KR20080081455A - 유도가열용 조리기구 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도가열용 조리기구의 구조 및 제조방법을 개선하여 유도가열 중 조리기구의 발열효율을 향상시키기 위한 것이다.

조리기구 본체와 자성체 금속판을 포함하는 유도가열용 조리기구에 있어서, 발열판의 역할을 하는 자성체 금속판의 부착면을 표면적이 넓어지도록 표면처리 하여, 상기 자성체 금속판에 유도되는 맴돌이 전류량을 증가시켜 발열효율이 우수한 유도가열용 조리기구 및 그 제조방법을 제공한다.

유도가열, 조리기구, 표면처리

Description

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

도면 1은 유도가열용 조리기구의 사시도

도면 2는 부착면이 표면처리된 자성체 금속판이 본체에 압입된 결합상태도

도면 3은 실시예1을 나타낸 자성체 금속판의 구조도

도면 4는 실시예2를 나타낸 유도가열용 조리기구 제조방법의 흐름도

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

10 : 조리기구 본체 20 : 자성체 금속판 21 : 부착면

30 : 중앙 통공 31 : 외향장공 32 : 내향장공

본 발명은 유도가열기용 조리기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유도가열기에 이용될 수 있는 조리기구의 구조 및 제조방법을 개선하여 유도가열 중 조리기구의 발열효율을 최대화할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 유도가열기는 금속과 같은 도전물질에 고주파 자장을 가할 때 도체 내에서 생기는 맴돌이 전류에 의하여 물질을 가열하는 유도가열(誘導加 熱:induction heating) 원리를 이용한 기기로서, 그 이용분야가 점점 넓어지고 있다.

이러한 유도가열기에 이용될 수 있는 조리기구로는 대표적으로 솥이나 냄비, 주전자, 프라이팬 등이 있다. 상기 조리기구에 부착된 자성체 금속판이 유도가열기에 의해 발생되는 맴돌이 전류에 의해 열을 발생하고, 상기 자성체 금속판에서 발생된 열이 조리기구 본체에 전도되는 원리를 이용하는 것이다.

상기 유도가열용 조리기구에서 조리기구의 본체와 자성체 금속판을 결합하는 방법으로는 일반적으로 주물방식 또는 프레스 가공방식이 사용되며, 프레스 가공방식은 크게 열간 프레스 가공과 냉간 프레스 가공으로 구분된다.

주물방식의 경우, 자성체 금속판을 조리기구 주조금형 내에 설치한 후 주조 및 후가공의 과정을 통하여 성형이 이루어지는데, 이 경우 제조과정이 번거롭고 제조비용이 높은 단점이 있다.

한편 열간 프레스 가공을 통하여 접합하는 경우, 조리기구 본체와 자성체 금속판을 각각 고열에서 가열한 후 압착접합이 이루어진다. 이때 상기 압착되는 조리기구 본체와 자성체 금속판 사이에서 금속간 접합이 이루어져 유도가열중 발열효율이 우수하나, 제조비용이 높은 단점이 있다.

반면, 냉간 프레스 가공의 경우 냉간 상태에서 압착접합이 이루어져 제조비용이 저렴하고 제작이 용이하지만, 열간 프레스 가공과 달리 조리기구 본체와 자성 체 금속판의 부착면간의 접합이 단순결합으로서, 유도가열중 발열효율이 떨어지는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유도가열기용 조리기구의 구조 및 그 제조 방법을 개선하여 프레스 가공을 통한 결합의 장점을 유지하면서도 발열효율이 우수한 유도가열용 조리기구를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 조리기구 본체(10)와 상기 본체(10)에 프레스 가공으로 부착되고 부착면(21)의 표면적이 넓어지도록 표면처리된 자성체 금속판(20)을 포함하여 구성되는 유도가열용 조리기구를 제공한다. 상기의 표면처리는 상기 조리기구의 발열효율 개선을 목적으로 본체(10)와 부착되는 부착면(21)의 표면적이 넓어지도록 가공하는 여러 방법들을 포함한다.

상기 표면처리가 이루어진 자성체 금속판(20)을 포함하는 유도가열용 조리기구의 경우 유도가열기에 의하여 형성되는 맴돌이 전류량이 증가한다. 그리고 맴돌이 전류량이 증가할 경우 자성체 금속판(20)의 발열량이 증가한다. 따라서 본 발명은 상기 표면처리가 이루어진 자성체 금속판(20)을 포함하는 발열효율이 개선된 유도가열용 조리기구를 제공한다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도1 내지 도3을 참조하여, 본 발명에 따른 유도가열용 조리기구의 제1실시예 를 설명한다.

우선 열전도성이 좋은 알루미늄합금판으로 프레스 성형하여 조리기구 본체(10)를 만들었다.그리고 자성체인 스테인리스 강판의 금속판을 도3과 같은 형상을 갖도록 프레스 가공하고, 도2에서 나타난 것과 같이 표면처리를 하였다.

그리고 상기 자성체 금속판(20)을 유압프레스금형에 넣고 그 위에 조리리구 본체(10)를 얹어놓고 유압프레스로 강제 압입시켰다. 상기와 같이 압입시킴에 따라 자성체 금속판(20)에 존재하는 다수의 돌기(33)가 본체(10) 바닥에 인입됨과 함께 본체(10)의 알루미늄이 구멍에 들어와 함몰하게 된다.

이후 알루미늄합금 조리기구 내면에 불소수지코팅을 하고, 외면에 내열성 페인트 도장을 한 후 손잡이 등을 부착하여 유도가열용 조리기구를 제조한다.

더욱 구체적으로 설명해보면, 상기 자성체인 금속판(20)의 두께는 0.4∼1mm가 바람직하다. 0.4mmm이하에서는 유도가열 효율이 낮고, 1mm 이상에서는 비용이 높고 무거워지는 단점이 있다.

상기 자성체 금속판(20)에 대한 표면처리는 조리기구의 발열효율 개선을 목적으로 본체(10)와 부착되는 부착면(21)의 표면적이 넓어지도록 가공하는 여러 방법들을 포함한다. 그 중에서도 분사재를 상기 자성체 금속판(20)의 부착면(21) 방향으로 고속분사하는 방법이 바람직하다. 일반적으로 사용되는 샌드 블라스트(sand blast)나 쇼트 블라스트(shot blast)등을 그 예로 들 수 있다.

본 실험예에서는 샌드 블라스트(sand blast)에 의하여 상기 자성체 금속판(20)을 표면처리 한다. 이 경우 샌드 블라스트의 분사재인 모래가 상기 자성체 금속판(20)의 부착면(21) 방향으로 고속분사되어, 상기 부착면(21)의 표면은 도2에서 나타나는 것과 같이 미세한 굴곡들로 인하여 표면적이 증가한다. 따라서 본발명의 내용에 따라 발열판에 유도되는 맴돌이 전류가 증가하여 조리기구의 발열효율을 향상시킨다.

측정 결과 분사재는 35∼100mesh의 입도를 갖는 것이 바람직하다. mesh는 분말의 입도분포 측정을 위한 체가름 실험에서 사용되는 단위로 임의의 철사(wire)를 중심으로부터 정확히 1인치 내에 존재하는 체눈금의 갯수를 의미한다.

또한 상기 자성체 금속판(20)의 형상은 도3에서 나타나는 것과 같이 중앙에 통공(30)과 통공주변에 수개의 외향장공(31) 또는 내향장공(32)을 구비한다. 상기 형상에 있어 통공(30), 외향장공(31), 내향장공(32)은 임의적으로 선택하여 실시할 수 있고, 본 실시예에서는 중앙의 통공(30)과 주변의 외향장공(31), 내향장공(32)을 모두 포함하는 형상을 선택하였다. 상기 형상은 유도가열 중 상대적으로 열팽창률이 좋은 조리기구 본체(10)가 바닥면에서 열변형을 일으키는 것에 대해 완충시키는 역할을 하여 조리기구의 만곡량을 감쇄시키는 작용을 한다.

상기 자성체 금속판(20)의 중심에 중앙통공(30)을 형성하고, 상기 통공(30) 주변에 연결된 외향장공(31)을 다수개 만들어준다. 외향장공(31)의 폭은 2mm∼5mm로 하고, 길이는 자성체 금속판(20)의 반지름에서 중앙통공(30)의 반지름을 제한 것의 65∼90%로 한다. 외향장공(31) 사이에는 외주위에서 연결된 내향장공(32)이 구비된다. 내향장공(32)의 폭은 2∼5mm이고, 길이는 자성체 금속판(20)의 반지름에서 중앙통공(30)의 반지름을 제한 것의 60∼85%로 한다. 내향장공(32)의 수는 외향 장공(31)의 수와 동일하게 할 수 있다.

외향장공(31)과 내향장공(32) 사이에 높이가 0.7∼1.6mm이며, 직경이 2∼5mm인 돌기(33)가 다수개 형성되어 있다. 이 돌기(33)는 조리기구 본체(10)와 결합시 돌기(33)에 따라 형성된 구멍에 상기 본체의 알루미늄이 함몰되어 체결수단으로서의 역할을 한다.

상기 형상으로 발열기능을 하는 자성체 금속판(20)의 면적이 줄어듬에도 불구하고, 부착면(21)에 대한 표면처리로 인하여 열팽창에 안전하면서 발열효율까지 우수한 효과를 동시에 제공한다.

본 실시예에서 조리기구 본체(10)와 자성체 금속판(20)을 결합하는 방법은 냉간 프레스 가공을 이용한다. 일반적으로 열효율이 우수한 열간 프레스 가공을 주로 사용하지만, 초기 설비비용 및 제조비용이 높아 원가가 상승하는 단점이 있다. 이에 비해 본 실시예에 따른 유도가열용 조리기구의 경우, 냉간 프레스 가공이 갖는 장점을 취하면서도 상기 부착면(21)의 표면처리를 통해 발열효율이 개선되는 특징이 있다.

실험결과 상기 표면처리를 한 자성체 금속판(20)을 냉간 프레스 가공을 통하여 결합한 조리기구의 경우, 2KW의 유도가열기로 발열효율을 측정한 결과 입력전류 대비 78% 이상의 맴돌이 전류량이 발생하였다.

이는 표면처리가 되지 않은 자성체 금속판을 냉간 프레스 가공을 통하여 결합한 조리기구가 동일한 조건에서 50%이하의 맴돌이 전류량이 발생하는 것과 비교할 경우 발열효율이 월등하게 개선된 수치이다. 또한 열간 프레스 가공을 통하여 결합한 경우 약 90%정도의 맴돌이 전류를 발생하는 것과 비교할 때도 결합방식에 의한 발열효율의 차이가 현저하게 줄어드는 것을 확인하였다.

따라서 본실시예의 경우 발열효율이 개선되면서도 냉간 프레스 결합가공을 통하여 저렴하고 용이하게 제작할 수 있는 유도가열용 조리기구를 제공한다.

이하에서는 도2 내지 도4를 참고하여, 본 발명에 따른 유도가열용 조리기구 제조방법의 제2실시예를 설명한다.

우선 조리기구의 본체를 성형하는 단계를 수행한다(40). 조리기구의 본체(10)는 단조, 프레스 성형, 주조, 압연 등 금속 성형의 여러방법들이 사용가능하다. 본 실험시에서는 열전도율이 좋은 알루미늄합금판으로 프레스 성형하여 본체를 성형한다.

또한 조리기구의 발연판인 자성체의 금속판(20)을 성형하는 단계를 수행한다(41). 자성체 금속판(20) 또한 금속 성형의 여러가지 방법들이 사용가능하다. 본 실시예에서는 자성체인 스테인리스 강판의 금속판을 프레스 성형한다.

또한 자성체 금속판(20)의 부착면(21)의 표면적이 넓어지도록 표면처리 하는 단계를 수행한다(42). 상기의 표면처리는 상기 조리기구의 발열효율 개선을 목적으로 본체와 부착되는 부착면(21)의 표면적이 넓어지도록 가공하는 여러 방법들을 포함한다. 본 실시예에서는 35∼100mesh 범위의 입도를 갖는 모래를 분사재로 하여 샌드 블라스트(sand blast) 처리한다.

상기 열거한 조리기구 본체의 성형단계(40), 자성체 금속판 성형단계(41), 상기 자성체 금속판의 표면처리 단계(42)의 순서는 선택적으로 조정이 가능하다. 본 실험예에서는 우선 조리기구 본체를 성형하고(40), 상기 자성체 금속판을 프레스 가공한 후(41) 표면처리를 한 상태(42)에서, 도3에 나타난 형상으로 성형(41)하는 순서를 따른다. 이 경우 도2와 같이 본체에 결합되는 돌기(33)의 일측면까지 표면처리가 되어, 발열효율이 더욱 향상되는 장점이 있다.

그리고 상기 조리기구의 본체(10)와 자성체 금속판(20)을 프레스 가공하여 부착하는 단계를 수행한다(43). 본 실시예에서는 냉간 프레스 가공을 통해 조리기구 본체(10)와 자성체 금속판(20)을 결합한다. 본 발명의 경우 냉간 프레스 가공으로 결합을 하더라도 상기 부착면(21)의 표면처리로 인해 종래의 냉간 프레스 가공제품에 비해 발열효율이 향상되고, 따라서 냉간 프레스 가공의 저렴하고 생산 용이한 장점까지도 취할 수 있다.

이후 알루미늄합금 조리기구 내면에 불소수지코팅을 하고, 외면에 내열성 페인트 도장을 한 후 손잡이 등을 부착하여 유도가열용 조리기구를 제조한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유도가열용 조리기구는 자성체 금속판의 부착면을 표면처리하여, 유도가열기에 의한 맴돌이 전류량을 증가시켜 조리기구의 발열효율을 향상시킨다.

따라서 본 발명으로 냉간 프레스 가공접합의 비용이 저렴하고 제작이 용이한 장점을 유지하면서 발열효율성이 좋지 못했던 문제를 해결하는 효과를 가져온다.

Claims (7)

1. 조리기구 본체와;

   상기 본체에 프레스 가공으로 부착되고 부착면의 표면적이 넓어지도록 표면처리 된 자성체 금속판;

   을 포함하여 구성되는 유도가열용 조리기구
2. 제1항에 있어서,

   상기 표면처리는 분사재를 자성체 금속판의 부착면 방향으로 고속 분사하는 것을 특징으로 하는 유도가열용 조리기구
3. 제2항에 있어서,

   상기 표면처리에 사용되는 분사재는 35∼100mesh의 입도를 갖는 것을 특징으로 하는 유도가열용 조리기구
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 프레스 가공은 냉간 프레스 가공으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유도가열용 조리기구
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 자성체의 금속판은 중심부에 소정의 직경의 통공이 구비되고, 통공 주위에는 외곽방향으로 소정의 길이를 갖는 외향장공이 형성되거나 또는 통공쪽으로 소정의 길이를 갖도록 형성되는 내향장공이 형성되고, 상협하광의 형태로 상부로 돌출된 돌기가 본체의 바닥면에 강제 끼움되고, 상기 돌기에 따라 형성된 자성체 금속판의 구멍에 상기 본체의 알루미늄이 함몰되어 이루어짐을 특징으로 하는 유도가열용 조리기구
6. 조리기기의 본체를 성형하는 단계;

   상기 조리기기의 발열판인 자성체 금속판을 성형하는 단계;

   상기 자성체 금속판을 부착면의 표면적이 넓어지도록 표면처리하는 단계;

   상기 조리기기의 본체와 자성체 금속판을 프레스 가공하여 부착하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열용 조리기기 제조방법
7. 제6항에 있어서,

   상기 조리기기의 본체와 자성체 금속판을 부착하는 단계는 냉간 프레스 가공공정을 통해 부착되는 것을 특징으로 하는 유도가열용 조리기기 제조방법

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