KR20250089032A - Heating device using rf energy - Google Patents
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Abstract
본 발명(disclosure)의 기술적 사상은 RF 에너지를 이용한 가열 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 복수의 3상 전극을 이용하여 전기장을 균일하게 방사함으로써 가열 대상물을 고르게 가열할 수 있는 RF 에너지를 이용한 가열 장치에 관한 것이다.The technical idea of the present invention (disclosure) relates to a heating device using RF energy, and more specifically, to a heating device using RF energy capable of evenly heating an object to be heated by uniformly radiating an electric field using a plurality of three-phase electrodes.
Description
본 발명(disclosure)의 기술적 사상은 RF 에너지를 이용한 가열 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 복수의 3상 전극을 이용하여 전기장을 균일하게 방사함으로써 가열 대상물을 고르게 가열할 수 있는 RF 에너지를 이용한 가열 장치에 관한 것이다.The technical idea of the present invention (disclosure) relates to a heating device using RF energy, and more specifically, to a heating device using RF energy capable of evenly heating an object to be heated by uniformly radiating an electric field using a plurality of three-phase electrodes.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예들에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The material described in this section merely provides background information for embodiments of the present invention and does not constitute prior art.
일반적으로, 전자레인지로 불리는 가열 장치는 마이크로파를 이용하여 가열하는 장치로서, 빠른 가열 속도와 편리성으로 인해 널리 사용되고 있으나, 기구적으로 고정된 주파수 및 출력을 제공하므로 균일 출력이나 저출력 유지가 어렵고 다중화의 변경이 용이하지 않아 핫 스팟(hot spot) 및 콜드 스팟(cold spot)이 발생하여 음식물 등의 가열 대상물이 균일하게 가열되지 않는 문제가 있었다.In general, a heating device called a microwave oven is a device that heats using microwaves, and is widely used due to its fast heating speed and convenience. However, since it provides a mechanically fixed frequency and output, it is difficult to maintain a uniform output or low output, and it is not easy to change multiplexing, so there is a problem that hot spots and cold spots occur, and the heating target, such as food, is not heated evenly.
이러한 문제를 해결하기 위해 RF 에너지를 이용한 가열 장치가 개발되었다. 도 1은 종래의 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 개략도로서, 도 1을 참고하면, 일반적으로 RF 에너지를 이용한 가열 장치는 가열 대상물을 수용하는 캐비티(4)가 형성된 하우징(1) 및 하우징(1)을 개폐하는 도어(7), 하우징(1)의 하측에 위치하는 제1 전극(2), 하우징(1)의 상측에 위치하는 제2 전극(3), 제1 전극(2) 및 제2 전극(3)과 연결되어 RF 신호를 생성하는 RF 제너레이터(5)를 포함하고, RF 제너레이터(5)를 통한 신호 전송에 따라 제2 전극(3)으로부터 제1 전극(2)을 향해 전기장이 형성되며, 이에 따라 제1 전극(2)과 제2 전극(3) 사이에 위치하는 가열 대상물(8)이 가열된다.To solve these problems, a heating device using RF energy has been developed. FIG. 1 is a schematic diagram of a conventional heating device using RF energy. Referring to FIG. 1, a heating device using RF energy generally includes a housing (1) in which a cavity (4) for accommodating a heating object is formed, a door (7) for opening and closing the housing (1), a first electrode (2) positioned on the lower side of the housing (1), a second electrode (3) positioned on the upper side of the housing (1), and an RF generator (5) connected to the first electrode (2) and the second electrode (3) to generate an RF signal, and according to signal transmission through the RF generator (5), an electric field is formed from the second electrode (3) toward the first electrode (2), and accordingly, the heating object (8) positioned between the first electrode (2) and the second electrode (3) is heated.
그러나 이러한 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 경우에도 방사되는 전기장이 가장자리부와 모서리 부분에 집중되어 국부적인 과열이 발생하는 문제가 있었다.However, even in the case of heating devices using RF energy, there was a problem that the radiated electric field was concentrated at the edges and corners, causing local overheating.
본 발명의 기술적 사상은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 복수의 3상 전극을 이용하여 전기장을 균일하게 방사함으로써 가열 대상물을 고르게 가열할 수 있는 RF 에너지를 이용한 가열 장치에 관한 것이다.The technical idea of the present invention is to solve the above problems, and the technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention relates to a heating device using RF energy capable of evenly heating a heating target object by uniformly radiating an electric field using a plurality of three-phase electrodes.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be solved by the technical idea of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 캐비티(cavity) 내부에 구비되어 일측에 가열 대상물이 배치되는 제1 전극; 상기 제1 전극과 이격 구비되어 가열 대상물에 전기장을 방사하는 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되어 RF 신호를 생성하는 RF 제너레이터;를 포함하며, 상기 제2 전극은, 서로 이격되어 구비되는 복수의 구성 전극으로 형성되는 것을 특징으로 하는, RF 에너지를 이용한 가열 장치를 개시한다.According to one embodiment of the present invention, a heating device using RF energy is disclosed, comprising: a first electrode provided inside a cavity and having a heating object placed on one side; a second electrode provided spaced apart from the first electrode and radiating an electric field to the heating object; and an RF generator electrically connected to the first electrode and the second electrode and generating an RF signal; wherein the second electrode is formed of a plurality of component electrodes provided spaced apart from each other.
이때, 복수의 상기 구성 전극은, 중심부에 위치하는 제1 구성 전극; 상기 제1 구성 전극과 중심을 공유하며, 상기 제1 구성 전극으로부터 이격 형성되는 제2 구성 전극; 및 상기 제1 구성 전극 및 상기 제2 구성 전극과 중심을 공유하며, 상기 제2 구성 전극으로부터 이격 형성되는 제3 구성 전극;을 포함할 수 있다.At this time, the plurality of component electrodes may include a first component electrode positioned at the center; a second component electrode sharing a center with the first component electrode and formed spaced apart from the first component electrode; and a third component electrode sharing a center with the first component electrode and the second component electrode and formed spaced apart from the second component electrode.
이때, 상기 제1 구성 전극은 원형으로 형성되고, 상기 제2 구성 전극은 상기 제1 구성 전극을 포함하도록 환형으로 형성되며, 상기 제3 구성 전극은 상기 제2 구성 전극을 포함하도록 환형으로 형성될 수 있다.At this time, the first component electrode may be formed in a circular shape, the second component electrode may be formed in an annular shape to include the first component electrode, and the third component electrode may be formed in an annular shape to include the second component electrode.
이때, 상기 제2 구성 전극의 폭은 상기 제3 구성 전극의 폭에 비해 넓게 형성될 수 있다.At this time, the width of the second component electrode can be formed wider than the width of the third component electrode.
또한, 상기 제1 구성 전극과 상기 제2 구성 전극 사이에는 제1 간격이 형성되고, 상기 제2 구성 전극과 상기 제3 구성 전극 사이에는 제2 간격이 형성되며, 상기 제2 간격은 상기 제1 간격에 비해 넓게 형성될 수 있다.Additionally, a first gap is formed between the first component electrode and the second component electrode, a second gap is formed between the second component electrode and the third component electrode, and the second gap can be formed to be wider than the first gap.
한편, 상기 제1 구성 전극, 상기 제2 구성 전극, 상기 제3 구성 전극에 가해지는 위상값은 최소한 1개는 상이하게 형성될 수 있다.Meanwhile, at least one phase value applied to the first component electrode, the second component electrode, and the third component electrode can be formed differently.
또한, 상기 제1 구성 전극, 상기 제2 구성 전극, 상기 제3 구성 전극에 가해지는 진폭값은 최소한 1개는 상이하게 형성될 수 있다.Additionally, at least one of the amplitude values applied to the first component electrode, the second component electrode, and the third component electrode can be formed differently.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 의하면, 복수의 3상 전극을 이용하여 전기장을 균일하게 방사함으로써 가열 대상물을 고르게 가열할 수 있는 효과가 있다.According to embodiments of the technical idea of the present invention, there is an effect of evenly heating an object to be heated by uniformly radiating an electric field using a plurality of three-phase electrodes.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들이 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained by the embodiments according to the technical idea of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects that are not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the description below.
본 발명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 종래의 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 제2 전극을 설명하기 위한 참고도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 효과를 설명하기 위한 참고도이다.
도 6은 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 복수의 제2 전극의 위상을 변경함에 따라 가열 대상물의 가열 효과를 설명하기 위한 참고도이다.
도 7은 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 복수의 제2 전극의 진폭값을 변경함에 따라 가열 대상물의 가열 효과를 설명하기 위한 참고도이다.In order to more fully understand the drawings cited in the present invention, a brief description of each drawing is provided.
Figure 1 is a schematic diagram of a conventional heating device using RF energy.
Figure 2 is a schematic diagram illustrating a heating device using RF energy according to the present invention.
FIG. 3 is a reference diagram for explaining the second electrode of a heating device using RF energy according to the present invention.
FIG. 4 and FIG. 5 are reference diagrams for explaining the effect of a heating device using RF energy according to the present invention.
FIG. 6 is a reference diagram for explaining the heating effect of a heating object by changing the phase of a plurality of second electrodes of a heating device using RF energy according to the present invention.
FIG. 7 is a reference diagram for explaining the heating effect of a heating object by changing the amplitude value of a plurality of second electrodes of a heating device using RF energy according to the present invention.
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The technical idea of the present invention can have various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail through detailed description. However, this is not intended to limit the technical idea of the present invention to specific embodiments, and it should be understood that it includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the scope of the technical idea of the present invention.
본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 기술적 사상의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In explaining the technical idea of the present invention, if it is judged that a detailed description of related known technology may unnecessarily obscure the gist of the technical idea of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the numbers (e.g., first, second, etc.) used in the description of this specification are merely identifiers for distinguishing one component from another.
또한, 본 발명에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. In addition, when it is mentioned in the present invention that a component is "connected" or "connected" to another component, it should be understood that it may be directly connected or connected to that other component, but that there may be other components in between. On the other hand, when it is mentioned that a component is "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there are no other components in between. Expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "directly between" or "adjacent to" and "directly adjacent to", should also be interpreted in the same way.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어를 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing specific embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. It should be understood that the terms "comprises" or "has" as used herein are intended to specify the presence of a described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, but do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries, such as those defined in common usage, should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning they have in the context of the relevant art, and shall not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless expressly defined herein.
그리고, 본 발명에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.In addition, it should be clarified that the division of components in the present invention is only a division based on the main function of each component. In other words, two or more components to be described below may be combined into one component, or one component may be divided into two or more components based on more detailed functions. In addition to its own main function, each component to be described below may additionally perform some or all of the functions performed by other components, and it goes without saying that some of the main functions of each component may be performed exclusively by other components.
이하, 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부한 도면을 참조하여 설명함에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.Hereinafter, a heating device using RF energy according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In describing with reference to the attached drawings, identical or corresponding components are given the same drawing reference numerals and redundant descriptions thereof will be omitted. Hereinafter, embodiments according to the technical idea of the present invention will be described in detail one by one.
도 2는 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치를 설명하기 위한 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 제2 전극(30)을 설명하기 위한 참고도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 효과를 설명하기 위한 참고도이다. 이하에서는 도 2 내지 5를 참고하여 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치를 설명한다.FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a heating device using RF energy according to the present invention, FIG. 3 is a reference diagram for explaining a second electrode (30) of a heating device using RF energy according to the present invention, and FIGS. 4 and 5 are reference diagrams for explaining the effect of a heating device using RF energy according to the present invention. Hereinafter, a heating device using RF energy according to the present invention will be explained with reference to FIGS. 2 to 5.
RF 에너지를 이용한 가열 장치는, 내부 공간인 캐비티가 형성된 하우징 및 하우징을 개폐하기 위한 도어가 형성되며, 캐비티 내부에 음식 등의 가열 대상물(70)을 위치시켜, RF 에너지를 이용하여 가열 대상물(70)을 가열한다.A heating device using RF energy is formed with a housing having a cavity as an internal space and a door for opening and closing the housing, and a heating target (70), such as food, is positioned inside the cavity and heats the heating target (70) using RF energy.
본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치는, 제1 전극(10), 제2 전극(30) 및 RF 제너레이터(50)를 포함한다.A heating device using RF energy according to the present invention includes a first electrode (10), a second electrode (30), and an RF generator (50).
제1 전극(10)은 캐비티 내부에 구비되어 일측에 가열 대상물(70)이 배치될 수 있다.The first electrode (10) is provided inside the cavity, and a heating target (70) can be placed on one side.
제1 전극(10)은 전도성 플레이트이며, 캐비티 내부에 구비될 수 있다. 다만, 제1 전극(10)은 가열 대상물(70)이 위치할 수 있으면 캐비티 뿐 아니라 하우징의 내벽 등 다양한 공간에 위치할 수 있다.The first electrode (10) is a conductive plate and may be provided inside the cavity. However, the first electrode (10) may be located in various spaces, such as the inner wall of the housing as well as the cavity, as long as the heating target (70) can be located.
제2 전극(30)은 제1 전극(10)과 동일한 전도성 플레이트이며, 제1 전극(10)과 이격되어 구비될 수 있다. 이때, 제1 전극(10)과 제2 전극(30)은 구리 재질로 형성될 수 있다. 제2 전극(30)은 캐비티 내부 뿐 아니라 하우징의 내벽 등 다양한 공간에 위치할 수 있으며, 이때, 제1 전극(10)은 캐비티의 하측에 제2 전극(30)은 제1 전극(10)과 이격되어 캐비티의 상측에 위치할 수 있다.The second electrode (30) is a conductive plate identical to the first electrode (10), and may be provided spaced apart from the first electrode (10). At this time, the first electrode (10) and the second electrode (30) may be formed of copper material. The second electrode (30) may be located in various spaces, such as not only the inside of the cavity but also the inner wall of the housing. At this time, the first electrode (10) may be located on the lower side of the cavity, and the second electrode (30) may be located spaced apart from the first electrode (10) on the upper side of the cavity.
가열 대상물(70)은 제1 전극(10)과 제2 전극(30) 사이에 배치되면, 제1 전극(10)의 상측에 위치한다.When the heating target (70) is placed between the first electrode (10) and the second electrode (30), it is located above the first electrode (10).
RF 제너레이터(50)는 제1 전극(10) 및 제2 전극(30)과 전기적으로 연결되어 RF 신호를 생성한다. 구체적으로, RF 제너레이터(50)는 제2 전극(30)에 RF 신호를 생성하여 공급하며, 제2 전극(30)을 통해 전기장이 제1 전극(10)을 향해 하우징의 내부 공간인 캐비티로 방사된다. 캐비티 상으로 방사되는 전기장에 의해 가열 대상물(70)의 열 에너지를 증가시키고, 이에 따라 가열 대상물(70)이 가열되는 것이다.The RF generator (50) is electrically connected to the first electrode (10) and the second electrode (30) to generate an RF signal. Specifically, the RF generator (50) generates and supplies an RF signal to the second electrode (30), and an electric field is radiated toward the first electrode (10) through the second electrode (30) into a cavity, which is an internal space of the housing. The thermal energy of the heating target (70) is increased by the electric field radiated onto the cavity, and thus the heating target (70) is heated.
이때 제1 전극(10)은 접지될 수 있다.At this time, the first electrode (10) can be grounded.
한편, 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 제2 전극(30)은 서로 이격되는 복수의 구성 전극으로 형성될 수 있다.Meanwhile, the second electrode (30) of the heating device using RF energy according to the present invention may be formed of a plurality of component electrodes spaced apart from each other.
구체적으로, 도 3을 참고하면, 복수의 구성 전극은 제1 구성 전극(31), 제2 구성 전극(33) 및 제3 전극을 포함할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 3, the plurality of component electrodes may include a first component electrode (31), a second component electrode (33), and a third electrode.
제1 구성 전극(31)은 전도성 플레이트로 형성되며, 중심부에 위치할 수 있다. 이때, 제1 전극(10)은 평면이 사각형 형상으로 형성되며, 중심부는 제1 전극(10)의 중심일 수 있다. 이때, 제1 구성 전극(31)은 원형으로 형성될 수 있다.The first component electrode (31) is formed as a conductive plate and may be located at the center. At this time, the first electrode (10) is formed in a square shape on a plane, and the center may be the center of the first electrode (10). At this time, the first component electrode (31) may be formed in a circular shape.
제2 구성 전극(33)은 전도성 플레이트로 형성되며, 제1 구성 전극(31)과 중심을 공유하며, 제1 구성 전극(31)으로부터 이격 형성될 수 있다. 이때, 제2 구성 전극(33)은 제1 구성 전극(31)을 포함하도록 환형으로 형성될 수 있다.The second component electrode (33) is formed as a conductive plate, shares a center with the first component electrode (31), and can be formed spaced apart from the first component electrode (31). At this time, the second component electrode (33) can be formed in an annular shape to include the first component electrode (31).
제3 구성 전극(35)은 전도성 플레이트로 형성되며, 제2 구성 전극(33)과 중심을 공유하며, 제2 구성 전극(33)으로부터 이격 형성될 수 있다. 이때, 제3 구성 전극(35)은 제2 구성 전극(33)을 포함하도록 환형으로 형성될 수 있다.The third component electrode (35) is formed as a conductive plate, shares a center with the second component electrode (33), and can be formed spaced apart from the second component electrode (33). At this time, the third component electrode (35) can be formed in an annular shape to include the second component electrode (33).
본 발명에 따르면, RF 제너레이터(50)를 통해 RF 신호가 인가되는 제2 전극(30)을 복수의 구성 전극으로 형성하고, 복수의 구성 전극에 인가되는 RF 신호를 제어하여 캐비티 내부에 전기장이 균일하게 방사되도록 함으로써 국부적인 가열 없이 가열 대상물(70)을 고르게 가열하는 것이다(도 2 참고).According to the present invention, a second electrode (30) to which an RF signal is applied through an RF generator (50) is formed by a plurality of constituent electrodes, and an RF signal applied to the plurality of constituent electrodes is controlled so that an electric field is uniformly radiated inside a cavity, thereby evenly heating a heating target (70) without local heating (see FIG. 2).
한편, 도 3을 참고하면, 제2 구성 전극(33)의 폭(D1)은 제3 구성 전극(35)의 폭(D2)에 비해 넓게 형성될 수 있다. 종래의 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 경우 전극에 의해 방사되는 전기장이 가장자리부와 모서리 부분에 집중되어 국부적인 과열이 발생할 수 있으므로, 중간에 위치하는 제2 구성 전극(33)의 폭(D1)을 제3 구성 전극(35)의 폭(D2) 보다 상대적으로 넓게 형성함으로써 중앙부에 방사되는 자기장의 세기를 가장자리부와 모서리 부분에 방사되는 자기장의 세기에 비해 상대적으로 크게 하여 가열 대상물(70)의 국부적 가열 현상을 해소하는 것이다.Meanwhile, referring to FIG. 3, the width (D1) of the second component electrode (33) may be formed wider than the width (D2) of the third component electrode (35). In the case of a conventional heating device using RF energy, the electric field radiated by the electrode is concentrated at the edges and corners, which may cause local overheating. Therefore, by forming the width (D1) of the second component electrode (33) located in the middle to be relatively wider than the width (D2) of the third component electrode (35), the intensity of the magnetic field radiated at the center is made relatively larger than the intensity of the magnetic field radiated at the edges and corners, thereby resolving the local heating phenomenon of the heating target object (70).
이때, 제1 구성 전극(31)의 반경은 30mm, 제2 구성 전극(33)의 폭은 67mm, 제3 구성 전극(35)의 폭은 39.5mm일 수 있다.At this time, the radius of the first component electrode (31) may be 30 mm, the width of the second component electrode (33) may be 67 mm, and the width of the third component electrode (35) may be 39.5 mm.
또한, 제1 구성 전극(31)과 제2 구성 전극(33) 사이에는 제1 간격이 형성되고, 제2 구성 전극(33)과 제3 구성 전극(35) 사이에는 제2 간격이 형성될 수 있으며, 제1 구성 전극(31), 제2 구성 전극(33) 및 제3 구성 전극(35) 간의 전기적 결합을 고려하여 제2 간격은 제1 간격에 비해 넓게 형성될 수 있다.In addition, a first gap may be formed between the first component electrode (31) and the second component electrode (33), and a second gap may be formed between the second component electrode (33) and the third component electrode (35). In consideration of electrical coupling between the first component electrode (31), the second component electrode (33), and the third component electrode (35), the second gap may be formed wider than the first gap.
이때, 제1 구성 전극(31)과 제2 구성 전극(33) 사이에는 제1 간격은 6mm, 제2 구성 전극(33)과 제3 구성 전극(35) 사이에는 제2 간격은 15mm로 형성될 수 있다. At this time, a first gap between the first component electrode (31) and the second component electrode (33) can be formed as 6 mm, and a second gap between the second component electrode (33) and the third component electrode (35) can be formed as 15 mm.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 효과를 설명하기 위한 참고도로서, 이하에서는 도 4 및 도 5를 참고하여, 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 가열 효과를 설명하기로 한다.FIGS. 4 and 5 are reference diagrams for explaining the effect of a heating device using RF energy according to the present invention. Hereinafter, the heating effect of a heating device using RF energy according to the present invention will be explained with reference to FIGS. 4 and 5.
먼저, 제1 전극(10)은 접지로 설정하고, 제2 전극(30)은 27.12MHz의 주파수에서 1000V의 전압을 인가하여 전기장을 발생시켜, 캐비티에 전기장을 방사한다.First, the first electrode (10) is set to ground, and a voltage of 1000 V at a frequency of 27.12 MHz is applied to the second electrode (30) to generate an electric field, thereby radiating the electric field to the cavity.
생성된 전기장의 세기는 아래 식 (1)에 의해 정의될 수 있다.The intensity of the generated electric field can be defined by the following equation (1).
여기서 σ는 물질의 전기 전도도이고, 은 공기 유전상수, i= 1은 유전 물질의 비유전율이고, V는 E = ∇V에 의해 전기장과 관련된 전위이다.Here, σ is the electrical conductivity of the material, is the dielectric constant of air, i= 1 is the relative permittivity of the dielectric material, and V is the potential related to the electric field by E = ∇V.
도 4를 참고하면, 가열 대상물(70)에 방사되는 전기장의 세기를 측정하기 위해, 가열 대상물(70)의 평면을 중심을 원점으로 하는 가상의 x축 및 y축을 설정하고, 그중 어느 한사분면(본 실시예의 경우 4사분면)에 16개의 측정 포인트(mearurement points)를 설정하였다. 이때 16개의 측정 포인트는 일정 간격으로 서로 이격되어 설정될 수 있다.Referring to Fig. 4, in order to measure the intensity of the electric field radiated to the heating target (70), a virtual x-axis and y-axis are set with the plane of the heating target (70) as the center as the origin, and 16 measurement points are set in one quadrant (quadrant 4 in this embodiment). At this time, the 16 measurement points can be set at regular intervals from each other.
그리고, 16개의 측정 포인트에서의 자기장의 세기를 측정하였다.And, the strength of the magnetic field was measured at 16 measurement points.
도 5의 (a)는 종래 기술에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 제2 전극(30)(도면부호 삭제)이 직사각형이며 제2 전극(30)(도면부호 삭제)에 단상 전압이 인가되는 단상 전극인 경우 가열 대상물(70)에 가해지는 전계 분포를 분석하기 위해 16개의 측정 포인트에서 측정된 자기장의 세기를 정리한 도표이며, 도 5의 (b)는 본 발명에 따른 제2 전극(30)이 제1 구성 전극(31), 제2 구성 전극(33), 제3 구성 전극(35)으로 이루어지는 복수의 전극이며 각각의 구성 전극에 3상 전압이 인가되는 3상 전극인 경우 가열 대상물(70)에 가해지는 전계 분포를 분석하기 위해 16개의 측정 포인트에서 측정된 자기장의 세기를 정리한 도표이다.FIG. 5 (a) is a diagram showing the intensity of a magnetic field measured at 16 measurement points in order to analyze the electric field distribution applied to a heating object (70) when the second electrode (30) (drawing symbol deleted) of a heating device using RF energy according to a prior art is a single-phase electrode having a rectangular shape and to which a single-phase voltage is applied to the second electrode (30) (drawing symbol deleted), and FIG. 5 (b) is a diagram showing the intensity of a magnetic field measured at 16 measurement points in order to analyze the electric field distribution applied to a heating object (70) when the second electrode (30) according to the present invention is a three-phase electrode comprising a plurality of electrodes including a first component electrode (31), a second component electrode (33), and a third component electrode (35), and to which a three-phase voltage is applied to each of the component electrodes.
이때, 종래 기술에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 제2 전극(30)(도면부호 삭제)과 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 제2 전극(30)에 RF 제너레이터(50)에 의해 가해지는 전압은 27.12MHz의 주파수에서 1000V로 동일하며, 제1 구성 전극(31)은 45°, 제2 구성 전극(33)은 90°, 제3 구성 전극(35)은 0°의 위상차를 두어 RF 신호를 인가한다.At this time, the voltage applied by the RF generator (50) to the second electrode (30) (drawing symbol deleted) of the heating device using RF energy according to the prior art and the second electrode (30) of the heating device using RF energy according to the present invention is the same as 1000 V at a frequency of 27.12 MHz, and the RF signal is applied with a phase difference of 45° to the first component electrode (31), 90° to the second component electrode (33), and 0° to the third component electrode (35).
도 5 (a) 및 도 5 (b)의 결과를 비교하면, 종래 기술에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 전기장의 세기는 최소 1.0과 최대 1.39로 차이 0.39를 나타내어 가장자리부와 모서리 부분에 국부적 가열에 따른 가열 정도가 크게 차이가 나는 것으로 나타났으며(도 5 (a) 참고), 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 전기장의 세기는 최소 1.0과 최대 1.11로 차이 0.11을 나타내어 모든 측정 포인트에서 유사한 전기장 세기를 달성하여 국부적 가열 없이 균등한 가열이 가능한 것으로 나타났다(도 5 (b) 참고).Comparing the results of FIGS. 5 (a) and 5 (b), the electric field intensity of the heating device using RF energy according to the prior art showed a difference of 0.39 with a minimum of 1.0 and a maximum of 1.39, indicating that there was a large difference in the degree of heating due to local heating at the edges and corners (see FIG. 5 (a)), while the electric field intensity of the heating device using RF energy according to the present invention showed a difference of 0.11 with a minimum of 1.0 and a maximum of 1.11, indicating that similar electric field intensity was achieved at all measurement points, indicating that uniform heating was possible without local heating (see FIG. 5 (b)).
이와 같이 본 발명에 따르면, 제2 전극(30)의 의해 캐비티 내로 방사되는 자기장 중 가장자리부와 모서리의 전계 강도를 줄여 모든 영역에서의 전계 강도를 균일하게 함으로써 국부적 가열 없이 가열 대상물(70)을 고르게 가열하여 가열 균일성을 달성할 수 있는 효과가 있습니다.In this way, according to the present invention, the field intensity at the edge and corner of the magnetic field radiated into the cavity by the second electrode (30) is reduced to make the field intensity uniform in all areas, thereby evenly heating the heating target (70) without local heating, thereby achieving heating uniformity.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 복수의 제2 전극(30)의 위상을 변경함에 따라 가열 대상물(70)의 가열 효과를 설명하기 위한 참고도로서, 도 6을 참고하면, 제1 구성 전극(31), 제2 구성 전극(33), 제3 구성 전극(35)에 가해지는 위상값은 최소한 1개는 상이하게 형성될 수 있다.Meanwhile, FIG. 6 is a reference diagram for explaining the heating effect of a heating target (70) by changing the phase of a plurality of second electrodes (30) of a heating device using RF energy according to the present invention. Referring to FIG. 6, at least one phase value applied to the first component electrode (31), the second component electrode (33), and the third component electrode (35) can be formed to be different.
도 6 (a)는 제1 구성 전극(31)의 위상이 변했을 때 16개의 측정 포인트의 전기장 분포를 도시한 것으로, 제1 구성 전극(31)의 위상은 0°에서 60°까지 30°의 위상차를 두면서 변화시키면서, 제2 구성 전극(33)과 제3 구성 전극(35)은 90°의 고정 위상을 유지하였다. 제1 구성 전극(31)의 위상이 증가함에 따라 전기장이 측정 포인트의 중앙부에서 상단으로 점차 확장되어 전기장 세기가 변화하였다. 또한, 제1 구성 전극(31)의 위상이 0°에서 60°로 변할 때 외곽에 위치하는 측정 포인트의 전기장 세기는 16,037V/m에서 16,611V/m으로 574V/m 증가했고, 모서리에 위치하는 측정 포인트의 전기장의 세기는 19,357V/m에서 312V/m 증가했다. 전계 강도는 가장자리부와 모서리부에 위치하는 측정 포인트에서 약간 증가한 반면, 중앙부에 위치하는 측정 포인트는 10,909V/m에서 14,804V/m로 3,895V/m 증가하여 가장자리부에 위치하는 측정 포인트의 전기장의 세기인 16,611V/m에 근접하였다. 이로 인해 전기장 분포 균일성은 제1 구성 전극(31)의 위상이 0°일때 56.36%에서 60°일때 71.61%로 15.25% 향상되었음을 확인할 수 있다.FIG. 6 (a) illustrates the electric field distribution of 16 measuring points when the phase of the first component electrode (31) changes. The phase of the first component electrode (31) is changed from 0° to 60° with a phase difference of 30°, while the second component electrode (33) and the third component electrode (35) maintain a fixed phase of 90°. As the phase of the first component electrode (31) increases, the electric field gradually expands from the center to the top of the measuring points, thereby changing the electric field intensity. In addition, when the phase of the first component electrode (31) changes from 0° to 60°, the electric field intensity of the measuring points located at the outskirts increased by 574 V/m from 16,037 V/m to 16,611 V/m, and the electric field intensity of the measuring points located at the corners increased by 312 V/m from 19,357 V/m. The electric field intensity slightly increased at the measurement points located at the edges and corners, while that at the measurement point located at the center increased by 3,895 V/m from 10,909 V/m to 14,804 V/m, approaching the electric field intensity of 16,611 V/m at the measurement point located at the edges. As a result, it can be confirmed that the electric field distribution uniformity improved by 15.25%, from 56.36% when the phase of the first component electrode (31) was 0° to 71.61% when it was 60°.
이때, 전기장 분포 균일성(EDUI)은 아래 식 (2)에 의해 정의될 수 있다.At this time, the electric field distribution uniformity (EDUI) can be defined by the following equation (2).
이때, 는 측정된 최대 전기장의 세기이고 는 측정된 최소 전기장의 세기이며, 전기장 분포 균일성(EDUI) 값이 높을수록 가열 균일성이 높은 것을 의미한다.At this time, is the maximum electric field strength measured, is the minimum electric field strength measured, and a higher electric field distribution uniformity (EDUI) value indicates higher heating uniformity.
도 6 (b)는 제2 구성 전극(33)의 위상이 변했을 때 16개의 측정 포인트의 전기장 분포를 도시한 것으로, 제2 구성 전극(33)의 위상은 30°에서 60°까지 30°의 위상차를 두면서 변화시키면서, 제1 구성 전극(31)과 제3 구성 전극(35)은 0°의 고정 위상을 유지하였다. 제2 구성 전극(33)의 위상이 증가함에 따라 전기장이 제2 구성 전극(33)에 더 집중되어 가장자리부와 모서리에 위치하는 측정 포인트에 가해지는 과도한 전기장이 감소하였다. 제2 구성 전극(33)의 위상을 30°에서 60°로 변화시키면 가장자리부에 위치하는 측정 포인트의 전기장의 세기가 16,667V/m에서 15,225V/m로 1,442V/m 감소하고, 모서리부에 위치하는 측정 포인트의 전기장의 세기는 19,042V/m에서 17,084V/m로 1,958V/m 감소했다. 또한 중앙부에 위치하는 측정 포인트의 전기장 세기도 14,057V/m에서 12,710V/m로 1,347V/m 감소했다.Fig. 6 (b) illustrates the electric field distribution of 16 measurement points when the phase of the second component electrode (33) is changed. The phase of the second component electrode (33) is changed from 30° to 60° with a phase difference of 30°, while the first component electrode (31) and the third component electrode (35) maintain a fixed phase of 0°. As the phase of the second component electrode (33) increases, the electric field is more concentrated on the second component electrode (33), and the excessive electric field applied to the measurement points located at the edges and corners is reduced. When the phase of the second configuration electrode (33) was changed from 30° to 60°, the electric field intensity of the measurement point located at the edge decreased by 1,442 V/m from 16,667 V/m to 15,225 V/m, and the electric field intensity of the measurement point located at the corner decreased by 1,958 V/m from 19,042 V/m to 17,084 V/m. In addition, the electric field intensity of the measurement point located at the center also decreased by 1,347 V/m from 14,057 V/m to 12,710 V/m.
제2 전극(30)에서 방사되는 전기장의 높은 전계 균일성을 얻으려면 중앙부의 전계 강도가 가장자리부나 모서리부의 전계 강도와 유사해야 한다. 제1 구성 전극(31)과 제2 구성 전극(33)의 위상을 각각 60°와 30°로 조정하면 중앙부의 전기장의 세기가 12,710V/m에서 13,839V/m으로 증가하고 가장자리부에서는 15,514V/m에 더 가까워졌다. 전기장 분포 균일성의 경우에는 제2 구성 전극(33)이 각각 30°와 60°인 경우 73.82%와 74.40%로 큰 차이가 없는 것으로 나타났으나, 제2 구성 전극(33)의 위상이 60°이고 제1 구성 전극(31)의 위상이 30°로 변할 때 전기장 분포 균일성 80.75%까지 증가하여, 제2 구성 전극(33)과 제1 구성 전극(31)의 위상을 동시에 변화시킴으로써 가장자리부와 모서리부에 위치하는 측정 포인트의 전기장이 약해지고, 중앙부에 위치하는 측정 포인트에 전기장이 집중되었음을 확인할 수 있다.In order to obtain high field uniformity of the electric field radiated from the second electrode (30), the electric field intensity in the central portion should be similar to the electric field intensity in the edge or corner portion. When the phases of the first component electrode (31) and the second component electrode (33) were adjusted to 60° and 30°, respectively, the electric field intensity in the central portion increased from 12,710 V/m to 13,839 V/m, and became closer to 15,514 V/m at the edge portion. In the case of the uniformity of the electric field distribution, there was no significant difference at 73.82% and 74.40% when the second component electrode (33) was 30° and 60°, respectively, but when the phase of the second component electrode (33) was 60° and the phase of the first component electrode (31) was changed to 30°, the uniformity of the electric field distribution increased to 80.75%, and it could be confirmed that by changing the phases of the second component electrode (33) and the first component electrode (31) simultaneously, the electric fields of the measurement points located at the edges and corners were weakened and the electric fields were concentrated at the measurement points located at the center.
도 6 (c)는 제3 구성 전극(35)의 위상이 변했을 때 16개의 측정 포인트의 전기장 분포를 도시한 것으로, 제3 구성 전극(35)의 위상은 60°에서 0°까지 30°의 위상차를 두면서 변화시키면서, 제1 구성 전극(31)과 제2 구성 전극(33)은 90°의 고정 위상을 유지하였다. 제3 구성 전극(35)의 위상이 감소함에 따라 제3 구성 전극(35) 주변의 전기장이 더 집중되는 것으로 나타났으며, 제3 구성 전극(35)의 위상이 60°에서 0°로 변할 때 가장자리부에 위치하는 측정 포인트의 전기장의 세기는 16,740V/m에서 15,521V/m로 1,219V/m 감소했고, 중앙부에 위치하는 측정 포인트의 전기장은 14,425V/m에서 273V/m 감소하는 것으로 나타났다. 반면 모서리부에 위치하는 측정 포인트의 전기장은 19,044V/m에서 15,155V/m로 3,889V/m만큼 크게 감소하여 가장자리부에 위치하는 측정 포인트의 전기장의 세기가 중앙부에 위치하는 측정 포인트의 전기장의 세기에 근접하였다. 전기장의 세기가 가장 큰 코너부의 전기장 분포 균일성을 감소시킨 결과, 전기장 분포 균일성는 60° 위상에서 75.75%에서 0° 위상에서 88.78%로 13.03% 증가하였다.FIG. 6 (c) illustrates the electric field distribution of 16 measuring points when the phase of the third component electrode (35) changes. The phase of the third component electrode (35) is changed from 60° to 0° with a phase difference of 30°, while the first component electrode (31) and the second component electrode (33) maintain a fixed phase of 90°. As the phase of the third component electrode (35) decreases, the electric field around the third component electrode (35) appears to become more concentrated, and when the phase of the third component electrode (35) changes from 60° to 0°, the electric field strength of the measuring points located at the edge decreases by 1,219 V/m from 16,740 V/m to 15,521 V/m, and the electric field of the measuring points located at the center decreases by 273 V/m from 14,425 V/m. On the other hand, the electric field at the measurement point located at the corner significantly decreased by 3,889 V/m, from 19,044 V/m to 15,155 V/m, so that the electric field intensity at the edge became close to that at the center. As a result of reducing the electric field distribution uniformity at the corner where the electric field intensity is the largest, the electric field distribution uniformity increased by 13.03%, from 75.75% at 60° phase to 88.78% at 0° phase.
한편, 도 7은 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치의 복수의 제2 전극(30)의 진폭값을 변경함에 따라 가열 대상물(70)의 가열 효과를 설명하기 위한 참고도로서, 도 7을 참고하면, 제1 구성 전극(31), 제2 구성 전극(33), 제3 구성 전극(35)에 가해지는 진폭값은 최소한 1개는 상이하게 형성될 수 있다.Meanwhile, FIG. 7 is a reference diagram for explaining the heating effect of a heating target (70) by changing the amplitude values of a plurality of second electrodes (30) of a heating device using RF energy according to the present invention. Referring to FIG. 7, at least one amplitude value applied to the first component electrode (31), the second component electrode (33), and the third component electrode (35) can be formed to be different.
도 7 (a)는 제1 구성 전극(31)의 진폭 변화에 따른 전기장 분포를 도시한 것으로, 제1 구성 전극(31)의 진폭은 800V에서 1600V까지 400V 간격으로 변화시키면서, 제2 구성 전극(33)과 제3 구성 전극(35)은 900V의 고정 진폭을 유지하였다. 제1 구성 전극(31)의 진폭이 증가하면 전계 강도가 높아지므로 전계가 더 집중되었으며, 제1 구성 전극(31)의 진폭이 800V에서 1600V로 변할 때 가장자리부와 모서리부에 위치하는 측정 포인트에서 전기장의 세기가 증가했다. 구체적으로 전기장의 세기는 가장자리부에 위치하는 측정 포인트에서 13,732V/m에서 14,669V/m로, 코너부에 위치하는 측정 포인트에서 15,772V/m에서 16,064V/m로 증가했다. 가장자리부에 위치하는 측정 포인트에서 937V/m, 모서리에 위치하는 측정 포인트에서 292V/m의 증가를 나타냈으며 중앙부에 위치하는 측정 포인트에서는 더 큰 변화가 있는 것을 확인할 수 있었다. 구체적으로, 중앙부에 위치하는 측정 포인트에서의 전계 강도는 800V에서 11,615V/m에서 1600V에서 15,349V/m로 3,734V/m 증가하였다. 제1 구성 전극(31)의 진폭을 800V에서 1600V로 변경한 경우 전기장 분포 균일성은 73.64%에서 84.26%로 10.62% 향상되었다.FIG. 7 (a) illustrates the electric field distribution according to the amplitude change of the first component electrode (31). The amplitude of the first component electrode (31) was changed from 800 V to 1600 V in intervals of 400 V, while the second component electrode (33) and the third component electrode (35) were maintained at a fixed amplitude of 900 V. As the amplitude of the first component electrode (31) increased, the electric field intensity increased, so the electric field became more concentrated, and when the amplitude of the first component electrode (31) changed from 800 V to 1600 V, the intensity of the electric field increased at the measurement points located at the edge and the corner. Specifically, the intensity of the electric field increased from 13,732 V/m to 14,669 V/m at the measurement point located at the edge, and from 15,772 V/m to 16,064 V/m at the measurement point located at the corner. The measurement points located at the edge showed an increase of 937 V/m, the measurement points located at the corners showed an increase of 292 V/m, and the measurement points located at the center showed a greater change. Specifically, the electric field intensity at the measurement point located at the center increased by 3,734 V/m, from 11,615 V/m at 800 V to 15,349 V/m at 1600 V. When the amplitude of the first configuration electrode (31) was changed from 800 V to 1600 V, the electric field distribution uniformity improved by 10.62%, from 73.64% to 84.26%.
도 7 (b)는 제2 구성 전극(33)의 진폭 변화에 따른 전기장 분포를 도시한 것으로, 제2 구성 전극(33)의 진폭은 900V와 700V로 변화시켰으며, 제1 구성 전극(31)과 제3 구성 전극(35)은 900V의 고정 진폭을 유지하였다. 제2 구성 전극(33)의 진폭이 감소함에 따라 전극에서 발생하는 전계 세기도 감소하여 영향을 미쳤으며, 제2 구성 전극(33)의 진폭이 900V에서 700V로 감소함에 따라 가장자리부에 위치하는 측정 포인트의 전기장의 세기는 15,448V/m에서 13,073V/m으로 감소하고, 모서리부에 위치하는 측정 포인트에서의 전기장의 세기는 17,743V/m에서 15,644V/m로 감소하였다. 중앙부에 위치하는 측정 포인트의 전기장의 세기는 13,067V/m에서 11,254V/m로 감소했다. 제1 구성 전극(31)의 진폭을 1400V로, 제2 구성 전극(33)의 진폭을 700V로 조정하여 가장자리부와 모서리부에서 유사한 전계 강도를 달성하여 전기장 분포 균일성을 향상시켰다. Fig. 7 (b) illustrates the electric field distribution according to the amplitude change of the second component electrode (33). The amplitude of the second component electrode (33) was changed to 900 V and 700 V, and the first component electrode (31) and the third component electrode (35) were maintained at a fixed amplitude of 900 V. As the amplitude of the second component electrode (33) decreased, the electric field intensity generated from the electrode also decreased, which had an effect. As the amplitude of the second component electrode (33) decreased from 900 V to 700 V, the electric field intensity at the measurement point located at the edge decreased from 15,448 V/m to 13,073 V/m, and the electric field intensity at the measurement point located at the corner decreased from 17,743 V/m to 15,644 V/m. The electric field strength at the measurement point located in the center was reduced from 13,067 V/m to 11,254 V/m. The amplitude of the first component electrode (31) was adjusted to 1,400 V, and the amplitude of the second component electrode (33) was adjusted to 700 V to achieve similar electric field strength at the edge and corner, thereby improving the uniformity of the electric field distribution.
도 7 (c)는 제3 구성 전극(35)의 진폭 변화에 따른 전기장 분포를 도시한 것으로, 제3 구성 전극(35)의 진폭은 1000V에서 500V까지 변화시켰으며, 제1 구성 전극(31)과 제2 구성 전극(33)은 900V의 고정 진폭을 유지하였다. 제3 구성 전극(35)의 진폭이 감소하면 전극 사이의 전기장 면적이 더 작아지고 전기 전류가 더 낮아졌다. 제3 구성 전극(35)의 진폭을 1000V에서 500V로 변화시키면 가장자리부의 전기장의 세기가 15,860V/m에서 13,801V/m로 2,059V/m 감소했으며, 중앙부에 위치하는 측정 포인트에서의 전기장의 세기가 13,146V/m에서 12,750V/m로 396V/m 감소한것으로 나타났다. 특히, 코너부에 위치하는 측정 포인트에서의 전기장의 세기가 18,629V/m에서 14,204V/m으로 크게 감소하였다.FIG. 7 (c) illustrates the electric field distribution according to the change in the amplitude of the third component electrode (35). The amplitude of the third component electrode (35) was changed from 1000 V to 500 V, and the first component electrode (31) and the second component electrode (33) were maintained at a fixed amplitude of 900 V. When the amplitude of the third component electrode (35) decreased, the electric field area between the electrodes became smaller and the electric current became lower. When the amplitude of the third component electrode (35) was changed from 1000 V to 500 V, the electric field intensity at the edge decreased by 2059 V/m from 15,860 V/m to 13,801 V/m, and the electric field intensity at the measurement point located in the center decreased by 396 V/m from 13,146 V/m to 12,750 V/m. In particular, the electric field strength at the measurement point located at the corner significantly decreased from 18,629 V/m to 14,204 V/m.
제3 구성 전극(35)의 1000V에서 500V까지의 진폭 변화에 따라 전기장 분포 균일성은 70.57%에서 89.71%로 크게 증가되었다.As the amplitude of the third component electrode (35) changed from 1000 V to 500 V, the uniformity of the electric field distribution significantly increased from 70.57% to 89.71%.
이상으로 본 발명에 따른 RF 에너지를 이용한 가열 장치에 대한 바람직한 실시예들에 관하여 설명하였으며, 본 발명에 따르면, 복수의 3상 전극을 이용하여 전기장을 균일하게 방사함으로써 가열 대상물을 고르게 가열할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Thus far, preferred embodiments of a heating device using RF energy according to the present invention have been described. According to the present invention, by uniformly radiating an electric field using a plurality of three-phase electrodes, an effect of evenly heating an object to be heated can be obtained.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술 될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all respects and not restrictive, and the scope of the present invention will be indicated by the claims which follow rather than by the detailed description set forth above. And it should be construed that the meaning and scope of these claims, as well as all changes and modifications derived from the equivalent concept thereof, are included in the scope of the present invention.
10: 제1 전극
30: 제2 전극
31: 제1 구성 전극
33: 제2 구성 전극
35: 제3 구성 전극
50: RF 제너레이터
70: 가열 대상물
10: 1st electrode
30: Second electrode
31: First component electrode
33: Second component electrode
35: Third component electrode
50: RF Generator
70: Heating target
Claims (7)
상기 제1 전극과 이격 구비되어 가열 대상물에 전기장을 방사하는 제2 전극; 및
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되어 RF 신호를 생성하는 RF 제너레이터;를 포함하며,
상기 제2 전극은,
서로 이격되어 구비되는 복수의 구성 전극으로 형성되는 것을 특징으로 하는, RF 에너지를 이용한 가열 장치.
A first electrode provided inside a cavity and having a heating object placed on one side;
A second electrode provided spaced apart from the first electrode and radiating an electric field to the heating target; and
An RF generator electrically connected to the first electrode and the second electrode to generate an RF signal;
The second electrode is,
A heating device using RF energy, characterized in that it is formed by a plurality of component electrodes that are spaced apart from each other.
복수의 상기 구성 전극은,
중심부에 위치하는 제1 구성 전극;
상기 제1 구성 전극과 중심을 공유하며, 상기 제1 구성 전극으로부터 이격 형성되는 제2 구성 전극; 및
상기 제1 구성 전극 및 상기 제2 구성 전극과 중심을 공유하며, 상기 제2 구성 전극으로부터 이격 형성되는 제3 구성 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는, RF 에너지를 이용한 가열 장치.
In the first paragraph,
A plurality of the above-described constituent electrodes are,
A first component electrode located at the center;
A second component electrode sharing a center with the first component electrode and formed spaced apart from the first component electrode; and
A heating device using RF energy, characterized by including a third component electrode that shares a center with the first component electrode and the second component electrode and is formed spaced apart from the second component electrode.
상기 제1 구성 전극은 원형으로 형성되고,
상기 제2 구성 전극은 상기 제1 구성 전극을 포함하도록 환형으로 형성되며,
상기 제3 구성 전극은 상기 제2 구성 전극을 포함하도록 환형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, RF 에너지를 이용한 가열 장치.
In the second paragraph,
The above first component electrode is formed in a circular shape,
The second component electrode is formed in an annular shape to include the first component electrode,
A heating device using RF energy, characterized in that the third component electrode is formed in an annular shape to include the second component electrode.
상기 제2 구성 전극의 폭은 상기 제3 구성 전극의 폭에 비해 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는, RF 에너지를 이용한 가열 장치.
In the third paragraph,
A heating device using RF energy, characterized in that the width of the second component electrode is formed wider than the width of the third component electrode.
상기 제1 구성 전극과 상기 제2 구성 전극 사이에는 제1 간격이 형성되고, 상기 제2 구성 전극과 상기 제3 구성 전극 사이에는 제2 간격이 형성되며,
상기 제2 간격은 상기 제1 간격에 비해 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는, RF 에너지를 이용한 가열 장치.
In the third paragraph,
A first gap is formed between the first component electrode and the second component electrode, and a second gap is formed between the second component electrode and the third component electrode.
A heating device using RF energy, characterized in that the second gap is formed wider than the first gap.
상기 제1 구성 전극, 상기 제2 구성 전극, 상기 제3 구성 전극에 가해지는 위상값은 최소한 1개는 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는, RF 에너지를 이용한 가열 장치.
In the second paragraph,
A heating device using RF energy, characterized in that at least one phase value applied to the first component electrode, the second component electrode, and the third component electrode is formed differently.
상기 제1 구성 전극, 상기 제2 구성 전극, 상기 제3 구성 전극에 가해지는 진폭값은 최소한 1개는 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는, RF 에너지를 이용한 가열 장치.
In the second paragraph,
A heating device using RF energy, characterized in that at least one amplitude value applied to the first component electrode, the second component electrode, and the third component electrode is formed differently.
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Family Cites Families (5)
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| US6657173B2 (en) * | 1998-04-21 | 2003-12-02 | State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University | Variable frequency automated capacitive radio frequency (RF) dielectric heating system |
| US8299391B2 (en) * | 2008-07-30 | 2012-10-30 | Applied Materials, Inc. | Field enhanced inductively coupled plasma (Fe-ICP) reactor |
| CN106658792B (en) * | 2016-11-10 | 2019-11-01 | 西北农林科技大学 | A kind of improvement high-moisture percentage food and agricultural product radio frequency heating uniformity method |
| US11160145B2 (en) * | 2017-09-29 | 2021-10-26 | Nxp Usa, Inc. | Drawer apparatus for radio frequency heating and defrosting |
| KR102194868B1 (en) * | 2019-09-24 | 2020-12-23 | 대한민국 | Rf thawing apparatus and thawing method thereof |
-
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-
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Patent Citations (1)
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| KR20110084776A (en) | 2010-01-18 | 2011-07-26 | (주)넥손 | LED floodlight with improved heat dissipation |
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