KR101063512B1 - 전기 토스터기 - Google Patents

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KR101063512B1
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Abstract

판상 발열체를 이용하는 투명 전기 토스터기에 대해 기술된다. 판상 발열체는 하나 또는 두 개가 마련되며, 상호 마주보는 두 개의 발열체의 사이에서 식빵이 조리된다. 판상 발열체는 투명할 수 있으며, 따라서 조리 중인 음식물을 투명 발열체를 통해 들여다 볼 수 있고, 소형, 경량화에 유리하다.

Description

전기 토스터기{Electric toaster}
전기 토스터기에 관련하여 기술되며 상세히는 투명 평판 가열기를 이용하는 토스터기에 관련된다.
발열체를 이용하는 전기 토스터기는 발열원으로 전기 히터등의 전열체를 이용한다. 일반적인 전기 토스터기는 조리 중인 식빵을 완전히 밀폐하여 조리 상태를 볼 수 없거나 일부만 볼 수 있는 구조를 가진다. 그리고 전열체는 일반적으로 니크롬 등의 전열선과 이를 보호하는 몰드체를 가지기 때문에 열손실이 클 뿐 아니라 성형이 어렵고 목적하는 특정 형상으로의 제조가 쉽지 않고 또한 이러한 전열체를 수용하는 상당한 크기의 용기가 요구된다.
실시 예들에 따르면 구조가 간단하고 제작이 용이한 전기 토스터기가 제공된다.
또한 실시 예들에 따르면 발열패턴의 다양한 선택이 가능하고 다양한 형태의 조리 구조의 설계가 가능한 전기 토스터기가 제공된다.
본 발명의 실시예 따른 전기 토스터기는:
절연성 기판과 상기 기판의 일면에 마련되는 저항성 박막을 포함하는 판상 발열판; 그리고
상기 발열판을 지지하는 베이스;를 구비한다.
일 실시예에 따르면, 상기 발열판은 두 개가 상호 마주보게 마련될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 기판과 저항성 박막은 투명할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 발열판들은 수평 방향과 수직방향 중 어느 하나의 방향으로 상호 나란하게 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 저항성 박막은 도전성 나노 파티클을 포함할 수 있으며, 또 다른 실시예에 따르면, 상기 나노파티클은 산화물반도체물질로 형성될 수 있으며, 상기 나노파티클은 Zn 산화물(ZnO), Sn 산화물(SnO), Mg 산화물(MgO), In 산화물(InO, In2O3) 중의 적어도 어느 하나의 산화물과 실리카 중의 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 산화물은 도펀트를 포함할 수 있으며, 상기 도펀트는 In, Sb, Al, Ga, C, Sn 중 적어도 어느 하 나를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 저항성 박막은 소정 패턴의 문양을 가질 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 예들에 따른 전기 토스터기에 대해 상세히 설명한다. 이하의 다양한 실시 예들의 설명에 참조되는 도면들은 실제 설계와는 거리가 있게 상징적으로 전기 토스터기의 구조를 도시한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열식 토스터기의 개략적 구성도를 보이며, 도 1b는 식빵(1)을 굽는(조리 중인) 상태를 보인다.
도 1a, 1b를 참조하면, 베이스(10) 위에 나란한 두 매의 판상 발열판(21, 22)이 수직방향으로 고정되어 있다. 상기 베이스(10)는 상기 발열판(21, 22)을 지지하는 구조물로서 그 내부에는 상기 발열판(21, 22)에 전기적으로 연결되는 배선 등이 마련될 수 있다.
상기 발열판(21, 22)은 절연성 기판(21a, 22a)과 각 기판(21a, 22a)의 일면에 형성되는 저항성 박막(21b, 22b)을 구비한다. 상기 저항성 박막(21b, 22b)은 전류에 의해 발열을 일으키는 것으로 조리를 위한 박막 형태의 열원이다. 여기에서, 다른 실시예에 따르면 상기 발열판(21, 22) 중 하나만 베이스(10) 상에 마련되고 따라서 식빵(1)이 하나의 발열판(21 또는 22)에서만 가열되는 구조를 가질 수 있다. 이러한 실시예의 경우 반대편에 저항성 박막이 없는 절연성 기판을 위치할 수 있는데, 예를 들어 상기 두 발열판(21, 22) 중 일측의 발열판(22)에는 저항성 박막 이 형성되지 않을 수 있다.
도 2a는 상기 발열판(21, 22)을 발췌하여 보인 개략적 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 A-A 선 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 절연성 기판(21a, 22a)의 일면에 저항성 박막(21b, 22b)이 형성되며, 저항성 박막(21b, 22b)의 일측에는 전류 공급을 위한 단자(21c, 21d)(22c, 22d)가 마련되는데, 이는 에폭시 본드 등에 의해 고정될 수 있다.
저항성 박막(21b, 22b)은 자동차 유리용 열선과 같은 부류의 재료 또는 도전성 나노파티클에 의해 형성될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 기판(21a, 22a)과 저항성 박막(21b, 22b)은 투명 재료로 형성된다. 저항성 박막(21b, 22b)은 전류에 의해 발열하는 물질로 형성되며, 본 발명의 기술적 범위는 특정의 저항성 물질에 의해 제한되지 않는다. 그러나, 일 실시예에 따르면, 상기 저항성 박막(21b, 22b)은 실리카 또는 산화물반도체 등으로 된 다수의 도전성 나노파티클이 물리적으로 연계(necking)된 성긴 조직(loose texture) 구조 또는 치밀한 조직(Close-Packed Texture)을 가질 수 있다. 상기 산화물 반도체로서 Zn 산화물(ZnO), Sn 산화물(SnO), Mg 산화물(MgO), In 산화물(InO, In2O3) 중의 적어도 어느 하나가 이용될 수 있다. 이러한 산화물 반도체에는 도펀트를 포함할 수 있는데, 도펀트로는 In, Sb, Al, Ga, C, Sn 중에 적어도 어느 하나가 이용될 수 있다. 이러한 저항성 박막은 단일의 적층 또는 동종 물질층 또는 이종 물질층을 포함하는 다중 층 구조를 가 질 수 있으며, 이러한 적층의 수 및 적층 구조에 의해 본 발명의 기술적 범위가 제한되지 않는다.
나노 파티클에 의한 저항성 박막(21b, 22b)은 용매에 나노 파티클이 분산되어 있는 분산액을 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 디핑 방법, 브러슁 또는 기타 습식 코팅 방법에 의해 형성될 수 있다. 나노파티클 분산액에 의한 막은 열처리를 통해 건조되며, 건조 후 잔류하는 나노파티클은 나노파티클의 융점 가까이 까지 가열됨으로써 소결되어 성긴 조직 또는 치밀한 조직의 저항성 박막(21b, 22b)을 기판(21a, 22a) 상에 형성할 수 있다. 상기 기판(21a, 22a)에 저항성 박막(21b, 22b)의 열처리는 발열플레이트(hot plate) 또는 오븐(oven)을 이용해 진행할 수 있으며, 이때에 온도는 200~500℃의 범위가 적절할 수 있다. 발열플레이트를 이용한 열처리에서는 발열플레이트를 기판(21a, 22a)의 상하에 위치시켜 베이스의 양면으로 복사열이 도달되도록 한다. 상기 용매로서는 메탄올과 수산화 칼슘의 혼합액, 메탄올과 수산화칼슘이 혼합된 혼합액, 벤젠(benzene) 단일 물질이 이용될 수 있다.
한편, 저항성 박막(21b)의 일 측에는 전류 공급을 위한 단자(21c, 21d)가 마련되는데, 이는 에폭시 본드 등에 의해 고정될 수 있다. 여기에서 저항성 박막(21b)에 전류를 공급하기 위한 단자(21c, 21d)는 전류 공급이 가능한 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명은 특정한 형태의 단자에 의해 제한되지 않는다.
한편, 상기 저항성 박막(21b, 22b)들은 도 2c에 도시된 바와 같이 절연성 보호층(21e, 22e)에 의해 보호될 수 있다. 이러한 보호층(21e, 22e)은 단일 적층 또는 동종 또는 이종의 복층 구조를 가질 수 있다. 이러한 보호층(21e, 22e)은 유전 체 산화물, 페릴린, 나노파티클, 고분자 필름 등으로 형성되며, 유전체 산화물 또는 페릴린 등은 증착법에 의해 코팅되고, 나노파티클 등은 용매에 분사된 상태에서 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 디핑 방법, 브러슁 또는 기타 습식 코팅 방법에 의해 코팅될 수 있다.
도 3은 본 발명의 전기 토스터기의 발열판에 적용될 수 있는 특정 패턴의 저항성 박막(21b', 22b')을 예시한다.
도 3에 도시된 저항성 박막(21b', 22b')은 도 2a, 2b에 도시된 저항성 박막(21b, 22b)을 대체하는 하는 것으로 구불구불한 뱀자리(serpentine) 형상을 가진다. 이러한 특정 형성의 저항성 박막((21b', 22b')이 적용된 토스터로 빵을 굽게 되면 빵의 구워진 자리가 저항성 박막(21b', 22b')의 형상을 따르게 될 것이다.
도 4a, 도 4b는 다양한 실시 예의 구현이 가능함을 보이는 문자(A) 및 숫자(8) 형태의 저항성 박막을 예시한다. 이러한 저항성 박막은 문자, 숫자 외에 동물, 나무, 캐릭터 등 어떠한 형태의 문양을 가질 수 있다. 즉, 이러한 다양한 형태 또는 문양으로의 구현이 가능한 저항성 박막의 형상은 조리 대상인 식빵에 전사(傳寫)되는데, 이것은 사용자들의 흥미를 고양시킬 수 있는 요소가 될 것이며, 토스터를 구움과 동시에 특별한 패턴을 식빵에 새김으로서 특별한 의미의 토스트(구운 식빵)를 얻을 수 있다. 이와 같이 자유로운 패턴은 다양한 형태로의 패터닝이 가능한 공지의 성막 및 패터닝 공정을 통해 상기 저항성 박막을 제조할 수 있기 때문에 가능하다.
도 5a는 또 다른 실시예에 따른 발열판(220)의 평면도이며, 도 5b는 도 5a의 B-B 선 단면도이다.
도 5a, 도 5b를 참조하면, 발열판(220)은 절연성 기판(221)과 이 상면에 형성되는 제 1 저항성 박막(222)과 제 2 저항성 박막(223)을 구비한다. 제 1 저항성 박막(222)과 제 2 저항성 박막(223)은 서로 다른 형태를 가지는 것으로 상호 물리적으로 그리고 전기적으로 연결되어 있다. 본 실시 예에서 제 1 저항성 박막(222)은 기판(221)의 일면에 전면적으로 형성되고 그 양측에 외부 전원과의 연결을 위한 전극층(224, 225)이 형성된다. 제 1 저항성 박막(222) 위에 형성되는 제 2 저항성 박막(223)은 제 1 저항성 박막(222)과는 다른 형태, 예를 들어 문자, 숫자, 문양을 가질 수 있는데, 본 실시예에서는 알파벳 문자 "W"의 형태를 가진다. 이러한 구조에 따르면 제 2 저항성 박막(223)이 형성된 부분에서의 전기적 저항이 다른 부분에 비해 낮아지며 따라서 발열시 다른 부분에 비해 많은 열을 발생한다. 따라서 이러한 발열판(220)을 이용해 식빵을 굽게 되면, 제 1 저항성 박막(222) 전반적인 발열에 의해 식빵 전체가 골고루 구어지게 되며, 이때에 제 2 저항성 박막(223)이 있는 부분에서의 높은 열에 의해 다른 부분에 비해 빨리 구어지게 된다. 이러한 발열판(220)에 따르면 식빵을 전체적으로 골고루 구우면서도 특정의 문자 등을 새길 수 있게 된다. 이러한 도 5a, 5b에 도시된 실시 예는 도 4a, 4b에 도시된 형태의 저항성 박막을 응용에 관련된다. 즉, 도 4a, 도 4b에 도시된 저항성 박막의 밑에나 위 부분에 도 5a, 5b에서와 같은 전면적인 제 1 저항성 박막을 형성함으로써 도 5a, 5b에 도시된 바와 같은 발열판을 얻을 수 있을 것이다.
한편, 또 다른 실시예에 따르면, 상기 기판 및 저항성 박막들은 투명재료로 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 도 1a, 1b에 도시된 바와 같은 토스터의 경우 식빵을 굽는 동안에 식빵이 구워지는 정도를 지켜 볼 수 있는 이점을 가지게 될 것이다. 이러한 실시예에 따르면, 구워지는 식빵을 들여다 볼수 있는 속칭 "누드 토스터"의 구현이 가능하게 되며, 이것은 전술한 바와 같이 식빵의 구워지는 정도는 지속적으로 관찰할 수 있으므로 사용자는 적절하게 구워진 토스트를 쉽게 얻을 수 있으며, 또한 이러한 토스터는 이러한 독특한 기능을 가짐으로써 소비자들에게 흥미로운 상품적 가치를 지니게 될 것이다.
도 6a, 6b, 6c는 도 1에 도시된 실시 예에 따른 발열판을 이용하여 실제로 식빵을 굽는 과정을 보이는 사진이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 전기 토스터기의 개략적 사시도이다. 이 실시 예의 토스터기는 상기와 같은 구조의 발열판(21', 22')이 수직방향으로 놓이되, 발열판(21', 22')이 그 양측이 컬럼형 지지부(10a', 10b')를 가지는 베이스(10')에 의해 지지되는 구조의 전기 토스터기, 즉 토스터를 보인다. 도 7의 실시 예에서, 상기 양 지지부(10a', 10b')는 상기 발열판(21', 22')의 하부에 위치하는 연결부(10c')에 의해 하나로 연결되어 있다. 한편, 도 7의 구조를 응용하여 발열판(21', 22')이 수평방향으로 놓이는 구조의 토스터기도 구현가능할 것이다. 이 경우 하부측에 위치하는 어느 발열판이 바닥과 가까우므로 추가적인 단열구조를 필요할 것이다.
전술한 실시예들에서는 발열판이 외부로 노출되어 있는 것으로 도시되고 설명되었다. 그러나, 고온의 발열판을 사용자등으로 부터 고립시키기 위하여 별도의 보호벽이나 패널, 하우징, 또는 구조물 등이 발열판들의 외곽 쪽에 마련될 수 있다. 다른 실시예에 따름녀, 패널, 하우징 또는 구조물 등이 투명성 재료로 형성되며, 따라서 이들에 의해 보호되고 있는 발열판들 및 이들 사이에서 조리되고 있는 식빵을 외부에서 들여다 볼 수 있게 된다.
다른 실시 예에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이, 도 1의 구조에 별도의 보호판재(30)를 추가할 수 있다. 이 보호판재(30)는 발열판(21, 22)을 일정 거리를 두고 보호하는 것으로 일 실시예에 따라 투명재료로 형성될 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 도 9에 도시된 바와 같이 발열판재(21, 22)들을 위치하는 공간을 에워싸며, 그 일측에 음식물의 통과가 가능한 개구부(41)를 가지는 하우징(40)을 도 1에 도시된 구조의 토스터기에 적용할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 하우징(40) 역시 투명재료로 형성될 수 있다.
한편, 전기 토스터기의 제어는 도 10에 도시된 바와 같이 기본 제어부(51)와 부가 제어부(52)로 이루어 질 수 있다. 기본 제어부(51)는 사용자로부터 입력을 받기 위한 입력장치와, 전기 토스터기에 사용되는 발열체, 발열체의 온도 측정과 사용자 안전을 위한 온도 센서, 그리고 이 모두를 제어하기 위해 마이크로프로세서와 관련 IC들로 이루어진 제어부로 구성된다. 또한, 상기한 입력장치는 키패드, 터치 스크린, 가변 저항등과 같은 다양한 장치가 될 수 있으며, 장치의 방식은 제한받지 아니하며, 제어부는 사용자 편익과 안전을 위해 다양한 부가 제어부(52)를 추가적으로 제어할 수 있다.
부가 제어부(52)는 사용자 안전을 위한 과전류 방지 회로나, 사용자 편익을 위한 디스플레이나 오디오 회로 등과 같은 다양한 부가 회로로 구성될 수 있다.
상기 부가 제어부(52)의 디스플레이 회로는 터치 스크린이나, LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, EL(Electro-Luminescence sheet) 시이트 등과 같은 다양한 매체와 관련 회로가 될 수 있으며, 오디오 회로는 스피커나, 부저, 기타 등등과 같은 소리를 낼 수 있는 다양한 매체와 관련 회로가 될 수 있다. 이들은 모두 기본 제어부(51)의 제어부에 연결되어 제어 받는다.
한편, 전기 장치에는 일반적으로 적용되는 안전장치, 예를 들어 온도센서, 검출된 온도 신호를 처리하여 저항성 박막의 발열을 제어하는 피드백 제어회로 등이 추가될 수 있다. 이러한 일련의 안정 장치등은 본 발명의 기술적 범위를 제한하지 않는다.
위의 실시예의 설명에서 전기 토스터기의 일 례인 토스터가 설명되었으나, 본 발명의 기술적 범위는 토스터기에 국한되지 않고, 다양한 형태의 토스터기에 응용될 수 있다. 즉, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라 청구의 범위 및 명세서 전체로부터 파악되는 발명의 요지 또는 사상에 반하지 않는 범위에서 적절히 변경이 가능하고, 그와 같은 변경을 동반하는 모든 실시 형태가 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 토스터기(토스터)의 개략적 사시도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 전기 토스터기에 적용되는 발열판의 개략적 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 A-A 선 단면도이다.
도 2c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 토스터기의 발열판의 단면도로서 도 2a의 A-A 선 단면도에 대응한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 토스터기에 적용되는 발열판의 개략적 사시도이다.
도 4a, 4b는 본 발명의 실시예에 따라 응용가능한 저항성 박막의 패턴을 예시하는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발열판의 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 B-B 선 단면도이다.
도 6a, 6b, 6c는 본 발명의 실시예에 따라 실제 제작된 발열판을 이용하는 조리의 과정을 보이는 사진이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 토스터기의 개략적 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 토스터기의 개략적 사시도이 다.
도 9은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 토스터기의 개략적 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 토스터기의 제어 구조를 보이는 블럭도이다.

Claims (13)

  1. 절연성 기판과 상기 기판의 일면에 마련되는 저항성 박막을 포함하는 판상 발열판; 그리고
    상기 발열판을 지지하는 베이스;를 구비하며,
    상기 저항성 박막은 산화물 반도체와 실리카 중의 적어도 어느 하나로 형성되는 다수의 도전성 나노 파티클을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 토스터기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열판은 두 개가 상호 마주보게 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 토스터기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판과 저항성 박막은 투명성인 것을 특징으로 하는 전기 토스터기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 발열판들은 수평 방향과 수직방향 중 어느 하나의 방향으로 상호 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 토스터기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화물 반도체는 ZnO, SnO, MgO, InO 중의 적어도 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 토스터기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 산화물 반도체는 도펀트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 토스터기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 도펀트는 In, Sb, Al, Ga, C, Sn 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 토스터기.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저항성 박막은 소정 패턴의 문양을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 토스터기.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 저항성 박막은 소정 패턴의 문양을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 토스터기.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 저항성 박막은 소정 패턴의 문양을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 토스터기.
  13. 삭제
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