전자레인지

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배경

마이크로파는 실제로 전자기파 스펙트럼의 한 부분으로, 공간을 통해 이동하는 에너지 형태로 구성되며 전기장과 자기장의 상호 작용에 의해 생성됩니다. 스펙트럼은 일반적으로 다양한 파장(또는 주파수)과 다양한 유형의 파동의 방출, 투과 및 흡수 거동에 의해 결정되는 하위 그룹으로 나뉩니다. 가장 긴 파장에서 가장 짧은 파장까지 스펙트럼에는 전기 및 전파, 마이크로파, 적외선(열) 복사, 가시광선, 자외선, X선, 감마선 및 전자기 우주선이 포함됩니다. 마이크로파의 주파수는 약 0.11~1.2인치(0.3~30센티미터)입니다.

마이크로파 자체는 통신 제품, 레이더 탐지기, 목재 경화 및 건조, 특정 질병의 치료와 같은 다양한 응용 분야에 사용됩니다. 그러나 그 특성 중 일부는 전자레인지 에너지를 단연코 가장 많이 사용하는 요리에 이상적입니다. 전자레인지는 플라스틱, 유리 및 종이 재료를 통과할 수 있습니다. 금속 표면은 그것들을 반사하고 음식(특히 액체)은 그것들을 흡수합니다. 기존의 오븐에 넣은 음식은 오븐에서 데워진 주변 공기를 천천히 흡수하기 때문에 외부에서 내부로 가열됩니다. 반면에 전자레인지는 모든 층에 동시에 침투하기 때문에 음식을 훨씬 더 빨리 가열합니다. 액체로 채워진 음식 조각이나 용기 내부에서 마이크로파는 분자를 흔들어 물질을 가열합니다.

음식을 조리하는 마이크로파 에너지의 능력은 제2차 세계 대전 중 군대용 레이더 진공관에 대한 연구를 수행했던 Dr. Percy Spencer에 의해 1940년대에 발견되었습니다. Spencer의 실험은 금속 인클로저에 국한되었을 때 고주파 전파가 음식에서 발견되는 것과 같은 특정 유형의 분자를 관통하여 여기시키는 것으로 나타났습니다. 음식을 요리할 수 있을 만큼 강력하지만, 전자레인지는 분자 또는 유전 구조를 바꾸거나 방사성 물질로 만들 만큼 강력하지 않습니다.

Spencer 박사가 이 연구를 수행하고 있던 회사인 Raytheon은 이 기술에 대한 특허를 얻었고 곧 많은 양의 음식을 조리할 수 있는 전자레인지를 개발했습니다. 제조 비용이 대부분의 소비자에게 너무 비싸게 만들었기 때문에 이러한 초기 오븐은 그들이 대표하는 $3,000 투자를 더 쉽게 감당할 수 있는 병원과 호텔에서 주로 사용되었습니다. 그러나 1970년대 후반에 이르러 많은 기업들이 가정용 전자레인지를 개발하게 되면서 가격이 하락하기 시작했습니다. 오늘날 전자레인지는 다양한 디자인과 편리한 기능을 갖춘 표준 가전 제품입니다. 디지털 타이머; 자동 프로그래밍 기능; 해동, 브라우닝, 데우기 등의 기능을 지원하는 조절 가능한 조리력 수준.

디자인

전자 레인지의 기본 디자인은 단순하며 대부분은 기본적으로 동일한 방식으로 작동합니다. 오븐의 다양한 전자 모터, 릴레이 및 제어 회로는 오븐 캐비티가 볼트로 고정되는 외부 케이싱에 있습니다. 전면 패널을 통해 사용자는 전자레인지를 프로그래밍할 수 있으며, 오븐 캐비티와 도어는 금속 성형 기술을 사용하여 만든 다음 전기 도금을 사용하여 페인트합니다. 전류는 페인트를 적용하는 데 사용됩니다.
마그네트론 튜브 서브어셈블리에는 몇 가지 중요한 부품이 포함되어 있습니다. 강력한 자석이 양극 주위에 배치되어 마이크로파가 생성될 자기장을 제공하고 열 보호 장치가 마그네트론에 직접 장착되어 튜브의 과열로 인한 손상을 방지합니다. 유리관으로 둘러싸인 안테나를 양극 위에 장착하고 튜브 안의 공기를 펌핑하여 진공을 만듭니다. 또한 마그네트론의 금속 핀을 냉각하는 데 사용되는 송풍기 모터가 튜브에 직접 부착되어 있습니다. 도어 프레임에는 요리하는 동안 요리사가 음식을 볼 수 있도록 작은 창이 있습니다.

강철 오븐 캐비티의 상단 근처에는 마이크로파를 생성하는 마그네트론(고주파 마이크로파 진동을 생성하는 전자 튜브)이 있습니다. 마이크로파는 금속 도파관을 통해 그리고 공동 상단 근처에 위치한 교반기 팬으로 유입됩니다. 팬은 전자레인지를 오븐 내에서 고르게 분배합니다. 제조업체는 균일한 요리 패턴을 달성하기 위해 전자레인지를 분배하는 방법을 다양합니다. 일부는 반대쪽 벽에 있는 이중 교반기 팬을 사용하여 전자레인지를 공동으로 보내는 반면, 다른 일부는 공동 바닥에 있는 입구 포트를 사용하여 전자레인지가 양쪽에서 모두 들어갈 수 있도록 합니다. 상단과 하단. 또한 많은 오븐은 턴테이블에서 음식을 회전시킵니다.

원자재

전자레인지의 덮개 또는 외부 케이스는 일반적으로 한 조각의 랩어라운드 금속 인클로저입니다. 오븐의 내부 패널과 문은 아연 도금 또는 스테인리스 스틸 로 만들어졌습니다. 그리고 좋은 가시성을 제공하기 위해 일반적으로 밝은 색상의 아크릴 에나멜 코팅이 되어 있습니다. 조리면은 일반적으로 세라믹이나 유리로 만들어집니다. 오븐 내부의 전자 기계 구성 요소 및 제어 장치는 타이머 모터, 스위치 및 릴레이로 구성됩니다. 또한 오븐 내부에는 모두 금속으로 만들어진 마그네트론 튜브, 도파관 및 교반기 팬이 있습니다. 다양한 구성 요소를 연결하는 하드웨어는 기어, 풀리, 벨트, 너트, 나사, 와셔 및 케이블과 같은 다양한 금속 및 플라스틱 부품으로 구성됩니다.

제조
프로세스

오븐 캐비티 및 도어 제조

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1 전자레인지의 제조 공정은 캐비티와 도어에서 시작됩니다. 먼저 분당 약 12~15개의 부품을 생산하는 자동 금속 성형 프레스를 사용하여 프레임을 성형합니다. 그런 다음 프레임을 알칼리성 세제로 헹구어 먼지나 기름을 제거하고 물로 다시 헹구어 알칼리성 용액을 제거합니다.

2 다음으로, 각 부분은 전착을 위해 준비되는 인산아연으로 처리됩니다. 전착은 부품을 페인트 에 담그는 것으로 구성됩니다. 2.5분 동안 200볼트에서 탱크. 결과 코팅은 두께가 약 1.5mils입니다. 그런 다음 부품은 화씨 300도(섭씨 149도)에서 20분 동안 경화되는 페인트 베이킹 작업을 통해 이동됩니다. 섀시 또는 프레임은 주 조립 작업을 위해 팔레트에 장착됩니다. 팔레트는 다른 도구와 함께 사용되는 바이스 같은 장치입니다.

3 문을 도색한 후 천공된 금속판을 창 구멍에 부착합니다. 플레이트는 마이크로파를 반사하지만 빛이 캐비티로 들어갈 수 있도록 합니다(나중에 섀시가 조립될 때까지 도어는 캐비티에 부착되지 않습니다).

마그네트론 튜브 하위 어셈블리

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4 마그네트론 튜브 어셈블리는 음극 실린더, 필라멘트 히터, 금속 양극 및 안테나로 구성됩니다. 필라멘트는 음극에 부착되고 음극은 양극 실린더에 둘러싸여 있습니다. 이 전지는 마이크로파를 생성하는 데 도움이 되는 전기를 제공합니다. 금속 냉각 핀은 양극 실린더에 용접되고 강력한 자석이 양극 주위에 배치되어 마이크로파가 생성될 자기장을 제공합니다. 금속 스트랩은 전체 어셈블리를 함께 고정합니다. 과열로 인한 튜브 손상을 방지하기 위해 열 보호 장치가 마그네트론에 직접 장착됩니다.

5 유리관으로 둘러싸인 안테나를 양극 위에 장착하고 튜브 안의 공기를 펌핑하여 진공을 만듭니다. 도파관은 돌출된 안테나 상단의 마그네트론에 연결되고 마그네트론의 금속 핀을 냉각하는 데 사용되는 송풍기 모터는 튜브에 직접 부착됩니다. 마지막으로 플라스틱 팬이 모터에 부착되어 오븐 외부에서 공기를 끌어와 베인 쪽으로 보냅니다. 이것으로 마그네트론 서브어셈블리가 완성됩니다.

메인 섀시 어셈블리

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6 섀시 조립 작업은 스테이션에 있는 팔레트(다른 도구와 함께 사용되는 작업 고정 장치)에서 수행됩니다. 먼저 메인 섀시를 팔레트에 놓고 캐비티를 섀시에 나사로 고정합니다. 다음으로 도어는 경첩을 통해 캐비티와 섀시에 부착됩니다. 그런 다음 마그네트론 튜브는 캐비티 측면과 메인 섀시에 볼트로 고정됩니다. 완성된 전자레인지에서 마그네트론 튜브는 마이크로파를 생성하고 도파관은 이를 교반기 팬으로 보냅니다. 차례로, 이 팬은 파도가 내부의 음식을 가열하는 오븐 캐비티로 향하게 합니다.

7 마그네트론관을 작동시키는 데 필요한 전압을 발생시키는 회로는 대형 변압기, 유성 콘덴서, 고전압 정류기로 구성된다. 이러한 모든 구성 요소는 마그네트론 튜브에 가까운 섀시에 직접 장착됩니다.

교반기 팬

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8 마이크로파를 순환시키는 데 사용되는 교반기 팬은 캐비티 상단에 장착됩니다. 일부 제조업체는 도르래를 사용하여 마그네트론 송풍기 모터에서 팬을 구동합니다. 다른 것들은 팬에 직접 부착된 별도의 교반기 모터를 사용합니다. 교반기 팬이 부착되면 교반기 실드가 팬 어셈블리 상단에 나사로 고정됩니다. 쉴드는 먼지와 기름이 도파관으로 유입되어 아크를 발생시키고 마그네트론을 손상시킬 수 있는 것을 방지합니다.

제어 스위치, 릴레이 및 모터

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9 쿡 스위치는 릴레이와 타이머를 작동시켜 변압기에 전원을 공급합니다. 계전기는 변압기 가까이에 장착하고 타이머는 제어 보드에 장착합니다. 제상 스위치는 요리 스위치처럼 작동하여 모터와 타이머를 활성화하여 제상 사이클을 작동합니다. 또한 제어 보드에는 조리 사이클이 완료되면 울리는 타이머 벨과 캐비티를 볼 수 있는 전등 스위치가 장착되어 있습니다. 다수의 연동 스위치가 도어 영역의 상단과 하단 근처에 장착됩니다. 연동 스위치는 때때로 다른 스위치를 모니터링하고 오븐 작동 중에 문이 실수로 열리는 경우 보호를 제공하는 안전 스위치와 함께 그룹화됩니다.

전면 패널

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10 작업자가 요리에 사용할 수 있는 다양한 설정과 기능을 선택할 수 있는 전면 패널이 섀시에 부착되어 있습니다. 전면 패널 뒤에는 제어 회로 기판이 부착되어 있습니다. 전면 패널의 스위치를 눌렀을 때 다양한 프로그래밍된 작동을 적절한 순서로 제어하는 ​​보드는 플러그인 소켓 및 케이블을 통해 다양한 구성 요소 및 전면 패널에 연결됩니다.

케이스 제작 및 조립

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11 전자레인지의 외부 케이스는 금속 재질로 롤포머에 조립되어 있습니다. 케이스를 미리 조립된 전자레인지에 밀어 넣고 메인 섀시에 볼트로 고정합니다.

오븐 테스트 및 포장

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12 이제 전원 코드와 다이얼 손잡이가 오븐에 부착되어 자동 테스트를 위해 보내집니다. 대부분의 제조업체는 테스트 프로세스의 일부로 오븐을 50-100시간 동안 계속 가동합니다. 테스트가 완료된 후 팔레타이저 로봇은 재고를 위해 오븐의 모델 및 일련 데이터를 기록하고 오븐은 포장을 위해 보내집니다. 이로써 제조 공정이 완료됩니다.

품질 관리

전자레인지는 장기간 높은 수준에 노출된 사람을 태울 수 있는 방사선을 방출하기 때문에 전자레인지 제조 시 철저한 품질 관리가 필수적입니다. 1971년 10월 이후에 만들어진 모든 오븐에 적용되는 연방 규정은 오븐에서 누출될 수 있는 복사의 양을 오븐 표면에서 약 2인치 떨어진 제곱센티미터당 5밀리와트의 복사로 제한합니다. 규정에 따르면 모든 오븐에는 걸쇠가 풀리거나 문이 열리는 순간 전자레인지 생성을 중지하기 위해 두 개의 독립적인 연동 스위치가 있어야 합니다.

또한 컴퓨터 제어 스캐너를 사용하여 오븐의 문, 창 및 후면 주변의 누출 누출을 측정합니다. 다른 스캐너는 마그네트론 튜브의 안착과 안테나 방사를 확인합니다. 각 스캐너 작업은 문제를 수정할 수 있도록 데이터를 다음 온라인 작업으로 전달합니다.

미래

전자레인지는 빠르고 편리하기 때문에 현대 주방에서 없어서는 안 될 부분이 되었습니다. 마이크로웨이브 시장과 관련 산업의 많은 발전이 상당히 빠르게 진행되고 있습니다. 예를 들어, 전자레인지 조리용으로 특별히 설계된 식품 및 기구는 거대한 사업이 되었습니다. 소비자가 버튼을 누르면 기억할 수 있는 레시피의 컴퓨터화된 저장을 포함하여 전자레인지 자체에도 새로운 기능이 도입될 것입니다. 오븐의 디스플레이 및 프로그래밍 기능도 향상되고 전자레인지와 기존 방법으로 조리할 수 있는 콤비 오븐이 표준 가정 제품이 될 것입니다.