KR100832312B1 - 전자 유도가열 조리기의 가열코일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열의 분포가 골고루 이루어지고, 특히 냉각효과가 우수한 전자 유도가열 조리기의 가열코일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자 유도가열 조리기의 내부에 설치되는 코일지지판 상부에 형성된 가열코일을 판체형상의 납작한 동판으로 형성하고, 상기 동판을 원호형상으로 형성하며, 이를 동판을 수평방향으로 다겹으로 적층하여 연속되게 형성하여 소용돌이 형상의 가열코일을 이루는 것이다.

이러한, 본 발명은 렌지, 밥솥과 같은 전자 유도가열 조리기에 사용되면 열의 분포가 종래와 같이 일측으로 편중되던 점을 개선하여 골고루 분포되도록 하여 전자 유도가열 조리기의 조리능력을 향상시키고, 생산공정이 간편하여 작업성이 좋고, 원자재비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 특히 냉각효과가 우수하여 가열코일의 파손을 방지함은 물론, 이로 인해 전자 유도가열 조리기의 수명을 연장하는 전자 유도가열 조리기의 가열코일을 제공하는 것이다.

유도가열, 조리기, 렌지, 밥솥, 가열코일

Description

전자 유도가열 조리기의 가열코일{Induction autotimer for heating coil}

본 발명은 전자 유도가열 조리기의 내부에 설치되는 가열코일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 코일과 달리 특히 냉각효과가 우수하여 가열코일 및 전자 유도가열 조리기의 제어부의 파손을 방지하고, 작업성 및 생산성이 우수하며, 원자재비용의 절감효과를 갖도록 가열코일을 다겹의 판체형상의 동판을 이용하여 수평으로 적층 또는 이격되게 결합된 구조를 갖는 전자 유도가열 조리기의 가열코일에 관한 것이다.

음식을 조리하기 위한 조리기에는 여러 가지 종류가 있으며 그 한 예로 화염 없이 화력을 제공할 수 있는 전자 유도가열 조리기가 있다. 특히 전자 유도가열 조리기는 공해를 발생하지 않는 차세대 조리기로 렌지, 밥솥 등과 같은 자기장 감응와류를 이용하는 가열수단이다.

즉 전류가 코일을 통과할 때 생기는 자기장의 자력선이 자성체로 이루어진 용기의 밑 부분을 통과하도록 하여 그때 발생하는 무수한 작은 와류들이 용기 자체를 빠른 속도로 가열시키도록 하는 원리를 갖는 것이다. 상기와 같은 발열원리에 따른 전자 유도가열 조리기구로부터 열을 제공받기 위해서는 사용하는 용기의 바닥 판이 전류에 위하여 유도되면서 가열되는 유도부재로 이루어져야 한다.

이와 같은 일반적인 전자 유도가열 조리기구는 코일에 흐르는 유도전류의 표피효과(Skin Effect)를 이용하여 에너지 효율을 극대화시킨 조리기구로서, 도 1에 도시한 바와 같이 인버터 방식으로 전류의 흐름에 따라 수평방향으로 자계를 형성하기 위한 가열코일(5)과, 상기 자계방향에 대해 수평방향으로 흐르는 와전류를 저항률과 투자율등과 같은 구성물질 특성에 따라 주울열로 변환시켜 발열함으로써 담겨지는 음식물을 조리하는 조리용기(1)와, 상기 조리용기(1)를 올려놓기 위한 세라믹판(3)을 기본구성으로 하며, 이를 제어하기 위한 회로는 사용자가 요리기능을 선택하도록 하기 위한 키 입력부(35)와, 상기 키 입력부(35)로부터 선택된 기능 데이터에 따라 각 구성부를 총괄 제어하기 위한 마이크로컴퓨터(29)와, 입력되는 교류(AC) 전원으로부터 EMI나 EMC와 같은 잡음성분을 제거하기 위한 필터부(11)와, 상기 잡음성분이 제거된 교류전원을 정류하기 위한 제1정류부(13)와, 상기 제1정류부(13)에서 출력되는 전압을 공진시키고 그 공진전압에 의해 발생된 자장에 기인한 전기유도효과로 가열되어질 조리용기(1)에 와류를 유도시켜 조리용기(1) 내의 음식을 원하는 가열온도로 가열하는 가열코일(5)과, 구동제어부(31)에 의해 제어되어 스위칭함으로써 상기 가열코일(5)에 공진전압을 제공하는 스위칭부(15)와, 상기 마이크로컴퓨터(29)의 제어출력에 따라 스위칭부(15)의 스위칭소자를 제어함과 동시에 가열된 가열코일(5)을 식혀주는 냉각팬(33)을 구동하기 위한 구동제어부(31)와, 상기 입력교류전원(AC)에서 전류를 검출하는 전류검출부(19)와, 상기 전류검출부(19)에서 검출한 전류를 상기 마이크로컴퓨터(29)로 전달하는 정전류 검출부(27) 와, 상기 입력 교류전원(AC)을 강압하는 저전압변환부(17)와, 상기 저전압변환부(17)에서 강압된 전압을 정류하여 출력하는 제2정류부(21)와, 상기 제2정류부(21)에서 정류된 전압에 따라 상기 마이크로컴퓨터(29)의 동작전압으로 인가하기 위한 정전압부(23)와, 상기 정전압부(23)의 출력전압에 따라 마이크로 컴퓨터(29)를 리셋시키기 위한 리셋부(25)와, 상기 마이크로컴퓨터(29)의 제어신호에 의해 유도가열조리기의 각종 기능상태를 표시하여 주는 표시부(37)와, 유도가열조리기에서 이상발생시 마이크로컴퓨터(29)의 제어에 의해 사용자가 알 수 있도록 음을 발생하는 음발생부(39)로 구성되며, 동작은 다음과 같다.

즉 전자 유도가열 조리기구에서 일반적인 취반기능을 일례로 살펴보면, 교류전원(AC)이 제1정류부(13)을 통해 맥동 직류전압으로 정류된 다음 평활되고, 이와 동시에 상기 교류전원(AC)이 다시 저전압변환부(17)를 통해 전압강하되고 제2정류부(21)를 통해 직류전압으로 변환되어 정전압부(23)에 공급되면, 상기 정전압부(23)는 입력되는 직류전압에 따른 정전압을 마이크로컴퓨터(29)에 인가하는데, 이때 상기 마이크로컴퓨터(29)에 인가되는 정전압은 마이크로컴퓨터(29)의 동작전압으로 사용된다.

그리고, 사용자가 취반을 수행하기 위해 표면저항이 큰 철 또는 스텐레스 430계열로 구성된 자성체 조리용기(1)에 요리하고자 하는 음식을 넣은 후 키 입력부(35)를 통해 버튼을 선택하게 되면, 마이크로컴퓨터(29)는 해당기능을 표시부(37)를 통해 표시하여 준다.

한편, 상기 스위칭부(15)의 베이스전류는 상기 구동제어부(31)로부터 발생하 는 펄스폭변조 제어신호에 대응하여 구동되므로 가열코일(5) 및 스위칭부(15)의 공진캐패시터가 직류전압에 의해 연속적인 공진상태로 되어지며, 이에 따라 상기 가열코일(5)에는 큰 공진전류가 흐르게 된다.

그리고, 그 결과 상기 가열코일(5)로부터 발생된 자장에 기인한 전자기 유도효과로 인하여 가열되어질 조리용기(1)에 와전류가 유도되어 저항체로 작용하는 조리용기(1)가 가열되고, 이 열에 의해 조리용기(1)내의 음식이 가열되며, 이처럼 가열에 의해 가열코일(5)이 뜨거워지면 마이크로컴퓨터(29)에서 구동제어부(31)를 통해 냉각팬(33)을 구동시켜 가열코일(5)을 식혀주도록 한다.

그러나, 상기와 같이 구성된 유도가열조리기는 가열코일(5)의 냉각과 자계형성의 밀도변화에 따라 열효율을 높이고 절연파손을 방지하도록 하기 위해서는 가열코일(5)과 코일지지판(7)의 결합구조 및 가열코일(5)의 단면적이 중요한 요인으로

작용하게 된다.

도 2는 종래의 가열코일(5)과 코일지지판(7)의 결합상태를 도시한 평면도로서, 가열코일(5)은 절연 피복층인 에니멜 바니쉬(Enamel Varnish)를 각각 코팅한 여러가닥의 구리세선(5a)을 꼬아서 리쯔(Litz)형상으로 형성된 다음 그 표면에 셀프본딩 바니쉬를 코팅하여서 구성된 것이며, 이러한 리쯔형상의 가열코일(5)을 다수개의 훼라이트코아(미도시)가 부착된 코일지지판(7)의 상면에 소용돌이모양으로 촘촘이 감아준 다음, 이 가열코일(5)에 열을 가해 코팅된 셀프 본딩 바니쉬를 경

화시킴으로써 가열코일(5)과 코일지지판(7)이 일체로 고정된 결합구조를 갖는다.

그래서, 이와 같이 구성되는 종래의 가열코일(5)들은 도 3과 같이 0.2㎜의 단면적 을 가진 여러 가닥의 구리세선(5a)이 리쯔형상으로 꼬아져 원봉형상을 이루도록 제조되어 있기 때문에 냉각팬(33)을 구동시켜 가열코일(5)을 식혀줄 때 가열코일

(5)의 외주부분에서는 공기와 접촉이 이루어져 냉각이 이루어지지만 구리세선(5a)의 중심에는 공기가 전혀 미치지 않아 냉각이 불가능하게 되고, 이로 인해 냉각효율이 떨어짐에 따라 고주파 유도열에 의해 가열코일이 절연되어 파손됨으로써 제품의 수명을 단축시킨다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 가열코일(5)은 도 3과 같이 소용돌이 모양으로 촘촘히 감아서 셀프 본딩 바니쉬에 의해 코팅되는 구조로 되어있기 때문에 가열코일(5)의 중심으로 갈수록 표시된 점선과 같이 자계형성이 강해지면서 그 부분측의 가열코일(5)이 과열되어 절연이 파손되고, 또 하부에서 송풍되는 냉각공기가 가열코일(5)의 사이 사이로 흐르지 못하고 가장자리로만 흐름에 따라 열효율 및 냉각효율을 현저히 저하시켜 가열코일을 절연파손시키는 것은 물론, 제어부 스위칭 소자의 파손염려에 데미지를 주어 출련단자를 파손의 염료가 있음은 물론 제품수명을 단축시킨다는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위해 선등록특허 제10-0678383호를 살펴보면, 도 4과 도 5에 도시된 바와 같이, 유도가열조리기의 가열코일(50)은, 절연 피복층이 코팅된 여러 가닥의 구리세선(50a)을 빗살무늬의 원관모양으로 편조하고, 이 편조된 가열코일(50)을 두께(T)가 얇고 높이(H)가 커지도록 납작하게 접은 다음 상기 코일지지판(7)의 상면에 소용돌이 모양으로 감아주면서 그 중심에서 가장자리로 갈수록 일정묶음의 피치(P1) 마다 일정간격의 피치(P2)로 띄워져 결합되게 구성되어 있으므로, 가열코일(50)의 중심에서 가장자리까지의 자계형성을 균일하게 유지할 수 있고, 이로 인하여 열효율 및 냉각효율을 높일 수 있음은 물론, 절연파손을 최소화시킴과 동시에 제품수명을 연장할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 이 선등록특허 또한, 앞서 언급한 가열코일과 같이, 가열코일을 편조한 후 납작하게 접은 것과 소용돌이 모양으로 권회하여 설치할 때 가열코일간에 이격거리를 두는 것에 의해 열 효율및 냉각효가를 증대하는 효과를 가져왔으나, 이와 같은 가열코일의 구조 또한, 일반적인 가열코일과 같이 가열코일을 구리세선으로 편조 제작한 점 및 가열코일을 묶음 구성함으로써, 제작이 어렵고, 가열코일의 열원발생부인 구리세선들이 서로 붙어 있어 가열코일에서 발생한 열이 쉽게 발산되지 않고 축척된 구조로 되어 있어, 가열코일(5)이 뭉쳐 있는 부분에 자계형성이 강해지면서 열효율 및 냉각효율을 저하시켜 가열코일이 절연파손되거나 제어부의 출력단자에 무리가 발생하여 제어부 스위칭 소자의 파손염려가 있을 뿐만 아니라, 이로 인한 제품수명을 단축시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래 전자 유도가열 조리기의 단점을 개선하고자 열의 분포가 골고루 이루어지면서도 냉각효과가 우수하여 전자 유도가열 조리기의 고장을 방지하는 한편 수명을 연장할 수 있는 전자 유도가열 조리기의 가열코일을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 기술수단은,

코일지지판에 가열코일이 소용돌이 모양으로 감겨지는 전자 유도가열 조리기에 있어서, 상기 가열코일은 다겹의 납작한 판체형상의 동판으로 구성하여 달성된다.

또한, 상기 가열코일은, 상기 다겹의 동판을 수평방향으로 세워 서로 이격되게 적층하고; 상기 가열코일은, 상기 다겹의 동판을 수평방향으로 세워 서로 면접되게 적층하며; 상기 가열코일은, 상기 다겹의 동판을 소정거리마다 일체로 결합되게 용접부를 형성하여 중심에서 외곽으로 다층 중첩된 원호형상으로 형성하며; 상기 가열코일은, 상기 동판을 "

"같은 원호형상의 묶음이 형성한 후 그 끝단부를 연속해서 용접하여 용접부를 형성하며; 상기 가열코일은, 상기 동판의 소정거리마다 용접부를 형성하여 "

"와 같은 원호형상의 묶음이 연속되게 나타나도록 형성한 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 용접부의 간격은 5-50㎜이고; 상기 동판 하나의 두께는 0.01-50㎜이며; 상기 동판 하나의 높이는 3~30㎜으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 이루어진 본 발명 전자 유도가열 조리기는 열의 분포 즉 자계형성이 종래와 같이 일측으로 편중되던 점을 개선하여 골고루 분포되도록 하여 조리성 능을 향상시키는 한편, 생산공정이 간편하여 작업성이 좋고, 원자재비용이 절감하는 효과가 있다.

특히, 가열코일의 냉각효과가 우수하여 가열코일의 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 전자 유조가열 조리기의 제어부의 부하를 방지하여 전자 유조가열 조리기의 수명을 연장하는 효과가 있다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 실시예를 보다 상세히 설명하면

도 6은 본 발명에 따른 전자 유도가열 조리기의 가열코일을 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 A부분을 도시한 가열코일의 요부확대도이고, 도 8은 본 발명에 따른 가열코일의 다른 실시예를 도시한 요부확대도이고, 도 9는 본 발명에 따른 가열코일과 코일지지판의 결합상태를 도시한 평면도이고, 도 10은 본 발명에 따른 가열코일에 대한 자계형성과 냉각공기의 흐름도를 도시한 개략도이다.

본 발명은 통상적으로 사용되는 전자 유도가열조리기의 내부에 설치되는 가열코일(5)에 관한 것이다.

즉, 상기 가열코일(5)의 경우 대부분 전자 유도가열조리기의 내부에 코일지지판(7)을 형성하고 그 상부에 가열코일(5)을 통상의 방법인 접착제 또는 고정핀(도면 미도시)등을 이용하여 고정하게 된다.(도 9 참조)

특히, 본 발명은 종래에 사용되는 가열코일(5)의 단점을 보완하기 위해, 상기 가열코일(5)은 다겹의 납작한 판체형상의 동판(51)으로 구성한다.(도 6참조)

이때, 상기 가열코일(5)을 다겹의 동판(51)을 수평방향으로 세워 서로 이격 되게 적층하여 형성한 것 또는 상기 가열코일(5)을 다겹의 동판(51)을 수평방향으로 세워 서로 면접되게 적층하여 형성하는 것이 가능하다.(도 7과 도 8 참조)

그러나, 상기 가열코일(5)이 단순히 결합되어 있을 경우 그 형상이 틀어지거나 설치의 어려움이 발생할 수 있기 때문에, 상기 가열코일(5)은 다겹의 동판을 소정거리마다 일체로 결합되게 용접부(52)를 형성하여 중심에서 외곽으로 다층 중첩된 수용돌이 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 가장 특징인 가열코일(5)의 파손을 방지하고 냉각효과를 증대하기 위해서 다겹의 동판(51)이 서로 이격되게 형성하는 것이 바람직할 것이다.

즉, 상기 가열코일(5)의 제조방법은 상기 동판(1)을 각각 다른 지름의 원호형상을 갖도록 하여 "

"같이 적층형성한다,

이때, 상기 가열코일(5)에 다겹의 동판(51)을 "

"같이 형성하기 위해서는 가열코일(5)의 동판(51)이 "

"같은 형상으로 형성한 후 그 끝단부를 연속해서 용접하여 용접부(52)를 형성하는 방법 또는 상기 동판(5)의 소정거리마다 용접부(52)를 형성하여 "

"와 같은 원호형상이 연속되게 나타나도록 적층형성할 수 있으나, 제작의 편리성을 위해서는 상기 동판(51)을 "

"같은 원호형상을 적층형성한 후 그 끝단부를 연속해서 용접하여 용접 부(52)를 형성하는 방법이 더욱 바람직할 것이다.

그리고, 상기 가열코일(5) 용접부(52)의 간격은 5-50㎜ 범위 내 사용할 수 있고, 상기 동판(51)의 두께(n)가 0.01-50㎜ 범위의 두께를 사용할 수 있으며, 상기 동판(51)의 높이(h)는 3~30㎜로 사용할 수 있다.(도 7 참조)

따라서, 본 발명은 전자 유도가열 조리기의 내부에 형성된 송풍팬(도면 미도시)에 의해 코일지지판의 통풍구(도면번호생략)를 통해 전달된 냉각공기의 흐름을 원활히 하기 위해 본 발명은 코일지지판(7)에 설치되는 가열코일(5)을 다겹의 납작한 판체형상의 동판(51)으로 구성하고, 상기 가열코일(5)을 다겹의 동판을 수평방향으로 세워 서로 이격되게 적층하여 형성하되 냉각효과를 증대하기 위해 다겹의 동판(51)이 서로 이격되게 "

"같은 원호형상으로 적층하여 용접부(52)가 연속되게 형성되도록 함으로서, 전기 유도가열 조리기의 상부에 자계를 일정하게 분포하도록 형성시키는 한편, 냉각효과를 증대시켜 가열코일의 임피던스 값을 일정하게 함으로써 전기 유도가열 조리기의 수명을 연장시킬 수 있는 것이다.(도 10 참조)

아울러 본 발명 전자 유도가열 조리기의 가열코일(5)의 형태는 원형으로 중첩되거나 디자인에 따라 사각형, 원통형등의 형태로도 변경이 가능하다.

본 발명은 특히 냉각효과가 우수하여 가열코일 및 전자 유도가열 조리기의 제어부의 파손을 방지하고, 작업성 및 생산성이 우수하며, 원자재비용의 절감효과 를 갖도록 가열코일을 다겹의 판체형상의 동판을 이용하여 수평으로 적층 또는 이격되게 결합된 구조의 가열코일은 음식을 조리하기 위한 조리기 중 특히 화염 없이 화력을 제공할 수 있는 전자 유도가열 조리기인 렌지, 밥솥 등과 같은 자기장 감응와류를 이용하는 가열수단에 이용할 수 있다.

도 1은 종래에 의한 전자 유도가열 조리기구를 도시한 구조도,

도 2는 종래에 의한 가열코일과 코일지지판의 결합상태를 도시한 평면도,

도 3은 종래에 의한 가열코일에 대한 자계형성과 냉각공기의 흐름도를 도시한 개략도,

도 4는 또 다른 종래 가열코일과 코일지지판의 결합상태를 도시한 평면도,

도 5는 또 다른 졸래 가열코일에 대한 자계형성과 냉각공기의 흐름도를 도시한 개략도,

도 6은 본 발명에 따른 전자 유도가열 조리기의 가열코일을 도시한 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 A부분을 도시한 가열코일의 요부확대도,

도 8은 본 발명에 따른 가열코일의 다른 실시예를 도시한 요부확대도,

도 9는 본 발명에 따른 가열코일과 코일지지판의 결합상태를 도시한 평면도,

도 10은 본 발명에 따른 가열코일에 대한 자계형성과 냉각공기의 흐름도를 도시한 개략도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

5 : 가열코일

51: 동판

52: 용접부

7 : 코일지지판

d: 간격 h: n: 두께

Claims (9)

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5. 코일지지판(7)에 가열코일(5)이 소용돌이 모양으로 감기고 상기 가열코일(5)은 다겹의 납작한 판체형상의 동판(51)으로 구성하며, 상기 다겹의 동판(51)을 소정거리마다 일체로 결합되게 용접부(52)를 형성한 전자 유도가열 조리기의 가열코일에 있어서,

   상기 가열코일(5)이 용접부(52)와 용접부(52)의 사이에 위치하는 다겹의 동판(51)을 서로 떨어지게 하여 "

   

   "같은 원호형상의 묶음으로 적층형성 한 것을 특징으로 하는 전자 유도가열 조리기의 가열코일.
6. 제 5항 있어서,

   상기 가열코일(5)에 형성되는 원호형상의 묶음이 연속되게 나타나도록 적층형성한 것을 특징으로 하는 전자 유도가열 조리기의 가열코일.
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