KR200263575Y1 - 전기조리기의 안전장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전기에너지를 열에너지로 변환시키는 히터가 장착된 발열체의 상부에 내열성 소재로 제작된 패널을 결합하여 된 조리기에 있어서 음식용기가 놓이는 내열패널의 손상시에 공급전원을 자동으로 차단하고 히터의 전류공급량을 가변되게 조절함과 아울러 발열체가 장착된 기기의 내부열을 강제로 배기시킬 수 있게한 전기조리기의 안전장치에 관한 것으로,

즉, 장방형으로 된 조리기 하우징의 내부에 전기에너지를 열에너지로 변환하는 히터가 장착된 절연재로 된 트레이가 설치되고 상기 히터가 설치된 하우징의 상부를 내열성을 구비한 세라믹판으로 덮여지도록 한 전기조리기에 있어서, 상기 세라믹판의 저면에 세라믹판에 발생되는 균열을 감지하여 히터의 공급전원을 차단하는 신호를 제어부로 보내는 센서가 부착되고, 상기 하우징의 바닥면에는 히터의 발열동작시 내부의 뜨거운 공기를 강제로 배출시키는 냉각팬이 설치되며, 상기 세라믹판의 일측에는 히터에 공급되는 전압의 출력값을 선택하여 조리기의 사용자가 설정한 온도대역으로 히터의 발열온도를 제어하는 가변저항을 갖춘 히터조절놉이 장착된 것이다.

Description

전기조리기의 안전장치{Safety apparatus of electric range}

본 고안은 전기조리기의 안전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기에너지를 열에너지로 변환시키는 히터가 장착된 발열체의 상부에 내열성 소재로 제작된 패널을 결합하여 된 조리기에 있어서 음식용기가 놓이는 내열패널의 손상 또는 수평도를 상실하는 경우 공급전원을 자동으로 차단하고 콘트롤러에 부착된 조절놉을 이용하여 히터의 전류공급량을 가변되게 조절함으로써 전기곤로의 사용시 불필요한 전력소모를 줄임과 아울러 발열체가 장착된 기기의 내부열을 강제로 배기시킬 수 있게한 전기조리기의 안전장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전기에너지를 변환시켜 열에너지를 얻게 된 전열(電熱)기구는 다른 종류의 열원에 비해서 조절이 자유롭고 위생적이면서 원격으로 제어가 용이함으로써, 음식물의 조리에 사용하기 위한 조리기구 분야에서도 다양한 형태의 제품으로 개발되어 왔다.

근래에 전열을 이용한 조리기의 일예로 하우징의 내부에 적외선을 발생시켜 조리에 따른 가열작용을 하는 할로겐램프를 설치하되 그 상면에 조리용기가 올려지는 유리세라믹판을 구비한 이른바 할로겐 조리기가 특허 제74199호로 등록된 바 있으며, 다른 예로는 도 1에서와 같이 상기 할로겐램프를 대신하여 발열코일이 구비된 히터(1)를 열원으로 장착한 이른바 전기곤로 형태의 조리기 등이 널리 사용되고 있다.

그러나 상기 할로겐램프 또는 코일형 히터를 가열원으로 하되 상부에 내열성을 갖춘 세라믹판(2)으로 덮여지도록 한 종래의 조리기는 원하는 바의 조리를 하기 위해 상기 세라믹판의 정해진 위치에 용기를 올려 놓는 과정에서 부주의로 충격이 가해지거나 가열된 세라믹판에 물이 묻은 용기를 올려 놓을 때 순간적인 온도차에 의해 균열 및 파손되어 인체의 감전사고 또는 전기적 아크의 발생에 의한 화재가 발생되는 사례가 빈번하였다.

상기와 같이 세라믹판에 균열이 발생된 경우는 절연기능이 상실된 상태이므로, 조리를 하기 위해 세라믹판에 용기를 올려 놓을 때 용기에 묻은 수분이나 조리 도중 넘치는 수분이 세라믹판의 균열 및 파손부위로 스며들게 되면서 금속체로 된 용기가 조리기 내부의 전장부 및 히터 등에 접촉되는 결과가 초래되어 누전으로 인한 화재 및 감전사고를 유발하게 되는 대단히 위험한 문제점이 있었다.

또한 히터나 할로겐램프 등의 발열체가 절연재의 트레이에 결합된 상태에서 하우징과 세라믹판으로 된 밀폐 공간에 장착되어 있으므로 조리시에 자체에서 발생된 열기가 제대로 배출되지 않으면서 세라믹판의 가열부 주변에 고열이 전도됨으로써 조리도중 부주의로 손이 접촉될 경우 사용자가 화상을 입게되는 문제점도 있었다.

특히, 발열코일로 된 히터를 사용하는 기존 전기곤로의 경우에는 과열을 제어하기 위해 설정온도를 센서에서 감지하여 그 전원의 공급을 차단 또는 접속되게 하는 입력전원을 컷오프(cut-off) 방식으로 제어함으로써, 불필요한 전력소모량이 증가되었을 뿐 아니라 원하는 가열온도의 설정이 어려운 문제점이 있었다.

본 고안은 위와 같은 종래의 전기곤로의 문제점을 감안하여 고안한 것으로, 그 목적은 조리용기가 올려지는 세라믹판의 손상과 과열에 대한 안전성을 확보하면서 히터의 발열온도를 저전력의 소모량에 의해 자유로이 조절하고 에너지 절감효과를 향상시킬 수 있는 전기조리기의 안전장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 조리기에 가해지는 진동이나 충격 및 무게가 과중한 용기에 의해 수평상태를 상실할 때 공급전원이 자동으로 차단되도록 한 전기조리기의 안전장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 장방형으로 된 조리기 하우징의 내부에 전기에너지를 열에너지로 변환하는 히터가 장착된 절연재로 된 트레이가 설치되고 상기 히터가 설치된 하우징의 상부를 내열성을 구비한 세라믹판으로 덮여지도록 한 전기조리기에 있어서, 상기 세라믹판의 저면에 세라믹판에 발생되는 균열 또는 파손을 감지하여 히터의 공급전원을 차단하는 신호를 제어부로 보내는 센서가 부착되고, 상기 하우징의 바닥면에는 히터의 발열동작시 내부의 뜨거운 공기를 강제로 배출시키는 냉각팬이 설치되며, 상기 세라믹판의 일측에는 히터에 공급되는 전압의 출력값을 선택하여 조리기의 사용자가 설정한 온도대역으로 히터의 발열온도를 제어하는 가변저항을 갖춘 히터조절놉이 장착되었고, 조리기가 기울어질 때 공급전원을 차단하는 기능을 부여함으로써, 비교적 충격에 취약한 세라믹판이 균열 또는 파손되는 순간 히터의 전원공급을 차단하여 감전의 위험을 원천적으로 방지함과 아울러 과도한 전력소모를 줄일 수 있게 됨을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 전기곤로의 일예를 나타낸 단면구성도,

도 2a 및 2b는 본 고안의 안전장치를 구비한 전기조리기의 일부와 그 각부를 분리한 사시도,

도 3은 본 고안의 전기조리기의 세라믹판을 분리한 저면사시도,

도 4는 본 고안의 전기조리기의 안전장치에 대한 단면구성도,

도 5는 본 고안의 안전장치를 제어하기 위한 제어부의 블럭구성도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 하우징 20 : 히터

21 : 트레이 30 : 세라믹판

31 : 센서 40 : 제어부

41 : 전원부 42 : 정류부

43, 44 : 출력드라이브

45 : 출력부 46 : 동기신호검출부

47 : 콘트롤러 50 : 냉각팬

51 : 루버 60 : 히터조절놉

61 : 가변저항

이하, 본 고안의 전기조리기의 안전장치를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2a 및 2b는 본 고안의 안전장치를 구비한 전기조리기의 일부와 그 각부를 분리한 사시도이고, 도 3은 상기 전기조리기의 세라믹판을 분리한 저면사시도이고, 도 4는 본 고안의 전기조리기의 안전장치에 대한 단면구성도이다.

본 고안의 전기조리기는 하우징(10)의 내부에 설치되는 절연소재로 제작된 트레이(21)에 전기에너지를 열에너지로 변환하여 발열되는 하나 이상의 히터(20)가 장착되고, 상기 하우징(10)의 상부에는 그 내부에 장착되는 히터(20) 및 전장부품을 덮여지도록 하면서 조리용기가 놓이는 내열성을 갖춘 세라믹판(30)이 결합되어 있다.

상기 세라믹판(30)의 저면에는 충격이나 순간적인 열팽창 등에 의해 세라믹판에 발생될 수 있는 균열 또는 파손을 감지하여 히터(20)에 공급되는 전원을 차단하도록 제어부(40)에 신호를 보내는 센서(31)가 부착되어 있다.

상기 센서(31)는 세라믹판(30)의 전부분에서 일어나는 손상을 감지하도록 세라믹판(30)의 가장자리를 따라 배선되면서 균열 또는 파손과 동시에 절단될 수 있는 전선형태로 된 것이 바람직하며, 센서의 부착면은 세라믹판의 상부면에 배치되도록 하는 것도 가능하다.

상기 하우징(10)의 바닥면에는 히터(20)의 발열동작시 열전도에 의해 하우징의 내부에 발생되는 뜨거운 공기를 강제로 배출시키는 냉각팬(50)이 설치되고, 이냉각팬에 상응하는 일측에는 외부의 차거운 공기가 토출되는 루버(51)가 형성되어 있다.

세라믹판(30)의 일측에는 히터(20)에 공급되는 전압의 출력값을 선택하여 조리기의 사용자가 설정한 온도대역으로 히터의 발열온도를 제어하는 가변저항(61)을 갖춘 히터조절놉(60)이 장착되어 있다.

도 5는 본 고안의 안전장치를 제어하기 위한 제어부의 블럭구성도로서, 전원부(41)는 교류(AC)를 직류(DC)화 하여 정류부(42)를 거쳐 서브 및 메인 출력드라이브(43)(44) 및 콘트롤러(47)에 적정한 전원을 공급하는 전원장치이고, 동기신호검출부(46)는 하나 이상의 채널(히터 부하)을 갖춘 출력부(45)에 대해 정확한 전압제어를 하도록 상기 전원부의 공급전원 주파수(60Hz)를 판독하여 콘트롤러(47)의 기준신호로 적용할 수 있도록 AC 60Hz를 DC 제로교차(zerocrossing) 검파한다.

상기 콘트롤러(47)는 DC zerocrossing 신호를 기준으로하여 조리기의 사용자가 출력값을 선택한 후 히터조절놉(60)의 가변저항(61)을 가변시킬 때 출력부(45)의 소비전압이 변동되도록 제어하며, 상기 각 출력드라이브(43)(44)는 최종적인 부하가 걸리는 출력부(45)의 높은 전류를 메인 출력드라이브(44)가 제어하되 낮은 전류를 서브 출력드라이브(43)가 제어하여 실제 소비전류와 콘트롤러(47)의 과부하를 방지하는 2중 구조로 설계되어 있다.

그러므로 상기 출력부(45)는 선택된 출력값에 의해 동기되어 전압이 가변된 상태로 제 1, 2채널의 히터 부하에 인가됨으로써 발열원이 되는 히터(20)에 전원을 출력하게 되며, 만약 이상 신호를 검출할 때에는 상기 콘트롤러(47) 또는정류부(42)를 통해 제 1, 2채널의 각 히터(20)에 출력되는 전원을 순간적(약 0.01~ 0.05초)으로 차단시켜 열원이 되는 히터(20)의 사용시 안전성을 현저히 향상시킬 수 있도록 하였다.

한편, 상기 콘트롤러(47) 또는 전원이 히터에 공급되는 선로의 적어도 어느 일부분에는 조리 용기가 올려지는 세라믹판(30)이 수평 또는 수평에 근접된 범위의 경사도에서 벗어나게 될 때 히터에 공급되는 전원을 차단하는 수평레벨센서(47')가 장착되어 있다.

이때, 본 고안에서는 상기 제 1, 2채널의 히터(20)를 소형과 대형으로 구분하고, 상기 제 1채널의 소형 히터와 제 2채널의 대형 히터에 대한 출력전압과 전류변화에 따른 소비전력 변동상태는 다음 표 1, 표 2에서와 같이 측정할 수 있었다.

소형 히터에 대한 소비전력 측정도

전압(V)	전류(A)	소비전력(W)
100130150170190210220	2.272.953.143.864.324.775.00	22738451165782010021100

대형 히터에 대한 소비전력 측정도

전압(V)	전류(A)	소비전력(W)
100130150170190210220	3.344.345.015.676.347.017.34	334546751964120514711615

따라서, 상기 소비전력 측정결과에 의하면, 음식물을 증숙하거나 조리를 하기 위해 세라믹판(30)의 표면에 용기를 올려 놓은 상태에서 그 일측에 설치된 히터조절놉(60)의 가변저항(61)을 조절하여 해당 히터(20)의 발열량을 적정온도로 제어함으로써, 종래에 히터(20)에 공급되는 전원을 온도센서의 작용에 의해 차단 또는 인가되도록 하여 발열량을 조절할 때에 비해 전력소모를 현저히 줄일 수 있게 된 것이다.

또한, 상기 히터(20)의 상부에 올려지는 용기와의 사이에 위치되어 절연재의 역할을 하는 세라믹판(30)에 사용상의 부주의로 인하여 충격을 가하게 되면서 균열이나 파손이 발생될 경우에는 세라믹판에 부착된 센서(31)가 동시에 파손되면서 그 이상 신호를 감지하여 제어부(40)의 콘트롤러(47)에 신호를 보내어 히터(20)에 공급되는 전원을 차단함으로써, 기기의 동작을 근본적으로 정지되게 하여 누전으로 인한 화재나 감전사고의 위험을 방지하게 된다.

즉, 고온에 대한 내열성을 갖는 세라믹판은 허용범위 이상의 충격이 가해질 때 일직선으로 파손 흔적이 생기는 재질적 특성을 가지므로 그 세라믹판에 절취에 대한 내성이 작은 소재의 센서를 일체로 부착되게 함으로써, 세라믹판의 손상시 동시에 절손이 이루어 지도록 한 것이다.

이때 센서의 부착위치는 세라믹판에 가해지는 충격에 대해 손상이 즉각적으로 나타나는 가장자리가 적당하며, 센서의 부착위치에 대한 고려사항으로는 히터의 직열을 받지 않도록 하는 것이 중요하다.

한편, 조리과정에서 히터에서 발생된 복사열 및 전도열이 하우징(10)의 내부에 잔류될 경우에는 직접적인 히터의 열을 받는 조리위치와 별도로 세라믹판의 나머지 다른 부분도 뜨겁게 되면서 조리도중 무의식적으로 세라믹판의 가장자리를 만질 때에 화상을 입게되는 사례가 있으므로, 이러한 과열을 미연에 방지하기 위해 히터의 발열동작시 설정된 온도에 도달하면 하우징의 내부에 발생되는 뜨거운 공기를 냉각팬(50)의 동작에 의해 외부의 차거운 공기를 흡입하여 기체 내부의 더운 공기를 일측에 형성된 루버(51)를 통해 배출시킴으로써 세라믹판을 냉각시켜 화상의 위험을 방지하게 된다.

또한, 조리 용기가 올려지는 세라믹판(30)이나 이 세라믹판을 지지하는 조리기 하우징에 외부의 충격, 예컨데 지진이나 조리용기의 과중한 무게에 의하여 수평 또는 수평에 근접된 범위의 경사도에서 벗어나면서 기울어지게 될 때 히터에 공급되는 전원이 수평레벨센서(47')에 의해 차단됨으로써, 화재사고의 위험을 방지하게 된 것이다.

이와 같은 본 고안의 전기조리기의 안전장치는 비교적 충격에 취약한 세라믹판이 균열 또는 파손 및 기울어짐으로 인하여 히터에 공급되는 전원을 통해 발생될 수 있는 감전 또는 누전의 위험을 원천적으로 방지할 수 있는 안전한 효과가 있다.

또한, 히터의 발열량을 공급전류의 가감작용에 의해 제어되게 함으로써 전기의 소모량을 감소시킬 수 있는 경제적인 장점과 함께 조리기의 세라믹판 및 하우징의 과열을 방지하여 안전성을 더욱 향상시킬 수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 하우징(10)의 내부에 설치되는 절연소재로 제작된 트레이(21)에 전기에너지를 열에너지로 변환하여 발열되는 하나 이상의 히터(20)가 장착되고, 상기 하우징(10)의 상부에 상기 히터(20) 및 전장부품을 덮여지도록 하면서 조리용기가 놓이는 내열성을 갖춘 세라믹판(30)이 결합된 조리기에 있어서,

   상기 세라믹판(30)의 저면에 세라믹판에 발생될 수 있는 균열 또는 파손을 감지하여 히터(20)에 공급되는 전원을 차단하도록 제어부(40)에 신호를 보내는 센서(31)가 부착되고, 상기 하우징(10)의 바닥면에 히터(20)의 발열동작시 열전도에 의해 하우징의 내부에 발생되는 뜨거운 공기를 강제로 배출시키는 냉각팬(50)이 설치되어 있되 이 냉각팬에 상응하는 일측에는 외부의 차거운 공기가 토출되는 루버(51)가 형성되며, 상기 세라믹판(30)의 일측에는 히터(20)에 공급되는 전압의 출력값을 선택하여 조리기의 사용자가 설정한 온도대역으로 히터의 발열온도를 제어하는 가변저항(61)을 갖춘 히터조절놉(60)이 장착된 구성을 특징으로 하는 전기조리기의 안전장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 센서(31)는 세라믹판(30)의 전부분에서 일어나는 손상을 감지하도록 세라믹판(30)의 가장자리를 따라 형성되면서 균열 또는 파손시에 동시에 절단될 수 있는 전선형태로 된 것을 특징으로 하는 전기조리기의 안전장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는 교류(AC)를 직류(DC)화 하여 정류부(42)를 거쳐 서브 및 메인 출력드라이브(43)(44) 및 콘트롤러(47)에 적정한 전원을 공급하는 전원부(41)와, 하나 이상의 채널(히터 부하)을 갖춘 출력부(45)에 대해 정확한 전압제어를 하도록 상기 전원부의 공급전원 주파수(60Hz)를 판독하여 콘트롤러(47)의 기준신호로 적용할 수 있도록 AC 60Hz를 DC 제로교차(zerocrossing) 검파하는 동기신호검출부(46)와, 상기 DC zerocrossing 신호를 기준으로하여 조리기의 사용자가 출력값을 선택한 후 히터조절놉(60)의 가변저항(61)을 가변시킬 때 출력부(45)의 소비전압이 변동되도록 제어하는 콘트롤러(47)로 구성됨을 특징으로 하는 전기조리기의 안전장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 콘트롤러(47) 또는 전원이 히터에 공급되는 선로의 적어도 어느 일부분에 조리 용기가 올려지는 세라믹판(30)이 수평 또는 수평에 근접된 범위의 경사도에서 벗어나게 될 때 히터에 공급되는 전원을 차단하는 수평레벨센서(47')가 장착된 것을 특징으로 하는 전기조리기의 안전장치.