KR20220161031A - 가전 기기 - Google Patents

Abstract

가전 기기가 개시된다. 개시된 가전 기기는, 히트 싱크의 외부면에 전자 소자를 부착시킴으로써, 공기가 전자 소자에 직접적으로 접촉할 수 있다. 구체적으로, 가전 기기는, 히트 싱크의 외측 경사면에 전자 소자를 부착시키고, 전자 소자가 부착된 히트 싱크를 감싸도록 에어 가이드를 배치하며, 송풍 팬을 이용하여 에어 가이드 내부에서 공기를 유동시킬 수 있다. 이에 따라 유동된 공기가 직접적으로 전자 소자에 접촉할 수 있다.

Description

가전 기기{HOME APPLIANCE}

본 발명은 가전 기기에 관한 것으로서, 일례로 전기 레인지에 관한 것이다.

가정이나 식당에서 음식을 가열하기 위한 다양한 방식의 조리 기구가 사용되고 있다. 조리 기구는 가스를 이용하는 가스 레인지 및 전기를 이용하는 전기 레인지를 포함한다.

전기 레인지는 크게 저항 가열 방식과 유도 가열 방식으로 나누어진다.

전기 저항 방식은 금속 저항선 또는 탄화 규소와 같은 비금속 발열체에 전류를 인가하여 열을 발생시키고, 발생된 열을 방사하거나 전도시켜 피가열체(일례로, 냄비, 프라이팬 등의 조리 용기)를 가열하는 방식이다.

유도 가열 방식은 고주파 전력을 코일에 인가하여 코일 주변에 자계를 발생시키고, 발생된 자계에서 생성된 와전류(eddy current)를 이용하여 금속 성분으로 이루어진 피가열체를 가열하는 방식이다.

유도 가열 방식의 기본적인 가열 원리를 살펴보면, 워킹 코일(Working Coil) 또는 가열 코일에 전류가 인가되면, 피가열체가 유도 가열(Induction Heating)되면서 열이 생성되고, 생성된 열에 의하여 피가열체가 가열된다.

한편, 전기 레인지는 워킹 코일 등의 가열부를 구동하기 위한 구동 회로부가 구비된다. 구동 회로부는 복수의 전자 소자에 구현되며, 복수의 전자 소자는 인쇄 회로 기판에 설치된다.

이 때, 전자 소자의 구동에 따라 열이 발생하여 전기 레인지 내부의 온도가 상승한다. 또한, 가열부의 구동에 의해 전기 레인지의 내부의 온도가 더욱 상승한다. 전자 소자 자체의 온도가 상승되는 경우, 전자 소자가 손상되며, 전기 레인지가 오작동될 수 있다. 따라서, 전자 소자를 냉각시키기 위해 히트 싱크(heat sink)가 인쇄 회로 기판에 장착된다.

도 1은 종래의 가전 기기에 구비된 히트 싱크의 사시도를 도시한 도면이다.

도 1은 EP 2,679,913 B1에 개시된 도 1를 발췌한 것이다. 도 1에 표현된 도면 부호들은 도 1의 구성 요소에만 한정한다.

도 1을 참조하면, 가전 기기(10a)에는 인덕션 장치로서, 전자 유닛(40a), 히트 싱크 유닛(20a) 및 팬 유닛(20a)을 구비한다. 전자 유닛(40a)은 고주파 교류를 생성하는 2개의 전자 회로 기판(42a, 44a)로 구성된다. 각각의 전자 보드(42a, 44a)는 5개의 전력 구성요소(46a)를 포함한다.

히트 싱크 유닛(20a)은 이격 배치된 2개의 히트 싱크(22a, 24a)로 구성된다. 히트 싱크(22a, 24a)는 전자 회로 기판(42a, 44a) 중 하나에 연결된다. 히트 싱크(22a, 24a)는 각각 가전 기기(10a)의 표준 작동 방향(standard operational orientation)과 관련하여 기본 형상에 수평으로 배열된 5개의 냉각 핀을 갖는다. 기본 형상은 전원 구성요소(46a)의 열 접촉을 위해 제공되는 경사 수용 영역(23a, 25a)을 포함한다.

팬 유닛(30a)은 방사형 팬(32a)을 포함한다. 팬 유닛(30a)은 히트 싱크 유닛(20a)에 의해 둘러싸여 있다. 팬 유닛(30a)은 히트 싱크(22a, 24a)와 부분적으로 중첩되는 팬 커버(34a)를 포함한다. 팬 커버(34a)는 흡입 개구(36a)를 포함한다. 팬 유닛(30a) 및 히트 싱크 유닛(20a)은 2개의 상이한 냉각 채널(60a, 62a)을 형성한다. 팬 유닛(30a) 및 히트 싱크 유닛(20a)은 방사형 팬(32a)의 회전축(38a)에 대해 이중 대칭으로 방사상 대칭으로 배열된다. 냉각 채널(60a, 62a)은 서로 대향하여 형성된다.

팬 유닛(30a)에서 출력되는 공기의 대부분은 히트 싱크 유닛(20a)의 내부로 유동한다. 상기 공기에 의해 히트 싱크 유닛(20a)의 온도가 낮아지며, 낮아진 히트 싱크 유닛(20)의 온도에 의해 전력 구성요소(46a)의 온도가 낮아진다. 즉, 팬 유닛(30a)에서 출력되는 공기는 전력 구성요소(46a)로 직접적으로 전달되지 못하며, 전력 구성요소(46a)가 간접적으로 냉각된다.

하지만, 도 1의 가전 기기(10a)에서 사용되는 간접적 냉각 방식은 직접적 냉각 방식에 비해 냉각 효율이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 히트 싱크에 의해 냉각되는 전자 소자의 냉각 효율을 증가시킬 수 있는 가전 기기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 히트 싱크에 부착된 전자 소자를 직접적으로 냉각할 수 있는 가전 기기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 히트 싱크에 부착된 전자 소자의 최적의 위치를 설정할 수 있는 가전 기기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 히트 싱크로 냉각 공기를 제공하는 송풍 팬의 최적의 장착 구조를 설정할 수 있는 가전 기기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 히트 싱크와 공기의 접촉 면적을 증가시킬 수 있는 가전 기기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 하나의 구동 회로부 및 하나의 히트 싱크를 사용하여 복수의 가열부를 제어할 수 있는 가전 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가전 기기는, 히트 싱크의 외부면에 전자 소자를 부착시킴으로써, 공기가 전자 소자에 직접적으로 접촉할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 가전 기기는, 히트 싱크의 외측 경사면에 전자 소자를 부착시키고, 전자 소자가 부착된 히트 싱크를 감싸도록 에어 가이드를 배치하며, 송풍 팬을 이용하여 에어 가이드 내부에서 공기를 유동시킬 수 있다. 이에 따라 유동된 공기가 직접적으로 전자 소자에 접촉할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가전 기기는, 전자 소자의 내열 온도에 기초하여 히트 싱크의 외부면에 부착될 전자 소자의 위치를 설정할 수 있다. 이에 따라, 전자 소자가 내열 온도를 초과하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가전 기기는, 히트 싱크의 양측 온도 차이에 기초하여 송풍 팬의 장착 구조가 설정될 수 있다. 이에 따라, 히트 싱크의 전 영역에서 온도가 고르게 분포될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가전 기기는, 히트 싱크의 내부에 제1 공기 유로를 형성함으로써, 히트 싱크의 내부로 공기가 효율적으로 유동됨과 동시에 히트 싱크의 양측 온도 차이가 최소화될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가전 기기는, 히트 싱크의 하측에 형성된 제2 공기 유로의 벽면에 복수의 방열 부재를 하방으로 돌출되도록 형성함으로써, 히트 싱크와 공기의 접촉 면적이 증가될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가전 기기는, 케이스, 상기 케이스의 상단에 결합되는 커버 플레이트, 상기 커버 플레이트의 하부에 배치되는 복수의 가열부, 상기 복수의 가열부를 구동시키는 구동 회로부가 구비된 회로 기판, 상기 회로 기판에 장착되고, 상기 구동 회로부를 구성하는 복수의 전자 소자 중 일부의 전자 소자가 외부면에 부착되는 히트 싱크, 및 상기 히트 싱크를 감싸도록 상기 회로 기판에 장착되고, 상기 히트 싱크를 냉각하기 위한 공기의 유동 통로를 제공하는 에어 가이드를 포함한다. 여기서, 상기 에어 가이드 내부의 유동 공기는 상기 히트 싱크의 외부면에 부착된 상기 일부의 전자 소자와 접촉하고, 상기 일부의 전자 소자는 상기 접촉된 유동 공기 및 상기 히트 싱크의 외부면에 의해 냉각된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 가전 기기는, 케이스, 상기 케이스의 상단에 결합되는 커버 플레이트, 상기 커버 플레이트의 하부에 배치되는 복수의 가열부, 상기 복수의 가열부를 구동시키는 구동 회로부가 구비된 회로 기판, 상기 회로 기판에 장착되고, 상기 구동 회로부를 구성하는 복수의 전자 소자 중 일부의 전자 소자가 외부면에 부착되는 히트 싱크, 및 상기 히트 싱크와 이격되어 상기 케이스의 내부에 장착되고, 상기 공기를 상기 케이스의 내부로 제공하는 송풍 팬을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 송풍 팬에서 토출되는 공기는 상기 히트 싱크의 외부면에 부착된 상기 일부의 전자 소자와 접촉하고, 상기 일부의 전자 소자는 상기 접촉된 공기 및 상기 히트 싱크의 외부면에 의해 냉각된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가전 기기는, 복수의 전자 소자가 설치된 회로 기판, 상기 회로 기판에 장착되고, 상기 복수의 전자 소자 중 일부의 전자 소자가 외부면에 부착되는 히트 싱크, 상기 히트 싱크와 이격되어 배치되고, 공기를 상기 히트 싱크로 제공하는 송풍 팬, 및 상기 히트 싱크를 감싸도록 상기 회로 기판에 장착되고, 상기 히트 싱크로 제공된 공기의 유동 통로를 제공하는 에어 가이드를 포함한다. 여기서, 상기 에어 가이드 내부의 유동 공기는 상기 히트 싱크의 외부면에 부착된 상기 일부의 전자 소자와 접촉한다.

본 발명에 따르면, 히트 싱크에 부착된 전자 소자에 공기가 직접적으로 접촉하게 함으로써, 전자 소자의 냉각 효율이 증가될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 히트 싱크와 공기의 접촉 면적이 증가됨으로써, 전자 소자의 냉각 효율이 더욱 증가될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 전자 소자의 냉각 효율이 증가됨으로써, 전기 레인지의 오작동이 방지될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 내열 온도 이하로 전자 소자의 온도가 설정됨으로써, 전자 소자의 손상이 방지될 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 종래의 가전 기기에 구비된 히트 싱크의 사시도를 도시한 도면이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지의 사시도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지에서 일부 부품이 생략된 사시도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지에서 분해 사시도를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지의 일부 부품의 사시도를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 평면도를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 가이드를 상측에서 바라본 사시도를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 가이드를 하측에서 바라본 사시도를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 가이드의 평면도를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 히트 싱크가 장착된 인쇄 회로 기판이 베이스 브라켓에 설치된 사시도를 도시한 도면이다.
도 11은 도 10의 평면도를 도시한 도면이다.
도 12는 도 10의 단면도를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크를 상측에서 바라본 사시도를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크를 하측에서 바라본 사시도를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크의 단면도를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 일부의 전자 소자가 부착된 히트 싱크의 사시도를 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 일부의 전자 소자가 부착된 히트 싱크의 분해 사시도를 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 일부의 전자 소자가 부착된 히트 싱크의 단면도를 도시한 도면이다.
도 19 내지 도 33은 본 발명의 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 도면이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.

명세서 전체에서 "상하 방향"은 전기 레인지가 일상적으로 사용되도록 설치된 상태에서 전기 레인지의 상하 방향을 의미한다. "좌우 방향"은 상하 방향과 직교하는 방향을 의미하고, 전후 방향은 상하방향 및 좌우방향 모두에 대하여 직교하는 방향을 의미한다. "양측 방향" 또는 "측 방향"은 좌우 방향과 동일한 의미를 가지고, 이들 용어들은 본 명세서에서 혼용될 수 있다.

또한, 도면에 도시된 좌표 축에서, x축 및 -x축 방향을 전방 및 후방으로, y축 및 -y축 방향을 우측방 및 좌측방으로, z축 및 -z축 방향을 상방 및 하방으로 표현하도록 한다.

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지의 사시도를 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지에서 일부 부품이 생략된 사시도를 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지에서 분해 사시도를 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지의 일부 부품의 사시도를 도시한 도면이다. 도 6은 도 5의 평면도를 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지는 구동 회로부가 설치된 인쇄 회로 기판(70)에 히트 싱크(71)가 장착되는 가전 기기(Home Appliance)일 수 있다. 따라서, 아래에서 설명하는 전기 레인지의 구성은 히트 싱크(71)를 포함하는 가전 기기에 동일하게 적용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지는 유도 가열 방식으로 피가열체를 가열할 수 있다. 이 때, 피가열체는 예를 들어, 스테인레스, 철 등의 금속 재질을 함유하는 식기일 수 있다.

유도 가열 방식은 고주파 전력을 워킹 코일(31)에 인가하여 워킹 코일(31) 주변에 자기장을 발생시키고, 발생된 자기장에 의해 생성된 와전류(eddy current)를 이용하여 금속 성분으로 이루어진 피가열체를 가열하는 방식이다.

즉, 워킹 코일(31)이 페라이트 코어(ferrite core)와 인접한 구조를 가진 가열부(30)에 고주파 전력을 인가함으로써 워킹 코일(31) 주변에 자기장이 발생된다. 발생된 자기장의 영역 내에 피가열체가 놓이면, 피가열체에는 자기장에 의해 와전류가 유도되고, 와전류에 의해 줄열(Joule's heat)이 발생하여 피가열체가 가열될 수 있다. 피가열체가 가열됨으로써, 피가열체에 담긴 음식물이 가열될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전기 레인지는 케이스(10), 커버 플레이트(20), 가열부(30), 상부 브라켓(40) 및 베이스 브라켓(50)을 포함할 수 있다.

케이스(10)는 전기 레인지를 구성하는 부품을 보호할 수 있다. 예를 들어, 케이스(10)는 알루미늄 재질로 구비될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

한편, 케이스(10)는 워킹 코일(31)에 의해 발생된 열이 외부로 방출되는 것을 억제하기 위해 단열 처리될 수 있다.

케이스(10)에는 가열부(30), 상부 브라켓(40), 제어 보드(90) 등의 전기 레인지를 이루는 부품이 수납될 수 있다. 케이스(10)의 상부는 개방되지만, 이러한 개방부위는 커버 플레이트(20)에 의해 폐쇄될 수 있다. 케이스(10)는 전체적으로 판형의 재료를 가공하여 상자 형상으로 형성될 수 있다.

케이스(10)는 제1 케이싱(110), 제2 케이싱(120) 및 제3 케이싱(130)을 포함할 수 있다.

제1 케이싱(110)은 케이스(10)의 바닥면을 형성할 수 있다. 제1 케이싱(110)은 전술한 전기 레인지의 내장 부품을 지지할 수 있다.

제1 케이싱(110)에는 적어도 하나의 통풍구(111a, 111b)가 구비될 수 있다. 적어도 하나의 통풍구(111a, 111b)는 제1 케이싱(110)의 내부에 구비되는 인쇄 회로 기판(70) 및 인쇄 회로 기판(70)에 장착되는 회로 소자 또는 전자 소자의 냉각을 원활하게 하기 위해, 공기를 유동시킬 수 있다.

제2 케이싱(120)은 제1 케이싱(110)으로부터 절곡되도록 형성되고, 케이스(10)의 측면을 형성할 수 있다. 제2 케이싱(120)은 제1 케이싱(110)의 가장자리에서 상하 방향으로 절곡되어 전기 레인지의 측벽이 될 수 있다.

대체로 사각 형상으로 형성되는 제1 케이싱(110)의 각 변에 제2 케이싱(120)이 배치될 수 있다. 제2 케이싱(120)은 케이스(10) 전체의 강성을 보강할 수 있다.

즉, 판형의 제1 케이싱(110)이 내장 부품의 무게 또는 외력에 의해 휘어지거나 파손되는 것을 억제하기 위해, 제2 케이싱(120)이 제1 케이싱(110)에서 절곡되어 형성될 수 있다.

제2 케이싱(120)은 슬릿(slit) 형상으로 형성되고, 복수로 구비되는 배기홀(121)을 더 포함할 수 있다. 배기홀(121)은 케이스(10)의 내부와 외부가 서로 연통되도록 한다. 따라서, 배기홀(121)을 통해 공기가 유동될 수 있으며, 케이스(10) 내부에 수납되는 부품이 냉각될 수 있다.

제3 케이싱(130)은 제2 케이싱(120)의 일부에서 절곡되도록 형성될 수 있다. 제3 케이싱(130)은 후술할 보스부(513)와 함께 상부 브라켓(40)을 지지할 수 있다. 제3 케이싱(130)은 제1 케이싱(110)의 적어도 일부의 변에 배치될 수 있다.

제3 케이싱(130)의 상면에는 상부 브라켓(40)의 바닥면을 형성하는 제1 상부판(41)이 안착할 수 있고, 제1 상부판(41)과 제3 케이싱(130)은 볼트 등의 결합 기구에 의해 서로 결합될 수 있다.

커버 플레이트(20)는 케이스(10)의 상단에 결합되고, 피가열체가 상면에 배치될 수 있다. 커버 플레이트(20)는 케이스(10)의 개방된 상부를 폐쇄하여 케이스(10)에 수납된 부품들을 보호할 수 있다.

커버 플레이트(20)의 상면에는 피가열체가 놓이고, 가열부(30)에서 발생하는 자기장은 커버 플레이트(20)를 통과하여 피가열체에 도달할 수 있다. 커버 플레이트(20)는 예를 들어, 세라믹을 포함하는 재질로 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

커버 플레이트(20)의 상면에는 사용자로부터 입력을 제공받는 입력 인터페이스가 설치될 수 있다. 입력 인터페이스는 커버 플레이트(20)의 상면의 특정 영역 설치되고, 특정 이미지를 표시할 수 있다.

입력 인터페이스는 사용자로부터 터치 입력을 수신하고, 전기 레인지는 수신된 터치 입력에 기초하여 구동될 수 있다.

예를 들어, 입력 인터페이스는 사용자가 원하는 가열 강도나 가열 시간 등을 입력하기 위한 모듈로서, 물리적인 버튼이나 터치 패널 등으로 구현될 수 있다.

일례로, 입력 인터페이스는 TFT LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

커버 플레이트(20)의 하부에는 전기 레인지에 작동 명령을 입력하는 제어 보드(90)가 구비될 수 있다. 제어 보드(90)는 복수의 키 스위치가 구비되고, 사용자는 키 스위치를 통해 제어 보드(90)에 명령을 입력하여 전기 레인지의 동작을 제어할 수 있다. 제어 보드(90)는 제어 보드 브라켓(91)에 안착될 수 있고, 제어 보드 브라켓(91)은 제1 케이싱(110)에 장착될 수 있다.

제어 보드(90)의 상면은 커버 플레이트(20)의 하면에 밀착하도록 구비될 수 있다. 이 때, 제어 보드(90)는 입력 인터페이스와 대응하는 위치에 배치될 수 있다.

제어 보드(90)와 입력 인터페이스는 정전식 터치 입력 방식으로 서로 연결될 수 있다. 따라서, 사용자가 입력 인터페이스에 제어 명령을 입력하면, 제어 명령은 제어 보드(90)에 입력될 수 있다.

커버 플레이트(20)의 상면의 특정 영역에는 전기 레인지의 구동 상태가 표시되는 디스플레이가 구비될 수 있다.

구체적으로, 커버 플레이트(20)의 상면에는 광 표시 영역이 형성될 수 있다. 커버 플레이트(20)의 하부에는 광원 유닛(95)이 배치될 수 있고, 광원 유닛(95)에서 방사된 빛이 광 표시 영역을 통해 사용자에게 전달될 수 있다. 이 때, 광 표시 영역과 광원 유닛(95)은 서로 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 광원 유닛(95)이 복수로 구비되는 경우에는 광 표시 영역도 동일한 개수로 커버 플레이트(20)의 상면에 구비될 수 있다.

가열부(30)는 복수로 구비되고, 커버 플레이트(20)의 하부에 배치되며, 피가열체를 가열할 수 있다.

도 3 및 도 4을 참조하면, 전기 레인지는 제1, 제2 및 제3 가열부(30)를 포함할 수 있다. 제1 가열부(30)는 전기 레인지의 제1 측, 즉 우측에 배치될 수 있으며, 고출력의 가열부일 수 있다. 제2 및 제3 가열부(30)는 전기 레인지의 제2 측, 즉 좌측에 배치될 수 있으며, 저출력의 가열부일 수 있다. 제2 및 제3 가열부(30)는 전기 레인지의 좌측에서 전후방으로 인접하여 배치될 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 가열부(30)는 유도 가열 방식으로 구현될 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 가열부(30) 중 일부는 유도 가열 방식으로 구현되고, 나머지는 전기 저항 가열 방식으로 구현될 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 레인지는 하이라이트 가열 장치 또는 하이브리드 전기 레인지로 구현될 수 있다. 이하에서는 복수의 가열부(30)가 모두 유도 가열 방식으로 구비되는 전기 레인지를 기준으로 본 실시예들을 설명한다.

온도 센서(60)는 커버 플레이트(20)의 온도를 감지할 수 있다. 온도 센서(60)에서 감지된 온도는 가열부(30)의 온도의 추정에 사용될 수 있다. 온도 센서(60)는 가열부(30)의 중앙부에 설치될 수 있다. 온도 센서(60)는 상부 브라켓(40)의 하측에 구비되는 인쇄 회로 기판(70)과 전선을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

전기 레인지는 온도 센서(60)를 가열부(30)의 중앙부에 장착하기 위한 센서 브라켓(61)을 포함할 수 있다. 센서 브라켓(61)은 가열부(30)의 중앙부에 장착되고, 센서 브라켓(61)의 내부에 온도 센서(60)가 장착될 수 있다.

가열부(30)는 상부 브라켓(40)에 장착될 수 있다. 도 3 및 도 4의 실시예에 따르면, 2개의 상부 브라켓(40)이 전기 레인지에 구비될 수 있다. 전기 레인지의 제1 측에 구비된 상부 브라켓(40)은 고출력의 가열부(30)를 지지할 수 있고, 전기 레인지의 제2 측에 구비된 상부 브라켓(40)은 저출력의 가열부(30)를 지지할 수 있다.

물론, 가열부(30) 및 상부 브라켓(40)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 가열부(30)가 복수로 구비되는 경우, 가열부(30)를 지지하는 상부 브라켓(40)도 필요에 따라 임의의 개수로 구비될 수 있다.

가열부(30)은 워킹 코일(31), 코어 프레임(32)을 포함하며, 코어 프레임(32)의 하면에 페라이트 코어가 설치될 수 있다. 워킹 코일(31)은 코어 프레임(32)의 상면에 나선형으로 권선될 수 있다. 워킹 코일(31)에 고주파 전력이 인가되면, 페라이트 코어 주위에 자기장이 형성되고, 형성된 자기장을 피가열체에 와전류를 형성할 수 있다.

상부 브라켓(40)은 가열부(30)의 하부에 배치되어 가열부(30)를 지지할 수 있다. 상부 브라켓(40)은 제1 브라켓으로 호칭될 수 있다. 상부 브라켓(40)은 예를 들어, 알루미늄 재질로 구비될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

상부 브라켓(40)은 제1 상부판(41) 및 제2 상부판(42)을 포함할 수 있다.

제1 상부판(41)은 상부 브라켓(40)의 바닥면을 형성하고, 가열부(30)가 장착될 수 있다. 제1 상부판(41)은 하부에 구비되는 인쇄 회로 기판(70)을 상하 방향으로 가리도록 구비될 수 있다. 상부 브라켓(40)이 복수인 경우, 인쇄 회로 기판(70)의 면적에 따라, 하나의 제1 상부판(41)이 또는 복수의 제1 상부판(41)들이 서로 결합하여 인쇄 회로 기판(70)을 가릴 수 있다.

제1 상부판(41)은, 가열부(30)로부터 발생하는 전자기장 및 전자기파가 인쇄 회로 기판(70) 및 이에 설치된 전자 소자에 도달하지 못하도록 차폐하는 역할을 할 수행할 수 있다. 즉, 상부 브라켓(40)은 인쇄 회로 기판(70)에 대하여 EMC(Electromagnetic Compatibility) 및 EMI(Electromagnetic Interference)를 개선하는 역할을 할 수 있다.

제2 상부판(42)은 제1 상부판(41)에서 절곡되어 형성될 수 있다. 이 때, 제2 상부판(42)은 전기 레인지의 상하 방향으로 절곡될 수 있다. 즉, 제2 상부판(42)은 제1 상부판(41)의 가장자리에서 상하 방향으로 절곡되도록 형성될 수 있다. 대체로 사각 형상으로 형성되는 제1 상부판(41)의 적어도 하나의 변에 제2 상부판(42)이 배치될 수 있다.

제2 상부판(42)은 상부 브라켓(40) 전체의 강성을 보강할 수 있다. 즉, 판형의 제1 상부판(41)이 가열부(30)를 포함하는 내장 부품의 무게 또는 외력에 의해 휘어지거나 파손되는 것을 억제하기 위해, 제2 상부판(42)이 제1 상부판(41)에서 절곡되도록 형성될 수 있다.

상부 브라켓(40)에는 광원 유닛(95)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 광원 유닛(95)은 상부 브라켓(40) 하부에 배치되는 인쇄 회로 기판(70)에 구비되고, 상부 브라켓(40)에는 광원 유닛(95)에 대응하는 위치에 배치되는 개구가 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 브라켓 상에 광원 유닛(95)이 배치되고, 광원 유닛(95)은 하부의 인쇄 회로 기판(70)과 전기적으로 연결될 수도 있다.

전술한 바와 같이, 커버 플레이트(20)에는 광원 유닛(95)에 대응하는 부위에 광 표시 영역이 형성될 수 있다.

광원 유닛(95)은, 예를 들어, 복수의 LED가 일렬로 정렬된 형태로 구비될 수 있다. 광원 유닛(95)은 가열부(30)가 작동하는 경우에 점등되어, 사용자에게 가열부(30)의 작동 여부를 알려줄 수 있다. 또는, 광원 유닛(95)은 복수의 LED의 점등 모양, 색깔 등을 변경하여 사용자에게 전기 레인지의 작동 상태를 알려줄 수도 있다.

광원 유닛(95)의 개수는 가열부(30)의 개수에 따라 적절히 선택될 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 3개의 가열부(30)에 대하여 3개의 광원 유닛(95)이 구비된 형상을 도시하고 있다. 다만, 광원 유닛(95)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니다.

베이스 브라켓(50)은 제2 브라켓으로 호칭될 수 있다. 베이스 브라켓(50)은 상부 브라켓(40)의 하부에 배치되고, 인쇄 회로 기판(70)이 장착될 수 있다.

베이스 브라켓(50)은 바닥판(51a, 51b)과 측판(52)을 포함할 수 있다.

바닥판(51a, 51b)은 베이스 브라켓(50)의 바닥면을 형성하고, 바닥판의 일부(51a)의 상면에 인쇄 회로 기판(70)이 장착될 수 있다. 바닥판의 다른 일부(51b)에는 보스부(513)가 형성될 수 있다. 보스부(513)는 앞서 설명한 제3 케이싱(130)과 함께 상부 브라켓(40)를 지지할 수 있다

베이스 브라켓(50)의 바닥판의 일부(51a)는 케이스(10)의 우측(즉, 제1 측)에 형성될 수 있다. 베이스 브라켓(50)의 바닥판의 일부(51a)은 제1 가열부(30)을 지지하는 상부 브라켓(40)의 하측에 배치될 수 있다. 즉, 베이스 브라켓(50)의 바닥판의 일부(51a)은 우측 상부 브라켓(40)의 하측에 배치될 수 있다.

베이스 브라켓(50)의 바닥판의 다른 일부(51b)는 케이스(10)의 좌측(즉, 제2 측)에 형성될 수 있다. 베이스 브라켓(50)의 바닥판의 다른 일부(51b)에는 보스부(513)가 형성되며, 보스부(513)는 좌측 상부 브라켓(40) 및 우측 상부 브라켓(40)의 가장자리의 일부를 지지할 수 있다.

측판(52)은 바닥판(51a, 51b)에서 절곡되어 형성될 수 있다. 측판(52)은 전기 레인지의 상하 방향으로 절곡되도록 형성될 수 있다. 측판(52)은 바닥판(51)의 가장자리에서 상하 방향으로 절곡되도록 형성될 수 있다. 대체로 사각 형상으로 형성되는 바닥판(51)의 각 변에 측판(52)이 배치될 수 있다.

측판(52)은 베이스 브라켓(50) 전체의 강성을 보강할 수 있다. 즉, 판형의 바닥판(51)이 회로기판 등의 내장 부품의 무게 또는 외력에 의해 휘어지거나 파손되는 것을 억제하기 위해, 측판(52)이 바닥판(51)에서 절곡되도록 형성될 수 있다.

인쇄 회로 기판(70)은 제어부를 구성할 수 있고, 외부 전원으로부터 전력을 공급받을 수 있고, 외부 기기와 유선 또는 무선으로 통신 가능하도록 구비될 수 있다.

인쇄 회로 기판(70)은 제어 보드(90)와 전기적으로 연결될 수 있고, 제어 보드(90)로부터 사용자가 입력한 명령을 수신할 수 있다. 인쇄 회로 기판(70)은 광원 유닛(95)과 워킹 코일(31)과 전기적으로 연결되어 이들의 작동을 제어할 수 있다.

인쇄 회로 기판(70)에는 복수의 전자 소자가 설치될 수 있다. 복수의 전자 소자는 구동 회로부를 구성할 수 있다. 구동 회로부는 가열부(30)를 구동시키는 기능을 수행할 수 있다.

인쇄 회로 기판(70)에는 히트 싱크(71)가 장착될 수 있다. 일례로, 히트 싱크(71)는 전면 및 후면이 사다리꼴 형상인 육면체, 즉, 사다리꼴 사각 기둥 형상일 수 있다.

히트 싱크(71)는 케이스(10) 내부의 열을 냉각할 수 있으며, 특히 인쇄 회로 기판(70)에 설치된 일부의 전자 소자에서 발생된 열을 냉각할 수 있다. 더욱이, 히트 싱크(71)는 케이스(10)에 수납되는 부품을 보호할 수 있다.

히트 싱크(71)에는 적어도 하나의 방열 부재가 형성될 수 있다. 적어도 하나의 방열 부재에 의해 냉각 효율이 증대될 수 있다.

송풍 팬(80)은 베이스 브라켓(50)에 장착될 수 있으며, 케이스(10)를 냉각시키는 외부 공기를 케이스(10)의 내부로 유입하는 기능을 수행할 수 있다.

도 4를 참조하면, 베이스 브라켓(50)의 특정 영역, 일례로 후측 영역에는 제1 관통홀(511)이 형성될 수 있고, 송풍 팬(80)은 제1 관통홀(511)의 상부에 설치될 수 있다. 그리고, 제1 관통홀(511)은 제1 통풍구(111a)의 상부에 배치될 수 있다. 따라서, 외부 공기는 제1 통풍구(111a) 및 제1 관통홀(511)을 통해 송풍 팬(80)으로 유입될 수 있고, 송풍 팬(80)으로 유입된 공기는 송풍 팬(80)의 토출구에서 강제 유동하여 토출될 수 있다.

송풍 팬(80)에서 제공된 공기는 인쇄 회로 기판(70)으로 유동할 수 있다. 송풍 팬(80)은 히트 싱크(71)와 특정 간격 이격되어 배치될 수 있으며, 송풍 팬(80)에서 토출된 공기의 일부는 히트 싱크(71)로 제공될 수 있다. 송풍 팬(80)에서 토출된 공기의 나머지 일부는 히트 싱크(71)의 외부 영역으로 제공될 수 있다.

에어 가이드(85)는 송풍 팬(80)에서 토출된 공기를 가이드할 수 있다. 에어 가이드(85)는 히트 싱크(71)를 감싸도록 인쇄 회로 기판(70)에 장착될 수 있다. 따라서, 에어 가이드(85)는 송풍 팬(80)에서 토출된 공기를 히트 싱크(71)로 전달할 수 있다.

에어 가이드(85)의 제1 측, 일례로 후방 측은 송풍 팬(80)의 토출구와 연결될 수 있고, 에어 가이드(85)의 제2 측, 일례로 전방 측은 베이스 브라켓(50)의 전방과 연결될 수 있다. 이 때, 베이스 브라켓(50)의 전측에는 제2 관통홀(512)이 형성될 수 있으며, 제2 관통홀(512)은 제2 통풍구(111b)의 상부에 배치될 수 있다. 따라서, 히트 싱크(71)를 냉각한 공기는 에어 가이드(85)의 제2 측으로 유동한 후 제2 관통홀(512) 및 제2 통풍구(111b)를 통해 케이스(10)의 외부로 토출될 수 있다.

이하, 도 7 내지 도 9를 더 참조하여, 에어 가이드(85)의 형상을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 가이드(85)를 상측에서 바라본 사시도를 도시한 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 가이드(85)를 하측에서 바라본 사시도를 도시한 도면이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 가이드(85)의 평면도를 도시한 도면이다.

에어 가이드(85)는 송풍 팬(80)과 연통하도록 배치될 수 있고, 히트 싱크(71)를 둘러싸도록 배치돌 수 있다. 에어 가이드(85)는 히트 싱크(71)를 냉각하는 공기의 유동 경로를 제공할 수 있다.

에어 가이드(85)의 제1 측(85a)은 송풍 팬(80)과 연통될 수 있고, 베이스 브라켓(50)의 측 방향으로 공기가 유동하도록 안내할 수 있다. 이 때, 에어 가이드(85)의 제1 측(85a)에는 히트 싱크(71)의 후단이 연결될 수 있다. 에어 가이드(85)의 제1 측(85a)에서는 전기 레인지의 전후 방향으로 공기가 유동할 수 있다. 에어 가이드(85)의 제1 측(85a)으로 유입된 공기는 히트 싱크(71)로 유동하여 히트 싱크(71)를 냉각할 수 있다.

에어 가이드(85)의 제2 측(85b)은 베이스 브라켓(50)의 상하 방향으로 절곡될 수 있으며, 공기가 전기 레인지의 외부로 배출되도록 안내할 수 있다. 에어 가이드(85)의 제2 측(85b)은 전기 레인지 하방으로 향하도록 형성됨으로써, 에어 가이드(85)로 유입된 공기의 유동 방향을 변경할 수 있다.

에어 가이드(85)는 베이스 브라켓(50)에 착탈 가능하도록 결합할 수 있다. 예를 들어, 송풍 팬(80)과 인접한 에어 가이드(85)의 제1 측(85a)은 스크류볼트 등의 결합 기구에 의해 베이스 브라켓(50)에 결합할 수 있고, 공기가 배출되는 에어 가이드(85)의 제2 측(85b) 형상끼워맞춤 방식으로 베이스 브라켓(50)에 결합할 수 있다.

에어 가이드(85)는 측벽(851) 및 상부벽(852)를 포함할 수 있다. 측벽(851) 및 상부벽(852)에 의해 송풍 팬(80)에서 토출되는 공기의 유동 공간이 형성될 수 있다. 측벽(851)은 히트 싱크(71)의 양측에 각각 배치되는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 상부벽(852)은 한 쌍의 측벽(851) 상단에 결합하여 히트 싱크(71)를 덮도록 구비될 수 있다.

측벽(851)과 상부벽(852)에 의해 형성되는 공간이 송풍 팬(80)에서 토출된 공기가 유동하는 유동 공간이 되고, 상기 유동 공간에 히트 싱크(71)가 배치된다. 따라서, 히트 싱크(71)는 에어 가이드(85)의 유동 공간을 유동하는 공기에 의해 냉각될 수 있다.

에어 가이드(85)에는 통신 기판 장착부(853)가 구비될 수 있다. 통신 기판 장착부(853)는, 에어 가이드(85)가 전기 레인지에 장착된 상태에서, 상부 브라켓(40)의 단부로부터 측방향으로 돌출된 부위에 배치될 수 있다. 통신 기판 장착부(853)에 장착된 무선 통신부는 금속 재질의 상부 브라켓(40)과 상하 방향으로 중첩되는 않도록 배치될 수 있다. 따라서, 무선 통신부는 금속 재질의 상부 브라켓(40)에 의해 전파방해를 받지 않고, 외부기기와 원활하게 통신하도록 구비될 수 있다.

이하, 도 10 내지 도 18을 참조하여 에어 가이드(85)의 내부에 배치된 히트 싱크(71)를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 히트 싱크(71)가 장착된 인쇄 회로 기판(80)이 베이스 브라켓(80)에 설치된 사시도를 도시한 도면이다. 도 11은 도 10의 평면도를 도시한 도면이다. 도 12는 도 10의 단면도를 도시한 도면이다.

도 4, 도 10 내지 도 12를 참조하면, 인쇄 회로 기판(70)은 베이스 브라켓(50)의 바닥판의 일부(51a)에 장착될 수 있고, 히트 싱크(71)는 인쇄 회로 기판(70)에 장착될 수 있다.

송풍 팬(80)은 히트 싱크(71)의 후측(즉, 제3 측)과 이격되어 베이스 브라켓(50)에 장착될 수 있다. 히트 싱크(71)의 길이 방향(즉, 전후 방향)은 에어 가이드(85)를 통과하는 공기의 유동 방향과 나란할 수 있다. 따라서, 히트 싱크(71)와 강제 유동하는 공기의 접촉 면적과 접촉시간이 증가하고, 히트 싱크(71)의 냉각 효율이 증가할 수 있다.

송풍 팬(80)의 토출구(80a)는 히트 싱크(71)의 후방으로 배치될 수 있다. 따라서, 송풍 팬(80)의 토출구(80a)에서 토출된 공기는 히트 싱크(71)의 후측 방향으로 유동할 수 있다.

인쇄 회로 기판(70)에는 복수의 전자 소자가 설치될 수 있다. 복수의 전자 소자는 복수의 가열부(30)의 구동을 제어하는 구동 회로부를 구성할 수 있다. 즉, 본 발명은 하나의 구동 회로부 및 하나의 히트 싱크(71)를 사용하여 복수의 가열부(30)를 제어할 수 있다.

복수의 전자 소자는 히트 싱크(71)의 우측(즉, 제1 측), 히트 싱크(71)의 좌측(즉, 제2 측), 히트 싱크(71)의 하측에 설치될 수 있다. 한편, 송풍 팬(80)에서 토출된 공기는, 에어 가이드(85) 및 베인(514)를 통해, 히트 싱크(71), 히트 싱크(71)의 우측에 설치된 전자 소자, 히트 싱크(71)의 좌측에 설치된 전자 소자, 히트 싱크(71)의 하측에 설치된 전자 소자(763)로 제공될 수 있다.

구동 회로부는 정류기, 직류 링크 커패시터, 인버터 및 공진 커패시터를 포함할 수 있다.

정류기는 정류 소자(761a, 762a)로 구성될 수 있으며, 외부 전원으로부터 공급받은 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. 일례로서, 정류 소자(761a, 762a)는 브릿지 다이오드를 포함할 수 있다.

직류 링크 커패시터는 정류 소자(761a, 762a)로부터 직류 전력을 제공받고, 제공받은 직류 전력의 리플(Ripple)을 저감할 수 있다. 직류 링크 커패시터는 예를 들어, 평활 커패시터일 수 있다.

정류 소자(761a, 762a)에 의해 정류되고 직류 링크 커패시터에 의해 리플이 감소된 직류 전압은 인버터에 공급될 수 있다.

인버터는 복수의 인버터 스위칭 소자(761b, 762b)를 포함할 수 있다. 인버터 스위칭 소자(761b, 762b)는 스위칭 신호에 의해 교대로 턴온(turn-on) 또는 턴오프(turn-off)되어 직류 전력을 고주파의 교류 전류(즉, 공진 전류)로 변환할 수 있다. 변환된 고주파의 교류 전류는 워킹 코일(31)에 제공될 수 있다.

일례로서, 인버터 스위칭 소자(761b, 762b)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 포함할 수 있다.

복수의 공진 커패시터는 복수의 인버터 스위칭 소자(761b, 762b) 각각과 병렬 연결될 수 있다. 인버터의 스위칭 동작에 의해 전압이 인가되면, 공진 커패시터는 공진을 시작할 수 있다. 이에 따라, 워킹 코일(31)에 흐르는 전류가 상승하게 되며, 와전류가 유도된다.

히트 싱크(71)의 외부면에는 복수의 전자 소자 중 일부의 전자 소자(761, 762)가 부착될 수 있다. 즉, 히트 싱크(71)의 외측 경사면(720a, 730a, 도 13 등을 참조)에 일부의 전자 소자(761, 762)가 부착될 수 있다. 일례로서, 일부의 전자 소자(761, 762)는 정류 소자(761a, 762a) 및 인버터 스위칭 소자(761b, 762b)일 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 정류 소자(761a, 762a) 및 인버터 스위칭 소자(761b, 762b) 이외의 다양한 전자 소자가 히트 싱크(71)의 외측 경사면(720a, 730a)에 부착될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 정류 소자(761a, 762a) 및 인버터 스위칭 소자(761b, 762b)가 히트 싱크(71)에 부착되는 실시예를 설명한다.

도면에 도시되지는 않았지만, 정류 소자(761a, 762a)와 히트 싱크(71)의 외측 경사면(720a, 730a) 사이에 써멀 패드가 배치될 수 있으며, 인버터 스위칭 소자(761b, 762b)와 히트 싱크(71)의 외측 경사면(720a, 730a) 사이에도 써멀 패드가 배치될 수 있다.

한편, 히트 싱크(71)는 사다리꼴 사각 기둥 형상일 수 있으며, 일부의 전자 소자(761, 762)에서 발생되는 열로 인해 히트 싱크(71)의 양측 부분(720 730, 도 13 등을 참고)의 온도가 상이할 수 있다. 따라서, 외측 경사면(720a, 730a) 사이의 온도의 차이를 최소화하기 위해, 베인(514)이 형성될 수 있고, 송풍 팬(80)의 장착 구조가 설정될 수 있다. 여기서, 송풍 팬(80)의 장착 구조는, 송풍 팬(80)의 회전 방향, 히트 싱크(71)를 기준으로 한 송풍 팬(80)의 좌우측 거리 및 송풍 팬(80)의 토출구(80a)의 각도를 포함할 수 있다.

베인(514)은 송풍 팬(80)의 토출구(80a)와 히트 싱크(71)의 후측 사이에는 형성될 수 있다. 송풍 팬(80)으로부터 배출되는 공기는 에어 가이드(85)의 입구에 인접하여 배치되는 베인(514)에 의해 유로가 2개로 분할되고, 유동 방향이 가이드되어 에어 가이드(85) 내부의 유동 공간으로 유입될 수 있다.

베인(514)은 제1 및 제2 베인(514a, 514b)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 베인(514a, 514b)은 히트 싱크(71)를 향하여 돌출되도록 형성될 수 있고, 되고, 히트 싱크(71)의 배치 방향으로 갈수록 서로 이격되도록 구비될 수 있다. 즉, 제1 베인(514a)은 히트 싱크(71)를 향하여 돌출되도록 구비될 수 있고, 제2 베인(514b)은 제1 베인(514a)과 분리되어 히트 싱크(71)를 향하여 돌출되도록 구비될 수 있으며, 히트 싱크(71)를 향할수록 제1 베인(514a)과 제2 베인(514b)과의 이격 거리가 길어지게 구비될 수 있다. 이러한 구조로 인해, 강제 유동하는 공기는 제1 및 제2 베인(514a, 514b)에 의해 2개의 유동 부분으로 분리될 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 베인(514)은 베이스 브라켓(50)에 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 베인(514)은 에어 가이드(85)의 입구(제1 측(85a)에 형성됨)에 에어 가이드(85)와 일체로 형성될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 베인(514)은 송풍 팬(80)의 토출구(80a)에서 송풍 팬(80)과 일체로 형성될 수도 있다.

외측 경사면(720a, 730a) 사이의 온도의 차이를 최소화하기 위한 구조는 아래에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

이하, 도 13 내지 도 15를 참조하여 히트 싱크(71)의 구조를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크(71)를 상측에서 바라본 사시도를 도시한 도면이다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크(71)를 하측에서 바라본 사시도를 도시한 도면이다. 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크(71)의 단면도를 도시한 도면이다.

도 12 내지 도 15를 참조하면, 히트 싱크(71)는, 제1 부분(710), 제2 부분(720) 및 제3 부분(730)를 포함할 수 있다.

제1 부분(710)은 히트 싱크(71)의 주된 몸체를 구성할 수 있다. 제1 부분(710)은 대체로 직육면체 형상을 가질 수 있다.

제1 부분(710)의 내부에는 중공 형상의 제1 공기 유로(711)가 형성될 수 있다. 제1 공기 유로(711)는 히트 싱크(71)의 길이 방향(즉, 전후 방향)으로 연장되어 형성될 수 있다.

제1 공기 유로(711)는 송풍 팬(80)에서 토출된 공기의 유동 통로를 제공할 수 있다. 즉, 송풍 팬(80)에서 토출된 공기의 일부는 제1 공기 유로(711)의 후측으로 유입되고 난 후 제1 공기 유로(711)의 전측으로 유출될 수 있다. 제1 공기 유로(711)가 형성됨으로써 히트 싱크(71)와 공기의 접촉 면적이 증가될 수 있다. 본 발명자의 시뮬레이션 결과에 따르면, 에어 가이드(85)의 형상 등을 고려하였을 때, 제1 공기 유로(711)의 높이는 6mm일 수 있다.

제2 부분(720)은 제1 부분(710)의 우측(즉, 제1 측)에서 하방으로 경사지도록 연결될 수 있다. 제2 부분(720)은 대체로 삼각기둥 형상을 가질 수 있다. 제2 부분(720)은, 외측 경사면(720a), 내측 경사면(720b) 및 하부면(720c)를 포함할 수 있다.

제2 부분(720)의 외측 경사면(720a)은 제1 부분(710)의 상부면에서 미리 설정된 각도에 따라 하방으로 연결될 수 있다. 제2 부분(720)의 내측 경사면(720b)은 제1 부분(710)의 하부면에서 미리 설정된 각도에 따라 하방으로 연결될 수 있다. 제2 부분(720)의 하부면(720c)은 외측 경사면(720a)의 하단 및 내측 경사면(720b)의 하단을 수평적으로 연결할 수 있다. 따라서, 제2 부분(720)의 하부면(720c)은 제1 부분(710)의 하부면보다 높이가 낮을 수 있다.

제3 부분(730)은 제1 부분(710)의 좌측(즉, 제2 측)에서 하방으로 경사지도록 연결될 수 있다. 제3 부분(730)은 대체로 삼각기둥 형상을 가질 수 있다. 제3 부분(730)은, 외측 경사면(730a), 내측 경사면(730b) 및 하부면(730c)를 포함할 수 있다. ,

제3 부분(730)의 외측 경사면(730a)은 제1 부분(710)의 상부면에서 미리 설정된 각도에 따라 하방으로 연결될 수 있다. 제3 부분(730)의 내측 경사면(730b)은 제1 부분(710)의 하부면에서 미리 설정된 각도에 따라 하방으로 연결될 수 있다. 제3 부분(730)의 하부면(730c)은 외측 경사면(730a) 하단 및 내측 경사면(730b)의 하단을 수평적으로 연결할 수 있다. 따라서, 제3 부분(730)의 하부면(730c)은 제1 부분(710)의 하부면보다 높이가 낮을 수 있다.

제2 부분(720)과 제3 부분(730)은, 동일한 형상을 가지고, 제1 부분(710)에서 대향 배치될 수 있다. 즉, 제2 부분(720)과 제3 부분(730)은 제1 부분(710)을 기준으로 대칭(symmetric)될 수 있다.

제2 및 제3 부분(720, 730)의 하부면에는 결합 부재(750)가 히트 싱크(71)의 길이 방향으로 형성될 수 있다. 결합 부재(750)는 제2 및 제3 부분(720, 730)의 하부면에서 하방으로 돌출된 판 형상일 수 있다. 결합 부재(750)는 히트 싱크(71)를 인쇄 회로 기판(70)에 장착하기 위해 형성될 수 있다.

본 발명자의 시뮬레이션 결과에 따르면, 에어 가이드(85)의 형상 등을 고려하였을 때, 제2 및 제3 부분(720, 730)의 경사 각도는 40°일 수 있다.

히트 싱크(710)에는 제2 공기 유로(740)가 형성될 수 있다. 제2 공기 유로(740)는 제1 공기 유로(711)의 하측에 형성될 수 있다. 제2 공기 유로(740)는, 제1 부분(710)의 하부면, 제2 부분(720)의 내측 경사면(720b) 및 제3 부분(730)의 내측 경사면(730b)에 의해 정의될 수 있다. 즉, 제1 부분(710)의 하부면, 제2 및 제3 부분(720, 730)의 내측 경사면(720b, 730b)은 제2 공기 유로(740)의 벽면과 대응될 수 있다. 따라서, 제2 공기 유로(740)는 하부면이 존재하지 않는 사다리꼴 사각 기둥 형상일 수 있다.

제2 공기 유로(740)는 히트 싱크(71)의 길이 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 제2 공기 유로(740)는 송풍 팬(80)에서 토출된 공기의 유동 통로를 제공할 수 있다. 즉, 송풍 팬(80)에서 토출된 공기의 일부는 제2 공기 유로(740)의 후측으로 유입되고 난 후 제2 공기 유로(740)의 전측으로 유출될 수 있다. 제2 공기 유로(740)가 형성됨으로써 히트 싱크(71)와 공기의 접촉 면적이 증가될 수 있다.

제2 공기 유로(740)에는 복수의 방열 부재(741)가 형성될 수 있다. 방열 부재(741)는 제2 공기 유로(740)의 벽면에서 하방으로 돌출된 판 형상일 수 있다. 방열 부재(741)는 히트 싱크(71)의 길이 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 복수의 방열 부재(741)가 형성됨으로써, 히트 싱크(71)와 공기의 접촉 면적이 증가될 수 있다.

복수의 방열 부재(741)는 미리 설정된 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 일례로, 복수의 방열 부재(741)는 동일한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 방열 부재(741)의 하단 각각은 인쇄 회로 기판(70)과 동일한 거리를 가질 수 있다. 즉, 복수의 방열 부재(741)의 하단 각각은 제2 공기 유로(740)의 가상의 하부면과 접하도록 형성될 수 있다.

도 13을 참조하면, 인쇄 회로 기판(70)과 밀착하여 전자 소자(763)가 설치될 수 있으며, 전자 소자(763)의 상부에 제2 공기 유로(740)가 배치될 수 있다. 이 때, 방열 부재(741)의 높이가 클수록 히트 싱크(71)와 공기의 접촉 면적이 더 증가된다. 따라서, 접촉 면적을 더 증가시키기 위해, 복수의 방열 부재(741)은 히트 싱크(71)의 하측에 설치된 전자 소자(763)와 간섭되지 않는 최대 높이를 가지도록 형성될 수 있다.

한편, 히트 싱크(71)에는 복수의 돌기부(7111, 712, 7411)가 더 형성될 수 있다. 복수의 돌기부(7111, 712, 7411)는 히트 싱크(71)와 공기의 접촉 면적을 증가시키기 위해 형성될 수 있다.

구체적으로, 복수의 돌기부(7111, 712, 7411)는 제1 돌기부(712), 제2 돌기부(7111) 및 제3 돌기부(7411)를 포함할 수 있다. 그리고, 도면에 도시되지는 않았지만, 복수의 돌기부(7111, 712, 7411)는 제4 돌기부 및 제5 돌기부를 더 포함할 수 있다.

제1 돌기부(712)는 제1 부분(710)의 상부면에 형성될 수 있다. 제1 돌기부(712)는 히트 싱크(71)의 길이 방향으로 제1 부분(710)의 상부면에 연장 형성될 수 있다. 도 15를 참조하면, 제1 돌기부(712)는 제1 부분(710)의 상부면에서 함몰되어 형성될 수 있다.

제2 돌기부(7111)는 제1 공기 유로(711)의 벽면에 형성될 수 있다. 제2 돌기부(7111)는 히트 싱크(71)의 길이 방향으로 제1 공기 유로(711)의 벽면에 연장 형성될 수 있다. 한편, 도 13 내지 도 15에서는 제1 공기 유로(711)의 벽면 모두에 제2 돌기부(7111)가 형성되는 것으로 도시하였으나, 제2 돌기부(7111)는 제1 공기 유로(711)의 일부의 벽면에만 형성될 수도 있다.

제3 돌기부(7411)는 방열 부재(741)의 외부면에 형성될 수 있다. 한편, 도 13 내지 도 15에서는 복수의 방열 부재(741) 모두에 제3 돌기부(7411)가 형성되는 것으로 도시하였으나, 제3 돌기부(7411)는 일부의 방열 부재(741)에만 형성될 수도 있다.

제4 돌기부는 제2 공기 유로(740)의 벽면에 형성될 수 있다. 즉, 제4 돌기부는, 제1 부분(710)의 하부면, 제2 및 제3 부분(720, 730)의 내측 경사면(720b, 730b)에 형성될 수 있다. 제4 돌기부는 히트 싱크(71)의 길이 방향으로 제2 공기 유로(740)의 벽면에 연장 형성될 수 있다.

제5 돌기부는 제2 및 제3 부분(720, 730)의 내측 경사면(720b, 730b)에서 돌출된 결합 부재(750)의 외부면에 형성될 수 있다. 제5 돌기부는 히트 싱크(71)의 길이 방향으로 결합 부재(750)의 외부면에 연장 형성될 수 있다. 제5 돌기부는 결합 부재(750) 중 인쇄 회로 기판(70)과 결합되지 않는 부분에 형성될 수 있다.

한편, 앞서 언급한 바와 같이, 히트 싱크(71)의 외부면에는 구동 회로부를 구성하는 일부의 전자 소자(761, 762)가 부착될 수 있다. 이하, 도 16 내지 도 18을 참조하여 일부의 전자 소자(761, 762)가 부착된 히트 싱크(71)의 형상을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 일부의 전자 소자(761, 762)가 부착된 히트 싱크(71)의 사시도를 도시한 도면이다. 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 일부의 전자 소자(761, 762)가 부착된 히트 싱크(71)의 분해 사시도를 도시한 도면이다. 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 일부의 전자 소자(761, 762)가 부착된 히트 싱크(71)의 단면도를 도시한 도면이다.

도 16 내지 도 18을 참조하면, 히트 싱크(71)의 외측 경사면(720a, 730a)에 일부의 전자 소자(761, 762)가 부착될 수 있다.

구체적으로, 일부의 전자 소자(761, 762)는 제1 전자 소자 그룹(761) 및 제2 전자 소자 그룹(762)으로 구분될 수 있다. 제1 전자 소자 그룹(761)은 히트 싱크(71)의 제2 부분(720)의 외측 경사면(720a)에 부착될 수 있다. 제2 전자 소자 그룹(762)은 히트 싱크(71)의 제3 부분(730)의 외측 경사면(730a)에 부착될 수 있다.

제1 전자 소자 그룹(761)은 복수의 가열부(30) 중 일부의 가열부를 구동시키기 위한 전자 소자의 그룹일 수 있다. 여기서, 일부의 가열부는 케이스(10)의 우측(즉, 제1 측)에 배치된 제1 가열부(30)일 수 있다. 이하, 일부의 가열부를 제1 가열부(30)로 가정하여 설명하기로 한다.

제1 전자 소자 그룹(761)은 고출력의 제1 가열부(30)을 구동하기 위한 제1 정류 소자(761a) 및 4개의 제1 인버터 스위칭 소자(761b)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 전자 소자 그룹(761)은, 히트 싱크(71)의 우측의 경사면(720a)에 부착되며, 우측에 배치된 제1 가열부(30)의 구동을 위해 사용될 수 있다.

제2 전자 소자 그룹(762)은 복수의 가열부(30) 중 나머지 일부의 가열부를 구동시키기 위한 전자 소자의 그룹일 수 있다. 여기서, 나머지 일부의 가열부는 케이스(10)의 좌측(즉, 제2 측)에 배치된 제2 및 제3 가열부(30)일 수 있다. 이하, 나머지 일부의 가열부를 제2 및 제3 가열부(30)로 가정하여 설명하기로 한다.

제2 전자 소자 그룹(762)은 저출력의 제2 및 제3 가열부(30)을 구동하기 위한 제2 정류 소자(762a) 및 4개의 제2 인버터 스위칭 소자(762b)를 포함할 수 있다. 즉, 제2 전자 소자 그룹(762)은 히트 싱크(71)의 좌측의 경사면(730a)에 부착되며, 좌측에 배치된 제2 및 제3 가열부(30)의 구동을 위해 사용될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 히트 싱크(71)의 외부면에서의 일부의 전자 소자(761, 762)의 부착 위치는 전자 소자의 내열 온도에 기초하여 설정될 수 있다.

구체적으로, 전자 소자는 내열 온도를 가지며, 전자 소자의 종류에 따라 각기 다른 내열 온도를 가진다. 일례로, 인버터 스위칭 소자(761b, 762b)인 IGBT는 180°C의 내열 온도를 가지고, 정류 소자 (761a, 761b)인 브릿지 다이오드는 150°C의 내열 온도를 가진다.

그리고, 도 5, 도 6, 도 10 및 도 11을 참조하면, 송풍 팬(80)은 히트 싱크(71)과 이격되어 배치되므로, 송풍 팬(80)과의 거리가 가까운 히트 싱크(71)의 일 부분은 송풍 팬(80)과의 거리가 먼 히트 싱크(71)의 타 부분보다 온도가 낮다. 즉, 송풍 팬(80)과의 거리가 가까운 히트 싱크(71)의 후측은 송풍 팬(80)과의 거리가 먼 히트 싱크(71)의 전측보다 온도가 낮다.

따라서, 온도에 따른 전자 소자의 손상을 더욱 방지하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 온도가 비교적 낮은 히트 싱크(71)의 부분에는 내열 온도가 낮은 전자 소자가 부착될 수 있고, 온도가 비교적 높은 히트 싱크(71)의 부분에는 내열 온도가 높은 전자 소자가 부착될 수 있다. 즉, 일부의 전자 소자(761, 762) 각각은 내열 온도가 낮을수록 송풍 팬(80)과 가깝게 부착될 수 있다. 일례로, 정류 소자(761a, 762a)인 브릿지 다이오드는 인버터 스위칭 소자(761b, 762b)인 IGBT보다 송풍 팬(80)에 가깝게 부착될 수 있다.

이하, 상기의 도면들의 설명을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지의 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 13 및 도 15를 참조하면, 히트 싱크(71)는 내부 및 외부에 제1 및 제2 공기 유로(711, 740)가 형성될 수 있다. 또한, 제2 공기 유로(711, 740)의 벽면에는 방열 부재(741)가 하방으로 형성될 수 있다. 더불어, 제1 및 제2 공기 유로(711, 740)의 벽면, 방열 부재(741)의 외부면 및 결합 부재(750)의 외부면에 돌기부가 형성될 수 있다.

이러한 구조에 의해, 공기와 히트 싱크(71)의 접촉 면적이 증가된다. 이에 따라, 히트 싱크(71)의 냉각 효율이 증가되며, 히트 싱크(71)의 온도가 낮아질 수 있다.

또한, 히트 싱크(71)의 외측 경사면(720a, 730a)에는 일부의 전자 소자(761, 762)가 부착될 수 있다. 따라서, 히트 싱크(71)의 낮아진 온도에 의해 일부의 전자 소자(761, 762)의 냉각 효율이 증가할 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에어 가이드(85) 및 송풍 팬(80)을 더 이용함으로써 일부의 전자 소자(761, 762)의 냉각 효율이 더욱 증가할 수 있다.

구체적으로, 도 4, 도 5 및 도 10을 참조하면, 일부의 전자 소자(761, 762)가 부착된 히트 싱크(71)는 에어 가이드(85)의 내부에 배치되고, 송풍 팬(80)은 에어 가이드(85)의 내부로 공기를 공급한다. 따라서, 공급된 공기는 에어 가이드(85)의 내부에서 후측에서 전측 방향으로 유동할 수 있다.

이 때, 에어 가이드(85)의 내부의 공기는, 히트 싱크(71)의 제1 및 제2 공기 유로(711, 740)로 유동함과 동시에, 히트 싱크(71)의 외측 경사면(720a, 730a), 에어 가이드(85)의 측벽 및 상부벽(851, 852) 사이의 공간에서도 유동한다. 상기 사이의 공간으로 유동하는 공기는 일부의 전자 소자(761, 762)와 접촉한다.

따라서, 히트 싱크(71)의 낮아진 온도에 의해 일부의 전자 소자(761, 762)가 냉각되고, 더불어 상기 사이의 공간으로 유동하는 공기가 접촉함으로써 일부의 전자 소자(761, 762)가 더욱 냉각된다. 즉, 히트 싱크(71)의 표면 온도 및 에어 가이드(85)의 내부에서의 송풍 팬(80)의 토출 공기에 의해 일부의 전자 소자(761, 762)는 이중으로 냉각됨으로써, 냉각 효율이 증가한다. 이에 따라, 전기 레인지의 오작동이 방지될 수 있다.

특히, 상기 사이의 공간의 면적이 작으므로, 베르누이 정리(Bernoulli's theorem)에 의해 상기 사이의 공간으로 유동하는 공기는 빠른 속도를 가진다. 따라서, 빠른 속도로 유동하는 공기에 의해 일부의 전자 소자(761, 762)가 빠르게 냉각될 수 있다.

또한, 히트 싱크(71)의 외측 경사면(720a, 730a) 사이의 온도의 차이를 최소화하기 위해, 베인(514)이 형성될 수 있다.

구체적으로, 히트 싱크(71)의 외측 경사면(720a, 730a)은 한 쌍으로 구비될 수 있다. 이 때, 베인(514)이 형성되지 않는 경우, 송풍 팬(80)의 회전 방향, 히트 싱크(71)를 기준으로 한 송풍 팬(80)의 위치 등으로 인해, 히트 싱크(71)의 외측 경사면(720a, 730a) 각각에는 서로 다른 유량의 공기가 유동할 수 있다. 이로 인해, 히트 싱크(71)의 일측 경사면(720a, 730a)에 부착된 일부의 전자 소자(761, 762)는 냉각 효율이 높고, 히트 싱크(71)의 타측 경사면(720a, 730a)에 부착된 일부의 전자 소자(761, 762)는 냉각 효율이 낮은 상황이 발생될 수 있다.

따라서, 히트 싱크(71)의 외측 경사면(720a, 730a) 각각으로 제공되는 공기를 균일하게 유동시키도록 가이드하기 위해 베인(514)이 배치될 수 있다. 즉, 베인(514)은 송풍 팬(80)의 토출구(80a)와 히트 싱크(71)의 후측 사이에 형성되고, 소정의 각도로 연결된 제1 및 제2 베인(514a, 514b)를 포함한다. 이러한 베인(514)의 위치 및 형상에 따라, 송풍 팬(80)에서 토출되는 공기는 2개의 유동 부분으로 분리되며, 분리된 2개의 유동 부분으로 인해 히트 싱크(71)의 외측 경사면(720a, 730a) 각각에 공기가 균일하게 유동한다. 따라서, 히트 싱크(71)의 외측 경사면(720a, 730a) 각각에 부착된 일부의 전자 소자(761, 762) 모두가 효율적으로 냉각이 수행될 수 있다.

더불어, 히트 싱크(71)의 외측 경사면(720a, 730a) 사이의 온도의 차이를 최소화하기 위해, 송풍 팬(80)의 장착 구조가 효율적으로 설정될 수 있다.

구체적으로, 송풍 팬(80)이 시계 방향으로 회전하는 경우 히트 싱크(71)의 제2 외측 경사면(720a)으로 더 많은 공기가 공급될 수 있고, 송풍 팬(80)이 반시계 방향으로 회전하는 경우 히트 싱크(71)의 제3 외측 경사면(730a)으로 더 많은 공기가 공급될 수 있다. 그리고, 송풍 팬(80)이 히트 싱크(71)의 우측 방향으로 배치되는 경우 제2 외측 경사면(720a)으로 더 많은 공기가 공급될 수 있고, 송풍 팬(80)이 히트 싱크(71)의 좌측 방향으로 배치되는 경우 제3 외측 경사면(730a)으로 더 많은 공기가 공급될 수 있다. 이 경우, 히트 싱크(71)의 일측 경사면(720a, 730a)에 부착된 일부의 전자 소자(761, 762)는 냉각 효율이 높고, 히트 싱크(71)의 타측 경사면(720a, 730a)에 부착된 일부의 전자 소자(761, 762)는 냉각 효율이 낮은 상황이 발생될 수 있다.

따라서, 히트 싱크(71)의 제2 부분(720) 및 제3 부분(730)의 온도 차이가 최소가 되도록 송풍 팬(80)의 회전 방향 및 히트 싱크(71)를 기준으로 한 송풍 팬(80)의 좌우측 거리가 설정될 수 있다. 이에 따라, 따라서, 히트 싱크(71)의 외측 경사면(720a, 730a) 각각에 부착된 일부의 전자 소자(761, 762) 모두가 효율적으로 냉각이 수행될 수 있다.

특히, 베인(514)의 형상에 따라서 송풍 팬(80)의 토출구(80a)는 히트 싱크(71)의 후단과 미리 설정된 각도로 기울어져서 배치될 수 있다. 즉, 도 11을 참조하면, 제1 및 제2 베인(514a, 514b) 각각의 배치 위치는 대칭되지 않으며, 히트 싱크(71)의 후단과 제2 베인(514b) 사이의 각도가 히트 싱크(71)의 후단과 제1 베인(514a) 사이의 각도보다 작다. 따라서, 제1 및 제2 베인(514a, 514b)에 의해 구분되는 2개의 유동 부분의 공기 유량을 균등하게 하기 위해, 송풍 팬(80)의 토출구(80a)는 히트 싱크(71)의 후단과 미리 설정된 각도로 기울어져서 배치될 수 있다.

또한, 히트 싱크(71)의 제2 부분(720) 및 제3 부분(730) 사이에 제1 공기 유로(711)가 형성된 히트 싱크(71)의 제1 부분(710)이 배치될 수 있다. 따라서, 제1 공기 유로(711)로 유동된 공기에 기초하여 히트 싱크(71)의 온도는 낮아지고, 히트 싱크(71)의 제1 부분(710)에 의해 히트 싱크(71)의 제2 및 제3 부분(720, 730)의 온도 차이가 최소화될 수 있다.

또한, 일부의 전자 소자(761, 762)와 접촉된 뜨거운 공기는 에어 가이드(85)의 제2 측(85b)를 통해 케이스(10)의 외부로 배출된다. 따라서, 뜨거운 공기가 일부의 전자 소자(761, 762)와 재 접촉되지 않으며, 일부의 전자 소자(761, 762)가 효율적으로 냉각될 수 있다.

이하, 도 19 내지 도 33을 참조하여, 본 발명의 히트 싱크(71)의 온도 분포의 시뮬레이션 결과를 상세하게 설명하기로 한다.

이 때, 시뮬레이션에서 사용되는 전기 레인지는 3개의 가열부, 하나의 히트 싱크, 하나의 송풍 팬을 구비한다. 송풍 팬은 2100 rpm의 속도로 1200 동안 시계 방향으로 회전한다. 그리고, 베인은 형성되지 않았으며, 송풍 팬의 토출구는 히트 싱크의 후단과 나란하게 배치된다. 그리고, 도 19 내지 도 33 전체에서, "Left"는 좌측에 배치된 가열부를 의미하고, "Right"는 우측에 배치된 가열부를 의미하며, "x%"는 가열부의 구동률을 의미한다.

도 19는 본 시뮬레이션에 사용되는 히트 싱크(71)의 평면도를 도시한 도면이다. 도 19를 참조하면, 히트 싱크(71)의 양측 경사면 각각에 하나의 브릿지 다이오드 및 4개의 IGBT가 부착된다. 여기서, "W"는 전자 소자에서 소모되는 전력을 의미한다. 그리고, 길이의 단위는 mm이다.

도 20 및 도 21에서는 본 발명의 제1 시뮬레이션의 결과를 도시하고 있다.

본 발명의 제1 시뮬레이션에서는 2개의 타입의 히트 싱크가 사용된다. 즉, 도 20을 참조하면, 본 발명의 제1 시뮬레이션에서는, 방열 부재가 하부로 형성되는 세로형 히트 싱크(vertical type)와, 방열 부재가 좌우측으로 형성되는 가로형 히트 싱크(horizontal type)가 사용된다.

도 20 및 도 21을 참조하면, 세로형 히트 싱크에 비해 가로형 히트 싱크가 냉각 효율이 더 우수함을 확인할 수 있다. 그리고, 송풍 팬과 히트 싱크와의 거리가 가까울수록 히트 싱크의 냉각 효율이 더 우수함을 확인할 수 있다.

도 22 및 도 23에서는 본 발명의 제2 시뮬레이션의 결과를 도시하고 있다.

도 22 및 도 23를 참조하면, 7개의 Case로 제2 시뮬레이션을 수행하였다. 7개의 Case는 다음과 같다.

- Default Case: 제1 시뮬레이션의 가로형 히트 싱크

- Case 1: Default Case에서, 방열 부재의 개수 추가

- Case 2: Default Case에서, 방열 부재의 길이 증가

- Case 3: Default Case에서, 방열 부재의 길이 통일

- Case 4: Case 1에서, 방열 부재의 길이 통일

- Case 5: Default Case에서, 에어 가이드 내부에 히트 싱크 배치

- Case 6: Case 4에서, 에어 가이드 내부에 히트 싱크 배치

도 22 및 도 23을 참조하면, Case 1 내지 6 모두 Default Case에 전자 소자의 냉각 효율이 개선됨을 확인할 수 있다.

또한, Case 2의 경우 히트 싱크의 좌우측의 온도의 차가 큼을 확인할 수 있다. 또한, Case 3의 경우, 좌우측 방열 소자가 서로 연결되었으므로, 어느 한 측에서 부착된 전자 소자에서 발생한 열이 반대측으로 잘 전달되어 히트 싱크의 좌우 온도 차가 작음을 확인할 수 있다.

더불어, Case 4의 경우, 방열 소자의 길이가 통일되어 히트 싱크의 내부 온도가 낮아진 것을 확인할 수 있다. 또한, Case 5 및 6에서 에어 가이드를 사용하였으므로, 히트 싱크에 부착된 전자 소자의 냉각 효율이 증가하는 것을 확인할 수 있다.

도 24 내지 도 27에서는 본 발명의 제3 시뮬레이션의 결과를 도시하고 있다.

도 24 및 도 27를 참조하면, 6개의 Case로 제3 시뮬레이션을 수행하였다. 6개의 Case는 다음과 같다.

- Default Case: 제1 시뮬레이션의 가로형 히트 싱크

- Case 1: Default Case에서, 송풍 팬을 좌측으로 10mm 이동

- Case 2: Default Case에서, 송풍 팬을 우측으로 10mm 이동

- Case 3: Default Case에서, 송풍 팬을 우측으로 20mm 이동

- Case 4: Default Case에서, 히트 싱크의 상측을 분리

- Case 5: Default Case에서, 히트 싱크의 하측을 분리

도 24 및 도 27를 참조하면, Case 1 및 2는 Default Case에 비해 전자 소자의 온도가 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 그리고, Case 2가 Case 1보다 평균적으로 전자 소자의 온도가 더 낮음을 확인할 수 있다. 하지만, Case 3의 경우, Default Case에 비해 전자 소자의 온도가 더 높아짐을 확인할 수 있다.

또한, Case 4 및 5의 경우, Default Case에 비해, 분리 전단에서는 전자 소자의 온도가 낮아지지만 분리 후단에서는 전자 소자의 온도가 더 높아짐을 확인할 수 있다. 이는 히트 싱크의 내부로 유동하는 공기가 분리단에서 유실되기 때문이 때문이다.

도 28 및 도 29에서는 본 발명의 제4 시뮬레이션의 결과를 도시하고 있다.

도 28 및 도 29를 참조하면, 3개의 Case로 제4 시뮬레이션을 수행하였다. 4개의 Case는 다음과 같다.

- Default Case: 제1 시뮬레이션의 가로형 히트 싱크

- Case 1: Default Case에서, 방열 소자의 형상 변경

- Case 2: 제1 및 제2 공기 유로가 형성도고, 제2 공기 유로의 하측으로 방열 부재가 형성

도 28 및 도 29를 참조하면, Case 1 및 2 모두 Default Case보다 히트 싱크의 냉각 효율이 더 증가됨을 확인할 수 있다. 그리고, Case 2 > Case 1 > Default 순으로 히트 싱크의 냉각 효율이 높음을 확인할 수 있다.

도 30 내지 도 32는 본 발명의 제5 시뮬레이션의 결과를 도시하고 있다.

도 30 내지 도 32를 참조하면, 6개의 Case로 제5 시뮬레이션을 수행하였다. 6개의 Case는 다음과 같다.

- Default Case: 제1 시뮬레이션의 가로형 히트 싱크

- Case 1: 제1 시뮬레이션의 Case 2에서, 제1 공기 유로의 높이가 6mm로 형성

- Case 2: 제1 시뮬레이션의 Case 2에서, 제1 공기 유로의 높이가 7mm로 형성

- Case 3: 제1 시뮬레이션의 Case 2에서, 제1 공기 유로의 높이가 8mm로 형성

- Case 5: Case 1에서, 방열 부재 2개 제거

- Case 6: Case 1에서, 방열 부재 4개 제거

도 30 내지 도 32를 참조하면, Case 1에서 전자 소자의 온도가 가장 낮음을 확인할 수 있다. 그리고, 제1 공기 유로의 높이가 높을수록 히트 싱크의 냉각 효율이 떨어짐을 확인할 수 있다. 또한, 방열 소자의 개수가 작을수록 냉각 효율이 떨어짐을 확인할 수 있다.

도 33은 본 발명의 제6 시뮬레이션의 결과를 도시하고 있다.

도 33을 참조하면, 2개의 Case로 제6 시뮬레이션을 수행하였다. 6개의 Case는 다음과 같다.

- Default Case: 제1 시뮬레이션의 가로형 히트 싱크

- Case 1: 제5 시뮬레이션의 Case 1

도 33을 참조하면, Case 1이 냉각 효율이 Default Case보다 더 우수함을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 싱크(71)는 제6 시뮬레이션의 Case 1의 히트 싱크와 대응된다.

정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지는 히트 싱크(71)의 내부에 제1 공기 유로(711)를 형성하고, 히트 싱크(71)의 하측에 제2 공기 유로(740)를 정의함으로써, 히트 싱크(71)의 내외부로 공기가 효율적으로 유동될 수 있다. 이에 따라, 히트 싱크(71)의 온도가 감소될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지는, 제2 공기 유로(740)의 벽면에 복수의 방열 부재(741)를 하방으로 돌출되도록 형성함으로써, 히트 싱크(71)와 공기의 접촉 면적이 증가될 수 있다. 그리고, 제1 공기 유로의 벽면, 제2 공기 유로의 벽면, 복수의 방열 부재의 외부면, 히트 싱크의 상부면 중 적어도 하나에 돌기부를 형성함으로써, 히트 싱크와 공기의 접촉 면적이 더욱 증가될 수 있다. 이에 따라, 히트 싱크(71)의 냉각 효율이 증가될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지는, 히트 싱크(71)의 외부면에 전자 소자(761, 762)를 부착시킴으로써, 냉각 공기가 전자 소자(761, 762)에 직접적으로 접촉할 수 있다. 구체적으로, 전기 레인지는 히트 싱크의 외측 경사면(720a, 730b)에 전자 소자(761, 762)를 부착시키고, 전자 소자(761, 762)가 부착된 히트 싱크(71)를 감싸도록 에어 가이드를 배치하며, 송풍 팬(80)을 이용하여 에어 가이드(85) 내부에서 공기를 유동시킬 수 있다. 이에 따라, 유동된 공기가 직접적으로 전자 소자(761, 762)에 접촉할 수 있고, 전자 소자(761, 762)의 냉각 효율이 증가될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지는, 전자 소자의 내열 온도에 기초하여 히트 싱크(71)의 외부면에 부착될 전자 소자(761, 762)의 위치를 설정할 수 있다. 이에 따라, 전자 소자(761, 762)가 내열 온도를 초과하는 것을 방지할 수 있고, 결국 전자 소자(761, 762)의 손상이 방지될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지는, 히트 싱크(71)의 양측 온도 차이에 기초하여 송풍 팬(80)의 장착 구조가 설정될 수 있다. 이에 따라, 히트 싱크(71)의 전 영역에서 온도가 고르게 분포될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지는, 히트 싱크(71)의 내부에 제1 공기 유로(711)를 형성함으로써, 히트 싱크(71)의 내부로 공기가 효율적으로 유동됨과 동시에 히트 싱크(711)의 양측 온도 차이가 최소화될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (20)

1. 케이스;
   상기 케이스의 상단에 결합되는 커버 플레이트;
   상기 커버 플레이트의 하부에 배치되는 복수의 가열부;
   상기 복수의 가열부를 구동시키는 구동 회로부가 구비된 회로 기판;
   상기 회로 기판에 장착되고, 상기 구동 회로부를 구성하는 복수의 전자 소자 중 일부의 전자 소자가 외부면에 부착되는 히트 싱크; 및
   상기 히트 싱크를 감싸도록 상기 회로 기판에 장착되고, 상기 히트 싱크를 냉각하기 위한 공기의 유동 통로를 제공하는 에어 가이드;
   를 포함하되,
   상기 에어 가이드 내부의 유동 공기는 상기 히트 싱크의 외부면에 부착된 상기 일부의 전자 소자와 접촉하고,
   상기 일부의 전자 소자는 상기 접촉된 유동 공기 및 상기 히트 싱크의 외부면에 의해 냉각되는,
   가전 기기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 히트 싱크와 이격되어 상기 케이스의 내부에 장착되고, 상기 공기를 상기 케이스의 내부로 제공하는 송풍 팬;
   을 더 포함하고,
   상기 송풍 팬에서 토출된 공기의 적어도 일부는 상기 에어 가이드의 내부로 유입되어 유동하는,
   가전 기기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 히트 싱크는,
   제1 부분;
   상기 제1 부분의 제1 측에서 하방으로 경사지도록 연결되는 제2 부분; 및
   상기 제1 부분의 제2 측에서 하방으로 경사지도록 연결되는 제3 부분;
   을 포함하고,
   상기 일부의 전자 소자는 상기 히트 싱크의 제2 및 제3 부분의 외측 경사면에 부착되는,
   가전 기기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 히트 싱크의 제2 및 제3 부분은 상기 히트 싱크의 제1 부분에서 대향 배치되고,
   상기 히트 싱크의 제2 부분 및 상기 히트 싱크의 제3 부분의 온도 차이가 최소가 되도록 상기 송풍 팬의 장착 구조가 설정되는,
   가전 기기.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 송풍 팬의 장착 구조는, 상기 송풍 팬의 회전 방향 및 상기 히트 싱크를 기준으로 한 상기 송풍 팬의 좌우측 거리를 포함하는,
   가전 기기.
   
6. 제3항에 있어서,
   상기 일부의 전자 소자는,
   상기 히트 싱크의 제2 부분의 외측 경사면에 부착되는 제1 전자 소자 그룹; 및
   상기 히트 싱크의 제3 부분의 외측 경사면에 부착되는 제2 전자 소자 그룹;
   을 포함하는,
   가전 기기.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 전자 소자 그룹은 상기 복수의 가열부 중 일부의 가열부를 구동시키기 위한 전자 소자의 그룹이고,
   상기 제2 전자 소자 그룹은 상기 복수의 가열부 중 나머지 일부의 가열부를 구동시키기 위한 전자 소자의 그룹인,
   가전 기기.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 일부의 가열부는 상기 케이스의 제1 측에 배치되고,
   상기 나머지 일부의 가열부는 상기 케이스의 제2 측에 배치되고,
   상기 히트 싱크의 제1 부분의 제1 측은 상기 케이스의 제1 측과 대응되고,
   상기 히트 싱크의 제1 부분의 제2 측은 상기 케이스의 제2 측과 대응되는,
   가전 기기.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 일부의 가열부는 고출력의 제1 가열부이고,
   상기 나머지 일부의 가열부는 저출력의 제2 및 제3 가열부이고,
   상기 제1 전자 소자 그룹은, 상기 제1 가열부를 구동하기 위한 제1 정류 소자 및 복수의 제1 인버터 스위치 소자를 포함하고,
   상기 제2 전자 소자 그룹은, 상기 제2 및 제3 가열부를 구동하기 위한 제2 정류 소자 및 복수의 제2 인버터 스위칭 소자를 포함하는,
   가전 기기.
   
10. 제3항에 있어서,
    상기 히트 싱크의 제1 부분의 내부에 중공 형상의 제1 공기 유로가 형성되고,
    상기 제1 공기 유로로 유동된 공기에 기초하여 상기 히트 싱크의 온도는 낮아지고,
    상기 히트 싱크의 제2 및 제3 부분 각각이 상기 히트 싱크의 제1 부분과 연결되어 상기 히트 싱크의 제2 및 제3 부분의 온도 차이가 최소화되는,
    가전 기기.
    
11. 제3항에 있어서,
    상기 히트 싱크의 제1 부분의 하부면, 상기 히트 싱크의 제2 부분의 내측 경사면 및 상기 히트 싱크의 제3 부분의 내측 경사면은 제2 공기 유로를 정의하고,
    상기 제2 공기 유로의 벽면에서 하방으로 돌출되도록 복수의 방열 부재가 형성되며,
    상기 제2 공기 유로로 유동된 공기에 기초하여 상기 히트 싱크의 온도가 낮아지는,
    가전 기기.
    
12. 제3항에 있어서,
    상기 송풍 팬과 상기 에어 가이드가 연통되는 부위에 배치되고, 상기 송풍팬으로부터 배출되는 공기의 유로를 가이드하는 베인;
    을 더 포함하되,
    상기 베인에 의해 상기 히트 싱크의 제2 및 제3 부분 각각으로 유동하는 공기가 균일해지는,
    가전 기기.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 송풍 팬의 토출구는, 상기 히트 싱크의 일단과 미리 설정된 각도로 기울어져서 인접하게 배치되는,
    가전 기기.
    
14. 제2항에 있어서,
    상기 회로 기판 및 상기 송풍 팬이 장착되는 베이스 브라켓;
    을 더 포함하되,
    상기 케이스의 하부면의 일측 영역에는 제1 통풍구가 형성되고,
    상기 제1 통풍구의 상측와 대응되는 상기 베이스 브라켓의 일측 영역에는 제1 관통홀이 형성되고,
    상기 송풍 팬은, 상기 제1 관통홀의 상부에 장착되고, 상기 제1 통풍구 및 상기 제1 관통홀을 통해 유입된 외부 공기의 적어도 일부를 상기 송풍 팬의 토출구와 결합되는 상기 에어 가이드의 제1 측으로 제공하고,
    상기 에어 가이드 내부에서 유동하는 외부 공기는 상기 일부의 전자 소자와 접촉하는,
    가전 기기.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 케이스의 하부면의 타측 영역에는 제2 통풍구가 형성되고,
    상기 제2 통풍구의 상측과 대응되는 상기 베이스 브라켓의 타측 영역에는 제2 관통홀이 형성되고,
    상기 에어 가이드의 제2 측은 상기 제2 관통홀의 상부에 장착되고,
    상기 일부의 전자 소자와 접촉된 외부 공기는 상기 제2 관통홀 및 상기 통풍구를 통해 상기 케이스의 외부로 배출되는,
    가전 기기.
    
16. 제2항에 있어서,
    상기 히트 싱크의 외부면에서의 상기 일부의 전자 소자의 부착 위치는 상기 전자 소자의 내열 온도에 기초하여 설정되는,
    가전 기기.
    
17. 제16항에 있어서,
    상기 일부의 전자 소자 각각은 내열 온도가 낮을수록 상기 송풍 팬과 가깝게 부착되는,
    가전 기기.
    
18. 제2항에 있어서,
    상기 일부의 전자 소자는,
    상기 구동 회로부의 정류기를 구성하는 정류 소자;
    상기 구동 회로부의 인버터를 구성하는 인버터 스위칭 소자;
    를 포함하고,
    상기 정류 소자는 상기 인버터 스위칭 소자보다 상기 송풍 팬에 가깝게 부착되는,
    가전 기기.
    
19. 케이스;
    상기 케이스의 상단에 결합되는 커버 플레이트;
    상기 커버 플레이트의 하부에 배치되는 복수의 가열부;
    상기 복수의 가열부를 구동시키는 구동 회로부가 구비된 회로 기판;
    상기 회로 기판에 장착되고, 상기 구동 회로부를 구성하는 복수의 전자 소자 중 일부의 전자 소자가 외부면에 부착되는 히트 싱크; 및
    상기 히트 싱크와 이격되어 상기 케이스의 내부에 장착되고, 상기 공기를 상기 케이스의 내부로 제공하는 송풍 팬;
    을 포함하되,
    상기 송풍 팬에서 토출되는 공기는 상기 히트 싱크의 외부면에 부착된 상기 일부의 전자 소자와 접촉하고,
    상기 일부의 전자 소자는 상기 접촉된 공기 및 상기 히트 싱크의 외부면에 의해 냉각되는,
    가전 기기.
    
20. 복수의 전자 소자가 설치된 회로 기판;
    상기 회로 기판에 장착되고, 상기 복수의 전자 소자 중 일부의 전자 소자가 외부면에 부착되는 히트 싱크;
    상기 히트 싱크와 이격되어 배치되고, 공기를 상기 히트 싱크로 제공하는 송풍 팬; 및
    상기 히트 싱크를 감싸도록 상기 회로 기판에 장착되고, 상기 히트 싱크로 제공된 공기의 유동 통로를 제공하는 에어 가이드;
    를 포함하되,
    상기 에어 가이드 내부의 유동 공기는 상기 히트 싱크의 외부면에 부착된 상기 일부의 전자 소자와 접촉하는,
    가전 기기.

Images