WO2025230366A1 - 장수명 가열 박막을 구비한 유도 가열 방식의 쿡탑 - Google Patents

장수명 가열 박막을 구비한 유도 가열 방식의 쿡탑

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WO2025230366A1
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WO
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heating
induction heating
thin film
cooktop
heated
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황종원
김주원
전현우
김태호
이용수
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LG Electronics Inc
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LG Electronics Inc
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    • H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings

Definitions

  • the present invention relates to an induction heating cooktop equipped with a long-life heating film.
  • a variety of cooking appliances are used to heat food at home and in restaurants. While gas-fired ranges have traditionally been widely used, devices that use electricity instead of gas to heat objects, such as cooking vessels like pots, are becoming increasingly popular.
  • Resistance heating involves passing current through a metallic resistance wire or a non-metallic heating element such as silicon carbide, which then transfers the heat generated to the object (e.g., a cooking vessel) through radiation or conduction, thereby heating the object.
  • Induction heating involves applying a certain amount of high-frequency power to a coil, which then utilizes the magnetic field generated around the coil to generate eddy currents in the metallic object, thereby heating the object itself.
  • cooktops using induction heating have a limitation: they can only heat magnetic materials. This means that if a non-magnetic material (e.g., heat-resistant glass, ceramics, etc.) is placed on the cooktop, the cooktop using induction heating cannot heat that material.
  • a non-magnetic material e.g., heat-resistant glass, ceramics, etc.
  • this method had the problem that not only was the heating efficiency low, but the time required to boil water was significantly longer than before. More specifically, this method was characterized by forming a flue hole in the heating plate, and when the cooking vessel contained a magnetic material, the cooking vessel was inductively heated by using the magnetic force lines passing through the flue hole, and the heating plate was also inductively heated by using a heating coil, which resulted in problems such as a decrease in heating efficiency.
  • an all-metal cooktop capable of heating all metal objects (i.e., non-magnetic metals and magnetic materials) has been designed. See U.S. Patent Publication No. 6,770,857 (August 3, 2004), which discloses the construction of an all-metal cooktop.
  • conventional devices have problems such as requiring the user to consider the material of the object to be heated in some cases, or not being able to heat some objects such as non-metallic objects to be heated that do not exhibit magnetism.
  • the conventional coating heating method using a planar heater creates a circuit with carbon material or conductive metals such as Ag, Pd, and Cu, and then connects a separate electrode to directly apply electricity to the planar heater to heat it.
  • the planar heater can only heat in the range of 200 to 300°C, so the usable temperature is limited, and the thermal efficiency is poor at temperatures above 300°C.
  • the heating performance is reduced because the electrodes within the planar heater oxidize, making ohmic contact impossible.
  • the purpose of the present invention is to provide an induction heating cooktop that can solve the problems of the conventional devices described above.
  • the purpose of the present invention is to provide an induction heating cooktop that heats an object to be heated regardless of the type of the object to be heated, while at the same time having high heating efficiency.
  • an object of the present invention to provide an induction heating type cooktop capable of heating both magnetic and non-magnetic objects without the user having to consider the material of the object to be heated.
  • Another object of the present invention is to provide an induction heating cooktop capable of directly or indirectly heating an object to be heated with the same heat source.
  • another object of the present invention is to provide an induction heating type cooktop in which, when the object to be heated is a magnetic material, most of the eddy current is applied to the object to be heated so that the working coil can directly heat the object to be heated, and when the object to be heated is a non-magnetic material, the working coil can indirectly heat the object to be heated.
  • the purpose of the present invention is to provide an induction heating cooktop capable of reducing process costs by simply manufacturing a configuration capable of induction heating.
  • the induction heating cooktop according to the present invention can heat both magnetic and non-magnetic substances by including a working coil for heating a magnetic substance and a heating thin film coating for heating a non-magnetic substance.
  • the induction heating cooktop includes a working coil and a heating thin film coating which are arranged to overlap each other in the vertical direction, wherein the heating thin film coating has a laminated structure in which an adhesive layer and a heating layer are sequentially laminated, and the heating layer includes a conductive filler and a stability filler and has at least one of magnetic and non-magnetic properties so that an eddy current can be induced by the working coil to perform induction heating.
  • the skin depth of the heating thin film coating is deeper than the thickness of the heating thin film coating, when heating a heated object made of a magnetic material, the magnetic field generated by the working coil passes through the thin film and is transmitted to the heated object, which may induce an eddy current in the heated object.
  • eddy currents may be induced in the heating thin film coating due to the magnetic field generated by the working coil.
  • the induction heating cooktop according to the present invention can heat both magnetic and non-magnetic materials. Furthermore, the induction heating cooktop according to the present invention can heat an object regardless of its placement or type. Accordingly, a user can place an object on any heating area on the top plate and heat it without having to determine whether the object is magnetic or non-magnetic.
  • the induction heating cooktop according to the present invention can directly and indirectly heat an object using the same heat source, eliminating the need for a separate heating plate or radiant heater. Accordingly, the present invention not only improves heating efficiency but also reduces material costs.
  • FIG. 1 is a drawing illustrating an induction heating cooktop according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a drawing explaining components provided inside the case of the induction heating type cooktop illustrated in Fig. 1.
  • Figures 3 and 4 are drawings illustrating embodiments of a heated thin film coating according to the present invention.
  • Figures 5 and 6 are drawings explaining the relationship between the thickness of the heating module and the skin depth.
  • Figures 7 and 8 are drawings explaining the impedance change between the heating thin film coating and the heated object according to the type of the heated object.
  • Fig. 9 is a drawing illustrating a cooktop using an induction heating method according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 10 is a drawing explaining components provided inside the case of the cooktop of the induction heating method illustrated in Fig. 9.
  • Fig. 11 is a drawing explaining the appearance of a heated object placed on a cooktop of the induction heating method illustrated in Fig. 9.
  • any configuration is placed on (or below)” a component or “on (or below)” a component may mean that any configuration is placed in contact with the upper surface (or lower surface) of said component, and that other configurations may be interposed between said component and any configuration placed on (or below) said component.
  • FIG. 1 is a drawing illustrating an induction heating cooktop according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a drawing illustrating components provided inside the case of the induction heating cooktop illustrated in FIG. 1.
  • FIGS. 3 and 4 are drawings illustrating embodiments of a heating thin film coating according to the present invention.
  • FIGS. 5 and 6 are drawings illustrating skin depth characteristics according to the relative permeability of the thin film.
  • FIGS. 7 and 8 are drawings illustrating impedance changes between the thin film and the heated object according to the type of the heated object.
  • an induction heating cooktop (1) may include a case (25), a cover plate (20), working coils (WC1, WC2; i.e., first and second working coils), and heating thin film coatings (TL1, TL2; i.e., first and second heating thin film coatings).
  • a working coil (WC1, WC2) can be installed in the case (25).
  • the case (25) may be installed with various devices related to driving the working coil (e.g., a power supply unit that provides AC power, a rectifier unit that rectifies the AC power of the power supply unit into DC power, an inverter unit that converts the DC power rectified by the rectifier unit into a resonant current through a switching operation and provides it to the working coil, a control module that controls the operation of various devices in the induction heating type cooktop (1) (the control module includes an inverter control module that controls the switching operation of the inverter unit and a control module for an input interface that controls the input interface), a relay or semiconductor switch that turns on or off the working coil, etc.), but a detailed description thereof will be omitted.
  • a power supply unit that provides AC power
  • a rectifier unit that rectifies the AC power of the power supply unit into DC power
  • an inverter unit that converts the DC power rectified by the rectifier unit into a resonant current through a switching operation and provides it to the working coil
  • the cover plate (20) is coupled to the top of the case (25), and may be provided with an upper plate (15) on which a heated object (not shown) is placed on the upper surface.
  • the cover plate (20) may include a top portion (15) for placing a heated object such as a cooking vessel.
  • the upper part (15) may be made of, for example, a glass material (for example, ceramics glass).
  • the upper portion (15) may be equipped with an input interface (not shown) that receives input from a user and transmits the input to the aforementioned control module.
  • the input interface may be equipped at a location other than the upper portion (15).
  • the input interface is a module for inputting the heating intensity desired by the user or the operating time of the induction heating type cooktop (1), and can be implemented in various ways, such as with a physical button or a touch panel.
  • the input interface can be equipped with, for example, a power button, a lock button, a power level adjustment button (+, -), a timer adjustment button (+, -), a charging mode button, etc.
  • the input interface transmits the input provided by the user to the control module for the input interface (not shown), and the control module for the input interface can transmit the input to the control module for the inverter (not shown).
  • control module for the inverter can control the operation of various devices (e.g., a working coil) based on the input provided from the control module for the input interface (i.e., the user's input), and thus, specific details thereof will be omitted.
  • various devices e.g., a working coil
  • the working coil e.g., the first and second working coils (WC1, WC2)
  • the heating intensity i.e., the heating power
  • This fireball shape can be displayed by an indicator (not shown) composed of a plurality of light-emitting elements (e.g., LEDs) provided within the case (25).
  • the first and second working coils can be installed inside the case (25) to heat the object to be heated.
  • the first and second working coils can be driven and controlled by a control module for the inverter, and when a heated object is placed on the upper plate (15), the object can be driven by the control module for the inverter.
  • first and second working coils can directly heat a magnetic object to be heated (i.e., a magnetic body) and can indirectly heat a non-magnetic object to be heated (i.e., a non-magnetic body) through the first and second heating thin film coatings (TL1, TL2) described below.
  • first and second working coils can heat the object to be heated by induction heating, and can be provided to overlap the first and second heating thin film coatings (TL1, TL2) in the vertical direction (i.e., vertical direction or up-down direction), respectively.
  • FIG. 1 illustrates two working coils (WC1, WC2) being installed in the case (25), this is not a limitation. That is, one or three or more working coils may be installed in the case (25), but for the convenience of explanation, in one embodiment of the present invention, an example in which two working coils (WC1, WC2) are installed in the case (25) will be described.
  • the heated thin film coating may include first and second heated thin film coatings (TL1, TL2).
  • the heated thin film coating is provided on either one surface of the upper portion or one surface of the insulating material.
  • the heated thin film coating may be formed on the upper or lower surface of the upper portion, or on the upper or lower surface of the insulating material.
  • the first and second heated thin film coatings may be provided spaced apart from each other on the lower surface of the upper plate (15).
  • first and second heating thin film coatings may be provided to overlap the first and second working coils (WC1, WC2) in the longitudinal direction (i.e., vertical direction or up-down direction), respectively.
  • first and second heated thin film coatings may have at least one of magnetic and non-magnetic properties (i.e., magnetic, non-magnetic, or both magnetic and non-magnetic).
  • the heating thin film coating (TL1) has a laminated structure in which an adhesive layer (TLA1) and a heating layer (TLH1) are sequentially laminated.
  • the above adhesive layer (TLA1) is configured to adhere the upper portion or the insulating material and the heating layer (THL1) to each other.
  • the adhesive layer (TLA1) protects the heating layer (TLH1) from ion elution of the upper portion caused by long-term high-temperature application and prevents performance degradation of the heating layer (TLH1).
  • the above adhesive layer (TLA1) may include at least one of an inorganic material and a metal oxide to express the above-described function.
  • the adhesive layer (TLA1) may include a transition metal such as Ti, Cr, Fe, Ni, or Cu, or a metal oxide such as Al 2 O 3 or SiO 2 .
  • the adhesive layer (TLA1) may be formed by coating an adhesive layer paste coating solution containing at least one of an inorganic material and a metal oxide.
  • the adhesive layer paste coating solution may contain 60 to 85 wt% of at least one of the inorganic material and the metal oxide, 5 to 25 wt% of a binder resin, 5 to 25 wt% of a solvent, and 0.5 to 5 wt% of an inorganic filler.
  • the adhesive layer paste coating solution may further contain additives such as a leveling agent, an antifoaming agent, and a dispersing agent, as needed.
  • the above inorganic materials and metal oxides at least one may be used, such as at least one of V2O5, P2O5, PbO, B2O3, Bi2O3, ZnO, SiO3, B2O3, Al2O3, BaO, MoO3, TeO2, Ta2O5, Nb2O5, and CaO.
  • the above inorganic materials and metal oxides are used in the form of particles, and all shapes of particles, such as spherical, plate-shaped, and amorphous, may be used.
  • the softening point of the above materials may satisfy the range of 400 to 800°C, and the crystallization temperature (Tc) may satisfy the range of 450 to 850°C.
  • the size of the particles may be 1 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the protective performance for the heating layer may be reduced.
  • work performance may be reduced and may cause cracks to occur.
  • the binder resin forms a three-dimensional chain structure by fixing at least one of the inorganic materials and metal oxides.
  • the binder resin affects the formation of a uniform coating film and influences durability, chemical resistance, and adhesion to the substrate. If the binder is not completely thermally decomposed during the firing process, it may form pores and remain in the electrode, thereby increasing the resistivity of the thin film. It is preferable to use polyurethane, polyester, polyacrylic, polycellulose, etc. having a thermal decomposition temperature of 100 to 300°C and a molecular weight of 2,000 to 2,000,000 as the binder resin. When the binder resin content is less than 5 wt%, the viscosity is low, making it difficult to form a uniform coating film, which may increase the resistivity, and when it exceeds 25 wt%, the coating workability may be reduced.
  • the solvent can improve the coatability and workability of the coating liquid.
  • the thermal decomposition temperature of the solvent is preferably within 50 to 200°C, and may include at least one selected from the group consisting of butyl cellosolve, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethyl cavitol, ethyl cavitol acetate, butyl cavitol, ethoxy ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monotyl ether, ethyl alcohol, butyl alcohol, and the like.
  • the content of the solvent is preferably 5 to 25 wt%.
  • the above inorganic filler is an additive used to improve the physical properties of the coating.
  • the inorganic filler may be Al2O3, Al(OH)3, TiO2, CaCo3, CaO, Ca(OH)2, SiO2, BaSO4, ZnO, Glass Fiber, Talc, etc., and one or more types may be used depending on the intended use.
  • the size of the above inorganic filler may be 1 ⁇ m to 5 ⁇ m, and the content is preferably 0.5 to 5 wt%.
  • the additives may be leveling agents, antifoaming agents, dispersants, fluidity regulators, etc. to improve the dispersibility, storage safety, and coating performance of the coating, and preferably, silicone-based (polyether hydroxy polymethylsilane-based, polyether dimethylpolysiloxane-based, polymethylalkylsiloxane-based, polyether polymethylalkylsiloxane-based, polyester hydroxy polymethylsiloxane-based, polyether polymethylsiloxane-based), non-silicone-based (non-ionic polyacrylic-based, ionic polyacrylic-based, polyacrylate-based, alcohol alcohol silate-based, acrylate-based), alcohol-based (ethanol, butanol) materials, etc. may be used.
  • the additives may be added to the coating solution in an amount of 0.05 to 5 wt%.
  • the thickness of the above adhesive layer (TLA1) is not particularly limited, but is preferably formed to a thickness of 0.1 ⁇ m to 20 ⁇ m. If the thickness of the above adhesive layer (TLA1) is less than 0.1 ⁇ m, the adhesive strength between the heating layer and the upper plate, etc. may be reduced, and the protective performance for the heating layer may not be sufficient. On the other hand, if the thickness of the above adhesive layer (TLA1) exceeds 20 ⁇ m, the induction heating function of the heating thin film coating (TLA1) may be reduced.
  • the heating layer (TLH1) is configured to enable the cooktop according to the present invention to selectively heat a heated object.
  • the heating layer (TLH1) includes a conductive filler and a heat-resistant and stable filler.
  • the above heating layer (TLH1) includes a conductive filler to express the above-described function.
  • the conductive filler may be one or more of Pd, Au, Pt, Cu, W, Ni, RuO2, and Ag.
  • the heating layer (TLH1) includes a heat-resistant stable filler, particularly to minimize expansion and contraction that occurs before and after heating of the conductive filler.
  • the heat-resistant and stable filler may be at least one of TiO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 , cordierite, petalite, kaolinite, spodumene, talc, and eucryptite. More preferably, the heat-resistant and stable filler may include eucryptite, and may further include at least one of kaolinite, petalite, and talc.
  • the heating layer (TLH1) may be formed by coating a heating layer paste coating solution.
  • the heating layer paste coating solution may include 40 to 90 wt% of the conductive filler, 0.1 to 15 wt% of the heat-resistant and stable filler, 1 to 30 wt% of a binder resin, 1 to 30 wt% of a solvent, and 0.1 to 5 wt% of an inorganic material.
  • the conductive filler may be used in the form of particles.
  • the particles may be spherical, plate-shaped, or amorphous, and it is preferable to select a shape that can increase the contact area between them.
  • the size of the particles is preferably 0.5 ⁇ m to 20 ⁇ m, and it is preferable to mix them in a single size or in a mixture of 2 to 4 sizes to increase the contact density between each particle. If at least one of the metals and metal alloys is less than 40 wt%, the heating performance of the heating layer may be deteriorated, and if it exceeds 90 wt%, the film flatness may be deteriorated, agglomeration may occur, and sinterability may be deteriorated during the coating process.
  • the particle size of the conductive filler may be limited to 0.5 to 5 ⁇ m.
  • the particle size of the conductive filler may be limited to 0.5 to 5 ⁇ m.
  • the above heat-resistant stable filler is used to minimize expansion and contraction that occurs before and after heating of the conductive filler.
  • the content of the heat-resistant stable filler is preferably 0.1 to 15 wt%. If the content of the heat-resistant stable filler is less than 0.1 wt%, the heat resistance of the heating layer is not secured, and if the content of the heat-resistant stable filler exceeds 15 wt%, it causes a decrease in the sinterability of the thin film.
  • the binder resin forms a three-dimensional chain structure by fixing at least one of the metals and metal alloys.
  • the binder resin affects the formation of a uniform coating film and influences durability, chemical resistance, and adhesion to the substrate. If the binder is not completely thermally decomposed during the firing process, it may form pores and remain in the electrode, thereby increasing the resistivity of the thin film. It is preferable to use polyurethane, polyester, polyacrylic, polycellulose, etc. having a thermal decomposition temperature of 100 to 300°C and a molecular weight of 2,000 to 2,000,000 as the binder resin. When the binder resin content is less than 1 wt%, the viscosity is low, making it difficult to form a uniform coating film, which may increase the resistivity, and when it exceeds 30 wt%, the coating workability may be reduced.
  • the solvent can improve the coatability and workability of the coating solution.
  • the thermal decomposition temperature of the solvent is preferably within 50 to 200°C, and may include at least one selected from the group consisting of butyl cellosolve, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethyl cavitol, ethyl cavitol acetate, butyl cavitol, ethoxy ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether, ethyl alcohol, butyl alcohol, and the like.
  • the content of the solvent is preferably 1 to 30 wt%.
  • the above inorganic material can be used to improve the adhesion of the heating layer.
  • the above inorganic material can be at least one selected from V2O5, P2O5, PbO, B2O3, Bi2O3, ZnO, SiO2, B2O3, Al2O3, BaO, MoO3, TeO2, Ta2O5, Nb2O5, and CaO, and can be used in the form of particles.
  • the particles can be all used in the form of spherical, plate-shaped, and amorphous particles, and can be used singly or in a mixture of 2 to 6 types.
  • the softening point of the particles is preferably 400 to 700°C, and the crystallization temperature (Tc) is preferably 450 to 750°C.
  • the size of the particles can be 1 ⁇ m to 5 ⁇ m, and the content is preferably 0.1 to 5 wt%.
  • additives such as leveling agents, antifoaming agents, dispersants, and fluidity regulators may be used to improve the dispersibility, storage safety, and coating performance of the coating.
  • the additives may preferably be silicone-based (polyether hydroxy polymethylsilane-based, polyether dimethylpolysiloxane-based, polymethylalkylsiloxane-based, polyether polymethylalkylsiloxane-based, polyester hydroxy polymethylsiloxane-based, polyether polymethylsiloxane-based), non-silicone-based (non-ionic polyacrylic-based, ionic polyacrylic-based, polyacrylate-based, alcohol alcohol silate-based, acrylate-based), alcohol-based (ethanol, butanol), etc.
  • the additives may be added to the coating solution in an amount of 0.05 to 5 wt%.
  • the thickness of the above heating layer (TLH1) is not particularly limited, but is preferably formed to a thickness of 1 ⁇ m to 60 ⁇ m. If the thickness of the heating layer (TLH1) is less than 1 ⁇ m, the selective heating function may be reduced. On the other hand, if the thickness of the heating layer (TLH1) exceeds 60 ⁇ m, the heating performance itself may be reduced.
  • heating layer (THL1) may be formed of one or more layers (not shown) as needed.
  • the heating thin film coating (TL1) according to the present invention may further include a protective layer (TLP1).
  • the heating thin film coating (TL1) according to the present invention may be formed on either one surface of the upper plate or the insulating material as described above.
  • the heating thin film coating (TLA1) further include the protective layer (TLP1) in order to protect the heating layer from the heated object.
  • the protective layer (TLP1) is formed on one surface of the heating layer (TLH1) (the opposite surface to the surface on which the adhesive layer (TLA1) is formed).
  • the above protective layer (TLP1) may include one or more materials among inorganic materials and metal oxides to protect the heating layer (TLH1).
  • the protective layer may include one or two or more oxides among SiO 2 , Al 2 O 3 , CeO, and MgO.
  • the above protective layer (TLP1) can be formed from the same paste coating liquid as the adhesive layer paste coating liquid.
  • the thickness of the above protective layer (TLP1) is not particularly limited, but is preferably formed to a thickness of 1 ⁇ m to 60 ⁇ m. If the thickness of the above protective layer (TLP1) is less than 1 ⁇ m, the protective performance for the heating layer may not be sufficient. On the other hand, if the thickness of the above protective layer (TLP1) exceeds 60 ⁇ m, the induction heating function of the heating thin film coating (TLA1) may be reduced.
  • the heated thin film coating (TL1) according to the present invention described above is preferably formed by paste coating.
  • the coating method in the present invention is not particularly limited.
  • the present invention may use any one of gravure printing, spray printing, and screen printing.
  • the heated thin film coating (TL1) is formed using a paste coating method, a thin film with a uniform density can be obtained overall. Accordingly, the heated thin film coating (TL1) formed using a paste coating method has superior basic performance, such as heating performance, compared to thin films formed using other methods.
  • the paste coating process according to the present invention can be performed in the following order: washing, coating, drying, sintering, and cooling.
  • An adhesive layer may first be formed on the surface of the object, such as the upper portion and the insulating material, and then a heating layer may be formed.
  • sintering is preferably performed at a temperature range of 400 to 900°C to ensure conductivity of the heating coating film.
  • the paste coating liquid of each component constituting the above-described heated thin film coating (TL1) is as described above.
  • the first and second heating thin film coatings (TL1, TL2) are formed to a thickness that can be inductively heated by a working coil, and details thereof will be described later.
  • each of the first and second heated thin film coatings may be smaller than the diameter of the upper plate (15).
  • an induction heating cooktop (1) may further include an insulating material (35), a shielding plate (45), a support member (50), and a cooling fan (55).
  • the components arranged around the first working coil (WC1) and the components arranged around the second working coil (WC2 in FIG. 1) are the same.
  • the following description will focus on the first working coil (WC1) and describe the surrounding components (first heating thin film coating (TL1), insulation (35), shielding plate (45), support member (50), cooling fan (55)).
  • Insulation (35) may be provided between the first heating thin film coating (TL1) and the first working coil (WC1).
  • This insulation material (35) can block the heat generated when the first heating thin film coating (TL1) or the heated object (HO) is heated by the driving of the first working coil (WC1) from being transferred to the first working coil (WC1).
  • the first heating thin film coating (TL1) or the heated object (HO) is heated by the electromagnetic induction of the first working coil (WC1)
  • the heat of the first heating thin film coating (TL1) or the heated object (HO) is transferred to the upper plate (15), and the heat of the upper plate (15) is transferred back to the first working coil (WC1), so that the first working coil (WC1) may be damaged.
  • the insulation (35) can prevent the first working coil (WC1) from being damaged by heat by blocking the heat transferred to the first working coil (WC1), and further prevent the heating performance of the first working coil (WC1) from being deteriorated.
  • a spacer (not shown) may be installed between the first working coil (WC1) and the insulation (35).
  • a spacer may be inserted between the first working coil (WC1) and the insulation (35) to prevent direct contact between the first working coil (WC1) and the insulation (35). Accordingly, the spacer may block heat generated when the first heating thin film coating (TL1) or the heated object (HO) is heated by the driving of the first working coil (WC1) from being transferred to the first working coil (WC1) through the insulation (35).
  • the thickness of the insulation (35) can be minimized, thereby minimizing the gap between the heated object (HO) and the first working coil (WC1).
  • a plurality of the above spacers may be provided, and the plurality of spacers may be arranged to be spaced apart from each other between the first working coil (WC1) and the insulation (35). Accordingly, air sucked into the case (25) by the cooling fan (55) described later can be guided to the first working coil (WC1) by the spacers.
  • the spacer can improve the cooling efficiency of the first working coil (WC1) by guiding the air introduced into the case (25) by the cooling fan (55) to be properly delivered to the first working coil (WC1).
  • the shielding plate (45) is mounted on the lower surface of the first working coil (WC1) and can block the magnetic field generated downward when the first working coil (WC1) is driven.
  • the shielding plate (45) can block the magnetic field generated downward when the first working coil (WC1) is driven, and can be supported upward by the support member (50).
  • the support member (50) is installed between the lower surface of the shielding plate (45) and the lower surface of the case (25) and can support the shielding plate (45) upward.
  • the support member (50) can indirectly support the first working coil (WC1), the insulation (35), and the first heating thin film coating (TL1) upward by supporting the shielding plate (45) upward, thereby maintaining a constant gap between the first working coil (WC1) and the object to be heated (HO).
  • the support member (50) may include, but is not limited to, an elastic body (e.g., a spring) for supporting the shield plate (45) upward, for example.
  • the support member (50) is not an essential component and may be omitted from the induction heating type cooktop (1).
  • a cooling fan (55) can be installed inside the case (25) to cool the first working coil (WC1).
  • the cooling fan (55) can be driven and controlled by the control module described above, and can be installed on the side wall of the case (25).
  • the cooling fan (55) can be installed in a location other than the side wall of the case (25), but in one embodiment of the present invention, for the convenience of explanation, it will be described as an example in which the cooling fan (55) is installed on the side wall of the case (25).
  • the cooling fan (55) can suck in air outside the case (25) and transfer it to the first working coil (WC1) or suck in air (especially, heat) inside the case (25) and discharge it outside the case (25).
  • the air outside the case (25) delivered to the first working coil (WC1) by the cooling fan (55) can be guided to the first working coil (WC1) by the spacer. Accordingly, direct and efficient cooling of the first working coil (WC1) is enabled, thereby improving the durability of the first working coil (WC1) (i.e., improving durability by preventing heat damage).
  • the induction heating cooktop (1) may have the above-described features and configuration.
  • the features and configuration of the above-described heating module will be described in more detail with reference to FIGS. 5 to 8.
  • the thicknesses of each component illustrated in FIGS. 5 and 6 are schematic representations for convenience of explanation and are unrelated to the actual scale, and the relative thickness differences between each component are also unrelated to the actual scale.
  • Figures 5 and 6 are drawings explaining the relationship between the thickness of a thin film and the skin depth.
  • Figures 7 and 8 are drawings explaining the change in impedance between a thin film and a heated object depending on the type of heated object.
  • the first heated thin film coating (TL1) and the second heated thin film coating (TL2) have identical technical characteristics.
  • the first heated thin film coating (TL1) will be described below as an example.
  • the characteristics of the first heated thin film coating (TL1) are as follows.
  • the first heated thin film coating (TL1) can be made of a material having low relative permeability, and the specific material is as described above.
  • the specific permeability of the first heated thin film coating (TL1) may be low, and the skin depth of the first heated thin film coating (TL1) may be deep.
  • the skin depth refers to the depth of current penetration from the material surface, and the specific permeability may be inversely proportional to the skin depth. Accordingly, the lower the specific permeability of the first heated thin film coating (TL1), the deeper the skin depth of the first heated thin film coating (TL1).
  • the skin depth of the first heating thin film coating (TL1) may be deeper than the thickness of the first heating thin film coating (TL1). That is, since the first heating thin film coating (TL1) has a thin thickness and the skin depth of the first heating thin film coating (TL1) is deeper than the thickness of the first heating thin film coating (TL1), the magnetic field generated by the first working coil (WC1) is transmitted through the first heating thin film coating (TL1) to the heated object (HO), thereby inducing an eddy current in the heated object (HO).
  • the magnetic field generated by the first working coil (WC1) is mostly transmitted to the heated object (HO). That is, in one embodiment of the present invention, since the skin depth of the first heating thin film coating (TL1) is deeper than the thickness of the first heating thin film coating (TL1), the magnetic field generated by the first working coil (WC1) passes through the first heating thin film coating (TL1) and is mostly dissipated in the heated object (HO), thereby allowing the heated object (HO) to be mainly heated.
  • the first heating thin film coating (TL1) has a thin thickness as described above and can have a resistance value that can be heated by the first working coil (WC1).
  • the thickness of the first heating thin film coating (TL1) may be inversely proportional to the resistance value (i.e., surface resistance value) of the first heating module (HM1). That is, the thinner the thickness of the first heating thin film coating (TL1), the higher the resistance value (i.e., surface resistance) of the first heating thin film coating (TL1).
  • the first heating thin film coating (TL1) having such characteristics exists to heat a non-magnetic substance, and the impedance characteristics between the first heating thin film coating (TL1) and the heated object (HO) can change depending on whether the heated object (HO) placed on the upper surface of the upper plate (15) is a magnetic substance or a non-magnetic substance.
  • the resistance component (R1) and inductor component (L1) of the magnetic heating object (HO) can form an equivalent circuit with the resistance component (R2) and inductor component (L2) of the first heating module (HM1).
  • the impedance of the magnetic heated object in the equivalent circuit i.e., the impedance composed of R1 and L1
  • the impedance of the first heating thin film coating (TL1) i.e., the impedance composed of R2 and L2
  • the magnitude of the eddy current (I1) applied to the magnetic heated object (HO) may be greater than the magnitude of the eddy current (I2) applied to the first thin film (TL1). More specifically, most of the eddy current is applied to the heated object (HO), so that the heated object (HO) may be heated.
  • the object to be heated (HO) is a magnetic substance
  • the above-mentioned equivalent circuit is formed and most of the eddy current is applied to the object to be heated (HO), so that the first working coil (WC1) can directly heat the object to be heated (HO).
  • some eddy current may be applied to the first heating thin film coating (TL1) so that the first heating thin film coating (TL1) may be slightly heated, and thus the heated object (HO) may be slightly heated indirectly by the first heating thin film coating (TL1).
  • the degree to which the heated object (HO) is directly heated by the first working coil (WC1) cannot be said to be significant.
  • a non-magnetic heated object (HO) when a non-magnetic heated object (HO) is placed on the upper surface of the upper plate (15) and the first working coil (WC1) is driven, there may be no impedance in the non-magnetic heated object (HO), but impedance may exist in the first heating thin film coating (TL1). That is, a resistance component (R) and an inductor component (L) may exist only in the first heating thin film coating (TL1).
  • the eddy current (I) may be applied only to the first heating thin film coating (TL1), and the eddy current may not be applied to the non-magnetic heated object (HO). More specifically, the eddy current (I) may be applied only to the first heating thin film coating (TL1), so that the first heating thin film coating (TL1) may be heated.
  • the heated object (HO) is a non-magnetic body, as described above, an eddy current (I) is applied to the first heating thin film coating (TL1) so that the first heating thin film coating (TL1) is heated, and the non-magnetic heated object (HO) can be indirectly heated by the first heating thin film coating (TL1) heated by the first working coil (WC1).
  • I eddy current
  • the protection temperature of the top plate (15) can be preset by the top plate manufacturer or the cooktop manufacturer. That is, if the top plate manufacturer provides information on the top plate lifespan by temperature to the cooktop manufacturer, the cooktop manufacturer can calculate the product lifespan considering the cooktop usage time and set the protection temperature of the top plate (15).
  • a temperature sensor can be mounted on an area of the upper part (15) to detect temperature changes in the upper part (15) and provide the detected temperature information to the aforementioned control module.
  • the object to be heated (HO) can be heated directly or indirectly by a single heat source called the first working coil (WC1). That is, when the object to be heated (HO) is a magnetic substance, the first working coil (WC1) directly heats the object to be heated (HO), and when the object to be heated (HO) is a non-magnetic substance, the first heating thin film coating (TL1) heated by the first working coil (WC1) can indirectly heat the object to be heated (HO).
  • the first working coil (WC1) directly heats the object to be heated (HO)
  • the first heating thin film coating (TL1) heated by the first working coil (WC1) can indirectly heat the object to be heated (HO).
  • the induction heating cooktop (1) can heat both magnetic and non-magnetic substances, and can heat the object to be heated regardless of the position or type of the object to be heated. Accordingly, the user can place the object to be heated on any heating area on the top plate without having to determine whether the object to be heated is magnetic or non-magnetic, and thus, user convenience can be improved.
  • the induction heating cooktop (1) can directly and indirectly heat a subject using the same heat source, eliminating the need for a separate heating plate or radiant heater. Accordingly, not only can heating efficiency be increased, but material costs can also be reduced.
  • Fig. 9 is a drawing illustrating an induction heating cooktop according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 10 is a drawing illustrating components provided within the case of the induction heating cooktop illustrated in Fig. 9.
  • Fig. 11 is a drawing illustrating an object to be heated arranged on the induction heating cooktop illustrated in Fig. 9.
  • the induction heating cooktop (2) is the same as the induction heating cooktop (1) of FIG. 1 except for some components and effects, and the differences will be described mainly.
  • an induction heating cooktop (2) may be a zone-free cooktop, unlike the induction heating cooktop (1) of FIG. 1.
  • the induction heating type cooktop (2) may include a case (25), a cover plate (20), a plurality of heating thin film coatings (TLG), an insulation material (35), a plurality of working coils (WCG), a shielding plate (45), a support member (50), a cooling fan (not shown), a spacer (not shown), and a control module (not shown).
  • a plurality of heated thin film coatings (TLGs) and a plurality of working coils (WCGs) can be vertically overlapped with each other and arranged in a one-to-one correspondence with each other.
  • the plurality of heated thin film coatings (TLG) and the plurality of working coils (WCG) may not correspond one-to-one but may correspond many-to-one or one-to-many, but for convenience of explanation, in another embodiment of the present invention, an example in which the plurality of heated thin film coatings (TLG) and the plurality of working coils (WCG) are arranged in one-to-one correspondence will be described.
  • the induction heating cooktop (2) is a zone-free cooktop including a plurality of heating thin film coatings (TLG) and a plurality of working coils (WCG). Accordingly, the cooktop (2) according to the present invention can simultaneously heat a single heated object (HO) with some or all of the plurality of working coils (WCG) or with some or all of the plurality of heating thin film coatings (TLG). Of course, the heated object (HO) can also be heated using both some or all of the plurality of working coils (WCG) and some or all of the plurality of heating thin film coatings (TLG).
  • heating of the heated objects (HO1, HO2) is possible regardless of the size, position, or type of the heated objects (HO1, HO2) within a region (e.g., the upper plate (15) region) where a plurality of working coils (WCG of FIG. 8) and a plurality of heating thin film coatings (TLG) exist.
  • a region e.g., the upper plate (15) region
  • WCG of FIG. 8 a plurality of working coils
  • TMG heating thin film coatings
  • a cooktop equipped with a heating layer using the conductive filler, heat-resistant and stable filler, binder resin, solvent, and inorganic material described above was prepared.
  • the non-magnetic container was repeatedly heated 1000 times, and then the surface condition of the thin film was checked.
  • Example Heat-resistant stable filler Crack Rating (%) 1 TiO 2 5 2 SiO 2 5 3 Al 2 O 3 5 4 Cordierite 5 5 Spodumene 4 6 Do-seok 3 7 petal light 4 8 talc 3 9 Eucryptite 2 10 Eucryptite + SiO 2 3 11 Eucryptite + Doseok 2 12 Eucryptite + Petalite 2 13 Eucryptite + Talc 0
  • TL1 First and second heated thin film coatings

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Abstract

본 발명은 사용 편의성이 개선된 유도 가열 방식의 쿡탑에 관한 것이다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은, 케이스, 케이스의 상단에 결합되고, 상면에 피가열 물체가 배치되는 상판부가 구비된 커버 플레이트, 피가열 물체를 가열하기 위해 케이스 내부에 구비된 워킹 코일, 상기 워킹 코일의 하부에 구비된 단열재 및 상기 상판부의 어느 일면 또는 상기 단열재의 어느 일면에 구비되며, 접착층 및 가열층이 순차적으로 적층된 적층 구조를 갖는 가열 박막 코팅을 포함하며, 상기 가열층은 전도성 필러 및 내열 안정성 필러를 포함한다.

Description

장수명 가열 박막을 구비한 유도 가열 방식의 쿡탑
본 발명은 장수명 가열 박막을 구비한 유도 가열 방식의 쿡탑에 관한 것이다.
가정이나 식당에서 음식을 가열하기 위한 다양한 방식의 조리 기구들이 사용되고 있다. 종래에는 가스를 연료로 하는 가스 레인지가 널리 보급되어 사용되어 왔으나, 최근에는 가스를 이용하지 않고 전기를 이용하여 피가열 물체, 예컨대 냄비와 같은 조리 용기를 가열하는 장치들의 보급이 이루어지고 있다.
전기를 이용하여 피가열 물체를 가열하는 방식은 크게 저항 가열 방식과 유도 가열 방식으로 나누어진다. 전기 저항 방식은 금속 저항선 또는 탄화규소와 같은 비금속 발열체에 전류를 흘릴 때 생기는 열을 방사 또는 전도를 통해 피가열 물체(예를 들어, 조리 용기)에 전달함으로써 피가열 물체를 가열하는 방식이다. 그리고 유도 가열 방식은 소정 크기의 고주파 전력을 코일에 인가할 때 코일 주변에 발생하는 자계를 이용하여 금속 성분으로 이루어진 피가열 물체에 와전류(eddy current)를 발생시켜 피가열 물체 자체가 가열되도록 하는 방식이다.
최근에는 쿡탑(Cooktop)에 유도 가열 방식이 대부분 적용되고 있다.
다만, 유도 가열 방식이 적용된 쿡탑의 경우, 자성체만을 가열할 수 있다는 한계가 있다. 즉, 비자성체(예를 들어, 내열유리, 도기류 등)가 쿡탑 위에 배치된 경우, 유도 가열 방식이 적용된 쿡탑은 해당 피가열 물체를 가열하지 못한다는 문제가 있다.
이에 따라, 종래에는 유도 가열 방식의 쿡탑이 가지는 한계를 극복하기 위해, 하기와 같이 다양한 방법이 고안되었다.
먼저, 쿡탑과 비자성체 사이에 유도 가열 방식으로 가열할 수 있는 가열판을 추가하는 방식이 고안되었다. 일본 등록특허공보 제5630495호(2014.10.17)를 참조하면, 가열판을 추가하여 유도 가열하는 방식이 개시되어 있다.
그러나 해당 방식의 경우, 가열 효율이 떨어질 뿐만 아니라 물을 끓이는데 필요한 시간이 기존보다 크게 늘어난다는 문제가 있었다. 보다 구체적으로, 해당 방식은 가열판에 연통 구멍을 형성한 것을 특징으로 하며, 조리 용기가 자성재를 가질 경우, 연통 구멍을 통과하는 자력선을 이용하여 조리 용기를 전자 유도 가열하면서, 가열판도 가열 코일을 이용하여 전자 유도 가열함으로써, 가열 효율이 떨어지는 등의 문제가 있었다.
또 다른 방법으로, 전기 저항 방식이 적용된 라디언트 히터(Radiant Heater)를 통해 비자성체를 가열하고, 유도 가열 방식이 적용된 워킹 코일을 통해 자성체를 가열하는 하이브리드 쿡탑이 고안되었다. 일본 공개특허공보 제2008-311058호(2008.12.25)를 참조하면, 하이브리드 쿡탑의 구성이 개시되어 있다.
그러나 해당 방식의 경우, 라디언트 히터의 출력이 낮고 가열 효율이 떨어진다는 문제가 있었고, 사용자가 가열 영역에 피가열 물체를 놓을 때 해당 피가열 물체의 재질을 고려해야 한다는 불편함이 있었다.
마지막으로, 모든 금속 피가열 물체(즉, 자성을 띄지 않는 금속 및 자성체)를 가열할 수 있는 올 메탈 쿡탑(All metal cooktop)이 고안되었다. 미국 등록특허공보 제6,770,857호(2004.08.03)를 참조하면, 올 메탈 쿡탑의 구성이 개시되어 있다.
그러나 해당 방식의 경우, 자성을 띄지 않는 비금속 피가열 물체를 가열하지 못한다는 문제가 있었다. 또한 자성을 띄지 않는 금속 피가열 물체를 가열하는 경우, 라디언트 히터 기술보다 가열 효율이 낮고 재료비가 높다는 문제도 있었다.
이에 따라, 유도 가열 방식의 쿡탑이 가지는 한계를 극복할 수 있는 새로운 기술 개발의 필요성이 커지고 있다.
뿐만 아니라, 유도 가열 방식의 쿡탑을 장시간 가동하더라도 크랙이나 박리 현상과 같은 파손 없이 사용이 가능한 새로운 기술에 대한 개발의 필요성이 커지고 있다.
상술한 바와 같이, 자성체와 비자성체 모두 가여 가능한 종래의 장치들은 가열판에 형성된 연통 구멍을 통과한 자력선만을 이용하여 전자 유도 가열을 하거나, 출력이 낮고 효율이 떨어지는 라디언트 히터를 사용함으로 인해 가열 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
또는 종래의 장치들은 경우에 따라 사용자가 피가열 물체의 재질을 고려하여야 하거나, 자성을 띄지 않는 비금속 피가열 물체와 같은 일부 물체는 가열하지 못하는 등의 문제점이 있었다.
또한, 종래의 면상 발열체를 이용한 코팅 가열 방식은 탄소 소재 또는 Ag, Pd, Cu 등의 전도성 금속으로 회로를 만든 후 별도의 전극을 연결하여 면성 발열체에 직접적으로 전기를 인가하여 가열한다. 하지만, 면상 발열체는 200~300℃ 범위에서만 가열이 가능하여 사용 온도가 한정적이고 300℃ 이상의 온도에서는 열 효율이 좋지 않은 문제가 있다. 또한 면상 발열체 내의 전극이 산화하여 옴 접촉(Ohmic contact)이 불가능짐에 따라 가열 성능이 저하되는 문제가 있다.
아울러, 유도 가열 방식의 쿡탑을 장시간 가동하는 경우 크랙이나 박리 현상과 같은 파손이 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 상술한 종래의 장치들의 문제점을 해결할 수 있는 유도 가열 방식의 쿡탑을 제공하는 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명의 목적은 피가열 물체의 종류에 상관없이 해당 피가열 물체를 가열함과 동시에, 가열 효율이 높은 유도 가열 방식의 쿡탑을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 사용자가 피가열 물체의 재질을 고려하지 않고도 자성체와 비자성체 모두 가열 가능한 유도 가열 방식의 쿡탑을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 동일 열원으로 피가열 물체를 직간접적으로 가열할 수 있는 유도 가열 방식의 쿡탑을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 피가열 물체가 자성체인 경우 대부분의 와전류가 피가열 물체로 인가되어 워킹 코일이 피가열 물체를 직접 가열하고, 피가열 물체가 비자성체인 경우 워킹 코일이 피가열 물체를 간접적으로 가열할 수 있는 유도 가열 방식의 쿡탑을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 폭 넓은 온도 대역에서 사용이 가능하고 반영구적으로 내구성이 우수한 가열 코팅을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 유도 가열 방식의 쿡탑을 장시간 가동하더라도 크랙이나 박리 현상과 같은 파손 없이 사용이 가능한 새로운 가열 코팅을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 유도 가열이 가능한 구성을 심플하게 제작하여 공정비 저감이 가능한 유도 가열 방식의 쿡탑을 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. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 자성체 가열용 워킹 코일과 비자성체 가열용 가열 박막 코팅을 포함함으로써 자성체와 비자성체 모두 가열할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 세로 방향으로 서로 오버랩되도록 구비된 워킹 코일과 가열 박막 코팅을 포함하는데, 상기 가열 박막 코팅은 접착층 및 가열층이 순차적으로 적층된 적층 구조를 가지고, 상기 가열층은 전도성 필러 및 안정성 필러를 포함하며, 자성 및 비자성 중 적어도 하나의 특성을 갖추어 워킹 코일에 의해 와전류가 유도되어 유도 가열될 수 있다.
또한, 상기 가열 박막 코팅의 스킨 뎁스가 가열 박막 코팅의 두께보다 깊어 자성체로 이루어진 피가열 물체를 가열할 때 워킹 코일에 의해 발생된 자기장이 박막을 통과하여 피가열 물체까지 전달되고 이로 인해 피가열 물체에 와전류가 유도될 수 있다.
또한, 비자성체로 이루어진 피가열 물체를 가열할 때, 워킹 코일에 의해 발생된 자기장으로 인해 상기 가열 박막 코팅에 와전류가 유도될 수 있다.
이로써 동일 열원으로 피가열 물체를 직간접적으로 가열할 수 있다.
본 발명에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 자성체와 비자성체 모두를 가열할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 피가열 물체의 배치 위치 및 종류에 상관없이 해당 피가열 물체를 가열할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 피가열 물체가 자성체인지 비자성체인지 여부를 파악할 필요 없이 상판부 상의 임의의 가열 영역에 피가열 물체를 올려놓고 가열시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 동일 열원으로 피가열 물체를 직간접적으로 가열할 수 있기 때문에 별도의 가열판 또는 라디언트 히터를 구비할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명은 가열 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 재료비를 절감할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 유도 가열 방식의 쿡탑의 케이스 내부에 구비된 구성요소를 설명하는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 가열 박막 코팅의 실시예들을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6는 가열 모듈의 두께와 스킨 뎁스(skin depth) 간 관계를 설명하는 도면들이다.
도 7 및 도 8은 피가열 물체의 종류에 따른 가열 박막 코팅과 피가열 물체 간 임피던스 변화를 설명하는 도면들이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하는 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 유도 가열 방식의 쿡탑의 케이스 내부에 구비된 구성요소를 설명하는 도면이다.
도 11은 도 9에 도시된 유도 가열 방식의 쿡탑에 피가열 물체가 배치된 모습을 설명하는 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.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하는 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 유도 가열 방식의 쿡탑의 케이스 내부에 구비된 구성요소를 설명하는 도면이다. 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 가열 박막 코팅의 실시예들을 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6은 박막의 비투자율에 따른 스킨 뎁스(skin depth) 특성을 설명하는 도면들이다. 도 7 및 도 8은 피가열 물체의 종류에 따른 박막과 피가열 물체 간 임피던스 변화를 설명하는 도면들이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 케이스(25), 커버 플레이트(20), 워킹 코일(WC1, WC2; 즉, 제1 및 제2 워킹 코일), 가열 박막 코팅(TL1, TL2; 즉, 제1 및 제2 가열 박막 코팅)을 포함할 수 있다.
케이스(25)에는 워킹 코일(WC1, WC2)이 설치될 수 있다.
참고로, 케이스(25)에는 워킹 코일(WC1, WC2) 외에 워킹 코일의 구동과 관련된 각종 장치(예를 들어, 교류 전력을 제공하는 전원부, 전원부의 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 정류부, 정류부에 의해 정류된 직류 전력을 스위칭 동작을 통해 공진 전류로 변환하여 워킹 코일에 제공하는 인버터부, 유도 가열 방식의 쿡탑(1) 내 각종 장치의 동작을 제어하는 제어 모듈(제어 모듈에는 인버터부의 스위칭 동작을 제어하는 인버터용 제어 모듈과 입력 인터페이스를 제어하는 입력 인터페이스용 제어 모듈이 포함됨), 워킹 코일을 턴온 또는 턴오프하는 릴레이 또는 반도체 스위치 등)가 설치될 수 있으나, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
커버 플레이트(20)는 케이스(25)의 상단에 결합되고, 상면에 피가열 물체(미도시)가 배치되는 상판부(15)가 구비될 수 있다.
구체적으로, 커버 플레이트(20)는 조리 용기와 같은 피가열 물체를 올려놓기 위한 상판부(15)를 포함할 수 있다.
여기에서, 상판부(15)는 예를 들어, 유리 소재(예를 들어, 세라믹 글래스(ceramics glass))로 구성될 수 있다.
또한 상판부(15)에는 사용자로부터 입력을 제공받아 전술한 제어 모듈로 해당 입력을 전달하는 입력 인터페이스(미도시)가 구비될 수 있다. 물론, 입력 인터페이스는 상판부(15)가 아닌 다른 위치에 구비될 수도 있다.
참고로, 입력 인터페이스는 사용자가 원하는 가열 강도나 유도 가열 방식의 쿡탑(1)의 구동 시간 등을 입력하기 위한 모듈로서, 물리적인 버튼이나 터치 패널 등으로 다양하게 구현될 수 있다. 또한 입력 인터페이스에는 예를 들어, 전원 버튼, 잠금 버튼, 파워 레벨 조절 버튼(+, -), 타이머 조절 버튼(+, -), 충전 모드 버튼 등이 구비될 수 있다. 그리고, 입력 인터페이스는 입력 인터페이스용 제어 모듈(미도시)에 사용자로부터 제공받은 입력을 전달하고, 입력 인터페이스용 제어 모듈은 인버터용 제어 모듈(미도시)로 상기 입력을 전달할 수 있다. 또한 인버터용 제어 모듈은 입력 인터페이스용 제어 모듈로부터 제공받은 입력(즉, 사용자의 입력)을 토대로 각종 장치(예를 들어, 워킹 코일)의 동작을 제어할 수 있는바, 이에 대한 구체적인 내용은 생략하도록 한다.
한편, 상판부(15)에는 워킹 코일(예를 들어, 제1 및 제2 워킹 코일(WC1, WC2))의 구동 여부 및 가열 세기(즉, 화력)가 화구 모양으로 시각적으로 표시될 수 있다. 이러한 화구 모양은 케이스(25) 내에 구비된 복수개의 발광 소자(예를 들어, LED)로 구성된 인디케이터(미도시)에 의해 표시될 수 있다.
제1 및 제2 워킹 코일(WC1, WC2)은 피가열 물체를 가열하기 위해 케이스(25) 내부에 설치될 수 있다.
구체적으로, 제1 및 제2 워킹 코일(WC1, WC2)은 인버터용 제어 모듈에 의해 구동이 제어될 수 있으며, 피가열 물체가 상판부(15) 위에 배치된 경우, 인버터용 제어 모듈에 의해 구동될 수 있다.
또한 제1 및 제2 워킹 코일(WC1, WC2)은 자성을 띄는 피가열 물체(즉, 자성체)를 직접 가열할 수 있고, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(즉, 비자성체)를 후술하는 제1 및 제2 가열 박막 코팅(TL1, TL2)을 통해 간접적으로 가열할 수 있다.
그리고 제1 및 제2 워킹 코일(WC1, WC2)은 유도 가열 방식에 의해 피가열 물체를 가열할 수 있고, 제1 및 제2 가열 박막 코팅(TL1, TL2)과 각각 세로 방향(즉, 수직 방향 또는 상하 방향)으로 오버랩되도록 구비될 수 있다.
참고로, 도 1에는 2개의 워킹 코일(WC1, WC2)이 케이스(25)에 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 1개 또는 3개 이상의 워킹 코일이 케이스(25)에 설치될 수도 있으나, 설명의 편의를 위해 본 발명의 일 실시예에서는, 2개의 워킹 코일(WC1, WC2)이 케이스(25)에 설치되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
가열 박막 코팅은 제1 및 제2 가열 박막 코팅(TL1, TL2)을 포함할 수 있다. 상기 가열 박막 코팅은 상기 상판부의 어느 일면 또는 상기 단열재의 어느 일면에 구비된다. 다시 말해, 상기 가열 박막 코팅은 상기 상판부의 상면 또는 하면에 형성될 수 있고, 또는 상기 단열재의 상면 또는 하면에 형성될 수 있다.
일 예로서, 제1 및 제2 가열 박막 코팅(TL1, TL2)은 각각 상판부(15)의 하면에 서로 이격되어 구비될 수 있다.
그리고 제1 및 제2 가열 박막 코팅(TL1, TL2)은 각각 제1 및 제2 워킹 코일(WC1, WC2)과 세로 방향(즉, 수직 방향 또는 상하 방향)으로 오버랩되도록 구비될 수 있다.
또한 제1 및 제2 가열 박막 코팅(TL1, TL2)은 자성 및 비자성 중 적어도 하나의 특성(즉, 자성, 비자성, 또는 자성과 비자성 둘다)을 갖출 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가열 박막 코팅(TL1)은 접착층(TLA1) 및 가열층(TLH1)이 순차적으로 적층된 적층 구조를 갖는다.
상기 접착층(TLA1)은 상기 상판부 또는 상기 단열재와 상기 가열층(THL1)을 서로 접착시키기 위한 구성이다. 또한 상기 접착층(TLA1)은 장기간 고온 적용에 의해서 발생하는 상기 상판부의 이온 용출 현상으로부터 상기 가열층(TLH1)을 보호하고 상기 가열층(TLH1)의 성능 저하를 방지한다.
상기 접착층(TLA1)은 상술한 기능 발현을 위해서 무기계 소재 및 금속산화물 가운데 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적인 예시로서 상기 접착층(TLA1)은 Ti, Cr, Fe, Ni, Cu 등의 전이금속 또는 Al2O3, SiO2 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 접착층(TLA1)은 무기계 소재 및 금속산화물 가운데 1종 이상을 포함하는 접착층 페이스트 코팅액이 코팅되어 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 접착층 페이스트 코팅액은 상기 무기계 소재 및 금속산화물 가운데 1종 이상 60~85 중량%, 바인더 수지 5~25 중량%, 용제 5~25 중량% 및 무기 필러 0.5~5 중량%를 포함할 수 있다. 또한 상기 접착층 페이스트 코팅액은 필요에 따라 레벨링제, 소포제 및 분산제와 같은 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
상기 무기계 소재 및 금속산화물 가운데 1종 이상은 V205, P2O5, PbO, B203,Bi2O3, ZnO, SiO3, B2O3, Al2O3, BaO, MoO3, TeO2, Ta2O5, Nb2O5, CaO 가운데 1종 이상이 사용될 수 있다. 상기 무기계 소재 및 금속산화물은 입자 형태로 사용되며, 구형, 판형, 무정형 등 모든 형태의 입자가 사용 가능하다. 상기 물질들의 연화점은 400 ~ 800℃ 범위를 만족할 수 있고, 결정화 온도(Tc)는 450 ~ 850℃ 범위를 만족할 수 있다. 상기 입자의 크기는 1㎛ ~ 5㎛ 일 수 있다. 상기 무기계 소재 및 금속산화물 가운데 1종 이상이 60 중량% 미만으로 함유되면, 가열층에 대한 보호능이 저하될 수 있다. 반면에 상기 무기계 소재 및 금속산화물 가운데 1종 이상이 85 중량%를 초과하면 작업 성능이 저하될 수 있고 크랙의 발생의 원인이 될 수 있다.
또한, 상기 바인더 수지는 상기 무기계 소재 및 금속산화물 가운데 1종 이상을 고착시켜서 삼차원 연쇄 구조를 만든다. 그리고 상기 바인더 수지는 균일한 도막 형성에 영향을 주며 내구성, 내약품성, 기재와의 접착력 등에 영향을 미친다. 상기 바인더가 소성 공정 중에 완벽히 열분해 되지 않으면 기공 형성, 전극 속에 잔류하여 박막의 비저항을 상승의 시킬 수 있다. 상기 바인더 수지는 열분해 온도가 100~300℃ 이내이고, 분자량이 2,000 ~ 2,000,000 범위 내에 있는 폴리 우레탄, 폴리 에스테르, 폴리 아크릴, 폴리 셀롤루우즈 등을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 바인더 수지 함량은 5중량% 미만 시 점도가 낮아 균일한 도막을 형성하지 못해 비저항이 높아질 수 있고, 25 중량%를 초과하면 코팅 작업성이 낮아질 수 있다.
상기 용제는 상기 코팅액의 코팅성 및 작업성을 향상 시킬 수 있다. 상기 용제의 열분해 온도는 50~200℃ 이내가 바람직하며, 부틸 셀로솔브, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 에틸 캐비톨, 에틸 캐비톨 아세테이트, 부틸 캐비톨, 에톡시 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노틸에테르, 에틸 알콜, 부틸 알콜 등을 포함하여 이루어지는 그룹 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다. 상술한 것처럼, 상기 용제의 함량은 5~25중량%가 바람직하다.
상기 무기 필러는 코팅의 물리적 성질 향상을 위해 사용되는 첨가물이다. 상기 무기 필러는 Al203, Al(OH)3, TiO2, CaCo3, CaO, Ca(OH)2, SiO2, BaSO4, ZnO, Glass Fiber, Talc 등이 본 발명에 사용될 수 있고, 사용 목적에 맞춰 1종 이상이 사용될 수 있다. 상기 무기 필러의 크기는 1㎛ ~ 5㎛ 일 수 있고, 함량은 0.5 ~ 5중량 % 가 바람직하다.
아울러, 상기 첨가제는 코팅의 분산성, 저장안전성, 코팅 성능을 개선 하기 위해 레벨링제, 소포제, 분산제, 유동성 조절제 등이 사용될 수 있고, 바람직하게는 실리콘계(폴리에테르 하이드록시 폴리 메틸 실란계, 폴리에테르 디메틸폴리실록산계, 폴리 메틸알킬실록산계, 폴리 에터르 폴리메틸알킬실록산계, 폴리 에스테르 하이드록시 폴리메틸실록산계, 폴리 에테르 폴리메틸실록산계), 비실리콘계(비이온 폴리아크릴계, 이온성 폴리아크릴계, 폴리아크릴레이트계, 알코올 알콜시레이트계, 아크릴레이트계), 알콜계(에탄올, 부탄올) 등의 물질이 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 첨가제는 0.05 ~ 5중량%가 상기 코팅액에 첨가될 수 있다.
상기 접착층(TLA1)의 두께가 특별히 제한되는 것은 아니지만 0.1 ㎛ ~ 20 ㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 접착층(TLA1)의 두께가 0.1 ㎛ 미만인 경우에는 가열층과 상판부 등의 접착력이 저하될 수 있고 또한 가열층에 대한 보호 성능이 충분하지 않을 수 있다. 반면에 상기 접착층(TLA1)의 두께가 20 ㎛를 초과하는 경우에는 가열 박막 코팅(TLA1)의 유도 가열 기능이 저하될 수 있다.
다음으로, 상기 가열층(TLH1)은 본 발명에 따른 쿡탑이 피가열체를 선택적으로 가열할 수 있도록 하는 구성이다. 상기 가열층(TLH1)은 전도성 필러 및 내열 안정성 필러를 포함한다.
상기 가열층(TLH1)은 상술한 기능 발현을 위해서 전도성 필러를 포함한다. 상기 전도성 필러는 Pd, Au, Pt, Cu, W, Ni, RuO2 및 Ag 중 1종 이상이 사용될 수 있다.
또한, 상기 가열층(TLH1)은 특히 상기 전도성 필러의 가열 전, 후에 발생되는 팽창 및 수축을 최소화하기 위해서 내열 안정성 필러를 포함한다.
상기 내열 안정성 필러는 TiO2, SiO2, Al2O3, 코디어라이트, 페탈라이트, 도석, 스포듀민, 활석 및 유크립타이트 가운데 1종 이상이 사용될 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 내열 안정성 필러는 유크립타이트를 포함할 수 있고, 이와 더불어 도석, 페탈라이트 및 활석 가운데 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 가열층(TLH1)은 가열층 페이스트 코팅액이 코팅되어 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 가열층 페이스트 코팅액은 상기 전도성 필러 40~90 중량%, 상기 내열 안정성 필러 0.1~15 중량%, 바인더 수지 1~30 중량%, 용제 1~30 중량% 및 무기계 소재 0.1~5 중량%를 포함할 수 있다.
상기 전도성 필러는, 입자 형태로 사용될 수 있다. 상기 입자는 구형. 판형, 무정형 등 모두 사용 가능하고, 서로 간의 접촉 면적을 증가 시킬 수 있는 모형을 선택하는 것이 바람직하다. 상기 입자의 크기는 0.5㎛ ~ 20㎛가 바람직하고, 단일 또는 2개~4개의 크기로 배합하여 각 입자 간의 접촉밀도를 증가시키도록 배합하는 것이 바람직하다. 상기 금속 및 금속 합금 가운데 1종 이상이 40 중량% 미만인 경우 가열층의 가열 성능이 저하될 수 있고, 90 중량%를 초과하면 코팅 공정 과정에서 막 평탄성 저하, 뭉침 현상, 소결성이 저하될 수 있다. 특히 바람직하게는, 상기 전도성 필러의 입자 크기를 0.5 ~ 5㎛로 제한할 수 있다. 상기 전도성 필러의 입자 크기를 0.5 ~ 5㎛로 제한하는 것에 의해 상기 가열층의 소결밀도를 증가시키면서, 또한 상기 가열층의 크랙을 방지할 수 있다.
상기 내열 안정성 필러는 상기 전도성 필러의 가열 전, 후에 발생되는 팽창 및 수축을 최소화하기 위해 사용된다. 상기 내열 안정성 필러의 함량은 0.1 ~ 15중량 % 가 바람직하다. 상기 내열 안정성 필러의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우 상기 가열층의 내열성이 확보되지 않으며, 상기 내열 안정성 필러의 함량이 15 중량%를 초과하는 경우 박막의 소결성 저하의 원인이 된다.
또한, 상기 바인더 수지는 상기 금속 및 금속 합금 가운데 1종 이상을 고착시켜서 삼차원 연쇄 구조를 만든다. 그리고 상기 바인더 수지는 균일한 도막 형성에 영향을 주며 내구성, 내약품성, 기재와의 접착력 등에 영향을 미친다. 상기 바인더가 소성 공정 중에 완벽히 열분해 되지 않으면 기공 형성, 전극 속에 잔류하여 박막의 비저항을 상승의 시킬 수 있다. 상기 바인더 수지는 열분해 온도가 100~300℃ 이내이고, 분자량이 2,000 ~ 2,000,000 범위 내에 있는 폴리 우레탄, 폴리 에스테르, 폴리 아크릴, 폴리 셀롤루우즈 등을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 바인더 수지 함량은 1중량% 미만 시 점도가 낮아 균일한 도막을 형성하지 못해 비저항이 높아질 수 있고, 30 중량%를 초과하면 코팅 작업성이 낮아질 수 있다.
상기 용제는 상기 코팅액의 코팅성 및 작업성을 향상 시킬 수 있다. 상기 용제의 열분해 온도는 50~200℃ 이내가 바람직하며, 부틸 셀로솔브, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 에틸 캐비톨, 에틸 캐비톨 아세테이트, 부틸 캐비톨, 에톡시 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노틸에테르, 에틸 알콜, 부틸 알콜 등을 포함하여 이루어지는 그룹 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다. 상술한 것처럼, 상기 용제의 함량은 1~30중량%가 바람직하다.
상기 무기계 소재는 상기 가열층의 접착력을 향상 시키기 위해 사용될 수 있다. 상기 무기계 소재는 V205, P2O5, PbO, B203, Bi2O3, ZnO, SiO2, B2O3, Al2O3, BaO, MoO3, TeO2, Ta2O5, Nb2O5, CaO 가운데 1종 이상이 사용될 수 있고, 입자 형태로 사용될 수 있다. 상기 입자는 구형, 판형, 무정형 등 모두 사용 가능하며, 단일 또는 2종~6종 배합하여 사용될 수 있다. 상기 입자의 연화점은 400 ~ 700℃가 바람직하고, 결정화 온도(Tc)는 450 ~ 750℃가 바람직하다. 상기 입자의 크기는 1㎛ ~ 5㎛ 일 수 있고, 함량은 0.1 ~ 5중량 % 가 바람직하다.
아울러, 본 발명에서는 코팅의 분산성, 저장안전성, 코팅 성능을 개선 하기 위해 레벨링제, 소포제, 분산제, 유동성 조절제 등이 첨가제가 사용될 수 있다. 상기 첨가제는 바람직하게는 실리콘계(폴리에테르 하이드록시 폴리 메틸 실란계, 폴리에테르 디메틸폴리실록산계, 폴리 메틸알킬실록산계, 폴리 에터르 폴리메틸알킬실록산계, 폴리 에스테르 하이드록시 폴리메틸실록산계, 폴리 에테르 폴리메틸실록산계), 비실리콘계(비이온 폴리아크릴계, 이온성 폴리아크릴계, 폴리아크릴레이트계, 알코올 알콜시레이트계, 아크릴레이트계), 알콜계(에탄올, 부탄올) 등의 물질이 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 첨가제는 0.05 ~ 5중량%가 상기 코팅액에 첨가될 수 있다.
상기 가열층(TLH1)의 두께가 특별히 제한되는 것은 아니지만 1 ㎛ ~ 60 ㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 가열층(TLH1)의 두께가 1㎛ 미만인 경우에는 선택적 가열 기능이 저하될 수 있다. 반면에 상기 가열층(TLH1)의 두께가 60㎛를 초과하는 경우에는 가열 성능 자체가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 가열층(THL1)은 필요에 따라서 하나 이상의 복수의 층(미도시)으로 형성될 수도 있음은 물론이다.
다음으로, 도4를 참조하면, 본 발명에 따른 가열 박막 코팅(TL1)은 보호층(TLP1)을 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 가열 박막 코팅(TL1)은 상술한 것처럼 상기 상판부 또는 단열재의 어느 일면에 형성될 수 있다. 특히 본 발명에 따른 가열 박막 코팅(TL1)이 상판부의 상부면에 형성되는 경우, 상기 가열층을 피가열체로부터 보호하기 위해서, 상기 가열 박막 코팅(TLA1)은 상기 보호층(TLP1)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 상기 보호층(TLP1)은 상기 가열층(TLH1)의 일면(접착층(TLA1)이 형성된 면의 반대면)에 형성된다.
상기 보호층(TLP1)은 상기 가열층(TLH1)을 보호하기 위해서 무기계 소재 및 금속산화물 가운데 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다. 구체적인 예시로서 상기 보호층은 SiO2, Al2O3, CeO, MgO, 중 하나 또는 두 개 이상의 산화물을 포함할 수 있다.
상기 보호층(TLP1)은 상기 접착층 페이스트 코팅액과 동일한 페이스트 코팅액으로부터 형성될 수 있다.
상기 보호층(TLP1)의 두께가 특별히 제한되는 것은 아니지만 1 ㎛ ~ 60 ㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 보호층(TLP1)의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우에는 가열층에 대한 보호 성능이 충분하지 않을 수 있다. 반면에 상기 보호층(TLP1)의 두께가 60㎛를 초과하는 경우에는 가열 박막 코팅(TLA1)의 유도 가열 기능이 저하될 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 가열 박막 코팅(TL1)은 페이스트 코팅에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 코팅 방법은 특별히 제한되지 않는다. 본 발명은 그라비어 인쇄, 스프레이 인쇄 및 스크린 인쇄 가운데 하나의 방법을 사용할 수 있다.
상기 가열 박막 코팅(TL1)을 페이스트 코팅 방식으로 형성하면 전체적으로 밀도가 균일한 박막을 얻을 수 있다. 이에 따라, 페이스트 코팅 방식으로 형성된 가열 박막 코팅(TL1)은 타 방법에 의해 형성된 박막과 비교하여 가열 성능 등 기본적인 성능이 우수하다.
본 발명에 따른 페이스트 코팅 공정은 세척, 코팅, 건조, 소결 및 냉각(쿨링) 순서로 진행될 수 있다. 상기 상판부와 단열재와 같은 대상물의 표면에 접착층을 먼저 형성하고 다음으로 가열층을 형성할 수 있다. 본 발명에서는 상기 가열 코팅 박막의 전도성 확보를 위해서 400~900 ℃의 온도 범위헤서 소결이 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가열 박막 코팅(TL1)을 구성하는 각 구성들의 페이스트 코팅액은 상술한 바와 같다.
제1 및 제2 가열 박막 코팅(TL1, TL2)은 워킹 코일에 의해 유도 가열될 수 있는 두께로 이루어지는바, 이에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.
또한 제1 및 제2 가열 박막 코팅(TL1, TL2) 각각의 직경(즉, 크기)은 상판부(15)의 직경보다 작을 수 있다.
이어서, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 단열재(35), 차폐판(45), 지지부재(50), 냉각팬(55)을 더 포함할 수 있다.
참고로, 제1 워킹 코일(WC1)의 주변에 배치되는 구성 요소와 제2 워킹 코일(도 1의 WC2)의 주변에 배치되는 구성 요소는 동일한바, 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 제1 워킹 코일(WC1)을 중심으로 주변 구성 요소(제1 가열 박막 코팅(TL1), 단열재(35), 차폐판(45), 지지부재(50), 냉각팬(55))를 설명하도록 한다.
단열재(35)는 제1 가열 박막 코팅(TL1)과 제1 워킹 코일(WC1) 사이에 구비될 수 있다.
이러한 단열재(35)는 제1 워킹 코일(WC1)의 구동에 의해 제1 가열 박막 코팅(TL1) 또는 피가열 물체(HO)가 가열되면서 발생된 열이 제1 워킹 코일(WC1)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.
즉, 제1 워킹 코일(WC1)의 전자기 유도에 의해 제1 가열 박막 코팅(TL1) 또는 피가열 물체(HO)가 가열되면, 제1 가열 박막 코팅(TL1) 또는 피가열 물체(HO)의 열이 상판부(15)로 전달되고, 상판부(15)의 열이 다시 제1 워킹 코일(WC1)로 전달되어 제1 워킹 코일(WC1)이 손상될 수 있다.
단열재(35)는 이와 같이, 제1 워킹 코일(WC1)로 전달되는 열을 차단함으로써, 제1 워킹 코일(WC1)이 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있고, 나아가 제1 워킹 코일(WC1)의 가열 성능이 저하되는 것도 방지할 수 있다.
참고로, 필수적인 구성 요소는 아니지만, 스페이서(미도시)가 제1 워킹 코일(WC1)과 단열재(35) 사이에 설치될 수도 있다.
구체적으로, 스페이서는 제1 워킹 코일(WC1)과 단열재(35)가 직접 접촉하지 않도록 제1 워킹 코일(WC1)과 단열재(35) 사이에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 스페이서는 제1 워킹 코일(WC1)의 구동에 의해 제1 가열 박막 코팅(TL1) 또는 피가열 물체(HO)가 가열되면서 발생된 열이 단열재(35)를 통해 제1 워킹 코일(WC1)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.
상기 스페이서가 단열재(35)의 역할을 일부 분담할 수 있기 때문에 단열재(35)의 두께를 최소화할 수 있고, 이를 통해 피가열 물체(HO)와 제1 워킹 코일(WC1) 사이의 간격을 최소화할 수 있다.
또한 상기 스페이서는 복수개가 구비될 수 있고, 복수개의 스페이서는 제1 워킹 코일(WC1)과 단열재(35) 사이에 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 후술하는 냉각팬(55)에 의해 케이스(25) 내부로 흡입된 공기는 스페이서에 의해 제1 워킹 코일(WC1)로 안내될 수 있다.
즉, 상기 스페이서는 냉각팬(55)에 의해 케이스(25) 내부로 유입된 공기가 제1 워킹 코일(WC1)로 적절하게 전달될 수 있도록 안내함으로써 제1 워킹 코일(WC1)의 냉각 효율을 개선할 수 있다.
차폐판(45)은 제1 워킹 코일(WC1)의 하면에 장착되어 제1 워킹 코일(WC1)의 구동시 하방으로 발생되는 자기장을 차단할 수 있다.
구체적으로, 차폐판(45)은 제1 워킹 코일(WC1)의 구동시 하방으로 발생되는 자기장을 차단할 수 있고, 지지부재(50)에 의해 상방으로 지지될 수 있다.
지지부재(50)는 차폐판(45)의 하면과 케이스(25)의 하면 사이에 설치되어 차폐판(45)을 상방으로 지지할 수 있다.
구체적으로, 지지부재(50)는 차폐판(45)을 상방으로 지지함으로써, 제1 워킹 코일(WC1), 단열재(35), 제1 가열 박막 코팅(TL1)을 상방으로 간접적으로 지지할 수 있고, 이를 통해, 제1 워킹 코일(WC1)과 피가열 물체(HO) 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있다.
참고로, 지지부재(50)는 예를 들어, 차폐판(45)을 상방으로 지지하기 위한 탄성체(예를 들어, 스프링)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 지지부재(50)는 필수적인 구성요소가 아닌바, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)에서 생략될 수 있다.
냉각팬(55)은 제1 워킹 코일(WC1)을 냉각하기 위해 케이스(25) 내부에 설치될 수 있다.
구체적으로, 냉각팬(55)은 전술한 제어 모듈에 의해 구동이 제어될 수 있고, 케이스(25)의 측벽에 설치될 수 있다. 물론, 냉각팬(55)은 케이스(25)의 측벽이 아닌 다른 위치에 설치될 수도 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, 냉각팬(55)이 케이스(25)의 측벽에 설치되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
또한 냉각팬(55)은 도 2에 도시된 바와 같이, 케이스(25) 외부의 공기를 흡입하여 제1 워킹 코일(WC1)로 전달하거나 케이스(25) 내부의 공기(특히, 열기)를 흡입하여 케이스(25) 외부로 배출할 수 있다.
이를 통해, 케이스(25) 내부의 구성 요소들(특히, 제1 워킹 코일(WC1))의 효율적인 냉각이 가능하다.
또한 전술한 바와 같이, 냉각팬(55)에 의해 제1 워킹 코일(WC1)로 전달된 케이스(25) 외부의 공기는 스페이서에 의해 제1 워킹 코일(WC1)로 안내될 수 있다. 이에 따라, 제1 워킹 코일(WC1)에 대한 직접적이고 효율적인 냉각이 가능해져 제1 워킹 코일(WC1)의 내구성 개선(즉, 열 손상 방지에 따른 내구성 개선)이 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 전술한 특징 및 구성을 가질 수 있다. 이하에서는, 도 5 내지 도 8을 참조하여, 전술한 가열 모듈의 특징 및 구성을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
참고로, 도 5 및 도 6에 도시된 각 구성요소들의 두께는 설명의 편의를 위해 개략적으로 표현한 것으로, 실제 축척과 무관하고, 각 구성요소들 간 상대적 두께 차이 역시 실제와 무관하다.
도 5 및 도 6은 박막의 두께와 스킨 뎁스(skin depth) 간 관계를 설명하는 도면들이다. 도 7 및 도 8은 피가열 물체의 종류에 따른 박막과 피가열 물체 간 임피던스 변화를 설명하는 도면들이다.
참고로, 제1 가열 박막 코팅(TL1)과 제2 가열 박막 코팅(TL2)은 동일한 기술적 특징을 가진다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 제1 가열 박막 코팅(TL1)을 예로 들어, 설명하도록 한다.
제1 가열 박막 코팅(TL1)의 특징을 살펴보면 다음과 같다.
제1 가열 박막 코팅(TL1)은 낮은 비투자율(relative permeability)을 가진 재질로 이루어질 수 있으며, 구체적인 재질은 상술한 바와 같다.
구체적으로, 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 비투자율은 낮고, 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 스킨 뎁스는 깊을 수 있다. 여기에서, 스킨 뎁스는 재질 표면으로부터의 전류 침투 깊이를 의미하고, 비투자율은 스킨 뎁스(skin depth)와 반비례 관계일 수 있다. 이에 따라, 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 비투자율이 낮을수록 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 스킨 뎁스는 깊어지는 것이다.
또한, 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 스킨 뎁스(skin depth)는 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 두께보다 깊을 수 있다. 즉, 제1 가열 박막 코팅(TL1)은 얇은 두께를 가지고, 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 스킨 뎁스는 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 두께보다 깊기 때문에, 제1 워킹 코일(WC1)에 의해 발생된 자기장이 제1 가열 박막 코팅(TL1)을 통과하여 피가열 물체(HO)까지 전달됨으로써 피가열 물체(HO)에 와전류가 유도될 수 있는 것이다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 스킨 뎁스가 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 두께보다 얕은 경우, 제1 워킹 코일(WC1)에 의해 발생된 자기장이 피가열 물체(HO)까지 도달하기 어렵다는 것을 알 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예와 같이(즉, 도 6에 도시된 바와 같이), 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 스킨 뎁스가 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 두께보다 깊은 경우, 제1 워킹 코일(WC1)에 의해 발생된 자기장이 피가열 물체(HO)로 대부분 전달된다는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는, 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 스킨 뎁스가 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 두께보다 깊은바, 제1 워킹 코일(WC1)에 의해 발생된 자기장이 제1 가열 박막 코팅(TL1)을 통과하여 피가열 물체(HO)에서 대부분 소진되고, 이를 통해, 피가열 물체(HO)가 주로 가열될 수 있는 것이다.
한편, 제1 가열 박막 코팅(TL1)은 전술한 바와 같이 얇은 두께를 가지는바, 제1 워킹 코일(WC1)에 의해 가열될 수 있는 저항값을 가질 수 있다.
구체적으로, 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 두께는 제1 가열 모듈(HM1)의 저항값(즉, 표면 저항값)과 반비례 관계일 수 있다. 즉, 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 두께가 얇을수록 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 저항값(즉, 표면 저항)이 커진다.
이와 같은 특징을 가지는 제1 가열 박막 코팅(TL1)은 비자성체를 가열하기 위해 존재하는바, 제1 가열 박막 코팅(TL1)과 피가열 물체(HO) 간 임피던스 특성은 상판부(15)의 상면에 배치되는 피가열 물체(HO)가 자성체인지 또는 비자성체인지에 따라 변화될 수 있다.
먼저, 피가열 물체가 자성체인 경우를 설명하자면 다음과 같다.
도 4 및 도 7을 참조하면, 자성을 띄는 피가열 물체(HO)가 상판부(15)의 상면에 배치되고, 제1 워킹 코일(WC1)이 구동되는 경우, 자성을 띄는 피가열 물체(HO)의 저항 성분(R1) 및 인덕터 성분(L1)은 제1 가열 모듈(HM1)의 저항 성분(R2) 및 인덕터 성분(L2)과 등가회로를 형성할 수 있다.
이 경우, 등가회로에서 자성을 띄는 피가열 물체의 임피던스(impedance)(즉, R1과 L1으로 구성된 임피던스)는 제1 가열 박막 코팅(TL1)의 임피던스(즉, R2와 L2로 구성된 임피던스)보다 작을 수 있다.
이에 따라, 전술한 등가회로가 형성되는 경우, 자성을 띄는 피가열 물체(HO)로 인가된 와전류(I1)의 크기는 제1 박막(TL1)으로 인가된 와전류(I2)의 크기보다 클 수 있다. 보다 구체적으로, 대부분의 와전류가 피가열 물체(HO)로 인가되어 피가열 물체(HO)가 가열될 수 있다.
즉, 피가열 물체(HO)가 자성체인 경우, 전술한 등가회로가 형성되어 대부분의 와전류가 피가열 물체(HO)로 인가되는바, 제1 워킹 코일(WC1)은 피가열 물체(HO)를 직접 가열할 수 있다.
물론, 제1 가열 박막 코팅(TL1)에도 일부 와전류가 인가되어 제1 가열 박막 코팅(TL1)이 약간 가열될 수 있어, 피가열 물체(HO)는 제1 가열 박막 코팅(TL1)에 의해 간접적으로 약간 가열될 수 있다. 다만, 제1 워킹 코일(WC1)에 의해 피가열 물체(HO)가 직접 가열되는 정도와 비교하였을 때, 제1 가열 박막 코팅(TL1)에 의해 피가열 물체(HO)가 간접적으로 가열되는 정도는 유의미하다고 할 수 없다.
반면에 피가열 물체가 비자성체인 경우를 설명하자면 다음과 같다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)가 상판부(15)의 상면에 배치되고, 제1 워킹 코일(WC1)이 구동되는 경우, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)에는 임피던스가 존재하지 않고, 제1 가열 박막 코팅(TL1)에는 임피던스가 존재할 수 있다. 즉, 제1 가열 박막 코팅(TL1)에만 저항 성분(R) 및 인덕터 성분(L)이 존재할 수 있다.
이에 따라, 제1 가열 박막 코팅(TL1)에만 와전류(I)가 인가되고, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)에는 와전류가 인가되지 않을 수 있다. 보다 구체적으로, 와전류(I)가 제1 가열 박막 코팅(TL1)에만 인가되어 제1 가열 박막 코팅(TL1)이 가열될 수 있다.
즉, 피가열 물체(HO)가 비자성체인 경우, 전술한 바와 같이, 와전류(I)가 제1 가열 박막 코팅(TL1)로 인가되어 제1 가열 박막 코팅(TL1)이 가열되고, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)는 제1 워킹 코일(WC1)에 의해 가열된 제1 가열 박막 코팅(TL1)에 의해 간접적으로 가열될 수 있다.
참고로, 상판부(15)의 보호 온도는 상판부 제조사 또는 쿡탑 제조사에서 미리 설정할 수 있다. 즉, 상판부 제조사가 온도별 상판부 수명시간에 관한 정보를 쿡탑 제조사에 전달하면, 쿡탑 제조사는 쿡탑 사용시간이 감안된 제품 수명시간을 산출하여 상판부(15)의 보호 온도를 설정할 수 있다.
또한 온도 센서는 상판부(15)의 일 영역에 장착되어 상판부(15)의 온도 변화를 감지하고, 감지된 온도 정보를 전술한 제어 모듈로 제공할 수 있다.
정리하자면, 피가열 물체(HO)가 자성체인지 또는 비자성체인지 여부와 상관없이 제1 워킹 코일(WC1)이라는 하나의 열원에 의해 피가열 물체(HO)가 직간접적으로 가열될 수 있다. 즉, 피가열 물체(HO)가 자성체인 경우, 제1 워킹 코일(WC1)이 직접 피가열 물체(HO)를 가열하고, 피가열 물체(HO)가 비자성체인 경우, 제1 워킹 코일(WC1)에 의해 가열된 제1 가열 박막 코팅(TL1)이 피가열 물체(HO)를 간접적으로 가열할 수 있는 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 자성체와 비자성체 모두를 가열할 수 있는바, 피가열 물체의 배치 위치 및 종류에 상관없이 해당 피가열 물체를 가열할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 피가열 물체가 자성체인지 비자성체인지 여부를 파악할 필요 없이 상판부 상의 임의의 가열 영역에 피가열 물체를 올려놓아도 되는바, 사용 편의성이 개선될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 동일 열원으로 피가열 물체를 직간접적으로 가열할 수 있는바, 별도의 가열판 또는 라디언트 히터를 구비할 필요가 없다. 이에 따라, 가열 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 재료비를 절감할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하는 도면이다. 도 10은 도 9에 도시된 유도 가열 방식의 쿡탑의 케이스 내부에 구비된 구성요소를 설명하는 도면이다. 도 11은 도 9에 도시된 유도 가열 방식의 쿡탑에 피가열 물체가 배치된 모습을 설명하는 도면이다.
참고로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(2)은 도 1의 유도 가열 방식의 쿡탑(1)과 일부 구성 요소 및 효과를 제외하고는 동일한바, 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(2)은 도 1의 유도 가열 방식의 쿡탑(1)과 달리, 존프리(ZONE FREE) 방식의 쿡탑일 수 있다.
구체적으로, 유도 가열 방식의 쿡탑(2)은 케이스(25), 커버 플레이트(20), 복수개의 가열 박막 코팅(TLG), 단열재(35), 복수개의 워킹 코일(WCG), 차폐판(45), 지지부재(50), 냉각팬(미도시), 스페이서(미도시), 제어 모듈(미도시)을 포함할 수 있다.
여기에서, 복수개의 가열 박막 코팅(TLG)과 복수개의 워킹 코일(WCG)은 세로 방향으로 서로 오버랩될 수 있고, 각각이 일대일 대응되도록 배치될 수 있다.
물론, 복수개의 가열 박막 코팅(TLG)과 복수개의 워킹 코일(WCG)이 1대1 대응이 아닌 다(多)대1 대응 또는 1대다(多) 대응일 수도 있으나, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 다른 실시예에서는, 복수개의 가열 박막 코팅(TLG)과 복수개의 워킹 코일(WCG)이 일대일 대응되도록 배치되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
유도 가열 방식의 쿡탑(2)은 복수개의 가열 박막 코팅(TLG)과 복수개의 워킹 코일(WCG)을 포함하는 존프리 방식의 쿡탑이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 쿡탑(2)은 하나의 피가열 물체(HO)를 복수개의 워킹 코일(WCG) 중 일부 또는 전부로 동시에 가열하거나 복수개의 가열 박막 코팅(TLG) 중 일부 또는 전부로 동시에 가열할 수 있다. 물론, 복수개의 워킹 코일(WCG) 중 일부 또는 전부 및 복수개의 가열 박막 코팅(TLG) 중 일부 또는 전부 둘다를 이용하여 피가열 물체(HO)를 가열할 수도 있다.
따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 복수개의 워킹 코일(도 8의 WCG) 및 복수개의 가열 박막 코팅(TLG)이 존재하는 영역(예를 들어, 상판부(15) 영역) 내에서는 피가열 물체(HO1, HO2)의 크기, 위치, 종류에 상관없이 피가열 물체(HO1, HO2)의 가열이 가능하다.
<실시예>
이하, 실시예의 실험을 통해서 쿡탑에 구비된 가열층의 내구성을 평가하였다.
1. 실시예
상술한 전도성 필러, 내열 안정성 필러, 바인더 수지, 용제 및 무기계 소재를 이용한 가열층이 구비된 쿡탑을 준비하였다.
이 때, 상기 내열 안정성 필러의 종류만 아래 표 1과 같이 변경하여, 실시예 1 내지 13을 준비하였다.
2. 실험예
실시예 1 내지 13에 대해 크랙 평가 실험을 실시하였다.
상술한 가열층을 기재에 500 x 500 mm의 크기, 20 ㎛의 두께로 형성시킨 후, 비자성 용기를 1000회 반복 가열하고 이후 박막의 표면 상태를 확인하였다.
크랙(%)은 SEM을 이용한 표면 이미지를 통해 평가한다.
실시예 내열 안정성 필러 크랙 평가(%)
1 TiO2 5
2 SiO2 5
3 Al2O3 5
4 코디어라이트 5
5 스포듀민 4
6 도석 3
7 페탈라이트 4
8 활석 3
9 유크립타이트 2
10 유크립타이트+ SiO2 3
11 유크립타이트+ 도석 2
12 유크립타이트+ 페탈라이트 2
13 유크립타이트+ 활석 0
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
[부호의 설명]
20: 커버 플레이트 25: 케이스
TL1, TL2: 제1 및 제2 가열 박막 코팅
WC1, WC2: 제1 및 제2 워킹 코일
35: 단열재 45: 차폐판
50: 지지부재 55: 냉각팬

Claims (27)

  1. 케이스;
    상기 케이스의 상단에 결합되고, 상면에 피가열 물체가 배치되는 상판부가 구비된 커버 플레이트;
    상기 피가열 물체를 가열하기 위해 상기 케이스 내부에 구비된 워킹 코일;
    상기 워킹 코일의 상부에 구비된 단열재; 및
    상기 상판부의 어느 일면 또는 상기 단열재의 어느 일면에 구비되며, 접착층 및 가열층이 순차적으로 적층된 적층 구조를 갖는 가열 박막 코팅;을 포함하고,
    상기 가열층은
    전도성 필러 및 내열 안정성 필러를 포함하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열층은
    가열층 페이스트 코팅액이 코팅되어 형성되는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가열층 페이스트 코팅액은
    상기 전도성 필러 40~90 중량%,
    상기 내열 안정성 필러 0.1~15 중량%
    바인더 수지 1~30 중량%,
    용제 1~30 중량% 및
    무기계 소재 0.1~5 중량%를 포함하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내열 안정성 필러는
    TiO2, SiO2, Al2O3, 코디어라이트, 페탈라이트, 도석, 스포듀민, 활석 및 유크립타이트 가운데 1종 이상을 포함하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내열 안정성 필러는
    유크립타이트 및
    도석, 페탈라이트 및 활석 가운데 1종 이상을 포함하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가열 박막 코팅은
    상기 가열층의 일면에 적층된 보호층;을 더 포함하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가열 박막 코팅은 페이스트 코팅에 의해 형성되고,
    그라비어 인쇄, 스프레이 인쇄 및 스크린 인쇄 가운데 하나의 방법으로 코팅되어 형성되는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가열층은
    단일층 또는 복수의 층으로 구성되는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은
    무기계 소재 및 금속산화물 가운데 1종 이상을 포함하는 접착층 페이스트 코팅액이 코팅되어 형성되는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접착층 페이스트 코팅액은
    상기 무기계 소재 및 금속산화물 가운데 1종 이상 60~85 중량%,
    바인더 수지 5~25 중량%,
    용제 5~25 중량% 및
    무기 필러 0.5~5 중량%를 포함하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 보호층은
    무기계 소재 및 금속산화물 가운데 1종 이상을 포함하는 보호층 페이스트 코팅액이 코팅되어 형성되는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 보호층 페이스트 코팅액은
    상기 무기계 소재 및 금속산화물 가운데 1종 이상 60~85 중량%,
    바인더 수지 5~25 중량%,
    용제 5~25 중량% 및
    무기 필러 0.5~5 중량%를 포함하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 접착층의 두께는 0.01 ㎛ ~ 10 ㎛인
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 가열층의 두께는 1 ㎛ ~ 60 ㎛인
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 보호층의 두께는 1 ㎛ ~ 60 ㎛인
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 가열 박막 코팅의 스킨 뎁스는 상기 가열 모듈의 두께보다 깊은
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 가열 박막 코팅은 상기 워킹 코일에 의해 가열될 수 있는 저항값을 가지는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 가열 박막 코팅의 직경은 상기 상판부의 직경보다 작은
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  19. 제1항에 있어서,
    자성을 띄는 피가열 물체가 상기 상판부의 상면에 배치되고, 상기 워킹 코일이 구동되는 경우,
    상기 자성을 띄는 피가열 물체의 저항 성분 및 인덕터 성분은 상기 가열 박막 코팅의 저항 성분 및 인덕터 성분과 등가회로를 형성하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 등가회로에서 상기 자성을 띄는 피가열 물체의 임피던스(impedance)는 상기 가열 박막 코팅의 임피던스보다 작은
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 자성을 띄는 피가열 물체로 인가된 와전류의 크기는 상기 가열 박막 코팅으로 인가된 와전류의 크기보다 큰
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  22. 제1항에 있어서,
    자성을 띄지 않는 피가열 물체가 상기 상판부의 상면에 배치되고, 상기 워킹 코일이 구동되는 경우,
    상기 가열 박막 코팅에는 임피던스가 존재하고, 상기 자성을 띄지 않는 피가열 물체에는 임피던스가 비존재하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 가열 박막 코팅에는 와전류가 인가되고, 상기 자성을 띄지 않는 피가열 물체에는 와전류가 비인가되는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  24. 제1항에 있어서,
    자성을 띄는 피가열 물체가 상기 상판부의 상면에 배치되는 경우, 상기 자성을 띄는 피가열 물체는 상기 워킹 코일에 의해 직접 가열되고,
    자성을 띄지 않는 피가열 물체가 상기 상판부의 상면에 배치되는 경우, 상기 자성을 띄지 않는 피가열 물체는 상기 워킹 코일에 의해 가열된 상기 가열 박막 코팅에 의해 가열되는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 워킹 코일의 하면에 장착되어 상기 워킹 코일의 구동시 하방으로 발생되는 자기장을 차단하는 차폐판;
    상기 차폐판의 하면과 상기 케이스의 하면 사이에 설치되어 상기 차폐판을 상방으로 지지하는 지지부재; 및
    상기 워킹 코일을 냉각하기 위해 상기 케이스 내부에 설치되는 냉각팬을 더 포함하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 차폐판을 상방으로 지지하기 위한 탄성체를 포함하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 냉각팬은 상기 케이스 외부의 공기를 흡입하여 상기 워킹 코일로 전달하거나 상기 케이스 내부의 공기를 흡입하여 상기 케이스 외부로 배출하고,
    상기 단열재는 상기 워킹 코일의 구동에 의해 상기 피가열 물체 또는 상기 가열 박막 코팅이 가열되면서 발생된 열이 상기 워킹 코일로 전달되는 것을 차단하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
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