KR20100136838A - 마이크로웨이브를 이용한 조리기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 조리기기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기는 캐비티 내부의 대상을 가열하기 위한 복수의 마이크로웨이브를 생성하여 출력하는 마이크로웨이브 생성부 및 출력된 마이크로웨이브 중 캐비티 내부로부터 반사되는 마이크로웨이브에 기초하여, 복수의 마이크로웨이브 각각에 대한 가열 효율을 산출하고, 산출된 가열 효율에 따라, 가열 구간 동안 각 마이크로웨이브에 대한 가열 시간을 설정하는 제어부를 포함한다. 이에 의해, 가열 효율이 높은 마이크로웨이브에 대해서는 가열 시간을 짧게하고, 가열 효율이 낮은 마이크로웨이브에 대해서는 가열 시간을 길게 함으로써 캐비티 내부 대상에 균일한 파워를 전달할 수 있다.

조리기기, 마이크로웨이브, 가열 효율, 가열 시간, 가변 제어

Description

마이크로웨이브를 이용한 조리기기{A cooking apparatus using microwave}

본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 조리기기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캐비티 내부 대상에 균일한 파워를 전달할 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기에 관한 것이다.

일반적으로, 마이크로웨이브를 이용한 조리기기는 음식물을 수납하여 밀폐한 후, 동작 버튼을 누르게 되면 고압발생기에 전압이 인가되고 고압발생기에 인가된 상용전압은 승압되어 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론에 전원이 인가되고 마그네트론에 의해 발생된 마이크로웨이브는 도파관 등을 통해 캐비티로 전달된다.

이때, 마이크로웨이브를 이용한 조리기기는 마그네트론에서 발생되는 마이크로웨이브를 음식물에 조사하여 음식물을 구성하고 있는 분자들을 1초에 24억 5천만번 진동시킴으로써 발생되는 마찰열로 음식물을 가열하는 것이다.

이러한 마이크로웨이브를 이용한 조리기기는 온도 제어가 용이하고, 요리 시간의 절약, 조작의 편의성 등 다양한 이점으로 인하여 일반가정에 많이 보급되어 있는 실정이다.

그런데, 마이크로웨이브를 이용하여 음식물을 조리하는 경우 음식물의 표면 편차 등에 의해 균일하게 가열되지 않고 음식물에 부분적으로 온도 차이가 발생하는 문제점이 있다. 또한 조리기기 내에 수납되는 음식물의 종류에 따라서도 조리시의 온도 편차가 달라지는 문제점이 있다.

본 발명은 가열 효율이 높은 마이크로웨이브에 대해서는 가열 시간을 짧게하고 가열 효율이 낮은 마이크로웨이브에 대해서는 가열 시간을 길게 함으로써 캐비티 내부 대상에 균일한 파워를 전달할 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기는 캐비티 내부의 대상을 가열하기 위한 복수의 마이크로웨이브를 생성하여 출력하는 마이크로웨이브 생성부 및 상기 출력된 마이크로웨이브 중 상기 캐비티 내부로부터 반사되는 마이크로웨이브에 기초하여, 상기 복수의 마이크로웨이브 각각에 대한 가열 효율을 산출하고, 상기 산출된 가열 효율에 따라, 가열 구간 동안 각 마이크로웨이브에 대한 가열 시간을 설정하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는, 상기 복수의 마이크로웨이브 중 제1 마이크로웨이브가 제2 마이크로웨이브 보다 가열 효율이 더 높은 경우, 상기 제1 마이크로웨이브의 가열 시간을 상기 제2 마이크로웨이브의 가열 시간 보다 더 짧게 설정한다.

상기 마이크로웨이브 생성부는, 상기 가열 구간 동안에, 상기 복수의 마이크로웨이브 각각에 대한 파워 크기를 일정하게 출력한다.

본 발명에 따르면, 가열 효율이 높은 마이크로웨이브에 대해서는 가열 시간 을 짧게하고 가열 효율이 낮은 마이크로웨이브에 대해서는 가열 시간을 길게 함으로써 캐비티 내부 대상에 균일한 파워를 전달할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 마이크로웨이브를 이용한 가열 구간 동안 파워 세기를 일정하게 함으로써 파워 제어를 위한 기기를 별도로 구비하지 않아도 되므로 비용을 절감할 수 있다.

음식물 각 부위의 동시 발열로 인하여 다양한 크기 및 형상을 가지는 음식물의 균일한 요리가 가능하다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기의 부분 사시도이고, 도 2는 도 1의 조리기기의 단면도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기(100)는, 본체(102)의 전면부에 조리창(104)이 부착된 도어(106)가 개폐 가능하게 결합되고, 본체(102)의 전면 일측부에는 조작패널(108)이 결합된다.

도어(106)는, 캐비티(134)를 개폐하며, 도면에서는 도시하지 않았지만, 도어(106) 내부에는, 마이크로웨이브의 차폐를 위한 필터부(미도시)가 구비될 수 있다.

조작패널(108)은, 조리기기의 운전을 조작하는 조작부(107)와, 조리기기의 동작 등을 표시하는 표시부(105)를 포함한다.

본체(102)의 내부에는 가열 대상(140), 예를 들어 음식물이 수용되어 마이크 로웨이브(microwave)에 의해 조리가 이루어질 수 있도록 소정 크기의 수용공간을 가지는 캐비티(134)가 구비된다.

그리고, 캐비티(134)의 외측면에는 마이크로웨이브를 발생시키기 위한 마이크로웨이브 생성부(110)가 설치되고, 마이크로웨이브 생성부(110)의 출력부측에는 마이크로웨이브 생성부(110)에서 발생되는 마이크로웨이브를 캐비티(134)의 내측으로 안내하기 위한 마이크로웨이브 전송부(112)가 배치된다.

마이크로웨이브 생성부(110)는, 마그네트론(magnetron)을 구비하거나, 반도체를 이용한 고체 전력 증폭기(Solid State Power Amplifier; SSPA)를 구비할 수 있다. 고체 전력 증폭기(SSPA)는 마그네트론 보다 공간을 적게 차지하는 장점이 있다.

한편, 고체 전력 증폭기(SSPA)는, 증폭을 위해 수동 소자(커패시터와 인덕터 등) 및 능동 소자(트랜지스터 등)를 별도를 구비하는 하이브리드 고주파 집적회로(Hybrid Microwave Integrated Circuits;HMIC), 또는 수동 소자 및 능동 소자가 하나의 기판으로 구현된 단일 고주파 집적회로(Monolithic Microwave Integrated Circuits;MMIC)로 구현될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 마이크로웨이브 생성부(110)는 복수의 마이크로웨이브를 생성하여 출력하는 것이 가능하다. 이러한 마이크로웨이브의 주파수 범위는 대략 900MHz ~ 2500Hz 부근일 수 있다. 특히, 915MHz 를 중심으로 소정 범위 내이거나 2450MHz 를 중심으로 소정 범위 내일 수 있다. 마이크로웨이브 생성부(110)에 대한 상세한 설명은 이하의 도 3을 참조하여 후술한다.

마이크로웨이브 전송부(112)는, 마이크로웨이브 생성부(110)에서 생성되어 출력된 마이크로웨이브를 캐비티(134)로 전송한다. 이러한 마이크로웨이브 전송부(112)는, 도파관(waveguide), 또는 동축 선로를 구비할 수 있다. 생성된 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 전송부(112)로 송출하기 위해, 도면과 같이, 피더(142)가 연결될 수 있다.

한편, 마이크로웨이브 전송부(112)는, 도면과 같이 캐비티(134) 내로 개구부(145)를 가지고 개구된 형태로 구현이 가능하나, 이에 한정되지 않고, 단부에 안테나(antenna)가 결합되는 것도 가능하다. 개구부(145)는 슬롯 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 개구부(145) 또는 안테나를 통해, 마이크로웨이브는 캐비티(134)로 방출되게 된다.

한편, 도면에서는 개구부(145)가 캐비티(134) 상측에 하나 배치되는 것으로 도시하나, 개구부(145)가 캐비티(134)의 하측, 또는 측부에 배치되는 것도 가능하며, 또한 복수의 개구부가 배치되는 것도 가능하다. 개구부(145) 대신에 안테나를 통해 결합되는 경우도 마찬가지이다.

마이크로웨이브 생성부(110)의 하측에는, 마이크로웨이브 생성부(110)에 전원을 공급하는 전원 공급부(114)가 구비된다.

전원 공급부(114)는, 조리기기(100)에 입력되는 전원을 고압으로 승압하여 마이크로웨이브 생성부(110)에 공급하는 고압 트랜스를 구비하거나, 또는 하나 이상의 스위치 소자가 스위칭 동작을 수행하여 생성한 약 3500V이상의 고출력 전압을 마이크로웨이브 생성부(110)에 공급하는 인버터를 구비할 수 있다.

한편, 마이크로웨이브 생성부(110)의 주변에는 마이크로웨이브 생성부(110)를 냉각하기 위한 냉각팬(미도시)이 설치될 수 있다.

한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 캐비티(134) 내부에는 가열 대상(140)을 회전시키기 위한 턴테이블(미도시)이 설치될 수 있으며, 또한, 캐비티(134) 내부에는, 마이크로웨이브의 분산을 위한 스터러팬(stirrer fan)(미도시)이 생성될 수 있으며, 스터러팬(미도시)의 손상을 방지하기 위한 덮개(미도시)가 설치될 수도 있다. 이러한 스터러팬(미도시)은 상술한 안테나의 일종으로 볼 수 있다.

상술한 마이크로웨이브를 이용한 조리기기(100)는, 사용자가, 도어(106)를 열고, 가열 대상(140)을 캐비티(134) 내에 넣은 후, 도어(106)를 닫은 상태에서, 조작패널(108), 특히 조작부(107)를 조작하여 조리 선택 버튼(미도시)과 시작 버튼(미도시)을 누르면, 동작하게 된다.

즉, 조리기기(100) 내의 전원 공급부(114)는 입력된 교류 전원을 고압의 직류 전원으로 승압하여 마이크로웨이브 생성부(110)에 공급하고, 마이크로웨이브 생성부(110)는 해당하는 마이크로웨이브를 생성하여 출력하며, 마이크로웨이브 전송부(112)는 생성된 마이크로웨이브를 전송하여 캐비티(134)로 방출하게 된다. 이에 따라, 캐비티(134) 내부에 있는 가열 대상(140), 예를 들어, 조리물을 가열하게 된다. 조리기기(100)의 전반적인 동작은 제어부(미도시)에 의해 수행될 수 있다. 제어부(미도시)에 대한 설명은 이하의 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 도 1의 조리기기의 내부를 간략히 도시한 블록도이다. 또한, 도 4는 스캔 구간과 가열 구간을 포함하는 조리 과정 중 주파수의 변화를 나타낸 도면이 다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 조리기기(100)는, 마이크로웨이브 생성부(110), 및 제어부(310)를 포함한다. 또한, 조리기기(100)는, 마이크로웨이브 전송부(112)를 더 포함할 수 있다.

마이크로웨이브 생성부(110)는, 주파수 발진부(332), 레벨 조절부(334), 및 증폭부(336)를 포함한다. 또한 마이크로웨이브 생성부(110)는, 방향성 결합부(338)를 더 포함할 수 있다.

주파수 발진부(332)는, 제어부(310)로부터의 주파수 제어 신호에 의해, 해당하는 주파수의 마이크로웨이브를 출력하도록 발진한다. 주파수 발진부(322)는, 전압 제어 발진부(voltage controlled oscillator;VCO)를 구비할 수 있다. 주파수 제어 신호의 전압 레벨에 따라 전압 제어 발진부(VCO)가 해당하는 주파수를 발진시게 된다. 예를 들어, 주파수 제어 신호의 전압 레벨이 클수록, 전압 제어 발진부(VCO)에서 발진되어 생성되는 주파수는 크게 된다.

레벨 조절부(334)는, 제어부(310)로부터의 파워 제어 신호에 의해, 해당하는 파워로 마이크로웨이브를 출력하도록 한다. 레벨 조절부(334)는, 전압 제어 감쇠부(voltage controlled attenuator;VCA)를 구비할 수 있다. 파워 제어 신호의 전압 레벨에 따라 전압 제어 감쇠부(VCA)는 해당하는 파워로 마이크로웨이브가 출력되도록 보정 동작을 수행한다. 예를 들어, 파워 제어 신호의 전압 레벨이 클수록, 전압 제어 감쇠부(VCA)에서 출력되는 신호의 파워 레벨은 커지게 된다.

레벨 조절부(334)는 가열 구간 동안에, 각 마이크로웨이브에 대해 제어 부(310)로부터 동일한 파워 제어 신호를 수신함으로써 복수의 마이크로웨이브 각각에 대한 파워 크기를 일정하게 출력할 수 있다.

또한, 마이크로웨이브를 이용한 가열 구간 동안 파워 세기를 일정하게 하므로 파워 제어를 위한 레벨 조절부(334)를 별도로 구비하지 않는 경우도 있다.

증폭부(336)는, 주파수 발진부(332) 및 레벨 조절부(334)를 거쳐, 설정된 주파수 및 파워로 출력하도록 증폭 동작을 수행한다. 증폭부(336)는, 상술한 바와 같이, 반도체 소자를 사용한 고체 전력 증폭기(SSPA)를 구비할 수 있으며, 특히 단일 기판을 사용한 단일 고주파 집적회로(Monolithic Microwave Integrated Circuits;MMIC)를 구비할 수 있다. 이에 의해, 증폭부(336)는, 제어부(310)에 의해 용이하게 제어될 수 있으며, 또한 그 크기가 작게 되어 소자의 집적화를 이룰 수 있게 된다.

방향성 결합부(directional coupler; DC)(338)는, 증폭부(336)에서 증폭되어 출력되는 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 전송부(112)로 전달한다. 마이크로웨이브 전송부(112)에서 출력되는 마이크로웨이브는 캐비티(134)내의 대상을 가열하게 된다. 한편, 대상에서 흡수되지 못하고 반사되는 마이크로웨이브는 다시 마이크로웨이브 전송부(112)를 통해 방향성 결합부(338)에 입력될 수 있다. 방향성 결합부(338)는 반사된 마이크로웨이브를 제어부(310)로 전달하게 된다.

한편, 마이크로웨이브 생성부(110)는, 방향성 결합부(338)에서 제어부(310) 사이에 배치되며, 반사된 마이크로웨이브를 제어 신호로 변환하는 DC 변환부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 여기서 DC 변환부(미도시)는 다이오드 소자로 구현이 가 능하다.

한편, 마이크로웨이브 생성부(110)는, 증폭부(336)와 방향성 결합부(338) 사이에 배치되며, 증폭부(336)에서 증폭된 마이크로웨이브를 캐비티(134)로 전달하는 경우에는 마이크로웨이브를 통과시키고, 캐비티(134)로부터 반사되는 마이크로웨이브는 차단시키는 격리부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 여기서, 격리부(미도시)는 아이솔레이터(Isolator)로 구현될 수 있다.

한편, 상술한 마이크로웨이브 생성부(110) 내의 주파수 발진부(332), 레벨 조절부(334), 및 증폭부(336)를 비롯하여, 방향성 결합부(338) 등은 하나의 모듈(module)로서 구현되는 것도 가능하다. 즉, 하나의 기판 상에 모두 배치되어, 하나의 모듈로서 구현되는 것이 가능하다. 이러한 소자의 집적화에 의해, 마이크로웨이브 생성부(110)는 제어부(310)에 의해 용이하게 제어될 수 있게 된다.

제어부(310)는, 조리기기의 전반적인 동작을 제어한다. 조작부(107)를 통해, 조리기기의 동작 신호가 입력되면, 제어부(310)는, 마이크로웨이브 생성부(110)를 제어하여, 마이크로웨이브를 출력하도록 한다.

또한, 제어부(310)는 마이크로웨이브 생성부(110)에 의해 출력된 마이크로웨이브 중 캐비티 내부로부터 반사되는 마이크로웨이브에 기초하여, 복수의 마이크로웨이브 각각에 대한 가열 효율을 산출하고, 산출된 가열 효율에 따라, 가열 구간 동안 각 마이크로웨이브에 대한 가열 시간을 설정한다.

이때, 제어부(310)는 복수의 마이크로웨이브 중 제1 마이크로웨이브가 제2 마이크로웨이브 보다 가열 효율이 더 높은 경우, 제1 마이크로웨이브의 가열 시간 을 제2 마이크로웨이브의 가열 시간 보다 더 짧게 설정한다.

구체적으로, 제어부(310)는, 주파수 제어 신호를 출력하여, 주파수 발진부(332)에서 해당하는 주파수를 발진하도록 제어한다.

한편, 제어부(310)는, 복수의 주파수를 갖는 마이크로웨이브를 출력하기 위해, 서로 다른 전압 레벨의 주파수 제어 신호를 출력하는 것이 가능하다. 이에 따라 주파수 발진부(332)는 입력되는 주파수 제어 신호의 전압 레벨에 따라 해당하는 주파수를 발진하게 된다. 한편, 이러한 복수의 주파수 제어 신호는 제어부(310)로부터 순차적으로 출력되는 것도 가능하다.

제어부(310)는, 파워 제어 신호를 출력하여, 레벨 조절부(334)에서 해당하는 파워 레벨을 출력하도록 제어한다.

이때, 제어부(310)는 가열 구간 동안에, 각 마이크로웨이브에 대해 동일한 파워 제어 신호를 상기 마이크로웨이브 생성부로 출력할 수 있다. 또한, 레벨 조절부(334)는 입력되는 파워 제어 신호에 따라 일정한 파워 레벨을 출력할 수 있다.

한편, 제어부(310)는, 캐비티(134) 내로 방출되는 마이크로웨이브 중 대상에 흡수되지 않고 반사되는 마이크로웨이브에 기초하여, 가열 효율을 산출하는 가능하다.

여기서, Pt는 캐비티(134) 내로 방출되는 마이크로웨이브의 파워를 나타내며, Pt는 캐비티(134)에서 반사되는 마이크로웨이브의 파워를 나타내며, he는 마이크로웨이브의 가열 효율을 나타낸다. 즉, 가열 효율(he)은, 반사되는 마이크로웨이브의 파워가 클수록, 작아지게 된다.

한편, 캐비티(134) 내로 복수의 마이크로웨이브가 방출되는 경우, 제어부(310)는, 복수의 마이크로웨이브의 주파수 별로 가열 효율(he)를 산출하게 된다. 이러한 가열 효율 산출은, 전체 조리 구간 내의 스캔 구간과 가열 구간 중 스캔 구간에서 수행되는 것이 바람직하다.

한편, 전체 조리 구간은, 스캔 구간 수행 이후에 가열 구간이 수행되는 것이 가능하며, 스캔 구간 수행하면서 가열 구간이 수행되는 것도 가능하다. 또한, 전체 조리 구간 중 반복하여 수행되는 것도 가능하다.

즉, 제어부(310)는, 사용자가 설정한 조리 구간 중에, 복수의 마이크로웨이브를 캐비티(134) 내의 가열대상(140)에 순차적으로 방출하여 반사되는 마이크로웨이브를 통해 주파수 별로 가열 효율(he)를 산출할 수 있다.

그 후, 제어부(310)는, 산출된 가열 효율(he)에 따라 실제 조리 구간인 가열 구간 내에서, 각 주파수 별 마이크로웨이브의 방출시간을 조절하게 된다. 즉, 가열 효율(he)이 높을수록, 방출시간은 작은 것이 바람직하다. 이에 따라, 캐비티(134) 내의 가열대상(140)에, 주파수 별로, 균일하게 마이크로웨이브를 흡수시킬 수 있게되어, 가열대상(140)을 균일하게 가열할 수 있게 된다.

한편, 제어부(310)는, 주파수 별로 산출된 가열 효율(he)이 설정치 이상인 경우에만, 해당하는 주파수의 마이크로웨이브를 가열 구간에 방출하도록 제어할 수 있다. 즉, 가열 효율(he)이 현저히 낮은 주파수의 마이크로웨이브는 실제 가열 구간에서 제외시킴으로써, 효율적으로 가열대상(140)을 균일하게 가열할 수 있게 된다.

한편, 상술한 복수의 마이크로웨이브의 방출은, 시간에 따라 순차적으로 수행될 수 있다.

한편, 제어부(310)는, 표시부(105)를 통해, 조리기기의 동작 상태를 표시하도록 제어하는 것도 가능하다. 예를 들어, 전체 조리 구간 중, 현재 스캔 구간인 경우, 이를 표시부(105)를 통해 표시하는 것이 가능하며, 또한 실제 가열 구간인 경우, 이를 표시하는 것도 가능하다. 그 외, 전체 조리 구간의 남은 시간 등을 표시하는 등 다양한 형태의 표시 기능을 수행할 수 있다.

전원 공급부(114)는, 조리기기(100)에 입력되는 전원을 고압으로 승압하여 마이크로웨이브 생성부(110)에 출력한다. 전원 공급부(114)는, 고압 트랜스 또는 인버터로 구현이 가능하다. 한편, 전원 공급부(114)는 제어부(미도시)의 제어 동작을 위한 소정의 제어 전원을 생성하여 공급하는 것도 가능하다.

한편, 상술한 제어부(310)과 마이크로웨이브 생성부(110)는 하나의 모듈로서 구현되는 것도 가능하다. 즉, 하나의 기판 상에 제어부(310)와 마이크로웨이브 생성부(110)를 집적화하여 구현이 가능하다.

상기 구성을 참조하여 본 발명에 따른 주파수별 가열 시간 제어 과정을 설명하면 다음과 같다.

제어부(310)는 스캔 구간 동안 다양한 주파수의 마이크로웨이브를 스윕(sweep)하기 위한 주파수 제어 신호를 마이크로웨이브 생성부(110)의 주파수 발진부(332)로 출력한다.

주파수 발진부(332)는 제어부(310)로부터 입력된 주파수 제어 신호에 따라 복수의 마이크로웨이브를 발생시킨다.

레벨 조절부(334)는 제어부(310)로부터 입력되는 파워 제어 신호에 따라 주파수 발진부(332)에 의해 생성된 마이크로웨이브의 진폭에 상응하는 레벨을 조절한다. 이때, 제어부(500)가 레벨 조절부(334)로 출력하는 파워 제어 신호는 스윕 과정에서 이용하는 모든 마이크로웨이브에 대해 동일한 신호로 제공될 수 있다.

증폭부(336)는 레벨이 조절된 마이크로웨이브를 증폭하며, 격리부(미도시)는 증폭된 마이크로웨이브를 방향성 결합부(520)로 제공하고, 방향성 결합부(338)는 격리부(미도시)에 의해 제공된 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 전송부(112)로 제공한다.

마이크로웨이브 전송부(112)는 방향성 결합부(520)에 의해 제공된 마이크로웨이브를 캐비티(134)로 출력한다.

한편, 캐비티(134)로부터 상기 출력된 마이크로웨이브 중 일부가 반사되는 경우 방향성 결합부(338)는 반사된 마이크로웨이브를 DC 변환부(미도시)로 제공한다.

DC 변환부(미도시)는 캐비티(134)로부터 반사된 마이크로웨이브 중 일부를 DC로 변환한 피드백 신호를 제어부(310)로 출력한다.

제어부(310)는 입력된 피드백 신호에 기초하여 복수의 마이크로웨이브 각각에 대한 가열 효율을 산출한다. 이때, 제어부(310)는 각 마이크로웨이브에 대한 피드백 신호가 작은 경우 가열 효율이 높은 것으로 판단할 수 있다.

또한, 제어부(310)는 산출된 마이크로웨이브 각각에 대한 가열 효율에 따라 각 마이크로웨이브에 대한 가열 시간 즉, 가열 구간 동안 각 마이크로웨이브에 대한 방출 시간을 가변 제어한다. 이때, 제어부(310)는 산출된 가열 효율이 높은 마이크로웨이브에 대해서는 가열 시간을 짧게 하도록 하고, 가열 효율이 낮은 마이크로웨이브에 대해서는 가열 시간을 길게 하도록 한다.

예를 들어, 가열 효율 산출 결과 f5 주파수의 마이크로웨이브에 대한 가열 효율이 낮은 경우, 제어부(310)는 도 4에 도시된 가열 구간(Th) 동안 상대적으로 f5 주파수의 마이크로웨이브에 대한 가열 시간을 길게 하고, f3 주파수의 마이크로웨이브에 대한 가열 효율이 높은 경우, 가열 구간(Th) 동안 상대적으로 f3 주파수의 마이크로웨이브에 대한 가열 시간을 짧게 한다.

이때, 도 4에 도시된 가열 구간(Th)은 사용자의 조작에 의해 결정되거나 캐비티(134) 내부에 대상의 종류에 따라 결정될 수 있고, 스캔 구간(Ts)과 가열 구간(Th) 사이에는 소정의 틈새 시간이 있을 수 있으며, 가열 구간(Th)은 스캔 구간(Ts)에 비해 상대적으로 길게 유지될 수 있다. 또한, 스캔 구간과 가열 구간은 마이크로파를 이용한 조리 과정 중 반복해서 수행될 수 있다.

즉, 제어부(310)는 가열 효율이 높은 마이크로웨이브에 대해서는 짧은 시간 동안 해당 주파수의 마이크로웨이브를 생성하기 위한 주파수 제어 신호를 마이크로 웨이브 생성부(110)의 주파수 발진부(332)로 제공하고, 가열 효율이 낮은 마이크로웨이브에 대해서는 긴 시간 동안 해당 주파수의 마이크로웨이브를 생성하기 위한 주파수 제어 신호를 마이크로웨이브 생성부(110)의 주파수 발진부(332)로 출력할 수 있다.

주파수 발진부(332)는 제어부(310)로부터 제공된 주파수 제어 신호에 따라 해당 마이크로웨이브를 발생시킨다.

레벨 조절부(334)는 제어부(310)로부터 제공되는 파워 제어 신호에 따라 주파수 발진부(332)에 의해 생성된 마이크로웨이브의 진폭에 상응하는 레벨을 조절한다. 이때, 제어부(310)가 레벨 조절부(334)로 제공하는 파워 제어 신호는 가열 구간에서 이용하는 모든 마이크로웨이브에 대해 동일한 신호로 제공될 수 있다.

증폭부(336)는 레벨이 조절된 마이크로웨이브를 증폭하며, 격리부(미도시)는 증폭된 마이크로웨이브를 방향성 결합부(338)로 제공하고, 방향성 결합부(338)는 격리부(미도시)에 의해 제공된 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 전송부(112)로 제공하고, 마이크로웨이브 전송부(112)는 방향성 결합부(338)에 의해 제공된 마이크로웨이브를 캐비티(134)로 출력한다.

이에 따라, 가열 효율이 높은 마이크로웨이브에 대해서는 가열 시간을 짧게하고 가열 효율이 낮은 마이크로웨이브에 대해서는 가열 시간을 길게 함으로써 캐비티 내부 대상에 균일한 파워를 전달할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기의 제어방법을 나타낸 순서도이고, 도 6a은 주파수별 가열 효율을 나타낸 도면이고, 도 6b은 주파수 별 가열 시간을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기의 제어부는 다양한 주파수의 마이크로웨이브를 스윕하여 도 6a에 도시된 바와 같은 주파수별 가열 효율을 검출한다(S502).

즉, 제어부는 주파수 제어 신호를 마이크로웨이브 생성부의 주파수 발진부로 순차적으로 출력하고, 주파수 발진부는 제어부로부터 출력된 주파수 제어 신호에 따라 해당 주파수의 마이크로웨이브를 발생시킨다.

마이크로웨이브 생성부의 레벨 조절부는 제어부로부터 출력되는 파워 제어 신호에 따라 주파수 발진부에 의해 발생된 마이크로웨이브의 진폭에 상응하는 레벨을 조절한다.

마이크로웨이브 생성부 내의 증폭부는 레벨이 조절된 마이크로웨이브를 증폭하며, 마이크로웨이브 생성부 내의 격리부는 증폭된 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 생성부 내의 방향성 결합부로 제공한다.

방향성 결합부는 격리부에 의해 전송된 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 전송부로 제공하며, 마이크로웨이브 전송부는 방향성 결합부에 의해 제공된 마이크로웨이브를 캐비티로 출력한다.

또한, 캐비티로부터 마이크로웨이브 전송부를 통해 출력된 마이크로웨이브 중 일부가 반사되는 경우 방향성 결합부는 반사된 마이크로웨이브를 DC 변환부로 제공하며, DC 변환부는 제공된 마이크로웨이브 중 일부를 DC로 변환한 피드백 신호를 제어부로 제공한다.

제어부는 제공된 피드백 신호에 기초하여 복수의 마이크로웨이브 각각에 대한 가열 효율을 산출한다. 이때, 제어부는 각 마이크로웨이브에 대한 피드백 신호가 작은 경우 가열 효율이 높은 것으로 산출할 수 있다.

한편, 제어부는 산출된 주파수별 가열 효율을 저장부를 통해 저장할 수 있다(S504).

또한, 제어부는 검출된 마이크로웨이브 각각에 대한 가열 효율에 따라 각 마이크로웨이브에 대한 가열 시간을 결정한다(S506). 즉, 제어부는 산출된 가열 효율이 높은 마이크로웨이브에 대해서는 가열 시간을 짧게 하고, 가열 효율이 낮은 마이크로웨이브에 대해서는 가열 시간을 길게할 수 있다.

예를 들어, 도 6a 및 6b를 참조하면, f2 주파수의 마이크로웨이브에 대한 가열 효율이 f6 주파수의 마이크로웨이브에 대한 가열 효율 보다 낮기 때문에, 제어부는 f2 주파수의 마이크로웨이브에 대한 가열 시간(T2)을 f6 주파수의 마이크로웨이브에 대한 가열 시간(T6) 보다 상대적으로 길게 결정할 수 있다. 또한, 주파수별 가열 시간 사이에 소정의 틈새 시간이 존재할 수 있다.

이때, 제어부는 산출된 가열 효율이 임계값(threshold) 이상인 주파수의 마이크로웨이브(f2, f5, f6, f7)만을 선택적으로 가열 과정에 이용할 수 있다.

또한, 제어부는 상기와 같이 결정된 마이크로웨이브 각각에 대한 가열 시간에 따라 주파수별 가열 시간을 가변 제어한다(S508).

즉, 제어부는 가열 효율이 높은 마이크로웨이브에 대해서는 짧은 시간 동안 해당 주파수의 마이크로웨이브를 생성하기 위한 주파수 제어 신호를 마이크로웨이 브 생성부의 주파수 발진부로 출력하고, 가열 효율이 낮은 마이크로웨이브에 대해서는 긴 시간 동안 해당 주파수의 마이크로웨이브를 생성하기 위한 주파수 제어 신호를 마이크로웨이브 생성부의 주파수 발진부로 출력할 수 있다.

마이크로웨이브 생성부 내의 주파수 발진부는 제어부로부터 입력된 주파수 제어 신호에 따라 해당 마이크로웨이브를 발생시킨다.

마이크로웨이브 생성부 내의 레벨 조절부는 제어부로부터 입력되는 파워 제어 신호에 따라 주파수 발진부에 의해 생성된 마이크로웨이브의 진폭에 상응하는 레벨을 조절한다. 이때, 제어부가 레벨 조절부로 제공하는 파워 제어 신호는 가열 과정에서 이용하는 모든 마이크로웨이브에 대해 동일한 신호로 제공될 수 있다.

마이크로웨이브 생성부 내의 증폭부는 레벨이 조절된 마이크로웨이브를 증폭하며, 마이크로웨이브 생성부 내의 격리부는 증폭된 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 생성부 내의 방향성 결합부로 제공하고, 방향성 결합부는 격리부에 의해 제공된 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 전송부로 제공하며, 마이크로웨이브 전송부는 방향성 결합부에 의해 제공된 마이크로웨이브를 캐비티로 출력한다.

이에 따라, 가열 효율이 높은 마이크로웨이브에 대해서는 가열 시간을 짧게하고 가열 효율이 낮은 마이크로웨이브에 대해서는 가열 시간을 길게 함으로써 캐비티 내부 대상에 균일한 파워를 전달하여 캐비티 내부 대상을 균일하게 가열할 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기의 부분 사시도.

도 2는 도 1의 조리기기의 단면도.

도 3은 도 1의 조리기기의 내부를 간략히 도시한 블록도.

도 4는 스캔 구간과 가열 구간을 포함하는 조리 과정 중 주파수의 변화를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기의 제어방법을 나타낸 순서도.

도 6a은 주파수별 가열 효율을 나타낸 도면.

도 6b은 주파수별 가열 시간을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 간단한 설명>

310: 제어부 110: 마이크로웨이브 생성부

112: 마이크로웨이브 전송부 134: 캐비티

Claims (12)

1. 캐비티 내부의 대상을 가열하기 위한 복수의 마이크로웨이브를 생성하여 출력하는 마이크로웨이브 생성부; 및

   상기 출력된 마이크로웨이브 중 상기 캐비티 내부로부터 반사되는 마이크로웨이브에 기초하여, 상기 복수의 마이크로웨이브 각각에 대한 가열 효율을 산출하고, 상기 산출된 가열 효율에 따라, 가열 구간 동안 각 마이크로웨이브에 대한 가열 시간을 설정하는 제어부;를 포함하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는,

   상기 복수의 마이크로웨이브 중 제1 마이크로웨이브가 제2 마이크로웨이브 보다 가열 효율이 더 높은 경우, 상기 제1 마이크로웨이브의 가열 시간을 상기 제2 마이크로웨이브의 가열 시간 보다 더 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 마이크로웨이브 생성부는,

   상기 가열 구간 동안에, 상기 복수의 마이크로웨이브 각각에 대한 파워 크기를 일정하게 출력하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는,

   상기 가열 구간 동안에, 상기 각 마이크로웨이브에 대해 동일한 파워 제어 신호를 상기 마이크로웨이브 생성부로 제공하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 마이크로웨이브 생성부는,

   상기 캐비티 내부의 대상을 가열하기 위한 복수의 마이크로웨이브를 순차적으로 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는,

   상기 산출된 가열 효율이 기준 효율 이상인 마이크로웨이브만을 선택하여, 상기 가열 구간 동안에, 각 마이크로웨이브에 대한 가열 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
7. 제1항에 있어서,

   상기 마이크로웨이브 생성부에 의해 생성된 마이크로웨이브를 상기 캐비티 내부로 전송하는 마이크로웨이브 전송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
8. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는,

   스캔 구간과 가열 구간을 포함하는 마이크로웨이브를 이용한 조리 과정 중 스캔 구간에서 상기 가열 효율을 산출하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
9. 제1항에 있어서,

   상기 마이크로웨이브 생성부는,

   주파수를 발진하는 주파수 발진부와, 상기 발진된 주파수를 갖는 마이크로웨이브를 증폭하는 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
10. 제9항에 있어서,

    상기 마이크로웨이브 생성부는, 레벨 조절부를 더 포함하며,

    상기 레벨 조절부는 동일한 파워 제어 신호에 의해 상기 가열 구간 동안 상기 복수의 마이크로웨이브 각각에 대한 파워 크기를 일정하게 출력하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
11. 제9항에 있어서,

    상기 마이크로웨이브 생성부는, 방향성 결합부를 더 포함하며,

    상기 방향성 결합부는 상기 생성된 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 전송부로 제공하고, 상기 캐비티 내부로부터 반사되는 마이크로웨이브를 상기 제어부로 제공하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
12. 제9항에 있어서,

    상기 마이크로웨이브 생성부는, DC 변환부를 더 포함하며,

    상기 DC 변환부는 상기 캐비티 내부로부터 반사되는 마이크로웨이브를 DC로 변환하여 상기 제어부로 출력하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.

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