KR20150031610A - 휴대용 유도 가열기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 유도가열기에 관한 것으로 보다 상세하게는 내부에 설치되는 가열 대상 용기의 하부 또는 측면에 유도 코일을 설치, 유도 코일의 하부에 설치되어 지는 충전 재사용이 가능한 2차 전지로부터 전원을 공급받아 대상 용기를 가열 내부의 물 또는 우유 등과 같은 액체 죽과 같은 음식물을 데우고 끓여서 사용자가 섭취하도록 하는 휴대용 유도가열기에 관한 것이다.
상기의 휴대용 유도가열기는 유도 전력을 생성, 제어하고 사용되어 지는 2차 전지를 충전하는 회로를 모두 내장하여 추가의 외부 장치를 필요로 하지 않으며, 또한 다수개의 온도 센서를 내장하여 과열을 방지하고 사용자의 선택에 의한 온도 설정이 가능한 기능을 가진다.

Description

휴대용 유도 가열기 {Portable heater using induction heating}

본 발명은 고주파 유도 가열 기술을 이용한 휴대용 가열기에 관한 것으로, 상세하게는 휴대용 보온병 또는 텀블러와 같이 물 또는 우유와 같은 액체, 또는 죽 등과 같이 보온 즉 온도를 유지하거나 가열을 필요로 하는 내용물을 휴대 시 그 내용물을 용기에 담아 보온, 가열하는 방법으로 고주파 유도가열을 이용하여 사용자에게 그 내용물을 제공하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대용으로 사용되어 지고 있는 용기들 중 가장 많은 것은 보온을 위한 것으로 이는 미리 데워지거나 조리된 음식물을 용기에 담아 그 온도를 일정시간 이상 유지하는데 목적이 있다. 이러한 용기는 크게 내부 용기와 외부 용기로 구분되어 지는데 이 두 용기의 사이 공간이 진공 처리되어 용접 등의 방법으로 접합되어 내부 용기가 외부의 공기와 직접 접촉하는 것을 막아 그 내용물의 온도를 유지하며, 온도의 하강을 지연시키는 형태로 제작되어 일정 시간이 지나면 온도가 내려가 내용물을 다시 가열해야 하는 문제점이 있다.

또한 휴대용으로 사용되어 지고 있는 일부 가열기들은 내부 용기의 바닥 또는 측면에 열선을 감아 내용물을 가열하거나 그 온도를 유지하고 있는데, 이러한 제품의 경우 차량의 전원과 같이 지속적 전원 공급이 가능한 경우에 사용하거나 하여 실제 휴대용이라 칭하기에 부적절한 경우가 있다. 이러한 열선을 사용한 제품 중 일부는 배터리를 사용하여 그 휴대성을 강화한 것들이 있는데 이 경우 열선에서 발생된 열을 내부용기로 다시 전달하는 과정을 거치기 때문에 가열을 위한 열효율이 그다지 높다 할 수 없다.

그 밖에 순간 발열체를 이용한 가열기 제품이 있는데, 이러한 제품의 경우 휴대성은 강화되었으나 가열 온도의 제어가 불가능하며 화학 반응을 이용한 발열방식을 사용하기 때문에 이 과정에서 발생하는 미량의 수소가스와 화학적 폐기물이 발생되는 문제점이 있다. 또한 순간 고온의 발생과 압력의 상승으로 사용자가 화상을 입거나 압력을 견디지 못한 용기가 파열 또는 폭할 할 수 있는 위험성이 있다.

휴대용 유도가열기

본 발명은 상기 서술한 문제점들을 해결하기 위해 고안 창출된 것으로 고주파 유도가열 기능을 휴대 용기에 적용하여 보다 효율적이고 안전하게 사용자의 요구를 충족시키는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기의 가열 방식을 이용함에 있어 충전 재사용이 가능한 2차 전지를 전원으로 사용하여 사용 시 추가 폐기물의 생성을 막고 제품의 사용 가능 기간을 반영구적으로 연장하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 사용자의 필요에 따라 내용물의 온도를 조절하여 항상 사용자가 필요로 하는 상태를 유지하여 내용물을 사용자에게 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 화염 또는 화학 물질을 사용하지 않기 때문에 화재, 화상, 폭발, 폐기물 생성 등의 위험성 없이 용기의 내용물을 사용자의 요구에 맞도록 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 상기의 문제점과 목적을 달성하기 위하여 고안 창출된 것으로 충전 재사용이 가능한 2차 전지를 에너지원으로 사용하는 고주파 유도가열 방식을 휴대용 용기에 적용하여 높은 에너지 효율로 안전하게 사용자에게 가열 및 보온 기능을 가진 휴대용 유도가열기를 제공한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 휴대용 유도가열기의 내부에는 부식 및 변형에 강한 스테인리스 용기가 설치되어 지며, 이 용기는 고주파 유도가열의 특성에 맞도록 자화가 가능한 재질로 제작되어 진다.

상기 스테인리스 용기의 하부 또는 측면에는 고주파 유도가열을 위한 유도코일이 설치되고 유도코일의 하단에는 유도가열의 효율을 높이고 안정화하기 위하여 막대 형태의 페라이트 코어가 방사형으로 설치되어 지는 구조를 가지며, 유도코일과 페라이트 코어는 내열성이 강한 합성수지에 의해 결속되어 진다.

상기 유도코일의 전력은 유도코일 하단부에 설치되는 전력부로부터 공급되어 지며 이 전력부 에는 공진부와 공진 제어를 위한 PWM 발생 및 제어부가 설치되어 진다. 또한 공진 및 제어부가 설치되는 PCB 에는 내장된 2차 전지로부터 공급되는 전원을 제어하는 전원제어부가 설치되어 지며 이때에 전원제어부에는 2차 전지의 충전을 위한 충전부가 함께 설치되어 진다.

상기의 유도코일에 전력을 공급하기 위하여 내부 PCB 에는 IGBT, MOSFET 과 같은 스위칭 소자가 설치되어 지는데 이 소자에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위하여 케이스의 하부 또는 일 측면은 알루미늄과 같이 방열을 위한 금속 소재로 제작되어 진다.

또한 상기에 내장되어 지는 2차 전지의 충전 및 상태, 기기의 동작 상태를 확인하기 위하여 휴대용 유도가열기의 일 측면에는 상태 표시램프가 설치되어 진다.

상기의 내부 용기의 측면에는 다수개의 온도 센서가 부착되어 지며 이 온도 센서는 용기의 과열 시 전원의 차단, 사용 온도의 설정 등에 사용되어 지며 이러한 온도 변화 상황 또한 유도가열기의 측면에 설치되는 상태 표시램프에 의해 사용자가 직접 확인 가능한 구조를 가진다.

본 발명에 따른 휴대용 유도가열기는 충전 재사용이 가능한 2차 전지를 전원으로 사용하여 반영구적 사용이 가능하며, 화염 및 화학 물질을 사용하지 않기 때문에 장소에 관계없이 사용이 가능하다.

따라서 캠핑장 등 지정 장소 이외의 곳에서 취사가 불가한 현실에서 장소에 관계없이 이와 유사한 음식물 섭취가 가능해지며 등산 및 야외 활동 시 사용자에게 깨끗하고 안전하게 가열된 음식물을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예로 제작된 제품의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예로 제작된 제품의 단면 사시도.
도 3은 도 1의 단면 사시도.
도 4는 도 1의 분해 사시도.

본 발명을 다음에 첨부되는 도면 및 실시 예를 통하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 실시 예로 휴대용 가열기를 나타낸 사시도 이다. 도시된 바와 같이, 휴대용 유도 가열기는 상부케이스(100), 방열 기능을 가진 금속재질의 하부케이스(101), 가열기의 동작 상태와 내장된 2차 전지(207,300)의 충전 상태를 확인할 수 있는 상태 표시램프(102), 하부 커버(103), 내용물을 보호를 위한 뚜껑(104)과 음료의 음용을 위해 타공된 뚜껑의 홀을 막기 위한 추가의 캡(105)을 포함하여 구성되어 진다.

여기서 상부 케이스(100)에는 부식 및 변형에 강한 스테인리스 용기(202,301)가 내부에 설치되어 지고 이때의 용기는 보자력을 가지는 재질의 금속으로 제작되어 진다. 또한 뚜껑(104)은 스크류와 같은 형태로 상부케이스(100)와 결합되어 지는 구조로 구성되어 진다.

또한 도 1에 도시된 외부 구성품들은 사용상의 특성상 일정 방수 능력을 가져야 하므로 각각의 결합 시 그 중간에는 실리콘 링과 같은 실링을 가지는 구조로 조립되어진다.

도시된 바와 같이 하부케이스(101)와 하부커버(103)의 사이에는 유도가열기의 동작 상태 및 내장 2차 전지의 충전 상태를 확인할 수 있는 상태 표시램프 표시부(102)가 설치되어 지는데 이것은 다수개의 표시 램프가 설치될 경우 방수 성능이 떨어질 수 있기 때문에 램프는 하부케이스(101)의 내부에 설치하고 그 빛을 외부에서 확인이 가능하도록 광 확산이 가능한 재질로 제작되어 진다.

도 2와 도 3은 휴대용 유도가열기의 단면 사시도 이다.

도시된 바와 같이 하부케이스(101)의 내부에는 유도가열을 위한 유도코일(208,302)과 유도코일(208,302)에 전력을 공급하기 위한 전력부(205,305), 전력부(205,305) 제어를 위한 전력 제어부 및 공진부(206,306), 전원공급을 위한 전원 제어부(204,307)가 설치되어 진다.

또한 상기의 전원 제어부(204,307)에는 유도가열기에 사용되어 지는 2차 전지(207,300)의 충전을 위한 충전부가 설치되어 진다.

도 4는 휴대용 유도가열기의 분해 사시도 이다.

도시된 바와 같이 유도코일(208,302)의 하부에는 유도 전력의 안정적 전력 공급을 위해 페라이트 코어(304)가 설치되어 지는데 이때에 유도코일(208,302)과 페라이트 코어(304)는 내열성이 강한 합성수지(303)에 의해 결속되어 진다.

또한 각종 부속이 내장된 PCB(400)에는 유도가열기의 동작 상태 및 내장된 2차 전지(207,300)의 충전 상태를 표시하는 램프가 설치되어 지는데 이것은 하부케이스(101) 의 하단에 설치되는 광 확산이 가능한 재질의 플라스틱으로 제작된 상태 표시램프 표시부(102)를 통하여 외부에서 사용자가 직접 확인 가능하도록 설치되어 진다.

도시한 바와 같이 다수개의 온도 센서(401,402)를 설치하여 내부용기(202,301)의 과열시 전원을 차단하고 사용자의 온도 선택에 따라 유도가열기의 동작 상태를 제어할 수 있는 기능을 가진다.

본 발명은 상기의 내용과 같이 휴대용 가열기를 제공함에 있어 고주파 유도가열 방식을 적용하여 전력 사용의 효율성을 높이고 그 전원을 충전 재사용이 가능한 2차 전지를 사용 반영구적 사용이 가능하도록 하였으며, 또한 화재 및 감전의 위험 없이 가열 및 보온된 음식물을 사용자에게 제공할 수 있다.

또한 화염이나 화학 물질을 사용하지 않고 가열 및 보온 기능을 구현하여 폐기물, 유해가스 등의 발생이 없어 조금 더 안전하고 조금 더 깨끗하게 사용자의 요구에 충족하는 음식물을 제공할 수 있다.

따라서 본 발명은 산업상의 이용 가능성이 크다고 할 수 있다.

100 : 상부 케이스 101 : 하부 케이스
102 : 상태 표시램프 표시부 103 : 하부 커버
104 : 뚜껑 105 : 캡
201 : 외부 케이스 202 : 내부 용기
203 : 204 : 전원 제어부
205 : 전력부 206 : 공진부
207 : 2차 전지 208 : 유도 코일
300 : 2차 전지 301 : 내부 용기
302 : 유도 코일 303 : 합성수지 결속체
304 : 페라이트 코어 400 : PCB
401,402 : 온도 센서

Claims (5)

1. 충전 재사용이 가능한 2차 전지와, 상기 2차 전지의 충전을 위한 충전부와, 상기 내부용기를 가열하기 위한 유도코일과, 유도코일의 안정적 전력유도를 위한 페라이트 코어와, 상기 유도코일에 전력을 공급하고 제어하는 전력 제어부, PWM 제어부와, 유도가열 온도제어를 위한 온도 센서와, 상기의 2차 전지의 충전, 유도가열기의 동작 상태를 확인할 수 있는 상태 표시 램프를 가진 휴대용 유도가열기.
2. 제 1항에 있어서, 상기의 내부 용기의 하단 또는 측면으로 유도 코일이 위치하는 휴대용 유도가열기.
3. 제 1항에 있어서 2차 전지의 충전 제어부가 외부로부터 입력되어 지는 전원을 허용 입력 범위 내에서 공급되어 지는 모든 직류 전원의 사용이 가능함을 특징으로 하는 휴대용 유도가열기.
4. 제 1항에 있어서 상태 표시램프는 휴대용 유도가열기의 사용 특성상 방수기능을 유지하기 위하여 다수의 천공 없이 내부 점등된 빛을 빛이 투과 가능한 한개의 광 확산플라스틱을 통하여 외부에서 식별이 가능함 을 특징으로 하는 휴대용 유도가열기.
5. 상기 내부에 설치되어 지는 스위칭 소자의 원활한 방열을 위하여 하부케이스의 전체 또는 일 측면을 방열 구조를 가진 금속 소재로 하는 휴대용 유도가열기.

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