KR100805226B1 - 면상발열히터 및 이를 포함하는 증기조리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 면상발열히터의 온도를 센싱하는 PTC온도센서를 구비한 면상발열히터 및 이를 포함하는 증기조리장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 면상발열히터는 절연기판과, 상기 절연기판에 패턴인쇄 되어 발열작용을 하는 저항체로 형성되는 가열부와, 상기 가열부의 발열온도를 감지하기 위한 PTC온도센서를 포함하되, 상기 PTC온도센서는 상기 절연기판에 패턴인쇄 되어 PTC온도센서의 이탈을 방지할 수 있고, 공정을 단순화하여 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

면상발열히터 및 이를 포함하는 증기조리장치{Plate heater and steam cooking apparatus including the same}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 증기조리장치의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 증기조리장치의 외관을 나타내는 정면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 증기조리장치의 단면도이다.

도 4는 증기생성유닛과 이에 포함되는 면상발열히터를 도시한 도면이다.

도 5는 본발명의 다른 실시예에 따른 면상발열히터의 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 하우징, 10 : 조리실,

20 : 급수유닛, 30 : 증기생성유닛,

31 : 증기발생용기, 40 : 과열증기공급유닛,

42 : 과열히터, 50 : 면상발열히터,

52,53 : 가열부, 54,55 : 전원공급단자,

56 : 절연보호막, 60 : PTC온도센서.

본 발명은 면상발열히터 및 이를 포함하는 증기조리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 면상발열히터의 온도를 센싱하는 PTC온도센서를 구비한 면상발열히터 및 이를 포함하는 증기조리장치에 관한 것이다.

일반적으로 음식물을 조리하는 통상적인 방법으로는 음식물을 가스오븐이나 전기오븐에 넣어서 음식물에 직접 열을 가하여 조리하거나, 음식물이 넣어진 찜용기를 가열하여 조리하거나, 또는 전자렌지를 이용하여 고주파로 음식물을 조리하는 방법이 있다.

가스오븐이나 전기오븐에서와 같이 음식물을 직접 가열하여 조리하게 되면 음식물이 공기 중에 포함된 산소와 접촉하여 산화됨으로써 음식물의 맛이 떨어지고, 찜용기를 이용하여 조리하게 되면 음식물에 너무 많은 수분이 포함되어 음식물 특유의 맛이 떨어진다. 또한, 전자렌지로 조리를 하면 고주파가 음식물에 균일하게 주사되지 못하여 음식물이 국부적으로 타거나 덜 익게 되므로 균일한 조리를 할 수 없다.

이러한 종래의 조리방법들의 단점을 해결하기 위한 대안으로 음식물에 과열증기를 공급하여 조리하는 조리장치가 개발되었는데, 과열증기를 이용하는 조리장치에 대해서는 많은 기술이 공개되어 있다. 이러한 조리장치를 이용하여 음식물을 조리하게 되면 음식물의 전 표면에 높은 온도의 과열증기가 직접 전달되어 음식물이 타거나 덜 익지 않게 될 뿐만 아니라 음식물 전체에 적당한 수분이 유지되어 음 식물의 맛이 좋게 된다. 이러한 과열증기를 이용한 조리장치의 일례로는 일본 공개특허공보 2005-61816호가 있다.

일본공개특허공보 2005-618166호에 개시된 증기조리장치는 물탱크, 증기발생장치, 증기가열히터 및 송풍장치를 구비하여 조리실에 과열증기를 공급하고, 과열증기에 함유된 열에 의해 음식물이 조리되도록 하였다. 이 때 증기발생장치는 포트 내부에 저장된 물을 가열하여 증기를 발생시키기 위해, 포트의 외면을 감싸도록 환형의 시즈히터를 구비하고 있으며, 상기한 일본공개특허공보를 포함하여 일반적으로 공개된 증기조리장치에는 면상발열히터를 이용한 증기발생장치에 대해 개시하고 있지 아니하다.

또한 대한민국공개특허(공개번호10-2005-28970호)에서는 PCB방식을 이용한 히터 제조방법 및 히터에 대해 개시하고 있는데, 이러한 PCB방식의 히터는 발열저항체, 전원공급단자, 센서마운트와 센서, 센서연결단자를 구비하여 절연기판에 패턴인쇄되어 형성된다.

그러나 이와 같은 PCB방식의 히터에서 센서마운트는 절연판에 고정, 결합되고, 센서는 센서마운트에 장착되는 구조이므로, 센서가 센서마운트에서 이탈되거나 센서마운트가 절연기판에서 이탈될 수 있는 문제점이 있고, 부품 및 제조공정이 증가하여 제조비가 상승하는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 면상발열히터에 구비된 PTC온도센서의 이탈현상을 방지하고 제조비용을 절감할 수 있 는 구조를 구비한 면상발열히터 및 이를 포함하는 증기조리장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 절연기판과, 상기 절연기판에 패턴인쇄 되어 발열작용을 하는 저항체로 형성되는 가열부와, 상기 가열부의 발열온도를 감지하기 위한 PTC온도센서를 포함하되, 상기 PTC온도센서는 상기 절연기판에 패턴인쇄되어 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 PTC온도센서는 상기 절연기판의 중앙에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가열부는 복수로 형성되고, 상기 PTC온도센서는 상기 가열부의 중앙에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 증기조리장치는 조리실과, 상기 조리실의 외측에 배치되어 상기 조리실로 공급되는 증기를 생성시키는 증기생성유닛을 포함하는 증기조리장치에 있어서, 상기 증기생성유닛은 면상발열히터를 포함하되, 상기 면상발열히터는 절연기판과, 상기 절연기판에 패턴인쇄 되어 발열작용을 하는 저항체로 형성되는 1이상의 가열부와, 상기 가열부의 발열온도를 감지하기 위해 상기 절연기판에 중앙에 패턴 인쇄되어 형성된 PTC온도센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 증기조리장치의 대략적인 구조를 나타내 는 사시도이고, 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 증기조리장치의 정면도이다.

도 1,2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 증기조리장치는 외관을 형성하는 하우징(1), 하우징(1)의 내부에서 하우징(1)과의 사이에 일정공간이 마련되도록 배치된 조리실(10), 조리실(10)의 개방된 전면을 개폐하는 도어(2), 그리고 조리실(10)의 상부에 설치된 콘트롤 패널(3)을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 증기조리장치는 조리실(10)로 증기를 공급하기 위해 하우징(1)과 조리실(10) 사이의 공간에 배치되는 급수유닛(20)과 증기생성유닛(30), 그리고 한 쌍의 과열증기공급유닛(40)을 더 포함한다.

조리실(10)은 상면판(11)과 바닥판(12), 양 측면판(13), 그리고 후면판(14)을 구비하여 음식물을 조리하기 위한 일정용적의 내부공간을 형성하게 되며, 조리실(10)의 외측에는 조리실(10)의 열이 외부로 빠져나가지 않도록 단열부재(미도시)로 둘러싸여진다. 또한 조리실(10)의 상면판(11)의 외면에는 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론(4)과, 마그네트론(4) 및 증기생성유닛(30) 기타 전장품의 냉각을 위한 횡류팬(5)이 마련된다.

양 측면판(13)의 중심부에는 작은 크기를 가진 다수의 유입공(15)이 배치되고, 이 유입공(15)의 외측, 즉 각 측면판(13)의 가장자리에는 작은 크기를 가진 다수의 유출공(16)이 마련된다. 바람직하게는 다수의 유출공(16)은 다수의 유입공(15)의 상, 하부와 전, 후부에 대칭을 이루도록 배치된다. 조리실(10) 측면판(13)은 이와 같이 형성되어 조리실(10) 내부의 증기가 유입공(15)을 통해 과열증기공급유닛(40)으로 유입되어 높은 온도로 과열된 후 유출공(16)을 통해 조리실(10) 내로 유출된다.

급수유닛(20)은 상면판(11)의 외측의 전방부에 설치되며, 급수 케이스(21)와, 급수 케이스(21)에 슬라이드 방식으로 탈착되는 급수용기(22)와, 급수유닛(20)과 증기생성유닛(30)을 연결하는 급수관(23)과, 급수관(23)의 중도에 마련되어 증기생성유닛(30)으로 물을 공급하기 위한 펌프(24)를 포함하여 이루어진다.

이러한 급수유닛(20)에서 급수용기(22)에 채워진 물은 펌프(24)에 의해 펌핑되어 급수관(23)을 통해 증기생성유닛(30)으로 공급된다.

증기생성유닛(30)는 도 1,4에 도시된 바와 같이, 상면판(11)의 외측의 일측방에 대략 박스형상으로 설치되며, 급수관(23)과 연결되어 급수관(23)을 통해 유입되는 물을 수용하는 증기발생용기(31)와, 증기발생용기(31)에 수용된 물을 가열하여 증기를 생성시키기 위해 증기발생용기(31)의 하면에 형성되는 면상발열히터(50)를 포함하여 이루어진다.

증기발생용기(31)의 상면에는 급수관(23)과 연결을 위한 급수구(32)가 형성되고, 전면 상부에는 증기발생용기(31)내에서 생성된 증기를 조리실(10)로 공급하기 위한 유출구(33)가 형성되고, 유출구(33)에는 조리실(10)의 증기유입구(17)와 연통되도록 증기공급덕트(34)가 마련된다. 따라서 증기발생용기(31)의 증기는 증기공급덕트(34)를 통해 조리실(10)내로 공급된다. 또한 증기발생용기(31)의 일측면 하부에는 배수홀(35)이 형성되어 증기조리장치의 조리동작 종료 후 증기발생용기(31) 내부의 잔수를 배수시키기 위한 배수관(36)이 연결된다.

과열증기공급유닛(40)은 도 3에 도시된 바와 같이, 조리실(10)의 양 측면판 (13)의 외측에 마련되어, 조리실(10) 내부의 공기를 유입공(15)을 통해 유입하여 유출공(16)을 통해 다시 조리실(10) 내부로 강제순환시키는 순환팬(41)과, 순환하는 공기를 가열하여 공기중 포함된 증기를 과열증기화 시키는 과열히터(42)와, 순환팬(41)과 과열히터(42)를 감싸며 측면판(13)에 결합되는 케이스(43)와, 케이스(43)의 외측에 마련되어 순환팬(41)을 구동하기 위한 모터(44)를 포함하여 이루어진다. 따라서 측면판(13)의 외측과 케이스(43)사이에 과열증기덕트(45)가 형성되고 순환팬(41)과 과열히터(42)는 과열증기덕트(45)내에 구비되어서, 조리실(10)내부의 공기는 유입공(15)을 통해 과열증기덕트(45)로 유입되고 과열히터(42)에 의해 과열증기화된 후 유출공(16)을 통해 다시 조리실(10)로 유출되게 된다.

도 4는 증기생성유닛과 이에 포함되는 면상발열히터를 도시한 도면이다.

도 5는 본발명의 다른 실시예에 따른 면상발열히터의 평면도이다.

본발명의 다른 실시예에 따른 면상발열히터는 도 4에 도시된 면상발열히터와 비교하여 각각의 가열부에 PTC온도센서를 별도로 구비하고 있는 점에 차이가 있을 뿐 다른 부분은 동일한 구성에 해당하므로 이후에서는 동일한 구성에 대해 동일한 명칭과 동일한 도면부호를 사용하여 설명하도록 한다.

면상발열히터(50)는 증기발생용기(31)의 하부에 마련되는데, 면상발열히터(50)는 도 4에 도시된 바와 같이, 절연기판(51)과, 절연기판(51)의 일면에 패턴인쇄된 발열저항체로 형성되어 전원의 공급에 따라 미리 설정된 출력만큼의 열을 발생시키는 1이상의 가열부(52,53)와, 가열부(52,53)의 발열온도를 감지하기 위한 PTC온도센서(60)를 포함하여 이루어진다.

면상발열히터(50)는 절연기판(51)상에 PCB방식을 적용하여 발열저항체의 패턴을 인쇄하여 면자체가 발열을 할 수 있도록 설계된 히터를 말한다. 이러한 면상발열히터(50)는 시즈히터 등 일반적인 히터에 비해 신속한 가열이 가능하고, 고온을 낼 수 있으며, 온도 조절이 수월하며 응답속도가 빠르다는 등 다양한 장점이 있으므로 상기에서 일실시예로 설명한 증기조리장치 뿐만 아니라 다양한 종류의 가열수단에 널리 쓰일 수 있다. 특히, 본 발명의 일실시예에 따른 증기조리장치에서는 신속한 증기발생이 가능하며, 증기발생용기(31)내에 적은 양의 물이 존재하는 경우라도 증기를 생성시킬 수 있다.

면상발열히터(50)는 증기발생용기(31)의 하면에 마련되는데, 면상발열히터(50)에는 발열저항체가 사다리형상의 패턴으로 마련되어 전열면적을 최대로 할 수 있도록 형성된다.

면상발열히터(50)에 구비되는 절연기판(51)은 대략 직사각형 형상의 얇은 판으로 형성되고 절연기판(51)의 일면에는 면상발열히터(50)의 가열부(52,53)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자(54,55)가 마련된다.

전원공급단자(54,55)는 각 가열부(52,53)를 위해 전원입력단자와 전원출력단자를 별도로 마련할 수 있지만, 각각의 전원입력단자(54)와 단일의 공통전원출력단자(55)를 이용하여 전원공급단자(54,55)를 구비함으로써 전원단자의 수를 줄일 수 있고, 발열저항체의 패턴을 간소화할 수 있다.

가열부(52,53)는 절연기판(51)의 일면에 패턴인쇄된 발열저항체로 형성되는데, 발열저항체의 저항크기는 발열저항체의 고유 저항값 및 길이에 비례하고 단면 적에 반비례하므로, 이를 토대로 절연기판(51)에 발열저항체의 패턴을 인쇄하여 전원의 공급이 일정하더라도 가열부(52,53)를 구성하는 발열저항체의 저항의 크기를 달리 인쇄하여 의도하는 다양한 크기의 출력을 낼 수 있다.

가열부(52,53)는 발열저항체의 패턴인쇄의 형태에 따라 2이상의 복수로 구성될 수 있으며, 각 가열부(52,53)는 독립적으로 작동된다. 본 발명의 일 실시예에서는 설명의 편의상 도4에 도시된 바와 같이 가열부(52,53)는 서로 다른 출력을 가지는 제1가열부(52)와 제2가열부(53)를 포함하여 형성된 것으로 가정한다. 또한 가열부(52,53)의 출력은 조리실의 크기, 필요한 증기공급량 등을 고려하여 다양하게 결정될 수 있다.

각 가열부(52,53)의 출력은 증기발생용기(31)의 물을 가열하여 증기를 생성시키는 역할을 하는데, 증기발생용기(31)내에 물이 없는 경우 가열부(52,53)의 온도는 급격히 상승하게 되어 면상발열히터(50)의 고장의 원인이 될 수 있기 때문에 면상발열히터(50)는 가열부(52,53)의 온도를 감지할 수 있는 PTC온도센서(60)를 포함하여 이루어진다.

PTC(positive temperature coffficient) 저항체는 주변의 온도 변화가 있는 경우 자체의 저항을 변화시켜 항상 일정한 온도를 유지하는 특성을 가진다. 이러한 PTC저항체의 특성을 이용하여 저항의 변화를 측정함으로써 온도를 감지하는 센서가 PTC온도센서이다.

본 발명의 면상발열히터(50)에 포함되는 PTC온도센서(60)는 PTC저항체(61)가 절연기판(51)에 패턴인쇄되어 형성되는데, PTC온도센서(60)는 이러한 PTC저항체 (61)의 저항값을 측정하여 가열부(52,53)의 발열온도를 감지하게 된다. 또한, 면상발열히터(50)의 중앙부의 발열온도는 다른 부분에 비해 상대적으로 높기 때문에 면상발열히터(50)의 과열을 감지하기위해서 PTC온도센서(60)는 바람직하게는 절연기판(51)의 중앙에 형성되거나, 도5에 도시된 바와 같이 각 가열부(52,53)의 중앙에 형성된다.

또한 PTC저항체(61)의 양단에는 PTC저항체(61)에 의해 측정된 저항값을 외부로 전송하기 위한 연결단자(62)가 마련된다.

다음은 면상발열히터(50)의 제작에 대해 설명하도록 한다.

절연기판(51)상에 가열부(52,53)가 형성되도록 발열저항체를 사다리형태로 패턴을 성형하고, 절연기판(51)의 중앙 또는 가열부(52,53)의 중앙에는 PTC온도센서(60)가 형성되도록 PTC저항체(61)의 패턴을 성형한다. 이러한 성형과정 후 상기한 패턴이 형성된 절연기판(51)을 부식시키는 에칭과정을 통해 가열부(52,53)와 PTC저항체(60)의 패턴인쇄를 완성하고, 패턴인쇄된 가열부(52,53)와 PTC온도센서(60)의 절연을 위해 절연기판(51)의 인쇄면에 연결단자(62)를 설치할 PTC저항체(61)의 양단을 제외하고 절연보호막(56)을 형성시킨 후 PTC저항체(61)의 양단에 연결단자(62)를 용착하여 고정시킴으로써 면상발열히터(50)의 제작를 완성한다.

다음은 이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 증기조리장치의 동작에 대해 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

사용자가 조리실(10) 내부에 음식물을 넣고 컨트롤 패널(3)을 조작하여 조리명령을 입력하면 펌프(24)가 작동하여 급수유닛(20)에서 증기생성유닛(30)의 증기 발생용기(31)로 물이 공급된다.

이때 각각의 조리명령에 따라 증기를 발생시키기 위해 복수의 가열부(52,53)중 어느 일부를 동작시킬 것인지 또는 동시에 동작시킬 것인지가 미리 설정되어 있다. 즉, 보다 신속하고 많은 증기량을 요구하는 조리명령이 입력되면 제1가열부(52)와 제2가열부(53)를 동시에 동작시켜 증기발생용기(31)의 물을 가열하여 증기를 발생시키고, 낮은 정도의 신속성이 요구되는 조리명령이 입력되면 제1가열부(52) 또는 제2가열부(53)를 동작시켜 증기를 발생시키도록 설정되어 있다.

따라서 조리명령이 입력되어 증기발생용기(31)에 물이 공급되면 입력된 조리명령에 따른 증기량을 발생시킬 수 있도록, 미리 설정된 출력을 내기위해 면상발열히터(50)의 제1,2가열부(52,53)를 동시에 동작시키거나 제1가열부(52) 또는 제2가열부(53)를 개별적으로 동작시킨다.

이때 증기발생용기(31) 내부에 물이 공급되지 아니하거나 공급된 물이 모두 증기로 되어 증기발생용기(31)에 물이 없는 경우 급격한 온도상승이 발생할 수 있는데, 면상발열히터(50)의 PTC온도센서(60)는 이를 감지하여 가열부(52,53)의 온도가 소정온도 이상으로 상승하는 경우 증기발생용기(31)에 물을 공급시키거나 전원을 차단하여 면상발열히터(50)의 고장을 방지하게 된다.

또한 면상발열히터(50)의 가열에 의해 증기생성유닛(30)에서 형성된 증기는 증기공급덕트(34)를 통해 조리실(10)내부로 유입되고, 조리실(10) 내부로 유입된 증기는 과열증기공급유닛(40)의 순환팬(41)의 작동에 의해 유입공(15)을 통해 과열증기덕트(45)로 보내지고, 과열증기덕트(45)내의 순환팬(41)과 과열히터(42)의 작 동에 의해 더 높은 온도의 과열증기로 바뀌어서 조리실(10)의 각 측면판(13)에 형성된 다수의 유출공(16)를 통해 조리실(10)로 공급된다.

이러한 과정으로 조리실(10)의 공기는 순환팬(41)의 동작으로 인하여 계속적으로 과열히터(42)에 의해 과열증기화되어 조리실(10)내부로 재공급되는 강제순환이 이루어지게 된다.

이후 조리가 끝나게 되면 상기한 사이클이 종료되고 증기발생용기(31)내부에 저장된 물은 배수관(36)을 통해 조리실(10) 바닥판(12)으로 배출된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본발명에 따른 면상발열히터 및 이를 포함하는 증기조리장치는 면상발열히터의 절연기판에 PTC온도센서를 직접 패턴인쇄함으로써 PTC온도센서의 이탈을 방지할 수 있다.

또한 PTC온도센서와 발열저항체를 절연기판에 일체로 형성함으로써 공정을 단순화하고 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 절연기판과,

   상기 절연기판에 패턴인쇄 되어 발열작용을 하는 저항체로 형성되는 가열부와,

   상기 가열부의 발열온도를 감지하기 위한 PTC온도센서를 포함하되,

   상기 PTC온도센서는 상기 절연기판에 패턴인쇄 되어 형성된 것을 특징으로 하는 면상발열히터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 PTC온도센서는 상기 절연기판의 중앙에 형성된 것을 특징으로 하는 면상발열히터.
3. 제 2항에 있어서, 상기 가열부는 복수로 형성되고, 상기 PTC온도센서는 상기 가열부의 중앙에 형성된 것을 특징으로 하는 면상발열히터.
4. 조리실과, 상기 조리실의 외측에 배치되어 상기 조리실로 공급되는 증기를 생성시키는 증기생성유닛을 포함하는 증기조리장치에 있어서,

   상기 증기생성유닛은 면상발열히터를 포함하되, 상기 면상발열히터는 절연기판과, 상기 절연기판에 패턴인쇄 되어 발열작용을 하는 저항체로 형성되는 1이상의 가열부와, 상기 가열부의 발열온도를 감지하기 위해 상기 절연기판에 중앙에 패턴 인쇄되어 형성된 PTC온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기조리장치.
5. 제 5항에 있어서, 상기 PTC온도센서는 상기 가열부의 중앙에 패턴 인쇄되어 형성된 것을 특징으로 하는 증기조리장치.

Images