WO2018199399A1

WO2018199399A1 - 유도 가열을 이용한 스마트 케틀

Info

Publication number: WO2018199399A1
Application number: PCT/KR2017/009198
Authority: WO
Inventors: 문현욱; 김양경; 김완수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-04-26
Filing date: 2017-08-23
Publication date: 2018-11-01
Also published as: US11957265B2; EP3616573A1; US20210100391A1; EP3616573A4; KR20180120039A

Abstract

본 발명은 유도 가열을 이용한 스마트 케틀에 관한 것으로, 자기장을 발생시키는 스마트 테이블에서 이용 가능하며, 스마트 테이블에서 인가되는 자기장에 의해 내용물을 가열시키는 스마트 케틀에 관한 것이다. 상기 스마트 케틀은, 인가되는 자기장에 의해 가열되는 몸체부, 상기 몸체부의 하측에 배치되고, 상기 몸체부의 하면의 온도를 측정하는 온도 센서, 및 상기 온도 센서에서 측정된 온도를 기초로 상기 자기장의 세기를 조절하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.

Description

유도 가열을 이용한 스마트 케틀

본 발명은 유도 가열을 이용한 스마트 케틀에 관한 것으로, 자기장을 발생시키는 스마트 테이블에서 이용 가능하며, 스마트 테이블에서 인가되는 자기장에 의해 내용물을 가열시키는 스마트 케틀에 관한 것이다.

통상적으로 가정, 식당, 사무실에서 물건이나 음식물을 놓을 수 있고 물건이나 음식물을 지지하는 용도로 테이블(table)이 사용되고 있다.

최근에는 테이블이 단지 물건만 지지하는 것이 아니라, 각종 기기 또는 모듈을 구비함으로써, 테이블을 다용도로 활용하려는 시도가 증가하고 있다.

특히, 전기를 이용하여 금속의 조리 용기를 유도가열 방식으로 가열하는 유도가열 모듈을 내장한 스마트 테이블(Smart Table)에 대한 연구가 진행되고 있다.

이러한 스마트 테이블에서 사용 가능한 스마트 케틀(smart kettle)은 워킹 코일(Working Coil) 또는 가열 코일에 고주파의 전류를 흐르게 하고, 이로 인하여 발생하는 강력한 자력선이 조리용기를 통과할 때 와류전류(Eddy Current)가 흘러 용기 자체가 가열되는 방식에 의해서 동작하는 전기조리 장치이다.

스마트 케틀의 기본적인 가열 원리를 살펴보면 가열 코일에 전류가 인가됨에 따라 자성체인 조리 용기가 유도(Induction) 가열에 의해 열을 생성하고, 이때 생성된 열에 의하여 조기 용기 자체가 가열되어 조리가 이루어지게 된다.

즉, 스마트 케틀은 유도 가열 방식을 이용하여 용기 내의 내용물을 가열할 수 있다. 다만, 종래의 스마트 케틀의 경우, 자기장에 의해 가열이 가능한 재질의 금속 물질이 용기 내부에 존재하였고, 용기와 금속 물질 사이의 탈착 가능한 구조를 위해, 상기 금속 물질이 용기 밑면의 크기보다 작게 형성될 수 밖에 없는 구조적 한계점을 가지고 있었으며, 이에 큰 출력을 구현하기 힘든 문제점이 있었다.

또한, 다른 종래의 스마트 케틀의 경우, 용기 내의 온도를 측정하는 온도 센서가 용기 내측으로 돌출되도록 형성되어 있어, 용기 세척시 깨끗한 세척이 어려웠으며, 세척과정에서 온도 센서가 파손될 수 있는 문제점이 있었다. 또한, 온도 센서와 용기가 결합되는 이음부에 의한 누수 가능성도 존재하였다.

본 발명의 목적은, 내용물이 인가되는 몸체부의 바닥에 IH(Induction Heating) 가열이 가능한 자성체를 포함시키고, 몸체부의 온도에 따라 상기 몸체부에 인가되는 자기장의 크기를 조절할 수 있는 스마트 케틀을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 몸체부의 온도를 측정하는 온도 센서를 몸체부의 내용물 공간 반대 밑면에 부착하여, 청소시 온도 센서의 파손 가능성을 낮추고, 온도 센서가 결합되는 이음부를 없앰으로써 이음부를 통한 누수 가능성을 없애며, 용기를 세척함에 따라 발생할 수 있는 문제(예를 들어, 누전 또는 감전)를 해결할 수 있는 스마트 케틀을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 몸체부 바닥에 IH 가열이 가능한 자성체를 포함시키고, 측면에는 열손실을 막기 위한 진공 영역을 형성함으로써 보온 기능을 향상시킨 스마트 케틀을 제공하는 것이다.

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

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 케틀은, 인가되는 자기장에 의해 가열되는 몸체부, 상기 몸체부의 하측에 배치되고, 상기 몸체부의 하면의 온도를 측정하는 온도 센서, 및 상기 온도 센서에서 측정된 온도를 기초로 상기 자기장의 세기를 조절하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 케틀은, 자기장을 발생시키는 스마트 테이블에서 인가되는 상기 자기장에 의해 가열되는 몸체부, 및 상기 몸체부의 온도를 기초로, 상기 자기장의 세기를 조절하는 제어 신호를 출력시키는 제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 스마트 케틀은, 몸체부의 바닥에 IH 가열이 가능한 자성체를 포함하고, 온도 센서에서 측정한 온도에 따라 상기 몸체부에 인가되는 자기장의 크기를 조절할 수 있다. 이때, 스마트 케틀은 사용자로부터 목표 온도를 입력 받고 목표 온도가 유지되도록 제어함으로써, 목표 온도까지 고출력의 자기장을 발생시켜 빠르게 내용물을 가열할 수 있어 내용물 가열의 시간을 단축시킬 수 있고, 목표 온도 이상으로 온도가 증가되지 않도록 제어됨으로써, 이용시의 안전성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스마트 케틀은, 몸체부의 온도를 측정하는 온도 센서를 몸체부의 내용물 공간의 반대 밑면에 부착하고, 몸체부의 내면에 이음부가 형성되지 않도록 한다. 이를 통해, 몸체부 세척의 어려움을 해소하고, 이음부에 이물질이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 몸체부의 청소시 온도 센서의 파손 가능성을 없앨 수 있으며, 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있고, 몸체부의 유지 및 관리가 용이하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스마트 케틀은, 몸체부 바닥에 IH 가열이 가능한 자성체를 포함시키고, 측면에는 열손실을 막기 위한 진공 영역을 형성함으로써, 몸체부 내부의 보온 기능을 향상시킬 수 있다. 이를 통해, 스마트 케틀의 에너지의 효율을 증가시킬 수 있으며, 가열된 내용물의 온도를 오래 유지시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스마트 케틀을 나타내는 사시도이다.

도 3은 도 1의 스마트 케틀에 자기장을 인가하는 스마트 테이블을 나타내는 도면이다.

도 4는 도 3의 스마트 케틀을 가열하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 도 1의 스마트 케틀의 받침부를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 케틀을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 케틀의 동작 방법을 설명하기 위한 블럭도이다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부를 설명하기 위한 도면이다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부를 설명하기 위한 도면이다.

도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부를 설명하기 위한 도면이다.

도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부를 설명하기 위한 도면이다.

도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부를 설명하기 위한 도면이다.

본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스마트 케틀에 관하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스마트 케틀(1)은 몸체부(10), 받침부(20), 베이스부(30), 커버부(40), 핸들부(50)를 포함한다.

몸체부(10)는 내부에 내용물을 담을 수 있고, 내부의 내용물을 외부로 토출시킬 수 있도록 내부와 연통된 유출구가 일측에 형성된다. 몸체부(10)는 상측이 개방된 형태를 가지며, 개방된 상측에는 커버부(40)가 체결될 수 있다. 몸체부(10)는 내부에 진공 영역을 포함하며, 진공 영역은 몸체부(10) 내부의 내용물의 열이 쉽게 외부로 빠져나가지 못하도록 하여, 내용물의 온도를 오래 유지시킬 수 있다.

몸체부(10)의 외면은 원통형, 곡선형 또는 유선형으로 형성될 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

받침부(20)는 몸체부(10)의 하측에 결합되어, 몸체부(10)를 지지할 수 있다. 받침부(20)는 몸체부(10)의 외면과 연결되도록 형성될 수 있다.

베이스부(30)는 받침부(20)의 하측에 형성되어, 받침부(20)가 거치면에서 쉽게 미끄러지지 않도록 고정시키거나, 무게중심을 낮출 수 있다. 예를 들어, 베이스부(30)는 탄성 재질로 형성될 수 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 베이스부(30)는 생략될 수 있다.

커버부(40)는 몸체부(10)의 일측에 힌지를 통해 결합될 수 있으며, 몸체부(10)의 개방된 상면을 덮을 수 있다. 커버부(40)는 몸체부(10)와 결합됨으로써, 몸체부(10) 내의 내용물을 유출구를 통해서만 외부로 토출되도록 할 수 있다.

핸들부(50)는 몸체부(10)의 타측에 사용자가 손으로 움켜쥐기 쉬운 형태로 형성될 수 있다. 핸들부(50)는 사용자의 제어 입력을 수신하기 위한 인터페이스부(51)와 몸체부(10)의 온도를 표시하기 위한 디스플레이부(52)를 포함할 수 있다.

인터페이스부(51)는 사용자로부터 몸체부(10)의 온도 조절을 통한 목표 온도의 설정 또는 스마트 케틀(1)의 동작 여부에 대한 입력을 수신할 수 있다.

디스플레이부(52)는 인터페이스부(51)로부터 수신한 목표 온도 또는 동작 여부에 대한 정보를 색 또는 숫자를 이용하여 화면에 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(52)는 온도를 색으로 표현하는 LED, 온도 정보를 숫자로 표현하는 LCD 패널을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도면에 나타난 인터페이스부(51)와 디스플레이부(52)는 하나의 예시로써, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 인터페이스부(51)와 디스플레이부(52)는 스마트 케틀(1)의 다른 위치 및 다른 형상으로 배치될 수 있다.

수위표시부(60)는 몸체부(10)의 일측에 형성될 수 있으며, 몸체부(10) 내부의 내용물의 수위를 사용자에게 알려줄 수 있다. 수위표시부(60)는 투명한 글래스(62)를 통해 몸체부(10) 내의 내용물의 수위를 표시할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 수위표시부(60)는 몸체부(10) 내부에 설치된 수위 센서를 이용하여 몸체부(10) 내의 내용물의 수위를 측정하고, 이를 디스플레이부(52)에 표시할 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 스마트 케틀(1)을 가열시키는 스마트 테이블(1000)은, 무선전력 송신 기능과 유도 가열(induction heating) 기능을 가질 수 있다.

도 3과 같이, 스마트 테이블(1000)은 플레이트 위에 놓여진 스마트 케틀(1)을 유도 가열시킬 수 있다.

스마트 케틀(1)이 스마트 테이블(1000)의 워킹 코일(working coil) 상에 놓여진 상태에서, 워킹 코일에 교류 전류, 특히 고주파의 교류 전류가 흐르는 경우, 워킹 코일에 자기장이 발생한다. 자기장에 의한 전자기 유도 효과로 인하여, 조리 용기에 와전류(Eddy current)가 유도되게 된다. 이 와전류에 의해 조리 용기의 저항 성분에서 주울(Joul) 열이 발생하여 조리 용기가 가열되게 된다.

또한, 스마트 테이블(1000)은, 무선전력 수신이 가능한 무선 가전기기(예를 들어, 스마트 케틀(1))로 무선전력을 공급할 수 있다. 즉, 스마트 테이블(1000)과 무선 가전기기들은, 공지된 무선전력 전송 시스템, 예를 들어, 전자기유도 방식과 자기공명 방식에 따라 무선전력을 송/수신할 수 있다.

전자기유도 방식은, 전기가 흐르는 도체의 주변에서 자기장을 변화시킬 때 전압이 유도되어 전류가 흐르는 전자기 유도 현상을 이용하는 방식이다.

자기공명 방식은, 송신기와 수신기가 같은 주파수로 공진할 경우에, 전자파가 전자장을 통하여 송신기에서 수신기로 이동하는 무선 전력 전송(Wireless Power Transfer)에 따라 전력을 전송할 수 있다. 송신기의 송신 코일은 소정 공진 주파수를 가질 수 있고, 전원부에서 에너지를 공급받아. 전자파를 발생시키고 이에 따라 자기장이 형성될 수 있다. 이 때, 수신기의 수신 코일에는 상기 자기장에 의해 유도 전력이 발생할 수 있다

스마트 테이블(1000)은, 플레이트의 내부 또는 하부에, 무선전력 송신 코일(Tx coil, 1110)과 상기 무선전력 송신 코일(1110)에 전력을 공급하는 인버터(1120)를 포함하는 무선전력 송신 모듈(1100)을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 무선 가전기기는, 무선전력 수신부를 구비하여, 무선전력 수신부의 무선전력 수신 코일(예를 들어, 도 5의 전력 수신 코일(210))을 통하여 상기 무선전력 송신 코일(1110)로부터 무선전력을 공급받을 수 있다.

한편, 실시예에 따라서는, 상기 무선전력 송신 모듈(1100)은, 조리 동작시, 유도 가열 조리 기기의 유도 가열 기능을 수행할 수 있다. 이 경우에, 상기 무선전력 송신 코일(1110)은, 근접한 물체를 유도 가열하는 자기장을 발생시키는 워킹 코일(working coil)로 동작할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 테이블(1000)은, 조리기기 등 가전기기와 무선 통신 가능하고, 다른 기기와 연동하여 동작할 수 있다.

도 4는 도 3의 스마트 케틀을 가열하는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 1의 스마트 케틀의 받침부를 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 스마트 케틀(1)을 가열시키는 스마트 테이블(1000)에 있어서, 스마트 테이블(1000)에 포함된 가열 코일(L)에 전류가 공급되면, 가열 코일(L)의 내측을 통과하는 자기장(B)이 유도된다. 특히, 가열 코일(L)에 시간적으로 변화하는 전류, 즉 교류 전류가 공급되면, 가열 코일(L)의 내측에는 시간적으로 변화하는 자기장(B)이 유도된다. 이와 같이 가열 코일(L)에 의하여 생성된 자기장(B)은 몸체부(10)의 저면을 통과한다.

시간적으로 변화하는 자기장(B)이 도체를 통과하면, 도체에는 자기장(B)을 중심으로 회전하는 전류가 발생한다. 이와 같이 시간적으로 변환하는 자기장(B)에 의하여 전류가 유도되는 현상을 전자기 유도 현상이라 하며, 회전하는 전류를 와전류(eddy current)라 한다. 유도 가열을 이용한 조리 장치의 경우, 전자기 유동 현상과 와전류는 몸체부(10)의 저면에서 발생한다.

가열 코일(L)에 의하여 생성된 자기장(B)이 몸체부(10)의 저면을 통과하면, 몸체부(10)의 저면 내부에는 자기장(B)을 중심으로 회전하는 와전류(EI)가 발생한다. 몸체부(10)는 와전류(EI)에 의하여 가열되게 된다. 구체적으로, 전기적 저항을 갖는 몸체부(10)에 와전류(EI)가 흐르면, 몸체부(10)를 구성하는 원자핵과 와전류(EI)에 의한 전자가 출동한다. 이와 같은 원자핵과 전자 사이의 출동에 의하여 열이 발생한다. 즉, 스마트 테이블(1000)은 가열 코일(L)에 전류를 공급하고, 가열 코일(L)에 의하여 생성되는 자기장(B)을 이용하여 스마트 케틀(1)의 몸체부(10)를 가열할 수 있다.

이때, 몸체부(10)는 와전류(EI)에 의해 가열되는 자성체와, 와전류(EI)에 의해 비가열되는 비자성체를 포함한다. 구체적으로, 몸체부(10)의 하면 중 외면(109)은 비자성체로 구성되어 자기장(B)에 영향을 받지 않으며, 몸체부(10)의 하면 중 내면(102)은 자성체로 구성되어 자기장(B)에 의해 가열될 수 있다.

또한, 몸체부(10)의 내면(102)은 일체로 형성된 자성체로 구성되며, 몸체부(10)의 외면 중 측벽은 내면(102)과 일체로 형성된 자성체로 구성되고, 몸체부(10)의 외면 중 하면은 비자성체로 구성될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 스마트 케틀(1)은, 몸체부(10)의 온도를 측정하는 온도 센서를 몸체부의 내용물 공간의 반대 밑면에 부착하고, 몸체부의 내면에 이음부가 형성되지 않도록 한다. 이를 통해, 몸체부(10) 세척의 어려움을 해소하고, 이음부에 이물질이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 몸체부(10)의 청소시 온도 센서의 파손 가능성을 없앨 수 있으며, 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있고, 몸체부의 유지 및 관리가 용이하도록 할 수 있다.

또한, 몸체부(10)의 측벽은 진공 영역(105)을 포함하여, 가열된 내용물의 온도가 쉽게 변화되지 않도록 하는 보온 효과를 발생시킬 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 스마트 케틀(1)은 에너지의 효율이 증가될 수 있으며, 가열된 내용물의 온도를 오래 유지시킬 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스마트 케틀(1)의 받침부(20)는 전력 수신 코일(210)과 온도 센서(215)를 내측에 포함할 수 있다.

전력 수신 코일(210)은 스마트 테이블(1000)에서 발생되는 자기장(B)을 통하여 무선 전력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 전력 수신 코일(210)은 전자기유도 방식과 자기공명 방식에 따라 스마트 테이블(1000)로부터 무선전력을 수신 또는 생산할 수 있다.

전력 수신 코일(210)은 받침부(20)의 내측에 배치되며, 받침부(20) 하면의 외주면을 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 전력 수신 코일(210)은 도넛 형태로 배치될 수 있다.

온도 센서(215)는 받침부(20)의 중앙에 배치되고, 몸체부(10)의 하면의 외측에 접할 수 있다. 즉, 받침부(20)가 몸체부(10)의 하부에 결합됨에 따라, 온도 센서(215)는 몸체부(10)의 하면에 접하도록 배치되어, 몸체부(10)의 하면의 온도를 측정할 수 있다.

예를 들어, 온도 센서(215)는 몸체부(10)의 하면의 비자성체 측에 접하도록 배치되어 몸체부(10)의 온도를 측정할 수 있다. 이때, 내용물을 담는 몸체부(10)의 자성체와 비자성체 사이에는 진공 영역이 형성되므로, 온도 센서(215)는 내용물의 온도를 직접적으로 측정할 수 없다. 다만, 본 발명에서는 온도 센서(215)에서 측정된 온도를 미리 저장된 데이터를 이용하여 보상함으로써, 몸체부(10) 내의 내용물의 정확한 온도를 측정할 수 있다.

다만, 본 발명의 온도 센서(215)는 받침부(20)의 중앙에 배치되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 다른 위치로 변경되어 배치될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 케틀을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 케틀의 동작 방법을 설명하기 위한 블럭도이다.

도 6과 도 7을 참조하면, 전력 수신 코일(210)에서 생산된 전력은 스마트 케틀(1)의 각 구성요소의 동작에 이용될 수 있다.

전력 수신 코일(210)은 유선 또는 무선으로 스마트 케틀(1)의 동작을 제어하는 제어 회로(300)에 생산된 전력을 전달할 수 있다.

스마트 케틀(1)의 동작을 제어하는 제어 회로(300)는 정류부(310), 전원부(320), 제어부(330), 인터페이스부(341), 디스플레이부(343), 통신부(345), 메모리부(347)를 포함한다.

구체적으로, 전력 수신 코일(210)은 인가된 자기장을 이용하여 교류 전원을 생성한다. 생성된 교류 전원은 정류부(310)로 전달된다.

정류부(310)는 전력 수신 코일(210)에서 생성된 교류 전원을 정류하여 직류 전원을 생성할 수 있다. 또한, 정류부(310)는 생성된 직류 전원의 변화를 줄여 균일하게 유지시킬 수 있다. 즉, 정류부(310)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류 회로(RC) 및 변환된 직류 전원을 균일하게 유지시키는 평활 회로(SC)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 정류 회로(RC)는 풀 브릿지 형태의 4개의 다이오드가 배치된 형태일 수 있고, 평활 회로(SC)는 2개의 단에 커패시터가 병렬로 연결된 형태일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

전원부(320)는 정류부(310)로부터 수신한 직류 전원을 제어부(330)에 전달할 수 있다. 이때, 전원부(320)는 생산된 전력을 관리하는 에너지 저장 시스템(ESS)을 포함함으로써, 제어부(330)에 안정적인 전원을 제공할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

제어부(330)는 스마트 케틀(1)의 동작을 총괄 제어할 수 있다.

제어부(330)는 인터페이스부(341)를 통해 입력받은 사용자의 명령에 따라 스마트 케틀(1)가 동작되도록, 제어 신호를 각 동작을 수행하는 구성 요소에 전달할 수 있다. 즉, 제어부(330)는 전반적인 동작 및 스마트 케틀(1)의 내부 구성요소들의 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 기능을 수행한다.

인터페이스부(341)를 통해 입력받은 사용자의 명령, 스마트 케틀(1)의 동작 상태, 몸체부(10) 내부의 온도는 디스플레이부(343)에 표시될 수 있다. 디스플레이부(343)는 색 또는 숫자를 이용하여 상기 정보들을 표시할 수 있다.

제어부(330)는 전원부(320)가 공급하는 전원을 유도 가열 조리기의 내부 구성요소들에 전달되도록 제어한다. 또한, 제어부(330)는 온도 센서(215)에서 감지한 측정 온도와, 인터페이스부(341)를 통해 사용자로부터 입력받은 목표 온도와의 차이를 이용하여, 스마트 테이블(1000)에서 발생시키는 자기장(B)의 크기를 조절하는 제어 신호를 생성할 수 있다.

통신부(345)는 생성된 제어 신호를 무선으로 스마트 테이블(1000)에 전달할 수 있다. 이때, 통신부(345)에서 이용하는 근거리 무선 통신망으로는 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association: IrDA), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 및 지웨이브(Z-Wave) 등이 포함될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

메모리부(347)는 사용자가 입력한 동작, 사용자가 설정한 목표 온도 등을 저장하고, 저장된 데이터를 제어부(330)에 제공할 수 있다. 메모리부(347)는 DDR SDRAM(Double Data Rate Static DRAM), SDR SDRAM(Single Data Rate SDRAM)과 같은 하나 이상의 휘발성 메모리 장치 및/또는 EEPROM(Electrical Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(flash memory)과 같은 하나 이상의 비휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 스마트 케틀(1)은, 몸체부(10)의 바닥에 IH 가열이 가능한 자성체를 포함하고, 온도 센서(215)에서 측정한 온도에 따라 몸체부(10)에 인가되는 자기장의 크기를 조절할 수 있다. 이때, 스마트 케틀(1)은 사용자로부터 목표 온도를 입력 받고 목표 온도가 유지되도록 제어함으로써, 목표 온도까지 고출력의 자기장을 발생시켜 빠르게 내용물을 가열할 수 있어 내용물 가열의 시간을 단축시킬 수 있고, 목표 온도 이상으로 온도가 증가되지 않도록 제어됨으로써, 이용시의 안전성을 향상시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부를 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부를 설명하기 위한 도면이다. 도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부를 설명하기 위한 도면이다. 도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부를 설명하기 위한 도면이다. 도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부를 설명하기 위한 도면이다.

설명의 편의를 위하여, 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 동일한 사항에 대해서는 중복된 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부(11)는 몸체부(11)의 바닥부분을 형성하는 제1 부분(111)과 상기 바닥부분과 연결되어 몸체부(11)의 측벽을 형성하는 제2 부분(113)을 포함한다. 이때, 제2 부분(113)은 내부에 진공 영역(115)을 포함할 수 있다.

제1 부분(111)은 중앙에 형성된 자성체(117)와, 외측에 형성된 비자성체(110)를 포함할 수 있다.

자성체(117)는 바닥부분의 중앙에 원형으로 배치되고, 비자성체(110)는 자성체(117)의 외측 둘레에 접하도록 형성될 수 있다. 비자성체(110)는 몸체부(11)의 측벽을 형성하는 제2 부분(113)과 일체로 형성될 수 있다. 비자성체(110)의 내측에는 진공 영역(115)이 형성될 수 있다. 따라서, 스마트 테이블(1000)에서 형성되는 자기장(B)은 주로 자성체(117)가 형성된 부분에 밀집될 수 있다.

이때, 자성체(117)는 SUS 4XX 계열의 물질을 포함할 수 있으며, 비자성체(110)는 SUS 3XX 계열의 물질을 포함할 수 있다. 단 이는 하나의 예시에 불과하며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부(12)는 바닥부분을 형성하는 제1 부분(121)과 상기 바닥부분과 연결되어 몸체부(12)의 측벽을 형성하는 제2 부분(123)을 포함한다.

이때, 제1 부분(121)은 자성체(127)만을 포함하고, 제2 부분(123)은 비자성체(120)만을 포함하며, 비자성체(120)는 내부에 진공 영역(125)을 포함할 수 있다.

따라서, 자성체(127)는 바닥부분의 내면과 외면을 형성하고, 비자성체(120)는 자성체(127)의 외측 둘레와 접하도록 형성되어 측벽을 형성할 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부(12)는 제2 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부(11)보다 넓은 자성체를 포함하는 바, 자기장(B)에 대한 민감도가 증가될 수 있다.

이때, 자성체(127)는 SUS 4XX 계열의 물질을 포함할 수 있으며, 비자성체(120)는 SUS 3XX 계열의 물질을 포함할 수 있다. 단 이는 하나의 예시에 불과하며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부(13)는 바닥부분을 형성하는 제1 부분(131)과 상기 바닥부분과 연결되어 몸체부(13)의 측벽을 형성하는 제2 부분(133)을 포함한다.

이때, 제1 부분(131)은 바닥부분의 내면을 형성하고 자기장(B)에 의해 비가열되는 비자성체(130)와, 바닥부분의 외면을 형성하고 자기장(B)에 의해 가열되는 자성체(137)를 포함한다. 제2 부분(133)은 비자성체(130)만을 포함하며, 비자성체(130)는 내부에 진공 영역(135)을 포함할 수 있다.

비자성체(130)는 몸체부(13)의 내면을 형성하여, 내부에 이음부가 미형성되도록 가공되고, 자성체(137)는 비자성체(130)의 일면에 접하도록 몸체부(13)의 제1 부분(131)에 배치될 수 있다.

이때, 진공 영역(135)은 제1 부분(131)의 외측에만 형성되고, 제1 부분(131)의 중앙부분에는 형성되지 않을 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

이때, 자성체(137)는 SUS 4XX 계열의 물질을 포함할 수 있으며, 비자성체(130)는 SUS 3XX 계열의 물질을 포함할 수 있다. 단 이는 하나의 예시에 불과하며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부(14)는 바닥부분을 형성하는 제1 부분(141)과 상기 바닥부분과 연결되어 몸체부(14)의 측벽을 형성하는 제2 부분(143)을 포함한다.

이때, 제1 부분(141)은 바닥부분의 내면 및 외면을 형성하고 자기장(B)에 의해 비가열되는 비자성체(140)와, 비자성체(140)의 내측에 배치되고 자기장(B)에 의해 가열되는 자성체(147)를 포함한다. 제2 부분(143)은 비자성체(140)만을 포함하며, 비자성체(140)는 내부에 진공 영역(145)을 포함할 수 있다.

비자성체(140)는 몸체부(14)의 내면을 형성하여, 내부에 이음부가 미형성되도록 가공되고, 자성체(147)는 몸체부(14)의 제1 부분(141)에 해당하는 비자성체(140)의 내측에 배치될 수 있다. 따라서, 비자성체(140)는 몸체부(14)의 내면과 외면이 일체를 이루도록 형성되며, 자성체(147)는 비자성체(140)의 내측에 배치되어, 비자성체(140)를 통과한 자기장(B)에 의해 가열되도록 형성될 수 있다.

이때, 자성체(147)는 SUS 4XX 계열의 물질을 포함할 수 있으며, 비자성체(140)는 SUS 3XX 계열의 물질을 포함할 수 있다. 단 이는 하나의 예시에 불과하며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 스마트 케틀의 몸체부(15)는 바닥부분을 형성하는 제1 부분(151)과 상기 바닥부분과 연결되어 몸체부(15)의 측벽을 형성하는 제2 부분(153)을 포함한다.

이때, 제1 부분(141)과 제2 부분(153)은 모두 자기장(B)에 의해 가열되는 자성체(150)를 포함한다. 이때, 자성체(150)는 몸체부(14)의 내면과 외면이 일체를 이루도록 형성되며, 하나의 물질로 형성될 수 있다. 진공 영역(155)은 제2 부분(153)에만 형성될 수 있다.

이때, 자성체(150)는 SUS 4XX 계열의 물질을 포함할 수 있다. 단 이는 하나의 예시에 불과하며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 도 8 내지 도 12를 참조하여 설명한 스마트 케틀의 몸체부(11 ~ 15)는 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 몸체부(10)를 대신하여 적용 및 실시될 수 있다. 따라서, 앞에서 설명한 내용과 중복되는 다른 구성요소에 대한 설명은 생략하도록 한다.

따라서, 본 발명에 몇몇 실시예에 따른 스마트 케틀은, 몸체부(10 ~ 15)의 바닥에 IH 가열이 가능한 자성체를 포함하고, 온도 센서에서 측정한 온도를 기초로 스마트 테이블(1000)에서 스마트 케틀에 인가하는 자기장의 크기를 조절할 수 있다.

이때, 스마트 케틀은 사용자로부터 목표 온도를 입력 받고 목표 온도가 유지되도록 제어함으로써, 목표 온도까지 고출력의 자기장을 발생시켜 빠르게 내용물을 가열할 수 있어 내용물 가열의 시간을 단축시킬 수 있고, 목표 온도 이상으로 온도가 증가되지 않도록 제어함으로써, 이용시 안전성을 향상시킬 수 있다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

인가되는 자기장에 의해 가열되는 몸체부;

상기 몸체부의 하측에 배치되고, 상기 몸체부의 하면의 온도를 측정하는 온도 센서; 및

상기 온도 센서에서 측정된 온도를 기초로 상기 자기장의 세기를 조절하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는

스마트 케틀.
제1 항에 있어서,

상기 몸체부의 하측에 배치되고, 상기 자기장을 이용하여 교류 전원을 생성하는 전력 수신 코일과,

상기 전력 수신 코일로부터 수신한 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 정류부와,

상기 정류부로부터 수신한 상기 직류 전원을 상기 제어부에 제공하는 전원부를 더 포함하는 스마트 케틀.
제2 항에 있어서,

상기 전력 수신 코일 및 상기 온도 센서가 내측에 배치되고, 상기 몸체부의 하부에 결합되는 받침부를 더 포함하고,

상기 전력 수신 코일은 상기 받침부의 하면 상에 배치되는 스마트 케틀.
제3 항에 있어서,

상기 온도 센서는, 상기 받침부의 중앙에 배치되고, 상기 몸체부의 하면의 외측에 접하여 상기 몸체부의 하면의 온도를 측정하는 스마트 케틀.
제2 항에 있어서,

상기 제어 신호를 상기 자기장을 발생시키는 스마트 테이블에 무선으로 전달하는 통신부를 더 포함하는 스마트 케틀.
제5 항에 있어서,

사용자로부터 입력을 수신하여 목표 온도를 결정하는 인터페이스부와,

상기 목표 온도를 색 또는 숫자를 이용하여 화면에 표시하는 디스플레이부를 더 포함하고,

상기 제어부는, 상기 온도 센서에서 측정된 온도가 상기 목표 온도에 도달하도록, 상기 제어 신호를 이용하여 상기 스마트 테이블에서 발생시키는 상기 자기장을 조절하는 스마트 케틀.
제1 항에 있어서,

상기 몸체부의 내면은, 일체로 형성되어 상기 자기장에 의해 가열되는 자성체를 포함하고,

상기 몸체부의 외면 중 바닥부분의 일부는 상기 자기장에 의해 비가열되는 비자성체를 포함하는 스마트 케틀.
제7 항에 있어서,

상기 몸체부는, 상기 내면과 상기 외면 사이에에 형성된 진공 영역을 포함하는 스마트 케틀.
자기장을 발생시키는 스마트 테이블 상에서 이용되는 스마트 케틀에 있어서,

상기 스마트 테이블에서 인가되는 상기 자기장에 의해 가열되는 몸체부; 및

상기 몸체부의 온도를 기초로, 상기 자기장의 세기를 조절하는 제어 신호를 출력시키는 제어부를 포함하는

스마트 케틀.
제9 항에 있어서,

상기 몸체부는,

상기 몸체부의 바닥부분을 형성하는 제1 부분과,

상기 바닥부분와 연결된 상기 몸체부의 측벽을 형성하고, 내부에 진공 영역을 포함하는 제2 부분을 포함하는 스마트 케틀.
제10 항에 있어서,

상기 제1 부분은,

상기 제1 부분의 중앙에 형성되어 상기 자기장에 의해 가열되는 자성체와,

상기 제1 부분의 외측에 상기 자성체와 접하도록 형성되고, 상기 자기장에 의해 비가열되는 비자성체를 포함하는 스마트 케틀.
제10 항에 있어서,

상기 제1 부분은, 상기 바닥부분의 내면 및 외면을 형성하고, 상기 자기장에 의해 가열되는 자성체를 포함하는 스마트 케틀.
제 10 항에 있어서,

상기 제1 부분은,

상기 바닥부분의 내면을 형성하고 상기 자기장에 의해 비가열되는 비자성체와,

상기 바닥부분의 외면을 형성하고 상기 자기장에 의해 가열되는 자성체를 포함하는 스마트 케틀.
제 10 항에 있어서,

상기 제1 부분은,

상기 바닥부분의 내면 및 외면을 형성하고 상기 자기장에 의해 비가열되는 비자성체와,

상기 비자성체의 내측에 배치되고 상기 자기장에 의해 가열되는 자성체를 포함하는 스마트 케틀.
제 10 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 부분은, 상기 자기장에 의해 가열되는 자성체를 포함하며, 일체로 형성되는 스마트 케틀.
제 10 항에 있어서,

상기 제1 부분은, 진공 영역을 미포함하는 스마트 케틀.
제 9 항에 있어서,

상기 몸체부의 하측에 배치되고, 상기 몸체부의 하면의 온도를 측정하는 온도 센서와,

상기 몸체부의 하측에 배치되고, 상기 자기장을 이용하여 전기를 생성하는 전력 수신 코일과,

상기 전력 수신 코일부터 수신한 상기 전기를 상기 제어부에 제공하는 전원부와,

상기 제어 신호를 상기 스마트 테이블에 무선으로 전달하는 통신부를 더 포함하는 스마트 케틀.
제 17 항에 있어서,

상기 온도 센서는, 상기 몸체부의 바닥부분의 외측 중앙에 배치되어, 상기 몸체부의 온도를 측정하고,

상기 제어부는, 상기 온도 센서에서 측정한 온도를 기초로 상기 스마트 테이블이 발생시키는 상기 자기장의 세기를 조절하는 상기 제어 신호를 생성하는 스마트 케틀.
제 17 항에 있어서,

사용자로부터 입력을 수신하여 목표 온도를 결정하는 인터페이스부와,

상기 목표 온도를 색 또는 숫자를 이용하여 화면에 표시하는 디스플레이부를 더 포함하고,

상기 제어부는, 상기 온도 센서에서 측정된 온도가 상기 목표 온도에 도달하도록, 상기 제어 신호를 이용하여 상기 스마트 테이블에서 발생시키는 상기 자기장을 조절하는 스마트 케틀.