KR20100028741A - 전기 오븐 - Google Patents

Abstract

본 실시예는 전기 오븐을 제안한다.

실시예의 전기 오븐은, 조리실이 형성되는 캐비티; 상기 캐비티에 수용된 조리물을 가열시키기 위한 튜브 히터; 및 상기 조리물로 전달되기 위한 상기 튜브 히터의 열이 투과하는 투과부가 포함된다.

오븐

Description

전기 오븐{Eledctric oven}

본 실시예는 전기 오븐에 관한 것이다.

오븐은, 외부에 대하여 밀폐되는 캐비티가 제공되고, 상기 캐비티의 내부가 고온환경으로 조성되도록 하여, 조리물을 조리하는 기기이다.

이들 오븐에는 다수의 히터가 구비되며, 서로 다른 종류의 히터가 사용될 수 있다. 그리고, 상기 오븐에 구비되는 히터의 종류 및 작동되는 갯수에 따라서 조리물의 조리 시간 등이 달라질 수 있다.

본 실시예의 목적은 신속한 조리가 가능한 전기 오븐을 제안하는 것에 있다.

일 측면에 따른 전기 오븐은, 조리실이 형성되는 캐비티; 상기 캐비티에 수용된 조리물을 가열시키기 위한 튜브 히터; 및 상기 조리물로 전달되기 위한 상기 튜브 히터의 열이 투과하는 투과부가 포함된다.

다른 측면에 따른 전기 오븐은, 조리물을 가열시키기 위한 튜브 히터; 상기 튜브 히터와 구획된 공간에 제공되는 시즈 히터; 및 상기 튜브 히터의 공간과 상기 시즈 히터의 공간을 구획하는 구획부가 포함된다.

제안되는 실시예에 의하면, 튜브 히터에 의해서 조리물의 신속한 가열이 가능하게 되고, 시즈 히터에 의해서 조리물의 균일 가열이 가능하게 되는 장점이 있다.

또한, 신속하게 조리물이 가열되는 것에 의해서 열손실이 줄어들어 소비전력이 감소되고, 조리물의 가열효율이 향상된다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시예에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 1은 제 1 실시예에 따른 전기 오븐의 구성을 보여주는 분해 사시도이고, 도 2는 제 1 실시예의 전기 오븐의 수직 측단면도이다.

도 1 및 도 2에는 외형을 형성하는 아우터 케이스가 제거된 상태가 도시된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 전기 오븐(1)에는, 내부에 조리 공간을 형성하는 캐비티(11)와, 상기 캐비티(11)의 내부 공간을 개폐시키는 도어(14)가 포함된다. 상기 캐비티(11)의 전면에는 전면 외관을 형성하는 전면 플레이트(12)가 구비되고, 상기 전면 플레이트(12)의 상측에는 사용자의 조작을 위한 컨트롤 패널(13)이 구비된다. 그리고, 상기 캐비티(11) 내부에는 조리물이 놓이는 랙(16)이 구비된다.

상기 캐비티(11)의 상면(111)에는 상기 캐비티(11) 내부의 조리물로 열을 가하는 히터 어셈블리(20)가 설치된다. 그리고, 상기 캐비티(11)의 내부 상측에는 상부 히터(30)가 구비되고, 상기 캐비티(11)의 내부 하측 또는 상기 캐비티(11)의 하측 방에는 하부 히터(40)가 구비된다.

상기 상부 히터(30)는 다수회 절곡되어 형성되며, 상기 상부 히터(30)의 양 단부는 상기 캐비티(11)의 후측벽(112)을 관통한다. 상기 상부 히터(30)로는 일 례로 시즈 히터(sheath heater)가 사용될 수 있다.

상기 히터 어셈블리(20)에는, 상기 캐비티(11)의 상면(111) 외측에 구비되는 하나 이상의 탄소 히터(Carbon heater: 31)와, 상기 탄소 히터(210)의 외측을 커버하며, 상기 탄소 히터(210)의 복사열이 상기 캐비티(11)로 반사되도록 하는 반사판(220)과, 상기 반사판을 커버하는 커버 부재(230)가 포함된다.

일 례로 상기 탄소 히터는 두 개가 구비될 수 있으며, 두 개의 탄소 히터는 동일 수평면 상에서 나란하게 배치될 수 있다. 상기 탄소 히터의 배치는 후술할 도 3에서 명확하게 이해될 수 있다.

여기서, 상기 탄소 히터(210)는, 특정 결정 구조의 탄소섬유로 이루어지는 카본 와이어를 발열체로 하여 석영유리 부재의 내부에 봉입하고 흑연화시킨 것으로서, 상기 카본 와이어의 통전 발열시에 저항 안정성, 특히 경시적 저항 안정성이 우수한 전기히터이다. 상기 카본 와이어 발열체는 상승 및 하강 온도 특성이 우수하고, 고온 내구성이 우수할 뿐만 아니라, 복수개의 섬유다발을 꼬아서 제작되는 경우에는 솔리드 카본재로 이루어지는 유연성이 풍부하고, 여러 가지의 구조, 형상으로 가공이 용이한 장점도 얻을 수 있다. 따라서, 상기 탄소 히터가 고순도의 석영유리 부재등의 깨끗한 지지 부재 내에 비산화성 가스와 함께 봉입한 히터는 입자 등을 발생시키는 일이 없기 때문에 더욱 그 특성이 좋아진다.

본 실시예에서 상기 탄소 히터(210)는 튜브 내부에 카본 와이어가 구비되는 구조이므로, 탄소 히터(210)를 튜브 히터로 이름할 수도 있을 것이다.

상기 탄소 히터(210)의 양단부에는 전선이 연결되기 위한 봉지부(211)가 형성되며, 상기 봉지부(211)는 상기 커버 부재(230)를 관통한다.

그리고, 도시되지는 않았으나, 상기 캐비티(11)의 외측에는 팬이 구비될 수 있으며, 상기 팬에 의해서 유동되는 공기에 의해서 상기 봉지부(211)가 냉각될 수 있다.

즉, 상기 봉지부(211)는 상기 팬에 의해서 유동되는 공기의 유로 상에 위치되어 냉각될 수 있다.

그리고, 상기 캐비티(11)의 상면에는 상기 탄소 히터(210)의 복사열 및 광이 상기 캐비티(11)로 복사되도록 함과 동시에 상기 탄소 히터(210)의 파손을 방지하기 위한 투과부(114)가 구비된다. 상기 투과부(114)는 일 례로 상기 캐비티 상면(111)에 일체로 형성되거나, 상기 캐비티 상면(111)에 결합될 수 있다. 그리고, 상기 투과부(114)에 의해서 상기 조리물의 조리시 발생되는 이물질이 상기 탄소 히터(210)로 이동되는 것이 최소화될 수 있게 된다. 그리고, 상기 투과부(114)는 상기 탄소 히터(210)가 위치되는 공간과 상기 상부 히터(30)가 위치되는 공간이 구획되도록 하는 구획부의 역할을 한다.

상기 투과부(114)에는 상기 탄소 히터(210)의 복사열 및 광이 통과하는 다수의 홀(115)이 형성된다. 이 때, 상기 다수의 홀(115)의 면적은 상기 투과부(114)의 면적의 60% 이상으로 형성됨이 바람직하다. 여기서, 상기 투과부(114)의 면적은 상기 다수 개의 홀 중 외측에 형성되는 홀을 연결한 선의 내부 면적을 의미한다. 즉, 상기 투과부(114)의 다공율은 60%이상이다.

상기 투과부(114)의 다공율이 60% 이상인 경우 상기 투과부에 의해서 상기 탄소 히터가 보호됨과 동시에 조리물의 신속한 가열을 위한 최소한의 복사열이 상기 조리물로 전달될 수 있게 된다.

이하에서는 상부 히터와 탄소 히터의 위치 관계에 대해서 설명하기로 한다.

도 3은 제 1 실시예의 탄소 히터와 상부 히터의 위치 관게를 설명하기 위한 평면도이다.

도 3을 참조하면, 상기 캐비티(11)의 상면 하방에는 상기 상부 히터(30)가 위치되고, 상기 캐비티 상면(111) 상방에는 복수 개(일 례로 두 개)의 탄소 히터(210)가 위치된다. 그리고, 상기 복수 개의 탄소 히터는 상술한 바와 같이 동일 수평면 상에서 나란하게 배치된다.

상기 상부 히터(30)는 다수 회 절곡되어 형성된다. 상기 탄소 히터(210)는, 상기 탄소 히터(210)의 상측에서 평면투영 했을 때, 적어도 상기 캐비티(11) 내부에서 상기 상부 히터(30)와 간섭되지 않는 위치에 배치된다. 즉, 상기 탄소 히터(210) 및 상기 상부 히터(30)를 평면 투영 했을 때, 상기 탄소 히터(210)와 상기 상부 히터(30)는 서로 이격된다.

그 이유는, 상기 탄소 히터(210)의 열이 상기 상부 히터(30)로 복사되지 않고, 조리물로 복사되도록 하기 위함이다. 즉, 상기 상부 히터(30)로 전달되는 양 만큼 상기 조리물로 전달되는 복사열이 줄어들므로, 상기 상부 히터(30)로 전달되는 복사열을 최소화시키는 경우 상기 조리물의 조리 시간이 단축될 수 있게 된다.

이하에서는 탄소 히터와 다른 종류의 히터를 비교함으로써, 탄소 히터의 사용에 대한 기술적 의의를 설명하기로 한다.

오븐에 사용되는 다양한 종류의 전기 히터는 구성 및 발열체의 특징으로 인하여 사용에 적합한 온도 범위가 정하여져 있다. 상세하게는, 시즈 히터는 800℃정도의 온도범위에 적합하게 사용가능하고, 세라믹 히터는 1000℃정도의 온도범위에 적합하게 사용가능하고, 할로겐 히터는 2000℃정도의 온도범위에 적합하게 사용가능하고, 탄소히터는 1200℃정도의 온도범위에 적합하게 사용된다. 만약, 상기 전기히터들의 사용온도가 적정의 온도범위를 넘어서게 되면 히터, 특히 발열체가 파손 되거나, 소비전력이 높아지는 단점이 있기 때문에 바람직하지 않게 된다.

제시되는 바와 같은 히터의 특성에 대하여 더 상세하게 설명한다.

도 4는 파장에 따른 조리 대상별 에너지 흡수율을 나타낸 그래프이다.

도 4를 참조하면, 쇠고기, 햄, 감자 및 빵 등과 같은 주요 조리 대상을 대상으로 하여 실험한 결과, 주요 조리 대상의 에너지 흡수율이 좋은 대략 1.4 ~ 5㎛ 파장이 주요 조리대상의 유효 파장대역임을 알 수 있다.

도 5는 온도가 다른 흑체의 파장별 복사 스펙트럼을 나타낸 그래프이고, 도 6은 히터 표면 온도에 따른 복사량을 나타낸 그래프이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 주요 조리 대상의 유효 파장대역인 대략 1.4 ~ 5㎛에서 복사량이 많은 히터로서는, 히터 표면 온도가 대략 1000 ~ 1400℃인 히터가 유리함을 알 수 있다. 상세하게 설명하면, 도 5에는 1000 ~ 1400℃의 온도대에서 유효파장대역에 포함되는 파장의 에너지가 가장 큰 것을 알 수 있고, 도 5를 파장별로 적분한 그래프로 이해되는 도 6를 참조하면 1000 ~ 1400℃의 온도대에서 유효파장대역의 에너지가 큰 것을 직접적으로 볼 수 있는 것이다.

또한, 도 7에 제시되는 각 히터의 파장에 따른 복사 휘도를 나타낸 그래프를 참조하면, 주요 조리대상의 유효 파장대역(대략 1.4 ~ 5㎛)에서 탄소히터의 방사량이 가장 많음을 알 수 있다.

이와 같은 근거로 전기 오븐에 탄소히터가 최적으로 사용가능한 것을 알 수 있다.

한편, 하기되는 [표 1]은 조리 대상에 따른 히터 별 표면 온도와, 조리 대상 의 온도 상승폭과, 전력 소비 비용을 나타낸다.

			할로겐 (halogen)	세라믹 (ceramic)	시스 (sheath)	탄소 (carbon)
히터 표면 온도(℃)			2000	1000	900	1200
온도 상승 (△t℃), 1200	조리 대상 (조리시간)	스테이크(15분)	31.6	24.2	23.1	26.7
		햄(10분)	27.5	24.9	23.6	30.4
		감자(15분)	37.0	34.8	29.2	44.0
		식빵(4분)	8.1	22.8	5.1	26.3
전력 소비 비용(\/1Kw)			8500			8000

상기 표 1을 참조하면, 탄소히터의 경우에, 주요 조리대상에 대한 가열 조리 시에 온도 상승폭이 다른 히터에 비하여 높은 것을 알 수 있다. 결국, 유효파장대역의 에너지가 많기 때문에, 그만큼 많은 양의 에너지가 음식물의 조리에 사용되었다는 것을 증명하는 것이 된다. 뿐만 아니라, 음식물이 빨리 가열되면, 음식물의 조리시간이 단축되고, 이로써 오븐의 가열효율이 향상되고, 오븐의 에너지 소비효율이 높아지는 장점을 기대할 수 있는 것도 당연하다.

한편, 상기되는 바와 같이 탄소히터가 최적의 히터로 사용될 수 있다는 것은 상기되는 내용에 의해서 명확하게 이해될 수 있으나, 상기 탄소히터도 어느 정도의 사용 온도의 범위가 정하여져 있는데, 그 사용온도의 범위를 어떻게 설정하느냐에 따라서 음식물의 가열정도는 달라질 수 있다.

이미 설명된 바와 같이, 본 실시예의 오븐에는 단일의 히터가 아니라 다양한 종류의 히터가 함께 설치되어 있는데, 이는, 음식물이 최적의 상태로 가열되도록 하기 위한 것이다. 상기 탄소 히터와 상기 상부 히터(시즈 히터)를 예시로 하여, 그 가열방법을 제시한다.

음식물의 조리 초기에 캐비티(11) 내부가 저온 상태일 때에는, 동작온도가 높고, 가열 효율이 높은 탄소 히터(210)를 동작시켜서 캐비티 내부가 신속하게 고온으로 이르도록 한다.

이어서, 상기 탄소히터(210)가 동작되어 음식물이 어느 정도 익은 다음에는, 상기 상부 히터(30)를 동작시켜서 음식물의 표면에 색깔이 입혀지도록 한다. 이때에는 음식물의 표면이 옅은 갈색으로 제공되는 것이 취식자의 기분을 더 좋게 만드리라는 것은 당연히 예상될 것이다. 이를 브라우닝이라고 하기도 하는데, 상기 브라우닝은 상부 히터(30)에 의해서 원활하게 수행될 수 있게 된다.

다른 한편으로는, 상기 탄소 히터(210)와 상기 상부 히터(30)가 동시에 작동되도록 할 수 있다. 상기 상부 히터(30)와 상기 탄소 히터(210)를 동일 출력량을 가지도록 설계하는 경우 상기 상부 히터의 길이는 상기 탄소 히터의 길이 보다 크다. 따라서, 상기 상부 히터(30)에 의해서 상기 조리물의 전체적으로 균일 가열이 가능해지고, 상기 탄소 히터(210)에 의해서 조리물의 신속한 조리가 가능해진다.

또한, 상기 상부 히터(30)와 상기 탄소 히터(210)의 최대 파장 대역이 다르므로, 상기 상부 히터(30)와 상기 탄소 히터(210)가 동시에 작동되는 경우에는, 보다 많은 대역의 복사 에너지가 발생되므로, 조리물의 신속하고 균일한 조리가 가능하게 된다.

도 8은 제 2 실시예에 따른 전기 오븐의 수직 단면도이다.

본 실시예는 다른 부분에 있어서는 제 1 실시예와 동일하고, 다만, 투과부의 구조에 있어서 차이가 있는 것을 특징으로 한다. 따라서 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분에 대해서 설명하기로 한다.

도 8을 참조하면, 본 실시예의 캐비티(50) 상면에는 탄소 히터가 포함되는 히터 어셈블리가 설치된다.

그리고, 상기 캐비티(50) 내부 상측에는 시즈 히터가 적용되는 상부 히터(30)가 구비된다. 그리고, 상기 캐비티(50)의 상면에는 탄소 히터의 복사 열 및 광이 투과하기 위한 개구부(51)가 형성된다. 그리고, 상기 개구부(51)는 상기 캐비티에 설치되는 투과부(60)에 의해서 차폐된다.

상기 투과부(60)는 상기 탄소 히터 복사열의 투과율이 60%이상인 글래스 재질로 형성될 수 있다.

따라서, 본 실시예에 의하면, 상기 투과부(60)에 의해서 상기 투과홀(51)이 차폐되므로, 상기 탄소 히터의 파손이 효과적으로 방지될 수 있고, 상기 조리물의 조리과정에서 이물질이 상기 탄소 히터 측으로 이동되는 것이 차단될 수 있게 된다.

도 1은 제 1 실시예에 따른 전기 오븐의 구성을 보여주는 분해 사시도.

도 2는 제 1 실시예의 전기 오븐의 수직 측단면도.

도 3은 제 1 실시예의 탄소 히터와 상부 히터의 위치 관게를 설명하기 위한 평면도.

도 4는 파장에 따른 조리 대상별 에너지 흡수율을 나타낸 그래프.

도 5는 온도가 다른 흑체의 파장별 복사 스펙트럼을 나타낸 그래프.

도 6은 히터 표면 온도에 따른 복사량을 나타낸 그래프.

도 7은 각 히터의 파장에 따른 복사 휘도를 나타낸 그래프.

도 8은 제 2 실시예에 따른 전기 오븐의 수직 단면도.

Claims (10)

1. 조리실이 형성되는 캐비티;

   상기 캐비티에 수용된 조리물을 가열시키기 위한 튜브 히터; 및

   상기 조리물로 전달되기 위한 상기 튜브 히터의 열이 투과하는 투과부가 포함되는 전기 오븐.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 튜브 히터는 탄소 히터인 전기 오븐.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 튜브 히터는 상기 캐비티의 상면 외측에 구비되고,

   상기 캐비티의 내부에는 시즈 히터가 구비되는 전기 오븐.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 튜브 히터 및 상기 시즈 히터를 평면 투영했을 때, 상기 탄소 히터 및 상기 시즈 히터는 서로 이격되는 전기 오븐.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 투과부는, 상기 튜브 히터의 복사열이 투과하기 위한 다수의 홀이 포함 되는 전기 오븐.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 캐비티의 상면에는 개구부가 형성되고,

   상기 투과부는 상기 개구부를 차폐하며, 글래스 재질로 형성되는 전기 오븐.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 튜브 히터를 커버하는 반사판이 더 포함되는 전기 오븐.
8. 조리물을 가열시키기 위한 튜브 히터;

   상기 튜브 히터와 구획된 공간에 제공되는 시즈 히터; 및

   상기 튜브 히터의 공간과 상기 시즈 히터의 공간을 구획하는 구획부가 포함되는 전기 오븐.
9. 제 8 항에 있어서,

   내부에 상기 시즈 히터가 위치되는 캐비티가 더 포함되며,

   상기 튜브 히터의 복사열을 상기 구획부를 투과하여 상기 캐비티로 공급되는 전기 오븐.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 튜브 히터와 상기 시즈 히터는 독립적으로 작동하며,

    일부 시간 동안은 상기 튜브 히터와 상기 시즈 히터가 동시에 작동하는 전기 오븐.

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