WO2016043372A1 - 비접촉식 유도가열 레인지 - Google Patents

비접촉식 유도가열 레인지 Download PDF

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WO2016043372A1
WO2016043372A1 PCT/KR2014/010272 KR2014010272W WO2016043372A1 WO 2016043372 A1 WO2016043372 A1 WO 2016043372A1 KR 2014010272 W KR2014010272 W KR 2014010272W WO 2016043372 A1 WO2016043372 A1 WO 2016043372A1
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WO
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induction heating
heating
container
vessel
seating plate
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/010272
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English (en)
French (fr)
Inventor
김강수
권혁민
정훈정
Original Assignee
(주)아이비피
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/04—Stoves or ranges heated by electric energy with heat radiated directly from the heating element
    • F24C7/046—Ranges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices

Definitions

  • the present invention relates to an induction heating range for cooking food, and more particularly, to a non-contact induction heating range that can be cooked by optimally adjusting the distance between the induction heating unit and the heating vessel according to the material of the heating vessel. will be.
  • gas cookers were generally used to cook food in a kitchen. However, gas cookers can cause accidental burning of food and cooking containers or even fire in the kitchen.
  • an under-range of a high frequency induction heating method such as known in the patent document of the following prior art document, has been developed and is in the spotlight.
  • This underrange is a high frequency induction heating method that amplifies the magnetic field range of high frequency up to 65mm.
  • This high frequency magnetic field range penetrates the thickness of the table or table so that the product is placed under the table or table and induction heating only the container on the table or table.
  • the underrange is flameless like a gas range, so there is little risk of direct burns and it is safe from fire.
  • it since it is a direct heating method without combustion, there is an advantage that it can use comfortably because there is little oxygen consumption and no harmful gas is generated.
  • the range is excellent not only for home use, but also for eating out, such as steaks, stew specialty shops, and meathouses.
  • the conventional underrange is a self-induction heating method, a cooking vessel such as a pan is attached to the top plate, and if the cooking vessel is floated from the top plate, the output is reduced or the operation is not performed due to the circuit characteristics.
  • the output (that is, the current) changes according to the distance between the heating unit and the heating vessel, which means that the resonance frequency changes.
  • the lower the resonant frequency the higher the output current.
  • the higher the resonant frequency the lower the output current.
  • the breakdown voltage of the power semiconductor device to be used may be overwhelmed. Therefore, it is difficult to use various kinds of heating vessels in the induction heating range in which the resonant frequency is fixed.
  • the present invention was developed to improve the problems of the conventional induction heating range as described above, the distance between the induction heating unit and the heating vessel to be heated at the optimum resonance frequency according to the material of the heating vessel used. It is an object of the present invention to provide a non-contact induction heating range that can be optimally adjusted and cooked.
  • the present invention provides an induction heating unit which is installed at a position where a heating container is placed so as to induce high frequency induction heating of the heating container, and is provided to be elevated in an induction heating unit, It provides a non-contact induction heating range comprising a plurality of height adjustment rod to adjust the distance, and the lifting operation means for raising and lowering the height adjustment rod.
  • the elevating operation means is a horizontal panel which is installed in a state where the lower ends of the plurality of height adjustment rods are fixed on the same plane, and a rack bar installed perpendicularly to the lower side of the horizontal panel, and the rack bar is engaged.
  • a control unit for controlling the rotational driving amount of the driving motor when the switch for rotating driving and the on / off (off) of the switch is set.
  • the container is placed on the height adjusting rod and the heating container is seated in contact with the bottom portion of the heating container, and a container seating plate provided with a heat conduction part may be further provided at the center portion.
  • the bottom portion of the container seating plate may be formed with a fixing groove in which the height adjustment rod is inserted and fixed to the upper end.
  • a silicone rubber pad may be further provided on the container seating plate to prevent sliding of the heating container.
  • a container seating plate disposed on the height adjusting rod and seated in the state in which the heating container is in contact with the bottom portion of the heating container is further provided, and a metal pad may be further provided on the container seating plate to increase the heat transfer efficiency toward the heating container side.
  • a spacer disposed on the induction heating unit may be further provided to space the distance of the heating vessel with respect to the induction heating unit, the spacer is spaced apart on the induction heating unit the heating vessel And a plurality of supporting legs extending downwardly from the ring-shaped portion and seated around the induction heating portion.
  • the distance of the heating vessel with respect to the induction heating unit can be adjusted by the height adjusting rod, so that the distance between the induction heating unit and the heating vessel is the optimum distance depending on the material of the heating vessel.
  • the present invention can be cooked by setting the distance between the induction heating unit and the heating vessel to the optimum distance, it is easy to control the thermal power, can prevent the overflow of food, and the heating vessel of various materials It can be used, of course, there is an effect that can exclude the risk of burns in use.
  • FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing a raised state of the height adjustment bar in the embodiment of FIG.
  • FIG. 3 is a view illustrating the lifting operation means of the height adjustment bar of FIG.
  • Figure 4 is a perspective view showing a container seat plate that can be applied when the heating vessel is a ceramic in the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating the container seating plate of FIG. 4 and the silicone rubber pad seated on the container seating plate.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a container seating plate and a metal pad seated on the container seating plate according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a use state diagram showing the state in which the heating container is placed in a state in which the container seating plate and the metal pad on the height adjustment rod provided in the range of the present invention.
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing an embodiment of an operation circuit part for the range of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an embodiment in which a spacer is further provided in the range of the present invention.
  • FIG. 10 is a view illustrating a heating container mounted on the spacer of FIG. 9.
  • control unit 25 PID controller
  • spacer member 81 ring-shaped portion
  • FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view showing the elevated state of the height adjustment rod in the embodiment of Figure 1
  • Figure 3 is a view illustrating the lifting operation means of the height adjustment rod of FIG.
  • the non-contact induction heating range presented as an embodiment of the present invention has a structure in which a plurality of induction heating parts (11, 12, 13) is provided on the main body 10, These induction heating units 11, 12 and 13 are spaced apart at positions where the heating vessels are placed, respectively, so that the induction heating units placed on any one or more induction heating units 11, 12 and 13 are induction heated.
  • the configuration of the operation circuit 20 for performing high frequency induction to the induction heating units 11, 12 and 13 is illustrated in FIG. 8, wherein the induction heating units 11, 12 and 13 apply high frequency magnetic flux. By generating it is connected to the operation circuit section 20 for heating the interior of the induction heating section (11, 12, 13).
  • the operation circuit unit 20 includes a rectifying unit 21 for converting input AC power into DC power, a filter unit 22 for filtering noise of the input power, and an induction heating unit 11 by generating magnetic flux by applying a high frequency wave.
  • Resonant inverter 23 for heating the interior of the 12,13, the control unit 24 for controlling the frequency of the resonant inverter 23, and the PID controller for transmitting the output value of the resonant inverter 23 to the control unit (Proportional Integral Derivative) (25).
  • the rectifier 21 is connected to an input line filter unit for blocking normal noise flowing from a commercial power source of AC220V / AC110V.
  • the filter unit 22 is provided with a rectifier in the form of a bridge module for rectifying an alternating current
  • the resonant inverter 23 includes an IGBT or MOS FET, which is a semiconductor switching element for power conversion, and a burner circuit.
  • the resonant inverter 23 which transfers the switched high frequency to the coil uses the coil as a resonant load (inductor) and includes a ceramic capacitor.
  • the PID controller 25 transmits the output value of the resonant inverter 23 to the controller, and the controller 24 controls the temperature by controlling the resonant frequency to 20-50 according to the output value of the resonant inverter 23 (frequency Is lower, the maximum value is output and the temperature is higher, and the higher the frequency, the minimum value is output and the temperature is lower).
  • the control unit 24 operates to turn on / off the circuit according to the abnormal voltage, the abnormal current, and the temperature value.
  • the operation circuit unit 20 is only one example, and may be composed of other conventional induction heating circuits.
  • each induction heating unit (11, 12, 13) is provided with a plurality of height adjustment rods 30 (five in this embodiment) as shown in Figs.
  • the height-adjusting rods 30 are installed on the induction heating units 11, 12 and 13 so as to be lifted and lowered, so that the induction heating unit is in contact with the bottom portion of the heating vessel placed on the induction heating units 11, 12 and 13. The distance of the heating vessel is adjusted with respect to (11, 12, 13).
  • the lifting operation means 40 for raising and lowering the height adjustment rod 30 is provided, the lifting operation means 40 is provided on the plurality of induction heating units 11, 12, 13, respectively, to induce the corresponding induction. Lifting operation of the height adjustment bar 30 provided on the heating portion (11, 12, 13) side.
  • An example of this lift operation means 40 is shown in FIG. 3. That is, the elevating operation means 40 includes a horizontal panel 41 in which the lower ends of the plurality of height adjusting rods 30 are fixed on the same plane, and perpendicular to the lower side of the horizontal panel 40.
  • the rack bar 42 which is integrally attached, the pinion gear 43 meshing with the rack bar 42, and the pinion gear 43 are connected to the drive shaft 44a so that the drive shaft 44a of the drive shaft 44a is rotated in the forward / reverse rotation drive.
  • Drive motor 44 to rotate the pin bar gear 43 engaged with the pinion gear 43 by raising and lowering by rotating the pinion gear 43;
  • the switch 45 for driving the drive motor 44 in reverse rotation when set to off, and the amount of rotational drive of the drive motor 44 when set to on / off of the switch 45.
  • the drive control part 46 is comprised.
  • the drive motor 44 is driven by a constant rotational drive by a constant rotational drive amount under the control of the drive control unit 46.
  • the rotating shaft 44a rotates forward
  • the pinion gear 43 connected to the rotating shaft 44a rotates forward.
  • the rack bar 42 meshing with the pinion gear 43 converts the forward rotation of the pinion gear 43 into an upward linear motion, thereby raising the horizontal panel attached to the upper end of the rack bar 42 ( 41 is raised, the height adjustment rods 30 fixed on the horizontal panel 41 is raised at the same time.
  • the drive motor 44 is driven in reverse rotation by a certain amount of rotational drive by the control of the drive control unit 46 so that the rotation shaft 44a is reversely rotated.
  • the pinion gear 43 connected to 44a is reversed. Accordingly, the rack bar 42 meshing with the pinion gear 43 converts the reverse rotational motion of the pinion gear into a downward linear motion, thereby lowering the horizontal panel 41 attached to the upper end of the rack bar 42. As it descends, the height adjustment rods 30 fixed on the horizontal panel 41 are simultaneously lowered.
  • the switch 45 may be composed of a plurality of switches 45 different in rotational drive amount for the drive motor 44.
  • it may be composed of three switches 45 to set the rotational drive amount of the drive motor 44 in three stages. Then, as the driving motor 44 is rotated and driven in each step according to each switch 45, the lifting height of the height adjusting rod 30 is changed, thus raising and lowering the induction heating units 11, 12, and 13.
  • the height of the heating vessel (ie, the distance between the induction heating unit and the heating vessel) placed on the adjusting rod 30 can be adjusted to the desired height (ie, distance).
  • the vertical length of the height adjustment rods 30 may be made different for each of the induction heating parts (11, 12, 13). That is, since the vertical length of the height adjustment rods 30 installed on each of the plurality of induction heating units 11, 12, 13 is made different from each other, the height of the height adjustment rods 30 which is operated up is the induction heating unit 11, 12,13) will be different. Therefore, according to the material of the heating vessel, the heating vessel may be used by arranging the heating vessel on the side of the induction heating units 11, 12, 13 having an optimal distance between the induction heating units 11, 12, 13 and the heating vessel.
  • the present invention may be further provided with a container seating plate 50 disposed on the height adjustment bar (30).
  • the container seating plate 50 may be manufactured in various shapes (circles, squares, etc.), but since the bottom shape of the heating container is generally circular, it is preferable that the container seating plate 50 be manufactured in a circular shape as shown in FIG. 4.
  • This container seating part 50 is arrange
  • the container seating plate 50 is made of a ceramic material, the heat conduction portion 51 of a metal material such as copper or iron having a high thermal conductivity is provided at the center thereof, so that the induction may be induced when the heating container is made of glass or ceramic material.
  • the heat conductive portion 51 is first heated by the heat portions 11, 12, and 13 so that the heat conductive portion 51 raises the temperature of the heating vessel more quickly.
  • the upper end of the height adjusting rod 30 is fixed to the bottom of the container seating plate 50. Grooves 52 are formed.
  • a non-slip silicone rubber pad 60 may be provided to prevent the heating container disposed on the container seating plate 50 from slipping.
  • the silicone rubber pad 60 may be placed on the container seating plate 50 having a flat top surface, or may be fitted to have a groove that is the same or similar to a groove (not shown) formed on the top of the container seating plate 50. .
  • the surface of the silicon rubber pad 60 is unevenly formed so that the heating container can be prevented from slipping effectively.
  • a container seating plate 50 'made of only a ceramic material is disposed on the height adjusting rod 30, and on the container seating plate 50', copper or copper for improving the heat transfer efficiency to the heating vessel side is provided.
  • An iron metal pad 70 may be provided. The metal pad 70 may be seated on a container seating plate 50 'having a flat top surface, or may be fitted to have a groove that is the same or similar to a groove (not shown) formed in the top of the container seating plate 50'. .
  • the metal pad 70 is heated by the induction heating parts 11, 12, 13 first. It is possible to raise the temperature of the heating vessel more quickly.
  • 7 shows a state in which the heating container V is placed in a state where the container seating plate 50 ′ and the metal pad 70 are disposed on the height adjusting rod provided in the range of the present invention.
  • the non-contact induction heating range of the present invention can adjust the distance of the heating vessel (V) relative to the induction heating unit (11, 12, 13) by the height adjustment bar (30). Therefore, the height adjusting rod 30 is adjusted so that the distance between the induction heating units 11, 12, 13 and the heating vessel V is an optimum distance depending on which material is the aluminum, stainless steel, glass, or ceramic. By selecting or setting by), safe and proper cooking can be performed.
  • a spacer member 80 for separating the distance of the heating vessel (V) with respect to the induction heating unit 11 may be further disposed.
  • the spacer member 80 has a ring-shaped portion 81 for supporting the heating container V spaced apart on the induction heating portion 11, and extends downward from the ring-shaped portion 81 to induce heating portion 11. It is formed in the form of a trivet comprising a plurality of support legs 82 seated around.
  • the spacer 80 is preferably made of a material such as ceramic, melamine resin, or wood as a non-metal body, and is completely spaced on the upper plate of the range, that is, the induction heating unit 11, and heat transfer from the induction heating unit 11.
  • the heating container V is supported in this blocked state.
  • the spacer member 80 may be usefully used when it is difficult to adjust the separation distance of the heating container V by the height adjustment bar 30.

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Abstract

본 발명은 가열 용기의 재질에 따라 가열부와 가열 용기의 거리를 최적으로 조정하여 조리를 할 수 있게 되는 비접촉식 유도가열 레인지에 관한 것이다. 본 발명은, 가열 용기가 놓이는 위치에 설치되어 상기 가열 용기를 고주파 유도가열하게 되는 유도가열부와, 이 유도가열부에 승강 가능하게 설치되어 유도가열부에 대하여 가열 용기의 높낮이를 조절하게 되는 복수 개의 높낮이 조절봉과, 이 높낮이 조절봉을 승강 작동시키는 승강 작동 수단을 포함하여 이루어진 비접촉식 유도가열 레인지를 제공한다. 이러한 본 발명은, 유도가열부를 상대로 가열 용기의 거리를 높낮이 조절봉에 의해 조절을 할 수가 있으므로, 가열 용기가 어느 재질이냐에 따라 유도가열부와 가열 용기 간의 거리를 최적의 거리가 되도록 높낮이 조절봉에 의해 선택 또는 설정함으로써, 안전하고 적절한 조리를 수행할 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

비접촉식 유도가열 레인지
본 발명은 음식물을 조리하는 유도가열 레인지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가열 용기의 재질에 따라 유도가열부와 가열 용기의 거리를 최적으로 조절하여 조리를 할 수 있게 되는 비접촉식 유도가열 레인지에 관한 것이다.
종래에는 주방에서 음식을 조리하기 위해 일반적으로 가스 레인지를 사용하는 경우가 많았다. 그러나, 가스 레인지는 순간적인 실수로 음식물과 조리용기를 태우거나 심지어 주방의 화재를 일으키는 요인이 되기도 한다.
이러한 문제점을 개선하기 위해 최근에는 하기 선행기술문헌의 특허문헌에 공지된 것과 같은 고주파 유도가열 방식의 언더 레인지가 개발되어 각광을 받고 있다. 이 언더 레인지는 고주파 유도가열 방식으로 고주파의 자기장 범위를 최대 65mm까지 증폭한다. 이처럼 높은 고주파 자기장 범위는 식탁 또는 테이블의 두께를 투과하여 제품은 식탁 또는 테이블 아래에 설치하고 식탁 또는 테이블 위의 용기만을 유도 가열하게 된다. 또한, 언더 레인지는 가스레인지처럼 불꽃이 없어 직접적인 화상의 위험이 적고 화재위험에서도 안전하다. 더욱이 연소작용이 없는 직접 가열방식이기 때문에 산소 소모가 적고 유해가스 발생도 없어 쾌적하게 사용할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 언더 레인지는 가정용뿐만 아니라 스테이크나 찌개 전문점, 고깃집 등 외식 분야에서도 활용도가 뛰어나다. 그런데, 이러한 종래의 언더 레인지는 자기유도형 가열 방식이기 때문에 상판에 냄비 등과 같은 조리용기를 붙여서 사용하게 되며, 만일 상판으로부터 조리용기를 띄우게 되면 회로 특성상 출력이 감소하거나 작동이 이루어지지 않는다.
한편, 종래의 유도가열 레인지는 가열부와 가열 용기의 거리에 따라 출력(즉, 전류)가 변화하는데, 이는 공진 주파수가 변화한다는 것을 의미한다. 공진 주파수가 낮아지면 출력 전류가 높아지고, 공진 주파수가 높아지면 출력 전류가 낮아지게 된다. 특히, 출력 전류가 높아지게 되면 사용하는 전력용 반도체 소자의 내압에 무리를 주어 소자가 터지는 사고가 발생하기도 한다. 따라서, 공진 주파수가 고정되어 작동하는 유도가열 레인지에는 다양한 종류의 가열 용기를 사용하기가 어려운 문제가 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 유도가열 레인지가 갖는 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 사용되는 가열 용기의 재질에 따라 최적의 공진 주파수에서 가열이 이루어질 수 있도록 유도가열부와 가열 용기의 거리를 최적으로 조정하여 조리를 할 수 있게 되는 비접촉식 유도가열 레인지를 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가열 용기가 놓이는 위치에 설치되어 상기 가열 용기를 고주파 유도가열하게 되는 유도가열부와, 이 유도가열부에 승강 가능하게 설치되어 유도가열부에 대하여 가열 용기의 거리를 조절하게 되는 복수 개의 높낮이 조절봉과, 이 높낮이 조절봉을 승강 작동시키는 승강 작동 수단을 포함하여 이루어진 비접촉식 유도가열 레인지를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 승강 작동 수단은, 복수 개의 높낮이 조절봉의 하단부가 동일 평면상에 고정되는 상태로 설치되는 수평 패널과, 이 수평 패널의 하측면에 수직하게 설치되는 랙 바와, 이 랙 바와 치합되는 피니언 기어와, 이 피니언 기어를 정회전 또는 역회전 구동함으로써 상기 랙 바가 승강 작동되도록 하는 구동 모터와, 온(on) 설정시 구동 모터를 정회전 구동하고 오프(off) 설정시 구동 모터를 역회전 구동하는 스위치와, 이 스위치의 온(on)/오프(off) 설정시 구동 모터의 회전 구동량을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 높낮이 조절봉 상에 배치되어 가열 용기의 저면부가 접하는 상태로 가열 용기가 안착됨과 아울러 중앙부에는 열전도부가 마련된 용기 안착판이 더 구비될 수 있다.
특히 상기 용기 안착판의 저면부에는 높낮이 조절봉이 상단부가 삽입 고정되는 고정홈이 형성될 수 있다. 이와 아울러, 상기 용기 안착판 상에 배치되어 가열 용기의 미끄러짐을 방지하는 실리콘 고무 패드가 더 구비될 수도 있다.
또한, 상기 높낮이 조절봉 상에 배치되어 가열 용기의 저면부가 접하는 상태로 가열 용기가 안착되는 용기 안착판이 더 구비되고, 용기 안착판 상에는 가열 용기 측으로의 열전달 효율을 높이기 위한 금속 패드가 더 구비될 수도 있다.
본 발명에 있어서, 유도가열부 상에 배치되어 유도가열부에 대한 상기 가열 용기의 거리를 이격시키는 이격부재가 더 구비될 수 있으며, 이 이격부재는 가열 용기를 유도가열부 상에 이격된 상태로 지지하는 링형부와, 이 링형부로부터 하향 연장되어 유도가열부의 주위에 안착되는 복수 개의 지지다리를 포함하여 이루어질 수 있다.
위와 같이 구성된 본 발명은, 유도가열부를 상대로 가열 용기의 거리를 높낮이 조절봉에 의해 조절을 할 수가 있으므로, 가열 용기가 어느 재질이냐에 따라 유도가열부와 가열 용기 간의 거리를 최적의 거리가 되도록 높낮이 조절봉에 의해 선택 또는 설정함으로써, 안전하고 적절한 조리를 수행할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 유도가열부와 가열 용기 간의 거리를 최적의 거리로 설정하여 조리를 할 수 있게 하므로, 화력의 조절이 용이하고, 음식물의 넘침 현상을 방지할 수 있으며, 다양한 재질의 가열 용기를 사용할 수 있음은 물론, 사용시 화상의 위험을 배제할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1의 실시예에서 높낮이 조절봉의 상승 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 높낮이 조절봉의 승강 작동 수단을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명에서 가열 용기가 세라믹일 경우에 적용될 수 있는 용기 안착판을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 용기 안착판과 이 용기 안착판에 안착되는 실리콘 고무 패드를 나타낸 분리 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 용기 안착판과 이 용기 안착판에 안착되는 금속 패드를 나타낸 분리 사시도이다.
도 7은 본 발명의 레인지에 구비된 높낮이 조절봉 상에 용기 안착판과 금속 패드를 배치한 상태에서 가열 용기를 올려놓은 모습을 나타낸 사용 상태도이다.
도 8은 본 발명의 레인지에 대한 작동 회로부의 실시예를 나타낸 구성도이다.
도 9는 본 발명의 레인지에 이격부재가 더 구비되는 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 이격부재에 가열 용기가 올려진 모습을 나타낸 도면이다.
[부호의 설명]
10 : 본체 11,12,13 : 유도가열부
20 : 작동 회로부 21 : 정류부
22 : 필터부 23 : 공진형 인버터
24 : 제어부 25 : PID제어기
30 : 높낮이 조절봉 40 : 승강 작동 수단
41 : 수평 패널 42 : 랙 바
43 : 피니언 기어 44 : 구동 모터
44a : 회전축 45 : 스위치
46 : 구동 제어부 50 : 용기 안착판
51 : 열전도부 52 : 고정홈
60 : 실리콘 고무 패드 70 : 금속 패드
80 : 이격부재 81 : 링형부
82 : 지지다리 V : 가열 용기
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 대한 사시도이고, 도 2는 도 1의 실시예에서 높낮이 조절봉의 상승 상태를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 높낮이 조절봉의 승강 작동 수단을 예시한 도면이다.
먼저, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예로 제시된 비접촉식 유도가열 레인지는 본체(10) 상에 복수 개의 유도가열부(11,12,13)들이 구비된 구조를 갖는데, 이들 유도가열부(11,12,13)는 각각 가열 용기가 놓이는 위치에 이격되어 설치됨으로써 어느 하나 또는 그 이상의 유도가열부(11,12,13) 상에 놓인 가열 용기를 고주파 유도가열하게 된다.
유도가열부(11,12,13)들에 고주파 유도를 수행하기 위한 작동 회로부(20)의 구성은 도 8에 예시되어 있는데, 유도가열부(11,12,13)는 고주파를 인가하여 자속을 발생시킴으로써 유도가열부(11,12,13)의 내부를 가열시키는 작동 회로부(20)와 연결된다. 작동 회로부(20)는 입력되는 AC전원을 DC전원으로 변환시켜주는 정류부(21)와, 입력전원의 노이즈를 필터링하는 필터부(22)와, 고주파를 인가하여 자속을 발생시킴으로써 유도가열부(11,12,13)의 내부를 가열시키는 공진형 인버터(23)와, 공진형 인버터(23)의 주파수를 제어하는 제어부(24)와, 공진형 인버터(23)의 출력값을 제어부로 전달하는 PID제어기(Proportional Integral Derivative)(25)를 포함하여 이루어진다. 정류부(21)에는 AC220V/AC110V인 상용전원으로부터 유입되는 노말 노이즈를 차단하는 입력라인 필터부가 연결된다. 그리고, 필터부(22)에는 교류 전류를 정류하는 브리지 모듈형태의 정류기가 연결되어 구비되며, 공진형 인버터(23)는 전력변환용 반도체 스위칭소자인 IGBT 또는 MOS FET와 스버너회로로 구성된다. 또한, 스위칭된 고주파를 코일로 전달하는 공진형 인버터(23)는 코일을 공진 부하(인덕터)로 사용하고, 세라믹 콘덴서를 구비한다. PID제어기(25)는 공진형 인버터(23)의 출력값을 제어부로 전달하며, 제어부(24)는 공진형 인버터(23)의 출력값에 따라 공진 주파수를 20~50로 제어하여 온도를 조절한다(주파수가 낮을수록 최대값이 출력되어 온도가 높아지며, 주파수가 높을수록 최소값이 출력되어 온도가 낮아짐). 또한, 제어부(24)는 이상전압, 이상전류 및 온도값에 따라 회로를 on/off시키도록 동작한다. 즉, 공진점이 오버되면 L값과 C값이 변하기 때문에 발산현상이 일어나 주파수가 낮아지게 되고 과전류가 흐르게 되는데, 이는 주파수가 낮아짐에 따라 이를 보상해주기 위해 전류값이 올라가기 때문이며, L값의 특성이 바뀌면서 전류값이 상승하게 되므로, 이에 따라 전류값을 센싱하여 처리하게 된다. 이러한 작동 회로부(20)는 하나의 예시에 불과하며, 다른 통상적인 유도가열 회로로 구성될 수 있다.
다음으로, 각각의 유도가열부(11,12,13)에는 도 1과 도 2에 보이는 것처럼 복수 개(본 실시예에서는 5개씩)의 높낮이 조절봉(30)들이 설치되어 있다. 이 높낮이 조절봉(30)들은 유도가열부(11,12,13)에 승강 가능하게 설치됨으로써, 유도가열부(11,12,13)에 놓여지는 가열 용기의 저면부에 접한 상태에서 유도가열부(11,12,13)를 상대로 가열 용기의 거리를 조절하게 된다.
다음으로, 높낮이 조절봉(30)을 승강 작동시키기 위한 승강 작동 수단(40)이 구비되는데, 승강 작동 수단(40)은 복수 개의 유도가열부(11,12,13) 측에 각각 구비되어 해당 유도가열부(11,12,13) 측에 마련된 높낮이 조절봉(30)을 승강 작동시키게 된다. 이 승강 작동 수단(40)의 예가 도 3에 나타나 있다. 즉, 승강 작동 수단(40)은, 복수 개의 높낮이 조절봉(30)의 하단부가 동일 평면상에 고정되는 상태로 설치되는 수평 패널(41)과, 이 수평 패널(40)의 하측면에 수직하게 일체로 부착되는 랙 바(42), 이 랙 바(42)와 치합되는 피니언 기어(43), 이 피니언 기어(43)가 구동축(44a)에 연결되어 정/역회전 구동시 구동축(44a)의 회전에 따라 피니언 기어(43)를 회전시킴으로써 피니언 기어(43)에 맞물려 있는 랙 바(42)가 승강 작동되도록 하는 구동 모터(44), 온(on) 설정시 구동 모터(44)를 정회전 구동하고 오프(off) 설정시 구동 모터(44)를 역회전 구동하는 스위치(45), 그리고 스위치(45)의 온(on)/오프(off) 설정시 구동 모터(44)의 회전 구동량을 제어하는 구동 제어부(46)로 구성되어 있다.
따라서, 높낮이 조절봉(30) 상에 가열 용기를 올려놓은 상태에서 스위치(45)를 온(on) 시키면 구동 제어부(46)의 제어에 의해 구동 모터(44)가 일정한 회전 구동량만큼 정회전 구동되어 그 회전축(44a)이 정회전하게 되고, 회전축(44a)에 연결되어 있는 피니언 기어(43)를 정회전시키게 된다. 이에 따라, 피니언 기어(43)에 맞물려 있는 랙 바(42)가 피니언 기어(43)의 정회전 운동을 상방향 직선 운동으로 변환하여 상승함으로써, 랙 바(42)의 상단부에 부착된 수평 패널(41)이 상승하게 되고, 수평 패널(41) 상에 고정되어 있는 높낮이 조절봉(30)들이 동시에 상승하게 된다. 이와 반대로, 스위치(45)를 오프(off) 시키면 구동 제어부(46)의 제어에 의해 구동 모터(44)가 일정한 회전 구동량만큼 역회전 구동되어 그 회전축(44a)이 역회전하게 되고, 회전축(44a)에 연결되어 있는 피니언 기어(43)를 역회전시키게 된다. 이에 따라, 피니언 기어(43)에 맞물려 있는 랙 바(42)가 피니언 기어의 역회전 운동을 하방향 직선 운동으로 변환하여 하강함으로써, 랙 바(42)의 상단부에 부착된 수평 패널(41)이 하강하게 되고, 수평 패널(41) 상에 고정되어 있는 높낮이 조절봉(30)들이 동시에 하강하게 된다.
한편, 상기 스위치(45)는 구동 모터(44)에 대한 회전 구동량이 상이한 복수 개의 스위치(45)들로 구성될 수 있다. 예를 들면, 구동 모터(44)의 회전 구동량을 3단계로 설정할 수 있도록 3개의 스위치(45)들로 구성될 수 있다. 그러면, 각각의 스위치(45)에 따라 각 단계별로 구동 모터(44)가 회전 구동됨에 따라 높낮이 조절봉(30)의 승강 높이가 달라지게 되어, 유도가열부(11,12,13)를 상대로 높낮이 조절봉(30) 상에 놓인 가열 용기의 높이(즉, 유도가열부와 가열 용기 간의 거리)를 원하는 높이(즉, 거리)로 조절할 수가 있다.
또, 높낮이 조절봉(30)들의 상하 길이는 유도가열부(11,12,13)들마다 서로 다르게 제작이 될 수 있다. 즉, 복수 개의 유도가열부(11,12,13) 각각에 설치된 높낮이 조절봉(30)의 상하 길이가 서로 다르게 제작됨으로써, 상승 작동된 높낮이 조절봉(30)의 높이가 유도가열부(11,12,13) 마다 서로 다르게 된다. 따라서, 가열 용기의 재질에 따라 유도가열부(11,12,13)와 가열 용기 사이의 거리가 최적인 유도가열부(11,12,13) 측에 가열 용기를 배치하여 사용하면 된다.
한편, 본 발명에서는 높낮이 조절봉(30) 상에 배치되는 용기 안착판(50)이 더 구비될 수 있다. 이 용기 안착판(50)은 다양한 형상(원형, 사각형 등)으로 제작이 될 수 있으나, 가열 용기의 저면부 형상이 대체로 원형이므로 이에 맞추어 도 4에 도시된 것처럼 원형으로 제작되는 것이 바람직하다. 이 용기 안착부(50)는 높낮이 조절부(30) 상에 배치가 되고, 이 용기 안착판(50)에 가열 용기의 저면부가 접하는 상태로 안착이 된다. 특히 용기 안착판(50)은 세라믹 재질로 이루어지되, 그 중앙부에 열전도율이 높은 구리나 철과 같은 금속 재질의 열전도부(51)가 마련됨으로써, 가열 용기가 유리 또는 세라믹과 같은 재질일 경우 유도가열부(11,12,13)에 의해 열전도부(51)가 먼저 가열되도록 함으로써 열전도부(51)가 가열 용기의 온도를 보다 신속하게 상승시키도록 하게 된다. 또, 용기 안착판(50)이 높낮이 조절봉(30) 상에 안정적으로 안착이 될 수 있도록 하기 위해, 용기 안착판(50)의 저면부에는 높낮이 조절봉(30)의 상단부가 삽입 고정되는 고정홈(52)들이 형성되어 있다.
위와 같은 용기 안착판(50) 상에는, 도 5에 보이는 것처럼 용기 안착판(50)에 배치되는 가열 용기가 미끄러지지 않도록 하기 위한 미끄럼 방지용의 실리콘 고무 패드(60)가 구비될 수 있다. 이 실린콘 고무 패드(60)는 상면이 평평한 용기 안착판(50) 위에 올려 놓일 수도 있고, 용기 안착판(50)의 상면에 형성된 홈(미도시)에 동일하거나 유사한 상면을 갖도록 끼워질 수도 있다. 또한, 실린콘 고무 패드(60)의 표면은 오톨도톨하게 요철들이 형성됨으로써, 가열 용기가 미끄러지는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
또한, 높낮이 조절봉(30) 상에는 도 6에 도시된 것처럼 세라믹 재질만으로 이루어진 용기 안착판(50')이 배치되되, 이 용기 안착판(50') 상에는 가열 용기 측으로의 열전달 효율을 높이기 위한 구리나 철 재질의 금속 패드(70)가 구비될 수 있다. 이 금속 패드(70)는 상면이 평평한 용기 안착판(50’)에 안착될 수도 있고, 용기 안착판(50’)의 상면에 형성된 홈(미도시)에 동일하거나 유사한 상면을 갖도록 끼워질 수도 있다.
따라서, 도 4의 용기 안착판(50)에 구비되는 열전도부(51)와 마찬가지로, 유도가열부(11,12,13)에 의해 금속 패드(70)가 먼저 가열되도록 함으로써 금속 패드(70)가 가열 용기의 온도를 보다 신속하게 상승시키도록 하게 된다. 도 7은 본 발명의 레인지에 구비된 높낮이 조절봉 상에 용기 안착판(50')과 금속 패드(70)를 배치한 상태에서 가열 용기(V)를 올려놓은 모습을 보여주고 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 비접촉식 유도가열 레인지는 유도가열부(11,12,13)를 상대로 가열 용기(V)의 거리를 높낮이 조절봉(30)에 의해 조절을 할 수가 있다. 따라서, 가열 용기(V)가 알루미늄이나 스테인리스 스틸 또는 유리나 세라믹 등 어느 재질이냐에 따라 유도가열부(11,12,13)와 가열 용기(V) 간의 거리를 최적의 거리가 되도록 높낮이 조절봉(30)에 의해 선택 또는 설정함으로써, 안전하고 적절한 조리를 수행할 수 있게 된다.
한편, 도 9와 도 10에 나타난 그림과 같이, 유도가열부(11) 상에는 유도가열부(11)에 대한 가열 용기(V)의 거리를 이격시키는 이격부재(80)가 더 배치될 수 있다. 이 이격부재(80)는 가열 용기(V)를 유도가열부(11) 상에 이격된 상태로 지지하는 링형부(81)와, 이 링형부(81)로부터 하향 연장되어 유도가열부(11)의 주위에 안착되는 복수 개의 지지다리(82)를 포함하여 이루어진 삼발이의 형태를 이루게 된다. 이러한 이격부재(80)는 비금속체로서 세라믹이나 멜라민 수지 또는 나무 등의 소재로 제작이 되는 것이 바람직하며, 레인지의 상판 즉 유도가열부(11) 상에서 완전히 이격되어 유도가열부(11)로부터의 열전달이 차단된 상태로 가열 용기(V)를 지지하게 된다. 이격부재(80)는 높낮이 조절봉(30)에 의한 가열 용기(V)의 이격 거리 조절이 곤란한 경우에 유용하게 사용될 수 있다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (7)

  1. 가열 용기가 놓이는 위치에 설치되어 상기 가열 용기를 고주파 유도가열하게 되는 유도가열부;
    상기 유도가열부에 승강 가능하게 설치되어 유도가열부에 대하여 상기 가열 용기의 거리를 조절하게 되는 복수 개의 높낮이 조절봉;
    상기 높낮이 조절봉을 승강 작동시키는 승강 작동 수단을 포함하여 이루어진 비접촉식 유도가열 레인지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 승강 작동 수단은,
    상기 복수 개의 높낮이 조절봉의 하단부가 동일 평면상에 고정되는 상태로 설치되는 수평 패널;
    상기 수평 패널의 하측면에 수직하게 설치되는 랙 바;
    상기 랙 바와 치합되는 피니언 기어;
    상기 피니언 기어를 정회전 또는 역회전 구동함으로써 상기 랙 바가 승강 작동되도록 하는 구동 모터;
    온(on) 설정시 상기 구동 모터를 정회전 구동하고 오프(off) 설정시 상기 구동 모터를 역회전 구동하는 스위치;
    상기 스위치의 온(on)/오프(off) 설정시 상기 구동 모터의 회전 구동량을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 비접촉식 유도가열 레인지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 높낮이 조절봉 상에 배치되어 상기 가열 용기의 저면부가 접하는 상태로 가열 용기가 안착됨과 아울러 중앙부에는 열전도부가 마련된 용기 안착판이 더 구비된 것을 특징으로 하는 비접촉식 유도가열 레인지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 용기 안착판의 저면부에는 상기 높낮이 조절봉이 상단부가 삽입 고정되는 고정홈이 형성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 유도가열 레인지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 용기 안착판 상에 배치되어 상기 가열 용기의 미끄러짐을 방지하는 실리콘 고무 패드가 더 구비된 것을 특징으로 하는 비접촉식 유도가열 레인지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 높낮이 조절봉 상에 배치되어 상기 가열 용기의 저면부가 접하는 상태로 가열 용기가 안착되는 용기 안착판이 더 구비되고, 상기 용기 안착판 상에는 상기 가열 용기 측으로의 열전달 효율을 높이기 위한 금속 패드가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 유도가열 레인지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유도가열부 상에 배치되어 상기 유도가열부에 대한 상기 가열 용기의 거리를 이격시키는 이격부재가 더 구비되되,
    상기 이격부재는 상기 가열 용기를 상기 유도가열부 상에 이격된 상태로 지지하는 링형부와, 이 링형부로부터 하향 연장되어 상기 유도가열부의 주위에 안착되는 복수 개의 지지다리를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 비접촉식 유도가열 레인지.
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