KR101762162B1 - 조리기기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조리기기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조리기기는, 마이크로웨이브를 생성하여 캐비티 내부로 출력하는 마이크로웨이브 생성부와, 생성된 마이크로웨이브를 캐비티 내부로 방사하는 안테나부와, 캐비티 내부에 위치하며, 조리 대상물을 지지하는 지지부와, 지지부의 위치를 변화시키며, 지지부의 위치변화에 따라 캐비티 내로 공급되는 마이크로웨이브와 캐비티로부터 반사되는 마이크로웨이브를 이용하여 주파수 별로 가열효율을 연산하고, 연산된 가열효율에 기초하여 지지부의 위치를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의해, 조리 조건에 따라 지지부의 위치를 변화시키면서 가열 효율을 연산하여, 지지부의 위치를 제어함으로써, 에너지효율을 향상시키고, 조리물을 균일하게 가열할 수 있다.

Description

조리기기 및 그 제어방법{A cooking apparatus and method for controlling the same}
본 발명은 조리기기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캐비티내의 지지부를 가열대상에 따라 이동시켜 효율을 향상시킨 조리기기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 조리기기는 음식물을 수납하여 밀폐한 후, 동작 버튼을 누르게 되면 고압발생기에 전압이 인가되고 고압발생기에 인가된 상용전압은 승압되어 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론에 전원이 인가되고 마그네트론에 의해 발생된 마이크로웨이브는 도파관 등을 통해 캐비티로 전달된다.
이때, 조리기기는 마그네트론에서 발생되는 마이크로웨이브를 음식물에 조사하여 음식물을 구성하고 있는 분자들을 1초에 24억 5천만번 진동시킴으로써 발생되는 마찰열로 음식물을 가열하는 것이다.
이러한 조리기기는 온도 제어가 용이하고, 요리 시간의 절약, 조작의 편의성 등 다양한 이점으로 인하여 일반가정에 많이 보급되어 있는 실정이다.
그런데, 마이크로웨이브를 이용하여 음식물을 조리하는 경우, 가열대상, 조리방법, 그리고 조리도중에도 안테나의 입력반사계수인 S11 특성값은 계속 변화하게 되어, 일정한 크기의 주파수를 이용할 경우, 효율이 감소하는 문제점이 있다.
본 발명은, 캐비티 내부의 지지부의 위치를 변화시키며, 가열 효율을 연산하여, 가열 효율이 좋은 지지부의 위치에서 가열하여, 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 조리기기 및 그 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 조리기기는, 마이크로웨이브를 생성하여 캐비티 내부로 출력하는 마이크로웨이브 생성부와, 생성된 마이크로웨이브를 캐비티 내부로 방사하는 안테나부와, 캐비티 내부에 위치하며, 조리 대상물을 지지하는 지지부와, 지지부의 위치를 변화시키며, 지지부의 위치변화에 따라 캐비티 내로 공급되는 마이크로웨이브와 캐비티로부터 반사되는 마이크로웨이브를 이용하여 주파수 별로 가열효율을 연산하고, 연산된 가열효율에 기초하여 지지부의 위치를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 조리기기의 제어방법은, 캐비티 내부의 대상을 가열하기 위한 복수의 마이크로웨이브를 생성하여 출력하는 단계와, 캐비티 내부의 지지부의 위치를 가변하면서 출력된 복수의 마이크로웨이브 중 캐비티 내부로부터 반사되는 마이크로웨이브에 기초한 가열효율을 연산하는 단계와, 연산한 가열 효율을 기초로, 지지부의 위치를 설정하고 마이크로웨이브를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 조리 조건에 따라 지지부의 위치를 변화시키면서 가열 효율을 연산하여, 지지부의 위치를 제어함으로써, 높은 가열 효율을 갖는 가열용 마이크로웨이브로 가열하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 조리 조건에 따라 안테나를 회전시켜가면서 가열 효율을 연산하여, 안테나의 회전을 제어함으로써, 높은 가열 효율을 갖는 가열용 마이크로웨이브로 가열하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
에너지 효율을 향상시켜 조리 대상을 균일하게 가열할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조리기기의 부분 사시도이고, 도 2는 도 1의 조리기기의 단면도이다.
도 3은 도 1의 조리기기의 내부의 일예를 간략히 도시한 블록도이다.
도 4는 도 1의 조리기기 내부의 다른 예를 간략히 도시한 블록도이다.
도 5는 도 4의 고체 전력 발진기의 내부를 간략히 도시한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 조리기기의 투시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 조리기기의 내부를 간략히 도시한 도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리기기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 조리기기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 10은 지지부의 높이에 따른 가열효율을 예시한 도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조리기기의 부분 사시도이고, 도 2는 도 1의 조리기기의 단면도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 조리기기(100)는, 본체(102)의 전면부에 조리창(104)이 부착된 도어(106)가 개폐 가능하게 결합되고, 본체(102)의 전면 일측부에는 조작패널(108)이 결합된다.,
도어(106)는, 캐비티(134)를 개폐하며, 도면에서는 도시하지 않았지만, 도어(106) 내부에는, 마이크로웨이브의 차폐를 위한 도어 쵸크(미도시)가 배치될 될 수 있다.
조작패널(108)은, 조리기기의 운전을 조작하는 조작부(107)와, 조리기기의 동작 등을 표시하는 표시부(105)를 포함한다.
본체(102)의 내부에는 가열 대상(140), 예를 들어 음식물이 수용되어 마이크로웨이브(microwave)에 의해 조리가 이루어질 수 있도록 소정 크기의 수용공간을 가지는 캐비티(134)가 구비된다.
캐비티(134)는 적어도 한면을 형성하는 판재가 서로 접합되어, 전면이 개구된 대략 직육면체의 통 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 캐비티(134)는, 천장을 형성하는 어퍼 플레이트(upper plate)와, 캐비티(134)의 후면을 형성하는 리어 플레이트(rear plate)와, 캐비티(134)의 바닥면을 형성하는 바텀 플레이트(bottom plate)와, 캐비티(134)의 측면을 형성하는 사이드 플레이트(side plate)에 의해 형성될 수 있다. 한편, 캐비티(134)의 전면에는 도어(106)가 배치될 수 있다. 이때 도어(106) 외의 영역에는, 캐비티(134)의 전면을 형성하는 프론트 플레이트(front plate)가 형성될 수도 있다.
캐비티(134)의 외측면에는 마이크로웨이브를 발생시키기 위한 마이크로웨이브 생성부(110)가 설치되고, 마이크로웨이브 생성부(110)의 출력부측에는 마이크로웨이브 생성부(110)에서 발생되는 마이크로웨이브를 캐비티(134)의 내측으로 안내하기 위한 마이크로웨이브 전송부(112)가 배치된다.
마이크로웨이브 생성부(110)는, 마그네트론(magnetron)을 구비하거나, 반도체를 이용한 고체 전력 증폭기(Solid State Power Amplifier; SSPA) 또는 반도체를 이용한 고체 전력 발진기(Solid State Power Oscillator:SSPO)를 구비할 수 있다.
고체 전력 증폭기(SSPA)는 마그네트론보다 공간을 적게 차지하는 장점이 있다. 한편, 고체 전력 발진기(SSPO)는 고체 전력 증폭기(Solid State Power Amplifier; SSPA)에 비하여 전압 제어 발진부(Voltage Controlled Oscillator;VCO) 및 전압 제어 감쇠부(Voltage Controlled Attenuator;VCA)를 구비하지 않으므로 공간을 적게 차지하며, 회로구성이 간단해 지는 장점이 있다.
한편, 고체 전력 증폭기(SSPA) 또는 고체 전력 발진기(SSPO)는, 증폭을 위해 수동 소자(커패시터와 인덕터 등) 및 능동 소자(트랜지스터 등)를 별도를 구비하는 하이브리드 고주파 집적회로(Hybrid Microwave Integrated Circuits;HMIC), 또는 수동 소자 및 능동 소자가 하나의 기판으로 구현된 단일 고주파 집적회로(Monolithic Microwave Integrated Circuits;MMIC)로 구현될 수 있다.
한편, 마이크로웨이브 생성부(110)는, 고체 전력 증폭기(SSPA) 또는 고체 전력 발진기(SSPO)를 하나의 모듈로서 구현될 수 있으며, 이를 고체 전력 모듈(Solid State Power Module; SSPM)이라 할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 마이크로웨이브 생성부(110)는 복수의 마이크로웨이브를 생성하여 출력하는 것이 가능하다. 이러한 마이크로웨이브의 주파수 범위는 대략 900MHz ~ 2500Hz 부근일 수 있다. 특히, 915MHz 를 중심으로 소정 범위 내이거나 2450MHz 를 중심으로 소정 범위 내일 수 있다.
마이크로웨이브 전송부(112)는, 마이크로웨이브 생성부(110)에서 생성되어 출력된 마이크로웨이브를 캐비티(134)로 전송한다. 이러한 마이크로웨이브 전송부(112)는, 전송 선로를 구비할 수 있다. 전송 선로는, 도파관(waveguide), 마이크로스트립라인(microstrip line) 또는 동축 선로(Coaxial Cable) 등으로 구현될 수 있다. 생성된 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 전송부(112)로 송출하기 위해, 도면과 같이, 피더(142)가 연결될 수 있다.
한편, 마이크로웨이브 전송부(112)는, 도면과 같이 캐비티(134) 내로 개구부(145)를 가지고 개구된 형태로 구현이 가능하다.
한편, 개구부(145)는 슬롯 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 개구부(145)를 통해, 마이크로웨이브는 캐비티(134)로 방출되게 된다.
한편, 도면에서는 개구부(145)가 캐비티(134) 상측에 하나 배치되는 것으로 도시하나, 개구부(145)가 캐비티(134)의 하측, 또는 측부에 배치되는 것도 가능하며, 또한 복수의 개구부가 배치되는 것도 가능하다.
또한, 마이크로웨이브 전송부(112)의 단부에 안테나(antenna)가 결합되는 것도 가능하다.
마이크로웨이브 생성부(110)의 하측에는, 마이크로웨이브 생성부(110)에 전원을 공급하는 전원 공급부(114)가 구비된다.
전원 공급부(114)는, 조리기기(100)에 입력되는 전원을 고압으로 승압하여 마이크로웨이브 생성부(110)에 공급하는 고압 트랜스를 구비하거나, 또는 하나 이상의 스위치 소자가 스위칭 동작을 수행하여 생성한 약 3500V이상의 고출력 전압을 마이크로웨이브 생성부(110)에 공급하는 인버터를 구비할 수 있다.
한편, 마이크로웨이브 생성부(110)의 주변에는 마이크로웨이브 생성부(110)를 냉각하기 위한 냉각팬(미도시)이 설치될 수 있다.
한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 캐비티(134) 내의 공진 모드 변환을 위한 공진 모드 변환부(미도시)가 배치될 수 있다. 공진 모드 변환부(미도시)의 예로는, 스터러(stirrer), 회전 테이블, 슬라이딩 테이블, 필드조절소자(Field Adjustment Element:FAE) 중 적어도 하나일 수 있다. 이 중 회전 테이블과 슬라이딩 테이블은, 캐비티(134)의 하부에 배치되는 것이 가능하며, 스터러는, 캐비티의 하부, 측면, 상부 등 다양한 위치에 배치되는 것이 가능하다.
상술한 조리기기(100)는, 사용자가 도어(106)를 열고, 가열 대상(140)을 캐비티(134) 내에 넣은 후, 도어(106)를 닫거나, 도어(106)를 닫고 조작패널(108), 특히 조작부(107)를 조작하여 시작 버튼(미도시)을 누르면, 동작하게 된다.
즉, 조리기기(100) 내의 전원 공급부(114)는 입력된 교류 전원을 고압의 직류 전원으로 승압하여 마이크로웨이브 생성부(110)에 공급하고, 마이크로웨이브 생성부(110)는 해당하는 마이크로웨이브를 생성하여 출력하며, 마이크로웨이브 전송부(112)는 생성된 마이크로웨이브를 전송하여 캐비티(134)로 방출하게 된다. 이에 따라, 캐비티(134) 내부에 있는 가열 대상(140), 예를 들어, 조리물을 가열하게 된다.
도 3은 도 1의 조리기기의 내부의 일예를 간략히 도시한 블록도이다.
도 3의 블록도를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조리기기(100)는, 마이크로웨이브 생성부(110), 마이크로웨이브 전송부(112), 캐비티(134), 제어부(310), 및 전원공급부(114)를 포함할 수 있다.
마이크로웨이브 생성부(110)는, 주파수 발진부(332), 레벨 조절부(334), 증폭부(336), 방향성 결합기(338), 제1 파워 검출부(342), 및 제2 파워 검출부(346), 마이크로웨이브 제어부(350), 전원부(360), 격리부(364)를 포함할 수 있다. 이는 고체 전력 증폭기(SSPA)로 구성되는 경우를 예시한다.
이와 같은 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다.
주파수 발진부(332)는, 마이크로웨이브 제어부(350)로부터의 주파수 제어 신호에 의해, 해당하는 주파수의 마이크로웨이브를 출력하도록 발진한다. 주파수 발진부(322)는, 전압 제어 발진부(Voltage Controlled Oscillator;VCO)를 구비할 수 있다. 주파수 제어 신호의 전압 레벨에 따라 전압 제어 발진부(VCO)가 해당하는 주파수를 발진하게 된다. 예를 들어, 주파수 제어 신호의 전압 레벨이 클수록, 전압 제어 발진부(VCO)에서 발진되어 생성되는 주파수는 크게 된다.
레벨 조절부(334)는, 주파수 발진부(332)에서 발진된 주파수 신호를 파워 제어 신호에 따라 해당하는 파워로 마이크로웨이브를 출력하도록 발진할 수 있다. 이러한 레벨 조절부(334)는, 전압 제어 감쇠부(Voltage Controlled Attenuator;VCA)를 구비할 수 있다.
파워 제어 신호의 전압 레벨에 따라 전압 제어 감쇠부(VCA)는, 해당하는 파워로 마이크로웨이브가 출력되도록 보정 동작을 수행한다. 예를 들어, 파워 제어 신호의 전압 레벨이 클수록, 전압 제어 감쇠부(VCA)에서 출력되는 신호의 파워 레벨은 커지게 된다.
증폭부(336)는, 주파수 발진부(332)에서 발진된 주파수 신호, 및 레벨 조절부(334)에서의 파워 제어 신호에 기초하여, 발진된 주파수 신호를 증폭하여 마이크로웨이브를 출력한다.
방향성 결합기(Directional Coupler; DC)(338)는, 증폭부(336)에서 증폭되어 출력되는 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 전송부(112)로 전달한다. 마이크로웨이브 전송부(112)에서 출력되는 마이크로웨이브는 캐비티(134)내의 대상을 가열하게 된다.
한편, 캐비티(134) 내의 대상에서 흡수되지 못하고 반사되는 마이크로웨이브는 다시 마이크로웨이브 전송부(112)를 통해 방향성 결합기(338)에 입력될 수 있다. 방향성 결합기(338)는 반사된 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 제어부(350)로 전달하게 된다.
한편, 방향성 결합기(338)는 출력되는 마이크로웨이브의 파워를 검출하는 제1 파워 검출부(342), 반사되는 마이크로웨이브의 파워를 검출하는 제2 파워 검출부(346)를 포함할 수 있다. 제1 파워 검출부(342) 및 제2 파워검출부(346)는, 방향성 결합기(338)와 마이크로웨이브 제어부(350) 사이에 배치될 수 있고, 회로적으로 방향성 결합기(338)위에 배치될 수 있다.
제1 파워 검출부(342)는, 증폭부(336)에서 증폭되어 출력되어 방향성 결합기(338)를 거쳐 마이크로웨이브 전송부(112)로 전달되는 마이크로웨이브의 출력 파워를 검출한다. 검출된 파워 신호는 마이크로웨이브 제어부(350)에 입력되어, 가열 효율 연산에 사용되게 된다. 한편, 제1 파워 검출부(342)는, 파워 검출을 위해 저항, 쇼트키(Schottky) 다이오드 소자 등으로 구현될 수 있다.
한편, 제2 파워 검출부(346)는, 캐비티(134)에서 반사되어 방향성 결합기(338)로 수신되는 반사된 마이크로웨이브의 파워를 검출한다. 검출된 파워 신호는 마이크로웨이브 제어부(350)에 입력되어, 가열 효율 연산에 사용되게 된다. 한편, 제2 파워 검출부(346)는, 파워 검출을 위해 저항, 쇼트키(Schottky) 다이오드 소자 등으로 구현될 수 있다.
마이크로웨이브 제어부(350)는, 마이크로웨이브 생성부(110)를 구성하는 전원부(360)로부터 구동전원을 공급받아 동작한다. 마이크로웨이브 제어부(350)는, 제어부(310)와 통신하여, 마이크로웨이브 생성부(110)의 구성요소의 동작을 제어할 수 있다.
마이크로웨이브 제어부(350)는, 캐비티(134) 내로 방출되는 마이크로웨이브 중 대상에 흡수되지 않고 반사되는 마이크로웨이브에 기초하여, 가열효율을 연산할 수 있다.
Figure 112010085349778-pat00001
여기서, Pt는 캐비티(134) 내로 방출되는 마이크로웨이브의 파워(power)를 나타내며, Pr은 캐비티(134)에서 반사되는 마이크로웨이브의 파워(power)를 나타내며, he는 마이크로웨이브의 가열효율을 나타낸다.
상술한 수학식 1에 따르면, 가열효율(he)은, 반사되는 마이크로웨이브의 파워가 클수록, 작아지게 된다.
한편, 캐비티(134) 내로 복수의 마이크로웨이브가 방출되는 경우, 마이크로웨이브 제어부(350)는, 복수의 마이크로웨이브의 주파수 별로 가열효율(he)을 연산하게 된다. 이러한 가열 효율 연산은, 본 발명의 실시예에 따라, 전체 조리 구간 중에 수행되는 것이 가능하다.
한편, 효율적인 가열을 위해, 전체 조리 구간은, 스캔 구간과 가열 구간으로 나누어 수행될 수 있다. 스캔 구간 동안, 복수의 마이크로웨이브를 순차적으로 캐비티(134) 내로 출력하고, 반사되는 마이크로웨이브에 기초하여, 가열 효율을 연산할 수 있다. 그리고, 가열 구간 동안, 스캔 구간에서 연산된 가열 효율에 기초하여, 각 마이크로웨이브의 출력 기간을 달리하여 출력하거나, 소정 주파수의 마이크로웨이브만을 출력한다. 가열 구간에서의 마이크로웨이브의 파워는 스캔 구간에서의 마이크로웨이브의 파워보다 상당히 높은 것이 바람직하다.
마이크로웨이브 제어부(350)는, 연산된 가열효율에 따라 마이크로웨이브의 출력 기간을 가변하도록 주파수 제어 신호를 생성하여 출력한다. 주파수 발진부(332)는 입력되는 주파수 제어 신호에 따라 해당하는 주파수를 발진하게 된다.
마이크로웨이브 제어부(350)는, 연산된 가열효율(he)이 높은 경우 마이크로웨이브의 출력 기간이 짧아지도록 주파수 제어 신호를 생성하게 된다. 즉, 복수의 마이크로웨이브를 순차적으로 스윕(sweep)하는 동안에, 각각의 마이크로웨이브의 출력 기간을 산출된 가열효율에 따라 가변할 수 있다. 즉, 가열효율(he)이 높을수록, 해당하는 출력 기간이 작은 것이 바람직하다. 이에 따라, 캐비티(134) 내의 가열대상물에, 주파수 별로, 균일하게 마이크로웨이브를 흡수시킬 수 있게 되어, 가열대상물을 균일하게 가열할 수 있게 된다.
한편, 마이크로웨이브 제어부(350)는, 주파수 별로 산출된 가열효율(he)이 설정된 기준 가열효율 이상인 경우에만, 해당하는 주파수의 마이크로웨이브를 출력하도록 제어하는 것도 가능하다. 즉, 가열효율(he)이 낮은 주파수의 마이크로웨이브는 실제 가열 기간에서 제외시킴으로써, 효율적으로 가열대상물을 균일하게 가열할 수 있게 된다.
한편, 상술한 마이크로웨이브 생성부(110) 내의 마이크로웨이브 제어부(350), 전원부(360), 주파수 발진부(332), 레벨 조절부(334), 증폭부(336)를 비롯하여, 방향성 결합기(338), 제1 파워 검출부(342), 제2 파워 검출부(346) 등은 하나의 모듈(module)로서 구현되는 것도 가능하다. 즉, 하나의 기판 상에 모두 배치되어, 하나의 모듈로서 구현되는 것이 가능하다.
마이크로웨이브 제어부(350)는, 캐비티(134) 내부로 출력된 마이크로웨이브 중 캐비티(134) 내부로부터 조리물에 흡수되지 않고 반사되는 마이크로웨이브에 기초하여, 주파수 별로 가열 효율을 연산하고, 연산된 가열 효율이 설정된 기준 가열효율 이상인 주파수의 마이크로웨이브를 산출할 수 있다. 그리고, 산출된 마이크로웨이브의 가열 효율에 기초하여 가열 시간을 산출할 수 있다. 예를 들어, 가열 효율이 설정된 기준 가열효율 이상이며, 가열 효율이 높을수록, 해당 주파수의 마이크로웨이브의 가열 시간을 작게 설정할 수 있다. 이에 의해, 가열 대상물의 균일 가열이 수행될 수 있다.
한편, 마이크로웨이브 제어부(350)는, 연산한 가열 효율을 기초로 캐비티(134)내의 조리물을 가열하기 위한 마이크로웨이브를 캐비티(134)로 출력하도록 주파수 발진부(332)와 레벨 조절부(334)를 제어한다. 이때 가열시, 캐비티(134)로 출력되는 마이크로웨이브의 파워는, 가열 효율을 측정할 때 캐비티(134)로 출력되는 마이크로웨이브의 파워보다 상당히 큰 것이 바람직하다.
한편, 마이크로웨이브 제어부(350)는, 가열 구간에서 출력된 마이크로웨이브 중 캐비티(134) 내부로부터 반사되는 마이크로웨이브에 기초한 가열 효율이 기준 가열효율 미만인 경우, 해당 주파수의 마이크로웨이브의 출력을 중지하고, 바로 다음 주파수의 마이크로웨이브가 출력되도록 마이크로웨이브 생성부(110)를 제어할 수 있다. 이에 의해, 효율적인 가열이 수행될 수 있다.
또한, 마이크로웨이브 제어부(350)는 증폭부(336)에 의해 출력된 마이크로웨이브 중 캐비티(134) 내부로부터 반사되는 마이크로웨이브에 기초하여, 복수의 마이크로웨이브 각각에 대한 가열 효율을 연산하고, 연산된 가열 효율에 따라, 가열 구간 동안 각 마이크로웨이브에 대한 가열 시간을 설정할 수 있다.
이때, 마이크로웨이브 제어부(350)는, 일 예로 복수의 마이크로웨이브 중 제1 마이크로웨이브가 제2 마이크로웨이브보다 가열 효율이 더 높은 경우, 제1 마이크로웨이브의 가열 시간을 제2 마이크로웨이브의 가열 시간 보다 더 짧게 설정할 수 있다.
마이크로웨이브 제어부(350)는 가열시, 각 마이크로웨이브에 대해 동일한 파워 제어 신호를 상기 마이크로웨이브 생성부(110)로 출력할 수 있다. 또한, 레벨 조절부(334)는 입력되는 파워 제어 신호에 따라 일정한 파워 레벨을 출력할 수 있다.
전원부(360)는, 마이크로웨이브 생성부(110)내부의 구성요소의 구동전원을 공급한다. 마이크로웨이브 제어부(350)와 증폭부(336)에 구동전원을 공급한다. 전원공급부(114)로부터 외부전원을 공급받아 레귤레이션(regulation)하여 마이크로웨이브 생성부(110)내부에 전원을 공급한다.
격리부(364)는, 증폭부(336)와 방향성 결합기(338)사이에 배치되며, 증폭부(336)에서 증폭된 마이크로웨이브를 캐비티(134)로 전달하는 경우에는 마이크로웨이브를 통과시키고, 캐비티(134)로부터 반사되는 마이크로웨이브는 차단시킨다. 격리부(364)는 아이솔레이터(Isolator)로 구현될 수 있다. 캐비티(134)로부터 반사되는 마이크로웨이브는 격리부(364)내부의 저항에서 흡수되어, 증폭부(336)로 들어갈 수 없다. 반사되는 마이크로웨이브가 증폭부(336)로 유입되는 것을 방지한다.
마이크로웨이브 전송부(112)는, 마이크로웨이브 생성부(110)에서 생성되어 출력된 마이크로웨이브를 캐비티(134)로 전송한다. 이러한 마이크로웨이브 전송부(112)는, 전송 선로를 구비할 수 있다. 전송 선로는, 도파관(waveguide), 마이크로스트립라인(microstrip line) 또는 동축 선로(Coaxial Cable) 등으로 구현될 수 있다.
한편, 생성된 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 전송부(112)로 송출하기 위해, 도면과 같이 피더(142)가 연결될 수 있다.
제어부(310)는, 조작부(107)로부터 입력받은 신호에 대응하여 조리기기의 전체 시스템을 제어한다. 제어부(310)는 마이크로웨이브 생성부(110)의 마이크로웨이브 제어부(350)와 상호 통신하여, 마이크로웨이브 생성부(110)의 내부 구성요소의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(310)는, 조리기기의 현재 동작, 남은 조리시간, 조리 종류 등을 외부로 표시하도록 표시부(105)를 제어할 수 있다.
전원 공급부(114)는, 조리기기(100)에 입력되는 전원을 고압으로 승압하여 마이크로웨이브 생성부(110)에 공급하는 고압 트랜스를 구비하거나, 또는 하나 이상의 스위치 소자가 스위칭 동작을 수행하여 생성한 약 3500V이상의 고출력 전압을 마이크로웨이브 생성부(110)에 공급하는 인버터를 구비할 수 있다. 또한 전원 공급부(114)는 제어부(310)로 구동전압을 공급한다.
한편, 도 3에 도시된 조리기기(100)의 블록도는 본 발명의 일실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 조리기기(100)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다. 즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
도 4는 도 1의 조리기기 내부의 다른 예를 간략히 도시한 블록도이다.
도면을 참조하면, 도 3에서 상술한 마이크로웨이브 생성부(110)와 달리, 고체 전력 발진기(SSPO)로 구성되는 조리기기의 블록도이다.
도 3에서 상술한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.
마이크로웨이브 생성부(110)는 마이크로웨이브 제어부(350), 전원부(360), 위상천이기(362), 증폭부(336), 격리부(364), 방향성 결합기(338)를 포함할 수 있다.
방향성 결합기(338)는 상술한 바와 같이 제1 파워검출부(342) 및 제2 파워검출부(346)를 구비할 수 있다.
상술한 도 3의 마이크로웨이브 생성부(110)에 존재하는 주파수 발진부(322)와 레벨 조절부(334)가 없고, 위상천이기(362)가 추가된 차이점이 있다. 도 3과의 차이점을 설명하면, 마이크로웨이브 제어부(350)는 산출한 가열 효율(he)을 기초로 캐비티 내의 조리물을 가열하기 위한 마이크로웨이브를 캐비티(134)로 출력하도록 증폭부(336)를 제어한다.
증폭부(336)는, 전원부(360)로부터의 DC 전원을 입력받아, 자체 주파수 발진 및 증폭을 수행한다. 즉, 주파수 발진 신호를 생성하여 출력하는 별도의 주파수 발진부 없이, DC 전원의 입력에 따라 자체적으로 주파수 발진을 수행하고, 증폭 동작을 수행한다.
증폭부(336)는, 적어도 하나의 RF 파워 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 복수의 RF 파워 트랜지스터를 사용하는 경우, 직렬, 병렬 또는 직, 병렬 혼합으로 구성하여 다단 증폭이 되도록 구현할 수도 있다. 이러한 증폭부(336)는, 예를 들어, RF 파워 트랜지스터일 수 있다. 한편, 증폭부(336)의 출력은 대략 100 내지 1000W일 수 있다.
다음, 위상 천이기(362)는, 증폭부(336)의 출력을 피드백하여, 위상을 천이(shift)할 수 있다. 위상 천이량은 마이크로웨이브 제어부(350)의 위상 제어 신호에 따라 조정될 수 있다. 이렇게 증폭기에서 출력되는 소정 주파수의 증폭 신호를 위상 천이함으로써, 상술한 바와 같이, 다양한 주파수의 마이크로웨이브를 생성하도록 할 수 있다. 예를 들어, 위상 천이량에 비례하여 주파수가 증가할 수 있다.
한편, 소정 주파수의 증폭 신호 레벨의 대략 1 내지 2%에 해당하는 신호가 샘플링되어 위상 천이기(362)에 입력되는 것이 바람직하다. 이는 피드백 이후, 다시 증폭부(336)에서 증폭되는 것을 고려한 것이다.
다음, 격리부(364)는, 위상 천이기(362)에서 위상 천이된 신호를 다시 증폭부(336)로 공급한다. 한편, 위상 천이기(362)에서 위상 천이된 신호의 레벨이 설정치 미만인 경우, 격리부(364)는, 위상 천이된 신호를 증폭부(336)가 아닌 접지단으로 공급할 수도 있다.
격리부(364)에서 공급되는 신호는, 증폭부(336)에서 다시 증폭되게 된다. 이에 따라, 서로 다른 주파수를 갖는 복수의 마이크로웨이브가 순차적으로 출력되게 된다.
이와 같이, 증폭부(336)가, 자체 주파수 발진 및 증폭을 수행하므로, 마이크로웨이브 생성부(110)를 간략히 구현할 수 있게 된다. 또한, 위상 천이기(362)를 이용하여, 복수의 마이크로 웨이브를 생성하여 출력할 수 있게 된다.
도 5는 도 4의 고체 전력 발진기의 내부를 간략히 도시한 회로도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 도 5의 고체 전력 발진기(SSPO)는, 증폭부(336), 위상 천이기(362), 제1 격리부(364) 및 제2 격리부(366)를 포함한다.
증폭부(336)는, 전원부(360)로부터의 DC 전원을 입력받아, 자체 주파수 발진 및 증폭을 수행한다. 즉, 주파수 발진 신호를 생성하여 출력하는 별도의 주파수 발진부 없이, DC 전원의 입력에 따라 자체적으로 주파수 발진을 수행하고, 증폭 동작을 수행한다.
증폭부(336)는, 적어도 하나의 RF 파워 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 복수의 RF 파워 트랜지스터를 사용하는 경우, 직렬, 병렬 또는 직, 병렬 혼합으로 구성하여 다단 증폭이 되도록 구현할 수도 있다. 이러한 증폭부(336)는, 예를 들어, RF 파워 트랜지스터일 수 있다. 한편, 증폭부(336)의 출력은 대략, 100 내지 1000W일 수 있다.
다음, 위상 천이기(362)는, 증폭부(336)의 출력을 피드백하여, 위상을 천이(shift)할 수 있다. 위상 천이량은 제어부(310)의 위상 제어 신호에 따라 조정될 수 있다. 이렇게 증폭기에서 출력되는 소정 주파수의 증폭 신호를 위상 천이함으로써, 상술한 바와 같이, 다양한 주파수의 마이크로웨이브를 생성하도록 할 수 있다. 예를 들어, 위상 천이량에 비례하여 주파수가 증가할 수 있다.
한편, 소정 주파수의 증폭 신호 레벨의 대략 1 내지 2%에 해당하는 신호가 샘플링되어 위상 천이기(362)에 입력되는 것이 바람직하다. 이는 피드백 이후, 다시 증폭부(336)에서 증폭되는 것을 고려한 것이다.
제1 격리부(364)는, 증폭부(336)와 방향성 결합기(338)사이에 위치되며, 증폭부(336)에서 증폭된 마이크로웨이브를 캐비티(134)로 전달하는 경우에는 마이크로웨이브를 통과시키고, 캐비티(134)로부터 반사되는 마이크로웨이브는 차단시킨다. 제1 격리부(364)는 아이솔레이터(Isolator)로 구현될 수 있다. 캐비티(134)로부터 반사되는 마이크로웨이브는 제1 격리부(364)내부의 저항에서 흡수되어, 증폭부(336)로 들어갈 수 없다. 반사되는 마이크로웨이브가 증폭부(336)로 유입되는 것을 방지한다. 구체적으로, 제1 격리부(364)는, 증폭된 마이크로웨이브로 하여금 방향성 결합기(338)를 거쳐, 마이크로웨이브 전송부(112)로 공급되도록 한다. 한편, 증폭부(336)에서 공급된 마이크로웨이브의 신호 레벨이 설정치 미만인 경우, 제1 격리부(364)는, 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 전송부(112)가 아닌 접지단으로 공급할 수도 있다.
다음, 제2 격리부(366)는, 위상 천이기(362)에서 위상 천이된 신호를 다시 증폭부(336)로 공급한다. 한편, 위상 천이기(362)에서 위상 천이된 신호의 레벨이 설정치 미만인 경우, 제2 격리부(366)는, 위상 천이된 신호를 증폭부(336)가 아닌 접지단으로 공급할 수도 있다.
제2 격리부(366)에서 공급되는 신호는, 증폭부(336)에서 다시 증폭되게 된다. 이에 따라, 서로 다른 주파수를 갖는 복수의 마이크로웨이브가 순차적으로 출력되게 된다.
피드백 전송 선로(390)는, 증폭부(336)의 출력단과 위상천이기(362)를 연결하는 전송선로이다. 위상천이기(362)는 피드백 전송선로(390)에 위치하며, 스위치 및/또는 다이오드 등의 임피던스 소자로 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 조리기기의 투시도이다.
조리기기(600)는, 캐비티(134), 지지부(610), 안테나부(620) 및 트레이(630)를 포함할 수 있다.
캐비티(134)는 조리물(640)이 조리되는 공간이며, 전면이 개구된 사각상자형상으로 성형될 수 있다. 캐비티(134)는, 캐비티(134)내부에서 높이를 조절할 수 있으며 트레이(630), 조리물(640)등을 지지할 수 있는 지지부(610)와, 조리물(640)이 골고루 조리되도록 캐비티(134)내부에서 조리물(640)을 회전시키는 트레이(630)를 내부공간에 구비할 수 있다.
지지부(610)는, 일예로 랙(Rack)일 수 있으며, 지지부(610)를 구비함으로써, 조리물(640)이 히터(미도시)에 더욱 가까워져 요리시간이 단축될 수 있는 효과가 있다. 또한, 캐비티(134)의 바닥면으로부터 지지부(610)의 높이(h)에 따라 생성되는 마이크로웨이브의 주파수별 가열효율에도 변화가 생길 수 있다.
지지부(610)는, 트레이(630)의 상방에 스테이크 등의 넓은 요리를 위해 구비되며, 지지부(610)의 상면은, 조리물(640)이 지지되도록 다수개의 일정한 지름을 가지는 원통 형상의 다수개의 봉으로 성형될 수 있고, 이러한 다수개의 원통 형상의 봉들은 동일한 지름을 가지는 봉으로 성형될 수 있으며, 소정의 지름을 가지는 원 형상의 원형 테두리 내주면에 고정되어 성형될 수 있다. 또한, 상기 원형테두리에는 다수개의 지지대가 하방으로 연결되어 형성될 수 있다.
다만, 도면에 도시한 지지부(610)의 형상은, 일 예일뿐 도면에 한정되지 않는다.
지지부(610)의 높낮이 조절을 위해서 캐비티(134)는, 지지부(610)를 지지하면서 상하이동이 가능한 홀더(미도시)와, 홀더(미도시)의 상하 이동을 안내하는 홀더가이드(미도시)를 추가로 구비할 수 있다.
안테나부(620)는, 마이크로웨이브 생성부(110)에서 생성된 마이크로웨이브를 캐비티(134)로 방사한다. 안테나부(620)는 적어도 하나의 안테나를 구비할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 안테나부(620)가 하나의 광대역 안테나를 구비하는 경우, 지지부(610)의 위치에 따라서 가열효율의 변화가 특별히 크고, 특정 높이(h)에서만 조리물(640)을 균일하게 가열하는 효과가 나타난다.
또한, 안테나부(620)는 회전안테나를 포함할 수 있다. 제어부(310)는, 회전안테나를 회전시키면서 가열효율을 연산하여, 기준 가열효율보다 높은 가열효율을 갖는 주파수의 개수가 가장 많은 경우로 회전안테나의 회전을 제어할 수 있다.
구체적인 회전안테나와 지지부(610)의 위치변화 알고리즘에 대해서는 후술하도록 한다.
트레이(630)는, 도시하지는 않았으나, 캐비티(134)의 하측에 구비되는 회전모터 및 다수의 회전부재에 의해 조리물(640)이 골고루 익을 수 있도록 회전하게 된다. 일반적으로, 트레이(630)는 원판 형상으로 성형되며, 음식물이 수납될 수 있도록, 저면이 소정의 폭을 가지도록 하방의 함몰 성형된다. 트레이(630) 하면 중앙부에는 회전 모터 및 다수의 회전부재와 체결되어 트레이(630)가 회전 가능하도록 성형되는 체결수단이 구비된다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 조리기기의 내부를 간략히 도시한 도이다.
조리기기(700)는 제어부(310), 지지부(610), 안테나부(620), 마이크로웨이브 제어부(350), 증폭부(336) 및 방향성 결합기(338)를 포함할 수 있다.
제어부(310)는 상술한 기능외에 지지부(610)의 위치와 안테나부(620)를 구성하는 회전안테나의 회전을 제어할 수 있고, 마이크로웨이브 생성부(110) 내부의 마이크로웨이브 제어부(350)와 통신을 하여, 마이크로웨이브 제어부(350)에서 연산한 가열효율을 기초로 지지부(610)의 위치와 안테나부(620)를 구성하는 회전안테나의 회전을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(310)는 마이크로웨이브 제어부(350)에서 현재 캐비티(134) 내부의 가열효율에 관한 정보를 전달 받아, 현재 가열효율이 기준 가열효율보다 낮은 경우, 지지부(610)의 위치를 상하로 이동시키며, 마이크로웨이브 제어부(350)를 통해 캐비티(134)내부의 가열효율을 연산하도록 제어하여, 가열효율이 좋은 지지부(610)의 위치를 판단하여 해당 위치에서 지지부(610)의 위치를 고정한다. 또는, 소정 높이를 이동시킨 경우에도 지지부(610)의 위치를 고정시킬 수 있다.
제어부(310)는, 지지부(610)가 캐비티(134) 바닥으로부터 소정 높이(h)를 갖는 경우, 연산한 가열효율이 기준 가열효율보다 높은 주파수의 개수가 소정개수 이상으로 많다면, 이에 관한 정보를 마이크로웨이브 제어부(350)를 통해 전송받아, 해당 높이에서 마이크로웨이브를 생성, 출력하여 조리물(640)을 가열하도록 제어할 수 있다.
또한, 지지부(610)가 캐비티(134) 바닥으로부터 소정 높이(h)를 갖는 경우, 연산한 가열효율이 기준 가열효율보다 높은 주파수가 없는 경우, 해당 위치에서 다시 안테나부(620)를 구성하는 회전안테나를 회전시키며, 마이크로웨이브 제어부(350)로 하여금 회전 정도가 변화됨에 따라 가열효율을 연산하도록 제어할 수 있다.
마이크로웨이브 제어부(350)는 연산한 가열효율이 기준 가열효율보다 높은 주파수의 개수가 최대인 경우를 판단하여, 제어부(310)로 이에 대한 정보를 전송하며, 제어부(310)는 연산한 가열효율이 기준 가열효율보다 높은 주파수가 최대인 때로 회전안테나의 회전을 제어할 수 있다.
제어부(310)는, 해당하는 회전시에서 마이크로웨이브를 생성, 출력하여 조리물(640)을 가열하도록 마이크로웨이브 제어부(350)를 제어할 수 있다.
이후, 조리물(640)이 가열됨에 따라, 입력반사계수 S11 파라미터에 변화가 발생하고, 가열효율도 계속 변화하게 된다. 이에 따라 제어부(310)는 다시 지지부(610)의 위치를 상 또는 하측으로 이동하면서 가열효율이 좋은 주파수를 가진 마이크로웨이브를 탐색하도록 마이크로웨이브 제어부(350)를 제어할 수 있다.
이 경우에도 가열효율이 기준 가열효율보다 높은 주파수를 가진 마이크로웨이브의 개수가 없다면, 제어부(310)는 다시 안테나부(620)를 구성하는 회전안테나의 회전을 제어하면서 가열효율을 측정할 수 있다. 특정 회전시 가열효율이 기준 가열효율보다 높은 주파수가 최대라면, 특정 회전시로 회전하도록 회전안테나의 회전을 제어할 수 있다.
한편, 이와는 별도로 지지부(610)의 위치를 가변시키며 연산한 가열효율과 안테나부(620)를 구성하는 회전안테나를 회전시키며 연산한 가열효율을 비교하여, 기준 가열효율보다 높은 가열효율을 가진 주파수의 개수가 더 많은 경우로 안테나부(620)를 구성하는 회전안테나의 회전 또는 지지부(610)의 위치를 제어할 수도 있다.
또한, 제어부(310)는 마이크로웨이브 제어부(350)에서 연산한 가열효율이 기준 가열효율보다 높은 주파수를 가진 마이크로웨이브로 이루어진 가열모드의 주파수 대역이 가장 넓은 위치로 지지부(610)의 위치 또는 안테나부(620)를 구성하는 회전안테나의 회전을 제어할 수 있다.
마이크로웨이브 제어부(350)는 방향성 결합기방향성 결합기는 제1 파워검출부(342) 및 제2 파워검출부(346)를 통해 가열효율을 연산할 수 있고, 증폭부(336)를 제어하여, 마이크로웨이브를 생성, 출력하도록 제어할 수 있다.
마이크로웨이브 제어부(350)는, 연산된 가열효율에 관한 정보를 제어부(310)로 송신하고, 증폭부(336)의 동작에 관한 명령을 수신할 수 있다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 조리기기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
마이크로웨이브 생성부(110)는 마이크로웨이브 제어부(350)의 제어를 받아, 복수의 마이크로웨이브를 생성하여, 출력할 수 있다.(S810)
제어부(310)는, 지지부(620)의 위치를 이동시키면서 현재 출력되고 있는 마이크로웨이브의 가열효율을 연산하도록 마이크로웨이브 제어부(350)를 제어하고, 마이크로웨이브 제어부(350)는 가열효율을 연산한다.(S820)
제어부(310)는, 기준 가열효율보다 높은 가열효율을 갖는 주파수의 개수가 가장 많은 위치에서 지지부(610)를 고정시킬 수 있다. 또는 제어부(310)는 연산한 가열효율이 기준 가열효율보다 높은 주파수를 가진 가열용 마이크로웨이브로 이루어진 가열 모드의 주파수 대역이 가장 넓은 위치로 지지부(610)를 고정시킬 수 있다.
제어부(310)는, 지지부(610)의 위치를 고정시킨 상태에서 마이크로웨이브 제어부(350)로 하여금 복수의 마이크로웨이브를 생성, 출력하여 조리물을 가열하도록 제어할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 조리기기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 9는 도 8에서 도시한 순서도 중, 지지부(610)의 위치만을 이동시키는 것이 아니라 안테나부(620)를 구성하는 회전안테나의 회전정도에 따라 변화하는 가열효율을 고려하여 조리기기의 동작을 제어하는 방법에 관한 순서도이다.
구체적으로 제어부(310)는, 지지부(620)의 위치를 이동시키면서(S910) 현재 출력되고 있는 마이크로웨이브의 가열효율을 연산하도록 마이크로웨이브 제어부(350)를 제어하고, 마이크로웨이브 제어부(350)는 가열효율을 연산한다.(S920)
마이크로웨이브 제어부(350)는 가열효율과 기준 가열효율을 비교하여(S930) 가열효율이 기준 가열효율보다 높으면 해당하는 주파수를 가진 마이크로웨이브를 생성, 출력하여 캐비티(134)내의 조리물(640)을 가열한다.(S970)
한편, 가열효율이 기준 가열효율보다 낮으면 제어부(310)는, 지지부(610)의 위치를 고정시킨 상태에서 안테나부(620)를 구성하는 회전안테나를 회전시킨다.(S940)
회전안테나를 회전시키면서, 캐비티(134)내부에 출력되는 마이크로웨이브의 가열효율을 연산하며(S950), 연산된 가열효율과 기준 가열효율을 비교하여(S960) 연산된 가열효율이 기준 가열효율보다 높다면 해당하는 주파수를 가진 마이크로웨이브를 생성, 출력하여 캐비티(134)내부의 조리물(640)을 가열할 수 있다.(S970)
제어부(310)는 안테나부(620)를 구성하는 회전안테나를 회전시켜도 가열효율이 기준 가열효율보다 미만인 경우, 다시 지지부(610)의 위치를 가변시키며, 캐비티(134)내부의 가열효율을 연산하는 과정을 반복할 수 있다.
즉, 지지부(610)를 소정 높이만큼 상하로 이동시키고, 소정 높이에서 조리물(640)이 균일하게 가열되는지 여부를 판단한 후, 균일하게 가열이 되는 경우면 계속 가열하고, 균일하게 가열이 되지 않는다면, 안테나부(620)를 구성하는 회전안테나를 회전시키면서, 다시 조리물(640)이 균일하게 가열되는지 여부를 판단한다. 이 경우에도 조리물(640)이 균일하게 가열된다면 계속 가열하고, 균일하게 조리물(640)이 가열되지 않는 경우라면, 다시 소정 높이만큼 지지부(610)를 상하로 이동시켜 캐비티(134) 바닥면으로부터의 높이를 가변시키면서 캐비티(134)내부의 가열효율을 연산하는 과정을 반복한다.
또한, 도시하지는 않았으나, 지지부(610)의 위치를 가변시키면서 연산한 가열효율과, 안테나부(620)를 구성하는 회전안테나를 회전시키면서 연산한 가열효율을 비교하여, 기준 가열효율보다 높은 가열효율을 갖는 주파수의 개수가 더 많도록 지지부(610)의 위치 또는 안테나부(620)를 구성하는 회전안테나의 회전을 조절할 수도 있다.
도 10은 지지부의 높이에 따른 가열효율을 예시한 도이다.
도 10(a)는 캐비티 바닥면으로부터 지지부의 높이가 h1인 경우의 주파수와 가열효율과의 관계를 도시한 것이며, 도 10(b)는 캐비티 바닥면으로부터 지지부의 높이가 h2인 경우의 주파수와 가열효율간의 관계를 도시한 도이다.
특히, 안테나의 개수가 1개인 경우 지지부(610)가 캐비티(134)내부의 특정 높이(h2)에 위치하는 경우에만 조리물(640)이 균일하게 가열되는 경우가 있다.
도 10(a)와 같이 지지부(610)의 높이가 h1인 경우의 가열효율 곡선을 보면, f1, f2, f3 주파수 중에서 가열효율이 기준 가열효율보다 높은 주파수의 개수는 f2하나이고, 가열효율 값도 기준 가열효율보다 많이 높지 않다. 그러나, 도 10(b)같은 경우, 지지부(610)의 위치를 캐비티(134)의 바닥면에서 부터 h2의 높이를 갖는 위치로 이동시킴에 따라서, 가열효율에도 변화가 생기고, 기준 가열효율보다 높은 가열효율을 갖는 주파수의 개수도 f2, f3 두개이며, 도 10(a)보다 가열효율 값이 기준 가열효율값보다 높다.
다만, 이는 생성하여 출력하는 주파수가 3개인 경우이며, 한 주기에 관한 것이다. 생성하여 출력되는 주파수의 개수는 이에 한정되지 않으며, 출력되는 주파수의 주기도 복수일 수 있고 도면에 한정되는 것은 아니다.
복수의 주기를 가짐으로써, 기준 가열효율보다 높은 가열효율을 가진 주파수의 모임인 가열모드도 복수로 나타날 수 있으며, 제어부(310)는 가열모드의 주파수 대역이 가장 넓은 위치로 지지부(610)의 위치나 안테나부(620)를 구성하는 회전안테나의 회전을 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예 따른 조리기기는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기를 중심으로 기술하였으나, 이에 한정되지 않고 다양한 조리기기와의 결합이 가능하다. 예를 들어, 가열원(heating source)으로서, 히터를 사용하는 오븐 형태의 조리기기에, 본 발명의 실시에에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기가 결합될 수도 있다. 또한, 다른 예로, 가열원(heating source)으로서, 유도 가열 히터를 사용하는 조리기기에, 본 발명의 실시에에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기가 결합될 수도 있다. 또한, 다른 예로, 가열원(heating source)으로서, 마그네트론을 이용한 조리기기에, 본 발명의 실시에에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기가 결합될 수도 있다.
본 발명에 따른 조리기기는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100,600 : 조리기기 110 : 마이크로웨이브 생성부
112 : 마이크로웨이브 전송부 114 : 전원 공급부
134 : 캐비티 310 : 제어부
338 : 방향성 결합기 342 : 제 1 파워 검출부
346 : 제 2 파워 검출부 364 : 제 2 격리부
350 : 마이크로웨이브 제어부 336 : 증폭부
360 : 전원부 362 : 위상 천이기
610 : 지지부 620 : 안테나부
630 : 트레이 640 : 조리물

Claims (17)

  1. 마이크로웨이브를 생성하여 캐비티 내부로 출력하는 마이크로웨이브 생성부;
    상기 캐비티 내부에 위치하며, 조리 대상물을 지지하는 지지부;및
    상기 지지부의 위치를 변화시키며, 상기 지지부의 위치변화에 따라 상기 캐비티 내로 공급되는 마이크로웨이브와 상기 캐비티로부터 반사되는 마이크로웨이브를 이용하여 주파수 별로 가열효율을 연산하고, 상기 연산된 가열효율에 기초하여 상기 지지부의 위치를 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 마이크로웨이브 생성부는,
    상기 제어부로부터의 주파수 제어 신호의 전압 레벨에 따라, 해당하는 주파수의 마이크로웨이브를 출력하도록 발진하는 주파수 발진부;
    상기 주파수 발진부에서 발진된 주파수 신호를 파워 제어 신호에 따라, 해당하는 파워의 마이크로 웨이브를 출력하도록 발진하는 레벨 조절부;를 포함하고,
    상기 주파수 발진부는, 전압 제어 발진부를 구비하고,
    상기 레벨 조절부는, 전압 제어 감쇠부를 구비하는 조리기기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 생성된 마이크로웨이브를 상기 캐비티 내부로 방사하는 안테나부를 더 포함하고,
    상기 안테나부는, 적어도 하나의 광대역 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 조리기기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 안테나부는,
    회전안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 조리기기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 회전안테나를 회전하며 가열효율을 연산하고, 상기 연산된 가열효율에 기초하여 상기 회전안테나의 회전을 더 제어하는 조리기기.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 지지부의 위치를 고정시키고, 상기 회전안테나를 회전하며 연산한 가열효율에 기초하여 상기 회전안테나의 회전을 제어하는 것을 특징으로 하는 조리기기.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기준 가열효율보다 높은 가열효율을 갖는 주파수의 개수가 가장 많도록 상기 회전 안테나의 회전을 제어하는 것을 특징으로 하는 조리기기.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가열효율이 기준 가열효율보다 높은 주파수를 가진 가열용 마이크로웨이브로 이루어진 가열 모드의 주파수 대역이 가장 넓도록 상기 회전안테나의 회전을 제어하는 것을 특징으로 하는 조리기기.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가열효율이 기준 가열효율보다 높은 주파수를 가진 가열용 마이크로웨이브로 이루어진 가열 모드의 주파수 대역이 가장 넓도록 상기 지지부의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 조리기기.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기준 가열효율보다 높은 가열효율을 갖는 주파수의 개수가 가장 많도록 상기 지지부의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 조리기기.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로웨이브 생성부로부터 복수의 마이크로웨이브를 상기 캐비티 내부로 전송하는 마이크로웨이브 전송부를 더 포함하는 조리기기.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로웨이브 생성부는,
    주파수 발진 및 증폭을 수행하여 증폭된 마이크로웨이브를 출력하는 증폭부;를 더 포함하는 조리기기.
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