KR20010108651A - 전자레인지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자레인지에 관한 것으로서, 여러 종류의 요리에서 각각의 요리의 균일가열을 향상 시킬 수 있도록 캐비티 내부의 형상을 개선한 것에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명의 전자레인지는 일측에 도어를 구비하여 조리공간이 형성된 캐비티와, 상기 캐비티 일측에 전자파를 발생하는 마그네트론과, 상기 캐비티와 마그네트론 사이에 위치하며, 상기 전자파를 캐비티 내부로 안내ㆍ방사하는 도파관과, 상기 캐비티 내부의 일측에, 상기 도파관을 나온 전자파의 패턴을 조절하여, 상기 조리물에 입사되는 입사각이 유효한 범위에서 형성되도록 하는 브르스터 포밍(Brewster forming)을 구비한다.

Description

전자레인지{Microwave oven}

본 발명은 전자레인지에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 캐비티 내면에 브르스터 포밍을 형성하여 요리의 균일 가열을 향상 시킬 수 있도록 하는 것에 관한 것이다.

도 1을 참조하여 전자레인지의 내부 구성을 나타내면 다음과 같다.

일반적인 전자레인지는 캐비티(1)와, 상기 캐비티의 측벽에 결합되며 전자파를 발생하는 마그네트론(2)과, 상기 캐비티의 측벽과 상기 마그네트론사이에 설치되어 상기 마그네트론에서 발생된 전자파를 상기 캐비티내로 안내ㆍ방사하는 도파관(3)이 구비된다.

또한, 상기 캐비티 내부에는 포밍(forming)이 있고, 상기 포밍은 상기 캐비티의 상면, 측면, 하면과 도어(5)에 각각 형성되어 있다.

한편, 상기와 같이 구성된 전자레인지의 작동과정은 다음과 같다.

상기 마그네트론에 전원이 인가되면 안테나는 통상적으로 선편파(Liner Polarzation)로 발생하고, 그 선편파는 도파관을 통해 캐비티로 방사되어 조리물을 가열하게 된다.

이 경우에, 전자파는 파동의 성질을 가지고 있으므로, 캐비티내로 들어간 전자파는 벽면에서 반사되어 정재파(Standing Wave)가 형성되게 되어 전계가 강한 부분과 약한 부분이 생기게 된다.

따라서, 조리물의 가열이 불균일 하게 되는 현상이 발생하게 된다.

그러므로, 이런 현상을 방지하기 위해서, 상기 캐비티(1)의 하단에 회전판(6)을 구비하여 조리물을 회전시킴으로써 전파가 골고루 닿도록 하여 조리물이 균일하게 가열되도록 하고 있다.

또한, 상기 캐비티 벽면에 형성된 포밍을 통해, 전자파의 패턴을 조정 할 수 있도록 하였다.

그러나, 상기 포밍이 전자파의 특성을 고려하지 않고 제작 사용되어 전자파의 분포를 요리에 효율적으로 작용되도록 만드는 것이 어렵기 때문에, 균일 가열패턴을 조정 할 수 있는 기능이 제대로 이루어지지 못했다.

또한, 요리의 종류가 다양하므로, 상기와 같이 구비된 포밍은 단지 상기 캐비티의 크기를 바꾸는 효과를 갖는 방법으로 요리의 패턴에 따른 입사파를 조절하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 조리물에 입사되는 전자파와, 조리물 사이의 적절한 입사각을 형성하도록 상기 포밍의 형상을 개선하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래의 전자레인지의 구조를 개략적으로 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 전자레인지의 구조를 개략적으로 나타낸 구성도.

도 3은 전자파의 입사각, 반사각, 투과각을 정의한 상태도.

도 4는 전자파의 특성에 따른 반사계수를 나타낸 그래프.

도 5는 본 발명에 의한 전자레인지의 전자파 흐름을 나타낸 상태도.

도면의 주요부분에 대한 설명

100. 캐비티(cavity) 200. 마그네트론

300. 도파관 400. 브르스터 포밍(Brewster forming)

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 전자레인지는 일측에 도어를 구비하여 조리공간이 형성된 캐비티와, 상기 캐비티 일측에 전자파를 발생하는 안테나가 구비된 마그네트론과, 상기 캐비티와 마그네트론 사이에 위치하며, 상기 전자파를 캐비티 내부로 안내ㆍ방사하는 도파관과, 상기 캐비티 내부의 일측에, 상기 도파관을 나온 전자파의 패턴을 조절하여, 상기 조리물에 입사되는 입사각이 유효한 범위에서 형성되도록 하는 브르스터 포밍(Brewster forming)을 구비한다.

이하, 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 일실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.

도 2는 본 발명에 의한 전자레인지의 구조를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 3은 전자파의 입사각, 반사각, 투과각을 정의한 상태도이며, 도 4는 전자파의 특성에 따른 반사계수를 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명에 의한 전자레인지의전자파 흐름을 나타낸 상태도이다.

도 2에서와 같이, 본 발명의 전자레인지는 일측에 도어(110)를 구비하여 조리공간이 형성된 캐비티(100)와, 상기 캐비티 일측에 전자파를 발생하는 마그네트론(200)과, 상기 캐비티와 마그네트론 사이에 위치하며, 상기 전자파를 캐비티 내부로 안내ㆍ방사하는 도파관(300)이 구비된다.

그리고, 상기 캐비티 내부의 일측에, 상기 도파관(300)을 나온 전자파의 패턴을 조절하여, 상기 조리물에 입사되는 입사각이 유효한 범위에서 형성되도록 하는 브르스터 포밍(Brewster forming)(400)을 구비한다.

한편, 상기 브르스터 포밍(400)은 상기 캐비티에 적어도 한면 이상 구비되며, 바람직하게는 상면, 후면, 측면의 각면에 구비된다.

또한, 상기 도어(110)의 메쉬(mesh)구조를 가진 투명창 부분도 상기 브로스터 포밍으로 형성된다.

그리고, 상기 브로스터 포밍(400)은 원형 또는 타원형의 곡면을 형성하여, 상기 브르스터 포밍에 다양한 각도로 입사되는 전자파가 반사되어 조리물에 적절한 입사각을 구현할 수 있도록 구비되어 있다.

상기와 같이 구비된 브르스터 포밍의 작용원리를 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 브르스터 각은 입사되는 전자파가 반사됨 없이 유전체에 완전히 투과, 흡수되는 최적의 각을 의미하며, 상기 브르스터 각은 공기의 유전율 및 조리물의 유전율로 쉽게 계산되어지고, 상기 브르스터 각을 구하는 계산식은 수학식 1로 나타내어 진다.

그리고, 도 3에서와 같이, 브르스터 포밍에서 반사되어 유전체에 입사되는 각()과, 유전체에서 반사되는 각()과, 유전체에 투과되는 각()을 정의할 수 있다.

수학식 1에서,는 브르스터 각,은 공기의 유전율,는 조리물의 유전율을 나타낸다.

그리고, 상기 마그네트론(200)에서 입사되는 전자파는 도파관(300) 내부에 형성된 슬롯(미도시)을 통해 전자파의 패턴의 형상을 조절하도록 되어 있으며, 상기 도파관내에서 전자파는 TE, TM 모드등 다양한 특성을 가지게 된다.

한편, 그림 4에서와 같이, TE 모드로 입사되는 경우, 입사각도()가 증가함에 따라 반사계수가 증가하므로 흡수되는 전자파 에너지의 양이 줄어들며, 어느 각이상에서는 반사되는 반사양이 급격히 증가됨을 알 수 있다.

반면, TM 모드로 입사되는 경우, 입사각도가 증가되면, 어느 일정범위까지는 반사율이 줄어드는 현상을 볼 수 있으며, 반사율이 영인 브르스터 각(임계각)()에 도달하게 되고, 이 때 입사파는 상기 유전체에 전부 투과하게 된다.

그리고, 상기 입사각도가 브르스터 각을 지나서 계속 증가되면, 상기 반사율은 다시 증가되는 현상을 볼 수 있다.

따라서, TM 모드의 방사패턴과, 브르스터 포밍이 이루는 각도를 조절하여서 조리물에 입사되는 각도를 유효각 범위로 조절할 수 있다.

즉, 상기 브르스터 포밍은 도 3과 도 4에서 보는 바와 같이, 요리와 같은 유전체의 입사파 및 투과파의 현상을 고찰하여, 반사율이 30%를 넘지 않는 적절한 입사각에서 구현되도록 형성된다.

한편, 반사율이 30% 이내에 드는 입사각의 범위는 10도에서 20도 이내의 값을 유효한 값으로 볼 수 있으며, 조리물의 종류, 크기에 따라 입사각이 바뀌므로 유용 가능한 입사각이 선택가능하다.

또한, 중부하 종류의 조리물, 즉 육류와 같이 유전율()이 큰 조리물의 경우, 수학식 1에서와 같이 조리물의 유전율()이 커지므로 상기 브로스터 포밍각도 커지게 된다.

한편, 중부하 종류의 조리물에서 유효한 입사각을 조절하기 쉬우므로, 상기 브로스터 포밍을 형성하는 곡면의 반지름을 중부하 조리물에 기준을 두어 입사각을 조절하도록 한다.

반면, 경부하 종류, 즉 베이컨과 같은 조리물처럼 유전율()이 작을 경우, 조리물에 입사되는 전자파가 완전히 흡수되지 않기 때문에, 상기 캐비티의 하면을 브로스터 포밍의 개념으로 구비하여 이를 해소 할 수 있다.

따라서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기와 같이 구성된 전자레인지에서 상기 도파관을 통해 상기 캐비티로 방사되는 전자파는 상기 브르스터포밍에 입사되어 다시 반사되게 되고, 반사된 전자파는 조리물(600)에 유효한 입사각을 가지고 입사하게 된다.

한편, 내부에 회전판(500)을 이용하여 조리물을 회전시킬 경우, 브르스터 포밍과 함께 균일 가열을 향상시킬 수 있는 효과는 증대되게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명의 전자레인지는 상기 캐비티 내면에 곡면을 가진 브르스터 포밍이 각면에 형성되어 있다.

따라서, 요리의 특성에 맞게 균일 가열을 향상 시킬 수 없는 문제점에 있어서, 상기 브로스터 포밍을 통해서 각종 조리물에 투사되는 전자파의 입사각을 조절하여, 상기 조리물의 균일 가열을 향상 시킬 수 있다.

즉, 중부하용 브로스터 포밍과, 경부하용 브로스터 포밍을 설계하여 적용하므로써 다양한 조리물에서 각각의 경우에 균일 가열을 향상 시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 일측에 도어를 구비하여 조리공간이 형성된 캐비티와,

   상기 캐비티 일측에 전자파를 발생하는 안테나가 구비된 마그네트론과,

   상기 캐비티와 마그네트론 사이에 위치하며, 상기 전자파를 캐비티 내부로 안내ㆍ방사하는 도파관과,

   상기 캐비티 내부의 일측에, 상기 도파관을 나온 전자파의 패턴을 조절하여, 상기 조리물에 입사되는 입사각이 유효한 범위에서 형성되도록 하는 브르스터 포밍(Brewster forming)을 구비한 전자레인지.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 유효한 범위는 상기 입사각이 10도에서 20도의 범위에서 결정되도록 상기 브르스터포밍을 원형 또는 타원형의 곡면으로 구비된 것을 특징으로 하는 전자레인지.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 브르스터 포밍은 상기 캐비티 내부에 적어도 한면 이상에 구비됨을 특징으로 하는 전자레인지.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 브르스터 포밍이 도어의 내부면에도 구비됨을 특징으로 하는 전자레인지.