KR950000247B1 - 전자레인지의 고주파 누설 방지장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자레인지의 고주파 누설 방지장치

제 1 도는 본 발명의 고주파 누설방지 장치가 적용되는 일반적인 전자레인지의 사시도.

제 2 도는 종래의 고주파 누설방지용 쵸크시일 구조를 보인 일부 단면도.

제 3 도는 전송선로의 임피던스 관계 설명도.

제 4 도는 본 발명에 의한 고주파 누설방지용 쵸크시일의 구조를 보인 부분 단면도.

제 5 도는 본 발명에 의한 고주파 누설방지용 쵸크시일의 구조를 상세히 보인 부분절결 사시도.

제 6 도는 본 발명에 의 한 고주파 누설방지용 쵸크시일의 최적구조를 얻기 위하여 사용된 실험장치의 예시도.

제 7 도는 제 6 도의 장치에 쵸크시일의 길이에 대한 고주파 누설량을 보인 그래프.

제 8 도는 본 발명의 쵸크시일에 구비된 슬롯트에 의하여 형성되는 프린징 커패시턴스(fringing capacitance)를 보인 설명도.

제 9 도는 캐비티 내부로부터 외부로 누출되는 고주파의 흐름을 나타낸 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전자레인지 본체 2 : 도어

3, 3' : 내부투시용 유리 4 : 외측판체

4a : 쇼트면 4b : 절곡부

5 : 내측판체 5' : 단차부

5'a : 상측수평부 5'b : 하측수평부

5'c : 수직부 5'd : 슬롯트

6 : 쵸크채널 7 : 쵸크커버

8 : 가열실 9 : 1차 커패시티브 시일

10 : 2차 커패시티브 시일

본 발명은 전자레인지의 고주파 누설 방지장치에 관한 것으로, 특히 전자레인지의 가열시 전면판넬과 도어사이의 틈새를 통하여 외부로 누설되는 고주파를 효과적으로 방지함과 아울러 도어의 두께를 줄일 수 있게 한 전자레인지 도어용 쵸크시일(choke seal) 구조에 관한 것이다.

전자레인지는 잘 알려진 바와 같이 마그네트론에서 발생되는 고주파를 가열실 내부의 음식물에 조사하여 음식물 자체에서 열이 발생되게 함으로써 음식물을 조리하는 편리한 주방용기이나, 마그네트론에서 발생되는 고주파는 인체에 소정량이상 조사되는 경우 인체에 치명적인 해를 입히게 되므로 고주파가 가열실로부터 외부로 누설되는 것을 방지 하여야 한다.

통상적으로 사용되고 있는 전자레인지는 그 구조상 가열실의 전면판넬과 도어사이에 소정의 틈새가 생기도록 되어있다.

따라서, 그 틈새를 통하여 고주파가 누설되는 것을 방지하기 위하여 일반적으로 커패시트브시일(capacitive seal), λg/4 쵸크시일(λg/4는 관내의 고주파 파장임) 그리고, 고주파 흡수체인 페라이트고무(ferrite rubber)를 부착하는 구조등이 널리 알려져 사용되어 왔다.

이러한 종래의 고주파 누설방지장치를 제 1 도 및 제 2 도를 참조하여 설명한다.

제 1 도에서 부호 1은 전자레인지의 본체를 나타내고, 2는 가열실(8)을 개폐하는 도어, 3은 가열실(8) 내부를 들여다 볼 수 있도록 도어(2)에 부착되어 있는 내부투시용 유리로서 외부유리(3')와 소정간격을 두고 설치되어 있다.

제 2 도는 도어(2)의 주연부를 따라 형성되는 고주파를 누설방지용 쵸크시일의 구조를 보인 것으로, 이에 도시된 바와 같이 금속제의 내, 외측판체(5)(4)에 의해 소정길이(L)와, 폭(W)을 가지는 대략 구형(矩形)의 λg/4 쵸크채널(6)이 형성된다.

상기 내측판체(5)는 쵸그채널(6)의 중간쯤에서 쵸크채널(6)측으로 하단부가 절곡되어 그 하측에 개구부(6')가 형성되고, 그 개구부(6')는 내측에 페라이트 러버(7a)가 부착된 플라스틱 재질의 쵸크커버(7)가 폐쇄하도록 되어있다.

또한, 가열실(8)의 전면판넬(1')과 쵸크채널(6)의 내측판체(5)의 사이에는 커패시티브 시일이 형성된다.

이러한 커패시티브 시일이 형성되는 부위의 전송로는 웨이브 수(wave number)kn=ko²-(

)²(n=0, ±1, ±2) 를 갖는다.

여기서, ko=

, b는 전면판넬(1')과 내측판체(5) 사이의 간격을 나타낸다.

이때, b값이 매우 작으면 TE모드와 TM모드는 차단이 되고 TEM모드로만 전송이 가능하게 된다.

즉, TEM모드일 경우의 평행전송선로의 특성임피던스는 b·

에 비례하므로 b값을 매우 작게 하거나 ε값을 크게함으로써 가열실로 부터 누설되는 고주파에너지를 반사시킬 수 있다.

(여기서, μ : 투과율(permeability), ε : 유전율(permittivity))

또한, 쵸크채널(6)을 구성하는 외측판체(4)의 상측수평부(4a)는 임피던스가 제로(zero)인 쇼트면으로서 쵸크채널(6)을 전송로로 본다면, 제 3 도에서 보인 바와 같이 부하(Zl)로 부터 길이 ℓ만큼 떨어진 지점에서의 입력 임피던스(Zi)는 Zi=

로 표시된다.

여기서 Zo는 전송로의 길이 및 높이에 따른 특성임피던서, β는 매질에 따른 전파상수(propagation costant)로서 전송경로의 구조에 의하여 결정되는 값이다.

상기 식에서, Zl=0라고 가정하면, Zin=j Zo tanβℓ이 되고, ℓ이

가 되면 Zin은 무한대가 되며,

가 되면 Zin=0이 된다. 따라서 제 2 도에서 보인 바와 같이 가열실(8) 내부의 고주파 에너지가 A지점에서 C지점으로 누설되는 경우 D지점에서 B의 경로를 가지고 쵸크채널(6) 내부로 유입된다고 가정하면, 임피던스가 제로(zero)인 쇼트면(4a)으로부터

만큼 떨어진 지점에 D점을 위치시킴으로써 D점의 임피던스를 무한대로 만들 수 있게 하고, 이에따라 쵸크채널(6)은 공진을 일으켜 고주파에너지를 가열(8)측으로 반사시킴으로써 외부로의 누설을 방지할 수가 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 구조의 쵸크시일은 쵸크채널(6)의 내측판(5)과 가열실(8)의 전면판넬(1')간의 간격이 커지는 경우 고주파에너지는 TEM모드뿐만이 아니라 TE모드 또는 TM모드로도 전송이 일어나게 되므로 λg/4쵸크 시일이 제기능을 발휘하지 못하게 되어 고주파에너지의 누설이 현저하게 늘어나게 된다.

또한, λg/4쵸크시일과 고가의 페라이트러버를 함께 사용함에 따라 원가상승의 요인을 안게되며, 쵸크채널의 폭과 길이가 비교적 길이 때문에 도어의 두께가 두꺼워져 제품의 콤팩트화가 어렵게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 쵸크시일을 형성하는 도어의 내측판체의 하단부에 일정주기의 슬롯트를 구비한 단차부를 형성하고 외측판체의 하단부와 가열실의 전면판넬사이에는 보조커패시티브시일이 형성되게 함으로써 고가의 페라이트러버를 사용하지 않고서도 고주파 에너지가 누설되는 것을 효율적으로 방지할 수 있게 함과 아울러 상기 내측판체와 2단절곡부에 의해 쵸크채널의 길이를 줄여 도어의 두께를 줄일 수 있고, 제조원가를 절감할 수 있게 되는 전자레인지의 고주파 누설 방지장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 가지는 본 발명의 고주파 누설방지장치는 도어의 내측판체 하부를 2단 절곡하여 형성된 단차부의 수직부와 그로부터 연장되어 쵸크채널측으로 내향절곡된 하측수평부에 일정주기를 가지는 슬롯트를 형성하고, 상기 내측판체와 함께 쵸크채널을 형성하는 외측판체의 하단부에 ㄷ자상의 절곡부를 형성하여 가열실의 전면판넬과의 사이에 보조커패시티브시일이 형성되게 함으로서 달성된다.

이하, 본 발명의 실시예를 제 4 도 내지 제 8 도를 참조하여 설명한다.

제 4 도 및 제 5 도에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 고주파 누설 방지장치는 도어(2)의 내측판체(5)와 외측판체(4)가 확장형성되어 대략 구형(矩形)을 이루는 쵸크채널(6)을 형성하고, 그 쵸크채널(6)을 이루는 내측판체(5)와 전면판넬(1')의 상측부 사이에는 커패시티브시일(9)이 형성되는 것은 종래 구조와 같다.

그러나, 상기 내측판체(5)의 하단부에는 쵸크채널(6)측으로 2단절곡된 단차부(5')가 구비되고, 그 단차부(5')의 수직부(5'C)와 쵸크채널(6)측으로 내향절곡된 하측수평부(5'b)에는 일정간격(D₂)으로 슬롯트(5'd)가 형성된다.

또한, 상기 외측판체(4)의 하단부는 상기 전면판낼(1')과 평행하게 하향절곡되어 전면판낼(1')과의 사이에 보조커패시티브시일(10)을 형성하는 ㄷ자상의 절곡부(4b)가 형성되고, 그 절곡부 (4b)의 상면과 상기 단차부(5')의 하측수평부(5'b) 사이에 형성되는 쵸크채널(6)의 개구부(6')는 플라스틱 재질의 쵸크커버(7)가 폐쇄하도록 되어있다.

본 발명을 설명함에 있어서, 종래와 동일한 부분의 명칭 및 부호는 종래와 동일한 명칭과 부호로서 표시한다.

이하, 본 발명의 작용효과를 설명한다.

가열실(8)로부터 외부로 누설되는 고주파에너지의 흐름은 제 6 도에 도시한 바와 같이 포인팅벡터(Pointing's Vector)로 표시하면,

가 되는데, 여기서

는 Z축방향의 성분을 나타내고

는 x축방향의 성분을 나타내며,

은 y축 방향의 성분을 나타낸다.

이와 같은 벡터성분을 막아주기 위하여 x방향으로의 고주파 에너지의 진행을 막는 쵸크와 z방향으로의 진행을 막는 쵸크가 각각 필요하게 된다.

본 발명에서는 단차부(5')에 주기적으로 형성된 슬롯트(5'd)가 x방향으로 진행하는 고주파에너지의 대하여 밴드스톱필터로서 작용하게 함으로써 x축방향의 고주파 누설을 방지할 수 있게 된다.

이와 같은 주기적인 슬롯을 구조에 의하여 형성되는 프린징 커패시턴스(fringing capacitance)는 제 8 도에 도시한 바와 같이 된다.

즉, 전면판넬(1')과 슬롯트(5'd) 사이에는 C₁과 C₂의 프린징이 생기고, 슬롯트(5'd)와 쵸크채널(6)의 외측판체(4)의 수직부(4d) 사이에는 C₃와 C₄의 프린징이 생기게 된다.

또한 이러한 주기적인 슬롯트구조가 필터로서 작용될 수 있는 것은 Flouet's Theorem에서 보여 준다.

즉, 이러한 구조에서 ω-β관계(Dispersion relation)을 도출하여 보면 어떤밴드에서 β가 허수(imaginary)가 되는데, 이때는 고주파 에너지가 감쇄되는 영역으로서 ω-β관계는 제 5 도에서 단차부(5')의 수직부(5'c)의 폭 D₁과 슬롯트(5'd)의 폭 D₂의 함수가 되고, 전면판넬(1')과 수직부(5'c)사이의 간격의 함수가 된다.

따라서, 전자레인지에 사용되는 고주파의 2450MHz부근에서 고주파 에너지가 감쇄되도록 하게되면, 이러한 주기적인 구조는 밴드스톱 필터로서 작용하게 되므로 x축 방향으로 진행하는 고주파에너지의 누설을 방지할 수 있게 된다.

또한, Z축방향의 쵸크는

쵸크시일이 주역할을 하게 되는데, 가열실(8)로 부터의 고주파에너지의 흐름은 제 9 도와 같이 나타낼 수 있다.

즉, 가열실(8)측의 A지점에서 외부의 C지점으로 고주파에너지가 흐르게 되는 경우, 가열실(8)측에서의 임피던스 관계는 jx로 표시할 수 있고, jx가 무한대로 되는 지점

경로상에 위치하게 되면

전송로는 개방되어 고주파에너지의 누설을 차단할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의

쵸크시일은 상기에서 언급한 바와 같이 두개의 커패시티브시일(9)(10)을 포함하고, 일정주기를 갖는 슬롯트(5'b)가 형성되는 단차부(5')를 구비하고 있다.

이러한 구조의 쵸크시일을 형성하는 경우에는 쵸크채널(6)의 길이(L)와 폭(W) 그리고, 단차부(5')의 하측 수평부(5'b)와 외측판체(4)의 하측 수평면(4c)간의 높이(H)등이 중요한 팩터(factor)가 되며, 주기적인 슬롯트(5'd)와 1, 2, 차 커패시티브 시일(9)(10)의 형성에 있어서 중요한 인자가 되는 것은 제 5 도에서 도시한 바와 같이 D₁, D₂, E 그리고 내측판체(5)의 상측수직등이다.

이들 각 인자들을 적절하게 조절하여 최적의 상태를 관측함으로써 쵸크시일의 최적구조를 얻기위한 실험이 제 6 도에 예시한 장치에 의하여 수행되었다.

제 6 도에서 부호11은 고주파 감지기를 나타내고, 12는 스페이서로서 측정부분과 5Cm떨어진 거리에 위치한 상태에서 상기 여러값들을 변화시켜 가면서 고주파 누설량을 측정하게 된다.

제 7 도는 여러 인자들이 설정된 상태에서 길이(L)에 따른 누설량의 변화를 도시한 것으로, 길이(L)가 λg/4가 될때 누설량이 최소가 됨을 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 고주파 누설방지 장치는 일정주기를 갖는 슬롯트 그주와 보조커패시티브 시일을 형성하여 고주파에너지가 x축 방향과 z축방향으로 누설되는 것을 동시에 방지할 수 있게 함으로써 고가의 페라이트러버를 사용하지 않고서도 완벽한 고주파 누설 방지효과를 갖게되며, 고가의 페라이트 러버를 사용할 필요가 없어 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 쇼크채널의 내측판체에 2단으로 절곡된 단차부를 형성함으로써 쵸크채널의 길이를 종래의 쵸크채널 길이보다 짧게 할 수 있어 도어의 전체 크기를 종래에 비하여 줄일 수 있게 되는 효과도 아울러 갖게 된다.

Claims (3)

1. 가열실을 개폐하는 도어와, 상기 가열실의 전면판넬과의 사이에 1차 커패시티브시일을 형성하는 내측판체와, 상기 내측판체에 상단부가 부착공정되고 그 내측판체와의 사이에 소정간격을 유지하여 쵸크채널을 형성하는 외측판체와, 상기 내측판체의 하단부에 상기 쵸크채널측으로 2단절곡되어 상, 하측 수평부와 수직부를 갖는 단차부와, 상기 단차부의 수직부와 하측수평부에 일정주기로 형성되는 슬롯트와, 상기 단차부의 하측수평부와 상기 외측판체의 하단부 사이에 형성된 쵸크채널의 개구부를 폐쇄하는 쵸크커버로 구성된 것을 특징으로 하는 전자레인지의 고주파 누설방지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 외측판체의 하단부는 하단부는 가열실의 전면 판넬과의 사이에 2차 캐패시티브시일을 형성하도록 절곡부로 형성하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자레인지의 고주파 누설 방지장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 외측판체의 하단부는 "ㄷ"자상으로 절곡되어 구성된 것을 특징으로 하는 전자레인지의 고주파 누설 방지장치.

Images