KR102153494B1

KR102153494B1 - 온도 센서를 포함하는 인덕션 레인지

Info

Publication number: KR102153494B1
Application number: KR1020170143947A
Authority: KR
Inventors: 박진익
Original assignee: (주)쿠첸
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2020-09-08
Also published as: KR20190048755A

Abstract

인덕션 레인지가 개시된다. 본 개시의 실시 예에 따른 인덕션 레인지는, 피가열체를 지지하고, 상기 피가열체로부터 방사되는 전자기파를 투과하는 상판; 상기 상판의 하측에 배치되고, 상기 상판의 하면에 수직한 방향으로 하향 연장되는 내부 홀을 구비하는 수광기; 상기 내부 홀에 배치되고, 상기 상판으로부터 방사되는 전자기파를 컷-오프하는 필터; 및 상기 수광기의 일 측에 접속되어 상기 피가열체로부터 방사되는 전자기파를 수신하고, 상기 수신한 피가열체로부터 방사되는 전자기파에 기반하여 상기 피가열체의 온도를 센싱하는 온도센서를 포함할 수 있다.

Description

온도 센서를 포함하는 인덕션 레인지{INDUCTION RANGE INCLUDING TEMPERATURE SENSOR}

본 개시의 기술적 사상은 인덕션 레인지에 관한 것으로서, 상세하게는 온도센서를 포함하는 인덕션 레인지에 관한 것이다. 본 개시는 산업통상자원부의 한국산업기술평가관리원의 지원을 받아 수행한 연구로부터 도출된 것이다(과제번호: 10070384, 과제명: 스마트 홈 IoT 가전용 개방형 하드웨어 플랫폼 개발).

인덕션 레인지는 유도 가열(Induction Heating) 방식을 채용하는 가열 조리기기로서, 기존 가열조리기기에 비해 높은 에너지효율을 가지며 가스 누출과 폭발 위험이 없고, 세척이 편리하고, 조리시에 공기 중 산소를 소모하지 않아 친환경적이다. 인덕션 레인지는 피가열체인 냄비 등에 유도전류를 생성시켜 발열시킴으로써 피가열체 내부에 수용된 음식물을 가열 조리할 수 있다. 한편, 조리되는 음식물의 종류 및/또는 상태에 따른 온도 제어 등을 수행하기 위하여, 피가열체의 온도에 대한 정밀한 측정이 요구되고 있다.

본 개시의 기술적 사상은 인덕션 레인지에 관한 것으로서, 전자기파에 기반한 온도 센서를 포함하는 인덕션 레인지를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 인덕션 레인지는, 피가열체를 지지하고, 상기 피가열체로부터 방사되는 전자기파를 투과하는 상판; 상기 상판의 하측에 배치되고, 상기 상판의 하면에 수직한 방향으로 하향 연장되는 내부 홀을 구비하는 수광기; 상기 내부 홀에 배치되고, 상기 상판으로부터 방사되는 전자기파를 컷-오프하는 필터; 및 상기 수광기의 일 측에 접속되어 상기 피가열체로부터 방사되는 전자기파를 수신하고, 상기 수신한 피가열체로부터 방사되는 전자기파에 기반하여 상기 피가열체의 온도를 센싱하는 온도센서를 포함할 수 있다.

본 개시의 기술적 사상에 따른 인덕션 레인지는, 유도가열 코일로부터 온도센서, PCB 등 전자부품을 차폐하는 금속 차폐판을 구비할 수 있다.

본 개시의 기술적 사상에 따른 인덕션 레인지는, 상판의 상면에 수직한 방향으로 수광기와 오버랩되도록, 상판에 복수의 홀들이 구비될 수 있다.

본 개시의 기술적 사상에 따른 인덕션 레인지에 따르면, 상판(top plate)의 온도 대신 피가열체의 온도를 센싱하므로, 온도 측정의 정확도가 향상될 수 있다.

또한, 본 개시의 기술적 사상에 따르면, 피가열체의 온도 측정을 위해 상판을 가공할 필요가 없으므로, 가공비용이 절약될 수 있다.

또한, 본 개시의 기술적 사상에 따르면, 온도 측정의 정확도가 향상되어, 피가열체 내부에 수용된 조리대상물의 종류에 따라 적합한 온도를 제공하도록 제어하는 동작의 정밀도가 향상될 수 있다.

또한, 본 개시의 기술적 사상에 따르면, 금속 차폐판을 구비하여 온도 센서, PCB 등 전자 부품의 유도가열 및 발열을 예방할 수 있고, 이에 따라 인덕션 레인지의 안정성이 개선될 수 있다.

도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 인덕션 레인지와, 인덕션 레인지로부터 가열되는 피가열체의 간략한 사시도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 인덕션 레인지의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 온도 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 온도센서의 구성을 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

하나의 소자(element)가 다른 소자와 "접속된(coupled to)" 또는 "커플링 된(coupled to)"이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링 된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 소자 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않으면서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 인덕션 레인지와, 인덕션 레인지로부터 가열되는 피가열체의 간략한 사시도를 도시한다.

도 1을 참조하면, 인덕션 레인지(100)는 상면에 냄비 등의 피가열체(10)가 놓여지고, 피가열체(10)를 가열하여 음식물을 조리하는 가열식 조리기기일 수 있다. 예를 들어, 인덕션 레인지(100)는 전자유도가열식 조리기기로서, 내부에서 고주파 자장을 발생시켜 피가열체(10)에 유도전류를 생성시킴으로써 피가열체(10)를 가열할 수 있다.

인덕션 레인지(100)는 피가열체(10)의 온도를 센싱하는 온도센서(T_SR)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인덕션 레인지(100)는 온도센서(T_SR)로부터 센싱된 피가열체(10)의 온도에 기반하여 피가열체(10) 내부에 수용된 조리대상물의 종류에 따라 적합한 온도를 제공할 수 있다. 일 예로, 각 조리대상물의 종류에 따른 튀김온도가 기 설정되고, 조리 중 피가열체(10) 내부에 수용된 조리대상물의 종류 및 피가열체(10)의 온도에 기반하여 인덕션 레인지(100)는 피가열체(10)에 제공하는 온도를 기 설정된 온도를 유지하도록 제어할 수 있다.

예시적 실시 예에 있어서, 온도센서(T_SR)는 피가열체(10)로부터 방사되는 전자기파(electromagnetic wave)에 기반하여 피가열체(10)의 온도를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 가열된 피가열체(10)에서 방사되는 전자기파는, 적외선(infrared ray)일 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

도 2는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 인덕션 레인지의 단면도를 도시한다. 도 2는, 예를 들어 도 1의 인덕션 레인지(100)의 단면도 일 수 있다.

도 2를 참조하면, 인덕션 레인지(100)는 상판(top plate)(TP), 유도가열 코일(110), 수광기(120), 필터(130), 온도센서(T_SR), PCB(printed circuit board)(140) 및 금속 차폐판(150)을 포함할 수 있다.

상판(TP)은 피가열체(10)를 지지할 수 있고, 예를 들어 피가열체(10)를 안정적으로 지지하도록 평탄한 상면을 구비할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 상판(TP)은 피가열체(10)로부터 방사되는 전자기파를 투과할 수 있다. 예를 들어, 상판(TP)은 내열성이 우수한 유리 재질로 구비될 수 있다.

유도가열 코일(110)은 상판(TP)의 하측에 구비되고, 전원을 공급받을 수 있다. 유도가열 코일(110)은 전도성 재질을 포함하고, 선택적인 전원공급에 따라 상판(TP)의 상면에 안착된 피가열체(10)를 유도가열 시킬 수 있다.

수광기(120)는 상판(TP)의 하측에 배치되고, 상판(TP)의 하면에 수직한 방향으로 하향 연장되는 내부 홀(IH)을 구비할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 수광기(120)는 피가열체(10)로부터 방사되는 전자기파를 받아 들이는 통로로서, 온도센서(T_SR)에서 측정되는 전자기파의 측정 각도를 보정할 수 있다. 또한, 수광기(120)는, 피가열체(10) 외에 인덕션 레인지(100)의 주변부품 및/또는 타 물체에서 방사되는 전자기파를 차단할 수 있다. 다시 말해서, 수광기(120)는 온도센서(T_SR)가 피가열체(10)에서 방사된 전자기파를 집중적으로 측정할 수 있도록 구성될 수 있다.

필터(130)는 내부 홀(IH)에 배치되고, 수광기(120)를 통해 전달되는 전자기파에 대한 필터링 동작을 수행할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 필터(130)는 상판(TP)으로부터 방사되는 전자기파를 컷-오프(cut-off)할 수 있다. 예를 들어, 피가열체(10)의 온도가 상승함에 따라 상판(TP)의 온도 또한 상승하고, 이에 따라 상판(TP)도 전자기파를 방사할 수 있다. 다만, 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 인덕션 레인지(100)는 필터(130)를 구비하고 피가열체(10)로부터 방사되는 전자기파를 집중적으로 센싱하므로, 정확성이 개선된 온도 센싱 동작을 수행할 수 있다.

온도센서(T_SR)는 수광기(120)의 일 측에 접속되고, 피가열체(10)로부터 방사되는 전자기파를 수신할 수 있다. 도 3을 더 참조하면, 온도센서(T_SR)는 수신한 피가열체(10)로부터 방사되는 전자기파(IR)에 기반하여 피가열체(10)의 온도를 센싱할 수 있다. 예시적 실시 예에 있어서, 피가열체(10)에서 방사되는 전자기파(IR)는 적외선일 수 있고, 온도센서(T_SR)는 적외선 센서일 수 있다. 예를 들어, 온도센서(T_SR)는 수신한 전자기파(IR)의 방사량을 전압 또는 전류로 환산하고, 이에 기반하여 피가열체(10)의 온도를 측정할 수 있다.

PCB(140)는 인덕션 레인지(100)의 각종 동작을 제어하는 회로들이 실장될 수 있다. 예를 들어, PCB(140)는 온도센서(T_SR)로부터 피가열체(10)의 온도정보를 수신하고, 수신한 온도정보에 기반하여 피가열체(10)에 제공되는 온도를 제어하는 제어회로가 실장될 수 있다.

금속 차폐판(150)은 유도가열 코일(110)로부터 온도센서(T_SR), PCB(140) 등의 전자부품을 차폐하는 금속성 판일 수 있다. 금속 차폐판(150)은, 예를 들어 유도가열 코일(110)에 기인한 온도센서(T_SR), PCB(140) 등 전자부품의 유도가열 및 발열을 방지할 수 있다. 예를 들어, 금속 차폐판(150)은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다.

도 4는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 온도센서의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 4는, 예를 들어 도 1 내지 3에 개시된 온도센서(T_SR)의 일 예에 대한 블록도일 수 있다.

도 4를 참조하면, 온도센서(T_SR)는 전자기파 수신부(RU) 및 환산부(CU)를 포함할 수 있다. 전자기파 수신부(RU)는 피가열체(10)로부터 방사되는 전자기파(IR)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자기파(IR)는 필터(130)를 통해 상판(TP)에서 방사된 전자기파(IR)가 컷-오프된 전자기파일 수 있다. 전자기파 수신부(RU)는 수신한 전자기파(IR)의 방사량에 관한 정보를 환산부(CU)에 제공할 수 있다.

환산부(CU)는 전자기파 수신부(RU)로부터 전자기파(IR)의 방사량에 관한 정보를 수신하고, 이를 전압(V_IR)으로 환산하여 출력할 수 있다. 본 실시 예에서는 환산부(CU)가 방사량에 관한 정보를 전압(V_IR)으로 환산하는 구성을 개시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 환산부(CU)는, 예를 들어 방사량에 관한 정보를 전류로 환산하여 출력할 수도 있다. 환산부(CU)에서 출력된 전압(V_IR)은, 예를 들어 PCB(140)에 실장된 각종 회로에 인가될 수 있다.

본 개시의 기술적 사상에 따른 인덕션 레인지에 따르면, 상판(TP)의 온도 대신 피가열체(10)의 온도를 센싱하므로, 온도 측정의 정확도가 향상될 수 있다. 또한, 피가열체(10)의 온도 측정을 위해 상판(TP)을 가공할 필요가 없으므로, 가공비용이 절약될 수 있다. 나아가, 온도 측정의 정확도가 향상되어, 피가열체(10) 내부에 수용된 조리대상물의 종류에 따라 적합한 온도를 제공하도록 제어하는 인덕션 레인지의 동작의 정밀도가 향상될 수 있다. 또한, 본 개시의 기술적 사상에 따른 인덕션 레인지는 금속 차폐판을 구비하여, 온도 센서, PCB 등 전자 부품의 유도가열 및 발열을 예방할 수 있고, 이에 따라 인덕션 레인지의 안정성이 개선될 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시 예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시 예들이 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims

피가열체를 지지하고, 상기 피가열체로부터 방사되는 전자기파를 투과하는 상판;
상기 상판의 하측에 배치되고, 상기 상판의 하면에 수직한 방향으로 하향 연장되는 내부 홀을 구비하는 수광기;
상기 내부 홀에 배치되고, 상기 상판으로부터 방사되는 전자기파를 컷-오프(cut-off)하는 필터;
상기 수광기의 일 측에 접속되어 상기 피가열체로부터 방사되는 전자기파를 수신하고, 상기 수신한 피가열체로부터 방사되는 전자기파에 기반하여 상기 피가열체의 온도를 센싱하는 온도센서;
상기 온도센서로부터 상기 피가열체의 온도정보를 수신하고, 수신한 상기 온도 정보에 기반하여 상기 피가열체에 제공되는 온도를 제어하는 온도 제어 회로;
상기 상판의 하측에 위치하고 상기 온도 제어 회로의 제어에 따라 상기 피가열체를 가열하는 가열 코일; 및
상기 가열 코일과 상기 온도 제어 회로 사이에 위치하고, 상기 가열 코일에서 발생하는 열 복사로부터 상기 온도 제어 회로를 보호하는 차폐판;을 포함하는 인덕션 레인지.