KR200478866Y1 - 언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치에 관한 것으로, 워킹 코일과, 워킹 코일을 작동시키기 위한 전장 회로부 및 워킹 코일과 전장 회로부를 제어하는 제어부를 구비한 본체를 포함한 인덕션 히터가 탁자 하부에 설치된 언더레인지에 있어서, 상기 본체의 일측에는 외부온도센서로부터 외부온도감지신호를 입력받는 외부온도센서연결부가 설치되고, 상기 외부온도센서는 일측이 상기 탁자에 삽입되어 설치되며 타측이 상기 외부온도센서연결부에 연결되며, 상기 제어부는 상기 외부온도센서연결부를 통해 입력된 외부온도감지신호가 설정된 온도데이터의 범위를 벗어난 경우 상기 워킹 코일의 작동을 중지시키기 위한 가열차단신호를 발생하는 가열차단부를 포함하여 조리자의 부재 등으로 인해 조리용기가 과열될 경우 탁자의 온도변화를 감지하여 가열을 중단함으로써 화재의 발생을 방지하도록 구성된 언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치에 관한 것이다.

Description

언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치{A fire-protection device for a table equipment with an under-range}

본 고안은 언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 식탁이나 탁자 등에 부착되어 설치되는 언더레인지를 사용할 때 조리자의 부재 등으로 인해 조리용기가 과열될 경우 탁자의 온도변화를 감지하여 가열을 중단함으로써 화재의 발생을 방지하도록 구성된 언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치에 관한 것이다.

일반적으로 음식을 조리하기 위한 목적으로 LNG, LPG 등의 가스 연료를 이용한 조리장치들이 흔히 이용되고 있으나, 가스 연료는 화재나 폭발 등의 위험도가 높으며 가정에서 가스 연료를 편리하게 이용하려면 가스 배관 등의 기반 설비의 설치가 필요하다는 문제점이 있어 기반 설비 설치가 어려운 곳에서는 사용이 어려워 이를 대체하기 위한 수단으로 전기레인지 등과 같은 전기가열장치들이 개발되어왔다.

대표적인 전기가열장치로 전열히터를 통해 조리용기를 가열하는 전기레인지와 자기장 유도에 의해 자석에 붙는 금속 재질의 조리용기를 가열하는 방식의 자기유도식 인덕션 히터(induction heater)가 있다.

특히, 인덕션 히터는 전기레인지의 대표적인 단점인 낮은 열 효율을 획기적으로 개선한 가열장치로서, 워킹 코일에 고주파 전류를 흘려 강력한 자기장을 생성하고, 이 자기장이 자성체인 조리용기에 와전류(맴돌이 전류, eddy current)를 생성시켜 조리용기를 가열하는 방식으로 작동되므로 전용 조리용기만을 사용해야 하는 단점이 있으나, 연료의 연소에 의한 가열 방식이 아니므로 조리시 실내의 산소가 고갈되지 않고 일산화탄소(CO)의 발생을 방지할 수 있어 쾌적한 실내를 유지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 전열히터를 이용하는 전기레인지 방식은 가열 도중 상판에 손을 접촉하면 온도가 상승한 상판에 화상을 입을 위험이 있는 것에 비해, 인덕션 히터는 조리용기를 가열하는 도중 상판에 신체접촉을 하더라도 상판이 가열되는 방식이 아니므로 화상 사고가 발생할 위험이 없어 사용에 보다 안전하여 이와 관련된 다양한 제품들이 개발되고 있는 추세이며, 최근에는 교류전원의 주파수와 회로의 고유주파수가 같을 때 회로에 큰 진동 전류가 흐르는 현상인 전기공진현상을 이용하여 인덕션 히터의 가열 유효거리를 7cm 정도까지 늘린 제품들도 개발되어 보급되고 있다.

이와 같이 가열 유효거리가 늘어난 인덕션 히터는 워킹 코일에서 발생한 자력선이 목재, 세라믹, 플라스틱 등을 손실없이 통과할 수 있기 때문에 이 장점을 이용하여 실내 장식의 미감을 더욱 높이고자 하는 목적에서 인덕션 히터를 탁자에 올려 사용하거나 매립하지 않고 대한민국 등록실용신안 제20-0475614호와 같은 부착장치를 이용하여 인덕션 히터를 탁자 밑에 부착하여 사용할 수도 있으므로 이른바 '언더레인지'라고도 불리고 있다.

한편, 인덕션 히터는 조리용기 자체가 발열되면서 다른 조리 기구는 물론 전열히터 방식에 비해서도 조리용기 내부의 음식물이 빠르게 가열되므로, 조리자가 인덕션 히터의 화력을 적절하게 조절하지 않게 되면 음식물이 과도하게 익거나 타게 되며, 종래의 화석 연료를 이용한 가열수단과 마찬가지로 조리자가 음식을 조리하는 도중에 자리를 비울 경우에 발생할 수 있는 과열에 의한 화재의 위험성은 여전히 갖고 있다. 이 같은 화재 위험성을 줄이기 위해 대한민국 등록특허 제10-1345742호와 같이 로드셀을 구비하여 상판에 올려진 조리용기의 무게를 측정함으로써 워킹 코일을 제어할 수 있는 인덕션 기술들이 개발되기도 하였으나, '언더레인지'의 경우 상판과 조리용기 사이에 소정의 두께를 가진 탁자가 존재하므로 조리용기의 무게를 직접 측정하는 방식은 적용할 수 없다는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 사용자가 소지한 휴대단말기와의 거리를 감지하는 방식에 의해 사용자가 설정된 거리를 벗어난 것으로 인식될 경우 사용자에게 이를 통보한 후 인덕션 렌지의 전원을 차단하도록 구성된 대한민국 등록특허 제10-1534514호와 같은 기술도 개발되었으나, 이 기술은 사용자가 휴대단말기를 소지하지 않고 자리를 비우는 경우에는 대처하기 어려운 문제점이 있고, 사용자의 움직임을 감지하는 방식의 동작감지센서를 이용한 화재방지 제어방법도 고안되었으나 동작감지센서의 경우 동작감지센서가 주변에 있는 애완동물을 감지하여 관리자가 있는 것으로 인식하는 경우 위험 상황을 정확히 감지할 수 없다는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1345742호 대한민국 등록특허 제10-1534514호

본 고안에 따른 언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치는 식탁이나 탁자 등에 부착된 언더레인지를 사용한 조리 도중에 조리자의 부재 등으로 인해 조리용기가 과열될 경우 탁자의 온도변화를 감지하여 화재의 발생을 방지할 수 있도록 하는 것을 주요한 과제로 한다.

본 고안에 따른 언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치는 워킹 코일과, 워킹 코일을 작동시키기 위한 전장 회로부 및 워킹 코일과 전장 회로부를 제어하는 제어부를 구비한 인덕션 히터 본체(이하 본체라 칭함)를 포함한 언더레인지가 하부에 부착된 탁자의 화재차단안전장치에 있어서, 상기 본체의 일측에는 외부온도센서로부터 외부온도감지신호를 입력받는 외부온도센서연결부가 설치되고, 상기 외부온도센서는 일측이 상기 탁자에 삽입되어 설치되고 타측이 상기 외부온도센서연결부에 연결되며, 상기 제어부는 상기 외부온도센서연결부를 통해 입력된 외부온도감지신호가 설정된 온도데이터의 범위를 벗어난 경우 상기 워킹 코일의 작동을 중지시키기 위한 가열차단신호를 발생하는 가열차단부를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 외부온도센서의 일단은 전기적인 신호를 주고받을 수 있도록 형성된 삽입플러그 구조로 형성되고, 상기 외부온도센서연결부는 삽입플러그가 삽입될 수 있는 소켓 구조로 형성되어 필요에 따라 상기 외부온도센서와 외부온도센서연결부의 연결과 분리를 용이하게 할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외부온도센서는 다수 개로 구성되어 상기 탁자에 이격되어 설치되며, 상기 외부온도센서연결부에는 상기 다수의 외부온도센서로부터 외부온도감지신호를 한꺼번에 입력받기 위한 멀티신호입력모듈이 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외부온도센서는 상기 탁자에 삽입되어 설치된 센싱부를 포함한 광케이블과, 상기 광케이블 일단으로 광을 인입시킬 수 있게 설치된 광조사부, 및 상기 광케이블을 통과한 광을 검출하는 광검출부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치는 인덕션 히터와 조리용기 사이에 위치하는 탁자의 온도 변화를 감지할 수 있게 설치된 외부온도센서의 신호를 받아 설정된 데이터와 입력된 데이터를 비교하여 탁자의 온도 변화가 설정된 데이터 범위를 넘어서는 경우에는 워킹 코일의 작동을 중지시키도록 작동되므로 조리자의 부재 등의 이유로 발생하는 과열작동으로 인해 화재가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1을 다른 방향에서 바라본 모습을 나타낸 도면.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치의 화재차단을 위한 구성들을 개념적으로 나타낸 블록도.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치가 설치된 예시를 측면에서 바라본 모습을 나타낸 참고단면도.
도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치에서 외부온도센서가 설치된 상태예시를 탁자 상부 평면에서 바라본 모습을 나타낸 참고도.

이하, 본 고안의 구체적인 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 고안의 상세한 설명 또는 청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치는 워킹 코일(110)과, 워킹 코일과 전장 회로를 제어하기 위한 제어부(130) 및 외부 온도신호를 입력받기 위한 외부온도센서연결부(120)를 포함한 인덕션 히터 본체(이하 본체라 칭함);와 외부온도센서연결부(120)에 연결되는 외부온도센서(200);를 포함하여 구성된다.

본체(100)는 자기장 유도에 의해 조리용기를 가열하기 위한 워킹 코일(110)과, 워킹 코일(110)을 작동시키기 위한 전장 회로들을 제어하기 위한 제어부(130)가 내부에 설치된 케이스를 포함하며, 사용자의 조작신호를 입력받기 위한 조작스위치부(150) 등 공지의 조리용기를 가열하기 위한 인덕션 히터의 일반적인 구성을 더 포함하여 구성될 수도 있다.

일반적으로 인덕션 히터는 1차 코일에 교류전압(V1)을 가하고 전류(I1)를 흐르게 하면 1차코일과 2차코일의 권선수 비에 따라 2차코일에 전압(V2)이 발생하면서 전류(I2)가 흐르게 되는 변압기 회로의 원리를 이용하는데, 인덕션 히터에서는 1차 코일의 역할은 워킹 코일(110)이 수행하고, 2차 코일의 역할은 자성체인 조리용기가 하게 된다.

따라서, 인덕션 히터는 워킹 코일(110) 및 워킹 코일(110)에 교류전압을 가하여 전류를 흐르게 하기 위한 구동 회로부를 반드시 포함하여야만 하고, 그 외에도 유도 가열의 효율을 높이기 위해 인덕션 히터에서 통상적으로 사용하는 10kHz ~ 300kHz범위의 고주파영역의 전자기파를 형성하기 위한 고주파신호발생회로부나 증폭회로부, 순간 고전압·전류로부터 회로 부품들을 보호하기 위한 정전압 회로부 등을 더 포함할 수도 있으며, 이와 같은 구성은 공지된 자기장 유도 회로의 구성에 따르므로 보다 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 고안의 일 실시예에서 본체(100)의 일측에는 탁자에 설치된 외부온도센서(200)로부터 발생한 외부온도신호를 입력받기 위한 외부온도센서연결부(120)가 더 설치된다. 이때, 본 고안의 일 실시예에서 외부온도센서연결부(120)는 상황에 따라 외부온도센서(200)를 쉽게 연결하고 분리할 수 있도록 하기 위해 삽입플러그가 삽입될 수 있는 소켓 형상으로 형성되었으나, 다른 구조로 형성될 수도 있다.

한편, 외부온도센서연결부(120)에 연결되는 외부온도센서(200)는 탁자(10)에 일측이 삽입설치되어 탁자의 온도변화를 감지하기 위한 구성으로, 외부온도센서(200)의 타측은 외부온도센서연결부(120)에 연결될 수 있는 형상으로 이루어지며, 본 고안의 일 실시예와 같이 외부온도센서연결부(120)가 소켓 형상으로 이루어진 경우 외부온도센서연결부(120)에 삽입될 수 있는 삽입플러그 형상으로 형성된다.

또한, 외부온도센서(200)는 다수 개로 구성되어 워킹 코일(110)을 중심으로 가열 영역 내부 또는 가열 영역에서 소정 거리 떨어진 외부 지점에 분산 설치되어 하나의 센서가 오작동할 경우에도 원활한 온도감지가 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 외부온도센서(200)는 본체의 외부온도연결부(120)와 직접 연결될 수도 있으나 다수의 외부온도센서(200)로부터 발생한 외부온도감지신호를 한꺼번에 입력받을 수 있도록 구성된 멀티신호입력모듈(300)을 통해 본체와 연결될 수도 있다. 이때, 멀티신호입력모듈(300)은 각 외부온도센서(200)의 신호가 서로 섞이지 않고 본체에 각각 별도로 입력될 수 있게 소정 주기에 따라 각 신호를 출력하는 시퀀스 회로 등을 포함하거나 입력된 신호들을 비교연산한 결과치를 출력하도록 구성된 연산회로를 포함해 구성될 수 있으며, 그 외에도 센서에서 입력된 신호를 본체의 제어부가 인식할 수 있는 신호로 변환하여 출력하기 위한 신호변환부 등과 같은 구성을 더 포함할 수 있다.

본 고안의 일 실시예에서 외부온도센서(200)는 도 5에 도시되 바와 같이 탁자를 상부에서 바라보았을 때 인덕션 히터의 본체(100)를 탁자(10) 하부에 설치했을 시 실제 조리용기의 가열이 이루어지면서 탁자에 열 전도가 발생하는 부분 주변의 지점을 선택하고, 탁자 하부에 홀을 천공하되 구멍의 상부로부터 탁자의 표면까지 1cm 정도만 남도록 센서삽입홀(11)을 형성한 후 센서삽입홀(11) 내에 센서를 설치하였으나 탁자에 열감지 스티커를 부착하는 방법 등 다른 방법을 추가로 이용하여 설치될 수도 있다.

또한, 본 고안의 바람직한 실시예에서 외부온도센서(200)는 온도 감지시 전자기장의 영향을 받는 것을 방지하기 위해, 탁자(10)에 삽입되어 설치된 센싱부(210)를 포함한 광케이블(220); 광케이블(220)의 일단으로 광을 인입시킬 수 있게 설치된 광조사부; 및 광케이블을 통과한 광을 검출하는 광검출부(230);를 포함한 광섬유 온도 센서 구조로 형성되었으나, 센서에 전류를 흘려 온도 차이에 따른 저항값 등의 변화에 의한 전류의 변화를 감지하는 구조로 형성된 공지의 전기저항형 온도 센서나 감온 다이오드 등을 이용한 반도체 접합형 온도 센서 등의 방식을 통해서도 형성될 수 있다.

이와 같이 구성된 외부온도센서(200)는 레이저광, UV광 등을 발생할 수 있는 광조사수단을 포함한 광조사부에서 발생된 광이 광케이블(220)로 인입되어 센싱부(210)까지 전달되고, 센싱부(210)는 내부에 전달된 광에 의해 검출되는 형광 물질(211)을 포함하고 있어 광조사부와 일체로 형성된 광검출부(230)에서는 센싱부(210)에서 검출된 형광 물질의 상태를 분석하여 온도의 변화를 감지하는 방식을 이용한 형광검출센서구조로 형성되었으나, 공지의 다른 광섬유 센서 구조에 따라 센싱부(210)는 광이 산란되는 정도를 필터링하여 온도 변화를 감지하기 위한 격자필터나 광의 굴절률을 검출하여 온도 변화를 감지하기 위한 반사경 등을 포함한 구조로도 형성될 수도 있으며, 광검출부(230)는 센싱부(210) 구조에 따른 검출 방식을 갖도록 형성될 수 있다.

이와 같은 방식으로 형성된 외부온도센서(200)는 전류가 아닌 광의 변화를 통해 외부의 물리변화를 감지하게 되는 작동 구조상 워킹 코일(110)을 통해 유도된 자기장의 영향을 받지 않으므로 탁자의 온도변화를 정확하게 감지할 수 있게 된다.

한편, 본체의 제어부(130)는 워킹 코일(110)과 워킹 코일(110)을 작동시키기 위한 전장 회로들의 작동을 제어하기 위한 구성으로 인덕션 회로의 일반적인 제어회로의 구성을 포함하며, 조작스위치부(150)에 입력된 조작신호를 입력받기 위한 외부신호입력부(131), 외부온도센서연결부(120)에서 입력된 신호를 입력받기 위한 센서신호입력부(132), 설정된 데이터가 저장되는 저장부(133), 입력된 신호와 저장된 데이터를 비교연산하는 연산부(134) 및 연산부(134)에서 도출된 결과에 따라 신호를 출력하는 신호출력부(135)를 포함한 MCU 등으로 구성될 수 있다.

이때, 제어부(130)에는 가열차단부(136)가 더 포함되어 외부온도센서연결부(120)를 통해 입력된 외부온도신호가 저장부(133)에 설정된 온도의 허용범위를 넘어선 경우 조리용기가 과열되어 화재 발생의 위험이 있는 상태로 인식하여 가열차단부(136)에서는 가열중단제어신호를 발생시켜 워킹 코일(110)의 구동을 중단시키도록 구성되어 화재의 위험을 차단할 수 있도록 한다.

상기한 구성에 따른 본 고안의 일 실시예에 따른 언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치는 인덕션 히터와 조리용기 사이에 위치하는 탁자의 온도 변화를 감지할 수 있게 설치된 외부온도센서의 신호를 받아 설정된 데이터와 입력된 데이터를 비교하여 탁자의 온도 변화가 소정의 설정 범위를 넘어서는 경우 워킹 코일의 작동을 중지시키게 되므로 조리용기의 가열 중 조리자의 부재 등으로 인해 발생하는 과열로 인해 화재가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 인덕션 히터 본체와 외부온도센서와의 연결 및 분리가 용이한 장점이 있다.

이상에서 본 고안은 한정된 실시 예에 의해 설명되었으나, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

10 : 탁자 11 : 센서삽입홀
100 : 본체 110 : 워킹 코일
120 : 외부온도센서연결부 130 : 제어부
131 : 외부신호입력부 132 : 센서신호입력부
133 : 저장부 134 : 연산부
135 : 신호출력부 136 : 가열차단부
150 : 조작스위치부 200 : 외부온도센서
210 : 센싱부 211 : 형광 물질
220 : 광케이블 230 : 광검출부
300 : 멀티신호입력모듈

Claims (4)

1. 워킹 코일과, 워킹 코일을 작동시키기 위한 전장 회로부 및 워킹 코일과 전장 회로부를 제어하는 제어부를 구비한 인덕션 히터 본체(이하 본체라 칭함)를 포함한 언더레인지가 하부에 부착된 탁자의 화재차단안전장치에 있어서,
   상기 본체의 일측에는 외부온도센서로부터 외부온도감지신호를 입력받는 외부온도센서연결부가 설치되고,
   상기 외부온도센서는 일측이 상기 탁자에 삽입되어 설치되고 타측이 상기 외부온도센서연결부에 연결되며,
   상기 제어부는 상기 외부온도센서연결부를 통해 입력된 외부온도감지신호가 설정된 온도데이터의 범위를 벗어난 경우 상기 워킹 코일의 작동을 중지시키기 위한 가열차단신호를 발생하는 가열차단부를 포함하고,
   상기 외부온도센서의 일단은 전기적인 신호를 주고받을 수 있도록 형성된 플러그 구조로 형성되고, 상기 외부온도센서연결부는 상기 플러그가 삽입될 수 있는 소켓 구조로 형성되어 상기 외부온도센서와 외부온도센서연결부의 연결과 분리를 용이하게 할 수 있도록 구성되며,
   상기 외부온도센서는 다수 개로 구성되어 상기 탁자에 이격되어 설치되며,
   상기 외부온도센서연결부에는 상기 다수의 외부온도센서로부터 외부온도감지신호를 한꺼번에 입력받기 위한 멀티신호입력모듈이 설치되고,
   상기 외부온도센서는 상기 탁자에 삽입되어 설치된 센싱부를 포함한 광케이블과, 상기 광케이블 일단으로 광을 인입시킬 수 있게 설치된 광조사부, 및 상기 광케이블을 통과한 광을 검출하는 광검출부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 언더레인지가 부착된 탁자의 화재차단안전장치.
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