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WO2023191170A1 - 유도 가열 방식의 쿡탑 - Google Patents

유도 가열 방식의 쿡탑 Download PDF

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WO2023191170A1
WO2023191170A1 PCT/KR2022/005590 KR2022005590W WO2023191170A1 WO 2023191170 A1 WO2023191170 A1 WO 2023191170A1 KR 2022005590 W KR2022005590 W KR 2022005590W WO 2023191170 A1 WO2023191170 A1 WO 2023191170A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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heated
heating element
intermediate heating
supporter
cooktop
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/005590
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
곽영환
손승호
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of WO2023191170A1 publication Critical patent/WO2023191170A1/ko

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Definitions

  • This disclosure relates to an induction heating type cooktop. More specifically, the present disclosure relates to the arrangement of a heating plate and the structure of a top portion of an induction heating type cooktop that heats both magnetic and non-magnetic materials.
  • the induction heating type cooktop may have a top portion composed of a plate including an intermediate heating element, an insulating material, and a supporter.
  • the insulation material may be arranged to surround at least a portion of the side and bottom surfaces of the intermediate heating element.
  • a first accommodating portion in which at least one of an intermediate heating element and an insulating material is accommodated may be formed in the supporter.
  • the first receiving portion may be formed as a groove.
  • the horizontal cross section of the second accommodating portion has a first ring shape with a diameter of a first length and a second ring shape with a diameter longer than the first length, and the first ring shape may be formed within the second ring shape.
  • the upper plate portion is formed as a plate including an intermediate heating element, an insulating material, and a supporter
  • the heat of the intermediate heating element can be concentrated on the object to be heated without being lost to the supporter, etc. by the insulating material, thereby reducing heat loss. This has the advantage of being minimized.
  • Figure 3 is a cross-sectional view showing an induction heating type cooktop and an object to be heated.
  • Figure 5 is a cross-sectional view showing a plate according to first to third embodiments of the present disclosure.
  • the upper panel 15 may be provided with an input interface (not shown) that receives input from the user and transmits the input to an input interface control module (not shown).
  • the input interface may be provided in a location other than the upper panel 15.
  • the cooktop 1 may further include at least part or all of an insulating material 35, a shielding plate 45, a support member 50, and a cooling fan 55.
  • the cooktop 1 may further include an intermediate heating element (IM, see FIG. 3) for heating a non-magnetic material.
  • IM intermediate heating element
  • Figure 3 shows the intermediate heating element (IM) coated on the upper surface of the upper plate
  • Figure 4 shows the intermediate heating element (IM) coated on the lower surface of the upper plate 15. It is done.
  • the intermediate heating element (IM) may be a material having a resistance value that can be heated by the working coil (WC).
  • a horizontal cross-section of the intermediate heating body 220 may have a circular shape.
  • the intermediate heating element 220 may be disposed to be accommodated in the insulation material 210.
  • the height H1 of the intermediate heating element 220 may be lower than the maximum height H2 of the insulation material 210.
  • the maximum height (H2) of the insulation material 210 may be lower than the maximum height (H3) of the supporter 230.
  • the maximum height (H3) of the supporter 230 may be higher than the sum of the maximum height (H2) of the insulation material 210 and the maximum height (H1) of the intermediate heating element 220.
  • the maximum height (H3) of the supporter 230 may be equal to the sum of the maximum height (H2) of the insulation material 210 and the maximum height (H1) of the intermediate heating element 220.
  • the intermediate heating element 220 may include a first heating member 221 and a second heating member 222. That is, the intermediate heating body 220 may be composed of a plurality of distinct heating members.
  • Figure 9 is a cross-sectional view taken along line A-A' in Figure 8.
  • the phase is controlled by a plurality of working coils WC1 (WC2), as described later in FIG. 11.
  • the magnetic field concentration area is controlled by the intermediate heating element 220 or the object to be heated (HO). That is, when the intermediate heating body 220 is composed of a plurality of ring-shaped heating members 221 and 222 and the object to be heated (HO) is a magnetic material, the magnetic field generated from the working coils WC1 (WC2) is heated.
  • the magnetic field generated from the working coils WC1 and WC2 is concentrated on the heating object HO, and when the object to be heated HO is a non-magnetic material, the magnetic field is concentrated on the intermediate heating body 220.
  • the heating point is explained by taking the cooktop 1 according to the first embodiment described in (a) of FIG. 5 as an example, and the heating principle is the same for the cooktop 1 according to the remaining embodiments, so the description is redundant. will be omitted.
  • Figure 10 (a) shows a heating area when the object to be heated (HO) is a magnetic body
  • Figure 10 (b) is a cross-sectional view showing the location of the heating point when the object to be heated (HO) is a non-magnetic body.
  • Figure 12 shows various examples in which the working coil (WC) includes first and second working coils (WC1) (WC2), and the first and second working coils (WC1) (WC2) are arranged in parallel.
  • the shape of the working coil (WC) described above is merely an example, and the shapes of the first working coil (WC1) and the second working coil (WC2) constituting the working coil (WC) may vary.
  • FIG. 13 shows various examples of the intermediate heating element 220 installed together when a plurality of working coils are arranged side by side, as in the example of FIG. 12.
  • the intermediate heating element (IM) has a circular shape with a hole (h) formed at the center, and a plurality of grooves (g) may be formed on the inside.
  • the intermediate heating element IM is divided into two members 1311 and 1312, and each of the two members 1311 and 1312 may have a semicircular shape.
  • each of the two members may have a concave central portion of the surfaces 1311a and 1311b corresponding to the different members, and a plurality of grooves g may be formed around the central portion.

Landscapes

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Electric Stoves And Ranges (AREA)

Abstract

본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 피가열 물체가 놓이는 플레이트, 피가열 물체를 가열하기 위한 자기장을 발생시키는 워킹 코일, 워킹 코일에 흐르는 전류를 제어하는 인버터부를 포함하고, 플레이트는 비금속 재질로 이루어진 서포터, 상판부의 상면의 적어도 일부를 형성하는 중간 가열체 및 상기 중간 가열체의 적어도 일면과 접촉되게 배치되는 단열재를 포함할 수 있다.

Description

유도 가열 방식의 쿡탑
본 개시는 유도 가열 방식의 쿡탑에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 개시는 자성체 및 비자성체를 모두 가열하는 유도 가열 방식의 쿡탑의 가열판 배치 및 상판부 구조에 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.
한편, 이러한 쿡탑은 자성체 용기에 대한 가열 효율과 비교하여, 비자성체 용기에 대한 가열 효율이 매우 낮은 한계가 있다.
유도 가열 방식이 적용된 쿡탑의 경우, 비자성체(예를 들어, 내열유리, 도기류 등)에 대한 가열 효율이 매우 낮은 문제를 개선하기 위해, 쿡탑은 와전류가 인가되는 중간 가열체를 포함하고, 이러한 중간 가열체를 통해 비자성체를 가열할 수 있다.
한편, 중간 가열체는 피가열 물체가 놓이는 상판부의 상면 또는 하면 상에 코팅될 수 있다. 중간 가열체가 상판부의 상면에 코팅될 경우에는 중간 가열체의 손상을 방지하기 위한 별도의 보호층이 요구되는 단점이 있다. 또한, 중간 가열체가 상판부의 하면에 코팅될 경우에는 비자성체 가열시 중간 가열체로부터 상판부로 열 손실이 있어 여전히 가열 효율이 낮은 문제가 있다.
본 개시는 자성체 및 비자성체 모두 가열 가능한 유도 가열 방식의 쿡탑에 있어 중간 가열체에서 발생한 열 중 적어도 일부가 상판부로 전달되는 열 손실을 최소화하고자 한다.
본 개시는 자성체 및 비자성체 모두 가열 가능한 유도 가열 방식의 쿡탑에 있어 중간 가열체에서 발생한 열이 상판부로 전달됨에 따라 상판부가 과열되는 문제를 최소화하고자 한다.
본 개시는 자성체 및 비자성체 모두 가열 가능한 유도 가열 방식의 쿡탑에 있어 자성체에 대한 가열 효율을 향상시키면서 비자성체에 대한 최소 출력을 높고자 한다.
본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 상판부를 중간 가열체, 단열재 및 서포터를 포함하는 플레이트로 구성할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 중간 가열체의 열이 서포터로 전달되는 열 손실이 최소화되도록 단열재를 중간 가열체와 서포터 사이에 배치할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 복수개의 코일의 위상을 제어하여 플레이트 포함된 중간 가열체의 자기장 결합력을 조절하고자 한다.
본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 피가열 물체가 놓이는 플레이트, 피가열 물체를 가열하기 위한 자기장을 발생시키는 워킹 코일, 워킹 코일에 흐르는 전류를 제어하는 인버터부를 포함하고, 플레이트는 비금속 재질로 이루어진 서포터, 상판부의 상면의 적어도 일부를 형성하는 중간 가열체 및 상기 중간 가열체의 적어도 일면과 접촉되게 배치되는 단열재를 포함할 수 있다.
단열재는 서포터와 중간 가열체 사이에 배치될 수 있다.
단열재는 중간 가열체의 측면과 하면 중 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
단열재는 중간 가열체의 상면을 제외한 영역을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
서포터에는 중간 가열체와 단열재 중 적어도 하나가 수용되는 제1 수용부가 형성될 수 있다.
제1 수용부는 홈으로 형성될 수 있다.
단열재에는 상기 중간 가열체가 수용되는 제2 수용부가 형성될 수 있다.
제2 수용부의 수평방향 단면은 폐루프를 갖는 패턴 형상을 포함할 수 있다.
제2 수용부의 수평방향 단면은 적어도 하나의 링 형상을 가질 수 있다.
중간 열체는 제1 가열 부재 및 제2 가열 부재를 포함하고, 제1 가열 부재와 상기 제2 가열 부재 사이에 상기 단열재의 적어도 일부가 배치될 수 있다.
제2 수용부의 수평방향 단면은 지름이 제1 길이인 제1 링 형상과 지름이 상기 제1 길이 보다 긴 제2 링 형상을 갖고, 제1 링 형상은 제2 링 형상 안에 형성될 수 있다.
워킹 코일은 제1 및 제2 워킹 코일을 포함하고, 상기 인버터부는 상기 제1 및 제2 워킹 코일에 흐르는 전류의 방향을 제어할 수 있다.
서포터는 적어도 일부가 글래스로 형성될 수 있다.
단열재의 최대 높이는 상기 서포터의 최대 높이 보다 낮을 수 있다.
단열재의 최대 높이는 서포터의 최대 높이와 동일할 수 있다.
본 개시에 따르면, 상판부가 중간 가열체, 단열재 및 서포터를 포함하는 플레이트로 형성됨에 따라, 중간 가열체의 열이 단열재에 의해 서포터 등으로 손실되지 않고 피가열 물체에 집중될 수 있기 때문에 열 손실이 최소화되는 이점이 있다.
본 개시에 따르면, 상판부의 상면의 일부를 자기장에 의해 가열될 수 있는 금속 재질의 중간 가열체로 형성됨에 따라, 중간 가열체의 열이 피가열 물체로 바로 전달되기 때문에 가열 효율이 향상되는 이점이 있다.
본 개시에 따르면, 복수개의 코일의 위상에 따라 중간 가열체와 자기장의 결합력이 달라지므로, 피가열 물체의 재질별 중간 가열체의 발열량이 조절되기 때문에 자성체 및 비자성체 각각에 대한 가열 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 유도 가열 방식의 쿡탑이 도시된 사시도이다.
도 2는 유도 가열 방식의 쿡탑과 피가열 물체가 도시된 단면도이다.
도 3은 유도 가열 방식의 쿡탑과 피가열 물체가 도시된 단면도이다.
도 4는 유도 가열 방식의 쿡탑과 피가열 물체가 도시된 단면도이다.
도 5는 본 개시의 제1 내지 제3 실시 예에 따른 플레이트가 도시된 단면도이다.
도 6은 본 개시의 제4 내지 제6 실시 예에 따른 플레이트가 도시된 단면도이다.
도 7은 본 개시의 제7 내지 제8 실시 예에 따른 플레이트가 도시된 단면도이다.
도 8은 본 개시의 제9 실시 예에 따른 플레이트의 단면도이다.
도 9는 도8의 A-A'선의 단면도이다.
도 10은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑이 피가열 물체를 가열할 경우의 발열 포인트가 도시된 도면이다.
도 11은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑이 피가열 물체를 가열할 경우의 발열 영역이 도시된 도면이다.
도 12는 워킹 코일이 제1 및 제2 워킹 코일을 포함하고, 제1 및 제2 워킹 코일이 나란하게 배치되는 다양한 예를 도시한 도면이다.
도 13은 도 12의 예시와 같이 복수의 워킹 코일이 나란하게 배치된 구조일 때 함께 설치되는 중간 가열체의 다양한 예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하, 본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑 및 그의 동작 방법을 설명한다. 설명의 편의를 위해, “유도 가열 방식의 쿡탑”을 “쿡탑”으로 일컫는다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑이 도시된 사시도이고, 도 2는 유도 가열 방식의 쿡탑과 피가열 물체가 도시된 단면도이다.
도 1을 참조하면, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 케이스(25), 커버(20), 워킹 코일(WC)를 포함할 수 있다.
케이스(25)는 쿡탑(1)을 외관을 형성할 수 있다. 케이스(25)는 쿡탑(25)의 내부에 구비된 구성들을 외부로부터 보호할 수 있다.
케이스(25)의 내부에는 워킹 코일(WC), 워킹 코일(WC)에 흐르는 전류를 제어하는 인버터부(미도시), 워킹 코일(WC)의 워킹 코일과 공진하는 공진 커패시터(미도시), 스위치부(미도시) 등이 구비될 수 있다. 즉, 케이스(25)에는 워킹 코일(WC)의 구동과 관련된 다른 구성, 즉 각종 장치가 구비될 수 있다.
커버(20)는 케이스(25)의 상단에 결합되어, 케이스(25)와 함께 쿡탑(1)의 외관을 형성할 수 있다.
커버(20)에는 조리 용기와 같은 피가열 물체(HO)가 놓이는 상판부(15)가 형성될 수 있다. 상판부(15)에는 피가열 물체(HO)가 놓일 수 있다.
상판부(15)는 예를 들어, 유리 소재(예를 들어, 세라믹 글래스(ceramics glass))로 구성될 수 있다.
또한, 상판부(15)에는 사용자로부터 입력을 제공받아 입력 인터페이스용 제어 모듈(미도시)로 해당 입력을 전달하는 입력 인터페이스(미도시)가 구비될 수 있다. 물론, 입력 인터페이스는 상판부(15)가 아닌 다른 위치에 구비될 수도 있다.
워킹 코일(WC)은 피가열 물체(HO)를 통과하여 피가열 물체(HO)를 가열하기 위한 자기장을 발생시킬 수 있다. 워킹 코일(WC)은 피가열 물체(HO) 또는 후술하는 중간 가열체(IM)를 통과하는 자기장을 발생시킬 수 있다. 워킹 코일(WC)은 제1 워킹 코일(WC1, 도11 참조)및 제2 워킹 코일(WC2, 도11 참조)을 포함할 수 있다. 인버터부는 제1 워킹 코일(WC1, 도11 참조) 및 제2 워킹 코일(WC2, 도11 참조)에 흐르는 전류의 방향을 제어할 수 있다.
도 2를 참조하면, 쿡탑(1)은 단열재(35), 차폐판(45), 지지부재(50), 냉각팬(55) 중 적어도 일부 또는 전부를 더 포함할 수 있다.
한편, 이러한 쿡탑(1)은 자성체만 가열 가능한 한계가 있다. 즉, 상판부(15)에 비자성체가 놓인 경우 워킹 코일(WC)에서 발생한 자기장과 비자성체 사이의 결합력은 매우 약하기 때문에 가열되지 않는 단점이 있다.
이에, 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑(1)은 비자성체를 가열하기 위한 중간 가열체(IM, 도 3 참고)를 더 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 중간 가열체를 포함하는 유도 가열 방식의 쿡탑과 피가열 물체가 도시된 단면도이다.
구체적으로, 도 3은 중간 가열체(IM)가 상판부(15)의 상면에 코팅된 형태가 도시되어 있고, 도 4에는 중간 가열체(IM)가 상판부(15)의 하면에 코팅된 형태가 도시되어 있다.
중간 가열체(IM)는 워킹 코일(WC)에 의해 가열될 수 있는 저항값을 갖는 물질일 수 있다.
중간 가열체(IM)의 두께는 중간 가열체(IM)의 저항값(즉, 표면 저항값)과 반비례 관계일 수 있다. 즉, 중간 가열체(IM)의 두께가 얇을수록 중간 가열체(IM)의 저항값(즉, 표면 저항값)이 커지는 바, 중간 가열체(IM)는 상판부(15)에 얇게 설치됨으로써 가열 가능한 부하로 특성 변화될 수 있다.
중간 가열체(220)의 두께는 스킨 뎁스 미만이거나, 스킨 뎁스 이상일 수 있다.
참고로, 도 2 내지 도 3의 실시 예에 따른 중간 가열체(IM)는 예를 들어, 0.1um 내지 1,000um 사이의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 특징을 가지는 중간 가열체(IM)는 비자성체를 가열하기 위해 존재하는 바, 중간 가열체(IM)와 피가열 물체(HO) 간 임피던스 특성은 상판부(15)에 배치되는 피가열 물체(HO)가 자성체인지 또는 비자성체인지에 따라 변화될 수 있다.
피가열 물체(HO)가 자성체인 경우를 설명하면 다음과 같다.
피가열 물체(HO)의 저항 성분(R1) 및 인덕터 성분(L1)이 중간 가열체(IM)의 저항 성분(R2) 및 인덕터 성분(L2)과 등가회로를 형성하고, 이 때 자성을 띄는 피가열 물체(HO)의 임피던스(impedance)(즉, R1과 L1으로 구성된 임피던스)는 중간 가열체(IM)의 임피던스(즉, R2와 L2)로 구성된 임피던스) 보다 작을 수 있다. 이에 따라, 자성을 띄는 피가열 물체(HO)로 인가된 와전류(I1)의 크기는 중간 가열체(IM)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)는 피가열 물체(HO)를 직접 가열할 수 있다.
다음으로, 피가열 물체가 비자성체인 경우를 설명하면 다음과 같다.
자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)가 상판부(15)에 배치되고, 워킹 코일(WC)가 구동되는 경우, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)에는 임피던스가 존재하지 않고, 중간 가열체(IM)에는 임피던스가 존재할 수 있다. 즉, 중간 가열체(IM)에만 저항 성분(R) 및 인덕터 성분(L)이 존재할 수 있다. 따라서, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)가 상판부(15)에 배치되고, 워킹 코일(WC)가 구동되는 경우, 중간 가열체(IM)의 저항 성분(R) 및 인덕터 성분(L)이 등가회로를 형성할 수 있다. 이에 따라, 중간 가열체(IM)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 중간 가열체(IM)에만 인가되어, 중간 가열체(IM)가 가열될 수 있다. 즉, 피가열 물체(HO)가 비자성체인 경우, 와전류(I)가 중간 가열체(IM)로 인가되어 중간 가열체(IM)가 가열되는 바, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)는 워킹 코일(WC)에 의해 가열된 중간 가열체(IM)에 의해 간접적으로 가열될 수 있다. 이 경우, 중간 가열체(IM)가 주 가열원일 수 있다.
정리하자면, 피가열 물체(HO)가 자성체인지 또는 비자성체인지 여부와 상관없이 워킹 코일(WC)라는 하나의 열원에 의해 피가열 물체(HO)가 직간접적으로 가열될 수 있다. 즉, 피가열 물체(HO)가 자성체인 경우, 워킹 코일(WC)가 직접 피가열 물체(HO)를 가열하고, 피가열 물체(HO)가 비자성체인 경우, 워킹 코일(WC)에 의해 가열된 중간 가열체(IM)가 피가열 물체(HO)를 간접적으로 가열할 수 있는 것이다.
그런데, 도 3에 도시된 바와 같이 중간 가열체(IM)가 상판부(15)의 상면에 코팅된 경우에는, 피가열 물체(HO)와의 마찰 등에 의해 중간 가열체(IM)가 손상될 위험이 있어 별도의 보호층(미도시)이 요구될 수 있고, 이 경우 제조 공정의 어려움, 비용 상승 등의 단점이 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 중간 가열체(IM)가 상판부(15)의 하면에 코팅된 경우에는, 중간 가열체(IM)에서 발생한 열 중 일부가 상판부(15)로 전달되어 열 손실이 발생하고, 이에 따라 가열 효율이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑(10)은 상판부(15)의 일부를 타공한 후 중간 가열체 및 단열재가 배치되도록 가공하여 형성할 수 있 있다. 후술하는 중간 가열체 및 단열재가 배치되도록 형성된 상판부(15)를 플레이트(200)라고 명명하나, 이는 설명의 편의를 위한 것에 불과하므로, 이에 제한되지 않음이 타당하다.
여기서, 중간 가열체는 상술한 중간 가열체(IM)와 동일하며, 상판부의 상면의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 단열재는 중간 가열체에서 발생한 열이 서포터(230) 등으로의 열 전달을 차단하기 위한 것이고, 중간 가열체의 적어도 일면과 접촉되게 배치될 수 있다.
그리고, 이러한 플레이트(200)는 중간 가열체, 단열재 또는 피가열 물체(HO) 중 적어도 하나를 지지하기 위한 서포터를 더 포함할 수 있다.
서포터는 피가열 물체(HO)를 지지하기 위한 부재일 수 있다. 서포터는 비금속 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 서포터는 적어도 일부가 글래스 등으로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 개시의 실시 예에 따른 플레이트(200)에 대해 상세히 설명한다. 도 5 내지 도 8은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 플레이트의 단면도이다.
먼저, 도 5를 참조하여, 제1 내지 제3 실시 예에 따른 플레이트(200)에 대해 설명한다.
도 5는 본 개시의 제1 내지 제3 실시 예에 따른 플레이트가 도시된 단면도이다.
제1 내지 제3 실시 예에 따르면, 단열재(210)는 플레이트(200)의 상면 중 적어도 일부를 형성할 수 있다. 단열재(210)는 서포터(230)와 중간 가열체(220) 사이에 적어도 일부가 배치될 수 있다. 단열재(210)는 중간 가열체(220)의 상면을 제외한 영역을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 단열재(210)는 서포터(230)에 수용되게 배치될 수 있다.
중간 가열체(220)의 수평 방향 단면은 원 형상을 가질 수 있다. 중간 가열체(220)는 단열재(210)에 수용되게 배치될 수 있다. 중간 가열체(220)의 높이(H1)는 단열재(210)의 최대 높이(H2)보다 낮을 수 있다.
그리고, 단열재(210)에는 중간 가열체(220)가 수용되는 제2 수용부(S2)가 형성될 수 있다. 제2 수용부(S2)는 홈으로 형성될 수 있다. 제2 수용부(S2)는 상면이 개방된 공간일 수 있다. 제2 수용부(S2)는 위에서 아래로 함몰된 함몰부일 수 있다.
제2 수용부(S2)의 수평방향 단면은 폐루프를 갖는 패턴 형상을 포함할 수 있다. 도 5의 예시에 따르면, 폐루프를 갖는 패턴 형상은 원 형상일 수 있고, 이 경우 제2 수용부(S2)의 수평방향 단면은 원 형상을 가질 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 폐루프를 갖는 패턴 형상은 다수의 링 형상, 타원 형상 또는 사각 형상 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다. 즉, 제2 수용부(S2)의 수평방향 단면은 다수의 링 형상, 타원 형상 또는 사각 형상 중 적어도 하나를 갖을 수도 있다. 즉, 제2 수용부(S2)의 수평방향 단면의 형상은 다양할 수 있다.
구체적으로, 본 개시의 제1 실시 예에 따른 플레이트(200)를 상세히 설명한다. 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 서포터(230)에는 단열재(210)와 중간 가열체(220)중 적어도 하나가 수용되는 제1 수용부(S1)가 형성될 수 있다. 서포터(230)에 형성된 제1 수용부(S1)는 홈으로 형성될 수 있다. 제1 수용부(S1)는 상면이 개방된 공간일 수 있다. 제1 수용부(S1)는 위에서 아래로 함몰된 함몰부일 수 있다. 제1 수용부(S1)의 수평 방향 단면은 원 형상을 가질 수 있다.
단열재(210)의 최대 높이(H2)는 서포터(230)의 최대 높이(H3)보다 낮을 수 있다.
정리하면, 제1 실시 예에 따른 플레이트(200)는 서포터(230)가 플레이트(200)의 측부 및 하부를 형성할 수 있다. 이 경우, 단열재(210)와 중간 가열체(220)는 상면을 제외한 나머지가 서포터(230)에 의해 보호될 수 있는 이점이 있다.
그리고, 서포터(230)의 내측에 단열재(210)가 배치되며, 단열재(210)의 내측에 중간 가열체(220)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 중간 가열체(220)는 피가열 물체(HO)가 놓이는 상면을 제외한 나머지 면이 단열재(210)에 접촉되게 형성될 수 있다. 따라서, 중간 가열체(220)에서 발생한 열이 서포터(230)로의 열 전달을 차단하는 효과가 향상되고, 이에 따라 중간 가열체(220)에서 발생한 열이 피가열 물체(HO)로 집중적으로 전달될 수 있다.
다음으로, 본 개시의 제2 실시 예에 따른 플레이트(200)를 상세히 설명한다. 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 서포터(230)에는 단열재(210)와 중간 가열체(220)중 적어도 하나가 수용되는 제1 수용부(S1)가 형성될 수 있다. 서포터(230)에 형성된 제1 수용부(S1)는 수직방향으로 관통된 홀 형상일 수 있다. 예를 들어, 제1 수용부(S1)는 서포터(230)의 중심부에 형성될 수 있다. 제1 수용부(S1)는 수직방향으로 관통되도록 타공되어 형성될 수 있다. 제1 수용부(S1)는 상면 및 하면이 개방된 공간일 수 있다. 제1 수용부(S1)의 수평 방향 단면은 원 형상을 가질 수 있다.
단열재(210)의 최대 높이(H2)는 서포터(230)의 최대 높이(H3)와 동일할 수 있다.
정리하면, 제2 실시 예에 따른 플레이트(200)는 서포터(230)가 플레이트(200)의 측부를 형성할 수 있다. 이 경우, 서포터(230)를 구성하는 물질을 최소한으로 사용하면서도 피가열 물체(HO)를 지지할 수 있으며, 단열재(210)와 중간 가열체(220)의 측면을 보호할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 서포터(230)의 내측에 단열재(210)가 배치되며, 단열재(210)의 내측에 중간 가열체(220)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 중간 가열체(220)는 피가열 물체(HO)가 놓이는 상면을 제외한 나머지 면이 단열재(210)에 접촉되게 형성될 수 있다. 따라서, 중간 가열체(220)에서 발생한 열이 서포터(230)로의 열 전달을 차단하는 효과가 향상되고, 이에 따라 중간 가열체(220)에서 발생한 열이 피가열 물체(HO)로 집중적으로 전달될 수 있다.
다음으로, 본 개시의 제3 실시 예에 따른 플레이트(200)를 상세히 설명한다. 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 서포터(230)의 상면에 단열재(210)가 배치될 수 있다.
(S1 삭제에 따른 설명 수정)단열재(210)가 배치되는 서포터(320)의 상면은 수평면의 형상일 수 있다. 단열재(210)가 배치되는 서포터(320)의 수평 방향 단면은 원 형상을 가질 수 있다.
정리하면, 제3 실시 예에 따른 플레이트(200)는 서포터(230)가 플레이트(200)의 하부를 형성할 수 있다. 이 경우, 서포터(230)의 형상을 단순화하면서도 서포터(230)가 단열재(210) 및 중간 가열체(220)를 지지하며, 이를 보호할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 서포터(230)의 상측에 단열재(210)가 배치되며, 단열재(210)의 내측에 중간 가열체(220)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 중간 가열체(220)는 피가열 물체(HO)가 놓이는 상면을 제외한 나머지 면이 단열재(210)에 접촉되게 형성될 수 있다. 따라서, 중간 가열체(220)에서 발생한 열이 서포터(230)로의 열 전달을 차단하는 효과가 향상되고, 이에 따라 중간 가열체(220)에서 발생한 열이 피가열 물체(HO)로 집중적으로 전달될 수 있다.
다음으로, 도 6를 참조하여, 제4 내지 제6 실시 예에 따른 플레이트(200)에 대해 설명한다. 도 6은 본 개시의 제4 내지 제6 실시 예에 따른 플레이트가 도시된 단면도이다.
제4 내지 제6 실시 예에 따르면, 중간 가열체(220)의 하면은 단열재(210)의 상면과 접촉되게 배치될 수 있다. 중간 가열체(220)의 수평 방향 단면은 원 형상을 가질 수 있다.
단열재(210)는 플레이트(200)의 상면 중 적어도 일부를 형성할 수 있다. 단열재(210)는 서포터(230)와 중간 가열체(200) 사이에 적어도 일부가 배치될 수 있다. 단열재(210)는 중간 가열체(220)의 하면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 단열재(210)의 상면은 수평면의 형상일 수 있다. 중간 가열체(220)가 배치되는 단열재(210)의 수평 방향 단면은 원 형상을 가질 수 있다.
구체적으로, 본 개시의 제4 실시 예에 따른 플레이트(200)를 상세히 설명하면, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 수용부(S1)는 홈으로 형성될 수 있다. 제1 수용부(S1)는 상면이 개방된 공간일 수 있다. 제1 수용부(S1)는 위에서 아래로 함몰된 함몰부일 수 있다. 제1 수용부(S1)의 수평 방향 단면은 원 형상을 가질 수 있다.
서포터(230)의 최대 높이(H3)는 단열재(210)의 최대 높이(H2)와 중간 가열체(220)의 최대 높이(H1)의 합 보다 높을 수 있다.
정리하면, 제4 실시 예에 따른 플레이트(200)는 서포터(230)가 플레이트(200)의 측부 및 하부를 형성할 수 있다. 이 경우, 단열재(210)의 상면을 제외한 나머지와 중간 가열체(220)의 측부가 서포터(230)에 의해 보호될 수 있는 이점이 있다.
그리고, 서포터(230)의 내측에 단열재(210)가 배치되며, 단열재(210)의 상측에 중간 가열체(220)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 중간 가열체(220)는 하면이 단열재(210)에 접촉되게 형성될 수 있다. 따라서, 중간 가열체(220)에서 발생한 열 중 하측으로 서포터(230)에 전달되는 열을 차단하는 효과가 향상되고, 이에 따라 중간 가열체(220)에서 발생한 열이 피가열 물체(HO)로 집중적으로 전달될 수 있다.
다음으로, 본 개시의 제5 실시 예에 따른 플레이트(200)를 상세히 설명하면, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 서포터(230)에 형성된 제1 수용부(S1)는 수직방향으로 관통된 홀 형상일 수 있다. 예를 들어, 제1 수용부(S1)는 서포터(230)의 중심부에 형성될 수 있다. 제1 수용부(S1)는 수직방향으로 관통되도록 타공되어 형성될 수 있다. 제1 수용부(S1)는 상면 및 하면이 개방된 공간일 수 있다. 제1 수용부(S1)의 수평 방향 단면은 원 형상을 가질 수 있다.
서포터(230)의 최대 높이(H3)는 단열재(210)의 최대 높이(H2)와 중간 가열체(220)의 최대 높이(H1)의 합과 동일할 수 있다.
정리하면, 제5 실시 예에 따른 플레이트(200)는 서포터(230)가 플레이트(200)의 측부를 형성할 수 있다. 이 경우, 서포터(230)를 구성하는 물질을 최소한으로 사용하면서도 피가열 물체(HO)를 지지할 수 있으며, 단열재(210)와 중간 가열체(220)의 측부가 서포터(230)에 의해 보호될 수 있는 이점이 있다.
그리고, 서포터(230)의 내측에 단열재(210)가 배치되며, 단열재(210)의 상측에 중간 가열체(220)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 중간 가열체(220)는 피가열 물체(HO)가 놓이는 하면이 단열재(210)에 접촉되게 형성될 수 있다. 따라서, 중간 가열체(220)에서 발생한 열 중 하측으로 손실되는 열을 차단하는 효과가 향상되고, 이에 따라 중간 가열체(220)에서 발생한 열이 피가열 물체(HO)로 집중적으로 전달될 수 있다.
다음으로, 본 개시의 제6 실시 예에 따른 플레이트(200)를 상세히 설명하면, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 중간 가열체(220)는 플레이트(200)의 상면 전부를 형성하도록 배치될 수 있다.
단열재(210)의 하면은 서포터(230)의 상면과 접촉되게 배치될 수 있다.
정리하면, 제6 실시 예에 따른 플레이트(200)는 서포터(230)가 플레이트(200)의 하부를 형성할 수 있다. 이 경우, 서포터(230)의 형상을 단순화하면서도 단열재(210)의 하부와 중간 가열체(220)의 하부가 보호될 수 있는 이점이 있다.
그리고, 서포터(230)의 상측에 단열재(210)가 배치되며, 단열재(210)의 상측에 중간 가열체(220)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 중간 가열체(220)는 하면이 단열재(210)에 접촉되며 플레이트(200)의 상면의 전부를 형성할 수 있다. 따라서, 중간 가열체(220)의 발열 영역을 최대화함과 동시에 중간 가열체(220)에서 발생한 열 중 서포터(230)로 전달되는 열을 차단하는 효과가 향상되고, 이에 따라 중간 가열체(220)에서 발생한 열이 피가열 물체(HO)의 면적이 상대적으로 넓은 경우에도 피가열 물체(HO)를 효율적으로 가열할 수 있다.
다음으로, 도 7를 참조하여, 제7 내지 제8 실시 예에 따른 플레이트(200)에 대해 설명한다. 도 7은 본 개시의 제7 내지 제8 실시 예에 따른 플레이트가 도시된 단면도이다.
제7 내지 제8 실시예에 따르면, 단열재(210)는 플레이트(200)의 상면 중 적어도 일부를 형성할 수 있다. 단열재(210)는 중간 가열체(220)와 서포터(230) 사이에 배치될 수 있다. 단열재(210)는 중간 가열체(220)의 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 단열재(210)는 서포터(230)에 수용되게 배치될 수 있다.
중간 가열체(220)는 플레이트(200)의 상면 중 적어도 일부를 형성할 수 있다. 중간 가열체(200)의 수평 방향 단면은 원 형상을 가질 수 있다. 중간 가열체(220)의 최대 높이(H1)는 단열재(210)의 최대 높이(H2)와 동일할 수 있다. 중간 가열체(220)는 단열재(210)에 수용되게 배치될 수 있다.
서포터(230)에는 중간 가열체(220)와 단열재(210)중 적어도 하나가 수용되는 제1 수용부(S1)가 형성될 수 있다.
단열재(210)에는 중간 가열체(220)가 수용되는 제2 수용부(S2)가 형성될 수 있다. 제2 수용부(S2)는 수직방향으로 관통된 홀 형상일 수 있다. 예를 들어, 제2 수용부(S2)는 단열재(210)의 중심부에 형성될 수 있다. 제2 수용부(S2)는 수직방향으로 관통되도록 타공되어 형성될 수 있다. 제2 수용부(S2)는 상면 및 하면이 개방된 공간일 수 있다. 제2 수용부(S2)의 수평 방향 단면은 원 형상을 가질 수 있다.
상세하게, 본 개시의 제7 실시 예에 따른 플레이트(200)를 상세히 설명한다. 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 서포터(230)에 형성된 제1 수용부(S1)는 홈으로 형성될 수 있다. 제1 수용부(S1)는 상면이 개방된 공간일 수 있다. 제1 수용부(S1)는 위에서 아래로 함몰된 함몰부일 수 있다. 제1 수용부(S1)의 수평 방향 단면은 원 형상을 가질 수 있다.
단열재(210)의 최대 높이(H2)는 중간 가열체(220)의 최대 높이(H1)와 동일할 수 있다. 또한, 단열재(210)의 최대 높이(H2)는 서포터(230)의 최대 높이(H3)보다 낮을 수 있다.
정리하면, 제7 실시 예에 따른 플레이트(200)는 서포터(230)가 플레이트(200)의 측부 및 하부를 형성할 수 있다. 이 경우, 단열재(210)와 중간 가열체(220)의 측부 및 하부가 서포터(230)에 의해 보호될 수 있는 이점이 있다.
그리고, 서포터(230)의 내측에 단열재(210)가 배치되며, 단열재(210)의 내측에 중간 가열체(220)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 중간 가열체(220)는 측 면이 단열재(210)에 접촉되게 형성될 수 있다. 따라서, 중간 가열체(220)에서 발생한 열 중 서포터(230)에 측면 방향으로 전달되는 열을 차단하는 효과가 향상되고, 이에 따라 중간 가열체(220)에서 발생한 열이 피가열 물체(HO)로 집중적으로 전달될 수 있다.
다음으로, 본 개시의 제8 실시 예에 따른 플레이트(200)를 상세히 설명한다. 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 서포터(230)에 형성된 제1 수용부(S1)는 수직방향으로 관통된 홀 형상일 수 있다. 예를 들어, 제1 수용부(S1)는 서포터(230)의 중심부에 형성될 수 있다. 제1 수용부(S1)는 수직방향으로 관통되도록 타공되어 형성될 수 있다. 제1 수용부(S1)는 상면 및 하면이 개방된 공간일 수 있다. 제1 수용부(S1)의 수평 방향 단면은 원 형상을 가질 수 있다.
단열재(210)의 최대 높이(H2)는 중간 가열체(220)의 최대 높이(H1)와 동일할 수 있다. 단열재(210)의 최대 높이(H2)는 서포터(230)의 최대 높이(H3)와 동일할 수 있다.
정리하면, 제8 실시 예에 따른 플레이트(200)는 서포터(230)가 플레이트(200)의 측부를 형성할 수 있다. 이 경우, 서포터(230)를 최소한으로 사용하면서도 단열재(210)의 측부와 중간 가열체(220)의 측면이 서포터(230)에 의해 보호될 수 있는 이점이 있다.
그리고, 서포터(230)의 내측에 단열재(210)가 배치되며, 단열재(210)의 내측에 중간 가열체(220)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 중간 가열체(220)는 측면이 단열재(210)에 접촉되게 형성될 수 있다. 따라서, 중간 가열체(220)에서 발생한 열 중 서포터(230)에 측면 방향으로 손실되는 열을 차단하는 효과가 향상되고, 이에 따라 중간 가열체(220)에서 발생한 열이 피가열 물체(HO)로 집중적으로 전달될 수 있다.
다음으로, 도 8 내지 도 9를 참조하여, 제9 실시 예에 따른 플레이트(200)에 대해 설명한다.
한편, 서포터(230)는 도 5의 (a)에서 설명한 바와 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하, 중간 가열체(220) 및 단열재(210)에 대해 상세히 설명한다.
도 8은 본 개시의 제9 실시 예에 따른 플레이트의 단면도이다.
중간 가열체(220)는 제1 가열 부재(221) 및 제2 가열 부재(222)를 포함할 수 있다. 즉, 중간 가열체(220)는 서로 구분되는 복수의 가열 부재로 구성될 수 있다.
그리고, 중간 가열체(220)의 수평 방향 단면은 적어도 하나의 링 형상을 가질 수 있다. 제1 가열 부재(221)와 제2 가열 부재(222) 사이에 단열재의 적어도 일부가 배치될 수 있다.
구체적으로, 제1 가열 부재(221)와 제2 가열 부재(222)는 링 형상일 수 있다. 제1 가열 부재(221)의 지름(L1)은 제2 가열 부재(222)의 지름(L2)보다 작을 수 있다. 즉, 제1 가열 부재(221)는 제2 가열 부재(222) 보다 작을 수 있다. 따라서, 제1 가열부재(221)는 제2 가열부재(222) 내측에 위치할 수 있다.
단열재(210)는 제1 가열 부재(221)의 상면 및 제2 가열 부재(222)의 상면을 제외한 영역을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 단열재(210)는 적어도 일부가 중간 가열체(220)와 서포터(230) 사이에 배치될 수 있다. 단열재(210)에는 중간 가열체(220)가 수용되는 제2 수용부(S2)가 형성될 수 있다. 제2 수용부(S2)의 수평 방향 단면 형상은 중간 가열체(220)의 수평 방향 단면 형상과 동일하거나 더 클 수 있다.
제2 수용부(S2)는 홈으로 형성될 수 있다. 제2 수용부(S2)는 상면이 개방된 공간일 수 있다. 제2 수용부(S2)는 위에서 아래로 함몰된 함몰부일 수 있다. 제2 수용부(S2)의 수평방향 단면은 적어도 하나의 링 형상을 가질 수 있다. 제2 수용부(S2)의 수평방향 단면은 2 이상의 링 형상을 가질 수 있다. 이에 대해 도 9를 참고하여 상세히 설명한다.
도 9는 도8의 A-A'선의 단면도이다.
제2 수용부(S2)의 수평방향 단면은 지름이 제1 길이(L1)인 제1 링 형상과 지름이 제2 길이(L2)인 제2 링 형상을 갖을 수 있다. 이 때 제2 길이(L2)는 제1 길이(L1) 보다 길 수 있고, 따라서 제1 링 형상은 제2 링 형상 안에 형성될 수 있다.
구체적으로, 제2 수용부(S2)는 제1 가열부재(221)가 수용되는 제1 가열부재 수용부(S21)와 제2 가열부재(222)가 수용되는 제2 가열부재 수용부(S22)로 구분될 수 있다. 제1 가열부재 수용부(S21)의 수평방향 단면은 제1 링 형상을 갖고, 제2 가열부재 수용부(S22)의 수평방향 단면은 제2 링 형상을 갖을 수 있고, 제2 링 형상은 제1 링 형상 보다 클 수 있다.
정리하면, 플레이트(200)는 링 형상의 제1 가열 부재(221)와 링 형상의 제2 가열 부재(222)가 각각 분리되어 단열재(210)에 수용되고, 단열재(210)는 서포터(230)에 수용되는 형태로 형성될 수 있다.
이와 같이, 중간 가열체(220)가 링 형상의 복수의 가열 부재(221)(222)로 구성될 경우, 도 11에서 후술하는 바와 같이 복수의 워킹 코일(WC1)(WC2)에 의해 위상 제어될 때 자기장 집중 영역이 중간 가열체(220) 혹은 피가열 물체(HO)로 조절되는 이점이 있다. 즉, 중간 가열체(220)가 링 형상의 복수의 가열 부재(221)(222)로 구성될 경우에는 피가열 물체(HO)가 자성체일 때에는 워킹 코일(WC1)(WC2)에서 발생한 자기장이 피가열 물체(HO)로 집중되고, 피가열 물체(HO)가 비자성체일 때에는 워킹 코일(WC1)(WC2)에서 발생한 자기장이 중간 가열체(220)로 집중되는 이점이 있다.
도 10은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑이 피가열 물체를 가열할 경우의 발열 포인트가 도시된 도면이다.
도 10에서는 도 5의 (a)에서 설명한 제1 실시 예에 따른 쿡탑(1)을 예시로 발열 포인트를 설명하고, 나머지 실시 예에 따른 쿡탑(1)의 경우에도 가열 원리는 동일한 바 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 10에서는 워킹 코일(WC)이 단일 코일인 경우로 가정한다.
도 10의 (a)에는 피가열 물체(HO)가 자성체인 경우 발열 영역이 도시되어 있고, 도 10의 (b)에는 피가열 물체(HO)가 비자성체인 경우 발열 포인트 위치가 도시된 단면도이다.
먼저, 피가열 물체(H0)가 자성체인 경우를 설명하면, 워킹 코일(WC)에서 발생한 자기장은 피가열 물체(HO) 및 중간 가열체(220)와 결합할 수 있다. 이에 따라, 중간 가열체(220)에서는 제1 발열 영역(310)에서 집중 가열되고, 피가열 물체(HO)는 제2 발열 영역(320)에서 집중 가열될 수 있다. 제1 발열 영역(310)는 중간 가열체(220) 전체일 수 있다. 제2 발열 영역(320)는 피가열 물체(HO)의 하부일 수 있다.
다음으로, 피가열 물체(H0)가 비자성체인 경우를 설명하면, 워킹 코일(WC)에서 발생한 자기장은 중간 가열체(220)와 결합할 수 있다. 이에 따라, 중간 가열체(220)에서는 제1 발열 영역(310)에서 집중 발열될 수 있다. 제1 발열 영역(310)는 중간 가열체(220) 전체일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 개시의 실시 예에 따르면, 피가열 물체(HO)의 종류와 관계없이 제1 발열 영역(310)이 가열되는데, 이 때 제1 발열 영역(310)에서 발생한 열은 단열재(210)에 의해 양측과 하측 방향으로의 열전달이 최소화되는 바, 상측에 위치한 피가열 물체(HO)로 집중적으로 전달되므로, 열 손실이 최소화되는 이점이 있다.
한편, 도 10의 (a)와 같이 피가열 물체(HO)가 자성체일 경우 자기장의 일부가 중간 가열체(220)와 결합되는데, 이 보다는 피가열 물체(HO)와 결합될 때 가열 효율이 향상되는 바, 이를 위한 방안을 도 11 내지 도 13을 참고하여 설명한다.
도 11은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑(1)이 피가열 물체(HO)를 가열할 경우의 발열 영역이 도시된 도면이다. 구체적으로, 도 11의 (a)에는 피가열 물체(HO)가 자성체인 경우 발열 영역이 도시되어 있고, 도 11의 (b)에는 피가열 물체(HO)가 비자성체인 경우 발열 영역이 도시된 단면도이다.
도 11에서는 도 8 내지 도 9에서 설명한 제9 실시예에 따른 쿡탑(1)을 예시로 발열 영역을 설명하고, 나머지 실시 예에 따른 쿡탑(1)의 경우에도 가열 원리는 동일한 바 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 쿡탑(1)의 워킹 코일(WC)은 복수개로 구비되고, 복수개의 워킹 코일(WC)의 위상을 제어함으로써 중간 가열체(IM)의 발열량을 조절할 수 있다. 이에 대해, 도 11을 참고하여 설명하며, 도 11에서는 2개의 워킹 코일(WC)이 나란하게 배치된 경우로 가정한다. 그리고, 도 11의 예시와 같이 2개의 워킹 코일(WC) 각각은 반원 형상이되, 다른 워킹 코일을 마주하는 면 중 적어도 일부가 내측으로 오목하게 형성될 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하므로, 이에 제한되지 않음이 타당하다. 구체적으로, 2개의 워킹 코일(WC)은 도 11에 도시된 형상에 제한되지 않고, 도 12에 도시된 바와 같은 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
도 12는 워킹 코일(WC)이 제1 및 제2 워킹 코일(WC1)(WC2)을 포함하고, 제1 및 제2 워킹 코일(WC1)(WC2)이 나란하게 배치되는 다양한 예를 도시한다.
예를 들어, 워킹 코일(WC)은 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이 타원 형상으로 형성될 수 있다. 또는 워킹 코일(WC)은 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 반달 형상이되, 다른 워킹 코일을 이웃하는 면 중 적어도 일부가 오목한 형상으로 형성될 수 있다. 워킹 코일(WC)은 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이 원 형상으로 형성될 수 있다. 워킹 코일(WC)은 도 12의 (d)에 도시된 바와 같이 사각형 형상으로 형성될 수 있다.
그러나, 상술한 워킹 코일(WC)의 형상은 예시적인 것에 불과하며, 워킹 코일(WC)를 구성하는 제1 워킹 코일(WC1)과 제2 워킹 코일(WC2)의 형상은 다양할 수 있다.
그리고, 도 13은 도 12의 예시와 같이 복수의 워킹 코일이 나란하게 배치된 구조일 때 함께 설치되는 중간 가열체(220)의 다양한 예를 도시한다.
예를 들어, 도 13의 (a)와 같이, 중간 가열체(IM)는 중심에 구멍(h)이 형성된 원 형상이며, 내측에 복수의 홈(g)이 형성될 수 있다. 도 13의 (b)와 같이, 중간 가열체(IM)는 2개의 부재(1311)(1312)로 구분되며, 2개의 부재(1311)(1312) 각각은 반원 형상일 수 있다. 또한, 2개의 부재 각각은 서로 다른 부재를 대응하는 면(1311a)(1311b) 중 중심부가 오목하게 형성되고, 중심부 주변에 복수의 홈(g)이 형성될 수 있다. 도 13의 (c)와 같이, 중간 가열체(IM)는 내부에 일방향으로 긴 관통부(1320)가 형성되고, 관통부 주변 보다 중심에 형성된 구멍이 크고, 중심 주변으로 복수의 홈(g)이 형성될 수 있다. 도 13의 (d)와 같이, 중간 가열체(IM)는 중심에 구멍(h)이 형성된 원 형상이며, 중심에 형성된 구멍(h)으로부터 외둘레를 향한 복수의 복수의 홈(g)이 형성될 수 있다. 이 때, 복수의 홈(g)의 길이가 중간 가열체(IM)의 반지름 보다 길 수 있다. 즉, 도 13의 (a)에 도시된 중간 가열체(IM)는 홈(g)의 길이가 반지름 길이 보다 짧고, 도 13의 (b)에 도시된 중간 가열체(IM)는 홈(g)의 길이가 반지름 길이 보다 길 수 있다.
또한, 도 13의 (e) 또는 도 13의 (f)와 같이, 중간 가열체(IM)에는 복수의 경로, 즉 유도 전류가 외둘레를 따라 흐르는 경로와 내측에서 흐르는 경로를 갖게 하는 패턴으로 홈(f1)(f2)이 형성될 수 있다. 특히, 도 13의 (e)와 같이 홈(f1)은 내측에서 흐르는 유도 전류가 원, 타원 또는 사각 형상의 경로를 갖는 패턴으로 형성되거나, 도 13의 (f)와 같이 홈(f2)은 일 방향으로 긴 경로를 갖는 패턴으로 형성될 수 있다.
도 13의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 중간 가열체(220)가 중심 주변에 복수의 홈(h)을 갖을 경우, 단순한 링 형상인 경우 보다 가열 면적이 넓어져, 비자성체에 대한 가열 효율을 높일 수 있다.
도 13의 (e) 및 (f)와 같이, 유도 전류가 외둘레를 따라 흐를 뿐만 아니라, 내측에서도 흐를 경우, 피가열 물체(HO)의 종류 각각에 대한 가열 성능이 높아지는 이점이 있다. 그리고, 내측을 흐르는 전류가 형성하는 루프를 통해 의해 작은 사이즈의 피가열 물체(HO)도 가열 가능한 이점이 있다.
한편, 상술한 실시 예들은 설명의 편의를 위한 예시에 불과하므로, 이에 제한되지 않음이 타당하다.
즉, 도 11의 실시 예와 같이 동작하기 위해, 제1 워킹 코일(WC1)과 제2 워킹 코일(WC2)은 좌우로 나란하게 배치되고, 중간 가열체(220)는 적어도 중심부가 관통된 형상일 수 있다. 중간 가열체(220)는 적어도 하나의 링 형상으로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 다만, 실시 예에 따라, 링 형상의 중간 가열체(220)에는 특정 패턴을 갖도록 중심부 주변에 적어도 하나의 홈이 형성될 수 있다.
인버터부(미도시)는 피가열 물체(HO)의 종류에 따라, 중간 가열체(220)에서 발열량이 변경되도록 제1 워킹 코일(WC1) 및 제2 워킹 일(WC2)에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
인버터부(미도시)는 피가열 물체(HO)가 자성체일 경우, 제1 워킹 코일(WC1)에 흐르는 전류의 방향과 제2 워킹 코일(WC2)에 흐르는 전류의 방향이 상이하도록 구동할 수 있다. 예를 들어, 제1 워킹 코일(WC1)에는 전류가 시계 방향으로 흐르고, 제2 워킹 코일(WC2)에는 전류가 반시계 방향으로 흐를 수 있다. 즉, 제1 워킹 코일(WC1)을 흐르는 전류와 제2 워킹 코일(WC2)을 흐르는 전류의 위상차가 180도일 수 있다. 이 경우, 전류가 마주보는 영역의 자기장이 상쇄되므로, 제1 및 제2 워킹 코일(WC1)(WC2)에서 발생하는 자기장은 제1 가열 부재(221)와 제2 가열 부재(222) 사이 영역으로 집중될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 워킹 코일(WC1)(WC2)에서 발생한 자기장은 제1 가열 부재(221)와 제2 가열 부재(222) 사이를 지나 피가열 물체(HO)를 직접 가열할 수 있다.
따라서, 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 워킹 코일(WC)에서 발생한 자기장은 피가열 물체(HO) 및 중간 가열체와(220) 각각과 결합하여 제1 발열 영역(310) 및 제2 발열 영역(320)을 가열하기는 하나, 제1 발열 영역(310) 보다는 제2 발열 영역(320)을 집중 가열할 수 있다. 여기서, 제1 발열 영역(310)은 중간 가열체(220) 전체이고, 제2 발열 영역(320)는 피가열 물체(HO)의 하부일 수 있다.
반면, 피가열 물체(HO)가 비자성체일 경우, 제1 워킹 코일(WC1)에 흐르는 전류의 방향과 제2 워킹 코일(WC2)에 흐르는 전류의 방향이 동일하도록 구동할 수 있다. 예를 들어, 제1 워킹 코일(WC1) 및 제2 워킹 코일(WC2) 각각에서 전류가 시계 방향으로 흐를 수 있다. 즉, 제1 워킹 코일(WC1)을 흐르는 전류와 제2 워킹 코일(WC2)을 흐르는 전류의 위상차가 0도일 수 있다. 이 경우, 전류가 마주보는 영역의 자기장이 상쇄되므로, 제1 및 제2 워킹 코일(WC1)(WC2)에서 발생하는 자기장은 제1 가열 부재(221)와 제2 가열 부재(222) 각각으로 집중될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 워킹 코일(WC1)(WC2)에서 발생한 자기장은 제1 가열 부재(221)와 제2 가열 부재(222)를 집중적으로 가열할 수 있따.
따라서, 제1 및 제2 워킹 코일(WC1)(WC2)에서 발생한 자기장은 제1 가열 부재(221)와 제2 가열 부재(222) 각각으로 집중되고, 따라서, 자기장에 의해 가열된 제1 가열 부재(221)와 와 제2 가열 부재(222)가 피가열 물체(HO)를 가열할 수 있다.
따라서, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 워킹 코일(WC)에서 발생한 자기장은 중간 가열체(220)와 집중 결합할 수 있다. 이에 따라, 제1 발열 영역(310)이에서 집중 발열될 수 있다.
정리하면, 피가열 물체(HO)의 종류에 따라 제1 워킹 코일(WC1)과 제2 워킹 코일(WC2)에 흐르는 전류의 방향, 즉 위상을 조절하는 방식을 통해 중간 가열체(220)에서의 발열량을 제어하여 피가열 물체(HO)를 효율적으로 가열할 수 있다. 게다가, 상술한 바와 같이 제1 발열 영역(310)은 상면을 제외하고 단열재(210)에 마주하고 있어, 제1 발열 영역(310)에서 발생한 열은 양측과 하측 방향으로의 열전달이 최소화되는 바, 상측에 위치한 피가열 물체(HO)로 집중적으로 전달되므로, 열 손실이 최소화되는 이점이 있다. 즉, 도 10에 도시된 경우와 비교하여, 자성체일 경우에는 자기장을 피가열 물체(HO)로 집중시키고, 비자성체일 경우에는 자기장을 중간 가열체(210)로 집중시키는 동시에 중간 가열체(210)에서 발생한 열을 피가열 물체(HO)로 집중 전달시킬 수 있는 이점이 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.

Claims (15)

  1. 피가열 물체가 놓이는 플레이트;
    상기 피가열 물체를 가열하기 위한 자기장을 발생시키는 워킹 코일;
    상기 워킹 코일에 흐르는 전류를 제어하는 인버터부를 포함하고,
    상기 플레이트는
    비금속 재질로 이루어진 서포터,
    상기 상판부의 상면의 적어도 일부를 형성하는 중간 가열체, 및
    상기 중간 가열체의 적어도 일면과 접촉되게 배치되는 단열재를 포함하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열재는
    상기 서포터와 상기 중간 가열체 사이에 배치되는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열재는
    상기 중간 가열체의 측면과 하면 중 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열재는
    상기 중간 가열체의 상면을 제외한 영역을 둘러싸도록 배치되는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 서포터에는 상기 중간 가열체와 상기 단열재 중 적어도 하나가 수용되는 제1 수용부가 형성된
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 수용부는 홈으로 형성되는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열재에는 상기 중간 가열체가 수용되는 제2 수용부가 형성된
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 수용부의 수평방향 단면은 폐루프를 갖는 패턴 형상을 포함하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 수용부의 수평방향 단면은 적어도 하나의 링 형상을 갖는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간 가열체는 제1 가열 부재 및 제2 가열 부재를 포함하고,
    상기 제1 가열 부재와 상기 제2 가열 부재 사이에 상기 단열재의 적어도 일부가 배치되는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 수용부의 수평방향 단면은 지름이 제1 길이인 제1 링 형상과 지름이 상기 제1 길이 보다 긴 제2 링 형상을 갖고,
    상기 제1 링 형상은 상기 제2 링 형상 안에 형성되는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 워킹 코일은 제1 및 제2 워킹 코일을 포함하고,
    상기 인버터부는 상기 제1 및 제2 워킹 코일에 흐르는 전류의 방향을 제어하는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 서포터는 적어도 일부가 글래스로 형성되는
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열재의 최대 높이는 상기 서포터의 최대 높이 보다 낮은
    유도 가열 방식의 쿡탑.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열재의 최대 높이는 상기 서포터의 최대 높이와 동일한
    유도 가열 방식의 쿡탑.
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