KR20090009600A

KR20090009600A - 전기히터

Info

Publication number: KR20090009600A
Application number: KR1020070073024A
Authority: KR
Inventors: 김제훈; 김형준; 박병욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2009-01-23
Also published as: KR101378881B1

Abstract

본 발명은 전기히터에 관한 것으로서, 베이스의 판 면에 전기 저항체로 형성되는 복수의 단위 발열부를 방사상으로 배치하고, 상기 단위 발열부에 전원을 공급하는 전극부를 연결하여 구성된다. 이에 의해, 조리용기가 편심되게 올려 놓여져도 발열부의 손상을 방지할 수 있는 전기히터가 제공된다.

Description

전기히터{ELECTRIC HEATER}

본 발명은 전기히터에 관한 것으로서, 특히 조리용기의 편심 시 발열부의 손상을 억제할 수 있도록 한 전기히터에 관한 것이다.

주지되어 있는 바와 같이, 전기히터는 발열체의 통전 시 발생되는 저항열을 이용하는 발열장치이다. 이러한 전기히터는 통상 열선을 감거나 특별한 형태로 가공하는 방법으로 제작된다. 예를 들면, 열선을 운모판에 감거나, 일정한 형태로 말아진 열선을 석영관에 넣은 구조, 또는 열선을 스테인레스 관에 넣은 후 열선과 스테인레스 관 사이에 일정한 간격을 유지하며 특수한 물질을 충전한 구조를 가진다.

이러한 종래의 전기히터, 즉 열선을 이용하는 히터는 발열시 공기와 직접 접촉됨에 따른 산화 등의 문제가 있고, 또한 열선을 지지하기 위한 구조상의 문제점이 있다.

이러한 문제점을 고려하여 최근에는 세라믹, 유리, 알루미늄, 스테인레스 등의 기판에 발열체를 코팅하여 형성되는 소위 면상히터가 이용되고 있다. 이러한 면상히터는 두께가 얇아 공간활용에 용이하고 열 전달 경로가 짧아 순간가열에 유리하여 그 사용이 점진적으로 증가하고 있다.

도 1은 종래의 전기히터의 평면도이고, 도 2는 도 1의 전기히터의 저면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 전기히터(20)는, 조리대 또는 테이블(10) 등의 상면에 노출되게 배치되는 베이스(21)와, 상기 베이스(21)의 판면에 형성되는 발열부(31)를 구비하고 있다. 상기 베이스(21)는 유리, 세라믹, 알루미늄 또는 스테인레스 등의 부재로 거의 직사각 판 상으로 형성되며, 표면 즉 상면에는 가열될 조리용기가 올려 놓여진다. 상기 베이스(21)의 상면에는 조리용기의 위치를 표시하는 표시선(23)과, 상기 발열부(31)의 조작을 위한 조작버튼(25)이 구비된다. 상기 베이스(21)의 이면, 즉 저면에는 상기 조리용기를 가열할 수 있게 상기 발열부(31)가 형성된다. 상기 발열부(31)는, 호형상을 가지며 상호 동심적으로 배치되는 호형상부(33)와, 상기 호형상부(33)를 연결하는 연결부(35)를 구비하고 있다. 상기 발열부(31)에는 전원을 연결할 수 있도록 전극부(41)가 연결되어 있다. 상기 발열부(31), 즉 상기 호형상부(33) 및 연결부(35)는 전기 저항값이 큰 전기 저항체로 형성된다.

한편, 조리용기는 상기 발열부(31)의 중심과 일치되지 아니하고 편심되게 올려 놓여질 수 있으며, 도 2에 가상선(37)으로 나타낸 바와 같이, 상기 조리용기가 편심되게 배치될 경우, 상기 발열부(31)는 조리용기와 접촉되어 열전달이 이루어지는 접촉영역(38)과 조리용기와 접촉되지 아니하여 열전달이 이루어지지 아니하는 비접촉영역(39)이 존재하게 된다. 이때, 이들 접촉영역(38)과 비접촉영역(39)의 경계는 온도 구배의 증가로 열적/전기적 파괴 확률이 증가하게 된다.

그런데, 이러한 종래의 전기히터에 있어서는, 발열부(31)가 가늘고 긴 형태 의 호 형상을 가지고 동심적으로 배치되도록 형성되어 있어, 접촉영역(38)과 비접촉영역(39)의 경계가 길어지기 때문에 그만큼 열적/전기적 파괴 확률이 증가하여 소손 또는 크랙(crack)이 쉽게 발생되는 등 내용수명이 단축된다고 하는 문제점이 있다.

또한, 상기 호형상부(33)를 연결하는 연결부(35)는 구조상 곡률반경이 상대적으로 작아지게 형성되기 때문에 열응력(또는 온도응력)의 집중이 발생되며, 이에 기인하여 크랙이 발생되거나 상대적으로 낮은 전력 수준에서도 절연파괴가 발생되어 출력을 일정 수준 이상으로 제고시키는 데에는 한계가 있다고 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 조리용기의 편심에 기인한 발열부의 손상을 억제할 수 있는 전기히터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 발열부의 내용수명을 증대시킬 수 있으며 출력을 제고시킬 수 있는 전기히터를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 목적 달성을 위해, 베이스와; 전기 저항체로 형성되며 상기 베이스에 방사상으로 배치되는 복수의 단위 발열부와, 상기 단위 발열부에 전원을 공급하는 전극부를 구비한 제1발열부를 포함하는 전기히터를 제공한다.

여기서, 상기 제1발열부는, 외측에 배치되는 외측발열구간과, 상기 외측발열구간의 내측에 배치되는 내측발열구간을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1발열부의 단위 발열부는 동일한 폭을 가지도록 형성되는 것이 효과적이다.

상기 제1발열부의 단위 발열부는 서로 동일한 간격으로 이격 배치되는 것이 바람직하다.

상기 제1발열부의 내측에 형성되는 제2발열부를 더 포함하는 것이 효과적이다.

상기 제2발열부는 막대형상을 가지고 방사상으로 배치되는 복수의 단위 발열 부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제2발열부는 반경방향을 따라 이격 배치되는 복수의 단위 발열부를 포함하는 것이 효과적이다.

상기 제2발열부는 원호 형상을 가지고 서로 동심적으로 배치되는 복수의 단위 발열부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1발열부의 단위 발열부를 서로 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부를 더 포함하는 것이 효과적이다.

상기 제2발열부의 단위 발열부를 서로 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단위 발열부를 방사상으로 배치함으로써 조리용기의 편심 배치시 온도구배가 큰 경계영역의 크기를 줄여 발열부의 손상을 억제할 수 있는 전기히터가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 외곽에 배치되는 단위 발열부를 방사상으로 배치하고, 각 단위 발열부를 발열량이 작은 비발열 연결부로 통전 가능하게 연결함으로써 곡률반경이 작은 구조에 기인한 열응력의 집중을 억제할 수 있어 내용수명을 연장할 수 있는 전기히터가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 반경 방향을 따라 외곽에 방사상으로 배치되는 단위 발열부를 구비한 제1발열부를 형성하고 제1발열부의 내측에 제2발열부를 형성함으로써, 통전 시 온도 상승 및 조리용기의 편심 배치에 기인한 발열부의 손상을 방 지할 수 있고 발열용량을 용이하게 조절할 수 있는 전기히터가 제공된다. 이때, 상기 제2발열부는 방사상으로 배치되는 단위 발열부를 구비하도록 함으로써 작은 조리용기를 사용할 경우에도 조리용기의 편심 배치에 기인한 발열부의 손상을 억제할 수 있다. 또한, 상기 제2발열부는 원호 형상으로 단위 발열부를 형성함으로써 연결부의 개수를 줄일 수 있다. 또한, 제2발열부의 각 단위 발열부를 비발열 연결부로 연결되도록 구성함으로써 곡률반경이 작은 영역에서 크랙 및 절연파괴가 발생되는 것을 억제할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기히터의 저면도이고, 도 4는 도 3의 전기히터의 조리용기의 편심 배치시 작용을 설명하기 위한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 전기히터(110)는, 베이스(111)와; 전기 저항체로 형성되며 상기 베이스(111)에 방사상으로 배치되는 복수의 단위 발열부(125,135)와, 상기 단위 발열부(125,135)에 전원을 공급하는 전극부(171)를 구비한 제1발열부(121)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 베이스(111)는 유리(glass)부재로 직사각 판 상으로 형성되어 있으며, 상기 베이스(111)의 상면에는 조리용기가 올려 놓여진다.

한편, 상기 베이스(111)의 저면에는 전원 공급 시 상기 조리용기를 가열할 수 있도록 발열부(120)가 형성되어 있다. 상기 발열부(120)는, 반경방향을 따라 외곽에 배치되는 제1발열부(121)와, 상기 제1발열부(121)의 내측에 형성되는 제2발 열부(151)를 구비하고 있다.

상기 제1발열부(121)는, 반경방향을 따라 외측에 배치되는 외부발열구간(122)과, 상기 외부발열구간(122)의 내측에 배치되는 내부발열구간(132)으로 구성되어 있다. 상기 외부발열구간(122)은 막대 형상 또는 직사각 판 형상으로 형성되어 방사상으로 배치되는 복수의 단위 발열부(125)와, 상기 단위 발열부(125)를 통전 가능하게 연결하며 통전 시 발열하는 연결부(126)를 구비하고 있다. 상기 단위 발열부(125)는 전기 저항값이 큰 발열체로 일정한 폭 및 간격을 가지고 원주방향을 따라 서로 이격되게 형성되어 있다. 상기 연결부(126)는 통전 시 발열이 가능하게 상기 단위 발열부(125)와 동일한 재질로 일체로 형성되어 있다.

상기 내부발열구간(132)은, 막대형상 또는 직사각 판 형상으로 형성되어 방사상으로 배치되는 복수의 단위 발열부(135)와, 상기 단위 발열부(135)를 통전 가능하게 연결하며 통전 시 발열하는 연결부(136)를 구비하고 있다.

상기 제2발열부(151)는, 원호 형상으로 형성되며 반경방향을 따라 이격되게 배치되는 복수의 단위 발열부(155)와, 상기 단위 발열부(155)를 연결하는 연결부(156)를 구비하고 있다. 상기 단위 발열부(155) 및 상기 연결부(156)는 전기 저항값이 큰 발열체로 서로 일체로 형성되어 있다.

한편, 상기 제1발열부(121) 및 상기 제2발열부(151)에는 전원과 연결될 수 있도록 복수의 전극부(171)가 연결되어 있다. 상기 전극부(171)에는 도시 않은 제어회로가 연결되며, 상기 제어회로는 제1발열부(121) 및 제2발열부(151)가 연결 형태 별 또는 동시에 발열되게 하여 발열량이 조절되도록 한다.

이러한 구성에 의하여, 상기 베이스(111)의 상면에 조리용기가 도 4의 가상선(141)으로 나타낸 바와 같이, 편심되어 올려 놓여진 경우, 상기 제1발열부(121)의 단위 발열부(125,135)는 방사상으로 배치되어 있어, 상기 단위 발열부(125) 중 조리용기와 접촉되는 접촉영역(142)와 비접촉영역(143)의 경계가 길게 형성되지 아니하여 국부적 고온 점의 발생 가능성을 낮춰 크랙 및 절연파괴 현상이 발생되는 것을 억제할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기히터의 저면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 전기히터(210)는, 베이스(211)와; 전기 저항체로 형성되며 상기 베이스(211)에 방사상으로 배치되는 복수의 단위 발열부(225)와, 상기 단위 발열부(225)를 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부(226)와, 상기 단위 발열부(225)를 전원과 연결하는 전극부(271)를 구비한 제1발열부(221)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 베이스(211)의 저면에는 발열이 가능하게 발열부(220)가 형성되어 있다. 상기 발열부(220)는, 반경방향을 따라 외곽에 배치되는 제1발열부(221)와, 상기 제1발열부(221)의 내측에 배치되는 제2발열부(251)를 구비하고 있다. 상기 제1발열부(221)는, 반경방향을 따라 이격 배치된 제1발열구간(222) 및 제2발열구간(232)을 구비한다.

한편, 상기 제1발열구간(222) 및 제2발열구간(232)은 방사상으로 배치되는 단위 발열부(225)와, 상기 단위 발열부(225)를 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부(226)를 각각 구비하고 있다. 상기 단위 발열부(225)는 전기 저항값이 큰 발 열체로 각각 형성되며, 상기 비발열 연결부(226)는 상기 단위 발열부(225)를 형성하는 발열체에 비해 통전 시 발열량이 작은 소재, 예를 들면 은(Ag) 또는 은합금으로 형성된다. 이는 통전 시 곡률반경이 작은 영역에 열응력이 집중되어 크랙 또는 절연파괴가 이루어지는 것을 방지하고, 상대적으로 높은 전력수준에서 안정적으로 동작이 가능하여 출력을 제고시킬 수 있도록 하기 위함이다.

상기 제2발열부(251)는, 원호형상 또는 원형 고리 형상으로 상호 동심적으로 배치되는 복수의 단위 발열부(255)와, 상기 단위 발열부(255)를 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부(256)를 구비하고 있다. 상기 단위 발열부(255)는 발열체로 형성되며, 상기 비발열 연결부(256)는 은 또는 은합금 등의 비 발열성 부재로 형성되어 있다.

상기 제1발열부(221) 및 제2발열부(251)에는 전원과 연결되게 복수의 전극부(271)가 연결되어 있으며, 상기 전극부(271)에는 제1발열부(221) 및 제2발열부(251)의 일부 또는 전체가 발열할 수 있도록 제어하는 제어회로(미도시)가 연결되어 발열량을 조절한다.

이러한 구성에 의하여, 상기 베이스(211)의 상면에 조리용기가 편심되게 올려 놓여 지는 경우, 상기 제1발열부(221)의 단위 발열부는 방사상으로 배치되어 있어 상기 조리용기와 접촉되는 영역과 비 접촉되는 영역의 경계가 짧게 형성되므로 온도상승이 억제되어 발열부(220)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 비발열 연결부(226,256)는 통전 시 상기 단위 발열부(225,255)에 비해 현저하게 발열량이 작기 때문에 온도가 높지 아니하므로 높은 전력 수준에서도 크랙 및 절연파괴가 발 생하지 아니한다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기히터의 저면도이고, 도 7은 도 6의 전기히터의 조리용기의 편심 배치시 작용을 설명하기 위한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 전기히터(310)는, 베이스(311)와, 상기 베이스(311)의 판면에 반경방향을 따라 서로 이격된 제1발열부(321) 및 제2발열부(331)를 구비하며, 상기 제1발열부(321) 및 제2발열부(331)는 방사상으로 배치되는 단위 발열부(325,335)와, 상기 단위 발열부(325,335)를 통전 가능하게 연결하는 연결부(326,336)를 각각 구비하여 구성되어 있다.

상기 단위 발열부(325,335)는 발열체로 형성되어 있으며, 상기 연결부(326,336)는 발열체로 상기 단위 발열부(325,335)와 일체로 형성되어 통전 시 발열하게 된다.

이러한 구성에 의하여, 상기 베이스(311)의 상면에 조리용기가 편심되게 올려 놓여지는 경우, 상기 단위 발열부(325)는 상기 조리용기의 저부와 접촉되는 영역과 비접촉되는 영역의 경계가 상대적으로 작게 형성되어 온도 상승이 크지 아니하므로 온도 상승에 따른 손상이 억제된다. 또한, 상대적으로 조리용기가 작아 제2발열부(331)를 이용하여 상기 조리용기를 가열하는 경우에 있어, 도 7에 가상선(341)으로 나타낸 바와 같이, 조리용기의 편심이 발생되어도 상기 제2발열부(331)의 단위 발열부(335)는 방사상으로 배치되어 있어 조리용기와 접촉되는 접촉영역(342)과 비접촉되는 비접촉영역(343)의 경계가 작게 형성되므로 온도 상승에 기인한 손상을 억제할 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기히터의 저면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 전기히터(410)는, 베이스(411)와, 상기 베이스(411)의 판면에 반경방향을 따라 서로 이격된 제1발열부(421) 및 제2발열부(431)를 구비하며, 상기 제1발열부(421) 및 제2발열부(431)는 방사상으로 배치되는 단위 발열부(425,435)와, 상기 단위 발열부(425,435)를 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부(426,436)를 각각 구비하여 구성되어 있다.

상기 단위 발열부(425,435)는 발열체로 형성되어 있으며, 상기 비발열 연결부(426,436)는 통전 시 상기 발열체에 비해 발열량이 작은 소재, 예를 들면 은(Ag) 또는 은합금 등으로 형성된다.

이러한 구성에 의하여, 상기 베이스(411)의 상면에 조리용기가 편심되게 올려 놓여 지는 경우, 상기 제1발열부(421)의 단위 발열부(425)는 방사상으로 배치되어 있어 상기 조리용기와 접촉되는 접촉영역과 상기 조리용기와 비접촉되는 비접촉영역의 경계가 작게 형성되어 온도 상승이 작아 온도 상승에 기인한 손상이 방지된다.

또한, 조리용기가 작아 제2발열부(431)를 이용하는 경우, 조리용기의 편심이 발생되어도 상기 제2발열부(431)의 단위 발열부(435)는 방사상으로 배치되어 있어 상기 조리용기와의 접촉영역(342)과 비접촉영역(343)의 경계가 작게 형성되므로 온도 상승이 크지 아니하여 온도 상승에 기인한 손상이 방지된다.

또한, 상기 제1발열부(421) 및 제2발열부(431)의 각 단위 발열부(425,435)를 연결하는 비발열 연결부(426,436)는 통전 시 발열이 작기 때문에 구조상 열응력이 집중되어도 온도가 높지 아니하므로 크랙 및/또는 절연파괴가 발생하지 아니하여 상대적으로 높은 전력 수준에서도 안정적으로 작동이 이루어질 수 있도록 한다.

도 1은 종래의 전기히터의 평면도,

도 2는 도 1의 전기히터의 저면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기히터의 저면도,

도 4는 도 3의 전기히터의 조리용기의 편심 배치시 작용을 설명하기 위한 도면,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기히터의 저면도,

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기히터의 저면도,

도 7 도 6의 전기히터의 조리용기의 편심 배치시 작용을 설명하기 위한 도면,

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기히터의 저면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

111 : 베이스 120 : 발열부

121 : 제1발열부 125,135,155 : 단위 발열부

126,136,156 : 연결부 151 : 제1발열부

Claims

베이스와;

전기 저항체로 형성되며 상기 베이스에 방사상으로 배치되는 복수의 단위 발열부와, 상기 단위 발열부에 전원을 공급하는 전극부를 구비한 제1발열부를 포함하는 전기히터.
제1항에 있어서,

상기 제1발열부는, 외측에 배치되는 외측발열구간과, 상기 외측발열구간의 내측에 배치되는 내측발열구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기히터.
제1항에 있어서,

상기 제1발열부의 단위 발열부는 동일한 폭을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기히터.
제1항에 있어서,

상기 제1발열부의 단위 발열부는 서로 동일한 간격으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 전기히터.
제1항에 있어서,

상기 제1발열부의 내측에 형성되는 제2발열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기히터.
제5항에 있어서,

상기 제2발열부는 막대형상을 가지고 방사상으로 배치되는 복수의 단위 발열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기히터.
제6항에 있어서,

상기 제2발열부는 반경방향을 따라 이격 배치되는 복수의 단위 발열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기히터.
제5항에 있어서,

상기 제2발열부는 원호 형상을 가지고 서로 동심적으로 배치되는 복수의 단위 발열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기히터.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1발열부의 단위 발열부를 서로 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기히터.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2발열부의 단위 발열부를 서로 통전 가능하게 연결하는 비발열 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기히터.