KR101972094B1 - Microwave oven capable of low temperature plasma sterilization - Google Patents

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KR101972094B1
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김근홍
김인철
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국방과학연구소
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Abstract

The present invention relates to a microwave oven capable of sterilizing plasma and heating foods, comprising: a storing part for storing an object; a magnetron for generating microwave power; a waveguide which converts the microwave power to a microwave, and formed so as to irradiate the microwave to the storage part; a plasma generating part receiving power for generating plasma from the microwave power, and irradiating the plasma generated by the supplied power and the generated plasma to the storage part; and a switch for switching the microwave power output path of the magnetron such that the microwave power is inputted to either the plasma generation part or the waveguide.

Description

저온 플라즈마 살균이 가능한 전자렌지{MICROWAVE OVEN CAPABLE OF LOW TEMPERATURE PLASMA STERILIZATION}[0001] MICROWAVE OVEN CAPABLE OF LOW TEMPERATURE PLASMA STERILIZATION [0002]

본 발명은 플라즈마 살균과 음식물 가열이 가능한 전자렌지에 관한 것이다. The present invention relates to a microwave oven capable of plasma sterilization and food heating.

대기압 플라즈마 기술은 고가의 복잡한 진공장치 없이 대기압 하에서 플라즈마를 발생시키는 기술로서, 살균 및 지혈을 통한 상처부위 치료 등 의료분야, 피부자극 등 미용분야, 재료표면 특성개질 및 오염 물질 제거 등 산업분야 전반에 폭 넓게 응용되고 있는 기술이다. 특히 상기 플라즈마를 이용한 살균 기술은, 기존의 살균 방법과 달리 대상물에 고열의 열처리를 하지 않으면서도 효과적으로 살균 및 제독을 할 수 있기에, 현재 각광받고 있다. Atmospheric pressure plasma technology is a technology that generates plasma under atmospheric pressure without expensive and complex vacuum equipment. It is used in medical field such as disinfection and hemostasis, beauty field such as skin irritation, material surface property modification, It is a widely applied technology. In particular, the sterilization technique using the plasma has attracted a great deal of attention because it can effectively sterilize and decontaminate the object without subjecting the object to high-temperature heat treatment, unlike the conventional sterilization method.

한편 상기 저온 살균 기술은, 대상에 고열을 가하지 않는다는 점에서 열에 의한 영양소가 파괴되기 쉬운 채소, 과일, 회 등 각종 신선식품을 살균하는데 사용될 수 있다. 또한 유아용 젖병 등과 같은 유아 용품을 소독하는데 있어서 매우 유용하게 활용될 수 있다. On the other hand, the pasteurization technology can be used to sterilize various fresh foods such as vegetables, fruits, and soils in which nutrients are easily destroyed by heat in that the object is not subjected to high heat. It can also be very useful in disinfecting baby products such as baby bottles.

한편 상기 대기압 플라즈마를 발생시키기 위한 기술로서, 전극의 형태에 따라 유전체 장벽 방전, 코로나 방전, 펄스 방전, 글로우 방전, 플라즈마 젯트 등 다양한 기술들이 개발되었으며, 방전을 일으키는 전력 형태도 직류 전압부터 수 ~ 수백 KHz 범위의 초고주파, GHz 주파수의 마이크로웨이브까지 매우 광범위하다. Various technologies such as dielectric barrier discharge, corona discharge, pulse discharge, glow discharge, and plasma jet have been developed as technologies for generating the atmospheric pressure plasma, Microwaves of very high frequencies in the KHz range, GHz frequencies.

이러한 대기압 플라즈마의 발생을 위해서는, 직류, 교류를 막론하고 플라즈마 발생 전극 사이에 최소 106 V/m(Volts/meter) 이상의 세기를 가지는 고전압 전기장을 필요로 한다. 그리고 이러한 고전압 전기장을 형성하기 위해서는 고전압의 전력을 공급하는 장치를 필요로 하며, 이에 따라 고전압 전력 공급 장치의 설치 및 유지에 소요되는 비용 및 설치 공간이, 상기 대기압 플라즈마 발생 장치의 비용 및 설치 공간의 큰 비중을 차지한다. 또한 사용 안전성 측면에서도 상기 고전압 전력 공급 장치의 사용 안전성이 대기압 플라즈마 발생 장치의 사용 안전성에 큰 비중을 가진다. For the generation of such an atmospheric plasma, a high-voltage electric field having an intensity of at least 10 6 V / m (Volts / meter) between the plasma generating electrodes, regardless of the direct current or the alternating current, is required. In order to form such a high-voltage electric field, a device for supplying a high-voltage electric power is required. Accordingly, the cost and installation space required for installing and maintaining the high-voltage electric power supply device are not limited to the cost of the atmospheric- It takes up a large portion. In addition, from the viewpoint of safety in use, the safety of use of the high-voltage power supply apparatus has a great importance on the safety of use of the atmospheric-pressure plasma generator.

한편 상기 고전압 전력 공급 장치는 통상적으로 높은 비용과 일정 크기 이상의 넓은 공간을 요구하며, 고전압을 사용하므로 높은 안전성을 요구한다. 이에 따라 일반 가정에서 대기압 플라즈마 발생 장치를 구비하기 어려우며, 따라서 상기 대기압 플라즈마 기술의 많은 장점에도 불구하고 가정에서 대기압 플라즈마 기술을 활용한 저온 소독 및 살균을 이용하기에는 어려움이 있다. On the other hand, the high-voltage power supply usually requires a high cost and a space over a certain size, and requires high safety because it uses a high voltage. Accordingly, it is difficult to provide an atmospheric pressure plasma generator in a general household, and therefore, despite the many merits of the atmospheric pressure plasma technology, it is difficult to utilize low temperature disinfection and sterilization using atmospheric plasma technology at home.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 일반 가정에서도 대기압 플라즈마를 이용하여 저온 소독 및 저온 살균을 수행할 수 있는 장치에 대한 것이다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a device capable of performing low-temperature disinfection and pasteurization using atmospheric plasma in a home.

또한 본 발명은 저온 플라즈마를 이용하여 신선식품 표면, 유아용 젖병 등을 저온 살균 및 소독 할 수 있을 뿐만 아니라 마이크로파를 이용하여 음식물을 가열하는 기능을 선택적으로 수행할 수 있는 다용도 전자렌지에 대한 것이다. The present invention also relates to a multi-purpose microwave oven capable of selectively sterilizing and disinfecting fresh food surfaces, infant feeding bottles and the like using low-temperature plasma as well as selectively heating food using microwaves.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전자렌지는, 대상물이 수납되는 수납부와, 마이크로파 전력을 발생시키기 위한 마그네트론(magnetron)과, 상기 마이크로파 전력을 마이크로파로 변환하여 상기 수납부에 조사하도록 형성되는 도파관과, 상기 마그네트론으로부터 플라즈마를 발생시키기 위한 전력을 공급받고, 공급된 전력으로 플라즈마를 발생 및 발생된 플라즈마를 상기 수납부에 조사하는 플라즈마 발생부와, 상기 마이크로파 전력이 상기 플라즈마 발생부와 상기 도파관 중 어느 하나에 입력되도록, 상기 마그네트론의 마이크로파 전력 출력 경로를 스위칭하는 마이크로웨이브 전력 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a microwave oven comprising: a housing for housing an object; a magnetron for generating microwave power; A plasma generator for generating plasma from the magnetron and generating a plasma by the supplied power and for irradiating the generated plasma to the storage unit; And a microwave power switch for switching the microwave power output path of the magnetron so as to be inputted to either one of the waveguide and the waveguide.

일 실시 예에 있어서, 상기 플라즈마 발생부와 상기 수납부 사이에 설치되며 마이크로파의 투과를 차단할 수 있도록 형성되는 마이크로파 차단막을 더 포함하며, 상기 마이크로파 차단막은, 상기 플라즈마 발생부로부터 발생되는 플라즈마 및 상기 플라즈마의 발생과 함께 이온화된 이온 및 자외선이 투과할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the plasma display apparatus further includes a microwave shielding film disposed between the plasma generating unit and the receiving unit, the microwave shielding film shielding the transmission of microwaves, wherein the microwave shielding film includes a plasma generated from the plasma generating unit, And is formed so that ionized ions and ultraviolet rays can be transmitted.

일 실시 예에 있어서, 상기 마이크로파 차단막은, 일정 크기 이하의 구멍들이 천공된 형태를 갖는 금속판으로 형성되며, 상기 마이크로파 차단막에 형성된 천공 구멍의 크기는, 5mm 이하 직경을 가지는 크기로 형성되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the microwave shielding film is formed of a metal plate having a pore size of a predetermined size or less, and the size of the perforation hole formed in the microwave shielding film is a size having a diameter of 5 mm or less do.

일 실시 예에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는, 유전 장벽층에 적층되며, 일정 간격으로 구멍들이 천공된 전극층을 포함하며, 상기 마이크로파 차단막의 각 천공 구멍은, 상기 전극층에 형성된 각 천공 구멍과 동축선 상에 위치하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the plasma generating portion includes an electrode layer stacked on a dielectric barrier layer and having apertures formed at regular intervals, and each of the perforation holes of the microwave shielding layer has a perforation hole formed in the electrode layer, In the second direction.

일 실시 예에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는, 유전체 장벽 방전 방식(Dielectric Barrier Discharge)을 통해 상온 대기압에서 저온 플라즈마를 발생시키도록 형성되며, 유전제 장벽 방전 전극인 전도성 금속박막의 제1 전극층과, 제2 전극층 사이에, 0.01-10mm 범위 내에서 형성되는 두께를 가지는 유전 장벽층을 가지는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the plasma generator is configured to generate a low-temperature plasma at room temperature and atmospheric pressure through a dielectric barrier discharge system. The plasma generator may include a first electrode layer of a conductive metal thin film as a dielectric barrier discharge electrode, And a dielectric barrier layer having a thickness formed within the range of 0.01 to 10 mm between the two electrode layers.

일 실시 예에 있어서, 상기 유전 장벽층은, 표면에 금속 산화물 촉매가 분포되어, 플라즈마 발생시 활성 산소종을 포함하는 복수의 이온이 생성되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the dielectric barrier layer is characterized in that a metal oxide catalyst is distributed on the surface, and a plurality of ions including active oxygen species are generated when the plasma is generated.

일 실시 예에 있어서, 상기 마이크로웨이브 전력 스위치는, 상기 마그네트론으로부터 생성된 마이크로파 전력이 출력되는 동축케이블을, 상기 플라즈마 발생부와 연결된 동축 케이블에 연결하거나 또는 상기 도파관과 연결된 동축 케이블에 연결하여 상기 출력 경로 스위칭을 수행하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the microwave power switch may include a coaxial cable through which the microwave power generated from the magnetron is output, the coaxial cable being connected to the coaxial cable connected to the plasma generating unit or to a coaxial cable connected to the waveguide, And path switching is performed.

일 실시 예에 있어서, 상기 도파관과 상기 동축 케이블은, In one embodiment, the waveguide and the coaxial cable are connected to each other,

기 설정된 커플링 어댑터를 통해 연결되며, 상기 동축 케이블을 통해 유입된 마이크로파 전력이 상기 커플링 어댑터를 통해 마이크로파로 변환되어 도파관으로 유입되는 것을 특징으로 한다.And the microwave power flowing through the coaxial cable is converted into microwave through the coupling adapter and is introduced into the waveguide.

본 발명에 따른 전자렌지의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effect of the microwave oven according to the present invention will be described as follows.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 전자렌지에 구비된 고성능 마그네트론을 대기압 저온 플라즈마를 발생시킬 수 있는 전력 장치로 활용함으로써, 일반 가정에서도 대기압 플라즈마를 이용하여 저온 살균 및 소독을 할 수 있도록 한다는 효과가 있다. According to at least one of the embodiments of the present invention, the high-performance magnetron provided in the microwave oven is used as a power device capable of generating atmospheric pressure low-temperature plasma, so that even in a home, pasteurization and sterilization So that there is an effect of making it possible.

또한 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 전자렌지에 구비된 마그네트론을 이용하여 상기 대기압 저온 플라즈마 또는 음식물의 가열을 위한 마이크로파를 선택적으로 발생시킴으로서, 하나의 전자렌지를 이용하여 저온 살균 및 소독 기능 또는 음식물의 가열 기능을 모두 이용할 수 있다는 효과가 있다. According to at least one of the embodiments of the present invention, the microwave for heating the atmospheric pressure low-temperature plasma or the food is selectively generated by using the magnetron provided in the microwave oven, And the function of sterilizing or heating the food can all be utilized.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 플라즈마 살균과 음식물 조리가 가능한 전자렌지의 예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자렌지의 내부 구성을 도시한 개략도이다.
도 3은, 도 2의 도면에서, 마이크로파 전력의 출력 경로를 스위칭하는 마이크로웨이브 전력 스위치가 구비된 측면을 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자렌지에서 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부의 기본 구조를 도시한 단면도이다. 1 is a perspective view showing an example of a microwave oven capable of plasma sterilization and food cooking according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing an internal configuration of a microwave oven according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view showing a side surface provided with a microwave power switch for switching an output path of microwave power in the diagram of FIG. 2. FIG.
4 is a cross-sectional view illustrating a basic structure of a plasma generating unit for generating plasma in a microwave oven according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다." 또는 "포함한다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.It is noted that the technical terms used herein are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Also, the singular forms "as used herein include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, " comprises " Or " include. &Quot; Should not be construed to encompass the various components or steps described in the specification, and some of the components or portions may not be included, or may include additional components or steps And the like.

또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. Further, in the description of the technology disclosed in this specification, a detailed description of related arts will be omitted if it is determined that the gist of the technology disclosed in this specification may be obscured.

이하의 설명에서는, 마그네트론(magnetron)으로부터 생성되는 마이크로파 전력을 이용하여 대기압 플라즈마를 발생시킬 수 있는 플라즈마 발생부를 구비하고, 상기 마그네트론에서 생성된 마이크로파 전력을, 사용자의 선택에 따라 상기 플라즈마 발생부에 입력되도록 하거나 또는 도파관으로 입력되도록 함으로써, 상기 대기압 플라즈마를 이용한 저온 살균이 이루어지도록 하거나 또는 상기 도파관을 통해 유입된 마이크로파를 이용하여 음식물이 가열될 수 있도록 하는 본 발명의 실시 예에 따른 전자렌지를, 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. In the following description, a plasma generating unit capable of generating an atmospheric pressure plasma using microwave power generated from a magnetron is provided. The microwave power generated in the magnetron is input to the plasma generating unit according to a user's selection The microwave oven according to the embodiment of the present invention which allows the pasteurization using the atmospheric pressure plasma to be performed or the microwave introduced through the waveguide to heat the food, Will be described in detail with reference to the drawings.

먼저 도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 플라즈마 살균과 음식물 조리가 가능한 전자렌지의 예를 도시한 사시도이며, 케이스(10)와 도어부(11), 조작부(12)가 외부로 구성된 전자렌지(1)의 예를 보이고 있다. 여기서 상기 조작부(12)는 사용자가 플라즈마 살균 기능 또는 음식물 가열 기능 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 하는 메뉴 또는 적어도 하나의 버튼을 포함할 수 있다. 그리고 상기 조작부(12)를 통해 인가되는 사용자의 입력에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 전자렌지(1)는 플라즈마 살균 기능 또는 음식물 조리 기능 중 어느 하나의 기능을 수행할 수 있다. 1 is a perspective view illustrating an example of a microwave oven capable of sterilizing plasma and cooking food according to an embodiment of the present invention. The microwave oven includes a case 10, a door part 11, and a microwave oven 1) is shown. The operation unit 12 may include a menu or at least one button for allowing the user to select either the plasma sterilization function or the food heating function. The microwave oven 1 according to the embodiment of the present invention may perform either a plasma sterilization function or a food cooking function according to a user's input through the operation unit 12. [

한편 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자렌지(1)의 내부 구성을 도시한 개략도이다. 2 is a schematic view showing the internal configuration of the microwave oven 1 according to the embodiment of the present invention.

도 2를 참조하여 상기 전자렌지(1)의 내부 구성을 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 전자렌지(1)는 케이스(10) 내부에 배치되며 마이크로파를 이용하여 가열될 음식물 또는 플라즈마에 의해 살균 및 소독될 대상이 수납되는 수납부(20), 마이크로파를 발생시키기 위한 마이크로파 전력을 생성하는 마그네트론(30), 그리고 마그네트론(30)의 마이크로파 전력으로부터 생성된 마이크로파 에너지가 유입되는 경로를 형성하는 도파관(60), 그리고 도파관(60)을 통해 유입된 마이크로파 에너지로부터 생성되는 마이크로파가 조사되는 수납부(20), 그리고 상기 마그네트론(30)에서 생성된 마이크로파 전력을 이용하여 대기압 저온 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부(70)를 포함할 수 있다. 2, the microwave oven 1 according to the embodiment of the present invention is disposed inside the case 10 and sterilized by food or plasma to be heated using microwaves. And a magnetron 30 for generating microwave power for generating a microwave and a waveguide 30 for forming a path through which microwave energy generated from the microwave power of the magnetron 30 flows 60 and a microwave generated from the microwave energy introduced through the waveguide 60 and a microwave generated by the magnetron 30 to generate an atmospheric pressure low temperature plasma, (70).

여기서 상기 수납부(20)의 크기와 도파관(60)의 개구부 크기는 마이크로파에 의한 음식물 가열이 효과적으로 이루어지도록, 통상적인 전자렌지에 사용되는 크기를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 마그네트론(30)은 30MHz~30GHz의 주파수 범위를 갖는 마이크로파 에너지를 발생시키는 것으로, 통상적인 전자렌지에 사용되는 마그네트론일 수 있다. Here, it is preferable that the size of the accommodating portion 20 and the size of the opening of the waveguide 60 are sized to be used in a conventional microwave oven so that heating of food by microwaves can be effectively performed. The magnetron 30 generates microwave energy having a frequency range of 30 MHz to 30 GHz, and may be a magnetron used in a conventional microwave oven.

여기서 도파관(60)은 상기 수납부(20)에 구비된 음식물에 골고루 마이크로파가 조사되도록 형성된 조사부(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 그리고 조사부는 상기 도파관으로부터 유입되는 마이크로파 에너지로부터 생성되는 마이크로파를 상기 수납부(20) 내에 조사할 수 있다. 예를 들어 상기 조사부는 복수의 금속 재질 날개를 가지는 적어도 하나의 팬을 구비할 수 있으며, 상기 팬의 회전에 따라 회전하는 금속 날개에 상기 마이크로파가 반사되도록 설계되어, 상기 수납부(20) 내에 수납된 음식물에 상기 마이크로파가 골고루 조사되도록 형성될 수 있다.Here, the waveguide 60 may be connected to an irradiator (not shown) configured to irradiate microwaves evenly on the food provided in the receiver 20. The irradiation unit can irradiate the microwave generated from the microwave energy introduced from the waveguide into the accommodating unit 20. For example, the irradiating unit may include at least one fan having a plurality of metallic material blades, and the microwave is designed to be reflected on a metal blade rotating according to the rotation of the fan, So that the microwave can be uniformly irradiated to the food.

한편 상기 플라즈마 발생부(70)는 수납부(20)에 수납된 대상물을 살균 및 소독할 수 있는 플라즈마를 생성할 수 있다. 여기서 상기 플라즈마 발생부(70)는 상기 마그네트론(30)으로부터 생성되는 마이크로파 전력을 공급받을 수 있으며, 상기 공급된 마이크로파 전력으로부터 상기 플라즈마를 생성할 수 있다.Meanwhile, the plasma generating unit 70 may generate a plasma capable of sterilizing and disinfecting the object stored in the storage unit 20. [ Here, the plasma generating unit 70 can receive microwave power generated from the magnetron 30, and can generate the plasma from the supplied microwave power.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 전자렌지(1)는 상기 마그네트론(30)으로부터 생성된 마이크로파 전력이 출력되는 경로를 복수개 가질 수 있다. 여기서 상기 출력 경로는 동축 케이블로 형성될 수 있다. 그리고 상기 출력 경로 중 어느 출력 경로가 선택되는지에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 전자렌지(1)는 상기 하나의 마그네트론(30)으로부터 생성되는 마이크로파 전력을 이용하여 상기 음식물을 가열하거나 또는 플라즈마를 이용한 대상물의 살균 및 소독을 수행할 수 있다. To this end, the microwave oven 1 according to the embodiment of the present invention may have a plurality of paths through which the microwave power generated from the magnetron 30 is output. The output path may be formed of a coaxial cable. The microwave oven 1 according to the embodiment of the present invention may be configured to heat the food or the plasma using microwave power generated from the one magnetron 30, It is possible to sterilize and disinfect the object to be used.

상기 복수개의 출력 경로는 상기 마이크로파 전력이 상기 도파관(60)으로 입력되도록 상기 마그네트론(30)과 상기 도파관(60) 사이를 연결하는 경로(제1 출력 경로)를 포함할 수 있다. 또한 상기 복수개의 출력 경로는 상기 마이크로파 전력이 상기 플라즈마 발생부(70)로 입력되도록 상기 마그네트론(30)과 상기 플라즈마 발생부(70) 사이를 연결하는 경로(제2 출력 경로)를 포함할 수 있다. The plurality of output paths may include a path (first output path) connecting between the magnetron 30 and the waveguide 60 such that the microwave power is input to the waveguide 60. The plurality of output paths may include a path (second output path) for connecting the magnetron 30 and the plasma generating unit 70 such that the microwave power is input to the plasma generating unit 70 .

또한 본 발명의 실시 예에 따른 전자렌지(1)는 상기 하나의 마그네트론(30)에서 생성된 마이크로파 전력이 상기 플라즈마 발생부(70)와 상기 도파관(60) 중 어느 하나에 입력되도록, 상기 제1 출력 경로와 제2 출력 경로 중 어느 하나로 상기 마이크로파 전력의 출력 경로를 스위칭하는 마이크로웨이브 전력 스위치(50)를 구비할 수 있다. 그리고 사용자는 상기 마이크로 웨이브 전력 스위치(50)를 조작하여, 상기 마이크로파 전력이 플라즈마 발생부(70) 또는 도파관(60) 중 어느 하나로 유입되도록 함으로써, 수납부(20)에 수납된 음식물이 가열되도록 하거나, 또는 상기 수납부(20)에 수납된 대상물을 살균 및 소독할 수 있다. The microwave oven 1 according to the embodiment of the present invention may be configured such that the microwave power generated by the one magnetron 30 is input to either the plasma generator 70 or the waveguide 60, And a microwave power switch 50 for switching the output path of the microwave power to either the output path or the second output path. The user operates the microwave power switch 50 to allow the microwave power to flow into any one of the plasma generator 70 and the waveguide 60 so that the food stored in the receiver 20 is heated Or the object accommodated in the accommodating portion 20 can be sterilized and disinfected.

한편 본 발명의 실시 예에 따른 전자렌지(1)는 상기 플라즈마 발생부(70)와 수납부(20) 사이에 구비되는 마이크로파 차단막(80)을 구비할 수 있다. 상기 마이크로파 차단막(80)은, 플라즈마에 포함된 자외선과 각종 화학종 또는 이온 들은 통과시키지만 마이크로파는 투과될 수 없도록, 일정한 크기 이하의 구멍들이 천공된 형태를 갖는 금속판으로 형성될 수 있다. 보다 바람직하게 상기 마이크로파 차단막(80)에 형성된 구멍들은 5mm 이하 직경을 가지는 크기로 형성될 수 있다. The microwave oven 1 according to the embodiment of the present invention may include a microwave shielding film 80 provided between the plasma generating unit 70 and the receiving unit 20. The microwave shielding film 80 may be formed of a metal plate having holes having a predetermined size or less so that ultraviolet rays contained in the plasma and various chemical species or ions can pass therethrough but microwaves can not be transmitted. More preferably, the holes formed in the microwave shielding film 80 may be formed to have a diameter of 5 mm or less.

이러한 마이크로파 차단막(80)은 상기 수납부(20)에 수납된 음식물이 상기 도파관(60)을 통해 조사된 마이크로파에 의해 가열될 때에, 상기 플라즈마 발생기(70)가 마이크로파에 의해 손상되는 것과, 불필요한 마이크로파 에너지의 손실을 방지할 수 있다.The microwave shielding film 80 prevents the plasma generator 70 from being damaged by the microwave when the food stored in the accommodating portion 20 is heated by the microwave irradiated through the waveguide 60, It is possible to prevent loss of energy.

도 3은, 도 2의 도면에서, 마이크로파 전력의 출력 경로를 스위칭하는 마이크로웨이브 전력 스위치가 구비된 측면을 도시한 측면도이다. FIG. 3 is a side view showing a side surface provided with a microwave power switch for switching an output path of microwave power in the diagram of FIG. 2. FIG.

도 3을 참조하여 살펴보면, 마이크로웨이브 전력 스위치(50)는 조작부(12)를 통해 인가되는 사용자의 입력에 따라, 마그네트론(30)과 마이크로웨이브 전력 스위치(50) 사이를 연결하는 제1 동축 케이블(40a)을, 도파관(60)에 연결된 제2 동축 케이블(40b) 또는 플라즈마 발생부(70)에 연결된 제3 동축 케이블(40c) 중 어느 하나에 연결할 수 있다. 3, a microwave power switch 50 is connected to a first coaxial cable (not shown) that connects between the magnetron 30 and the microwave power switch 50 in accordance with a user's input applied through the operating unit 12 40a may be connected to either the second coaxial cable 40b connected to the waveguide 60 or the third coaxial cable 40c connected to the plasma generating unit 70. [

따라서 도 1의 조작부(12)에서 사용자가 음식의 가열을 선택한 경우, 마이크로웨이브 전력 스위치(50)는 마그네트론(30)으로부터 전달된 마이크로파 전력을 도파관(60)과 연결된 제1 출력 경로로 연결할 수 있다. 이때, 제2 동축 케이블(40b)과 도파관(60)은 기 설정된 커플링 어댑터(도시되지 않음)에 의해 연결 될 수 있다. 여기서 상기 기 설정된 커플링 어댑터는 상기 마이크로파 전력을 마이크로파로 변환시키기 위한 것일 수 있다. 따라서 상기 마이크로파 전력은 상기 커플링 어댑터를 통해 마이크로파로 변환되어 상기 도파관(60)으로 유입될 수 있으며, 상기 도파관(60)과 조사부를 통해 수납부(20)에 골고루 조사될 수 있다. 그리고 상기 수납부(20) 내에 수납된 음식물은 상기 조사부를 통해 조사된 마이크로파에 의하여 가열될 수 있다. 1, the microwave power switch 50 may connect the microwave power delivered from the magnetron 30 to the first output path connected to the waveguide 60 when the user selects heating of the food . At this time, the second coaxial cable 40b and the waveguide 60 may be connected by a predetermined coupling adapter (not shown). The predetermined coupling adapter may be for converting the microwave power into microwave. Therefore, the microwave power can be converted into microwaves through the coupling adapter and introduced into the waveguide 60, and the microwaves can be uniformly irradiated to the receiving part 20 through the waveguide 60 and the irradiation part. The food stored in the storage portion 20 can be heated by the microwave irradiated through the irradiation portion.

그러나 사용자가 살균 및 소독을 선택하는 경우, 상기 마이크로웨이브 전력 스위치(50)는 마그네트론(30)으로부터 전달된 마이크로파 전력을 플라즈마 발생부(70)와 연결된 제2 출력 경로로 연결할 수 있다. 그러면 플라즈마 발생부(70)는 입력된 전력을 이용하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다. However, when the user selects sterilization and disinfection, the microwave power switch 50 may connect the microwave power delivered from the magnetron 30 to a second output path connected to the plasma generator 70. Then, the plasma generating unit 70 can generate the plasma using the input power.

한편 플라즈마 발생부(70)에서 발생된 플라즈마는 마이크로파 차단막(80)을 투과하여 수납부(20)에 조사될 수 있다. 그리고 수납부(20)내에 수납된 대상의 표면은 상기 조사된 플라즈마 및 상기 플라즈마 발생시에 함께 생성된 활성종 이온에 의하여 살균 및 소독될 수 있다. Meanwhile, the plasma generated in the plasma generating part 70 may be transmitted through the microwave shielding film 80 and irradiated to the storage part 20. The surface of the object accommodated in the accommodating portion 20 can be sterilized and disinfected by the irradiated plasma and the active species ions generated at the time of plasma generation.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자렌지(1)에서 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부(70)의 기본 구조를 도시한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view showing a basic structure of a plasma generating unit 70 for generating plasma in a microwave oven 1 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 발생부(70)는 유전제 장벽 방전 전극 사이에서, 공기 등의 유전체 물질을 장벽으로 활용하여 유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge) 방식을 통해 상온의 대기압에서 저온 플라즈마를 발생시킬 수 있도록 형성된 것일 수 있다. The plasma generator 70 according to an embodiment of the present invention utilizes a dielectric material such as air as a barrier between dielectric barrier discharge electrodes to generate a low temperature plasma at atmospheric pressure at room temperature through a dielectric barrier discharge Or the like.

도 4를 살펴보면, 플라즈마 발생부(70)는 전도성 금속박막의 제1 전극층(71, 유전제 장벽 방전 전극), 상기 제1 전극층(71) 상에 적층되는 유전 장벽층(72), 일정한 간격으로 천공된 전도성 금속박막의 제2 전극층(73, 유전제 장벽 방전 전극)을 포함할 수 있다. 상기 전도성 금속박막의 제2 전극층(73)은 상기 유전 장벽층(72) 상에 적층되고, 상기 유전장벽층(72)의 표면 일부분이 대기중에 노출 되도록 일정한 크기 및 간격으로 천공된 형태가 바람직하다. 4, the plasma generating unit 70 includes a first electrode layer 71 (dielectric barrier discharge electrode) of a conductive metal thin film, a dielectric barrier layer 72 stacked on the first electrode layer 71, And a second electrode layer 73 (dielectric barrier discharge electrode) of a perforated conductive metal thin film. The second electrode layer 73 of the conductive metal thin film is preferably stacked on the dielectric barrier layer 72 and the dielectric barrier layer 72 is perforated with a predetermined size and interval so that a part of the surface of the dielectric barrier layer 72 is exposed to the atmosphere .

한편 상기 플라즈마 발생부(70)는 동축 케이블(74, 제3 동축 케이블(40c))을 통해 마그네트론(30)에서 생성된 마이크로파 전력을 입력받을 수 있다. 그리고 천공된 제2 전극층(73)을 접지전극으로 이용하고, 상기 제1 전극층(71)에 동축 케이블(74, 제3 동축케이블(40c))을 통해 유입되는 마이크로파 전력이 인가되면, 천공으로 대기 중에 노출된 각 유전체 장벽 표면에서 대기압 플라즈마가 발생될 수 있다. Meanwhile, the plasma generator 70 can receive the microwave power generated by the magnetron 30 through the coaxial cable 74 and the third coaxial cable 40c. When the microwave power flowing through the coaxial cable (74, third coaxial cable 40c) is applied to the first electrode layer 71, the perforated second electrode layer 73 is used as a ground electrode, An atmospheric plasma may be generated at each exposed dielectric barrier surface.

이러한 플라즈마의 발생은 자외선 방출을 수반할 뿐 아니라, 각종 활성종 이온들이 생성 및 확산될 수 있다. 따라서 상기 자외선 및 활성종 이온들에 의해 피처리물 표면에 대한 저온 살균 및 소독이 이루어지게 된다. 따라서 보다 바람직하게는 상기 마이크로파 차단막(80)에 형성된 천공 구멍이 상기 제2 전극층(73)에 형성된 천공 구멍과 서로 동축선 상에 놓이도록, 마이크로파 차단막(80)이 상기 플라즈마 발생부(70)와 수납부(20) 사이에 설치될 수 있다. The generation of such a plasma not only involves ultraviolet ray emission, but also various active species ions can be generated and diffused. Therefore, pasteurization and sterilization of the surface of the object to be treated are performed by the ultraviolet rays and the active species ions. More preferably, the microwave shielding film 80 is formed on the plasma generating part 70 so that the perforation hole formed in the microwave shielding film 80 is coaxial with the perforation hole formed in the second electrode layer 73 And can be installed between the storage portion 20.

한편 상기 제1 전극층(71)과 제2 전극층(73)사이에 인가되는 전기장이 106 V/m 이상까지 도달하여 대기압 플라즈마가 발생하고, 안정적으로 유지 될 수 있도록, 상기 제1 전극층(71)과 제2 전극층(73) 사이 유전 장벽층(72)의 두께는 0.01-10mm 범위 내에서 최적화된 두께를 가질 수 있다. 또한 필요한 경우 다양한 전압증폭 회로와 주파수 변환 회로를 포함시킬 수 있고, 동축 케이블(74, 제3 동축케이블(40c))로부터 유입된 마이크로파 전력이 플라즈마 발생에 최대한 활용될 수 있도록 전체 회로에 대해 임피던스가 매칭되도록 제작하는 것이 바람직하다.On the other hand, the first electrode layer 71 is formed so that an electric field applied between the first electrode layer 71 and the second electrode layer 73 reaches 10 6 V / m or more and an atmospheric pressure plasma is generated and stably maintained. The thickness of the dielectric barrier layer 72 between the second electrode layer 73 and the second electrode layer 73 may have an optimum thickness within the range of 0.01 to 10 mm. Further, various voltage amplification circuits and frequency conversion circuits can be included if necessary, and the impedance for the entire circuit can be adjusted so that the microwave power introduced from the coaxial cable (74, third coaxial cable 40c) It is preferable to fabricate them to match.

한편 도 4의 유전장벽층(72)은 유리, 석영, 세라믹, 에나멜, 운모, 플라스틱, 실리콘 고무, PET, 테프론, PDMS 등 각종 유전물질 중 선택된 어느 하나의 단일층으로 제작될 수 있다. 또는 상기 유전장벽층(72)은 유전물질 층 위에 각종 금속산화물 촉매(TiO2, ZnO, MgO 등) 분말, 활성탄소 분말 들이 코팅된 복합물질로 형태로 제작될 수 있다. 유전장벽층 표면에 금속 산화물 촉매를 분포하면, 플라즈마 발생 시 O2-, OH- 같은 활성 산소종 생성이 촉진될 수 있으며, 상기 활성 산소종에 의해 각종 신선식품 표면에 대한 살균 및 제독 효과가 보다 증대될 수 있다.On the other hand, the dielectric barrier layer 72 of FIG. 4 can be formed of a single layer of any one selected from various dielectric materials such as glass, quartz, ceramic, enamel, mica, plastic, silicone rubber, PET, Teflon and PDMS. Alternatively, the dielectric barrier layer 72 may be formed of a composite material in which powder of various metal oxide catalysts (TiO 2, ZnO, MgO, etc.) and activated carbon powder are coated on a dielectric material layer. When the metal oxide catalyst is distributed on the surface of the dielectric barrier layer, generation of reactive oxygen species such as O 2 - and OH - can be promoted during plasma generation, and the sterilization and decontamination effect on various fresh food surfaces Can be increased.

한편 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석 되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the essential characteristics thereof. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

1 : 전자렌지 20 : 수납부
30 : 마그네트론 40 : 동축 케이블
50 : 마이크로웨이브 전력 스위치 60 : 도파관
70 : 플라즈마 발생부 80 : 마이크로파 차단막1: Microwave oven 20:
30: Magnetron 40: Coaxial cable
50: microwave power switch 60: waveguide
70: plasma generating part 80: microwave shielding film

Claims (8)

대상물이 수납되는 수납부;
플라즈마 또는 마이크로파를 발생시킬 수 있는 마이크로파 전력을 발생시키는 마그네트론(magnetron);
상기 마이크로파 전력을 마이크로파로 변환하여 상기 수납부에 조사하도록 형성되는 도파관;
상기 마이크로파 전력을 공급받고, 공급된 전력으로 플라즈마를 발생 및 발생된 플라즈마를 상기 수납부에 조사하는 플라즈마 발생부; 및,
상기 마이크로파 전력이, 상기 플라즈마 발생부와 상기 도파관 중 어느 하나에 입력되도록, 상기 마그네트론의 마이크로파 전력 출력 경로를 스위칭하는 마이크로웨이브 전력 스위치를 포함하며,
상기 마그네트론은,
상기 마이크로파 전력이 출력되는 상기 전력 출력 경로를 복수개 포함하며,
상기 복수개의 전력 출력 경로는,
상기 도파관과 상기 마그네트론 사이를 연결하는 제1 경로 및 상기 플라즈마 발생부와 상기 마그네트론 사이를 연결하는 제2 경로를 포함하고,
플라즈마 발생이 선택되면 상기 스위칭에 따라 상기 마이크로파 전력이 상기 제2 경로를 통해 상기 플라즈마 발생부에 입력되어, 마이크로파의 발생 없이 상기 플라즈마 발생부에서 플라즈마가 바로 생성되도록 하고,
마이크로파 발생이 선택되면 상기 스위칭에 따라 상기 마이크로파 전력이 상기 제1 경로를 통해 상기 도파관으로 입력되도록 하며,
상기 플라즈마 발생부는,
제1 전극층, 제2 전극층 및, 상기 제1 및 제2 전극층 사이에 구비되는 유전 장벽층을 구비하여 유전체 장벽 방전 방식(Dielectric Barrier Discharge)을 통해 상온 대기압에서 저온 플라즈마를 발생시키며,
상기 유전 장벽층은,
유전물질 층 위에 금속산화물 촉매 분말 또는 활성 탄소 분말이 코팅된 복합물질임을 특징으로 하는 전자렌지.A receiving portion for receiving an object;
A magnetron for generating a microwave power capable of generating a plasma or a microwave;
A waveguide configured to convert the microwave power into a microwave and irradiate the microwave to the receiving part;
A plasma generating unit that receives the microwave power and generates a plasma with the supplied power and irradiates the generated plasma to the storage unit; And
And a microwave power switch for switching the microwave power output path of the magnetron so that the microwave power is input to either the plasma generator or the waveguide,
In the magnetron,
A plurality of power output paths through which the microwave power is output,
Wherein the plurality of power output paths comprise:
A first path connecting the waveguide and the magnetron, and a second path connecting the plasma generator and the magnetron,
When the generation of the plasma is selected, the microwave power is inputted to the plasma generating unit through the second path according to the switching, so that the plasma is directly generated in the plasma generating unit without generating the microwave,
When microwave generation is selected, the microwave power is inputted to the waveguide through the first path in accordance with the switching,
The plasma generator may include:
A first electrode layer, a second electrode layer, and a dielectric barrier layer provided between the first and second electrode layers to generate a low-temperature plasma at room temperature and atmospheric pressure through a dielectric barrier discharge method,
Wherein the dielectric barrier layer comprises:
Wherein the metal oxide catalyst powder or the activated carbon powder is coated on the dielectric material layer. 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 발생부와 상기 수납부 사이에 설치되며 마이크로파의 투과를 차단할 수 있도록 형성되는 마이크로파 차단막을 더 포함하며,
상기 마이크로파 차단막은,
상기 플라즈마 발생부로부터 발생되는 플라즈마 및 상기 플라즈마의 발생과 함께 이온화된 이온 및 자외선이 투과할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전자렌지.The method according to claim 1,
Further comprising a microwave shielding layer disposed between the plasma generating unit and the accommodating unit, the microwave shielding shielding the microwave shielding layer,
The microwave shielding film may include,
Wherein plasma is generated from the plasma generating part, and ionized ions and ultraviolet rays are transmitted together with the generation of the plasma. 제2항에 있어서, 상기 마이크로파 차단막은,
일정 크기 이하의 구멍들이 천공된 형태를 갖는 금속판으로 형성되며,
상기 마이크로파 차단막에 형성된 천공 구멍의 크기는,
5mm 이하 직경을 가지는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자렌지.The microwave oven according to claim 2,
Holes of a predetermined size or less are formed in a perforated metal plate,
The size of the perforation hole formed in the microwave shielding film is,
And a diameter of 5 mm or less. 제3항에 있어서,
상기 플라즈마 발생부는,
유전 장벽층에 적층되며, 일정 간격으로 구멍들이 천공된 전극층을 포함하며,
상기 마이크로파 차단막의 각 천공 구멍은,
상기 전극층에 형성된 각 천공 구멍과 동축선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 전자렌지.The method of claim 3,
The plasma generator may include:
A dielectric layer stacked on the dielectric barrier layer and including perforated electrode layers at regular intervals,
Each of the perforation holes of the microwave shielding film,
And is located on a coaxial line with each of the perforation holes formed in the electrode layer. 제1항에 있어서,
상기 제1 전극층과 제2 전극층은,
유전제 장벽 방전 전극인 전도성 금속박막으로 형성되며,
상기 유전 장벽층은,
0.01-10mm 범위 내에서 형성되는 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 전자렌지.The method according to claim 1,
The first electrode layer and the second electrode layer may be formed of a metal,
A conductive metal thin film which is a dielectric barrier discharge electrode,
Wherein the dielectric barrier layer comprises:
And a thickness formed within a range of 0.01 to 10 mm. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 마이크로웨이브 전력 스위치는,
상기 마그네트론으로부터 생성된 마이크로파 전력이 출력되는 동축케이블을, 상기 플라즈마 발생부와 연결된 동축 케이블에 연결하거나 또는 상기 도파관과 연결된 동축 케이블에 연결하여 상기 출력 경로 스위칭을 수행하는 것을 특징으로 하는 전자렌지.The microwave power switch according to claim 1,
Wherein the output path switching is performed by connecting a coaxial cable outputting microwave power generated from the magnetron to a coaxial cable connected to the plasma generating unit or to a coaxial cable connected to the waveguide. 제1항에 있어서, 상기 도파관과 연결되는 동축 케이블은,
기 설정된 커플링 어댑터를 통해 연결되며, 상기 동축 케이블을 통해 유입된 마이크로파 전력이 상기 커플링 어댑터를 통해 마이크로파로 변환되어 도파관으로 유입되는 것을 특징으로 하는 전자렌지.The coaxial cable according to claim 1, wherein the coaxial cable,
And the microwave power introduced through the coaxial cable is converted into a microwave through the coupling adapter and is introduced into the waveguide.
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