KR101285910B1

KR101285910B1 - 유도 가열 장치 및 이 유도 가열 장치를 포함하는 세라믹호브 캐비티

Info

Publication number: KR101285910B1
Application number: KR1020077019799A
Authority: KR
Inventors: 빌프리트 실링; 랄프 도르바르트
Original assignee: 이.지.오. 일렉트로-게라테바우 게엠바하
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2013-07-23
Also published as: PL1844630T3; US7786414B2; DE102005005527A1; US20070278215A1; CN1943274A; DE502006005577D1; KR20070107731A; ATE451818T1; ES2337922T3; EP1844630A1; JP4925343B2; WO2006081967A1; HK1101849A1; SI1844630T1; JP2008528918A; CN1943274B; EP1844630B1

Abstract

본 발명은 세라믹 호브 캐비티 (50) 를 위한 유도 가열 장치 (11) 에 관한 것으로, 상기 유도 가열 장치는 자동 요소로서 구체화된다. 상기 유도 가열 장치는 지지 장치 (20) 를 포함하며, 상기 지지 장치는 전력 전자장치 (33) 와 제어 전자장치 (37) 를 포함하는 요소 지지체 (31) 및 유도 코일 (13) 을 지지한다. 상기 유도 가열 장치 (11) 에는 라인의 전력에 대한 제어 신호 및 주전원 연결부 (57) 로의 직접적인 연결을 위하여 제어 연결부 (59) 만이 제공된다. 상기 제어 전자장치 (37) 는 전력 전자장치 (33) 로의 라인의 전력을 확보한다. 상기 유도 가열 장치 (11) 는 종래의 복사 가열체 (55) 와 동일한 외부적 측정부를 갖는 것이 유리하다.

유도 가열 장치

Description

유도 가열 장치 및 이 유도 가열 장치를 포함하는 세라믹 호브 캐비티{INDUCTION HEATING DEVICE AND CERAMIC HOB CAVITY COMPRISING SAID TYPE OF INDUCTION HEATING DEVICE}

본 발명은 핫플레이트용 유도 가열 장치 및 이러한 유도 가열 장치를 갖는 호브에 관한 것이다.

유도 가열 장치를 구비한 호브의 제작에 관하여는, 예컨대 DE 198 17 197 A1 에 공지되어 있으며, 이 경우 개별 유도 코일은 고유의 지지체에 감긴 상태로 유도 호브의 수용 트레이에 위치한다. 이 유도 코일은 모든 유도 가열 장치를 위하여 또는 2개 이상의 유도 가열 장치를 위하여 제공된 중앙 전력 공급부에 연결된다. 프리셋 전력 단계에 대응하여, 호브 제어부는 특정 유도 가열 장치에 해당 전력을 공급하기 위하여 전력 공급부에 신호를 전송한다.

또한, 유도 가열 장치를 이용하여 호브의 2개의 핫플레이트를 유도 가열하고 다른 핫플레이트를 복사 히터로 가열하는 장치가 DE 199 35 835 A1 에서 공지되었다. 2개의 유도 가열 장치를 위하여 공통의 전력 공급부가 제공되는데, 이 전력 공급부는 제어부의 지시에 따라 하나 또는 2개 모두의 유도 가열 장치에 전력을 공급한다. 특히, 2개의 유도 가열 장치는 소위 트윈-모듈로서 상호 관련되어 제작될 수 있다.

본 발명은 상기 유도 가열 장치 및 그 유도 가열 장치를 구비한 호브를 제공함으로써, 종래 기술의 문제점을 해결하고, 특히 소망하는 다양하고 상이한 방식으로 호브를 제작할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 문제점은 청구항 1 의 특징을 갖는 유도 가열 장치 및 청구항 21 의 특징을 갖는 호브에 의해 해결된다. 이하 후속 청구항에 기재된 본 발명의 바람직하고 유리한 점에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 상세한 설명과 청구범위에서는 동일한 도면부호를 이용하여 설명한다.

본 발명에 따르면, 유도 코일은 지지 장치에 위치하거나 고정되는데, 코일 와이어가 상기 지지 장치 상에서 감길 수 있다. 지지 장치에는 공급부가 제공되며, 이 공급부는 공급된 전압, 특히 단상 주전원 (mains) 전압을 유도 코일용 전력 제어분으로 전환한다. 이를 위하여, 공급부는 전력 전자장치 (power electronics) 및 제어 전자장치 (control electronics) 를 구비하며, 유도 가열 장치는 전력 연결부 및 전기 제어 연결부를 구비한다. 팬 장치가 제공되어, 적어도 전력부를 냉각하거나 냉각 공기를 제공한다. 마지막으로, 유도 가열 장치는 바로 설치할 수 있는 상태 (ready to install) 또는 연결 모듈로서 제작된다. 이것은, 유도 가열 장치가 미리 상당한 정도로 제작되어 조립시에 호브에 삽입되어 전기적으로 연결하기만 하면 된다는 것을 의미한다. 추후의 단계가 요구되지 않기 때문에 유리하다.

따라서, 본 발명은 이러한 유도 가열 장치를 하나 이상 구비한 호브를 신속하고 단순하게 조립하는 것을 가능하게 한다. 또한, 이 유도 가열 장치는 자동 (autonomous) 기능성 유닛으로서, 예컨대 복사 히터와 정확하게 동일한 방식으로 매우 쉽게 연결될 수 있으며 부가적인 전력 전자장치가 불필요하다. 따라서, 소위 쿼드 호브 (quad hob) 의 경우, 4개의 가열 장치가 도입되어 임의의 개수가 본 발명의 유도 가열 장치에 의해 형성될 수 있다. 공지된 유도 호브와 비교할 때 상기 공지된 유도 호브에는 개별 전력 공급부 또는 전력 전자장치가 없기 때문에, 상기 임의의 개수의 가열 장치를 형성할 수 있다는 것은 호브의 제작에 있어서 본질적인 부분은 아니다. 또한, 예컨대 중앙 또는 조인트 전력 공급부에 필요한 공간이 없어지기 때문에 유리하다. 또한, 가열 장치의 배치에 관한 호브의 설계 범위가 넓어진다. 또한, 유도 가열 장치와 복사 가열 장치의 조합으로 가열 장치를 완전히 임의적이고 상이하게 배치하는 경우에 따라, 더 작은 배치 (batch) 를 더욱 저렴하게 할 수 있다.

유도 코일은 평평하며 병렬로 감긴 도체로 된 한 층을 포함하는 것, 즉 단일층 형태인 것이 유리하다. 이를 위하여, 지지 장치도, 예컨대 디스크와 유사하게 실질적으로 평평하다. 지지 장치는 유도 코일의 표면 전체를 지지하지만, 개별적인 개구 또는 구멍을 가질 수도 있다.

복수의 요소를 갖는 지지부는, 인쇄회로기판 또는 일반적으로 요소 지지체 상에서 상기 복수의 요소를 지지하는 것이 유리하며, 유도 코일과 실질적으로 평행하게 뻗어있는 것이 유리하다. 전력 전자장치 및/또는 제어 전자장치의 모든 전기적 요소가 단일 요소 지지체에 특히 양쪽 (bilaterally) 으로 고정되는 것이 특히 유리하다.

팬 장치는 비교적 소형인 기존의 일체형 팬이 유리할 수 있으며, 전기적으로만 연결되어야 한다. 이 팬은 지지 장치에 고정될 수 있는데, 스크류 또는 클릭-스톱 장치 (click-stop device) 등을 이용하는 직접적인 방식이 유리하다. 또한, 팬은 요소 지지체에 직접 연결되거나 고정될 수도 있다. 또한, 팬은 스페이서 (spacer) 등에 의해 지지 장치에 놓일 수 있다.

요소 지지체와 지지 장치 사이에는 스페이서가 제공되는 것이 유리한데, 이 스페이서는 요소 지지체를 지지 장치에 대하여 위치조정함으로써 유도 장치 내에서의 요소 지지체의 정교한 위치조정을 보장한다. 한편으로는, 외측으로부터의 가압 체결을 통해서만 위치조정을 할 수도 있다. 다른 한편으로는, 예컨대 스페이서를 이용하여 요소 지지체를 지지 장치에 기계적으로 고정시킬 수 있다. 이러한 연결은 특히 수리 또는 교체를 위하여 분리가능해야 한다.

커버를 제공하는 것도 가능한데, 이 커버는 유도 가열 장치의 각종 요소, 특히 요소 지지체를 덮거나 둘러싼다. 커버는 실질적으로 폐쇄형 또는 둘레를 형성하여, 대부분이 폐쇄된 모듈을 얻는 것이 유리하다. 명백하게, 통기 개구 형태의 개구가 전기 케이블 부싱 (bushing) 을 위하여 제공될 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 커버는 디스크형이 될 수 있으며, 이 커버는 표면을 가지는데, 이 표면으로부터 상당한 거리 영역의 측방 가장자리부가 돌출된다. 커버는 요소 지지체의 표면과 지지 장치까지 뻗어있는 측면을 모두 덮을 수 있다. 지지 장치에 커버를 고정하거나 스터드, 스크류 등의 체결 수단을 상기 지지 장치에 결합시키는 것도 가능하다. 커버는 요소 지지체 또는 요소 지지체 스페이서에 적용될 수도 있다. 따라서, 예컨대 커버가 지지 장치에 대하여 지지 요소를 가압하는 방식으로, 또 유리하게는 스페이서를 통해 지지 장치상에 결합하는 방식으로 요소 지지체를 커버에 고정하는 것도 가능하다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 적어도 외측 영역에서, 지지 장치는 돌출한 측방 가장자리부를 가지며, 이 측방 가장자리부는 전체적으로 또는 실질적으로 둘레를 형성한다. 따라서, 지지 장치는 그 자체로 공급부 및 팬 장치를 수용하기 위한 디스크형 수용 영역을 형성할 수 있다. 이들 부재는 수용 영역에 고정되는데, 지지 장치에 직접 고정되는 것이 유리하다. 수용 영역은 커버에 의해 덮일 수 있다. 여기서, 수용 영역은 지지 장치의 돌출한 측방 가장자리부에 실질적으로 놓이게 되며, 평평한 리드 형태가 되는 것이 유리하다. 특히, 요소 지지체가 유도 가열 장치의 표면 대부분을 차지할 때, 커버는 그 요소 지지체를 구부리지 않기 위하여 그 요소 지지체 상에 최소한으로 결합한다. 대안으로, 지지 장치의 중앙 영역에는 스페이서가 제공될 수 있으며, 이와 더불어 측방 외측 고정, 중앙 고정 또는 요소 지지체나 공급부를 고정할 수도 있다. 이 영역은 스페이서를 통한 연결에 의해 힘이 지지 장치에 직접 전달되기 때문에 커버의 역할도 할 수 있다. 이러한 스페이서는 지지 장치에 일체화되어 연결되거나 일체형 요소로 형성될 수 있다. 특히, 스페이서가 플라스틱으로 제작될 때에는, 지지 장치로부터 돌출될 수도 있다.

유도 가열 수단을 위한 지지 장치를 2개 이상의 지지부로부터 제작하는 것도 가능하다. 하나의 지지부는 유도 코일을 위한 평평한 지지체가 되거나, 유도 코일을 지지할 수 있다. 다른 지지부는 공급부 또는 그 공급부의 요소 지지체를 지지하거나, 공급부에 연결될 수 있다. 공급부가 상호연결됨으로써, 해제가능하게 고정된 기계적 연결은 유리한 설치 및 수리의 가능성을 제공하여 유리하다.

제 1 지지부는 실질적으로 디스크형 또는 평평한 형태가 될 수 있다. 제 2 지지부도 디스크형이 될 수 있는데, 특히 하나의 측방 가장자리부가 돌출하여 지지부를 위한 디스크형 공간을 형성할 수 있다. 측방 가장자리부는 본질적으로 동일한 높이의 둘레를 형성한다. 수용 공간에서, 요소 지지체는, 예컨대 스페이서를 통해 제 2 지지부에 고정될 수 있다. 스페이서는 제 2 지지부로부터 일체화되어 돌출할 수 있다. 모듈 또는 수용 공간을 덮기 위하여, 실질적으로 디스크형인 커버가 전술한 방식으로 제공될 수 있다.

특정 영역의 커버 또는 모듈의 둘레방향 측방 가장자리부는 전체 측방 가장자리부를 형성하며, 개구 또는 리세스가 있는 작은 부분이 존재하는 것이 유리하다. 개구 또는 리세스를 통해, 지지부의 연결부 등이 외부로 돌출할 수 있다. 개구는 특히 돌출한 연결부가 있는 공급부의 삽입을 용이하게 하기 위하여 이용될 수 있다. 측방 가장자리부의 이러한 중절부 (interruption) 는 다른 부재의 대응 돌출부에 의해 폐쇄되거나 덮여질 수 있다. 요소 지지체가 지지 장치에 고정되기에 앞서 디스크형 커버에 미리 고정된다면, 이러한 개구는 유도 가열 장치의 요소 지지체가 고정되는 부분에 제공되는 것이 특히 유리하다.

가열 장치의 단순한 제작을 위해서는, 지지부를 위한 요소 지지체를 하나만 구비하여 그 위에 전력 전자장치 및 제어 전자장치를 위치시키는 것이 유리하다. 특히 전기장의 간섭에 민감하지 않은 전력 전자장치의 요소들이 유도 코일을 향해 주변에 위치하도록 할 수 있다. 이것은, 요소 지지체가 모듈의 유도 코일로부터 가급적 멀리 떨어져 있는 경우에 특히 유리하다. 제어 전자장치부, 특히 민감한 요소들은 요소 지지체의 반대측 (remote side) 에 위치하는 것이 특히 유리하다.

유도 가열 장치를 위한 전력 전자장치 또는 공급부는 단일 트랜지스터 인버터로 제작되는 것이 유리하다. 단일 트랜지스터 인버터는 요소의 비용을 제한하기 위하여 유도 코일을 구비한 평행 공진 회로를 형성할 수 있다. 특히, 전기적 파라미터에 대하여 유도 코일을 최적으로 개조할 수도 있다.

전력 전자장치는 가열 싱크를 갖는 것이 유리한데, 특히 가열 싱크에는 상기 트랜지스터 인버터 또는 다른 전력 요소가 위치한다. 상기 가열 싱크는, 예컨대 전술한 스페이서 중 하나로서의 역할을 할 수도 있다. 알루미늄으로 가열 싱크를 안정된 구조로 제작함으로써, 결과적으로 가열 싱크는 기계적으로 단단하게 연결되거나 힘을 전달하는 방식으로 설치될 수 있다.

특히, 공급부 또는 전력 전자장치를 냉각하는 팬 장치는 유도 코일과 요소 지지체 또는 공급부 사이에서, 즉 유도 장치 모듈 안에 완전히 일체화되어 위치할 수 있다. 팬 장치는 전력 공급을 제어하기 위하여 요소 지지체 또는 공급부에 연결되는 것이 유리하다.

유도 코일로부터 먼 측 (보통 아래쪽) 에서 하나 이상의 소정의 흡입 포트를 통해 냉각 공기를 도입 또는 흡입하는 방식으로 냉각 공기를 순환시킬 수 있다. 이들 흡입 포트는 팬 장치와 가깝게, 특히 팬 장치 바로 아래쪽에 위치한다. 팬 장치는 우선 공급부 또는 전력 전자장치 또는 이들을 위해 제공된 가열 싱크를 향해 냉각 공기를 송풍한다. 다음으로, 냉각 공기는 다른 전력 전자장치 및 제어 전자장치를 거쳐 가열 장치의 외부로 유동한다. 이를 위하여, 냉각 공기가 유동할 수 있는 개구를 지지 장치의 중앙 영역에 제공하는 것이 유리하다. 특히, 유리 세라믹 호브 플레이트 등의 커버 아래쪽에 설치하기 위하여, 유도 코일과 그 호브 플레이트 아랫면 사이에는 수 밀리미터의 공기틈 (air gap) 이 제공된다. 냉각 공기는 상기 틈을 통하여 외부로 빠져나갈 수 있는데, 특히 냉각 공기는 유도 코일 전체를 지나 실질적으로 반경방향 외측으로 전파되어 유동하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 유도 코일이 냉각될 수 있는 방식으로, 공기 조절 요소가 제공될 수 있다. 여기서, 냉각 공기는 이미 유도 가열 장치의 다른 부재들을 냉각하여 온도가 높아졌기 때문에, 불리하지 않다. 종래의 유도 코일의 적합한 온도는 전기 요소의 온도보다 높은데, 일반적으로 200 ℃ 이상이다.

유도 코일을 냉각시킬 수도 있는 팬 장치를 가열 장치에 직접 제공함으로써, 다른 단열체의 필요성을 미연에 방지할 수 있다. 따라서, 제작이 더욱 단순해져 더욱 신속한 조립이 가능하다.

가열 장치는 유도 코일의 비어있는 중앙 영역에 온도 센서를 구비할 수도 있는데, 온도 센서는 그 위에 있는 커버 또는 호브 플레이트의 온도를 감지할 수 있다. 이를 위하여, 온도 센서는 정확한 위치조정 및 온도 측정을 위하여 아래쪽의 열전달 접촉부와 결합하는 구조가 유리하다. 중앙을 통해 냉각 공기가 순환되는 경우, 냉각 공기는 온도 센서를 지나가게 된다.

완성된 유도 가열 장치 모듈은 유도 코일을 살짝 넘어서 측방으로만 돌출되는 것이 유리하다. 이렇게 함으로써, 모듈이 전체적으로 비교적 컴팩트한 구조가 된다. 특히, 이러한 유도 가열 장치를 복사 히터 등의 다른 가열 장치와 함께 비교적 제한적으로, 공간을 절약하는 방식으로 배치하는 것이 가능해진다.

특히, 유도 코일의 중앙 영역 및/또는 외측 영역에서, 지지 장치는 이격 요소 (spacing element) 를 형성할 수 있다. 이격 요소는, 정확하게 규정된 공간을 확보하기 위하여, 유도 코일을 넘어 돌출함으로써, 그 위를 지나가는 호브 플레이트를 제공하는데 이용될 수 있다.

본 발명의 호브에는 여러 가열 장치가 있는데, 그 중 하나 이상은 전술한 유도 가열 장치이다. 이 가열 장치는 호브, 특히 아래쪽에서 마무리되는 지지 트레이 또는 위쪽에서 마무리되는 호브 플레이트에 고정된다. 특히, 이러한 호브는 본 발명의 유도 가열 장치 및 종래의 복사 히터와 결합된다.

호브에는 작동 장치가 있는데, 이 작동 장치에는 작동 요소 및 제어부가 제공된다. 따라서, 작동-의존형 제어 신호가 생성되어, 적어도 유도 가열 장치 또는 그 유도 가열 장치의 제어 전자장치로 보내질 수 있다. 나아가, 호브를 위한 주전원부 (mains part) 가 있으며, 전기 리드는 그 주전원부로부터 유도 가열 장치의 공급부의 전력 전자 장치로 직접 연결된다. 제어 신호의 기능으로서, 공급부는 유도 코일에 전력을 공급한다. 따라서, 여러 유도 코일에 전력을 공급하기 위하여 보통 중앙에 제공되는 다른 전력 전자 장치가 필요 없다.

예컨대, 접촉 스위치 등의 작동 요소가 있는 호브의 제어에 있어서, DE 198 33 983 A1 등에 기재된 전자기계적 전력 제어 장치를 제공하는 것도 가능하다. 이 장치는 주기적이며, 기계적인 스위치를 포함하는데, 이 스위치는 스위칭 신호를 생성하거나, 복사 히터와 연결될 경우 그 복사 히터에 직접적으로 전력을 공급한다. 상응하는 조절을 위하여, 상기 전기적 스위칭 신호는 유도 가열 장치의 제어 전자 장치에 보내질 수 있다. 한편으로는, 영구적 작동에 있어서의 설정 전력 수준을 감지하여 상응하는 전력을 유도 코일에 연속적으로 제공하는 것도 가능하다. 다른 한편으로는, 주기적으로, 즉 특정 시간 동안에만 복사 히터와 동일한 방식으로 (하지만 최고 전력으로) 유도 코일을 작동시킬 수도 있다.

상기 특징들은 청구항, 실시예 및 도면에 기재되어 있으며, 유리한 효과를 발휘하는 단일 또는 조합된 개별 특징은 본 발명 및 다른 분야에서의 실시예를 통해 실시될 수 있으며, 본 발명의 구성은 청구범위를 통해 보호된다. 본원을 개별 항목 (section) 및 소제목 (subheading) 으로 나누는 것은 이하 기재된 본 발명을 제한하지 않는다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 은 설치된 상태의 유도 가열 장치의 요소를 나타내며,

도 2 는 도 1 의 유도 가열 장치의 변형예를 나타내며,

도 3 은 도 1 의 유도 가열 장치의 다른 변형예를 나타내며,

도 4 는 일체형 지지 장치를 구비한 도 1 에 따른 유도 가열 장치의 상세도이며,

도 5 는 유도 코일이 지지요소 및 디스크형 커버 위쪽에 고정되는 도 4 에 따른 유도 코일의 조립을 나타내는 도면이며,

도 6 은 도 5 에 도시된 커버의 요소 지지체의 배치를 나타내는 경사도이며,

도 7 은 수용 트레이에 위치한 가열 장치를 구비한 본 발명의 호브 및 그 위에 설치되는 유리 세라믹 호브 플레이트를 나타낸다.

도 1 의 위쪽에는 유도 가열 장치 (11) 가 필수 부재들로 분해되어 도시되어 있다. 유도 코일 (13) 은 내측 단자 (16a) 및 외측 단자 (16b) 가 있는 코일 와이어 (15) 의 여러 턴 (14) 을 포함한다. 리드 (19) 를 구비한 온도 센서 (18) 는 중앙부에 위치한다.

유도 코일 (13) 은 지지 장치 (20) 상에서 지지되거나 그 위에 놓인다. 지지 장치 (20) 는 플라스틱으로 제작되는 것이 유리하며, 실질적으로 평평한 플레이트와 유사한 형태이다. 지지 장치 (20) 는 스페이서 (22) 위에 받쳐지며, 그 기능에 대해서는 상세하게 후술한다. 도 4 에 가장 잘 나타나 있듯이, 수용부 (24) 와 대응하여 아래쪽에는 평평하게 신장되고 고정된 페라이트 코어 (25) 가 제공된다. 지지 장치 (20) 는 구멍 (27) 을 또한 구비하는데, 이 구멍을 통해 유도 코일 (13) 의 단자 (16) 및 온도 센서 (18) 의 단자 (19) 가 하방으로 통과할 수 있다.

전기 장치 (30) 또는 요소 지지체 (31), 특히 인쇄회로기판은 지지 장치 (20) 아래쪽에 위치한다. 전기 장치 (30) 또는 요소 지지체 (31), 특히 인쇄회로기판의 상부 표면에는 주로 전력 전자장치 (33) 이 놓여있으며, 그 하부 표면에는 주로 제어 전자장치 (35) 가 놓여있다. 전력 전자장치 (33) 는 예컨대 가열 싱크 (35) 가 있는 트랜지스터 (34) 를 포함한다. 전력 전자장치 (33) 의 추가적 요소는 보통 유도 가열 장치의 전력 전자장치에 존재한다. 또한, 제어 전자장치 (37) 의 요소는 전형적인 요소이며, 특히 ICs 또는 소형 요소이다.

이렇게, 전기 장치 (30) 는 공급부를 형성하며, 이에 관하여는 상세하게 후술한다. 팬 장치 (39) 는 예컨대 래디얼 팬 (radial fan) 등의 일체형 팬인 것이 유리하며, 공급부 (30) 에 고정되거나 장착되어, 특히 가열 싱크 (35) 및 트랜지스터 (34) 를 직접 냉각시키는 작용을 한다.

아래쪽에서, 커버 (40) 는 유도 가열 장치 (11) 에 끼워맞춤되며, 실질적으로 평평한 커버 플레이트 (41) 를 포함하는데, 이 커버 플레이트로부터 실질적으로 둘레를 형성하는 측방 가장자리부 (42) 가 돌출된다. 커버 (40) 는 플라스틱으로 제작되는 것이 유리하다.

지지 장치 (20) 의 아래쪽, 특히 유도 코일 (13) 및 페라이트 코어 (25) 아래쪽에는, 조립상태에서 공급부의 하부를 보호 (shielding) 하기 위한 알루미늄 플레이트 (26) 가 놓일 수 있다.

도 1 의 아래쪽에는 조립된 유도 가열 장치 (11) 가 도시되어 있다. 커 버 (40) 또는 그 측방 가장자리부 (42) 는 본질적으로 전체가 원형으로 지지 장치 (20) 또는 그 외측 가장자리부까지 상방으로 뻗어나가 폐쇄형 모듈을 형성한다. 유도 코일 (13) 은 지지 장치 (20) 에 직접적으로 맞닿아 있다. 특히 하방으로 나사를 돌리거나 고정하는 방식으로 스페이서 (22) 를 향해 전기 장치 (30) 또는 요소 지지체 (31) 가 제공된다. 유도 코일 (13) 의 단자 (16) 는 전기 장치 (30) 의 해당 단자에 고정되는데, 예컨대 코일 와이어 (15) 는 접촉 뱅크에 직접 단단하게 솔더링 (soldering) 된다. 팬 장치 (39) 는 가열 싱크 (35) 를 따라 측방향으로 배치된다. 냉각 공기는 커버 플레이트 (41) 또는 커버 (40) 의 하부에 있는 냉각 공기 개구 (44) 를 통해 흡입된다. 대안으로, 냉각 공기 개구는 팬 장치 (39) 의 배치 및 본질적 기능으로서 측방 가장자리부 (42) 에 제공될 수도 있다. 냉각 공기는 냉각 공기 개구 (44) 및 가열 싱크 (35) 를 통해 순환하여, 요소 지지체 (31) 또는 전력 전자장치 (33) 의 나머지 표면을 따라 유동한다. 그 다음, 냉각 공기는 중앙 구멍 (27) 을 통해 온도 센서 (18) 를 지나 상방으로 유동하여, 호브 플레이트의 하부와 유도 코일 (13) 의 상부 사이에서 반경방향 외측을 향해 퍼져나간다. 이렇게 냉각 공기가 쓸고 지나간 모든 부재가 냉각된다.

도 2 는 도 1 에서와 같이 유도 코일 (113) 의 동일한 변형예를 나타낸다. 유도 코일 (113) 은 제 1 지지 장치 (120a) 에 놓이는데, 이 지지 장치는 페라이트 코어 (125) 를 위한 대응 수용부 (124a) 를 구비한 평평한 플레이트이다. 지지 장치의 제 2 부재는 바닥부 (120b) 인데, 이 바닥부에는 스페이서 (122) 및 측면 가장자리부 (121) 가 형성되어 있으며, 이 측면 가장자리부가 유도 가열 장치 (111) 를 둘레방향으로 마무리하는 (terminating) 방식으로 제작되는 것이 유리하다.

공급부 (130) 및 팬 장치 (139) 는 도 1 의 대응 부분과 동일하다. 모듈은 커버 (140) 에 의해 하방으로 마무리되는데, 이 커버는 평평한 커버 플레이트 (141) 만을 포함하며 측면 가장자리부 또는 이와 유사한 것이 돌출되어 있지 않다.

조립된 유도 가열 장치 (111) 를 통해, 어떻게 유도 코일 (113) 및 공급부 (130) 가 두 부분의 지지 장치 상에서 상부 지지체 (120a) 및 하부 지지체 (120b) 와 연결되는지를 명확하게 알 수 있다. 공급부 (130) 또는 요소 지지체 (131) 는 스페이서 (122) 에 연결되어 고정된다. 이렇게, 도 1 과 비교할 때, 지지 장치는 두 부분으로 이루어지며 그 자체로 측면 가장자리부 (121) 를 갖는다. 반면에, 커버에는 측면 가장자리부가 없다.

도 1 및 도 2 와 마찬가지로, 도 3 에는 동일한 유도 코일 (213) 및 상부 지지체 (220a) 가 제공되어 있다. 또한, 공급부 (230) 및 팬 장치 (239) 는 도 1 및 도 2 의 해당 부분과 동일하다. 또한, 지지 장치에는 하부 지지체 (220b) 가 제공되어, 두 부분 지지 장치 (two-part support device) 가 형성된다. 그러나, 스페이서 (222) 는 분리 요소로서 제작되어, 개별적으로 설치된다. 하부 지지체 (220b) 는 돌출된 측면 가장자리부 (221) 를 갖는다. 하방으로, 도 2 에 대응하는 커버 (240) 가 있는데, 이 커버는 평평한 커버 플레이트 (241) 이다.

도 2 와는 다르게, 스페이서 (222) 가 도 3 의 아래쪽에 도시된 조립 상태의 유도 가열 장치 (211) 로부터 지지 장치 (220) 에 형성되어 있지 않음을 명백하게 알 수 있다.

도 4 는 도 1 에 도시된 유도 가열 장치 (11) 의 구성을 더욱 상세하게 나타낸 것이다. 라운드형 유도 코일 (13) 은 지지 장치 (20) 에 제공된다. 여러 개의 스페이서 (22) 가 실질적으로 평평한 지지 장치 (20) 의 하부에 형성된다. 또한, 스포크형 수용부 (24) 가 형성되어, 평평한 페라이트 코어 (25) 가 그 안으로 위치하여 고정될 수 있다. 아래쪽에는 대응 형상의 알루미늄 플레이트 (26) 가 위치하며, 이 알루미늄 플레이트 및 지지 장치 (20) 는 동일한 위치에, 특히 연결부의 통과를 위한 구멍 (27) 을 갖는다. 또한, 스페이서 (22) 는 알루미늄 플레이트 (26) 를 통과하여 돌출한다. 짧은 측면 가장자리부 (21) 가 지지 장치 (20) 의 한 위치로부터 돌출되어 있는 것을 볼 수 있는데, 이에 대해서는 상세하게 후술한다.

도 5 는 약간 상이한 사시도로서, 전체적으로 조립된 유도 가열 장치 (11) 를 나타낸다. 도 4 에서 이미 설명한 부분에 공급부 (30) 가 추가로 도시되어 있다. 공급부는 요소 지지체 (31) 를 구비하며, 이 요소 지지체 위에 트랜지스터 (34) 및 가열 싱크 (35) 와 함께 전력 전자장치 (33) 가 위치한다. 팬 (39) 은 가열 싱크 (35) 에 직접 연결되어 그 위로 냉각 공기를 직접 송풍한다. 요소 지지체 (31) 는 트랜지스터 (34) 바로 뒤까지만 확장되어, 그 위로 가열 싱크 (35) 가 돌출되는 것을 주의해야 한다.

오른쪽으로, 요소 지지체 (31) 는 연결부 (32) 에 연결되는데, 이 연결부에 는 2개 이상의 플러그인 말단 러그 (plug-in termination lug) 가 있으며, 이 플러그인 말단 러그는 특히 주전원 (mains) 연결을 위하여, 즉 전력 연결 또는 외측으로부터의 전력 전자장치 (33) 로의 연결을 위하여 제공된다. 제어부 (미도시) 는 대응 플러그인 종결 러그 또는 평평한 플러그인 연결부에 의해 제어 전자장치 (37) 로 연결된다.

요소 지지체 (31) 아래쪽에는 본질적으로 디스크 형태인 커버 (40) 가 제공된다. 또한, 연결부 (32) 근처의 측방 가장자리부 (42) 에는 리세스가 제공된다. 하부 커버 플레이트 (41) 는 연결부 (32) 의 하부를 충분히 지지 또는 수용할 수 있도록 뻗어있다. 따라서, 연결부 (32) 는 측방 가장자리부 (42) 의 리세스 (43) 를 통해 폐쇄된 유도 가열 장치 (11) 로부터 돌출할 수 있다. 리세스 (43) 를 폐쇄하기 위하여, 지지 장치 (20) 에 작은 측면 가장자리부 (21) 가 제공된다.

도 6 은 공급부 (30) 가 어떻게 커버 (40) 에 삽입되는 지를 보여주는 경사도이다. 팬 (39) 은 가열 싱크 (35) 와 가까이 위치한다. 또한, 연결부 (32) 가 어떻게 리세스 (43) 를 통해 외측으로 돌출되어 쉽게 접속가능한지를 명확하게 보여준다. 요소 지지체 (31) 는 커버 플레이트 (41) 의 대략 2/3 정도를 덮고 있으며, 이 요소 지지체는 실질적으로 삼각형 구조이며, 커버 플레이트 (41) 의 원형 경로를 전체적으로 따르지 않는다. 제어 전자장치 (37) 는 요소 지지체 (31) 의 아래쪽에 위치하기 때문에 여기에서는 보이지 않는다.

도 7 은 완성된 호브 (50) 를 나타내며, 이 호브는 예컨대 유리 세라믹 소재 로 이루어진 호브 플레이트 (51) 를 포함하며, 이 호브 플레이트에는 예컨대 금속으로 이루어진 둘레 프레임 (52) 이 제공된다. 예컨대, 금속 또는 플라스틱제 수용 트레이 (54) 에는 각종 가열 장치가 위치하며, 본 실시예의 경우 좌측에 있는 2개의 가열 장치는 복사 히터 (55) 이며, 우측에 있는 2개의 가열 장치는 본 발명에 따라 크기가 변경된 유도 가열 장치 (11) 이다.

수용 트레이의 후방 중앙부에는, 예컨대 가정용 3상 연결의 종래 방식으로 호브 (50) 를 연결하는 주전원 연결부 (57) 가 제공된다. 연결 케이블 (58a) 은 주전원 연결부 (57) 로부터 2개의 유도 가열 장치 (11) 또는 그 유도 가열 장치의 연결부 (32) 를 향해 직접 뻗어나간다. 또한, 연결 케이블 (58b) 은 제어 장치 (60) 로 연결되는데, 이 제어 장치는 복사 히터 (55) 에 전력을 직접 공급한다. 이를 위하여, 제어부 (60) 는 예컨대 조작자를 위한 접촉 스위치를 가질 수 있으며, 이 접촉 스위치는 호브 플레이트 (51) 상부의 해당 표시 (61) 에 의해 지시된다. 따라서, 특히 핫플레이트 또는 가열 장치의 선택 및 전력 레벨의 조절을 위하여 제어 신호 또는 작동 지령의 입력이 가능하다. 복사 히터 (55) 와 관련하여, 제어부 (60) 는 내부적으로, 예컨대 전력 릴레이를 이용하여 복사 히터에 영향을 줄 수 있는데, 이 전력 릴레이는 선택된 복사 히터 (55) 를 연결 케이블 (58b) 에 의해 주전원 연결부 (57) 에 연결하여, 최대 전력, 특히 주기적 작동을 제공한다.

유도 가열 장치 (11) 를 위한 제어 라인 (59) 은 제어부 (60) 로부터 뻗어나와 유도 가열 장치 (11) 의 제어 전자장치 (37) 에 해당 지령을 제공한다. 전 력 전자장치 (33) 는 연결 케이블 (58a) 에 의해 주전원 연결부 (57) 에 직접적으로 연결되기 때문에, 제어 전자장치 (37) 는 유도 가열 장치 (11) 에 전력을 직접적으로 제어 또는 공급할 수 있다.

도 7 에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 호브 (50) 에 있는 본 발명의 유도 가열 장치 (11) 는, 외부적 치수의 관점에서, 예컨대 복사 히터 (55) 등의 종래의 가열 장치와 동일한 방식으로 제작된다. 이 유도 가열 장치들은 고유의 제어부 및 전력 전자장치를 구비한 자동 모듈로서 제작되기 때문에, 호브 (50) 에는 중앙 전력 전자장치 또는 전력 공급부가 필요 없다. 주전원 연결부 (57) 는 각 호브마다 필수적으로 제공된다. 본 발명의 유도 가열 장치 (11) 는 그 유도 가열 장치의 배치를 자유롭게 변경할 수도 있다. 단지 호브 (50) 에 연결 케이블 (58) 및 제어 라인 (59) 을 배치하기만 하면 되며, 이는 특별히 어려운 사항이 아니다. 유도 가열 장치 (11) 는 복사 히터 (55) 와 유사한 치수, 특히 유사한 높이를 갖는 것이 유리하다. 특정 상황에서, 스프링 클립 등의 동일한 체결 수단을 이용하여, 소위 혼합식 호브에서 유도 가열 장치를 더욱 자유롭게 배치하는 것도 가능하다.

Claims

핫플레이트용 유도 가열 장치 (11, 111, 211) 로서, 지지 장치 (20, 120, 220) 에 고정 또는 위치하는 유도 코일 (13, 113, 213) 을 갖는 유도 가열 장치에 있어서,

- 상기 지지 장치 (20, 120, 220) 에는 공급된 전압을 상기 유도 코일 (13, 113, 213) 용 전력 제어분으로 변환시키기 위한 공급부 (30, 130, 230) 가 제공되며,

- 상기 공급부는 전력 전자장치 (33, 133, 233) 및 제어 전자장치 (37, 137, 237) 를 구비하고, 상기 지지 장치 (20, 120, 220)의 아래쪽에 위치되며,

- 적어도 상기 전력 전자장치를 위하여 팬 장치 (39, 139, 239) 가 제공되며, 각각의 유도 코일 (13, 113, 213) 에는 하나의 팬 장치 (39, 139, 239) 가 배치되며, 상기 팬 장치 (39, 139, 239) 는 상기 유도 가열 장치 (11, 111, 211)의 내부에 위치하여 상기 유도 코일 (13, 113, 213) 저부에 배치되고,

- 상기 유도 가열 장치 (11, 111, 111) 는 전기적 전력 연결부 및 전기적 제어 연결부를 구비하며,

- 상기 유도 가열 장치는 바로 설치할 수 있는 상태의 모듈 및 바로 연결할 수 있는 상태의 모듈로서 제작되며,

상기 모듈은 본질적으로 외부에 대하여 폐쇄형이며, 상기 유도 코일 (13, 113, 213) 을 약간 넘어 돌출하는 측방 확장부를 갖는 마무리된 모듈인 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 지지 장치 (20, 120, 220) 는 평평한 형태이며, 상기 지지 장치는 상기 유도 코일 (13, 113, 213) 과 동일한 표면적을 차지하거나, 표면 전체에 놓여있는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 공급부 (30, 130, 230) 는 인쇄회로기판 또는 요소 지지체 (31, 131, 231) 를 구비하며, 상기 요소 지지체는 상기 전력 전자장치 (33, 133, 233) 또는 상기 제어 전자장치 (37, 137, 237) 를 지지하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 팬 장치 (39, 139, 239) 는 상기 지지 장치 (20, 120, 220) 에 직접 고정되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 팬 장치 (39, 139, 239) 는 상기 요소 지지체 (31, 131, 231) 에 고정 또는 직접 연결되며, 또한 스페이서 (22, 122, 222) 를 통해 상기 지지 장치 (20, 120, 220) 에 연결되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 요소 지지체 (31, 131, 231) 는 상기 지지 장치 (20, 120, 220) 에 대하여 스페이서 (22, 122, 222) 를 통해 제공되어, 상기 스페이서를 통해 상기 지지 장치에 기계적으로 단단하게 연결되며, 커버 (40, 41, 42) 는 상기 요소 지지체 (31) 를 덮거나 둘러싸며, 상기 커버는 실질적으로 트레이형 구조를 가지고 수용 영역을 형성하여 상기 요소 지지체의 표면을 덮는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 커버 (40) 는 상기 지지 장치 (20) 에 고정되거나, 또는 상기 스페이서 (22) 는 상기 요소 지지체 (31) 에 고정되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 1 항에 있어서,

디스크형 수용 영역을 형성하기 위하여, 상기 지지 장치 (120, 220) 는 적어도 외측 영역에서 돌출된 실질적으로 둘레방향 측방 가장자리부 (121, 221) 를 갖는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 3 항에 있어서,

팬 장치 (139, 239), 전력 전자장치 (133, 233) 및 제어 전자장치 (137, 237) 중 하나 이상을 구비한 요소 지지체 (131, 231) 또는 인쇄회로기판은, 상기 지지 장치 (120, 220) 의 수용 영역에 고정되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 디스크형 수용 영역은 커버 (140, 240) 에 의해 마무리되며, 상기 커버는 본질적으로 상기 지지 장치 (120, 220) 에 돌출되어 있는 측방 가장자리부 (121, 221) 에 놓이는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 지지 장치 (120, 220) 의 중앙부에는 공급부 (130, 230) 또는 요소 지지체 (131, 231) 를 위치적으로 정확하게 배치하기 위한 하나 이상의 스페이서 (122, 222) 가 제공되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 지지 장치 (120, 220) 는 2개 이상의 지지부 (120a, 120b; 220a, 220b) 를 포함하며, 하나의 지지부 (120a, 220a) 는 유도 코일 (113, 213) 의 평평한 지지체이며, 다른 지지부 (120b, 220b) 는 공급부 (130, 230) 또는 요소 지지체 (131, 231) 에 연결되거나 상기 공급부 또는 요소 지지체를 지지하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 제 2 지지부 (120b, 220b) 는 공급부 (130, 230) 또는 요소 지지체 (131, 231) 를 위한 디스크형 수용 영역을 형성하기 위하여 둘레방향 측방 가장자리부 (121, 221) 를 가지는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

상기 공급부 (130, 230) 또는 상기 요소 지지체 (131, 231) 는 상기 제 2 지지부 (120b, 220b) 에 고정되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 공급부 (30, 130, 230) 는 상기 전력 전자장치 (33, 133, 233) 및 제어 전자장치 (37, 137, 237)를 위한 단일의 요소 지지체 (31, 131, 231) 를 가지는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 공급부 (30, 130, 230) 또는 그 안에 포함된 전력 전자장치 (33, 133, 233) 는 단일의 트랜지스터 인버터 (34, 134, 234) 를 가지며, 상기 유도 코일 (13, 113, 213) 과 함께 평행 공진 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 팬 장치 (39, 139, 239) 는 상기 유도 코일 (13, 113, 213) 과 상기 공급부 (30, 130, 230) 또는 요소 지지체 (31, 131, 231) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 유도 코일 (13, 113, 213) 과 먼 쪽에는 상기 팬 장치 (39, 139, 239) 근처에서 공기를 냉각하기 위한 흡입 포트 (44, 144, 244) 가 있으며, 상기 흡입 포트는 냉각 공기를 흡입하여 그 냉각 공기를 상기 공급부 (30, 130, 230), 또는 전력 전자장치 (33, 133, 233) 또는 가열 싱크 (34, 134, 234) 에 대해 편향시키는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

주전원 전압 등의 전력과 관련하여 조절되지 않는 전압 공급부 (57) 에 연결하고, 또 전력 제어 또는 전력 전달 레벨을 조절하기 위하여 제어 신호를 연결하는 자동 모듈로서 제작되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
삭제
호브로서, 여러 핫플레이트 및 이 핫플레이트 각각에 대하여 가열 장치를 구비하며, 또 상기 가열 장치 (11, 55) 가 도입되어 고정되는 지지 트레이 (54) 를 갖는 상기 호브 (50) 에 있어서,

상기 가열 장치 중 하나 이상은 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 유도 가열 장치 (11) 인 것을 특징으로 하는 호브.
제 21 항에 있어서,

상기 유도 가열 장치 (11) 로 직접 전달되는 작동-의존형 제어 신호를 생성하기 위한 제어부를 구비한 작동 장치 (60, 61) 를 갖는 것을 특징으로 하는 호브.
제 21 항에 있어서,

상기 호브는 주기적이며 기계적인 스위치를 포함하는 전기기계적 에너지 제어 장치를 가지며, 상기 스위치의 전기적 스위칭 신호는 상기 유도 가열 장치 (11) 로 직접 전달되는 것을 특징으로 하는 호브.
제 21 항에 있어서,

상기 호브는 주전원부 (57) 를 가지며, 상기 호브 (50) 의 상기 유도 가열 장치 (11) 는 상기 주전원부에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 호브.
제 6 항에 있어서,

커버 (42) 근처에서, 상기 커버 (40) 는 상기 지지 장치 (20) 에 고정되거나, 상기 스페이서 (22) 는 상기 요소 지지체 (31) 에 고정되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 커버 (140, 240) 는 평평한 리드 형태이고 본질적으로 상기 측방 가장자리부 근처에 놓이는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 지지 장치 (120, 220) 의 2개의 지지부 (120a, 120b; 220a, 220b) 는 단단하고 분리가능하게 상호연결되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 둘레방향 측방 가장자리부 (121, 221) 는 디스크형 중심부로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 제 2 지지부 (120b, 220b) 는 상기 요소 지지체에 결합되기 위한 스페이서 (122, 222) 를 가지는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 전력 전자장치 요소는 상기 유도 코일 (13, 113, 213) 을 향해 상기 요소 지지체의 측방에 위치하며, 상기 요소 지지체는 상기 유도 코일로부터 멀리 있는 모듈 단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 17 항에 있어서,

상기 팬 장치 (39, 139, 239) 에는 전기적 연결부가 제공되어 그 전기적 연결부에 의해 상기 공급부 또는 요소 지지체에 연결되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 18 항에 있어서,

냉각 공기의 순환이 제공되며, 냉각 공기는 상기 전력 전자장치를 따라 안내되어 제어 전자장치 (37, 137, 237) 로 유동한 다음 지지 장치 (20, 120, 220) 에 있는 중앙 개구 (27, 127, 227) 를 통과하여 상기 유도 코일의 자유 중앙 영역을 통해 모듈 밖으로 유동하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 커버는 지지 장치 (20) 까지 측면 (42) 에서 연장되어 최종 마무리된 유도 가열 장치 (11) 가 실질적으로 밀폐 모듈이 되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 27 항에 있어서,

상기 제 1 지지부 (120a, 220a) 는 실질적으로 디스크형이며, 돌출된 측방 가장자리부가 없는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제 29 항에 있어서,

상기 스페이서는 제 2 지지부 (120b, 220b) 와 일체형 유닛을 형성하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.