KR100727480B1

KR100727480B1 - 컨벡션 오븐

Info

Publication number: KR100727480B1
Application number: KR1020060012243A
Authority: KR
Inventors: 김서영; 지태호
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2006-02-08
Filing date: 2006-02-08
Publication date: 2007-06-13
Also published as: US7288743B1; US20070181558A1

Abstract

본원발명은 컨벡션 오븐에 관한 것으로, 열원에 의해 가열되는 가열실을 갖는 오븐바디와; 오븐바디의 일측에 장착되어 가열실 내의 가열된 공기가 고르게 분포되도록 공기를 진동시키는 진동부를 포함하는 컨벡션 오븐을 개시한다. 이에 의하여, 진동부에 의하여 가열실 내부의 공기에 시간주기적인 요동을 주어서 가열된 고온의 공기와 덜 가열된 저온의 공기 사이의 혼합을 촉진하여 온도를 균일하게 할 수 있다. 따라서, 조리 대상물이나 재료에 균일한 열 분배가 가능해지므로 조리의 질을 향상될 뿐만 아니라 조리 시간을 단축하여 오븐의 성능 향상에 기여하는 효과가 있다

오븐, 컨벡션, 진동판

Description

컨벡션 오븐{CONVECTION OVEN}

도 1은 본 발명에 따른 실시예로서, 컨벡션 오븐의 개략적인 측단면도이다.

도 2는 도 1의 I-I선에 따른 단면도이다.

도 3은 진동부가 작동됨으로써 가열실 내부의 온도의 편차가 줄어드는 것을 나타내는 도표이다.

*도면중 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 컨벡션 오븐 11: 오븐바디

11a: 가열실 12: 도어

13: 제어 스위치 15A,15B: 에어홀

20: 팬 30: 진동부

31: 진동판 32: 프레임

33: 커버 40: 액츄에이터(actuator)

41: 보이스 코일 42: 고정 마그넷

50: 댐퍼

본원발명은 컨벡션 오븐에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 가열실 내부 온도의 편중 현상을 해소함으로써 음식물 조리나 재료의 열처리 성능을 향상하고 가열 시간을 단축시킬 수 있는 컨벡션 오븐에 관한 것이다.

일반적으로 오븐은 밀폐된 가열실 내에 재료를 넣고 상하 좌우에서 열을 가해주는 기구로서, 가정용인 경우 주로 음식물을 굽는 조리기구로서 사용되고 있으며, 산업용인 경우 각종 재료나 시료를 일정한 온도로 가열하거나 용융하는데 사용되고 있다.

이러한 오븐의 성능을 평가할 수 있는 중요한 척도 중 하나는 가열 대상물 즉, 음식물이나 재료에 대한 열 분배 능력이다. 열이 얼마나 고르게 분포되는지에 따라서 음식의 조리나 재료의 열처리 성공 여부를 판별할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 조리시 열이 편중되면 음식물의 타거나 덜 익을 가능성도 커지며 그만큼 조리시간도 길어진다.

가열실 내부에서 자연적으로 발생하는 대류에 의하여 고온의 열기가 섞이기도 하지만, 그 정도는 상당히 미미하므로 충분한 효과를 기대할 수 없다. 이에 따라, 오븐 내의 열의 확산속도를 향상시키고 온도분포를 균일하게 하기 위해 많은 기술들이 개발되어왔다.

그 대표적인 예가 오븐 내부에 팬(fan)을 설치함으로써 오븐 내부의 공기를 강제로 순환시켜 대류(convection)를 일으키는 방법이다. 그러나, 팬에 의한 컨벡션은 어느 정도 열 분배가 이루어지기는 하나, 열기(hot air) 유동이 여전히 편중되는 현상이 있어 국부적으로 온도가 높거나 낮은 곳이 발생하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 본 발명은 가열실 내의 불균일한 열기 분포를 고르게 개선시킴으로써 가열성능을 향상시킬 수 있도록 함과 아울러 가열 시간을 단축시킬 수 있는 컨벡션 오븐을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 열원에 의해 가열되는 가열실을 갖는 오븐바디와; 오븐바디의 일측에 장착되어 가열실 내의 가열된 공기가 고르게 분포되도록 공기를 진동시키는 진동부를 포함하는 컨벡션 오븐을 개시한다.

여기서, 상기 오븐바디의 측면에는 가열실 내의 가열된 공기가 진동부의 진동에 의하여 유출입될 수 있도록 다수의 에어홀이 형성된 것이 바람직하다.

상기 진동부는 가열실을 향하게 설치되어 가열된 공기의 파동을 발생시키는 진동판과, 진동판을 구동하는 액츄에이터로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 진동부에는 진동판의 진동시 진동판의 안쪽에 배치되는 에어홀을 통과하는 공기유동과 진동판의 바깥쪽에 배치되는 에어홀을 통과하는 공기유동이 서로 반대되게 일어나도록 진동판의 주위를 감쌀 수 있게 설치되는 커버가 구비되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 컨벡션 오븐을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도시된 것과 같이, 컨벡션 오븐(10)은 열원(14)에 의하여 가열되는 가열실(11a)과 정면에 도어(12)가 설치된 오븐바디(11)를 구비한다.

열원(14)은 도시예와 같이 가스 버너일 수도 있지만 전열선도 가능하다.

오븐바디(11)의 상부에는 컨벡션 오븐(10)을 제어하기 위한 제어 스위치(13)가 구비될 수 있다.

오븐 바디(11)의 후면에는 열원(14)에 의하여 가열되어 보내진 공기를 강제로 순환시킬 수 있도록 팬(20)이 설치될 수 있다. 이에 따라 팬(20)의 회전에 의하여 자연적으로 발생하는 대류보다는 빠른 속도로 가열실(11a) 내부의 공기를 섞는다.

오븐바디(11)의 측면에는 다수의 에어홀(15A)(15B)이 형성되어 있으며, 이 에어홀(15A)(15B)의 반대쪽에는 에어홀(15A)(15B)을 통하여 가열실(11a) 내의 가열된 공기가 고르게 분포하도록 공기를 진동시키는 진동부(30)가 설치되어 있다.

도 2는 도 1의 I-I선에 따른 단면도이다. 도시된 것과 같이, 진동부(30)는 가열실(11a)을 향하게 설치되어 가열된 공기에 파동(wave)을 발생시키는 진동판(31)과, 진동판(31)을 앞뒤로 구동시키는 액츄에이터(40) 및, 액츄에이터(40)를 오븐바디(11)에 지지하는 프레임(32)으로 구성되어 있다.

액츄에이터(40)는 진동판(31)의 후미부에 고정되는 보이스 코일(41)과 보이스 코일(41)과 일정거리로 이격되게 설치되어 보이스 코일(41)에 자기적인 힘(magnetic force)을 가하는 고정 마그넷(42)으로 구성된다. 여기서 고정 마그넷 (42)은 도시된 것과 같이 전자석 타입으로 될 수 있으며, 이 밖에 영구자석으로 채택되는 것도 가능하다.

한편, 도시예와 달리 액츄에이터는 편심 모터에 의하여 같은 효과를 달성할 수도 있다.

에어홀(15A)(15B)는 진동판(31)의 안쪽 영역인 제1구간(A)에 형성되는 에어홀(15A)과 진동판(31)의 외주와 커버(33) 사이의 영역인 제2구간(B)에 형성되는 에어홀(15B)로 나뉘어진다.

바람직하게는, 진동판(31)은 콘(cone) 형태로 형성되어 있으며, 오븐바디(11) 상의 제1구간(A) 내에 있는 에어홀(15A)들을 커버할 수 있도록 오븐바디(11)에 밀착되게 설치될 수 있다. 진동판(31)은 고온의 사용환경과 높은 주파수에서 안정적인 응답성을 나타낼 수 있도록 내열성이 있는 재질이 권장된다.

그리고, 진동판(31)의 후단부에는 진동판(31)의 진동시 오븐바디(11)로 전달될 수 있는 충격을 흡수하기 위한 댐퍼(50)가 장착될 수 있다.

진동판(31)의 주위에는 진동판(31)의 진동시 진동판(31)의 안쪽에 배치되는 제1구간(A) 내에 형성되는 에어홀(15A)의 유동과 진동판(31)의 바깥쪽에 배치되는 제2구간(B) 내에 형성되는 에어홀(15B)의 유동이 서로 반대되게 일어나도록 진동판(31)의 주위를 감쌀 수 있게 설치되는 커버(33)가 구비된다.

여기서 공기 유동이 서로 반대된다고 함은, 예를 들어, 제1구간(A) 내에 있는 에어홀(15A)을 통과하는 공기가 가열실(11a)에서 진동판(31) 쪽으로 유출되면(이 경우는 진동판(31)이 엑츄에이터(30) 쪽으로 후퇴될 때에 해당한다), 커버(33) 와 진동판(31) 사이에 있는 공기는 제2구간(B) 내에 있는 에어홀(15B)을 통과하여 가열실(11a)로 유입된다는 것을 의미한다(도면에서 점선으로 표시된 화살표는 이러한 공기의 흐름을 나타낸다). 아울러, 실선으로 표시되는 화살표는 진동판(31)이 반대방향으로 이동될 때의 공기 흐름을 나타낸다

따라서, 진동판(31)이 앞뒤로 진동하게 되면, 공기는 제1구간(A) 내에 있는 에어홀(15A)과 제2구간(B) 내에 있는 에어홀(B)을 서로 반대 방향으로 통과하면서 가열실(11a) 내부로 잘게 나누어진 공기 스트림(stream)을 만들게 되면서 가열실 내부의 공기 섞임을 극대화한다.

즉, 팬(20)의 회전에 의하여 가열실(11a) 내의 열기는 1차적으로 강제적으로 혼합되고, 진동판(31)이 진동함으로써 2차적으로 국부적인 열기 유동의 편중을 고르게 분산하도록 한다. 따라서, 가열실(11a) 내의 공기는 그 공간적 위치에 따라 온도의 편차가 현저히 줄어들게 된다.

이러한 효과는 도 3에 도시되었다. 도 3은 진동부(30)가 작동됨으로써 가열실(11a) 내부의 온도의 편차가 줄어드는 것을 나타내는 도표로서, 5 곳에서 관찰된 가열실 내부의 온도의 편차는 진동부(30)를 작동했던 시간 구간(T1) 사이에서 현저하게 줄어듦을 볼 수 있다.

즉, 5곳에서 관찰된 최고치와 최저치 간의 온도 편차는 진동부(30)를 가동하기 전에 약 18℃였던 것이 진동부(30)를 가동한 이후 약 10℃ 정도로 줄어들었다.

그만큼 재료에 대한 열의 분배가 고르게 되어 조리시간이나 열처리 시간이 짧아지게 된다는 것을 의미한다.

상기와 같이 본 발명의 컨벡션 오븐에 의하면, 진동부에 의하여 가열실 내부의 공기에 시간 주기적인 요동을 주어서 가열된 고온의 공기와 덜 가열된 저온의 공기 사이의 혼합을 촉진하여 온도를 균일하게 할 수 있다. 따라서, 조리 대상물이나 재료에 균일한 열 분배가 가능해지므로 조리의 질을 향상될 뿐만 아니라 조리 시간을 단축하여 오븐의 성능 향상에 기여하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 일실시예에 의하면 진동부의 진동에 의하여 가열실의 공기는 서로 다른 에어홀을 따라 유입되거나 유출되므로 열기의 혼합이 더욱 빠르게 이루어지게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 일실시예에 의하면 진동부를 감싸는 커버를 구비함으로써 가열실 내부의 가열된 공기의 열손실이 없이 가열실에 공기의 요동을 제공하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 컨벡션 오븐을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

Claims

열원에 의해 가열되는 가열실을 가지며 일측면에 공기가 유동할 수 있도록 다수의 에어홀이 형성된 오븐바디;

상기 오븐바디에 장착되어 상기 가열실 내의 가열된 공기를 상기 에어홀을 통하여 유출입시켜 상기 가열실 내의 공기를 진동시키는 진동부; 및

상기 진동부의 주위에 상기 진동부의 진동시 상기 진동부의 안쪽에 배치되는 에어홀의 공기유동과 상기 진동부의 바깥쪽에 배치되는 에어홀의 공기유동이 서로 반대되게 일어나도록 상기 진동부의 주위를 감쌀 수 있게 설치되는 커버가 구비된 것을 특징으로 하는 컨벡션 오븐.
삭제
제1항에 있어서, 상기 진동부는,

상기 가열실을 향하게 설치되어 가열된 공기에 파동(wave)을 발생시키는 진동판과;

상기 진동판을 구동하는 액츄에이터로 구성되는 것을 특징으로 하는 컨벡션 오븐.
제3항에 있어서, 상기 액츄에이터는,

상기 진동판에 고정되는 보이스 코일과;

상기 보이스 코일과 일정거리로 이격되게 설치되어 상기 보이스 코일에 자기 적인 힘을 가하는 고정 마그넷으로 구성되는 것을 특징으로 하는 컨벡션 오븐.
제3항에 있어서,

상기 진동판은 콘(cone) 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 컨벡션 오븐.
삭제
제3항에 있어서,

상기 오븐바디에는 가열된 공기를 강제로 대류시키는 팬이 더 구비된 것을 특징으로 하는 컨벡션 오븐.