KR100363446B1 - Rib Type Heat Pipe Cookwares - Google Patents

Rib Type Heat Pipe Cookwares Download PDF

Info

Publication number
KR100363446B1
KR100363446B1 KR1019990055039A KR19990055039A KR100363446B1 KR 100363446 B1 KR100363446 B1 KR 100363446B1 KR 1019990055039 A KR1019990055039 A KR 1019990055039A KR 19990055039 A KR19990055039 A KR 19990055039A KR 100363446 B1 KR100363446 B1 KR 100363446B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid
cooker
circulation
heat
working fluid
Prior art date
Application number
KR1019990055039A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20000012448A (en
Inventor
정영만
진병숙
김재균
Original Assignee
정영만
진병숙
김재균
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 정영만, 진병숙, 김재균 filed Critical 정영만
Priority to KR1019990055039A priority Critical patent/KR100363446B1/en
Publication of KR20000012448A publication Critical patent/KR20000012448A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100363446B1 publication Critical patent/KR100363446B1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47JKITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J27/00Cooking-vessels
    • A47J27/02Cooking-vessels with enlarged heating surfaces
    • A47J27/024Cooking-vessels with enlarged heating surfaces with liquid-heating tubes extending outside the vessel

Abstract

본 발명은 조리기의 모든 부위에서 일정한 온도를 유지하면서 가열함으로써 음식물의 조리를 좋게 하는 특성을 지닌 히트 파이프 조리기에 있어, 조리기의 성능을 결정하는 작동액의 순환 길이를 짧게 함으로써 정상작동에 필요한 모세관 흡인 압력차를 줄이고, 열전달 매체인 작동액을 다양하게 선택하여 광범한 온도특성을 갖는 조리기를 구성하고, 제조 원가를 낮출 수 있는 특징을 가지고 있다.The present invention is a heat pipe cooker having a characteristic of improving food cooking by heating while maintaining a constant temperature in all parts of the cooker, capillary suction required for normal operation by shortening the circulation length of the working liquid to determine the performance of the cooker The pressure difference is reduced, and a variety of operating fluids, which are heat transfer mediums, are selected to configure a cooker having a wide range of temperature characteristics, and the manufacturing cost can be reduced.

히트 파이프 조리기의 원리는 다음과 같다. 조리기의 중간에 작동액과 그 증기로 차 있는 완전밀폐공간이 있고, 이 공간의 안팎에는 내부 및 외부의 금속 용기가 있다. 내부 용기와 외부 용기는 일부분이 서로 강하게 접합되어 있다. 밀폐공간의 바닥에는 금속 스크린이 스폿 용접 등의 방법으로 고착되어 있고, 이 부분을 액체가 적시고 있으며, 그 상부의 공간에는 증기가 차 있다. 조리시 외부용기의 바닥으로 열이 들어오고, 이 열은 작동액을 증발시키게 된다. 증발한 증기는 내부용기 하부 및 측면에 열을 전해주고 응축하게 된다. 응축액체는 중력, 혹은 스크린 심지(위크, wick)의 모세관력으로 인해 다시 밀폐공간의 바닥으로 골고루 젖어 들어오게 된다. 이러한 원리로 인하여 조리기의 내부는 일정한 온도로 유지되고 따라서 고른 온도로 조리를 할 수 있게 되는 것이다.The principle of the heat pipe cooker is as follows. In the middle of the cooker there is a fully enclosed space filled with the working fluid and its vapor, inside and outside the metal containers. The inner container and the outer container are partly strongly bonded to each other. At the bottom of the sealed space, a metal screen is fixed by spot welding or the like. The liquid is moistened in this part, and the upper space is filled with steam. During cooking, heat enters the bottom of the outer container, which causes the working fluid to evaporate. The vaporized vapor transfers heat to the bottom and side of the inner container and condenses. The condensate liquid is evenly wetted back to the bottom of the enclosed space due to gravity or the capillary forces of the screen wick (wick). Due to this principle, the inside of the cooker is maintained at a constant temperature, thus allowing cooking at an even temperature.

그런데, 종래에는 스크린과 천장면의 액체 통로가 모두 매끈하게 연결되어 있으므로 액체의 순환 루프가 밀폐공간에서 하나로 형성되어 있었다(제3도 참조). 이에 따라 천장면에서 응축된 액체는 천장 중심부까지 흘러와 방울방울 바닥에 떨어지고, 바닥에서는 이 액체가 바닥면의 최외곽부까지 적시고 바깥의 고온의 열원에서 열을 받아서 이윽고 액체가 증발하게 된다. 이에 따라, 액체의 유동 길이가 매우 길어지고 전체 액체가 한 루프에서 순환하여 압력 손실이 증가하여 조금만 가열해도 바닥의 외곽부에는 액체가 젖어들지 못하고 일찍 말라붙어 과열됨으로써 최대열전달량이 제한되는 단점이 있었다. 더욱이 조리기의 측벽에서는 액체가 도달하지 않아 과열만 될 뿐, 내용물을 가열하지는 못하는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명에서는 바닥과 천장면과 측벽에 액체가 더 이상 흘러갈 수 없는 리브 혹은 댐을 설치하여 액체가 이 지점에서 리브 혹은 댐을 넘어가지 못하고 방울방울 바닥과 측벽으로 떨어지게 함으로써 액체의 순환 루프를 여러 개로 만들었다. 이로써 루프당 액체의 순환길이와 순환량이 루프 개수에 반비례하여 줄어들게 된다. 히트 파이프에서는 작동액의 순환 요구량이 클수록, 그리고 순환거리가 길어질수록 각각에 반비례하여 그 최대 열전달량이 작아지므로, 히트 파이프 조리기의 가능한 최대 가열량이 루프 개수의 제곱에 비례하여 증가하게 되어 급속 가열이 가능하게 되는 것이다. 더욱이, 조리기의 측벽에서도 액체가 흘러내림으로써 액체 증발량을 증가시켜 열효율을 높게 하며, 측벽의 과열을 방지한다.By the way, since the liquid passages of the screen and the ceiling surface are all connected smoothly, the circulation loop of liquid was formed as one in a sealed space (refer FIG. 3). As a result, the liquid condensed from the ceiling flows to the center of the ceiling and drops to the bottom of the droplet. At the bottom, the liquid soaks to the outermost part of the floor and receives heat from an external high temperature heat source, and the liquid evaporates. Accordingly, the flow length of the liquid is very long, the whole liquid circulates in one loop, and the pressure loss increases, so even if only a little heating, the liquid does not get wet on the outer edge of the floor, but it dries up early and overheats, thereby limiting the maximum heat transfer amount. . In addition, the side wall of the cooker does not reach the liquid is only overheating, there was a problem that does not heat the contents. However, in the present invention, a circulation loop of liquid by installing ribs or dams in which liquid can no longer flow on the floor, ceiling and sidewalls so that the liquid does not cross the ribs or dams at this point and falls to the bottom and sidewalls of the droplets. Made several. This reduces the circulation length and circulation amount of the liquid per loop in inverse proportion to the number of loops. In heat pipes, the larger the required amount of circulation of the working fluid and the longer the circulation distance, the smaller the maximum heat transfer in inverse proportion to each, so that the maximum possible heating amount of the heat pipe cooker increases in proportion to the square of the number of loops, enabling rapid heating. Will be done. Furthermore, liquid flows down from the sidewall of the cooker to increase the amount of liquid evaporation, thereby increasing thermal efficiency and preventing overheating of the sidewall.

이러한 장치가 필요해지는 이유는 음식의 종류에 따라 조리온도와 가열속도가 다르고 이에 따라 최적의 작동액을 선정해야 하는데, 종종 작동액의 표면장력과 증발잠열이 작은 경우가 있다. 그러면 작동액의 총 순환요구량은 늘어나지만 모세관력에 의한 흡입이 충분치 않아, 작동액의 유동성이 떨어지고 신속한 열전달은 일어나지 않게 되며 용기는 부분적으로 과열되는 현상이 나타날 것이다. 따라서 작동액의 순환루프를 여러 개로 분리하여 루프 당 순환요구량을 줄이고, 또한 순환 길이도 축소하여, 원활한 유동을 도모하고 급속 가열을 가능하게 할 필요가 있는 것이다.The reason why such a device is required is that cooking temperature and heating rate are different according to the type of food, and thus, an optimal working fluid must be selected, and the surface tension and latent heat of evaporation are often small. This will increase the total circulation demand of the working fluid, but not enough suction due to capillary forces, resulting in poor fluid flow and rapid heat transfer and a partial overheating of the vessel. Therefore, it is necessary to reduce the circulation demand per loop by dividing the circulation loop of the working fluid into several, and also to reduce the circulation length, to facilitate smooth flow and to enable rapid heating.

Description

리브 혹은 댐이 장착된 히트 파이프 조리기{Rib Type Heat Pipe Cookwares}Rib or Dam Heat Pipe Cookers {Rib Type Heat Pipe Cookwares}

본 발명은 조리기의 모든 부위에서 일정한 온도를 유지하면서 가열함으로써 음식물의 조리를 좋게 하는 특성을 지닌 히트 파이프 조리기에 있어, 조리기의 성능을 결정하는 심지의 구조를 획기적으로 개선함으로써, 열전달 매체인 작동액을 다양하게 선택하여 광범한 온도특성을 갖게 하고, 구조를 단순화하여 생산 단가를 낮추는 것을 목적으로 하고 있다.The present invention is a heat pipe cooker having a characteristic of improving the cooking of food by heating while maintaining a constant temperature in all parts of the cooker, by dramatically improving the structure of the wick to determine the performance of the cooker, the operating fluid as a heat transfer medium It aims to lower the production cost by simplifying the structure by selecting a wide range of temperature characteristics.

일반적인 조리기에 있어 벽면 및 바닥면의 온도를 일정하게 유지하는 것은 조리에 매우 중요한 일이다. 이렇게 함으로써 음식물을 고르게 가열하여 그 맛을 좋게 할 수도 있고, 열효율도 높일 수 있기 때문이다. 예를 들어 가마솥으로 밥을 짓는다거나, 신선로와 같은 구조를 가진 냄비로 찌게를 끓이는 것은 바로 이런 원리에 기초한 것이다. 열전도계수가 낮은 스테인레스 조리기를 만들 때, 중간에 열전도성이 좋은 알루미늄을 접착한 다층구조를 만드는 것은 바로 이런 이유에서이다. 그러나 열전도성이 뛰어난 알루미늄도 그 열전도계수가 무한대로 큰 것이 아니어서, 이상적인 조리기구를 만들 수는 없다. 즉 열전도현상에만 의지하여서는 이상적인 조리기구를 실현할 수 없는 것이다.It is very important for cooking to maintain a constant temperature of the wall and bottom surface in a typical cooker. This is because food can be heated evenly to improve the taste and thermal efficiency can be improved. For example, it is based on this principle to cook rice in a cauldron, or to cook steamed rice in a pot with a wire-like structure. It is for this reason that when making stainless cookers with low thermal conductivity coefficients, a multi-layered structure bonded with aluminum with good thermal conductivity in between is produced. However, aluminum having excellent thermal conductivity does not have an infinitely large thermal conductivity, so it is impossible to make an ideal cookware. In other words, it is impossible to realize an ideal cooking utensil by relying only on thermal conductivity.

이러한 제약을 극복하고, 이론적으로 완전한 등온을 이루며 조리할 수 있는 방식으로 제시된 것이 히트파이프 조리기, 또는 열사이폰 조리기이다. 히트파이프 조리기란 인공 위성의 표면온도를 균일하게 유지하기 위하여 개발된 히트파이프 기술을 응용한 것으로, 프라이팬, 냄비, 밥솥 등의 조리기구의 내부구조를 이중 밀폐용기의 형태로 만든 것이다. 이 밀폐공간 안에 있는 작동액이 일정한 온도에서 증발 및 응축하는 성질을 이용하여 조리기의 어느 부분에서나 일정한 온도를 유지하도록 되어 있는데, 이것은 열전도계수가 무한대인 이상적인 재질로 조리기구를 만든 것과 같은 효과가 있게 된다. 즉, 조리기 외부에서 불꽃 혹은 전열선으로 다소 불균일하거나 국부적인 가열을 하더라도, 조리기 내부의 면을 균일한 온도로 유지하면서 고른 가열을 하기 때문에 모든 부분이 고르게 익어서 요리 효과가 좋게 된다. 더욱이 조리기의 내부 구조에는 아주 작은 양의 작동액이 있을 뿐이므로 전체적인 열용량이 매우 작아 조리기의 온도 제어가 매우 신속하고 과열의 우려도 극히 적다. 이 기구의 장점은 밀폐공간내의 모든 위치에서의 온도가 작동액의 포화온도로서 일정하다는 것이다. 다시 말해서 어느 부분이 다른 부분보다 냉각이 심하거나 가열이 균일하지 않다 하더라도 모든 위치에서 일정한 온도가 유지된다는 것이다. 또 밀폐된 액체와 증기 혼합상태의 포화온도는 연속적으로 변할 수 있는 것이므로, 예를 들어 수증기를 작동액으로 사용할 경우 내통의 온도는 섭씨 100도 뿐 아니라, 그보다 훨씬 낮거나 훨씬 높은 온도에서도 변함없이 균일한 온도를 유지하면서 내부의 내용물을 가열할 수 있다는 것이다. 특허 200332호는 이런 원리를 밥솥에 적용한 예이며, 공개번호 10-1998-068910은 이 원리를 일반 조리기구에 적용한 예이다.Overcoming these limitations, the heat pipe cooker, or thermosyphon cooker, has been proposed in a way that can theoretically be cooked at full isothermal temperature. The heat pipe cooker is an application of the heat pipe technology developed to maintain the surface temperature of the satellite uniformly. The heat pipe cooker is made of a double hermetic container in the internal structure of a cooking utensil such as a frying pan, a pan and a rice cooker. The working liquid in this confined space is evaporated and condensed at a constant temperature to maintain a constant temperature in any part of the cooker, which is as effective as making a cookware from an ideal material with an infinite thermal conductivity. do. That is, even if somewhat uneven or locally heated by a flame or heating wire from outside the cooker, since all parts are cooked evenly while maintaining the inside surface of the cooker at a uniform temperature, the cooking effect is good. Moreover, the internal structure of the cooker contains only a very small amount of working fluid, so the overall heat capacity is very small, making the temperature control of the cooker very fast and the risk of overheating extremely low. The advantage of this mechanism is that the temperature at all locations in the confined space is constant as the saturation temperature of the working liquid. In other words, a certain temperature is maintained at every location, even if one part is more cooling than the other or the heating is not uniform. In addition, since the saturation temperature of the sealed liquid and vapor mixture can be continuously changed, for example, when the steam is used as the working fluid, the temperature of the inner cylinder is uniform at not only 100 degrees Celsius but also much lower or much higher temperature. It is possible to heat the contents inside while maintaining the temperature. Patent 200332 is an example of applying this principle to a rice cooker, and Publication No. 10-1998-068910 is an example of applying this principle to a general cooking appliance.

그러나 이 발명들은 바닥면에 금속 스크린을 스폿 용접 등의 방법으로 직접 장착한 구조를 가지고 있어서, 1) 표면장력이 작고 점성이 큰 작동액에 대해서는 충분히 신속한 모세관 흡입을 일으키지 못하는 단점이 있었다. 이런 문제 중 생산성의 문제를 해결하기 위해 제시된 것이 출원번호 10-1999-0009069의 다공판 히트파이프 조리기인데, 이 방식은 생산성의 문제를 일부 해결할 뿐 위에서 언급한 급속 가열에 대한 해결은 되지 못하였다. 본 발명은 이런 단점을 극복하기 위한 것이다.However, these inventions have a structure in which a metal screen is directly mounted on the bottom surface by a spot welding method, etc. 1) There is a disadvantage in that capillary suction is not sufficiently rapid for a small surface tension and high viscosity working fluid. In order to solve the problem of productivity, the proposed perforated plate heat pipe cooker of Application No. 10-1999-0009069, which solves some of the problems of productivity but does not solve the rapid heating mentioned above. The present invention seeks to overcome this drawback.

제 1도는 심지 및 리브를 장착한 히트파이프 조리기로서 단면도와 평면도이며,1 is a cross-sectional view and a plan view of a heat pipe cooker equipped with a wick and ribs,

제 2도는 밀폐공간을 자른 반 단면도이다.2 is a half sectional view of the enclosed space.

제 3도는 종래의 히트 파이프 조리기에서의 작동액의 순환을 보이며,3 shows the circulation of the working fluid in a conventional heat pipe cooker,

제 4도는 리브 대신 설치한 댐의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a dam installed in place of ribs.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1: 외통, 2: 밀폐공간, 3: 내통, 4: 리브 5: 심지 6: 밀착용 스프링 7: 천장 댐 8: 바닥 댐1: outer cylinder, 2: confined space, 3: inner cylinder, 4: rib 5: wick 6: close spring 7: ceiling dam 8: floor dam

제1도를 보면 조리기의 단면을 자른 모습을 보여주고 있다. 조리기는 두께 1내지 3밀리미터 가량의 알루미늄, 구리 혹은 스텐레스 등의 금속제 외통(1)이 있고, 그 안에는 10밀리미터 이하의 밀폐공간이 있으며(2), 그 안쪽으로 요리물을 담는 내통(3)이 있다. 종래에는 밀폐공간의 외통 쪽 바닥면에 금속 스크린을 스폿 용접 등의 방법으로 밀착시켰었다. (이 금속 스크린은 일종의 심지(위크; wick) 구실을 하여 밀폐공간 안에 있는 작동액이 모세관 현상을 통하여 바닥면 전체로 신속하게 퍼지도록 이동시키는 역할을 한다.) 그런데, 종래에는 스크린과 천장면의 액체 통로가 모두 매끈하게 연결되어 있으므로(제3도 참조) 액체의 순환 루프가 밀폐공간에서 하나로 형성되어 있었다. 이에 따라 천장면에서 응축된 액체는 천장 중심부까지 흘러와 방울방울 바닥에 떨어지고, 바닥에서는 이 액체가 바닥면의 최외곽부까지 적시고 바깥의 고온의 열원에서 열을 받아서 이윽고 액체가 증발하게 된다. 이에 따라, 액체의 유동 길이가 매우 길어지고 전체 액체가 한 루프에서 순환하여 압력 손실이 증가하여 조금만 가열해도 바닥의 외곽부에는 액체가 젖어들지 못하고 일찍 말라붙어 과열됨으로써 최대 열전달량이 제한되는 단점이 있었다. 더욱이 조리기의 측벽에서는 액체가 도달하지 않아 과열만 될 뿐, 내용물을 가열하지는 못하는 문제점이 있었다.그러나, 본 발명에서는 바닥과 천장면과 측벽에 액체가 더 이상 흘러갈 수 없는 리브 혹은 댐을 설치하여 액체가 이 지점에서 리브 혹은 댐을 넘어가지 못하고 방울방울 바닥과 측벽으로 떨어지게 함으로써 액체의 순환 루프를 여러 개로 만들었다(제2도 참조). 이로써 루프당 액체의 순환길이와 순환량이 루프 개수에 반비례하여 줄어들게 된다. 히트 파이프에서는 작동액의 순환 요구량이 클수록, 그리고 순환거리가 길어질수록 각각에 반비례하여 그 최대 열전달량이 작아지므로, 히트 파이프 조리기의 가능한 최대 가열량이 루프 개수의 제곱에 비례하여 증가하게 되어 급속 가열이 가능하게 되는 것이다. 더욱이, 조리기의 측벽에서도 액체가 흘러내림으로써 액체 증발량을 증가시켜 열효율을 높게 하며, 측벽의 과열을 방지한다.In Figure 1 shows a cross-sectional view of the cooker. The cooker has a metal outer cylinder (1) of aluminum, copper or stainless steel (1) having a thickness of about 1 to 3 millimeters, and has an airtight space of 10 millimeters or less (2), and an inner cylinder (3) containing food therein. have. Conventionally, the metal screen was closely attached to the bottom surface of the outer cylinder side of the sealed space by spot welding or the like. (This metal screen serves as a kind of wick to move the working fluid in the enclosed space to quickly spread throughout the floor through capillary action.) Since the liquid passages were all connected smoothly (see FIG. 3), a circulation loop of liquid was formed as one in the sealed space. As a result, the liquid condensed from the ceiling flows to the center of the ceiling and drops to the bottom of the droplet. At the bottom, the liquid soaks to the outermost part of the floor and receives heat from an external high temperature heat source, and the liquid evaporates. Accordingly, the flow length of the liquid is very long, the entire liquid circulates in one loop, and the pressure loss increases, so even if only a little heating, the liquid does not get wet on the outer edge of the bottom, but it dries up early and overheats, thereby limiting the maximum heat transfer amount. . In addition, the side wall of the cooker does not reach the liquid, but only overheating, there is a problem that does not heat the contents. However, in the present invention by installing a rib or a dam in which the liquid can no longer flow on the floor, ceiling and side walls Multiple liquid circulation loops were made by allowing the liquid to fall to the bottom and sidewalls of the droplets without passing over the rib or dam at this point (see Figure 2). This reduces the circulation length and circulation amount of the liquid per loop in inverse proportion to the number of loops. In heat pipes, the larger the required amount of circulation of the working fluid and the longer the circulation distance, the smaller the maximum heat transfer in inverse proportion to each, so that the maximum possible heating amount of the heat pipe cooker increases in proportion to the square of the number of loops, enabling rapid heating. Will be done. Furthermore, liquid flows down from the sidewall of the cooker to increase the amount of liquid evaporation, thereby increasing thermal efficiency and preventing overheating of the sidewall.

이제 이러한 구조를 가진 조리기의 작동 원리를 자세히 설명한다(제3도 참조). 우선 밀폐공간 바닥면에 평면상의 심지가 장착되어 있고 리브 혹은 댐은 없는 전통적인 방식의 히트 파이프 조리기를 살펴보면 다음과 같다. 밀폐공간 하부의 외통은 바깥에서 전달된 열을 심지를 적시고 있는 작동액에 전달한다. 작동액은 증발하여 밀폐공간의 증기통로를 타고 밀폐공간내의 모든 곳으로 퍼져나간다. 증기통로의 내통 면이 차가우므로 이 면에서 증기가 응축하면서 응축열을 내놓게 되고 이 열은 내통 안의 조리물에 전달되어 조리가 이루어진다. 응축된 작동액은 중력에 의하여 바닥면의 심지로 방울방울 떨어지게 되는데, 일단 떨어진 작동액은 심지의 모세관 흡입력으로 인해 바닥면 전체를 다시 고르게 적시게 된다. 심지는 이러한 흡입기능으로 인해 외통의 과열을 방지하고 온도를 균일하게 유지하는데 도움을 준다.The principle of operation of a cooker with this structure is now described in detail (see Figure 3). First, a conventional heat pipe cooker equipped with a flat wick on the bottom of a confined space and without ribs or dams is as follows. The outer cylinder at the bottom of the confined space transfers the heat transferred from the outside to the working fluid soaked in the wick. The working liquid evaporates and spreads through the vapor passage in the confined space to all the places in the confined space. Since the inner side of the steam passage is cold, steam condenses at this side to give up the heat of condensation, which is transferred to the food in the inner tube for cooking. The condensed working fluid drops into the wick on the bottom by gravity, and once the working fluid falls, the entire bottom surface is evenly wet again due to the capillary suction of the wick. The wick helps prevent overheating of the cylinder and keeps the temperature uniform.

위의 조리기의 밀폐공간에 있어서 외통면의 온도는 내통면보다 겨우 0.1도 내지 1도 정도가 높으며 모든 부분에서 거의 일정한 온도를 유지할 수 있다. 이것은 밀폐공간을 채우고 있는 증기가 거의 완전히 일정한 압력에 놓여 있고, 따라서 그 증발 및 응축온도가 어느 부위에서나 일정하다는 열역학적 평형을 이루고 있기 때문이다. 상기 미약한 온도차이는 액체, 내통과 외통의 열전도 특성 등으로 인하여 발생한 것인데 이 정도의 온도차이는 아주 작은 것으로서, 특히 조리기 내통은 불과 0.1도 가량의 온도차를 유지하며 작동하게 된다. 따라서 이론적으로 가장 이상적인 조리기, 즉 재질의 열전도계수가 무한대인 조리기를 구현한다고 볼 수가 있다.In the sealed space of the above cooker, the temperature of the outer cylinder surface is only 0.1 degree to 1 degree higher than the inner cylinder surface and can maintain almost constant temperature in all parts. This is due to the thermodynamic equilibrium of the vapor filling the confined space at almost completely constant pressure and hence its evaporation and condensation temperatures constant at any site. The slight temperature difference is caused by the heat conduction characteristics of the liquid, the inner cylinder and the outer cylinder, such a temperature difference is very small, in particular, the cooker inner cylinder operates by maintaining a temperature difference of only about 0.1 degrees. Therefore, it can be considered that the theoretical ideal cooker, that is, a cooker having an infinite thermal conductivity of a material, is implemented.

한편 작동액은 이론상 순수물질이기만 하면 어떤 것이라도 사용이 가능하지만 실제 응용에 있어서는 모세관력을 크게 유지하기 위해 표면장력이 크고 유동을 원활히 하기 위해 점성이 작을 것이 요구된다. 또한 열전달량은 작동액의 순환량과 증발잠열의 곱이 되므로 열전달량을 크게 하기 위해서는 증발잠열이 클 필요가 있다. 또 밀폐공간의 내부 압력이 너무 올라가면 위험하므로 섭씨 100도 근처에서 1기압 혹은 그 이하의 증기압을 가지는 것이 좋고, 혹 조리물 없이 가열되어 섭씨 200도 가량으로 과열되더라도 폭발의 우려가 없도록 증기압이 수기압 이하로 유지된다면 더욱 바람직할 것이다. 또 누설시 사고의 위험을 막기 위하여 연소성이 없을 것과, 인체에 독성이 없을 것, 환경친화적일 것 등의 조건이 요구된다.On the other hand, the working fluid can be used as long as it is a pure material in theory, but in practical applications, it is required to have a high surface tension and a low viscosity to smooth the flow in order to maintain a large capillary force. In addition, since the heat transfer amount is the product of the circulation amount of the working liquid and the latent heat of evaporation, the latent heat of evaporation needs to be large to increase the heat transfer amount. In addition, if the internal pressure of the enclosed space is too high, it is dangerous to have a vapor pressure of 1 atm or less at around 100 degrees Celsius, and even if it is heated without food, the steam pressure may be increased so that there is no danger of explosion even if it is overheated at about 200 degrees Celsius. It would be more desirable if it remained below. In addition, in order to prevent the risk of accidents in case of leakage, conditions such as no combustibility, no toxicity to the human body, and environmental friendliness are required.

그런데, 이와 같은 까다로운 조건을 만족하는 작동액이 얼마든지 있는 것이 아니다. 종종 섭씨 100도 이상의 비등점을 갖는 작동액에 있어서, 작동액의 표면장력이 너무 작아져서 원활한 유동이 안 될 수가 있다. 보통 액체에서는 증발잠열이 작으면 표면장력도 함께 작아진다. 제3도와 같이 작동액의 순환길이가 긴 종래의 히트 파이프 조리기의 구조는 증발잠열과 표면 장력이 큰 증류수와 같은 작동액에는 적합하지만, 증발잠열 및 표면 장력이 작은 다른 종류의 작동액에는 적합치 않다. 다시 말해서 작동액의 증발잠열이 작을 경우, 요구되는 가열량을 만족시키기 위한 작동액의 순환요구량이 증발잠열에 반비례하여 늘어나고 이에 따라 액체의 압력손실은 늘어나는 반면, 표면 장력이 작아지게 되면 모세관 흡인 압력은 줄어들어서 작동액의 순환은 더욱 어렵게 된다. 이러한 단점을 극복하는 방법의 하나는 조리기를 개념상 여러 개의 작은 히트 파이프로 분할하는 것이다. 즉, 제3도에서 보다시피 종래의 히트 파이프 방식의 조리기는 단 하나의 액체 순환 루프를 가지므로 전체적으로 보아 한 개의 히트 파이프로서 작동하였다. 그런데 이것을 도1과 같이 리브를 중간 중간에 설정하면 도2와 같이 리브를 따라서 액체가 방울방울 바닥으로 흘러내림으로써 여러 개의 작동액 순환 루프가 만들어진다. 즉, 도2를 보면 천장을 따라 흐르던 응축된 액체가 리브를 따라 내려오고 바닥에서는 루프간격 정도의 가까운 거리만큼만 적시면서 다시 증발이 된다. 이에 따라 루프 한 개당 액체 순환거리가 루프 개수에 반비례하여 짧아져서 입력손실량이 그만큼 작아진다. 그런데 루프 한 개당 모세관 흡인력은 심지의 모세관 직경에만 반비례하고 루프의 갯수에 관계없이 일정하다. 따라서 루프 한 개 당의 최대 액체 순환량은 루프 개수에 비례하면서 증가한다. 열전달량은 액체의 전체액체의 순환량에 액체의 증발잠열을 곱한 것과 같으므로 N 개의 루프를 설정하였을 때 루프 당 열전달량은 한 개의 루프에 비하여 N 배가 되고 이러한 루프가 전체적으로 N 개가 있으므로 총 열전달량은 N의 제곱에 비례하여 늘어나게 되는 것이다. 또한 제2도와 같이 리브를 측벽에 설치한 경우에는 밀폐공간의 내통면 측벽에서 음식물에 열을 주고 응축한 액체가 흘러내리다가 외통면 측벽으로 이동하게 되는데, 외통면 측벽의 외부에서 고온의 연소가스가 가열을 하고 있으므로 바닥까지 닿기 전에 증발하여 또 하나의 짧은 액체순환루프를 구성하게 된다. 이로써 열효율이 향상되는 한편, 측벽의 과열도 방지할 수 있게 되는 것이다.However, there are not many working fluids that satisfy these demanding conditions. Often for fluids with boiling points above 100 degrees Celsius, the surface tension of the fluid may be so small that it may not flow smoothly. In ordinary liquids, the lower the latent heat of evaporation, the lower the surface tension. The structure of the conventional heat pipe cooker with a long circulation length of the working liquid as shown in FIG. 3 is suitable for a working liquid such as distilled water having a latent latent heat and a high surface tension, but is not suitable for other kinds of working liquid having a small latent latent heat and a surface tension. . In other words, when the latent heat of evaporation of the working fluid is small, the circulation demand of the working fluid to satisfy the required heating amount increases in inverse proportion to the latent heat of evaporation, thereby increasing the pressure loss of the liquid, whereas when the surface tension decreases, the capillary suction pressure is increased. Decreases, making circulation of the working fluid more difficult. One way to overcome this drawback is to divide the cooker into several smaller heat pipes, conceptually. That is, as shown in FIG. 3, a conventional heat pipe type cooker has only one liquid circulation loop, and thus operates as one heat pipe as a whole. However, when the ribs are set in the middle, as shown in FIG. 1, the liquid flows down the droplets along the ribs as shown in FIG. That is, as shown in Figure 2, the condensed liquid flowing along the ceiling descends along the ribs and is evaporated again while wetting only a close distance of the loop interval at the bottom. As a result, the liquid circulation distance per loop is shortened in inverse proportion to the number of loops, thereby reducing the input loss amount. However, the capillary attraction per loop is inversely proportional to the capillary diameter of the wick and is constant regardless of the number of loops. Therefore, the maximum amount of liquid circulation per loop increases in proportion to the number of loops. Since the heat transfer amount is equal to the circulation rate of the entire liquid multiplied by the latent heat of vaporization of the liquid, when N loops are set, the heat transfer amount per loop is N times higher than that of one loop, and since there are N such loops in total, the total heat transfer amount is It increases in proportion to the square of N. In addition, when the rib is installed on the side wall as shown in FIG. 2, the condensed liquid flows to the food and flows down to the outer side wall when the ribs are heated on the inner side wall of the closed space. Is heating, so it evaporates before reaching the bottom to form another short liquid circulation loop. This improves thermal efficiency and prevents overheating of the sidewalls.

조리기의 내통과 외통은 약간의 경사를 가지도록 제작되는 경우가 많은데, 이러한 경우, 리브는 통의 경사방향에 수직하게 가로질러 설치하여야 폐순환 회로가 제대로 만들어진다. 또한 리브는 천장면에서 흘러 내리는 유로를 차단하고, 바닥면에서는 중력에 의하여 흘러 내리는 유로를 짧게 끊어 주는 댐으로 바꾸어도 무방하다 (제4도 참조). 조리기가 평평한 경우라 하더라도 실제 사용시에는 약간 기울어진 상태에서 사용하는 경우가 많으므로 이러한 경우에도 제대로 작동하기 위하여 내통과 외통에 삼각, 사각, 육각 등의 다각형이나 곡선형의 완전 밀폐 혹은 일부 개방형의 도형으로 유동 장애물을 설치하면 보다 확실한 작동을 보장할 수 있게 된다. 댐은 내통과 외통을 가공할 때에 기계적으로 만들 수도 있으며, 금속선을 잘라 붙여도 된다. 또한 바닥의 액체의 통로를 이루는 스크린이나 다공판에 적당한 간격으로 페인트, 에폭시, 플라스틱 등으로 메꾸어서 설치할 수도 있다. 또한 강판이나 강선을 적절한 형상으로 구부려서 내통과 외통 사이에서 밀치는 힘을 가하면서 버티고 있도록 만들 수도 있다. 이 경우, 강판이나 강선은 스크린이나 다공판을 바닥면에 밀착시키기 위한 도구로 겸용할 수도 있다.The inner and outer cylinders of the cooker are often manufactured to have a slight inclination. In this case, the ribs must be installed perpendicularly to the inclined direction of the barrel to make a proper circulation circuit. The rib may also be replaced with a dam that cuts off the flow path from the ceiling and shortly cuts off the flow path by gravity at the bottom (see Figure 4). Even when the cooker is flat, it is often used in a slightly inclined state in actual use.In this case, in order to work properly, the inner and outer cylinders of triangles, squares, hexagons, etc. are completely enclosed or partially open shapes. By installing a flow barrier, it is possible to ensure more reliable operation. The dam can be made mechanically when the inner and outer cylinders are machined, or a metal wire can be cut and pasted. In addition, it can be installed by filling the paint or epoxy, plastic, etc. at appropriate intervals on the screen or perforated plate forming the passage of the liquid on the floor. It is also possible to bend the steel plate or steel wire into an appropriate shape so that it is held while applying a pushing force between the inner and outer cylinders. In this case, the steel plate or the steel wire may also serve as a tool for bringing the screen or the porous plate into close contact with the bottom surface.

..

Claims (1)

밀폐공간 내에서 작동액의 증발과 응축의 폐순환과정을 이용하여 내통과 외통 사이에 작동액과 작동액의 증기만으로 채워져 있는 밀폐공간의 바닥면에 심지를 장착하고 심지만을 적실 만큼의 작동액을 주입하여 심지의 표면에서 증발이 일어나고 심지의 모세관력에 의하여 액체가 저절로 순환되는 히트파이프가 장착된 조리기에 있어서, 작동액의 순환길이를 축소시킬 목적으로 밀폐공간의 내부에 리브 혹은 댐을 장착한 히트 파이프 조리기.Using a closed cycle of evaporation and condensation of the working fluid in the closed space, a wick is mounted on the bottom of the closed space filled with only the working fluid and the working fluid vapor between the inner and outer cylinders, and the working fluid is injected as much as the wick. In a cooker equipped with a heat pipe where evaporation occurs on the surface of the wick and the liquid circulates due to capillary force of the wick, the heat having a rib or a dam inside the sealed space for the purpose of reducing the circulation length of the working liquid. Pipe cooker.
KR1019990055039A 1999-12-04 1999-12-04 Rib Type Heat Pipe Cookwares KR100363446B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990055039A KR100363446B1 (en) 1999-12-04 1999-12-04 Rib Type Heat Pipe Cookwares

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990055039A KR100363446B1 (en) 1999-12-04 1999-12-04 Rib Type Heat Pipe Cookwares

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR2019990021813U Division KR200175044Y1 (en) 1999-10-11 1999-10-11 Rib type heat pipe cookwares

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000012448A KR20000012448A (en) 2000-03-06
KR100363446B1 true KR100363446B1 (en) 2002-12-05

Family

ID=19623649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990055039A KR100363446B1 (en) 1999-12-04 1999-12-04 Rib Type Heat Pipe Cookwares

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100363446B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200455117Y1 (en) * 2008-12-31 2011-08-19 한국생산기술연구원 Kitchen container with sensible heat storage device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200455117Y1 (en) * 2008-12-31 2011-08-19 한국생산기술연구원 Kitchen container with sensible heat storage device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000012448A (en) 2000-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR940018630A (en) High temperature regenerator and absorption cold / hot water machine
KR200175044Y1 (en) Rib type heat pipe cookwares
KR100363446B1 (en) Rib Type Heat Pipe Cookwares
TWM621971U (en) Heat spreader having enhanced two-phase flow boiling structure
CN109883227A (en) Strengthen boiling device
KR20190082000A (en) Heat Pipe with Bypass Loop
KR102034777B1 (en) Loop Type Heat Pipe
CN108601472B (en) Oscillation micro-channel kitchen ware
KR200175046Y1 (en) Groove type heat pipe cookwares
KR19990064490A (en) Heat Pipe Cookwares incorporating Sintered Metal
CN100426493C (en) Boiling cavity type radiator
KR100281909B1 (en) Thermosyphon cooker
JP2713008B2 (en) Cooking vessel
JP2700121B2 (en) Cooking vessel
US3994336A (en) Transformer for heat pipes
KR20000012447A (en) Groove Type Heat Pipe Cookwares
CN219374426U (en) Uniform temperature liner and electric cooker
KR20050121128A (en) A heat pipe
KR100200332B1 (en) Vessel for keeping warm
KR102219184B1 (en) Heat sink having 3d-circular shape
JPH03156293A (en) Liquid metal heat pipe structure operated in bottom heating mode
JPS6327632Y2 (en)
CN101466231B (en) Radiating device
KR20080101271A (en) An electric rice-cooker using heat pipe
KR19990035142U (en) Cookware incorporating Heat Pipes

Legal Events

Date Code Title Description
A108 Dual application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20051121

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee