KR20210105690A - 유도 가열 방식의 쿡탑 - Google Patents

Abstract

본 개시는 유도 가열 방식의 쿡탑에 관한 것으로, 케이스, 케이스의 상단에 결합되고, 상면에 피가열 물체가 배치되는 상판부가 구비된 커버 플레이트, 케이스 내부에 구비되는 워킹 코일, 상판부에 코팅되는 박막, 박막에서 워킹 코일로의 열 전달을 차단하는 단열재, 박막의 온도를 감지하는 온도 센서를 포함하며, 단열재에는 온도 센서가 박막의 온도를 감지하기 위한 적어도 하나의 센싱홀이 형성될 수 있다.

Description

유도 가열 방식의 쿡탑{INDUCTION HEATING TYPE COOKTOP}

본 개시는 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 위한 방법의 일 예로, 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, 가열판이 정해진 온도 이상으로 가열되지 않기 때문에 가열 효율이 떨어질 뿐만 아니라 피가열 물체에 수납된 재료를 가열하는 데 필요한 시간이 기존보다 크게 늘어난다는 문제가 있었다.

다른 예로, 일본 등록특허공보 제0644191호(2006.11.10)를 참조하면, 저 투자율인 재료로 이루어진 피가열물이 가열되도록 전기 도체가 설치되는 방식이 개시되어 있다.

그러나, 해당 방식의 경우, 전기 도체의 두께가 전기 도체의 스킨 뎁스 보다 크게 형성되기 때문에 코일에 의해 발생한 자기장은 피가열물에 도달하지 못하므로, 자성을 띄는 피가열물은 직접 유도 가열되지 못하기 때문에 가열 효율이 현저하게 저하되는 문제가 있다.

이에 따라, 유도 가열 방식의 쿡탑이 가지는 한계를 극복할 수 있는 새로운 기술 개발의 필요성이 커지고 있다.

나아가 이러한 종래 기술에서의 유도 가열 방식의 쿡탑에서 구현되는 가열 방식은, 가열판 및 전기 도체가 일정 온도 이상으로 가열되지 않도록 구현되거나, 용기가 직접 유도 가열되는 방식으로만 구현되어왔기 때문에 그 특성 상 임의의 온도 이상(예를 들면 300℃ 이상)으로 피가열 물체를 가열할 필요가 없었다.

한편, 상술한 문제를 개선하기 위해, 일정 온도 이상(예를 들면 약 600℃ 이상)으로 가열되는 박막이 상판부에 구비될 경우, 박막에서 발생한 고온의 열이 피가열 물체가 올려지는 상판부, 워킹 코일 등과 같은 쿡탑 내 다른 부품으로 전달될 수 있고, 이러한 열을 전달받은 부품은 오작동하거나, 손상되는 문제가 발생할 수 있다.

특히, 이러한 고온의 열로 인한 상판부의 파손 위험을 줄이기 위해서는 상판부에 설치되는 박막의 온도 모니터링이 요구되는데, 상술한 일본 등록특허공보 제0644191호(2006.11.10)의 장치는 상판부의 온도를 감지하는 온도 센서 및 전기 도체의 내주부 온도를 감지하는 온도 감지부만을 제시하고 있다. 즉, 종래의 장치들은 약 600℃에 가깝게 가열되는 박막의 온도를 직접 감지하지 못하는 문제가 있다.

게다가, 이러한 고온의 열로 인해, 상판부 주변에 온도 센서가 설치될 경우에는 온도 센서의 파손 위험이 증가하고, 상판부의 아래에는 박막에서 발생한 열이 워킹 코일 등으로 전달되는 것을 최소화하기 위한 단열재가 구비되기 때문에 온도 센서가 추가로 배치될 공간이 부족한 문제가 있다.

상술한 바와 같은 자성체와 비자성체를 모두 가열 가능한 종래의 장치들은 가열판 및 전기 도체가 일정 온도 이상으로 가열되지 않으므로, 이러한 부품의 온도를 감지하는 센서를 제시하지 못하는 문제점이 있다.

본 개시의 목적은 상술한 종래의 장치들의 문제점을 해결할 수 있는 유도 가열 방식의 쿡탑을 제공하는 것이다.

본 개시의 목적은 상판부가 파손되지 않도록 상판부에 코팅되는 박막의 온도를 감지하는 온도 센서를 구비하는 유도 가열 방식의 쿡탑을 제공하고자 한다.

본 개시의 목적은 박막의 온도를 감지하는 온도 센서가 추가로 구비되나, 이로 인한 제품의 부피 증가를 최소화한 유도 가열 방식의 쿡탑을 제공하고자 한다.

본 개시의 목적은 박막의 온도를 감지하는 온도 센서가 안전하게 장착되는 유도 가열 방식의 쿡탑을 제공하고자 한다.

본 개시에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 상판부에 코팅되는 박막의 온도를 감지하는 박막 온도 센서를 구비함으로써, 박막의 온도를 모니터링할 수 있다.

또한, 본 개시에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 박막 온도 센서가 단열재 아래에 구비되며, 단열재에는 온도 감지를 위한 센싱홀이 형성됨으로써, 박막 온도 센서가 보다 안전하게 설치될 수 있다.

또한, 본 개시에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 박막 온도 센서가 브라켓에 형성된 센서홀에 장착될 수 있다.

본 개시에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 박막 온도 센서를 통해 박막의 온도를 모니터링함으로써, 박막에서의 온도 상승으로 인한 상판부의 파손 가능성을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 개시에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 박막 온도 센서가 단열재의 아래에 배치되므로, 박막에서 발생한 열로 인한 박막 온도 센서의 측정 오류의 발생을 최소화 및 파손 가능성을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 개시에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 박막 온도 센서가 브라켓에 형성된 센서홀에 장착될 수 있고, 이 경우 제품의 부피 증가를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

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

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑이 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 커버 플레이트의 하면이 도시된 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 커버 플레이트와 케이스 내부에 구비된 워킹 코일 및 페라이트와 피가열 물체가 도시된 단면도이다.
도 4 및 도 5는 피가열 물체의 종류에 따른 박막과 피가열 물체 간 임피던스 변화를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑의 분해도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에서 커버 플레이트가 분리된 모습이 도시된 도면이다.
도 8은 도 7에서 단열재가 분리된 모습이 도시된 도면이다.
도 9는 도 8에서 워킹 코일 모듈이 분리된 모습이 도시된 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에서 에어 가이드가 케이스에서 분리된 모습이 도시된 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에서 인버터부 냉각팬에 의해 송풍되는 공기의 흐름이 도시된 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에 설치되는 인버터부의 일 예가 도시된 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에 구비되는 브라켓이 도시된 도면이다.
도 14는 도 13에 도시된 브라켓이 워킹 코일 모듈에 장착된 모습이 도시된 도면이다.
도 15는 단열재가 도 14에 도시된 브라켓에 장착된 모습이 도시된 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에 구비되는 워킹 코일 서포터가 도시된 도면이다.
도 17 및 도 18은 브라켓에 형성된 냉각 유로가 도시된 단면도이다.
도 19는 본 개시에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에 구비된 박막 온도 센서가 제1 실시 예에 따라 설치된 모습이 도시된 예시 도면이다.
도 20은 도 19에 도시된 박막 온도 센서의 와이어가 배치된 모습의 일 예가 도시된 도면이다.
도 21 및 도 22는 도 19에 도시된 박막 온도 센서의 와이어가 배치된 모습의 다른 예가 도시된 도면이다.
도 23은 본 개시에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에 구비된 박막 온도 센서가 제2 실시 예에 따라 설치된 모습이 도시된 예시 도면이다.
도 24는 본 개시에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에 구비된 박막 온도 센서가 제3 실시 예에 따라 설치된 모습이 도시된 예시 도면이다.
도 25는 도 23 및 도 24에 도시된 박막 온도 센서의 수직방향 단면도가 도시된 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

이하에서는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하도록 한다.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑이 도시된 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 커버 플레이트의 하면이 도시된 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 커버 플레이트와 케이스 내부에 구비된 워킹 코일 및 페라이트와 피가열 물체가 도시된 단면도이다.

본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 케이스(2), 커버 플레이트(3), 워킹 코일(WC) 및 박막(TL)을 포함할 수 있다.

케이스(2)는 커버 플레이트(3)와 결합될 수 있다.

케이스(2)에는 워킹 코일(WC)이 설치될 수 있다. 케이스(2)에는 워킹 코일(WC) 외에 다른 구성 요소들(예를 들어, 교류 전력을 제공하며, 제공된 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, 워킹 코일을 턴온 또는 턴오프하는 릴레이 또는 반도체 스위치 등)이 더 설치되어 있으나, 이에 대해서는 후술하기로 한다.

커버 플레이트(3)는 케이스(2)의 상부에 배치될 수 있다. 커버 플레이트(3)는 케이스(2)의 상부를 덮을 수 있다.

커버 플레이트(3)는 피가열 물체(HO)가 올려지는 상판부(4) 및 케이스(2)와 결합되는 결합부(5)를 포함할 수 있다.

커버 플레이트(3)에는 박막(TL)이 형성될 수 있다. 박막(TL)은 커버 플레이트(3) 중 상판부(4)에 형성될 수 있다. 상판부(4)에는 피가열 물체(HO)가 올려지는 상면(4a)과 상면(4a)의 반대면인 하면(4b)이 형성되고, 박막(TL)은 상면(4a)과 하면(4b) 중 어느 하나에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 박막(TL)은 상판부(4)의 하면(4b)에 형성될 수 있고, 이하 박막(TL)은 상판부(4)의 하면(4b)에 형성되는 것으로 가정한다.

예를 들어, 상판부(4)는 유리 소재(예를 들어, 세라믹 글래스(ceramics glass))로 구성될 수 있다.

또한, 상판부(4)에는 사용자로부터 입력을 제공받아 입력 인터페이스용 제어 모듈(60, 도 6 참고)로 해당 입력을 전달하는 입력 인터페이스(미도시)가 구비될 수 있다. 물론, 입력 인터페이스(미도시)는 상판부(4)가 아닌 다른 위치에 구비될 수도 있다.

참고로, 입력 인터페이스(미도시)는 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 인터페이스(미도시)에는 예를 들어, 전원 버튼, 잠금 버튼, 파워 레벨 조절 버튼(+, -), 타이머 조절 버튼(+, -), 충전 모드 버튼 등이 구비될 수 있다. 그리고, 입력 인터페이스(미도시)는 입력 인터페이스용 제어 모듈(60)에 사용자로부터 제공받은 입력을 전달하고, 입력 인터페이스용 제어 모듈(60)은 전술한 제어 모듈(즉, 인버터용 제어 모듈)로 상기 입력을 전달할 수 있다. 또한 전술한 제어 모듈은 입력 인터페이스용 제어 모듈(60)로부터 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(4)에는 워킹 코일(WC)의 구동 여부 및 가열 세기(즉, 화력)가 화구 모양으로 시각적으로 표시될 수 있다. 이러한 화구 모양은 케이스(2) 내에 구비된 복수개의 발광 소자(예를 들어, LED)로 구성된 인디케이터(41)(42)(43)에 의해 표시될 수 있다.

워킹 코일(WC)은 피가열 물체(HO)를 가열하기 위해 케이스(2) 내부에 설치될 수 있다.

구체적으로, 워킹 코일(WC)은 전술한 제어 모듈(미도시)에 의해 구동이 제어될 수 있으며, 피가열 물체(HO)가 상판부(4) 위에 배치된 경우, 제어 모듈에 의해 구동될 수 있다.

또한, 워킹 코일(WC)은 자성을 띄는 피가열 물체(즉, 자성체)를 직접 가열할 수 있고, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(즉, 비자성체)를 후술하는 박막(TL)을 통해 간접적으로 가열할 수 있다.

그리고, 워킹 코일(WC)은 유도 가열 방식에 의해 피가열 물체(HO)를 가열할 수 있고, 박막(TL)과 세로 방향(즉, 수직 방향 또는 상하 방향)으로 오버랩되도록 구비될 수 있다.

박막(TL)은 피가열 물체(HO) 중 비자성체를 가열하기 위해 상판부(4)에 코팅될 수 있다.

유도 가열 방식의 쿡탑(1)에는 적어도 하나의 화구가 마련될 수 있고, 상판부(4) 중 화구에 대응하는 영역에 박막(TL)이 코팅될 수 있다. 유도 가열 방식의 쿡탑(1)에 복수개의 화구가 마련된 경우 복수개의 화구 중 일부에만 박막(TL)이 코팅될 수도 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 예시를 참조하면, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)에 3개의 화구(F1)(F2)(F3)가 마련되고, 3개의 화구(F1)(F2)(F3) 중 제1 화구(F1)에만 박막(TL)이 코팅될 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 3개의 화구(F1)(F2)(F3)에 모두 박막(TL)이 코팅되거나, 3개의 화구(F1)(F2)(F3) 중 2개의 화구에만 박막(TL)이 코팅될 수도 있다.

박막(TL)은 상판부(4)의 상면(4a) 또는 하면(4b)에 코팅될 수 있고, 워킹 코일(WC)과 세로 방향(즉, 수직 방향 또는 상하 방향)으로 오버랩되도록 구비될 수 있다. 이에 따라, 피가열 물체(HO)의 배치 위치 및 종류에 상관없이 해당 피가열 물체(HO)에 대한 가열이 가능하다.

이하, 박막(TL)은 상판부(4)의 하면(4b)에 코팅된 것으로 기재하였으나, 이는 설명의 편의를 위해 가정한 것에 불과하다. 즉, 박막(TL)은 상판부(4)은 상면(4a)에 코팅될 수도 있다.

또한, 박막(TL)은 자성 및 비자성 중 적어도 하나의 특성(즉, 자성, 비자성, 또는 자성과 비자성 둘다)을 갖출 수 있다.

그리고, 박막(TL)은 예를 들어, 전도성 물질(예를 들어, 알루미늄)으로 이루어질 수 있고, 도면에 도시된 바와 같이, 서로 다른 직경의 복수개의 링이 반복되는 형상으로 상판부(4)의 하면(4b)에 코팅될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 박막(TL)은 전도성 물질이 아닌 다른 재질로 이루어질 수도 있고, 다른 형상으로 상판부(4)에 코팅될 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 본 개시의 일 실시 예에서는, 박막(TL)이 전도성 물질로 이루어지고, 서로 다른 직경의 복수개의 링이 반복되는 형상으로 상판부(4)에 코팅되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

참고로, 도 2에는 1개의 박막(TL)이 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 복수개의 박막이 코팅될 수도 있으나, 설명의 편의를 위해 본 개시의 일 실시 예에서는, 1개의 박막(TL)이 코팅되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

박막(TL)에 대한 보다 구체적인 내용은 후술하도록 한다.

이어서, 도 3를 참조하면, 케이스(2) 내부에는 단열재(10), 워킹 코일(WC), 페라이트(211) 등이 구비될 수 있다.

단열재(10)는 상판부(4)와 워킹 코일(WC) 사이에 구비될 수 있다. 즉, 단열재(10)는 상판부(4)의 하면(4b)과 워킹 코일(WC) 사이에 구비될 수 있다.

단열재(10)는 커버 플레이트(3), 즉 상판부(4)의 하부에 배치될 수 있고, 그 아래에는 워킹 코일(WC)이 배치될 수 있다.

단열재(10)는 워킹 코일(WC)의 구동에 의해 박막(TL) 또는 피가열 물체(HO)가 가열되면서 발생된 열이 워킹 코일(WC)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.

구체적으로, 워킹 코일(WC)의 전자기 유도에 의해 박막(TL) 또는 피가열 물체(HO)가 가열되면, 박막(TL) 또는 피가열 물체(HO)의 열이 상판부(4)로 전달되고, 상판부(4)의 열이 다시 워킹 코일(WC)로 전달될 경우 워킹 코일(WC)이 손상될 수 있다.

단열재(10)는 이와 같이 워킹 코일(WC)로 전달되는 열을 차단함으로써, 워킹 코일(WC)이 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있고, 나아가 워킹 코일(WC)의 가열 성능이 저하되는 것도 방지할 수 있다.

한편, 단열재(10)와 워킹 코일(WC) 사이에는 브라켓(100, 도 6 참고)이 설치될 수도 있다. 즉, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 단열재(10)와 워킹 코일(WC) 사이에 설치되는 브라켓(100)을 더 포함할 수도 있다.

브라켓(100)은 워킹 코일(WC)이 단열재(10)와 직접 접촉하지 않도록 단열재(10)와 워킹 코일(WC) 사이에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 브라켓(100)은 워킹 코일(WC)의 구동에 의해 박막(TL) 또는 피가열 물체(HO)가 가열되면서 발생된 열이 단열재(10)를 통해 워킹 코일(WC)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.

즉, 브라켓(100)이 단열재(10)의 역할을 일부 분담할 수 있는 바, 단열재(10)의 두께를 최소화할 수 있고, 이를 통해 피가열 물체(HO)와 워킹 코일(WC) 사이의 간격을 최소화할 수 있다.

또한, 브라켓(100)은 복수개의 부재로 구현될 수도 있고, 복수개의 부재로 구현된 브라켓(100)은 워킹 코일(WC)과 단열재(10) 사이에 서로 이격되도록 배치될 수 있다.

또한, 브라켓(100)은 후술하는 워킹 코일 냉각팬(90, 도 6 참고)이 송풍한 공기가 워킹 코일(WC)을 지나도록 안내할 수 있다. 즉, 브라켓(100)은 워킹 코일 냉각팬(90)이 송풍한 공기가 워킹 코일(WC)을 지나도록 안내함으로써, 워킹 코일(WC)의 냉각 효율을 개선할 수 있다.

유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 페라이트(211)를 더 포함할 수 있고, 페라이트(211)는 워킹 코일(WC)의 아래에 장착될 수 있다. 페라이트(211)는 워킹 코일(WC)의 구동시 하방으로 발생되는 자기장을 차단할 수 있다.

워킹 코일(WC)과 페라이트(211) 등은 후술하는 워킹 코일 서포터(210, 도 6 참고)에 장착될 수 있다. 즉, 워킹 코일 서포터(210)는 워킹 코일(WC)과 페라이트(211) 등을 지지할 수 있다.

워킹 코일 서포터(210)는 베이스 플레이트(200, 도 6 참고)에 장착될 수 있다. 베이스 플레이트(200)는 케이스(2)의 하면에 지지되며, 워킹 코일(WC) 및 페라이트(211) 등을 지지할 수 있다. 베이스 플레이트(200)는 워킹 코일(WC) 및 페라이트(211) 등을 지지함으로써, 단열재(10)를 상판부(4)에 밀착시킬 수 있다. 그 결과, 워킹 코일(WC)과 피가열 물체(HO) 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있다.

다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여, 박막(TL)의 특징 및 구성을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 4 및 도 5는 피가열 물체의 종류에 따른 박막과 피가열 물체 간 임피던스 변화를 설명하는 도면이다.

박막(TL)은 낮은 비투자율(relative permeability)을 가진 재질로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 박막(TL)의 비투자율이 낮은바, 박막(TL)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, 박막(TL)의 비투자율이 낮을수록 박막(TL)의 스킨 뎁스는 깊어지는 것이다.

또한, 박막(TL)의 스킨 뎁스는 박막(TL)의 두께 보다 깊을 수 있다. 즉, 박막(TL)은 얇은 두께(예를 들어, 0.1um~1,000um 두께)를 가지고, 박막(TL)의 스킨 뎁스는 박막(TL)의 두께보다 깊은 바, 워킹 코일(WC)에 의해 발생된 자기장이 박막(TL)을 통과하여 피가열 물체(HO)까지 전달됨으로써 피가열 물체(HO)에 와전류가 유도될 수 있는 것이다.

즉, 박막(TL)의 스킨 뎁스가 박막(TL)의 두께 보다 얕은 경우에는, 워킹 코일(WC)에 의해 발생된 자기장이 피가열 물체(HO)에 도달하기 어려울 수 있다.

그러나, 박막(TL)의 스킨 뎁스가 박막(TL)의 두께 보다 깊은 경우에는 워킹 코일(WC)에 의해 발생된 자기장이 피가열 물체(HO)에 도달할 수 있다. 즉, 본 개시의 일 실시 예에서는 박막(TL)의 스킨 뎁스가 박막(TL)의 두께 보다 깊은 바, 워킹 코일(WC)에 의해 발생된 자기장이 박막(TL)을 통과하여 피가열 물체(HO)에 대부분 전달되어 소진되고, 이를 통해, 피가열 물체(HO)가 주로 가열될 수 있다.

한편, 박막(TL)은 전술한 바와 같이 얇은 두께를 가지는 바, 워킹 코일(WC)에 의해 가열될 수 있는 저항값을 가질 수 있다.

구체적으로, 박막(TL)의 두께는 박막(TL)의 저항값(즉, 표면 저항값)과 반비례 관계일 수 있다. 즉, 상판부(4)에 코팅되는 박막(TL)의 두께가 얇을수록 박막(TL)의 저항값(즉, 표면 저항값)이 커지는 바, 박막(TL)은 상판부(4)에 얇게 코팅됨으로써 가열 가능한 부하로 특성 변화될 수 있다.

참고로, 박막(TL)은 예를 들어, 0.1um 내지 1,000um 사이의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 특징을 가지는 박막(TL)은 비자성체를 가열하기 위해 존재하는 바, 박막(TL)과 피가열 물체(HO) 간 임피던스 특성은 상판부(4)의 상면(4a)에 배치되는 피가열 물체(HO)가 자성체인지 또는 비자성체인지에 따라 변화될 수 있다.

먼저, 피가열 물체(HO)가 자성체인 경우를 설명하면 다음과 같다.

자성의 띄는 피가열 물체(HO)가 상판부(4)의 상면(4a)에 배치되고, 워킹 코일(WC)이 구동되는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 자성을 띄는 피가열 물체(HO)의 저항 성분(R1) 및 인덕터 성분(L1)이 박막(TL)의 저항 성분(R2) 및 인덕터 성분(L2)과 등가회로를 형성할 수 있다.

이 경우, 등가회로에서 자성을 띄는 피가열 물체(HO)의 임피던스(impedance)(즉, R1과 L1으로 구성된 임피던스)는 박막(TL)의 임피던스(즉, R2와 L2)로 구성된 임피던스) 보다 작을 수 있다.

이에 따라, 전술한 바와 같은 등가회로가 형성되는 경우, 자성을 띄는 피가열 물체(HO)로 인가된 와전류(I1)의 크기는 박막(TL)으로 인가된 와전류(I2)의 크기 보다 클 수 있다. 이에 따라, 워킹 코일(WC)에 의해 발생한 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 인가되는 바, 워킹 코일(WC)은 피가열 물체(HO)를 직접 가열할 수 있다.

물론, 박막(TL)에도 일부 와전류가 인가되어 박막(TL)이 약간 가열되는 바, 피가열 물체(HO)는 박막(TL)에 의해 간접적으로 약간 가열될 수 있다. 다만, 워킹 코일(WC)에 의해 피가열 물체(HO)가 직접 가열되는 정도와 비교하였을 때, 박막(TL)에 의해 피가열 물체(HO)가 간접적으로 가열되는 정도는 유의미하다고 할 수 없다.

다음으로, 피가열 물체가 비자성체인 경우를 설명하면 다음과 같다.

자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)가 상판부(4)의 상면(4a)에 배치되고, 워킹 코일(WC)이 구동되는 경우, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)에는 임피던스가 존재하지 않고, 박막(TL)에는 임피던스가 존재할 수 있다. 즉, 박막(TL)에만 저항 성분(R) 및 인덕터 성분(L)이 존재할 수 있다.

따라서, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)가 상판부(4)의 상면(4a)에 배치되고, 워킹 코일(WC)이 구동되는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 박막(TL)의 저항 성분(R) 및 인덕터 성분(L)이 등가회로를 형성할 수 있다.

이에 따라, 박막(TL)에만 와전류(I)가 인가되고, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)에는 와전류가 인가되지 않을 수 있다. 보다 구체적으로, 워킹 코일(WC)에 의해 발생한 와전류(I)가 박막(TL)에만 인가되어, 박막(TL)이 가열될 수 있다.

즉, 피가열 물체(HO)가 비자성체인 경우, 전술한 바와 같이, 와전류(I)가 박막(TL)으로 인가되어 박막(TL)이 가열되는 바, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)는 워킹 코일(WC)에 의해 가열된 박막(TL)에 의해 간접적으로 가열될 수 있다.

정리하자면, 피가열 물체(HO)가 자성체인지 또는 비자성체인지 여부와 상관없이 워킹 코일(WC)이라는 하나의 열원에 의해 피가열 물체(HO)가 직간접적으로 가열될 수 있다. 즉, 피가열 물체(HO)가 자성체인 경우, 워킹 코일(WC)이 직접 피가열 물체(HO)를 가열하고, 피가열 물체(HO)가 비자성체인 경우, 워킹 코일(WC)에 의해 가열된 박막(TL)이 피가열 물체(HO)를 간접적으로 가열할 수 있는 것이다.

전술한 바와 같이, 본 개시의 일 실시 예에 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(4) 상의 임의의 가열 영역에 피가열 물체를 올려놓아도 되는바, 사용 편의성이 개선될 수 있다.

또한, 본 개시의 일 실시 예에 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.

한편, 박막(TL)에서 발생한 열은 상판부(4)로 전달될 뿐만 아니라 박막(TL) 아래로 전달될 수 있다. 그리고, 박막(TL) 또는 피가열 물체(HO)에서 상판부(4)로 전달된 열 또한 상판부(4)의 아래로 전달될 수 있다. 즉, 박막(TL) 또는 피가열 물체(HO)에서 발생한 열은 피가열 물체(HO)를 가열할 뿐만 아니라, 박막(TL) 및 상판부(4)의 아래에 배치된 부품들을 가열하게 될 수도 있다. 특히, 박막(TL)에서 발생한 열이 워킹 코일(WC)을 가열할 수도 있고, 이 경우 워킹 코일(WC)은 손상되거나, 가열 성능이 저하될 수 있다.

구체적으로, 워킹 코일(WC)의 절연층은 내열 온도가 약 200℃ 이하일 수 있다. 이 경우, 워킹 코일(WC)이 200℃ 이상의 열에 노출되면 절연층이 파괴되고, 이에 따라 합성 등에 의한 화재가 발생하는 등의 문제가 발생할 수 있다. 그런데, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)가 박막(TL)에 의해 가열되도록 하기 위해서, 박막(TL)은 약 600℃ 이상으로 가열될 수 있고, 이 경우 워킹 코일(WC)의 내열 온도(예를 들어, 약 200℃)는 박막(TL)의 가열 온도(예를 들어, 약 600℃) 보다 현저히 낮으므로, 박막(TL)에서 발생한 열이 워킹 코일(WC)을 손상시키는 문제를 야기할 수 있다.

뿐만 아니라, 박막(TL)에서 발생한 열은 인버터부(70) 등과 같이 열에 취약한 다른 부품들도 손상시킬 수 있다.

따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 박막(TL)에서 발생한 열이 워킹 코일(WC), 인버터부(70) 등의 부품을 손상시키는 문제를 최소화하는 방안이 요구된다.

이를 위해, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 워킹 코일 냉각팬(90)을 더 포함할 수 있고, 워킹 코일 냉각팬(90)을 통해 유입된 공기를 이용하여 박막(TL)에서 발생한 열을 냉각시킴으로써, 유도 가열 방식의 쿡탑(1) 내부의 부품 손상을 최소화할 수 있다.

도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑의 분해도이고, 도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에서 커버 플레이트가 분리된 모습이 도시된 도면이고, 도 8은 도 7에서 단열재가 분리된 모습이 도시된 도면이고, 도 9는 도 8에서 워킹 코일 모듈이 분리된 모습이 도시된 도면이다.

본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 케이스(2), 커버 플레이트(3), 전원 모듈(50), 입력 인터페이스용 제어 모듈(60), 인버터부(70), 워킹 코일(WC1)(WC2)(WC3) 및 박막(TL) 등 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.

케이스(2)의 내부에는 전원 모듈(50), 입력 인터페이스용 제어 모듈(60), 인버터부(70) 및 워킹 코일(WC1)(WC2)(WC3) 등이 수용될 수 있다. 이 밖에도, 케이스(2)의 내부에는 제어 모듈(미도시), 인버터부 냉각팬(81) 등 유도 가열 방식의 쿡탑(1) 구동에 필요한 다양한 모듈 및 장치 등이 수용될 수 있다.

케이스(2)의 측면에는 케이스(2) 내부의 열이 외부로 배기되는 슬릿(2a)이 적어도 하나 형성될 수 있다. 즉, 케이스(2)의 내부에 구비된 각종 모듈 및 장치 등이 구동되면서 발생한 열은 슬릿(2a)을 통해 케이스(2)의 외부로 배기될 수 있다.

커버 플레이트(3)는 케이스(2)를 덮을 수 있다. 커브 플레이트(3)에는 상술한 바와 같이 박막(TL)이 코팅될 수 있다.

전원 모듈(50)은 교류 전력을 제공하는 전원부와, 제공된 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 정류부를 포함할 수 있다.

입력 인터페이스용 제어 모듈(60)은 입력 인터페이스(미도시)를 통한 입력에 따라 유도 가열 방식의 쿡탑(1)이 동작하도록 제어 모듈(미도시)로 입력을 전달할 수 있다.

인버터부(70)는 정류부에 의해 정류된 직류 전력을 스위칭 동작을 통해 공진 전류로 변환하여 워킹 코일(WC)에 제공할 수 있다. 인버터부(70)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 이루어진 스위칭 소자와 브릿지 다이오드(BD, Bridge Diode) 등이 집적된 인버터 PCB를 구비할 수 있다.

제어 모듈(미도시)은 유도 가열 방식의 쿡탑(1) 내 각종 모듈 및 장치의 동작을 제어할 수 있다. 제어 모듈(미도시)은 인버터부(70)를 제어할 수 있다. 경우에 따라, 제어 모듈(미도시)는 인버터부(70)를 포함할 수 있다.

워킹 코일(WC)은 인버터부(70)에 구비된 스위칭 소자의 구동에 의해 전류가 흐를 수 있고, 전류가 흐름에 따라 자기장을 발생시킬 수 있다.

워킹 코일(WC)의 수는 유도 가열 방식의 쿡탑(1)에 형성되는 화구의 수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)이 3개의 워킹 코일(WC1)(WC2)(WC3)을 구비하는 경우 3개의 화구(F1)(F2)(F3)가 형성될 수 있다.

화구는 워킹 코일(WC)에 의해 열이 제공되는 영역을 의미할 수 있다. 피가열 물체(HO)는 화구에 놓일 수 있다. 화구는 워킹 코일(WC) 중 적어도 일부와 수직 방향으로 이격되는 영역일 수 있다. 도 6에서는 3개의 워킹 코일(WC1)(WC2)(WC3)에 의해 3개의 화구가 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 워킹 코일(WC)의 개수는 예시적인 것에 불과하다. 즉, 본 개시는 한 개 이상의 워킹 코일(WC)을 포함하는 유도 가열 방식의 쿡탑(1)을 모두 포함할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 유도 가열 방식의 쿡탑(1)이 3개의 워킹 코일(WC1)(WC2)(WC3)을 포함하고, 3개의 화구가 형성되는 것으로 가정한다.

박막(TL)은 전술한 바와 같이 상판부(4)의 상면(4a) 또는 하면(4b)에 형성될 수 있다. 박막(TL)은 화구에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)에 3개의 화구(F1)(F2)(F3)가 형성된 경우, 3개의 화구 각각에 박막(TL)이 형성되거나, 3개의 화구 중 일부에만 박막(TL)이 형성될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 3개의 화구(F1)(F2)(F3) 중 1개의 화구에만 박막(TL)이 코팅된 것으로 가정한다. 특히, 제1 화구(F1)에만 박막(TL)이 코팅되고, 제2 화구(F2)와 제3 화구(F3)에는 박막(TL)이 코팅되지 않은 것으로 가정한다. 즉, 상판부(4) 중 제1 워킹 코일(WC1)에 대응하는 영역에만 박막(TL)이 코팅되고, 제2 및 제3 워킹 코일(WC2)(WC3)에 대응하는 영역에는 박막(TL)이 형성되지 않은 것으로 가정하나, 이는 예시적인 것에 불과하므로, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.

유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 단열재(10)(20)를 더 포함할 수 있다.

단열재(10)(20)는 워킹 코일(WC)과 화구 사이에 배치될 수 있다. 단열재(10)(20)는 상판부(4)의 아래에 배치될 수 있다.

한편, 실시 예에 따라, 박막(TL)이 코팅되지 않은 화구 아래에는 단열재(20)가 생략될 수도 있다. 즉, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 박막(TL) 아래에 배치되는 단열재(10)만을 포함할 수도 있다.

단열재(10)(20)는 상판부(4)와 워킹 코일(WC) 사이에 배치될 수 있다. 단열재(20)는 워킹 코일(WC2)(WC3) 위에 직접 배치될 수 있고, 이 경우 단열재(20)는 상판부(4) 또는 박막(TL) 중 적어도 하나의 열이 워킹 코일(WC2)(WC3)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.

또한, 단열재(10)는 워킹 코일(WC1) 위에 배치된 브라켓(100) 상에 배치될 수 있고, 이 경우 단열재(10)와 브라켓(100) 각각이 상판부(4) 또는 박막(TL) 중 적어도 하나의 열이 워킹 코일(WC1)로 전달되는 것을 차단할 수 있고, 이에 따라 열 차단 효과가 증가할 수 있다. 이 때, 브라켓(100)은 단열재(10)를 고정시키는 고정 부재일 수 있다. 즉, 브라켓(100)은 단열재 장착부로 기능할 수도 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 단열재(10)는 제1 센싱홀(11)과 제2 센싱홀(12)이 형성될 수 있다. 제1 센싱홀(11)은 상판부(4)의 온도를 감지하는 온도 센서(400)가 배치되는 홀이고, 제2 센싱홀(12)은 박막(TL)의 온도를 감지하는 온도 센서(300)가 배치되는 홀일 수 있다.

제1 센싱홀(11)은 박막(TL)이 형성되지 않은 상판부(4) 영역과 수직방향으로 오버랩되고, 제2 센싱홀(12)은 박막(TL)과 수직방향으로 오버랩될 수 있다.

유도 가열 방식의 쿡탑(1)이 브라켓(100)을 더 포함할 경우, 브라켓(100)에는 제1 센싱홀(11)과 수직방향으로 오버랩되는 제1 센서홀(h1)이 형성되고, 제2 센싱홀(12)과 수직방향으로 오버랩되는 제2 센서홀(h2)이 형성될 수 있다.

브라켓(100)은 단열재(10)와 워킹 코일(WC1) 사이에 배치될 수 있다. 브라켓(100)은 박막(TL)을 가열하는 워킹 코일(WC1)의 상부에 배치될 수 있다.

브라켓(100)은 워킹 코일(WC1)과 단열재(10)가 직접 접촉하지 않도록 단열재(10)와 워킹 코일(WC1) 사이에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 브라켓(100)은 워킹 코일(WC1)의 구동에 의해 박막(TL) 또는 피가열 물체(HO)가 가열되면서 발생된 열이 단열재(10)를 통해 워킹 코일(WC1)로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 즉, 브라켓(100)이 단열재(10)의 역할을 일부 분담할 수 있는 바, 단열재(10)의 두께를 최소화할 수 있고, 이를 통해 피가열 물체(HO)와 워킹 코일(WC1) 사이의 간격을 최소화할 수 있다.

또한, 브라켓(100)에는 워킹 코일(WC1)을 냉각시키기 위한 냉각 유로의 적어도 일부가 형성될 수 있다.

냉각 유로는 워킹 코일 냉각팬(90)에서 송풍된 공기가 워킹 코일(WC1)을 지나 배기되는 공기 통로일 수 있다. 브라켓(100)은 워킹 코일 냉각팬(90)에 의해 케이스(1) 내부로 유입된 공기가 워킹 코일(WC1)을 지나도록 안내함으로써, 워킹 코일(WC1)의 냉각 효율을 개선할 수 있다. 브라켓(100)에 형성된 냉각 유로에 대해서는 도 16 내지 도 18에서 자세히 설명하기로 한다.

브라켓(100)은 워킹 코일 서포터(210) 또는 베이스 플레이트(200) 중 적어도 하나에 지지될 수 있다. 즉, 브라켓(100)은 워킹 코일 모듈에 장착될 수 있다.

워킹 코일 모듈은 워킹 코일(WC1)(WC2)(WC3) 및 워킹 코일(WC1)(WC2)(WC3)을 지지하는 부재들을 의미할 수 있다. 예를 들어, 워킹 코일 모듈은 워킹 코일(WC1)(WC2)(WC3), 워킹 코일(WC1)(WC2)(WC3)이 감기는 워킹 코일 서포터(210)(32)(33), 워킹 코일 서포터(210)(32)(33)를 지지하는 베이스 플레이트(200)(30)를 포함할 수 있다.

워킹 코일(WC1)(WC2)(WC3)은 워킹 코일 서포터(210)(32)(33)에 감길 수 있다. 제1 워킹 코일(WC1)은 제1 워킹 코일 서포터(210)에 감기고, 제2 워킹 코일(WC2)은 제2 워킹 코일 서포터(32)에 감기고, 제3 워킹 코일(WC3)은 제3 워킹 코일 서포터(33)에 감길 수 있다.

워킹 코일 서포터(210)(32)(33)는 워킹 코일(WC1)이 감기는 부재일 수 있다. 워킹 코일 서포터(210)(32)(33)는 워킹 코일(WC1)(WC2)(WC3)을 지지할 수 있다. 워킹 코일 서포터(210)(32)(33)에는 페라이트가 배치될 수도 있다. 워킹 코일 서포터(210)(32)(33)는 베이스 플레이트(200)(30)에 장착될 수 있다.

베이스 플레이트(200)(30)는 워킹 코일 서포터(210), 워킹 코일(WC1)(WC2)(WC3) 등을 지지하는 부재일 수 있다. 베이스 플레이트(200)(30)에는 인디케이터(41)(42)(43) 등이 더 배치될 수도 있다.

브라켓(100)과 워킹 코일 서포터(210) 각각에는 체결부(101)(201)가 형성될 수 있고, 볼트 등과 같은 체결 부재(미도시)가 체결부(101)(201)를 관통하여 베이스 플레이트(200)에 고정됨에 따라 브라켓(100)과 워킹 코일 서포터(210)는 베이스 플레이트(200)에 장착될 수 있다.

베이스 플레이트(200)는 적어도 하나의 지지 부재(200a)에 의해 지지될 수 있다. 지지 부재(200a)는 베이스 플레이트(200)를 지지하는 기둥일 수 있다. 지지 부재(200a)는 베이스 플레이트(200)와 바텀 플레이트(6) 사이에 배치됨으로써, 베이트 플레이트(200)와 바텀 플레이트(6)를 이격시킬 수 있다. 지지 부재(200a)에 의해 베이스 플레이트(200)와 바텀 플레이트(6) 사이에는 워킹 코일 냉각팬(90)이 설치되는 공간이 형성될 수 있다.

워킹 코일 냉각팬(90)은 베이스 플레이트(200)의 아래에 설치될 수 있다. 워킹 코일 냉각팬(90)은 베이스 플레이트(200)와 바텀 플레이트(6) 사이에 배치될 수 있다.

바텀 플레이트(6)는 케이스(2)의 바닥면을 형성할 수 있다. 바텀 플레이트(6)에는 개구부(6c, 도 18 참고)가 형성될 수 있다. 바텀 플레이트(6)에는 개구부(6c) 뿐만 아니라 공기 흡입구(6a, 도 11 참고) 및 공기 토출구(6b, 도 10 및 도 11 참고)가 더 형성될 수도 있다.

개구부(6c)는 바텀 플레이트(6) 중 워킹 코일 냉각팬(90)의 아래에 형성될 수 있다. 워킹 코일 냉각팬(90)은 개구부(6c)를 통해 케이스(2) 외부의 공기를 흡입하고, 흡입한 공기를 브라켓(100)에 형성된 냉각 유로로 송풍할 수 있다. 구체적으로, 워킹 코일 냉각팬(90)에 의해 송풍된 공기는 베이스 플레이트(200)에 형성된 베이스 홀(202, 도 17 참고)을 지나 워킹 코일 서포터(210)의 에어 공간(212, 도 17)로 유입된 후 브라켓(100)에 형성된 냉각 유로로 송풍될 수 있다. 이에 따라, 워킹 코일 냉각팬(90)에 의해 송풍된 공기에 의해 워킹 코일(WC1)이 냉각될 수 있다. 즉, 박막(TL)에서 발생한 고열로 인한 워킹 코일(WC1)의 손상을 최소화할 수 있다.

이를 위해, 높이방향으로 워킹 코일 냉각팬(90), 베이스 플레이트(200), 워킹 코일 서포터(210), 브라켓(100) 순으로 배치될 수 있다.

한편, 인버터부(70)는 다른 부품들과 비교할 때 열에 취약한 부품인 바, 박막(TL)과 수직방향으로 오버랩되지 않게 배치될 수 있고, 이에 따라 인버터부(70)는 제1 워킹 코일(WC1)이 장착된 워킹 코일 모듈과 수직방향으로 오버랩되지 않게 배치될 수 있다.

한편, 제1 워킹 코일(WC1)이 장착된 워킹 코일 모듈이 차지하는 부피로 인하여, 케이스(2)에는 인버터부의 배치 공간이 협소할 수 있다. 특히, 인버터부 주변에는 인버터부 자체에서 발생하는 열을 냉각시키기 위한 인버터부 냉각팬 등이 배치되어야 하는 점에서, 케이스(2)의 부피 증가를 최소화하면서 케이스(2) 내에 인버터부, 인버터부 냉각팬 등이 안전하게 배치될 공간이 마련되어야 한다. 따라서, 인버터부는 제1 내지 제3 워킹 코일(WC1)(WC2)(WC3) 각각마다 별개로 구비되지 않고, 통합 인버터부로서 하나의 인버터부(70)로 구비될 수 있다. 이와 같이, 하나의 인버터부(70)가 제1 내지 제3 워킹 코일(WC1)(WC2)(WC3)에 전류가 인가되도록 스위칭 동작을 할 경우, 인버터부(70)에서는 특히 많은 열이 발생할 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 워킹 코일(WC1)(WC2)(WC3) 각각에 대응하는 인버터부가 개별적으로 구비될 때 보다 통합 인버터부는 잦은 스위칭 동작으로 인해 과열될 가능성이 높다. 따라서, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)이 통합 인버터부를 구비할 경우, 인버터부에서 발생한 열을 보다 빠르게 냉각하기 위한 구조가 필요할 수 있다.

도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에서 에어 가이드가 케이스에서 분리된 모습이 도시된 도면이고, 도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에서 인버터부 냉각팬에 의해 송풍되는 공기의 흐름이 도시된 도면이고, 도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에 설치되는 인버터부의 일 예가 도시된 도면이다.

본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 인버터부 냉각팬(81), 에어 가이드(83) 및 히트 싱크(85) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

인버터부 냉각팬(81)은 인버터부(70)를 냉각시키기 위한 팬으로, 인버터부(70)를 향해 공기를 송풍할 수 있다.

인버터부 냉각팬(81)은 케이스(2) 외부의 공기를 흡입하고, 흡입한 공기가 인버터부(70) 중 적어도 일부를 지나도록 송풍할 수 있다.

케이스(2)에는 공기 흡입구(6a)가 형성될 수 있고, 공기 흡입구(6a)는 케이스(2) 외부의 공기가 케이스(2) 내부로 흡입되는 구멍일 수 있다. 예를 들어, 공기 흡입구(6a)는 케이스(2)의 바닥면, 즉 바텀 플레이트(6)에 형성될 수 있다. 공기 흡입구(6a)는 인버터부 냉각팬(81)과 수직방향으로 오버랩되는 위치에 형성될 수 있다.

인버터부 냉각팬(81)에 의해 공기 흡입구(6a)를 통과한 공기는 에어 가이드(83)로 안내될 수 있다. 에어 가이드(83)의 입구는 공기 흡입구(6a)와 연통될 수 있다.

그리고, 에어 가이드(83)는 인버터부(70)를 통과한 공기를 케이스(2)의 외부로 안내할 수 있다. 에어 가이드(83)의 출구는 케이스(2)에 형성된 공기 토출구(6b)와 연통될 수 있다.

공기 토출구(6b)는 케이스(2)의 측면(7) 또는 케이스(2)의 바텀 플레이트(6)에 형성될 수 있다. 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 일반적으로 벽에 밀착되어 설치되는 바, 공기 토출구(6b)가 케이스(2)의 측면(7)에 형성된 경우 공기 토출구(6b)를 통과한 공기 중 적어도 일부는 벽에 부딪혀 다시 케이스(2)의 내부로 유입될 수 있다. 그러나, 도 10에 도시된 바와 같이, 공기 토출구(6b)가 바텀 플레이트(6), 즉 케이스(2)의 바닥면에 형성된 경우 공기 토출구(6b)로 토출된 공기는 케이스(2)의 아래에서 사방으로 퍼지기 때문에 공기 토출구(6b)를 통과한 공기가 케이스(2)의 내부로 다시 유입되는 경우가 최소화될 수 있다. 공기 토출구(6b)로 토출되는 공기는 에어 가이드(83)를 지나면서 인버터부(70)에 의해 다소 온도가 높아진 공기일 수 있고, 이와 같이 온도가 다소 높아진 공기가 케이스(2)의 내부로 재 유입되는 경우를 최소화함으로써, 케이스(2)의 내부 온도가 상승하는 경우를 최소화할 수 있다.

에어 가이드(83)는 인버터부(70) 상에 배치될 수 있다. 에어 가이드(83)는 인버터부(70)를 통과하는 공기의 통로를 형성할 수 있다. 이와 같이, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)이 에어 가이드(83)를 포함할 경우, 에어 가이드(83)에 의해 인버터부(70)를 지나는 공기는 집중되어 보다 빠르게 흐르기 때문에 인버터부(70)의 냉각 효율이 향상될 수 있다.

그리고, 일 실시 예에 따르면, 에어 가이드(83)는 인버터부(70) 중 브릿지 다이오드(73a)(74a) 및 IGBT(73b)(74b)가 배치된 영역에 공기 통로가 형성되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 인버터부 냉각팬(81)에 의해 송풍된 공기는 에어 가이드(83)를 지나면서 브릿지 다이오드(73a)(74a) 또는 IGBT(73b)(74b) 중 적어도 하나에서 발생한 뜨거운 열을 집중적으로 냉각시킬 수 있다. 이와 같이, 브릿지 다이오드(73a)(74a) 또는 IGBT(73b)(74b) 중 적어도 하나가 내부에 배치되도록 에어 가이드(83)가 설치될 경우, 인버터부(70)의 주요 발열 소자인 브릿지 다이오드(73a)(74a) 또는 IGBT(73b)(74b)에서 발생한 열이 보다 빠르게 케이스(2)의 외부로 토출되기 때문에 브릿지 다이오드(73a)(74a) 및 IGBT(73b)(74b)이 과열되어 파손되는 경우를 최소화할 수 있다.

즉, 에어 가이드(83)는 인버터부(70), 특히 특히 브릿지 다이오드(73a)(74a) 또는 IGBT(73b)(74b) 중 적어도 하나에서 발생한 열을 집중적으로 냉각시킬 수 있다.

그리고, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 히트 싱크(85)를 더 포함할 수 있다. 히트 싱크(85)는 인버터부(70) 상에 설치될 수 있다.

히트 싱크(85)는 인버터부(70) 중 브릿지 다이오드(73a)(74a) 및 IGBT(73b)(74b)와 인접하게 설치될 수 있다. 히트 싱크(85)는 브릿지 다이오드(73a)(74a) 및 IGBT(73b)(74b)와 접촉되게 설치될 수 있다.

히트 싱크(85)는 에어 가이드(85)의 내부에 설치될 수 있다. 특히, 히트 싱크(85)는 에어 가이드(85)가 형성한 공기 통로 상에 설치될 수 있다.

에어 가이드(85)가 형성한 공기 통로에는 히트 싱크(85), 브릿지 다이오드(73a)(74a) 및 IGBT(73b)(74b)가 배치될 수 있다.

히트 싱크(85)는 브릿지 다이오드(73a)(74a) 또는 IGBT(73b)(74b) 중 적어도 하나에서 발생한 열을 흡수할 수 있고, 이를 통해 브릿지 다이오드(73a)(74a) 및 IGBT(73b)(74b)에서 발생한 열은 보다 빠르게 냉각될 수 있다.

이와 같이, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)이 에어 가이드(85) 내부에 배치되는 히트 싱크(85)를 더 포함할 경우에는, 히트 싱크(85)를 포함하지 않은 경우 보다 브릿지 다이오드(73a)(74a) 또는 IGBT(73b)(74b) 중 적어도 하나에서 발생한 열을 더 빠르게 냉각시킬 수 있다.

그리고, 브릿지 다이오드(73a)(74a) 또는 IGBT(73b)(74b)는 인버터부(70) 중 에어 가이드(83)가 형성한 공기 통로 상에 배치될 수 있다. 특히, 브릿지 다이오드(73a)(74a) 또는 IGBT(73b)(74b)는 히트 싱크(85)와 접촉되는 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 브릿지 다이오드(73a)(74a) 또는 IGBT(73b)(74b) 중 적어도 하나에서 발생한 열의 냉각 속도가 더 빨라질 수 있다.

게다가, 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이, 브릿지 다이오드(73a)(74a)는 IGBT(73b)(74b) 보다 에어 가이드(83)의 입구와 가깝게 배치될 수 있다.

구체적으로, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 제1 워킹 코일(WC1)에 대응하는 제1 브릿지 다이오드(73a) 및 제1 IGBT(73b)를 포함하고, 제2 및 제3 워킹 코일(WC2)(WC3)에 대응하는 제2 브릿지 다이오드(74a) 및 제2 IGBT(74b)를 포함하고, 제1 브릿지 다이오드(73a) 및 제1 IGBT(73b)의 구동에 의해 제1 워킹 코일(WC1)에 전류가 공급되고, 제2 브릿지 다이오드(74a) 및 제2 IGBT(75b)의 구동에 의해 제2 워킹 코일(WC2) 또는 제3 워킹 코일(WC3)에 전류가 공급될 수 있다.

이 경우, 제1 브릿지 다이오드(73a)는 제1 IGBT(73b) 보다 에어 가이드(83)의 입구에 가깝게 배치되고, 제2 브릿지 다이오드(74a)는 제2 IGBT(74b) 보다 에어 가이드(83)의 입구에 가깝게 배치될 수 있다. 이에 따라, IGBT(73b)(74b) 보다 발생하는 열이 많은 브릿지 다이오드(73a)(74a)에서 발생하는 열을 빠르게 냉각시킬 수 있는 이점이 있다.

그리고, 제2 워킹 코일(WC2)의 출력과 제3 워킹 코일(WC3)의 출력은 제1 워킹 코일(WC1)의 출력 보다 작은 경우, 제1 브릿지 다이오드(73a) 및 제1 IGBT(73b)는 제2 브릿지 다이오드(74a) 및 제2 IGBT(75b) 보다 에어 가이드(83)의 입구에 가깝게 배치될 수 있다. 이에 따라, 출력 크기에 의해, 제2 및 제3 워킹 코일(WC2)(WC3)에 대응하는 제2 브릿지 다이오드(74a) 및 제2 IGBT(74b) 보다 제1 워킹 코일(WC1)에 대응하는 제1 브릿지 다이오드(73a) 및 제1 IGBT(73b)에서 많이 발생하는 열을 보다 빠르게 냉각시킬 수 있는 이점이 있다.

이와 같이, 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 박막(TL)과 박막(TL)에 의한 열을 냉각시키기 위한 워킹 코일 냉각팬(90)을 더 포함함에도 불구하고, 케이스(2)의 부피를 거의 증가시키지 않으면서, 워킹 코일(WC) 및 인버터부(70) 등의 부품을 안정적으로 냉각시킬 수 있는 이점이 있다.

한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)에는 워킹 코일(WC1)이 보다 빠르게 냉각되도록, 워킹 코일 냉각팬(90)에서 송풍된 공기가 지나는 냉각 유로가 형성될 수도 있다.

본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 워킹 코일 냉각팬(90)에서 송풍된 공기가 워킹 코일(WC1)을 지나 배기되는 냉각 유로가 형성된 부재를 더 포함할 수 있다.

도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에 구비되는 브라켓이 도시된 도면이고, 도 14는 도 13에 도시된 브라켓이 워킹 코일 모듈에 장착된 모습이 도시된 도면이고, 도 15는 단열재가 도 14에 도시된 브라켓에 장착된 모습이 도시된 도면이다.

브라켓(100)은 유도 가열 모듈에 장착될 수 있다. 브라켓(100)은 워킹 코일 냉각팬(90)에서 송풍된 공기가 지나는 냉각 유로를 형성하는 동시에, 단열재 장착부 또는 온도 센서 장착부 등으로 기능할 수 있다.

브라켓(100)은 이너 부재(111), 미들 부재(113) 및 아우터 부재(115)로 형성되고, 이너 부재(111)와 미들 부재(113) 사이에는 이너 브릿지(112)가 형성되고, 미들 부재(113)와 아우터 부재(115) 사이에는 아우터 브릿지(114)가 형성될 수 있다.

이너 부재(111)에는 제1 센서홀(h1)이 형성될 수 있다. 제1 센서홀(h1)은 상판부(4)의 온도를 감지하는 센서가 지나는 홀일 수 있다. 미들 부재(113)에는 적어도 하나의 제2 센서홀(h2)이 형성될 수 있다. 제2 센서홀(h2)은 박막(TL)의 온도를 감지하는 센서의 장착 공간일 수 있다. 이 경우, 브라켓(100)은 온도 센서 장착부로 기능할 수 있다.

아우터 부재(115)는 브라켓(100)의 외둘레를 형성할 수 있다. 아우터 부재(115)의 외측으로는 체결부(101)가 형성되고, 아우터 부재(115)의 하측으로는 지지부(103)가 형성되고, 아우터 부재(115)의 상측으로는 가이드부(105)가 형성될 수 있다.

체결부(101)는 베이스 플레이트(200)에 장착될 수 있다. 체결부(101)는 볼트, 너트 등의 체결 부재(미도시)를 통해 베이스 플레이트(200)에 장착될 수 있다.

지지부(103)는 베이스 플레이트(200)에 지지될 수 있다. 지지부(103)는 하단이 베이스 플레이트(200)에 접촉되며, 브라켓(100)을 지지할 수 있다.

가이드부(105)는 단열재(10)의 장착 위치를 가이드할 수 있다. 가이드부(105)는 아우터 부재(115)를 따라 상측으로 돌출 형성되고, 가이드부(105)의 내측에 단열재(10)가 배치될 수 있다.

가이드부(105)는 단열재(10)를 고정시킬 수 있다. 가이드부(105)는 단열재(10)가 수평방향으로 유격되는 것을 최소화할 수 있다. 이와 같이, 브라켓(100)에 가이드부(105)가 형성됨으로써 단열재 장착부로 기능할 수 있다.

가이드부(105)는 원 형상의 하나로 부재로 형성될 수 있다. 또는, 도 13에 도시된 바와 같이, 가이드부(105)는 복수개의 가이드 부재가 가상의 원을 따라 이격되어 배치됨으로써 원 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 가이드부(105)를 형성하는 가이드 부재들 사이에는 냉각 유로 출구(G2)가 형성될 수 있다. 즉, 가이드부(105)에는 냉각 유로 출구(G2)가 형성될 수 있고, 냉각 유로 출구(G2)는 브라켓(10)에 형성된 냉각 유로를 통과한 공기가 배기되는 틈일 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 냉각 유로 출구(G2)는 단열재(10)와 브라켓(100) 사이에 형성될 수 있다. 즉, 단열재(10)의 하면과 브라켓(100) 사이에 냉각 유로 출구(G2)가 형성될 수 있다.

냉각 유로 입구(G1, 도 17 참고)는 베이스 플레이트(200)와 워킹 코일 서포터(210) 사이에 형성될 수 있고, 이에 대해서는 도 17에서 자세히 설명하기로 한다.

이너 브릿지(112)는 이너 부재(111)와 미들 부재(113)를 연결할 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 이너 브릿지(112)에는 적어도 하나의 제1 관통홀(108)이 형성될 수 있다. 이너 브릿지(112)에 제1 관통홀(108)이 형성될 경우, 박막(TL) 등에서 발생한 열 중 적어도 일부는 제1 관통홀(108)로 유동될 수 있고, 이 경우 이너 브릿지(112) 등과 같이 브라켓을 형성하는 부재 자체로의 열 전달을 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 브라켓(100)이 과열로 인해 변형되는 문제 등을 최소화할 수 있다.

실시 예에 따라, 이너 브릿지(112)에는 제1 관통홀(108)이 형성되지 않을 수도 있다.

그리고, 이너 브릿지(112)에 제1 관통홀(108)이 여러 개 형성되도록, 이너 브릿지(112)는 이너 부재(111)와 미들 부재(113)를 잇는 여러 개의 브릿지 부재로 구성될 수 있다. 이와 같이 복수개의 브릿지 부재가 이너 부재(111)와 미들 부재(113)를 연결하는 경우 브라켓(10)의 강성이 커지는 이점이 있다. 따라서, 이너 브릿지(112)는 재료, 두께 등에 따라 설정 개수 이상의 브릿지 부재로 형성될 수 있다.

아우터 브릿지(114)는 미들 부재(113)와 아우터 부재(115)를 연결할 수 있다. 아우터 브릿지(114)에는 적어도 하나의 연결홀(107)이 형성될 수 있다.

연결홀(107)은 브라켓(10)에 형성된 냉각 유로의 일부이며, 냉각 유로 출구(G2)와 연결되는 구멍일 수 있다. 연결홀(107)과 냉각 유로 출구(G2)는 연통될 수 있다. 브라켓(10)에 형성된 냉각 유로로 유입된 공기는 연결홀(107)과 냉각 유로 출구(G2)를 순차적으로 통과할 수 있다.

이와 같은 연결홀(107)은 아우터 브릿지(114)에 복수개 형성될 수 있다. 연결홀(107)의 개수는 냉각 유로 출구(G2)의 개수와 동일할 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 연결홀(107)과 인접한 다른 연결홀(107) 사이에는 제2 관통홀(109)이 형성될 수 있다.

제2 관통홀(109)은 아우터 브릿지(114) 등과 같이 브라켓을 형성하는 부재로의 열 전달을 분산시킴으로써 브라켓(100)이 과열로 인해 변형되는 문제 등을 최소화할 수 있다.

실시 예에 따라, 연결홀(107)과 인접한 다른 연결홀(107) 사이에 제2 관통홀(109)이 형성되지 않을 수도 있다.

도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에 구비되는 워킹 코일 서포터가 도시된 도면이고, 도 17 및 도 18은 브라켓에 형성된 냉각 유로가 도시된 단면도이다.

워킹 코일 서포터(210)는 이너 서포터(203)와 아우터 서포터(205) 및 미들 서포터(207)(209)를 포함할 수 있다.

이너 서포터(203)는 워킹 코일 서포터(210)의 내측에 감긴 워킹 코일(WC)을 지지하고, 아우터 서포터(205)는 워킹 코일 서포터(210)의 외둘레를 형성하며, 워킹 코일 서포터(210)의 외둘레를 따라 감긴 워킹 코일(WC)을 지지할 수 있다.

미들 서포터(207)(209)는 이너 서포터(203)와 아우터 서포터(205)를 연결하며, 이너 서포터(203)와 아우터 서포터(205) 사이에 감긴 워킹 코일(WC)을 지지할 수 있다. 미들 서포터(207)(209) 중 적어도 하나(209)에는 페라이트(211)가 배치될 수 있다.

페라이트(211)는 워킹 코일(WC)에서 발생한 자기장이 하부측으로 유동되는 것을 방지할 수 있다. 페라이트(211)는 투자율(permeability)이 매우 높은 물질로 형성될 수 있다.

도 16에 도시된 예시와 같이, 페라이트(211)가 배치되지 않은 미들 서포터(207)와 페라이트(211)가 배치된 미들 서포터(209)는 원을 따라 교대로 형성될 수 있고, 미들 서포터(207)(209)들 사이에는 에어 공간(212)이 형성될 수 있다.

에어 공간(212)은 워킹 코일 냉각팬(90)에서 송풍된 공기가 유입되는 공간일 수 있다.

구체적으로, 도 17에 도시된 바와 같이, 이너 서포터(203)와 베이스 플레이트(200) 사이에 냉각 유로 입구(G1)가 형성될 수 있다. 워킹 코일 냉각팬(90)에 의해 외부로부터 흡입된 공기는 베이스 홀(202) 및 냉각 유로 입구(G1)를 지나 에어 공간(212)으로 유입될 수 있다.

에어 공간(212)에 유입된 공기는 워킹 코일(WC)들 사이를 지나 브라켓(100)과 워킹 코일(WC) 사이의 제1 틈(213a)으로 이동할 수 있다.

브라켓(100)과 워킹 코일(WC) 사이에는 틈(213a)(213b)이 형성될 수 있고, 틈(213a)(213b)은 에어 공간(212)과 수직방향으로 오버랩되는 위치에 형성된 제1 틈(213a)과 페라이트(211)와 수직방향으로 오버랩되는 위치에 형성된 제2 틈(213b)으로 구분될 수 있다.

에어 공간(212)을 지나 제1 틈(213a)으로 유입된 공기는 수평방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 제1 틈(213a)으로 유입된 공기는 제2 틈(213b)으로 이동할 수 있다. 반대로, 제2 틈(213b)의 공기가 다시 제1 틈(213a)으로 이동할 수 도 있다. 즉, 틈(213a)(213b)으로 유입된 공기는 수평방향으로 자유롭게 이동할 수 있다. 그리고, 제2 틈(213b)에서 유동하는 공기 중 적어도 일부는 냉각 유로 출구(G2)를 통해 브라켓(100)의 외측으로 배기될 수 있다.

즉, 워킹 코일(WC)을 냉각시키기 위해, 워킹 코일 냉각팬(90)에 의해 외부에서 송풍된 공기는 냉각 유로 입구(G1), 에어 공간(212), 제1 틈(213a), 제2 틈(213b) 및 냉각 유로 출구(G2)를 따라 유동될 수 있다. 브라켓(100)에 형성된 냉각 유로는 브라켓(100)과 워킹 코일(WC) 사이의 틈(213a)(213b) 및 냉각 유로 출구(G2)를 포함할 수 있다.

이와 같이, 워킹 코일 냉각팬(90)에 의해 송풍된 공기는 워킹 코일(WC)을 지나 배기되면서 워킹 코일(WC)을 냉각시킬 수 있다. 즉, 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)에는 단열재(10)가 설치될 뿐만 아니라, 워킹 코일(WC)을 지나는 냉각 유로가 형성됨으로써, 박막(TL)이 가열됨에 따라 발생한 열로부터 워킹 코일(WC)의 과열을 최소화할 수 있다.

한편, 상판부(4)에 코팅된 박막(TL)은 워킹 코일(WC)에 의해 직접 가열되는 구조이기 때문에, 박막(TL)은 약 600℃에 가까운 매우 높은 온도까지 도달하도록 가열될 수 있다. 이와 같이, 박막(TL)이 과열될 경우에는 박막(TL)이 배치된 상판부(4)가 파손될 위험이 발생하는 문제가 있다. 따라서, 상판부(4)의 파손 위험을 최소화하기 위해, 박막(TL)의 온도가 설정 온도 미만으로 유지되도록 하는 박막(TL) 온도의 모니터링이 요구될 수 있다.

이를 위해, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 박막(TL)의 온도를 감지하는 박막 온도 센서(300)를 더 포함할 수 있다. 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 적어도 하나의 박막 온도 센서(300)를 포함할 수 있다. 또한, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 상판부(4)의 온도를 감지하는 상판부 온도 센서(400)를 포함할 수 있다. 후술하는 온도 센서는 박막 온도 센서(300)와 상판부 온도 센서(400)를 포함한다.

온도 센서(300)(400)는 박막(TL)의 급격한 온도 상승으로 인한 상판부(4)의 파손 문제가 최소화되도록 위해, 반응 속도가 빠르며, 약 600℃에 가까운 온도를 측정 가능한 센서로 구비되어야 할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 온도 센서(300)(400)는 열전대(thermocouple)를 이용하여 온도를 측정하도록 구성되는 온도 센서일 수 있다.

온도 센서(300)(400)는 복수의 열전대를 포함할 수 있다. 복수의 열전대는 온도가 측정되는 부분에 연결 또는 접촉되는 제1 단부 및 측정된 정보를 제어 모듈로 전달하기 위한 제2 단부를 포함할 수 있다.

온도 센서(300)(400)는 다양한 타입의 열전대 중 일부를 포함하고 있을 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 온도 센서(300)(400)에서 이용되는 열전대는 K-타입(K-Type)의 열전대일 수 있다. 온도 센서(300)(400)는 온도를 계측함으로써 발생하게 되는 기전력(예를 들면, 이종 금속 간의 온도 차이로 인해 야기되는 지벡(seeback) 전압)을 측정할 수 있다. 열전대를 통해 측정되는 기전력과 온도는 서로 대응되는 관계에 있을 수 있으며, 이러한 기전력과 온도의 상관관계에 대한 데이터는 미리 저장되어 있을 수 있다.

유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 열전대를 통해 측정된 기전력에 기초하여 온도를 산출할 수 있다. 써미스터 타입과 같은 종래의 온도 센서는 반응성이 느리며, 측정 가능한 최고 온도가 약 300℃ 이하인 한계가 있다. 따라서, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)이 온도 센서(300)(400)로 열전대 온도계를 구비할 경우, 종래의 온도 센서(예를 들어, 써미스터)에 비해 반응 속도가 개선되고, 상대적으로 높은 온도(약 600℃)까지 측정이 가능하다. 예를 들면, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 온도 센서(300)(400)를 통해 적어도 600℃까지의 범위 내에서 온도가 상승하는지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 온도 센서(300)(400)를 통해 상판부(4)의 제조회사의 보장 온도(예를 들면, 약 550℃)까지 적어도 측정 가능한 것일 수 있다.

온도 센서(300)(400)는 유도 가열된 박막(TL)에 의한 온도 분포 중 소정 온도 이상의 온도가 분포되는 부분의 온도를 측정하도록 배치된 복수의 열전대를 이용하여 박막(TL) 및 상판부(4) 중 적어도 하나의 온도를 측정하도록 구성될 수 있다. 복수의 열전대 각각의 제1 단부는 유도 가열된 박막(TL)으로 인해 발생한 가열 온도를 측정하기 위하여 박막(TL) 및 상판부(4) 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.

먼저, 박막 온도 센서(300)는 제1 단부가 박막(TL)에 연결 또는 접촉되도록 설치되어야 하는 바, 제1 단부가 박막(TL)의 바로 아래에 배치되도록 설치될 수 있다. 즉, 박막 온도 센서(300)는 박막(TL)과 워킹 코일(WC) 사이에 제1 단부가 배치되도록 설치되어야 할 수 있다. 특히, 박막 온도 센서(300)는 박막(TL)에서 온도가 가장 높은 영역의 온도를 측정해야 하는 바, 박막(TL)과 워킹 코일(WC) 사이의 공간 중 워킹 코일(WC)이 밀집하게 배치된 영역에 제1 단부가 배치되도록 설치될 수 있다.

한편, 박막(TL)이 코팅된 상판부(4)와 워킹 코일(WC) 사이의 간격(예를 들어, 약 7mm)은 매우 좁기 때문에 박막 온도 센서(300)의 설치 공간이 제한될 수 있다. 따라서, 상판부(4)와 워킹 코일(WC) 사이의 좁은 공간에 박막 온도 센서(300)가 설치되기 위한 구조가 요구될 수 있다.

제1 실시 예에 따르면, 박막 온도 센서(300)는 브라켓(100)에 고정되도록 설치될 수 있다. 즉, 박막 온도 센서(300)는 박막(TL)에 연결 또는 접촉되는 제1 단부가 브라켓(100)에 고정되도록 설치될 수 있다.

도 19는 본 개시에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에 구비된 박막 온도 센서가 제1 실시 예에 따라 설치된 모습이 도시된 예시 도면이고, 도 20은 도 19에 도시된 박막 온도 센서의 와이어가 배치된 모습의 일 예가 도시된 도면이고, 도 21 및 도 22는 도 19에 도시된 박막 온도 센서의 와이어가 배치된 모습의 다른 예가 도시된 도면이다.

브라켓(100)에는 박막 온도 센서(300)가 관통되는 제2 센서홀(h2)이 형성되고, 박막 온도 센서(300)는 제2 센서홀(h2)을 관통하여 설치될 수 있다. 즉, 박막 온도 센서(300)의 제1 단부(312)는 제2 센서홀(h2)을 관통하여 박막(TL)에 연결 또는 접촉될 수 있다.

적어도 하나의 제2 센서홀(h2)은, 예를 들어 브라켓(100)의 미들 부재(113)에 형성될 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 제2 센서홀(h2)은 이너 부재(111), 이너 브릿지(112), 아우터 브릿지(114) 또는 아우터 부재(115) 등 브라켓(100)의 임의의 위치에 형성될 수 있다.

도 19의 예시를 참조하면, 브라켓(100)에는 복수개의 제2 센서홀(h2)이 형성되고, 복수개의 제2 센서홀(h2)은 동일 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.

제2 센서홀(h2) 각각에는 박막 온도 센서(300)가 설치되며, 박막 온도 센서(300)가 설치되고 남은 공간을 패킹하는 실링 부재(300a)가 더 설치될 수 있다. 실링 부재(300a)는 실리콘, 고무 등의 재질로 형성될 수 있고, 제2 센서홀(h2)을 차폐할 수 있다.

실링 부재(300a)는 제2 센서홀(h2)을 통한 브라켓(100)의 수직 방향으로의 열전달을 차단할 수 있다. 예를 들어, 실링 부재(300a)는 박막(TL) 등에서 발생한 열이 제2 센서홀(h2)을 통해 워킹 코일(WC)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.

한편, 박막 온도 센서(300)는 제1 단부(312)가 수용되는 헤드부(310)(330) 및 제1 단부(312)의 센싱값을 제어 모듈(미도시)로 전달하는 와이어(322)의 적어도 일부가 수용되는 커넥터(320)(340)로 구성될 수 있다.

헤드부(310)(330)는 박막(TL)에 연결 또는 접촉되도록 배치될 수 있다. 헤드부(310)(330)는 단열재(10)에 형성된 제2 센싱홀(12)을 관통하고, 헤드부(310)(330)의 상면이 박막(TL)에 연결 또는 접촉될 수 있다.

커넥터(320)(340)는, 와이어(322)가 워킹 코일(WC) 사이를 지나거나, 혹은 워킹 코일(WC)의 상측을 지나 제어 모듈(미도시)에 연결되도록 형성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 도 20에 도시된 바와 같이, 박막 온도 센서(300)는 와이어(322)가 워킹 코일 서포터(210)에 감긴 워킹 코일(WC)들 사이를 지나도록 형성될 수 있다. 이 경우, 와이어(322)는 워킹 코일(WC)들 사이 및 에어 공간(212)를 지나며, 베이스 플레이트(200)에 형성된 와이어홀(223)을 관통할 수 있다.

커넥터(320)는 도 20에 도시된 바와 같이 헤드부(310)로부터 와이어홀(223)까지 형성될 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 커넥터(320)는 헤드부(310)로부터 워킹 코일(WC)들 사이까지 또는 헤드부(310)로부터 워킹 코일(WC)의 상단까지만 형성될 수도 있다.

다른 실시 예에 따르면, 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 박막 온도 센서(300)는 와이어(322)가 워킹 코일 서포터(210)에 감긴 워킹 코일(WC)들의 상부를 지나도록 형성될 수 있다.

커넥터(340)에는 와이어(322)를 수평방향으로 안내하는 와이어 통로(342)가 형성될 수 있다. 즉, 헤드부(330)에 수용된 제1 단부(312)와 연결된 와이어(322)는 커넥터(340)에서 굽어져 와이어 통로(342)를 통과한 후 워킹 코일(WC)들의 상부를 지나도록 배치될 수 있다. 이와 같이, 커넥터(340)에 와이어 통로(342)가 형성된 경우, 작업자는 와이어 통로(342)가 형성된 위치를 통해 커넥터(340)의 조립 방향을 쉽게 인지할 수 있는 이점이 있다.

실시 예에 따라, 실링 부재(300a)와 브라켓(100) 중 적어도 하나에도 와이어(322)가 지나는 와이어 통로(333)(334)가 형성될 수도 있다.

이와 같이, 제1 실시 예에 따르면, 박막 온도 센서(300)가 온도 측정 지점과 워킹 코일(WC) 사이의 브라켓(100)에 고정되므로, 박막 온도 센서(300)의 설치 공간을 최소화하며, 박막(TL)의 온도를 안정적으로 측정 가능한 이점이 있다.

제2 실시 예에 따르면, 박막 온도 센서(300)는 워킹 코일 서포터(210)에 고정되도록 설치될 수 있다. 즉, 박막 온도 센서(300)는 박막(TL)에 연결 또는 접촉되는 제1 단부가 워킹 코일 서포터(210)에 의해 고정 및 지지되도록 설치될 수 있다.

그리고, 제3 실시 예에 따르면, 박막 온도 센서(300)는 베이스 플레이트(200)에 고정되도록 설치될 수 있다. 즉, 박막 온도 센서(300)는 박막(TL)에 연결 또는 접촉되는 제1 단부가 베이스 플레이트(200)에 의해 고정 및 지지되도록 설치될 수 있다.

도 23은 본 개시에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에 구비된 박막 온도 센서가 제2 실시 예에 따라 설치된 모습이 도시된 예시 도면이고, 도 24는 본 개시에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑에 구비된 박막 온도 센서가 제3 실시 예에 따라 설치된 모습이 도시된 예시 도면이고, 도 25는 도 23 및 도 24에 도시된 박막 온도 센서의 수직방향 단면도가 도시된 도면이다.

박막 온도 센서(300)는 도 23에 도시된 바와 같이 워킹 코일 서포터(210)에 고정되도록 설치되거나, 도 24에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(200)에 고정되도록 설치될 수 있다. 즉, 제2 및 제3 실시 예에 따르면, 박막 온도 센서(300)가 고정되는 지점이 온도 측정 지점인 제1 단부(312)가 수용된 헤드부(340)(360)와 이격될 수 있다.

먼저, 도 23을 참조하면, 박막 온도 센서(300)는 제1 단부(312)가 수용되는 헤드부(340)가 워킹 코일(WC) 위에 위치되며, 헤드부(340)의 하단과 연결된 커넥터(350)는 미들 서포터(207)(209)에 고정되도록 설치될 수 있다. 특히, 커넥터(250)는 페라이트(211)가 배치되지 않은 미들 서포터(207)에 고정될 수 있다. 커넥터(350)는 헤드부(340)의 하단으로부터 워킹 코일(WC)이 감기지 않은 미들 서포터(207)까지 수평방향으로 길게 형성될 수 있다. 커넥터(350)는 미들 서포터(207)에 고정되도록 적어도 1회 절곡될 수 있다.

도 24를 참조하면, 박막 온도 센서(300)는 제1 단부(312)가 수용되는 헤드부(360)가 워킹 코일(WC) 위에 위치되며, 헤드부(360)의 하단과 연결된 커넥터(370)는 베이스 플레이트(200)에 고정되도록 설치될 수 있다. 커넥터(370)는 헤드부(360)의 하단으로부터 베이스 플레이트(200)까지 수평방향으로 길게 형성될 수 있다. 커넥터(370)는 베이스 플레이트(200)에 고정되도록 적어도 1회 절곡될 수 있다.

도 23 또는 도 24에 도시된 바와 같이, 박막 온도 센서(300)가 워킹 코일 서포터(210) 또는 베이스 플레이트(200)에 고정되도록 설치될 경우에는, 브라켓(100)과 같은 별도의 부재가 추가되지 않아도 박막 온도 센서(300)가 고정될 수 있는 이점이 있다. 즉, 워킹 코일 서포터(210)의 빈 영역 또는 베이스 플레이트(200)의 빈 영역 등이 활용되어 박막 온도 센서(300)가 장착되는 이점이 있다.

다음으로, 상판부 온도 센서(400)는 제1 단부가 상판부(4)에 연결 또는 접촉되도록 설치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상판부 온도 센서(400)는 워킹 코일 서포터(210)에 고정될 수 있다. 구체적으로, 상판부 온도 센서(400)는 워킹 코일 서포터(210)의 중심에 제1 단부가 배치되도록 설치되며, 제1 단부는 브라켓(100)의 제1 센서홀(h1)과 단열재(10)의 제1 센싱홀(11)을 통과하여 상판부(4)에 연결 또는 접촉될 수 있다.

이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 개시에 개시된 실시 예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 유도 가열 방식의 쿡탑 2: 케이스
3: 커버 플레이트 4: 상판부
TL: 박막 WC: 워킹 코일
10: 단열재 90: 워킹 코일 냉각팬
300: 박막 온도 센서 11, 12: 센싱홀

Claims (15)

1. 케이스;
   상기 케이스의 상단에 결합되고, 상면에 피가열 물체가 배치되는 상판부가 구비된 커버 플레이트;
   상기 케이스 내부에 구비되는 워킹 코일;
   상기 상판부에 코팅되는 박막;
   상기 박막에서 상기 워킹 코일로의 열 전달을 차단하는 단열재;
   상기 박막의 온도를 감지하는 온도 센서를 포함하며,
   상기 단열재에는 상기 온도 센서가 상기 박막의 온도를 감지하기 위한 적어도 하나의 센싱홀이 형성되는
   유도 가열 방식의 쿡탑.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 온도 센서는 상기 단열재와 상기 워킹 코일 사이에 배치되는
   유도 가열 방식의 쿡탑.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 온도 센서는 상기 단열재와 상기 워킹 코일 사이에 배치되는 브라켓에 장착되는
   유도 가열 방식의 쿡탑.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 브라켓에는 상기 온도 센서가 장착되는 적어도 하나의 센서홀이 형성되는
   유도 가열 방식의 쿡탑.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 브라켓에는 상기 상판부의 온도를 감지하는 온도 센서가 배치되는 적어도 하나의 센서홀이 더 형성되는
   유도 가열 방식의 쿡탑.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 센싱홀과 상기 센서홀은 수직방향으로 오버랩되는
   유도 가열 방식의 쿡탑.
   
7. 제4항에 있어서,
   상기 온도 센서가 상기 센서홀에 장착되고 남은 공간을 패킹하는 실링 부재를 더 포함하는
   유도 가열 방식의 쿡탑.
   
8. 제2항에 있어서,
   상기 온도 센서는 상기 박막에 접촉되는 단부가 수용된 헤드부 및 상기 단부와 연결된 와이어가 수용된 커넥터를 포함하고,
   상기 와이어는 감겨있는 워킹 코일들 사이를 지나도록 배치되는
   유도 가열 방식의 쿡탑.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 온도 센서는 상기 워킹 코일이 감기는 워킹 코일 서포터에 고정되는
   유도 가열 방식의 쿡탑.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 센싱홀에 배치되는 헤드부 및 상기 헤드부에서 연장되어 상기 워킹 코일 서포터에 설치되는 커넥터를 포함하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 워킹 코일이 감기는 워킹 코일 서포터를 지지하는 베이스 플레이트에 고정되는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 센싱홀에 배치되는 헤드부 및 상기 헤드부에서 연장되어 상기 베이스 플레이트에 설치되는 커넥터를 포함하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
    
13. 제1항에 있어서,
    상기 온도 센서는 복수의 열전대(thermocouple)를 이용하여 상기 박막의 온도를 감지하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 열전대는 K-타입 열전대인
    유도 가열 방식의 쿡탑.
    
15. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 열전대는 상기 박막에 접촉되는 제1 단부 및 상기 쿡탑을 제어하는 제어 모듈로 기전력을 전달하는 제2 단부를 포함하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
    

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