KR20240115090A - Induction cooking system with energy harvesting technology - Google Patents

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KR20240115090A
KR20240115090A KR1020230007569A KR20230007569A KR20240115090A KR 20240115090 A KR20240115090 A KR 20240115090A KR 1020230007569 A KR1020230007569 A KR 1020230007569A KR 20230007569 A KR20230007569 A KR 20230007569A KR 20240115090 A KR20240115090 A KR 20240115090A
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이유영
김영진
최광기
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Abstract

본 발명은 에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 인덕션용 조리 용기의 하부에 설치된 하베스터 코일로부터 상기 인덕션용 조리 용기의 표유전력을 포집하여 전원이 얻어지고 이러한 전원을 사용하므로 별도의 전원의 공급원이 필요없게 되면서 생산된 전력을 통하여 인덕션용 조리 용기의 가열 상태를 감지하고 인덕션의 인덕션 코일에서 발생된 자기장이 하베스터 코일에 의하여 정류 및 평활되어 조리 용기와 연결된 센서에 의하여 상기 인덕션용 조리 용기의 가열 상태를 감지하고 이러한 가열 상태를 인덕션에 송신하게 되어 미리 설정된 온도로 상기 인덕션용 조리 용기를 가열할 수가 있게 되어 에너지를 절약하고 사용이 편리하게 되는 에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an induction cooking system to which energy harvesting technology is applied. To be more specific, power is obtained by collecting stray power of the induction cooking vessel from a harvester coil installed at the bottom of the induction cooking vessel, and such Since it uses power, there is no need for a separate power source. The heating status of the induction cooking vessel is detected through the generated power, and the magnetic field generated from the induction coil is rectified and smoothed by the harvester coil, and the sensor is connected to the cooking vessel. An energy harvesting technology that detects the heating state of the induction cooking vessel and transmits this heating state to the induction, enabling the induction cooking vessel to be heated to a preset temperature, thereby saving energy and making it convenient to use. This relates to the applied induction cooking system.

Description

에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 시스템{Induction cooking system with energy harvesting technology}Induction cooking system with energy harvesting technology}

본 발명은 에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 인덕션용 조리 용기의 하부에 설치된 하베스터 코일로부터 상기 인덕션용 조리 용기의 표유전력을 포집하여 전원이 얻어지고 이러한 전원을 사용하므로 별도의 전원의 공급원이 필요없게 되면서 생산된 전력을 통하여 인덕션용 조리 용기의 가열 상태를 감지하고 인덕션의 인덕션 코일에서 발생된 자기장이 하베스터 코일에 의하여 정류 및 평활되어 조리 용기와 연결된 센서에 의하여 상기 인덕션용 조리 용기의 가열 상태를 감지하고 이러한 가열 상태를 인덕션에 송신하게 되어 미리 설정된 온도로 상기 인덕션용 조리 용기를 가열할 수가 있게 되어 에너지를 절약하고 사용이 편리하게 되는 에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an induction cooking system to which energy harvesting technology is applied. To be more specific, power is obtained by collecting stray power of the induction cooking vessel from a harvester coil installed at the bottom of the induction cooking vessel, and such Since it uses power, there is no need for a separate power source. The heating status of the induction cooking vessel is detected through the generated power, and the magnetic field generated from the induction coil is rectified and smoothed by the harvester coil, and the sensor is connected to the cooking vessel. An energy harvesting technology that detects the heating state of the induction cooking vessel and transmits this heating state to the induction, enabling the induction cooking vessel to be heated to a preset temperature, thereby saving energy and making it convenient to use. This relates to the applied induction cooking system.

일반적으로, 인덕션(Induction) 가열 원리는 유도가열방식으로 전자기장을 이용하여 조리 용기를 달구는 방식으로, 전선에 전류를 흘려 보내면 자기장이 발생되게 된다.In general, the induction heating principle is an induction heating method that uses an electromagnetic field to heat a cooking vessel. When an electric current flows through a wire, a magnetic field is generated.

이를 보다 상세하게 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 인덕션 가열판(1)의 하부에는 다수의 인덕션 코일(1a)이 감겨져 있으며, 이러한 인덕션 코일(1a)에 전류가 흐르면 자기장이 형성되고, 이러한 자기장이 인덕션 가열판(1)의 위에 배치된 금속 재질의 조리 용기(2)와 만나면 상기 조리 용기(2)의 바닥에 맴돌이 전류(일명 '와전류'라고도 칭함)가 발생되고, 이러한 맴돌이 전류와 조리 용기(2)의 바닥이 부딪혀서 상기 조리 용기(2)의 바닥에 열이 발생되고, 이러한 원리로 가열되는 것이 인덕션(Induction) 가열 원리라고 알려져 있다. To explain this in more detail, as shown in Figure 1, a plurality of induction coils 1a are wound around the lower part of the induction heating plate 1, and when a current flows through these induction coils 1a, a magnetic field is formed, and this When a magnetic field meets the metal cooking vessel 2 placed on the induction heating plate 1, an eddy current (also called 'eddy current') is generated at the bottom of the cooking vessel 2, and this eddy current and the cooking vessel When the bottom of (2) hits, heat is generated in the bottom of the cooking vessel (2), and heating based on this principle is known as the induction heating principle.

이러한 인덕션 가열판(1)에서 가열되는 조리 용기(2)의 가열되는 온도 상태를 인덕션 가열판(1)에서는 확인되지 않으므로, 과열에 의한 화재가 발생될 우려가 많으며, 원하지 않는 높은 온도에서 가동되어 음식의 맛이 변질되거나 오랜 시간이 가열되어 에너지가 낭비되고 조리되는 음식의 맛이 저하되게 되는 문제점이 있었다.Since the temperature state of the cooking vessel (2) heated by the induction heating plate (1) cannot be confirmed by the induction heating plate (1), there is a high risk of fire due to overheating, and it is operated at an undesirably high temperature, causing damage to the food. There was a problem in that the taste deteriorated or heating was performed for a long time, which resulted in energy being wasted and the taste of the cooked food deteriorating.

공개특허공보 제10-2015-0060401호Public Patent Publication No. 10-2015-0060401

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인덕션용 조리 용기의 하부에 설치된 하베스터 코일로부터 상기 인덕션용 조리 용기의 표유전력을 포집하여 전원이 얻어지고 이러한 전원을 사용하므로 별도의 전원의 공급원이 필요없게 되면서 생산된 전력을 통하여 인덕션용 조리 용기의 가열 상태를 감지하고 인덕션의 인덕션 코일에서 발생된 자기장이 하베스터 코일에 의하여 정류 및 평활되어 조리 용기와 연결된 센서에 의하여 상기 인덕션용 조리 용기의 가열 상태를 감지하고 이러한 가열 상태를 인덕션에 송신하게 되어 미리 설정된 온도로 상기 인덕션용 조리 용기를 가열할 수가 있게 되어 에너지를 절약하고 사용이 편리하게 되는 에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 시스템을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to solve this problem. Power is obtained by collecting stray power of the induction cooking vessel from a harvester coil installed at the bottom of the induction cooking vessel, and since this power is used, a separate power source is provided. As this is no longer needed, the heating state of the induction cooking vessel is detected through the generated power, and the magnetic field generated from the induction coil of the induction is rectified and smoothed by the harvester coil to heat the induction cooking vessel by a sensor connected to the cooking vessel. Provides an induction cooking system with energy harvesting technology that detects the status and transmits this heating status to the induction, allowing the induction cooking vessel to be heated to a preset temperature, thereby saving energy and making it convenient to use. will be.

본 발명의 이러한 목적은, 사용전원인 입력되는 전원부가 구비되고 하부에는 다수의 인덕션 코일이 설치된 인덕션 가열판이 상부에 설치되고 내부에는 제어부와 제1 통신부가 설치된 인덕션과, 상기 인덕션의 인덕션 코일에서 발생되는 자기장에 반응되는 하베스터 코일이 하부에 설치된 조리 용기와, 상기 조리 용기의 하베스터 코일에 의하여 발생된 전원을 정류 및 평활하는 정류 및 평활부와 상기 조리 용기의 온도를 감지하는 센서부와 상기 센서부에 의하여 감지된 온도를 송신하는 제2 통신부를 포함하는 조리 용기 감지 송신부를 포함하는 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 시스템에 의하여 달성된다. This purpose of the present invention is to provide an induction heating plate equipped with a power input unit, which is the power used, and a plurality of induction coils installed at the bottom, and a control unit and a first communication unit installed inside, and an induction coil generated by the induction coil. A cooking vessel with a harvester coil installed at the bottom that responds to a magnetic field, a rectifying and smoothing unit that rectifies and smoothes the power generated by the harvester coil of the cooking vessel, a sensor unit that detects the temperature of the cooking vessel, and the sensor unit This is achieved by an induction cooking system to which the energy harvesting technology according to the present invention is applied, including a cooking vessel detection transmitter including a second communication unit that transmits the temperature sensed by.

본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 시스템은, 사용전원인 입력되는 전원부가 구비되고 하부에는 다수의 인덕션 코일이 설치된 인덕션 가열판이 상부에 설치되고 내부에는 제어부와 제1 통신부가 설치된 인덕션과, 상기 인덕션의 인덕션 코일에서 발생되는 자기장에 반응되는 하베스터 코일이 하부에 설치된 조리 용기와, 상기 조리 용기의 하베스터 코일에 의하여 발생된 전원을 정류 및 평활하는 정류 및 평활부와 상기 조리 용기의 온도를 감지하는 센서부와 상기 센서부에 의하여 감지된 온도를 송신하는 제2 통신부를 포함하여, 인덕션용 조리 용기의 하부에 설치된 하베스터 코일로부터 상기 인덕션용 조리 용기의 표유전력을 포집하여 전원이 얻어지고 이러한 전원을 사용하므로 별도의 전원의 공급원이 필요없게 되면서 생산된 전력을 통하여 인덕션용 조리 용기의 가열 상태를 감지하고 인덕션의 인덕션 코일에서 발생된 자기장이 하베스터 코일에 의하여 정류 및 평활되어 조리 용기와 연결된 센서에 의하여 상기 인덕션용 조리 용기의 가열 상태를 감지하고 이러한 가열 상태를 인덕션에 송신하게 되어 미리 설정된 온도로 상기 인덕션용 조리 용기를 가열할 수가 있게 되어 에너지를 절약하고 사용이 편리하게 되는 우수한 효과가 있다.The induction cooking system to which the energy harvesting technology according to the present invention is applied is equipped with a power input unit that is used power, an induction heating plate with a plurality of induction coils installed at the bottom, and an induction heating plate with a control unit and a first communication unit installed inside. And, a cooking vessel with a harvester coil installed at the bottom that reacts to the magnetic field generated from the induction coil of the induction cooker, a rectifying and smoothing unit for rectifying and smoothing the power generated by the harvester coil of the cooking vessel, and the temperature of the cooking vessel Power is obtained by collecting stray power of the induction cooking vessel from a harvester coil installed at the bottom of the induction cooking vessel, including a sensor unit that detects and a second communication unit that transmits the temperature detected by the sensor unit, and By using this power source, there is no need for a separate power source. The heating status of the induction cooker is detected through the generated power, and the magnetic field generated by the induction coil is rectified and smoothed by the harvester coil and connected to the cooker. The heating state of the induction cooking vessel is detected by a sensor and this heating state is transmitted to the induction, making it possible to heat the induction cooking vessel to a preset temperature, which has the excellent effect of saving energy and making it convenient to use. there is.

도 1은 종래의 인덕션 원리를 설명하는 인덕션 가열판과 조리 용기의 개략적인 종단면도
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 원리가 도시된 개략적인 종단면도
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 시스템의 개략적인 블럭도
도 4는 도 3에 있는 정류 및 평활부를 예로 설명하는 도면이다.Figure 1 is a schematic longitudinal cross-sectional view of an induction heating plate and a cooking vessel illustrating the conventional induction principle.
Figure 2 is a schematic longitudinal cross-sectional view showing the principle of induction cooking to which energy harvesting technology is applied according to the first embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic block diagram of an induction cooking system to which energy harvesting technology is applied according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating the rectification and smoothing unit in FIG. 3 as an example.

본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 시스템(A)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 사용전원인 입력되는 전원부(11)가 구비되고 하부에는 다수의 인덕션 코일(12a)이 설치된 인덕션 가열판(12)이 상부에 설치되고 내부에는 제어부(13)와 제1 통신부(14)가 설치된 인덕션(10)과, 상기 인덕션(10)의 인덕션 코일(12a)에서 발생되는 자기장에 반응되는 하베스터 코일(21)이 하부에 설치된 조리 용기(20)와, 상기 조리 용기(20)의 하베스터 코일(21)에 의하여 발생된 전원을 정류 및 평활하는 정류 및 평활부(31)와 상기 조리 용기의 온도를 감지하는 센서부(32)와 상기 센서부(32)에 의하여 감지된 온도를 송신하는 제2 통신부(33)를 포함하는 조리 용기 감지 송신부(30)를 포함한다.As shown in FIGS. 2 and 3, the induction cooking system (A) to which energy harvesting technology is applied according to the first embodiment of the present invention is equipped with a power supply unit 11 that inputs used power and has a plurality of devices at the bottom. An induction heating plate 12 on which an induction coil 12a is installed is installed at the top and a control unit 13 and a first communication unit 14 are installed therein, and an induction coil 12a of the induction 10. A cooking vessel 20 with a harvester coil 21 installed at the bottom that reacts to the magnetic field generated in the cooking vessel 20, and a rectifying and smoothing unit ( 31) and a cooking vessel detection transmitter 30 including a sensor unit 32 that detects the temperature of the cooking vessel and a second communication unit 33 that transmits the temperature detected by the sensor unit 32. .

상기 인덕션(10)에서 사용하는 주파수는 20KHz ~ 60KHz 대역의 무선 전력을 인덕션 코일(12a)에 인가하여 상기 인덕션 코일(12a)에서 발생되는 전자계를 이용하여 인덕션 가열판(12)의 상부에 배치된 조리 용기(20)를 가열하게 되는 것이다.The frequency used in the induction 10 applies wireless power in the 20KHz to 60KHz band to the induction coil 12a, and uses the electromagnetic field generated by the induction coil 12a to cook food placed on the upper part of the induction heating plate 12. The container 20 is heated.

이를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 인덕션 코일(12a)에 전류가 인가되면 상기 인덕션 코일(12a)의 외측에 자기장이 발생되게 된다. To explain this in more detail, when current is applied to the induction coil 12a, a magnetic field is generated outside the induction coil 12a.

상기 인덕션 코일(12a)에서 발생된 자기장에 의하여 상기 조리 용기(20)의 바닥면에 맴돌이 전류가 발생되어 조리 용기(20)를 가열하게 됨과 아울러 상기 하베스터 코일(21)에도 자기장이 형성됨과 동시에 상기 하베스터 코일(21)내로 전원이 발생되면서 이와 같이 발생된 전원은 정류 및 평활부(31)를 통하여 정류되어 사용가능한 전원이 되고, 이와 같은 전원을 이용하여 상기 조리 용기(20)의 가열온도를 센서부(32)를 이용하여 감지할 수가 있게 되는 것이다.An eddy current is generated on the bottom surface of the cooking vessel 20 by the magnetic field generated from the induction coil 12a to heat the cooking vessel 20, and at the same time, a magnetic field is formed in the harvester coil 21 and the As power is generated within the harvester coil 21, the generated power is rectified through the rectifier and smoothing unit 31 to become usable power, and this power is used to detect the heating temperature of the cooking vessel 20. It is possible to detect using the unit 32.

상기 정류 및 평활부(31)는 전기 에너지를 정합 및 평활시켜 정류 에너지를 조리 용기 감지 송신부(30)인 센서부(32)와 제2 통신부(33)에서 사용가능하도록 하는 구성으로서, The rectification and smoothing unit 31 is a component that matches and smoothes electrical energy so that the rectified energy can be used by the sensor unit 32 and the second communication unit 33, which are the cooking vessel detection transmitter 30,

일 실시 예에서, 상기 정류 및 평활부(31)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 정류 회로(내지는, 평활 회로)로 콕크로프트-월톤 전압 더블러(cockcroft-walton voltage doubler) 및 저 전압(low Vf) 다이오드를 이용하여 상기 조리 용기 감지 송신부(30)에서 사용 가능한 전압으로 승압시켜 줄 수 있다.In one embodiment, the rectification and smoothing unit 31, as shown in FIG. 4, is a rectifier circuit (or smoothing circuit) that uses a cockcroft-walton voltage doubler and a low voltage ( low Vf) diode can be used to boost the voltage to a voltage usable by the cooking vessel detection transmitter 30.

이와 같이 센서부(32)를 통하여 감지된 조리 용기(20)의 가열온도는 제2 통신부(33)에 의하여 상기 인덕션(10)의 제1 통신부(14)로 송신되고, 이와 같이 송신된 조리 용기(20)의 가열온도는 제어부(13)에 의하여 설정된 최적온도로 가열되게 되는 것이다.In this way, the heating temperature of the cooking vessel 20 detected through the sensor unit 32 is transmitted to the first communication unit 14 of the induction unit 10 by the second communication unit 33, and the cooking vessel transmitted in this way is transmitted to the first communication unit 14 of the induction unit 10. The heating temperature of (20) is heated to the optimal temperature set by the control unit (13).

이와 같이 센서부(32)를 통하여 최적의 설정된 온도까지 조리 용기(20)가 가열되게 되면 조리 용기(20)의 가열온도는 제2 통신부(33)에 의하여 상기 인덕션(10)의 제1 통신부(14)로 송신되고, 이와 같이 송신된 조리 용기(20)의 가열온도는 제어부(13)에 의하여 인덕션 코일(12a)에 인가되는 전원을 차단하거나 더 이상 가열이 되지 않는 최적의 온도를 유지할 수 있는 조건으로 유지할 수가 있게 작동되는 것이다.In this way, when the cooking vessel 20 is heated to the optimal set temperature through the sensor unit 32, the heating temperature of the cooking vessel 20 is determined by the first communication unit of the induction unit 10 by the second communication unit 33. 14), and the heating temperature of the cooking vessel 20 transmitted in this way can be maintained at an optimal temperature at which power applied to the induction coil 12a is cut off by the control unit 13 or no longer heated. It operates in such a way that conditions can be maintained.

이상과 같이, 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 시스템은, 인덕션을 사용하여 조리 시에, 인덕션용 조리 용기의 하부에 설치된 하베스터 코일로부터 상기 인덕션용 조리 용기의 표유전력을 포집하여 전원이 얻어지고 이러한 전원을 사용하므로 별도의 전원의 공급원이 필요없게 되면서 생산된 전력을 통하여 인덕션용 조리 용기의 가열 상태를 감지하고 인덕션의 인덕션 코일에서 발생된 자기장이 하베스터 코일에 연결된 조리 용기 감지 송신부의하여 정류 및 평활되어 조리 용기와 연결된 센서에 의하여 상기 인덕션용 조리 용기의 가열 상태를 감지하고 이러한 가열 상태를 인덕션에 송신하게 되어 미리 설정된 온도로 상기 인덕션용 조리 용기를 가열할 수가 있게 되어 에너지를 절약하고 사용이 편리하게 되는 것이다.As described above, the induction cooking system to which the energy harvesting technology according to the present invention is applied collects stray power of the induction cooking vessel from the harvester coil installed at the bottom of the induction cooking vessel when cooking using induction. Since power is obtained and this power source is used, there is no need for a separate power source, and the heating status of the induction cooking vessel is detected through the generated power, and the magnetic field generated from the induction coil of the induction cooker is connected to the harvester coil. Rectified and smoothed, the heating state of the induction cooking vessel is detected by a sensor connected to the cooking vessel and this heating state is transmitted to the induction, making it possible to heat the induction cooking vessel to a preset temperature, thereby saving energy. And it becomes convenient to use.

본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 시스템은, 일반적인 인덕션 제조 시스템에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.The induction cooking system to which the energy harvesting technology according to the present invention is applied can be said to be an invention with industrial applicability because it can be said that it is possible to repeatedly manufacture the same product in a general induction manufacturing system.

1 : 인덕션 가열판 1a : 인덕션 코일
2 : 조리 용기 10 : 인덕션
11 : 전원부 12 : 인덕션 가열판
12a : 인덕션 코일 13 : 제어부
14 : 제1 통신부 20 : 조리 용기
21 : 하베스터 코일 30 : 송신부
31 : 평활부 32 : 센서부
33 : 제2 통신부1: Induction heating plate 1a: Induction coil
2: Cooking vessel 10: Induction
11: power supply unit 12: induction heating plate
12a: induction coil 13: control unit
14: First communication unit 20: Cooking container
21: Harvester coil 30: Transmitting unit
31: smooth part 32: sensor part
33: Second Communication Department

Claims (1)

에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 시스템에 있어서,
상기 에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 시스템은, 사용전원인 입력되는 전원부(11)가 구비되고 하부에는 다수의 인덕션 코일(12a)이 설치된 인덕션 가열판(12)이 상부에 설치되고 내부에는 제어부(13)와 제1 통신부(14)가 설치된 인덕션(10)과,
상기 인덕션(10)의 인덕션 코일(12a)에서 발생되는 자기장에 반응되는 하베스터 코일(21)이 하부에 설치된 조리 용기(20)와,
상기 조리 용기(20)의 하베스터 코일(21)에 의하여 발생된 전원을 정류 및 평활하는 정류 및 평활부(31)와 상기 조리 용기의 온도를 감지하는 센서부(32)와 상기 센서부(32)에 의하여 감지된 온도를 송신하는 제2 통신부(33)를 포함하는 조리 용기 감지 송신부(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅 기술이 적용된 인덕션용 조리 시스템.In an induction cooking system using energy harvesting technology,
The induction cooking system to which the energy harvesting technology is applied is equipped with a power supply unit 11, which is the power input, and an induction heating plate 12 with a plurality of induction coils 12a installed at the bottom is installed at the top, and a control unit ( 13) and an induction unit 10 equipped with a first communication unit 14,
A cooking vessel (20) with a harvester coil (21) installed at the bottom that responds to the magnetic field generated by the induction coil (12a) of the induction cooker (10),
A rectifying and smoothing unit 31 that rectifies and smoothes the power generated by the harvester coil 21 of the cooking vessel 20, a sensor unit 32 that detects the temperature of the cooking vessel, and the sensor unit 32 An induction cooking system using energy harvesting technology, comprising a cooking vessel detection transmitter 30 including a second communication unit 33 that transmits the temperature sensed by.
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