KR20220126984A

KR20220126984A - Heating device using electromagnetic waves

Info

Publication number: KR20220126984A
Application number: KR1020210031402A
Authority: KR
Inventors: 김형석
Original assignee: 김형석
Priority date: 2021-03-10
Filing date: 2021-03-10
Publication date: 2022-09-19

Abstract

The present invention relates to a heating device using electromagnetic waves, capable of absorbing energy of electromagnetic waves in a microwave band and emitting infrared rays, thereby easily heating an object to be processed, which does not contain moisture. The heating device includes: a chamber unit in which a processing space is formed such that an object to be processed can be housed therein; an electromagnetic wave generating unit installed on one side of the chamber unit to radiate electromagnetic waves into the processing space; and an infrared ray emitting member formed along the inner surface of the chamber unit while kept spaced apart from the inner surface of the chamber unit by a predetermined distance in the processing space, and absorbing the electromagnetic waves radiated from the electromagnetic wave generating unit and emitting the electromagnetic waves as infrared rays, such that hydrocarbon compounds or moisture included in the object to be processed can be heated.

Description

Heating device using electromagnetic waves

본 발명은 전자기파를 이용한 가열 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 마이크로파 대역의 전자기파의 에너지를 흡수하여 적외선을 발산함으로써 수분을 함유하지 않은 피처리물을 용이하게 가열할 수 있는 전자기파를 이용한 가열 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heating device using electromagnetic waves, and more particularly, to a heating device using electromagnetic waves that can easily heat an object not containing moisture by absorbing the energy of electromagnetic waves in the microwave band and emitting infrared rays. it's about

전자기파를 이용한 가열 장치는, 일반적으로, 주파수가 높은 전자기파인 마이크로파에 기인한 유전 가열 현상을 이용하여 피처리물을 가열하는 장치를 의미한다. 이러한, 전자기파를 이용한 가열 장치로는 대표적으로 전자레인지 등이 있다. A heating device using electromagnetic waves generally refers to a device that heats an object by using a dielectric heating phenomenon caused by microwaves, which are high-frequency electromagnetic waves. A typical example of such a heating device using electromagnetic waves is a microwave oven.

더욱 구체적으로, 전자기파를 이용한 가열 장치에서, 피처리물을 마이크로파 대역의 전기장에 노출시키면 피처리물 내부의 물 분자 등과 같은 쌍극자 모멘트를 구비하는 분자가 전기장의 방향으로 배향하면서 분극이 발생한다. 만약 피처리물을 마이크로파와 같은 교류 전기장에 노출시키면 이와 같은 쌍극자 배향(dipole orientation)이 단시간에 반복되면서 쌍극자가 진동 또는 회전 운동을 일으키면서 열을 발생시켜 피처리물을 가열시킨다. 전자기파를 이용한 가열 장치는, 이와 같은 마이크로파에 의한 유전 가열 현상을 이용하여 피처리물을 가열시킬 수 있다.More specifically, in a heating device using electromagnetic waves, when an object to be processed is exposed to an electric field in a microwave band, molecules having a dipole moment, such as water molecules inside the object, are oriented in the direction of the electric field and polarization occurs. If the object to be treated is exposed to an alternating electric field such as microwaves, the dipole orientation is repeated in a short time and the dipole vibrates or rotates while generating heat to heat the object. The heating apparatus using electromagnetic waves can heat the object to be processed using such dielectric heating phenomenon by microwaves.

그러나, 이러한 종래의 전자기파를 이용한 가열 장치는, 피처리물이 수분을 함유하지 않으면 마이크로파에 의한 유전 가열 현상이 발생하지 않아, 피처리물의 가열이 용이하지 않은 문제점이 있었다. 예컨대, 수분을 포함하지 않는 탄화수소화합물(건조음식, 얼음, 합성수지 등)의 경우 마이크로파 대역의 전자기파를 이용한 가열 장치에서 가열이 일어나지 않는 문제점이 있었다.However, in the conventional heating apparatus using electromagnetic waves, dielectric heating by microwaves does not occur if the object to be treated does not contain moisture, and thus the heating of the object to be treated is not easy. For example, in the case of hydrocarbon compounds that do not contain water (dry food, ice, synthetic resin, etc.), there is a problem in that heating does not occur in a heating device using electromagnetic waves in the microwave band.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 마이크로파 대역의 전자기파의 에너지를 흡수하여 적외선을 발산함으로써 수분을 함유하지 않은 피처리물을 용이하게 가열할 수 있는 전자기파를 이용한 가열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is to solve various problems including the above problems, and by absorbing the energy of electromagnetic waves in the microwave band and emitting infrared rays, heating using electromagnetic waves that can easily heat an object not containing moisture The purpose is to provide a device. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자기파를 이용한 가열 장치가 제공된다. 상기 전자기파를 이용한 가열 장치는, 피처리물이 내부에 수용될 수 있도록 처리 공간이 형성되는 챔버부; 상기 챔버부의 일측에 설치되어 상기 처리 공간으로 전자기파를 조사하는 전자기파 발생부; 및 상기 처리 공간에서 상기 챔버부의 내면과 소정 거리 이격된 상태로 상기 챔버부의 내면을 따라 형성되고, 상기 피처리물에 포함된 탄화수소화합물 또는 수분을 가열할 수 있도록, 상기 전자기파 발생부에서 조사된 상기 전자기파를 흡수하여 적외선으로 발산하는 적외선 발산 부재;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a heating device using electromagnetic waves. The heating apparatus using electromagnetic waves includes: a chamber part in which a processing space is formed so that an object to be processed can be accommodated therein; an electromagnetic wave generator installed at one side of the chamber and irradiating electromagnetic waves into the processing space; and formed along the inner surface of the chamber part in a state of being spaced apart from the inner surface of the chamber part by a predetermined distance in the processing space, and irradiated from the electromagnetic wave generator to heat the hydrocarbon compound or moisture contained in the object to be processed. and an infrared ray emitting member that absorbs electromagnetic waves and emits infrared rays.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 적외선 발산 부재는, 상기 챔버부의 길이 방향을 따라 길게 연장되게 형성되는 막대 형상으로 형성되어, 상기 처리 공간에서 상기 챔버부의 둘레 방향을 따라서 복수개가 소정의 간격으로 이격되게 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the infrared ray emitting member is formed in a bar shape that is formed to be elongated in the longitudinal direction of the chamber part, and a plurality of them are spaced apart from each other along the circumferential direction of the chamber part in the processing space. It may be spaced apart.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 적외선 발산 부재는, 상기 챔버부의 둘레를 따라 링 형상으로 형성되어, 상기 처리 공간에서 상기 챔버부의 길이 방향을 따라서 복수개가 소정의 간격으로 이격되게 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the infrared ray emitting member may be formed in a ring shape along the periphery of the chamber part, and a plurality of infrared emitting members may be disposed to be spaced apart from each other at a predetermined interval along a longitudinal direction of the chamber part in the processing space. .

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 챔버부는, 상기 전자기파 발생부로부터 조사되는 상기 전자기파가 외부로 누출되지 않도록 금속 재질로 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the chamber part may be formed of a metal material so that the electromagnetic wave irradiated from the electromagnetic wave generator does not leak to the outside.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 챔버부는, 상기 적외선 발산 부재로부터 발산되는 상기 적외선을 상기 피처리물 방향으로 반사시킬 수 있도록, 상기 챔버부의 내면을 따라 형성되는 반사 부재;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the chamber part may include a reflective member formed along the inner surface of the chamber part so as to reflect the infrared rays emitted from the infrared ray emitting member toward the target object. .

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 반사 부재는, 상기 적외선의 반사 효율을 증가시킬 수 있도록, 알루미늄, 금, 은 중 적어도 어느 하나를 포함하는 소재로 형성되거나, 금 또는 은이 코팅된 소재로 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the reflective member is formed of a material including at least one of aluminum, gold, and silver, or a material coated with gold or silver so as to increase the infrared reflection efficiency. can be

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 전자기파 발생부는, 2.45GHz 또는 950MHz 주파수의 전자기파를 발생시키는 마그네트론(Magnetron) 장치 또는 433MHz 주파수의 전자기파를 발생시키는 솔리드스테이트 파워증폭기(SSPA, Solid State Power Amplifier) 장치일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electromagnetic wave generator, a magnetron device for generating an electromagnetic wave of 2.45 GHz or 950 MHz or a solid state power amplifier (SSPA) device for generating an electromagnetic wave of a 433 MHz frequency can be

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 적외선 발산 부재는, 적외선 영역의 흡수/발광 스펙트럼을 가질 수 있도록, 규산 마그네슘(Magnesium Silicate) 또는 그래핀(Graphene) 소재로 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the infrared emitting member may be formed of a material of magnesium silicate or graphene so as to have an absorption/emission spectrum in an infrared region.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 적외선 발산 부재는, 입자상 탄소가루 또는 입자상 철분가루를 포함하는 전자기파 흡수체를 혼합하여 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the infrared ray emitting member may be formed by mixing an electromagnetic wave absorber including particulate carbon powder or particulate iron powder.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 적외선 발산 부재는, 상기 전자기파를 흡수하여 2,800cm^-1 내지 3,300cm^-1 영역의 적외선 또는 2㎛ 내지 100㎛ 영역의 적외선을 발산할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the infrared ray emitting member may absorb the electromagnetic wave and emit infrared rays in a range of 2,800 cm ^-1 to 3,300 cm ^-1 or infrared rays in a range of 2 μm to 100 μm.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 피처리물이 합성수지 재질로 형성될 경우, 상기 적외선 발산 부재로부터 발산되는 상기 적외선에 의해 상기 피처리물이 열분해되는 과정에서 발생하는 오일을 포집할 수 있도록, 상기 챔버부의 하측에 설치되는 오일 포집 탱크;를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the object to be treated is formed of a synthetic resin material, the oil generated in the process of thermal decomposition of the object to be treated by the infrared rays emitted from the infrared emitting member can be captured. It may further include an oil collecting tank installed under the chamber part.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전자기파를 이용한 가열 장치가 제공된다. 상기 전자기파를 이용한 가열 장치는, 피처리물이 내부에 수용될 수 있도록 처리 공간이 형성되는 챔버부; 상기 처리 공간에서 상기 챔버부의 내면과 소정 거리 이격된 상태로 상기 챔버부의 내면을 따라 형성되고, 상기 피처리물에 포함된 탄화수소화합물 또는 수분을 가열할 수 있도록 상기 처리 공간으로 적외선을 발산하는 적외선 발산 부재; 및 니켈-크롬선의 저항체로 구성되어, 상기 적외선 발산 부재의 내부에 설치되는 열선;을 포함하고, 상기 적외선 발산 부재는, 상기 열선에 전력이 공급됨으로써 발생되는 저항열에 의한 열에너지를 흡수하여 상기 적외선으로 발산시킬 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a heating device using electromagnetic waves. The heating apparatus using electromagnetic waves includes: a chamber part in which a processing space is formed so that an object to be processed can be accommodated therein; Infrared radiation is formed along the inner surface of the chamber part in a state of being spaced apart from the inner surface of the chamber part by a predetermined distance in the processing space, and radiating infrared rays into the processing space to heat hydrocarbon compounds or moisture contained in the object to be processed. absence; and a heating wire composed of a nickel-chromium wire resistor and installed inside the infrared ray emitting member, wherein the infrared ray emitting member absorbs thermal energy due to resistance heat generated by supplying power to the heating wire and converts it into the infrared ray can radiate.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자기파 발생부로부터 챔버부 내부의 피처리물이 수용된 처리 공간으로 조사된 마이크로파 대역의 전자기파를 적외선 발산 부재에 의해 적외선으로 변환하여 재발산 함으로써, 수분을 함유하지 않은 피처리물을 용이하게 가열할 수 있다.According to an embodiment of the present invention made as described above, the electromagnetic wave of the microwave band irradiated from the electromagnetic wave generator to the processing space in which the object to be processed inside the chamber is accommodated is converted into infrared by the infrared emitting member and re-radiated, The to-be-processed object containing no water|moisture content can be heated easily.

이에 따라, 본 발명의 전자기파를 이용한 가열 장치를 가정용 전자레인지로 사용할 경우, 적외선 발산 부재로부터 발산된 적외선에 의해 수분을 포함하는 음식물은 물론이고, 쿠키나 건조 음식과 같이 수분을 포함하지 않는 음식물도 용이하게 가열할 수 있다.Accordingly, when the heating device using electromagnetic waves of the present invention is used as a home microwave oven, not only food containing moisture by the infrared rays emitted from the infrared emitting member, but also food containing moisture, such as cookies and dried food, can also be used. It can be heated easily.

또한, 적외선 발산 부재로부터 발산되는 적외선에 의해 합성수지 재질도 용이하게 가열함으로써, 합성수지 재질의 폐기물을 가열 및 열분해하여 오일을 추출하는 등 산업용 재처리 장치로도 사용이 가능한 전자기파를 이용한 가열 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.In addition, by easily heating the synthetic resin material by infrared rays emitted from the infrared ray emitting member, a heating device using electromagnetic waves that can be used as an industrial reprocessing device such as heating and pyrolyzing synthetic resin waste to extract oil can be implemented. have. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파를 이용한 가열 장치를 개략적으로 나타내는 단면도들이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기파를 이용한 가열 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기파를 이용한 가열 장치를 개략적으로 나타내는 단면도들이다.
도 6은 PET 탄화수소화합물에 대한 적외선의 흡수 스펙트럼 사례를 나타내는 그래프이다.
도 7은 전자기파의 파장에 따른 물의 전자기파 흡수 계수를 나타내는 그래프이다.
도 8 및 도 9는 적외선 영역의 흡수/발광 스펙트럼을 지니는 소재인 규산 마그네슘(Magnesium silicate) 및 그래핀(Graphene)의 스펙트럼을 나타내는 그래프들이다.1 and 2 are cross-sectional views schematically showing a heating apparatus using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view schematically showing a heating device using electromagnetic waves according to another embodiment of the present invention.
4 and 5 are cross-sectional views schematically showing a heating apparatus using electromagnetic waves according to another embodiment of the present invention.
6 is a graph showing an example of an infrared absorption spectrum for a PET hydrocarbon compound.
7 is a graph showing the electromagnetic wave absorption coefficient of water according to the wavelength of the electromagnetic wave.
8 and 9 are graphs showing spectra of magnesium silicate and graphene, which are materials having absorption/emission spectra in the infrared region.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, several preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.Examples of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is as follows It is not limited to an Example. Rather, these embodiments are provided so as to more fully and complete the present disclosure, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. In addition, in the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of description.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings schematically illustrating ideal embodiments of the present invention. In the drawings, variations of the illustrated shape can be envisaged, for example depending on manufacturing technology and/or tolerances. Accordingly, embodiments of the inventive concept should not be construed as limited to the specific shape of the region shown in the present specification, but should include, for example, changes in shape caused by manufacturing.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파를 이용한 가열 장치(100)를 개략적으로 나타내는 단면도들이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기파를 이용한 가열 장치(200)를 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기파를 이용한 가열 장치(300)를 개략적으로 나타내는 단면도들이다.1 and 2 are cross-sectional views schematically showing a heating apparatus 100 using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram of a heating apparatus 200 using electromagnetic waves according to another embodiment of the present invention. 4 and 5 are cross-sectional views schematically showing a heating device 300 using electromagnetic waves according to another embodiment of the present invention.

그리고, 도 6은 PET 탄화수소화합물에 대한 적외선의 흡수 스펙트럼 사례를 나타내는 그래프이고, 도 7은 전자기파의 파장에 따른 물의 전자기파 흡수 계수를 나타내는 그래프이며, 도 8 및 도 9는 적외선 영역의 흡수/발광 스펙트럼을 지니는 소재인 규산 마그네슘(Magnesium silicate) 및 그래핀(Graphene)의 스펙트럼을 나타내는 그래프들이다.And, FIG. 6 is a graph showing an example of an infrared absorption spectrum for a PET hydrocarbon compound, FIG. 7 is a graph showing an electromagnetic wave absorption coefficient of water according to the wavelength of an electromagnetic wave, and FIGS. 8 and 9 are absorption/emission spectra in the infrared region. These are graphs showing the spectrum of magnesium silicate and graphene, which are materials with

먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파를 이용한 가열 장치(100)는, 크게, 챔버부(10)와, 전자기파 발생부(20) 및 적외선 발산 부재(30)를 포함할 수 있다.First, as shown in FIGS. 1 and 2 , the heating apparatus 100 using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention is largely, a chamber part 10 , an electromagnetic wave generator 20 and an infrared ray emitting member. (30) may be included.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버부(10)는, 가열할 피처리물(1)이 내부에 수용될 수 있도록, 내부에 처리 공간(A)이 형성될 수 있다.1 and 2 , in the chamber part 10 , a processing space A may be formed therein so that the object 1 to be heated can be accommodated therein.

예컨대, 챔버부(10)는, 원형 형상이나, 사각 형상이나, 다각 형상의 단면을 가지는 통 형상으로 형성되어 내부에 처리 공간(A)이 형성되고, 처리 공간(A)에 설치된 트레이(T)에 피처리물(1)을 안착시켜, 처리 공간(A)에서 피처리물(1)을 가열시킬 수 있다. 그러나, 챔버부(10)의 형상은, 반드시 도 1 및 도 2에 국한되지 않고, 전자기파를 이용한 가열 장치(100)가 가정용으로 사용될 경우에는, 일반적인 전자레인지의 형태로 형성될 수도 있다. 이외에도, 내부의 처리 공간(A)에 피처리물(1)이 수용되어 전자기파에 의해 피처리물(1)을 가열시킬 수 있는 매우 다양한 형상으로 형성될 수 있다.For example, the chamber unit 10 is formed in a cylindrical shape, a rectangular shape, or a cylindrical shape having a polygonal cross section, a processing space A is formed therein, and a tray T installed in the processing space A The to-be-processed object 1 can be seated on the to-be-processed object 1, and the to-be-processed object 1 can be heated in the processing space A. However, the shape of the chamber unit 10 is not necessarily limited to FIGS. 1 and 2 , and when the heating device 100 using electromagnetic waves is used for home use, it may be formed in the form of a general microwave oven. In addition, the object 1 to be processed is accommodated in the inner processing space A and may be formed in a wide variety of shapes capable of heating the object 1 by electromagnetic waves.

이때, 챔버부(10)는, 후술될 전자기파 발생부(20)로부터 조사되는 전자기파(E)나 적외선 발산 부재(30)로부터 발산되는 적외선이 외부로 누출되지 않도록 금속 재질로 형성될 수 있다.In this case, the chamber part 10 may be formed of a metal material so that the electromagnetic wave E emitted from the electromagnetic wave generator 20 to be described later or the infrared radiation emitted from the infrared emitting member 30 does not leak to the outside.

그러나, 챔버부(10)의 재질은 반드시 이에 국한되지 않고, 챔버부(10)의 벽부가 여러층으로 형성되어 처리 공간(A)을 이루는 내벽만 금속 재질로 형성되거나, 내주면에 금속 재질의 코팅층이 형성되어, 전자기파 발생부(20)로부터 조사되는 전자기파(E)나 적외선 발산 부재(30)로부터 발산되는 적외선이 외부로 누출되는 것을 방지할 수도 있다.However, the material of the chamber part 10 is not necessarily limited thereto, and the wall part of the chamber part 10 is formed in several layers so that only the inner wall constituting the processing space A is formed of a metal material, or a metal coating layer is formed on the inner circumferential surface. This is formed to prevent leakage of the electromagnetic wave E emitted from the electromagnetic wave generator 20 or the infrared radiation emitted from the infrared ray emitting member 30 to the outside.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전자기파 발생부(20)는, 챔버부(10)의 일측에 설치되어 챔버부(10) 내부의 처리 공간(A)으로 전자기파(E)를 조사할 수 있다.1 and 2 , the electromagnetic wave generating unit 20 is installed on one side of the chamber unit 10 to irradiate the electromagnetic wave (E) into the processing space (A) inside the chamber unit 10 . have.

예컨대, 전자기파 발생부(20)는, 2.45GHz 또는 950MHz 주파수의 전자기파를 발생시키는 마그네트론(Magnetron) 장치 또는 433MHz 주파수의 전자기파를 발생시키는 솔리드스테이트 파워증폭기(SSPA, Solid State Power Amplifier) 장치로서, 챔버부(10)의 처리 공간(A)을 향해서 마이크로파 대역의 전자기파(E)를 조사할 수 있다.For example, the electromagnetic wave generator 20 is a magnetron device that generates an electromagnetic wave of 2.45 GHz or 950 MHz or a solid state power amplifier (SSPA) that generates an electromagnetic wave of a 433 MHz frequency as a chamber unit. The electromagnetic wave E of the microwave band can be irradiated toward the processing space A of (10).

이러한, 전자기파 발생부(20)는, 도시되진 않았지만, 안테나가 챔버부(10)의 처리 공간(A) 내부로 돌출되게 형성되어 전자기파(E)를 처리 공간(A)으로 조사하거나, 챔버부(10)의 벽부의 적어도 일부분에 형성되어 마이크로파 대역의 전자기파(E)가 통과할 수 있는 재질로 형성된 윈도우를 통해서 전자기파(E)를 처리 공간(A)으로 조사할 수 있다.Although not shown, the electromagnetic wave generator 20 is formed to protrude into the processing space (A) of the chamber part 10 to irradiate the electromagnetic wave (E) into the processing space (A), or the chamber part ( 10), the electromagnetic wave (E) can be irradiated to the processing space (A) through a window formed in at least a part of the wall portion and formed of a material through which the electromagnetic wave (E) of the microwave band can pass.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 적외선 발산 부재(30)는, 챔버부(10)의 처리 공간(A)에서 챔버부(10)의 내면과 소정 거리 이격된 상태로 챔버부(10)의 내면을 따라 형성되고, 피처리물(1)에 포함된 탄화수소화합물 또는 수분을 가열할 수 있도록, 전자기파 발생부(20)에서 조사된 전자기파(E)를 흡수하여 이를 적외선(IR)으로 처리 공간(A)을 향해 다시 발산할 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 1 and 2 , the infrared ray emitting member 30 is spaced apart from the inner surface of the chamber 10 in the processing space A of the chamber 10 by a predetermined distance. It is formed along the inner surface of 10) and absorbs the electromagnetic wave (E) irradiated from the electromagnetic wave generator 20 so as to heat the hydrocarbon compound or moisture contained in the object 1 to be treated and convert it to infrared (IR). It can radiate back towards the processing space (A).

더욱 구체적으로, 적외선 발산 부재(30)는, 챔버부(10)의 길이 방향을 따라 길게 연장되게 형성되는 막대 형상으로 형성되어, 처리 공간(A)에서 챔버부(10)의 둘레 방향을 따라서 복수개가 소정의 간격으로 이격되게 배치될 수 있다.More specifically, the infrared ray emitting member 30 is formed in a rod shape that is formed to be elongated in the longitudinal direction of the chamber unit 10 , and is formed in a plurality of pieces along the circumferential direction of the chamber unit 10 in the processing space (A). may be disposed to be spaced apart from each other at a predetermined interval.

이때, 적외선 발산 부재(30)는, 전자기파 발생부(20)에서 조사된 전자기파(E)를 흡수하여 2,800cm^-1 내지 3,300cm^-1 영역의 적외선 또는 2㎛ 내지 100㎛ 영역의 적외선을 발산할 수 있다.At this time, the infrared emitting member 30 absorbs the electromagnetic wave (E) irradiated from the electromagnetic wave generating unit 20 to emit infrared rays in the region of 2,800 cm ^-1 to 3,300 cm ^-1 or infrared rays in the region of 2 μm to 100 μm. can

예컨대, 도 6의 탄화수소화합물(Hydrocarbon)의 적외선 흡수 스펙트럼에 도시된 바와 같이, 탄화수소화합물은, 적외선의 2,800cm^-1 내지 3,300cm^-1 영역에서 C-H stretching vibration 운동을 할 수 있다.For example, as shown in the infrared absorption spectrum of the hydrocarbon compound of FIG. 6 , the hydrocarbon compound may perform a CH stretching vibration in the infrared range of 2,800 cm ^-1 to 3,300 cm ^-1 .

이에 따라, 피처리물(1)이, 건조된 음식이나, 얼음이나, 합성수지와 같이, 수분을 포함하지 않고 탄화수소화합물(Hydrocarbon)로만 형성될 경우, 적외선 발산 부재(30)로부터 발산된 2,800cm^-1 내지 3,300cm^-1 영역의 적외선(IR)에 의해 가열될 수 있다.Accordingly, when the target object 1 is formed only of hydrocarbon compounds without water, such as dried food, ice, or synthetic resin, 2,800 cm emitted from the infrared emitting member 30 ^- It may be heated by infrared (IR) in the region of ¹ to 3,300 cm ^-1 .

따라서, 피처리물(1)이 수분을 함유하지 않아 마이크로파 대역의 전자기파(E)에 의해 유전 가열 현상이 발생하지 않더라도, 적외선 발산 부재(30)에 의해 발산된 적외선(IR)에 의해 피처리물(1)을 용이하게 가열시킬 수 있다.Therefore, even if the object 1 does not contain moisture and thus dielectric heating phenomenon does not occur due to electromagnetic waves E in the microwave band, the object 1 is subjected to infrared radiation (IR) emitted by the infrared ray emitting member 30 . (1) can be easily heated.

또한, 도 7의 전자기파의 파장에 따른 물의 전자기파 흡수 계수에 나타난 바와 같이, 수분을 가열시키기 위해서는 마그네트론에서 사용되는 주파수(2.45GHz, 파장 12cm)를 사용하는 것 보다, 2㎛ 내지 100㎛ 영역의 적외선, 더욱 바람직하게는 3㎛ 내지 12㎛ 영역의 중적외선을 사용하는 것이 더욱 효율적일 수 있다.In addition, as shown in the electromagnetic wave absorption coefficient of water according to the wavelength of the electromagnetic wave in FIG. 7, in order to heat water, the frequency (2.45 GHz, wavelength 12 cm) used in the magnetron is used, rather than using the infrared rays in the range of 2 μm to 100 μm. , more preferably, it may be more efficient to use mid-infrared rays in the range of 3 μm to 12 μm.

따라서, 탄화수소화합물로 형성된 피처리물(1)이 수분을 함유할 경우에도, 전자기파 발생부(20)로부터 조사된 마이크로파 대역의 전자기파(E) 보다, 적외선 발산 부재(30)로부터 발산된 적외선에 의해 더욱 효과적으로 가열될 수 있다.Therefore, even when the to-be-processed object 1 formed of a hydrocarbon compound contains moisture, by infrared rays emitted from the infrared ray emitting member 30 rather than the electromagnetic waves E of the microwave band irradiated from the electromagnetic wave generator 20 . It can be heated more effectively.

이러한, 적외선 발산 부재(30)는, 적외선 영역의 흡수/발광 스펙트럼을 가지는 소재로 형성될 수 있다. 예컨대, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 규산 마그네슘 및 그래핀은, 적외선 영역의 흡수/발광 스펙트럼을 가질 수 있다. 따라서, 적외선 발산 부재(30)가 규산 마그네슘 또는 그래핀 소재로 형성될 경우, 전자기파 발생부(20)로부터 조사된 마이크로파 대역의 전자기파(E)를 흡수하여 적외선(IR)으로 용이하게 발산시킬 수 있다.The infrared emitting member 30 may be formed of a material having an absorption/emission spectrum in the infrared region. For example, as shown in FIGS. 8 and 9 , magnesium silicate and graphene may have absorption/emission spectra in the infrared region. Therefore, when the infrared ray emitting member 30 is formed of magnesium silicate or graphene material, the electromagnetic wave (E) of the microwave band irradiated from the electromagnetic wave generator 20 can be absorbed and easily radiated as infrared (IR). .

이외에도, 적외선 발산 부재(30)는, 마그네트론 장치 또는 솔리드스테이트 파워증폭기 등과 같은 전자기파 발생부(20)로부터 조사된 전자기파(E) 에너지의 흡수를 더욱 용이하게 하기 위해서, 입자상 탄소가루 또는 입자상 철분가루 등의 전자기파 흡수체를 혼합하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 적외선 발산 부재(30)는, 전자기파 발생부(20)로부터 조사된 마이크로파 대역의 전자기파(E)를 더욱 용이하게 흡수함으로써, 적외선(IR)을 더욱 효과적으로 발산시킬 수 있다.In addition, the infrared emitting member 30, in order to further facilitate the absorption of the electromagnetic wave (E) energy irradiated from the electromagnetic wave generator 20, such as a magnetron device or a solid state power amplifier, particulate carbon powder or particulate iron powder, etc. It can be formed by mixing electromagnetic wave absorbers of Accordingly, the infrared ray emitting member 30 more easily absorbs the electromagnetic wave E of the microwave band irradiated from the electromagnetic wave generator 20 , so that the infrared ray (IR) can be more effectively emitted.

또한, 적외선 발산 부재(30)는, 내부에 니켈-크롬선 등의 저항체로 구성된 열선이 내장될 수 있다. 이에 따라, 적외선 발산 부재(30)가, 상기 열선에 전력이 공급됨으로써 발생되는 저항열에 의한 열에너지를 흡수하여, 이를 적외선(IR)으로 발산시킬 수 있다.In addition, the infrared ray emitting member 30, a heating wire composed of a resistor such as a nickel-chromium wire may be embedded therein. Accordingly, the infrared ray emitting member 30 may absorb thermal energy due to resistance heat generated when electric power is supplied to the heating wire and radiate it as infrared (IR).

이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 처리 공간(A) 내부의 적외선 발산 부재(30)에서 발산되는 적외선(IR)을 피처리물(1) 방향으로 반사시킬 수 있도록, 챔버부(10)의 내면을 따라 반사 부재(40)가 형성될 수 있다.At this time, as shown in FIG. 1 , the chamber unit 10 may be configured to reflect infrared rays (IR) emitted from the infrared ray emitting member 30 inside the processing space A in the direction of the object 1 to be processed. The reflective member 40 may be formed along the inner surface.

예컨대, 적외선 발산 부재(30)로부터 발산되는 적외선(IR)은, 적외선 발산 부재(30)를 기준으로 사방으로 발산될 수 있다. 이에 따라, 챔버부(10)의 내면을 따라 반사 부재(40)가 형성되어, 적외선 발산 부재(30)의 후방으로 발산되는 적외선(IR)도 적외선 발산 부재(30)의 전방으로 반사시킴으로써, 적외선(IR)의 발산 방향이 피처리물(1) 방향으로만 집중되어, 적외선(IR)에 의한 피처리물(1)의 가열 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.For example, infrared rays (IR) emitted from the infrared ray emitting member 30 may be radiated in all directions based on the infrared ray emitting member 30 . Accordingly, the reflective member 40 is formed along the inner surface of the chamber unit 10 , and infrared rays (IR) emitted to the rear of the infrared emitting member 30 are also reflected to the front of the infrared emitting member 30 . Since the divergence direction of (IR) is concentrated only in the direction of the target object 1, the heating efficiency of the target object 1 by infrared rays (IR) can be further increased.

이러한, 반사 부재(40)는, 적외선(IR)의 반사 효율을 증가시킬 수 있도록, 알루미늄, 금, 은 중 적어도 어느 하나를 포함하는 소재로 형성되거나, 알루미늄이나, 금 또는 은이 코팅된 소재로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.The reflective member 40 is formed of a material including at least one of aluminum, gold, and silver, or a material coated with aluminum, gold, or silver so as to increase infrared (IR) reflection efficiency. It may be desirable to be

또한, 반사 부재(40)는, 챔버부(10)의 내벽면에 코팅층 형태로 형성되는 것을 예로 들었지만, 반드시 도 1에 국한되지 않고, 별도의 평평한 형상의 판 형태나, 원호 형상의 판 형태로 형성되어, 챔버부(10)의 내벽면과 적외선 발산 부재(30) 사이에 형성될 수도 있다.In addition, although the reflective member 40 is formed in the form of a coating layer on the inner wall surface of the chamber part 10 as an example, it is not necessarily limited to FIG. It may be formed between the inner wall surface of the chamber part 10 and the infrared ray emitting member 30 .

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파를 이용한 가열 장치(100)에 따르면, 전자기파 발생부(20)로부터 챔버부(10) 내부의 피처리물(1)이 수용된 처리 공간(A)으로 조사된 마이크로파 대역의 전자기파(E)를 적외선 발산 부재(30)에 의해 적외선(IR)으로 변환하여 재발산 함으로써, 마이크로파 대역의 전자기파(E)로 가열되지 않는 수분을 함유하지 않은 피처리물(1)을 용이하게 가열할 수 있다. 또한, 수분을 함유한 피처리물(1)도 마이크로파 대역의 전자기파(E)를 이용한 가열 보다 더욱 효율적으로 가열할 수 있다.Accordingly, according to the heating apparatus 100 using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention, the processing space A in which the object 1 is accommodated is irradiated from the electromagnetic wave generator 20 to the chamber 10 . By converting the electromagnetic wave (E) in the microwave band that has been converted into infrared (IR) by the infrared emitting member 30 and re-radiating it, the object (1) that does not contain moisture that is not heated by the electromagnetic wave (E) in the microwave band can be easily heated. In addition, the to-be-processed object 1 containing moisture can also be heated more efficiently than heating using the electromagnetic wave E of a microwave band.

그러므로, 본 발명의 전자기파를 이용한 가열 장치(100)를 가정용 전자레인지로 사용할 경우, 적외선 발산 부재(30)로부터 발산된 적외선(IR)에 의해, 수분을 포함하는 음식물은 물론이고, 쿠키나 건조 음식과 같이 수분을 포함하지 않는 음식물도 효과적으로 가열할 수 있다.Therefore, when the heating device 100 using electromagnetic waves of the present invention is used as a home microwave oven, by infrared (IR) emitted from the infrared emitting member 30, not only food containing moisture, but also cookies or dry food Foods that do not contain moisture, such as such, can be heated effectively.

또한, 적외선 발산 부재(30)로부터 발산되는 적외선(IR)에 의해, 마이크로파 대역의 전자기파(E)로 가열되지 않는 합성수지 재질도 용이하게 가열함으로써, 합성수지 재질의 폐기물을 가열 및 열분해하여 오일을 추출하는 등 산업용 재처리 장치로도 사용이 가능할 수 있다.In addition, by the infrared (IR) emitted from the infrared emitting member 30, by easily heating the synthetic resin material that is not heated by the electromagnetic wave (E) of the microwave band, the waste of the synthetic resin material is heated and thermally decomposed to extract oil It may also be used as an industrial reprocessing device.

이와 같이, 산업용으로 사용될 경우에는, 도 3의 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기파를 이용한 가열 장치(200)와 같이, 피처리물(1)이 합성수지 재질로 형성될 경우, 적외선 발산 부재(30)로부터 발산되는 적외선(IR)에 의해 피처리물(1)이 열분해되는 과정에서 발생하는 오일을 포집할 수 있도록, 챔버부(10)의 하측에 설치되는 오일 포집 탱크(50)를 더 포함할 수도 있다. 이때, 도시되진 않았지만, 챔버부(10)의 바닥면이 오일 포집 탱크(50)를 향해 기울어지는 방향으로 경사지게 형성되어 오일의 포집을 더욱 용이하게 유도할 수도 있다.In this way, when used for industrial purposes, like the heating device 200 using electromagnetic waves according to another embodiment of the present invention in FIG. 3 , when the object 1 is formed of a synthetic resin material, the infrared emitting member 30 ) to further include an oil collection tank 50 installed at the lower side of the chamber unit 10 so as to collect oil generated in the process of thermal decomposition of the object 1 by infrared (IR) emitted from may be At this time, although not shown, the bottom surface of the chamber part 10 is inclined in a direction inclined toward the oil collection tank 50 to more easily induce the collection of oil.

또한, 적외선 발산 부재(30)의 형상은 상술한 실시예에 이외에도 매우 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 적외선 발산 부재(30)는, 챔버부(10)의 내측면의 둘레를 따라 링 형상으로 형성되어, 처리 공간(A)에서 챔버부(10)의 길이 방향을 따라서 복수개가 소정의 간격으로 이격되게 배치될 수도 있다. 이외에도, 적외선 발산 부재(30)의 형상은, 반드시 도 1 내지 도 5에 국한되지 않고, 피처리물(1) 방향으로 적외선(IR)을 발산시킬 수 있는 매우 다양한 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the shape of the infrared ray emitting member 30 may be formed in a wide variety of shapes other than the above-described embodiment. For example, as shown in FIGS. 4 and 5 , the infrared ray emitting member 30 is formed in a ring shape along the periphery of the inner surface of the chamber part 10 , and in the processing space A, the chamber part 10 . A plurality may be disposed to be spaced apart from each other at a predetermined interval along the longitudinal direction of the . In addition, the shape of the infrared ray emitting member 30 is not necessarily limited to FIGS. 1 to 5 , and may be formed in a wide variety of shapes capable of radiating infrared (IR) in the direction of the object 1 to be processed.

그러므로, 본 발명의 여러 실시예에 따른 전자기파를 이용한 가열 장치(100, 200, 300)에 따르면, 마이크로파 대역의 전자기파(E)의 에너지를 흡수하여 적외선(IR)을 피처리물(1)이 수용된 처리 공간(A)으로 발산함으로써, 수분을 함유하지 않은 피처리물(1)을 용이하게 가열하거나, 수분을 함유한 피처리물(1)도 마이크로파 대역의 전자기파를 이용한 가열 장치 보다 더욱 효율적으로 가열하는 효과를 가질 수 있다.Therefore, according to the heating apparatus 100, 200, 300 using electromagnetic waves according to various embodiments of the present invention, the object 1 is accommodated by absorbing the energy of the electromagnetic wave (E) in the microwave band to receive infrared (IR). By radiating to the processing space (A), the to-be-processed object 1 which does not contain moisture can be easily heated, or the to-be-processed object 1 containing moisture is also heated more efficiently than a heating apparatus using electromagnetic waves in a microwave band. can have the effect of

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is only exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

1: 피처리물
10: 챔버부
20: 전자기파 발생부
30: 적외선 발산 부재
40: 반사 부재
50: 오일 포집 탱크
A: 처리 공간
E: 전자기파
IR: 적외선
T: 트레이
100, 200, 300: 전자기파를 이용한 가열 장치1: object to be treated
10: chamber part
20: electromagnetic wave generator
30: Infrared emitting member
40: reflective member
50: oil collection tank
A: processing space
E: electromagnetic wave
IR: Infrared
T: tray
100, 200, 300: heating device using electromagnetic waves

Claims

a chamber part in which a processing space is formed so that an object to be processed can be accommodated therein;
an electromagnetic wave generator installed at one side of the chamber and irradiating electromagnetic waves into the processing space; and
The electromagnetic wave irradiated from the electromagnetic wave generator so as to be formed along the inner surface of the chamber part in a state spaced apart from the inner surface of the chamber part by a predetermined distance in the processing space, and to heat the hydrocarbon compound or moisture contained in the object to be processed. an infrared ray emitting member that absorbs and emits infrared rays;
Including, a heating device using electromagnetic waves.

The method of claim 1,
The infrared emitting member,
A heating device using electromagnetic waves, which is formed in a rod shape extending long in the longitudinal direction of the chamber part, and disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval along the circumferential direction of the chamber part in the processing space.

The method of claim 1,
The infrared emitting member,
A heating device using electromagnetic waves that is formed in a ring shape along the periphery of the chamber part, and is disposed to be spaced apart from each other at a predetermined interval in a longitudinal direction of the chamber part in the processing space.

The method of claim 1,
The chamber part,
A heating device using electromagnetic waves, which is formed of a metal material so that the electromagnetic waves irradiated from the electromagnetic wave generator do not leak to the outside.

The method of claim 1,
The chamber part,
a reflective member formed along an inner surface of the chamber part to reflect the infrared rays emitted from the infrared ray emitting member toward the target object;
Including, a heating device using electromagnetic waves.

6. The method of claim 5,
The reflective member is
A heating device using electromagnetic waves, which is formed of a material containing at least one of aluminum, gold, and silver, or formed of a material coated with aluminum, gold, or silver so as to increase the infrared reflection efficiency.

The method of claim 1,
The electromagnetic wave generator,
A heating device using electromagnetic waves, which is a magnetron device that generates electromagnetic waves of 2.45 GHz or 950 MHz or a solid state power amplifier (SSPA) device that generates electromagnetic waves of 433 MHz.

The method of claim 1,
The infrared emitting member,
A heating device using electromagnetic waves, which is formed of a material of magnesium silicate or graphene so as to have an absorption/emission spectrum in the infrared region.

The method of claim 1,
The infrared emitting member,
A heating device using electromagnetic waves, which is formed by mixing an electromagnetic wave absorber containing particulate carbon powder or particulate iron powder.

10. The method according to claim 8 or 9,
The infrared emitting member,
A heating device using electromagnetic waves that absorbs the electromagnetic waves and emits infrared rays in the region of 2,800 cm ^-1 to 3,300 cm ^-1 or infrared rays in the region of 2 μm to 100 μm.

The method of claim 1,
When the object to be treated is made of a synthetic resin material, an oil trap installed at the lower side of the chamber to collect oil generated in the process of thermal decomposition of the object to be treated by the infrared rays emitted from the infrared emitting member Tank;
Further comprising, a heating device using electromagnetic waves.

a chamber part in which a processing space is formed so that an object to be processed can be accommodated therein;
Infrared radiation is formed along the inner surface of the chamber part in a state of being spaced apart from the inner surface of the chamber part by a predetermined distance in the processing space, and radiating infrared rays into the processing space to heat hydrocarbon compounds or moisture contained in the object to be processed. absence; and
Consists of a nickel-chromium wire resistor, and a heating wire installed inside the infrared ray emitting member;
The infrared emitting member,
A heating device using electromagnetic waves that absorbs thermal energy due to resistance heat generated by supplying power to the heating wire and radiates it as the infrared rays.