KR200414997Y1 - 저전력 고효율 전기렌지 - Google Patents

Abstract

본 고안은 저전력 고효율 전기렌지에 관한 것으로서,

글래스 상판과, 상기 글래스 상판의 하부에 배치되며 전원과 연결된 히터로 구성되며, 석영유리관의 내부에 텅스텐 필라멘트와 발열촉진가스가 내장된 구성된 상기 히터와 상기 히터의 아래쪽에 배치된 반사체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하므로,

저전력 고효율로 작동되기 때문에, 에너지 소비가 크게 줄어들어 매우 경제적이며, 충전기(2차 전지)를 사용할 경우 야외에서도 손쉽게 조리할 수 있다는 이점이 있다.

전기렌지, 저전력, 고효율, 히터, 석영유리관, 탄화가스, 충전기

Description

저전력 고효율 전기렌지{ELECTRIC STOVE EMITTING FAR INFRARED RAY HAVING LOW POWER AND HIGH EFFICIENCY}

도 1은 종래의 저항가열방식의 전기렌지의 일 예를 나타내는 평면도이다.

도 2는 본 고안이 적용된 완제품의 그림을 나타낸 것이다..

도 3은 도 2의 단면도이다.

도 4는 본 고안에 적용된 저 전력 고효율 히터의 종단면도이다.

도 5는 도 3에서 충전식 전지의 예를 나타내는 평면도이다.

※ 주요 도면부호의 설명

1 : 상판 세란글래스 2 : 저전력 고효율 히터

3 : 전원 조작 스위치 4 : 몸체

20 : 내부기체 21 : 황토 몰탈 코팅

22 : 텅스텐 필라멘트 24 : 석영 유리관

32 : 저전력 고효율 히터 33 : 받침대

34 : 온도센서 35 : 내측 반사체

36 : 외측 반사경 41 : 단자

42 : PCM회로 43 : 충전지

44 : 전압안정회로

본 고안은 저전력 고효율 전기렌지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저전력 고효율 램프를 사용하여 전력 소모를 크게 줄일 수 있는 저전력 고효율 전기렌지를 제공하는데 있다.

종래의 전기 렌지에 관한 기술로는, 저항 코일을 이용하여 가열하는 핫플레이트 방식과 유도코일을 이용하여 가열하는 인덕션 방식, 그리고 고효율 반영구적 코일 방식을 적용한 하이라이트 방식이 일반적으로 적용되고 있다.

먼저, 핫플레이트 방식의 경우, 저항가열방식으로 되어 있어 구조가 간단하다는 장점을 가지고 있다.

그리고, 유도코일 방식은 대상 용기를 가열시키는 방식으로, 안전성을 증대할 수 있는 장점을 가지다.

또한, 하이라이트 방식은, 효율성에 있어서 뛰어나며 품질을 보장할 수 있는 장점을 가진다.

도 1에는 전술한 종래의 방식중 저항가열방식의 전기렌지의 예(한국등록실용신안공보 제0187672호)가 도시되어 있으며, 그 구성에 대하여 간략히 기술하면 다음과 같다.

먼저, 파워코드에(9)에 전원을 연결하고 조절손잡이(3)를 조작하여 켜면 저항 열선으로 구성된 히터(1)에 열이 발생한다. 이때, 그릴조절 손잡이(21)를 그릴 위치에 놓고 조절 손잡이(3)에 의해 필요한 온도를 설정하면 그릴부의 온도가 적절히 조절될 수 있다.

그러나, 이들 제품은 전력 소비율에 있어서 1구의 경우 약 1800 ~ 2000W의 전력 소비량을 가지고 있어, 여러 개의 화구를 가질 경우에는 전력 소비율이 그만큼 높아진다는 단점을 지니고 있다. 전력소비는 소비자들이 느끼는 직접적인 영향인 만큼 무시할 수 없는 부분이다.

그 밖에 가스렌지도 경제적인 측면과 화력에 있어서 뛰어난 효과를 가지고 있어 현재 많이 사용되고 있으나, 가스의 본래 성질상 폭발의 위험성을 내포하고 있어 사용자의 부주의를 고려하지 않을 경우 엄청난 재난으로 이어지기 때문에 항상 주의를 게을리해서는 안된다는 문제를 가진다.

본 고안은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고안의 목적은 저전력 고효율 히터를 채용하여 경제성을 크게 높이고 안전한 전기렌지를 제공하는데 있다.

또한, 본 고안의 목적은 간편하게 휴대할 수 있어 야외에서도 사용이 용이한 저전력 고효율 전기렌지를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 따른 저전력 고효율 전기렌지는,

내열 글래스 상판과, 상기 내열 글래스 상판의 하부에 배치되며 전원과 연결 된 히터로 구성된 것으로서,

석영유리관의 내부에 텅스텐 필라멘트와 발열촉진가스가 내장된 구성으로 된 히터;

상기 히터의 아래쪽에 배치된 반사체;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 발열촉진가스는 탄화가스에, 혼합가스인 할로겐가스, 아르곤가스 및 클립톤가스를 혼합한 가스인 것이 바람직하다.

또한, 상기 탄화가스와 혼합가스의 첨가비는 100 : 4.5∼6.5인 것이 바람직하다.

또한, 상기 반사체는 내부 반사체와, 그 아래쪽의 외측 반사경으로 구성되어 있는 이중 반사체인 것이 바람직하다.

또한, 상기 내부 반사체는 금속의 표면에 니켈-크롬 도금층이 형성된 구성으로 되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 내부 반사체와 외측 반사경의 테두리부는 상기 히터를 감싸는 형태로 곡면이 형성된 것이 바람직하다.

또한, 내부에는 제어부를 더 포함하며, 상기 내열 글래스 상판에는 상기 제어부에 연결된 온도센서가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

한편, 상기 전원은 충전식 전지로 구성될 수 있다. 물론, 일반적인 건물 전원이나 차량 전원이 사용될 수도 있다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 고안의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 2에는 본 고안의 일 실시예에 따른 저전력 고효율 전기렌지의 구성이 나타나 있다.

이에 따르면, 전기렌지의 케이스(5) 내부에는 저전력 고효율 히터(2)가 내장되고, 저전력 고효율 히터(2)는 내부에 있는 반사체(35, 도 4 참조)에 의해 복사열이 상측에 위치한 상판으로 전달된다. 여기서, 상기 전기렌지의 구동조작은 전원연결부(37)에 연결된 전원조작장치(3)에 의해 이루어진다.

그리고, 발생한 복사열은 상판의 투명 세란 글래스(1)를 통과하여 위에 놓인 조리용기를 가열하게 된다. 상기 세란 글래스(1)는 고온에도 변형되거나 파손되지 않는 내열 글래스이다.

상판에 있는 세란 글래스(1)는 제품의 외곽과 안전스프링 장치를 통해 연결되어 일정한 무게를 느끼지 않을 경우에는 동작을 하지 않도록 되어 있고, 만일 음 식이 조리중 끓어 넘치더라도 일정한 무게를 느끼지 않을 경우에는 자동적으로 동작을 멈추도록 설계가 되어 있어 화재를 일으킬 염려가 없다. 여기서, 안전스프링 장치는 안전 기능을 위한 하나의 선택 사항이다.

또한, 상기 세란 글래스(1)는 내열성이 뛰어난 유리재질로 약 1300도의 열에서도 변형을 가지지 않으며 약 100kg의 무게를 지탱할 수 있는 내구성이 강한 강화 유리 재질이다.

더욱이, 본 실시예에서는 전도 대류식 가열방식이 아니라 복사열을 이용하기 때문에 세란 글래스(1)가 반투명 구조를 가지고 있는 것이 적당하다.

도 3은 본 고안에 적용된 저 전력 고효율 히터(2)를 채용한 전기렌지에 관한 단면도이다.

먼저, 저전력 고효율 히터(2)는 내부 반사체(35)의 내부에 위치하게 된다. 상기 히터(2)는 열전도율이 낮고 내열성이 강한 텅스텐(33) 등의 금속으로 만들어진 받침대(33) 위에 장착된다.

이때, 히터(2)에서 방사되는 열은 모든 부분으로 방출을 하게 되는데 방출된 열 중, 상측으로 방사되는 열은 아무런 문제없이 조리용기나 상측 세란글래스(1)판으로 전달되고, 하측이나 측면으로 방사되는 열은 텅스텐과 같은 금속의 표면에 도금층을 입힌 내부반사체(35)에 의해 반사되어 상측으로 전달된다.

상기 내부 반사체(35)는 니켈-크롬도금을 통해 열 반사가 원활하게 이루어지도록 하였으며 테두리면은 곡면으로 구성되어 있다. 상기 곡면의 r각은 빛 반사부 분의 sin14°∼ sin16°의 각도를 유지하면 충분하다. 본 실시예에서 제시하는 각도는 적외선 방사열이 상측으로 전달함에 있어서 가장 많은 효율을 전달할 수 있도록 하는 각도이므로 기능을 변경함에 있어서 그 각도는 달라질 수도 있다.

외부반사경(36)은 내부 반사체(35)가 열을 반사함에 있어서 자체적으로 열을 내포하는 부분이 전기렌지 내부에 영향을 미칠 수 있으므로, 내부에 회로부분이나 주변 부품을 보호하기 위한 방어막으로 사용한다.

상기 반사체(35)와 히터(2)의 거리는 적외선 방사 거리를 고려하여 약 3∼4cm의 거리를 가지는 것이 바람직하며, 상판의 세란 글래스(1)와 히터(2)와의 거리는 약 0.5∼1cm의 거리를 가지는 것이 바람직하다. 이는, 외부의 충격에 의해 상하방향의 이동거리를 고려한 부분이므로 받침대(33)의 설계에 따라 이 부분의 거리도 조절할 수 있다.

또한, 상판 세란글래스(1)의 중앙부분에는 온도센서(34)를 설정하여, 이 설정된 온도센서(34)와 제어부(중앙처리장치 및 회로)의 연결을 통해 과도 전압이나 고온으로 인한 이상동작을 제어하는 역할을 할 수 있다.

한편, 도 4는 도 3에 도시된 본 실시예에 적용된 저전력 고효율 히터(2)의 구성을 상세히 나타낸다.

도시된 바와 같이, 저전력 고효율 히터(2)는 작은 전력으로 높은 발열을 나타내는 히터(2)로써 램프방식이 적용된다.

구체적으로, 본 실시예에 적용되는 저전력 고효율 히터(2)는 석영유리관(24) 의 내부에 텅스텐 필라멘트(22)가 내장되고, 발열촉진가스(20)로서 탄화가스가 함께 충전된 구성으로 되어 있다. 탄화가스는 발열량은 높으나 빛의 세기는 약한 특징을 가진다.

또한, 상기 석영유리관(24) 내부에는 탄화가스가 봉입되고 텅스텐 필라멘트의 발열시 파괴되는 것을 보호하기 위해 소량의 할로겐(Hg) 가스와 아르곤(Ar) 가스 및 클립톤 가스가 함께 주입된다.

이때, 상기 가스의 배합은 탄화가스와 기타 혼합가스(할로겐 가스, 아르곤 가스 및 클립톤 가스의 혼합가스)의 비율이 100 : 4.5∼6.5 정도인 것이 좋다. 전술한 범위를 벗어나면 석영유리관(24)의 내부에 안개와 같은 가스가 발생되고 텅스텐 필라멘트(22)로부터의 발열도 불충분하게 유도하지 못하게 된다. 또한, 할로겐 가스, 아르곤 가스 및 클립톤 가스의 혼합가스의 상대적 첨가량은 그다지 중요치 않으며, 혼합가스와 탄화가스 사이의 비율만 맞으면 효과를 발휘한다.

본 실시예에 따른 히터(2)를 구성하는 석영유리관(24)은 길이가 20mm 정도이고, 두께가 0.8mm 정도도 되어 있다. 물론, 상기 석영유리관(24)의 치수는 필요에 따라 적당히 변경될 수 있다.

상기 석영 유리관(24)은 1300도의 열에도 변형이 되지 않는 내구성이 강한 재질로써 내부열에 의해서도 변형이 없는 것이 특징이다.

또한, 상기 석영 유리관(24)의 외부에는 원적외선 방사를 위해 황토 몰탈 코팅(황토+몰탈)이 약 500㎛의 두께로 도포되어 있다. 상기 황토 몰탈 코팅(21)에서 황토와 몰탈의 상대적 비율을 중요치 않으며, 각각의 효과를 낼 수 있는 절대적 필 요량만을 충족하면 된다.

상기 황토 몰탈 코팅(21)은 약 1000도 이상의 열에서도 산화되지 않고 원적외선 방사율이 약 95%에 달하므로, 본 실시예의 히터(2)에 적용되어 원적외선을 직접 방출하게 되는 경우 인체에 무해하며 조리에 있어서도 도움을 줄 수 있다.

본 실시예에서는 이러한 저전력 고효율 히터(2)를 연속적으로 4∼5개 연결하여 사용하므로, 열의 방출량을 증대를 시킬 수 있으며 필요에 따라 적용 수를 줄이거나 늘릴 수 있는 장점을 가지고 있다.

상기 히터(2)의 동작원리를 부가적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 단자연결부(23)를 거쳐 충전지나 입력 전원을 통해 들어온 전압은 텅스텐 필라멘트(22)를 가열하게 되며, 이때 약 2500도의 열이 발생한다. 이 경우, 증발되는 필라멘트(22)의 성분이 미량의 할로겐과 결합하여 할로겐 산화물을 만들게 된다. 이와 같이 발생한 열은 탄화가스와 결합함으로써 발열이 더욱 증가하게 되고 이를 복사열로 사용할 수 있게 되는 것이다. 이때, 외부로 발생하는 열은 최대 700도 정도이며 이 열은 탄화가스의 주입량과 텅스텐 필라멘트의 규격에 따라 결정된다.

마지막으로, 도 5는 본 실시예에 적용된 충전식 전지(4)에 관한 사시도이다.

이는, 하나의 예이며 일반적인 건물의 전원이나 차량의 전원이 사용될 수 있음은 물론이다.

이에 의하면, 충전식 전지는 리튬 폴리머 전지가 사용될 수 있다.

예컨대, 본 실시예에 적용되는 리튬 폴리머 전지(43)는 3.7V 12000mAh의 용량을 가진 충전지가 적당하다. 이러한 셀은 각각의 과충전 방지 및 전류 방전을 조절하는 PCM(42)을 사용하여 충방전시 안전하게 동작을 할 수 있도록 하는 기능을 가지고 있다.

또한, 모든 전지는 일정 전류를 방출할 수 있도록 각 충전지의 부하를 줄이도록 하는 전압전류 안전회로(44)를 내장하여 전압의 소모량이나 전류의 소모량을 검측하여 제어할 수 있는 기능을 가지게 된다.

이와 같이, 구성된 충전지는 단자(41)을 통해 본체의 승압기와 연결되어 일반 전원과 같은 값으로 동작을 하게 된다.

전술한 실시예에서 적용된 부분을 조립하면 되는데, 이는 중앙처리장치를 가진 전자식 회로부분에서 동작하는 제어부에 의해 제어될 수 있다.

또한, 시간 예약 기능이나 맞춤형 조리기능 등의 일반적인 구성을 부가할 수도 있다.

한편, 도면에서는 회로를 포함하는 제어부, 전원 및 히터의 단자 등을 서로 연결하는 전원선은 매우 통상적인 구성이므로 이에 관한 도시는 생략하였다.

전술한 실시예는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 불과하며, 하기의 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 사상과 기술 범위 내에서 당업자에게 자명한 변경 또는 수정이 있을 수 있음은 물론이다.

전술한 바와 같은 구성의 본 고안에 따르면, 저전력 고효율 히터를 사용하기 때문에 에너지 소비가 크게 줄어들어 매우 경제적인 전기렌지로서 기능한다는 이점이 있다.

특히, 상기 석영유리관의 내부에 텅스텐 필라멘트와 발열촉진가스가 내장되어 있으므로 발열량이 보다 촉진되므로, 저전력을 이용한 복사열로도 충분히 음식을 조리할 수 있게 된다는 장점도 있다.

또한, 본 고안에 따르면, 복사열에 의해 가열하므로 내열 글래스를 개재시킬 수 있어, 발열부가 외부에 노출되는 가스렌지나 저항열 방식의 다른 전기렌지에 비해 주변이 정숙하고 미관상 우수하다는 장점도 있다.

또한, 본 고안에 따르면, 이중 반사체의 구조로 인해 복사열이 한층 효율 높게 작용할 수 있다.

또한, 본 고안에 따르면, 충전기(2차 전지)를 사용할 경우 야외에서도 손쉽게 조리할 수 있다는 장점도 있다.

Claims (8)

1. 내열 글래스 상판과, 상기 내열 글래스 상판의 하부에 배치되며 전원과 연결된 히터로 구성된 전기렌지에 있어서,

   석영유리관의 내부에 텅스텐 필라멘트와 발열촉진가스가 내장된 구성된 구성으로 된 히터;

   상기 히터의 아래쪽에 배치된 반사체;

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저전력 고효율 전기렌지.
2. 제1항에 있어서,

   상기 발열촉진가스는 탄화가스에, 혼합가스인 할로겐가스, 아르곤가스 및 클립톤가스를 혼합한 가스인 것을 특징으로 하는 저전력 고효율 전기렌지.
3. 제2항에 있어서,

   상기 탄화가스와 혼합가스의 첨가비는 100 : 4.5∼6.5인 것을 특징으로 하는 저전력 고효율 전기렌지.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 반사체는 내부 반사체와, 그 아래쪽의 외측 반사경으로 구성되어 있는 이중 반사체인 것을 특징으로 하는 저전력 고효율 전기렌지.
5. 제4항에 있어서,

   상기 내부 반사체는 금속의 표면에 니켈-크롬 도금층이 형성된 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 저전력 고효율 전기렌지.
6. 제5항에 있어서,

   상기 내부 반사체와 외측 반사경의 테두리부는 상기 히터를 감싸는 형태로 곡면이 형성된 것을 특징으로 하는 저전력 고효율 전기렌지.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   내부에는 제어부를 더 포함하며, 상기 내열 글래스 상판에는 상기 제어부에 연결된 온도센서가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 저전력 고효율 전기렌지.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전원은 충전식 전지인 것을 특징으로 하는 저전력 고효율 전기렌지.

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