KR870002031B1

KR870002031B1 - 전자 레인지의 고주파 누설 차단장치

Info

Publication number: KR870002031B1
Application number: KR1019850002249A
Authority: KR
Inventors: 이희진
Original assignee: 주식회사 금성사; 허신구
Priority date: 1985-04-03
Filing date: 1985-04-03
Publication date: 1987-11-30
Also published as: US4700034A; GB2175179A; GB8608160D0; KR860008696A; GB2175179B

Abstract

내용 없음.

Description

전자 레인지의 고주파 누설 차단장치

제1도는 일반적인 전자 레인지의 사시도.

제2(a)도, 제2(b)도는 일반적인 전자레인지의 도어 구성을 보인 설명도로서,

제2(a)도는 도어의 일부 확대 단면도.

제2(b)도는 도어의 기본 구조 원리를 설명하기 위한 개략도.

제3도는 본 발명 누설 차단장치에 의한 도어의 구성을 보인 일부 확대 단면도.

제4도는 본 발명 누설 차단장치의 요부인 슬로트 안테나를 발췌하여 보인 정면도.

제5(a)도-제5(c)도는 본 발명 누설 차단장치의 다른 실시예를 보인 슬로트 안테나의 정면도.

제6도는 종래의 누설 차단장치와 본 발명 누설 차단장치의 고주파 누설량을 보인 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 도어 5 : 초크

6 : 감쇄구 7 : 시일플레이트

7' : 절곡부 8,8a,8b,8c : 슬로트 안테나

9 : 슬로트 12 : 고주파 집속구

13,14 : 슬로트

본 발명은 마그네트론에서 출력되는 고주파를 가열실로 전송하여 음식물을 가열하는 전자 레인지에 있어서, 전자레인지의 전면에 설치되는 도어의 초크 감쇄구내에 직렬 공진회로를 형성하여 도어에서의 고주파 누설을 차단시키게 한 전자 레인지의 고주파 누설 차단장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자 레인지에는 915MHZ 또는 2450MHZ의 고주파를 사용하여 음식물을 조리 및 가열을 하고 있으며, 근간의 추세에 있어서는 대부분의 전자 레인지에 2450MHZ의 고주파를 사용하고 있다.

이와같이 고주파를 이용하여 음식물을 조리 및 가열을 함에 있어서, 그 고주파가 전자 레인지의 외부로 누설되어 인체에 약 100mW/cm²이상의 양을 쪼이게 되면 매우 위험하게 되므로 세계 각국에서는 고주파의 누설량이 도어의 최악의 상태에서 5cm 떨어진 지점에5mW/cm²이하로 규정하고, 제품의 출고시에는 1mW/cm²이하로 규정하여 생산하고 있으나, 제품의 사용시 힌지의 느슨함 등으로 인해 발생하는 도어와 전자레인지 본체간의 틈 또는 도어와 가열실 사이에 음식물 등의 오물이 끼이면서 발생되는 틈으로 많은 고주파가 누설되어 인체에 해를 끼치게 되는 심각한 문제가 발생되었다.

이와 같이 제품의 사용시 발생되는 틈으로 고주파가 누설되는 것을 방지하기 위하여 미국 특허 제2500676호에서는 금속과 금속간의 접촉 즉, 도어와 가열실간의 금속 접촉으로 고주파의 누설을 차단시키게 하였으나, 이는 금속간의 접촉이 국소적인 점접촉 형태로 되어 고주파의 누설이 제품의 사용시간에 따라 증가하게 되는 결함이 있었고, 또한, 미국 특허 제3182164호에서는

(여기서, λ는 고주파의 파장)의 임피이던스 반전을 이용하여 고주파의 누설을 차단시켰으나, 이는 이상적인 반전을 수행하기 위한 길이가 2450MHZ의 고주파를 사용하는 전자 레인지에서는 약 32mm가 되어 도어의 두께가 두꺼워지게 되므로, 전체적인 제품의 소형화 및 경량화가 매우 힘든 결함이 있었다.

본 발명의 목적은 도어에 설치된 초크의 감쇄구내에 직렬 공진회로가 형성되게 슬로트 안테나를 설치하여 고주파의 누설을 차단시킴은 물론 제2 고조파의 누설도 차단시키는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 직렬 공진회로로

(여기서, λ는 고주파의 파장)의 임피이던스 반전을

보다 가까운 지점에서 수행하여 도어의 두께를 줄이고, 가열실의 내용적을 넓히는 데 있다.

이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명을 설명하겠지만 먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제1도 및 제2도로 일반적으로 사용되고 있는 도어의 구성 원리를 설명하면 다음과 같다.

제1도는 전자 레인지의 사시도로서, 이에 도시한 바와 같이 전자레인지(1)의 일측에 가열실(2)이 형성되고, 가열실(2)의 주연부에는 금속제의 프레임(3)이 설치되며, 가열실(2)의 전방에는 도어(4)가 설치된다.

이와 같은 기본 구조를 가지고 있는 전자레인지(1)는 도어(4)를 닫으면 프레임(3)과 도어(4)에 의해 가열실(2)이 밀폐되어 고주파의 누설이 차단되나, 프레임(3)과 도어(4)의 접촉부위에는 일반적으로 얇은 유전체의 막이 형성되어 있고, 또한 장기간 사용하게 되면 프레임(3)과 도어(4)의 사이에 틈이 생겨 완전한 금속체간의 접촉이 이루어지지 않게 되므로 가열실(2)내의 고주파가 누설되게 된다.

이러한 고주파의 누설을 방지하는 것으로는 고주파의 누설 통로에 공진 단락회로가 형성되게 직력 공진회로를 설치하는

의 임피이던스 반전이 있는 바, 이를 설명하면 다음과 같다.

제2(a)도는 도어(4)의 일부 단면도를 도시한 것이고, 제2(b)도는 기본 구조 원리를 보인 설명도로서, 이에 도시한 바와같이 프레임(3)과 도어(4)의 초크(5) 사이의 고주파 누설 방향으로

의 거리에는 커패시티브 요소를 갖게하고, 누설 방향의 수직 방향으로는 인덕티브 요소를 갖게하여 고주파 감쇄구(6)가 형성되게 직력 공진단락회로를 형성한 것이로, 그 감쇄구(6)의 형상을

의 임피던스 반전이라고 하며, 점(A)에서 점(B)으로 보는 임피이던스(Z_A)는 다음과 같다.

Z_A=jZ₀tan

여기서, Z₀는 특성 임피이던스이고, l은 점(A)와 (B)간의 거리이다.

위 식에서 점(B)의 단락상태를 기준으로 하면, 점(A),(B)간의 거리(l) 가

로 되어야 임피이던스(Z_A)가 무한대로 되어 임피이던스가 반전하게 되고 고주파의 누설이 차단됨을 알 수 있다.

그러나, 상기에서 고주파의 누설 방향으로 갖는 커패 시티브가 프레임(3)과 감쇄구(6)를 형성하는 시일플레이트(7) 간의 접촉 간격(d₁) 및 감쇄구(6)의 출입거리(d₂), 시일 플레이트(7)에서 감쇄구(6)로의 침입거리(d₃)에 의해 변화되어 실제적으로는 감쇄구(6)의 폭(d₄)이

가 되고, 높이(d₅)가

가 되어야 고주파의 누설이 최소로 된다.

그리고, 출입거리(d₂)를

로 하고, 프레임(3)과 시일플레이트(7)의 접촉거리(d₆)를

로 하였을 경우와 출입거리(d₂)를

로 하고, 접촉거리(d₆)를

로 하였을 경우의 특성은 서로 다르게 즉, 전자는 접촉간격(d₁)이 증가될수록 고주파의 누설이 지수함수적으로 증가하고, 후자는 증가될수록 직선적으로 증가하게 된다.

그러나, 이와같은 기본 구성을 가지고 있는 도어(4)는 완전한 금속간의 접촉 즉, 프레임(3)과 도어(4)간에 틈이 생기게 되고, 또한 이상적인

의 임피이던스 반전을 하기 위해서는 감쇄구(6)의 폭방향으로만 고주파가 진행되어야 하므로 고주파의 누설을 완전히 차단시킬 수 없고, 또한 전자 레인지의 동작 초기 시간에 많은 에너지를 가지고 출력되는 제2고조파의 누설도 차단시킬 수 없음을 알수 있다.

이하 제3도 내지 제6도에 의하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

전자 레인지(1)의 가열실(2) 전방에 설치된 도어(4)에 고주파 감쇄구(6')가 형성된 초크(5')를 설치하고 초크(5')의 일측에는 시일플레이트(7')를 고정시켜, 그 시일 플레이트(7')의 일측을 감쇄구(6')의 내측으로 절곡시킨 전자 레인지의 고주파 누설 차단장치에 있어서, 제3도 및 제4도에 도시한 바와같이 감쇄구(6') 내에 "

"형 슬로트안테나(8)를 설치하여, 그 안테나(8)의 수직부(8')에 폭(d₇)이

로 되고, 높이의 (d₈)가

로 되는 슬로트(9)를

의 간격으로 천공하되, 각 슬로트(9)의 하부에는 경사부(10)의 높이(d₉)가

로 되고, 요입부(11)의 높이(d₁₀)와 폭(d₁₁)이 각기

로 되는 고주파 집속구(12)를 형성하는 한편, 상기 시일플레이트(7')의 절곡부(7")는 하향 연장하여 그 높이 (d₁₂)가

(여기서, λ₂는 제2고조파의 파장)로 되게 구성한 것이다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

감쇄구(6')로 들어온 고주파는 슬로트 안테나(8)에는 슬로트(9)가 집속구(12)에 집속되면서 슬로트(9)의 주기간격으로 고주파의 전계분포 위상이 조절 즉, 슬로트(9)의 주기간격을

로하면 감쇄구(6')의 폭방향으로 들어온 고주파는 전계분포의 위상이 그 폭방향으로 분포되고, 주기 간격을

로 하면 그 폭방향으로 들어온 고주파의 전계 분포 위상은 감쇄구(6')의 길이 방향으로 분포된다.

여기서, 본 발명의 슬로트 안테나(8)에는 슬로트(9)가

의 주기간격으로 형성되어 있으므로 각기 다른 각도로 들어오는 고주파는 감쇄구(6')의 길이 방향으로 회절되면서 그 분포가 정현파 형으로 재배치 즉, 슬로트 안테나(8)에 의한 감쇄구(6')의 직렬공진 작용에 의해 고주파의 전계 분포가 감쇄구(6')의 길이 방향으로 균일하게 분포되어 고주파의 누설을 감소시키게 된다.

그리고, 시일 플레이트(7')의 절곡부(7") 높이(d₁₂)가

로 형성되어 전자 레인지의 동작 초기 시간에 발생되는 이상고주파 즉, 제2고조파의 직력 공진 단락회로로 동작하게 되므로 제2고조파의 누설을 억제하게 된다.

한편, 슬로트 안테나(8)는 감쇄구(6)내의 등가 직렬 인덕티브를 크게 하므로 감쇄구(6)의 폭(d'₄)이 줄어들게 되고, 또한 시일 플레이트(7)의 절곡부(7') 길이가 길어 등가 커패시티브를 크게 함과 아울러 감쇄구(6)로 들어온 고주파의 등가 진행거리를 짧게 하므로 감쇄구(6)의 깊이(d'_s)는

보다 짧아지게 즉, 실제적으로는

까지 줄일 수 있어 감쇄구(6)의 전체 크기를 축소시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명을 실시함에 있어서, 슬로트(9)의 하부에 집속구(12)를 형성하는 대신에 제5(a)에 도시한 바와같이 슬로트(9)의 상부에 집속구(12)를 형성하여 상기와 동일한 효과를 얻게 슬로트 안테나(8a)를 구성할 수도 있고, 제5(b)도 및 제5(c)도에 도시한 바와같이 슬로트 안테나(8b)(8c)의 수직부(8')에 폭이

로 되고, 길이가

로 되는 슬로트(13)를 형성하고, 각 슬로트(13) 사이의 하부 또는 상부에 폭과 길이가

로 되는 슬로트(14)를 형성하여 제2고조파의 누설을 감쇄시키게 구성할 수도 있다.

그리고, 상술한 바와같은 본 발명의 슬로트 안테나(8)(8a) 및 (8b)(8c)가 설치된 전자레인지(1)와 일반적인 도어(4)의 구조를 가지고 있는 전자레인지(1)의 프레임(3)과 도어(4)간의 간격을 1mm로 하여 고주파의 누설량을 비교 측정한 제6도의 그래프를 살펴보면, 일반적인 도어(4)의 구조를 가지고 있는 전자레인지(1)의 고주파 누설량(a)에 비하여 본 발명의 슬로트 안테나(8)(8a)가 설치된 전자레인지(1)의 고주파 누설량(b)이 매우 감소되고, 또한, 슬로트 안테나(8b)(8c)가 설치된 전자레인지(1)의 고주파 누설량(c)은 보다 더 감소됨을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 감쇄구(6')내에 슬로트 안테나(8,8a,8b,8c)를 설치하여 감쇄구(6')로 들어온 고주파를 그의 길이 방향으로 회절시키고, 전계 분포를 고르게 하므로 고주파의 누설량이 매우 감소됨은 물론 전자 레인지의 동작 초기 시간에 출력되는 제2고조파의 누설을 감소시키게 될 뿐만 아니라 감쇄구(6')의 폭과 깊이가 줄어들어 도어(4)의 전체 부피를 줄일 수 있게 되므로 상대적으로 가열실(2)의 내용적이 크게 되고, 외관이 미려한 이점도 있게 된다.

Claims

감쇄구(6')가 형성된 초크(5')를 도어(4)에 설치하여, 그 초크(5')의 일측에는 일단이 감쇄구(6') 내측으로 절곡된 시일 플레이트(7')를 고정시키는 전자 레인지의 고주파 누설 차단장치에 있어서, 감쇄구(6')내에 "
"형 슬로트 안테나(8)를 설치하여, 그 안테나(8)의 수직부(8')에 폭이
되고, 높이가
로 되는 슬로트(9)를
의 간격으로 천공하되, 각 슬로트(9)의 하부에는 경사부(10)의 높이가
로 되고, 요입부(11)의 폭과 높이가
로 되는 고주파 집속구(12)를 형성하는 한편 상기 시일 플레이트(7')의 절곡부(7")는 하향 연장하여 그높이가
가 되게 구성함을 특징으로 하는 전자 레인지의 고주파 누설 차단장치.
제1항에 있어서 슬로트(9)의 상부에 고주파 집속구(12)를 형성하여 슬로트 안테나(8a)를 구성함을 특징으로 하는 고주파 누설 차단장치.
제1항에 있어서, 수직부(8')에
의 주기 간격으로 길이가
인 슬로트(13)를
의 주기 간격으로 천공하고, 각 슬로트(13) 사이의 하부에 길이가
인 슬로트(14)를 천공하여 슬로트 안테나(8b)를 구성함을 특징으로 하는 전자 레인지의 고주파 누설 차단징치.
제3항에 있어서, 슬로트(14)를 가 슬로트(13) 사이의 상부에 위치되게 천공하여 슬로트 안테나(8c)를 구성함을 특징으로 하는 전자 레인지의 고주파 누설 차단장치.