KR102587071B1 - 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기 - Google Patents

평탄 바닥구조를 갖는 조리용기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기에 관한 것으로, 저면과 상면을 갖고 음식물을 수용할 수 있도록 하방향으로 볼록한 돔형상으로 만곡성형된 돔형 플레이트; 돔형 플레이트의 저면 중심부 둘레를 지지하는 컵형상의 베이스; 및 돔형 플레이트와 컵형상의 베이스 사이에 개재되어 접합하는 알루미늄 심재;를 포함하고, 여기서 돔형 플레이트는 저면 중심부에서 두께방향으로 상향 함몰된 오목부를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명은 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기의 제작 방법을 포함할 수 있다.

Description

평탄 바닥구조를 갖는 조리용기 {Cookware having flat bottom structure and manufacturing method thereof}
본 발명은 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기에 관한 것으로, 더욱 상세하기로 돔형 플레이트에 평탄 바닥구조를 제공하는 조리용기에 관한 것이다.
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널리 알려져 있듯이, 전골은 소고기, 돼지고기, 채소 등의 다양한 식재료를 전골냄비에 담고 육수를 부어서 끓여 먹는 요리이다. 전골냄비는 빠른 시간에 가열될 수 있도록 용기 본체의 바닥을 넓고 깊이를 얕게 돔(dome) 형상으로 형성되는데, 도 6a에 도시된 바와 같이 가스 렌지(R1)의 올려져 가열하기에 적합한 구조를 갖는다.
이러한 종래의 전골냄비는 용기 본체의 바닥면을 유선형으로 만곡되게 형성하고 있기 때문에 사용자의 부주위로 인해 쉽게 기울어질 수 있을 뿐만 아니라 용기 본체의 바닥면 중심부에만 국부 가열되어 용기 본체의 중심부와 주변부의 온도차이로 인해 균일한 온도로 조리하는데 한계를 가질 수밖에 없다.
최근 가정이나 식당에서, 인덕션 렌즈는 불꽃에 의한 화상, 화재의 위험성이 없고, 일산화탄소와 같은 유해가스의 발생이 적으며, 실내 산소의 소모가 적어 쾌적한 실내 환경을 제공할 수 있는 이점으로 각광받고 있다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 종래의 전골냄비는 일반적으로 평판 구조를 갖는 인덕션 렌지(R2)의 상판에 올려져 가열되는 경우에 쿠킹존과의 접촉 면적이 줄어 가열 효율성이 현저하게 떨어질 뿐만 아니라 전골냄비의 안정적인 거치를 보장하지 못하게 된다.
이에, 인덕션 렌지(induction rage), 하이라이트(hi-light), 핫 플레이트(hot plate) 등과 같이 평판형의 상판을 포함한 주방 가열기구에서 사용가능하도록 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기가 제안된 바 있다. 이러한 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기는 본 발명과 동일한 이운학을 출원인으로 하여 기 등록된 대한민국 등록특허공보 제10-2175889호에 개시되었듯이 돔형상의 용기본체와 스테인레스 바닥판을 임팩트 본딩방식으로 제작된다.
특허문헌 1은 임팩트 본딩방식을 통해 알루미늄판으로 용기본체와 스테인레스 바닥판을 접합하게 되는데, 프레스에 의해 순간적으로 압착하는 과정에서 용기본체와 스테인레스 바닥판 간의 정렬 상태를 유지하는데 한계를 갖는다. 이뿐만 아니라, 용융 혹은 반용융 상태의 알루미늄이 종종 용기본체와 스테리인레스 바닥판 사이로 빠져나와 외부로 누출될 수 있는 문제점을 갖는다.
대한민국 등록특허공보 제10-2175889호
본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 평판형의 조리기구 상에 안정적으로 안치할 수 있도록 평탄 바닥구조를 갖추고 전골냄비와 같이 돔형상의 용기본체로 구성된 조리용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전술되었듯이 돔형 플레이트에 평탄 바닥구조를 제공하는 조리용기의 제작 방법을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 조리용기는 저면과 상면을 갖고 음식물을 수용할 수 있도록 하방향으로 볼록한 돔형상으로 만곡성형된 돔형 플레이트; 돔형 플레이트의 저면 중심부 둘레를 지지하는 컵형상의 베이스; 및 돔형 플레이트와 컵형상의 베이스 사이에 개재되어 접합하는 알루미늄 심재;를 포함하고, 여기서 돔형 플레이트는 저면 중심부에서 두께방향으로 상향 함몰된 오목부를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 컵형상의 베이스는 편평한 바닥면과 이 바닥면의 가장자리 둘레를 따라 상방으로 길이연장된 측면을 포함할 수 있다.
본 발명은 컵형상의 베이스의 상측 개구 내에 오목부를 배치할 수 있다.
더욱이, 오목부는 원주방향으로 상향 경사진 경사면을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 돔형 플레이트는 스테인레스 판재로 이루어지고, 컵형상의 베이스는 스테인레스 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 돔형 플레이트는 하부 스테인레스 판재, 알루미늄 판재, 상부 스테인레스 판재로 적층된 클래드 판재로 이루어지고, 컵형상의 베이스는 스테인레스 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 오목부는 알루미늄 판재를 노출시킬 수 있도록 상향 함몰될 수 있다.
본 발명의 조리용기는 돔형 플레이트와 알루미늄 심재 및 컵형상의 베이스를 임팩트 본딩방식으로 접합할 수 있다.
또한, 본 발명은 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기의 제작 방법을 포함할 수 있습니다. 본 발명은 상부 펀치와 하부 다이로 구성된 프레스를 제공하는 단계; 돔형 플레이트와 컵형상의 베이스 및 알루미늄 심재를 준비하고 배치하는 단계; 및 돔형 플레이트와 알루미늄 심재 및 컵형상의 베이스를 임팩트 본딩방식으로 접합하기 위해 프레스를 압착하는 단계;를 포함하는데,
여기서, 돔형 플레이트는 오목부를 형성한 저면과 상면을 갖고 음식물을 수용할 수 있도록 하방향으로 볼록한 돔형상으로 만곡성형되고,
컵형상의 베이스는 돔형 플레이트의 저면 중심부 둘레를 지지하고,
알루미늄 심재는 돔형 플레이트와 컵형상의 베이스 사이에 개재되어 접합할 수 있다.
덧붙여서, 상부 펀치는 돔형 플레이트의 상면과 대응되는 형상을 갖는 가압면을 구비하고, 하부 다이는 돔형 플레이트의 저면과 대응되는 형상으로 형성된 상측 수용부와, 상측 수용부의 내부영역에 하방을 향해 오목하게 형성되어 컵형상의 베이스를 수용하는 하측 안착부를 구비할 수 있다.
바람직하기로, 상부 펀치는 가압면의 하면에 제1 전자석을 배치하고, 하부 다이는 제1 전자석과 대향하는 하측 안착부의 상면에 제2 전자석을 배치할 수 있다.
본 발명은 프레스의 압착 단계에서 제1 전자석과 제2 전자석을 상호 다른 극성으로 인력을 작용하도록 할 수 있다.
더욱이, 오목부는 돔형 플레이트의 저면 중심부에서 두께방향으로 상향 함몰되고 원주방향으로 상향 경사진 경사면을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 돔형 플레이트는 스테인레스 판재로 이루어지고, 컵형상의 베이스는 스테인레스 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 돔형 플레이트는 하부 스테인레스 판재, 알루미늄 판재, 상부 스테인레스 판재로 적층된 클래드 판재로 이루어지고, 컵형상의 베이스는 스테인레스 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 오목부는 알루미늄 판재를 노출시킬 수 있도록 상향 함몰될 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 전골냄비와 같이 하방향으로 볼록한 돔형 플레이트를 평판형의 조리기구, 예컨대 인덕션 렌지 상에 안정적으로 안착되도록 평탄한 바닥구조를 갖는 조리용기를 제공한다.
본 발명은 중심에서 가장자리로 갈수록 두꺼워지는 알루미늄 심재를 수단으로 하여 돔형 플레이트를 안정적으로 지지하면서 돔형 플레이트와 베이스 간의 접합력을 증가시키는 한편 조리용기의 열전도성과 열보전성을 개선할 수 있다.
더욱이, 본 발명은 돔형 플레이트의 상면 중앙으로 음식물을 모아주어 쉽게 음식물을 섭취할 수 있도록 설계된다.
본 발명은 강력한 프레스에 의해 순간적으로 압착하는 임팩트 본딩기술을 적용하여 돔형 플레이트의 저면 중심부에 베이스를 접합하는 과정 동안에 돔형 플레이트와 베이스 간의 정렬 상태를 보장하면서 알루미늄의 외부 노출을 방지할 수 있어 제품 불량률을 현저하게 저감시킬 수 있는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기를 개략적으로 도시한 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기의 사용 상태도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기를 개략적으로 도시한 종단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기의 제작 방법을 단계적으로 도시한 도면들이다.
도 6a는 종래기술에 따른 조리용기를 가스 렌지에 올려 가열하는 사용 상태도를 개략적으로 도해한 도면이다.
도 6b는 종래기술에 따른 조리용기를 인덕션 렌지의 상판 쿠킹존 상에 올려 가열하는 사용 상태도를 개략적으로 도해한 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 첨부 도면에 있어서, 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 발명은 강화유리, 세라믹, 내열 플라스틱재 등으로 형성되는 평판형의 상판을 포함한 주방 가열기구, 예컨대 인덕션 렌지의 쿠킹존에서도 전골냄비와 같은 조리용기를 안정적으로 안치할 수 있도록 구성된 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기에 관한 것이다.
이를 위해서, 본 발명은 돔형 플레이트를 아래에서 지지할 수 있도록 편평한 바닥면의 중심에서 가장자리로 갈수록 점차적으로 두꺼워지는 두께를 갖는 다중의 적층 바닥구조를 적용하고 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예예 따른 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기(이하 조리용기)는 피조리물을 수용하는 돔형 플레이트(10)와, 돔형 플레이트(10)의 저면(11)에 중심부 둘레를 덮어씌어 지지하는 컵(cup)형상의 베이스(20), 및 돔형 플레이트(10)와 베이스(20) 사이에 개재되어 접합하는 알루미늄 심재(30,芯材)로 이루어진다. 본 발명의 명세서에서, 중심부라는 용어는 컵형상의 베이스 및/또는 알루미늄 심재로 중첩되는 돔형 플레이트의 가운데 부분을 의미하며, 이하에서 주변부라는 용어는 컵형상의 베이스 및/또는 알루미늄 심재로 중첩되지 않은 돔형 플레이트의 가장자리 부분을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조리용기는 조리용기의 바닥구조를 임팩트 본딩(impact bonding)방식을 이용하여 전골냄비처럼 만곡형상을 취하는 돔형 플레이트(10)와 알루미늄 심재(30) 및 컵형상의 베이스(20)를 3중의 적층 구조로 접합할 수 있다. 이에 국한되지 않고, 본 발명은 고주파 브레이징(brazing), 프릭션 프레스 등과 같은 다양한 방식으로도 조리용기의 바닥구조를 3중으로 적층되게 제작가능하다.
바람직하기로, 돔형 플레이트(10)와 컵형상의 베이스(20)는 내구성과 녹방지가 우수하고 미려한 외관을 제공할 수 있는 스테인레스 재질로 제작될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 돔형 플레이트(10)는 조리하고자 하는 음식물, 즉 피조리물을 수용할 수 있는 공간을 제공하는 구성부재이다. 돔형 플레이트(10)는 저면(11)과 상면(12) 간에 소정의 두께를 갖는 스테인레스 판재를 하방향으로 볼록한 돔형상으로 만곡성형된 용기로서, 도시된 바와 같이 중심부에서 가장자리를 향해 상향 만곡되게 곡률을 갖는 오목한 상면(12)에 의해 상부를 개방하고 피조리물을 수용하기 위해 중심부로 갈수록 오목한 수용공간을 제공할 수 있다. 이와 상응하게, 돔형 플레이트(10)의 저면(11)도 상향 만곡되게 소정의 곡률을 갖는 볼록형상으로 형성된다.
돔형 플레이트(10)는 중심으로 갈수록 오목해지는 상면(12)으로 인해 피조리물을 돔형 플레이트의 상면 중앙으로 모이게 하여, 전골류와 같은 국물 음식을 쉽게 떠먹을 수 있는 장점을 제공한다. 또한, 돔형 플레이트는 피조리물과의 열전달 면적을 넓혀 신속하게 끓여 먹을 수 있다.
특별하기로, 돔형 플레이트(10)는 저면(11)의 중심부에 두께방향으로 상향 함몰 형성된 오목부(111)를 구비한다. 다시 말하자면, 돔형 플레이트(10)는 저면(11)에서 상면(12)을 향한 두께방향으로 오목하게 함몰되도록 형성된 오목부(111)를 중심부에 배치한다. 전술되었듯이, 돔형 플레이트(10)는 저면(11)과 상면(12) 간에 소정의 두께, 구체적으로 제2 두께(T2)를 갖는 스테인레스 판재로 구성되되, 컵형상의 베이스(20) 및/또는 알루미늄 심재(30)와 중첩되는 돔형 플레이트의 중심부는 오목부에 의해 제1 두께(T1)를 갖는다. 중심부의 제1 두께(T1)는 돔형 플레이트(10)의 주변부의 제2 두께(T2)보다 얇게 이루어진다. 돔형 플레이트(10)를 구성하는 스테인레스 판재는 식각(etching), 압연 성형 등을 통해 오목부(111)를 형성할 수 있으며, 이에 국한되지 않고 다양한 방식으로 오목부를 형성할 수 있을 것이다.
도시된 바와 같이, 오목부(111)는 컵형상의 베이스(20)의 상측 개구 내에 배치될 수 있는 크기와 형상으로 형성되되, 오목부의 직경이 베이스의 상측 개구의 내경보다 작은 크기를 갖도록 한다. 덧붙여서, 오목부(111)는 이의 원주를 따라 상향 경사진 경사면(111a)을 형성한다. 이는 오목부의 단면형상을 상협하광(上夾下廣) 구조로 형성할 수 있다.
덧붙여서, 돔형 플레이트(10)는 이의 가장자리 둘레에 하나 이상의 손잡이(미도시)를 구비할 수 있다.
베이스(20)는 앞서 기술된 바와 같이 오목부(111)를 베이스의 상측 개구 내에 배치하면서 돔형 플레이트(10)의 저면(11) 중심부를 덮어쒸울 수 있는 크기와 형상으로 형성되되, 돔형 플레이트(10)의 저면 중심부를 충분히 지지할 수 있도록 컵형상 또는 받침접시(saucer)형상으로 제공될 수 있다. 이를 위해서, 컵형상의 베이스(20)는 편평한 바닥면(21)과, 이 바닥면(21)의 가장자리 둘레를 따라 상방으로 길이연장된 측면(22)으로 구성된다. 돔형 플레이트(10)가 컵형상의 베이스(20)의 측면(22)에 안착되어 지지될 때, 돔형 플레이트(10)의 저면 중심부가 바닥면(21)과 접촉되지 않도록 측면(22)을 소정의 높이로 설정할 수 있다.
선택가능하기로, 컵형상의 베이스(20)는 측면(22)을 상광하협(上廣下夾) 구조로 테이퍼진 원뿔대 형상으로 형성되어 알루미늄 심재(30)와 돔형 플레이트(10)의 저면 간의 접촉 면적으로 증가시켜 열전달 효율을 향상시킬 수 있다. 이외에도, 본 발명은 상광하협 구조의 측면을 통해 돔형 플레이트(10)와 베이스(20)의 접합시 돔형 플레이트의 안정적인 위치선정을 보장할 뿐만 아니라 돔형 플레이트의 저면과의 접촉 경계에서 과도한 굴곡없이 매끈하게 접합을 가능하게 보장할 수 있다.
본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 인덕션 렌지(R2)의 상판 쿠킹존 아래에 설치된 유도코일에서 발생된 자력선이 쿠킹존에 안착될 컵형상의 베이스(20)를 통과하여 생성된 와전류로 컵형상의 베이스를 발열시켜 알루미늄 심재(30)를 지나 돔형 플레이트(10)를 가열하는데, 여기서 베이스(20)는 자성을 가진 재질, 예컨대 철(F2)을 함유한 스테인레스 재질로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 컵형상의 베이스(20)의 바닥면(21)을 수단으로 하여 평탄 바닥구조를 구현함으로써 인덕션 렌즈(R2)의 평판형 상판에 안정적으로 안착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 조리용기는 인덕션 렌지 이외에도 가스 렌지, 하이라이트, 핫 플레이트 등을 이용하여 피조리물을 조리할 수 있다.
본 발명의 조리용기는 알루미늄 심재(30)를 매개로 하여 스테인레스 재질의 돔형 플레이트와 컵형상의 베이스를 접합할 수 있도록 돔형 플레이트(111)의 저면(11)과 컵형상의 베이스(20) 사이에 알루미늄 심재(30)를 개재한다. 물론, 본 발명은 열전도성과 열보전성을 갖는 알루미늄 심재를 통해 돔형 플레이트 전체에 균일한 가열을 보장할 수 있다. 여기서, 알루미늄 심재는 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 돔형 플레이트(10)의 저면 중심부와 컵형상의 베이스(20)의 바닥면 사이에 공간과 상응하게 알루미늄 심재(30)의 두께를 돔형 플레이트(10)의 저면 중심부에서 주변부로 갈수록 두껍게 형성한다. 인덕션 렌지(R2)의 작동으로 조리용기의 평탄한 바닥구조를 제공하는 컵형상의 베이스(20)에서 발열된 열이 알루미늄 심재(30)를 지나 돔형 플레이트(10)에 전달되어 피조리물을 조리할 수 있게 된다. 이때, 본 발명의 조리용기는 바닥구조에 열전도율이 우수한 알루미늄 심재(30)를 내장하고 있어 가열시 알루미늄 심재(30)의 가장자리부에 비해 상대적으로 얇은 두께를 갖는 알루미늄 심재(30)의 중심부를 더욱 신속하게 가열시킬 수 있으며, 돔형 플레이트의 중심부에서 상승하는 대류가 형성되어 돔형 플레이트의 주변부로 펴져가면서 돔형 플레이트의 상면에 담겨 있는 피조리물을 빠르게 요리할 수 있다. 또한, 본 발명은 시중에서 구매가능한 3중 바닥구조의 조리용기에 비해 알루미늄 심재(30)의 가장자리부 두께가 두꺼워 돔형 플레이트의 열을 고르게 그리고 오랜 시간동안 유지할 수 있는 장점을 갖는다.
전술되었듯이, 본 발명은 임팩트 본딩방식으로 이종(異種)의 금속 판재들을 적층하여 접합하게 되는데, 프레스로 가압하는 동안에 알루미늄 심재(30)가 돔형 플레이트(10)의 저면과 컵형상의 베이스(20)로 한정된 내부공간 내에서 공극발생 없이 넓게 펴지면서 균일하게 채워질 수 있도록 알루미늄 심재(30)를 연질화할 수 있다. 당해분야의 숙련자들에게 널리 알려져 있듯이, 연질화된 알루미늄 심재(30)는 예컨대 프레스에 의해 순간 압착되면서 돔형 플레이트(10)와 컵형상의 베이스(20)에 면접하는 표면을 용융시켜 스테인레스 판재(예컨대, 돔형 플레이트와 베이스)와 알루미늄 판재(예컨대, 알루미늄 심재)의 접촉 계면을 금속학적으로 접합시킬 수 있다. 이러한 이종 금속 간의 접합 방식은 이미 널리 알려져 있어 본 명세서에서는 이에 대한 상세한 설명을 배제하도록 한다.
알루미늄 심재(30)의 융융된 알루미늄 일부는 돔형 플레이트(10)의 오목부(111)로 만입되어 돔형 플레이트(10)와 알루미늄 심재(20)를 강고하게 접합시킬 수 있다. 다시 말하자면, 돔형 플레이트(10)의 저면(11) 중심부는 오목부(111)로 인한 표면적 증가를 통해 이종 금속 소재의 접합력을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 열전도도의 향상을 기대할 수 있다. 더욱이, 돔형 플레이트(10)의 오목부(111)는 압착시 발생되는 알루미늄 용융물의 도피 공간으로 활용되어 돔형 플레이트(10)와 컵형상의 베이스(20) 사이로 빠져나와 외부로 누출되는 문제를 미연에 방지할 수 있다.
더욱이, 오목부(111)는 상협하광의 경사면(111a)에 의해 알루미늄 용용물의 원활한 유입을 보장하는 동시에 경사면의 표면적을 확장시켜 알루미늄 심재와의 접촉 면적을 넓힐 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 종단면도이다. 도 4에 도시된 조리용기는 도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명에 따른 조리용기의 변형예로서, 돔형 플레이트의 소재를 제외하고는 매우 유사한 구조로 이루어져 있기 때문에, 본 발명의 명료한 이해를 돕기 위해서 유사하거나 동일한 구성에 대한 설명은 여기서 배제할 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 조리용기는 클래드(clad) 판재로 이루어진 돔형 플레이트(10)와, 돔형 플레이트(10)의 저면(11)에 중심부 둘레를 덮어씌어 지지하는 컵형상의 베이스(20), 및 돔형 플레이트(10)와 베이스(20) 사이에 개재되어 이들을 상호 접합하는 알루미늄 심재(30)로 이루어진다.
전술된 바와 같이, 돔형 플레이트(10)는 스테인레스 판재와 알루미늄 판재로 이루어진 클래드 판재로 이루어진다. 돔형 플레이트(10)는 도시되었듯이 알루미늄 판재(10b)의 양면에 스테인레스 판재(10a,10c)를 각각 적층하여 스테인레스 판재/알루미늄 판재/스테인레스 판재의 3중 적층판으로 제작된다.
당해분야의 숙련자들에게 널리 알려져 있듯이, 돔형 플레이트(10)를 구성하는 클래드 판재는 스테인레스 판재와 알루미늄 판재를 가열후 압연하여 접합 제조한다. 물론, 돔형 플레이트(10)는 클래드 판재를 돔형으로 만곡성형된 용기일 수 있다.
본 발명에서, 돔형 플레이트(10)는 도시된 바와 같이 알루미늄 판재(10b)의 양면에 스테인레스 판재(10a,10c)을 적층 배치한 3중의 클래드 판재일 수 있으며, 이와 달리 알루미늄 판재(10b)의 일면, 다시 말하자면 편면에 스테인레스 판재(10a)를 적층 배치한 2중의 클래드 판재일 수도 있다.
바람직하기로, 본 발명은 돔형 플레이트(10)의 저면(10a) 중심부에서 두께방향으로 상향 함몰 형성된 오목부(111)를 구비한다. 더욱 바람직하기로, 본 발명은 돔형 플레이트(10)의 저면(11)을 구성하는 하부 스테인레스 판재(10a)에 오목부(111)를 형성한다. 오목부(111)는 하부 스테인레스 판재(10a)를 두께방향으로 천공되어 알루미늄 판재(10b)의 일부를 노출시킬 수 있다. 이러한 오목부(111)는 하부 스테인레스 판재의 일부를 식각, 타공하여 제공할 수 있으며, 이에 국한되지 않고 다양한 방식으로 돔형 플레이트를 구성하는 클래드 판재에 오목부를 형성할 수 있을 것이다.
도시된 바와 같이, 오목부(111)는 컵형상의 베이스(30)의 상측 개구 내에 배치될 수 있는 크기와 형상으로 형성되고, 오목부의 측면을 규정하는 상향 경사진 경사면(111a)을 포함할 수 있다.
본 발명은 돔형 플레이트(10)의 저면 중심부와 컵형상의 베이스(20) 사이에 개재된 알루미늄 심재(30)에 의해 클래드 판재와 컵형상의 베이스를 일체로 접합할 수 있다. 알루미늄 심재(30)는 돔형 플레이트(10)를 구성하는 하부 스테인레스 판재(10a)와 컵 형상의 베이스(20)에 면접하는 표면을 용융시켜 이들의 접촉 계면을 금속학적으로 접합시킨다. 특별하기로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조리용기는 오목부(111)에 의해 노출된 알루미늄 판재(10b)와 알루미늄 심재(30)를 상호 접합한다. 일반적으로, 동종 재질을 접합할 경우에 투입 에너지량에 비례하여 접합 강도를 높일 수 있는 장점을 갖는다.
결과적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조리용기는 주방 가열기구의 열원과 인접하게 알루미늄 심재(30)를 배치하면서 돔형 플레이트(10) 전반에 걸쳐 알루미늄 판재(10b)를 내장하고 있기 때문에 열보전 효율과 열전달 효율을 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조리용기는 알류미늄을 통해 경량성 제품을 구현할 수 있을 것이다.
앞서 기술된 바와 같이, 본 발명은 하방향으로 볼록한 돔형 플레이트에 평탄 바닥구조를 제공하는 것을 특징으로 한다. 이하는 돔형 플레이트의 저면 중심부에 컵형상의 베이스를 접합하는 제작 방법에 대한 설명이다.
여기서, 본 발명은 3중 클래드 판재로 이루어진 돔형 플레이트를 기초로 하여 조리용기의 제작 과정을 단계적으로 설명하도록 한다.
프레스 제공 단계(S100)
도 5a는 상부 펀치(1000)와 하부 다이(2000)로 구성된 프레스를 제공하는 단계(S100)를 도시하고 있다.
상부 펀치(1000)는 하부 다이(2000)에 대해 상대 이동, 예컨대 상하 이동할 수 있게 구성되는데, 하부 다이(2000)를 향해 하강하여 이종의 금속 판재들을 순간적으로 초고압력으로 압착하여 각각의 구성부재들을 접합시킬 수 있다.
상부 펀치(110)의 가압면은 돔형 플레이트(10)의 오목한 상면(12)과 대응되는 형상으로 만곡되게 형성된다(도 2 참조). 이는 후술될 상부 펀치와 하부 다이에 의한 압착 단계에서 상부 펀치의 가압면과 돔형 플레이트의 상면의 정합을 가능하게 돕는다.
또한, 상부 펀치(1000)는 가압면의 하면에 제1 전자석(1100)을 설치한다. 제1 전자석은 당해분야의 숙련자들에게 널리 알려져 있듯이 전류를 인가받아 자화되어 자기력을 생성하는 구성부재로, 도시된 바와 같이 가압면의 하면 중심에 위치되도록 한다. 본 발명은 제1 전자석(1100)의 자기력에 의해 돔형 플레이트(10)를 상부 펀치(1000)에 탈부착할 수 있다. 돔형 플레이트(10), 더욱 상세하기로 돔형 플레이트의 상부 스테인레스 판재(10c)는 자기력에 감응하는 강자성체로 이루어질 수 있다.
하부 다이(2000)는 도시된 바와 같이 컵형상의 베이스(20)와 알루미늄 심재(30)의 안착을 돕도록 형성되어 있다.
도시되었듯이, 하부 다이(2000)는 상측 수용부(2000a)와, 상측 수용부(2000a)의 내부영역에서 하방을 향해 오목하게 형성된 하측 안착부(2000b)를 구비한다. 상측 수용부(2000a)는 돔형 플레이트(10)의 저면(11)에 가장자리 둘레, 다시 말하자면 저면 주변부를 지지할 수 있도록 저면 주변부와 대응되는 형상과 저면을 수용할 수 있는 크기를 갖도록 형성된다. 또한, 하측 안착부(2000b)는 조리용기의 바닥면에 해당하는 컵형상의 베이스(20)를 돔형 플레이트(10)의 저면 중심부와 함께 상부펀치(1000)의 중심축을 동일 선상으로 배치할 수 있도록 하부 다이(2000)에 오목하게 형성되되, 상측 수용부(2000a)의 내경보다 작은 내경을 가지며 상측 수용부(2000a)의 중심과 동축선상에 배치되도록 한다.
또한, 하측 안착부(2000b)는 컵형상의 베이스(20)의 외부 형상과 대응되는 형상과 컵형상의 베이스(20)를 수용할 수 있는 크기를 갖도록 형성되어 컵형상의 베이스를 확실하게 거치할 수 있게 돕는다.
바람직하기로, 하부 다이(2000)는 제1 전자석(1100)과 대향하는 하측 안착부(2000b)의 상면에 제2 전자석(2100)을 설치한다. 제2 전자석(2100) 또한 전류를 인가받아 자화되어 자기력을 생성하는데, 제2 전자석의 자기력에 의해 컵형상의 베이스(20)를 하부 다이(200)의 하측 안착부(2000b)에 탈부착할 수 있다. 물론, 컵형상의 베이스는 자기력에 감응하는 강자성체로 이루어질 수 있다.
제2 전자석(2100)은 전류를 인가받아 자화되는데, 제1 전자석(1100)과 다른 극으로 자화되어 제1 전자석과 제2 전자석 간에 발생하는 인력에 의해 수직 하강하는 상부 펀치(1000)를 하부 다이(2000)에 더욱 확실하게 밀착되도록 한다. 전자석 간의 인력에 의해, 본 발명은 후술될 압착 단계 동안에 상부 펀치(1000)와 하부 다이(2000)의 정렬 상태과 함께 돔형 플레이트(10)와 컵형상의 베이스(20)의 부착 상태를 유지할 수 있다.
조리용기의 각 구성부재를 준비/배치 단계(S200)
본 발명에 따른 조리용기는 돔형 플레이트(10)와 컵형상의 베이스(20) 및 알루미늄 심재(30)를 구성부재로 포함한다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 작업자는 돔형 플레이트(10)를 상부 펀치(1000)의 가압면 아래에 배치한다. 또한, 작업자는 하부 다이(2000)의 하측 안착부(2000b) 내에 컵형상의 베이스(20)를 배치하고서, 알루미늄 심재(30)를 바닥면(21)과 측면(22)으로 한정된 컵형상의 베이스(20) 상에 안착시킨다.
이때, 상부 펀치(1000)의 제1 전자석(1100)과 하부 다이(2000)의 제2 전자석(2100)에 전류를 인가하여, 제1 전자석과 제2 전자석이 자화 상태로 유도되면서 상부 펀치(1000)의 가압면 아래에 돔형 플레이트(10)를 위치고정시킬 수 있을 뿐만 아니라 하부 다이(2000)의 하측 안착부(2000b) 상에 컵형상의 베이스(20)를 위치고정시킬 수 있다. 본 발명은 제1·제2 전자석의 자화에 의해 돔형 플레이트(10)와 컵형상의 베이스(20)의 신뢰할 수 있는 정렬 상태를 유지할 수 있는데, 이는 상부 펀치의 하강 이동시 또는 상부 펀치를 통한 가압하는 동안에 상부펀치(1000), 돔형 플레이트(10), 컵형상의 베이스(20), 및 하부 다이(2000)를 동축선상에서 이탈되는 상황을 미연에 방지할 수 있다.
덧붙여서, 본 발명의 조리용기는 알루미늄 심재(30)의 상부면과 하부면에 파우더와 플럭스 등의 용제를 삽입하여 임팩트 본딩을 이용해 더욱 신뢰할 수 있는 접합을 구현할 수 있다.
하부 다이에 이종의 금속 판재, 즉 컵형상의 베이스(20)와 알루미늄 심재(30)를 적층 배열한 다음에, 본 발명은 알루미늄 심재(30)를 가열하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 컵형상의 베이스(20) 상에 안착된 알루미늄 심재(30)를 가열하기 위해, 하부 다이(120)는 하측 안착부(2000b) 주변에 별도의 가열부(2200;도 5a 참조)를 배치할 수 있다. 선택가능하기로, 가열부(2200)는 알루미늄의 용융점인 660℃ 이하, 바람직하기로는 400℃ 내지 500℃의 온도 범위에서 알루미늄 심재(30)를 예열하여 연질화시킨다. 연질화된 알루미늄 심재(30)는 다음의 압착 단계를 통해 돔형 플레이트(10)의 저면(11) 중심부와 컵형상의 베이스(20) 사이의 공간을 확실하게 채울 수 있게 변형될 수 있는 한편 돔형 플레이트와 컵형상의 베이스 간의 접합력을 향상시킬 수 있다.
프레스 압착 단계(S300)
도 5c는 프레스의 압착 단계(S300)를 개략적으로 도시하고 있다.
상부 펀치(1000)가 하부 다이(2000)를 향해 1000 톤 내지 1600 톤(ton)의 압력으로 하강 가압하는데, 이러한 순간 압력을 통해 돔형 플레이트(10)의 저면에 알루미늄 심재(30)와 컵형상의 베이스(20)를 접합할 수 있다.
본 발명은 돔형 플레이트와 (연질 상태의) 알루미늄 심재 및 컵형상의 베이스를 순간적으로 초고압력을 가하여 압착 결합할 수 있다. 돔형 플레이트(10)와 알루미늄 심재(30) 및 컵형상의 베이스(20)로 적층 배열된 조리용기의 바닥구조는 연질화된 알루미늄의 양호한 유동성으로 인해 오목부(111)를 포함한 돔형 플레이트의 저면 중심부와 컵형상의 베이스 사이의 접촉 경계까지 확실하게 충전되기 때문에 알루미늄 심재의 접촉 면적을 확장시키는 동시에 각각의 구성부재들을 일체형으로 접합가능하게 된다.
본 발명은 돔형 플레이트(10)의 오목부(111;도 5b 참조)에 의해 노출된 알루미늄 판재(10b)와 알루미늄 심재(30)의 계면 접합을 촉진시킬 수 있다. 돔형 플레이트(10)의 오목부(111)는 표면적 증가를 유도할 수 있고 압착시 발생하는 알루미늄 용용물의 도피 공간으로 활용될 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 압착 단계(S300)를 통해 인덕션 렌지의 상판과 돔형 플레이트(10) 사이의 간극을 보상하도록 편평한 바닥면(21)의 중심에서 가장자리로 갈수록 점차적으로 두꺼워지는 바닥구조를 갖춘 조리용기를 제공할 수 있다.
덧붙여서, 본 발명은 돔형 플레이트(10)의 저면(11)과 컵형상의 베이스(20)으로 한정된 공간 내에 알루미늄 심재(30)를 삽입배치하고 있기 때문에 알루미늄의 외부 노출을 방지할 수 있다. 널리 알려져 있듯이, 알루미늄이나 알루미늄 합금은 수분과 반응하여 형성된 수산화알미늄에 의해 표면 색상을 검게 변색하고, 알츠하이머병을 유발하는 것으로 알려져 있다.
본 발명은 프레스 압착 단계(S300) 동안에 제1 전자석(1100)과 제2 전자석(2100)을 활성화시켜 돔형 플레이트(10)와 컵형상의 베이스(20)를 유동없이 정위치에 배열될 수 있도록 돕는 한편 상부 펀치(1000)와 하부 다이(2000) 간에 작용하는 인력으로 인해 하부 다이를 향해 상부 펀치를 일직선상으로의 하강 이동을 보장할 수 있다.
접합 성형이 완료된 다음에, 상부 펀치가 상승 이동하여 조리용기를 취출할 수 있다. 본 발명은 제1 전자석(1100)과 제2 전자석(2100)에 전류를 비활성화시켜 상부 펀치의 상승 이동 그리고 조리용기의 취출을 가능하도록 돕는다. 성형된 조리용기는 서냉 단계를 통해 조직의 변화를 최소화되도록 한다.
최종적으로, 본 발명은 압축 단계 중에 조리용기에 불필요하게 생성된 버(burr) 등을 커팅 및/또는 연마 처리를 실시하여 시중에서 구매가능한 제품으로 생산할 수 있다.
참고로, 도 5a 내지 도 5c는 일련의 단계로서 설명되지만, 이들 단계는 다른 실례에서 단계의 순서를 변경할 수 있으며, 도시 및/또는 설명된 일부 단계는 전체적으로 혹은 부분적으로 생략될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 조리용기는 상술한 단계에 한정되지 않고 다양한 방법으로 제작될 수도 있다.
이상 본 발명은 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기와 이의 제작 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10 ----- 돔형 플레이트,
11 ----- 저면,
111 ----- 오목부,
20 ----- 컵형상의 베이스,
21 ----- 바닥면,
22 ----- 측면,
30 ----- 알루미늄 심재,
1000 ----- 상부 펀치,
1100 ----- 제1 전자석,
2000 ----- 하부 다이,
2100 ----- 제2 전자석,
R1 ----- 가스 렌지,
R2 ----- 인덕션 렌지.

Claims (16)

  1. 저면(11)과 상면(12)을 갖추고 음식물을 수용할 수 있도록 하방향으로 볼록한 돔형상으로 만곡성형되되, 하부 스테인레스 판재(10a)와 알루미늄 판재(10b) 및 상부 스테인레스 판재(10c)로 적층된 클래드(clad) 판재로 이루어진 돔형 플레이트(10);
    상기 돔형 플레이트(10)의 저면(11) 중심부 둘레를 지지하는 컵형상의 베이스(20); 및
    상기 돔형 플레이트(10)와 상기 컵형상의 베이스(20) 사이에 개재되어 접합하는 알루미늄 심재(30);를 포함하고,
    상기 돔형 플레이트(10)는 상기 저면(11) 중심부에서 두께방향으로 상향 함몰된 오목부(111)를 구비하며,
    상기 오목부(111)는 상기 알루미늄 판재(10b)를 노출시킬 수 있도록 상향 함몰되어 있는, 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 컵형상의 베이스(20)는 편평한 바닥면(21)과 상기 바닥면(21)의 가장자리 둘레를 따라 상방으로 길이연장된 측면(22)을 포함하는, 평판 바닥구조를 갖는 조리용기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 오목부(111)는 상기 컵형상의 베이스(20)의 상측 개구 내에 배치되는, 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 오목부(111)는 원주방향으로 상향 경사진 경사면(111a)을 형성하는, 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 컵형상의 베이스(20)는 스테인레스 재질로 이루어진, 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 돔형 플레이트(10)와 상기 알루미늄 심재(30) 및 상기 컵형상의 베이스는 임팩트 본딩(impact bonding)방식으로 접합되는, 평탄 바닥구조를 갖는 조리용기.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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