KR20010109564A - 전자레인지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자레인지에 관한 것으로서, 도파관의 형상을 개선하여 고온으로 가열된 도파관의 내부를 냉각하여 전자레인지의 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명의 전자레인지는 조리공간인 캐비티(cavity)와, 상기 캐비티 일측에 전자파를 발생하는 안테나가 구비된 마그네트론과, 상기 마그네트론 일측 방향에 송풍팬과, 상기 캐비티와 마그네트론 사이에 위치하여, 상기 전자파를 캐비티 내부로 안내ㆍ방사하며, 내부에서 발생되는 열을 냉각하기 위한 냉각수단이 구비된 도파관을 포함하여 제공된다.

Description

전자레인지{microwave oven}

본 발명은 전자레인지에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 발열부인 마그네트론과 도파관 내부에서 발생되는 열을 신속하게 냉각시키도록 하여 전자레인지의 신뢰성을 향상시키도록 하는 것에 관한 것이다.

도 1과 도 2의 각각의 도면을 참조하여 전자레인지의 구성을 나타내면 다음과 같다.

일반적인 전자레인지는 캐비티(cavity)(1)와, 상기 캐비티의 측벽에 결합되며 전자파 에너지를 안테나(21)를 통해 발생하는 마그네트론(2)과, 상기 캐비티의 측벽과 상기 마그네트론 사이에 설치되어 상기 마그네트론에서 발생된 전자파 에너지를 개구부(31)를 통해 안내ㆍ방사하는 도파관(3)이 구비된다.

상기와 같이 구성된 전자레인지에 전원이 인가되면, 상기 마그네트론(2)에서 발생된 전자파는 도파관(3)의 개구부(31)를 거쳐 상기 캐비티(1) 내부로 방사되어, 음식물을 가열하게 된다.

하지만, 상기와 같이 전자파가 방사되는 동안, 안테나(21)와 상기 마그네트론 내부의 에노드(미도시) 부분은 전기저항열에 의해 온도가 상승되게 된다.

따라서, 발열부인 마그네트론과, 도파관과, 내부 전기부품에서 발생되는 열을 냉각시키기 위한 송풍팬(4)이 전자레인지의 후면에 구비되어, 이를 이용하여 상기 마그네트론(2)의 외부를 공냉시키게 된다.

또한, 이 효과를 증대 시키기 위해 상기 에노드 부분에는 냉각핀(미도시)이 구비되어 있다.

하지만, 장시간 지속적이고 반복적인 작동으로 인하여 상기 에노드 부분은 고온으로 상승될 경우, 열응력 및 열피로 현상이 발생되며, 외부면의 공냉에 의해 이를 억제하는데는 한계가 있다.

또한, 안테나(21)를 통해 발산된 고주파가 캐비티(1)내에서 전부 흡수되지 못하고 일부 반사된 것이 도파관을 통해 마그네트론으로 되돌아 오는 양(반사계수)이 커지면 에너지를 마그네트론이 흡수하게 되어 마그네트론의 에노드 온도가 더욱 상승하게 된다.

따라서, 에노드의 불안정한 동작상태를 야기하게 되고, 발진하는 주파수에 영향을 주게 되어 마그네트론의 성능을 떨어 뜨리며, 수명저하를 야기하는 주원인으로 작용하게 된다.

또한, 캐비티와 도파관(3)이 연결 되는 면에는 발생된 전자파가 손실 없이 전달되도록 개구부(31)가 형성되어 있고, 도파관 내부에는 전자파 패턴의 형상을 조절하는 슬롯(slot)(미도시)이 형성되어 있는데, 상기 전자파에 의해 상기 슬롯 과 개구부 주변에 전류의 흐름이 발생된다.

따라서, 상기 슬롯과 개구부에도 고온의 열이 발생되고, 발생된 열은 주변으로 방출되어 주변 금속면의 열변형 및 변색을 일으키는 원인이 되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 상기 도파관에 통기 수단을 구비하여 상기 도파관 내부에 공기의 유동이 이루어지도록 하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 전자레인지의 구조를 개략적으로 나타낸 정면도.

도 2는 도 1의 우측에서 바라본 측면도.

도 3(a)은 본 발명에 의한 도파관의 형상을 나타낸 요부 사시도.

도 3(b)는 본 발명에 의한 도파관의 제 2실시예를 나타낸 요부 사시도.

도 4는 도파관의 각 면의 구성을 정의한 구성도.

도 5는 본 발명에 의한 도파관 내부에서 공기의 흐름을 나타낸 상태도.

도 6은 차단 효과(Shielding Effeteness) 관계식의 변수를 정의한 상태도.

도면의 주요부분에 대한 설명

300. 도파관 400. 홀(hole)

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 전자레인지는 조리공간인 캐비티와, 상기 캐비티 일측에 전자파를 발생하는 안테나가 구비된 마그네트론과, 상기 마그네트론 일측 방향에 송풍팬과, 상기 캐비티와 마그네트론 사이에 위치하여, 상기 전자파를 캐비티 내부로 안내ㆍ방사하며, 내부에서 발생되는 열을 냉각하기 위한 냉각수단이 구비된 도파관이 제공된다.

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

본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 3(a)은 본 발명에 의한 도파관의 형상을 나타낸 요부 사시도이고, 도 3(b)는 본 발명에 의한 도파관의 제 2실시예를 나타낸 요부 사시도이며, 도 4는 도파관의 각 면의 구성을 정의한 구성도이고, 도 5는 본 발명에 의한 도파관 내부에서 공기의 흐름을 나타낸 상태도이며, 도 6은 차단 효과(Shielding Effeteness) 관계식의 변수를 정의한 상태도이다.

도 3(a)에서와 같이, 상기 냉각수단은 상기 도파관(300)의 일측에 통기성을 갖도록 홀(400a, 400b)을 구비하여, 상기 도파관 내부에 외기의 공기를 공급하고, 내부의 더워진 공기를 외부로 배출시켜, 내부를 공냉시키도록 됨을 특징으로 한다.

한편, 본 실시예를 설명하기에 앞서, 도 4를 참조하여 도파관의 각각의 구성면을 정의하면 다음과 같다.

상기 도파관에서 캐비티와 접하는 면을 앞면(301), 마그네트론과 결합된 면을 뒷면(302), 앞면과 뒷면에 연결되며 송풍팬이 위치한 방향의 면을 우측면(303), 우측면과 마주보는 면을 좌측면(304), 상부를 형성하는 면은 윗면(305), 하부을 형성하는 면은 아래면(306)으로 정의한다.

이 경우, 본 발명의 도파관은 우측면(303)에 홀(400a)과, 좌측면(304)에홀(400b)이 형성되며, 한개 또는 다수의 홀로 구비됨이 가능하다.

이와 같이, 상기 홀(400a, 400b)이 형성됨으로써 상기 도파관의 냉각이 더욱 효율적으로 이루어지게 되며, 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

상기 마그네트론에 전원이 인가되면, 상기 에노드 및 안테나를 통해 선편파(Liner Polarzation)로 하여 에너지를 발생하고, 그 선편파의 에너지는 도파관을 통해 캐비티로 방사되어 음식물을 가열하게 된다.

이 경우, 상기 에노드 및 안테나 부분은 인가되는 고전압에 의해 전기저항열이 발생하게 되고, 상기 발생된 열은 마그네트론 및 도파관으로 전달되어 주변부의 온도를 상승시키게 된다.

또한, 상기 도파관은 전자파에 의해 발생된 전류의 흐름에 의해 고온의 열이 발생되게 된다.

한편, 장시간 작동될 경우, 발생되는 열은 더욱 증가되고, 상기 캐비티로부터 일부 반사되어 온 전자파를 상기 마그네트론이 흡수하여 온도 상승은 더욱 증가하게 된다.

이 경우, 상기 구비된 송풍팬이 상기 마그네트론과 상기 도파관 주위에 공기의 유동을 일으킴으로써 외부로 열전달되는 효과를 상승시켜 공냉시켜주게 된다.

그리고, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 도파관 우측면(303)에 형성된 홀(400a)을 통해, 외부의 공기가 도파관 내부로 전달되게 되며, 상기 송풍팬에 의한 공기의 흐름이 도파관 내부로 전달되어 상기 도파관 내에서 상하로 공기의 유동이 발생하게 된다.

따라서, 실온의 공기가 상기 도파관 내부 및 안테나 부분을 냉각 시켜 주게 되며, 고온의 공기는 상기 홀(400b)을 통해 외부로 배출되게 되게 된다.

한편, 우측면(303) 하부에 홀(400a)과, 좌측면(304) 상부에 홀(400b)이 형성되도록 하여, 가열된 공기가 상승되는 원리를 이용함이 가능하다.

즉, 우측면(303) 하부에 형성된 홀(400a)을 통해 유입된 공기는 상기 도파관으로 부터 열을 흡수하여 고온으로 가열된다.

그리고, 가열된 공기는 대류현상에 의해 상승되고, 좌측면(304) 상부에 형성된 홀(400b)을 통해 외부로 배출되도록 하여, 가열된 공기를 더욱 효과적으로 배출시키도록 됨이 가능하다.

그런데, 상기 도파관에 구비된 홀은 통기성외에 전자파 누출을 억제할 수 있도록 구비되어야 하는 필요성이 요구 된다.

이 경우에 있어서, 일반적인 금속판에 형성된 홀을 통한 전자파 누출량은 Quine.J.P(1957)에 의해 실험식으로 구해진 차단 효과(Shielding Effectness)를 통해 측정가능하다.

(dB)

도 6을 참조하면, 상기 수학식1에서 S는 차단 효과(Shielding Effeteness), d는 홀의 직경, c는 홀사이의 간격, t는 판의 두께, l은과의 곱의 제곱근()을 의미한다.

한편, 상기 수학식 1을 다르게 표현하면, S = A + B + C로 나타낼수 있다.

이 표현에서, 상기 A항은 흡수 손실(Absorption loss)로 나타내어지며, 홀의 직경의 3제곱에 반비례하고, 홀 사이의 간격의 제곱에 비례하며, 홀의 직사각형 형상으로 배열되는 정도를 나타내는 값(l)에 비례함을 나타낸다.

그리고, 상기 B항은 반사 손실(Reflection loss)을 나타내며, 홀의 직경에 반비례하고, 판의 두께에 비례함을 나타낸다.

또한, 상기 C항은 보정계수(Correction factor)을 나타낸다.

상기 수학식 1에서와 같이, 전자파 누출량은 홀의 직경, 홀 사이의 간격, 판의 두께와, 홀이 배열되는 정도에 관계가 있음을 알 수 있다.

일반적으로, 상기 차단 효과(S)값은 -30dB, -40dB, -50dB 정도의 값을 가지면 유효한 것으로 판단되며, 값이 커질수록 차단 효과는 증대된다.

따라서, 상기 도파관에 형성되는 홀은 적절한 차단 효과를 가지며, 통기성의 효과가 저하되지 않도록 직경 및 홀 사이의 간격등이 결정되도록 구비되어진다.

한편, 도 3(b)에 나타낸 제 2실시예에서와 같이, 도파관은 다양한 형상을 가지고 있기 때문에, 각 경우에 적절하게 홀을 형성하여, 상기 도파관 내부에서 공기의 흐름이 발생할 수 있도록 구비함이 가능하다.

또한, 상기 홀(400)의 모양은 원형 뿐만아니라, 다각형으로 형성됨이 가능하고, 상기 도파관에서 한면만 또는 그 이상의 면에 구비될 수 있으며, 각 경우에 전자파 누출량과 통기성을 고려하여 적절히 선택됨이 가능하다.

이상에서와 같이, 본 발명의 전자레인지는 도파관의 측면에 외부 공기의 유입 및 유출이 가능하면서, 내부의 전자파의 외부누출을 차단함을 만족하는 홀이 구비된다.

따라서, 상기 도파관 내부로 실온의 외부 공기가 유입되어 상기 도파관과 내부에 구비된 안테나를 공냉시킴으로써, 온도가 상승되는 것을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

또한, 온도 상승에 의해 에노드와 안테나 부분의 열응력 및 열피로 현상이 발생되는 것을 해소함으로써, 마그네트론의 불안정 동작과 수명 단축을 방지할 수 있고, 도파관의 고온의 열의 방출에 의해 주변부가 열변형과 변색되는 것을 해소할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 조리공간인 캐비티(cavity)와,

   상기 캐비티 일측에 전자파를 발생하는 안테나가 구비된 마그네트론과,

   상기 마그네트론 일측 방향에 송풍팬과,

   상기 캐비티와 마그네트론 사이에 위치하여, 상기 전자파를 캐비티 내부로 안내ㆍ방사하며, 내부에서 발생되는 열을 냉각하기 위한 냉각수단이 구비된 도파관을 포함하여서 된 전자레인지.
2. 제 1항에 있어서,

   냉각수단은,

   상기 도파관의 일측에 통기성을 갖도록 홀(hole)이 구비됨을 특징으로 하는 전자레인지.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 홀은 상기 도파관에서 송풍팬이 위치된 방향의 면과, 상기 면과 마주보는 면에 형성됨을 특징으로 하는 전자레인지.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 도파관내에는 다수의 홀이 구비되고, 상기 홀의 형상은 원형 또는 다각형인 것을 특징으로 하는 전자레인지.