KR20210123041A - 박막의 유도 가열을 이용하여 물체를 가열하는 유도 가열 방식의 쿡탑 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 케이스의 상단에 결합되고, 상단에 피가열 물체가 배치되는 상판부; 피가열 물체를 가열하기 위해 케이스 내부에 구비된 워킹 코일; 상판부의 상단 및 하단 중 적어도 하나에 배치된 박막; 및 상판부의 하단 표면과 워킹 코일 사이에 구비된 단열재를 포함하고, 박막은 중공부를 포함하고, 워킹 코일의 중심부를 기준으로 폐루프를 형성하는 복수의 서브 박막 및 미리 결정된 패턴으로 복수의 서브 박막 중 적어도 하나에 접촉하도록 배치되는 열전도부재를 포함할 수 있다.

Description

박막의 유도 가열을 이용하여 물체를 가열하는 유도 가열 방식의 쿡탑{INDUCTION HEATING TYPE COOKTOP FOR HEATING OBJECT BY USING INDUCTION HEATING OF THIN FILM}

본 개시는 유도 가열 방식의 쿡탑에서 다양한 재질의 피가열 물체를 가열하기 위한 박막의 형태를 제공하기 위한 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 피가열 물체에 수납된 재료를 가열하는 데 필요한 시간이 기존보다 크게 늘어난다는 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 띠지 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 띠지 않는 비금속 피가열 물체를 가열하지 못한다는 문제가 있었다. 또한 자성을 띠지 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.

종래의 쿡탑은 유도 가열 될 수 있는 별도의 구성인 박막(thin layer 또는 thin film)을 더 포함하여, 용기가 자성체로서 유도 가열 될 수 있는 경우뿐만 아니라 용기가 직접 유도가열 될 수 없더라도 별도로 유도 가열된 박막에 기초하여 직접 유도 가열될 수 없는 용기도 박막으로부터 전도되는 열을 통해 용기를 가열시킬 수 있다. 다만, 박막의 구조가 어떻게 구현되는지에 따라 자성을 띠는 재질 또는 자성을 띠지 않는 재질의 피가열 물체의 가열 효율이 달라질 수 있으므로, 박막의 형태에 따라 유도 가열 방식의 쿡탑의 가열 효율성 및 사용 편의성이 달라질 수 있다. 피가열 물체와 워킹 코일의 사이에 배치되는 박막은 워킹 코일에서 바라보는 등가회로에 영향을 주기 때문에 그 형태에 따라서 피가열 물체의 가열 효율에 영향을 주는 바 다양한 재질의 피가열 물체를 가열하는 쿡탑의 사용 편의성 측면에 영향을 줄 수 있다.

본 개시는 자성체와 비자성체 모두 가열 가능한 유도 가열 방식의 쿡탑을 제공하기 위한 것이다.

본원에 포함된 실시예들은 피가열 물체가 유도 가열되는 경우뿐만 아니라 유도 가열된 박막에 의해 열이 전도되어 피가열 물체를 가열시키는 경우에도 효율적으로 피가열 물체를 가열할 수 있는 최적화된 형태의 박막을 포함하는 유도 가열 방식의 쿡탑을 제공하기 위한 것이다.

본 개시의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 개시의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 개시의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 개시의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 케이스의 상단에 결합되고, 상단에 피가열 물체가 배치되는 상판부; 피가열 물체를 가열하기 위해 케이스 내부에 구비된 워킹 코일; 상판부의 상단 및 하단 중 적어도 하나에 배치된 박막; 및 상판부의 하단 표면과 워킹 코일 사이에 구비된 단열재를 포함하고, 박막은 중공부를 포함하고, 워킹 코일의 중심부를 기준으로 폐루프를 형성하는 복수의 서브 박막 및 미리 결정된 패턴으로 복수의 서브 박막 중 적어도 하나에 접촉하도록 배치되는 열전도부재를 포함할 수 있다.

본 개시에서는 복수의 서브 박막으로 구성되는 박막을 미리 결정된 패턴의 열전도부재를 통해 연결함으로써, 유도 가열된 서브 박막으로부터 열이 열전도부재로 전도되도록 함과 동시에 미리 결정된 패턴을 통해 자기장이 피가열 물체에 영향을 미치도록 함으로써 피가열 물체의 유도 가열이 가능하게 한다.

본 개시에서는 박막을 구성하는 폐루프 형태의 복수의 서브 박막과 서브 박막에 접촉된 열전도부재를 이용함으로써 유도 가열된 서브 박막으로부터의 열을 전달받아 피가열 물체를 가열시킴으로써 가열 부위를 확장시킬 수 있다.

본 개시에서는 유도 전류가 열전도부재로 흐르지 않도록 함으로써 열전도부재를 통해 전류의 폐루프가 형성되지 않도록 한다.

일 실시예에 따르면, 직접 유도 가열될 수 있는 박막을 이용함으로써 단일 인덕션 화구에서 자성체 및 비자성체를 모두 가열할 수 있다.

본 개시에서는 유도 가열된 박막을 구성하는 복수의 서브 박막 및 그로부터 열이 전도되지만 유도되는 전류가 흐르는 것을 최소화한 형태의 열전도부재를 제공함으로써 자성체 및 비자성체의 유도 가열의 효율성을 증대시킨다. 열전도부재를 바람직하게 배치함으로써 극단적으로 박막이 유도 가열되는 것을 방지함과 동시에 반복적으로 가열 및 냉각으로 인해 박막의 열변형이 발생하는 것을 방지하고, 피가열 물체가 균일하게 가열된 박막을 통해 가열될 수 있도록 할 수 있다.

일 실시예에 따라 유도 가열 방식의 쿡탑에 의해 가열되는 박막의 열 변형을 최소화할 수 있으므로, 피가열 물체를 고온으로 가열할 수 있으므로, 사용자의 사용 편의성이 개선될 수 있다.

상술한 효과와 더불어 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술하도록 한다.

도 1은 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 일 실시예에 따른 박막의 두께와 스킨 뎁스(skin depth) 간 관계를 설명하는 도면들이다.
도 5 및 도 6은 피가열 물체의 종류에 따른 박막과 피가열 물체 간 임피던스 변화를 설명하는 도면들이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 유도 가열 방식의 쿡탑의 케이스 내부에 구비된 구성요소를 설명하는 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 유도 가열 방식의 쿡탑에 피가열 물체가 배치된 모습을 설명하는 도면이다.
도 10은 쿡탑의 상판부에 배치되는 다양한 박막의 형태를 도시한다.
도 11은 일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑의 블록도를 도시한다.
도 12는 일 실시예에 따라 유도 가열 방식의 쿡탑의 박막에 포함된 서브 박막의 배치 방식을 도시한다.
도 13은 일 실시예에 따라 복수의 서브 박막 및 열전도부재를 포함하는 박막을 도시한다.
도 14a 및 14b는 일 실시예에 따라 열전도부재의 폭에 따라 서브 박막에 유도된 전류가 열전도부재를 통해 다른 서브 박막으로 흐르지 않게 되는 것을 도시한다.
도 15a, 도 15b 및 도 15c는 일 실시예에 따라 열전도부재의 다양한 형태를 도시한다.
도 16a, 16b, 16c 및 16d는 일 실시예에 따라 박막이 상판부 상에 배치되는 다양한 형태에 대하여 도시한다.
도 17은 일 실시예에 따라 박막의 두께 및 워킹 코일의 구동 주파수를 기준으로 박막의 온도에 따라 박막의 등가회로의 저항 성분의 변화 양상을 나타내는 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따라 유도 가열 방식의 쿡탑에서 유도 가열 가능한 등가회로의 저항 성분 및 인덕터 성분의 분포를 나타내는 도면이다.

이하, 실시예들과 관련된 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

명확한 설명을 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

실시예들의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 임의의 구성요소 간 "연결", "결합" "접촉" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 임의의 구성요소 간에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있고 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합", "접촉" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 개시에서, "포함한다", "구성된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 개시를 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다.

이하에서는, 일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하도록 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하는 도면이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 케이스(25), 커버 플레이트(20), 워킹 코일(WC1, WC2; 즉, 제1 및 제2 워킹 코일), 박막(TL1, TL2; 즉, 제1 및 제2 박막)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, 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, 상단에 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 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.

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 전술한 제어 모듈(즉, 인버터용 제어 모듈)로 상기 입력을 전달할 수 있다. 또한 전술한 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(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.

워킹 코일(WC1, WC2)은 피가열 물체를 가열하기 위해 케이스(25) 내부에 설치될 수 있다.

구체적으로, 워킹 코일(WC1, WC2)은 전술한 제어 모듈(미도시)에 의해 구동이 제어될 수 있으며, 피가열 물체가 상판부(15) 위에 배치된 경우, 제어 모듈에 의해 구동될 수 있다.

또한 워킹 코일(WC1, WC2)은 자성을 띠는 피가열 물체(즉, 자성체)를 직접 가열할 수 있고, 자성을 띠지 않는 피가열 물체(즉, 비자성체)를 후술하는 박막(TL1, TL2)을 통해 간접적으로 가열할 수 있다.

그리고 워킹 코일(WC1, WC2)은 유도 가열 방식에 의해 피가열 물체를 가열할 수 있고, 박막(TL1, TL2)과 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 일 실시예에서는, 2개의 워킹 코일(WC1, WC2)이 케이스(25)에 설치되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

박막(TL1, TL2)은 피가열 물체 중 비자성체를 가열하기 위해 상판부(15)에 코팅될 수 있다.

구체적으로, 박막(TL1, TL2)은 상판부(15)의 상단 표면 또는 하단 표면에 코팅될 수 있고, 워킹 코일(WC1, WC2)과 세로 방향(즉, 수직 방향 또는 상하 방향)으로 오버랩되도록 구비될 수 있다. 이에 따라, 피가열 물체의 배치 위치 및 종류에 상관없이 해당 피가열 물체에 대한 가열이 가능하다.

또한 박막(TL1, TL2)은 자성 및 비자성 중 적어도 하나의 특성(즉, 자성, 비자성, 또는 자성과 비자성 둘다)을 갖출 수 있다.

그리고 박막(TL1, TL2)은 예를 들어, 전도성 물질로 이루어질 수 있고, 도면에 도시된 바와 같이, 서로 다른 직경의 복수개의 링이 반복되는 형상으로 상판부(15)의 상단 표면에 코팅될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 박막(TL1, TL2)은 전도성 물질이 아닌 다른 재질로 이루어질 수도 있고, 다른 형상으로 상판부(15)에 코팅될 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 일 실시예에서는, 박막(TL1, TL2)이 전도성 물질로 이루어지고, 서로 다른 직경의 복수개의 링이 반복되는 형상으로 상판부(15)에 코팅되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

참고로, 도 1에는 2개의 박막(TL1, TL2)이 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 1개 또는 3개 이상의 박막이 코팅될 수도 있으나, 설명의 편의를 위해 일 실시예에서는, 2개의 박막(TL1, TL2)이 코팅되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

다만 도 1은 본 개시에서 이용되는 구성들 간의 예시적 배치관계를 설명하기 위한 도면이므로, 구성들의 형태, 개수 및 위치 등이 도 1에 도시된 대로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

박막(TL1, TL2)에 대한 보다 구체적인 내용은 후술하도록 한다.

도 2는 일 실시예에 따라 도 1에 도시된 유도 가열 방식의 쿡탑의 케이스 내부에 구비된 구성요소를 설명하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 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 박막(TL1), 단열재(35), 차폐판(45), 지지부재(50), 냉각팬(55))를 설명하도록 한다.

단열재(35)는 상판부(15)의 하단 표면과 제1 워킹 코일(WC1) 사이에 구비될 수 있다.

구체적으로, 단열재(35)는 커버 플레이트(20), 즉, 상판부(15)의 하단에 장착될 수 있고, 그 아래에는 제1 워킹 코일(WC1)이 배치될 수 있다.

이러한 단열재(35)는 제1 워킹 코일(WC1)의 구동에 의해 제1 박막(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 박막(TL1) 또는 피가열 물체(HO)가 가열되면, 제1 박막(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 박막(TL1) 또는 피가열 물체(HO)가 가열되면서 발생된 열이 단열재(35)를 통해 제1 워킹 코일(WC1)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.

즉, 스페이서가 단열재(35)의 역할을 일부 분담할 수 있는바, 단열재(35)의 두께를 최소화할 수 있고, 이를 통해 피가열 물체(HO)와 제1 워킹 코일(WC1) 사이의 간격을 최소화할 수 있다.

또한 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, 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 하단에 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 하단 표면과 케이스(25)의 하단 표면 사이에 설치되어 차폐판(45)을 상방으로 지지할 수 있다.

구체적으로, 지지부재(50)는 차폐판(45)을 상방으로 지지함으로써, 단열재(35)와 제1 워킹 코일(WC1)을 상방으로 간접적으로 지지할 수 있고, 이를 통해, 단열재(35)가 상판부(15)에 밀착되도록 할 수 있다.

그 결과, 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, 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, 일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 전술한 특징 및 구성을 가질 수 있는바, 이하에서는, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 전술한 박막의 특징 및 구성을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 3 및 도 4는 일 실시예에 따라 박막의 두께와 스킨 뎁스(skin depth) 간 관계를 설명하는 도면들이다. 도 5 및 도 6은 일 실시예에 따라 피가열 물체의 종류에 따른 박막과 피가열 물체 간 임피던스 변화를 설명하는 도면들이다.

참고로, 제1 박막(TL1)과 제2 박막(TL2)은 동일한 기술적 특징을 가지고, 박막(TL1, TL2)은 상판부(15)의 상단 표면 또는 하단 표면에 코팅될 수 있는바, 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 상판부(15)의 상단 표면에 코팅된 제1 박막(TL1)을 예로 들어, 설명하도록 한다.

제1 박막(TL1)의 특징을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 제1 박막(TL1)은 낮은 비투자율(relative permeability)을 가진 재질로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 제1 박막(TL1)의 비투자율이 낮은바, 제1 박막(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 박막(TL1)의 비투자율이 낮을수록 제1 박막(TL1)의 스킨 뎁스는 깊어지는 것이다.

또한, 제1 박막(TL1)의 스킨 뎁스(skin depth)는 제1 박막(TL1)의 두께보다 깊을 수 있다. 즉, 제1 박막(TL1)은 얇은 두께(예를 들어, 0.1um~1,000um 두께)를 가지고, 제1 박막(TL1)의 스킨 뎁스는 제1 박막(TL1)의 두께보다 깊은바, 제1 워킹 코일(WC1)에 의해 발생된 자기장이 제1 박막(TL1)을 통과하여 피가열 물체(HO)까지 전달됨으로써 피가열 물체(HO)에 와전류가 유도될 수 있는 것이다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 박막(TL1)의 스킨 뎁스가 제1 박막(TL1)의 두께보다 얕은 경우, 제1 워킹 코일(WC1)에 의해 발생된 자기장이 피가열 물체(HO)까지 도달하기 어렵다는 것을 알 수 있다.

그러나, 일 실시예와 같이(즉, 도 4에 도시된 바와 같이), 제1 박막(TL1)의 스킨 뎁스가 제1 박막(TL1)의 두께보다 깊은 경우, 제1 워킹 코일(WC1)에 의해 발생된 자기장이 피가열 물체(HO)로 대부분 전달된다는 것을 알 수 있다. 즉, 일 실시예에서는, 제1 박막(TL1)의 스킨 뎁스가 제1 박막(TL1)의 두께보다 깊은바, 제1 워킹 코일(WC1)에 의해 발생된 자기장이 제1 박막(TL1)을 통과하여 피가열 물체(HO)에서 대부분 소진되고, 이를 통해, 피가열 물체(HO)가 주로 가열될 수 있는 것이다.

한편, 제1 박막(TL1)은 전술한 바와 같이 얇은 두께를 가지는바, 제1 워킹 코일(WC1)에 의해 가열될 수 있는 저항값을 가질 수 있다.

구체적으로, 제1 박막(TL1)의 두께는 제1 박막(TL1)의 저항값(즉, 표면 저항값)과 반비례 관계일 수 있다. 즉, 상판부(15)에 코팅되는 제1 박막(TL1)의 두께가 얇을수록 제1 박막(TL1)의 저항값(즉, 표면 저항)이 커지는바, 제1 박막(TL1)은 상판부(15)에 얇게 코팅됨으로써 가열 가능한 부하로 특성 변화될 수 있다.

참고로, 제1 박막(TL1)은 예를 들어, 0.1um 내지 1,000um 사이의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 특징을 가지는 제1 박막(TL1)은 비자성체를 가열하기 위해 존재하는바, 제1 박막(TL1)과 피가열 물체(HO) 간 임피던스 특성은 상판부(15)의 상단에 배치되는 피가열 물체(HO)가 자성체인지 또는 비자성체인지에 따라 변화될 수 있다.

먼저, 피가열 물체가 자성체인 경우를 설명하자면 다음과 같다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 자성을 띠는 피가열 물체(HO)가 상판부(15)의 상단에 배치되고, 제1 워킹 코일(WC1)이 구동되는 경우, 자성을 띠는 피가열 물체(HO)의 저항 성분(R1) 및 인덕터 성분(L1)은 제1 박막(TL1)의 저항 성분(R2) 및 인덕터 성분(L2)과 등가회로를 형성할 수 있다.

이 경우, 등가회로에서 자성을 띠는 피가열 물체의 임피던스(impedance)(즉, R1과 L1으로 구성된 임피던스)는 제1 박막(TL1)의 임피던스(즉, R2와 L2로 구성된 임피던스)보다 작을 수 있다.

이에 따라, 전술한 등가회로가 형성되는 경우, 자성을 띠는 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 박막(TL1)에도 일부 와전류가 인가되어 제1 박막(TL1)이 약간 가열되는바, 피가열 물체(HO)는 제1 박막(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 박막(TL1)에 의해 피가열 물체(HO)가 간접적으로 가열되는 정도는 유의미하다고 할 수 없다.

반면에 피가열 물체가 비자성체인 경우를 설명하자면 다음과 같다.

도 2 및 도 6을 참조하면, 자성을 띠지 않는 피가열 물체(HO)가 상판부(15)의 상단에 배치되고, 제1 워킹 코일(WC1)이 구동되는 경우, 자성을 띠지 않는 피가열 물체(HO)에는 임피던스가 존재하지 않고, 제1 박막(TL1)에는 임피던스가 존재할 수 있다. 즉, 제1 박막(TL1)에만 저항 성분(R) 및 인덕터 성분(L)이 존재할 수 있다.

이에 따라, 제1 박막(TL1)에만 와전류(I)가 인가되고, 자성을 띠지 않는 피가열 물체(HO)에는 와전류가 인가되지 않을 수 있다. 보다 구체적으로, 와전류(I)가 제1 박막(TL1)에만 인가되어 제1 박막(TL1)이 가열될 수 있다.

즉, 피가열 물체(HO)가 비자성체인 경우, 전술한 바와 같이, 와전류(I)가 제1 박막(TL1)으로 인가되어 제1 박막(TL1)이 가열되는바, 자성을 띠지 않는 피가열 물체(HO)는 제1 워킹 코일(WC1)에 의해 가열된 제1 박막(TL1)에 의해 간접적으로 가열될 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 박막(TL1)이 피가열 물체(HO)를 간접적으로 가열할 수 있는 것이다.

전술한 바와 같이, 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 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, 다른 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하도록 한다.

도 7은 다른 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하는 도면이다. 도 8은 도 7에 도시된 유도 가열 방식의 쿡탑의 케이스 내부에 구비된 구성요소를 설명하는 도면이다. 도 9는 도 7에 도시된 유도 가열 방식의 쿡탑에 피가열 물체가 배치된 모습을 설명하는 도면이다.

참고로, 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 7 및 도 8을 참조하면, 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 박막(TLG), 단열재(35), 복수개의 워킹 코일(WCG), 차폐판(45), 지지부재(50), 냉각팬(미도시), 스페이서(미도시), 제어 모듈(미도시)을 포함할 수 있다.

여기에서, 복수개의 박막(TLG)과 복수개의 워킹 코일(WCG)은 세로 방향으로 서로 오버랩될 수 있고, 각각이 일대일 대응되도록 배치될 수 있다. 물론, 복수개의 박막(TLG)과 복수개의 워킹 코일(WCG)이 1대1 대응이 아닌 다(多)대1 대응 또는 1대다(多) 대응일 수도 있으나, 설명의 편의를 위해, 다른 실시예에서는, 복수개의 박막(TLG)과 복수개의 워킹 코일(WCG)이 일대일 대응되도록 배치되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

즉, 유도 가열 방식의 쿡탑(2)은 복수개의 박막(TLG)과 복수개의 워킹 코일(WCG)을 포함하는 존프리 방식의 쿡탑인바, 하나의 피가열 물체(HO)를 복수개의 워킹 코일(WCG) 중 일부 또는 전부로 동시에 가열하거나 복수개의 박막(TLG) 중 일부 또는 전부로 동시에 가열할 수 있다. 물론, 복수개의 워킹 코일(WCG) 중 일부 또는 전부 및 복수개의 박막(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 박막(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.

도 10은 쿡탑의 상판부에 배치되는 다양한 박막의 형태를 도시한다. 일 실시예에 따라 박막은 유도 가열 방식으로 가열될 수 있으며, 상판부(15) 상에 배치된 용기(즉, 피가열 물체(HO))가 자성을 띠지 않는 재질임에 따라 유도 가열된 박막(TL)이 주 가열원으로서 피가열 물체(HO)를 가열시킬 때는 박막(TL)의 온도 변화에 따른 인버터 제어 성능을 확보하기 위해 박막(TL)은 충분한 두께를 가진다. 또한 유도 가열된 박막(TL)에 의해 피가열 물체(HO)가 가열되는 것은 박막(TL)으로부터의 열 전도에 따른 것이므로 박막(TL)과 피가열 물체(HO)가 접하는 면적이 넓을수록 피가열 물체(HO)의 가열 효율이 높다. 도 10을 참조하면 넓은 면적을 가지는 박막 형태(1010)에서는 더 적은 넓은 면적을 가지는 박막 형태(1020, 1030, 1040)보다 박막(TL)으로부터 피가열 물체(HO)로 열이 더 효율적으로 전도될 수 있다.

그러나 넓은 면적을 가지는 박막 형태(1010)는 피가열 물체(HO)가 자성을 띠는 재질임에 따라 피가열 물체(HO)가 직접 유도 가열될 수 있는 경우, 박막(TL)의 유도 가열 비중이 증가함에 따라 박막(TL)의 온도 상승 속도가 빨라지게 된다. 박막(TL)의 온도가 한계 온도 이상으로 가열됨이 감지되면 안정성 유지를 위해 워킹 코일(WC)의 출력을 저감시키게 되는데, 자성을 띠는 재질의 피가열 물체(HO)의 가열 시 박막(TL)의 온도가 빠른 속도로 한계 온도까지 도달하게 됨에 따라 출력 저감 과정이 수행되고 이에 따라 자성을 띠는 재질의 피가열 물체의 가열 효율성이 떨어지게 된다. 따라서 자성을 띠는 재질의 피가열 물체(HO)의 가열 효율성을 높이기 위해서는 박막(TL)의 면적이 좁은 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 10의 좁은 면적의 박막 형태(1020)가 넓은 면적의 박막 형태(1020)보다 자성을 띠는 재질의 피가열 물체(HO)의 가열 효율성이 높다. 결국 자성을 띠지 않는 재질의 피가열 물체(HO)의 가열 효율성과 자성을 띠는 재질의 피가열 물체(HO)의 가열 효율성을 동시에 만족하기 위해선 박막(TL)의 넓이가 적절하게 결정되어야 하며, 그와 동시에 박막(TL)의 형상 및 패턴 설계를 통해 피가열 물체(HO)의 재질 별 가열 메커니즘 최적화가 필요하다.

가열 효율성의 향상을 위한 박막 형태의 예로서, 폐루프를 형성하는 복수의 박막(TL)의 사이에 갭을 둔 형태(예를 들면, 도 10의 1030)가 이용될 수 있으며 이를 통해 피가열 물체(HO)의 가열 면적을 줄일 수 있다. 박막(TL)이 폐루프를 형성하면 워킹 코일(WC)로부터의 자기장과 결합될 수 있기 때문에 폐루프를 이루는 좁은 폭의 복수의 박막(TL)을 이용하여 큰 결합력을 얻을 수 있게 된다. 그러나 자기장의 세기가 균일(uniform)하지 않으므로 복수의 박막(TL) 중 일부에서 고온 발열이 발생될 수 있다. 또한 가열 면적을 줄일 수록 등가 회로의 저항 성분의 크기가 작아지고 인덕턴스 성분의 크기는 커지는 현상이 발생하며, 박막(TL)이 없는 부분에서의 열전도의 부재는 자성을 띠지 않는 재질의 피가열 물체(HO)의 가열 효율성을 떨어뜨린다.

가열 효율성의 향상을 위한 박막 형태의 또 다른 예로서, 박막(TL)에 유도된 전류의 폐루프가 워킹 코일(WC)의 중심부를 포함하지 않게끔 구성한 형태(예를 들면, 도 10의 1040)가 이용될 수도 있다. 이러한 형태는 자기장과의 결합력이 약해서 자성을 띠는 재질의 피가열 물체(HO) 가열 시 박막(TL)이 유도 가열 되는 정도가 다른 박막 형태(1010, 1020, 1030)에 비해 상대적으로 낮으며, 이에 따라 자성을 띠는 재질의 피가열 물체(HO)의 가열 효율성이 그 면적에 비해 상대적으로 높다. 그러나 박막(TL)에 의해 형성되는 등가회로의 저항 성분의 크기가 작으며, 워킹 코일(WC)의 구동 주파수가 자성을 띠는 재질의 피가열 물체(HO)에 대한 구동 주파수에 비해 상대적으로 매우 낮아지는 경향이 있으므로, 이에 따라 적절한 출력 제어에 어려움이 있을 수 있다.

이와 같이, 박막(TL)의 형태에 따라 피가열 물체(HO)의 가열 효율이 달라질 수 있다. 본 개시에서는 박막(TL)의 최적 형태를 제안함으로써 다양한 재질의 피가열 물체(HO)의 가열 효율을 증가시키기 위한 박막(TL)의 형태를 제공할 수 있다.

도 11은 일 실시예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑의 블록도를 도시한다.

일 실시예에 따라 쿡탑(1100)은 케이스의 상단에 결합되고, 상단에 피가열 물체(HO)가 배치되는 상판부(1110), 피가열 물체(HO)를 가열하기 위해 케이스 내부에 구비된 워킹 코일(1150); 상판부(1110)의 상단 및 하단 중 적어도 하나에 배치된 박막(1120)을 포함한다.

일 실시예에 따라 상판부(1110)의 하단 표면과 워킹 코일(1150) 사이에 구비된 단열재를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라 박막(1120)은 워킹 코일(1150)의 중심부를 기준으로 폐루프를 형성하는 복수의 서브 박막(1122) 및 미리 결정된 패턴으로 복수의 서브 박막(1122) 중 적어도 하나에 접촉하도록 배치되는 열전도부재(1124)를 포함한다. 박막(1120)이 가질 수 있는 다양한 형태는 이하의 다양한 실시예들을 통해 후술하도록 한다.

도 12는 일 실시예에 따라 유도 가열 방식의 쿡탑의 박막에 포함된 서브 박막의 배치 방식을 도시한다.

일 실시예에 따라 박막(1200)은 유도 가열될 수 있는 복수의 서브 박막(1210, 1220)으로 구성될 수 있으며, 각각의 서브 박막(1210, 1220)은 서로 이격되어 갭을 둘 수 있다. 일 실시예에 따라 서브 박막(1210, 1220)은 워킹 코일의 중심부를 기준으로 폐루프를 형성할 수 있다. 일 실시예에 따라 서브 박막(1210, 1220)은 중심부가 서로 중첩되는 링 형태일 수 있다. 여기서 중심부란 통상의 기술자가 이해할 수 있는 다양한 다각형 형태의 서브 박막 각각의 중심(예를 들면, 가로 길이 및 세로 길이 중 적어도 하나가 절반이 되는 부분)으로 정의될 수 있다. 도 12를 참조하면, 박막(1200)을 구성하는 복수의 서브 박막(1210, 1220)은 원형의 링 형태로 도시되어 있으며, 이 경우 복수의 서브 박막(1210, 1220)의 중심부는 원형 링의 중심으로 이해될 수 있다. 다만 복수의 서브 박막(1210, 1220)의 형태는 도 12에 도시된 대로 한정해석될 필요는 없으며 소정의 면적을 가지고 폐루프를 형성하는 다양한 형태로 이해될 수 있다.

도 12를 참조하면 일 실시예에 따라 박막(1200)은 링 형태의 2개의 서브 박막(1210, 1220)으로 구성될 수 있으며 서브 박막(1210, 1220)은 서로 갭을 두고 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라 박막(1200)을 구성하는 서브 박막(1210, 1220)은 중공부를 포함하는 형태일 수 있다.

일 실시예에 따라 박막(1200)을 구성하는 복수의 서브 박막(1210, 1220) 중 가장 안쪽에 배치된 서브 박막은 중심이 뚫려 있지 않은 원반 형태일 수도 있다. 즉, 박막(1200)은 중심이 뚫려 있지 않은 서브 박막을 포함하는 복수의 박막으로 구성될 수도 있다.

일 실시예에 따라 박막(1200)에 포함된 서브 박막(1210, 1220)에는 워킹 코일(1150)에서 발생되는 자기장에 의해 유도 전류(즉, 맴돌이 전류(eddy current))(1250, 1252)가 흐를 수 있다. 이러한 유도 전류는 서브 박막(1210, 1220)에 의해 형성된 폐루프를 따라 흐르게 된다.

일 실시예에 따라 박막(1200)은 서브 박막(1210, 1220)에 접촉하는 열전도부재를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 열전도부재는 서브 박막(1210, 1220)에 접촉하는 다양한 패턴에 따라 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라 열전도부재는 서브 박막(1210, 1220) 사이에 존재하는 갭(1230)에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라 열전도부재는 서브 박막(1210, 1220) 사이에 존재하는 갭(1230)뿐만 아니라 서브 박막(1210, 1220)과 접촉하여 서브 박막(1210, 1220)이 배치되지 않은 상판부(1110) 상에 배치될 수도 있다.

도 13은 일 실시예에 따라 복수의 서브 박막(1310, 1320) 및 열전도부재(1330)를 포함하는 박막(1300)을 도시한다.

일 실시예에 따라 박막(1300)은 워킹 코일(1150)의 중심부를 기준으로 폐루프를 형성하는 복수의 서브 박막(1310, 1320) 및 미리 결정된 패턴으로 복수의 서브 박막(1310, 1320) 중 적어도 하나에 접촉하도록 배치되는 열전도부재(1330)를 포함할 수 있다. 도 13을 참조하면, 일 실시예에 따라 폐루프를 형성하는 복수의 서브 박막(1310, 1320) 사이의 갭 부분에 열전도부재(1330)가 배치된다. 도 13에서는 열전도부재(1330)는 복수의 서브 박막(1310, 1320)에 모두 접촉되어 있는 것으로 도시되어 있으나 열전도부재(1330)는 복수의 서브 박막(1310, 1320) 중 적어도 하나에 접촉됨으로써 유도 가열된 서브 박막(1310, 1320) 중 적어도 하나로부터 열이 전도될 수 있다. 일 실시예에 따라 복수의 서브 박막(1310, 1320)과 열전도부재(1330)는 동일한 재질로 구성된 것일 수 있다.

일 실시예에 따라 열전도부재(1330)는 워킹 코일(1150)에 의해 발생하는 자기장이 미리 결정된 임계치 이상인 위치에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라 워킹 코일(1150)에 의해 발생되는 자기장은 반경 방향을 기준으로 크기가 달라질 수 있다.

쿡탑(1100)은 워킹 코일(1150)을 작동시켜 상판부(1110) 상에 배치된 자성체인 피가열 물체(HO)를 유도 가열 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 비자성체인 피가열 물체(HO)가 상판부(1110) 상에 배치된 경우에도 박막(1120)이 유도 가열될 수 있음에 따라 간접적으로 피가열 물체(HO)가 가열될 수 있도록 할 수 있다. 즉, 박막(1120)은 유도 가열될 수 있는 소정의 재질로 구성되며, 이에 따라 상판부(1110) 상에 배치된 피가열 물체(HO)를 유도 가열하는 과정에서 유도 가열된다. 여기서 유도 가열된 박막(1120)을 통해 간접적으로 가열되는 피가열 물체(HO)는 박막(1120)의 면적이 넓고 두께가 얇을수록 더 빠르게 가열될 수 있다. 피가열 물체(HO)를 가열하기 위한 면적은 박막(1120)를 구성하는 물리적 구성이 피가열 물체(HO)와 대면하는 전체 면적에 대응된다.

유도 가열되는 박막(1120)은 그 형상에 따라 가열되는 부분의 열 분포가 결정될 수 있다. 예를 들면 박막(1120)이 루프를 형성하는 링 형태의 형상을 가지는 경우, 박막(1120)의 열 분포는 루프의 원주 방향(Circumferential Direction, CD) 및 반경 방향(Radial Direction, RD)방향을 따라 변할 수 있다. 특히, 유도 가열된 링 형태의 박막(1120)은 최고 온도 부분 내지 최저 온도 부분이 소정의 반경 범위 내에 존재하게 되는데, 이러한 박막(1120)의 온도차로 인해 박막(1120)을 구성하는 단일의 구성요소의 형상에 대해 열 변형이 초래될 수 있다.

이렇게 박막(1120)에서의 열 분포가 균일하지 않은 이유는 워킹 코일(1150)에서 발생되는 자기장이 집중되는 부분이 존재하기 때문이다. 일 실시예에 따라 워킹 코일(1150)에 의해 발생되는 자기장은 반경 방향을 기준으로 워킹 코일(1150)의 중심부 부분의 수직상방에서 집중될 수 있다.

도 10에서 상술한 바와 같이, 종래의 박막(1010)과 같이 링 형태의 단일의 막으로 구성되는 경우 발생되는 자기장이 균일하지 않음으로 인해 반경 방향을 기준으로 중심 부분이 가장 높은 온도로 유도 가열되고 나머지 내부 경계에 인접한 부분 또는 외부 경계에 인접한 부분은 상대적으로 낮은 온도로 가열된다. 일 실시예에 따라 박막(1120)은 가열 온도 차이로 인해 열 변형이 초래되는 것을 방지하기 위해 자기장이 미리 결정된 임계치 미만인 부분에 복수의 서브 박막(1310, 1320)을 배치할 수 있다. 일 실시예에 따라 자기장이 미리 결정된 임계치 이상인 부분에 열전도부재(1330)가 배치될 수 있다. 이와 같이, 복수의 서브 박막(1310, 1320)은 자기장이 집중되는 부분이 아닌 곳에 배치됨으로써 서브 박막(1310, 1320)의 일부분에만 급격하게 유도 가열되지 않고 상대적으로 균일하게 열이 분포될 수 있으며, 이러한 서브 박막(1310, 1320)으로부터 열은 열전도부재(1330)로 전도될 수 있다.

일 실시예에 따라 복수의 서브 박막(1310, 1320)은 반경 방향을 기준으로 미리 결정된 임계 거리 이상의 갭을 두고 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라 미리 결정된 임계 거리는 피가열 물체(HO)가 자성체 또는 비자성체인 경우에 모두 적응적으로 가열을 수행하기 위하여 설정된 거리로서 이를 통해 다양한 재질의 피가열 물체(HO)의 가열 효율성을 향상 시킬 수 있다.

일 실시예에 따라 임계 거리는 절대적인 거리의 수치로 미리 결정된 것일 수 있다. 일 실시예에 따라 임계 거리는 반경 방향을 기준으로 서브 박막(1310, 1320)의 폭과의 상대적인 비율로 미리 결정된 것일 수도 있다. 일 실시예에 따라 서브 박막(1310, 1320)의 폭은 1.3cm, 3cm일 수 있으며, 서브 박막(1310, 1320) 사이의 갭은 2.2cm일 수 있다. 일 실시예에 따라 서브 박막(1310, 1320) 중 안쪽에 배치된 서브 박막(1320)은 중공부를 포함할 수 있고, 중공부는 7cm의 직경을 가질 수 있다. 일 실시예에 따라 임계 거리는 상술한 실시예의 절대적인 수치 또는 상대적인 비율로 미리 결정된 것일 수 있다. 다만, 상술한 실시예에서의 수치는 설명상 편의를 위해 예시적인 수치를 기재한 것이고, 박막(1300)의 구체적인 형태에 따라 적절한 범위 내에서 변경될 수 있다.

도 14a 및 14b는 일 실시예에 따라 열전도부재(1124)의 폭에 따라 서브 박막(1122)에 유도된 전류가 열전도부재(1124)를 통해 다른 서브 박막(1122)으로 흐르지 않게 되는 것을 도시한다.

일 실시예에 따라, 복수의 서브 박막(1122)에 유도된 전류에 의해 열전도부재(1124)에 흐르게 되는 전류의 크기가 미리 결정된 임계 전류치 이하로 되도록, 열전도부재(1124)는 미리 결정된 임계 폭 이하의 폭을 가질 수 있다. 열전도부재(1124)가 전기가 흐를 수 있는 재질을 가지더라도, 열전도부재(1124)의 폭에 따라 서브 박막(1122)에 유도된 전류가 열전도부재(1124)로 유기되는 정도가 달라질 수 있다. 일 실시예에 따라 박막(1130)은 열전도부재(1124)로 서브 박막(1122)에 유도된 전류가 흐르지 않거나 미리 결정된 크기 이상의 임계 전류치 이하로만 흐르도록 설계된 미리 결정된 임계 폭 이하를 가질 수 있다. 일 실시예에 따라 열전도부재(1124)의 폭은 1mm 이상 5mm 이하의 범위에 포함될 수 있다.

도 14a를 참조하면, 박막(1120)은 서브 박막(1410, 1420) 및 열전도부재(1430)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 서브 박막(1410, 1420)에는 워킹 코일(1150)에 의해 발생된 자기장에 의해 유도 전류(1412)가 흐를 수 있다. 일 실시예에 따라 열전도부재(1430)가 미리 결정된 임계 폭을 초과하는 폭(1434)을 가지는 경우 열전도부재(1430)에는 서브 박막(1410, 1420)에 흐르는 유도 전류(1412) 중 누출 전류(1432)가 흐르게 될 수 있고 이는 에 미리 결정된 임계 전류치를 초과하는 크기를 가질 수 있다. 열전도부재(1430)에 미리 결정된 임계 전류치를 초과하는 누출 전류(1432)가 흐르게 되는 경우, 열전도부재(1430)에 흐르는 누출 전류(1432)에 의해 폐루프가 형성될 수 있으며, 이는 박막(1120)을 통과하는 자기장에 영향을 줄 수 있다. 일 실시예에 따라 누출 전류(1432)에 의해 형성된 폐루프는 워킹 코일(1150)로부터 발생된 자기장이 피가열 물체(HO)에 미치는 것을 방해하게 됨에 따라 자성을 띠는 피가열 물체(HO)의 유도 가열의 가열 효율성이 떨어지게 만든다.

일 실시예에 따라 도 14b는 서브 박막(1450, 1460)에는 워킹 코일(1150)에 의해 발생된 자기장에 의해 유도 전류(1452)가 흐를 수 있다. 일 실시예에 따라 열전도부재(1470)가 미리 결정된 임계 폭 이하의 폭(1474)을 가지는 경우 열전도부재(1470)에는 서브 박막(1450, 1460)에 흐르는 유도 전류(1452)는 열전도부재(1470)에 흐르지 않거나, 미리 결정된 임계 전류치 이하의 누출 전류(1432)만이 흐를 수 있다. 열전도부재(1470)에 누출 전류(1432)가 흐르지 않거나 미리 결정된 임계 전류치 이하의 크기의 누출 전류(1432)가 흐르는 경우, 누출 전류(1432)에 의해 폐루프가 형성되지 않거나 약하게 형성되어 워킹 코일(1150)로부터 발생된 자기장이 피가열 물체(HO)에 미치는 것을 방해하는 정도가 미약하게 된다. 즉, 열전도부재(1432)가 배치된 부분에 흐르는 누출 전류(1432)가 흐르지 않게 하거나 미리 결정된 임계 전류치 이하로만 흐르게 함으로써 워킹 코일(1150)으로부터 발생된 자기장이 서브 박막(1450, 1460)이 배치되지 않은 부분을 통과하여 피가열 물체(HO)로 도달하게 할 수 있다. 이에 따라 자성체인 피가열 물체(HO)의 유도 가열의 가열 효율성은 도 14a의 실시예보다 상대적으로 높다.

도 15a, 도 15b 및 도 15c는 일 실시예에 따라 열전도부재의 다양한 형태를 도시한다.

일 실시예에 따라 열전도부재(1124)는 미리 결정된 패턴으로 복수의 서브 박막(1122) 중 적어도 하나에 접촉하도록 배치될 수 있다.

도 15a를 참조하면 일 실시예에 따라 열전도부재(1530)는 복수의 서브 박막(1510,1520)에 접촉하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라 열전도부재(1530)의 패턴은 복수의 서브 박막(1510, 1520)과 열전도부재(1530)가 비스듬하게 배치되는 패턴일 수 있다. 일 실시예에 따라 열전도부재(1530)는 서브 박막(1510, 1520)으로부터 유도 전류가 미리 결정된 임계치 이하로만 흐르거나 흐르지 않는 정도의 폭을 가지고 서브 박막(1510, 1520)과 접촉하는 것일 수 있다. 일 실시예에 따라 열전도부재(1530)는 서브 박막(1510, 1520)으로부터의 열이 전도되어 피가열 물체(HO)를 가열시킬 수 있으므로, 피가열 물체(HO)와 접하게 되는 영역의 면적을 넓히기 위해 열전도부재(1530)가 다양한 패턴으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 열전도부재(1124) 각각의 모양이 라인형인 경우에, 도 13과 같이 열전도부재(1330)가 서브 박막(1310, 1320)과 수직으로 접하게 되도록 배치된 경우보다 도 15a와 같이 열전도부재(1530)가 서브 박막(1510, 1520)에 비스듬하게 배치되면 열전도부재(1530)와 피가열 물체(HO)가 접하는 면적이 넓어진다. 이에 따라 서브 박막(1510, 1520)이 배치되지 않은 부분에 접하는 피가열 물체(HO)의 부분도 상대적으로 더 균일하게 가열될 수 있다.

도 15b를 참조하면 열전도부재(1560)는 일 실시예에 따라 미리 결정된 패턴으로 복수의 서브 박막(1540, 1550) 중 하나에 접촉하도록 배치될 수 있다.

일 실시예에 따라 열전도부재(1560)는 복수의 서브 박막(1540, 1550) 중 하나에 접촉하도록 배치될 수 있으며, 열전도부재(1560)는 복수의 서브 박막(1540, 1550) 중 일부일 수 있다. 예를 들면, 도 15b는 복수의 서브 박막(1540, 1550) 모두가 열전도부재(1560)와 접촉하고 있지만, 다른 일 실시예에 따라서는 복수의 서브 박막(1540, 1550) 중 어느 일부만이 한정하여 열전도부재(1560)와 접촉하는 패턴이 이용될 수도 있다.

도 15c를 참조하면, 열전도부재(1590, 1592, 1594)는 일 실시예에 따라 폐루프를 형성하는 복수의 서브 박막(1570, 1580) 사이의 갭 부분만이 아니라 복수의 서브 박막(1570, 1580) 사이의 공간 외의 다른 공간에도 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라 열전도부재(1590, 1592, 1594)는 복수의 서브 박막(1570, 1580) 사이의 갭 부분에 배치되는 열전도부재(1592), 복수의 서브 박막(1570, 1580) 사이의 갭 부분이 아닌 부분에 배치되는 열전도부재(1590, 1594)를 포함할 수 있다.

도 16a, 16b, 16c 및 16d는 일 실시예에 따라 박막(1120)이 상판부 상에 배치되는 다양한 형태에 대하여 도시한다.

일 실시예에 따라 도 16a부터의 설명에 활용되는 유도 가열 방식의 쿡탑(1100)은 도 1 내지 도 9를 통해 상술한 다양한 실시예에서 이용되는 유도 가열 방식의 쿡탑(1)에 대응되는 것일 수 있다. 따라서, 도 16a 부터의 도면에 도시되지 않은 유도 가열 방식의 쿡탑(1100)의 구성요소는 도 1 내지 도 9 및 그에 대한 설명을 통해 뒷받침되는 범위 내에서 쿡탑(1)의 구성요소를 선택적으로 포함할 수 있는 것으로 이해될 수 있다.

일 실시예에 따라 도 16a 내지 도 16d에서 도시되는 박막(1120)은 상술한 다양한 실시예를 통해 설명한 박막(1120)의 다양한 형태 중 일부에 대응되는 형태를 가질 수 있다.

도 16a를 참조하면, 유도 가열 방식의 쿡탑(1100)은 일 실시예에 따라, 케이스(1025)의 상단에 결합되고, 상단에 피가열 물체(HO)가 배치되는 상판부(1015); 피가열 물체(HO)를 가열하기 위해 케이스(1025) 내부에 구비된 워킹 코일(1150); 상판부(1015)에 코팅된 박막(1120); 및 상판부(1015)의 하단과 워킹 코일(1150) 사이에 구비된 단열재(1035)를 포함할 수 있다.

도 16b를 참조하면, 상판부(1015)의 상단에 박막(1120)이 배치되는 대신 상판부(1015)의 하단에 박막(1120)이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라 박막(TL)은 상판부(1015)의 하단에 접촉된 것일 수 있거나 또는 박막(1120)으로 인한 격차를 줄이기 위해 상판부(1015)의 하단 표면의 일부를 이룰 수도 있다. 일 실시예에 따라 박막(1120)은 상판부(1015)의 상단 표면에 배치되지 않아 외부에 노출되지 않으면서 상판부(1015)의 하단면에 다양한 방식으로 배치될 수 있다.

도 16c는 일 실시예에 따라 복수의 서브 박막(1120a, 1120b)을 포함하는 박막(1120)이 상판부(1015)의 상단 및 하단에 배치되는 것을 도시한다.

일 실시예에 따라 박막(1120)은 유도 가열될 수 있는 복수의 서브 박막(1120a, 1120b)을 포함할 수 있으며, 이러한 박막(1120)은 상판부(1015)의 상단 및 하단에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라 박막(1120)은 복수의 서브 박막(1120a, 1120b) 및 복수의 서브 박막(1120a, 1120b) 중 적어도 하나에 연결되는 열전도부재(1120c)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 복수의 서브 박막(1120a, 1120b)이 상판부(1015)의 상단 및 하단에 배치되기 때문에, 열전도부재(1120c)가 복수의 서브 박막(1120a, 1120b) 중 두 개 이상의 서브 박막(1120a, 1120b)과 접촉하는 경우에는 상판부(1015)를 관통하여 복수의 서브 박막(1120a, 1120b)과 접촉하는 형태로 열전도부재(1120c)가 배치될 수도 있다. 일 실시예에 따라 복수의 서브 박막(1120a, 1120b) 중 어느 하나의 서브 박막(1120a, 1120b)과 접촉하는 열전도부재(예를 들면, 1120d)의 경우에는 상판부(1015)를 관통하지 않고 상판부(1015)의 상단 또는 하단에 배치될 수 있다.

일 실시예에 따라, 쿡탑(1100)은 상판부(1015)의 상단 및 하단에 복수의 서브 박막(1120a, 1120b)을 포함하는 박막(1120))을 배치한 것일 수 있다. 앞서 도 2 및 도 3와 관련된 실시예에서는 워킹 코일(WC1, WC2) 각각에 의해 제1 및 제2 박막(TL1, TL2)이 각각 유도가열될 수 있다는 점을 설명한 바 있다. 본 실시예에서는 하나의 워킹 코일(1150)에 의해 서브 박막(1120a, 1120b)이 함께 유도 가열될 수 있으며, 이를 위해 서브 박막(1120a, 1120b)는 수직 방향으로 배열될 수 있다. 일 실시예에 따라 상판부(1015)의 상단 및 하단에 배치된 서브 박막(1120a, 1120b)은 상판부(1015)의 상단 및 하단 표면에 코팅된 것일 수 있으며, 코팅 방식은 진공증착 등을 포함한 다양한 방식일 수 있다. 유도 가열되는 재질로 구성된 레이어 뿐만 아니라 상판부(1015)의 상단 및 하단에 배치되기 위한 적어도 하나의 추가적 레이어(접착층 또는 보호층)를 더 포함할 수도 있다.

일 실시예에 따라 상판부(1015)의 상단 및 하단에 배치되는 서브 박막(1120a, 1120b)은 서로 동일한 구조로 상판부(1015)에 배치된 것일 수 있다. 또 다른 일 실시예에 따라 상판부(1015)의 상단 및 하단 각각에 배치된 서브 박막(1120a, 1120b)의 구조는 서로 상이할 수도 있다. 예를 들면 상단에 배치된 서브 박막(1120a)은 보호층으로 보호될 수 있으며 하단에 배치된 박막(1120b)은 보호층으로 보호되지 않거나 또는 상단에 배치된 박막(1120a)의 보호층과 상이한 보호층으로 보호되는 것일 수 있다.

일 실시예에 따라 상판부(1015)의 상단 및 하단에 배치된 서브 박막(1120a, 1120b)은 상판부(1015)의 상단 및 하단에서 서로 다른 형태를 가질 수 있다. 일 실시예에 따라 상단에 배치된 서브 박막(1120a)의 개수와 하단에 배치된 서브 박막(1120b)의 개수는 서로 다를 수 있다. 일 실시예에 따라 상단에 배치된 박막(1120a)의 개수와 하단에 배치된 서브 박막(1120b)의 개수는 서로 같더라도 서로 다른 형태를 가질 수 있다. 서브 박막(1120a, 1120b)이 가질 수 있는 구체적인 형태(예를 들면, 폭 또는 갭 등)는 앞서 설명한 다양한 실시예를 통해 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있는 범위 내에서 다양할 수 있다.

도 16d는 일 실시예에 따라 복수의 서브 박막(1120a, 1120b)을 포함하는 박막(1120)이 상판부(1015)의 하단에 배치되고 열전도부재(1120c)는 상판부(1015)의 상단에 배치되는 것을 도시한다.

일 실시예에 따라 박막(1120)은 상판부(1015)의 하단에 배치된 복수의 서브 박막(1120a, 1120b)를 포함할 수 있으며 이는 도 16b에 도시된 구조에 대응될 수 있다. 나아가 박막(1120)은 복수의 서브 박막(1120a, 1120b) 및 복수의 서브 박막(1120a, 1120b) 중 적어도 하나에 연결되는 열전도부재(1120c)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 복수의 서브 박막(1120a, 1120b)로부터 열이 전도되는 열전도부재(1120c)는 피가열 물체(HO)와 접촉하여 열을 전도시키는 방식으로 피가열 물체(HO)를 가열시키게 된다. 따라서 복수의 서브 박막(1120a, 1120b)이 상판부(1015)의 하단에 배치되더라도 열전도부재(1120c)는 상판부(1015)를 관통하여 상판부(1015)의 상단에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다.

일 실시예에 따라 박막(1120)은 복수의 서브 박막(1120a, 1120b) 및 열전도부재(1120c, 1120d)가 상판부(1015)의 상단에 노출되지 않도록 상판부(1015)를 완전히 관통하지 않고 부분적으로만 관통되는 방식으로 배치될 수 있다.

도 17은 일 실시예에 따라 박막의 두께 및 워킹 코일의 구동 주파수를 기준으로 박막의 온도에 따라 박막의 등가회로의 저항 성분의 변화 양상을 나타내는 도면이다.

도 17을 참조하면, 박막(1120)의 두께에 따라 온도가 증가함에 따른 등가 회로의 저항성분의 변화 양상이 결정된다. 예를 들면, 박막(1120)의 두께가 1μm인 경우 박막(1120)의 온도가 증가할수록 저항성분이 감소하는 경향을 보이며, 다른 예에 따라 박막(1120)의 두께가 10μm인 경우 박막(1120)의 온도가 증가할수록, 저항성분이 증가하는 경향을 보일 수 있다. 또 다른 예에 따라 박막(1120)의 두께가 6μm인 경우 박막(1120)의 온도가 증가할수록, 저항성분이 증가하다가 감소하는 경향을 보일 수 있다.

일 실시예에 따라 등가 회로의 인덕터 성분은 박막(1120)의 온도가 증가함에 따라 크기가 증가하는 양상을 띨 수 있다.

다만 이러한 저항 성분의 변화 양상은 워킹 코일(1150)의 구동 주파수 및 박막(1120)의 재질 또는 형태 등에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면 도 17에 도시된 저항 성분은 워킹 코일(1150)의 구동 주파수가 40kHz인 경우일 수 있고 등가 회로의 저항 성분은 박막(1120)의 재질, 형태 등에 다양할 수 있다. 따라서 도 17에 도시된 내용으로 본원의 다양한 실시예들에 이용되는 등가 회로의 저항 성분이 한정해석될 필요는 없다.

일 실시예에 따라 유도 가열 방식의 쿡탑(1100)의 박막(1120)은 미리 결정된 폼 팩터(form factor)로 설계된 것일 수 있으며, 메모리(1130)는 이러한 폼 팩터(즉, 박막(1120)의 두께)에 대응되는 상관관계에 대한 정보를 미리 저장하고 있을 수 있다. 일 실시예에 따라 메모리(1130)는 다양한 폼 팩터에 대응되는 상관관계에 대한 정보를 미리 저장하고 있을 수 있고, MCU(1140)는 유도 가열 방식의 쿡탑(1100)의 폼 팩터를 나타내는 정보를 획득하여 해당 폼 팩터에 대응되는 상관관계에 대한 정보를 선택함으로써 온도를 추정하는 과정에 이용할 수 있다.

도 18은 일 실시예에 따라 유도 가열 방식의 쿡탑에서 유도 가열 가능한 등가회로의 저항 성분 및 인덕터 성분의 분포를 나타내는 도면이다.

도 18을 참조하면, 박막(1120) 및 피가열 물체(HO)에 의해 형성되는 등가 회로 성분(1820)은 유도 가열 가능 영역(1810)에 부분적으로 포함될 수 있다. 일 실시예에 따라 각 그래프에서의 측정 값은 워킹 코일(1150)의 구동 주파수에 따른 저항 성분 및 인덕터 성분의 측정 값이다.

일 실시예에 따라 박막(1120)은 워킹 코일(1150)에 의해 유도 가열될 수 있는 재질이어야 하므로 박막(1120)만으로 형성되는 등가 회로의 저항 성분 및 인덕터 성분은 유도 가열 가능 영역(1810)에 적어도 부분적으로 포함되어야 한다. 일 실시예에 따라 피가열 물체(HO)가 비자성체인 경우에는 박막(1120)에 의해서 등가 회로가 형성된다. 일 실시예에 따라 피가열 물체(HO)가 자성체인 경우 박막(1120) 및 피가열 물체(HO)에 의해 등가 회로가 형성되며 이러한 등가 회로의 저항 성분 및 인덕터 성분 역시 유도 가열 가능 영역(1810)에 적어도 부분적으로 포함된다.

전술한 개시내용은, 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 실시예들의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

15, 1015: 상판부 HO: 피가열 물체
25, 1025: 케이스 TL: 박막 TL1, TL2: 제1 및 제2 박막
WC, 1150: 워킹 코일 WC1, WC2: 제1 및 제2 워킹 코일
35, 1035: 단열재 45: 차폐판 50: 지지부재 55: 냉각팬

Claims (13)

1. 케이스의 상단에 결합되고, 상단에 피가열 물체가 배치되는 상판부;
   상기 피가열 물체를 가열하기 위해 상기 케이스 내부에 구비된 워킹 코일;
   상기 상판부의 상단 및 하단 중 적어도 하나에 배치된 박막; 및
   상기 상판부의 하단 표면과 상기 워킹 코일 사이에 구비된 단열재를 포함하고,
   상기 박막은 상기 워킹 코일의 중심부를 기준으로 폐루프를 형성하는 복수의 서브 박막 및 미리 결정된 패턴으로 상기 복수의 서브 박막 중 적어도 하나에 접촉하도록 배치되는 열전도부재를 포함하는, 유도 가열 방식의 쿡탑.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 서브 박막은 폐루프를 형성하는 링 형태인, 유도 가열 방식의 쿡탑.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 열전도부재는 상기 워킹 코일에 의해 발생하는 자기장이 미리 결정된 임계치 이상인 위치에 배치되는, 유도 가열 방식의 쿡탑.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 서브 박막은 반경 방향으로 미리 결정된 임계 거리 이상의 갭을 두고 배치되는, 유도 가열 방식의 쿡탑.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 미리 결정된 패턴은 빗살무늬 패턴을 포함하는, 유도 가열 방식의 쿡탑.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 복수의 서브 박막에 유도된 전류에 의해 상기 열전도부재에 흐르게 되는 전류의 크기가 미리 결정된 임계 전류치 이하로 되도록, 상기 열전도부재는 미리 결정된 임계 폭 이하의 폭을 가지는, 유도 가열 방식의 쿡탑.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 열전도부재의 폭은 1mm 이상 5mm 이하의 범위에 포함되는, 유도 가열 방식의 쿡탑.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   자성을 띠지 않는 재질의 피가열 물체가 상기 상판부에 배치된 경우 유도 가열된 상기 복수의 서브 박막 및 상기 복수의 서브 박막으로부터 전도된 열에 의해 가열된 열전도부재를 통해 상기 피가열 물체를 가열하는, 유도 가열 방식의 쿡탑.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   자성을 띠는 재질의 피가열 물체가 상기 상판부에 배치된 경우, 상기 워킹 코일로부터의 자기장이 상기 미리 결정된 패턴으로 배치된 상기 열전도부재의 사이를 통과하여 상기 피가열 물체를 유도 가열하는, 유도 가열 방식의 쿡탑.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 및 상기 피가열 물체는 상기 워킹 코일에 의한 유도 전류가 유도되도록 저항 성분 및 인덕터 성분을 포함하는 등가회로를 형성하는, 유도 가열 방식의 쿡탑.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 박막의 두께는 상기 등가회로의 상기 저항 성분 및 상기 인덕터 성분이 상기 워킹 코일에 의해 유도 가열 가능한 것으로 미리 결정된 범위 내에 적어도 부분적으로 포함되도록 구성되는, 유도 가열 방식의 쿡탑.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 박막의 두께는 6μm인, 유도 가열 방식의 쿡탑.
    
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막의 두께는 상기 박막의 스킨 뎁스(skin depth) 미만인, 유도 가열 방식의 쿡탑.
    

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