KR20180066642A - Induction heat cooking apparatus and operating method thereof - Google Patents

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양재경
손승호
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엘지전자 주식회사
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Abstract

An electromagnetic induction heating cooker according to an embodiment of the present invention includes a top plate glass on which a cooking device is located, a heating coil which is located on the lower side of the top plate glass and generates a line of magnetic force according to a current flow, a ferrite which is located on the lower side of the heating coil and shield an influence of the line of magnetic force generated in the heating coil or an electromagnetic field generated in the outside on an inner circuit of the electromagnetic induction heating cooker, and a metal material for concentrating the line of magnetic force on the cooking device. Accordingly, the present invention can quickly heat a cooking vessel.

Description

전자 유도 가열 조리기 및 그의 동작 방법{INDUCTION HEAT COOKING APPARATUS AND OPERATING METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an electromagnetic induction heating cooker,

본 발명은 전자 유도 가열 조리기 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electromagnetic induction heating cooker and a method of operating the same.

최근에는 전기레인지의 시장 규모가 점차 확대되는 추세이다. 이는, 전기레인지의 경우 연소 과정에서 일산화탄소를 발생시키지 않고, 가스 누출이나 화재 등 안전사고의 위험이 낮기 때문이다.Recently, the market size of electric range has been gradually increasing. This is because the electric range does not generate carbon monoxide during the combustion process, and the risk of safety accidents such as gas leakage and fire is low.

한편, 전기레인지는 전기저항이 큰 니크롬선을 이용하여 전기를 열로 전환하는 하이라이트 방식과, 자기장을 발생시켜 전자유도가열방식을 통해 열을 가하는 인덕션 방식이 있다.On the other hand, the electric range includes a highlighting method for converting electricity into heat using a nichrome wire having a high electrical resistance and an induction method for applying heat through an electromagnetic induction heating method by generating a magnetic field.

전자 유도 가열 조리기는 인덕션 방식에 따라 동작하는 전기레인지를 의미할 수 있다. 전자 유도 가열 조리기의 구체적인 작동 원리를 설명하면 아래와 같다.The electromagnetic induction heating cooker may mean an electric range that operates according to the induction method. The specific operation principle of the electromagnetic induction heating cooker will be described as follows.

일반적으로, 전자 유도 가열 조리기는 내부에 구비된 워킹 코일(Working Coil) 또는 가열코일에 고주파의 전류를 흐르게 한다. 워킹 코일 또는 가열코일에 고주파의 전류가 흐르면 강력한 자력선이 발생하게 된다. 워킹 코일 또는 가열코일에서 발생한 자력선은 조리용기를 통과할 때 와류전류(Eddy Current)를 형성하게 된다. 따라서, 조리용기에 와류전류가 흐름에 따라 열이 생성되어 용기 자체를 가열시키고, 용기가 가열됨에 따라 용기 안의 내용물을 가열시킨다. Generally, an electromagnetic induction heating cooker causes a high frequency current to flow to a working coil or a heating coil provided inside. When a high frequency current flows through the working coil or the heating coil, a strong magnetic line of force is generated. The magnetic force lines generated from the working coil or the heating coil form Eddy Current when passing through the cooking container. Thus, as the eddy current flows in the cooking vessel, heat is generated to heat the vessel itself and heat the contents in the vessel as the vessel is heated.

위와 같이, 전자 유도 가열 조리기는 조리용기 자체에 열을 유도시켜 내용물을 가열하는 원리를 이용한 전기조리 장치이다. 전자 유도 가열 조리기를 이용하면 산소를 소모하지 않고, 폐가스를 배출하지 않아 실내공기 오염을 줄일 수 있다. 또한, 전자 유도 가열 조리기는 에너지 효율과 안정성이 높으며, 용기 자체를 가열시키기 때문에 화상의 위험이 낮다.As described above, the electromagnetic induction heating cooker is an electric cooking apparatus using the principle of inducing heat to the cooking vessel itself to heat the contents. The use of the electromagnetic induction heating cooker can reduce indoor air pollution by not exhausting oxygen and discharging waste gas. In addition, the electromagnetic induction heating cooker has high energy efficiency and stability, and the risk of burning is low because it heats the container itself.

한편 전자 유도 가열 조리기의 효율은 워킹 코일 또는 가열코일에서 발생하는 자력선 대비 조리용기를 통과하는 자력선의 양에 의해 결정된다. 즉, 워킹 코일 또는 가열코일에서 발생한 자력선 중 가능한 한 많은 자력선이 조리용기를 통과할수록 전자 유도 가열 조리기의 효율이 높아진다.On the other hand, the efficiency of the electromagnetic induction heating cooker is determined by the amount of magnetic force lines passing through the cooking container relative to the magnetic force lines generated by the working coil or the heating coil. That is, as much magnetic force lines as possible among the lines of magnetic force generated in the working coil or the heating coil pass through the cooking vessel, the efficiency of the electromagnetic induction heating cooker increases.

따라서, 워킹 코일 또는 가열코일에서 발생한 자력선 중 조리용기의 저항성분과 쇄교하는 자속을 증가시키고, 누설 자속을 감소시킬수록 전자 유도 가열 조리기의 효율이 높아질 것이다.Therefore, as the magnetic flux lines generated in the working coil or the heating coil increase the magnetic flux crossing the resistance component of the cooking container and decrease the leakage magnetic flux, the efficiency of the electromagnetic induction heating cooker will increase.

본 발명의 과제는, 전자 유도 가열 조리기의 에너지 효율을 높이고자 한다. 구체적으로, 가열 코일에서 발생하는 자력선과 관련하여 조리용기와 쇄교하는 자속을 증가시키고, 누설 자속을 감소시킨 전자 유도 가열 조리기를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to improve energy efficiency of an electromagnetic induction heating cooker. Specifically, it is intended to provide an electromagnetic induction heating cooker in which a magnetic flux generated in a heating coil is increased and flux leakage is increased and leak magnetic flux is reduced.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 전자 유도 가열 조리기는, 누설 자속을 감소시키고, 가열 코일에서 발생한 자력선을 조리 용기로 집중시키기 위한 메타 물질을 포함할 수 있다.The electromagnetic induction heating cooker for solving the problems of the present invention may include a meta material for reducing the leakage magnetic flux and concentrating the magnetic force lines generated in the heating coil into the cooking container.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 메타 물질에 의해 가열 코일에서 발생한 자력선이 조리용기로 집중되는 효과가 있다. 이에 따라, 가열 코일에서 동일 양의 자력선이 발생하더라도 메타 물질을 포함한 전자 유도 가열 조리기의 경우 조리용기를 빠르게 가열시킬 수 있는 효과가 있다.According to various embodiments of the present invention, the magnetic force lines generated in the heating coil by the metamaterial are concentrated in the cooking container. Accordingly, even if the same amount of magnetic force lines are generated in the heating coil, the electromagnetic induction heating cooker including the metamaterial can rapidly heat the cooking vessel.

도 1은 전자 유도 가열 조리기의 동작 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 3은 종래 기술에 따른 전자 유도 가열 조리기의 회로도를 설명하는 도면이다.
도 4는 종래 기술에 따른 전자 유도 가열 조리기의 작동 원리를 나타내는 측면 단면도이다.
도 5는 종래 기술에 따른 전자 유도 가열 조리기에서 발생한 자력선의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 메타 물질을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 7은 전자기파가 일반적인 매질을 통과하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 8은 전자기파가 메타 물질을 통과하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 측면 단면도이다.
도 10은 메타 물질을 통과하지 않는 경우 자력선의 진행 모습을 나타내는 도면이다.
도 11은 메타 물질을 통과하는 경우 자력선의 진행 모습을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기에 의한 자력선의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 측면 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 측면 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 측면 단면도이다.1 is a view for explaining an operation of an electromagnetic induction heating cooker.
2 to 3 are diagrams illustrating a circuit diagram of an electromagnetic induction heating cooker according to the related art.
4 is a side sectional view showing the operation principle of the electromagnetic induction heating cooker according to the prior art.
5 is a view for explaining a flow of a magnetic force line generated in an electromagnetic induction heating cooker according to the prior art.
6 is an exemplary view for explaining a meta-material according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing an electromagnetic wave passing through a general medium.
8 is a view showing an electromagnetic wave passing through a meta material.
9 is a side sectional view of the electromagnetic induction heating cooker according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view showing the progress of magnetic force lines when the metamaterial does not pass through. FIG.
11 is a view showing the progress of a magnetic force line when passing through the meta-material.
12 is a view for explaining the flow of a magnetic force line by the electromagnetic induction heating cooker according to the first embodiment of the present invention.
13 is a side sectional view of an electromagnetic induction heating cooker according to a second embodiment of the present invention.
14 is a side sectional view of an electromagnetic induction heating cooker according to a third embodiment of the present invention.
15 is a side sectional view of an electromagnetic induction heating cooker according to a fourth embodiment of the present invention.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.The following merely illustrates the principles of the invention. Thus, those skilled in the art will be able to devise various apparatuses which, although not explicitly described or shown herein, embody the principles of the invention and are included in the concept and scope of the invention. Furthermore, all of the conditional terms and embodiments listed herein are, in principle, only intended for the purpose of enabling understanding of the concepts of the present invention, and are not to be construed as limited to such specifically recited embodiments and conditions do.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is also to be understood that the detailed description, as well as the principles, aspects and embodiments of the invention, as well as specific embodiments thereof, are intended to cover structural and functional equivalents thereof. It is also to be understood that such equivalents include all elements contemplated to perform the same function irrespective of the currently known equivalents as well as the equivalents to be developed in the future, i.e., the structure.

본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.In the claims hereof, the elements represented as means for performing the functions described in the detailed description include all types of software including, for example, a combination of circuit elements performing the function or firmware / microcode etc. , And is coupled with appropriate circuitry to execute the software to perform the function. It is to be understood that the invention defined by the appended claims is not to be construed as encompassing any means capable of providing such functionality, as the functions provided by the various listed means are combined and combined with the manner in which the claims require .

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: There will be. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함을 고려하여 부여되는 것으로서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffix "module" and " part "for components used in the following description are given merely for ease of description, and the" module "and" part "

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an electromagnetic induction heating cooker according to various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1은 전자 유도 가열 조리기의 동작 모습을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining an operation of an electromagnetic induction heating cooker.

도 1을 참조하면, 전자 유도 가열 조리기는 상판 글래스(2) 및 가열 코일(3)을 구비할 수 있다. Referring to FIG. 1, the electromagnetic induction heating cooker may include a top plate glass 2 and a heating coil 3.

상판 글래스(2)는 조리용기(1)가 전자 유도 가열 조리기 상에 위치하는 경우 조리 용기(1)를 지지하는 역할을 한다. 따라서, 상판 글래스(2)의 상부에는 조리용기(1)가 위치할 수 있다. 한편, 상판 글래스(2)는 강화유리로 형성되어, 전자 유도 가열 조리기의 내부를 외부로부터 보호하는 역할을 한다.The upper plate glass 2 serves to support the cooking vessel 1 when the cooking vessel 1 is placed on the electromagnetic induction heating cooker. Therefore, the cooking container 1 can be positioned on the upper portion of the top plate glass 2. [ On the other hand, the upper plate glass 2 is formed of tempered glass and serves to protect the inside of the electromagnetic induction heating cooker from the outside.

상판 글래스(2)의 하부에는 가열 코일(3)이 위치할 수 있다.The heating coil 3 may be positioned below the upper plate glass 2.

가열 코일(3)은 전자 유도 가열 조리기의 전원 온/오프에 따라 전류가 흐르거나 흐르지 않을 수 있다. 또한, 전자 유도 가열 조리기의 화력이 조절됨에 따라 가열 코일(3)을 흐르는 전류의 양은 달라질 수 있다.The heating coil 3 may or may not flow current depending on the power on / off of the electromagnetic induction heating cooker. Further, as the thermal power of the electromagnetic induction heating cooker is controlled, the amount of current flowing through the heating coil 3 can be varied.

가열 코일(3)에 전류가 흐르는 경우 가열 코일(3)의 내부와 주위에 자기장(4)이 발생할 수 있다. 이 때, 자기장(4)의 방향은 전류의 방향에 의해 결정된다. 그러므로 가열 코일(3)에 교류를 흘리게 되면 자기장(4)의 방향은 교류의 주파수만큼 변환된다. 예를 들어, 가열 코일(3)에 60Hz의 교류를 흘리면 자기장(4)의 방향이 1초에 60번 변환하게 된다.A magnetic field 4 may occur inside and around the heating coil 3 when a current flows through the heating coil 3. [ At this time, the direction of the magnetic field 4 is determined by the direction of the current. Therefore, when the alternating current is supplied to the heating coil 3, the direction of the magnetic field 4 is changed by the frequency of the alternating current. For example, when an alternating current of 60 Hz is supplied to the heating coil 3, the direction of the magnetic field 4 is converted 60 times per second.

가열 코일(3)에서 발생한 자기장(4) 중 일부는 조리용기(1)를 통과할 수 있다. 자기장(4)이 조리용기(1)를 통과하는 경우 조리용기(1)의 재질에 포함된 저항성분에 의해 와류 전류(5)가 발생한다. 완류 전류(5)는 조리용기(1) 자체를 발열시키고, 이 열은 전도열에 의해 조리용기(1)의 내부까지 전달된다. 이에 따라, 조리용기(1)의 내용물이 조리되는 방식으로 동작한다. 이와 같이 자기장(4)에 의해 와류 전류(5)가 발생하기 위해서는, 조리용기(1)는 스테인리스 계열 혹은 법랑이나 주철 용기 같은 금속 재질 용기여야 한다.A part of the magnetic field (4) generated in the heating coil (3) can pass through the cooking container (1). When the magnetic field (4) passes through the cooking vessel (1), the eddy current (5) is generated by the resistance component contained in the material of the cooking vessel (1). The full current 5 generates heat in the cooking vessel 1 itself and this heat is transferred to the interior of the cooking vessel 1 by the heat of conduction. Thus, the contents of the cooking container 1 are cooked. In order to generate the eddy current 5 by the magnetic field 4, the cooking vessel 1 must be made of stainless steel or a metallic material such as an enamel or cast iron container.

전자 유도 가열 조리기는 상판 글래스(2) 및 가열 코일(3) 외에 페라이트(미도시) 등의 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.The electromagnetic induction heating cooker may include other components such as ferrite (not shown) in addition to the top plate glass 2 and the heating coil 3. A detailed description thereof will be described later.

다음으로, 도 2 내지 도 3은 종래 기술에 따른 전자 유도 가열 조리기의 회로도를 설명하는 도면이다.Next, Figs. 2 to 3 are diagrams for explaining a circuit diagram of an electromagnetic induction heating cooker according to the related art.

구체적으로, 도 2는 두 개의 인버터 및 두 개의 가열 코일을 포함하는 전자 유도 가열 조리기의 회로도를 나타낸 것이고, 도 3은 한 개의 인버터 및 두 개의 가열 코일을 포함하는 전자 유도 가열 조리기의 회로도를 나타낸 것이다.Specifically, FIG. 2 shows a circuit diagram of an electromagnetic induction heating cooker including two inverters and two heating coils, and FIG. 3 shows a circuit diagram of an electromagnetic induction heating cooker including one inverter and two heating coils .

유도 가열 전기조리기에 이용되는 인버터는 가열코일에 고주파의 전류가 흐르도록 가열코일에 인가되는 전압을 스위칭하는 역할을 한다. 인버터는 통상 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 이루어진 스위칭 소자를 구동시킴으로써 고주파의 전류를 가열코일에 흐르도록 하여 가열코일에 고주파 자계가 형성하도록 한다.The inverter used in the induction heating electric cooker serves to switch the voltage applied to the heating coil so that a high frequency current flows through the heating coil. The inverter drives a switching element, typically an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), so that a high frequency current flows through the heating coil to form a high frequency magnetic field in the heating coil.

이와 같은 전자 유도 가열 조리기에 2개의 가열 코일이 구비되는 경우, 상기 2개의 가열 코일을 동시 동작시키기 위해서는, 두 개의 인버터가 필요로 한다. 또한, 상기 전자 유도 가열 조리기에 2개의 가열 코일이 구비되지만, 인버터가 한 개로 구성되는 경우에는 별도의 스위치를 두어, 상기 2개의 가열 코일 중 어느 하나의 가열 코일만을 선택적으로 동작시킨다.When two heating coils are provided in the electromagnetic induction heating cooker, two inverters are required to simultaneously operate the two heating coils. The electromagnetic induction heating cooker is provided with two heating coils. When the inverter is constituted by one inverter, a separate switch is provided to selectively operate only one of the two heating coils.

도 2를 참조하면, 전자 유도 가열 조리기는, 정류부(10), 제 1 인버터(20), 제 2 인버터(30), 제 1 가열 코일(40), 제 2 가열 코일(50), 제 1 공진 커패시터(60) 및 제 2 공진 커패시터(70)를 포함한다.2, the electromagnetic induction heating cooker includes a rectifying section 10, a first inverter 20, a second inverter 30, a first heating coil 40, a second heating coil 50, A capacitor 60 and a second resonant capacitor 70.

제 1 및 제 2 인버터(20, 30)는 입력되는 전원을 스위칭하는 스위칭소자와 직렬로 연결되고, 이 스위칭소자의 출력전압에 의해서 구동되는 제 1 및 제 2 가열코일(40, 50)이 직렬 연결된 스위칭소자의 접속점에 연결되어 있다. 그리고, 제 1 및 제 2 가열코일(40, 50)의 다른 일측은 공진 커패시터(60, 70)에 연결된다.The first and second inverters 20 and 30 are connected in series with a switching element for switching the input power source and the first and second heating coils 40 and 50 driven by the output voltage of the switching element are connected in series Connected to the connection point of the connected switching element. The other side of the first and second heating coils 40 and 50 is connected to the resonant capacitors 60 and 70.

스위칭소자의 구동은 구동부에 의해서 이루어지며, 구동부에서 출력되는 스위칭시간에 제어되어 스위칭소자가 서로 교호로 동작하면서 가열코일로 고주파의 전압을 인가한다. 그리고, 구동부로터 인가되는 스위칭소자의 온/오프 시간은 점차 보상되는 형태로 제어되기 때문에 가열코일에 공급되는 전압은 저전압에서 고전압으로 변한다.The driving of the switching element is performed by a driving part, and the switching elements are alternately operated by the switching time outputted from the driving part to apply a high frequency voltage to the heating coil. Since the on / off time of the switching element to be applied to the driving unit rotor is controlled to be gradually compensated, the voltage supplied to the heating coil changes from a low voltage to a high voltage.

하지만, 이와 같은 전자 유도 가열 조리기는, 두 개의 가열 코일을 동작시키기 위해서는 두 개의 인버터 회로가 포함되어야 하며, 이에 따라 제품 부피가 커질 뿐 아니라, 제품 가격이 상승하는 문제점이 있다.However, in such an electromagnetic induction heating cooker, two inverter circuits must be included in order to operate two heating coils, thereby increasing the product volume and increasing the product price.

도 3을 참조하면, 전자 유도 가열 조리기는, 정류부(110), 인버터(120), 제 1 가열 코일(130), 제 2 가열 코일(140), 공진 커패시터(150) 및 스위치(160)를 포함한다.3, the electromagnetic induction heating cooker includes a rectifying unit 110, an inverter 120, a first heating coil 130, a second heating coil 140, a resonant capacitor 150, and a switch 160 do.

도 3에 도시된 전자 유도 가열 조리기는 한 개의 인버터(120)를 이용하여 두 개의 제1 및 제 2 가열 코일(130, 140) 중 어느 한 개의 가열 코일만을 선택적으로 구동시킨다.The electromagnetic induction heating cooker shown in FIG. 3 selectively drives only one of the first and second heating coils 130 and 140 by using one inverter 120.

상기 구동되는 가열 코일의 선택은 상기 스위치(160)의 동작에 의해 이루어진다.The selection of the driven heating coil is performed by the operation of the switch 160.

하지만, 이와 같은 전자 유도 가열 조리기는, 별도의 스위치(160)에 의해 상기 가열 코일의 선택이 이루어짐으로써, 상기 스위치(160)의 동작에 의한 소음이 발생하고, 상기 두 개의 가열 코일(130, 140) 중 어느 하나의 가열 코일만이 동작하거나, 상기 두 개의 가열 코일(130, 140)이 서로 교대로 동작하기 때문에, 출력이 저하되는 문제점이 있다.However, in such an electromagnetic induction heating cooker, the selection of the heating coil is performed by the separate switch 160, so that noise caused by the operation of the switch 160 is generated, and the two heating coils 130 and 140 Or the two heating coils 130 and 140 operate alternately with each other, the output is lowered.

다음으로, 도 4는 종래 기술에 따른 전자 유도 가열 조리기의 작동 원리를 나타내는 측면 단면도이다.Next, Fig. 4 is a side sectional view showing the operation principle of the electromagnetic induction heating cooker according to the prior art.

도 4를 참조하면, 종래 기술에 따른 전자 유도 가열 조리기는 상판 글래스(202), 가열 코일(203) 및 페라이트(Ferrite, 204)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the electromagnetic induction heating cooker according to the related art includes a top plate glass 202, a heating coil 203, and a ferrite 204.

도 4에 도시된 바와 같이, 전자 유도 가일 조리기는 상판 글래스(202) 최상부에 위치하고, 상판 글래스(202)의 하부에 가열 코일(203)이 위치하고, 가열 코일(203)의 하부에 페라이트(204)가 순서대로 위치하는 구조로 형성될 수 있다.4, the electromagnetic induction furnace cooker is located at the top of the upper plate glass 202, the heating coil 203 is positioned below the upper plate glass 202, the ferrite 204 is disposed below the heating coil 203, May be formed in order.

상판 글래스(202)는 앞에서 설명한 바와 마찬가지로, 조리기기(1)를 지지할 수 있다. 따라서, 상판 글래스(202)의 상부에는 조리기기(1)가 위치할 수 있다. The upper plate glass 202 can support the cooking apparatus 1 as described above. Therefore, the cooking apparatus 1 can be positioned on the top plate glass 202.

상판 글래스(202)에 의해, 조리기기(1)와 가열 코일(203)이 직접적으로 접촉되지 경우를 방지할 수 있다. 따라서, 조리기기(1) 또는 가열 코일(203)이 열 손상또는 마찰 손상되는 경우를 방지할 수 있다.It is possible to prevent the case where the cooking apparatus 1 and the heating coil 203 are in direct contact with each other by the upper plate glass 202. [ Therefore, it is possible to prevent the cooking appliance 1 or the heating coil 203 from being damaged by thermal damage or friction.

가열 코일(203)은 스위칭 소자의 구동에 따라 전류가 흐르거나 전류가 흐르지 않을 수 있다. 가열 코일(203)에 전류가 흐르는 경우 자력선이 발생한다. 발생한 자력선 중 일부는 조리기기(1)를 통과하고, 일부는 조리기기(1)를 통과하지 못하고 누설될 수 있다. 이와 같은 자력선의 경로에 대해서는 도 5를 통해 자세히 설명하기로 한다.The heating coil 203 may flow current or no current depending on driving of the switching element. When a current flows through the heating coil 203, a magnetic line of force is generated. Some of the generated magnetic force lines may pass through the cooking appliance 1 and some may leak without passing through the cooking appliance 1. [ The path of the magnetic force lines will be described in detail with reference to FIG.

페라이트(204)는 전자 유도 가열 조리기의 내부 회로를 보호하기 위한 구성요소이다. 구체적으로, 페라이트(204)는 가열 코일(203)에서 발생한 자력선 또는 외부에서 발생한 전자기장이 전자 유도 가열 조리기의 내부 회로에 미치는 영향을 차단하는 차폐 역할을 한다.The ferrite 204 is a component for protecting the internal circuit of the electromagnetic induction heating cooker. Specifically, the ferrite 204 serves as a shield for shielding the influence of a magnetic force line generated in the heating coil 203 or an electromagnetic field generated from the outside on the internal circuit of the electromagnetic induction heating cooker.

이를 위해, 페라이트(204)는 투자율(permeability)이 매우 높은 물질로 형성될 수 있다. 따라서, 페라이트(204)는 전자 유도 가열 조리기의 내부로 유입되는 자력선이 방사되지 않도록 방지하고, 페라이트(204)를 통해 흐르도록 유도하는 역할을 한다.For this purpose, the ferrite 204 may be formed of a material having a very high permeability. Accordingly, the ferrite 204 prevents the magnetic force lines flowing into the inside of the electromagnetic induction heating cooker from being radiated and induces the ferrite to flow through the ferrite 204.

다음으로 도 5는 종래 기술에 따른 전자 유도 가열 조리기에서 발생한 자력선의 흐름을 설명하는 도면이다.5 is a view for explaining the flow of magnetic force lines generated in the electromagnetic induction heating cooker according to the related art.

도 4에서 설명한 바와 같이, 전자 유도 가열 조리기는 상판 글래스(202), 가열 코일(203) 및 페라이트(204)로 구성될 수 있다.4, the electromagnetic induction heating cooker may be composed of a top plate glass 202, a heating coil 203, and a ferrite 204. [

이 때, 조리기기(1)를 가열시키기 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상판 글래스(202)의 상부에 조리기기(1)가 위치할 수 있다.At this time, in order to heat the cooking appliance 1, the cooking appliance 1 may be placed on the top plate glass 202 as shown in Fig.

가열 코일(203)은 스위칭 소자의 구동에 의해 전류가 흐를 수 있다. 가열 코일(203)은 전류가 흐름에 따라 자기장을 발생시킬 수 있다.The heating coil 203 can flow a current by driving the switching element. The heating coil 203 can generate a magnetic field as the electric current flows.

가열 코일(203)에서 발생한 자기장은 도 5에 도시된 제1 자력선(500)과 같을 모습으로 이동할 수 있다.The magnetic field generated in the heating coil 203 can move in the same manner as the first magnetic force line 500 shown in FIG.

구체적으로, 도 5에 도시된 제1 자력선(500)을 참조하면, 가열 코일(203)에서 발생하는 제1 자력선(500) 중 일부는 조리기기(1)를 통과하고, 일부는 조리기기(1)를 통과하지 못하고 누설될 수 있다. 조리기기(1)를 통과하지 못하고 누설되는 제1 자력선(500)은 상판 글래스(202)만을 통과하여 이동하거나 상판 글래스(202)까지 미치지 못하고 이동할 수 있다.5, a part of the first magnetic force lines 500 generated in the heating coil 203 passes through the cooking appliance 1 and a part of the first magnetic force lines 500 passes through the cooking appliance 1 ) And can be leaked. The first magnetic force lines 500 which are leaked without passing through the cooking apparatus 1 can be moved only through the top plate glass 202 or without moving to the top plate glass 202. [

조리기기(1)를 통과하거나 통과하지 못하고 이동한 제1 자력선(500)은 페라이트(500)를 통해 흐르게 된다. 이에 따라, 제1 자력선(500)이 전자 유도 가열 조리기의 내부 회로에 미치는 영향을 차폐할 수 있다. The first magnetic force lines 500, which have passed through the cooking device 1 and have not passed through the cooking device 1, flow through the ferrite 500. Accordingly, the influence of the first magnetic force lines 500 on the internal circuit of the electromagnetic induction heating cooker can be shielded.

한편, 가열 코일(203)에서 발생한 제1 자력선(500)의 전부가 조리기기(1)를 통과하지 못하고, 일부만이 조리기기(1)를 통과함에 따라 전자 유도 가열 조리기의 효율이 떨어질 수 있다. 즉, 가열 코일(203)에서 발생한 제1 자력선(500)의 일부가 조리기기(1)를 통과하지 못하고 누설됨에 따라, 전자 유도 가열 조리기의 효율이 떨어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 가열 코일(203)에서 발생하는 제1 자력선(500) 중 조리기기(1)를 통과하는 자력선을 증가시키고, 누설되는 자력선을 감소시키고자 한다.On the other hand, all of the first magnetic force lines 500 generated in the heating coil 203 can not pass through the cooking device 1, and only a part of the first magnetic force lines 500 pass through the cooking device 1, thereby reducing the efficiency of the electromagnetic induction heating cooker. That is, a part of the first magnetic force lines 500 generated in the heating coil 203 may leak through the cooking device 1 without passing therethrough, and the efficiency of the electromagnetic induction heating cooker may be reduced. Accordingly, the present invention intends to increase the magnetic force lines passing through the cooking apparatus 1 among the first magnetic force lines 500 generated in the heating coil 203 and to reduce the magnetic force lines leaked.

이에, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 메타 물질을 포함할 수 있다.Accordingly, the electromagnetic induction heating cooker according to the embodiment of the present invention may include a meta material.

다음으로 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 메타 물질을 설명하기 위한 예시 도면이다.6 is an exemplary view for explaining a meta-material according to an embodiment of the present invention.

메타 물질(Metamaterial)은 아직 자연에서 발견되지 않은 특성을 가지도록 설계되어, 인공적으로 만들어진 구조물이다. 구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 메타 물질은 음의 굴절률을 갖도록 형성될 수 있다.Metamaterials are artificially constructed structures designed to have characteristics not found in nature yet. Specifically, the meta-material according to an embodiment of the present invention may be formed to have a negative refractive index.

메타 물질은 플라스틱, 금속과 같은 일반적인 물질로부터 형성된 복합 요소의 집합체로 구성된다. 일반적으로, 메타 물질은 단위 셀(Unit Cell)이 반복적인 패턴으로 배열되어 구성되고, 단위 셀들이 배열된 패턴에 따라 메타 물질의 특성이 결정된다. 즉, 메타 물질(600)의 모양, 기하학적 구조, 크기, 방향 및 배열이 메타 물질(600)의 특성을 결정한다.Metamaterials consist of a collection of composite elements formed from common materials such as plastics and metals. In general, the metamaterial is formed by arranging unit cells in a repetitive pattern, and the characteristics of the metamaterial are determined according to a pattern in which the unit cells are arranged. That is, the shape, geometry, size, direction and arrangement of the metamaterial 600 determine the characteristics of the metamaterial 600.

예를 들어, 메타 물질은 음의 굴절률을 갖도록 단위 셀들이 배열되는 패턴으로 형성될 수 있다. 즉, 메타 물질(600)의 유전율 또는 투자율이 음수가 되도록 인공적으로 구성될 수 있다.For example, the meta-material may be formed in a pattern in which the unit cells are arranged so as to have a negative refractive index. That is, the dielectric constant or permeability of the meta-material 600 may be artificially constructed to be negative.

구체적으로, 메타 물질은 기판 상에 단위 셀(601)이 도 6에 도시된 바와 같이 반복적으로 배열되어 구성될 수 있다. 단위 셀(601)은 그래핀(graphene)과 같은 반금속(semi-metal) 성분과 음, 금, 알루미늄, 구리, 니켈과 같은 금속 성분으로 이루어진 도전층들을 포함할 수 있다. 단위 셀(601)은 반금속 성분만으로 구성될 수 있고, 단위 셀(601)은 반금속 성분과 금속 성분이 개별적으로 구성될 수 있고, 혼용되어 사용될 수도 있다.Specifically, the meta-material may be configured such that the unit cells 601 are repeatedly arranged on the substrate as shown in Fig. The unit cell 601 may include a semi-metal component such as graphene and conductive layers made of metal components such as gold, aluminum, copper, and nickel. The unit cell 601 may be composed of only a semimetal component, and the unit cell 601 may have a semi-metal component and a metal component separately, or may be used in combination.

단위 셀(601)은 소정의 전자기파 파장대에 대해 음의 굴절률을 갖는 나노패턴으로서 크기, 두께 및 개수가 조절될 수 있다. 예를 들어, 단위 셀(601)은 가시광 영역의 전자기파의 파장보다 현저히 작은 크기를 가질 때, 각각의 단위 셀(601)에 의한 회절 및 산란을 억제하여 균일한 굴절률을 가지게 되며, 가시광선 파장 영역에서 특정의 크기, 두께 및 개수에 대하여 음의 굴절률을 가질 수 있다. The unit cell 601 can be adjusted in size, thickness, and number as a nanopattern having a negative refractive index with respect to a predetermined electromagnetic wave wavelength band. For example, when the unit cell 601 has a size significantly smaller than the wavelength of the electromagnetic wave in the visible light region, diffraction and scattering by the unit cells 601 are suppressed to have a uniform refractive index, And may have a negative refractive index with respect to a particular size, thickness, and number.

이때, 단위 셀(601)로 구성된 메타물질 구조는 내부에서 전파하는 전자기파의 위상속도(phase velocity)의 방향이 광에너지의 전파방향과 반대가 되는 음의 굴절률을 가질 뿐만 아니라, 실제로 공기 또는 유전체에서 단위 셀(601)로 입사하는 전자기파를 반대방향으로 굴절시켜 음굴절 현상을 나타내게 된다. 단위 셀(601)은 기판과 평행한 방향으로 간격이 조절될 수 있다. 단위 셀(601)은 기판에 평행한 방향으로 사각 격자 또는 삼각 격자 모양으로 배열될 수 있다. 단위 셀(601)은 각기 200nm 내지 약 600nm 정도의 직경 내에서 2개 이상의 고리들을 포함할 수 있다. 단위 셀(601)은 약 500nm 내지 약 800nm 정도의 간격으로 배열될 수 있다. 단위 셀(601) 각각의 고리들은 약 10nm 내지 약 40nm 정도의 선 폭을 갖고, 약 4nm 내지 약 50nm 정도의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 단위 셀(601)은 약 25nm의 선폭을 가질 때, 약 400nm 내지 약 650nm정도의 파장 영역 내에서 적어도 하나의 단일 파장대의 전자기파에 대해 음의 굴절률을 가질 수 있다.At this time, the meta-material structure composed of the unit cell 601 has not only a negative refractive index in which the direction of the phase velocity of the electromagnetic wave propagating inside is opposite to the direction of propagation of the light energy, The electromagnetic wave incident on the unit cell 601 is refracted in the opposite direction to exhibit a negative refraction phenomenon. The unit cells 601 may be spaced apart in a direction parallel to the substrate. The unit cells 601 may be arranged in a square grid or a triangular grid in a direction parallel to the substrate. The unit cell 601 may include two or more rings within a diameter of about 200 nm to about 600 nm each. The unit cells 601 may be arranged at intervals of about 500 nm to about 800 nm. Each ring of unit cells 601 has a line width of about 10 nm to about 40 nm and may have a thickness of about 4 nm to about 50 nm. For example, when the unit cell 601 has a line width of about 25 nm, the unit cell 601 may have a negative refractive index for at least one single wavelength band electromagnetic wave within a wavelength range of about 400 nm to about 650 nm.

기판(10)은 쿼츠 또는 글래스 중 적어도 하나를 포함하는 평판 기판, 또는 PMMA(polymethylmethacrylate), PC(polycarbonate), COC(cycloolefin copolymer), PET(polyethylene terephthalate) 중 적어도 하나를 포함하는 플렉서블 기판으로 이루어질 수 있다. 평판 기판 및 플렉서블 기판은 다른 재질로 이루어질 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.The substrate 10 may be a flat substrate comprising at least one of quartz or glass or a flexible substrate comprising at least one of polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), cycloolefin copolymer (COC), and polyethylene terephthalate have. The flat substrate and the flexible substrate may be made of different materials, but are not limited thereto.

한편, 메타 물질(600)은 페라이트 등과 같은 전자 유도 가열 조리기의 다른 구성 요소와 비교하여 가격이 저렴하다.On the other hand, the meta-material 600 is inexpensive compared with other components of the electromagnetic induction heating cooker such as ferrite.

다음으로 도 7 내지 도 8을 참조하여 음의 굴절률을 갖는 메타 물질(600)을 통과하는 전자기파의 진행 모습을 설명한다. 구체적으로, 도 7은 전자기파가 일반적인 매질을 통과하는 모습을 나타내는 도면이고, 도 8은 전자기파가 메타 물질을 통과하는 모습을 나타내는 도면이다.Next, referring to FIGS. 7 to 8, the progress of the electromagnetic wave passing through the meta material 600 having a negative refractive index will be described. Specifically, FIG. 7 is a view showing a state in which an electromagnetic wave passes through a general medium, and FIG. 8 is a diagram showing a state in which an electromagnetic wave passes through a meta material.

도 7을 참조하면, 입사 전자기파(701)가 일반적인 매질(700)을 통과하는 경우 소정 각도로 굴절되어 통과할 수 있다. 즉, 일반적인 매질(700)을 통과하는 경우 입사 전자기파(701)와 통과 전자기파(702)의 진행 방향은 소정 각도 상이하게 된다.Referring to FIG. 7, when the incident electromagnetic wave 701 passes through the general medium 700, it can be refracted at a predetermined angle and passed through. That is, when passing through the general medium 700, the traveling direction of the incident electromagnetic wave 701 and the passing electromagnetic wave 702 are different from each other by a predetermined angle.

반면에, 도 8을 참조하면, 입사 전자기파(801)가 도 6을 통해 설명한 바와 같은 음의 굴절률을 갖는 메타 물질(600)을 통과하는 경우 음의 굴절률로 굴절되어 통과할 수 있다. 즉, 메타 물질(600)을 통과하는 경우 통과 전자기파(802)는 입사 전자기파(801)와 상반된 방향으로 진행되도록, 진행 방향이 반대 방향으로 변경될 수 있다.On the other hand, referring to FIG. 8, when the incident electromagnetic wave 801 passes through the metamaterial 600 having a negative refractive index as described with reference to FIG. 6, it can be refracted at a negative refractive index and pass therethrough. That is, when passing through the meta-material 600, the passing electromagnetic wave 802 may be changed in the opposite direction so that the traveling electromagnetic wave 802 proceeds in a direction opposite to the incident electromagnetic wave 801.

다만, 도 8에 도시된 통과 전자기파(802)의 굴절 각도는 예시적인 것으로, 메타 물질(600)을 형성하는 단위 셀의 구조에 따라 굴절 각도는 달라질 수 있다.However, the angle of refraction of the passing electromagnetic wave 802 shown in FIG. 8 is an example, and the angle of refraction may vary depending on the structure of the unit cell forming the metamaterial 600.

이와 같이, 전자기파가 메타 물질을 통과하는 경우, 일반적인 매질을 전자기파가 통과하는 경우와는 상이한 현상이 발생할 수 있다. In this way, when the electromagnetic wave passes through the meta material, a phenomenon different from a case where an electromagnetic wave passes through a general medium may occur.

본 발명은 전자 유도 가열 조리기가 위와 같은 메타 물질을 포함하도록 구성하고자 한다. 즉, 본 발명은 전자 유도 가열기가 메타 물질을 구비하여, 가열 코일에서 발생하는 자기장을 조리기기로 집중시키고자 한다. 이에 따르면, 전자 유도 가열기의 효율을 높일 수 있는 것으로 예상된다.The present invention intends to configure the electromagnetic induction heating cooker to include the above-mentioned meta material. That is, in the present invention, the electromagnetic induction heater is provided with a meta material, and the magnetic field generated in the heating coil is concentrated in the cooking device. Accordingly, it is expected that the efficiency of the electromagnetic induction heater can be increased.

다음으로, 도 9 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 메타 물질을 포함하는 전자 유도 가열 조리기를 설명한다.9 to 15, an electromagnetic induction heating cooker including a metamaterial according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 상판 글래스(202), 메타 물질(600), 가열 코일(203) 및 페라이트(204)를 포함할 수 있다.The electromagnetic induction heating cooker according to the embodiment of the present invention may include a top plate glass 202, a metamaterial 600, a heating coil 203, and a ferrite 204.

상판 글래스(202), 가열 코일(203) 및 페라이트(204)는 앞에서 설명한 바와 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.Since the upper plate glass 202, the heating coil 203, and the ferrite 204 are the same as those described above, a detailed description thereof will be omitted.

메타 물질(600)은 가열 코일(203)에서 발생한 자력선이 조리기기(1)를 통과하도록 형성될 수 있다. 즉, 메타 물질(600)의 단위 셀들은 가열 코일(203)에서 발생한 자력선이 조리기기(1)를 통과하도록 굴절률이 0 또는 음수가 되는 패턴으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 메타 물질(600)을 통과한 자력선은 조리기기(1)로 집중되어 이동할 수 있다. The metamaterial 600 may be formed so that a magnetic force line generated in the heating coil 203 passes through the cooking apparatus 1. [ That is, the unit cells of the metamaterial 600 may be formed in a pattern such that the magnetic force lines generated in the heating coil 203 pass through the cooking apparatus 1 so that the refractive index becomes 0 or negative. Accordingly, the magnetic lines of force which have passed through the metamaterial 600 can be moved to the cooking appliance 1 in a concentrated manner.

한편, 메타 물질(600)은 박막형으로 형성될 수 있다. 메타 물질(600)을 박막형으로 형성함으로써, 전자 유도 가열 조리기의 효율을 높이는 동시에 부피를 최소화시킬 수 있다.Meanwhile, the meta-material 600 may be formed in a thin film form. By forming the metamaterial 600 in a thin film shape, the efficiency of the electromagnetic induction heating cooker can be increased and the volume can be minimized.

다음으로, 도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 측면 단면도이다.Next, Fig. 9 is a side sectional view of the electromagnetic induction heating cooker according to the first embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 상판 글래스(202), 메타 물질(600), 가열 코일(203) 및 페라이트(204)를 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 상판 글래스(202)의 하면에 메타 물질(600)이 부착되어 위치하도록 구성될 수 있다. 메타 물질(600)의 하부에는 가열 코일(203)이 위치하고, 가열 코일(203)의 하부에는 페라이트(204)가 위치할 수 있다.9, the electromagnetic induction heating cooker according to the first embodiment of the present invention may include a top plate glass 202, a metamaterial 600, a heating coil 203, and a ferrite 204. As shown in FIG. In particular, the electromagnetic induction heating cooker according to the first embodiment of the present invention may be configured such that the meta material 600 is attached to the lower surface of the upper plate glass 202. The heating coil 203 may be positioned below the metamaterial 600 and the ferrite 204 may be positioned below the heating coil 203.

위와 같은 구조에 따르면, 가열 코일(203)에서 발생한 자력선은 메타 물질(600)을 통과함에 따라 조리기기(1)로 집중 이동할 수 있다. 따라서, 전자 유도 가열 조리기의 에너지 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.According to the above structure, the magnetic force lines generated in the heating coil 203 can be concentratedly moved to the cooking appliance 1 as it passes through the metamaterial 600. Therefore, the energy efficiency of the electromagnetic induction heating cooker can be increased.

또한, 상판 글래스(202)의 하면에 메타 물질(600)을 부착시킴으로써, 가열 코일(203)에서 발생하는 열이 메타 물질(600)에 미칠 수 있는 영향을 최소화시킬 수 있다. 또한, 메타 물질(600)은 강화 유리 등으로 제작되는 상판 글래스(202)에 의해 외부 마찰 등에 의한 영향으로부터 보호될 수 있다.In addition, by attaching the meta material 600 to the lower surface of the upper plate glass 202, the influence of the heat generated in the heating coil 203 on the meta material 600 can be minimized. In addition, the meta-material 600 can be protected from external friction or the like by the top plate glass 202 made of tempered glass or the like.

다음으로 도 10 내지 도 11을 참조하여, 메타 물질(600)이 자력선의 진행 방향에 미치는 영향을 설명한다. 구체적으로, 도 10은 메타 물질을 통과하지 않는 경우 자력선의 진행 모습을 나타내는 도면이고, 도 11은 메타 물질을 통과하는 경우 자력선의 진행 모습을 나타내는 도면이다.Next, the influence of the metamaterial 600 on the traveling direction of the magnetic force lines will be described with reference to FIGS. 10 to 11. FIG. 10 is a view showing the progress of a magnetic force line when the meta-material does not pass, and Fig. 11 is a view showing a progress of a magnetic line of force when passing through the meta-material.

먼저, 도 10에 도시된 타원 모양의 선은 메타 물질을 통과하지 않는 경우자력선(1000)의 진행 모습을 나타낸다. 반면에, 도 11에 도시된 선은 메타 물질을 통과하는 경우 자력선(1100)의 진행 모습을 나타낸다.The elliptical line shown in FIG. 10 represents the progress of the magnetic force line 1000 when the meta-material does not pass through. On the other hand, the line shown in FIG. 11 shows the progress of the magnetic force line 1100 when passing through the metamaterial.

도 10에 도시된 자력선(1000)과 도 11에 도시된 자력선(1100)을 비교하면, 메타 물질(600)을 통과하는 자력선(1100)은 음의 굴절률로 굴절되어, 메타 물질을 통과하지 않는 자력선(1000)과 비교하여 위쪽 방향으로 더 높이 진행함을 알 수 있다. 메타 물질(600)을 통과함에 따라 자력선이 굴절되는 정도는 메타 물질(600)을 구성하는 단위 셀(601)들의 어레이(array)에 따라 달라질 수 있다.10 is compared with the magnetic force line 1100 shown in FIG. 11, the magnetic line of force 1100 passing through the meta-material 600 is refracted at a negative index of refraction, It can be understood that the distance is higher in the upward direction as compared with the case 1000. The degree of refraction of the magnetic lines of force as they pass through the metamaterial 600 may vary depending on the array of unit cells 601 constituting the metamaterial 600.

따라서, 실험 통계 등의 결과를 이용하여 메타 물질(600)을 통과하는 자력선(1100)을 조리기기로 집중시키기 위한 적어도 하나 이상의 최적의 각도를 획득할 수 있다. 획득된 각도에 따라 자력선이 굴절되도록 단위 셀(601)들을 배열한 메타 물질(600)을 형성할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 이와 같은 방법으로 형성된 메타 물질(600)을 포함함으로써, 가열 코일(203)에서 발생한 자력선을 조리기기(1)에 집중시에켜 에너지 효율을 증가시킬 수 있다.Accordingly, at least one or more optimal angles for concentrating the magnetic lines of force 1100 passing through the metamaterial 600 into the cooking apparatus can be obtained by using the results of the experiment statistics and the like. The meta-material 600 may be formed by arranging the unit cells 601 such that magnetic lines of force are bent according to the obtained angle. The electromagnetic induction heating cooker according to the embodiment of the present invention includes the metamaterial 600 formed in this manner to increase the energy efficiency when the magnetic force lines generated in the heating coil 203 are concentrated in the cooking device 1 .

다음으로 도 12는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기에 의한 자력선의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining the flow of magnetic force lines by the electromagnetic induction heating cooker according to the first embodiment of the present invention.

도 12에 도시된 바와 같이, 조리기기(1)는 상판 글래스(202)의 상면에 위치하고 있다. As shown in Fig. 12, the cooking apparatus 1 is located on the upper surface of the upper plate glass 202. As shown in Fig.

가열 코일(203)에서 전류가 흐름에 따라 자기장은 도 12에 도시된 바와 같은 제2 자력선(1200)과 같은 모습으로 진행할 수 있다. As the current flows through the heating coil 203, the magnetic field can proceed in the same manner as the second magnetic force line 1200 as shown in FIG.

먼저, 제2 자력선(1200)은 메타 물질(600)을 통과하게 된다. 이 때, 가열 코일(203)은 메타 물질(600)에 의해 음의 굴절각으로 굴절되어 통과하게 된다. 따라서, 제2 자력선(1200)의 진행 방향이 메타 물질(600)을 통과함에 따라 변경되어 조리기기(1)가 위치한 방향으로 집중되어 이동한다. First, the second magnetic force lines 1200 pass through the metamaterial 600. At this time, the heating coil 203 is bent and refracted by the meta-material 600 at a negative refraction angle. Accordingly, as the traveling direction of the second magnetic force line 1200 passes through the metamaterial 600, it is concentrated and moved in the direction in which the cooking appliance 1 is positioned.

즉, 도 5에 도시된 제1 자력선(500)의 진행 방향과 비교하여, 제2 자력선(1200)은 메타 물질(600)에 의해 조리기기(1)가 위치한 방향으로 진행하는 자력선이 증가함을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 메타 물질(600)을 포함함으로써 조리기기(1)와 쇄속하는 자속을 증가시키고, 누설되는 자속을 감소시킨다. 즉, 가열 코일(203)에서 동일한 양의 자력선이 발생하나, 메타 물질(600)을 포함하는 경우 조리기기(1)를 통과하는 자력선이 더 많음을 알 수 있다.That is, the second magnetic force lines 1200 show that the lines of magnetic force progressing in the direction in which the cooking appliance 1 is located are increased by the metamaterial 600 as compared with the traveling direction of the first magnetic force lines 500 shown in FIG. 5 Able to know. Accordingly, the electromagnetic induction heating cooker according to the embodiment of the present invention includes the metamaterial 600 to increase the magnetic flux confined to the cooking appliance 1 and reduce the leakage flux. That is, it can be seen that the same amount of magnetic force lines are generated in the heating coil 203, but the magnetic force lines passing through the cooking apparatus 1 include the metamaterial 600.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 가열 코일(203)과 조리기기(1)의 사이에 메타 물질(600)이 포함되도록 구성될 수 있다.Therefore, the electromagnetic induction heating cooker according to the embodiment of the present invention can be configured so that the meta material 600 is included between the heating coil 203 and the cooking appliance 1.

다음으로 도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 측면 단면도이다.13 is a side sectional view of an electromagnetic induction heating cooker according to a second embodiment of the present invention.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 상판 글래스(202), 메타 물질(600), 가열 코일(203) 및 페라이트(204)를 포함할 수 있다. 13, the electromagnetic induction heating cooker according to the second embodiment of the present invention may include a top plate glass 202, a metamaterial 600, a heating coil 203, and a ferrite 204. As shown in FIG.

특히, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 상판 글래스(202)의 상면에 메타 물질(600)이 부착되어 위치하도록 구성될 수 있다. 상판 글래스(202)의 하부에는 가열 코일(203)이 위치하고, 가열 코일(203)의 하부에는 페라이트(204)가 위치할 수 있다.In particular, the electromagnetic induction heating cooker according to the second embodiment of the present invention may be configured such that the metamaterial 600 is attached and positioned on the upper surface of the upper plate glass 202. The heating coil 203 is positioned below the upper plate glass 202 and the ferrite 204 may be positioned below the heating coil 203.

따라서, 가열 코일(203)에서 발생한 자력선은 상판 글래스(202)를 통과한 후 메타 물질(600)을 통과하게 된다. 이 경우에도, 도 12를 통해 설명한 바와 마찬가지로, 가열 코일(203)에서 발생한 자력선은 메타 물질(600) 통과 시 음의 방향으로 굴절하게 된다. 따라서, 가열 코일(203)에서 발생한 자력선은 조리기기(1)로 집중되어, 쇄교 자속 수가 증가하는 효과가 있다.Therefore, the magnetic force lines generated in the heating coil 203 pass through the top plate glass 202 and then through the meta-material 600. 12, the magnetic force lines generated in the heating coil 203 are refracted in the negative direction when the metamaterial 600 passes. Therefore, the lines of magnetic force generated in the heating coil 203 are concentrated in the cooking appliance 1, and the number of flux-linking magnetic fluxes is increased.

또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 메타 물질(600)은 상판 글래스(202)에 의해 가열 코일(203)에서 발생하는 열과의 접촉이 차단되는 효과가 있다. 따라서, 메타 물질(600)이 가열 코일(203)에서 발생되는 열에 의해 손상되는 경우를 방지할 수 있다.In addition, according to the second embodiment of the present invention, the metamaterial 600 has an effect of preventing contact with heat generated in the heating coil 203 by the top plate glass 202. Therefore, it is possible to prevent the metamaterial 600 from being damaged by the heat generated in the heating coil 203.

다음으로 도 14는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 측면 단면도이다.14 is a side sectional view of an electromagnetic induction heating cooker according to a third embodiment of the present invention.

도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 상판 글래스(202), 메타 물질(600), 가열 코일(203) 및 페라이트(204)를 포함할 수 있다.14, the electromagnetic induction heating cooker according to the third embodiment of the present invention may include a top plate glass 202, a metamaterial 600, a heating coil 203, and a ferrite 204.

특히, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 상판 글래스(202)의 내부에 메타 물질(600)이 삽입되어 위치하도록 구성될 수 있다. 상판 글래스(202)의 하부에는 가열 코일(203)이 위치하고, 가열 코일(203)의 하부에는 페라이트(204)가 위치할 수 있다.In particular, the electromagnetic induction heating cooker according to the third embodiment of the present invention may be configured such that the metamaterial 600 is inserted into the top plate glass 202. The heating coil 203 is positioned below the upper plate glass 202 and the ferrite 204 may be positioned below the heating coil 203.

따라서, 가열 코일(203)에서 발생한 자력선은 상판 글래스(202)를 통과함에 따라 메타 물질(600)을 함께 통과하게 된다. 이 경우에도, 도 12를 통해 설명한 바와 마찬가지로, 가열 코일(203)에서 발생한 자력선은 메타 물질(600) 통과 시 음의 방향으로 굴절하게 된다. 따라서, 가열 코일(203)에서 발생한 자력선은 조리기기(1)로 집중된다.Accordingly, the magnetic force lines generated in the heating coil 203 pass the metamaterial 600 together as they pass through the top plate glass 202. 12, the magnetic force lines generated in the heating coil 203 are refracted in the negative direction when the metamaterial 600 passes. Therefore, the lines of magnetic force generated in the heating coil 203 are concentrated in the cooking appliance 1.

본 발명의 제3 실시 예에 따르면, 메타 물질(600)이 상판 글래스(202)의 내부에 삽입되어 있으므로, 마찰 등과 같은 외력에 의하여 메타 물질(600)손상될 위험을 낮출 수 있다.According to the third embodiment of the present invention, since the meta-material 600 is inserted into the top plate glass 202, the risk of damaging the meta-material 600 due to an external force such as friction can be reduced.

또한, 메타 물질(600)이 상판 글래스(202)의 내부에 삽입되어 있어, 에너지 효율을 높이는 동시에 전자 유도 가열 조리기의 부피를 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.Further, since the meta-material 600 is inserted into the top plate glass 202, energy efficiency can be improved and the volume of the electromagnetic induction heating cooker can be minimized.

다음으로 도 15는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 측면 단면도이다.15 is a side sectional view of an electromagnetic induction heating cooker according to a fourth embodiment of the present invention.

도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 상판 글래스(202), 메타 물질(600), 가열 코일(203) 및 페라이트(204)를 포함할 수 있다.15, the electromagnetic induction heating cooker according to the fourth embodiment of the present invention may include a top plate glass 202, a metamaterial 600, a heating coil 203, and a ferrite 204. As shown in FIG.

특히, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 상판 글래스(202)의 하부에 메타 물질(600)과 가열 코일(203)이 위치하며, 메타 물질(600)은 가열 코일(203)의 상면에 위치할 수 있다. 가열 코일(203)의 하부에는 페라이트(204)가 위치할 수 있다.In particular, in the electromagnetic induction heating cooker according to the fourth embodiment of the present invention, the meta material 600 and the heating coil 203 are positioned below the top plate glass 202, the meta material 600 is heated by the heating coil 203, As shown in FIG. Ferrite (204) may be located under the heating coil (203).

따라서, 가열 코일(203)에서 발생한 자력선은 바로 메타 물질(600)을 통과하게 된다. 이 경우에도, 도 12를 통해 설명한 바와 마찬가지로, 가열 코일(203)에서 발생한 자력선은 메타 물질(600) 통과 시 음의 방향으로 굴절하게 된다. 따라서, 가열 코일(203)에서 발생한 자력선은 조리기기(1)로 집중된다.Therefore, the magnetic force lines generated in the heating coil 203 pass through the metamaterial 600 immediately. 12, the magnetic force lines generated in the heating coil 203 are refracted in the negative direction when the metamaterial 600 passes. Therefore, the lines of magnetic force generated in the heating coil 203 are concentrated in the cooking appliance 1.

본 발명의 제4 실시 예에 따르면, 메타 물질(600)과 가열 코일(203) 간의 공극을 최대로 줄여, 누설 자속을 최대한 줄일 수 있다. 이에 따라, 조리기기(1)와 쇄속 자속을 증가시켜 전자 유도 가열 조리기의 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.According to the fourth embodiment of the present invention, the gap between the meta-material 600 and the heating coil 203 can be reduced to the utmost, and the leakage magnetic flux can be reduced as much as possible. Accordingly, the efficiency of the electromagnetic induction heating cooker can be further increased by increasing the magnetic flux of the cooker 1 and the flux.

이와 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 전자 유도 가열 조리기는 메타 물질을 포함함으로써, 가격 및 부피를 크게 증가시키지 않으면서, 에너지 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.Thus, according to various embodiments of the present invention, the electromagnetic induction heating cooker has the effect of increasing the energy efficiency without significantly increasing the price and the volume by including the meta material.

따라서, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 종래 전자 유도 가열 조리기와 비교하여, 적은 에너지의 사용으로 조리기기(1) 안의 내용물을 빠른 시간 내에 가열시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the various embodiments of the present invention, there is an effect that the contents in the cooking apparatus 1 can be heated in a short period of time by using less energy as compared with the conventional electromagnetic induction heating cooker.

또한, 전자 유도 가열 조리기의 사용 목적, 사용 상황 등을 고려하여 제1 내지 제4 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기 중 어느 하나가 사용될 수 있다.Any one of the electromagnetic induction heating cookers according to the first to fourth embodiments may be used in consideration of the purpose of use of the electromagnetic induction heating cooker, the use situation, and the like.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention.

1: 조리용기
10, 110: 정류부
20, 30, 120: 인버터
40, 50, 130, 140: 가열 코일
60, 70, 150: 공진 커패시터
160: 스위치
202: 상판 글래스
203: 가열 코일
204: 페라이트
500, 1000: 메타물질을 통과하는 경우 자력선
600: 메타 물질
601: 단위 셀
700: 일반 매질
1100, 1200: 메타물질을 통과하는 경우 자력선1: Cooking container
10, 110: rectification part
20, 30, 120: Inverter
40, 50, 130, 140: heating coil
60, 70, 150: resonant capacitor
160: Switch
202: Top plate glass
203: heating coil
204: ferrite
500, 1000: magnetic line when passing through a metamaterial
600: meta material
601: Unit cell
700: general medium
1100, 1200: magnetic line when passing through a metamaterial

Claims (9)

전자 유도 가열 조리기에 있어서,
상부에 조리기기가 위치할 수 있는 상판 글래스;
상기 상판 글래스의 하부에 위치하며, 전류가 흐름에 따라 자력선을 발생시키는 가열 코일;
상기 가열 코일의 하부에 위치하며, 상기 가열 코일에서 발생한 자력선 또는 외부에서 발생한 전자기장이 상기 전자 유도 가열 조리기의 내부 회로에 미칠 수 영향을 차폐하는 페라이트; 및
상기 자력선을 상기 조리기기로 집중시키기 위한 메타 물질을 포함하는,
전자 유도 가열 조리기.In an electromagnetic induction heating cooker,
A top plate glass on which a cooking device can be placed;
A heating coil positioned below the upper plate glass and generating magnetic lines of force along with a current flow;
A ferrite disposed below the heating coil to shield an influence of a magnetic force line generated from the heating coil or an electromagnetic field generated from the outside on an internal circuit of the electromagnetic induction heating cooker; And
And a metamaterial for concentrating the magnetic force lines to the cooking apparatus.
Electromagnetic induction heating cooker. 제1항에 있어서,
상기 메타 물질은, 기판 상에 금속 성분 또는 반금속 성분으로 구성되는 적어도 하나 이상의 단위 셀이 배열되어 형성된 구조물인,
전자 유도 가열 조리기.The method according to claim 1,
Wherein the meta material is a structure in which at least one or more unit cells composed of a metal component or a semi-
Electromagnetic induction heating cooker. 제2항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 단위 셀은 상기 메타 물질이 음의 굴절률을 갖도록 배열되어 있는,
전자 유도 가열 조리기.3. The method of claim 2,
Wherein the at least one unit cell is arranged such that the meta material has a negative refractive index,
Electromagnetic induction heating cooker. 제1항에 있어서,
상기 메타 물질은, 상기 조리기기와 상기 가열 코일의 사이에 위치하는,
전자 유도 가열 조리기.The method according to claim 1,
Wherein the meta-material is disposed between the cooking appliance and the heating coil,
Electromagnetic induction heating cooker. 제4항에 있어서,
상기 메타 물질은, 상기 상판 글래스의 하면에 부착되어 있는,
전자 유도 가열 조리기.5. The method of claim 4,
Wherein the meta material is attached to a lower surface of the upper plate glass,
Electromagnetic induction heating cooker. 제4항에 있어서,
상기 메타 물질은, 상기 상판 글래스의 상면에 부착되어 있는,
전자 유도 가열 조리기.5. The method of claim 4,
Wherein the meta material is attached to an upper surface of the upper plate glass,
Electromagnetic induction heating cooker. 제4항에 있어서,
상기 메타 물질은, 상기 상판 그래스의 내부에 삽입되어 있는,
전자 유도 가열 조리기.5. The method of claim 4,
Wherein the metamaterial is inserted into the inside of the top plategrass,
Electromagnetic induction heating cooker. 제4항에 있어서,
상기 메타 물질은, 상기 가열 코일의 상면에 위치하는,
전자 유도 가열 조리기.5. The method of claim 4,
Wherein the meta-material is disposed on an upper surface of the heating coil,
Electromagnetic induction heating cooker. 제1항에 있어서,
상기 메타 물질은, 박막형으로 형성되어 있는,
전자 유도 가열 조리기.The method according to claim 1,
Wherein the meta material is a thin film,
Electromagnetic induction heating cooker.
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