KR20210107487A

KR20210107487A - 조리기기

Info

Publication number: KR20210107487A
Application number: KR1020200022579A
Authority: KR
Inventors: 김원태; 전현우; 양재경; 심성훈; 손승호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2020-02-24
Filing date: 2020-02-24
Publication date: 2021-09-01
Also published as: EP4111824A1; AU2020432828A1; US20230254951A1; US20210267026A1; CN115176521A; WO2021172650A1; US11665793B2; EP4111824A4

Abstract

본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 캐비티로 마이크로파를 방출하는 MW 가열 모듈과 캐비티를 향해 자기장을 방출하는 IH 가열 모듈을 포함하며, IH 가열 모듈은 워킹 코일 및 박막을 포함하고, 박막은 캐비티와 워킹 코일 사이에 배치될 수 있다.

Description

조리기기{Cooking appliance}

본 개시는 조리기기에 관한 것이다.

가정이나 식당에서 음식을 가열하기 위한 다양한 방식의 조리기기들이 사용되고 있다. 예를 들어, 마이크로파 오븐, 유도 가열 방식의 전기 레인지, 그릴 히터 등의 다양한 조리기기가 사용되고 있다.

마이크로파 오븐은 고주파 가열 방식의 조리기기로, 고주파 전장 중의 분자가 심하게 진동하여 발열하는 것을 이용한 것으로, 빠른 시간에 음식을 고르게 가열할 수 있다.

유도 가열 방식의 전기 레인지는 전자기 유도를 이용하여 피가열 물체를 가열시키는 조리기기다. 구체적으로, 유도 가열 방식의 전기 레인지는 소정 크기의 고주파 전력을 코일에 인가할 때 코일 주변에 발생하는 자계를 이용하여 금속 성분으로 이루어진 피가열 물체에 와전류(eddy current)를 발생시켜 피가열 물체 자체를 가열시킬 수 있다.

그릴 히터는 적외선 열을 복사 또는 대류시킴으로써 음식을 가열하는 조리기기로, 적외선 열이 음식을 투과하기 때문에 전체적으로 골고루 익혀줄 수 있다.

이와 같이, 다양한 방식의 열원을 이용하는 조리기기들이 출시됨에 따라 사용자들이 구비하는 조리기기의 수 및 그 종류가 증가하였고, 이러한 조리기기들이 생활 공간 내에서 많은 부피를 차지하는 문제가 있다. 이에 따라, 복수의 가열 모듈을 함께 구비하는 복합 조리기기에 대한 사용자들의 요구가 증가하고 있다. 또한, 피가열 물체 내 음식이 보다 균일하고, 신속하게 조리되도록 복수의 가열 방식을 동시에 이용하는 조리기기의 개발이 필요하다. 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0037796호(2008년05월02일 공개)는 마이크로파와 유도 가열 코일 열원을 동시에 사용할 수 있는 조리기기를 기재하고 있다.

그러나, 종래 조리기기에 따르면, 마이크로파가 유도 가열 코일을 가열시키는 문제를 해결하기 위한 별도의 전도체 트레이가 설치되어야 하는 불편이 있다. 즉, 종래 조리기기는 별도의 전도체 트레이 외에 다른 용기(예를 들어, 비자성 재질의 용기)를 유도 가열 코일 열원으로 가열시키지 못하는 문제가 있다.

또한, 종래 조리기기는 전도체 트레이의 장착 여부를 판단하기 위한 별도의 센서부를 구비해야 하기 때문에 그 구조가 복잡하며, 제조 비용이 증가하고, 전도체 트레이가 장착되지 않은 경우에는 마이크로파와 유도 가열 코일 열원이 동시에 사용되는 못하는 한계가 있다.

본 개시는 복수의 열원을 갖는 복합 조리기기를 제공하고자 한다.

본 개시는 MW(Microwave) 가열 모듈과 IH(Induction heating) 가열 모듈을 함께 구비하는 조리기기를 제공하고자 한다. 보다 구체적으로, 본 개시는 MW 가열 모듈과 IH 가열 모듈이 동시에 피가열 물체를 가열하는 조리기기를 제공하고자 한다.

본 개시는 재질과 관계 없이 MW 가열 모듈과 IH 가열 모듈이 동시에 동작하여 피가열 물체를 가열하는 조리기기를 제공하고자 한다.

또한, 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기의 박막은 스킨 뎁스가 박막의 두께 보다 깊어, 자성체로 이루어진 피가열 물체의 경우 워킹 코일에 의해 발생된 자기장이 박막을 통과하여 피가열 물체까지 전달됨으로써 피가열 물체에 와전류가 유도되고, 비자성체로 이루어진 피가열 물체의 경우 워킹 코일에 의해 발생된 자기장으로 인해 박막에 와전류가 유도될 수 있다.

본 개시에 따르면, 조리기기의 박막은 워킹 코일에서 발생한 자기장을 통과시키는 동시에 마이크로파를 차단하기 때문에 MW 가열 모듈과 IH 가열 모듈의 동시 구동이 가능한 이점이 있다.

또한, IH 가열 모듈은 박막을 통해 자성체와 비자성체 모두를 가열할 수 있는 바, 피가열 물체의 배치 위치 및 종류에 상관없이 피가열 물체를 가열할 수 있고, 이에 따라 별도의 트레이를 감지하기 위한 센서 또는 피가열 물체의 재질을 감지하는 센서 등이 불필요한 이점이 있다.

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

도 1은 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기의 사시도이다.
도 2는 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기의 제어 블록도이다.
도 3은 본 개시의 제1 실시 예에 따른 조리기기의 단면도이다.
도 4 및 도 5는 피가열 물체의 종류에 따른 박막과 피가열 물체 간 임피던스 변화를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 개시의 제2 실시 예에 따른 조리기기의 단면도이다.
도 7은 본 개시의 제3 실시 예에 따른 조리기기의 단면도이다.
도 8은 본 개시의 제4 실시 예에 따른 조리기기의 단면도이다.

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

이하에서는, 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기를 설명하도록 한다.

도 1은 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기의 사시도이다.

본 개시의 실시 예에 따른 조리기기(1)는 하우징(2)과 하우징(2)에 연결되는 도어(3)를 포함할 수 있다.

하우징(2)에는 캐비티(4)가 형성될 수 있고, 캐비티(4)는 조리실일 수 있다. 캐비티(4)는 피가열 물체가 놓이는 조리 공간일 수 있다.

하우징(2)의 외면에는 입력 인터페이스(50)가 형성될 수 있다. 입력 인터페이스(50)는 조리기기를 조작하는 입력을 사용자로부터 수신할 수 있다.

캐비티(4)는 도어(3)에 의해 열리거나 닫힐 수 있다. 도어(3)는 하우징(2)의 전면부에 개폐 가능하게 부착될 수 있다. 도어(3)는 캐비티(4)를 개폐할 수 있다. 도어(3)에는 윈도우(31)가 형성될 수 있다. 사용자는 캐비티(4)가 닫힌 상태일 때 윈도우(31)를 통해 캐비티(4) 내부를 확인할 수 있다. 윈도우(31)에 대해서는 도 3에서 상세하게 설명하기로 한다.

캐비티(4)는 제1 면 내지 제5 면으로 형성될 수 있고, 도어(3)의 위치에 따라 열리거나, 닫힐 수 있다. 캐비티(4)의 제1 면은 바닥면(41), 제2 면은 천장면(43, 도 3 참고), 제3 면은 후면(45, 도 3 참고), 제4 면과 제5 면은 양 측면일 수 있다. 양 측면은 각각 바닥면(41), 천장면(43), 후면(45)과 접할 수 있다. 양 측면 중 하나(42)는 도어(3)에 가깝게 형성되고, 다른 하나(미도시)는 입력 인터페이스(50)에 가깝게 형성될 수 있다.

도 2는 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기의 제어 블록도이다.

조리기기(1)는 입력 인터페이스(50), 전원 공급부(60), IH 가열 모듈(70), MW 가열 모듈(80) 및 프로세서(100)를 포함할 수 있다. 한편, 도 2는 설명의 편의를 위해 예시로 든 것에 불과하며, 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기(1)는 도 2에 도시된 구성 요소 외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 일부를 생략할 수도 있다.

프로세서(100)는 조리기기(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(100)는 입력 인터페이스(50), 전원 공급부(60), IH 가열 모듈(70) 및 MW 가열 모듈(80) 각각을 제어할 수 있다. 프로세서(100)는 입력 인터페이스(50)를 통해 수신한 입력에 따라 조리기기(1)가 동작하도록 IH 가열 모듈(70) 및 MW 가열 모듈(70)을 제어할 수 있다.

입력 인터페이스(50)는 조리기기(1)를 조작 가능한 다양한 입력을 수신할 수 있다. 일 예로, 입력 인터페이스(50)는 조리기기(1)의 동작 개시 입력 또는 동작 정지 입력을 수신할 수 있다. 다른 예로, 입력 인터페이스(50)는 IH 가열 모듈(70)을 구동시키는 입력 또는 MW 가열 모듈(80)을 구동시키는 입력을 수신할 수 있다.

전원 공급부(60)는 조리기기(1)의 동작에 필요한 전원을 외부로부터 공급받을 수 있다. 전원 공급부(60)는 입력 인터페이스(50), IH 가열 모듈(70), MW 가열 모듈(80) 및 프로세서(100) 등으로 전원을 공급할 수 있다.

IH 가열 모듈(70)은 유도 가열 방식의 열원을 캐비티(4)로 제공할 수 있다. IH 가열 모듈(70)은 캐비티(4)를 향해 자기장을 방출할 수 있다.

IH 가열 모듈(70)은 워킹 코일을 통해 자기장을 발생시켜 캐비티(4) 내 피가열 물체를 직, 간접적으로 가열할 수 있다.

구체적으로, IH 가열 모듈(70)은 워킹 코일, 박막, 커버, 단열재 및 페라이트 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 이 밖에도, IH 가열 모듈(70)은 인버터 등을 더 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해 자세한 설명은 생략하기로 한다.

워킹 코일은 자기장을 발생시킬 수 있다. 워킹 코일은 자성을 띄는 피가열 물체(즉, 자성체)를 직접 가열할 수 있고, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(즉, 비자성체)를 박막을 통해 간접적으로 가열할 수 있다.

워킹 코일은 유도 가열 방식에 의해 피가열 물체를 가열할 수 있고, 박막과 세로 방향(즉, 수직 방향 또는 상하 방향)으로 오버랩되도록 구비될 수 있다.

박막은 워킹 코일에서 발생한 자기장을 통과시키며, MW 가열 모듈(80)에서 발생한 마이크로파를 통과시키지 않을 수 있다.

박막은 스킨 뎁스가 박막의 두께 보다 깊을 수 있다. 박막은 마이크로파를 차폐할 수 있다. 박막은 피가열 물체 중 비자성체를 가열할 수 있다.

박막은 캐비티(4)와 워킹 코일 사이에 배치될 수 있다. 캐비티(4)와 워킹 코일 사이에는 박막뿐만 아니라 단열재 등이 더 배치될 수도 있다.

박막은 캐비티(4)의 일면을 형성하는 플레이트에 접촉되게 배치될 수 있다. 박막은 후술할 커버에 코팅될 수 있다.

박막은 워킹 코일과 세로 방향(즉, 수직 방향 또는 상하 방향)으로 오버랩되도록 구비될 수 있고, 이에 따라 피가열 물체의 배치 위치 및 종류에 상관없이 해당 피가열 물체에 대한 가열이 가능하다.

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

그리고, 박막은 예를 들어, 전도성 물질(예를 들어, 알루미늄)으로 이루어질 수 있고, 서로 다른 직경의 복수개의 링이 반복되는 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 박막의 형상, 크기 등은 다양할 수 있다.

박막은 전도성 물질이 아닌 다른 재질로 이루어질 수도 있고, 다른 형상으로 형성될 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시 예에서는, 박막이 전도성 물질로 이루어진 것으로 가정하여 설명하기로 한다.

박막은 커버에 코팅될 수 있다.

커버는 박막을 덮을 수 있다. 커버는 박막을 외부로부터 보호할 수 있다.

구체적으로, 피가열 물체가 박막에 직접 올려지거나, 피가열 물체 내 음식물이 넘쳐 박막으로 흐르는 등의 경우가 발생하면 박막이 마모되거나 오염되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 문제들로부터 박막이 보호되도록 커버가 박막을 덮을 수 있다.

커버는 자기장이 통과하도록 비금속 성분으로 형성될 수 있다. 커버는 유리 소재(예를 들어, 세라믹 글래스(ceramics glass))로 구성될 수 있다.

커버는 피가열 물체의 열, 박막의 열 등에 대한 내열성을 갖는 성분으로 형성될 수 있다. 특히, 박막은 약 600도에 가까운 온도까지 가열될 수 있는 바, 이러한 고온을 견딜 수 있는 소재로 형성될 수 있다.

커버는 박막의 열을 분산시킬 수 있다. 박막에서 발생한 고온의 열이 커버로 전달되면서 커버는 열을 확산시킬 수 있다.

단열재는 박막과 워킹 코일 사이에 배치될 수 있다. 단열재는 워킹 코일의 상부에 올려질 수 있다. 단열재는 워킹 코일의 구동에 의해 박막 또는 피가열 물체가 가열되면서 발생된 열이 워킹 코일로 전달되는 것을 차단할 수 있다.

즉, 워킹 코일의 전자기 유도에 의해 박막 또는 피가열 물체가 가열되면, 박막 또는 피가열 물체의 열이 커버 또는 플레이트로 전달되고, 커버 또는 플레이트의 열이 다시 워킹 코일로 전달되어 워킹 코일이 손상될 수 있다. 단열재는 이와 같이 워킹 코일로 전달되는 열을 차단함으로써, 워킹 코일이 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있고, 나아가 워킹 코일의 가열 성능이 저하되는 것도 방지할 수 있다.

페라이트는 워킹 코일의 아래에 장착되어, 워킹 코일의 구동시 하방으로 발생되는 자기장을 차단할 수 있다.

MW 가열 모듈(80)은 마이크로파를 캐비티(4)로 제공할 수 있다. MW 가열 모듈(80)은 캐비티(4)로 마이크로파를 방출할 수 있다.

MW 가열 모듈(80)은 하우징(2) 내 캐비티(4) 외측에 위치되어 마이크로파를 발생시키는 마그네트론과, 마그네트론에서 발생된 마이크로파를 캐비티(4)로 안내하는 도파관을 포함할 수 있다.

한편, 도 2에서는 조리기기(1)가 IH 가열 모듈(70) 및 MW 가열 모듈(80)만을 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 실시 예에 따라 조리기기(1)는 그릴히터 모듈(미도시)을 더 포함할 수도 있다.

그릴히터 모듈(미도시)은 캐비티(4)에 수용된 음식물이 가열되도록 복사열을 공급할 수 있다. 그릴히터 모듈(미도시)은 적외선 열선을 갖는 발열부(미도시)를 포함하고, 발열부(미도시)에서 발생한 적외선 열을 캐비티(4)로 복사 또는 대류시킬 수 있다.

즉, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 조리기기(1)는 IH 가열 모듈(70), MW 가열 모듈(80) 및 그릴히터 모듈(미도시)을 구비할 수 있고, IH 가열 모듈(70)은 캐비티(4)의 제1 면을 향해 자기장을 방출하고, MW 가열 모듈(80)은 캐비티(4)의 제2 면을 통해 마이크로파를 캐비티(4)에 공급하고, 그릴히터 모듈(미도시)은 캐비티(4)의 제3 면을 통해 캐비티(4)에 복사열을 공급할 수 있다.

이하에서는, 조리기기(1)가 IH 가열 모듈(70) 및 MW 가열 모듈(80)을 포함하는 경우에 대해 설명한다.

도 3은 본 개시의 제1 실시 예에 따른 조리기기의 단면도이다.

도어(3)는 캐비티(4)를 개폐할 수 있다. 도어(3)에는 윈도우(31)가 형성될 수 있고, 윈도우(31)는 윈도우 유닛(32) 및 차폐 유닛(33)을 포함할 수 있다.

윈도우 유닛(32)은 투명 소재 또는 반투명 소재로 형성될 수 있다. 사용자는 윈도우 유닛(32)을 통해 캐비티(4) 내부를 볼 수 있다. 윈도우 유닛(32)의 외면은 조리기기(1)의 외부를 향하고, 윈도우 유닛(32)의 내면은 조리기기(1)의 내부를 할 수 있다.

차폐 유닛(33)은 윈도우 유닛(32)의 내면에 장착될 수 있다. 차폐 유닛(33)은 캐비티(4)의 마이크로파가 도어(3)를 통해 조리기기(1) 외부로 이동하는 것을 차단할 수 있다.

차폐 유닛(33)은 철그물일 수 있다. 차폐 유닛(33)에는 복수의 차폐홀(33a)이 형성될 수 있고, 차폐홀(33a)은 크기가 가시광선의 파장 보다 크고, 마이크로파의 파장 보다 작을 수 있다. 따라서, 사용자는 차폐홀(33a)을 통해 캐비티(4) 내부를 볼 수 있으며, 마이크로파는 차폐홀(33a)을 통과하지 못한다.

하우징(2)에는 캐비티(4)의 제1 면(예를 들어, 바닥면(41))을 형성하며, 적어도 일부에 박막(120)이 접촉되는 플레이트(110)가 구비될 수 있다. IH 가열 모듈(70)은 캐비티(4)의 제1 면을 향해 자기장을 방출할 수 있다.

제1 실시 예에 따르면, 박막(120)은 플레이트(110)의 상면 전체 또는 플레이트(110)의 하면 전체에 코팅될 수 있다. 도 3에서는, 박막(120)이 플레이트(110)의 하면 전체에 코팅된 것으로 가정하나, 이는 설명의 편의를 위해 예시로 든 것에 불과하므로, 이에 제한되지 않는다.

이 경우, 플레이트(110)는 자기장이 통과하도록 비금속 성분으로 형성될 수 있다. 플레이트(110)는 유리 소재(예를 들어, 세라믹 글래스(ceramics glass))로 구성될 수 있다. 즉, 제1 실시 예에 따르면, 플레이트(110)는 캐비티(4)의 제1 면(41)을 형성하는 동시에 박막을 덮는 커버일 수 있다. 따라서, 이 경우, 플레이트(110)는 커버의 특징을 갖도록 형성될 수 있다.

그리고, 박막(120)의 수평방향 단면적 크기는 플레이트(110)의 수평방향 단면적 크기와 동일할 수 있다. 따라서, 캐비티(4)의 제1 면은 박막(120)에 의해 마이크로파의 이동이 차단될 수 있다.

박막(120)의 아래에는 단열재(130)가 배치되고, 단열재(130)의 아래에는 워킹 코일(140)이 배치되고, 워킹 코일(140)의 아래에 페라이트(150)가 배치될 수 있다.

워킹 코일(140)은 구동시 자기장을 발생시키며, 캐비티(4)에 자성체로 이루어진 피가열 물체가 놓인 경우 자기장은 박막(120)을 통과하여 피가열 물체에 와전류를 유도할 수 있다. 한편, 캐비티(4)에 비자성체로 이루어진 피가열 물체가 놓인 경우 워킹 코일(140)에서 발생한 자기장은 박막(120)에 와전류를 유도하고, 박막(120)에서 발생한 열이 플레이트(110)로 확산된 후 플레이트(110)가 피가열 물체를 가열할 수 있다.

다음으로, 이러한 박막의 특징 및 구성을 보다 자세히 설명하기로 한다.

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

박막은 낮은 비투자율(relative permeability)을 가진 재질로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 박막의 비투자율이 낮은바, 박막의 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, 박막의 비투자율이 낮을수록 박막의 스킨 뎁스는 깊어지는 것이다.

또한, 박막의 스킨 뎁스는 박막의 두께 보다 깊을 수 있다. 즉, 박막은 얇은 두께(예를 들어, 0.1um~1,000um 두께)를 가지고, 박막의 스킨 뎁스는 박막의 두께보다 깊은 바, 워킹 코일에 의해 발생된 자기장이 박막을 통과하여 피가열 물체까지 전달됨으로써 피가열 물체에 와전류가 유도될 수 있는 것이다.

즉, 박막의 스킨 뎁스가 박막의 두께 보다 얕은 경우에는, 워킹 코일에 의해 발생된 자기장이 피가열 물체에 도달하기 어려울 수 있다.

그러나, 박막의 스킨 뎁스가 박막의 두께 보다 깊은 경우에는 워킹 코일에 의해 발생된 자기장이 피가열 물체에 도달할 수 있다. 즉, 본 개시의 실시 예에서는 박막의 스킨 뎁스가 박막의 두께 보다 깊은 바, 워킹 코일에 의해 발생된 자기장이 박막을 통과하여 피가열 물체에 대부분 전달되어 소진되고, 이를 통해, 피가열 물체가 주로 가열될 수 있다.

한편, 박막은 전술한 바와 같이 얇은 두께를 가지는 바, 워킹 코일에 의해 가열될 수 있는 저항값을 가질 수 있다.

구체적으로, 박막의 두께는 박막의 저항값(즉, 표면 저항값)과 반비례 관계일 수 있다. 즉, 박막의 두께가 얇을수록 박막의 저항값(즉, 표면 저항값)이 커지는 바, 박막은 얇게 코팅됨으로써 가열 가능한 부하로 특성 변화될 수 있다.

참고로, 박막은 예를 들어, 0.1um 내지 1,000um 사이의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 특징을 가지는 박막은 비자성체를 가열하기 위해 존재하는 바, 박막과 피가열 물체 간 임피던스 특성은 캐비티(4)에 배치되는 피가열 물체가 자성체인지 또는 비자성체인지에 따라 변화될 수 있다.

먼저, 피가열 물체가 자성체인 경우를 설명하면 다음과 같다.

자성의 띄는 피가열 물체가 캐비티(4)에 배치되고, 워킹 코일이 구동되는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 자성을 띄는 피가열 물체의 저항 성분(R1) 및 인덕터 성분(L1)이 박막의 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 박막의 임피던스(즉, R2와 L2)로 구성된 임피던스) 보다 작을 수 있다.

이에 따라, 전술한 바와 같은 등가회로가 형성되는 경우, 자성을 띄는 피가열 물체로 인가된 와전류(I1)의 크기는 박막으로 인가된 와전류(I2)의 크기 보다 클 수 있다. 이에 따라, 워킹 코일에 의해 발생한 대부분의 와전류가 피가열 물체로 인가되어, 피가열 물체가 가열될 수 있다.

즉, 피가열 물체가 자성체인 경우, 전술한 등가회로가 형성되어 대부분의 와전류가 피가열 물체로 인가되는 바, 워킹 코일은 피가열 물체를 직접 가열할 수 있다.

물론, 박막에도 일부 와전류가 인가되어 박막이 약간 가열되는 바, 피가열 물체는 박막에 의해 간접적으로 약간 가열될 수 있다. 다만, 워킹 코일에 의해 피가열 물체가 직접 가열되는 정도와 비교하였을 때, 박막에 의해 피가열 물체가 간접적으로 가열되는 정도는 유의미하다고 할 수 없다.

다음으로, 피가열 물체가 비자성체인 경우를 설명하면 다음과 같다.

자성을 띄지 않는 피가열 물체가 캐비티(4)에 배치되고, 워킹 코일이 구동되는 경우, 자성을 띄지 않는 피가열 물체에는 임피던스가 존재하지 않고, 박막에는 임피던스가 존재할 수 있다. 즉, 박막에만 저항 성분(R) 및 인덕터 성분(L)이 존재할 수 있다.

따라서, 자성을 띄지 않는 피가열 물체가 캐비티(4)에 배치되고, 워킹 코일이 구동되는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 박막의 저항 성분(R) 및 인덕터 성분(L)이 등가회로를 형성할 수 있다.

이에 따라, 박막에만 와전류(I)가 인가되고, 자성을 띄지 않는 피가열 물체에는 와전류가 인가되지 않을 수 있다. 보다 구체적으로, 워킹 코일에 의해 발생한 와전류(I)가 박막에만 인가되어, 박막이 가열될 수 있다.

즉, 피가열 물체가 비자성체인 경우, 전술한 바와 같이, 와전류(I)가 박막으로 인가되어 박막이 가열되는 바, 자성을 띄지 않는 피가열 물체는 워킹 코일에 의해 가열된 박막에 의해 간접적으로 가열될 수 있다.

정리하자면, 피가열 물체가 자성체인지 또는 비자성체인지 여부와 상관없이 워킹 코일이라는 하나의 열원에 의해 피가열 물체가 직간접적으로 가열될 수 있다. 즉, 피가열 물체가 자성체인 경우, 워킹 코일이 직접 피가열 물체를 가열하고, 피가열 물체가 비자성체인 경우, 워킹 코일에 의해 가열된 박막이 피가열 물체를 간접적으로 가열할 수 있는 것이다.

후술할 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 박막(120)(220)(320)(420)은 전술한 특징을 갖을 수 잇다.

전술한 바와 같이, 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기(1)의 IH 가열 모듈(70)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 캐비티(4) 상의 임의의 가열 영역에 피가열 물체를 올려놓아도 되는바, 사용 편의성이 개선될 수 있다.

한편, 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기(1)는 캐비티(4) 상에 놓인 피가열 물체를 IH 가열 모듈(70)뿐만 아니라 MW 가열 모듈(80)이 함께 가열할 수 있다

MW 가열 모듈(80)은 캐비티(4)의 제2 면 내지 제5 면 중 어느 하나에 가깝게 설치될 수 있다. 예를 들어, MW 가열 모듈(80)은 캐비티(4)의 제2 면을 통해 마이크로파를 캐비티(4)에 공급할 수 있고, 이 때 제2 면은 천장면(43)일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다. 즉, 제2 면은 IH 가열 모듈(70)에 의해 자기장이 방출되는 면을 제외한 나머지 면들 중 적어도 하나일 수 있다. 이하, 제2 면은 천장면(43)인 것으로 가정한다.

MW 가열 모듈(80)은 마그네트론(81), 도파관(83) 및 냉각팬(90)을 포함하고, 도파관(83)은 일측이 마그네트론(81)과 연결되고, 타측이 캐비티(4)와 연결될 수 있다. 캐비티(4)의 천장면(43)에는 마이크로파가 통과하는 적어도 하나의 슬랏(83a, slot)이 형성될 수 있다. 냉각팬(90)은 마그네트론(81)이 냉각되도록 마그네트론(81) 주변에 설치될 수 있다.

캐비티(4)에 놓인 피가열 물체 및 음식물은 IH 가열 모듈(70)과 MW 가열 모듈(80)에 의해 가열될 수 있다.

다음으로, 도 6은 본 개시의 제2 실시 예에 따른 조리기기의 단면도이고, 도 7은 본 개시의 제3 실시 예에 따른 조리기기의 단면도이다.

캐비티(4)의 제1 면(41)과 IH 가열 모듈(70)의 구조, 형상 등을 제외한 도어(3), 박막, MW 가열 모듈(80) 등의 특징은 제1 실시 예를 통해 설명한 바와 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다. 즉, 워킹 코일(240)(340)에서 발생한 자기장이 피가열 물체를 가열하는 방법 등은 제1 실시 예에서 설명한 바와 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 하우징(2)에는 캐비티(4)의 제1 면(예를 들어, 바닥면(41))을 형성하며, 적어도 일부에 박막(220)(320)이 접촉되는 플레이트(201)(301)가 구비될 수 있다. IH 가열 모듈(70)은 캐비티(4)의 제1 면(41)을 향해 자기장을 방출할 수 있다. 이 경우, IH 가열 모듈(70)은 박막(220)(320)이 코팅되는 커버(210)(310)를 더 포함할 수 있다. 커버는 앞에서 자세히 설명한 바, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

제2 및 제3 실시 예에 따르면, 박막(220)(320)은 플레이트(201)(301)의 상면 일부 또는 플레이트(201)(301)의 하면 일부에 접촉되게 배치되고, 플레이트(201)(301)에는 복수의 홀(201a)(301a)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 실시 예의 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 박막(220)이 플레이트(201)의 하면 일부에 접촉되게 배치되고, 제3 실시 예의 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 박막(320)이 플레이트(201)의 상면 일부에 접촉되게 배치될 수 있다. 이와 같이, 박막(220)(320)이 플레이트(201)(301)에 접촉되게 배치될 때 복수의 홀(201a)(301a)과 박막(220)(320) 사이의 틈을 차단할 수 있고, 이에 따라 복수의 홀(201a)(301a)과 박막(220)(320) 사이의 틈을 통해 마이크로파가 워킹 코일(240)(340) 방향으로 이동하는 것을 완전히 차단할 수 있다.

즉, 플레이트(201)(301)는 마이크로파가 차단되도록 철 소재로 형성되되, 워킹 코일(240)(340)에서 발생한 자기장이 캐비티(4)로 이동 가능하도록 복수의 홀(201a)(301a)이 형성될 수 있다.

따라서, 복수의 홀(201a)(301a)은 워킹 코일(240)(340)에서 발생한 자기장이 통과 가능한 크기로 형성될 수 있다. 그러나, 이 경우 복수의 홀(201a)(301a)을 통해 자기장뿐만 아니라 마이크로파가 통과될 수 있고, 이 경우 마이크로파가 워킹 코일(240)(340) 등을 가열시키는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 박막(220)(320)이 플레이트(201)(301), 특히 복수의 홀(201a)(301a)이 형성된 플레이트(201)(301) 영역에 접촉되게 배치될 수 있다. 이에 따라 코일(240)(340)에서 발생한 자기장은 복수의 홀(201a)(301a) 및 박막(220)(320)을 지나 캐비티(4)로 이동할 수 있고, 캐비티(4) 내 마이크로파는 박막(220)(320)에 의해 워킹 코일(240)(340) 방향으로의 이동을 완전히 차단할 수 있다.

복수의 홀(201a)(301a)은 플레이트(201)(301) 중 커버(210)(310) 또는 박막(220)(320)과 수직방향으로 오버랩되는 영역(A1)에 형성되고, 플레이트(201)(301) 중 커버(210)(310) 또는 박막(220)(320)과 수직방향으로 오버랩되지 않는 영역(A2)에는 홀(201a)(301a)이 형성되지 않을 수 있다.

플레이트(201)(301) 중 커버(210)(310) 또는 박막(220)(320)과 수직방향으로 오버랩되는 영역(A1)은 피가열 물체가 놓이는 가열 영역일 수 있다. 플레이트(201)(301) 중 커버(210)(310) 또는 박막(220)(320)과 수직방향으로 오버랩되지 않는 영역(A2)은 비가열 영역일 수 있다. 이와 같이, 플레이트(201)(301) 중 일부 영역(A1)에만 복수의 홀(201a)(301a)이 형성될 경우, 비가열 영역까지 불필요하게 박막(220)(320)이 배치되지 않아도 되므로 제조 비용의 절감이 가능하고, 홀(201a)(301a)의 개수 저감에 의해 제조 공정을 줄일 수 있는 이점이 있다.

실시 예에 따라, 비가열 영역에도 홀이 형성될 수 있으나, 이 경우 비가열 영역의 홀은 마이크로파의 파장 보다 작은 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

제2 실시 예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 플레이트(201)의 상면이 평평하기 때문에 피가열 물체의 수납이 용이한 이점이 있다.

제3 실시 예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 홀(301a)이 박막(320)에 의해 가려지고, 박막(320)이 커버(310)에 의해 커버되기 때문에, 피가열 물체에서 음식물이 넘치더라도 박막(320), 워킹 코일(340) 등이 안전하게 보호되고, 청소의 용이성이 확보되는 이점이 있다.

도 8은 본 개시의 제4 실시 예에 따른 조리기기의 단면도이다.

마찬가지로, 캐비티(4)의 제1 면(41)과 IH 가열 모듈(70)의 구조, 형상 등을 제외한 도어(3), 박막, MW 가열 모듈(80) 등의 특징은 제1 실시 예를 통해 설명한 바와 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다. 즉, 워킹 코일(440)에서 발생한 자기장이 피가열 물체를 가열하는 방법 등은 제1 실시 예에서 설명한 바와 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 8을 참조하면, 하우징(2)에는 캐비티(4)의 제1 면(예를 들어, 바닥면(41))을 형성하며, 적어도 일부에 박막(420)이 접촉되는 플레이트(410)(411)가 구비될 수 있다.

플레이트(410)(411)는 박막(420)이 코팅된 유리 소재의 제1 플레이트(410)와 철 소재의 제2 플레이트(411)로 형성될 수 있다. IH 가열 모듈(70)은 캐비티(4)의 제1 면(41)을 향해 자기장을 방출할 수 있다.

제1 플레이트(410)는 제2 플레이트(411)의 내측에 배치될 수 있다. 제1 플레이트(410)가 형성된 영역은 가열 영역이고, 제2 플레이트(411)가 형성된 영역은 비가열 영역일 수 있다.

제1 플레이트(410)는 커버일 수 있다.

박막(420)은 제1 플레이트(410)의 하면에 코팅될 수 있다. 박막(420)의 수평방향 단면적 크기는 제1 플레이트(410)의 수평방향 단면적 크기 보다 작거나 같을 수 있다.

제1 플레이트(410)는 상술한 커버와 같이 자기장이 통과하도록 비금속 성분으로 형성될 수 있다. 제1 플레이트(410)는 유리 소재(예를 들어, 세라믹 글래스(ceramics glass))로 구성될 수 있다. 제1 플레이트(410)는 피가열 물체의 열, 박막(420)의 열 등에 대한 내열성을 갖는 성분으로 형성될 수 있다. 제1 플레이트(410)는 박막(420)의 열을 분산시킬 수 있다.

제1 내지 제4 실시 예를 통해 설명한 바와 같이, 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기(1)는 캐비티(4)와 워킹 코일(140)(240)(340)(440) 사이에 박막을 배치시킴으로써, 마이크로파로 인한 IH 가열 모듈(70)의 파손 문제를 최소화하면서 IH 가열 모듈(70)과 MW 가열 모듈(80)이 함께 피가열 물체 또는 조리물을 가열시킬 수 있는 이점이 있다. 즉, 박막은 IH 가열 모듈(70)의 보호 장치이자, 피가열 물체를 가열시킬 수 있다.

특히, 본 개시에 따르면, 피가열 물체의 재질, 위치 등과 관계 없이 가열될 수 있기 때문에, 사용자가 정해진 트레이만을 사용해야 하거나, 피가열 물체의 재질 등을 감지하기 위한 센서가 불필요한 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.

1: 조리기기 2: 하우징
3: 도어 4: 캐비티
70: IH 가열 모듈 80: MW 가열 모듈
110, 201, 301, 401, 410, 411: 플레이트
210, 310, 410: 커버
120, 220, 320, 420: 박막
130, 230, 330, 430: 단열재
140, 240, 340, 440: 워킹 코일
150, 250, 350, 450: 페라이트

Claims

캐비티가 형성된 하우징;
상기 하우징에 연결되며, 상기 캐비티를 개폐하는 도어;
상기 캐비티로 마이크로파를 방출하는 MW 가열 모듈; 및
상기 캐비티를 향해 자기장을 방출하는 IH 가열 모듈을 포함하고,
상기 IH 가열 모듈은
상기 자기장을 발생시키는 워킹 코일, 및
상기 캐비티와 상기 워킹 코일 사이에 배치되는 박막을 포함하는
조리기기.
제1항에 있어서,
상기 하우징에는 상기 캐비티의 제1 면을 형성하며, 적어도 일부에 상기 박막이 접촉되는 플레이트가 구비되는
조리기기.
제2항에 있어서,
상기 박막은 상기 플레이트의 상면 전체 또는 상기 플레이트의 하면 전체에 코팅되는
조리기기.
제2항에 있어서,
상기 박막은 상기 플레이트의 상면 일부 또는 상기 플레이트의 하면 일부에 접촉되게 배치되고,
상기 플레이트에는 복수의 홀이 형성된
조리기기.
제4항에 있어서,
상기 복수의 홀은 상기 플레이트 중 상기 박막과 오버랩되는 영역에 형성되는
조리기기.
제4항에 있어서,
상기 플레이트 중 상기 박막과 오버랩되지 않는 영역에는 상기 홀이 형성되지 않은
조리기기.
제4항에 있어서,
상기 IH 가열 모듈은
상기 박막이 코팅된 커버를 더 포함하는
조리기기.
제2항에 있어서,
상기 플레이트는
상기 박막이 코팅된 유리 소재의 제1 플레이트와, 철 소재의 제2 플레이트로 형성된
조리기기.
제8항에 있어서,
상기 제1 플레이트는 상기 제2 플레이트의 내측에 배치되는
조리기기.
제1항에 있어서,
상기 IH 가열 모듈은
상기 워킹 코일과 상기 박막 사이에 배치되는 단열재를 더 포함하는
조리기기.
제1항에 있어서,
상기 MW 가열 모듈은
상기 마이크로파를 발생시키는 마그네트론, 및
상기 마그네트론에서 발생한 마이크로파를 상기 캐비티로 안내하는 도파관을 포함하는
조리기기.
제1항에 있어서,
상기 IH 가열 모듈은 상기 캐비티의 제1 면을 향해 자기장을 방출하고,
상기 MW 가열 모듈은 상기 캐비티의 제2 면을 통해 상기 마이크로파를 상기 캐비티에 공급하는
조리기기.
제12항에 있어서,
상기 캐비티의 제1 면은 상기 캐비티의 바닥면이고,
상기 캐비티의 제2 면은 상기 캐비티의 바닥면을 제외한 나머지 면들 중 적어도 하나인
조리기기.
제12항에 있어서,
상기 캐비티의 제3 면을 통해 상기 캐비티에 복사열을 공급하는 그릴히터 모듈을 더 포함하는
조리기기.
제1항에 있어서,
상기 박막은 스킨 뎁스가 상기 박막의 두께보다 깊은
조리기기.