KR20200108273A - 조리대용 인덕션 가열기 - Google Patents

Abstract

조리대용 유도식 가열기 (인덕션 가열기)는:
- 제1 전기절연판(1);
- 제2 전기절연판(2);
- 제1 절연판(1)과 제2 절연판(2) 사이의 동일 평면상에 배치된 하나 이상의 인덕터(5)를 포함하며, 이 각각의 인덕터(5)는 복수의 권선부(15)가 구비된 편평 나선코일을 정의하는 단일 전기전도 트랙으로 구성되고,
상기 각 인덕터(5)의 두께(t)는 100 내지 500 μm이며; 또한 각 인덕터(5)의 연속 권선부(15)들 사이의 간격(g)과 각 인덕터(5)의 두께 간의 비가 1.5 이하이다.

Description

조리대용 인덕션 가열기

본 발명은 조리대, 예컨대, 부엌의 조리대용 인덕션 가열기 및 이러한 인덕션 가열기를 포함하는 조리대에 관한 것이다.

인덕션 조리대는 강자성 바닥판을 가진 소스팬을 가열할 수 있으며 그 이용이 증가하고 있다.

인덕션 조리대는 지지 구조물에 고정된 소정 갯수의 인덕터를 포함한다.

조리대 중 한가지 종류는, 각 인덕터가 소스팬이 놓여야 할 특정 위치, 실질적으로는 가스 스토브에 대응하는 형태로 복수의 인덕터들이 배열된 것이다. 다시 말해서, 각 소스팬은 각각의 인덕터 상에 위치해야 한다.

근래에는, 소스팬을 조리대의 어느 부분에나 자유롭게 위치시킬 수 있는 대안적인 방법이 개발되고 있다. 이러한 두번째 종류에서 조리대의 크기는 동일한 반면 인덕터 갯수는 증가하고 각 인덕터의 방사형 크기는 더 작아진다. 적절한 전자 제어기를 이용하여 인덕터를 서로 독립적으로 및 소스팬 위치에 대응하여 자동으로 작동시킬 수 있다.

이러한 두번째 종류의 조리대는 제작자에게 새로운 기술적 도전의 장을 열어준다. 특히, 복수의 인덕터와 이들의 배열에 있어 기하학적 변수들을 최적화하는 것은 간단하지 않으며 매우 중대한 과제이다.

특히, 소스팬의 어느 위치에 대해서나 적정한 전력을 확보해야 한다.

더욱더, 소스팬의 어느 위치에서든 사용자가 인가하는 전력은 부적절한 고점 (peaks)을 피하도록 서서히 조정해야 한다.

이러한 문제들은 조리대 구성부품들의 크기를 축소하고자 할 때 더욱 두드러지게 나타난다.

사실, 상기와 같은 첫번째 및 두번째 종류의 인덕션 조리대의 또다른 문제점은 구성부품, 특히, 인덕터 및 이들이 고정될 구조물의 전체 크기와 중량이 크다는 것이다.

특히 인덕터와 이들의 지지 구조물의 크기를 축소할 수 있다면 바람직하다.

그러나 이러한 결과를 얻기 위한 시도에서, 한편으로는 인덕터의 두께를 줄이면서도 더 큰 전력을 확보해야 하고, 다른 한편으로는 더 얇은 두께에 열이 집중되는 탓에 더 심한 과열 문제가 야기된다는 점을 고려해야 한다. 이러한 측면에서, 얇은 두께의 구성부품을 실제로 개발 및 사용함에 있어 심각한 한계점이 제기된다.

인덕션 조리대용 구성부품의 또다른 결점은 인덕터와 여기에 전력을 공급하기 위한 전력 모듈 간의 전기적 결합에 있다. 전기 접속에는 연결도선을 사용하는 것이 예상된다. 따라서 조립과정에서 이러한 접속을 수작업으로 설정하기 위해 조작자가 개입해야 한다. 또한 구성부품의 두께를 축소하는 시도에서, 이들간의 접속을 위한 공간이 극히 작아져 작업하기 곤란한 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 두께가 얇고 동시에 가열될 소스팬에 적절한 전력을 제공할 수 있는 조리대용 인덕션 가열기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 두께가 얇고 동시에 열, 특히, 하나 이상의 인덕터 상에 발생된 열을 효율적으로 소산시킬 수 있는 조리대용 인덕션 가열기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 두께가 얇고 동시에 자동화 방식으로 제작될 수 있는 조리대용 인덕션 가열기를 제공하는 것이다.

본 발명은 위와 같은 목적들 중 적어도 하나를 달성하며, 또한 다른 목적들은 다음과 같이 본 발명의 상세한 설명에 근거하여 명확해질 것이다. 본 발명에 따른 조리대용 인덕션 가열기는:

- 제1 전기절연판;

- 제2 전기절연판;

- 제1 절연판과 제2 절연판 사이의 동일 평면상에 배치된 하나 이상의 인덕터, 예컨대, 복수의 인덕터를 포함하며, 이 각각의 인덕터는 복수의 권선부가 구비된 편평 나선코일을 정의하는 단일 전기전도성 트랙으로 구성되고,

상기 각 인덕터의 두께는 100 내지 500 μm, 예컨대, 250 내지 390 μm이며; 또한

각 인덕터의 연속 권선부들 사이의 간격과 각 인덕터의 두께 간의 비가 1.5 이하이다.

일 측면에 따르면, 본 발명은 또한 가열될 적어도 하나의 소스팬을 위한 지지면이 될 상면을 구비하고 상기와 같이 정의된 적어도 하나의 가열기를 포함하는 조리대를 포함한다.

바람직하게는, 인덕터의 기하적 형태는 매우 얇으면서도 적절한 전력을 공급할 수 있도록 신중하게 설계된다. 또한, 소스팬이 개별 인덕터와 정확하게 일치하지 않는 경우에도 적절한 전력을 확보한다..

바람직하게 또다른 측면에 따르면, 인덕터가 발생한 열을 효과적으로 소산시키기 위해서 금속판을 사용한다. 특히, 주울 효과(Joule effect)에 의해 전류가 통과함에 따라 인덕터에서 발생한 열이 소산된다.

또한 바람직하게, 열을 분산시키기 위한 추가적인 환기수단, 에컨대, 팬이 필요하지 않거나 혹은 이러한 환기수단의 사용을 줄일 수 있다.

바람직하게 또다른 측면에 따르면, 인덕터와 전자식 전력 모듈 간의 전기접속이 연결도선 없이 이루어지고 따라서 가열기의 조립이 훨씬 용이하고 자동화 효과가 더 높은 형태의 인덕션 가열기를 제공한다.

본 발명의 기타 특징과 장점은 바람직한 및 이에 국한되지 않는 구현예들에 관한 상세한 설명에서 더욱 명확할 것이다. 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 구체적인 구현예에 대해 기술하고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가열기를 개략적으로 도시하는 분해도이다
도 2는 도 1의 가열기의 일부 단면을 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 2의 세부를 개략적으로 도시한다.
도 3A 및 3B는 인덕터의 권선부 단면의 2가지 가능한 변형예를 개략적으로 도시한다.
도 4는 도 1의 인덕션 가열기의 일부 구성부품의 평면도이다.
도 5는 도 4의 세부를 도시한다.
도 6은 도 1의 인덕션 가열기의 일 구성부품의 평면도이며, 여기서 인덕터는 설명의 편의를 위해 도시하지 않았다.
도 7은 도 1의 인덕션 가열기의 인덕터의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 7의 구성부품의 개략적인 평면도이다.
도 9는 도 1의 인덕션 가열기의 일부의 평면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 조리대를 개략적으로 도시하는 평면도이다.

발명의 상세한 설명을 비제한적인 예시로서 제공된 첨부 도면을 참조로 기술한다.

도면에서 동일한 요소 혹은 동일한 기능을 가진 요소들은 동일한 부호로 표시한다.

일 구현예에 따르면, 조리대용 인덕션 가열기 혹은 인덕션 가열 요소는:

- 제1 전기절연판(1);

- 제2 전기절연판(2);

- 제1 절연판(1)과 제2 절연판(2) 사이의 동일 평면상에 배치된 복수의 인덕터(5)를 포함하며, 이 각각의 인덕터(5)는 복수의 권선부(15)가 구비된 편평 나선코일을 정의하는 단일 전기전도성 트랙으로 구성되고,

상기 각 인덕터(5)는 100 내지 500 μm, 예컨대, 250 내지 390 μm의 두께를 갖고; 또한

각 인덕터(5)의 연속 권선부(15)들 사이, 즉, 일 권선부와 그 다음의 권선부 사이의 간격(g)과 각 인덕터(5)의 두께(t) 간의 비가 1.5 이하이다.

선택적으로, 금속판이나 금속 호일(3)이 상기 절연판(2) 아래, 특히, 절연판(2)과 전자식 전력 모듈(6)의 전자기판(8) 사이에 배치된다.

상기의 절연판(1), 절연판(2), 인덕터(5) 및 금속판(3) (후자가 구비될 경우)은 현재 널리 사용되는 것보다 훨씬 두께가 얇다.

바람직하게, 인덕션 가열기는 또한 제2 절연판(2) 아래의 평면 상에 배열된 적어도 하나의 자기 플럭스 집중기(4)를 더 포함한다.

바람직하게, 제1 졀연판(1), 인덕터(5), 제2 절연판(2), 적어도 하나의 자기 플럭스 집중기(4) 및 금속판(3)의 총 두께(H1) (도 9)는 4 내지 12 mm, 예컨대, 9.5 mm 이하이다. 인덕터(5)는 실질적으로 제1 절연판(1)과 제2 절연판(2) 사이에 삽입되어 샌드위치 구조물을 형성한다. 인덕터(5)는 제1 절연판(1)에 부착된 상면 및 제2 절연판(2)에 부착된 저면을 갖는다. 이러한 부착은, 예를 들어, 이중 접착층이나 접착제를 통해 수행될 수 있다.

바람직하게, 절연판(1)과 절연판(2)은 유연하며 이들 절연판(1) 및 절연판(2)은 적어도 일부 영역에서 서로 부착되어 있다. 특히, 절연판(1)과 절연판(2)은 인덕터(5)들 사이의 틈새 안에서 적어도 부분적으로 서로 부착되어 있는 것이 바람직하다. 더욱더 바람직하게, 절연판(1)과 절연판(2)의 말단 모서리가 서로 부착되어 있다.

바람직하게, 절연판(1)은 운모로 제작된다. 바람직하게, 절연판(1)은 1000 μm 미만의 두께를 갖는다. 특별히 바람직한 방식에서, 절연판(1)의 두께는 500 μm 미만, 더 바람직하게는 100 내지 400 μm 이다.

바람직하게, 절연판(2)은 고분자 재료로 제작된다. 예를 들어, 절연판(2)은 실리콘이나 폴리아미드(PI) 특히 카프톤®, 혹은 아라미드 섬유 함유 재질, 특히,노멕스® 등의 탄성 중합체 재질로 제작될 수 있다.

바람직하게, 절연판(2)은 1000 μm 미만의 두께를 갖는다. 특히 바람직한 방식에서, 절연판(2)의 두께는 500 μm 미만, 더 바람직하게는 25 내지 100 μm 이다.

절연판(1)과 절연판(2)은 또한 서로 동일한 재료로 제작하기도 하며, 이경우 선택적으로 서로 동일한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 절연판(1)과 절연판(2)은 모두 운모로 제작되며 바람직하게는 500 μm 미만, 더 바람직하게는 100 내지 400 μm의 두께를 가질 수 있다; 대안적으로, 절연판(1)과 절연판(2) 모두 고분자 재질, 예컨대, 상술한 재료들 중 하나로 제작되며 바람직하게는 500 μm 미만, 더 바람직하게는 25 내지 100 μm의 두께를 가질 수 있다.

선택적으로, 절연판(1) 및/또는 절연판(2)은 컴팩트한, 즉, 비다공성 구조 혹은 마이크로 구조를 갖는다.

인덕터(5)는 전형적으로 금속 재질, 예컨대, 구리나 알루미늄, 바람직하게는 구리로 제작되며, 혹은 전도성 잉크 혹은 전도성 페이스트로 제작될 수 있다. 바람직하게, 인덕터(5)는 금속 요소, 에컨대, 금속판이나 호일, 바람직하게는 구리 혹은 알루미늄판이나 호일을 에칭 특히 화학적 에칭 처리하여 제작한다.

바람직하게, 인덕터(5)는 100 내지 500 μm, 200 내지 400 μm, 250 내지 400 μm, 250 내지 450 μm, 250 내지 390 μm, 250 내지 350 μm, 혹은 280 내지 350 μm의 두께를 갖는다. 도 3에서, 인덕터(5), 특히 이의 권선부(15) 혹은 이와 동등한 전도성 트랙의 두께는 부호 "t"로 표시한다 (도 3).

인덕터(5)는 상기 권선부(15)가 감기는 각각의 X축을 한정한다. 특히, 이러한 축(X)은 인덕터(5)의 무게중심(C)을 통과한다. 인덕터(5)의 두께는 상기 축(X)에 평행하게 전개되는 길이이다. 권선부(15)는 리츠 도선과는 다른 단일 전기전도성 트랙을 형성한다. 이 트랙은 바람직하게는 단일층으로 형성된다. 바람직하게, 이러한 트랙은 특히 두께 측면에서 구조적으로 균질하며, 즉, 봉제선이 없다.

바람직하게, 각 권선부(15)와 인접 권선부 간의, 즉, 연속 권선부 사이의 최소 간격 "g" (도. 3)는 150 내지 1500 μm; 더 바람직하게, 250 내지 500 μm; 더욱 바람직하게, 300 내지 400 μm이다. 이러한 간격(g)은 두께(t)에 대해 수직이거나 실질적으로 수직이다.

바람직하게, 연속 권선부 사이의 간격, 예컨대, 2개의 연속 권선부 사이의 간격은 모든 권선부(15)들에 있어서 같거나 실질적으로 동등하며, 즉, 일정하거나 실질적으로 일정하다.

바람직하게, g/t (간격/두께)비는 0.5 내지 3, 0.5 내지 1.5, 0.5 내지 1, 혹은 1 내지 1.5 이며 양측은 극값을 포함하는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 방식에서, g/t 비는 1.5 이하이며 더 바람직하게는 0.5 내지 1.5 이다. 예를 들어, g/t 비는 0.5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1 혹은 1.1; 1,2; 1,3; 1,4; 혹은 1.5와 같거나 대략적으로 동등할 수 있다.

예를 들어, 각 인덕터(5)는 100 내지 500 μm, 200 내지 400 μm, 250 내지 400 μm, 250 내지 450 μm, 250 내지 390 μm, 250 내지 350 μm, 혹은 280 내지 350 μm의 두께를 가질 수 있으며; 또한 g/t 비는 1.5 이하, 예컨대, 0.5 내지 1.5, 0.5 내지 1, 혹은 1 내지 1.5일 수 있다.

특정의 일 실시예에서, 각 인덕터(5)의 두께는 250 내지 390 μm 이고, g/t 비는 1.5 이하이다.

바람직하게, 각 권선부(15)의 폭은 100 내지 1000 μm, 더 바람직하게는 200 내지 700 μm, 더욱 바람직하게는 400 내지 600 μm이다. 바람직하게, 상기 폭(w)은 모든 권선부(15)에서 동등하며, 즉, 일정하다. 이 폭(w)은 두께(t)에 수직하는 것으로 간주한다.

바람직하게, 권선부의 피치(사잇간격), 즉, 일 권선부와 이에 연속하는 권선부 즉 직속하는 권선부의 상응하는 지점 사이의 간격은 250 내지 2500 μm, 바람직하게는 600 내지 1000 μm이다.

각 인덕터(5)의 권선부(15)의 갯수는 바람직하게 25개 내지 75개, 더 바람직하게 30개 내지 70개, 더욱 바람직하게 35개 내지 50개이다.

권선부(15)는 도 3에서 보는 바와 같이 바람직하게는 직사각형 혹은 실질적으로 직사각형 영역을 갖는다. 그러나, 특히 인덕터(5)가 화학적 에칭법으로 제작될 때, 공정의 비정밀성 탓에 권선부 영역이 완벽하게 직사각형을 이루지 않을 수도 있다. 특히 권선부 영역은 측면이 기저부에 대해 경사진 측면을 갖는 사다리꼴 형일 수 있다. 권선부(15', 15")의 2개의 가능한 단면을 나타내는 도 3A 및 3B에서 개략적으로 도시한 바와 같이, 이들 측면부는 동일하거나 서로 상이한 경사를 가질 수 있다.

바람직하게, 권선부 영역의 가능한 사다리꼴 형태는, 실질적으로 일정하게 유지되는 2개의 값인 권선부 간의 간격(g) 및 권선부의 폭(w)을 실질적으로 변동시키지 않는다.

바람직하게, 각 인덕터(5)는 300 내지 1000 W의 최대 전력을 제공하도록 구성된다. 바람직하게, 이러한 최대 전력은 조리대, 특히 이의 상면에 공급되는 전력이다,

인덕터(5)의 갯수는 가변적이며 바람직하게는 2개 내지 25개 혹은 4개 내지 16개일 수 있다. 바람직하게, 인덕터(5)의 갯수는 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 4개, 적어도 5개, 적어도 6개, 적어도 7개 혹은 8개이다. 대안적으로, 단 1개의 인덕터(5)를 제공할 수도 있다.

바람직하게, 인덕터(5)는 모두 서로 동일하거나 혹은 실질적으로 동일하다.

도 7은 인덕터(5)의 일례의 평면도이다. 도 8에서는 설명의 편의를 위해, 인덕터(5)의 최외 권선부와 최내 권선부만 개략적으로 도시한다.

바람직하게, 각 인덕터(5)는 30 내지 240 mm, 더 바람직하게 65 내지 130 mm, 더욱 바람직하게 80 내지 120 mm, 예컨대, 약 80 mm 혹은 약 120 mm의 최대 크기를 갖는다. 특히, 상술한 최대 크기는 최외 권선부(15)를 둘러싸는 원주의 직경 길이에 상응하며, 이 직경은 도 8에서 "A"로 나타낸다.

바람직하게, 최내 권선부를 둘러싸는 원주의 직경 길이는 10 내지 50 mm, 더 바람직하게 15 내지 30 mm, 예컨대, 약 18 mm이며, 이 직경은 도 8에서 "B"로 나타낸다.

바람직하게, 인덕터(8)는 각 권선부(15)가 서로 평행하게 쌍을 이루는 4개의 직선 스트레치(21, 22, 23, 24), 및 4개의 곡선 스트레치(25, 26, 27, 28)를 갖도록 하는 형태로 되어있다. 2개의 상호 연속하는 직선 스트레치는 각각의 곡선 스트레치에 의해 연결된다. 선택적으로, 최내 권선부 및 최외 권선부는 다른 권선부들보다 더 작은 갯수의 하나 이상의 직선 스트레치 및/또는 더 작은 갯수의 하나 이상의 곡선 스트레치를 갖는다.

바람직하게, 곡선 스트레치(25, 26, 27, 28)의 곡률반경은 점진적으로, 바람직하게는 최내 권선부에서 최외 권선부로 선형 증가한다. 바람직하게, 일 권선부와 그 다음 권선부 사이의 곡률반경은 간격 (g+w) (도 3)과 동일한 값, 즉, 권선부간 피치(사잇간격)와 동일한 값 만큼 증가한다. 바람직하게, 각 권선부의 곡선 스트레치는 서로 동일하거나 실질적으로 동등한 곡률반경을 갖는다. 바람직하게, 최내 권선부의 곡선 스트레치의 곡률반경은 0.5 내지 5 mm이며, 최외 권선부의 곡선 스트레치의 곡률반경은 20 내지 60 mm이다.

대안적으로, 곡선 스트레치의 곡률반경이 모든 권선부에서 실질적으로 동일한, 예컨대, 5 내지 10 mm의 범위에서 선택된 값인 하나 이상의 인덕터를 제공할 수 있다.

곡률반경이 모든 권선부에서 일정하게 유지되는 것과 대비하여, 곡률반경이 내측에서 외측으로 점진적으로 증가하는 경우 인덕터의 효율이 더 높아지는 것이 실험적으로 관측되었다. 특히, 인덕터에서 소산되는 전력의 감소가 20 내지 25%인 것으로 관측되었다.

또다른 대안에 있어서, 각 권선부는 실질적으로 원형이다.

각 인덕터(5)는 2개의 터미날(혹은 단자)(31, 32)(도 7) 혹은 패드를 구비하며 이들은 전력 공급을 위해 사용된다. 특히, 터미날(31)은 최외 권선부에서 인덕터(5) 외측으로 연장되며 다른 터미날(32)은 최내 권선부에서 인덕터(5) 내측으로 연장된다. 바람직하게, 터미날(31, 32)은 실질적으로 아일릿(눈구멍)이나 고리 형태를 갖는다.

대안적으로, 인덕터들은 서로 연결되고 단 2개의 터미날이 모든 인덕터에 공동으로 제공되도록 하거나 또는 각 인덕터가 단 1개의 터미날만 구비하며 이 터미날이 모든 인덕터에 공동으로 제공되도록 할 수 있다. 이들 2가지 경우에서, 예를 들면, 인덕터는 단일 전도성 트랙으로 제작되고, 또한 나선형으로 권선되어 인덕터를 형성하는 부분 및 인덕터간 연결부를 포함하는 형태로 구성될 수 있다.

바람직하게, 두 인접부, 즉, 연속되는 인덕터(5)들 간의 최소 간격은 4 mm 내지 20 mm, 더 바람직하게는 5 내지 10 mm, 예컨대, 약 5 mm이다.

바람직하게, 인덕터(5)는 가열될 소스팬 (도시하지 않음)이 조리대 위에서 실질적으로 자유롭게 위치할 수 있도록 분포된다. 다시 말하면, 소스팬의 바닥이 복수의 인덕터 중 일부 위에, 예컨대, 4개의 인덕터 중 각 해당 부분 위에 배치될 수 있다.

바람직하게, 인덕터(5)는 격자판을 따라, 더 바람직하게는 벌집형 격자판을 따라 배치된다. 특히, 제1열의 인덕터(5)의 무게중심(C)은, 제1열 직후에 이어지는 (즉, 연속하는) 제2열의 인덕터(5)의 무게중심에 대해 오프셋되고, 또한 제2열에 연속되는 제3열의 인덕터(5)의 무게중심과 함께 배열된다. 바람직하게, 3열의 인덕션(5)을 제공한다. 바람직하게, 인덕션 가열기는 각각의 인덕션(5)에 있어서 제2 전열판(2)과 금속판(3) 사이에 배치된 적어도 하나의 자기 플럭스 집중기(4)를 포함한다. 특히, 자기 플럭스 집중기(4)는 바람직하게는 인덕터(5)와 동축상에 있다. 특히, 자기 플럭스 집중기(4)의 무게중심은 바람직하게는 인덕터(5)의 무게중심과 함께 축(X)을 따라 배열된다. 바람직하게, 자기 플럭스 집중기(4)는 서로 동일하거나 실질적으로 동일하다.

자기 플러스 집중기(4)는 바람직하게는 페라이트로 제작되고 바람직하게는 평면 형상 및 인덕터(5)와 실질적으로 유사한 크기를 갖는다. 특히, 각각의 자기 플럭스 집중기(4)는 서로 쌍을 이루는 4개의 직선 스트레치 및 4개의 곡선 스트레치를 가진 외형 윤곽을 갖는다. 2개의 상호 연속하는 직선 스트레치는 각각의 곡선 스트레치에 의해 연결된다. 더욱이, 자기 플럭스 집중기(4)는 바람직하게는 상기의 외형 윤곽과 동일한 형상이나 크기는 더 작은 벽에 의해 구획된 중심 공동을 갖는다.

대안적으로, 단일 자기 플럭스 집중기는 단일층으로 구비되며 바람직하게는 페라이트로 제작되거나 혹은 페라이트, 예컨대, 페라이트 입자를 함유하는 실리콘으로 제작될 수 있다. 또다른 대안으로서, 복수의 자기 플럭스 집중기, 예컨대, 실질적으로 평행사변형 페라이트 막대 형상의 집중기를 사용할 수 있다.

어떤 경우, 바람직하게는, 적어도 하나의 자기 플럭스 집중기(4)는 2 내지 4 mm, 예컨대, 약 3 mm의 두께를 갖는다.

바람직하게, 히트싱크 금속판(3)이 자기 플럭스 집중기(4) 아래에 구비된다. 바람직하게, 금속판(3)은 100 W.m^-1.K^-1 보다 큰 열 전도도를 갖는다. 바람직하게, 금속판(3)은 알루마늄이나 알루미늄 함유 합금으로 제작한다.

금속판(3)은 절연판(1) 및 절연판(2)과 실질적으로 동등한 폭과 길이를 갖는다. 이 금속판(3)의 두께는 바람직하게는 0.5 mm 내지 3 mm, 더욱 바람직하게는 1 내지 2 mm이다.

바람직하게, 자기 플럭스 집중기(4)는 금속판(3) 위에 놓인다. 바람직하게, 자기 플럭스 집중기(4)는 각각 절연판(2)에 인접한 상면과 금속판(3)에 인접한 저면을 갖는다.

인덕션 가열기는 또한 예를 들어 도 1 및 도 9에 도시한 전자식 전력 모듈(6)을 포함한다. 바람직하게, 전자식 전력 모듈(6)은 복수의 컬럼(7) 혹은 접속기를 포함하고 이는 인덕터(5)에 전기를 공급하는데 사용한다. 컬럼(7)은 전기전도성 재료, 바람직하게는 청동과 같은 금속으로 제작한다.

컬럼(7)은 수직 설치되며, 특히, 전자식 전력 모듈(6)의 전자기판(8)으로부터 축(X)에 평행하게 설치되고 이때 상기의 전자기판이 실질적으로 기저판 역할을 한다.

각각의 터미날에 하나의 컬럼이 구비된다. 특히 인덕터가 2개의 터미날(31, 32)을 가질 때, 2개의 컬럼(7)이 각각의 인덕터(5)에 제공된다. 컬럼(7)은 전기접속 및 고정수단(37)에 의해 인덕터(6)의 터미날(31, 32)에 각각 연결되며, 이때 상기의 접속 및 고정수단(37)은 전기접속과 고정이라는 2가지 기능을 동시에 수행한다.

바람직하게, 이러한 전기접속 및 고정수단은 나사(37)이거나 이를 포함한다. 나사(37)는 전기전도성 재료, 바람직하게는 금속, 예컨대 스텐레스강이나 청동으로 제작한다.

특히, 컬럼(7)은 금속판(3) (구비되는 경우)을 통과하며, 절연판(2)의 공동 크기에 따라, 상부 모서리가 바람직하게는 직접적으로 절연판(2)의 저면 및/또는 터미날(31, 32)의 저면과 접촉한다. 금속판(3)에는 복수의 공동(33) (도 1 및 도 9)이 있으며 이 각각의 공동(33)은 컬럼(7)과 동축상에 있다. 컬럼(7)은 나사를 위한 나사 하우징(17)이 내부에 구비되어 있다.

나사(37)는 절연판(1)과 절연판(2)을 통과한다. 실제로, 절연판(1)과 절연판(2)은 모두 복수의 구멍을 가지며 각 구멍은 상기의 공동(33) 및 따라서 컬럼(7)과 동축상에 있다. 나사(37)는 컬럼(7) 내부에 고정된다. 나사(37)는 인덕터(5)의 터미날(31, 32)과 접촉한다. 바람직하게, 나사(37)의 머리부는 터미날(31, 32) 특히 이의 상면과 접촉, 바람직하게는 직접 접촉하며, 이때 상면은 전자기판(8)에서 멀리 떨어진 표면이다. 이러한 방식에서, 전자식 전력 모듈(6)은 인덕터(5)에 전력을 공급할 수 있다. 실제로, 전류는 컬럼(7)과 나사(37)를 통과하여 터미날(31, 32)에 도달한다. 대안적으로, 각 컬럼의 상부 모서리는 터미날(31, 32)과 접촉하는 반면 나사 머리는 절연판(1)과 접촉하도록; 및/또는 각 컬럼(7)의 상부 모서리와 나사(37) 머리가 모두 터미날(31, 32)과 직접 접촉 혹은 더 일반적으로, 전기접촉한다.

나사(37)의 대안으로서, 리벳이나 핀 (도시되지 않음)을 구비할 수도 있다. 이 경우, 컬럼 하우징의 벽은 실질적으로 나사식이 아니라 매끄러운 표면이다. 더욱이, 각 리벳이나 핀은 전체 컬럼과 전자기판(8)을 수직으로 통과한다. 리벳을 구비하는 경우, 각 리벳의 머리부는 바람직하게는 전자기판(8)의 저면에 접촉하고 반대편 머리부는 바람직하게는 절연판(1) 및/또는 터미날(31, 32)과 접촉하거나, 혹은 그 반대이다. 특히, 이 경우, 전자기판(8)의 저면은 리벳 머리와 전자기판(8) 저면 사이에 배치된 전기절연재로 제작된 수단 (도시되지 않음)에 의해 리벳 머리부에 대해 적절히 전기 절연되어 있다.

이와 달리 핀을 구비하는 경우, 놋쇠납땜하여 절연판(1) 및 전자기판(8)에 고정시킨다.

유리하게는, 전기접속 및 고정수단(37)과 컬럼(7)을 구비하는 경우, 전기공급용 도선 없이 인덕터(5)와 전자식 전력 모듈(6) 사이의 전기접속이 이루어진다. 그러나 대안적으로, 인덕터와 전자식 전력 모듈 사이의 접속시 도선을 사용하는 것도 고려할 수 있다.

상호 동일한 모든 컬럼(7)들은 바람직하게는 10 내지 20 mm, 더 바람직하게는 12 내지 18 mm의 높이를 갖는다.

금속판(3)과 전자식 전력 모듈의 전자기판(8)은 서로 이격되어 있다. 특히, 금속판(3)의 저면은 전자기판(8)의 상면과 간격을 두고 있다. 바람직하게, 금속판(3)의 저면과 전자기판(8)의 상면간에는 공백의 틈이 존재한다.

유리하게, 전자식 전력 모듈(6)을 포함하는 인덕션 가열기의 전체 두께(H2) (도 9)는 14 내지 26 mm, 더 바람직하게는 16 내지 22 mm, 예컨대, 약 20 mm이다. 특히, 전체 두께(H2)는 절연판(1), 절연판(2), 인덕터(5), 자기 플럭스 집중기(4), 금속판(3) 및 전자식 전력 모듈(6)로 구성된 구조물의 두께이다. 보다 상세하게, 이 전체 두께(H2)는 절연판(1)의 상면과 전자식 전력 모듈(6)의 저면, 특히, 전자식 전력 모듈(6)의 전자기판(8)의 저면 간의 간격이다.

바람직하게, 금속판(3)은 복수의 다리(9) 혹은 전자기판(8)으로부터 수직으로 선 스페이서에에 고정된다. 바람직하게, 이러한 다리(9)는 컬럼(7)과는 상이하거나 구별된다. 예를 들어, 컬럼(7)과 나사(37)간의 고정과 유사한 방식으로 나사를 이용하여 고정할 수 있다.

바람직하게, 금속판(3)과 인덕터(5) 간의 간격은 5 mm 이하, 바람직하게는 2.5 내지 4.5 mm이다. 특히, 이러한 간격은 축(X)과 평행하며 금속판(3)과 인덕터(5)의 무게중심(C) 사이의 혹은 금속판(3)의 상면과 인덕터(5)의 저면 사이의 거리이다. 바람직하게, 이러한 간격은 모든 인덕터(5)들에서 동일하거나 실질적으로 동등하다.

바람직하게, 인덕션 가열기는 또한 복수의 온도센서(35) (도 6), 바람직하게는 각각의 인덕터(5)를 위한 온도센서(35)를 포함한다. 온도센서(35)는 절연판(1), 절연판(2) 및 금속판(3)의 각 공동 안에 배치된다. 특히 온도센서(35)는 인덕터(5) 영역 내에 배치되며 최내 권선부(15)로 둘러싸여 있다. 유리하게, 온도센서(35)는 조리대, 특히 이의 상면의 온도를 감지한다.

본 발명은 또한 인덕션 가열기를 제조하는 방법을 포함하며, 이 방법은:

- 제1 절연판(1), 제2 절연판(2) 및 제1 절연판(1)과 제2 절연판(2) 사이에 배치된 인덕터(5)로 구성된 샌드위치 구조물을 제조하고;

- 전자식 전력 모듈(6)의 각 컬럼(7)이 복수의 인덕터(5)의 각 터미날(31, 32)과 함께 배열되도록 샌드위치 구조물을 배치하고; 및

- 전기접속 및 고정수단(37)을 이용하여 각 터미날(31, 32)에 컬럼(7)을 전기접속하고 이 샌드위치 구조물을 상기의 전자식 전력 모듈(6)에 고정시키는 단계들을 포함한다.

본 발명은 또한 조리대, 예컨대, 부엌의 조리대(100)를 더 포함한다 (도 10).

조리대(100)는 가열될 하나 이상의 소스팬을 위한 지지면으로 정의된 상면(101)을 구비한다. 바람직하게, 조리대는 또한 상면에 대향하는 저면을 더 포함한다.

조리대(100)는 하나 이상의 인덕션 가열기, 예컨대, 하나의 인덕션 가열기 혹은 2개나 3개의 인덕션 가열기를 포함한다. 1개를 초과한 수의 인덕션 가열기가 제공되면, 인덕션 가열기는 서로 나란하게 배열되며 각각은 실질적으로 독립적인 가열 모듈이다.

바람직하게, 각각의 모듈은 23 내지 30 cm, 예컨대, 약 27 cm의 폭을 갖는다. 바람직하게, 모듈의 길이는 35 내지 50 cm, 예컨대, 40 cm이거나 이에 근사하며, 혹은 44 cm이거나 이에 근사한 값이다.

인덕션 가열기나 복수의 인덕션 가열기는 조리대(100)의 상면(101)에 배치된다. 특히, 각각의 인덕션 가열기는 절연판(1)과 절연판(2)이 상면(101)에 대해 각각 가까운 위치 및 먼 위치에 있다.

유리하게, 각 인덕터(5)의 무게중심(C)과 저면 간의 간격은 바람직하게는 3 mm 미만이다. 더 바람직하게, 이 간격은 약 0.025 내지 2 mm이다.

유리하게, 인덕터의 무게중심(C)은, 특히, 본 발명에 따른 가열기의 축소된 두께 탓에 상면(101)과 아주 근접하게 위치할 수 있다. 특히, 편평 나선코일을 정의하는 단일 트랙에 의해 구성된 두께가 매우 얇은 인덕터를 사용하는 것이 유리하다.

인덕터의 무게중심(C)이 상면(101)과 아주 근접하기 때문에, 사용자의 조작으로 각 인덕터의 전력을 점진적으로 조정하여 부적절한 고점(peaks)을 피할 수 있다.

또한 유리하게, 본 발명의 가열기는 상면을 유리로 제작한 조리대 혹은 상면을 유리가 아닌 다른 재질, 예컨대, 세라믹이나 목재로 제작한 조리대에 장착하기 위해 적절히 개조한다. 특히 본 발명의 가열기는, 조리대 뿐만 아니라 부엌에서 수행하는 조리가 아닌 기타의 조작을 위한 작업대로도 사용하도록 된 상면을 가진 구조물의 하우징 내부에 통합시킬 수도 있다. 다시 말하면, 조리용 소스팬을 놓기 위해 사용할 수 있는 영역을 또한 작업대로도 사용할 수 있다.

Claims (16)

1. 조리대용 인덕션 가열기로서, 이 가열기는:
   - 제1 전기절연판(1);
   - 제2 전기절연판(2);
   - 제1 절연판(1)과 제2 절연판(2) 사이의 동일 평면상에 배치된 복수의 인덕터(5)를 포함하며, 이 각각의 인덕터(5)는 복수의 권선부(15)가 구비된 편평 나선코일을 정의하는 단일 전기전도성 트랙으로 구성되고;
   상기 각각의 인덕터(5)는 100 내지 500 μm의 두께를 갖고; 또한
   인덕터(5)의 연속 권선부(15)들 사이, 즉, 일 권선부와 그 다음의 권선부 사이의 간격(g)과 인덕터(5)의 두께(t) 간의 비가 1.5 이하인 것인 인덕션 가열기.
2. 제1항에 있어서,
   상기의 두께(t)는 200 내지 400 μm, 250 내지 400 μm, 250 내지 390 μm, 250 내지 350 μm 혹은 280 내지 350 μm인 것인 인덕션 가열기.
3. 제1항 또는 2항에 있어서,
   인덕터(5)의 연속 권선부 사이의 간격(g)은 250 내지 500 μm, 바람직하게는 300 내지 400 μm인 것인 인덕션 가열기.
4. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   인덕터(5)의 폭(w)은 400 내지 600 μm인 것인 인덕션 가열기.
5. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어
   인덕터(5)의 복수의 권선부에서 각 권선부(15)는 서로 평행한 쌍을 이루는 4개의 직선 스트레치 (21, 22, 23, 24) 및 4개의 곡선 스트레치 (25, 26, 27, 28)을 갖는 형태로 구성되고, 2개의 상호 연속하는 직선 스트레치 (21, 22, 23, 24)는 각각의 곡선 스트레치 (25, 26, 27, 28)에 의해 연결되는 것인 인덕션 가열기.
6. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   곡선 스트레치 (25, 26, 27, 28)의 곡률반경은 최내 권선부에서 최외 권선부쪽으로 점차, 바람직하게는, 선형으로 증가하는 것인 인덕션 가열기.
7. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   인덕터(5)는 30 내지 240 mm인 최대 크기를 갖고, 이 최대 크기는 바람직하게는 인덕터(5)의 최외 권선부를 둘러싸는 원주의 직경(A)인 것인 인덕션 가열기.
8. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   인덕터(5)에 있어서 최외 권선부를 둘러싸는 원주의 직경(A)은 65 내지 130 mm 혹은 80 내지 120 mm이고; 최내 권선부를 둘러싸는 원주의 직경(B)은 15 내지 30 mm인 것인 인덕션 가열기.
9. 제1항 내지 4항 및 제7항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서,
   각 권선부는 실질적으로 원형인 것인 인덕션 가열기.
10. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    인덕터(5)는 25개 내지 75개, 30개 내지 70개 혹은 35개 내지 50개의 권선부를 갖는 것인 인덕션 가열기.
11. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    인덕터(5)는) 300 내지 1000 W의 최대 전력을 공급하도록 구성된 것인 인덕션 가열기.
12. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 절연판(1)의 두께는 1000 μm 미만이고, 제2 절연판(2)의 두께도 1000 μm 미만인 인덕션 가열기.
13. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 제2 절연판(2) 아래의 평면 상에 배치된 적어도 하나의 자기 플럭스 집중기(4); 및
    - 상기의 적어도 하나의 자기 플럭스 집중기(4) 아래에 배치되며 하나 이상의 인덕터(5)에 의해 생성된 열을 소산시키도록 개조된 자기 히트싱크 플레이트(3)를 더 포함하는 인덕션 가열기.
14. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 인덕터(5)에는 적어도 2개의 터미날(31, 32)이 구비되고;
    인덕션 가열기는 복수의 전기전도성 컬럼(7)이 구비된 전자식 전력 모듈(6) 및 각각의 컬럼(7)에 바람직하게는 동축상으로 삽입된 전기접속 및 고정수단(37)을 포함하며; 및
    각 컬럼(7)은 전기접속 및 고정수단(37)에 의해 터미날(31, 32)에 전기접속되고, 바람직하게는, 상기의 전기접속 및 고정수단(37)은 나사, 리벳 혹은 핀인 것인 인덕션 가열기.
15. 전술한 항들 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 인덕션 가열기를 포함하는 조리대(100).
16. 제15항에 있어서,
    가열될 적어도 하나의 소스팬을 위한 받침면이 되는 상면(101) 및 이 상면에 대향하는 저면을 갖고, 인덕터(5)의 무게중심(C)와 상기 저면 사이의 간격이 3 mm 미만인 것인 조리대(100).

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