KR101987919B1 - 상하 가열 방식의 인덕션레인지 및 그의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 개시는 식품 포장박스에 포장된 인스턴트식품 등의 조리 대상체를 짧은 시간에 간단히 조리하되 조리 대상체의 상하부에서 교번 가열함으로써 식품이 제맛을 내도록 하고, 조리 대상체를 가열하기 위한 상부가열부와 하부가열부간의 상호 유도 간섭을 배제하기 위한 교번 가열 방식을 적용함으로써 전기제어제어장치의 소손이 발생되지 않으며, 조리 대상체를 식히는 쿨링용이나 냄새 제거를 위한 탈취용으로 사용하기 위한 별도의 쿨링장치를 두어 가열된 조리 대상체를 파지할 때 발생될 수 있는 화상의 방지 및 청결유지가 도모되는 장점을 갖는 상하 가열 방식의 인덕션레인지에 관한 것이다.
본 개시의 실시예에 따른 상하 가열 방식의 인덕션레인지는, 조리 대상체가 수용되는 내부 공간이 형성된 몸체부와, 상기 몸체부의 내부 바닥면에 설치되어 상기 조리 대상체의 하부를 가열하여 조리하는 하부가열부와, 상기 몸체부의 내부 상부면에 설치되어 상기 조리 대상체의 상부를 가열하여 조리하는 상부가열부로 이루어진 가열부 및 상기 가열부의 온도 및 시간을 설정 및 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

상하 가열 방식의 인덕션레인지 및 그의 구동방법{Induction range of upper and lower heating type and driving method thereof }

본 명세서에 개시된 내용은 상하 가열 방식의 인덕션레인지에 관한 것으로, 특히, 편의점과 같은 소형소매점포 등에 구비하여 식품 포장박스에 포장된 인스턴트식품 등의 조리 대상체를 짧은 시간에 간단히 조리하되 조리 대상체의 상하부에서 교번 가열함으로써 식품이 제맛을 내도록 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로 인덕션레인지(Induction Range)는 유도 전류로 발생한 전력을 이용하여 열을 발생시켜 음식을 조리하는 전자 유도 가열 방식의 전자 조리기구로서, 가열부의 표면이 평판 형태로 된 것이다.

인덕션레인지는 내측에 장착되는 인덕션 히팅코일(Induction Heating Coil)이 평판형을 이루고 있는 것으로서, 인덱션레인지에서 사용되는 전자 유도 가열 방식(Induction heating)이란 고효율 자력선 유도 기술을 응용한 것이다.

즉, 인덕션레인지 내측의 유도 가열 코일에 교류전류를 통하여 자기장을 발생시키고, 자기장 중심에 자성을 갖는 금속제 인덕션 전용 조리용기를 위치시켜, 맴돌이 전류(Eddy Current)에 의해 조리용기가 갖는 전기 저항에 의해 조리 용기가 발열되게 한다.

이러한 인덕션레인지는 연소 불꽃이 없고, 타 전기 조리 용기에 비하여 안전하며, 청소가 간편할 뿐만 아니라, 조리 온도를 정밀하게 제어할 수 있는 장점이 있고, 산소를 필요로 하지 않아 밀폐된 공간에서도 열을 얻을 수 있는 청정성을 가지므로 사용이 늘고 있다.

이와 같은 인덕션레인지와 관련된 기술로는 다양한 것이 있으며, 그 예로 특허문헌 1의 한국 공개특허 제10-2011-0021440호 "고주파 유도가열을 이용한 인덕션 렌지"가 개시된 바 있다.

상기 문헌 1은 인덕션레인지의 상판구조가 열차단과 공기차단 받침대가 있어 외부의 차가운 공기나 바람에 가열된 용기의 내부가 식지 않도록 하여 보온성을 지니며 상판 바닥면에 장착 홀을 만들어 가열용기가 바닥면에 접촉하는 단면적을 최소화 하는 구성으로 이루어진다.

따라서, 가열된 용기의 뜨거운 열이 인덕션레인지 상판으로 전달되는 것을 방지하도록 하며, 탈착할 수 있는 원형의 자성판을 설치하여 어떤 종류의 용기도 사용할 수 있는 장점을 갖는다.

그러나, 상기된 문헌을 포함한 종래의 일반적인 인덕션레인지는 식품 포장박스에 포장된 인스턴트식품 등의 조리 대상체의 바닥면만 가열하기 때문에 가열 및 조리 시간이 오래 걸릴뿐만 아니라 식품의 제맛을 내는데 다소 미흡한 부분이 있다.

이를 위해, 인덕션레인지 내부에 유도 가열 코일을 상하로 위치시켜 조리 대상체의 상부와 하부를 동시에 가열하도록 하는 방법이 제시될 수 있으나, 코일을 인접하게 배치하고 동시에 전원을 투입하면 코일간 상호 유도작용으로 인하여 상대측 코일에 자기장이 전달되어 전기제어장치가 소손되는 문제가 발생하여 그동안 제품화가 불가능하였다.

따라서, 상기 문제점을 보완하여 조리 대상체의 상부와 하부를 동시에 가열함으로써 식품의 제맛을 내도록 하는 장치가 필요하다.

1. 한국 공개특허 제10-2011-0021440호(2011.03.04.) 2. 한국 공개특허 제10-2014-0131118호(2014.11.12.) 3. 한국 등록특허 제10-1429655호(2014.08.06.) 4. 한국 공개특허 제10-2018-0047980호(2018.05.10.)

식품 포장박스에 포장된 인스턴트식품 등의 조리 대상체를 짧은 시간에 간단히 조리하는 것을 제공하고자 한다. 또한 조리 대상체의 상하부에서 교번 가열함으로써 식품이 제맛을 내도록 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지를 제공하고자 한다.

조리 대상체를 가열하기 위한 상부가열부와 하부가열부간의 상호 유도 간섭을 배제하기 위한 교번 가열 방식을 적용함으로써 전기제어제어장치의 소손이 발생되지 않는 상하 가열 방식의 인덕션레인지를 제공하고자 한다.

조리 대상체를 담는 용기의 외부를 식히는 쿨링용, 냄새 제거를 위한 탈취용으로 사용하기 위한 별도의 쿨링장치를 두어 가열된 조리 대상체를 파지할 때 발생될 수 있는 화상의 방지 및 청결유지가 도모되는 상하 가열 방식의 인덕션레인지를 제공하고자 한다. 공기순환을 고려하여 팬을 설치할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 하기와 같은 구성을 둔다.

조리 대상체가 수용되는 내부 공간이 형성된 몸체부;

상기 몸체부의 내부 바닥면에 설치되어 상기 조리 대상체의 하부를 가열하여 조리하는 하부가열부;

상기 몸체부의 내부 상부면에 설치되어 상기 조리 대상체의 상부를 가열하여 조리하는 상부가열부; 및

상기 가열부의 온도 및 시간을 설정 및 제어하는 제어부;

상기 상부가열부와 상기 하부가열부는 상기 제어부를 통해 상기 조리 대상체의 전체 가열 시간 중에서 상기 하부가열부가 상기 조리 대상체의 하부면을 일정 시간으로 가열한 후 정지하고,

상기 상부가열부가 상기 조리 대상체의 상부면을 일정 시간으로 가열한 후 정지하는 방법으로 상기 하부가열부와 상기 상부가열부가 상기 조리 대상체에 대하여 하부와 상부를 일정 시간으로 상부와 하부를 교번 가열하여 상하 가열 방식의 인덕션레인지를 제공한다.

실시예에 의한 상하 가열 방식의 인덕션레인지는, 조리 대상체가 수용되는 내부 공간이 형성된 몸체부와, 상기 몸체부의 내부 바닥면에 설치되어 상기 조리 대상체의 하부를 가열하여 조리하는 하부가열부와, 상기 몸체부의 내부 상부면에 설치되어 상기 조리 대상체의 상부를 가열하여 조리하는 상부가열부로 이루어진 가열부 및 상기 가열부의 온도 및 시간을 설정 및 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지가 제공된다.

실시예에 의하면, 상기 상부가열부와 상기 하부가열부는 상기 제어부를 통해 상기 조리 대상체의 상부와 하부를 교번 가열한다.

실시예에 의하면, 상기 몸체부에는 상기 조리 대상체를 담고 있는 용기의 손잡이 부분을 식히고 냄새를 제거시키는 블로워팬이 구비된다.

실시예에 의하면, 상기 몸체부에는 상기 상부가열부와 상기 하부가열부 사이에 조리 대상체를 넣거나 빼기 위한 트레이가 구비된다.

여기서 상기 상부가열부를 더 가열하기 위하여 상부가열부의 자기장의 출력을 하부가열부의 자기장의 출력보다 더 높여서 가열하도록 구성하는 것이 바람직하다.

시간을 상부가열부를 하부가열부보다 더 가열하는 것으로 하여도 무방하다.

여기서 상기 상부가열부 및 상기 하부가열부는 각각의 인덕션 레인지의 코일에 역 전류가 들어 올 때 차단 할 수 있는 상기 상부가열부 일단에 상부개폐부와 상기 하부가열부 일단에 하부개폐부를 연결하고 상부인덕션레인지의 상기 상부가열부와 하부인덕션레인지의 상기 하부가열부의 구동 타이밍을 체크해 상기 상부개폐부의 접점이 ON시에는 상기 하부개폐부의 접점을 OFF시키고,

상기 하부개폐부의 접점이 ON시에는 상기 상부개폐부의 접점을 OFF시켜 상대방의 인덕션레인지의 역 전류가 차단되도록 회로를 구성하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 상부개폐부 및 하부계폐부는 릴레이 접점으로 한 것을 설명한다. 릴레이 접점이 각각 온이 된 후에 시차를 두고 상기 상부가열부 및 상기 하부가열부가 가열되도록 하기 위하여 스위칭신호가 입력되도록 구성하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 상부개폐부 및 상기 하부개폐부의 접점이 각각 오프되기 전에 시차를 두고 상기 상부가열부 및 상기 하부가열부가 미리 오프되도록 하기 위하여 스위칭신호가 차단되도록 구성하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 시차는 수미리세컨드 또는 수십마이크로세컨드로 구성하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 스위칭신호를 구성하는 수단은 IGBT인 구성하는 것이 바람직하다.

상하 가열 방식의 인덕션레인지는 하기와 같이 구동하는 방법을 가지는 것이다.

상하 가열방식의 인덕션레인지에 시작버튼을 누르는 단계;를 가진다.

다음으로는 상기 인덕션레인지의 문이 오픈되는 단계;(S10)를 가지되, 문이 없는 것으로 하여도 좋다.따라서 문이 오픈되는 단계를 생략할 수 있다.

설정된 시간 및 온도를 체크하는 단계;(S20)를 가진다.

설정된 시간 및 온도 가운데 하나로 설정하여도 좋다.

상기 인덕션레인지에 가열대상이 되는 용기를 자동으로 감지하는 단계;(S30)

상기 용기가 감지되지 않았을 경우에는 다시 용기가 감지되도록 다음진행을 하지 않도록 하는 단계;를 가지며,

용기가 감지되었을 경우에는 상기 인덕션레인지의 문이 닫히는 단계;(S60)

문이 없는 경우에는 해당단계도 생략할 수 있는 것이다.

설정된 시간동안 조리기구 상하 교번으로 자기장을 입력하여 역전류를 차단하는 기능이 동작되도록 하는 단계;(70)

설정된 온도를 체크하는 단계;(S80)

설정된 온도에 도달되지 않았을 경우에는 이전단계인 설정된 시간동안 조리기구 상하 교번으로 자기장을 입력하여 역전류를 차단하는 기능이 동작되도록 하는 단계를 반복하는 단계를 가지며,

설정된 온도에 도달될 경우에는 조리완료메시지를 송출하는 단계;(S90)

를 가지는 것을 특징으로 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지의 구동방법을 제공한다.

여기서 S30단계 후에 용기사이즈를 측정하는 단계;(S40)를 더 두는 것이 바람직하다.

여기서 S40단계 후에 용기사이즈에 맞게 자동으로 이동하는 단계;(S50)를 더 두는 것이 바람직하다.

여기서 상기 인덕션레인지의 문이 열리는 단계;(S100)

용기를 체크하는 단계;(S200)

용기가 삽입된 상태로 있을 경우에는 개방된 상태로 있으면서 용기제거 메시지를 송출하는 단계;(S300)

용기가 제거되었을 경우에는 문이 닫히는 단계(S400)를 더 두는 것이 바람직하다.

이상에서와 같은 상하 가열 방식의 인덕션레인지는, 식품 포장박스에 포장된 인스턴트식품 등의 조리 대상체를 짧은 시간에 간단히 조리하는 효과를 가진다.

또한, 조리 대상체의 상하부에서 교번 가열함으로써 식품이 제맛을 내도록 하는 장점을 갖는다.

조리 대상체를 가열하기 위한 상부가열부와 하부가열부간의 상호 유도 간섭을 배제하기 위한 교번 가열 방식을 적용함으로써 전기제어제어장치의 소손이 발생되지 않는 장점을 갖는다.

조리 대상체를 식히는 쿨링용이나 냄새 제거를 위한 탈취용으로 사용하기 위한 별도의 쿨링장치를 두어 가열된 조리 대상체를 파지할 때 발생될 수 있는 화상의 방지 및 청결유지가 도모되는 장점을 갖는다.

도 1은 본 개시의 실시예에 따른 상하 가열 방식의 인덕션레인지의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 트레이를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 상하 가열 방식의 인덕션레인지의 가열 방법을 설명하기 위한 도면.
도4는 조리 대상체를 가열하기 위한 상부가열부와 하부가열부간의 상호 유도 간섭을 배제하기 위한 교번 가열 방식을 적용하는 도를 표시한 것이다.
도5는 도4의 제어 신호를 보여주기 위한 것이다.
제6a도 및 제6b도는 상하 가열 방식의 인덕션레인지의 가열 방법을 프로그램에 의하여 설정하는 것에 관련된 도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 개시의 실시예에 따른 상하 가열 방식의 인덕션레인지의 사시도, 도 2는 도 1에 도시된 트레이를 설명하기 위한 도면, 도 3은 본 개시의 실시예에 따른 상하 가열 방식의 인덕션레인지의 가열 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 상하 가열 방식의 인덕션레인지는, 편의점과 같은 소형소매점포 등에 구비하여 식품 포장박스에 포장된 인스턴트식품 등의 조리 대상체를 짧은 시간에 간단히 조리하되 조리 대상체의 상하부에서 교번 가열함으로써 식품이 제맛을 내도록 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지에 관한 것으로서, 몸체부(10), 가열부(20), 제어부(30)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

몸체부(10)는 전면이 개구된 박스형의 육면체 형태를 가져 조리 대상체(도면부호 미기재)가 수용되는 내부 공간이 형성된다. 이를 통해 조리 대상체를 개구된 전면을 통해 내부 공간으로 넣거나 뺄 수 있다.

이러한, 몸체부(10)는 도면에 도시되지 않았지만 개구된 전방을 개방 또는 폐쇄하는 도어가 힌지 결합을 통해 회전가능하게 구비될 수 있으며, 이를 통해 조리 대상체를 가열시 내부를 밀폐시켜 보온성 등을 확보할 수 있다.

또한 상하 가열부에 해당하는 상하인덕션레인지만을 구비하고 문이 없는 것이 더 바람직 할 수 있다.

간단히 음식을 덮히는 경우에는 다중이 사용하는 장소에서 문을 여닫는 것보다는 보다 편리하게 5분 내외로 덮히어 언제라도 음식물을 삽입하거나 음식물의 인출이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

특히 용기에 넣어 음식물을 덮히는 경우에는 문이 없는 것이 더 바람직 할 수 있는 것이다.

이러한, 몸체부(10)는 운반 및 편의점 등에 구비가 용이하도록 소형으로 제작되며, 육면체 형상에 국한하지 않고 다양한 형태로 구비될 수 있다.

가열부(20)는 몸체부(10)의 내부 바닥면에 설치되어 조리 대상체의 하부를 가열하여 조리하는 하부가열부(21)와, 몸체부(10)의 내부 상부면에 설치되어 조리 대상체의 상부를 가열하여 조리하는 상부가열부(22)로 이루어진다.

하부가열부(21)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 판상체로 구비되며, 내부에 유도 가열을 위한 코일(미도시)이 탑재된다.

이러한, 하부가열부(21)는 유도 가열을 위한 코일이 세라믹글라스 내측에 내입되도록 구비되고, 코일에 구동 전원을 공급하기 위한 스위칭부와, 스위칭부를 턴온 또는 턴오프시키기 위해 턴온 신호 또는 턴오프 신호를 출력하는 인덕션 구동부와, 코일의 공진 전압을 검출하기 위한 공진 전압검출부와, 코일의 동작에 따라 흐르는 공진 전류를 검출하기 위한 공진 전류 검출부의 구성으로 이루어질 수 있으며, 상기된 구성은 본 개시가 속한 인덕션레인지 분야에서 통상적으로 알려진 기술인 바 자세한 설명은 생략한다.

상부가열부(22)는 전술된 바와 같은 하부가열부(21)의 구성을 갖는 판상체로 구비되어 몸체부(10)에 수납된 조리 대상체의 상부를 가열하도록 하부가열부(21)와 이격된 몸체부(10)의 내부 상측면에 구비된다.

따라서, 본 개시의 상부가열부(22)와 하부가열부(21)는 조리 대상체를 사이에 위치되도록 몸체부(10)에 구비됨으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 후술될 제어부(30)를 통해 조리 대상체의 상부와 하부를 교번 가열한다.

보다 상세하게는, 조리 대상체의 전체 가열 시간중에서 하부가열부(21)가 조리 대상체의 하부면을 일정 시간(T1)으로 가열한 후 정지하고, 이어서 상부가열부(22)가 조리 대상체의 상부면을 일정 시간(T2)로 가열한 후 정지하는 방식으로 하부가열부(21)와 상부가열부(22)가 조리 대상체에 대하여 하부와 상부를 일정 시간(T1, T2, T3, T4, T5, T6, ...)으로 교번 가열을 반복한다.

전술된 바와 같이 하부가열부(21)와 상부가열부(22)가 교번 가열하는 이유는, 상부가열부(22)와 하부가열부(21)가 인접 배치됨으로써 전원 인가시 코일간 상호 유도작용으로 인하여 상대측 코일에 자기장이 전달되어 전기제어장치가 소손되는 문제점인 상부가열부(22)와 하부가열부(21)간의 상호 유도 간섭을 배제하기 위함이다. 따라서, 조리 대상체에 인접하여 상부가열부(22)와 하부가열부(21)가 위치되어 효율적으로 상하로 가열할 수 있어 특별한 구조적 변경없는 간단한 구조로 식품의 제맛을 갖도록 조리할 수 있다.

한편, 본 개시의 하부가열부(22)와 상부가열부(21)는 선택된 어느 하나가 히터로 구비되는 것도 가능한데, 즉, 하부가열부(22) 또는 상부가열부(21) 중 선택된 하나가 앞서 언급된 바와 같이 유도 가열 코일을 사용하고 다른 하나는 원적외선 등을 이용하는 히팅 코일 등을 구비함으로써 박스형의 조리 대상체 뿐만 아니라 냄비나 유리 및 세라믹을 이용한 일반적인 조리용 도구 등을 사용함에 있어도 가열이 가능하도록 할 수 있다.

제어부(30)는 가열부(20)의 온도 및 시간을 설정 및 제어하도록 몸체부(10)에 구비된다.

제어부(30)는, 상부가열부(22)와 하부가열부(21)의 전원공급 온/오프, 온도 및 시간을 설정하는 조작부와, 온도를 표시하는 온도표시부와, 작동상태를 안내하기 위한 부저 및 상부가열부(22)와 하부가열부(21)의 교번과 온도 및 시간을 감지 및 제어하기 위한 센서 등을 포함할 수 있으나 이에 국한하지 않고 다양한 기능이 추가될 수 있음은 물론이다.

한편, 전술된 본 개시의 상하 가열 방식의 인덕션레인지의 몸체부(10)에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 가열된 조리 대상체의 용기의 외부를 식히거나 냄새를 제거하기 위한 블로워팬(40)이 구비되는 것도 가능하다.

이러한, 블로워팬(40)은 가열된 용기에 바람을 불어주어 조리 대상체의 포장용기의 외부온도를 식혀주는 쿨링 기능을 하여 가열이 완료된 조리 대상체를 파지할 때 발생될 수 있는 화상을 방지한다.

또한, 블로워팬(40)은 쿨링을 위한 회전과 반대인 경우 몸체부(10) 내부 공기를 외부로 배출되게 하여 냄새 제거를 위한 탈취 기능을 함으로써 청결유지를 도모하는 것도 가능하다.

이러한, 블로워팬(40)은 공지된 기술이므로 그 구성 및 작용의 자세한 설명은 생략하기로 한다.

전술된 본 개시의 상하 가열 방식의 인덕션레인지의 몸체부(10)에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상부가열부(22)와 하부가열부(21) 사이에 조리 대상체를 넣거나 빼기 위한 트레이(50)가 구비되는 것도 가능하다.

트레이(50)는 도면에 도시된 바와 같이 조리 대상체를 안착하기 위한 판상체로 구비되어 몸체부(10)의 내부에서 슬라이딩 이동을 통해 전후로 위치 이동된다.

이러한, 트레이(50)는 도 2에 도시된 바와 같이 몸체부(10)의 외부로 인출한 상태에서 조리 대상체를 안착할 수 있어 조리 대상체의 중심측을 하부가열부(21)와 상부가열부(22)의 중심측에 일치시키기 용이하며, 이를 통해 조리 대상체가 측방향의 어느 한 방향으로 편중되지 않고 상부가열부(22)와 하부가열부(21) 사이의 가열 범위내에 위치되어 전체적으로 골고루 가열되게 된다.

상기 트레이(50)는 도면에 도시된 바와 가이 전방면에 사용자가 파지하기 위한 손잡이가 구비될 수 있으며, 이를 통해 조리 대상체를 몸체부(10)에 넣거나 빼는데 유리한 장점을 갖는다.

전술된 바에 따른 본 개시의 트레이(50)는 사용자가 파지하여 밀어넣거나 빼는 수동 방식으로 기재 및 도시되어 있으나, 일측면에 랙기어를 형성하고 이 랙기어 선단부의 피니언기어가 취부되는 모터를 포함하는 구성을 갖되, 모터의 작동을 위해 전기적으로 연결된 버튼을 몸체부(10)에 구비되게 하는 구성 등을 통해 자동으로 작동되게 하는 것도 가능함은 물론이며, 상기 구성은 설계변경을 통해 용이하게 접목할 수 있으므로 자세한 구성 및 설명은 생략하기로 한다.

도4 및 도5에 의하여 설명하면 하기와 같다.

이상에서와 같은 상하 가열 방식의 인덕션레인지는, 식품 포장박스에 포장된 인스턴트식품 등의 조리 대상체를 짧은 시간에 간단히 조리하되 조리 대상체의 상하부에서 교번 가열함으로써 식품이 제맛을 내도록 하고, 조리 대상체를 가열하기 위한 상부가열부와 하부가열부간의 상호 유도 간섭을 배제하기 위한 교번 가열 방식을 적용함으로써 전기제어제어장치의 소손이 발생되지 않으며, 조리 대상체를 식히는 쿨링용이나 냄새 제거를 위한 탈취용으로 사용하기 위한 별도의 쿨링장치를 두어 가열된 조리 대상체를 파지할 때 발생될 수 있는 화상의 방지 및 청결유지가 도모되는 장점을 갖는다.

조리하는 음식물의 온도를 일정하게 정해서 상하교번하여 인덕션 코일에 전기를 온/오프 하도록 구성한다.

따라서 상부에 더 가열하고자 하는 경우에는 상하 교번하여 가열하되 상부에 자기장의 출력을 높여서 음식물의 가열을 증가시키게 하는 방식이다.

상하부에 인덕션 레인지가 위치하고 상부인덕션레인지와 하부인덕션레인지 사이에 용기를 넣고 조리하는 상하 시차를 두고 교차하여 가열하는 인덕션레인지를 제공하는 것이다.

자기장을 발산하는 상부인덕션 코일의 상부가열부(22)와 하부인덕션 코일의 하부가열부(21)가 마주보면서 자기장을 인가하는 방식으로 상부인덕션레인지는 멈춰있는 상태에서 하부인덕션레인지의 인덕션 코일에서 나오는 자기장이 상부인덕션레인지의 인덕션 코일로 흘러 들어가거나,

하부인덕션레인지가 멈춰있는 상태에서 상부인덕션레인지에서 나오는 자기장이 하부인덕션레인지의 인덕션 코일로 흘러 들어 갈 때 인덕션레인지 전자 회로에 역 전류가 인가되어 회로의 부품이 파손되는 현상이 발생한다.

상부인덕션레인지와 하부인덕션레인지 모두 동작하고 있을 때는 양쪽에서 나오는 자기장의 충돌로 전자회로에 악영향을 줄 수 있다.

이 문제를 해결하기 위해 인덕션 레인지의 코일에 역 전류가 들어 올 때 차단 할 수 있는 개폐부를 구비하되 본 발명의 실시예에서는 비용이 저렴한 릴레이접접을 설명하기로 한다.

상부릴레이(34)와 하부릴레이(35)를 연결하고 상부인덕션레인지와 하부인덕션레인지의 구동 타이밍을 체크해 릴레이의 접점을 OFF시켜 역 전류가 들어와서 전자회로가 손상되지 않도록 구성한다.

본 발명의 실시예에서는 릴레이접점을 사용하였으나 전열선을 개폐하는 개폐부의 구성은 어느것이라도 무방하다.

도4에 c 신호인 하부릴레이접점신호가 +5V 에서 0V가 되자 마자 a 신호가 상부릴레이접점입력신호인 0V에서 +5V가 입력된다.

즉 하부릴레이(35)가 온되다가 오프되자마자 상부릴레이(34)는 오프에서 온이된다.

즉 상부릴레이접점입력신호a와 하부릴레이접점입력신호c는 각각 릴레이스위치가 온되자 마자 상대방의 릴레이스위치는 오프되어 역전류가 영향을 미치지 않도록 하여 제어회로가 손상되지 않도록 하는 것이다.

a신호와 c신호인 릴레이접점입력신호는 교차하여 +5V 에서 0V로 스위칭된다.

여기에서 b신호와 d신호는 시차를 두고 a신호와 c신호가 각각 +5V 에서 0V로스위칭(즉 온에서 오프로 스위칭됨.) 되기 전 수마이크로 세컨드 내지 수십밀리세컨드의 간격을 두고 먼저 +5V 에서 0V가 된다.

상부와 하부의 릴레이를 차단시켜 자기장으로 인한 역전류가 콘트롤러의 회로를 파괴하지 못하도록 하는 것이다.

또한, IGBT 스위치가 온 상태에서 오프되어 역전류로 인하여 콘트롤러의 회로를 파손되지 않도록 한다.

즉 하부릴레이접점신호가 0V가 되기 직전에 하부IGBT입력신호가 0 V가 되는 것이다.

하부릴레이접점이 온에서 오프되기 전 하부IGBT입력신호는 먼저오프된다.

역시 상부릴레이접점신호가 +5V입력신호가 가해지고 난 후에 수마이크로 세컨드 내지 수십밀리세컨드의 간격을 두고 상부IGBT입력신호가 +5V입력신호가 입력되는 것이다.

릴레이 접점이 온이 되고 난후인 수마이크로세컨드 내지 수밀리세컨드의 시차를 두고 IGBT 스위칭을 온시킨다.

IGBT 스위칭이 온이 되는 동안에만 인덕션코일에 입력전원이 가해지는 것이다.

따라서 인덕션코일이 온 되기 전에 미리 릴레이신호에 전원을 가하여 신호가 연결되도록 하는 것이다.

릴레이신호가 온에서 오프되기 전에 먼저 인덕션코일이 온에서 오프되도록 구성하는 것이다.

릴레이신호의 스위칭이 오프에서 온된 후 수 마이크로세컨드 내지 수 밀리세컨드의 시차를 두고 IGBT 스위칭이 오프에서 온이 되고,

릴레이신호의 스위칭이 온에서 오프되기 전에 먼저 IGBT 스위칭이 온에서 오프가 되는 것이다.

즉 인덕션코일에 전원이 연결되기 직전에 릴레이가 구동되어 전선이 미리 연결되도록 구성하고,

인덕션코일에 전원이 오프되어 연결이 차단된 후에 릴레이가 오프되어 역전류의 전원이 차단되는 것이다.

상부인덕션코일에서의 상부IGBT입력신호 b와 상부릴레이접점입력신호 a의 시차와 하부인덕션코일에서의 하부IGBT입력신호 d의 지연이 릴레이 차단으로 인하여 상대방의 인덕션코일에 자기장 발생으로 인한 콘트롤러의 소손을 방지하도록 하는 것이다.

IGBT는 입력 신호에 의해서 온/오프가 생기는 자기소호형이므로, 고속 스위칭이 가능한 반도체 소자이다.

게이트-이미터간의 전압이 구동되어 입력 신호에 의해서 온/오프가 생기는 자기소호형이므로, 고속 스위칭이 가능한 반도체 소자이다.

도4에서 보면 Main MCU인 인덕션레인지콘트롤러(31)는 상부인덕션레인지콘트롤러(32)와 하부인덕션레인지콘트롤러(33)의 ON/OFF 동작을 컨트롤하고, 상부인덕션레인지콘트롤러(32)와 하부인덕션레인지콘트롤러(33)에서 IGBT에 들어가는 신호와 릴레이에 들어가는 신호를 제어해 상,하 인덕션레인지에서 나오는 자기장들이 서로 충돌하지 못하게 하는 것이다.

여기서 상기 상부가열부를 더 가열하기 위하여 상부가열부의 자기장의 출력을 하부가열부의 자기장의 출력보다 더 높여서 가열하도록 구성하는 것이 바람직하다. 가열부에 음식을 담은 그릇을 직접 삽입할 경우에는 하부에는 용기와 밀접하게 음식물이 구성되어있어 가열부로부터 밀착되어있는데 반하여 상부는 음식을 담는 그릇의 상부로부터 음식물은 어느정도 이격이 있는 것이 일반적이며, 또한 용기를 넣기 위하여는 여유공간이 있어야 하므로 상부는 상부가열부와 음식물 사이에는 어느정도 공간이 발생할 수 밖에 없는 점을 고려한 것이다.

시간을 하부가열부보다 상부가열부를 더 가열하는 것으로 구성하여도 좋고 두개를 병행하여 상부가열부의 자기장의 출력을 높이고, 상부가열부의 구동시간도 동시에 늘리는 것도 바람직하다.

또한 피자의 경우에는 상부에 녹여야 하는 토핑이 있어 피자 하부보다 피자상부에 열이 더 필요하기도 하다.

여기서 상기 상부가열부 및 상기 하부가열부는 각각의 인덕션 레인지의 코일에 역 전류가 들어 올 때 차단 할 수 있는 상기 상부가열부 일단에 상부릴레이와 상기 하부가열부 일단에 하부릴레이를 연결하고 상부인덕션레인지의 상기 상부가열부와 하부인덕션레인지의 상기 하부가열부의 구동 타이밍을 체크해 상기 상부릴레이의 접점이 ON시에는 상기 하부릴레이의 접점을 OFF시키고,

상기 하부릴레이의 접점이 ON시에는 상기 상부릴레이의 접점을 OFF시켜 상대방의 인덕션레인지의 역 전류가 차단되도록 회로를 구성하여 상부가열부 및 하부가열부가 미리 가열되는 자장신호가 가해질때에 반대편 가열부의 일단에 릴레이를 차단시켜 역전류를 방지하는 것이다.

여기서 상기 상부릴레이 및 상기 하부릴레이의 접점이 각각 온이 된 후에 시차를 두고 상기 상부가열부 및 상기 하부가열부가 가열되도록 하기 위하여 스위칭신호가 입력되도록 구성하는 것이 바람직하다.

이렇게 구성함으로 상부 가열부 및 하부가열부에서 발생하는 자기장이 각각 하부가열부 및 상부가열부에 영향을 미치지 않도록 하여 제어부를 소손시키지 않도록 구성한 것이다.

여기서 상기 상부릴레이 및 상기 하부릴레이의 접점이 각각 오프되기 전에 시차를 두고 상기 상부가열부 및 상기 하부가열부가 미리 오프되도록 하기 위하여 스위칭신호가 차단되도록 구성하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 시차는 수미리세컨드 또는 수십마이크로세컨드로 구성하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 스위칭신호를 구성하는 수단은 IGBT인 구성하는 것이 바람직하다.

IGBT는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated gate bipolar transistor, IGBT)의 약자로 게이트-이미터간의 전압이 구동되어 입력 신호에 의해서 온/오프가 생기는 자기소호형이므로 고속 스위칭이 가능한 반도체 소자이다.

도6a 및 도6b에 의하여 설명하면 하기와 같다.

도1 내지 도5의 구성으로 하기와 같은 구동방법을 가진다.

음식물 또는 음식물이 담긴 용기를 인덕션레인지로 구성된 상부 가열부 및 하부가열부가 일체로 구성된 가열부에 삽입할 경우에 시작버튼을 누르면 가열부의 문이 오픈되고(S10) 문이 없는 경우도 있어 문이 오픈되는 단계를 생략할 수 있다.

설정된 온도 및 시간을 체크한다.(S20)

용기를 자동으로 감지하여 용기가 삽입되어었을 경우에는 용기사이즈를 측정하고(S40), 용기가 감지되지 않았을 경우에는 다시 용기가 감지되도록 다음진행을 하지 않도록 프로그램밍된다.(S30)

용기를 측정하는 단계나 조리기구용기 사이즈에 맞게 자동으로 이송하는 단계를 생략할 수있다.

용기사이즈를 측정한 후에는 조리기구용기사이즈에 맞게 자동으로 이동하는 단계를 거친다.(S50)

다음으로는 가열부의 문이 닫히고(S60), S10단계가 없는 경우에는 S60 단계도 생략가능한 단계에 해당된다.

설정된 시간동안 조리기구 상하 교번으로 자기장을 입력하여 역전류를 차단하는 기능이 동작되도록 프로그램된다.(S70)

설정된 온도를 체크하여 설정된 온도(S80)에 도달될 경우에는 다음과정으로 진행하되 설정된 온도에 도달되지 않았을 경우에는 S70단계를 반복하도록 프로그램된다.

설정된 온도에 도달될 경우에는 조리완료메시지를 송출한다.(S90)

다음으로는 문이 열리고(S100) 용기를 체크하여(S200) 용기가 삽입된 상태로 있을 경우에는 개방된 상태로 있으면서 용기제거메시지를 송출하고(S300), 용기가 제거될 경우에는 문이 닫히도록 구성되는 단계(S400)를 가지는 것을 특징으로 하는

상하 가열 방식의 인덕션레인지의 구동방법에 관한 것이다.

이렇게 하여 음식물 조리의 한 사이클이 마무리 된다.

상기 인덕션레인지에 가열대상이 되는 용기를 자동으로 감지하여 용기가 삽입되었을 경우에는 용기사이즈를 측정하는 단계;는 경우에 따라서 선택할 수 있는 것이다.

상기 용기가 감지되지 않았을 경우에는 다시 용기가 감지되도록 다음진행을 하지 않도록 하는 단계;도 역시 경우에 따라서 선택할 수 있는 것이다.

S30단계 후에 용기사이즈를 측정하는 단계;(S40)를 경우에 따라서 선택할 수 있는 것이다.

또한, S40단계 후에 용기사이즈에 맞게 자동으로 이동하는 단계;(S50)를 경우에 따라서 선택할 수 있는 것이다.

상기 인덕션레인지의 문이 열리는 단계;(S100)

용기를 체크하는 단계;(S200)

용기가 삽입된 상태로 있을 경우에는 개방된 상태로 있으면서 용기제거 메시지를 송출하는 단계;(S300)

용기가 제거되었을 경우에는 문이 닫히는 단계(S400)를 더 둔 것을 경우에 따라서 선택할 수 있는 것이다.

상기에 개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.

a:상부릴레이접점입력신호 b:상부IGBT입력신호
c:하부릴레이접점입력신호 d:하부IGBT입력신호
10 : 몸체 20 : 가열부 21 : 하부가열부 22 : 상부가열부
30 : 제어부 31:인덕션레인지 콘트롤러
32:상부인덕션레인지 콘트롤러 33:하부인덕션레인지콘트롤러
34:상부릴레이 35:하부릴레이
36:상부IGBT 37:하부IGBT 40 : 블로워팬 50 : 트레이
60:조리대상체(인덕션냄비)

Claims (16)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 조리 대상체가 수용되는 내부 공간이 형성된 몸체부;
   상기 몸체부의 내부 바닥면에 설치되어 상기 조리 대상체의 하부를 가열하여 조리하는 하부가열부;
   상기 몸체부의 내부 상부면에 설치되어 상기 조리 대상체의 상부를 가열하여 조리하는 상부가열부; 및
   상기 상부가열부와 상기 하부가열부의 온도 및 시간을 설정 및 제어하는 제어부;
   상기 상부가열부와 상기 하부가열부는 상기 제어부를 통해 상기 조리 대상체의 전체 가열 시간 중에서 상기 하부가열부가 상기 조리 대상체의 하부면을 일정 시간으로 가열한 후 정지하고,
   상기 상부가열부가 상기 조리 대상체의 상부면을 일정 시간으로 가열한 후 정지하는 방법으로 상기 하부가열부와 상기 상부가열부가 상기 조리 대상체에 대하여 하부와 상부를 일정 시간으로 상부와 하부를 교번 가열하되,
   상기 상부가열부 및 상기 하부가열부는 각각의 인덕션 레인지의 코일에 역 전류가 들어올 때 차단할 수 있는 상기 상부가열부 일단에 상부개폐부와 상기 하부가열부 일단에 하부개폐부를 연결하고 상부인덕션레인지의 상기 상부가열부와 하부인덕션레인지의 상기 하부가열부의 구동 타이밍을 체크해 상기 상부개폐부의 접점이 ON시에는 상기 하부개폐부의 접점을 OFF시키고,
   상기 하부개폐부의 접점이 ON시에는 상기 상부개폐부의 접점을 OFF시켜 상대방의 인덕션레인지의 역전류가 차단되도록 회로를 구성한 것을 특징으로 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지.
6. 제5항에 있어서 상기 상부가열부를 더 가열하기 위하여 상부가열부의 가열시간을 하부가열부의 가열시간보다 더 길게 가열하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지.
7. 제5항에 있어서 상기 상부개폐부 및 상기 하부개폐부는 릴레이로 구성한 것을 특징으로 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지.
8. 제5항에 있어서 상기 상부개폐부 및 상기 하부개폐부의 접점이 각각 온이 된 후에 시차를 두고 상기 상부가열부 및 상기 하부가열부가 가열되도록 하기 위하여 스위칭신호가 입력되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지.
9. 제5항에 있어서 상기 상부개폐부 및 상기 하부개폐부의 접점이 각각 오프되기 전에 시차를 두고 상기 상부가열부 및 상기 하부가열부가 미리 오프되도록 하기 위하여 스위칭신호가 차단되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서 상기 시차는 수미리세컨드 또는 수십마이크로세컨드인 것을 특징으로 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지.
11. 제8항 또는 제9항에 있어서 상기 스위칭신호를 구성하는 수단은 IGBT인 것을 특징으로 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지.
12. 상하 가열방식의 인덕션레인지에 시작버튼을 누르는 단계;
    설정된 시간 및 온도를 체크하는 단계;(S20)
    용기를 자동으로 감지하는 단계;(S30)
    용기를 감지하지 않는 경우에는 다음단계로 가지 않도록 하되,
    용기를 감지한 경우에는
    설정된 시간동안 조리기구 상하 교번으로 자기장을 입력하여 역전류를 차단하는 기능이 동작되도록 하는 단계;(S70)
    설정된 온도를 체크하는 단계;(S80)
    설정된 온도에 도달되지 않았을 경우에는 이전단계인 상기 설정된 시간동안 조리기구 상하 교번으로 자기장을 입력하여 역전류를 차단하는 기능이 동작되도록 하는 단계를 반복하는 단계(S70)를 가지며,
    설정된 온도에 도달될 경우에는 조리완료메시지를 송출하는 단계;(S90)
    를 가지는 것을 특징으로 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지의 구동방법.
13. 제12항에서 상기 상하 가열방식의 인덕션레인지에 시작버튼을 누르는 단계의 다음단계로 상기 인덕션레인지의 문이 오픈되는 단계;(S10)와
    상기 용기를 자동으로 감지하는 단계;(S30) 후에 용기가 자동으로 감지된 경우에는 가열부의 문이 닫히는 단계(S60)를 더 두고,
    상기 설정된 온도에 도달될 경우에는 조리완료메시지를 송출하는 단계;(S90)후에 상기 인덕션레인지의 문이 열리는 단계;(S100) 를 가지는 것을 특징으로 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지의 구동방법
14. 제12항에 있어서 상기 용기를 자동으로 감지하는 단계;(S30) 후에 용기사이즈를 측정하는 단계;(S40)를 더 둔 것을 특징으로 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지의 구동방법.
15. 제14항에 있어서 상기 용기사이즈를 측정하는 단계;(S40) 후에 용기사이즈에 맞게 자동으로 이동하는 단계;(S50)를 더 둔 것을 특징으로 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지의 구동방법.
16. 제13항에 있어서 상기 인덕션레인지의 상기 문이 열리는 단계;(S100) 후에 용기를 체크하는 단계;(S200)
    용기가 삽입된 상태로 있을 경우에는 개방된 상태로 있으면서 용기제거 메시지를 송출하는 단계;(S300)
    용기가 제거되었을 경우에는 문이 닫히는 단계(S400)를 더 둔 것을 특징으로 하는 상하 가열 방식의 인덕션레인지의 구동방법.
    
    

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