분포를 얻는 것이 매우 곤란했다.

본 발명은 마이크로파를 전송하는 도파관 또는 마이크로파를 저장하는 마이크로파 장치에 병설하여 사용되어, 이들 구조체 내를 전파하는 마이크로파에 작용하여 그 전파내용을 변화시키는 임피던스 가변유닛과, 그것을 이용한 마이크로파 장치 및 고주파 가열장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예의 임피던스 가변유닛의 외관 구성도,

도 2는 도 1의 임피던스 가변유닛에서의 마이크로파 전파를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 임피던스 가변유닛에 이용하는 비금속 재료로 이루어진 가동체의 마이크로파 작용을 도시한 특성도,

도 4는 도 2의 일 실시형태에서의 도파부의 개방단에서의 전압반사 계수의 위상값 특성도,

도 5는 도 2의 일 실시형태에서의 가동체의 회전지지각도에 대한 도파부의 개방단에서의 전압반사 계수의 위상값 특성도,

도 6은 도 1의 마이크로파 검출수단이 검출하는 신호의 특성도,

도 7은 본 발명의 제2 실시예의 임피던스 가변유닛의 단면 구성도,

도 8은 본 발명의 제3 실시예의 임피던스 가변유닛,

도 8A는 그 단면 구성도,

도 8B는 개방단에서 보았을 때의 도파부의 전파모드를 나타내는 도면,

도 9는 본 발명의 제4 실시예의 임피던스 가변유닛,

도 9A는 제1 제어예의 구성도,

도 9B는 제2 제어예의 구성도,

도 10은 본 발명의 제5 실시예의 마이크로파 장치의 구성도,

도 11은 도 10의 임피던스 가변유닛을 제어했을 때의 마이크로파 장치 내에 발생하는 전계분포 특성도,

도 11A는 가동체를 90도로 지지했을 때의 전계분포,

도 11B는 가동체를 0도로 지지했을 때의 전계분포,

도 12는 본 발명의 제6 실시예의 마이크로파 장치의 단면구성도,

도 13은 본 발명의 제7 실시예의 고주파 가열장치의 외관도,

도 14는 도 13의 주요부 단면 구성도,

도 15는 도 13의 조작부의 확대 구성도,

도 16A∼16D는 도 15의 조작부 각각의 조작에 대한 표시예를 나타내는 도면,

도 17은 도 13의 고주파 가열장치의 제어내용을 나타나는 플로우 챠트,

도 18은 도 13의 고주파 가열장치를 이용하여 의사 부하를 가열했을 때의 가열 분포도,

도 19는 도 13의 고주파 가열장치의 제1 제어내용을 도시한 도면,

도 20은 도 13의 고주파 가열장치의 제2 제어내용을 도시한 도면,

도 21은 도 13의 고주파 가열장치의 제3 제어내용을 도시한 도면,

도 22는 도 13의 고주파 가열장치의 제4 제어내용을 도시한 도면,

도 23은 본 발명의 제8 실시예의 고주파 가열장치의 외관 구성도,

도 24는 도 23의 주요부 단면구성도,

도 25는 도 23의 조작부의 확대 구성도,

도 26은 도 23의 고주파 가열장치의 제어내용을 도시한 플로우 챠트,

도 27은 도 23의 고주파 가열장치를 이용하여 의사 부하를 가열했을 때의 가열 분포도,

도 28은 도 23의 고주파 가열장치를 이용하여 임피던스 가변유닛의 가변속도에 대한 수(水)부하의 상하 온도 특성도이다.

본 발명은, 상기 과제를 해결한 것으로, 스파크 발생의 과제를 해결하는 동시에, 콤팩트한 구성이고, 또 제어성이 높은 임피던스 가변유닛을 제공한다. 본 발명은 마이크로파 공간을 규정하는 벽면에 상기 임피던스 가변유닛을 배설하여 그 벽면의 임피던스를 가변제어함으로써, 마이크로파 공간 내부에 발생하는 정재파 분포를 시간적으로 연속하여 가변하는 마이크로파 장치 및 그 마이크로파 장치를 이용하여 피가열물의 선택가열 또는 균일가열을 가능하게 한 고주파 가열장치를 제공한다.

본 발명의 임피던스 가변유닛은, 한 단은 종단하고 다른 단은 개방한 도파부와, 상기 도파부 내에 설치한 가동체와, 상기 가동체를 구동하는 가동체 구동수단을 구비하고, 상기 가동체를 구동제어하여 상기 도파부의 개방단에서의 임피던스를 가변하는 것으로 하고 있다. 이를 위해, 임의의 마이크로파 공간의 경계면에 본 유닛의 작용면을 결합함으로써 작용면으로부터의 전파 리크의 문제를 해소한다.

또, 본 발명의 임피던스 가변유닛은 상기 도파부 내의 전파모드를 TEnO(n은 양의 정수)로 함으로써 개방단으로부터 입사한 마이크로파의 가동체로의 작용을 n의 수치로 독립하여 일체화할 수 있다. 따라서, 작용면의 확대설계변경을 용이하게 행할 수 있다.

또, 상기 가동체는 상기 도파부의 종단면과의 간격을 규정한 회전축을 중심으로 회전시켜, 가동체의 가동공간을 보다 작은 공간으로 한정할 수 있으므로, 콤팩트한 유닛의 구성으로 개방단의 임피던스를 가변제어할 수 있다.

또, 상기 가동체는 상기 도파부의 종단면과의 간격을 가변하여 가동시킴으로써, 개방단의 임피던스 가변범위를 넓게 선택할 수 있다.

또, 상기 가동체는 비금속 재료로 함으로써 도파부와의 사이의 절연파괴 전압을 높게 할 수 있으므로, 고파워의 마이크로파의 입력에 대해 본 유닛의 신뢰성을 보증할 수 있다.

또, 상기 도파부 개방단의 임피던스가 제로일 때, 개방단은 금속벽면과 같이 작용시킬 수 있어 임피던스 가변유닛을 사용하지 않는 경우와의 특성비교를 용이하게 체크할 수 있다.

또, 개방단에서 도파부내로의 입사파와 도파부로부터의 반사파와의 위상차를 0도로 함으로써, 개방단에서의 마이크로파 작용을 최대로 할 수 있다.

또, 상기 도파부 개방단의 임피던스는 제로를 중심으로 하여 유도성 성분과 용량성 성분과의 임피던스를 형성시킬 수 있다. 이와 같은 본 유닛은 정합 조정용으로 이용할 수 있다.

또, 본 발명의 임피던스 가변유닛은 상기 가동체의 위치가 위치검출수단에 의해 검출되어, 도파부 개방단에서의 마이크로파 작용이 상기 위치검출수단의 신호에 따라 명확하게 제어될 수 있다. 또, 마이크로파 검출수단의 신호를 따라 가동체의 위치를 판정함으로써, 마이크로파 검출수단을 겸용하여 가동체의 위치를 판정할 수 있으므로 다른 위치검출수단을 불필요하게 할 수 있다.

본 발명의 임피던스 가변유닛은 도파부 내의 정재파 분포를 검출함으로써, 본 유닛의 동작상태를 판정하여 본 유닛의 동작의 신뢰성을 보증시킬 수 있다.

본 발명의 임피던스 가변유닛은 상기 가동체를 가동구동하는 스텝핑 모터를 구비하여, 각 스텝에서의 체재시간을 자유롭게 제어함으로써 다양한 임피던스값의 조합을 시간인자도 포함하여 제어할 수 있다.

또, 본 발명의 임피던스 가변유닛은, 상기 도파부의 종단면과 개방단과는 각각의 면에서 만든 각도가 대략 90도의 관계로 구성함으로써 도파부의 길이가 긴 경우에서도 본 유닛을 편평 형상으로 하여 마이크로파 기기에 조립할 수 있다.

상기 가동체는 회전구동시키는 동시에 상기 도파부 내에 다수 배설시키는 구성으로서, 각각의 가동체의 회전지지각도를 다양하게 조합시킴으로써 도파부의 개방단에서의 임피던스의 가변범위를 보다 크게 변화시킬 수 있어, 마이크로파 작용의 범위를 최대화할 수 있다.

본 발명의 마이크로파 장치는 급전된 마이크로파를 실질적으로 저장하는 마이크로파 공간과, 상기 마이크로파 공간을 형성하는 금속벽면에 설치한 열린 구멍부와, 임피던스 가변유닛을 구비하고, 열린 구멍부의 임피던스값에 대응시킨 다양한 정재파 분포를 마이크로파 공간 내에 형성시킬 수 있다.

또, 본 발명의 마이크로파 장치는 급전된 마이크로파를 실질적으로 저장하는 대략 직육면체로 이루어진 마이크로파 공간과, 상기 직육면체의 적어도 한면에 설치한 열린 구멍부와, 상기 열린 구멍부의 임피던스를 가변하는 임피던스 가변유닛을 구비하여, 마이크로파 공간의 벽면의 열린 구멍부의 임피던스를 변화시킴으로써 마이크로파 공간 내에 발생하는 정재파 분포의 절(節) 또는 파복을 직선 형상으로 이동시킬 수 있다.

또, 본 발명의 마이크로파 장치는 열린 구멍부 및 그것에 접속한 임피던스 가변유닛을 설치함으로써, 마이크로파 공간내에 마이크로파의 다중전파 또는 다양한 정재파 분포를 발생시킬 수 있다.

다수의 여진모드를 가진 마이크로파 공간인 경우에, 각각의 여진 모드에 따라 마이크로파 공간의 벽면에 흐르는 고주파 전류가 각각 독립하여 분단하여 흐르도록 열린 구멍부를 다수 배설한다. 그리고, 각 열린 구멍부의 임피던스가 변화함으로써, 원하는 단일의 여진 모드만이 마이크로파 공간에 발생하는 것을 가능하게 할 수 있다.

본 발명의 고주파 가열장치는, 피가열물을 수납하는 마이크로파 공간과, 상기 마이크로파 공간내에 방사하는 마이크로파를 발생하는 고주파 발생수단과, 상기 피가열물의 가열정보에 따라 상기 마이크로파 공간이 구비한 임피던스 가변유닛과 상기 고주파 발생수단을 제어하여 피가열물을 유전 가열하는 제어수단을 구비한 구성으로 이루어져 있다. 이 구성에 의해, 열린 구멍부의 임피던스값 또는 고주파 발생수단으로부터 발생한 마이크로파의 에너지량을 제어하여, 피가열물의 특정영역을 선택가열하거나 또는 피가열물 전체의 가열의 균일화를 촉진시킬 수 있다.

본 발명의 고주파 가열장치는 또 피가열물을 마이크로파 공간내에서 회전이동시키는 수단을 가지고 있다. 임피던스 가변유닛을 제어함으로써 마이크로파 공간내의 정재파 분포를 제어하는 동시에 재치대 구동수단을 제어함으로써 마이크로파 공간내에 수납한 피가열물의 회전이동을 제어하여 피가열물 전체의 가열의 균일화를 보다 촉진시킬 수 있다.

또, 본 발명의 고주파 가열장치는 임피던스 가변유닛을 제어함으로써 마이크로파 공간내의 정재파 분포를 시간적으로 변동시킬 수 있다. 이 때문에, 회전이 곤란한 피가열물의 가열에 대해서도 피가열물의 가열의 균일화를 촉진시킬 수 있다.

또, 본 발명의 고주파 가열장치는 피가열물에 최적인 가열분포를 자동적으로 제어함으로써 편리성을 높일 수 있다.

또, 본 발명의 고주파 가열장치는 임피던스 가변유닛의 임피던스 가변속도를 크게할 수 있다. 그 결과, 마이크로파 공간 내에서의 마이크로파의 난반사를 촉진시킬 수 있어, 피가열물의 상하방향의 가열의 균일화를 촉진시킬 수 있다.

또, 본 발명의 고주파 가열장치는, 가열정보는 피가열물의 가열방법인 해동, 재가열, 오븐 가열, 보온 중 어느 하나를 사용자가 선택 입력할 수 있다. 따라서, 고주파 가열장치가 검지곤란한 정보로서 위치부여된 정보(예컨대, 피가열물의 종류, 피가열물의 형상, 피가열물의 개수 및 피가열물의 가열방법인 해동, 재가열, 오븐가열, 보온 중 어느 하나 중에서 선택입력된 적어도 하나의 입력정보)를 사용자가 선택입력한 원하는 가열정보에 따라, 제어수단은 피가열물의 특정 영역을 선택가열시키는 것과 피가열물 전체를 가열시키는 것을 크게 구별하여 인식시키고 있다.

즉, 피가열물의 종류로서는 피가열물의 함수율을 하나의 기준으로 하여, 예컨대 함수율이 60% 이상에 해당하는 피가열물의 종류에 대해서는 제어수단은 전체 가열하는 피가열물로서 인식하여, 임피던스 가변유닛을 제어한다. 또, 피가열물의 형상에서는 편평형상의 경우에 전체가열로 인식한다. 피가열물의 개수에서는 다수의 경우에 전체가열로 인식한다. 또 피가열물의 가열방법으로서의 해동의 경우는, 다른 입력정보에 우선하여 전체가열로 인식한다.

이에 따라, 사용자가 선호하는 가열을 실현시킬 수 있다.

본 발명의 고주파 가열장치에서, 가열정보는 피가열물의 가열중에 고주파 가열장치 또는 피가열물로부터 물리정보로서 얻을 수 있다.

이들의 물리정보를 얻기 위해서는 그 물리정보에 대응시킨 검지수단을 장치가 구비하고 있다. 그리고, 고주파 가열장치에서 얻어진 물리정보는, 마이크로파 공간 또는 임피던스 가변 유닛 내의 전자장 강도신호이고, 피가열물에서 얻어진 물리정보는 예컨대, 피가열물의 중량, 피가열물의 현재온도, 피가열물에서 발생한 기체농도 중에서 선택된 적어도 하나의 물리정보로 하고 있다.

그리고, 상기 물리정보는 피가열물의 가열중에 제어수단이 실행하는 제어내용을 결정하기 위한 정보로서 이용된다.

즉, 마이크로파 공간 또는 임피던스 가변유닛 내의 전자장 강도의 정보는, 온도검지가 곤란한 피가열물의 가열제어 또는 피가열물이 없는 상태에서의 공(空)가열 방지 등의 가열제어정보로 하고 있다. 또, 피가열물의 중량정보는 피가열물의 건조 정도를 검지하여 가열의 제어 또는 가열종료를 판정하는 정보로 하고 있다. 또, 피가열물의 온도정보는 피가열물의 현재 온도에 따라 열린 구멍부의 임피던스값의 가변제어나 고주파 발생수단으로부터 공급된 마이크로파 파워의 가변제어에 이용하거나 또는 피가열물의 가열종료 검지정보로 하고 있다. 또, 피가열물에서 발생한 기체농도의 정보는 예컨대 수증기의 경우, 소정의 증기량에 도달함으로써 가열종료를 판정하는 정보로 하고 있다.

이상에 언급한 여러 가열정보에 의해, 임피던스 가변유닛과 재치대 구동수단과 고주파 발생수단과의 적어도 하나가 제어수단으로부터의 신호에 의해 자동제어되거나 또는 수동 입력신호로부터 직접적으로 수동 제어되어, 사용자가 원하는 가열상태에 피가열물을 선택가열 또는 전체가열하는 것을 가능하게 하고 있다.

이상의 결과, 본 발명에 의하면, 스파크 발생의 과제를 해결하는 동시에 콤팩트한 구성이고 또 제어성이 높은 임피던스 가변유닛과 그것을 이용한 마이크로파 장치 및 고주파 가열장치를 제공하여, 마이크로파 공간내부에 발생하는 정재파 분포를 시간적으로 연속하여 가변하는 동시에 피가열물을 선택가열 또는 균일하게 가열할 수 있는 것이다.

(제1 실시예)

이하에, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타낸 임피던스 가변유닛의 외관 구성도이다. 도 1에서, 임피던스 가변유닛(10)은 금속재료로 구성한 구형 형상의 도파부(11)를 본체로 하여, 그 도파부(11)의 한 단은 마이크로파를 도파부(11)에 유도하기 위한 구형 형상의 개방단(12)을 형성하고, 한편 도파부(11)의 종단(13)은 도파부(11)내에 전파한 마이크로파를 반사시키기 위해 금속재료로 막고 있다. 도파구(11)내에는 비금속재료의 판형상 구조의 가동체(14)를 구비하고 있다. 이 가동체(14)의 양단에는 가동체(14)를 회전시키기 위한 회전축(15, 16)을 설치하고, 이들의 회전축(15, 16)은 도파부(11)의 벽면에 설치한 구멍에 삽입하여 그 구멍으로 회전지지하고 있다. 회전축(16)은 가동체(14)를 회전구동하는 스텝핑 모터(17)의 출력축과 연결조립하고 있다.

가동체(14)는 200℃ 이상의 내열온도를 가지고 마이크로파대에서 저유전 손실의 특성을 가지는 수지재료 또는 무기재료 등의 비금속 재료를 기재로 하여, 그 기재를 원하는 판 두께로 각각 성형 또는 소성 성형 가공하여 구성하고 있다. 그리고, 이 가동체(14)는 도파부(11)의 종단(13)과 소정의 간극을 두고 배설되어 있다.

마이크로파 검출수단(18)은 도파부(11)내의 전자장 강도를 검출하는 것으로, 동축 케이블의 중심 도체를 도파부(11)의 벽면에 설치한 구멍을 통해 도파부(11) 내에 연재시켜 안테나로 하고 있다. 검파회로(19)는 마이크로파 검출수단(18)이 검출한 마이크로파 신호를 검파하는 것으로, 검파 다이오드(20), 칩 콘덴서(21)의 각 소자를 이용하여 평면회로로 구성하고 있다. 마이크로파 검출수단(18)의 중심도체의 한단은 마이크로 스트립 선로 패턴(22)에 접속되어 있다. 마이크로파 검출수단(19)이 검출한 마이크로파 신호는, 검파회로(19)를 거쳐 리드선(23)을 이용하여 전압신호로 출력된다. 임피던스 가변유닛(10)은 마이크로파 기기에 부착 플랜지(24)에 부착된다. 스텝핑 모터(17)는 지지판(25)으로 유지된다.

다음에, 도 2를 이용하여 도파부(11) 내의 마이크로파 전파의 흐름과 가동체(14)의 작용에 대해서 설명한다.

도 2의 도파부(11)는 TE10모드를 전파하는 구성으로 하여, H면(구형 도파부의 구형의 장축면)에 평행한 단면구성으로 도시하고 있다. 또, 가동체(14)와 도파부(11)의 벽면과의 간극은 생략하여 도시하고 있다.

도 2에서, 개방단(12)으로부터 도파부(11)에 입사한 마이크로파의 도파부(11)내에서의 전파는, 마이크로파 공학에서는 두 개의 평면파의 합성에 의한 수법으로 설명되어 있다. 도 2는 이 평면파의 진행방향에 대해서 도시하고 있다. 도파부(11)내에서의 마이크로파(26)는 도파부(11)의 E면(구형 도파관의 구형의 단축면)에서 반사하면서 종단(13)의 방향으로 전파된다. 이 마이크로파(26)가 가동체(14)에 입사할 때의 입사각도(θ1)는 개방단(12)의 폭치수(W1)에 의해 결정된다. 전파모드가 TE10, 폭치수(W1)가 80mm, 전파하는 마이크로파의 주파수가 2450MHz인 경우, 입사각도(θ1)는 약 40.1도이다.

비금속 재료로 구성한 가동체(14)에 입사한 마이크로파는, 가동체(14)의 표면에서 반사파(27)와 투과파(28)로 나뉘어진다. 이 때의 반사파(27)를 일차 반사라 부르기로 한다. 또, 투과파(28)는 가동체(14) 내를 전파하여 가동체(14)의 다른쪽의 표면에서 다시 반사파(29)와 투과파(30)로 나뉘어진다. 반사파(29)는 가동체(14) 내를 전파하여 한쪽의 표면에서 다시 반사파(31)와 투과파(32)로 나뉘어진다. 이 때의 투과파(32)를 2차반사라 부르기로 한다.

한편, 가동체(14)를 투과한 투과파(30)는 도파부(11)의 종단(13) 및 도파부(11)의 E면에서 반사하여 다시 가동체(14)에 입사한다. 그리고, 가동체(14)표면에서 반사파(33)와 투과파(34)로 나뉘어진다. 투과파(34)는 가동체(14) 내를전파하여 한쪽의 표면에서 반사파(도시하지 않음)와 투과파(35)로 나뉘어진다. 이 때의 투과파(35)를 투과후 반사라 부르기로 한다.

또, 후술의 설명에 이용하는 구성 치수로서, 개방단(12)으로부터 가동체(14)의 중심까지의 길이를 L1, 가동체(14)의 중심에서부터 종단(13)까지의 길이를 L2, 가동체(14)의 판두께를 t라 한다.

다음에 상술한 반사파와 투과파가 보유한 마이크로파 에너지에 대해 설명한다. 간단화하기 위해, 비금속 재료의 가동체(14)의 유전손실특성에 따른 마이크로파 손실을 무시하기로 하고, 자유공간의 비유전율을 1, 가동체(14)가 사용하는 마이크로파의 주파수대에서의 실효 비유전율을 ε라 한다. 가동체(14)의 층면에서의 전압반사계수는 식 1로 나타낸다. 또, 각도(θ2)는 투과파의 투과각도이다.

(식 1)

또, 입사파의 에너지를 P(Watts)로 하고, 일차 반사파의 에너지를 P1, 이차 반사파의 에너지를 P2 및 투과후 반사파의 에너지를 P3으로 하면, 각각의 파가 보유하는 마이크로파 에너지는 식 2에서 나타낼 수 있다.

(식 2)

상기의 식 2를 이용하여, 각 반사파의 에너지량을 계산한 결과를 도 3에 나타낸다. 도 3은 입사각도(θ1)는 40.1도의 경우를 나타내고 있다. 실효비유전율이 1인 경우는 가동체(14)가 없는 경우에 상당하고, 투과후 반사밖에 발생하지 않는다. 가동체(14)를 설치함으로써 일차 반사를 발생하고, 또 가동체(14)의 실효비유전율(ε)을 크게 하면 일차 반사가 가지는 마이크로파 에너지가 증가하여, 투과 후 반사의 마이크로파 에너지가 감소한다. 또, 입사각도가 40.1도인 경우, 실효비유전율을 약 8.5로 선택함으로써 일차반사와 투과후 반사가 각각에 보유한 마이크로파 에너지량을 같게 할 수 있다는 것이 도 3에서 이해할 수 있다.

다음에 도 4에 대해서 설명한다. 도 4는 본 발명의 임피던스 가변 유닛의 특성을 도시한 것으로, 그 개방단에서의 전압반사계수의 위상값 특성을 나타내고 있다. 또, 임피던스 가변유닛의 구성은 이하와 같다, 개방단 형상은, 개방단 장축(W1)이 80mm, 그 단축이 30mm, L2가 20mm이다. 또, 가동체(14)는 비유전율이 12.3, 판두께(t)가 6.2mm, 판부의 폭치수와 길이치수는 각각 28mm, 78mm이다.

도 4는 상기 구성의 임피던스 가변유닛에서, L1치수의 변화에 대한 개방단(12)에서의 전압반사계수(S11)의 위상값의 특성을 나타낸다. 또, 가동체(14)의 회전각도(θ)는 도 2에 도시한 바와 같이 가동체(14)가 종단(13)에 평행한 때를 기준으로 하여, 도 2 중에 나타낸 방향의 각도 표현으로 한다. 즉, θ=Odeg는 가동체(14)가 도 2의 상태이고, θ=9Odeg는 가동체(14)가 종단면에 수직이 되는 상태이다.

도 4에서, 화살표(36) 즉, L1=20mm의 구성으로 함으로써, 도파부(11)의 개방단(12)에서의 전압반사계수(S11)의 위상값을 대략 ±180도에서 대략 0도의 범위에서 가변시킬 수 있다는 것이 확인되었다. 또, 화살표(37), 즉 L1=35mm의 구성으로 함으로써, θ=45deg인 때에 개방단(12)에서의 전압반사계수(S11)의 위상값을 대략 0도로 하여, 가동체(14)를 반전시킴으로써 개방단(12)에는 유도성 성분(위상값 범위:+180도에서 대략 +150도)과 용량성 성분(위상값 범위 : -180도에서 대략 -115도)값을 존재시킬 수 있다는 것이 확인되었다.

그리고, 화살표(36)로 나타낸 특성을 구비한 임피던스 가변유닛을 구성함으로써, 개방단에서의 전압반사계수의 위상값은 +180도로 할 수 있고, 개방단의 임피던스는 제로로 하여 개방단을 금속벽면과 동일한 작용으로 할 수 있다. 이 때문에, 임피던스 가변 유닛을 사용하지 않은 경우와의 특성비교를 용이하게 체크할 수 있다. 또, 개방단에서의 전압반사계수의 위상값으로서 0도와 ±180도를 포함하도록 가변시키는 유닛 구성에 의해, 개방단에서의 전압반사계수의 위상값은 가변폭을 최대화하여, 임피던스 가변에 따른 작용 전체를 용이하게 확인할 수 있는 동시에 유효하고 또 광범위한 작용을 실현시킬 수 있다.

한편, 화살표(37)로 나타낸 특성을 구비한 임피던스 가변유닛을 구성함으로써, 가동체(14)를 회전시킴으로써 개방단에는 유도성 성분과 용량성 성분과의 임피던스를 형성시킬 수 있다.

다음에, 도 5에 대해서 설명한다. 도 5는 도 4의 화살표(36)로 나타낸 특성을 구비한 임피던스 가변유닛에서, 가동판(14)의 회전지지각도에 대한 개방단에서의 전압반사계수(S11)의 위상값의 특성예를 나타낸다.

가동체(14)의 지지각도는 스텝핑 모터(17)에서 1스텝 9도의 회전을 시키고 있다. 가동체(14)의 회전지지각도는 도면 중에 도시한 바와 같다.

도 5의 특성에서, 가동체(14)의 지지각도가 0도 근방 또는 180도 근방인 경우는, 개방단(12)에서의 마이크로파의 입사파와 반사파와의 위상차는 180도이고, 개방단(12)이 금속벽면 상당의 작용을 하고 있다. 한편, 가동체(14)의 지지각도가 90도 근방인 경우는, 개방단(12)에서의 입사파와 반사파와의 위상차가 대략 제로가 된다. 이와 같이, 가동체(14)의 지지각도를 변화시킴으로써, 개방단(12)의 임피던스를 변화시켜 개방단(12)에서의 마이크로파의 입사파와 반사파와의 위상차를 변화시킬 수 있다. 이 위상차의 변화는, 본 유닛을 장착한 후술하는 마이크로파 장치에 대해서는, 마이크로파 공간내의 마이크로파의 정재파 분포를 변화시키는 것이다. 또, 후술하는 고주파 가열장치에서는, 입사파와 반사파와의 위상차를 이용함으로써 피가열물의 가열영역의 가변제어를 실현할 수 있다. 그리고, 이 위상차 가변제어를 이용함으로써, 피가열물의 고주파 가열에서 사용자가 희망하는 가열영역을 지정할 수 있다. 또, 가동체를 회전시키는 간단한 구성에 의해, 마이크로파 가열중에도 스파크를 발생하지 않고 재빨리 정재파 분포를 변화시킬 수 있어, 가열진행에 따른매우 세밀한 가열제어를 행할 수 있다.

다음에, 도 6에 대해서 설명한다. 도 6은 가동체(14)의 회전각도에 대한 마이크로파 검출수단(18)의 검출신호 특성예를 도시한다.

이 특성을 이용함으로써, 가동체(14)의 지지각도를 판정할 수 있다. 마이크로파 검출수단(18)에 가장 근접한 지지각도인 -45도는, 도파부(11)의 벽면과 가동체(14)가 만든 간극에 존재하는 마이크로파의 전계강도가 최대가 되어 도 6에 도시한 특성으로 되어 있다. 즉, 가동체(14)를 일회전시켰을 때에, 마이크로파 검출수단(18)이 검출한 신호는 가동체(14)의 지지각도가 -45도 근방에서 최대값이고, 반대로 지지각도를 판정할 수 있는 것으로도 된다.

또, 도파부 내의 마이크로파 신호에 따른 회전체(14)의 지지각도 판정은, 회전체(14)를 포함하는 임피던스 가변유닛 전체의 특성의 이형을 감시할 수 있어, 이상 유무의 판정처리를 할 수 있는 동시에, 별도 전용의 각도 검출수단을 불필요하게 할 수 있어, 비용상승 및 검출수단의 신뢰성 보증의 부가요인을 해소할 수 있다.

(제2 실시예)

다음에 도 7을 이용하여 본 발명의 임피던스 가변유닛의 제2 실시예를 설명한다. 제2 실시예가 제1 실시예와 다른 점은, 가동체가 도파부의 종단면과의 간격을 가변하여 가동하는 구성으로 되어 있다는 점이다.

도 7에서, 본 유닛은 도파부(38), 도파부(38)의 종단면(39), 도파부(38)의 개방단(40), 가동체(41), 가동체(41)를 종단면(38)에 대해 대략 평행하게 이동시키는 모터(42), 가동체(41)를 가동시키는 가동축(43), 마이크로파 검출수단(44) 및 임피던스 가변유닛의 장착용의 플랜지(45)로 구성되어 있다. 또, 가동축(43)은 모터(42)의 출력축과 기어를 통해 결합시키고 있다.

상기 구성에서, 가동체(41)를 비금속 재료로 구성한 경우, 가동체(41)를 구성하는 재료의 비유전율은 크게 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 도 3에 도시한 바와 같이 비유전율로서 100을 선택함으로써, 가동체(41)의 표면에서의 일차 반사가 가지는 마이크로파 에너지는 70% 이상으로 할 수 있다. 또, 이 경우, 도파부(38) 내의 마이크로파 전파로의 영향을 최소화시키기 위해, 가동축(43)은 비유전율이 4미만인 유전체 재료를 이용하는 것이 바람직하다.

또, 임피던스 가변유닛의 개방단의 개구는 형상을 작게 하여, 도파부 내에 유입하는 마이크로파의 에너지를 작게 한 경우에는, 가동체(41)를 금속재료로 구성할 수 있다. 이 경우, 도파부(38) 내를 전파하는 마이크로파에 대한 종단은 가동체(41)의 표면이 된다. 이와 같은 금속재료로 구성한 가동체(41)에 대해서도, 도파부(38)가 원래 가지는 종단면(39)의 존재에 의해, 도파부(38)는 개방단(40)을 제외하고 닫혀진 구조체로, 마이크로파의 리크 대책은 불필요하다.

이와 같은 가동체(41)와 도파부(38)의 종단면(39)과의 간격을 가변하여 가동시키는 구성은, 도파부(38)의 개방단(40)의 임피던스가 유도성 성분으로 한정되는 경우에, 간단하고 콤팩트한 구조를 채용할 수 있으므로, 특히 유효한 수단이다.

(제3 실시예)

다음에 도 8을 이용하여 본 발명의 임피던스 가변유닛의 제3 실시예에 대해서 설명한다. 제3 실시예가 제1 실시예와 다른 점은 개방단의 마이크로파 작용면적을 확대시킨 구성으로 한 점이다.

도 8A는 본 실시예의 임피던스 가변유닛의 단면 구성도, 도 8B는 개방단에서 보았을 때의 도파부 내의 전파모드를 도시한 도면이다.

도 8A에서, 본 유닛은 도파부(46), 도파부(46)의 개방단(47), 도파부(46)의 종단(48) 및 회전구동하는 가동체(49)로 구성되어 있다. 도파부(46)는, 그 개구의 장축치수(W2)를 실시예의 약 2배의 치수로 하여, 도파부(46) 내를 TE20 모드가 전파하는 구성으로 하고 있다. 즉, 도 8B에 도시한 바와 같이, 도파부의 개방단(47)에서 도파부(46) 내를 보았을 때, 도파부(46)내에는 50, 51에서 도시한 전기력선이 발생하게 된다.

이와 같이, 도파부의 개방단의 형상을 크게 함으로써, 본 발명의 임피던스 가변유닛이 작용할 수 있는 영역을 확대시킬 수 있다. 이 때문에, 후술하는 고주파 가열장치에 탑재할 때, 피가열물의 형상이나 양에 대해서 보다 폭넓은 형상이나 양에 대해서 가열분포를 가변시킬 수 있다.

또, 도파부 내에 전파시키는 모드로는, TEn0 모드(n은 양의 정수)가 실용상 가장 효과적이다. 즉, 이 모드를 이용하면 가동체의 판두께는 어느 모드에서도 동일하게 할 수 있는 동시에, 가동체의 회전지지각도에 따라 개방단에서의 임피던스가 소정의 값으로 가변하게 할 수 있다.

(제4 실시예)

다음에 도 9를 이용하여 본 발명의 임피던스 가변유닛의 제4 실시예를 설명한다. 제4 실시예가 상술한 제1 내지 제3 실시예와 다른 점은, 도파부 내에 다수의 회전 가동체를 설치한 구성으로 한 점이다.

도 9A, B는 두 회전 가동체를 구비한 임피던스 가변 유닛에서의 각 회전 가동체의 회전 제어예를 각각 도시한다. 도 9에서, 본 유닛은 도파부(52), 도파부(52)의 개방단(53), 도파부(52)의 종단(54) 및 동일 형상으로 이루어진 회전 구동하는 가동체(55, 56)로 구성되어 있다. 가동체(55, 56)에 사용하는 재료의 비유전율과 가동체의 판두께의 사양에 따라, 개방단으로부터의 거리(L3), 각 가동체간의 거리(L4) 및 종단(54)과의 거리(L5)가 각각 규정되어 있다. 그리고, 각 구동체(55, 56)의 각각 독립하여 회전제어할 수 있게 구성되어 있다.

예컨대, 가동체(55)와 개방단(53)과의 간격(L3)이 20mm, 각 가동체의 간격(L4)이 40mm, 가동체(56)와 종단면(54)과의 간격(L5)이 20mm, 개방단 형상은 폭치수 및 높이치수가 각각 80mm과 30mm, 그리고 각 가동체의 형상 및 사양은 제1 실시예와 동일하게 한 경우의 특성예를 이하에 설명한다. 도 9A에 도시한 바와 같인 가동체(56)만을 회전제어시킨 경우, 가동체(56)의 회전지지각도(θ)를 45도 또는 135도로 함으로써, 두 가동체를 구비한 임피던스 가변유닛(52)을 공진상태로 설정할 수 있다. 즉, 도 9A에 도시한 바와 같이, 가동체(56)만을 회전제어시켜 임피던스 가변유닛을 공진소자 또는 정합소자로 이용할 수 있다.

(제5 실시예)

다음에 본 발명의 임피던스 가변유닛을 이용한 마이크로파 장치에 대해서 설명한다.

도 10은 본 발명의 제5 실시예의 마이크로파 장치의 구성도이다. 도 10에서, 임피던스 가변유닛을 이용한 마이크로파 장치는 마이크로파 공간(100), 마이크로파 공간(100)에 급전하는 마이크로파를 전송하는 도파관(101), 임피던스 가변유닛(102), 도파관(101)에 고주파 발생수단인 마그네트론을 장착하는 결합구멍(103), 도파부(104) 및 가동체(105)를 구비하고 있다.

마이크로파 장치로의 임피던스 가변유닛 탑재의 효용을 명확하게 하기 위해, 실시한 평가내용을 이하에 나타낸다.

마이크로파 공간(100)은, 폭치수(W), 안길이 치수(D) 및 높이 치수(H)를 각각 190mm, 158mm 및 100mm으로 했다. 이에 따라 마이크로파 공간(100)은 임피던스 가변유닛(102)을 장착하지 않은 상태에서, 마이크로파의 주파수가 2450MHz대에서, 이 마이크로파 공간(100) 내에 생성되는 전자장 분포는 폭방향, 안길이 방향 및 높이방향으로 각각 발생하는 정재파의 산의 수가 2, 2, 0(이 정재파의 표기를 <220>으로 하고, 이러한 표기방법을 이하에 적용한다)으로 했다. 또, 임피던스 가변유닛(102)은 도파부(104)의 개방단 형상을 15mm(도 10에서 H1)×80mm, 가동체(105)는 비유전율 12.3, 판구조가 13mm×78mm, 판두께가 6.2mm로 하고, 도파부(104)내로의 배설위치를 도 10에서 L6=13mm, L7=16.5mm로 했다.

상기 구성의 마이크로파 장치의 전자장 분포를 컴퓨터를 이용하여 해석한 결과를 도 11에 나타낸다. 도 11A, B를 각각 가동체(105)를 도파부(104)의 종단면에 수직(θ=90도)과 평행(θ=0도)으로 한 경우의 특성예이다. 도 11B의 특성으로부터 가동체(105)를 θ=0으로 한 경우는, 임피던스 가변유닛(102)의 개방단의 임피던스가 거의 제로가 되어 금속벽면과 같은 작용을 하고, 전자장 분포는 초기와 같은 <220>이다. 한편, 도 11A에 도시한 바와 같이 가동체(105)를 θ=90도로 하여 임피던스 가변유닛(102)의 개방단의 임피던스를 매우 큰 값으로 하면, 전자장 분포는 크게 변화한다. 또, 특히 특징적인 것은 개방단의 임피던스를 매우 큰 값으로 함으로써 공간 중앙의 전계강도가 강해진다는 것이다.

즉, 본 발명의 임피던스 가변유닛을 마이크로파 공간에 탑재한 경우, 공간내의 마이크로파와 작용하는 임피던스 가변유닛의 개방단의 임피던스를 변화시킴으로써, 마이크로파 공간내의 정재파 분포를 가변할 수 있다는 것이 확인되었다. 또, 이와 같은 마이크로파 장치를 응용한 후술하는 고주파 가열장치는, 피가열물의 가열영역을 가변시킬 수 있다.

(제6 실시예)

다음에 마이크로파 장치의 다른 실시예를 설명한다.

도 12는 본 발명의 제6 실시예를 도시한 마이크로파 장치의 단면 구성도이다. 도 12에서, 우측벽면(106), 좌측벽면(107), 바닥부 벽면(108), 안쪽 벽면(109) 및 상부 벽면(110)은ㄴ 마이크로파 공간(111)을 형성하는 금속벽면이다.

우측벽면(106)에는 급전구(112)가 설치되고, 급전구(112)에는 마이크로파를 전송하는 도파관(113)이 접속되어 있다. 결합구멍(114)은 도파관(113)의 한단에 설치되고, 이 결합구멍(114)에 고주파 발생수단(도시하지 않음)의 출력 안테나가 삽입 장착된다.

한편, 우측벽면(106)에 대향하는 좌측벽면(107) 및 안쪽벽면(109)에는 각각의 벽면의 대략 중앙부를 통해 각각 대략 구형의 구멍형상으로 이루어진 열린 구멍부(115, 116)가 형성되어 있다. 또, 열린 구멍부(115, 116)의 마이크로파 공간(111)의 외측에는 각각 서술해 왔던 기능을 가지는 임피던스 가변유닛(117, 118)이 접속되어 있다. 열린 구멍부(115, 116)는 서로 배설방향을 다르게 하는데, 열린 구멍부(115)는 수평방향으로, 열린 구멍부(116)는 수직방향으로 형성된다.

이와 같이 다수의 벽면에 배설방향이 다른 열린 구멍부를 배설함으로써, 어떤 열린 구멍부가 그 고주파 전류를 분단하는 것을 가능하게 하고 있다. 상기 고주파 전류는 마이크로파 공간(111)내에 발생하는 여러가지 정재파에 대응하여 장치 벽면을 흐르는 것이다. 그리고, 다수의 열린 구멍부의 임피던스가 가변 제어됨으로써, 다수의 벽면으로부터 반사하는 마이크로파의 흐름을 변환하여 마이크로파 장치내에 여러 정재파 분포가 형성되게 된다. 이것을 이용한 후술하는 고주파 가열장치는, 정재파 분포를 가변제어함으로써, 피가열물을 보다 효과적으로 균일하게 가열시킬 수 있다.

또, 도 12에 도시한 바와 같이 마이크로파 작용면인 임피던스 가변유닛의 개방단(즉, 열린 구멍부)과 임피던스 가변유닛의 종단면이 이루는 각을 대략 90도의 관계로 형성함으로써, 임피던스 가변유닛은 마이크로파 공간의 벽면에 편평하게 장착할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 임피던스 가변유닛은 마이크로파 공간벽면에 장착하는 경우, 장착에 필요로 하는 공간을 작게할 수 있다.

(제7 실시예)

다음에 본 발명의 임피던스 가변유닛을 이용한 고주파 가열장치에 대해서 이하에 설명한다.

도 13은 본 발명의 제7 실시예의 고주파 가열장치의 외관도, 도 14는 도 13의 주요부 단면 구성도를 나타낸다.

도 13 및 도 14에서, 마이크로파 공간(200)은 금속재료로 구성된 우측 벽면(201), 좌측 벽면(202), 안쪽 벽면(203), 상부 벽면(204), 바닥부 벽면(205) 및 피가열물이 마이크로파 공간(200)내에 출입하는 개폐 벽면인 전면개폐벽면(206)에 의해 대략 직사각체 형상으로 구성되며, 급전된 마이크로파를 그 내부에 실질적으로 저장하도록 구성된다. 마그네트론(207)은 마이크로파 공간(200)에 급전하는 마이크로파를 발생하는 고주파 발생수단이다. 도파관(208)은 마그네트론(207)이 발생한 마이크로파를 마이크로파 공간(200)으로 유입하고 있다. 급전구(209)는 마이크로파 공간(200)과 도파관(208)을 마이크로파적으로 결합하는 동시에 마그네트론(207)이 발생한 마이크로파를 마이크로파 공간(200) 내에 방사하고 있다.

열린 구멍부(210)는 좌측 벽면(202)에 대략 구형의 구멍형상을 하고 있다. 임피던스 가변유닛(211)은 열린 구멍부(210)와 공간적으로 연속하여 형성되어 있다. 임피던스 가변유닛(211)은 마이크로파 공간(200)의 외측에 설치되어, 열린 구멍부(210)를 덮어 배설한 금속재료로 이루어진 홈판(212)과 좌측벽면(202)으로 형성된 도파부(213)의 내부에 가동체인 유전체판(214)을 설치한 구성으로 하고 있다. 도파부(213)는 소정의 도파부 깊이치수(L8)(도시하지 않음)를 가지는 동시에 열린 구멍부(210)의 열린 구멍 치수(H2)와 거의 같은 홈높이 치수(L9)를 가지는 형상으로 구성되어 있다. 도파부(213)의 종단은 홈판(212)에 의해 마이크로파를 실질적으로 닫는 구성으로 하고 있다. 임피던스 가변유닛(211)을 구성하는 유전체판(214)은 회전구동되는 구성으로 하여, 회전구동수단(도시하지 않음)을 구비하고 있다.

또, 조작부(215)는 장치 본체 전면에 설치되어 있고, 조작부(215) 내에는 피가열물의 가열영역을 선택하는 가열영역 선택 입력부(216)와 피가열물로의 마이크로파의 흐름을 표시하는 표시수단(217)이 배설되어 있다. 이들에 대한 상세한 설명은 후술한다.

인버터 구동전원부(218)는 마그네트론(207)을 구동한다. 제어수단(219)은 장치전체의 동작을 제어한다. 마이크로파 검출수단(220)은, 도파부(213) 내의 마이크로파와 결합하여 얻어진 신호를 제어수단(219)에 입력한다. 적외선 온도검출수단(221)은 상부 벽면(204)에 설치한 구멍(222)을 통해 피가열물의 표면온도를 검출하고, 검출한 신호를 제어수단(219)에 입력한다. 제어수단(219)은 조작부(215)로부터 입력된 가열정보, 마이크로파 검출수단(220) 및 적외선 온도검출수단(221)으로부터의 신호를 따라, 인버터 구동전원부(218)의 동작 및 유전체판(214)을 회전구동시키는 회전구동수단의 동작을 제어한다. 그 결과로서, 고주파 가열장치는 마이크로파 공간(200) 내에 수납된 피가열물을 최적조건에서 마이크로파 가열할 수 있다.

또, 재치대(223)는 피가열물을 재치한다. 투시창(224)은 전면개폐벽면(206)의 대략 중앙부에 배설되어 마이크로파 공간(200)내를 투시할 수 있는 펜칭구멍을 가지고 있다. 도어 래치 스위치(225)는 전면개폐벽면(206)의 닫힌 상태를 판별한다.

도 15는 도 13의 조작부의 확대 구성도, 도 16A에서 도 16D는 도 15의 주요부의 제어내용을 따른 표시예를 나타낸다. 상기 각 도면에 의해, 본 발명에 관한 특징적인 구성에 대해 설명한다. 조작부(215)에는 피가열물을 가열조리할 때에 사용자가 선택 입력하는 다양한 입력 아이템을 배치하고 있다. 이들은 피가열물의 가열방법 메뉴에 관한 선택입력 아이템으로, 「해동」키(226), 재가열용의 「가열」키(227) 및 「보온」키(228)로 이루어져 있다. 이들의 입력키는 피가열물의 유전가열을 자동제어하는 것으로, 각 입력정보를 따라 제어수단(219)은 임피던스 가변유닛을 미리 결정한 제어내용을 따라 제어한다.

한편, 피가열물의 유전가열을 사용자의 의도에 따라 실행하는 입력키로서, 조작부(215)내에는 피가열물의 가열영역을 선택하는 가열영역 선택 입력부(216)와 피가열물로의 마이크로파의 흐름을 표시하는 표시수단(217)을 배설하고 있다. 가열영역 선택입력부(216)는 피가열물에 대해 장치 앞면에서 보았을 때에, 피가열물의 좌측을 가열영역으로 하는 가열 아이템을 「좌」키(229), 중앙을 가열영역으로 하는 가열 아이템을 「중앙」키(230), 우측을 가열영역으로 하는 가열 아이템을 「우」키(231) 및 피가열물 전체를 가열하는 가열 아이템을 「전체」키(232)로 이루어져 있다. 또, 표시수단(217)은 표시수단의 중앙에 피가열물의 무늬(233)를 배치하는 동시에 피가열물에 대해 마이크로파가 전파되는 양태를 화살표로 나타내고 있다. 즉, 좌우 및 윗쪽에서 마이크로파가 전파되는 양태를 화살표(234∼236)로 표시할 수 있게 되어 있다. 도 13 내지 도 15에 도시한 표시수단은 가열 아이템으로서「중앙」이 선택입력된 경우를 나타내고, 마이크로파의 전파을 나타내는 화살표는 윗방향(236)이 표시되어 있는 것을 나타낸 것이다. 또, 좌우의 파선으로 도시한 화살표(234, 235)는 표시내용을 설명하기 위해 도시한 것으로, 실제 사용환경에서는 도 16에 도시한 바와 같이 표시되지 않는다. 또, 표시수단(217)의 중앙에 표시시킨 피가열물의 무늬(233a∼233d)는 도 16에 도시한 바와 같이 각 가열 아이템에 대응하여 그 내용을 변경시켜, 사용자가 원하는 가열 모드를 시각적으로 확인할 수 있게 편리성을 높이고 있다.

즉, 도 16A는 무늬(233a)가 커피와 햄버거를 가열하는 것을 나타내고, 커피를 햄버거에 비해 보다 강하게 가열시키는 것을 나타내고 있다. 도 16B는 무늬(233b)가 편평하고 작은 용기에 담아진 음식재료를 가열하는 것을 표시하고, 그 음식재료의 공간영역에 마이크로파를 집중시키는 것을 나타내고 있다. 도 16C는 무늬(233c)가 혼재 음식재료를 가열하는 것을 표시하고, 예컨대 오른쪽의 햄버거를 왼쪽의 야채에 비해 보다 강하게 가열시키는 것을 나타내고 있다. 또, 도 16D는 무늬(233d)가 양이 많은 피가열물을 가열하는 것을 표시하고, 마이크로파를 전체적으로 분산시켜 가열하는 것을 의미하고 있다. 또, 상술한 무늬에 대해서는, 형상선택 키(237)를 누름으로써 다른 무늬를 표시시킬 수 있다.

또, 개개의 가열 아이템에 대해, 유전체판(214)의 회전지지각도의 구체적인 규정 내용은 다음과 같다. 즉, 「좌」는 지지각도가 0도, 「중앙」은 지지각도가 45도, 「우」는 지지각도가 90도 및 「전체」는 소정 속도에서의 연속 회전으로 하고 있다.

그리고, 마이크로파 공간 내의 마이크로파의 흐름을 표시한 것에 의해, 사용자는 선택한 가열 아이템의 내용을 용이하게 확인할 수 있는 동시에, 가열 후의 가열상태와 선택한 가열 아이템과의 정합성을 인식할 수 있으므로, 사용감이 좋은 고주파 가열장치로 할 수 있다.

다음에 상기 구성으로 이루어진 고주파 가열장치의 조작순서와 제어내용에 대해 도 17을 이용하여 설명한다. 피가열물을 마이크로파 공간 내에 수납한 후, 사용자는 그 피가열물을 가열하기 위한 가열영역을 결정하여 상술한 가열 아이템의 하나를 선택한다(S101). 다음에 가열시간을 입력(도 15의 238∼240으로 지정한다)한 후, 도 15에 도시한 「스타트」키(241)를 누름(S102)으로써 피가열물의 유전가열이 개시된다. 또, 키입력 판정(S103)은 「스타트」키(241)가 눌러진 것을 확인하는 것으로, 「스타트」키(241)에 앞서 「취소」키(242)가 눌러지면(S101) 복귀한다.

제어수단(219)은 조작부(215)로부터의 입력정보를 따라, 유전체판(214)의 회전구동수단인 스텝핑 모터를 동작시켜 유전체판(214)을 원하는 지지각도로 세트하거나 연속 회전시키거나 한다. 유전체판(214)을 원하는 지지각도로 세트하는 경우는, 유전체판(214)을 스텝 회전시켜 마이크로파 검출수단(220)의 신호가 최대값이 되는 지지각도 -45도(315도)의 위치를 검지한 후, 원하는 지지각도로 유전체판은 세트된다(S104). 다음에, 인버터 구동전원(218)이 그 동작을 개시시켜 마그네트론(207)으로부터 마이크로파를 발생시킨다(S105).

가열중의 가열정보저장(S106)에서 피가열물의 가열상태를 감시하여, 가열종료판정(S107)이 「Yes」가 되면 가열종료로 판정한다. 그리고, 인버터 구동 전원부(218)가 동작을 정지하여, 마그네트론(207)이 오프된다(S108). 그 후, 유전체판(214)을 회전구동제어하는 스텝핑 모터의 통전을 정지시켜 피가열물의 마이크로파 가열을 완료한다(S109).

S106부터 S107의 가열상태의 감시와 그에 따른 종료판정의 내용은, 조작부(215)로부터 입력된 가열시간의 정보나 마이크로파 검출수단(220)의 검출신호 또는 적외선 온도검출수단(221)의 검출신호를 따라 시시각각의 정보를 종료판정기준과 조합 또는 비교하여 실행시킬 수 있다.

또, 가열정보는 상기의 정보에 한정되지 않고, 예컨대 피가열물이 발생하는 가스나 수증기를 검출하는 센서 정보에 기초해도 상관없다.

다음에 이와 같은 고주파 가열장치의 구체 실시형태에 의한 가열분포의 측정예에 대해서 설명한다. 마이크로파 공간(200)은, 폭 310mm, 안쪽 길이 310mm, 높이 215mm, 주된 여진모드는 <332>로 했다. 또, 가열부하로서 積水樹脂(株)제의 접착 합성 페이스트는 그 온도가 0도에서 45도의 범위에서 무색이고, 온도가 45도 이상이 되면 백탁하는 것이다.

도 18은, 상기 어드헤어 합성 페이스트 200g을 이용한 가열분포를 나타낸다. 어드헤어 합성 페이스트를 넣은 용기의 바닥면적은 100평방mm이다.

마이크로파 출력은 500W으로 하여, 40초간 가열후의 가열분포를 나타내고, 도 18에서 흰 영역이 가열된 영역이다. 유전체판(214)의 지지각도를 가변함으로써 흰 영역 즉, 가열영역을 변화시킬 수 있다. 상술한 조작부(215)에 배설한 가열영역선택용의 가열 아이템에 대해 유전체판(214)의 회전지지각도는 각각 0도가 「좌」키(229), 45도가「중앙」키(230), 그리고 90도가 「우」키(231)에 대응하게 된다.

이와 같이 마이크로파 공간 내의 중앙부를 가열영역으로 한 「중앙」가열 아이템과 주변부를 가열영역으로 한 「좌」,「우」가열 아이템을 구비함으로써, 다양한 형상 또는 담는 피가열물의 중앙부 및 주변부를 가열영역에 자유롭게 지정할 수 있어, 피가열물에 따른 최적 또는 사용자가 선호하는 가열을 실행할 수 있는 고주파 가열장치를 제공할 수 있다.

또, 주지한 바와 같이 접착 합성 페이스트는 물에 비해 유전손실이 크고, 침수 깊이가 작다. 「중앙」가열 아이템은 도 18에 도시한 접착 페이스트 부하의 경우, 중앙부의 가열이 불충분한 도시된 데이터로 되어 있는데, 통상의 음식재료에서는 「중앙」가열 아이템을 이용하여 중앙가열을 실현할 수 있다.

다음에 제어수단(219)의 보다 구체적인 제어내용을 도 19에서 도 22를 이용하여 설명한다.

도 19는, 「전체」가열 아이템의 제어예로, 제어수단(219)은 마그네트론(207)의 마이크로파 출력과 임피던스 가변유닛의 유전체판(214)의 회전속도를 제어한다. 즉, 제어수단(219)은 마이크로파 공간 전체에 마이크로파를 분산시키는 것을 목적으로 하여 유전체판(214)의 회전속도와 마이크로파 출력을 연동시켜 제어한다. 마이크로파 출력이 큰 경우는, 유전체판(214)을 매분 100회전으로 하고, 마이크로파 출력이 작은 때에는 매분 10회전으로 하고 있다. 이들의 절환 타이밍은 피가열물에서 얻어진 가열정보 또는 마이크로파 검출수단의 신호에 따라 절환제어한다.

도 20은 「해동」메뉴의 조리 제어예로, 제어수단(219)은 유전체판(214)은 매분 100회전 일정하게 하여 마이크로파 공간내에서 정재파 분포를 항상 크게 변화시켜, 국소 가열을 방지한다. 한편, 마이크로파 출력은 처음은 크고 후반은 작게 하고 있다.

도 21은, 사용자의 의도에 따른 가열 제어예를 나타내고, 제어수단(219)은 입력된 선택가열영역에 대응하는 각도로 유전체판(214)을 규정한다. 또, 이 각도 규정에 대해서는 규정된 지지각도를 중심으로 하여 지지각도를 전후로 진동시킴으로써 피가열물의 재치장소에 여유도를 가지게 하여 사용감을 보다 높일 수 있다.

도 22는 「중앙」가열 아이템에서의 피가열물의 가열에 따른 온도정보에 따른 자동가열의 제어예를 나타내고, 피가열물의 온도가 소정온도에 이르면 마이크로파 출력을 저하시키는 동시에 유전체판(214)을 매분 10회전하여 가열의 최종 마무리를 하고 있다.

(제8 실시예)

다음에 본 발명의 제8 실시예의 고주파 가열장치에 대해서 설명한다. 제8 실시예가 제7 실시예와 기본적으로 다른 점은, 마이크로파 공간에 수납하는 피가열물을 회전이동시키는 수단을 부가한 점이다.

도 23은 본 발명의 제8 실시예의 고주파 가열장치의 외관도, 도 24는 도 23의 주요부 단면 구성도, 도 25는 도 23의 조작부의 확대도, 도 26은 도 23의 제어내용을 도시한 플로우 챠트이다.

도면에서, 제7 실시예와 동일 부재 또는 동일 기능의 것은 동일번호로 나타내고, 설명을 생략한다.

도 23 및 도 24에서, 재치대(243)는 피가열물을 재치한다. 지지대(244)는 재치대(243)를 지지하고 있다. 재치대 구동수단(245)인 모터는 지지대(244)를 통해 재치대(243)를 회전구동한다. 중량검출수단(246)은 지지대(244)를 통해 재치대(243)에 재치된 피가열물의 중량을 검출하여, 검출신호를 제어수단(247)에 입력한다. 평면형상으로 구성한 히터(248, 249)는 마이크로파 장치(250)의 상부 벽면(204)과 바닥벽면(205)에 각각 접합 조립되어 있다. 가열정보는 조작부(251)로부터 입력된다. 가스 검출수단(252)은 피가열물로부터 발생하는 수증기량을 검출한다. 또, 급전구(209) 및 열린 구멍부(210)는 내열성 무기재료의 판(253, 254)으로 각각 덮인 구성으로 하고 있다.

도 25에 도시한 조작부(251)가 제7 실시예와 다른 구성은, 표시부(255)에 피가열물의 아래쪽으로부터의 마이크로파의 흐름(256)이 부가된 것, 재치대(243)의 회전을 수동제어하는 조작키(257)를 설치한 것 및 오븐가열 입력키(258)가 부가된 것이다.

다음에, 상기 구성으로 이루어진 고주파 가열장치의 조작순서와 제어내용에 대해서 도 26을 이용하여 설명한다. 피가열물을 마이크로파 공간내에 수납한 후, 사용자는 그 피가열물을 가열하기 위한 가열 영역을 정하여 상술한 가열 아이템의 하나를 선택한다(S201). 다음에 가열시간을 입력(도 25의 238∼240에서 지정한다)한 후, 도 25에 도시한 「스타트」키(241)를 누름(S202)으로써 피가열물의 유전가열이 개시된다. 또, 키입력 판정(S203)은 「스타트」키(241)가 눌러진 것을 확인하는 것으로, 「스타트」키(241)에 앞서 「취소」키(242)가 눌러지면 (S201)로 되돌아간다.

제어수단(247)은 가열개시 직후에 중량검출수단(246)의 검출신호를 저장한다(S204). 그 후, 조작부(251)로부터 입력된 가열정보와 중량신호에 따라 유전체판(214)의 회전구동수단인 스텝핑 모터를 동작시켜 유전체판(214)을 원하는 지지각도로 세트하거나 연속회전시키거나 한다. 유전체판(214)을 원하는 지지각도로 세트하는 경우는, 유전체판(214)을 스텝 회전시켜 마이크로파 검출수단(220)의 신호가 최대값이 되는 지지각도 -45도(315도)의 위치를 검지한 후, 원하는 지지각도에 유전체판이 세트된다(S205). 그 후, 제어수단(247)은 재치대 구동수단(245)에 제어신호를 보내어 재치대 구동수단의 동작을 제어한 후(S206), 인버터 구동전원(218)의 동작을 개시시켜 마그네트론(207)으로부터 마이크로파를 발생시킨다(S207).

가열중은 피가열물의 가열상태를 감시하고(S208), 가열종료판정(S209)이 「Yes」가 되면 가열종료라고 판정하여 인버터 구동 전원부(218)는 동작을 정지하고, 마그네트론(207)을 오프로 한다(S210). 그 후, 재치대 구동수단은 제어를 정지하고, 재치대를 정지시킨다(S211). 유전체판(214)을 회전구동 제어하는 스텝핑 모터는 그 통전을 정지하여 피가열물의 마이크로파 가열을 완료한다(S212).

(S208)에서 (S209)의 가열상태의 감시와 그에 따른 종료판정의 내용은, 조작부(251)로부터 입력된 가열시간의 정보나 마이크로파 검출수단(220)의 검출신호 또는 가스검출수단(252)의 검출신호에 따라, 시시각각의 정보를 종료판정기준과 조합 또는 비교하여 실행시키고 있다.

또, 가열정보는 상기의 정보에 한정되는 것이 아니라, 예컨대 제7 실시예에서 설명한 피가열물의 온도정보에 기초해도 상관없다.

다음에 이와 같은 피가열물을 회전이동시키는 기능을 가진 고주파 가열장치의 구체 실시형태에 의한 가열 분포예에 대해서 설명한다. 마이크로파 공간(250)은, 폭 300mm, 안쪽길이 320mm, 높이 215mm, 여진 모드는 <332>와 <412>로 했다. 그리고, 여진모드 <332>에 대응한 금속 벽면상에 유도된 고주파 전류의 흐름을 분단하도록 열린 구멍부(210)를 배설하고 있다. 또, 재치대(243)의 마이크로파 장치(250)의 바닥벽면으로부터의 높이는 약 27mm로 했다. 또, 가열부하로서 상술한 어드헤더 합성 페이스트를 이용했다.

도 27은 상기 접착 합성 페이스트 200g을 이용한 가열분포를 나타낸다. 어드헤어 합성 페이스트를 넣은 용기의 바닥면적은 100평방 mm이다.

도면에서, 마이크로파 출력은 500W로 하여, 60초간 가열후의 가열분포를 나타내고, 흰 영역이 가열된 영역이다. 가열 아이템은 「전체」키(232)를 선택하고, 유전체판(214)의 회전속도는 매분 15회전으로 했다. 도 27(a)의 가열분포는 재치대(243)를 정지한 경우, 도 27(b)의 가열분포는 재치대(243)를 매분 6회전시킨 경우를 나타낸다.

제8 실시예의 구체적 실시형태의 마이크로파 공간(250)은 상기의 구성에 의해, 열린 구멍부(210)의 임피던스를 크게 하면 여진 모드 <332>가 붕괴되고, 여진모드 <412>가 강해진다. 이 여진모드<412>는 마이크로파 공간(250)의 재치대의 중앙부에 마이크로파를 집중하는 여진모드이다.

유전체판(214)만을 연속 회전시킴으로써, 마이크로파 공간(250) 내에는 <332>, <332>의 붕괴, <412>, <412>의 붕괴 및 여진모드 전체 붕괴의 각각을 형성시킬 수 있다. 이에 따라, 도 27(a)에 도시한 바와 같은 가열분포를 발생시킬 수 있다. 한편, 유전체판(214)의 연속 회전에 재치대(243)의 회전을 중첩시키면, 도 27(b)에 도시한 바와 같이 피가열물의 주변부 전역을 가열할 수 있다.

이와 같이 유전체판(214)을 소정 각도로 지지하거나 연속 회전시키는 것과 재치대의 회전정지 또는 연속회전을 여러가지로 조합시킴으로써 피가열물을 동심 형상으로 가열하거나, 주변부만을 가열하거나, 또는 피가열물 전체의 가열의 균일화를 촉진시킬 수 있다. 그 결과, 편리성을 대폭 높인 고주파 가열장치를 제공할 수 있다.

또, 재치대 구동수단을 가진 고주파 가열장치에서, 재치대의 회전을 정지하여 유전체판(214)만을 연속 회전시키는 제어방법을 이용하면, 피가열물의 중앙부를 주변부와 마찬가지로 강하게 가열시킬 수 있다. 따라서, 마이크로파의 침투 깊이가 작은 음식재료, 예컨대 햄버거나 스튜, 찜 음식 등의 가열조리에 유효하다.

한편, 재치대(243)의 회전을 중첩시키는 제어방법에 대해서, 보다 효과적인 제어방법을 이하에 설명한다. 도 28은, 유전체판(214)의 회전속도를 파라미터로 하여, 초기온도 7±2℃의 물 200cc를 마이크로파 출력 500W에서 1분 30초간 가열한 후의 물 200cc의 상하방향의 온도차를 나타낸 것이다. 물 200cc를 넣은 용기는 머그컵 상당의 직경 72mm의 원통 용기를 이용했다.

도 28의 특성으로부터, 유전체판(214)의 회전속도를 빠르게 하면 가열의 균일화를 촉진할 수 있다는 것이 확인되었다. 이와 같이, 유전체판(214)을 고속회전시키는 제어방법은, 마이크로파 공간 내의 상하방향의 마이크로파의 분산을 촉진시킬 수 있고, 저면적에 대해 부피가 큰 가열물의 가열의 균일화에 유효하다. 즉, 상기 특성을 가진 고주파 가열장치는 우유 데우기, 술자리, 커피 데우기 등에 즈음하여 최적으로 가열시킬 수 있다.

이상으로 설명한 바와 같이 본 발명의 임피던스 가변유닛은, 마이크로파 전송로 또는 마이크로파 공진기 등의 마이크로파 회로에서 마이크로파 전파의 경계를 형성하는 벽면에 설치한 열린 구멍을 통해 주회로의 마이크로파에 작용하여 그 마이크로파의 전파특성을 가변제어하는 간단한 구조이고 또 높은 제어성을 가진 임피던스 가변유닛이다. 그리고, 주회로에 본 발명의 임피던스 가변유닛을 병설하는 구성에 의해, 그것을 사용한 장치의 조립성과 탑재성의 자유도를 가지게 할 수 있다. 또, 가열 조리용의 장치로서 본 발명의 임피던스 가변유닛을 사용한 경우, 피가열물을 전체 가열하거나, 영역 선택 가열하는 등의 선택의 자유도가 얻어져, 폭 넓은 조리가 가능하게 된다.

Claims (35)

1. 한단을 마이크로파를 유입하도록 개방하고, 다른 단을 마이크로파를 반사시키도록 종단한 금속부재의 도파부와, 상기 도파부 내의 종단면과의 간격을 규정한 회전축을 중심으로 회전하는 구성으로 한 비금속 부재의 가동체와, 상기 가동체를 구동하는 가동체 구동수단을 구비하고, 상기 가동체의 지지각도를 구동제어하여 상기 도파부의 개방단에서의 마이크로파의 입사파와 반사파의 위상차를 변화시킴으로써 상기 개방단의 임피던스를 가변하는 임피던스 가변유닛.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 가동체는, 상기 도파부의 종단면과의 간격을 가변하여 구동하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 임피던스 가변유닛.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,

   상기 도파부의 개방단에서의 전압반사계수의 위상값은 ±180도의 값을 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 임피던스 가변유닛.
7. 제1항에 있어서,

   상기 도파부의 개방단에서의 전압반사계수의 위상값은 0도의 값을 포함하도록 구성한 것을 특징으로 하는 임피던스 가변유닛.
8. 제1항에 있어서,

   상기 도파부의 개방단에서의 전압반사계수의 위상값의 가변범위의 대략 중앙값을 ±180도의 값으로 한 것을 특징으로 하는 임피던스 가변유닛.
9. 제1항에 있어서,

   상기 가동체의 위치를 검출하는 위치검출수단을 가지는 것을 특징으로 하는 임피던스 가변유닛.
10. 제1항에 있어서,

    상기 도파부 내의 전자장 강도를 검출하는 마이크로파 검출수단을 가지는 것을 특징으로 하는 임피던스 가변유닛.
11. 제10항에 있어서,

    상기 마이크로파 검출수단의 신호에 따라, 가동체의 회전각 또는 위치를 판정하는 것을 특징으로 하는 임피던스 가변유닛.
12. 제1항에 있어서,

    상기 가동체 구동수단은 상기 가동체를 구동하는 스텝핑 모터를 구비한 것을 특징으로 하는 임피던스 가변유닛.
13. 제1항에 있어서,

    상기 도파부의 종단면과 개방단면과는 각각의 면으로 만든 각도가 대략 90도의 관계로 구성된 것을 특징으로 하는 임피던스 가변유닛.
14. 제1항에 있어서,

    회전구동하는 상기 가동체가 도파부 내에 다수 배설되고, 그 각각은 독립되어 회전제어되도록 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 임피던스 가변유닛.
15. a) 급전된 마이크로파를 실질적으로 저장하는 마이크로파 공간과,

    b) 상기 마이크로파 공간을 형성하는 경계벽면의 상기 마이크로파를 급전하는 위치와는 다른 위치에 설치된 열린 구멍부와,

    c) 한단을 마이크로파를 유입하도록 개방하고, 다른 단을 마이크로파를 반사시키도록 종단한 금속부재의 도파부와, 상기 도파부 내의 종단면과의 간격을 규정한 회전축을 중심으로 회전하는 구성으로 한 비금속 부재의 가동체와, 상기 가동체를 구동하는 가동체 구동수단을 구비하고, 상기 가동체의 지지각도를 구동제어하여 상기 도파부의 개방단에서의 마이크로파의 입사파와 반사파의 위상차를 변화시킴으로써 상기 열린 구멍부의 임피던스를 가변하는 임피던스 가변유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 마이크로파 장치.
16. 삭제
17. 제15항에 있어서,

    상기 열린 구멍부는, 급전된 마이크로파에 의해 마이크로파 장치를 형성하는 금속 벽면에 발생하는 고주파 전류의 흐름을 분단하도록 배설된 것을 특징으로 하는 마이크로파 장치.
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20. A :

    a) 피가열물을 수납하는 동시에 급전된 마이크로파를 실질적으로 저장하는 마이크로파 공간과,

    b) 상기 마이크로파 공간을 형성하는 경계벽면의 상기 마이크로파를 급전하는 위치와는 다른 위치에 설치된 열린 구멍부와,

    c) 한단을 마이크로파를 유입하도록 개방하고, 다른 단을 마이크로파를 반사시키도록 종단한 금속부재의 도파부와, 상기 도파부 내의 종단면과의 간격을 규정한 회전축을 중심으로 회전하는 구성으로 한 비금속 부재의 가동체와, 상기 가동체를 구동하는 가동체 구동수단과,

    d) 상기 가동체의 지지각도를 가동제어하여 상기 도파부의 개방단에서의 마이크로파의 입사파와 반사파의 위상차를 변화시킴으로써 상기 열린 구멍부의 임피던스를 가변하는 임피던스 유닛과,

    B) 고주파 발생수단과, 상기 고주파 발생수단이 발생한 마이크로파를 상기 마이크로파 공간에 급전하는 급전부와,

    C) 상기 피가열물의 가열정보에 따라 상기 임피던스 가변유닛과 상기 고주파 발생수단을 제어하여 상기 피가열물을 유전가열하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
21. 제20항에 있어서,

    상기 피가열물을 재치하는 재치대와, 상기 재치대를 회전구동하는 재치대 구동수단을 구비한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
22. 제20항 또는 제21항에 있어서,

    상기 마이크로파 공간은 대략 직육면체인 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
23. 제20항 또는 제21항에 있어서,

    상기 열린 구멍부는, 급전된 마이크로파에 의해 마이크로파 공간을 형성하는 금속벽면에 발생한 고주파 전류의 흐름을 분단하도록 배설된 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
24. 제20항 또는 제21항에 있어서,

    상기 열린 구멍부가 다수 배설되고, 각각의 열린 구멍부의 장축의 배설방향이 각각 다른 방향으로 배설된 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
25. 제22항에 있어서,

    상기 열린 구멍부가 다수 배설되고, 각각의 열린 구멍부의 장축의 배설방향이 각각 다른 방향으로 배설된 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
26. 제23항에 있어서,

    상기 열린 구멍부가 다수 배설되고, 각각의 열린 구멍부의 장축의 배설방향이 각각 다른 방향으로 배설된 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
27. 제21항에 있어서,

    상기 제어수단은 피가열물의 가열정보에 따라 재치대 구동수단을 정지시킨 상태에서 임피던스 가변유닛을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
28. 제20항 또는 제21항에 있어서,

    상기 제어수단은 피가열물의 가열정보에 따라 상기 가동체의 위치, 상기 임피던스 가변유닛의 임피던스 가변속도를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
29. 제20항 또는 제21항에 있어서,

    상기 가열정보는 사용자가 선택입력한 정보인 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
30. 제29항에 있어서,

    상기 선택입력한 정보는 해동, 재가열, 오븐조리, 보온 중 어느 하나로 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
31. 제28항에 있어서,

    상기 가열정보는 피가열물의 가열중에 고주파 가열장치 또는 피가열물로부터 얻어진 물리정보로 한 것을 특징으로 한 고주파 가열장치.
32. 제20항 또는 제21항에 있어서,

    상기 가열정보는 피가열물을 가열중에 고주파 가열장치 또는 피가열물로부터 얻어진 물리정보인 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
33. 제32항에 있어서,

    상기 물리정보는 마이크로파 공간 또는 임피던스 가변유닛 내의 전자장 강도신호인 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
34. 제29항에 있어서,

    상기 선택입력한 정보는 마이크로파 공간내에서의 가열영역을 지정하는 내용으로 한 것을 특징으로 하는 고주파 가열장치.
35. 제1항에 있어서,

    상기 도파부는 도파부 내의 전파모드를 TEnO(n은 양의 정수)로 한 것을 특징으로 하는 임피던스 가변유닛.