KR100768251B1 - 인덕션 조리기구용 인덕션 히팅코일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인덕션 조리기구(Induction Range)용 인덕션 히팅코일(Induction Heating Coil)에 관한 것이다.

통상의 인덕션 조리기구는 다수개의 구리세선을 꼬아 뭉친 구리연선을 원판상이나, 용기와 같이 가운데가 우묵하게 들어간 둥근 판상으로 감은 인덕션 히팅코일에 교류의 고주파수의 전기를 가해 인덕션 히팅코일에 유도전류를 발생시키고 이에 형성되는 자력선에 금속용기를 올려놓을 때 금속용기가 자력선에 의한 저항으로 발열토록 하는 전자유도 방식의 미래형 조리기구이다.

본 발명은 종래의 인덕션 히팅코일에서 보는 바와 같이 다수개의 구리세선을 합친 구리연선을 사용하는 대신에 동피복 알루미늄세선을 다수 개로 합친 동피복 알루미늄 연선을 인덕션 히팅코일의 전선으로 사용한 것으로 종래의 인덕션 히팅코일에 비하여 가벼워 경량의 인덕션 조리기구를 제조하게 되며, 본 발명에 사용하는 동피복 알루미늄 연선은 구리 연선에 비하여 가격이 저렴하여 제품의 단가를 낮출 수 있는 경제적인 효과를 가지며, 반면에 종래의 구리연선으로 된 인덕션 히팅코일과 전기적인 특성 및 발열 특성이 종래 것에 비해 결코 뒤지지 않는 인덕션 히팅코일을 제공하는 것이다.

인덕션 조리기구, 인덕션 히팅코일, 인덕션레인지

Description

인덕션 조리기구용 인덕션 히팅코일{Induction heating coil for Induction range}

도1 본 발명에서 사용되는 동피복 알루미늄 세선의 단면도

도2 본 발명에 의한 원판상 인덕션 히팅판 분해 사시도

도3 도2의 A부분 확대도

도4 본 발명에 의한 원판상 인덕션 히팅판의 조립 사시도

도5 본 발명에 의한 용기 형태의 인덕션 히팅판의 개략 사시도

도6 본 발명에 의한 용기 형태의 인덕션 히팅판의 단면도

본 발명은 인덕션 조리기구(Induction Range)용 인덕션 히팅코일(Induction Heating Coil)에 관한 것이다.

인덕션 조리기구는 유도전류로 발생한 자력을 이용하여 열을 발생시켜 음식을 조리하는 전자 유도 가열 방식의 미래형 전자 조리 기구이다.

당 업계에 있어서나 일반대중은 표면이 평판 형태로 된 것을 인덕션 레인지라 호칭하며, 내측에 전용용기가 들어가도록 용기 형상으로 된 것은 인덕션 밥솥이 라 호칭하고 있다.

상기 인덕션 레인지나 인덕션 밥솥 내측에 장착되는 인덕션 히팅코일은 평판 상이냐, 또는 용기 형태와 같이 가운데가 우묵하게 들어간 둥근 원판 상으로 감은 차이를 갖지만 전기적인 작동방법 및 작동원리는 동일하게 된다.

즉, 인덕션 조리기구란, 전자유도 가열 방식(Induction heating)이란 고효율 자력선 유도기술을 응용한 것으로, 인덕션 조리기구 내측의 유도 가열 코일에 교류 전류를 통하여 자력선(자기장)을 발생시키고, 자력선(자기장) 중심에 금속재 조리용기를 위치시키게 되면 와류전기(Eddy Current)가 발생 되어 금속재 조리용기가 갖는 전기 저항에 의해 조리용기가 발열 되는 것을 인덕션 조리기구라 불리워 진다.

전자유도 가열 방식 즉 인덕션 히팅 방식에 의한 인덕션 조리기구는 연소 불꽃이 없으며, 타 전기 조리용기에 비하여 안전하며, 청소가 간편하며, 조리 온도가 정밀하여, 기존의 간접 가열 방식에 의한 조리기에 비해 안정성과 전기의 낭비가 없는 고효율로 인한 경제성을 가지며, 열을 발생함에 있어 가스 연소시와 같이 산소를 필요로 하지않아 밀폐된 공간에서도 열을 얻을 수 있는 청정성을 갖는 미래형 전자조리기구라 할 수 있다.

인덕션 레인지나, 인덕션 밥솥과 같이 인덕션 조리기구에 사용되는 통상의 인덕션 히팅 코일은 여러 가닥의 구리세선을 꼬아서 형성한 구리연선을 원판상으로 둥글게 감거나, 용기 형태와 같은 가운데가 우묵하게 들어간 둥근 원판상으로 감은 형상을 가지며, 이를 지지판이나 용기형태의 둥근 지지판에 부착하여 인덕션 히팅 판을 구성하게 된다.

또한, 상기 원판상으로 감은 인덕션 히팅코일은 흩어짐을 방지하며 그 형태가 유지되도록 절연 피복막인 에나멜 바니쉬를 코팅한 후 셀프 본딩 바니쉬를 코팅한 구리연선은 사용하게 되며, 구리 연선은 원판상으로 감은 후 열을 가해 코팅한 셀프 본딩 바나쉬를 경화시켜 일체로 된 원판 형태를 형성하게 된다.

통상의 인덕션 조리기구에 사용되는 인덕션 히팅코일은, 상기에서 언급한 바와 같이 가느다란 구리세선을 다수개 합친 구리연선을 사용하며, 각 구리 세선에는 제조 당시 절연층인 에나멜 바니쉬 및 셀프 본딩 바니쉬가 코팅되어 진다.

이와 같은 인덕션 히팅코일은 구리 단선을 사용하지 않고 구리 연선을 사용하는 이유는 다음과 같다.

구리 단선은 연선에 비해 강성이 강해 잘 굽혀지지 않아 작업이 용이하지 않는 불편함도 있지만, 교류 전기에 있어서, 연선은 단선에 비하여 전기 저항이 적으며, 전기 밀도가 우수하기 때문 구리연선을 사용하게 된다.

또한, 일반적으로 일정한 전기 저항을 갖는 도체에 있어서, 같은 길이, 같은 재료 굵기(단면적)는 저항에 반비례한다. 따라서, 단면적은 두 배로 증가하면 저항이 반으로 줄어들어 두 배의 전류를 흘릴 수 있으므로(V=IR) 당연히 두 배의 용량이 된다.

이를 다른 말로 바꾸면 일정부하 전력에 대하여 어떤 도체에 걸리는 전압을 2배로 하면 전류가 반으로 감소(P=VI)하므로 굵기(단면적)를 반으로 줄일 수 있다.

이와 같은 전기 이론은 전원이 직류(DC)인 경우 합당한 것이며,

전원이 교류(DC)라면 표피효과(Skin Effect)가 있어서 전류는 도체 표면으로 집중하는 흐르는 현상을 갖게 되며, 주파수가 높을수록 이 현상은 심해 지는 것을 볼 수 있다.

따라서 같은 굵기의 전선이라도 교류에 대한 저항치와 직류에 대한 저항치가 다르게 되며, 교류는 도체 중심 쪽으로 갈수록 전류의 밀도가 낮아져서 직류에 비하여 상대적으로 굵기가 가는 여러 가닥으로 된 연선을 을 사용하는 것이 효과적이다.

이와 같은 이유로 교류에 있어서, 또는 주파수가 높을수록 단선보다는 연선이 전기 저항이 적어지며 전기 밀도가 높게 된다.

교류 전기에 있어서 또한 인덕션 조리기구와 같은 고주파수를 사용하는 전기기구에 있어서, 교류 전기의 표피효과(Skin Effect)로 인해 구리세선의 굵기가 가늘면 가늘수록, 전기 저항이 적어지며, 전기밀도가 높아지는 현상을 감안할 때, 실제로는 불가능하지만, 구리세선의 가운데가 빈 중공으로 하여도, 이는 전기 저항 및 전기 밀도는 하등 변화하지 않게 된다.

그러나, 상기 중공 구리 세선은 제작이 불가능하므로 또한 제작이 가능하다 손 치더라도 인장강도 내지 기계적인 강도를 보장할 수 없게 된다.

본 발명은 이와 같은 전기이론에 근거하여 창안된 것으로 전기적인 특성이 구리에 비하여 많이 뒤떨어지지 않으며. 가볍고 일정의 장력 즉, 인장강도와 압축강도를 갖는 알루미늄 세선에 구리를 덧입힌 동피복 알루미늄 세선을 다수 가닥으로 합친 동피복 알루미늄세선을 인덕션 히팅코일로 사용토록 한 것이다.

종래 인덕션 조리기구용 인덕션 히팅코일은 여러가닥의 구리세선을 다수가닥으로 합친 구리연선을 원판 상으로 둥글게 말은 것은 지지판에 부착하여 인덕션 히팅판을 구성한다.

상기에서 언급한 바와 같이 인덕션 히팅 코일에 교류 및 고주파수 전기를 가하여 자력선을 발생시키고 자력선에 금속재 용기를 올려놓을 때 발열 되는 인덕션 히팅 코일은 전기의 표피 효과로 의해, 전선이 가늘수록 전기 저항이 적으며 전기 밀도가 좋아지므로 세선을 사용하게 된다.

또한 상기 세선이라 할지라도 표피 효과에 의해 그 중심부에는 전기가 흐르지 않게 되므로, 본 발명은 구리세선을 사용하는 대신 동(구리)을 표면에 코팅한 동피복 알루미늄 세선을 다수가닥으로 합친 동피복 알루미늄 연선을 인덕션 히팅 코일로 사용하여 동피복 알루미늄 연선이 갖는 다양한 장점을 갖도록 한 인덕션 히팅 코일을 제공함을 목적으로 개발된 것이다.

본 발명은 동피복 알루미늄세선을 다수개의 가닥으로 합친 동피복 알루미늄 연선을 인덕션 히팅코일의 전선으로 사용한 것으로 종래의 인덕션 히팅코일에 비하여 가벼워 경량의 인덕션 조리기구를 제조하게 되며, 본 발명에 사용하는 동피복 알루미늄 연선은 구리 연선에 비하여 가격이 저렴하여 제품의 단가를 낮출 수 있는 경제적인 효과를 가지며, 반면에 종래의 구리연선으로 된 인덕션 히팅코일과 전기적인 특성 및 발열 특성이 결코 뒤지지 않는 인덕션 히팅코일을 제공하는 것이다.

종래 다수개의 구리세선으로 꼬아 뭉친 구리연선을 원판상이나, 용기와 같이 가운데가 우묵하게 들어간 둥근 판상으로 감아, 인덕션 조리기구용 인덕션 히팅코일을 형성하는 것에 있어서,

본 발명에 의한 인덕션 히팅코일(16)은, 상기 구리세선 대신에 알루미늄세선(12) 외측에 구리(13)를 덧입힌 동피복 알루미늄 세선(11)을 다수개의 가닥으로 합친 동피복 알루미늄 연선(15)을 원판상이나, 가운데가 우묵하게 들어간 둥근판상으로 감아 형성한 인덕션 조리기구용 인덕션 히팅 코일에 관한 것이다.

도면 중 미설명 부호14는 동피복 알루미늄 세선(11)의 외측에 통상적으로 코팅하는 절연 에나멜 바니쉬 및 셀프본딩 바니쉬 코팅막이며, 21은 원판상의 인덕션 히팅 코일을 지지하는 지지판이며, 22는 용기 형태로된 인덕션 히팅코일을 지지하는 지지판이다.

이와 같이 구성된 본 발명을 보다 상세히 설명함과 동시에 그 작용을 살펴보면 다음과 같다.

앞에서 설명한 바와 같이 교류(AC)전기와 고주파수일수록 전기는 전선의 표피를 따라 흐른다는 표피 효과(Skin Effect)에 의해, 단선보다, 세선을 뭉쳐놓은 연선이 전기저항이 적으며 전기 밀도는 높아지는 우수한 전기적 특성을 갖게 된다.

따라서 본 발명과 같이 교류 전기를 사용하며 고주파수인 인덕션 조리기구용 인덕션 히팅코일을 구리연선 대신 동피복 알루미늄 연선(15)을 사용하여도, 전기적인 특성은 아무 변화가 없으며, 전자 유도 가열에 의한 발열량에도 차이가 거의 없 는 인덕션 히팅 코일을 제공하게 된다.

아래 표1은 본 발명에 의한 인덕션 히팅코일(16)과, 종래 구리연선을 사용한 인덕션 히팅코일의 전기적인 특성을 검출한 그래프이다.

표 1

	220V 초기	187V초기	220V 가열중	254V가열중
종래 인덕션 히팅코일
본 발명에 의한 인덕션 히팅코일

상기 표 1에서 보는 바와 같이,

본 발명에 의한 인덕션 히팅코일(16)과, 종래 인덕션 히팅코일의 전기적인 특성의 파형이 거의 동일한 것을 확인할 수 있다.

인덕션 조리기구에 있어서 인덕션 히팅코일(16)에 사용되는 세선의 굵기와 갯수는 인덕션 조리기구의 용량에 따라 증감되므로, 그 갯수는 특히 논할 것이 못된다.

그러나, 종래 인덕션 히팅 코일에 있어서도, 세선의 굵기가 얇은 것을 사용 할 수록 전기적 특성에 우수한 것은 이미 알려진 사실이다.

이와 마찬가지로 본 발명에 있어 동피복 알루미늄선을 사용함에 있어 그 굵기가 가늘수록 전기적인 특성은 우수하게 된다.

본 발명을 구현하기 위해 샘플로 사용한 동피복 알루미늄선 체적비율 15%, 비중비 40%의 CCA(Copper-Cladding Aluminum alloy)와, 기존의 구리 연선의 무게 비교는 다음과 같았다.

표2 기존 구리연선과 본 발명에 사용된 동피복 알루미늄선과의 무게 대조표

모델	기존 동연선을 사용한 것	본 발명에의한 동피복 알루미늄연선을 사용한 것	무게차이	감겨진 외경	감겨진 내경
A	350g	170g	-170g	113㎜±1.5㎜	43㎜±1.5㎜
B	320g	160g	-160g	113㎜±1.5㎜	34㎜±1.5㎜
C	330g	172g	-158g	118㎜±1.5㎜	38㎜±1.5㎜

* 상기에서 사용한 동피복 알루미늄선의 구성비

동피복 알루미늄선의 구리 대 알루미늄 체적비(%): (Cu:Al 15:85)

동피복 알루미늄선의 구리 대 알루미늄 비중비(%): (Cu:Al 40:60)

상기 표 1,2에서 보는 바와 같이 본 발명은, 종래의 구리연선을 이용한 인덕션 히팅코일에 대하여 거의 동일한 전기적 특징을 가지며, 무게는 약 50%의 감량 효과를 볼 수 있게 된다.

또한, 샘플로 사용한 구리: 알루미늄의 비중비율은 40:60으로 종래 100%의 구리 재질의 연선에 비해 반 이상 즉 60%의 알루미늄 선 외측에 40%의 동을 피복한 전선은 30-40%의 원재료(전선비용 부분) 단가 절감의 효과를 기대할 수 있게 된다.

본 발명에 사용되는 동피복 알루미늄연선(15)은 종래의 구리 연선의 작업과 동일한 작업으로 원판상으로 감아, 인덕션히팅코일(16)을 형성하고 이를 역시 동일한 방법으로 지지판이나 용기 형태의 지지판에 부착하여, 인덕션 히팅판을 조성하게 된다. 특히 본 발명에 의한 인덕션 히팅코일은 종래의 구리연선을 사용한 것에 비해 내구성이나 발열량 등의 특성이 전혀 뒤떨어지지 않으며, 전기적인 특성이 거의 동일하여 사용에 아주 문제가 없는 인덕션 히팅코일을 제공하게 되는 것이다.

구리의 원자재 비용은 알루미늄의 원자재 비용에 비하여 약 2배 이상의 고가이며, 구리는 알루미늄보다 비중이 높아 더 무거운 것을 볼 수 있다. 따라서, 종래 인덕션 조리기구를 제조 생산함에 있어서, 구리 연선을 사용한 종래 것보다 동피복 알루미늄연선을 사용한 본 발명은, 종래의 히팅코일에 소요되는 원자재 비용을 30-40% 절감할 수 있어 인덕션 조리기구의 가격 절감이 크게 기여하게 되며 무게가 줄어들어 경량의 인덕션 조리기구를 제조하게 된다.

또한 본 발명은 종래 구리 연선을 사용한 인덕션 히팅코일과 대비할 때 전기적인 특성이 뒤떨어지지 않으며 거의 동일하거나 오히려 우수한 인덕션 히팅코일을 제공하게 되는 아주 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 구리세선을 다수개 꼬아 뭉쳐서 형성한 구리연선을 원판상이나, 용기와 같이 가운데가 우묵하게 들어간 둥근 판상으로 감아서 조리기구용 인덕션 히팅코일을 형성하는 것에 있어서,

   상기 인덕션 히팅코일(16)은, 상기 구리세선 대신에 알루미늄세선(12) 외측에 구리(13)를 덧입힌 동피복 알루미늄 세선(11)을 다수개의 가닥으로 합친 동피복 알루미늄 연선(15)으로 감아 구성토록 한 것을 특징으로 하는 인덕션 조리기구용 인덕션 히팅코일

Images