KR102022632B1 - 전자레인지용 고압 트랜스포머 - Google Patents

전자레인지용 고압 트랜스포머 Download PDF

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KR102022632B1 KR1020180063728A KR20180063728A KR102022632B1 KR 102022632 B1 KR102022632 B1 KR 102022632B1 KR 1020180063728 A KR1020180063728 A KR 1020180063728A KR 20180063728 A KR20180063728 A KR 20180063728A KR 102022632 B1 KR102022632 B1 KR 102022632B1
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Abstract

본 발명은 전자레인지용 고압 트랜스포머에 관한 것으로, 보빈의 중앙부를 형성하며, 코어가 관통되는 중심 축; 상기 중심 축의 양단에 형성되는 한쌍의 지지부; 상기 한쌍의 지지부 사이의 공간을 1차코일이 권취되는 저압부인 1차단과, 2차 코일이 권취되는 고압부인 2차단으로 구획하는 베리어; 및 상기 2차단 내부의 상기 중심 축 둘레를 따라 형성되며, 상기 2차단의 내측 공간을 복수의 섹션으로 구획하는 적어도 하나 이상의 섹션 베리어를 포함하며, 상기 섹션 베리어는, 상기 중심 축의 둘레를 따라 연장되되, 상기 2차 코일이 수용되는 간격을 가지도록 서로 이격되는 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트; 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트의 사이에 형성되며, 상기 2차 코일이 상기 중심축의 둘레를 따라 권취되어 절연부를 형성하는 절연 통로부; 상기 제 1 플레이트에 형성되며, 상기 절연 통로부로 상기 2차 코일이 들어오는 입구부; 및 상기 제 2 플레이트에 형성되며, 상기 절연 통로부에서 상기 2차 코일이 나가는 출구부;를 포함하며, 상기 입구부는 상기 출구부보다 상기 중심축에서 더 먼 거리에 위치되는 것을 특징으로 한다.

Description

전자레인지용 고압 트랜스포머 {High voltage transformer for microwave oven }
본 발명은 전자레인지용 고압 트랜스포머에 관한 것이다.
전자레인지는 마이크로파의 성질을 이용하여 식품을 가열하는 조리기구로 고주파 전기장 안에서 분자가 심하게 진동하여 발열하는 현상을 이용하여 식품을 가열 조리할 수 있도록 구성된 장치이다.
근래에는 높은 에너지 사용 효율 및 조리 성능의 향상을 위해서 전자레인지의 구동원인 마그네트론의 고주파 출력량을 가변 조절하여 조리물을 가열 조리할 수 있는 인버터 타입의 전자레인지가 개발되고 있다.
인버터 타입의 전자레인지에는 마그네트론의 동작에 적합한 고압을 제공할 수 있도록 1차 코일에 입력되는 입력 전압을 2차 코일을 통해 승압시켜 출력할 수 있는 고압 트랜스포머가 구비된다. 이와 같은 고압 트랜스포머는 효율적인 배치와 성능의 확보를 위해 컴팩트한 구조로 설계되고 있다.
대한민국공개특허 제10-2012-0087529호에는 고압트랜스포머특에 통기덕트를 형성하여 고압트랜스포머가 큐리(Quire)점까지 온도가 상승되어 인버터가 손상되는 것을 방지하는 통기덕트가 구비된 전자레인지용 고압 트랜스포머가 개시되어 있다.
하지만, 이와 같은 고압 트랜스포머는 고전압이 인가되는 사용 특성상 2차단의 코일 권선 이상 또는 절연거리 미확보시 코일의 소손이 발생될 수 있는 문제가 있다.
본 발명의 실시 예는 컴팩트한 구조를 가지면서도 절연 거리를 확보하여 코일의 소손을 방지할 수 있는 전자레인지용 고압 트랜스포머를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예는 2차단에서의 권선간 전압차에 의해 소손이 발생되는 것을 방지할 수 있는 전자레인지용 고압 트랜스포머를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전자레인지용 고압 트랜스포머는, 보빈의 중앙부를 형성하며, 코어가 관통되는 중심 축; 상기 중심 축의 양단에 형성되는 한쌍의 지지부; 상기 한쌍의 지지부 사이의 공간을 1차코일이 권취되는 저압부인 1차단과, 2차 코일이 권취되는 고압부인 2차단으로 구획하는 베리어; 및 상기 2차단 내부의 상기 중심 축 둘레를 따라 형성되며, 상기 2차단의 내측 공간을 복수의 섹션으로 구획하는 적어도 하나 이상의 섹션 베리어를 포함하며, 상기 섹션 베리어는, 상기 중심 축의 둘레를 따라 연장되되, 상기 2차 코일이 수용되는 간격을 가지도록 서로 이격되는 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트; 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트의 사이에 형성되며, 상기 2차 코일이 상기 중심축의 둘레를 따라 권취되어 절연부를 형성하는 절연 통로부; 상기 제 1 플레이트에 형성되며, 상기 절연 통로부로 상기 2차 코일이 들어오는 입구부; 및 상기 제 2 플레이트에 형성되며, 상기 절연 통로부에서 상기 2차 코일이 나가는 출구부;를 포함하며, 상기 입구부는 상기 출구부보다 상기 중심축에서 더 먼 거리에 위치되는 것을 특징으로 한다.
상기 한쌍의 제 1 플레이트와 제 2 플레이트의 간격은 상기 2차 코일의 직경보다 더 크게 형성되는 것이 가능하다.
상기 절연 통로부의 폭은 상기 2차 코일의 직경보다는 크고 상기 2차 코일 직경의 2배보다는 작게 형성되는 것이 가능하다.
상기 입구부로 유입되는 상기 2차 코일의 일측과 상기 출구부로 유출되는 상기 2차 코일의 일측은 상기 중심축의 둘레 방향으로 이격되며, 상기 절연 통로부 내측의 상기 2차 코일은 2차 코일의 다른 일측과 접하거나 겹쳐지지 않는 것이 가능하다.
상기 입구부와 출구부는 상기 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트의 외측단에서 함몰 또는 절개되는 것이 가능하다.
상기 입구부의 함몰된 단부는 인접하는 상기 섹션의 최외곽 권취된 2차 코일의 높이와 동일한 높이에 위치되는 것이 가능하다.
상기 입구부는 상기 섹션에 권취되는 2차 코일의 가장 높은 위치와 대응하고, 상기 출구부는 상기 섹션에 권취되는 2차 코일 중 가장 낮은 위치와 대응하도록 형성되는 것이 가능하다.
상기 출구부는 상기 중심축까지 연장 형성되며, 상기 입구부는 상기 섹션에 권취되는 2차 코일의 가장 외곽 위치까지 연장 형성되는 것이 가능하다.
상기 입구부와 출구부는 상기 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트의 외측에서 상기 중심 축을 향하여 접선 방향으로 함몰 또는 절개되는 것이 가능하다.
상기 절연부의 길이는, 상기 중심 축의 둘레상의 상기 입구부와 출구부 사이의 2개의 거리 중 보다 긴 거리와 대응하는 것이 가능하다.
상기 입구부와 출구부는 상기 중심 축을 기준으로 서로 이격되도록 회전 배열되는 것이 가능하다.
상기 절연부는, 상기 중심축의 둘레를 따라 1회전보다 작게 회전되며, 상기 중심 축의 둘레 길이보다 짧게 형성되는 것이 가능하다.
본 발명의 실시 예에 의한 전자레인지용 고압 트랜스포머에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 고압이 발생되는 2차단을 복수의 섹션으로 구획하는 섹션 베리어에 2차 코일의 절연부가 절연 거리를 확보할 수 있도록 배치하여 각 섹션에 권취되는 2차 코일간의 쇼트 및 소손을 방지할 수 있는 이점이 있으며, 이로인한 제품의 안정성의 확보와 수명이 향상될 수 있다.
그리고, 상기 섹션 베리어는 두께를 증가시키지 않고, 상기 절연 통로부 또는 절연 통로부가 형성되어 2차 코일이 절연 거리를 확보할 수 있도록 함으로서 컴팩트한 크기를 유지하면서도 충분한 절연거리를 확보할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 상기 섹션 베리어에 형성되는 절연 통로부는 한쌍의 제 1 플레이트와 제 2 플레이트에 입구부와 출구부를 형성하는 간단한 구조로 구현될 수 있어 생산성이 향상될 수 있으며, 상기 2차 코일을 상기 입구부와 출구부를 통해 출입시키고 절연 통로부에 권취시키는 간단한 작업을 통해 2차 코일의 배치가 가능하게 되어 작업성이 향상될 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 입구부의 높이는 중심축에 권취된 2차 코일의 높이중 가장 높은 위치와 대응하도록 형성되어, 상기 입구부로 들어오는 2차 코일이 상기 절연 통로부 내측에서 이웃하는 섹션과 완전히 분리될 수 있다. 따라서, 상기 절연 통로 내측의 2차 코일이 이웃하는 섹션의 2차 코일과 접촉되는 것이 원천적으로 방지될 수 있게 되어 상기 절연 통로부 내측에서 이웃하는 2차 코일과의 접촉에 의한 전위차로 소손이 발생되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 2차단에서 상기 2차 코일을 권취하게 될 때, 상기 석션 베리어에 의해 구획된 1차 섹션에서 상기 2차 코일이 권취되고 상기 2차 코일의 가장 높은 위치에서 상기 입구부를 통해 바로 절연 통로부로 유입될 수 있게 된다. 그리고, 상기 2차 코일은 상기 절연 통로부를 따라 권취된 후 상기 출구부를 통해 2차 섹션으로 유입되어 상기 2차 코일의 가장 낮은 위치에서 권취될 수 있게 되어 상기 2차 코일의 권취 작업이 보다 용이하고 간결하게 될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 전자레인지의 사시도이다.
도 2는 상기 전자레인지의 회로 구성을 보인 도면이다.
도 3은 상기 전자레인지의 주요 구성들의 관계를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 4는 상기 전자레인지의 고압 트랜스포머의 사시도이다.
도 5는 상기 고압 트랜스포머의 보빈의 사시도이다.
도 6은 상기 보빈의 섹션 베리어 구조를 보인 부분 사시도이다.
도 7은 상기 섹션 베리어 구조를 보인 평면도이다.
도 8은 도 5의 8-8' 단면도이다.
도 9는 도 5의 9-9' 단면도이다.
도 10은 상기 보빈의 2차단에 코일이 권선된 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 상기 섹션 베리어 내의 코일 배치를 개략적으로 보인 단면도이다.
도 12는 상기 고압 트렌스포머 전체의 권선 상태를 나타낸 단면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 전자레인지의 사시도이다.
도면에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시 예에 의한 전자레인지(1)는 조리 공간을 제공하는 조리실(11) 및 상기 조리실(11)의 가열을 위한 전장부품들이 구비되는 기계실(12)이 형성되는 본체(10)와, 상기 본체(10)에 장착되어 상기 조리실(11)을 개폐하는 도어(20)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 본체(10)는 전방으로 개구된 조리실(11)을 형성하며, 개구된 전면을 통해서 조리를 위한 공간이 노출될 수 있도록 한다. 그리고, 조리실(11)의 측방에는 상기 조리실(11)과 독립된 공간인 기계실(12)이 형성될 수 있다. 상기 기계실의 내부에는 상기 조리 공간 내부의 식품을 조리할 수 있도록 하는 마그네트론(31)을 비롯한 고압 트랜스포머(60) 등 기타 전장 부품들이 구비될 수 있다.
상기 도어(20)는 상기 본체(10)에 회동 가능하게 장착되어 상기 조리실(11)을 개폐할 수 있다. 그리고, 닫힌 상태에서는 상기 전자레인지(1)의 전면 외관 일부를 형성할 수도 있다.
그리고, 상기 본체(10)에는 조작 패널(13)이 형성될 수 있다. 상기 조작 패널(13)은 상기 조리실(11) 측방의 상기 본체(10) 전면에 형성될 수 있으며, 사용자의 조작을 위한 다수의 버튼(131)과 노브 및 동작 상태의 표시를 위한 디스플레이(132)가 포함될 수 있다. 상기 조작 패널(13)은 상기 도어(20)가 닫힌 상태에서 상기 도어(20)에 의해 차폐되지 않는 상기 전자레인지(1)의 전면 외관 일부를 형성할 수 있다.
도 2는 상기 전자레인지의 회로 구성을 보인 도면이다. 그리고, 도 3은 상기 전자레인지의 주요 구성들의 관계를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도면에 도시된 것과 같이, 상기 전자레인지(1)는 전체적으로 가열장치(30)와 인버터 모듈(40), 그리고, 마이컴(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가열장치(30)는 조리 대상물의 가열을 위한 가열원으로 전자파를 방출하여 음식물을 가열하는 마그네트론(31)이 포함될 수 있다. 상기 마그네트론(31)은 고압 트랜스포머(60)와 연결된 배전압 회로(45)를 통해 고전압이 인가될 수 있으며, 상기 마그네트론(31)의 동작에 의해 고주파가 발진되어 상기 조리실(11) 내부의 식품을 가열할 수 있다.
상기 인버터 모듈(40)은 상기 가열장치(30)를 스위칭 제어하기 위한 것으로 필터부(41)와 정류 회로(42), 스위칭 회로(43), 고압 트랜스포머(60) 및 배전압 회로(45)를 포함하여 구성될 수 있다. 상세히, 상기 필터부(41)는 AC전원(2)과 연결되며, 상기 AC전원(2)으로부터 입력되는 교류 전원의 일정 주파수 대역만 통과하도록 필터링하도록 구성된다. 그리고, 상기 필터부(41)와 연결된 상기 정류 회로(42)는 브릿지다이오드(B/D), 인덕터, 콘덴서를 포함하도록 구성되어 상기 필터부(41)를 통해 입력되는 교류 전원을 직류로 변환하게 된다.
상기 스위칭 회로(43)는 스위칭 소자(431)를 포함하여 구성될 수 있으며, 정류된 전원을 스위칭하여 상기 고압 트랜스포머(60)의 1차측 전압을 제어할 수 있도록 구성된다. 상기 스위칭 회로(43)는 상기 마이컴(50)에 의해 출력되는 출력 제어 신호에 따라서 온/오프될 수 있으며, 상기 스위칭 회로(43)의 연속적인 온/오프에 의해 상기 마그네트론(31)을 적정 주파수로 제어할 수 있으며, 상기 마그네트론(31)의 출력이 조절될 수 있게 된다.
상기 고압 트랜스포머(60)는 상기 마그네트론(31)의 동작을 위한 고전압을 제공하기 위한 것으로, 1차 코일(61)의 전압을 2차 코일(62)에서 승압시켜 상기 마그네트론(31)의 동작에 적합한 전압으로 승압하여 제공할 수 있게 된다.
그리고, 상기 배전압 회로(45)는 상기 고압 트랜스포머(60)에서 승압된 2차측의 전압을 상기 마그네트론(31)으로 공급하게 된다. 따라서, 상기 배전압 회로(45)는 상기 고압 트랜스포머(60) 및 가열장치(30)와 연결될 수 있으며, 상기 고압 트랜스포머(60)와 배전압 회로(45)를 거치면서 변환된 고전압이 상기 마그네트론(31)으로 공급되어 상기 마그네트론(31)의 고주파 출력이 가능하게 된다.
한편, 상기 마이컴(50)은 상기 인버터 모듈(40)의 구동을 제어하기 위한 것으로, 상기 스위칭 회로(43)는 물론 상기 마그네트론(31)의 온도를 측정하는 온도 센서(미도시)와 연결될 수 있다.
따라서, 상기 마이컴(50)은 상기 온도 센서로부터 입력되는 온도 정보를 바탕으로 다음의 상기 마그네트론(31) 제어 조건 즉, 제어 주파수를 결정할 수 있게 된다. 그리고, 상기 마이컴(50)은 상기 스위칭 회로(43)와 연결될 수 있으며, 상기 마이컴(50)에서 결정된 제어 조건에 따라서 상기 스위칭 회로(43)에 출력을 전달할 수 있도록 구성된다.
도 4는 상기 전자레인지의 고압 트랜스포머의 사시도이다.
도면에 도시된 것과 같이 상기 고압 트랜스포머(60)는, 교류전력을 입력받아 전자유도작용에 의해 상기 마그네트론(31)에 고압의 전력을 공급하기 위한 장치로서, 철편이 다수개 적층/고정된 코어(70)와, 상기 코어(70)가 관통되는 부분을 중심축으로 하여 각각 다수회 권선된 입력 코일(61,1차 코일) 및 출력 코일(62,2차 코일)이 배치될 수 있도록 하는 보빈(80)을 포함한다.
상세히, 상기 코어(70)는 상기 보빈(80)의 중앙을 관통하도록 상기 보빈(80)과 결합 장착될 수 있다. 그리고, 상기 보빈(80)은 상기 코어(70)의 일측이 관통되도록 중앙이 중공되도록 형성되며, 상기 코일(61,62)이 장착될 수 있도록 양단에 지지부(82)가 형성될 수 있다. 그리고 상기 지지부(82)의 사이에는 상기 1차 코일(61)과 2차 코일(62)이 권선될 수 있도록 상기 지지부(82)의 사이를 1차단(84)과 2차단(85)으로 구획하는 베리어(83)가 형성될 수 있다.
상기 코어(70)를 중심으로 상기 보빈(80)의 중앙부를 형성하는 중심 축(81)에는 입력 전원이 인가되는 1차 코일(61)이 권선될 수 있다. 상기 1차 코일(61)은 상기 스위칭 소자(431)의 출력단자와 접속될 수 있다. 그리고, 상기 1차 코일(61)은 상기 2차 코일(62)에 비해 직경이 더 굵게 형성되며, 상대적으로 적은 회전수만큼 상기 보빈(80)에 권선되도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 1차 코일(61)과 떨어진 상기 보빈(80)의 중앙부에는 2차 코일(62)이 권선될 수 있으며, 상기 2차 코일(62)은 상기 배전압 회로(45)와 접속되어 상기 마그네트론(31)으로 고압전류가 인가되어 상기 마그네트론(31)이 마이크로파가 상기 조리실(11) 내부로 조사될 수 있게 된다.
한편, 상기 2차단(85)은 섹션 베리어(861)에 의해 제 1 섹션(851)과 제 2 섹션(852)으로 구획될 수 있으며, 상기 섹션 베리어(861)는 제 1 플레이트(861a)와 제 2 플레이트(861b)를 포함하여 절연 통로부(862)를 형성할 수 있다.
상기 2차 코일(62)은 제 1 섹션(851)에 권취되는 제 1 섹션 코일부(622)와 제 2 섹션(852)에 권취되는 제 2 섹션 코일부(623) 및 상기 절연 통로부(862)를 따라 권취되는 절연부(621)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제 1 섹션(851)에서 권취된 제 1 섹션 코일부(622)는 상기 제 1 플레이트(861a)에 형성된 입구부(863)를 통해 상기 절연 통로부(862)로 들어갈 수 있으며, 상기 제 2 섹션 코일부(623)는 상기 제 2 플레이트(861b)에 형성된 출구부(864)를 통해 나온 후 상기 제 1 섹션(851)에 권취될 수 있다. 이때, 상기 입구부(863)는 출구부(864)보다 덜 함몰된 형상을 가질 수 있다. 상기 2차 코일(62)의 권취 구조 및 상기 섹션 베리어(861)에 대한 상세한 구조는 아래에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 5는 상기 고압 트랜스포머의 보빈의 사시도이다.
도면에 도시된 것과 같이, 상기 보빈(80)은 전체적으로 상기 코일(61,62)이 권취되는 중심 축(81)과, 상기 중심 축(81) 양단의 지지부(82)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 보빈(80)은 플라스틱 소재로 사출 형성되어 비교적 복잡한 형상의 구조를 용이하게 성형할 수 있다.
상기 중심 축(81)은 상기 코일(61,62)이 권취되도록 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 코어(70)의 일부가 관통되도록 내부는 중공되도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 중심 축(81)은 상기 보빈(80)의 중앙을 가로방향으로 가로지르도록 배치될 수 있다.
상기 중심 축(81)의 양단에는 상기 지지부(82)가 형성될 수 있다. 상기 지지부(82)는 판상으로 형성될 수 있으며, 상기 중심 축(81)의 둘레 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 상기 지지부(82)는 상기 중심 축(81)의 양단에 각각 형성될 수 있으며, 상기 중심 축(81)의 연장 방향과 수직한 방향으로 연장 형성될 수 있다. 그리고, 한쌍의 상기 지지부(82)의 사이에는 상기 코일(61,62)이 권취될 수 있는 공간을 제공하게 된다.
그리고, 양측의 상기 지지부(82)의 외측면에는 한쌍의 코어(70)가 양측의 상기 지지부에 고정 장착될 수 있도록 하는 코어 장착부(821)가 형성될 수 있다. 상기 코어 장착부(821)는 상기 코어(70)의 형상과 대응하도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 코어 장착부는 상기 코어(70)가 수용될 수 있도록 형성되어 상기 코어(70)가 삽입 장착된 상태에서 고정되도록 할 수 있다.
그리고, 상기 중심 축(81)이 연장된 길이 방향의 대략 중간 지점에는 베리어(83)가 형성될 수 있다. 상기 베리어(83)는 한쌍의 상기 지지부(82) 사이의 공간을 1차단(84)과 2차단(85)의 두 부분으로 구획하는 것으로 판상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 베리어(83)는 상기 지지부(82)와 동일한 높이까지 외측으로 연장될 수 있다.
따라서, 상기 1차 코일(61)과 2차 코일(62)은 상기 베리어(83)에 의해 분리된 상기 1차단(84)과 2차단(85)에 각각 배치될 수 있으며, 상기 1차단(84)과 2차단(85)에 대응하는 상기 중심 축(81) 상에 상기 1차 코일(61)과 2차 코일(62)이 각각 권취될 수 있다. 이때 권취되는 상기 1차 코일(61)과 2차 코일(62)의 회전수에 따라서 2차 코일(62)에 유기되는 전압을 조절할 수 있게 된다.
한편, 상기 2차단(85)의 영역에는 섹션 베리어(86)가 형성될 수 있다. 상기 섹션 베리어(86)는 상기 2차단(85)의 영역을 각각 제 1 섹션(851)과 제 2 섹션(852)으로 분리하는 것으로, 상기 중심 축(81)의 둘레를 따라 외측으로 연장 형성될 수 있다.
상기 섹션 베리어(86)는 판상으로 형성되어 상기 2차단(85)의 내부 공간을 상기 제 1 섹션(851)과 제 2 섹션(852) 2개의 공간으로 분할할 수 있으며, 상기 제 1 섹션(851)과 제 2 섹션(852)에 각각 상기 2차 코일(62)이 권취될 수 있도록 구성된다.
상기 섹션 베리어(86)는 상기 2차단(85)을 형성하는 일측의 상기 지지부(82)와 상기 베리어(83) 사이에 구비될 수 있다. 즉, 상기 섹션 베리어(86)는 상기 2차단(85)의 대략 중간 지점에 형성될 수 있으며, 따라서 상기 제 1 섹션(851)과 제 2 섹션(852)의 공간은 서로 동일 또는 유사한 크기를 가질 수 있으며, 동일한 회수만큼 상기 2차 코일(62)이 권취될 수 있을 것이다.
상기 제 1 섹션(851)과 제 2 섹션(852)에 의해 상기 2차단(85)에 형성되는 전압이 각각 분산될 수 있게 된다. 즉, 2차단(85)에 형성되는 고압의 전압은 상기 제 1 섹션(851)과 제 2 섹션(852)에서 나누어져 형성될 수 있으며, 따라서 상기 2차 코일(62)이 고압 발생시 쇼트되어 소손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
예컨데, 상기 2차단(85)에서 발생되는 전압은 상기 마그네트론(31)의 운전 초기 대략 8KV가 요구될 수 있으며, 안정화 후 정상 작동시에도 대략 4KV가 요구될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 섹션(851)과 제 2섹션(852)에는 각각 4KV~2KV의 전압이 형성될 수 있다.
따라서, 상기 섹션 베리어(86)는 각각 4KV~2KV 가량의 고전압이 형성되는 제 1 섹션(851)과 제 2 섹션(852)이 충분한 절연 거리(D)를 확보할 수 있도록 하여, 고압 발생 상황시에도 상기 2차 코일(62)의 소손을 방지할 수 있도록 한다. 특히, 상기 섹션 베리어(86)의 물리적인 두께를 보다 두껍게 하지 않으면서 절연 거리(D)를 늘릴 수 있도록 하여 상기 2차 코일(62)이 소손되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는, 이와 같은 제 1 섹션(851)과 제 2 섹션(852) 사이의 절연 구조에 관하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
도 6은 상기 보빈의 섹션 베리어 구조를 보인 부분 사시도이다. 그리고, 도 7은 상기 섹션 베리어 구조를 보인 평면도이다. 그리고, 도 8은 도 5의 8-8' 단면도이다. 그리고, 도 9는 도 5의 9-9' 단면도이다.
도면에 도시된 것과 같이, 상기 섹션 베리어(86)는 2차 코일(62)이 권취되는 절연 통로부(862)를 형성하기 위한 제 1 플레이트(861a)와 제 2 플레이트(861b)로 구성될 수 있으며, 상기 제 1 플레이트(861a)에 입구부(863)가 형성되고 제 2 플레이트(861b)에 출구부(864)가 형성될 수 있다. 따라서, 제 1 섹션(851)의 2차 코일(62)이 입구부(863)를 통해 절연 통로부(862) 내측으로 들어오게 되고, 상기 절연 통로부(862)를 따라서 권취된 2차 코일(62)은 상기 출구부(864)를 통헤서 제 2 섹션(852)으로 나가도록 구성될 수 있다.
이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 섹션 베리어(86)는 상기 중심 축(81)의 둘레에서 수직 연장되는 제 1 플레이트(861a)와 제 2 플레이트(861b)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 플레이트(861a)와 제 2 플레이트(861b)는 판상으로 형성될 수 있으며, 상기 중심 축(81)으로부터 적어도 상기 2차 코일(62)보다 더 높은 높이까지 연장되어 상기 제 1 섹션(851)과 제 2 섹션(852)에 권취된 2차 코일(62)을 효과적으로 절연할 수 있도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 플레이트(861a)와 제 2 플레이트(861b)의 사이는 서로 이격되어 상기 절연 통로부(862)를 형성하게 된다. 상기 절연 통로부(862)는 상기 제 1 플레이트(861a)와 제 2 플레이트(861b)의 내측면 그리고, 상기 중심 축(81)의 외측면이 형성하는 공간으로 정의될 수 있다. 그리고, 상기 절연 통로부(862)는 상기 2차 코일(62)이 상기 제 1 섹션(851)과 제 2 섹션(852)의 사이에서 상기 중심 축(81)의 둘레를 따라 1바퀴 가량 추가로 권취되도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 제 1 섹션(851)과 제 2 섹션(852)에 권취된 각각의 상기 2차 코일(62)이 상기 섹션 베리어(861)를 경유하되 상기 절연 통로부(862)를 따라 권취되면서 지날 수 있도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 절연 통로부(862)는 상기 2차 코일(62)의 직경과 대응하는 폭을 가지는 공간을 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 플레이트(861a)와 제 2 플레이트(861b)는 상기 2차 코일(62)의 직경과 같거나 약간 큰 거리만큼 이격될 수 있다. 따라서 상기 2차 코일(62)은 상기 절연 통로부(862)에서 다수회 권취될 수 없으며, 1회만 권취될 수 있도록 할 수 있다. 물론, 상기 2차 코일(62)의 절연부(621)는 절연 거리 확보를 위한 것으로, 최대한 길게 형성될 수 있는 것이 좋으나 상기 절연 통로부(862)에 완전히 1바퀴 권취되지는 않으며, 1바퀴보다는 짧은 거리만큼 권취될 수 있다.
이를 위해 상기 한쌍의 제 1 플레이트(861a)와 제 2 플레이트(861b)의 사이 간격은 상기 2차 코일(62)의 직경과 같거나 다소 크게 형성되되, 상기 2차 코일(62)의 직경의 2배 보다는 더 작게 형성되는 것이 바람직할 것이다.
그리고, 상기 절연 통로부(862)에 권취되는 상기 2차 코일(62)은 상기 중심 축(81)을 완전히 1회 권취되지는 않지만, 상기 중심 축(81)의 둘레를 따라서 권취될 수 있다. 즉, 상기 절연 통로부(862)에 권취되는 상기 2차 코일(62)의 일부는 절연부(621)라 칭할 수 있으며, 상기 절연부(621)의 길이는 상기 중심 축(81)의 둘레보다는 다소 짧게 형성될 수 있다.
한편, 상기 제 1 섹션(851)과 인접하는 상기 제 1 플레이트(861a)에는 상기 입구부(863)가 형성될 수 있다. 상기 입구부(863)는 상기 제 1 플레이트(861a) 일부가 절개 또는 함몰되어 형성될 수 있으며, 상기 제 1 섹션(851)에 권취되는 상기 2차 코일(62)이 상기 입구부(863)를 통해서 상기 절연 통로부(862)의 내측으로 유입될 수 있도록 한다.
도 8을 참조하여 보다 상세하게 살펴보면, 상기 제 1 플레이트(861a)는 판상으로 형성며, 외측단의 일부에 중심축을 향하여 함몰 또는 절개된 제 1 함몰부(865)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 함몰부(865)에는 상기 중심 축(81)을 향하여 더 함몰 또는 절개된 입구부(863)가 형성될 수 있다.
상기 입구부(863)는 상기 제 1 섹션(851)에서 권취되는 2차 코일(62)의 최상단과 대응하는 높이로 형성될 수 있다. 즉, 상기 입구부(863)는 상기 중심 축(81)을 기준으로 소정의 높이까지 함몰될 수 있으며, 이때, 상기 입구부(863)의 높이(h1)는 상기 제 1 섹션의 가장 마지막에 권취된 상기 2차 코일(62)의 높이(h2)와 대응하도록 형성될 수 있다.
따라서, 상기 제 1 섹션에 권취된 상기 2차 코일(62)은 높이의 변화 없이 상기 입구부(863)를 통해서 상기 절연 통로부(862)의 내측으로 유입될 수 있다.
상기 입구부(863)는 상기 2차 코일(62)의 출입이 가능하도록 상기 2차 코일(62)의 직경과 동일하거나 다소 크게 형성될 수 있다. 그리고 상기 입구부(863)는 상기 출구부(864)보다 더 높은 위치에 위치될 수 있으며, 함몰된 깊이는 상기 출구부(864)보다 더 낮을 수 있다.
상기 입구부(863)는 상기 제 1 섹션(851)에서 상기 절연 통로부(862)로 유입되는 상기 2차 코일(62)을 안내하는 역할만을 수행하면 되므로 상기 2차 코일(62)이 안착될 수 있는 정도의 깊이로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제 2 섹션(852)과 인접하는 상기 제 2 플레이트(861b)에는 상기 출구부(864)가 형성될 수 있다. 상기 출구부(864)는 상기 제 2 플레이트(861b)의 일부가 절개 또는 함몰되어 형성될 수 있으며, 상기 절연 통로부(862)의 상기 2차 코일(62)이 상기 출구부(864)를 통해서 상기 제 2 섹션(852)으로 나올 수 있도록 한다.
도 9를 참조하여 보다 상세하게 살펴보면, 상기 제 2 플레이트(861b)는 판상으로 형성며, 외측단의 일부에 중심축을 향하여 함몰 또는 절개된 제 2 함몰부(866)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 함몰부(866)에는 상기 중심 축(81)을 향하여 더 함몰 또는 절개된 출구부(864)가 형성될 수 있다.
상기 출구부(864)는 상기 제 2 플레이트(861b)의 외측단에서 상기 중심 축(81)의 외측면까지 연장될 수 있으며, 상기 2차 코일(62)의 출입이 가능하도록 상기 2차 코일(62)의 직경과 동일하거나 다소 크게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 출구부(864)는 상기 제 2 플레이트(861b)의 외측단에서 상기 중심 축(81)의 둘레까지 연장되되 상기 중심 축(81)의 단면을 기준으로 접선 방향으로 수직하게 연장될 수 있다.
이때, 상기 출구부(864)의 하단은 상기 중심 축(81)의 외측면과 인접한 위치까지 연장되며, 따라서 상기 절연 통로부(862)에서 상기 출구부(864)를 통해 제 2 섹션(852)으로 들어가는 2차 코일(62)은 바로 제 2 섹션(852)의 내측에서 권취될 수 있게 된다.
즉, 상기 입구부(863)의 하단은 상기 제 1 섹션(851)에 권취되는 가장 바깥쪽의 2차 코일(62)의 높이와 대응하며, 상기 출구부(864)의 하단은 상기 제 2 섹션(852)에 권취되는 가장 안쪽의 2차 코일(62)의 높이와 대응할 수 있다.
그리고, 상기 출구부(864)는 상기 입구부(863)와 서로 어긋난 위치에 배치될 수 있다. 즉, 상기 중심 축(81)을 기준으로 볼 때 상기 입구부(863)와 출구부(864)는 모두 상기 중심 축(81)의 둘레면을 향하지만, 상기 입구부(863)와 출구부(864)의 위치는 상기 2차 코일(62)이 권취되는 상기 중심 축(81)의 둘레 방향으로 서로 떨어진 위치에 위치될 수 있게 된다.
따라서, 상기 입구부(863)로 유입된 상기 2차 코일(62)이 상기 절연 통로부(862)를 따라 권취된 후 상기 출구부(864)로 유출되는 경우 도 11에서 도시되는 것과 같이 상기 2차 코일(62)은 상기 중심 축(81)의 둘레를 완전히 1회전 하지 못하는 형태가 된다. 따라서 상기 절연부(621)의 길이는 상기 중심 축(81)의 둘레 길이보다 짧게 형성되며, 상기 절연부(621)의 양 단부에 해당하는 위치에 각각 상기 입구부(863)와 출구부(864)가 배치될 수 있다.
상기 절연 통로부(862)상에 상기 2차 코일(62)이 1회 이상 다수회 권취되는 경우에는 상기 제 1 섹션(851)과 제 2 섹션(852)에 권취된 2차 코일(62)과의 전위차가 발생될 수 있게 되므로 바람직하지 못하게 된다.
즉, 상기 2차 코일(62)은 상기 중심 축(81)의 둘레를 완전히 1회전 하지 않도록 권취됨으로써 상기 제 1 섹션(851)와 제 2 섹션(852)의 2차 코일(62)과 전위차가 발생되지 않도록 하며, 동시에 상기 절연부(621)가 상기 중심 축(81)의 둘레 길이와 근접하도록 하여 절연 거리(D)를 최대한 길게 할 수 있다.
이하에서는 상기와 같은 구조를 가지는 상기 고압 트랜스포머의 동작에 관하여 도면을 참조로 하여 살펴보기로 한다.
도 10은 상기 보빈의 2차단에 코일이 권선된 상태를 나타낸 도면이다. 그리고, 도 11은 상기 섹션 베리어 내의 코일 배치를 개략적으로 보인 단면도이다. 그리고, 도 12는 상기 고압 트렌스포머 전체의 권선 상태를 나타낸 단면도이다.
도면에 도시된 것과 같이, 상기 고압 트랜스포머(60)에는 코일(61,62)이 권선되며, 1차단(84)과 2차단(85)에 각각 서로 다른 직경을 가지는 1차 코일(61)과 2차 코일(62)이 서로 다른 횟수로 권취될 수 있다. 이때, 상기 1차단(84)과 2차단(85)에 각각 권취되는 1차 코일(61)과 2차 코일(62)은 상기 마그네트론(31)의 동작에 필요한 전압을 제공할 수 있도록 설정된 횟수만큼 권취될 수 있다.
상기 1차단(84)에 1차 코일(61)이 권취된 후에는 상기 2차단(85)에 2차 코일(62)이 권취될 수 있다. 이때, 상기 2차단(85)에 권취되는 2차 코일(62)은 상기 제 1 섹션(851)에 설정된 회수만큼 권취된 후 상기 섹션 베리어(86)에 설정 길이만큼 권취된 후 다시 제 2 섹션(852)에 설정된 횟수만큼 권취될 수 있도록 한다.
상세히, 상기 제 1 섹션(851)에 설정된 횟수만큼 권취된 제 1 섹션 코일부(622)는 상기 입구부(863)를 통해서 상기 제 1 플레이트(861a)를 통과하여 상기 절연 통로부(862)의 내측으로 유입된다.
이때, 상기 입구부(863)의 높이는 상기 제 1 섹션(851)의 최외곽에 권취된 제 1 섹션 코일부(622)의 높이와 대응하는 높이에 위치하게 된다. 따라서, 상기 2차 코일(62)이 상기 절연 통로부(862)의 중심 축(81)을 향하여 하방으로 연장되는 과정에서 상기 제 1 플레이트(861a)에 의해 상기 제 1 섹션(851)과 완전히 구획되어 상기 제 1 섹션 코일부(622)와 상기 절연부(621)가 서로 접촉되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
만약, 상기 입구부(863)가 상기 중심 축(81)을 향하여 더 함몰되는 구조를 가지게 된다면, 상기 입구부(863)를 통해 상기 절연 통로부(862)로 상기 2차 코일(62)이 유입되는 과정에서 상기 제 1 섹션(851)에 권취된 상기 2차 코일(62)의 일부와 접촉될 수 있게 된다. 이와 같은 경우 상기 절연 통로부(862) 내측의 절연부(621)와 상기 제 1 섹션(851) 내부의 제 1 섹션 코일부(622) 사이의 전위차에 의한 소손이 발생될 수 있으며, 심각한 경우 상기 고압 트랜스포머(60)가 폭발하거나 파손될 수 있는 문제가 있다.
하지만, 상기 입구부(863)의 높이를 상기 제 1 섹션(851)에 권취되는 제 1 섹션 코일부(622)의 가장 높은 위치와 대응하도록 하는 경우에는 이와 같은 현상이 발생되지 않게 된다.
한편, 상기 절연 통로부(862)의 내측으로 유입된 2차 코일(62)은 상기 중심 축(81)의 둘레를 따라서 권취되며, 상기 출구부(864)의 위치까지 회전되어 권취될 수 있게 된다. 그리고, 상기 절연 통로부(862) 상에서 상기 중심 축(81)의 둘레를 따라서 권취되는 2차 코일(62)은 상기 출구부(864)를 통해서 상기 절연 통로부(862) 밖으로 빠져나가게 되며, 상기 제 2 섹션(852)으로 유입되어 설정된 횟수만큼 권취될 수 있게 된다.
상기 절연 통로부(862) 내측의 상기 2차 코일(62)은 상기 출구부(864)를 통해서 상기 제 2 섹션(852)의 내측으로 들어가게 되며, 이때, 상기 출구부(864)의 하단은 상기 중심 축(81)의 외측면과 동일한 높이에 위치할 수 있다. 따라서, 상기 출구부(864)를 통해 상기 제 2 섹션(852)으로 넘어온 상기 2차 코일(62)은 상기 중심 축(81)에 바로 권취될 수 있는 구조를 가지게 된다.
그리고, 상기 절연 통로부(862) 내측의 상기 2차 코일(62)은 상기 절연부(621)를 형성할 수 있으며, 상기 절연부(621)의 길이 즉, 상기 절연 거리(D)는 상기 중심 축(81)의 외측 둘레의 길이보다 작게 형성될 수 있다.
즉, 상기 입구부(863)와 출구부(864)는 서로 인접한 위치에 위치하지만, 서로 엇갈리도록 배치되어 상기 2차 코일(62)이 상기 절연 통로부(862)의 내측에서 상기 중심 축(81)을 완전히 1회전하지 못하게 된다. 상기 입구부와(863) 출구부(864)는 상기 중심 축(81)을 기준으로 서로 이격되도록 회전 배열될 수 있으며, 상기 중심 축(81)의 일측을 기준으로 서로 다른 각도만큼 회전된 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 절연 거리(D)는 최대 상기 중심 축(81)의 둘레 길이와 유사하게 형성되며, 상기 중심 축(81)의 외측 둘레의 길이보다 작게 형성될 수 있다.
상기 2차단(85)의 제 1 섹션(851)과 절연 통로부(862) 그리고 제 2 섹션(852)에서의 상기 2차 코일(62)의 권취가 완료되면, 상기 2차단(85)에는 고압의 전압을 발생시킬 수 있는 상태가 된다.
상기 고압 트랜스포머(60)에 전원이 인가되면, 상기 1차단(84)의 전압이 2차단(85)에서 승압되며, 상기 2차단(85)에서는 상기 마그네트론(31)의 구동에 필요한 8KV~4KV의 고전압을 발생시키게 된다. 이때, 상기 제 1 섹션(851)과 제 2 섹션(852)에서는 각각 2KV~4KV의 고전압이 각각 형성되지만, 상기 제 1 섹션(851)과 제 2 섹션(852)의 상기 2차 코일(62)은 상기 절연 거리(D)만큼 절연되어 고접압에 의한 상기 2차 코일(62)의 손상을 방지할 수 있게 된다.

Claims (12)

  1. 보빈의 중앙부를 형성하며, 코어가 관통되는 중심 축;
    상기 중심 축의 양단에 형성되는 한쌍의 지지부;
    상기 한쌍의 지지부 사이의 공간을 1차코일이 권취되는 저압부인 1차단과, 2차 코일이 권취되는 고압부인 2차단으로 구획하는 베리어; 및
    상기 2차단 내부의 상기 중심 축 둘레를 따라 형성되며, 상기 2차단의 내측 공간을 복수의 섹션으로 구획하는 적어도 하나 이상의 섹션 베리어를 포함하며,
    상기 섹션 베리어는,
    상기 중심 축의 둘레를 따라 연장되되, 상기 2차 코일이 수용되는 간격을 가지도록 서로 이격되는 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트;
    상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트의 사이에 형성되며, 상기 2차 코일이 상기 중심축의 둘레를 따라 권취되어 절연부를 형성하는 절연 통로부;
    상기 제 1 플레이트에 형성되며, 상기 절연 통로부로 상기 2차 코일이 들어오는 입구부; 및
    상기 제 2 플레이트에 형성되며, 상기 절연 통로부에서 상기 2차 코일이 나가는 출구부;를 포함하며,
    상기 입구부는 상기 출구부보다 상기 중심축에서 더 먼 거리에 위치되는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 고압 트랜스 포머.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 한쌍의 제 1 플레이트와 제 2 플레이트의 간격은 상기 2차 코일의 직경보다 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 고압 트랜스포머.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 통로부의 폭은 상기 2차 코일의 직경보다는 크고 상기 2차 코일 직경의 2배보다는 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 고압 트랜스포머.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 입구부로 유입되는 상기 2차 코일의 일측과 상기 출구부로 유출되는 상기 2차 코일의 일측은 상기 중심축의 둘레 방향으로 이격되며,
    상기 절연 통로부 내측의 상기 2차 코일은 2차 코일의 다른 일측과 접하거나 겹쳐지지 않는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 고압 트랜스포머.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 입구부와 출구부는 상기 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트의 외측단에서 함몰 또는 절개되는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 고압 트랜스포머.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 입구부의 함몰된 단부는 인접하는 상기 섹션의 최외곽 권취된 2차 코일의 높이와 동일한 높이에 위치되는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 고압트랜스포머.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 입구부는 상기 섹션에 권취되는 2차 코일의 가장 높은 위치와 대응하고,
    상기 출구부는 상기 섹션에 권취되는 2차 코일 중 가장 낮은 위치와 대응하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 고압 트랜스포머.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 출구부는 상기 중심축까지 연장 형성되며,
    상기 입구부는 상기 섹션에 권취되는 2차 코일의 가장 외곽 위치까지 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 고압 트랜스포머.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 입구부와 출구부는 상기 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트의 외측에서 상기 중심 축을 향하여 접선 방향으로 함몰 또는 절개되는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 고압 트랜스포머.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연부의 길이는,
    상기 중심 축의 둘레상의 상기 입구부와 출구부 사이의 2개의 거리 중 보다 긴 거리와 대응하는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 고압 트랜스포머.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 입구부와 출구부는 상기 중심 축을 기준으로 서로 이격되도록 회전 배열되는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 고압 트랜스포머.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연부는,
    상기 중심축의 둘레를 따라 1회전보다 작게 회전되며, 상기 중심 축의 둘레 길이보다 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 고압 트랜스포머.
KR1020180063728A 2018-06-01 2018-06-01 전자레인지용 고압 트랜스포머 KR102022632B1 (ko)

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