KR20000050998A - 전자레인지의 전자파 차단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네트론에서 발생된 전자파 및 할로겐 램프에서 발생된 빛을 이용하여 음식물을 가열하는 전자레인지에서 전원이 인가되는 상태에서만 코로나 방전에 의해 형성되는 플라즈마 필터가 전자파의 누설을 억제하도록 한 전자레인지의 전자파 차단장치에 관한 것이다.

개시된 본 발명은, 캐비티의 일측 소정 면적에 걸쳐 형성된 개구부에 설치되는 투명 아크릴 방전관과, 이 투명 아크릴 방전관 내에 설치된 침 또는 와이어 형상의 텅스텐 방전전극과, 이 텅스텐 방전전극에서 소정 거리로 이격·설치된 알루미늄 접지전극과, 텅스텐 방전전극과 알루미늄 접지전극 사이의 코로나 개시전압이상의 고전압을 발생하는 고전압 회로를 포함하며, 이 고전압 회로는 캐비티 내로 전자파를 토출하는 마그네트론에 가속용 전압을 인가하며 텅스텐 방전전극과 알루미늄 접지전극에 고전압을 인가하게 배선된다.

이에 따라, 본 발명은 할로겐 램프에서 발생한 빛에 대한 투과율은 매우 높으면서도 마그네트론에서 발생한 전자파에 대한 투과율은 매우 낮은 특성을 갖으며, 이 특성으로 인하여 전자레인지에 적용하면 조리 효율 및 유해파 차단 효과가 함께 증대되는 이점이 있다.

Description

전자레인지의 전자파 차단장치{Intercepting Apparatus for electromagnetic wave of electronic range}

본 발명은 마그네트론에서 발생된 전자파 및 할로겐 램프에서 발생된 빛을 이용하여 음식물을 가열하는 전자레인지에서 빛은 최대한 통과시켜 조리 효율이 향상되게 하며 전자파는 최대한 차단시켜 유해파 누설이 억제되도록 한 전자파 차단장치에 관한 것이다.

주지와 같이, 마그네트론은 자극의 자계에 의해 공동 공진기 내에서 히터로부터의 전자가 회전 운동을 하여 그 에너지를 발진 출력하는 것으로서, 레이더나 펄스 통신, 전자레인지 등에 적용된다.

도 1a 및 도 1b는 상기와 같은 마그네트론이 적용된 전자레인지의 구성도로서, 마그네트론(1)에 가속용 전압, 예컨대 4.2㎸가 인가되면 안테나에서 매우 높은 주파수, 예컨대 2.45㎓의 에너지가 발생되며, 이 전자파가 도파관(2)을 통해 직육면체 형상인 캐비티(3) 내의 조리실로 안내·방사되어 음식물(4)이 가열·조리된다. 이와 아울러 턴테이블(5)이 회전되어 음식물(4)이 균일하게 조리되게 하며, 교반기(6)는 전자파 에너지를 분산시켜 조리효율이 향상되게 한다.

또한, 근래에는 조리효율을 보다 향상시키기 위하여 할로겐 램프를 채용한 전자레인지가 개발되었다. 도 2a는 상기와 같은 할로겐 램프가 보조 채용된 전자레인지의 사시도로서, 캐비티(3)의 일측을 소정 면적에 걸쳐 절삭하여 형성한 개구부의 외측에 할로겐 램프(7)와 반사경(8)이 설치되며, 상기 개구부에는 격자구조의 금속 메쉬(9)가 설치된다.

그러면, 할로겐 램프(7)에서 발생된 빛(열)이 직접 또는 반사경(8)을 거쳐 금속 메쉬(9)를 통과한 후 캐비티(3) 내로 전달되며, 그 열에 의하여 음식물(4)이 가열·조리된다.

여기서, 할로겐 램프(7)에서 발생된 빛에너지의 전도효율을 최대로 하기 위해서는 캐비티(3)와의 사이에 설치된 금속 메쉬(9)를 제거, 즉 장애물이 설치되지 않아야 한다. 그렇지만 금속 메쉬(9)는 마그네트론(1)에서 발생된 전자파가 직접 또는 캐비티(3)에 반사되어 할로겐 램프(7)가 설치된 캐비티(3) 천장 밖으로 누설되지 않도록 차단하는 역할을 한다.

따라서, 금속 메쉬(9)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 철망과 같은 격자구조를 가지며, 최적의 성능을 얻기 위한 적절한 재질이 선택되고, 특히 적정한 격자 간격(d)에 의해 빛과 전자파의 투과율이 결정된다.

즉, 격자 간격(d)을 크게 하면 빛의 투과율이 상승되지만 그 만큼 전자파의 투과율도 상승되어 외부로 누설될 우려가 있으므로, 조리효율 및 안전성을 함께 만족할 수 있도록 실험을 통해 최적한 격자 간격이 결정된다.

전술한 종래 기술에 따른 전자레인지에서, 금속 메쉬는 전자파가 캐비티의 천장 밖으로 누설되지 않도록 차단하는 기능을 수행하나, 동일한 차단 효과를 발휘하는 전제하에서 할로겐 램프의 빛에 대한 투과율이 높을수록 전자레인지의 조리 효율이 향상됨을 알 수 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 금속 메쉬에서 빛의 투과율을 높이려면 구조적인 특성상 격자 간격을 넓히는 유일한 방안이 존재하는데, 이는 금속 메쉬에 의한 전자파 차단 효과를 동일하게 기대할 수 없는 문제점이 있었다.

즉, 역으로 말해서 금속 메쉬의 전자파 차단 효과를 증대시키려면 격자 간격을 좁히는 방안이 유일한데, 이는 할로겐 램프의 빛에 대한 투과율이 낮아져 조리 효율이 떨어지는 결과를 초래하는 것이다.

한편, 전술한 바와 같은 종래 기술에서 전자파를 차단하기 위해 금속 메쉬가 도입된 이유는 금속 메쉬가 도체로서 전자파를 흡수할 수 있기 때문이다. 그러므로 반드시 금속 메쉬가 아니더라도, 전자파를 흡수할 수 있는 도체이면서 할로겐 램프에서 발생된 빛의 진로를 차단하지 않는다면 종래의 것과 동등 이상의 효과를 발휘할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 할로겐 램프는 조리 시작 후 초기에 사용되며 이러한 할로겐 램프의 소등 상태에서만 마그네트론이 사용된다는 점에 착안하여,

전원이 인가되는 상태에서만 코로나 방전(Corona Discharge)에 의해 플라즈마 필터가 형성되도록 한 전자파 차단장치를 제공함으로써,

첫째: 할로겐 램프에서 발생한 빛은 최대한 통과시켜 조리 효율이 향상되게 하며,

둘째: 마그네트론에서 발생한 전자파는 최대한 차단시켜 유해파의 누설을 최대한 억제하는데 그 목적이 있다.

도 1a 및 도 1b는 일반적인 전자레인지의 구성도이고,

도 2a는 종래 할로겐 램프가 채용된 전자레인지의 구성도이고,

도 2b는 도 2a에 도시된 금속 메쉬의 상세도이고,

도 3은 본 발명에 따른 전자레인지의 전자파 차단장치의 구성도이고,

도 4는 도 3에 도시된 전자파 차단장치에서 텅스텐 방전전극과 알루미늄 접지전극과의 사이에서 발생되는 코로나 방전의 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101 : 투명 아크릴 방전관, 102 : 텅스텐 방전전극, 103 : 알루미늄 접지전극, 104 : 고전압 회로, A : 코로나 방전영역

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자레인지의 전자파 차단장치는, 캐비티의 일측 소정 면적에 걸쳐 형성된 개구부의 외측에 할로겐 램프가 설치되며, 상기 할로겐 램프에서 발생된 빛(열) 및 마그네트론에서 발생된 전자파를 이용하여 음식물을 가열하는 전자레인지에 있어서:

(1) 상기 개구부에 설치되어 상기 발생된 빛을 상기 캐비티 내로 통과시키는 방전관;

(2) 상기 방전관 내에 설치된 적어도 하나 이상의 방전전극;

(3) 상기 방전전극에서 소정 거리로 이격·설치된 적어도 하나 이상의 접지전극;

(4) 적어도 상기 방전전극과 접지전극과의 코로나 개시전압이상의 고전압을 발생하는 고전압 회로를 포함하며;

상기 고전압이 상기 방전전극 및 접지전극에 인가될 때 두 전극 사이에서 유발되는 코로나 방전에 의해 상기 방전관 내에 플라즈마 필터가 형성되어 상기 캐비티 외부로의 상기 전자파 누설을 차단하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 고전압 회로는 상기 마그네트론에 가속용 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이하면, 전원이 인가되는 상태에서만 코로나 방전에 의해 방전관 내에 플라즈마 필터가 형성되며, 전원이 차단되면 플라즈마 필터가 제거됨을 알 수 있다.

그러므로, 할로겐 램프에서 발생한 빛에 대한 투과율은 매우 높으면서도 마그네트론에서 발생한 전자파에 대한 투과율은 매우 낮은 전자파 차단장치가 얻어 진다.

그 결과, 본 발명에 따른 전자파 차단장치를 전자레인지에 적용하면 조리 효율 및 유해파 차단 효과가 함께 증대되는 것이다.

본 발명의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 따른 전자레인지의 전자파 차단장치를 상세히 설명하기로 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 전자레인지의 전자파 차단장치의 구성도로서, 캐비티의 일측 소정 면적에 걸쳐 형성된 개구부에 설치되는 투명 아크릴 방전관(101)과, 이 투명 아크릴 방전관(101) 내에 설치된 침 또는 와이어 형상의 텅스텐 방전전극(102)과, 이 텅스텐 방전전극(102)에서 소정 거리로 이격·설치된 알루미늄 접지전극(103)과, 텅스텐 방전전극(102)과 알루미늄 접지전극(103) 사이의 코로나 개시전압이상의 고전압을 발생하는 고전압 회로(104)를 포함하며, 입력되는 교류 전원을 승압하는 트랜스포머(104a), 승압된 전원을 정류하는 정류부(104b)로 구성된 고전압 회로(104)는 상기 캐비티 내로 전자파를 토출하는 마그네트론(1)에 가속용 전압을 인가하며 텅스텐 방전전극(102)과 알루미늄 접지전극(103)에 상기 고전압을 인가하게 배선된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전자파 차단장치의 작용 및 효과를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저, 전자레인지의 조리 시작 초기에 할로겐 램프가 점등되며, 이 할로겐 램프에서 발생된 빛(열)이 직접 또는 반사경을 거쳐 투명 아크릴 방전관(101)을 통과한 후 캐비티(3) 내로 전달되면, 이 열에 의하여 캐비티 내 조리실에 수납된 음식물이 가열·조리된다.

이후, 할로겐 램프가 소등되면서 고전압 회로(104)로부터 마그네트론(1)에는 가속용 전압이 인가되며 텅스텐 방전전극(102)과 알루미늄 접지전극(103) 사이에는 코로나 개시전압보다 높은 고전압이 인가된다.

그러면, 마그네트론(1)에서 전자파(마이크로 파)가 발생되어 도파관을 통해 캐비티 내의 조리실로 안내·방사되며, 이 전자파에 의하여 음식물이 가열·조리되고, 이와 아울러 턴테이블이 회전되어 음식물이 균일하게 조리되게 한다.

이때, 고전압이 인가되는 텅스텐 방전전극(102)과 알루미늄 접지전극(103)과의 사이에는 코로나 방전이 유발되며, 이 코로나 방전에 의해 투명 아크릴 방전관(101) 내에는 플라즈마 필터가 형성된다.

여기서, 코로나 방전에 의하여 플라즈마 필터가 형성되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

코로나 방전은 전기 방전(Electrical Discharge)의 일종으로, 정상적으로는 전기가 흐르지 않는 물체에 강한 전기장을 가하여 전기가 통하게 하는 것으로서, 보통 매우 비균질한 전압이 가해질 때 방전이 발생되므로, 본 발명에서도 텅스텐 방전전극(102)을 날카로운 침 또는 와이어의 형상을 갖게 한 것이다.

먼저, 텅스텐 방전전극(102)과 알루미늄 방전전극(103)과의 사이에 코로나 개시전압이 인가되면 낮은 전압에서는 공기에 의해 절연되어 있던 두 전극에서 전류가 흐르기 시작한다.

그리고, 개시 전압 이후에는 텅스텐 방전전극(102)에 있던 전자들이 강력한 전기장에 의해 운동 에너지를 받아 알루미늄 접지전극(103)을 향하여 끌려가게 되며, 끌려가는 도중에 중성기체, 예컨대 질소, 산소 등과 충돌하게 된다. 이때 중성분자는 자신의 전자 하나를 잃고 양이온으로 된다.

한편, 가속된 전자는 다시 다른 양이온과 충돌하여 또 다른 전자를 발생시키며, 이와 같이 기하급수적으로 늘어난 전자들이 계속하여 충돌에 의한 전자를 발생시켜 전자사태(Electron Avalanche)를 일으키고 텅스텐 방전전극(102)의 주변에는 얇은 발광영역이 나타난다.

이러한 코로나 방전은 방전전극의 극성에 따라 양의 코로나(Positive Corona)와 음의 코로나(Negative Corona)로 분류된다.

양의 코로나 방전에 있어서는, 코로나 방전영역 근처에 있던 전자가 양극인 텅스텐 방전전극(102)을 향하여 끌려가는 도중에 중성기체와 같은 질소, 산소 등과 충돌하게 되는데, 이 과정에서 중성기체는 전자를 잃고 양이온이 되어 알루미늄 접지전극(103)으로 이동하고, 새로 발생한 전자는 전술한 바와 같이 계속하여 텅스텐 방전전극(102) 쪽으로 이동하며 새로운 충돌을 일으켜 전자사태를 가져온다.

그리고, 도 4에 도시된 음의 코로나의 경우에 있어서는 텅스텐 방전전극(102)에 있던 전자(e)들이 알루미늄 접지전극(103)을 향하여 끌려가게 되는데 코로나 방전영역(A) 내에서 중성기체(N)와 충돌하는 경우는 전술한 양의 코로나 방전과 같은 현상이 일어나게 된다.

그러나, 이때 전자(e)는 계속하여 알루미늄 접지전극(103)을 향하여 끌려가고 양이온(N⁺)은 텅스텐 방전전극(102)을 향하게 되며 코로나 방전영역(A)을 벗어난 전자(e)가 중성기체(N)에 달라붙어 음이온(N^-)이 발생된다.

이와 같이, 텅스텐 방전전극(102)과 알루미늄 접지전극(103)과의 사이에 있던 기체들이 이온화되면서 투명 아크릴 방전관(101) 내에는 전리층, 즉 플라즈마 필터가 형성되며, 도체인 플라즈마 필터는 마그네트론(1)의 전자파에 대한 투과율이 매우 낮은 차단막 역할을 수행하게 된다.

한편, 종래 기술과 본 발명의 기술을 비교하여 보면, 할로겐 램프의 빛에 대한 높은 투과율과 마그네트론의 전자파에 대한 높은 차단율을 함께 만족할 수 없었던 종래 기술과는 달리, 본 발명은 할로겐 램프의 빛에 대한 투과율은 매우 높으면서도 마그네트론의 전자파에 대한 차단율이 매우 높은, 즉 전자파 투과율이 매우 낮은 우수한 전자파 차단장치가 얻어 진다.

그 결과, 본 발명에 따른 전자파 차단장치를 전자레인지에 적용하면 조리 효율 및 유해파 차단 효과가 함께 증대되어 시스템의 신뢰성 향상을 가져올 수가 있다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 전원이 인가되는 상태에서만 전자파를 차단하는 플라즈마 필터가 형성되므로, 할로겐 램프에서 발생한 빛에 대한 투과율은 매우 높으면서도 마그네트론에서 발생한 전자파에 대한 투과율은 매우 낮은 특성을 갖는다.

따라서, 본 발명에 의한 전자파 차단장치를 전자레인지에 적용하면 조리 효율 및 유해파 차단 효과가 함께 증대되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 캐비티의 일측 소정 면적에 걸쳐 형성된 개구부의 외측에 할로겐 램프가 설치되며, 상기 할로겐 램프에서 발생된 빛(열) 및 마그네트론에서 발생된 전자파를 이용하여 음식물을 가열하는 전자레인지에 있어서:

   (1) 상기 개구부에 설치되어 상기 발생된 빛을 상기 캐비티 내로 통과시키는 방전관;

   (2) 상기 방전관 내에 설치된 적어도 하나 이상의 방전전극;

   (3) 상기 방전전극에서 소정 거리로 이격·설치된 적어도 하나 이상의 접지전극;

   (4) 적어도 상기 방전전극과 접지전극과의 코로나 개시전압이상의 고전압을 발생하는 고전압 회로를 포함하며;

   상기 고전압이 상기 방전전극 및 접지전극에 인가될 때 두 전극 사이에서 유발되는 코로나 방전에 의해 상기 방전관 내에 플라즈마 필터가 형성되어 상기 캐비티 외부로의 상기 전자파 누설을 차단하는 것을 특징으로 한 전자레인지의 전자파 차단장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고전압 회로는 상기 마그네트론에 가속용 전압을 인가하는 것을 특징으로 한 전자레인지의 전자파 차단장치.