KR100625889B1 - 에너지절약용 적석도자기 세라믹 전열조리솥 - Google Patents

Abstract

본 발명의 에너지절약용 적석도자기 세라믹 전열조리솥은 덮개(1), 내부포트(2), 외부셀(3), 순환방사슬리브(4), 절연슬리브(5), 전열부(6) 및 열전도판(7)을 포함한다. 열전도판은 절연슬리브 속에 배치되고, 판 위에 올려진 플랫폼이 있다. 플랫폼(7-1)과 온도제어부(8)는 온도제어수단을 포함하고, 내부포트(2)는 플랫폼 위에 배치된다. 포트의 바닥과 전열부 사이의 공간은 5mm 이상이고, 내부포트와 절연슬리브 사이의 공간은 10mm 이상이고 절연슬리브와 순환방사슬리브 사이의 공간은 2mm 이상이다. 공기는 바닥에서 공간 상부까지 순환되고 있고, 이것은 외부셀의 온도를 떨어뜨리고, 가열을 위한 열효율을 향상시킨다. 조리솥의 내부포트는 350℃ 이상의 온도에서 균열이 발생하지 않으며, 조리솥은 30% 내지 40%의 에너지를 절약하고 정확하게 온도를 제어하는 이점을 가지고 있다. 상기 발명에 따른 조리솥은 적석도자기 세라믹 조리솥의 사용을 상당히 증가시킨다.

적석도자기, 세라믹, 전기솥, 조리솥, 전열, 에너지절약

Description

에너지절약용 적석도자기 세라믹 전열조리솥{ energy-saving red stoneware ceramic electric heating cooker }

도 1은 본 발명에 의한 전열조리솥의 구조도이며 요약도로.

도 2는 본 발명에 의한 생산품의 부분 단면도이다.

도 3은 공기순환을 보여주는 것이다.

도 4는 순환방열슬리브(4)의 저면도이다.

도 5는 순환방열슬리브(4)의 정면도이다.

도 6은 열전도판(7)의 저면도이다.

도 7은 열전도판(7)의 정면도이다.

도 8은 전열부(6)의 정면도이다.

도 9는 전열부(6)의 평면도이다.

도 10은 절연슬리브(5)의 평면도이다.

도 11은 절연슬리브(5)의 정면도이다.

도 12는 내부포트(2)와 덮개(1)의 구조도이다.

도 3에서, 화살표는 뜨거운 공기의 순환 방향을 나타내며, 도 2에서 α는 플랫폼의 경사면과 평면 사이의 각도를 나타내고, β는 절연슬리브의 바닥과 벽면 사이의 각도를 나타내고, L은 플랫폼 평면의 수평넓이를 나타낸다.

*도면 부호 설명*

1: 덮개 2: 적석도자기 또는 세라믹 내부포트

3: 외부셀 4: 순환방열슬리브

5: 절연슬리브 6: 전열부

7: 열전도판 8: 온도제어부

9: 세라믹클램프 (clamp) 10: 세라믹라이너(liner)

11: 상승시트 12: 압력스프링

1-1: 덮개의 공기구멍 3-1: 외부셀의 바닥판

3-2: 외부셀의 손잡이 4-1: 순환방열슬리브의 공기셔터

4-2: 공기구멍 4-3: 공기구멍

4-4: 순환방열슬리브의 중앙구멍

5-1: 절연슬리브 바닥의 공기구멍

5-2: 절연슬리브의 중앙구멍 5-3: 구멍플랜지

6-1: 커넥터 7-1: 열전도판의 플랫폼

7-2: 굽힘다리 7-3: 굽힘다리 속의 홈(notch)

7-4: 플랫폼의 중앙구멍

본 발명은 전열조리솥에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 주로 뜨거운 공기로부터 가열되는 에너지절약용 적석도자기 세라믹 전열조리솥에 관한 것이다.

적석도자기 또는 세라믹으로 만들어진 내부포트를 가진 적석 도자기 세라믹 조리솥은 특히 전기밥솥, 물냄비, 수프냄비, 중국 약탕기, 요리보온용 기구, 굽는 조리기구와 같은 용도를 위해 적용된다. 이런 조리솥은 특히 건강관리, 건강, 위생, 신선유지, 부패방지와 같은 특별한 기능을 위해 매우 널리 보급되어 있고, 사용자들이 알루미늄 조리솥에서 발생하는 잠재적인 위험에 대해 신경쓸 필요가 없게 만든다. 따라서, 알루미늄의 가공과 사용이 감소되고 폐지되므로 궁극적으로는 환경보호에 이롭다.

본 발명자는 80년대에 적석도자기 전열조리솥을 최초로 개발하였다. 그리고 적석도자기 세라믹을 전열조리기에 성공적으로 적용시켰다. 계속적인 연구와 개량으로 다양한 구조와 가열모드를 갖는 적석도자기 전열조리솥이 발전되었다. 기존 적석도자기 세라믹은 매우 낮은 열팽창계수로 인해 전열모드가 제한되기 때문에, 가열 능력을 향상시키고 수프를 끓일 수 있을 만큼 충분히 높은 온도로 가열온도를 상승시키기 어렵다. 또한, 내부포트에 균열이 발생하기 쉽다. "전열포트의 전열수단"으로 명칭된 중국특허 제 98243138.4호는 본 발명의 발명자에 의해 발명되었으며, 여기서 전열트레이(tray)의 개방된 서스펜션(suspension) 타입이 공지되었고, 이에 의해 더 높은 온도와 적석도자기 내부포트의 균열사이의 문제가 전체적으로 해결되었다. 종래 기술에서, 가열구조는 주로 가열판이 가열을 위해 바닥 위에 설치되도록 구성되었다. 이러한 구조는 열이 일정하지 않게 분배되게 만들고 더 높은 열효율을 가질지라도 더 높은 온도에서는 전열판이 변형될 것이다. 또한 다양한 포트 부분들 속에 내부포트의 열팽창과 열응력이 조화되지 않는다. 한편, 가열부는 직접적으로 포트바닥과 면하게 된다. 이러한 것들이 내부포트 균열의 원인이 될 것이다. 더 나아가, 바람직한 온도가 정확하게 제어되기 힘들다.

중국특허 제 94211811.1호는 "전열 세라믹포트"를 개시하고 있으며, 또한 전열 세라믹포트가 충분한 열을 사용할 수 있고, 에너지를 절약할 수 있다는 점이 공지되었다. 그러나, 사실상 실질적으로는 생산품에 적용하기 어렵다. 이러한 구조에서 가열모드는 평행한 열반사 링(ring)과 셀(shell) 사이의 직접적인 열전도에 의해 실행되기 때문에 셀 온도는 가열하자마자 반사링의 온도와 대략 비슷할 것이다. 따라서, 셀온도는 손으로 만지기에는 너무나 높으므로(만진다면, 손을 델 정도), 일용품에 적용하기 어렵다. 더욱이, 온도가 쌀을 조리하기 위한 최소한의 적정온도에 다다를 수 없다. 종래 기술에서, 열의 일정하지 않은 분배, 세라믹 내부포트의 균열, 가열온도 증가의 어려움, 온도 제어수단에 의한 부정확한 온도제어, 초기 스위치 차단과 같은 기술적인 문제는 지금까지 완전히 해결되지 못했다. 전열구조와 가열모드의 새로운 타입을 계획하기 위해서는 몇몇 과학적 편견을 극복하는 것이 필요하다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 불이익을 극복하는 것이며 높은 온도의 이점, 내부포트이 균열발생 금지, 열의 일정한 분배 그리고 온도의 정확한 제어를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 다음의 기술적 해결로써 성취될 수 있다.

에너지절약 적석도자기 세라믹 전열 조리솥은 덮개(1), 적석도자기 또는 세라믹 포트(2), 외부셀(3), 바닥판(3-1), 가열수단 그리고 온도제어 기구(mechanism)를 포함한다. 순환방열슬리브(convective radiation sleeve)(4)는 외부셀(3)의 내부면에 제공되고, 다수의 방열셔터(4-1)와 공기구멍(4-2)이 방열슬리브(4)의 벽면에 제공된다. 더 나아가 다수의 더 큰 공기구멍(4-3)이 바닥판에 제공된다. 두드러지게, 개구는 온도제어부를 상승시키기 위해 방열슬리브 중앙에 제공된다. 가열수단은 순환방열슬리브에 제공되고, 상기 가열수단은 절연슬리브(5), 전열부(6) 및 열전도판(7)을 포함하는 개방형 가열수단(open heating means)이다. 절연슬리브 바닥판과 일정거리를 유지하기 위한 열전도판의 굽힘다리(bending legs)를 가진 열전도판(7)은 절연슬리브(5)의 바닥에 제공된다. 더 나아가, 다수의 공기구멍(5-1)이 순환방열슬리브의 바닥판에 있는 공기구멍(4-3)에 대응하여 절연슬리브(5)의 바닥에 제공된다.

이런 방법으로 절연슬리브와 그 외부면 사이에 공기 전도는 뜨거운 공기를 위쪽으로 상승시킨다. 전열부(6)는 공기에 노출되고 열전도판에 직접적으로 열을 전도하기 위해 열전도판과 면한다. 고리모양의 플랫폼(7-1)은 열전도판(7)의 중앙에 제공된다. 따라서, 플랫폼 중앙에 있는 구멍은 중앙에 있는 온도제어부(8)의 외부엣지(edge)와 플랫폼에 있는 구멍의 내부엣지 사이의 틈의 넓이가 수평방향으로 2mm 내지 30mm 사이의 범위에 있도록 매우 넓어야 한다. 플랫폼은 충분히 평평하여야 하고, 그 위에 지지되는 내부포트(2)의 바닥이 완전히 맞닿기 위한 충분한 밀봉 영역(seal area)이 확보되어야 한다. 더 나아가, 절연슬리브에 있는 뜨거운 공기는 제어된 온도의 정확성을 확보하기 위해 온도제어부로 유입될 수 없다. 이와 같은 방법으로 배치되는 플랫폼(7-1)과 온도제어부(8)는 온도제어 기구(mechanism)를 형성한다. 플랫폼은 전열부의 상부표면과 내부포트의 바닥 사이의 수직거리가 5mm 이상이 되는 높이를 가진다. 내부포트가 직접적으로 뜨거운 공기로 가열되는 것을 확보하는 반면 부분적으로 내부포트가 과열되는 것을 방지하기 위하여 전열부의 상부표면과 내부포트의 바닥 사이의 내부접촉이 방지되어야 한다.

내부포트(2)가 절연슬리브(5) 위에 위치하고, 플랫폼(7-1)에 지지된 후, 절연슬리브의 벽면과 내부포트 사이의 틈은 고온 챔버(chamber) Ⅲ로써 그 사이를 더 작은 공간으로 한정하기 위해 10mm보다 작아야 한다. 여기서, 고온챔버는 전열부에 의해 높은 온도로 가열되고, 그리고 나서 뜨거운 공기는 내부포트(2)를 가열하기 위해 사용된다. 이런 방법으로 가열온도가 증가되고, 열전도에 가속이 붙고, 열이 일정하게 분배된다. 절연슬리브의 벽의 높이는 내부포트의 높이와 같거나 또는 낮고, 절연슬리브의 벽면과 바닥 사이의 각도(β)는 90도 내지 135도의 범위에 있다. 게다가, 온도제어부의 것보다 큰 직경을 가진 구멍(5-2)이 절연슬리브의 중앙에 제공되고, 구멍은 온도제어부가 위 아래로 이동할 수 있는 구멍플랜지(5-3)를 가진다.

열전도판(7)은 고리모양의 다리(7-2)가 제공되고, 열전도판의 더 낮은 표면과 바닥 사이의 거리인, 다리의 높이는 3mm 내지 30mm 사이로 유지된다. 다수의 구멍 또는 홈(notch)(7-3)은 공기 전도를 형성하기 위해 다리에 일정하게 배치된다. 플랫폼(7-1)의 경사면과 평면사이의 각도(α)는 20도 내지 90도 사이의 범위에 있다. 플랫폼의 바닥면의 두께(L)는 5mm 이상이다.

순환방열슬리브(4)의 벽면에는 다수의 방열셔터(4-1)와 공기구멍(4-2)을 가지고 있고, 또한 바닥에도 공기구멍(4-3)을 가지고 있다. 공기는 절연층 Ⅰ을 통해 방열슬리브와 외부셀 사이 그리고 절연층 II를 통해 순환방열슬리브(4)와 절연슬리브(5) 사이에 외부셀 틈에 존재하는 열을 양 절연층에서의 공기전도에 의해 제거하게 만드는 공기전도를 형성하기 위해 흐른다. 뜨거운 공기는 또한 외부셀의 온도가 현저하게 감소되도록 상부 끝으로부터 방열된다. 그러나, 조리를 하기 위해 고온 챔버 Ⅲ에 있는 뜨거운 공기는 낮은 면으로부터 높은 면까지(화살표가 가리키는) 동일하게 흐른다. 반면, 조리열은 일정하게 분배될 수 있으며, 열 손실을 감소시키고 열효율을 증가시키기에 충분할만큼 사용할 수 있다. 순환방열슬리브(4)와 절연슬리브(5) 사이의 거리는 절연층으로 방열을 위해 공기가 충분히 전도되도록 2mm 이상 되는 것이 바람직하다.

온도제어부와 함께 온도제어 기구(mechanism)를 형성하는 열전도판의 플랫폼(7-1)과 관련하여, 플랫폼의 내부엣지(edge)와 온도제어부의 외부엣지 사이의 틈은 수평방향으로 2mm 내지 30mm 사이의 범위로 유지되고, 플랫폼의 고리모양 평면의 두께는 충분한 실 공간(seal area)을 확보하기 위해 5mm 이상이다. 온도제어부(8)는 상승시트(11) 위에 배치되고, 압력스프링(12)에 의해 방열슬리브의 바닥에 탄성적으로 편향된다. 순환방열슬리브의 중앙구멍(4-4), 절연슬리브의 중앙구멍(5-2) 및 열전도판의 중앙구멍(7-4)은 중심이 같다. 구멍들은 온도제어부 가 자유롭게 이동할 수 있도록 매우 넓고, 이런 부분들과 접촉이 자유롭다. 따라서, 온도는 더 정확하게 제어될 수 있다.

본 발명인 적석도자기 세라믹 전열조리솥은 다음과 같은 장점이 있다.

1. 온도와 열 효율이 증가된다. 개방된 전열구조에 의해, 내부포트는 430℃의 온도를 가진 뜨거운 공기에 의해 간접적으로 가열되며 결과적으로 전열온도는 증가하고, 열전도는 가속되며, 일정하게 방열되고, 내부포트가 일정하게 열팽창하며, 열변형응력을 제거할 수 있게 된다. 실제 테스트에서, 적석도자기 세라믹 내부포트는 350℃의 온도까지 가열될 수 있다. 내부포트는 심지어 내부에 물이 없다 하더라도 균열이 발생하지 않을 것이다. 따라서, 적석도자기 세라믹 내부포트가 가열하는 동안 균열이 발생하기 쉽다는 세라믹 전기공업에 대한 오랜 과제를 성공적으로 해결할 수 있다.

2. 알루미늄을 적석도자기 세라믹으로 대체함에 따라, 적석도자기 세라믹 물품을 광범위하게 사용할 수 있게 된다. 적석도자기 세라믹 조리솥의 광범위한 적용은 내부포트 균열의 문제에 대한 해답에 근거한다. 즉, 물이 전혀 없는 상태 하에서 350℃까지 가열될 때, 균열이 전혀 발생하지 않는다. 하나의 알루미늄 가열판에서 0.5㎏의 알루미늄과 알루미늄 포트에 대해 1㎏의 알루미늄이 사용된다고 가정할 때, 하나의 조리솥에 사용되는 알루미늄은 1.5㎏에 달한다. 중국에서 매년 천만개의 조리솥이 생산된다는 것에 기초하여, 전체 사용된 알루미늄의 무게는 15,000톤에 이른다. 모든 이런 알루미늄이 적석도자기 세라믹으로 대체될 수 있다. 게다가, 알루미늄 작업으로부터 발생하는 환경오염도 제거될 수 있다. 재료소비와 노동감소 차원에서 볼 때, 매년 RMB(人民幣)의 2억7천5백만 리안(Yuan)이 알루미늄을 세라믹으로 대체함으로써 절약될 수 있다.

3. 적은 열손실과 에너지절약. 열이 가열을 위한 더 작은 고온챔버에서 뜨거운 공기에 의해 운반되기 때문에, 열이 충분히 사용될 수 있다. 본 발명에서 600W의 가열부를 사용함으로써 발생하는 열 효율은 알루미늄 가열판에 의한 700W의 가열부를 사용하는 것보다 높다. 즉, 30에서 40%의 전력을 절약하는 결과를 초래한다.

4. 내부포트에서 증가되는 온도차이. 상기 발명의 전열조리솥을 이용하면, 물 없이 균열이 발생하도록 가열하는 것 같이, 물 없이 25분 동안 가열한 후 중앙과 외면사이의 온도차이가 65℃까지 이를 수 있다. 이는 본 발명인 전열조리솥 특유의 특징이다.

5. 좋은 순환방열과 손을 대지 않을 정도로 낮은 외부셀의 온도. 본 발명은 좋은 절연과 방사를 확보하기 위한 바람직한 순환방열구조를 가지고 있다. 부가적으로 외부셀의 온도를 상당히 감소시키는 두개의 절연층의 순환방열에 의해 쓸모 없는 열은 남아 있지 않을 것이다. 실제 실험에서, 외부셀의 꼭대기, 중간 접속함 (junction box) 그리고 바닥판의 온도는 각각 87℃, 80℃ 및 60℃이다. 따라서, 가열은 향상되고, 순환방열은 개선된다. 또한, 조리온도를 증가시키는 것에 대한 어떠한 제한도 없다. 따라서, 맛있는 밥, 죽, 수프가 조리될 수 있다.

6. 정확한 온도제어. 온도제어부는 제어된 온도범위에서 기류를 가열함으로써 영향받지 않을 수 없어서 결과적으로 정확하게 온도를 제어하고 스위치가 너무 빨리 차단되지 않게 된다. 따라서, 조리효과가 확보될 수 있다.

[실시예]

도면에서 보여주는 대로, 본 발명인 적석도자기 세라믹 전열조리솥은 덮개(1), 외부셀(3), 순환방사슬리브(4), 절연슬리브(5), 열전도판(7), 전열부(6) 그리고 적석도자기 또는 세라믹 내부포트(2)를 포함한다. 여기에서, 내부포트(2)는 플랫폼(7-1) 위에 놓인다. 온도제어부(8)는 상승시트(11)와 압력스프링(12)에 의해 바닥 위로 탄성적으로 상승되고, 각종 슬리브 중앙에 위치한다. 전열부(6)는 세라믹클램프에 의해 밀봉된(sealed) 커넥터(connector)를 가지고 있고, 방열슬리브에 있는 세라믹 라이너(10)에 의해 분리된 바닥을 가지고 있다. 조립한 후에는, 절연층 Ⅰ이 외부셀과 순환방사슬리브 사이에 형성된다. 절연층 Ⅱ는 방사슬리브와 절연슬리브 사이에 형성된다. 가열을 위한 고온챔버 Ⅲ는 절연슬리브와 내부포트 사이에 형성된다. 이런 방법으로, 에너지절약 적석도자기 세라믹 전열조리솥이 형성된다.

에너지절약 적석도자기 세라믹 절연조리솥의 내부포트는 350℃ 이상의 온도에서 균열이 발생하지 않으며, 조리솥은 30% 내지 40%의 에너지를 절약하고, 정확하게 온도를 제어하는 이점을 가지고 있다. 또한 본 발명에 따른 조리솥은 적석도자기 세라믹 조리솥의 사용을 상당히 증가시킬 수 있으므로 산업상 매우 유용한 발명이라 할 것이다.

Claims (5)

1. 순환방열슬리브(4)가 외부셀(3)의 내부에 배치되고, 순환방열슬리브(4) 속에 있는 절연슬리브(5), 전열부(6) 및 열전도판(7)이 포함되는 개방된 가열수단이 제공되고; 열전도판(7)은 절연슬리브(5) 바닥 위에 위치하고; 전열부(6)는 공기에 노출되고 열전도판에 접하고; 고리모양의 플랫폼(7-1)은 열전도판(7) 중앙에 제공되고; 플랫폼(7-1)은 내부포트(2)를 지지하고, 내부포트의 바닥에 면하고; 온도제어 기구(mechanism)가 플랫폼 중앙에 플랫폼(7-1) 및 온도제어부(8)로 구성되고; 내부포트의 바닥과 전열부(6) 사이가 5mm 이상인 것을 특징으로 하는 덮개(1), 적석도자기 또는 세라믹 내부포트(2), 외부셀(3), 바닥판(3-1), 가열수단 및 온도제어 기구 (mechanism)을 포함하는 에너지절약용 적석도자기 세라믹 전열조리솥.
2. 제 1항에 있어서, 절연슬리브(5)의 벽 높이가 내부포트의 높이보다 낮거나 같고, 절연슬리브 벽면과 바닥 사이의 각도(β)가 90도 내지 135도의 범위에 있고; 다수의 공기구멍(5-1)이 절연슬리브의 바닥에 형성되고; 절연슬리브(5)의 벽면과 내부포트(2) 사이의 틈이 10mm 보다 작은 것을 특징으로 하는 에너지절약용 적석도자기 세라믹 전열조리솥.
3. 제 1항에 있어서, 열전도판(7)의 바닥과 절연슬리브 사이의 공간이 3mm 내지 30mm의 범위에 있고; 다수의 공기구멍 또는 홈(7-3)이 굽힘다리(7-2)에 형성되고; 열전도판의 플랫폼(7-1)의 경사면과 평면사이의 각도(α)가 20도 내지 90도 범위에 있는 것을 특징으로 하는 에너지절약용 적석도자기 세라믹 전열조리솥.
4. 제 1항에 있어서, 순환방열슬리브(4)의 벽면에 다수의 셔터(4-1)와 공기구멍 (4-2)을 가지고 있고, 바닥에도 절연슬리브의 바닥에 있는 공기구멍(5-1)과 중심이 같은 다수의 공기구멍(4-3)을 가지고 있고; 순환방열슬리브(4)와 절연슬리브(5) 사이의 거리가 2mm 이상인 것을 특징으로 하는 에너지절약용 적석도자기 세라믹 전열조리솥.
5. 제 1항에 있어서, 온도제어 기구(mechanism) 속에 포함되는 열전도판의 플랫폼에 있는 고리모양 평면의 두께가 5mm 이상이고; 플랫폼 구멍의 내부엣지(edge)와 온도제어부의 외부엣지 사이의 틈이 수평방향으로 2mm 내지 30mm 범위에 있는 것을 특징으로 하는 에너지절약용 적석도자기 세라믹 전열조리솥.

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