KR101412578B1 - 전기히터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기히터에 관한 것으로서, 베이스의 판면에 서로 이격되게 전기 저항체로 복수의 단위 발열부를 형성하고 상기 단위 발열부를 비발열 연결부로 서로 통전 가능하게 연결하여 발열부를 형성한다. 이에 의해, 열 응력 집중을 억제하여 발열부의 손상을 억제할 수 있고 출력을 제고시킬 수 있는 전기히터가 제공된다.
Description
본 발명은 전기히터에 관한 것으로서, 특히 발열부의 손상을 억제할 수 있도록 한 전기히터에 관한 것이다.
주지되어 있는 바와 같이, 주지되어 있는 바와 같이, 전기히터는 발열체의 통전 시 발생되는 저항열을 이용하는 발열장치이다. 이러한 전기히터는 통상 열선을 감거나 특별한 형태로 가공하는 방법으로 제작된다. 예를 들면, 열선을 운모판에 감거나, 일정한 형태로 말아진 열선을 석영관에 넣은 구조, 또는 열선을 스테인레스 관에 넣은 후 열선과 스테인레스 관 사이에 일정한 간격을 유지하며 특수한 물질을 충전한 구조를 가진다.
이러한 종래의 전기히터, 즉 열선을 이용하는 히터는 발열시 공기와 직접 접촉됨에 따른 산화 등의 문제가 있고, 또한 열선을 지지하기 위한 구조상의 문제점이 있다.
이러한 문제점을 고려하여 최근에는 세라믹, 유리, 알루미늄, 스테인레스 등의 기판에 발열체를 코팅하여 형성되는 소위 면상히터가 이용되고 있다. 이러한 면상히터는 두께가 얇아 공간활용에 용이하고 열 전달 경로가 짧아 순간가열에 유리 하여 그 사용이 점진적으로 증가하고 있다.
도 1은 종래의 전기히터의 설치상태의 평면도이고, 도 2는 도 1의 전기히터의 요부확대도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 전기히터(20)는, 테이블 또는 조리대(10) 등의 상면에 노출되게 설치되는 판 상의 베이스(21)와, 상기 베이스(21)의 표면에 형성되는 발열부(31)와, 상기 발열부(31)에 전원을 공급하는 전극부(41)를 구비하고 있다.
상기 베이스(21)는 유리(glass)부재로 판상으로 형성되어 있으며, 통상 상기 베이스(21)의 표면, 즉 상면에는 조리기구(미도시)가 놓여지며, 상기 베이스(21)의 이면, 즉 저면에는 상기 발열부(31) 및 전극부(41)가 형성된다. 상기 베이스(21)의 표면에는 통상 조리기구가 올려 놓여 질 위치를 표시하는 표시선(22)과, 상기 발열부(31)의 조작을 위한 복수의 조작버튼(24)이 구비된다.
한편, 상기 발열부(31)는 전기저항체로 형성되며 중앙에서 반경방향을 따라 동심적으로 이격되게 호형상으로 형성되는 호형상부(32)와, 상기 호형상부(32)를 연결하는 만곡부(33)를 구비하여 연속된 곡선형상을 가지도록 형성되어 있다. 상기 발열부(31)에는 전원과 연결될 수 있도록 전극부(41)가 연결되어 있다.
그런데, 이러한 종래의 전기히터에 있어서는, 발열부(31)를 연속적으로 연결된 곡선 형상으로 형성할 경우, 곡률(반경)이 비교적 작은 다수의 만곡부(33)가 형성되며, 이 만곡부(33)에는 열 응력이 집중되기 쉬워 상기 만곡부(33) 또는 만곡부의 주변 영역에서 크랙(crack), 절연파괴 등이 호형상부(31) 또는 호형상부의 주변에 비해 더 쉽게 발생하기 때문에 사용수명이 단축된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은, 발열부의 손상을 억제할 수 있는 전기히터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 열응력 집중을 억제하여 발열부의 손상을 억제할 수 있고 출력을 제고시킬 수 있는 전기히터를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상술한 바와 같은 목적 달성을 위해, 베이스와; 전기 저항체로 형성되며 상기 베이스의 판 면에 서로 이격되게 형성되는 복수의 단위 발열부와, 상기 단위 발열부를 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부를 구비한 발열부를 포함하는 전기히터를 제공한다.
여기서, 상기 단위 발열부는 선형 또는 곡선형으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 단위 발열부는 원호 형상을 가지며 서로 동심적으로 배치되는 것이 효과적이다.
상기 단위 발열부는 막대형상을 가지는 것이 바람직하다.
상기 단위 발열부는 방사상으로 배치되는 것이 효과적이다.
상기 발열부에 전원을 공급하는 전극부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 발열부는 서로 다른 전극부에 의해 전원에 연결되게 복수로 형성되는 것이 효과적이다.
상기 발열부는 반경방향을 따라 내측에 배치되는 제1발열부와, 상기 제1발열부의 외측에 배치되는 제2발열부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1발열부는 원호형상을 가지며, 상기 제2발열부는 막대형상을 가지는 것이 효과적이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단위 발열부를 비발열 연결부를 이용하여 서로 연결되게 하여 발열부를 형성함으로써 단위 발열부의 곡률반경이 증가되게 형성하고, 이 단위 발열부를 열 발생이 적은 비발열 연결부를 이용하여 연결하여 발열부의 연결영역의 만곡 형상에 따른 열응력의 집중으로 크랙 및/또는 절연파괴 등이 발생하는 것을 억제할 수 있어 내용수명을 연장할 수 있는 전기히터가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 연결 영역의 열응력 집중을 방지할 수 있어 단위 발열부의 형상을 선형, 곡선형 등 다양한 형상 또는 이들의 조합으로 배치함으로써발열 분포를 균일하게 할 수 있는 전기히터가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 발열부의 열 응력 집중에 의한 크랙 또는 절연파괴를 억제할 수 있어 높은 전력에서도 안정적으로 작동할 수 있는 고출력용에 적합한 전기히터가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 발열부를 복수로 구성함으로써 발열량을 용이하게 조절할 수 있는 전기히터가 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기히터의 저면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 전기히터(110)는, 베이스(111)와; 전기 저항체로 형성되며 상기 베이스(111)의 판 면에 서로 이격되게 형성되는 복수의 단위 발열부(123)와, 상기 단위 발열부(123)를 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부(125)를 구비한 발열부(121)를 포함하여 구성된다.
상기 베이스(111)는 유리(glass)부재로 직사각 판 상으로 형성되어 있다. 상기 베이스(111)의 표면, 즉 상면에는 조리기구 등이 올려 놓여지며, 상기 베이스(111)의 이면, 즉 저면에는 상기 단위 발열부(123) 및 비발열 연결부(125)가 코팅 등의 방법으로 형성된다.
상기 발열부(121)는, 상호 동심적으로 배치되며 일 측이 개방된 원형 고리 형상을 가지는 복수의 단위 발열부(123)와, 상기 단위 발열부(123)를 통전가능하게 연결하는 비발열 연결부(125)를 구비하고 있다. 이는 상기 단위 발열부(123)의 곡률반경이 작아지는 것을 방지하여 곡률반경이 작아지는 영역의 열응력 집중을 억제하기 위함이다. 상기 각 단위 발열부(123)는 일정한 폭을 가지며, 서로 소정 간격을 두고 이격 배치되어 있다. 이는 전면적으로 발열이 균일하게 이루어지도록 하기 위함이다.
한편, 상기 비발열 연결부(125)는 상기 단위 발열부(123)에 비해 전기 저항이 작은 소재, 예를 들면 은(Ag) 또는 은합금 등으로 형성되어 있다. 이는 통전 시 상기 단위 발열부(123)에 비해 발열량이 줄어들게 하여 발열 시 상기 발열 부(121)의 연결영역이 온도상승에 기인하여 크랙 및/또는 절연파괴가 발생되는 것을 억제하기 위함이다.
상기 발열부(121)는 발열량을 조절할 수 있게 복수로 구성되어 있다. 상기 각 발열부(121)는 각각 전원을 공급할 수 있도록 복수의 전극부(127)가 연결되어 있으며, 상기 각 전극부(127)에는 이들을 제어할 수 있도록 도시 않은 제어회로가 연결된다. 이는 각 전극부(127)의 조합에 의해 별개로 전원이 공급되도록 하거나 동시에 공급되게 하여 각 발열부(121)가 개별적 또는 동시에 발열하도록 함으로써 조리의 종류 또는 조리된 상태에 따라 발열량을 조절하기 위함이다.
이러한 구성에 의하여, 통전 시 상기 비발열 연결부(125)는 발열량이 작으므로 온도 상승에 기인한 크랙 및 절연파괴를 억제하여 상대적으로 높은 전력 수준에서도 작동이 안정적으로 이루어질 수 있어 용량을 제고시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기히터의 저면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 전기히터(150)는, 베이스(151)와; 전기 저항체로 형성되며 상기 베이스(151)의 판 면에 서로 이격되게 형성되는 복수의 단위 발열부(165)와, 상기 단위 발열부(165)를 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부(167)를 구비한 발열부(161)를 포함하여 구성되어 있다. 여기서, 상기 베이스(151)는 유리부재로 형성되어 있으며, 상기 비발열 연결부(167)는 전기 저항체로 형성되는 상기 단위 발열부(165)에 비해 발열량이 작아지게 전기 저항이 작은 소재(은 또는 은합금 등)로 구성된다.
상기 각 단위 발열부(165)는 일정한 폭 및 길이를 가지는 막대형상으로 형성 되어 서로 나란하게 배치되어 있다. 이는 조리용기가 베이스(151)의 상면에 가상선(171)으로 나타낸 바와 같이, 편심되게 배치되는 경우 일부 단위 발열부(165)는 조리용기와 열전달이 이루어지는 접촉영역(172)과 열전달이 이루어지지 아니하는 비접촉영역(173)의 경계가 발생하는데, 이때, 이 경계영역의 크기를 줄여 경계영역의 온도 구배 증가에 따른 열적/전기적 손상이 발생되는 것을 억제하기 위함이다. 여기서, 미설명 부호 171은 조리용기의 배치상태를 나타낸 가상선이다.
한편, 상기 발열부(161)는 발열량의 조절이 가능하게 서로 별개로 전원이 공급되는 제1발열부(162a) 및 제2발열부(162b)를 구비하고 있다. 상기 제1발열부(162a) 및 제2발열부(162b)에는 전원과 연결되게 제1전극부(181) 및 제2전극부(183)가 각각 연결되어 있다. 여기서, 상기 제1전극부(181) 및 제2전극부(183)는 선택적으로 전원과 연결되거나 동시에 연결됨으로써 발열량이 조절된다.
이러한 구성에 의하여, 제1발열부(162a) 및 제2발열부(162b)의 각 비발열 연결부(167)는 통전 시 상대적으로 발열량이 작아 온도가 높게 상승하지 아니하여 고온에 기인한 크랙 및 절연파괴가 발생되는 것을 억제한다. 한편, 제1발열부(162a) 및 제2발열부(162b)를 이용하여 서로 다른 조리용기를 동시에 가열할 수 있으며, 큰 조리용기를 동시에 가열할 수도 있다. 또한, 상기 제1발열부(162a) 및 제2발열부(162b)의 단위 발열부(165)는 막대형상을 가지므로 조리용기의 편심 시 온도 상승에 기인한 손상을 억제할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기히터의 저면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 전기히터(210)는, 베이스(211)와; 전기 저항체로 형성되며 상기 베이스(211)의 판 면에 서로 이격되게 형성되는 복수의 단위 발열부(225,235)와, 상기 단위 발열부(225,235)를 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부(227,237)를 구비한 발열부(221)를 포함하여 구성되어 있다.
상기 발열부(221)는, 반경방향을 따라 내측에 배치되는 내부발열부(222)와, 상기 내부발열부(222)의 외측에 배치되는 외부발열부(232)를 구비하고 있다. 상기 내부발열부(222) 및 외부발열부(232)에는 서로 별개로 전원을 공급할 수 있도록 제1전극부(241) 및 제2전극부(243)가 각각 연결되어 있다.
한편, 상기 내부발열부(222)는, 막대 형상을 이루고 서로 나란하게 배치되는 복수의 단위 발열부(225)와, 상기 단위 발열부(225)를 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부(227)를 구비하고 있다. 상기 내부발열부(222)의 각 단위 발열부(225)는 각 외측 단부가 대략 원형을 이루도록 서로 다른 길이로 형성되어 있다.
상기 외부발열부(232)는, 상기 내부발열부(222)의 외측에 가상의 제1원과 상기 제1원에 비해 큰 반경을 가지고 동심적으로 형성되는 가상의 제2원의 내부에 배치되는 복수의 막대형상의 단위 발열부(235)와, 상기 단위 발열부(235)를 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부(237)를 포함하여 구성되어 있다. 상기 외부발열부(232)의 각 단위 발열부(235)는 내측 단부 및 외측 단부가 상기 제1원 및 제2원에 각각 접근되게 서로 다른 길이로 형성되어 있다.
상기 내부발열부(222) 및 외부발열부(232)는 선택적으로 전원이 연결되거나 동시에 연결됨으로써 발열량이 조절된다.
이러한 구성에 의하여, 상기 내부발열부(222) 및 외부발열부(232)의 각 비발 열 연결부는 통전 시 온도가 높지 아니하여 크랙 및 절연파괴가 발생하지 아니하며 높은 전력에서도 안정적으로 동작이 가능하다. 한편, 상기 내부발열부(222) 및 외부발열부(232)를 각각 이용하여 서로 다른 크기의 조리용기를 가열할 수 있으며, 동시에 이용할 경우 큰 조리용기를 빨리 가열할 수 있다. 또한, 상기 내부발열부(222) 및 외부발열부(232)의 각 단위 발열부는 조리용기의 편심 시 고온에 의한 손상이 방지된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기히터의 저면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 전기히터(250)는, 베이스(251)와; 전기 저항체로 형성되며 상기 베이스(251)의 판 면에 서로 이격되게 형성되는 복수의 단위 발열부(265,275)와, 상기 단위 발열부(265,275)를 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부(267,277)를 구비한 발열부(261)를 포함하여 구성되어 있다.
상기 베이스(251)는 유리부재로 직사각 판상으로 형성되어 있으며, 상기 베이스(251)의 저면에는 상기 단위 발열부(265,275) 및 비발열 연결부(267,277)가 형성되어 있다.
상기 발열부(261)는, 그 배치 위치에 따라 내측에 배치되는 내부발열부(262)와, 상기 내부발열부(262)의 외측에 배치되는 외부발열부(272)를 구비하고 있다.
상기 내부발열부(262)는, 원호 형상을 가지고 서로 동심적으로 배치되는 복수의 단위 발열부(265)와, 상기 단위 발열부(265)를 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부(267)를 구비하고 있다.
상기 외부발열부(272)는, 상기 내부발열부(262)의 외측에 방사상으로 배치되 는 복수의 단위 발열부(275)와, 상기 단위 발열부(275)를 통전가능하게 연결하는 비발열 연결부(277)를 구비하고 있다.
상기 내부발열부(262) 및 외부발열부(272)에는 전원에 연결될 수 있도록 복수의 전극부(281)가 연결되어 있으며, 상기 전극부(281)에는 상기 내부발열부(262) 및 외부발열부(272)에 선택적으로 전원이 공급될 수 있도록 제어회로(미도시)가 연결된다.
이러한 구성에 의하여, 상기 외부발열부(272) 및 내부발열부(262)는 상기 비발열 연결부(267,277)에 의해 온도 상승이 억제되어 크랙 및 절연파괴의 발생이 억제된다. 또한, 상기 외부발열부(272)의 단위 발열부(275)는 조리용기가 편심되어 배치되는 경우 상기 조리용기와 열전달이 되지 아니하는 비접촉영역이 원호 형으로 형성되는 단위발열부에 비해 상대적으로 작게 발생되므로 고온에 의한 열적/전기적 손상이 억제된다.
도 1은 종래의 전기히터의 설치상태의 평면도,
도 2는 도 1의 전기히터의 요부확대도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기히터의 저면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기히터의 저면도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기히터의 저면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기히터의 저면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
111 : 베이스 121 : 발열부
123 : 단위 발열부 125 : 비발열 연결부
127 : 전극부
Claims (9)
- 상면에 조리용기가 올려 놓여지는 베이스; 및상기 베이스의 저면에 상기 조리용기를 가열할 수 있게 형성되는 발열부;를 구비하고,상기 발열부는,전기 저항체로 원호형으로 형성되어 상기 베이스의 저면에 동심적으로 배치되거나, 전기 저항체로 막대 형상으로 형성되어 상기 베이스의 저면에 서로 이격 배치되는 복수의 단위 발열부;상기 단위 발열부에 비해 전기 저항이 작은 소재로 형성되고, 상기 복수의 단위 발열부 중 서로 인접한 두 단위 발열부를 통전 가능하게 서로 직렬로 연결하는 비발열 연결부; 및상기 발열부에 전원을 공급하는 전극부;를 구비하고,상기 발열부는 서로 다른 전극부에 의해 전원에 연결되게 복수로 형성되며,상기 발열부는 서로 나란하게 배치되는 제1발열부 및 제2발열부를 구비하고,상기 제1발열부 및 제2발열부의 단위 발열부는 서로 이격된 막대형상을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 전기히터.
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- 상면에 조리용기가 올려 놓여지는 베이스; 및상기 베이스의 저면에 상기 조리용기를 가열할 수 있게 형성되는 발열부;를 구비하고,상기 발열부는,전기 저항체로 원호형으로 형성되어 상기 베이스의 저면에 동심적으로 배치되거나, 전기 저항체로 막대 형상으로 형성되어 상기 베이스의 저면에 서로 이격 배치되는 복수의 단위 발열부; 및상기 단위 발열부에 비해 전기 저항이 작은 소재로 형성되고, 상기 복수의 단위 발열부 중 서로 인접한 두 단위 발열부를 통전 가능하게 서로 직렬로 연결하는 비발열 연결부; 및상기 발열부에 전원을 공급하는 전극부;를 구비하고,상기 발열부는 서로 다른 전극부에 의해 전원에 연결되게 복수로 형성되며,상기 발열부는, 반경방향을 따라 내측에 배치되는 내부발열부; 및상기 내부발열부의 외측에 배치되는 외부발열부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기히터.
- 제5항에 있어서,상기 내부발열부 및 외부발열부의 각 단위발열부는 원호형으로 각각 형성되어 동심적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기히터.
- 제5항에 있어서,상기 내부발열부 및 외부발열부의 각 단위발열부는 막대형상을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 전기히터.
- 제5항에 있어서,상기 내부발열부의 단위발열부는 원호형으로 형성되어 동심적으로 배치되고, 상기 외부발열부의 단위발열부는 막대형상으로 형성되어 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기히터.
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2007
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