KR20060101198A - 유도가열기용 조리기구 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도가열 중 조리기구의 바닥 변형을 최소화시켜 높은 유도가열 효율 및 본체로부터 자성체 금속판의 견고한 결합으로 탈착이 되지 않게 하는 것이다. 이에 따른 본 발명은 내부에 조리대상물 수용공간을 갖도록 성형된 알루미늄합금 조리기구 본체와 상기 본체의 바닥면에 자성체 금속판을 포함하는 유도가열용 조리기구에 있어서,

상기 자성체 금속판의 중심부에 소정 직경의 통공(2)이 구비되고, 통공 주위에는 외곽방향으로 소정길이를 갖는 외향장공(3)이 형성되거나 또는 통공쪽으로 소정 길이를 갖도록 형성되는 내향장공(4)이 형성되고, 상협 하광의 형태로 상부로 돌출된 돌기(5)가 본체의 바닥면에 강제 끼움되고, 상기 돌기에 따라 형성된 자성체 금속판의 구멍(7)에 상기 본체의 알루미늄이 함몰되어 이루어짐을 특징으로 하는 유도가열용 조리기구로 이루어짐과 함께 이를 제조함에 있어서는 상기 자성체 금속판에 프레스 공정을 통해 통공(2), 외향장공(3), 내향장공(4)을 형성하고, 상협 하광이 되게 상부로 돌출되게 타발하여서 된 돌기(5)가 본체 바닥면에 인입됨과 동시에 타발에 따라 형성된 구멍(7)에 알루미늄이 함몰되게 함을 특징으로 한다.

유도가열. 조리기구

Description

유도가열기용 조리기구 및 그 제조방법{Cookware for induction heating and it's manufacturing method}

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 조리기구 본체와 발열판의 분리 상태도

도 2는 타 실시예를 나타낸 발열판의 구조도

도 3은 상협 하광 형태의 돌기를 갖는 자성체 금속판이 본체에 압입된 결합 상태도

도면의 주요부분에 대한 부호 설명

1: 본체 2: 통공 3: 외향장공 4: 내향장공

5: 돌기 6: 자성체 금속판 7: 구멍

본 발명은 유도가열용 조리기구 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유도가열 중 조리기구 바닥의 변형을 최소화함과 함께 자성체 금속판의 결합을 보다 견고하게 할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 유도가열기는 금속과 같은 도전물질에 고주파자장르 가할 때 도체내에 생기는 맴돌이 전류에 의하여 물질을 가열하는 유도가열 원리를 이용한 기 기로서 그 이용분야가 점점 넓어지고 있다.

이러한 유도가열기에 이용되는 조리기구는 솥이나 냄비, 주전자, 프라이팬 등이 있으며, 상기한 조리기구는 유도가열시의 평탄한 가열면에 놓인 상태에서 유도 가열된다.

이 유도가열용 조리기구는 알루미늄합금으로 된 몸체 바닥에 몸체와 다른 철판(또는 강판) 또는 스테인레스강판과 같은 자성체금속을 주조 또는 열간단조와 같은 방법으로 결합하고 있다.

이들 조리기구는 자성체 금속판의 형상 및 접합 결합방식 등에 따라 조리기구의 바닥 변형도 및 유도가열 효율이 다르다. 자성체인 금속판의 일반적인 형상은 원형으로 되어 있으며, 이 원형의 자성판을 알루미늄합금 본체와 결합시키기 위한 방법에 있어서 이종금속 접합의 경우는 적절한 열간단조 및 열처리하여 주조하는 반면, 이종금속결합의 경우는 원형의 자성판에 상부를 향해 직각으로 돌기가 형성 된 구멍이 다수개 구비되어 있으며, 이런 형상의 돌기를 상온에서 프레스로 강제 압입하여 본체에 결합시키고 있다.

상기와 같은 구조 및 방법에 따라 이루어진 원판의 형상에서는 유도가열 중 선팽창계수가 큰 알루미늄합금 본체바닥의 팽창이 커지고 선팽창계수가 낮은 철판 또는 스테인레스강판(STS430, 410)은 상대적으로 팽창이 적어 알루미늄합금 본체 바닥이 솟아오르는 현상이 발생하여 유도가열용 조리기구로는 불안정하고 유도가열 효율이 낮아지는 결점이 있다.

또한 이 유도가열 조리기구는 다른 기열기 예로서 가스렌지에서 사용시 과열 이 되면 원판 형상의 자성체인 금속판이 중심부부터 뒤틀림이 일어나면서 심한 변형이 일어나거나 심한 경우는 직각 돌기 형상을 갖는 자성체 금속판이 바닥과의 결합이 유지되지 못하고 탈착이 생기는 등의 결점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유도가열 중 조리기구의 바닥 변형을 최소화시켜 높은 유도가열 효율 및 본체로부터 자성체 금속판의 견고한 결합으로 탈착이 생기는 문제점 등을 개선하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부에 조리대상물 수용공간을 갖도록 성형된 알루미늄합금 조리기구 본체와 상기 본체의 바닥면에 자성체 금속판을 포함하는 유도가열용 조리기구에 있어서, 상기 자성체 금속판의 중심부에 소정 직경의 통공이 구비되고, 통공 주위에는 외곽방향으로 소정길이를 갖는 외향장공이 형성되거나 또는 통공쪽으로 소정 길이를 갖도록 형성되는 내향장공이 형성되거나, 또는 상기한 외향장공과 내향장공이 모두 형성될 수 있으며, 철판(또는 강판), 스테인레스강판과 같은 자성체 금속판은 상협 하광의 형태로 상부로 돌출됨에 따라 구멍의 테두리에 상부로 형성된 돌기가 강압프레스에 따라 본체와 견고하게 결합 된 구조로 이루어진다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예 1로서 조리기구 본체와 발열판의 분리 상태도를 나타낸 것이고, 도 2는 타 실시예2를 나타낸 발열판의 구조도이고, 도 3은 상협 하광의 형태를 갖는 상부로 돌출된 돌기를 갖는 자성체 금속판이 본체에 압입된 결합 상태도를 나타낸 것으로 이에 따라 설명한다.

도 1a 및 도 1b에 나타내 바와 같이, 내부에 조리대상물 수용공간을 갖도록 성형되는 알루미늄합금으로 된 본체(1)와 상기 본체 바닥면에 결합되며 중심부에 소정 직경의 통공(2)이 구비되고, 상기 통공 주위에는 외곽방향으로 소정 길이를 갖는 외향장공(3)이 구비되거나, 통공쪽으로 소정 길이를 갖는 내향장공(4)(내향장공만이 형성된 도면은 별도로 도시하지 않음)이 형성되거나, 도 2에 나타낸 바와 같이 상기한 외향장공(3)과 내향장공(4)이 모두 형성될 수 있으며, 또한 상기한 구조를 갖는 자성체 금속판이 본체(1)와 결합되도록 상협 하광의 형태로 상부로 돌출되도록 프레스 등을 이용하여 타발시킴에 따라 구멍의 테두리가 형성됨과 함께 상부로 돌출된 돌기(5)가 형성되고, 상기 돌기를 갖는 자성체 금속판(6)을 본체 바닥면에 맞대어 프레스로 강제 압입함에 따라 상협 하광을 갖는 돌기에 이웃하는 구멍(7)에 알루미늄이 인입되어 견고한 결합이 이루어진다.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 유도가열용 조리기구를 제조함에 있어서는 먼저, 알루미늄합금판으로 프레스 성형하여 바닥면을 갖는 조리기구 본체(1)를 성형하거나, 알루미늄합금주괴로 용해, 주조 가공하여 바닥면을 갖는 본체를 성형하게 된다.

그리고 이와는 별도로 철판 또는 스테인레스강판으로 이루어진 자성체 금속판을 준비하여 중심부에 소정 직경의 통공(2)을 형성하고, 통공주위에 통공(2)과 요통되며 외곽방향으로 소정길이를 갖는 복수개의 외향장공(3) 또는 내향장공(4)을 형성하거나, 상기한 외향장공(3)과 내향장공(4)을 모두 형성한다.

상기 통공(2)과 내향장공(3) 및 외향장공(4)은 프레스 등의 공지의 가공방법으로 동시에 혹은 순차적으로 형성될 수 있다.

상기한 구조에서 자성체 금속판에 형성된 통공(2)과 외향장공(3) 또는 내향장공(4)이 열변형에 대해 완충능력을 갖게 됨에 따라 조리기구의 만곡향을 감쇄시키는 작용을 한다.

즉, 통공(2)과 외향장공(3)영역에서는 본체 바닥면이 정상적으로 늘어나면서 자성체 금속판(6)쪽으로 휘려는 힘에 대해 저항하는 힘이 발생하게 된다.

이어서 상기 돌기(5)를 갖는 자성체 금속판(6)를 본체(1)의 바닥면에 맞대어 프레스로 프레싱하면 돌기(5)가 알루미늄의 본체(1)에 강제로 들어감과 함께 본체의 알루미늄이 구멍(7)에 강제로 끼움된다.

즉, 스테인레스강판은 강도는 알루미늄에 비해 월등이 높기 때문에 돌기를 갖는 스테인레스를 강압적으로 프레싱하면 돌기가 본체에 들어감과 함께 알루미늄은 자성체 금속판의 구멍(7)에 강제 끼움이 이루어짐에 따라 조리기구의 과열이 진행된다 하여도 상협 하광의 형태를 갖는 돌기(5)에 의거 쉽게 탈착되지 않는다.

상기와 같이 구멍(7)에 강제 끼움된 알루미늄은 단순결합이 아니라 상협 하광을 갖는 돌기(5)와 이웃한 결합이기 때문에 과열이 진행된다 하여도 종래구조에서 처럼 탈착되지 않는다.

이하 본 발명의 실시예에 따라 설명한다.

알루미늄합금판으로 프레스 성형하여 조리기구 본체(1)를 만들었다. 그리고 도 2와 같은 형상을 갖는 자성체인 스테인레스강판의 금속판을 프레스 가공하였다.

이어서 상기 금속판을 유압프레스금형에 넣고 그 위에 기 제작된 본체(1)를 얹어놓고 유압프레스로 강제 압입시켰다. 상기와 같이 압입시킴에 따라 상협 하광 형태를 이루는 다수의 돌기(5)가 본체(1)바닥에 인입됨과 함께 본체의 알루미늄이 구멍(7)에 들어와 함몰하게 된다.

이후 조리기구에 불소수지 코팅을 할 때 400℃ 이상의 가열에 의해 알루미눔합금 본체와 자성체인 금속판의 돌기와의 결합이 상온에서 압입 결합된 상태보다 더 팽창된 상태로 결합되어 있다가 상온으로 되면 압입된 돌기와 알루미늄합금 본체와의 결합에 미세간극이 형성되어 있게 된다. 이 미세간극의효과로 인해 유도가렬중 알루미늄합금 본체바닥과 자성체인 금속판의 선팽창율 치이를 더욱 감소ㅔ시켜알루미눔합금 조리기구의 바닥 변형이 더욱 축소된다.

이후 알루미늄합금 조리기구 내면에 불소수지코팅하고, 외면에 내열성 페인트 도장을 한 후 손잡이 등을 부착하여 유도가열용 조리기구룰 제조하였다.

상기 알루미늄합금으로 된 조리기구의 본체 바닥의 두께는 3.2㎜∼4.5㎜로 구성한다. 3.2㎜이하에서는 유도가열중 자성체인 금속판의 변형을 충분히 억제시키지 못하여 바닥 변형이 크게되고, 4.5㎜이상에선 변형을 충분히 억제하나 중량이 무거워지고 경제적으로도 비효율적이다.

그리고 자성체인 금속판의 두께는 0.4∼1㎜로 한다. 0.4㎜이항에서는 유도가열 효율이 낮고 1㎜ 이상에서는 고비용과 무거워지는 단점이 있다. 자성체인 금속판의 형상은 중앙에 직경10∼60㎜인 통공(2)을 구비한다. 통공이 40㎜이하인 경우는 가열중 바닥 변형이 커져 알루미늄합금 조리기구 본체 바닥의 중앙부가 1㎜이상 솟아오르며, 60㎜이상인 경우는 자성체 면적이 적어져 가열속도가 늦어진다.

상기와 같은 중앙 통공으로 일반 가스렌지에서 과열되어도 자성체인 금속판의 변형이 없고 자성체인 금속판이 알루미늄합금 본체바닥에서의 탈착이 일어나지 않는다.

한편 중앙통공과 연결된 외향장공(3)을 다수개 만들어준다. 외향장공의 폭은 3∼5㎜로 하고, 길이는 자성체금속판의 반지름에서 중앙통공 반지름을 제한 것의 65∼90％로 한다. 외향장공의 수는 6∼12개로 한다. 이 장공수가 너무 적으면 조리기구 바닥의 국부변형이 일어나고, 너무 많으면 자성체 면적이 적어져 가열속도가 늦어진다.

그리고 외향장공 사이에는 외주위에서 연결된 내향장공(4)이 구비된다. 내향장공의 폭은 3∼5㎜이고, 길이는 자성체금속판의 반지름에서 중앙통공 반지름을 제한 것의 60∼85％로 한다. 내향장공의 수는 외향장공의 수와 동일하게 할 수 있다.

외향장공과 내향장공 사이에 돌기(5)의 높이가 0.7∼1.2㎜이며, 직경이 2∼5㎜인 구멍(7)이 다수개 형성되어 있다.

이상의 구조에 따라 본 발명의 조리기구는 자성체인 금속판이 유도가열될 때에 조리기구 바닥 변형이 최소화되어 200℃에서 + -5℃로 바닥의 변형도를 최대로 감쇄시켜 바닥 변형의 만곡량을 바닥 지경의 0.5％ 내로 유지할 수 있게 되어 높은 유도가열 효율 및 안정성을 갖추게 된다.

도한 유도가열 조리기구를 제조하는데 있어 상온에서 자성체인 금속판을 알 루미늄합금 본체에 결합함으로써 저렴한 생산비용으로 제조할 수 있다.

Claims (4)

1. 내부에 조리대상물 수용공간을 갖도록 성형된 알루미늄합금 조리기구 본체와 상기 본체의 바닥면에 자성체 금속판을 포함하는 유도가열용 조리기구에 있어서,

   상기 자성체 금속판의 중심부에 소정 직경의 통공(2)이 구비되고, 통공(2) 주위에는 외곽방향으로 소정 길이를 갖는 외향장공(3)이 형성되거나 또는 통공쪽으로 소정 길이를 갖도록 형성되는 내향장공(4)이 형성되고, 상협 하광의 형태로 상부로 돌출된 돌기(5)가 본체의 바닥면에 강제 끼움되고, 상기 돌기에 따라 형성된 자성체 금속판의 구멍(7)에 상기 본체의 알루미늄이 함몰되어 이루어짐을 특징으로 하는 유도가열용 조리기구.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 자성체 금속판에 외향장공(3)과 내향장공(4)이 동시에 형성됨을 특징으로 하는 유도가열용 조리기구,
3. 알루미늄합금으로 프레스 성형하여 원형 바닥면을 갖는 조리기구 본체로 성형하거나, 알리미늄합금의 용해, 주조 가공하여 원형 바닥면을 갖는 조리기구 본체를 성형하는 과정과, 상기 조리기구 본체 바닥면에 유도가열을 위해 자성체 금속판을 결합하는 과정을 포함하는 유도가열용 조리기구 제조방법에 있어서,

   상기 자성체 금속판에 프레스 성형을 통해 중심부에 소정 직경의 통공(2)과 통공 주위에 연통되며 외곽방향으로 소정길이를 갖는 복수개의 외향장공(3) 또는 외곽으로부터 내측방향으로 소정 길이를 갖는 복수개의 내향장공(4)이 형성되게 성형하는 과정과, 상기 복수개의 외향장공(3) 사이 또는 복수개의 내향장공(4) 사이에 상협 하광의 형태로 상부로 돌출되면서 구멍(7)이 형성되도록 타발하는 과정을 통하여 돌기(5)을 얻는 과정과, 상기 과정을 통하여 얻어진 자성체 금속판의 돌기(5)를 본체 바닥면에 맞대어 강압 프레스하여 돌기(5)가 본체 바닥면에 인입되게 함과 함께 본체의 알루미늄이 구멍(7)에 함몰되도록 함을 특징으로 하는 유도가열용 조리기구 제조방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 자성체 금속판에 외향장공(3)과 내향장공(4)이 동시에 형성되도록 강압 프레싱 함을 특징으로 하는 유도가열용 조리기구의 제조방법.

Images