KR20110070844A

KR20110070844A - 히터일체형 쿡 탑과 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20110070844A
Application number: KR1020110054830A
Authority: KR
Inventors: 이상숙
Original assignee: 이상숙
Priority date: 2011-06-02
Filing date: 2011-06-02
Publication date: 2011-06-24

Abstract

본 발명은 주방용 히터에 사용되는 가열 판으로 사용되는 것인데 지금까지는 코일로 제작된 전열기 위에 강화유리를 덮는 등의 방법으로 제작하여 왔으며 일부 제품에서는 탄소발열체를 사용하였으나 저온으로 원하는 열기를 얻지 못했다,

본 발명은 강화유리 판에 합금물질을 직접 인쇄하는 방식을 도입하여 제작하는 방식을 개발하였는데 강화유리, 즉 세라믹글라스 또는 강화유리(2.5t∼4.0t)에 열선을 후막 screen printing공법으로 Ag/Si(30％), Ag/Pd/Si, Ag/RuO₂/Si로 구성된 paste를 유리표면에 10∼40㎛ 두께로 인쇄하고 낮은 소비전력(700∼850W) 및 가볍고 얇은 쿡 탑으로 제조하여 히터상판일체형으로 제작한 것에 관한 것이다,

본 발명의 새로운 상화유리에 스크린 프린팅공법으로 제작하므로 인해 기존의 제품에 비해 전력소비가 절약되고 중량도 줄이면서 휴대용으로 제작할 때는 더욱 간편하게 사용할 수 있게 되는 다양한 개발효과를 얻는 새로운 제품으로 각광을 받을 수 있게 되는 효과가 기대된다.

세라믹글라스(Ceramic Glass), 쿡 탑(Cook top), 후막(厚膜), 스크린프린팅(Screen printing), 히터일체형(Heater Unified Form), 스크린마스크(Screen Mask), 패턴(pattern), 파스데(Paste), 강화유리(强化琉璃), 탄소발열체(炭素發熱體),

Description

히터일체형 쿡 탑과 이의 제조방법 {The Heater unified Cook Top, thereof its manufactured Method}

전기를 사용하는 전열기주방용 쿡 탑의 구조는 코일을 사용하여 상단을 강화유리로 덮어 감전을 차단시키는 방식까지는 개발되었으나 직접 강화유리에 합금을 인쇄하고 감전되지 않도록 차단필름을 덮어 실용적으로 제작한 제품은 아직까지 개발되지 못한 상태의 새로운 전열기 제조분야의 기술에 속한다,

아주 최근에 개발된 탄소발열체를 사용하여 개발된 제품들은 모두 온열기와 건강보조기기 등이며 주방용으로 고은을 원하는 전열기로는 개발하지 못하고 있는 분야의 전자기기와 같이 프린팅으로 코일을 대체시키는 기술에 관한 분야이다,

본 기술의 개발배경은 IT분야에서 최소형 휴대용으로 사용하기 위한 전제조건이 소형화하는데 걸림돌이 다량의 전선을 사용하는 것을 극소화시키기 위해 가벼운 키폰에 금속제로 프린팅 시키는 기술이므로 이를 전열기에도 사용할 수 있는가를 연구개발 중에 이를 실현시킬 수 있으므로 인한 개발을 성공시키므로 인해 본 기술의 개발배경으로 한 것이다,

본 스크린프린팅 기술개발로 인해 더 많은 분야로 확대시킬 수 있게 되었고 경량화 및 휴대용으로 확대시킬 수 있게 되었으며 주방고정용 북백이 용도로부터 휴대용까지 경량화로 인해 모두 적용이 가능해 져 본 기술을 배경으로 보다 폭 넓은 일반용으로의 보급기술도 개발할 수 있는 배경기술로 확대될 수 있게 됐다,

본 발명에서 해결하고자 하는 과제로는 경량화이며 코일로 인한 무게는 물론 감전 등의 요인으로 사고를 미연에 방지시킬 수 있는 안전성에 관한 기술개발과 열효율의 극대화로 전력소비를 최소화하고 전선의 사용량을 극소화시킴으로써 자원절감과 경량화로 사용자의 편이성을 제공하는 기술개발을 주 과제로 하는 것이다,

향후 본 스크린프린팅 기술개발로 인한 경량화의 제작기술을 더욱 확대시켜 전자 칩도 부가하여 부착하므로 인한 터치만으로 원하는 온도를 조절할 수 있게 하면서 센서에 의한 자동위험감지장치 및 사용연한에 의한 노후에서 누전과 감전 등의 위험이 발생하지 않도록 코팅기술의 고도화도 구축하는 기술개발도 포함시켜 발전시키는 과제도 해결과제로 하였다.

본 경량화 전열기의 개발로 인해 부품의 단순화로 원자재사용을 절감시키고 별도의 코일전열기를 배제할 수 있는 스크린프린팅 방식의 개발로 경량화를 이루면서 휴대용의 개발도 가능하게 하므로 인해 소비자의 욕구를 모두 충족시킬 수 있는 효과가 기대된다,

그동안 최소의 케이블전선을 사용하였으나 모두가 스크린프린팅이 가능하게 되었으므로 구조가 단순하여 고장 율이 적고 경량화로 크기에 대하여는 자유자재로 조절할 수 있으며 휴대용으로도 제작이 가능하여 간편하게 휴대할 수 있는 효과와 이동 등에서 편이성이 기대된다,

현재의 전열기에 형성되는 쿡 탑은 코일 위에 용기를 올려 가열하는 방식으로 제작되었으나 최근에는 가스레인지에서 강화유리를 사용하여 불꽃이 직접 용기에 올라와 용기의 손잡이 등의 수지제품 등을 태우거나 손상을 입히는 등의 예방과 주방에서 불꽃이 보이지 않게 하는 방편으로 강화유리로 차단한 제품이 가스레인지에서 출시되었을 뿐 전열기에서는 아직도 잠잠하다.

본 발명의 주요핵심은 단지 강화유리직하 층에서 가열되어 강화유리가 열을 받아 전달되는 열로는 전달되는 도중에 손실이 발생할 수 있는 열손실까지 얻어질 수 있도록 강화유리 상단 면에 열선을 후박 시키는 스크린프린팅공법을 개발하여 양극라인과 음극라인으로 구분시켜 외원양극 큰 원(12)과 내원음극 작은 원(14)을 후박 한 후 두 라인 원(12, 14)간에 작은 교차열선(16)을 다수 연결시킨 후박 교차열선(16)에서 발열시키도록 스크린프린팅 방식의 가열패널(10)을 강화유리패널(20)의 상부단면에 실리카실버(Ag/Si)와 실리카팔라듐실버(Ag/Pd/Si)와 실리카산화루테늄실버(Ag/RuO₂/Si)를 동량으로 골고루 배합한 후 페이스트(Paste)로 만들어 두께 10 내지 40㎛가 되도록 가열패널(10)로 스크린프린팅 인쇄를 한 후 750℃ 내지 860℃의 오븐에서 30분정도 소성처리 한 가열패널(10)이 형성된 강화유리패널(20)의 상부평면을 하부좌우모서리부위(32)로 후박 스크린프린팅 된 가열패널(10) 두께만큼을 떠 받쳐주는 절연필름(30)으로 상부평면을 완전하게 절연시켜 합체시킨 절연필름(30)과 가열패널(10)과 강화유리패널(30)이 두터운 단열패널(40)에 부착되고 상기 단열패널(40)은 자신의 끼움모서리(42)에 3개의 패널(10, 20, 30)로 구성되는 강화유리패널모서리를 밀어 쿡 탑 케이스(50)의 사면모서리에 얹어 접착제, 또는 볼트 등으로 사용하여 부착시키면 히터일체형 쿡 탑이 장착된 전열기의 몸체로 완성되는 것이다,

상기와 같이 제작되어 완성된 히터일체형 쿡 탑 장착 전열기는 완성된 형태를 전기레인지로 제작하거나 휴대용으로 제작하는데 휴대용으로 제작할 때에는 이외에 절연필름(30) 부위를 덮어주는 뚜껑형상의 케이스뚜껑(60)을 장착하면 절연필름(30)은 물론 가열패널(10)과 강화유리패널(20)을 보호해 주면서 휴대 후 이동시킬때 절연필름(30) 등이 보호되도록 쿡 탑 케이스(50)의 4면 중에 후방이 되는 부위의 두 곳에 돌 적귀, 즉 힌지(62)를 사용하여 케이스뚜껑(60)을 닫을 수도 있고 열고 사용할 수 있게 하면 더욱 휴대하기 용이하게 제작되어진다,

강화유리패널(20)과 단열패널(40)의 두께는 보통 4mm를 사용해 왔으며 이렇게 함으로써 무거운 밥솥 등을 안전하게 올릴 수 있도록 하였으며 필요에 따라 강화유리 두께와 단열패널(40)의 두께를 결정하도록 하였다.

특별히 휴대용에 있어서는 접은 후 들고 다니기 쉽게 손잡이(54)를 만들고 휴대할 때 뚜껑이 열리지 않도록 뚜껑잠금장치(64)도 마련하였으며 전열기의 온, 오프와 강약을 위한 조절스위치(22)도 양극과 음극의 입출선(18, 10) 앞에 설치하 여 연결과 차단 및 강약을 조절할 수 있게 하였다.

[실시 예1]

본 발명의 히터일체형 쿡 탑을 제작하기 위하여 2 내지 4mm의 강화유리패널(20) 중에 3mm를 택한 후 일반 가스레인지 단일 쿡 탑의 크기인 가로 400mm에 세로 300mm로 재단한 강화유리패널(20)의 상부판면에 실리카실버(Ag/Si)와 실리카팔라듐실버(Ag/Pd/Si)와 실리카산화루테늄실버(Ag/RuO₂/Si)를 동량으로 골고루 배합한 후 페이스트(Paste)로 만들어 두께 10 내지 40㎛가 되도록 가열패널(10)로 스크린프린팅을 한 후 유기용제제거와 소성 시에 열팽창으로 기포발생을 방지하기 위해 충분히 건조시키면서 소성과정을 거처 형성된 가열패널(10)을 보호하기 위해 상기 가열패널(10) 위에 절연물질을 인쇄하여 도포할 수 있으나 금번 실시 1예에서는 절연필름(30)을 덮어 부착시키므로 누전이나 산화방지를 위한 처리를 완료하였다,

이와 같은 공정은 강화유리패널(20)에 상기 페이스트로 두께 20㎛로 강화유리패널(20) 위에 스크린프린팅을 하여 가열패널(10)을 형성시켰는데 내원음극 작은 원(14)의 직경은 50mm로 하고 외원양극 큰 원(12)의 직경은 200mm로 하고 상기 두 원(12, 14) 사이에는 다수개의 작은 교차열선(16)으로 연결하여 전원이 흐르도록 하므로 가열패널(10)을 완성시켰다.

상기 두 원(12, 14)의 양극입출선(18, 19)에는 강화유리패널(20)에 부착하여 회전되면서 전원을 온(On), 또는 오프(Off) 할 수 있도록 조절스위치(22)를 장착시 켰으나 금차 실시 1예에서는 전압가감장치를 삽입하지 않고 단순히 온, 오프만 되게 하고 잔여 제작단계인 절연필름(30) 부착공정과 밑판이 될 단열패널(40)과 상기 단열패널(40)의 좌우 끼움모서리(42)로 절연필름(30)이 덮여진 강화유리패널(20)이 얹어진 단열패널(40)을 끼움모서리(42)로 쿡 탑 케이스(50)의 좌우면모서리(52)로 밀어 넣어 쿡 탑 케이스(50)와 합체시키면 쿡 탑 1개짜리인 조립완성전열기 상부사시도(B)와 같은 새롭고 가벼우며 얇은 쿡 탑 케이스(50)로 휴대가 가능한 휴대용가열 패널전열기(70)로 제작할 수 있었다.

[실시 예2]

가열패널(10)이 4개가 장착되는 주방용 오븐 겸 전열기는 크고 작은 가열패널(10)로 두텁게 40㎛로 후박 스크린프린팅이 된 강화유리패널(20)과 상기 강화유리패널(20)들을 각각의 절연필름(30)으로 코팅시켜 감전과 누전되지 않도록 하고 전선만 사용되는 다수개의 강화유리패널(20)을 보다 넓은 단열패널(40) 1장에 모두 수용시켜 쿡 탑 케이스(50) 대신에 대형레인지로 제작하여 주방전용으로 제작하였는데 가열패널(10)로 인쇄한 후 750℃ 내지 860℃의 오븐에서 30분정도로 소성처리를 하여 열선이 절연필름(30)에 묶여 누전 및 산화를 방지시켰다,

외원양극 큰 원(12)과 내원음극 작은 원(14) 사이는 최저 20에서 최고 40개의 작은 교차열선(16)으로 연결시키므로 가열패널(10) 위에 냄비 등을 가열시킬 때 혹여 교차열선(16)이 단락되는 경우가 5 내지 8％ 이하이면 무탈하게 사용될 수 있게 하였으며 사용전력도 1 내지 2kW 소모되는 코일과 달리 불과 700 내지 850와트로도 가능하게 되어 사용전력소비도 절감할 수 있었다.

도 1은 본 발명의 히터일체형 쿡 탑에 스크린프린팅 된 열선의 상부도,

도 2는 본 발명의 히터일체형 쿡 탑이 장착된 전열기의 전면도,

도 3은 본 발명의 히터일체형 큭 탑을 조립 전의 각 부품별 사시도,

도 4는 본 발명의 열선을 쿡 탑에 프린팅 된 가열패널과 각 부품별 사시도,

<부호에 대한 간단한 설명>

10 : 가열패널, 12 : 외원양극 큰 원,

14 : 내원음극 작은 원, 16 : 작은 교차열선,

18 : 양극입출선, 19 : 음극입출선,

20 : 강화유리패널, 22 : 조절스위치,

30 : 절연필름, 32 : 하부좌우모서리부위,

40 : 단열패널, 42 : 끼움모서리,

50 : 쿡 탑 케이스, 52 : 좌우면모서리,

54 : 손잡이, 56 : 뚜껑걸이,

60 : 케이스뚜껑, 62 : 힌지,

64 : 뚜껑잠금장치, 70 : 휴대용가열패널전열기,

A : 전열기부품 구성앞면, B : 조립완성전열기 상부사시도,

Claims

다수개의 쿡 탑을 수용하는 주방용 전열장치에 있어서,

두께 4mm의 강화유리패널(20) 위의 상판에 실리카실버(Ag/Si)와 실리카팔라듐실버(Ag/Pd/Si)와 실리카산화루테늄실버(Ag/RuO₂/Si)를 동량으로 혼합한 페이스트(Paste)를 두께 10 내지 40㎛로 외원양극 큰 원(12)과 상기 큰 원 내부에 내원음극 작은 원(14) 및 상기 양 원 사이에 다수개의 작은 교차열선(16)으로 연결시키는 스크린프린팅 한 가열패널(10)을 건조하고 750 내지 860℃의 가열오븐에서 30분간 소성과 냉각을 거쳐 절연필름(30)을 부착한 후 단열패널(40)에 얹어 얇고 낮은 쿡 탑 케이스(50)에 넣고 조립하여 조절스위치(22)로 전원이 인입되고 차단되는 것이 특징인 히터일체형 쿡 탑
제1항에 있어서,

다수개의 스크린프린팅 된 가열패널(10)을 절연필름(30)을 코팅하여 대형 단열패널(40)에 얹어 대형주방용으로 제작되고 가열온도를 조절할 수 있는 변압장치도 장착되어 전열장치로 사용되는 것이 특징인 히터일체형 쿡 탑
제1항에 있어서,

단일 스크린프린팅과 절연필름(30)으로 코팅된 가열패널(10)을 단열패널(40) 에 고정시키고 얇고 낮은 쿡 탑 케이스(50)에 손잡이(54)와 뚜껑걸이(56)를 뚜껑잠금장치(64)로 닫아 휴대하는 것이 특징인 히터일체형 쿡 탑
다수개의 쿡 탑을 수용하는 주방용 전열장치에 있어서,

세라믹그라스 또는 열 강화유리패널(20) 상단면판 위의 상판에 실리카실버(Ag/Si)와 실리카팔라듐실버(Ag/Pd/Si)와 실리카산화루테늄실버(Ag/RuO₂/Si)를 동량으로 혼합하여 페이스트(Paste)를 만들어 두께 10 내지 40㎛로 외원양극 큰 원(12)과 상기 큰 원 내부에 내원음극 작은 원(14) 및 상기 양 원 사이에 다수개의 작은 교차열선(16)으로 연결되게 스크린프린팅 한 가열패널(10)을 건조시키고 750 내지 860℃에서 소성과 냉각을 거쳐 절연필름(30)을 부착하고 단열패널(40) 위에 얹어 고정시킨 후 얇고 낮은 쿡 탑 케이스(50)와 힌지(62)와 뚜껑걸이(56)에 뚜껑잠금장치(64)를 장착하고 조절스위치(22)로 전원이 인입되고 차단되도록 휴대용가열패널전열기(70)로 제작되는 것이 특징인 히터일체형 쿡 탑의 제조방법