KR102471200B1 - 등온 프라이팬 - Google Patents

Abstract

신속하게 전면이 골고루 가열되는 등온 프라이팬이 제공된다. 등온 프라이팬은, 내부에 유체의 수용공간이 형성되며 수용공간 내부에 수용되어 열에 의해 상변이하며 열을 수송하는 작동유체가 포함된 가열튜브가 바닥에 형성된 프라이팬 몸체, 프라이팬 몸체의 일 측으로 연장되고 내부에 유체를 저장할 수 있는 빈 공간으로 이루어진 감압공간이 형성된 핸들모듈, 및 가열튜브와 연통되며 핸들모듈 내부로 연장되어 말단부가 감압공간으로 노출되되, 말단부의 적어도 일 측이 작동유체의 과열로 녹아 개방될 수 있는 멜팅브레이징부로 접합되어 밀폐된 압력관을 포함한다.

Description

등온 프라이팬{Isothermal frying pan}

본 발명은 프라이팬에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신속하게 전면이 골고루 가열되는 등온 프라이팬에 관한 것이다.

주방에서 사용되는 조리용기는 여러 가지 형태가 있다. 필요에 따라 형상과 크기가 다른 여러 가지 조리용기를 사용하여 원하는 음식을 조리하게 된다. 이러한 조리용기 중 가장 빈번하게 사용되는 것 중 하나가 팬이며 팬은 주물, 프레스 등의 방식으로 제조할 수 있다(대한민국 실용신안 20-0169912등).

팬을 포함하는 조리용기들은 대부분 금속으로 형성되어 하부에서 가해진 열을 안쪽까지 전달하도록 되어있다. 열전도율, 열용량 등이 재질에 따라 달라질 수 있으므로 철이나 스테인리스 등의 다양한 재질을 활용하여 팬 등을 제조할 수 있다. 재질의 선택에 따르는 단점은 코팅 등의 방식으로 보완하기도 한다.

그러나 이러한 팬을 포함하는 대부분의 조리용기는 국소 전달되는 열에 낮은 효율을 보이는 단점을 갖는다. 예를 들어, 일반적인 가스레인지와 같이 바닥의 한 지점에만 열을 가하도록 된 가열기구를 사용하는 경우, 열이 가해지는 지점과 주변과의 온도 차가 발생되어 용기 내 음식물이 고르게 익지 않는 문제 등이 발생할 수 있다. 재질에 따라 상대적인 차이는 있으나 이러한 문제는 공통적이며 프라이팬과 같이 바닥이 넓은 조리용기의 경우 그러한 문제는 가중될 수 있다. 또한 튀김이나 볶음요리 등 상대적으로 신속하게 조리되는 음식물을 조리하기 위한 프라이팬의 특성상 전면이 빠르고 균일하게 가열될 수 있는 팬에 대한 요청은 오래 전부터 있어 왔다.

대한민국등록실용신안공보 제20-0169912호, (2000. 02. 15)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서 신속하게 전면이 골고루 가열되는 등온 프라이팬을 제공하는 것이며, 아울러 그러한 등온 프라이팬을 안전하게 사용할 수 있는 기술적 대안도 함께 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 등온 프라이팬은, 내부에 유체의 수용공간이 형성되며 상기 수용공간 내부에 수용되어 열에 의해 상변이하며 열을 수송하는 작동유체가 포함된 가열튜브가 바닥에 형성된 프라이팬 몸체; 상기 프라이팬 몸체의 일 측으로 연장되고 내부에 유체를 저장할 수 있는 빈 공간으로 이루어진 감압공간이 형성된 핸들모듈; 및 상기 가열튜브와 연통되며 상기 핸들모듈 내부로 연장되어 말단부가 상기 감압공간으로 노출되되, 말단부의 적어도 일 측이 상기 작동유체의 과열로 녹아 개방될 수 있는 멜팅브레이징부로 접합되어 밀폐된 압력관을 포함한다.

상기 등온 프라이팬은, 상기 가열튜브의 내부에, 상기 수용공간 사이에 개재되어 상기 가열튜브를 내측에서 지지하며 상기 수용공간을 복수의 개별공간으로 구획하되, 다수의 통공이 형성되어 상기 개별공간을 연통시키는 복수의 지지판을 더 포함할 수 있다.

복수의 상기 지지판은 각각의 상기 개별공간을 둘러싸는 다각형 또는 격자 형상으로 배치될 수 있다.

상기 멜팅브레이징부는, 상대적으로 녹는점이 낮은 저온용융금속을 포함하여 이루어지며, 상기 저온용융금속은 비스무트를 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.

상기 핸들모듈의 내부에, 상기 멜팅브레이징부가 녹는때 상기 작동유체의 압력에 의해 움직이는 피스톤부가 형성될 수 있다.

상기 등온 프라이팬은, 상기 핸들모듈의 내부에서 상기 압력관에 접촉하여 온도를 표시하는 인디케이터모듈, 및 상기 핸들모듈의 상기 압력관을 둘러싸는 적어도 일부가 투명하게 형성되어 상기 인디케이터모듈을 외부로 노출시키는 제1윈도우를 더 포함할 수 있다.

상기 핸들모듈의 내부에, 상기 감압공간과 연통되며 상기 압력관의 말단부를 적어도 일부 둘러싸 유동 가능하게 수용하는 실린더부를 더 포함할 수 있다.

상기 압력관의 말단부는, 상기 멜팅브레이징부가 녹는때 적어도 일부가 상기 작동유체의 압력에 의해 분리되어, 상기 실린더부를 따라 위치가 변동될 수 있다.

상기 핸들모듈 일 측에 투명하게 형성되어 위치가 바뀐 상기 압력관의 말단부를 외부로 노출시키는 제2윈도우를 더 포함할 수 있다.

상기 인디케이터 모듈은 온도에 따라 색상이 바뀌는 감온물질을 포함하여 이루어지며, 상기 감온물질은 상기 압력관 외면에 도포 가능한 도료 형태의 물질을 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 음식물 조리 시 프라이팬의 전체 면을 보다 신속하고 균일하게 가열할 수 있다. 특히, 팬의 일부에만 불균일하게 열을 전달하는 가열기구를 사용하더라도 열매체 유체의 상변이를 이용한 신속한 열전달 방식으로 그와 인접한 면을 포함하는 팬의 전체 면들을 한꺼번에 가열하여 등온상태에 가깝게 유지시킬 수 있고 이를 이용하여 음식물을 보다 빠르고 효율적으로 조리하는 것이 가능하다. 아울러, 본 발명은 열매체 유체의 온도 변화 등을 감지하여 조리온도 등을 보다 정확하게 사용자에게 알려줄 수도 있으며, 만에 하나 유체가 과열되어 압력이 높아지는 상황이 발생하더라도 프라이팬 자체에 형성된 감압, 완충구조를 통해 즉시 해소함으로써 사용자의 안전을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 등온 프라이팬의 사시도이다.
도 2는 도 1의 등온 프라이팬의 내부구조를 좀더 자세히 도시한 절개사시도이다.
도 3은 도 2의 등온 프라이팬의 가열튜브의 내부구조를 압력관과 함께 따로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 가열튜브의 평면도이다.
도 5는 도 2의 등온 프라이팬의 핸들모듈 내부를 도시한 단면도이다.
도 6은 도 2의 등온 프라이팬의 프라이팬 몸체 내부를 도시한 단면도이다.
도 7은 작동유체를 이용한 가열튜브의 열수송 과정을 도시한 작동도이다.
도 8은 핸들모듈 내부에서 작동유체의 과열, 고압상태를 해소하는 과정을 도시한 작동도이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 의한 등온 프라이팬에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 등온 프라이팬의 사시도이고, 도 2는 도 1의 등온 프라이팬의 내부구조를 좀더 자세히 도시한 절개사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 등온 프라이팬(1)은 프라이팬 몸체(100) 바닥에 가열튜브(도 2의 110참조)가 형성된다. 가열튜브(110) 내부에는 작동유체(도 2의 120참조)가 수용되어 있어 외부에서 열이 유입되면 작동유체(120)가 신속하게 순환하며 가열튜브(110) 전체로 열을 균일하게 전달한다(도 7참조). 따라서 팬 하부의 특정 지점에만 열을 가하더라도 가열튜브(110)에 의해 프라이팬 몸체(100)의 바닥부 전체온도를 매우 빠르고 균일하게 상승시킬 수 있다. 또한, 가열튜브(110)의 일 측은 압력관(도 2의 300참조)을 통해 핸들모듈(200) 내부의 감압공간(도 2의 201참조)과 연결되며, 압력관(300)에는 작동유체(120)가 과열되면 스스로 녹아 작동유체(120)를 감압공간(201)으로 배출하는 멜팅브레이징부(도 2의 340참조)가 형성된다. 따라서 작동유체(120)가 과열되어 가열튜브(110) 내 압력이 높아지더라도 멜팅브레이징부(340)의 작용으로 작동유체(120)를 감압공간(201)으로 자동으로 배출시켜 압력을 낮출 수 있다. 이를 통해 작동유체(120) 과열 등에 의한 폭발 위험 등도 원천적으로 차단할 수 있다.

이러한 본 발명의 등온 프라이팬(1)은 구체적으로 다음과 같이 구성된다. 등온 프라이팬(1)은, 내부에 유체의 수용공간(110a)이 형성되며 수용공간(110a) 내부에 수용되어 열에 의해 상변이하며 열을 수송하는 작동유체(120)가 포함된 가열튜브(110)가 바닥에 형성된 프라이팬 몸체(100), 프라이팬 몸체(100)의 일 측으로 연장되고 내부에 유체를 저장할 수 있는 빈 공간으로 이루어진 감압공간(201)이 형성된 핸들모듈(200), 및 가열튜브(110)와 연통되며 핸들모듈 내부로 연장되어 말단부가 감압공간(201)으로 노출되되, 말단부의 적어도 일 측이 작동유체의 과열로 녹아 개방될 수 있는 멜팅브레이징부(340)로 접합되어 밀폐된 압력관(300)을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의해, 등온 프라이팬(1)은 가열튜브(110)의 내부에, 수용공간(110a) 사이에 개재되어 가열튜브(110)를 내측에서 지지하며 수용공간(110a)을 복수의 개별공간(110b)으로 구획하되 다수의 통공(111a)이 형성되어 개별공간(110b)을 연통시키는 복수의 지지판(111)을 더 포함할 수 있다. 또한, 핸들모듈(200)의 내부에서 압력관(300)에 접촉하여 온도를 표시하는 인디케이터모듈(도 3의 350참조), 및 핸들모듈(200)의 압력관(300)을 둘러싸는 적어도 일부가 투명하게 형성되어 인디케이터모듈(350)을 외부로 노출시키는 제1윈도우(231)를 더 포함할 수 있다. 또한, 그 밖에도 작동유체(120)가 감압공간(201)으로 배출된 상태를 외부로 표시하는 제2윈도우(232) 등을 포함하여, 프라이팬의 구조적 안정성뿐만 아니라 사용자의 사용편의성과 안전성까지 충분히 확보할 수 있다. 이하, 본 발명의 등온 프라이팬(1)의 구조 및 작용효과 등을 본 발명의 일 실시예를 통해 보다 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 프라이팬 몸체(100)는 바닥이 넓은 용기 형상으로 형성될 수 있다. 프라이팬 몸체(100)는 바닥과 옆면을 가질 수 있으며 상부는 개방되어 있을 수 있다. 프라이팬 몸체(100)는 금속재이며 재질은 필요에 따라 다양하게 바뀔 수 있다. 또한, 전체 너비나 크기도 변경이 가능하며 바닥의 형상도 원형이나 또는 원형 아닌 다른 형태로도 형성될 수 있다. 프라이팬 몸체(100)는 도 2와 같이 바닥에 가열튜브(110)가 형성된 한도 내에서 여러 가지 형태로 다양하게 변형될 수 있다.

도 2를 참조하면 가열튜브(110)는 프라이팬 몸체(100)의 바닥에 형성되며 내부에는 유체의 수용공간(110a)이 형성된다. 가열튜브(110)의 수용공간(110a) 내부에는 열에 의해 상변이하며 열을 수송하는 작동유체(120)가 수용된다. 작동유체(120)는 단일 물질이거나 또는 둘 이상의 물질이 혼합된 것일 수 있으며 그에 따라 적절한 열적 특성을 갖게 형성된 것일 수 있다. 작동유체(120)는 일정 온도에서 증발되거나 응축될 수 있으며 이러한 상변이과정에서 증발잠열을 다른 지점으로 이동하며 능동적으로 수송할 수 있다. 예를 들어, 작동유체(120)는 특정 가열지점에서 증발되어 기화되고 가열지점이 아닌 타지점으로 이동하여 발열된 후 응축되어 회수될 수 있다. 응축된 작동유체(120)는 예를 들어 중력에 의해 가열튜브(110) 하부에 유지될 수 있으며 후술하는 통공(111a) 등을 통해 유동하여 서로 섞일 수도 있다. 적절한 물질로 작동유체(120)를 형성하여 증발온도를 조절할 수 있으며 이를 통해 보다 빠르게 열에 의한 상변이과정이 나타나도록 형성할 수 있다. 또한 적절한 물질을 이용하여 작동유체(120)의 점도나 열용량, 밀도 등의 특성도 바꾸어 줄 수 있다. 작동유체(120)는 상변이에 의한 열수송이 가능한 다양한 물질로 형성될 수 있으므로 특정 물질 등으로 한정하여 이해할 필요는 없다.

가열튜브(110)는 내부 수용공간(110a)을 둘러싸는 밀폐된 형태의 구조물로써 그 형상은 프라이팬 몸체(100)의 형상에 따라서 바뀔 수 있다. 도시된 예와 같이 프라이팬 몸체(100)의 바닥이 원형인 경우 가열튜브(110)도 그에 대응하는 높이가 낮은 원통형 또는 원반형상 등으로 형성될 수 있다. 그러나 프라이팬 몸체(100)의 형상이 바뀌는 경우 가열튜브(110)의 형상도 대응하여 바뀔 수 있으며 형상에 특별한 제약이 있을 필요는 없다. 가열튜브(110)는 프라이팬 몸체(100)의 바닥부 전체에 형성될 수도 있으나 필요한 경우 프라이팬 몸체(100) 바닥의 일부에만 형성되는 것도 가능하며 내부에 수용공간(110a)을 포함하여 작동유체(120)를 수용할 수 있는 튜브 형태의 구조물로써 다양하게 형성될 수 있다. 가열튜브(110)는 금속재로 이루어질 수 있으며 가열튜브(110)의 상면과 하면, 옆면은 금속으로 이루어진 단일층 또는 복수의 층상 구조 등으로 다양하게 형성될 수 있다. 가열튜브(110)는 프라이팬 몸체(100)의 바닥에 일체로 형성될 수도 있으며 별도 형성된 것을 프라이팬 몸체(100)의 바닥부에 결합하는 방식으로 형성할 수도 있다. 여러 가지 다양한 방식으로 프라이팬 몸체(100)의 바닥에 작동유체(120)가 수용된 가열튜브(110)를 형성해 줄 수 있다. 가열튜브(110)의 내부에는 전술한 바와 같이 수용공간(110a) 사이에 개재되어 가열튜브(110)를 내측에서 지지하는 복수의 지지판(111)이 배치될 수 있다. 이하, 도 2와 도 3 및 도 4를 함께 참조하여, 가열튜브(110)의 내부구조를 보다 상세히 설명한다.

도 3은 도 2의 등온 프라이팬의 가열튜브의 내부구조를 압력관과 함께 따로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 가열튜브의 평면도이다. 내부 구조를 보다 명확히 드러내기 위해 도 3 및 도 4에서 작동유체는 생략된 상태로 도시되었다.

지지판(111)은 도 2와 같이 가열튜브(110) 내부의 수용공간(110a) 사이에 개재되어 가열튜브(110)를 내측에서 지지한다. 지지판(111)은 도 3과 같이 수직방향으로 배열될 수 있으며 이러한 구조로 내부가 빈 가열튜브(110)를 내측에서 상하로 받쳐 지지할 수 있다. 따라서 가열튜브(110) 내측에 형성된 복수의 지지판(111)을 이용하여 가열튜브(110)와 가열튜브(110)가 형성된 프라이팬 몸체(100) 전체의 구조적 강도를 크게 증대시킬 수 있다. 지지판(111)은 금속재일 수 있으나 그로써 한정될 필요는 없으며 경도가 높고 열에 강한 다양한 재질로 형성될 수 있다. 이러한 지지판(111)은 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼 가열튜브(110) 내 수용공간(110a)을 복수의 개별공간(110b)으로 구획한다. 즉 본 실시예에서 개별공간(110b)은 도시된 바와 같이 지지판(111)으로 둘러싸인 각각의 구획된 공간일 수 있으며 수용공간(110a)은 이들을 합한 가열튜브(110) 내 전체공간으로 이해할 수 있다. 지지판(111)으로 수용공간(110a) 전체를 부피가 작은 개별공간(110b)으로 구획하고 그 둘레를 둘러싸는 방식으로 보다 견고한 지지구조를 형성할 수 있다. 이러한 복수의 지지판(111)에는 도 2 및 도 3과 같이 다수의 통공(111a)이 형성되어 있어 개별공간(110b)들은 서로 연통이 가능하다.

즉, 전술한 바와 같이 가열튜브(110) 안에 수용된 작동유체(도 2의 120참조)는 개별공간(110b)들을 연통시키는 통공(111a)구조를 통해 유동하며 서로 섞일 수 있다. 작동유체(120)는 응축되어 액상인 상태 또는 증발되어 기체 상태로 된 어느 경우에도 다수의 통공(111a)을 통해 다른 개별공간(110b)으로 이동하는 것이 가능하다. 따라서 통공(111a)을 통한 작동유체(120)의 순환 및 이동이 이루어질 수 있으며 작동유체(120)의 순환속도는 예를 들어 작동유체(120)에 전달되는 열의 공급량 등에 비례하여 빨라질 수 있다. 따라서 등온 프라이팬(1)의 한 지점에만 불균일하게 열이 공급되더라도 작동유체(120)의 상변이를 동반한 신속한 순환에 의해 프라이팬 몸체(100)의 바닥부 전체가 균일하게 가열될 수 있다. 작동유체(120)에 의한 가열과정은 후술하여 좀더 상세히 설명한다.

다수의 통공(111a)이 형성된 지지판(111)들은 도 3 및 도 4와 같이 개별공간(110b)을 둘러싸는 다각형 또는 격자 형상으로 배치될 수 있다. 구체적으로 이러한 형상은 예를 들면, 정육각형 형상으로 지지판(111)들이 배열되어 서로 맞물려 공간을 채우는 허니콤 구조를 이룰 수 있다. 복수의 지지판(111)들은 이러한 다각형 또는 격자 형상으로 동일 형상이 반복되며 공간을 채우는 구조로 배치되어 가열튜브(110)의 구조적 강도를 더욱 증대시킬 수 있다. 본 실시예에서 복수의 지지판(111)들은 허니콤 구조를 형성하는 형태로 예시되었지만, 또 다른 다각형 구조 등으로 지지판(111)들의 배치구조를 얼마든지 변형시킬 수 있으며 그를 통해 프라이팬 몸체(100)의 형상이나 그에 따른 가열튜브(110)의 형상 등에 대응하는 보다 적절한 지지구조를 구현하는 것이 가능하다.

다시 도 1을 참조하면, 프라이팬 몸체(100)의 일 측에는 핸들모듈(200)이 형성된다. 핸들모듈(200)은 외형상으로는 단순한 손잡이와 같은 형태일 수 있으나 내부에는 도 2와 같이, 유체를 저장할 수 있는 빈 공간으로 이루어진 감압공간(201)이 형성된 구조적 특징을 갖는다. 감압공간(201)은 고압유체를 수용하여 압력을 떨어트리는 일종의 감압탱크와 같은 역할을 하는 것으로 핸들모듈(200)의 내측에 형성될 수 있다. 감압공간(201)은 완전히 밀폐될 수 있으나, 필요에 따라 부분적으로 개방되는 것도 가능할 수 있다. 감압공간(201)은 핸들모듈(200) 내부에 형성된 서로 연결된 빈 공간 전체를 의미할 수 있으며 따라서 도 2의 실린더부(210)가 삽입되어 있는 공간이나, 실린더부(210)와 압력관(300) 말단부[예를 들어, 밀폐관(320) 등] 사이에 형성된 공간 등도 역시 감압공간(201)의 일부로 볼 수 있다. 이러한 감압공간(201)으로 가열튜브(110)와 연통된 압력관(300)의 말단부가 노출된다.

도 2를 참조하면, 압력관(300)은 가열튜브(110)의 핸들모듈(200)과 인접한 측에서 연장될 수 있다. 압력관(300)은 가열튜브(110)(또는 그와 동등하게 가열튜브 내 수용공간과)와 연통되며 따라서 내부로 가열튜브(110)에 수용된 작동유체(도 2의 120참조)의 일부를 유동시킬 수 있다. 압력관(300)은 도 2와 같이 핸들모듈(200)의 내부로 연장되어 말단부가 전술한 감압공간(201)으로 노출되며 특히, 말단부의 적어도 일 측은 작동유체의 과열로 녹아 개방될 수 있는 멜팅브레이징부(340)로 접합되어 밀폐된다. 예를 들면 압력관(300)은, 가열튜브(110)에서 프라이팬 몸체(100)를 통과하여 핸들모듈(200)까지 연장되는 연장관(310) 및 연장관(310)에서 연장되어 핸들모듈(200) 내측으로 삽입되고 끝단이 막힌 밀폐관(320)을 포함하는 구조로 형성될 수 있고, 멜팅브레이징부(340)는 연장관(310)과 밀폐관(320)이 서로 접하는 지점의 접합선(311) 둘레에 형성될 수 있다(도 3 및 도 4참조). 본 실시예에서 밀폐관(320)은 압력관(300)의 일부이며 압력관(300)의 말단부를 형성하는 것으로서 도 2에 도시된 것처럼 전술한 감압공간(201)으로 노출되어 있을 수 있다.

멜팅브레이징부(340)는 압력관(300)을 밀폐하는 구조로써 금속접합재료 등을 이용하여 형성할 수 있다. 즉 감압공간(201)으로 노출되는 압력관(300)의 말단부 일 측을 멜팅브레이징부(340)로 접합하여 밀폐시켜 두었다가 작동유체(120)의 과열에 의해 녹아 스스로 개방되게 형성할 수 있다. 멜팅브레이징부(340)는 압력관(300)의 일 측에 다양한 형태로 형성할 수 있는 것이므로 반드시 본 실시예와 같은 형태로 한정하여 이해할 필요는 없다. 압력관(300)은 금속재로 형성될 수 있으며 멜팅브레이징부(340)는 압력관(300)의 말단부를 밀폐하였다가 작동유체(120)의 과열로 녹을 수 있는 다양한 구조로 변형할 수 있다. 멜팅브레이징부(340)는 예를 들어, 상대적으로 녹는점이 낮은 저온용융금속을 포함하여 이루어질 수 있으며, 그러한 저온용융금속은 비스무트(Bismuth)를 포함하는 물질로 이루어질 수 있다. 적절한 물질을 활용함으로써 멜팅브레이징부(340)가 녹아 압력관(300)이 개방되는 온도를 적절하게 설정할 수 있다. 저온용융금속은 단일 금속 및 합금을 모두 포함하는 의미일 수 있으며 예를 들어, 이러한 저온용융금속을 포함하는 물질을 압력관(300)의 말단부 일 측에 용접 등의 방식으로 접합하여 압력관(300)을 밀폐하고 압력관(300)으로 유입된 작동유체(120)가 과열되면 스스로 녹아 압력관(300)의 말단부가 개방되도록 형성할 수 있다. 이하, 도 5를 참조하여 압력관(300)의 구조와 압력관(300)의 말단부가 수용되는 핸들모듈(200)의 내부구조 등을 보다 상세히 설명한다.

도 5는 도 2의 등온 프라이팬의 핸들모듈 내부를 도시한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 압력관(300)은 전술한 바와 같이 연장관(310)과 밀폐관(320)을 포함하는 구조로 형성될 수 있고 연장관(310)을 통해 가열튜브(110)와 연결되며 밀폐관(320)을 통해 감압공간(201)으로 노출되도록 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이 연장관(310)과 밀폐관(320)의 접합선 둘레에 저온용융금속 등을 용접방식 등으로 접합시켜 멜팅브레이징부(340)를 형성할 수 있다. 가열튜브(110) 내 작동유체(도 2의 120참조)는 증발된 후 일부가 압력관(300)으로 도달될 수 있고 연장관(310)을 통해 밀폐관(320)까지 유입될 수 있다. 작동유체(120)의 증발량이 커져 가열튜브(110) 내 압력이 증가할수록 보다 손쉽게 작동유체(120)가 압력관(300) 말단부인 밀폐관(320)까지 유입될 수 있다. 이에 따라 멜팅브레이징부(340)는 작동유체(120)와 열적으로 접촉할 수 있으며 작동유체(120)가 과열되어 멜팅브레이징부(340)가 녹는 온도에 도달되면 작동유체(120)의 열에 의해 스스로 녹을 수 있다. 그에 따라 멜팅브레이징부(340)의 접합이 해제되면 밀폐관(320)은 연장관(310)에서 분리되어 작동유체(120)의 압력에 의해 핸들모듈(200) 내부를 움직일 수 있다.

즉 핸들모듈(200)의 내부에, 멜팅브레이징부(340)가 녹는때 작동유체(120)의 압력에 의해 움직이는 이를 테면, 피스톤부를 형성할 수 있다. 피스톤부는 다양한 방식으로 형성될 수 있는데 예를 들어 본 실시예와 같이 끝단이 막힌 밀폐관(320)과 밀폐관(320) 말단에 형성된 피스톤블록(330)을 포함하는 형태로 형성하는 것도 가능하다. 이러한 피스톤부는 멜팅브레이징부(340)가 녹는때 압력관(300)의 말단부 일부가 분리되는 구조를 이용한 것일 수 있다. 그러나 피스톤부가 이와 같이 한정될 필요는 없으며, 다른 실시예에서는 압력관(300)과 별도로 작동유체(120)의 압력에 의해 유동되는 또 다른 구조의 피스톤부를 형성하는 것도 얼마든지 가능하다. 피스톤부는 멜팅브레이징부(340)가 녹는때 작동유체(120)의 압력으로 움직여 작동유체(120)의 배출상태를 알려주는 구조로서 그러한 한도 내에서 여러 가지 다양한 방식으로 변형될 수 있다. 이와 관련된 작용 등에 대해서는 후술하여 보다 상세히 설명한다.

핸들모듈(200)의 내부에는 도시된 바와 같이 압력관(300)에 접촉하여 온도를 표시하는 인디케이터모듈(350), 및 핸들모듈(200)의 압력관(300)을 둘러싸는 적어도 일부가 투명하게 형성되어 인디케이터모듈(350)을 외부로 노출시키는 제1윈도우(231)가 형성될 수 있다. 잠시 도 1을 참조하면, 제1윈도우(231)는 후술하는 제2윈도우(232)와 분리되어 핸들모듈(200) 외측에 형성된 것으로서 예를 들어, 광투과성 재질 등으로 형성될 수 있다. 또한 잠시 도 2 및 도 3을 참조하면, 인디케이터모듈(350)은 압력관(300)의 외주부에 배치된 것일 수 있으며 제1윈도우(231)와 대응되는 위치에 형성된 것일 수 있다. 인디케이터모듈(350)은 도 5와 같이 압력관(300) 말단부인 밀폐관(320) 외주면에 배치될 수 있으며 밀폐관(320) 내부를 유동하는 작동유체(120)와 열교환하여 온도를 감지할 수 있다. 인디케이터모듈(350)은 압력관(300)에 접촉하여 온도를 감지하고 표시할 수 있는 다양한 방식으로 형성될 수 있으며 예를 들어 온도계 등 온도 감지가 가능한 다양한 구성을 활용할 수 있다. 바람직하게는, 인디케이터모듈(350)은 온도에 따라 색상이 바뀌는 감온물질을 포함하여 이루어질 수 있으며 그러한 감온물질은 압력관(300)의 외면에 도포 가능한 도료 형태의 물질을 포함할 수 있다. 따라서 압력관(300) 외주면의 원하는 지점에 감온물질을 도포하는 등의 방식으로 매우 편리하게 인디케이터모듈(350)을 형성할 수 있다.

핸들모듈(200)의 내부에는 도 5에 도시된 바와 같이 감압공간(201)과 연통되며 압력관(300)의 말단부를 적어도 일부 둘러싸 유동 가능하게 수용하는 실린더부(210)가 형성될 수 있다. 실린더부(210)는 이를 테면, 내부가 빈 통 형상으로 형성될 수 있으며 내부 공간이 핸들모듈(200)의 감압공간(201)과 연통되어 있을 수 있다. 이러한 실린더부(210) 내측에 도시된 바와 같이 압력관(300)의 말단부가 배치될 수 있으며 압력관(300)과 실린더부(210) 사이에는 감압공간(201)과 연결된 빈 공간이 형성되어 있을 수 있다. 따라서 멜팅브레이징부(340)가 녹아 개방되면 이러한 공간을 통해 작동유체(120)가 보다 손쉽게 배출될 수 있다. 실린더부(210)는 전술한 제1윈도우(231)를 가리지 않도록 제1윈도우(231)와 인디케이터모듈(350) 사이의 부분이 투명한 재질로 형성될 수 있으며, 필요한 경우에는 제1윈도우(231)와 인디케이터모듈(350) 사이의 부분을 절개하여 제거한 형태로 형성하여도 무방하다. 실린더부(210)는 압력관(300)의 말단부를 적어도 일부 둘러싸 유동 가능하게 수용하는 다양한 형태로 형성될 수 있다.

이러한 구조로 인해, 압력관(300)의 말단부는 멜팅브레이징부(340)가 녹는때 적어도 일부가 작동유체(120)의 압력에 의해 분리되어, 실린더부(210)를 따라 위치가 변동될 수 있다. 즉, 본 실시예의 밀폐관(320)과 피스톤블록(330)은 멜팅브레이징부(340)가 녹으면 작동유체(120)의 압력을 그대로 전달받아 작동유체의 배출방향으로 밀려나며 이로 인해 위치가 변동되는 구조로 형성된다. 본 실시예에서 밀폐관(320)과 피스톤블록(330)은 전술한 것처럼 피스톤부와도 동등하게 이해할 수 있으므로 피스톤부가 작동유체(120)의 압력에 의해 실린더부(210)를 따라서 움직이는 구조로도 볼 수 있다. 이와 같이 작동유체(120) 배출 시 핸들모듈(200) 내부에서 압력에 의해 움직이는 구조를 구현할 수 있다.

핸들모듈(200)의 일 측에는 투명하게 형성되어 위치가 바뀐 압력관(300)의 말단부를 외부로 노출시키는 제2윈도우(232)가 형성될 수 있다. 제2윈도우(232)는 제1윈도우(231)와 분리되어 배치되며 도 5와 같이 평상시에 압력관(300)의 말단부는 제2윈도우(232)를 통해서는 외부로 보이지 않게 형성되어 있을 수 있다. 그러나 멜팅브레이징부(340)가 녹아 압력관(300)이 개방되고, 말단부의 밀폐관(320)과 피스톤블록(330)이 실린더부(210)를 따라 움직이면, 피스톤블록(330)과 같은 압력관(300) 말단부의 구조는 제2윈도우(232)를 통해 외부로 보이게 된다. 예를 들어, 피스톤블록(330) 등을 시인성이 높은 색상 등으로 채색하여 제2윈도우(232)를 통해 압력관(300)의 말단이 개방된 상태를 더욱 효과적으로 표시되도록 할 수 있으며, 사용자는 제2윈도우(232)를 통해 이를 확인하고 압력관(300)이 개방되어 작동유체(120)가 배출된 상태임을 곧바로 인지하는 것이 가능하다. 이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 등온 프라이팬의 작용효과 등을 보다 상세히 설명한다.

도 6은 도 2의 등온 프라이팬의 프라이팬 몸체 내부를 도시한 단면도이고, 도 7은 작동유체를 이용한 가열튜브의 열수송 과정을 도시한 작동도이며, 도 8은 핸들모듈 내부에서 작동유체의 과열, 고압상태를 해소하는 과정을 도시한 작동도이다.

먼저, 도 6 및 도 7을 참조하여 작동유체를 이용한 가열작용에 관해 설명한다. 전술한 바와 같이 프라이팬 몸체(100)의 바닥에는 다수의 통공(도 7의 111a참조)을 갖는 지지판(111)이 내부에 배치되어 있는 가열튜브(110)가 형성된다. 도 6과 같이 가열튜브(110)는 프라이팬 몸체(100)의 바닥부 전체에 걸쳐 형성될 수 있으며 일 측은 압력관(300)에 연결될 수 있다. 이러한 프라이팬 몸체(100)를 예를 들어 일상적으로 사용되는 가스레인지 등에 얹어 가열시키면, 도 7과 같이 화구와 인접한 하부의 한 부분으로만 화력이 집중될 수 있다. 일반적인 프라이팬의 경우, 열원(A)이 위치한 지점의 온도가 상승되고 프라이팬 바닥을 따라 천천히 열이 전도되어 주변이 느리게 가열되지만, 본 발명의 등온 프라이팬은 도 7에 도시된 바와 같이, 특정지점에 불균일하게 열이 공급되더라도, 열원(A)이 위치한 지점에서 가열튜브(110) 내부의 작동유체(120)가 신속히 증발되어 주변으로 순환되며 전체가 고르게 가열된다. 즉 작동유체(120)가 열원(A)이 위치한 지점에서 흡열하여 증발되고 타 지점으로 이동하여 발열하여 응축되는 상변이과정을 반복하며 열원(A)으로부터 공급된 열을 빠르게 주변으로 수송할 수 있다. 작동유체(120)는 전술한 것처럼 작동유체(120)를 구성하는 물질 등을 선택하여 증발온도를 조절할 수 있고 이를 통해 상대적으로 낮은 온도에서도 빠르게 증발되어 주변으로 열을 전달하도록 형성할 수 있는바 열원(A)의 온도가 상대적으로 높지 않은 가열초기부터 지속적으로 가열튜브(110) 전체를 빠르고 균일하게 가열시킬 수 있다. 상변이를 동반한 작동유체(120)의 순환은 예를 들어, 개별공간(110b) 각각에서 진행되는 동시에 통공(111a)을 통해 상호 연결된 서로 다른 개별공간(110b)들 사이에서도 진행될 수 있으므로 작동유체(120)의 순환을 통해 가열튜브(110) 전체가 보다 신속하고 균일하게 가열될 수 있다. 이러한 방식으로, 가열튜브(110)가 형성된 프라이팬 몸체(100) 전체를 빠르게 균일한 온도로 가열할 수 있으며 신속하게 가열된 프라이팬 몸체(100)의 전면을 통해 음식물을 빠르고 효율적으로 조리할 수 있다.

한편, 상황에 따라 프라이팬이 과도하게 장시간 고열에 노출되는 등 열원으로부터 너무 많은 열량이 공급되는 경우에는 가열튜브(110) 내 작동유체(120)가 과열되는 상황이 발생할 수도 있다. 그러한 경우 예를 들면, 작동유체(120)가 지속적으로 증발되며 가열튜브(110) 내 압력이 상승할 수 있고 그에 따라 폭발 등의 사고가 발생할 가능성도 증가된다. 따라서, 도 8에 도시된 것처럼 전술한 작동유체(120)의 배출작용을 이용하여 작동유체(120)를 가열튜브(110)에서 빼냄으로써 등온 프라이팬(1) 자체적으로 위험상황을 해소시키는 것이 가능하다. 이하, 이러한 작용에 대해 설명한다.

예를 들어, 작동유체(120)가 정상적인 온도에서 증발과 응축을 반복하며 작동하는 동안에는 도 8의 (a)와 같이, 기화된 작동유체(120)의 일부가 가열튜브(110)로부터 압력관(300)으로 자유롭게 유입되어 유동할 수 있다. 이때 작동유체(120)는 압력관(300)의 말단부를 통해 전술한 인디케이터모듈(350)에 열을 전달하여 인디케이터모듈(350)의 상태를 변화시킬 수 있다. 인디케이터모듈(350)은 압력관(300)을 통해 작동유체(120)와 열교환하며 예를 들어 열평형 상태에서 측정된 온도를 색상변화 등으로 표시할 수 있다. 이를 제1윈도우(231)를 통해 외부에서 파악하면 적당한 조리온도 등을 알거나 그러한 온도가 되도록 가열할 수 있고 이를 통해 보다 효율적으로 음식물을 조리하는 것이 가능하다.

반면, 작동유체(120)가 과열되어 멜팅브레이징부(340)가 융융되는 온도에 도달하게 되면, 멜팅브레이징부(340)는 열접촉에 의해 스스로 녹아 도 8의 (b)와 같이, 압력관(300)의 말단부 일 측을 자동으로 개방하게 된다. 따라서 가열튜브(110) 내부의 작동유체(120)는 압력관(300)의 개방된 부분을 통해 감압공간(201)으로 유입되며 등온 프라이팬(1) 내부는 감압공간(201)을 포함하는 확장된 공간 안에 작동유체(120)를 유지하게 되어 신속하게 압력이 감소되게 된다. 따라서 작동유체(120)가 과열되더라도 등온 프라이팬(1)은 스스로 자동적으로 압력을 감소시켜 위험한 상황이 발생되는 것을 사전에 막을 수 있다. 전술한 것처럼 멜팅브레이징부(340)를 구성하는 물질을 적절히 선정하여 멜팅브레이징부(340)가 녹는 온도를 조절할 수 있으며 그를 통해 적절한 온도에서 압력관(300)을 개방시켜 압력이 낮아지도록 형성할 수 있다. 이와 같이 작동유체(120) 과열 시에는 등온 프라이팬(1)이 압력관(300)의 말단부를 스스로 개방하여 작동유체(120)를 감압공간(201)으로 배출하고 자동적으로 압력을 낮추는 구조로 되어 있으므로 사용자는 안전하게 등온 프라이팬(1)을 사용할 수 있다.

또한, 본 실시예와 같이 멜팅브레이징부(340)가 녹는때 압력관(300) 말단부의 적어도 일부[예를 들어, 전술한 밀폐관(320)과 피스톤블록(330)을 포함하는 일부일 수 있다]는 작동유체(120)의 압력을 받아 위치가 바뀌게 되며, 바뀐 위치를 제2윈도우(232)를 통해 확인함으로써 작동유체(120)가 가열튜브(110)에서 배출된 상황을 사용자에게 보다 분명하게 인지시킬 수 있다. 즉 도 8의 (b)와 같이 멜팅브레이징부(도 8 (a)의 340참조)가 녹아 압력관(300) 말단부인 밀폐관(320)과 피스톤블록(330)등이 움직이면 움직인 위치에서 피스톤블록(330) 등이 제2윈도우(232)를 통해 외부로 바로 노출되므로, 등온 프라이팬(1)의 작동유체(120)가 감압공간(201)으로 빠져나간 상태임을 사용자에게 분명하게 알려줄 수 있다. 피스톤블록(330)은 예를 들어, 감압공간(201) 내부에 스톱퍼(220) 등을 형성함으로써 제2윈도우(232)와 대응하는 위치에서 움직임이 멈추게 할 수 있다. 사용자는 제2윈도우(232)를 통해 이를 확인하고 열원을 제거하거나 등온 프라이팬(1)을 식히는 등 필요한 조치를 바로 할 수 있으며, 추후 멜팅브레이징부(도 8 (a)의 340참조)를 재형성하는 등의 방식으로 등온 프라이팬(1)을 구조를 복원하고 재사용할 수 있다. 이와 같은 방식으로 위험 상황을 등온 프라이팬(1)이 자체적으로 해소시키도록 구성할 수 있으며 또한 사용자에게 작동유체(120)가 배출된 상태임을 명확하게 알려줄 수 있다. 따라서 사용자는 등온 프라이팬(1)을 매우 안전하게 사용하는 것이 가능하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 등온 프라이팬 100: 프라이팬 몸체
110: 가열튜브 110a: 수용공간
110b: 개별공간 111: 지지판
111a: 통공 120: 작동유체
200: 핸들모듈 201: 감압공간
210: 실린더부 220: 스톱퍼
231: 제1윈도우 232: 제2윈도우
300: 압력관 310: 연장관
311: 접합선 320: 밀폐관
330: 피스톤블록 340: 멜팅브레이징부
350: 인디케이터모듈 A: 열원

Claims (10)

1. 내부에 유체의 수용공간이 형성되며 상기 수용공간 내부에 수용되어 열에 의해 상변이하며 열을 수송하는 작동유체가 포함된 가열튜브가 바닥에 형성된 프라이팬 몸체;
   상기 프라이팬 몸체의 일 측으로 연장되고 내부에 유체를 저장할 수 있는 빈 공간으로 이루어진 감압공간이 형성된 핸들모듈;
   상기 가열튜브와 연통되며 상기 핸들모듈 내부로 연장되어 말단부가 상기 감압공간으로 노출되되, 말단부의 적어도 일 측이 상기 작동유체의 과열로 녹아 개방될 수 있는 멜팅브레이징부로 접합되어 밀폐된 압력관;
   상기 핸들모듈의 내부에서 상기 압력관에 접촉하여 온도를 표시하는 인디케이터모듈;
   상기 핸들모듈의 상기 압력관을 둘러싸는 적어도 일부가 투명하게 형성되어 상기 인디케이터모듈을 외부로 노출시키는 제1윈도우; 및
   상기 핸들모듈의 내부에, 상기 감압공간과 연통되며 상기 압력관의 말단부를 적어도 일부 둘러싸 유동 가능하게 수용하는 실린더부를 포함하고,
   상기 압력관의 말단부는, 상기 멜팅브레이징부가 녹는때 적어도 일부가 상기 작동유체의 압력에 의해 분리되어 상기 실린더부를 따라 위치가 변동되며,
   상기 핸들모듈 일 측에 투명하게 형성되어 위치가 바뀐 상기 압력관의 말단부를 외부로 노출시키는 제2윈도우를 더 포함하여,
   사용자에게 상기 작동유체가 상기 감압공간으로 배출된 상태를 알려주는 것을 특징으로 하는 등온 프라이팬.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가열튜브의 내부에, 상기 수용공간 사이에 개재되어 상기 가열튜브를 내측에서 지지하며 상기 수용공간을 복수의 개별공간으로 구획하되, 다수의 통공이 형성되어 상기 개별공간을 연통시키는 복수의 지지판을 더 포함하는 등온 프라이팬.
3. 제2항에 있어서,
   복수의 상기 지지판은 각각의 상기 개별공간을 둘러싸는 다각형 또는 격자 형상으로 배치되는 등온 프라이팬.
4. 제1항에 있어서,
   상기 멜팅브레이징부는, 상대적으로 녹는점이 낮은 저온용융금속을 포함하여 이루어지며, 상기 저온용융금속은 비스무트를 포함하는 물질로 이루어지는 등온 프라이팬.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 인디케이터 모듈은 온도에 따라 색상이 바뀌는 감온물질을 포함하여 이루어지며, 상기 감온물질은 상기 압력관 외면에 도포 가능한 도료 형태의 물질을 포함하는 등온 프라이팬.

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