KR101870517B1 - 온도 제어 기능이 향상된 유도 가열 기기 - Google Patents

온도 제어 기능이 향상된 유도 가열 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 온도 제어 기능이 향상된 유도 가열 기기에 관한 것이고, 구체적으로 용기 내부에 온도 측정이 가능한 구조를 가지는 온도 제어 기능이 향상된 유도 가열 기기에 관한 것이다. 온도 제어 기능이 향상된 유도 가열 기기는 조리 용기(CT)가 위쪽에 배치되는 상판(12); 상판(12)의 아래쪽에 배치되는 유도 코일 유닛(13); 및 위쪽 부분이 상판(12)의 위쪽 표면에 노출되도록 배치되는 센서 모듈(11)을 포함하고, 상기 센서 모듈(11)의 노출된 부분은 조리 용기(CT)에 접촉되어 온도 측정이 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

온도 제어 기능이 향상된 유도 가열 기기{A Induction Appliance Having a Improved Function of Controlling a Heating}
본 발명은 온도 제어 기능이 향상된 유도 가열 기기에 관한 것이고, 구체적으로 용기 내부에 온도 측정이 가능한 구조를 가지는 온도 제어 기능이 향상된 유도 가열 기기에 관한 것이다.
유도 가열 레인지는 맴돌이 전류에 의하여 도체만을 가열하여 음식물을 조리하는 전자기 유도 가열 방식의 주방용 기기에 해당한다. 이와 같은 유도 가열 방식의 주방 기기는 세라믹 상판, 코일의 보호를 위한 보호 패드, 조리 기기에서 발생되는 열의 차단을 위한 단열 섬유 패드, 자기장의 발생을 위한 유도 코일 및 유도 코일의 작동을 제어하는 제어 보드로 이루어질 수 있다. 이러한 구조를 가지는 유도 가열 레인지에서 조리 온도에 따른 가열의 제어를 위한 온도 측정은 코일의 중심 또는 세라믹 상판의 아래쪽에 배치된 온도 센서에 의하여 이루어질 수 있다.
특허공개번호 제10-2014-0131118호는 피가열체를 지지하되, 센싱 홀이 형성된 탑 플레이트 상기 탑 플레이트의 하측에 배치되되 중앙부에 결합 홀이 형성되며 워킹코일이 권취되는 워킹코일 베이스 상부가 상기 탑 플레이트와 상기 워킹코일 베이스 사이에 배치되며, 하부에 상기 결합 홀에 체결되도록 돌출되어 구비된 중공형 가이드부를 포함하는 센서 베이스 및 상단부가 상기 센싱 홀을 관통하여 배치되며, 상기 중공형 가이드부 내측에 탄발지지되는 돌출형 센서를 포함하고, 상기 센서 베이스의 상부에는 상기 돌출형 센서와 이격 배치되어 상기 피가열체의 온도를 측정하는 편심 온도 감지 수단이 삽입되어 지지되는 보조센서 지지부가 연결된 인덕션레인지에 대하여 개시한다.
선행기술에서 개시된 또는 공지된 인덕션 기기의 경우 탑 플레이트 또는 상판의 아래쪽에서 온도 탐지가 이루어지고, 이에 따라 실제 조리 용기의 내부의 온도와 차이를 가질 수 있다. 이로 인하여 적절하게 조리가 이루어지지 않을 수 있다. 그러므로 유도 가열 조리 기기에서 조리 용기 내부의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 수단이 개발될 필요가 있다. 그러나 상기 선행기술은 조리 용기 내부의 정확한 온도 측정이 가능한 수단에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
특허공개번호 제10-2014-0131118호(쿠쿠전자주식회사, 2014년11월12일 공개) 인덕션레인지
본 발명의 목적은 조리 용기 내부의 온도를 측정하는 것에 의하여 조리 과정에 따라 가열 수준의 정확한 제어가 가능하고, 조리 용기가 조리 상판의 위쪽 평면으로부터 분리되어 가열 효율성 또는 조리 안전성이 향상되도록 하는 온도 제어 기능이 향상된 유도 가열 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 온도 제어 기능이 향상된 유도 가열 기기는 조리 용기가 위쪽에 배치되는 상판; 상판의 아래쪽에 배치되는 유도 코일 유닛; 및 위쪽 부분이 상판의 위쪽 표면에 노출되도록 배치되는 센서 모듈을 포함하고, 상기 센서 모듈의 노출된 부분은 조리 용기에 접촉되어 온도 측정이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 센서 모듈에서 평면 받침 머리가 형성되어 조리 용기의 바닥 면과 접촉되어 조리 용기의 바닥 면이 상판의 위쪽 평면으로부터 분리되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상판의 적어도 일부는 BMC(Bulk Molding Compound) 소재가 되고, 센서 모듈은 상판에 형성된 관통 홀을 통하여 상기 위쪽 부분이 노출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유도 가열 기기는 조리 과정에서 조리 용기 내부의 정확한 온도 측정에 기초하여 조리 과정이 조절되도록 한다. 이에 따라 적절한 조리가 가능하면서 전력 소비 효율이 향상되도록 한다. 또한 본 발명에 따른 유도 가열 기기는 조리 용기가 상판의 위쪽 표면으로부터 분리되는 것에 의하여 유도 가열의 효율이 향상되도록 하면서 조리 기기의 안전성이 향상되도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 유도 가열 기기 구조의 실시 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 유도 가열 기기 구조에 적용되는 센서 모듈의 배치 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 유도 가열 기기에 적용되는 상판의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 유도 가열 기기 구조의 실시 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 유도 가열 기기(10)는 조리 용기(CT)가 위쪽에 배치되는 상판(12); 상판(12)의 아래쪽에 배치되는 유도 코일 유닛(13); 및 위쪽 부분이 상판(12)의 위쪽 표면에 노출되도록 배치되는 센서 모듈(11)을 포함하고, 상기 센서 모듈(11)의 노출된 부분은 조리 용기(CT)에 접촉되어 온도 측정이 가능하다.
본 발명에 따른 유도 가열 기기(10)는 레인지 또는 조리 기기가 될 수 있지만 이에 제한되지 않고 유도 가열 구조를 가지는 임의의 제품이 될 수 있다.
상판(12)은 원형 플레이트 구조가 될 수 있고, 예를 들어 조리 용기(CT)를 받칠 수 있는 다양한 플레이트 구조가 될 수 있다. 상판(12)은 세라믹 소재로 만들어질 수 있지만 바람직하게 BMC(Bulk Molding Compound) 소재로 만들어질 수 있다. 조리 용기(CT)는 유도 가열 기기(10)를 위한 전용 용기가 되거나 가열 가능한 용기가 될 수 있다. 구체적으로 조리 용기(CT)는 유도 코일 유닛(13)에 배치된 유도 코일에 의하여 유도되는 자기장에 의하여 맴돌이 전류를 발생시켜 가열이 되는 구조를 가질 수 있다. 대안으로 상판(12)의 정해진 영역에 맴돌이 전류가 발생될 수 있고 그에 의하여 조리 용기(CT)가 가열될 수 있다.
조리 과정에서 조리 용기(CT)의 아래쪽 면은 상판(12)에 접촉되거나 분리되어 위치될 수 있다. 조리 과정에서 조리 용기(CT)가 분리되면 상판(12)의 두께가 작아지면서 유도 코일 유닛(13)에서 발생된 자기장이 직접 용기로 전송되어 열을 발생시키고 중간 열 손실이 방지되도록 하는 것에 의하여 전력 소비 효율이 향상될 수 있다. 또한 아래에서 설명되는 구조에 의하여 조리 용기(CT)의 안전성이 향상될 수 있다.
상판(12)의 아래쪽에 유도 코일을 포함하는 유도 코일 유닛(13)이 배치될 수 있고, 유도 코일 유닛(13)은 이 분야에 공지된 임의의 구조를 가질 수 있고, 예를 들어 전자파 차단 스크린, 보호 패드 또는 단열 패드와 같은 것을 포함할 수 있다. 또한 유도 코일은 원형 코일 구조와 같이 전류의 제어에 의하여 자기장을 발생시킬 수 있는 임의의 구조를 가질 수 있다. 유도 코일 유닛(13)은 베이스 유닛(14)에 결합될 수 있고, 베이스 유닛(14)에 마이크로프로세서가 배치된 인쇄회로기판이 배치되어 유도 코일 유닛(13)의 작동이 제어될 수 있다. 베이스 유닛(14)은 밀폐 구조를 형성하는 유도 가열 기기(10)의 하우징의 내부에 배치될 수 있다. 그리고 베이스 유닛(14)은 유도 코일 유닛(13)을 고정시키는 프레임 기능을 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 온도 측정이 가능한 센서 모듈(11)이 상판(12)의 아래쪽으로부터 위쪽으로 관통되는 구조로 배치되어 센서 모듈(11)의 위쪽 부분이 상판(12)으로 노출될 수 있다. 그리고 노출된 부분은 조리 용기(CT)의 바닥 면 또는 다른 부분에 접촉될 수 있다. 센서 모듈(11)은 온도 탐지 유닛을 포함할 수 있고, 온도 탐지 유닛에 의하여 접촉 부분의 온도를 측정할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하여 본 발명에 따른 유도 가열 기기(10)는 조리 과정에서 방해가 될 수 있는 외부 배치 구조를 가지지 않으면서 조리 과정에서 조리 용기(CT)의 온도가 직접 측정될 수 있도록 한다. 이에 의하여 조리 과정에서 조리 용기(CT)의 온도가 적절하게 조절될 수 있도록 한다. 센서 모듈(11)은 적어도 하나가 될 수 있고, 예를 들어 상판(12)의 서로 다른 위치에 3개 또는 4개의 센서 모듈(11)이 배치될 수 있다. 서로 다른 위치에 배치된 센서 모듈(11)에 배치되어 탐지된 정보는 제어 유닛(15)으로 전송될 수 있다. 예를 들어 상판(12)의 서로 다른 위치에 노출되어 조리 용기(CT)의 서로 다른 위치에 접촉되어 탐지된 온도 정보가 제어 유닛(15)으로 전송될 수 있다. 제어 유닛(15)은 탐지된 정보를 디스플레이 유닛(19)에 표시할 수 있다. 제어 유닛(15)은 조절 유닛(16)과 연결될 수 있고, 조절 유닛(16)은 조리 과정의 제어를 위한 다양한 작동 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어 조절 유닛(16)은 작동 스위치를 포함할 수 있고, 작동 스위치의 작동에 의하여 교류 전력의 공급이 가능한 전력 유닛(17)이 작동되어 유도 코일 유닛(13)을 작동시킬 수 있다. 필요에 따라 변압기 또는 정류기를 포함하는 전력 조절 유닛(18)이 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 유도 가열 기기(10)는 자동 조리 구조를 포함할 수 있고, 조리 용기(CT)에 직접 접촉되어 온도를 측정하는 구조는 자동 조리 구조에 유리하다. 센서 모듈(11)은 상판(12)의 아래쪽에 배치되어 외부로부터 밀폐가 되는 것이 유리하다. 이를 위하여 예를 들어 상판(12)에 관통 홀이 형성되고, 센서 모듈(11)은 튜브 구조로 만들어질 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 유도 가열 기기 구조에 적용되는 센서 모듈의 배치 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 상판(12)을 관통하는 관통 홀(PH)이 형성될 수 있고, 센서 모듈(11)은 전체적으로 튜브 형상이 되면서 위쪽 부분이 관통 홀(PH)을 관통하도록 배치될 수 있다. 센서 모듈(11)은 상판(12)의 위쪽에 위치하면서 아래쪽 부분이 상판(12)의 위쪽 표면에 접촉하는 평면 받침 머리(21); 및 관통 홀(PH)을 관통하면서 평면 받침 머리(21)의 아래쪽으로 연장되는 관통 튜브(212)를 포함할 수 있다. 평면 받침 머리(21)에 온도 센서(111)가 배치될 수 있고, 온도 센서(111)에서 탐지된 온도는 속이 빈 관통 튜브(212)의 내부에 배치된 전송 케이블(112)에 의하여 제어 유닛으로 전송될 수 있다. 평면 받침 머리(21)의 위쪽 부분은 평면 형상이 될 수 있고, 이에 의하여 온도 센서(111)가 조리 용기의 바닥 면(CB)에 쉽게 접촉되도록 하면서 조리 용기가 안정적으로 상판(12)의 위쪽에 고정되도록 한다.
본 발명에 따르면, 평면 받침 머리(21)는 신축성 소재로 만들어질 수 있고, 온도 센서(111)는 평면 받침 머리(21)의 위쪽 부분에 일부가 돌출되는 구조로 배치될 수 있다, 상판(12)과 접촉하는 평면 받침 머리(21)의 아래쪽 부분 및 관통 홀(PH)의 내부 면과 접촉하는 접촉 부분에 밀폐 수단(213)이 배치될 수 있다. 밀폐 수단(213)은 신축 특성, 밀폐 특성 또는 접착 특성을 가질 수 있다. 이와 같은 특성에 의하여 센서 모듈(11)이 견고하고 안정적으로 상판(12)에 고정되어 조리 용기의 온도 측정이 가능하다.
본 발명에 따르면, 덮개 유닛(22)이 평면 받침 머리(21)를 덮는 형태로 센서 모듈(11)과 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 그리고 덮개 유닛(22) 또는 평면 받침 머리(21)에 접촉 센서(23)가 배치되어 조리 용기의 접촉 압력이 탐지될 수 있다. 조리 용기는 상판(12)의 위쪽 평면에 접촉될 수 있지만 바람직하게 상판(12)의 위쪽 평면으로부터 분리되어 위치할 수 있다. 센서 모듈(11)은 이와 같이 조리 용기의 온도를 측정하면서 이와 동시에 조리 용기가 상판(12)의 위쪽 평면으로 분리되어 안정적으로 고정되도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 유도 가열 기기에 적용되는 상판의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 상판(12)은 원형이 될 수 있고, 상판(12)의 아래쪽에 유도 코일(31)이 배치될 수 있다. 그리고 상판(12)에 다수 개의 관통 홀(PH)이 배치될 수 있고, 각각의 관통 홀(PH)에 센서 모듈(11a, 11b, 11c, 11d)이 배치될 수 있다. 예를 들어 3개의 센서 모듈(11a, 11b, 11c)은 상판(12)에서 삼각형 형상으로 배치되고, 하나의 센서 모듈(11d)은 상판(12)의 중앙에 배치될 수 있다. 그리고 이와 같은 배치 구조에 의하여 조리 용기가 상판(12)으로부터 분리되면서 조리 과정에서 안정적으로 센서 모듈(11a, 11b, 11c, 11d)에 의하여 고정되도록 한다. 조리 과정에서 각각의 센서 모듈(11a. 11b, 11c, 11d)에 배치된 온도 센서에 의하여 조리 용기의 서로 다른 부분의 온도가 탐지되어 비교될 수 있다. 또한 각각의 센서 모듈(11a, 11b, 11c, 11d)에 배치된 접촉 센서에 의하여 조리 용기의 균형이 탐지될 수 있다. 조리 용기의 온도를 탐지하는 것에 의하여 조리의 적절한 조절 또는 자동 조절이 가능해질 수 있다. 또한 접촉 센서에 의하여 조리 과정에서 조리 용기의 안정성이 탐지될 수 있다.
상판(12)은 내열성을 가지면서 이와 동시에 관통 홀(PH)이 형성될 수 있는 적절한 소재로 만들어질 필요가 있다. 이를 위하여 상판(12)의 적어도 일부는 BMC(Bulk Molding Compound) 소재로 만들어질 수 있다. 예를 들어 상판(12)은 에폭시, 불포화 폴리에스테르, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 또는 PEEK(Polyetheretherketone)를 포함하는 BMC 소재의 사출 성형에 의하여 만들어질 수 있다. 관통 홀(PH)이 사출 성형 과정에서 형성될 수 있고, 기계적 또는 전기적 특성을 조절하기 위한 다양한 성분이 형성될 수 있다. 설계 구조에 따라 상판(12)은 BMC 소재로 성형되는 단열 층(321); 상판에 요구되는 특성을 조절하는 특성 층(322); 및 단열 층(321)과 특성 층(322)을 서로 연결시키는 접착 층(323)으로 이루어질 수 있다. 이와 같이 상판(12)을 다층 구조로 만드는 것에 의하여 관통 홀(PH)의 형성 및 센서 모듈의 배치가 용이해질 수 있다. 예를 들어 특성 층(322)은 탄성을 가진 고무와 같은 소재로 만들어지면서 센서 모듈의 변형이 방지되고 관통 홀(PH)이 안정적으로 밀폐되도록 할 수 있다.
상판(12)은 다양한 소재에 의하여 다양한 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 유도 가열 기기는 조리 과정에서 조리 용기 내부의 정확한 온도 측정에 기초하여 조리 과정이 조절되도록 한다. 이에 따라 적절한 조리가 가능하면서 전력 소비 효율이 향상되도록 한다. 또한 본 발명에 따른 유도 가열 기기는 조리 용기가 상판의 위쪽 표면으로부터 분리되는 것에 의하여 유도 가열의 효율이 향상되도록 하면서 조리 기기의 안전성이 향상되도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10: 유도 가열 기기 11, 11a, 11b, 11c, 11d: 센서 모듈
12: 상판 13: 유도 코일 유닛
14: 베이스 유닛 15: 제어 유닛
16: 조절 유닛 17: 전력 유닛
18: 전력 조절 유닛 19: 디스플레이 유닛
21: 평면 받침 머리 22: 덮개 유닛
23: 접촉 센서 31: 유도 코일
111: 온도 센서 112: 전송 케이블
212: 관통 튜브 213: 밀폐 수단
321: 단열 층 322: 특성 층
323: 접착 층 CB: 바닥 면
CT: 조리 용기 PH: 관통 홀

Claims (3)

  1. 조리 용기(CT)가 위쪽에 배치되는 상판(12);
    상판(12)의 아래쪽에 배치되는 유도 코일 유닛(13); 및
    위쪽 부분이 상판(12)의 위쪽 표면에 노출되도록 배치되는 센서 모듈(11)을 포함하고,
    상기 센서 모듈(11)의 노출된 부분은 조리 용기(CT)에 접촉되어 온도 측정이 가능하며,
    센서 모듈(11)은 상판(12)의 위쪽에 위치하면서 아래쪽 부분이 상판(12)의 위쪽 표면에 접촉하는 평면 받침 머리(21)를 포함하며, 온도 센서(111)는 상기 평면 받침 머리(21)에 배치되고 상기 평면 받침 머리는 위쪽 부분이 평면 형상이고 조리 용기(CT)의 바닥 면과 접촉되어 조리 용기(CT)의 바닥 면이 상판(12)의 위쪽 평면으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 온도 제어 기능이 향상된 유도 가열 기기.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상판(12)의 적어도 일부는 BMC(Bulk Molding Compound) 소재가 되고, 센서 모듈(11)의 위쪽 부분은 상판(12)에 형성된 관통 홀(PH)을 통하여 상판(12)의 위쪽 표면에 노출되는 것을 특징으로 하는 온도 제어 기능이 향상된 유도 가열 기기.
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