WO2020171418A1 - 무선 유도가열 밥솥 및 이를 포함하는 무선 유도가열 시스템 - Google Patents

무선 유도가열 밥솥 및 이를 포함하는 무선 유도가열 시스템 Download PDF

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WO2020171418A1
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induction heating
coil
wireless induction
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cooker
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김완수
남현식
박병규
김양경
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless induction heating system including an induction heating device and a wireless induction heating rice cooker performing data communication with each other for optimal arrangement for heat transfer.
  • Japanese Patent No. 59437770 discloses an electric rice cooker that heats food through an induction heating method, and hereinafter, the electric rice cooker disclosed in the prior document is specifically described with reference to FIG. Let's explain it.
  • FIG. 1 is a side cross-sectional view of a conventional electric rice cooker. 1 is an excerpt of the drawing (FIG. 2) of the prior literature, and shows the overall structure of the electric rice cooker 100' disclosed in the prior literature. Meanwhile, reference numerals shown in FIG. 1 may be partially different from reference numerals described in prior literature.
  • the inner pot 30' is accommodated in the inner pot receiving part 14', and the inner pot 30' is heated at the lower part of the inner pot receiving part 14'.
  • An induction heating coil 15' is provided.
  • a heating receiving coil 16' for receiving power supplied to the induction heating coil 15' from the power supply unit 20' is provided on the bottom of the main body 12' of the cooking unit 10'. .
  • an induced current is generated in the heating receiving coil 16' due to a magnetic field generated from the heating power supply coil 23' provided in the power unit 20'.
  • an induction current is generated in the induction heating coil 15' by a magnetic field generated from the heating receiving coil 16', and the induction current generated in the induction heating coil 15' heats the inner pot 30'. .
  • the above-described prior document is the primary power transfer process between the heating power supply coil 23' and the heating receiving coil 16' for heating the inner pot 30', and the heating receiving coil 16' Since the secondary power transfer process between the induction heating coils 15' is essential, there is a problem in that power (heat) loss occurs during the two power transfer processes.
  • An object of the present invention is to provide a wireless induction heating system capable of determining whether a wireless induction heating cooker is properly disposed on an induction heating device.
  • Another object of the present invention is to provide a wireless induction heating system that informs a user that a wireless induction heating rice cooker and an induction heating device are in a misplaced state.
  • an object of the present invention is to provide a wireless induction heating system that controls the amount of heat transferred to the wireless induction heating rice cooker according to the mutual arrangement of the wireless induction heating rice cooker and the induction heating device.
  • the wireless induction heating system of the present invention can determine whether the wireless induction heating rice cooker is properly disposed on the induction heating device by detecting the amount of current change in the heating coil of the induction heating device.
  • the wireless induction heating system of the present invention outputs abnormal information through at least one of the wireless induction heating rice cooker and the induction heating device when the wireless induction heating rice cooker is misplaced, so that the wireless induction heating rice cooker and the induction heating device are misplaced. To the user.
  • the wireless induction heating system of the present invention controls the output of the heating coil according to the arrangement state of the wireless induction heating cooker, thereby controlling the amount of heat transfer to the wireless induction heating rice cooker according to the mutual arrangement of the wireless induction heating rice cooker and the induction heating device. can do.
  • the wireless induction heating system of the present invention determines whether the wireless induction heating rice cooker is properly disposed on the induction heating device, so that a poor arrangement of the wireless induction heating rice cooker causing a decrease in cooking performance can be identified by itself without the user's awareness.
  • the wireless induction heating system of the present invention can induce the user to properly place the wireless induction heating rice cooker on the induction heating device by notifying the user that the wireless induction heating rice cooker and the induction heating device are in a misplaced state. It is possible to prevent degradation of cooking performance due to poor arrangement of the wireless induction heating cooker.
  • the wireless induction heating system of the present invention controls the amount of heat transfer to the wireless induction heating rice cooker according to the mutual arrangement of the wireless induction heating rice cooker and the induction heating device. You can avoid problems.
  • 1 is a side cross-sectional view of a conventional electric rice cooker.
  • FIG. 2 is a view showing a state in which the wireless induction heating rice cooker operates on the induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a side cross-sectional view of the wireless induction heating rice cooker shown in Figure 2;
  • 4A and 4B are views for explaining an arrangement of a first power receiving coil according to each example.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the power transmission coil and the second power reception coil shown in FIG. 2.
  • FIG. 6 is a view for explaining the control flow of the wireless induction heating rice cooker operating on the induction heating device.
  • FIG. 7 is a diagram showing a wireless induction heating system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a control flow of the wireless induction heating system shown in FIG.
  • FIG. 9 is a flow chart for explaining the operation process of the induction heating device.
  • 10 is a flow chart for explaining the operation process of the wireless induction heating rice cooker.
  • an arbitrary component is disposed on the “top (or lower)" of the component or the “top (or lower)” of the component, the arbitrary component is arranged in contact with the top (or bottom) of the component.
  • other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.
  • each component when a component is described as being “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but other components are “interposed” between each component. It is to be understood that “or, each component may be “connected”, “coupled” or “connected” through other components.
  • the present invention relates to a wireless induction heating system including an induction heating device and a wireless induction heating rice cooker performing data communication with each other for optimal arrangement for heat transfer.
  • a wireless induction heating rice cooker applied to the present invention will be described in detail with reference to Figs. 2 to 6.
  • Fig. 2 shows a state in which a wireless induction heating rice cooker according to an embodiment of the present invention operates on an induction heating device.
  • Fig. 3 is a side cross-sectional view of the wireless induction heating cooker shown in Fig. 2.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining an arrangement of a first power receiving coil according to each example.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the power transmission coil and the second power reception coil shown in FIG. 2.
  • FIG. 6 is a view for explaining the control flow of the wireless induction heating rice cooker operating on the induction heating device.
  • the wireless induction heating rice cooker applied to the present invention is disposed on an induction heating device and can perform a cooking operation using a magnetic field generated from a heating coil of the induction heating device.
  • the wireless induction heating rice cooker 100 includes a body portion 110, a lid portion 120, an inner pot 130, and a first power receiving coil 140a.
  • a power transmission coil 150, a side heating coil 160 and a second power reception coil 140b, and the lid part 120 is a control module 121, a communication module 122, a display module 123 , A steam discharge module 124, a pressure weight 125, and a noise reduction module 126 may be included.
  • the wireless induction heating rice cooker 100 shown in FIGS. 2 and 3 is according to an embodiment, and its components are not limited to the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, and some components are It can be added, changed or deleted.
  • the wireless induction heating rice cooker 100 of the present invention can operate on any induction heating device that heats an object to be heated through an electromagnetic induction phenomenon.
  • the wireless induction heating rice cooker 100 may operate while being placed on the upper plate 220 of any induction heating apparatus equipped with a heating coil 210. More specifically, the wireless induction heating cooker 100 may operate while being placed on the upper plate 220 on a vertical line of the heating coil 210.
  • the heating coil 210 may flow through the heating coil 210 according to the control of the main PCB of the induction heating device, and accordingly, a magnetic field may be generated in the heating coil 210.
  • the magnetic field generated by the heating coil 210 may induce a current in the inner pot 130 and the first power receiving coil 140a to be described later.
  • the main body 110 is a case that supports the lower and side portions of the wireless induction heating rice cooker 100, and may have a cylindrical shape with an open top. Cooking may be performed inside the main body 110. More specifically, the inner pot 130, which will be described later, is accommodated in the main body 110, and various grains such as rice may be heated and cooked in the inner pot 130.
  • the lid part 120 is a case that seals the upper part of the wireless induction heating cooker 100 and may be fastened to the upper surface of the main body part 110.
  • the lid portion 120 may be fastened to open and close the upper surface of the body portion 110.
  • the lid portion 120 may be hinged to the body portion 110 to be selectively opened and closed. More specifically, the lid portion 120 is coupled to a hinge shaft (not shown) provided on the upper surface of the body portion 110, and can be selectively opened and closed with respect to the upper surface of the body portion 110 by rotating about the hinge axis. have.
  • the lid portion 120 may be detachable from the body portion 110. More specifically, the lid portion 120 may be coupled to the upper surface of the body portion 110 by a plurality of fastening members (not shown) provided at the upper edge of the body portion 110. In this case, since the lid portion 120 is completely separated from the main body portion 110, the cleanability of the lid portion 120 may be improved.
  • the lid 120 includes a control module 121 for controlling the overall operation of the wireless induction heating cooker 100, a communication module 122 for performing data communication with the aforementioned induction heating device, and a wireless induction heating cooker 100.
  • a display module 123 for visually outputting the status information of) may be provided.
  • a battery for supplying power to the control module 121, the communication module 122, and the display module 123 described above may be further provided in the lid part 120.
  • the control module 121, the communication module 122, and the display module 123 may be implemented as a printed circuit board (PCB) composed of a plurality of integrated circuits (ICs).
  • PCB printed circuit board
  • a noise reduction module 126 having a pressure weight 125 for maintaining a constant internal pressure of the wireless induction heating rice cooker 100 and a sound absorbing member for reducing noise when steam is discharged in the lid 120 ) May be provided.
  • a steam discharge module 124 (for example, a solenoid valve) for discharging the steam inside the wireless induction heating cooker 100 to the outside according to a specific control signal may be provided on the lid part 120.
  • the inner pot 130 may be accommodated in the main body 110 and heated by a magnetic field generated from the heating coil 210 of the induction heating device.
  • the inner pot 130 may have a shape corresponding to the internal storage space of the main body 110.
  • the inner pot 130 may also have a cylindrical shape with an open top surface.
  • the lower surface of the inner pot 130 and the heating coil 210 may be disposed opposite to each other with the bottom surface of the main body 110 interposed therebetween.
  • the magnetic field generated from the heating coil 210 may induce a current in the inner pot 130, and Joule's heat may be generated in the inner pot 130 due to the induced current. have.
  • the inner pot 130 may be configured to include any component having magnetic properties.
  • the inner pot 130 is a clad made of cast iron containing iron (Fe), iron (Fe), aluminum (Al), and stainless steel. Can be done.
  • the area of the bottom surface of the inner pot 130 may be narrower than the area of the heating coil 210.
  • the radius of the bottom surface of the circular inner pot 130 is from the center of the heating coil 210 to the heating coil 210. It may be smaller than the coil radius Rc, which is the distance to the outer circumferential surface.
  • the first power receiving coil 140a may be provided on the bottom surface of the main body 110, and a current may be induced in the first power receiving coil 140a by a magnetic field generated from the heating coil 210.
  • the first power receiving coil 140a has a ring shape having a constant inner diameter and an outer diameter, and may be disposed at any position on the bottom surface of the main body 110. However, in order to maximize the heating efficiency of the inner pot 130 due to the electromagnetic induction phenomenon, the first power receiving coil 140a is preferably disposed in parallel with the heating coil 210 under the edge region of the inner pot 130 .
  • the edge region is a region defined in a radial direction based on a central vertical line of the inner pot 130, and may be a region adjacent to a cylindrical surface of the inner pot 130. In other words, the edge region may be a region adjacent to the circumference when the inner pot 130 is viewed from the top.
  • an edge region of the inner pot 130 will be described in detail with reference to FIGS. 4A and 4B.
  • the bottom surface of the inner pot 130 is a flat area FA parallel to the heating coil 210 and an edge area RA connecting the side surface of the flat area FA and the inner pot 130. Can be configured.
  • the bottom surface of the inner pot 130 may be rounded at a corner portion (hereinafter, referred to as the rounding portion RA) to facilitate the extraction of the food after the cooking is completed. Accordingly, the bottom surface of the inner pot 130 is a flat portion, which is formed in parallel with the heating coil 210, and a rounded portion (RA) that is rounded to connect the bottom surface and the side surface of the inner pot 130 ) Can be included.
  • the edge area RA of the inner pot 130 may be a rounding part RA as illustrated in FIG. 4A. Accordingly, the first power receiving coil 140a may be disposed in a horizontal direction under the edge area RA of the inner pot 130, that is, under the rounding part RA.
  • the flat area FA of the bottom surface of the inner pot 130 may be formed within the first reference radius Rf1 based on the center vertical line HL of the inner pot 130, and the edge area RA ) May be formed between the first reference radius Rf1 and the outer diameter Ro of the inner pot 130.
  • the first power receiving coil 140a may be disposed between the first reference radius Rf1 and the outer diameter Ro of the inner pot 130.
  • the horizontal arrangement range of the first power receiving coil 140a may be a range between the first reference radius Rf1 and the outer diameter Ro of the inner pot 130.
  • the magnetic field generated by the heating coil 210 may be relatively lower in the edge area RA than in the flat plate area FA.
  • the first power receiving coil 140a is disposed under the edge area RA having a relatively low heat transfer amount as described above, so that power is transmitted from the heating coil 210 without significantly reducing the total heat transfer amount to the inner pot 130. Can receive.
  • the edge area RA of the inner pot 130 may be vertically formed outside the inner pot 130. More specifically, the edge area RA of the inner pot 130 may be formed between the outer diameter Ro of the inner pot 130 and the second reference radius Rf2.
  • the first power receiving coil 140a may be vertically disposed outside the inner pot 130.
  • the first power receiving coil 140a may be disposed under the inner pot 130 in a structure in which the inner diameter Rci is larger than the outer diameter Ro of the inner pot 130.
  • the outer diameter Rco of the first power receiving coil 140a may be smaller than the coil radius Rc of the heating coil 210 .
  • the inner diameter Rci of the first power receiving coil 140a is larger than the outer diameter Ro of the inner pot 130 and the outer diameter Rco of the first power receiving coil 140a is heated. Since it is smaller than the coil radius Rc of the coil 210, the region formed by the first power receiving coil 140a may be vertically included in the region formed by the heating coil 210. Accordingly, in the example shown in FIG. 4B, the magnetic field generated by the heating coil 210 may be transmitted to the first power receiving coil 140a without leakage within a region in which the first power receiving coil 140a is disposed.
  • the first power receiving coil 140a is disposed below the edge region where vertical heat conduction to the inner pot 130 does not occur, so that the heating coil 210 does not decrease the amount of heat transfer to the inner pot 130. Power can be received from
  • the wireless induction heating rice cooker of the present invention uses the magnetic field generated in the region of low heat transfer efficiency to the inner pot as a power source for the internal electronic device, so that the power wirelessly supplied from the induction heating device is efficiently used for cooking operation. Can be used.
  • the side heating coil 160 is disposed in a vertical direction on the outer circumferential surface of the inner pot 130 and is connected to the first power receiving coil 140a to use the current induced in the first power receiving coil 140a. 130) can be heated.
  • the side heating coil 160 may be disposed in close contact with the outer circumferential surface of the inner pot 130 by being wound along the outer circumferential surface of the inner pot 130. If an inner pot support member for supporting the inner pot 130 is provided inside the body part 110, and the inner pot support member supports not only the bottom surface of the inner pot 130 but also the outer peripheral surface of the inner pot 130, side heating The coil 160 may be disposed on the inner pot support member.
  • the side heating coil 160 may be disposed in a vertical direction. More specifically, the side heating coil 160 is a coil having a plurality of layers according to the number of turns, and each layer may be arranged side by side along the outer peripheral surface of the inner pot 130 in a vertical direction.
  • the side heating coil 160 may be electrically connected to the first power receiving coil 140a.
  • one end of the side heating coil 160 may be connected to one end of the first power receiving coil 140a.
  • the first power receiving coil 140a and the side heating coil 160 may be formed of one metal wire, and at this time, the first power receiving coil 140a and the side heating coil 160 are It can be classified according to.
  • a current induced in the first power receiving coil 140a may flow through the side heating coil 160.
  • a current flows through the side heating coil 160 a magnetic field may be generated in the side heating coil 160, and the magnetic field generated from the side heating coil 160 induces a current to the outer circumferential surface of the inner pot 130 so that the inner pot 130 , Specifically, it is possible to heat the side of the inner pot 130
  • the first power receiving coil 140a is disposed under the edge area RA where the heat transfer amount by the heating coil is low or vertical heat transfer does not occur, the total amount of heat generated for the inner pot 130
  • the current induced by the heating coil 210 may be provided to the side heating coil 160 without deteriorating.
  • the number of turns of the side heating coil 160 may be greater than the number of turns of the first power receiving coil 140a.
  • the purpose of the provision of the first power receiving coil 140a is to generate an induced current while minimizing a decrease in the amount of heat generated for the inner pot 130, and convert the generated induced current to the side heating coil 160 ) To deliver.
  • the purpose of the side heating coil 160 is to heat the outer peripheral surface of the inner pot 130 in a wide range.
  • the first power receiving coil 140a must have a relatively narrow horizontal width in order to minimize the decrease in the amount of heat generated for the inner pot 130, and the side heating coil 160 is the outer peripheral surface of the inner pot 130. It should have a relatively wide vertical width to enclose a wide range.
  • the horizontal width and the vertical width of each coil 140a, 160 are determined by the number of turns of each coil 140a, 160 It can be proportional. Accordingly, the number of turns of the first power receiving coil 140a may be relatively smaller than that of the side heating coil 160.
  • the present invention heats not only the bottom surface of the inner pot, but also the side surface of the inner pot by using a magnetic field generated from the heating coil, thereby forming a plurality of heat transfer paths using a single heat source. Temperature uniformity can be ensured.
  • ) of the wireless induction heating cooker 100 is the impedance of the inner pot 130
  • the impedances of the and the first power receiving coil 140a and the side heating coil 160 may be the same as those obtained by parallel synthesis.
  • ) of the wireless induction heating cooker 100 decreases, and the total impedance ( Due to the decrease in
  • the other end of the first power receiving coil 140a and the other end of the side heating coil 160 may be connected to each other through a resonance capacitor Cr.
  • the first power receiving coil 140a, the side heating coil 160, and the resonance capacitor Cr may form an LC resonance circuit, and the LC resonance circuit formed as described above may be magnetically coupled with the heating coil 210 at the resonance frequency. I can. In this case, since the total impedance (
  • the power transmission coil 150 may be provided on an upper side of the main body 110 to generate a magnetic field by receiving a current induced to the first power receiving coil 140a.
  • the power transmission coil 150 may be supported by an arbitrary support member and may be fixedly disposed on the upper side of the main body 110.
  • the power transmission coil 150 may be disposed in close contact with the side of the main body 110 in order to minimize the volume of the wireless induction heating cooker 100.
  • the power transmission coil 150 may be configured in a flat plate shape, and may be disposed in a horizontal direction from the side of the main body 110 to face each other with the second power receiving coil 140b to be described later. . That is, the power transmission coil 150 may be disposed to protrude perpendicularly to the side surface of the main body 110.
  • the power transmission coil 150 may be formed along the outer surface of the main body 110 on one side of the upper side of the main body 110.
  • the power transmission coil 150 may be formed along the outer circumferential surface of the body portion 110 at one side of the upper portion of the body portion 110. More specifically, the power transmission coil 150 may be disposed in close contact with the outer peripheral surface of the main body 110 within a preset circular arc length. Accordingly, the power transmission coil 150 may have a distorted elliptical shape in which a length of a long axis adjacent to the main body 110 is within a preset arc length.
  • the power transmission coil 150 may be formed along the outer surface of the main body 110 at the upper side of the main body 110.
  • the power transmission coil 150 may have a rectangular shape in which the horizontal length adjacent to the main body 110 is within a preset length, and the length of the long axis adjacent to the main body 110 is a preset arc length It can also have an ellipse shape within.
  • the power transmission coil 150 may be electrically connected to the first power reception coil 140a. As the power transmission coil 150 is electrically connected to the first power reception coil 140a, a current induced in the first power reception coil 140a may flow through the power transmission coil 150. When a current flows through the power transmission coil 150, a magnetic field may be generated in the power transmission coil 150.
  • the wireless induction heating rice cooker 100 of the present invention may further include a first power conversion circuit 170 for transferring the current induced in the first power receiving coil 140a to the power transmitting coil 150.
  • the first power conversion circuit 170 may be provided on one side of the main body 110 in the form of an integrated circuit package. More specifically, the first power conversion circuit 170 may be fixedly provided on one side of the main body 110 under the power transmission coil 150.
  • the input terminal of the first power conversion circuit 170 may be connected to the first power receiving coil 140a, and the output terminal of the first power conversion circuit 170 may be connected to the power transmission coil 150. have. Accordingly, the first power conversion circuit 170 may convert the current induced in the first power receiving coil 140a into a stable AC current and provide it to the power transmission coil 150.
  • the amount of current induced in the first power receiving coil 140a may vary according to the output of the heating coil 210 and the load amount of the inner pot 130 (water included in the cooked food, the amount of cooked food, etc.). In addition, the amount of current induced in the first power receiving coil 140a may vary according to a degree of matching according to the relative positions of the heating coil 210 and the wireless induction heating cooker 100.
  • the first power conversion circuit 170 stores the current induced in the first power receiving coil 140a as a constant voltage and converts the stored voltage into a stable alternating current to minimize the current amount fluctuation. 150) can be provided. Accordingly, the power transmission coil 150 may generate a magnetic field by receiving an AC current of a predetermined frequency.
  • the second power receiving coil 140b is provided on one side of the lid part 120, and at least one electronic device provided in the lid part 120 receives a current induced by a magnetic field generated from the power transmission coil 150 Can supply to
  • the second power receiving coil 140b may be supported by an arbitrary support member and fixedly disposed on one side of the lid part 120.
  • the second power receiving coil 140b may be disposed in close contact with the side of the lid 120 in order to minimize the volume of the wireless induction heating cooker 100.
  • the second power receiving coil 140b may be configured in a flat plate shape like the power transmitting coil 150, and in order to face each other with the power transmitting coil 150, the side of the lid 120 Can be arranged in any direction. That is, the second power receiving coil 140b may be disposed to protrude perpendicularly to the side surface of the lid 120.
  • the second power receiving coil 140b may be formed along the outer surface of the lid 120 on one side of the lid 120.
  • the second power receiving coil 140b may be formed along the outer peripheral surface of the lid portion 120 from one side of the lid portion 120. . More specifically, the second power receiving coil 140b may be disposed in close contact with the outer circumferential surface of the lid 120 within a preset arc length. Accordingly, the second power receiving coil 140b may have a distorted elliptical shape in which the length of the long axis adjacent to the lid 120 is within a preset arc length.
  • the second power receiving coil 140b may be formed along the outer surface of the lid portion 120 from one side of the lid portion 120.
  • the second power receiving coil 140b may have a rectangular shape in which the horizontal length adjacent to the lid 120 is within a preset length, and the length of the long axis adjacent to the lid 120 is preset. It can also have an elliptical shape within the length of the arc.
  • the second power receiving coil 140b may be provided on one side of the lid 120 at a position corresponding to the power transmitting coil 150.
  • Induction current may be generated in the second power receiving coil 140b by a magnetic field generated from the power transmitting coil 150.
  • the second power receiving coil 140b may be disposed at a position corresponding to the power transmitting coil 150. More specifically, the second power receiving coil 140b may be disposed to face the power transmitting coil 150 at a position magnetically coupled to the power transmitting coil 150 at a maximum coupling factor. .
  • the second power receiving coil 140b may be vertically overlapped with the power transmitting coil 150.
  • the second power receiving coil 140b may partially overlap or completely overlap with the power transmitting coil 150.
  • a part or all of the second power receiving coil 140b may be included in an area formed by the power transmitting coil 150.
  • all of the second power receiving coil 140b is within the area formed by the power transmitting coil 150. It is preferably included.
  • the second power receiving coil 140b and the power transmitting coil 150 may have the same size and shape.
  • the second power receiving coil 140b may be completely vertically overlapped with the power transmitting coil 150.
  • the second power receiving coil 140b and the power transmitting coil 150 having the same size and shape may be provided in the lid part 120 and the main body part 110 by a certain vertical distance from the same horizontal position. .
  • the second power receiving coil 140b may have a smaller area than the power transmitting coil 150.
  • the second power receiving coil 140b may be vertically completely included in the area formed by the power transmitting coil 150. More specifically, as shown in FIG. 5, when the centers of the arcs forming the long axis of the second power receiving coil 140b and the power transmitting coil 150 have the same distorted ellipse shape, the second power receiving coil 140b ) May be formed to be shorter than the long axis length of the power transmission coil 150.
  • the maximum amount of current can be induced in the second power receiving coil 140b, and the second power receiving coil 140b provides the induced current to the electronic device inside the lid 120. can do.
  • the second power receiving coil 140b may be electrically connected to a plurality of electronic devices inside the lid 120. Accordingly, the plurality of electronic devices may receive the induced current generated in the second power receiving coil 140b as a power source.
  • the plurality of electronic devices may operate based on the power supplied from the second power receiving coil 140b.
  • the control module 121 controls the overall operation of the wireless induction heating cooker 100 (e.g., steam discharge and cut-off operation of the steam discharge module 124) based on the power supplied from the second power receiving coil 140b.
  • the communication module 122 may perform data communication with the communication unit 240 of the induction heating apparatus based on power provided from the second power receiving coil 140b.
  • the display module 123 may visually output state information of the wireless induction heating cooker 100 based on power provided from the second power receiving coil 140b.
  • the wireless induction heating rice cooker 100 of the present invention is a second power conversion circuit for transmitting the current induced in the second power receiving coil (140b) to the electronic device in the lid 120 It may further include (180).
  • the second power conversion circuit 180 may be provided inside the lid 120 in the form of an integrated circuit package. Referring back to FIG. 6, the input terminal of the second power conversion circuit 180 may be connected to the second power receiving coil 140b, and the output terminal of the second power conversion circuit 180 is each electron in the lid part 120. It can be connected to the device. Accordingly, the second power conversion circuit 180 may convert the current induced in the second power receiving coil 140b into a stable DC voltage and provide it to each electronic device.
  • each electronic device may operate by receiving a DC voltage of a predetermined size as a power source according to its specifications.
  • the second power conversion circuit 180 stores the current induced in the second power receiving coil 140b as a DC voltage, and boosts or steps down the stored DC voltage to obtain a DC voltage of a predetermined size suitable for the specifications of each electronic device, respectively. And outputs the generated DC voltage to each electronic device.
  • each electronic device eg, the above-described control module 121, communication module 122, and display module 1273 may operate using a DC voltage suitable for its specifications.
  • the wireless induction heating rice cooker of the present invention receives power wirelessly from the induction heating device and performs an overall cooking operation, thereby heating the food without connecting an external power source or an internal battery, and for user convenience.
  • the operation can be performed.
  • the wireless induction heating cooker 100 of the present invention may further include a battery 190 for storing the current induced in the second power receiving coil 140b.
  • the battery 190 may be provided inside the lid 120 to store the current induced in the second power receiving coil 140b as spare power. To this end, the second power conversion circuit 180 may charge the battery 190 by controlling the amount of current induced in the second power receiving coil 140b.
  • the battery 190 may be connected to each electronic device inside the lid 120, and each electronic device may operate by receiving power from the battery 190. More specifically, each electronic device operates using the DC voltage output from the second power conversion circuit 180, and if the DC voltage is no longer output from the second power conversion circuit 180, the DC voltage from the battery 190 It can also operate by receiving voltage.
  • FIG. 7 is a diagram showing a wireless induction heating system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a diagram showing a control flow of the wireless induction heating system shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operating process of the induction heating device 200
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an operating process of the wireless induction heating rice cooker 100.
  • a wireless induction heating system 1 may include an induction heating device 200 and a wireless induction heating rice cooker 100 operating on the induction heating device 200. have.
  • the induction heating device 200 and the wireless induction heating rice cooker 100 constituting the wireless induction heating system 1 are the same as those described with reference to FIGS. 2 to 6, and hereinafter, only the parts that differ from the previously described parts are focused. Let's explain it.
  • the induction heating device 200 may generate a magnetic field through the heating coil 210, and the wireless induction heating rice cooker 100 may be disposed and operated on a region formed by the heating coil 210.
  • the region formed by the heating coil 210 may be a minimum region that may include all portions of the heating coil 210.
  • the area formed by the heating coil 210 is a coil radius that is the distance from the center of the heating coil 210 to the outer peripheral surface of the heating coil 210 It can be the area of a circle determined by.
  • the induction heating apparatus 200 may include a heating coil 210, a control unit 230, a communication unit 240, a display unit 250, and a knob switch 260.
  • the induction heating device 200 shown in FIGS. 7 and 8 is according to an embodiment, and its components are not limited to the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, and some components are added as necessary. , May be changed or deleted.
  • the control unit 230 may control the heating coil 210 and the display unit 250. More specifically, the control unit 230 may control the output of the heating coil 210 and control the display unit 250 to output state information of the induction heating apparatus 200 and abnormal information to be described later.
  • the knob switch 260 is provided on the upper surface of the induction heating device 200 and may provide a signal according to the degree of rotation to the controller 230.
  • the controller 230 may determine the output of the heating coil 210 according to a signal provided from the knob switch 260. In other words, the output of the heating coil 210 may be controlled according to the degree of rotation of the knob switch 260.
  • the wireless induction heating cooker 100 may be disposed to be included in a region formed by the heating coil 210 and operated. More specifically, the area formed by the bottom surface of the wireless induction heating cooker 100 may be included in the area formed by the heating coil 210.
  • the wireless induction heating rice cooker 100 may perform a cooking operation using a magnetic field generated by the heating coil 210.
  • the cooking operation may include not only the heating operation of the food by heating the inner pot, but also the overall operation of the control module 121, the communication module 122 and the display module 123 described above.
  • the induction heating device 200 and the wireless induction heating rice cooker 100 perform mutual data communication according to the arrangement state of the wireless induction heating rice cooker 100 with respect to the induction heating device 200 to output abnormal information or output abnormality information or the heating coil 210 ) Output can be controlled.
  • the arrangement state of the wireless induction heating cooker 100 may be classified into a normal arrangement state and an incorrect arrangement state.
  • the arrangement state may be a normal arrangement state.
  • the arrangement state may be a misplacement state.
  • the arrangement state when the area formed by the bottom surface of the wireless induction heating cooker 100 is all included in the area formed by the heating coil 210, the arrangement state may be a normal arrangement state. On the other hand, when the area formed by the bottom surface of the wireless induction heating cooker 100 is not entirely included in the area formed by the heating coil 210, the arrangement state may be a misplacement state.
  • the induction heating device 200 and the wireless induction heating rice cooker 100 perform data communication according to such an arrangement state, and at least one of the induction heating device 200 and the wireless induction heating rice cooker 100 outputs abnormal information. I can.
  • the induction heating device 200 may control the output of the heating coil 210 according to the above-described arrangement state.
  • the abnormal information may be arbitrary information indicating that the location of the wireless induction heating cooker 100 is not appropriate, and may be information that is visually or audibly output.
  • the abnormal information may be text and voice information that requests the user to correct the location of the wireless induction heating cooker 100.
  • the induction heating apparatus 200 may determine the arrangement state of the wireless induction heating rice cooker 100 based on the amount of current change of the heating coil 210.
  • the controller 230 may detect the amount of current in the heating coil 210.
  • An arbitrary current sensor or current detection circuit may be used for the current amount detection operation of the controller 230.
  • the controller 230 may detect the amount of current of the heating coil 210 according to a preset period, and calculate the amount of current change in the previous period and the current period in each period.
  • the position of the wireless induction heating rice cooker 100, which has started cooking in the normal arrangement state, may be changed due to various external factors, and the arrangement state may be changed from the normal arrangement state to the misplacement state.
  • the controller 230 may determine the arrangement state of the wireless induction heating rice cooker 100 by comparing the current change amount of the heating coil 210 with a reference value.
  • the controller 230 may determine the arrangement state of the wireless induction heating cooker 100 as the normal arrangement state when the current change amount of the heating coil 210 is less than or equal to the reference value. On the other hand, when the amount of current change of the heating coil 210 exceeds the reference value, the control unit 230 may determine the arrangement state of the wireless induction heating rice cooker 100 as the misplacement state.
  • the wireless induction heating system of the present invention determines whether or not the wireless induction heating cooker is properly disposed on the induction heating device, so that it is possible to identify a failure of the arrangement of the wireless induction heating rice cooker causing a decrease in cooking performance without the user's awareness. I can.
  • the induction heating apparatus 200 may maintain the output of the heating coil 210 when the arrangement state of the wireless induction heating rice cooker 100 is a normal arrangement state. On the other hand, if the arrangement state of the wireless induction heating rice cooker 100 is misplaced, the output of the heating coil 210 may be reduced.
  • the controller 230 may not separately control the heating coil 210. Accordingly, the output of the heating coil 210 may be maintained as it is.
  • the controller 230 controls an inverter (not shown) in the induction heating apparatus 200 to control the amount of current supplied to the heating coil 210 Can reduce. Accordingly, the output of the heating coil 210 may be reduced.
  • the induction heating device 200 determines the communication state with the wireless induction heating rice cooker 100 when the arrangement state of the wireless induction heating rice cooker 100 is misplaced, and outputs abnormal information or wireless induction according to the communication state.
  • the heating cooker 100 can be controlled to output abnormal information.
  • the wireless induction heating rice cooker 100 may perform data communication with the induction heating device 200 using a current induced by a magnetic field generated from the heating coil 210.
  • the wireless induction heating cooker 100 may include a receiving coil 140 in which a current is induced by a magnetic field generated from the heating coil 210, and the current induced in the receiving coil 140 is used.
  • the communication module 122 may be operated.
  • the receiving module may be at least one of the first power receiving coil 140a and the second power receiving coil 140b described with reference to FIGS. 2 to 6.
  • the communication module 122 of the wireless induction heating cooker 100 operates by using the current induced in the receiving coil 140 as a power source, so it can operate only when a current is induced in the receiving coil 140. . Accordingly, the communication module 122 may perform data communication at a high communication rate when the arrangement state of the wireless induction heating rice cooker 100 is a normal arrangement state.
  • the communication unit 240 of the induction heating apparatus 200 may transmit a communication request signal to the communication module 122 of the wireless induction heating rice cooker 100 when the arrangement state of the wireless induction heating rice cooker 100 is misplaced. .
  • the communication module 122 of the wireless induction heating cooker 100 may generate a communication response signal to the communication request signal and transmit it to the communication unit 240 of the induction heating apparatus 200.
  • the induction heating device 200 may determine a communication state with the wireless induction heating cooker 100 according to whether or not a communication response signal is received. More specifically, the induction heating apparatus 200 may determine the communication state as a normal state when a communication response signal is received from the wireless induction heating cooker 100, and the communication state is impossible if a communication response signal is not received from the induction heating rice cooker. Can be determined by the state.
  • the induction heating device 200 may control the wireless induction heating cooker 100 to output abnormal information when the communication state is determined to be a normal state.
  • the communication unit 240 may transmit an abnormal information output request signal to the communication module 122.
  • the control module 121 of the wireless induction heating cooker 100 receives the abnormal information output request signal through the communication module 122, and the display module 123 visually outputs the abnormal information to the user according to the received signal. Can be controlled.
  • the induction heating apparatus 200 may reduce the output of the heating coil 210 and output abnormal information when the communication state is determined to be in a disabled state.
  • the communication unit 240 transmits an abnormal information output request signal to the communication module 122 because data communication is impossible. I can't.
  • the control unit 230 may reduce the output of the heating coil 210 by reducing the amount of current supplied to the heating coil 210 and control the display unit 250 to visually output abnormality information to the user. .
  • the wireless induction heating system of the present invention informs the user that the wireless induction heating rice cooker and the induction heating device are in a misplaced state, so that the user can induce the wireless induction heating rice cooker to be properly placed on the induction heating device. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in cooking performance due to a poor arrangement of the wireless induction heating rice cooker.
  • the wireless induction heating cooker 100 may determine an arrangement state based on the amount of current change of the receiving coil 140.
  • control module 121 may detect the amount of current in the receiving coil 140. Any current sensor or current detection circuit may be used for the current amount detection operation of the control module 121.
  • the control module 121 may detect the amount of current of the receiving coil 140 according to a preset period, and calculate the amount of current change in the previous period and the current period in each period.
  • the control module 121 may determine the arrangement state of the wireless induction heating cooker 100 by comparing the current change amount of the receiving coil 140 with a reference value.
  • control module 121 may determine the arrangement state of the wireless induction heating cooker 100 as the normal arrangement state when the current change amount of the receiving coil 140 is less than the reference value. On the other hand, the control module 121 may determine the arrangement state of the wireless induction heating rice cooker 100 as a misplacement state when the current change amount of the receiving coil 140 exceeds the reference value.
  • control module 121 may control the display module 123 to visually output an abnormal signal to the user.
  • the wireless induction heating rice cooker 100 may transmit an output reduction request signal to the induction heating apparatus 200 when the arrangement state is determined to be an incorrect arrangement state.
  • the induction heating device 200 may reduce the output of the heating coil 210 according to the output reduction request signal.
  • the communication module 122 may transmit a power reduction request signal to the communication unit 240 of the induction heating apparatus 200.
  • the wireless induction heating cooker 100 when the communication module 122 operates by using the current induced in the receiving coil 140 as a power source, the wireless induction heating cooker 100 is in a misplaced state and a communication state is disabled. In this case, the output reduction request signal may not be transmitted to the communication unit 240.
  • an output reduction request signal may be transmitted to the communication unit 240.
  • the controller 230 may reduce the output of the heating coil 210 by receiving an output reduction request signal through the communication unit 240 and reducing the amount of current supplied to the heating coil 210 according to the received signal.
  • the output reduction request signal can be transmitted to the induction heating apparatus 200.
  • the communication module 122 may receive power by the internal battery 190.
  • the wireless induction heating cooker 100 may further include a battery 190.
  • the battery 190 may be a non-rechargeable battery that supplies a certain voltage, or may be a rechargeable battery that stores the current induced in the receiving coil 140 as spare power.
  • the battery 190 may supply a constant voltage to the communication module 122 regardless of whether current is induced in the receiving coil 140. Accordingly, the wireless induction heating rice cooker 100 may transmit an output reduction request signal to the induction heating apparatus 200 through the communication module 122 receiving power from the battery 190.
  • the output of the heating coil 210 may be reduced in all cases in which the arrangement state of the wireless induction heating rice cooker 100 is misplaced.
  • the induction heating device 200 detects the amount of current of the heating coil 210 (S11), calculates the amount of current change in the previous period and the current period, and then compares the calculated amount of current change with a reference value. Yes (S12).
  • the induction heating device 200 may maintain the output of the heating coil 210 by maintaining the amount of current supplied to the heating coil 210 (S13).
  • the induction heating device 200 may determine whether communication with the wireless induction heating cooker 100 is possible (S14).
  • the induction heating apparatus 200 may transmit an abnormal information output signal to the wireless induction heating rice cooker 100 (S15).
  • the induction heating device may reduce the output of the heating coil 210 by reducing the amount of current supplied to the heating coil 210 (S16).
  • the induction heating apparatus may visually output abnormal information to the user through the internal display unit 250 (S17). Meanwhile, the order of steps S16 and S17 may be reversed.
  • the wireless induction heating cooker 100 detects the amount of current of the receiving coil 140 (S21), calculates the amount of current change in the previous period and the current period, and then calculates the calculated current change amount and a reference value. Can be compared (S22).
  • the wireless induction heating cooker 100 may visually output abnormal information to the user through the internal display module 123 (S24). Meanwhile, the order of steps S23 and S24 may be reversed.
  • the wireless induction heating system of the present invention controls the amount of heat transferred to the wireless induction heating rice cooker according to the mutual arrangement of the wireless induction heating rice cooker and the induction heating device. You can avoid any safety problems.

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Abstract

본 발명은 열 전달을 위한 최적의 배치를 위해 상호 데이터 통신을 수행하는 유도가열장치 및 무선 유도가열 밥솥을 포함하는 무선 유도가열 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 유도가열 시스템은 가열 코일을 통해 자기장을 발생시키는 유도가열장치 및 상기 가열 코일이 형성하는 영역 상에 배치되고, 상기 가열 코일에서 발생하는 자기장을 이용하여 조리 동작을 수행하는 무선 유도가열 밥솥을 포함하고, 상기 유도가열장치 및 상기 무선 유도가열 밥솥은 상기 유도가열장치에 대한 상기 무선 유도가열 밥솥의 배치 상태에 따라 상호 데이터 통신을 수행하여 이상정보를 출력하거나 상기 가열 코일의 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 유도가열 밥솥 및 이를 포함하는 무선 유도가열 시스템
본 발명은 열 전달을 위한 최적의 배치를 위해 상호 데이터 통신을 수행하는 유도가열장치 및 무선 유도가열 밥솥을 포함하는 무선 유도가열 시스템에 관한 것이다.
최근 무선 유도가열방식을 이용한 다양한 조리기기가 개발되고 있다. 이에 발맞추어, 밥솥 시장에서는 자체적으로 열을 발생시켜 조리물을 가열하는 방식이 아닌, 유도가열장치에서 발생하는 자기장을 이용하여 조리물을 가열하는 방식에 대한 연구가 이루어지고 있다.
이와 관련하여, 일본등록특허 제5943770호(이하, 선행문헌)에는 유도가열 방식을 통해 조리물을 가열하는 전기밥솥이 개시되어 있으며, 이하에서는, 도 1을 참조하여 선행문헌에 개시된 전기밥솥을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 종래 전기밥솥의 측단면도를 도시한 도면이다. 도 1은 선행문헌의 도면(도 2)를 발췌한 것으로서, 선행문헌에 개시된 전기밥솥(100')의 전반적인 구조를 나타낸다. 한편, 도 1에 나타낸 도면 부호는 선행문헌에 기재된 도면 부호와 일부 다를 수 있다.
도 1을 참조하면, 종래 전기밥솥(100')은 내솥수용부(14')에 내솥(30')이 수용되며, 내솥수용부(14')의 하부에는 내솥(30')을 가열하기 위한 유도가열 코일(15')이 구비된다. 취반유닛(10')의 본체부(12')의 바닥면에는 유도가열 코일(15')에 공급되는 전력을 전원 유닛(20')으로부터 수전하기 위한 가열용 수전코일(16')이 구비된다.
상술한 구조를 갖는 선행문헌에 따르면, 가열용 수전코일(16')에는 전원 유닛(20')에 구비된 가열용 전원 공급 코일(23')에서 발생하는 자기장에 의한 유도전류가 발생한다. 또한, 유도가열 코일(15')에는 가열용 수전코일(16')에서 발생하는 자기장에 의한 유도전류가 발생하고, 유도가열 코일(15')에 발생한 유도전류는 내솥(30')을 가열한다.
다만, 전술한 선행문헌은 내솥(30')의 가열을 위해 가열용 전원 공급 코일(23')과 가열용 수전코일(16')간의 1차 전력 전달 과정 및 가열용 수전코일(16')과 유도가열 코일(15')간의 2차 전력 전달 과정이 필수적이므로, 두 번의 전력 전달 과정에서 전력(열)손실이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 일반적으로 전기밥솥(100')에는 다양한 전자 디바이스가 내장되는데, 선행문헌에는 전원 공급 코일(23')에서 발생하는 자기장을 내솥(30')의 가열에 이용하는 내용만이 개시되어 있고, 전기밥솥(100')에 내장된 다양한 전자 디바이스를 구동하기 위해 전원 유닛(20')으로부터 무선으로 전력을 공급받는 내용이 전혀 개시되어 있지 않으므로, 선행문헌에 의하면 전력을 효율적으로 이용할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 무선 유도가열 밥솥이 유도가열장치 상에 제대로 배치되어 있는지 판단할 수 있는 무선 유도가열 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 무선 유도가열 밥솥과 유도가열장치가 오배치 상태임을 사용자에게 알리는 무선 유도가열 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 무선 유도가열 밥솥과 유도가열장치의 상호 배치에 따라 무선 유도가열 밥솥에 대한 열 전달량을 제어하는 무선 유도가열 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
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 무선 유도가열 시스템은 유도가열장치의 가열 코일의 전류 변화량을 검출하여 무선 유도가열 밥솥이 유도가열장치 상에 제대로 배치되어 있는지 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 무선 유도가열 시스템은 무선 유도가열 밥솥이 오배치된 경우 무선 유도가열 밥솥 및 유도가열장치 중 적어도 하나를 통해 이상정보를 출력함으로써, 무선 유도가열 밥솥과 유도가열장치가 오배치 상태임을 사용자에게 알릴 수 있다.
또한, 본 발명의 무선 유도가열 시스템은 무선 유도가열 밥솥의 배치 상태에 따라 가열 코일의 출력을 제어함으로써, 무선 유도가열 밥솥과 유도가열장치의 상호 배치에 따라 무선 유도가열 밥솥에 대한 열 전달량을 제어할 수 있다.
본 발명의 무선 유도가열 시스템은 무선 유도가열 밥솥이 유도가열장치 상에 제대로 배치되어 있는지 판단함으로써, 취반 성능 저하를 일으키는 무선 유도가열 밥솥의 배치 상태 불량을 사용자의 인지 없이도 스스로 파악할 수 있다.
또한, 본 발명의 무선 유도가열 시스템은 무선 유도가열 밥솥과 유도가열장치가 오배치 상태임을 사용자에게 알림으로써, 사용자가 무선 유도가열 밥솥을 유도가열장치 상에 제대로 배치하도록 유도할 수 있고, 이에 따라 무선 유도가열 밥솥의 배치 상태 불량에 따른 취반 성능 저하를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 무선 유도가열 시스템은 무선 유도가열 밥솥과 유도가열장치의 상호 배치에 따라 무선 유도가열 밥솥에 대한 열 전달량을 제어함으로써, 무선 유도가열 밥솥의 배치 상태 불량에 따라 발생할 수 있는 안전상의 문제를 방지할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 종래 전기밥솥의 측단면을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 유도가열 밥솥이 유도가열장치 상에서 동작하는 모습을 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 무선 유도가열 밥솥의 측단면도.
도 4a 및 도 4b는 각 예에 따른 제1 전력 수신 코일의 배치를 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 2에 도시된 전력 송신 코일 및 제2 전력 수신 코일을 확대 도시한 도면.
도 6은 유도가열장치 상에서 동작하는 무선 유도가열 밥솥의 제어 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 유도가열 시스템을 도시한 도면.
도 8은 도 7에 도시된 무선 유도가열 시스템의 제어 흐름을 도시한 도면.
도 9는 유도가열장치의 동작 과정을 설명하기 위한 순서도.
도 10은 무선 유도가열 밥솥의 동작 과정을 설명하기 위한 순서도.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명은 열 전달을 위한 최적의 배치를 위해 상호 데이터 통신을 수행하는 유도가열장치 및 무선 유도가열 밥솥을 포함하는 무선 유도가열 시스템에 관한 것이다.
먼저, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 적용되는 무선 유도가열 밥솥을 구체적으로 설명하도록 한다.도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 유도가열 밥솥이 유도가열장치 상에서 동작하는 모습을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 무선 유도가열 밥솥의 측단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 각 예에 따른 제1 전력 수신 코일의 배치를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 5는 도 2에 도시된 전력 송신 코일 및 제2 전력 수신 코일을 확대 도시한 도면이다.
도 6은 유도가열장치 상에서 동작하는 무선 유도가열 밥솥의 제어 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 적용되는 무선 유도가열 밥솥은 유도가열장치 상에 배치되고, 유도가열장치의 가열 코일에서 발생하는 자기장을 이용하여 조리 동작을 수행할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 유도가열 밥솥(100)은 본체부(110), 뚜껑부(120), 내솥(130), 제1 전력 수신 코일(140a), 전력 송신 코일(150), 측면 가열 코일(160) 및 제2 전력 수신 코일(140b)을 포함하며, 뚜껑부(120)는 제어 모듈(121), 통신 모듈(122), 디스플레이 모듈(123), 증기 배출 모듈(124), 압력추(125), 소음 저감 모듈(126)을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 무선 유도가열 밥솥(100)은 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 2 및 도 3에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
본 발명의 무선 유도가열 밥솥(100)은, 전자기 유도 현상을 통해 피가열체를 가열하는 임의의 유도가열장치 상에서 동작할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 무선 유도가열 밥솥(100)은 가열 코일(210)이 구비된 임의의 유도가열장치의 상부 플레이트(220)에 놓여진 상태로 동작할 수 있다. 보다 구체적으로, 무선 유도가열 밥솥(100)은 가열 코일(210)의 수직선상에서 상부 플레이트(220)에 놓여진 상태로 동작할 수 있다.
가열 코일(210)에는 유도가열장치의 메인 PCB(Main PCB)의 제어에 따라 전류가 흐를 수 있고, 이에 따라 가열 코일(210)에는 자기장이 발생할 수 있다. 가열 코일(210)에서 발생한 자기장은 후술하는 내솥(130) 및 제1 전력 수신 코일(140a)에 전류를 유도할 수 있다.
본체부(110)는 무선 유도가열 밥솥(100)의 하부 및 측부를 지지하는 케이스로, 예컨대 상부가 개방된 원통 형상일 수 있다. 이러한 본체부(110)의 내부에서는 조리가 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 본체부(110)에는 후술하는 내솥(130)이 수납되며, 쌀과 같은 다양한 곡물은 내솥(130) 내부에서 가열 조리될 수 있다.
뚜껑부(120)는 무선 유도가열 밥솥(100)의 상부를 밀폐하는 케이스로서, 본체부(110)의 상면에 체결될 수 있다. 이 때, 뚜껑부(120)는 본체부(110)의 상면에 대해 개폐 가능하도록 체결될 수 있다.
일 예에서, 뚜껑부(120)는 본체부(110)에 힌지 체결되어 선택적으로 개폐될 수 있다. 보다 구체적으로, 뚜껑부(120)는 본체부(110) 상부면에 구비된 힌지축(미도시)에 결합되고, 힌지축을 중심으로 회동함으로써 본체부(110)의 상면에 대해 선택적으로 개폐될 수 있다.
다른 예에서, 뚜껑부(120)는 본체부(110)에 탈착될 수 있다. 보다 구체적으로, 뚜껑부(120)는 본체부(110) 상부 모서리에 복수로 구비된 체결 부재(미도시)에 의해 본체부(110) 상면에 결합될 수 있다. 이 경우, 뚜껑부(120)는 본체부(110)로부터 완전히 분리되므로 뚜껑부(120)에 대한 청소성이 개선될 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 뚜껑부(120)에는 적어도 하나의 전자 디바이스가 구비될 수 있다. 예컨대, 뚜껑부(120)에는 무선 유도가열 밥솥(100)의 전반적인 동작을 제어하는 제어 모듈(121), 전술한 유도가열장치와 데이터 통신을 수행하는 통신 모듈(122), 무선 유도가열 밥솥(100)의 상태 정보를 시각적으로 출력하는 디스플레이 모듈(123) 등이 구비될 수 있다. 또한, 도면에 도시되지는 않았으나 뚜껑부(120)에는 전술한 제어 모듈(121), 통신 모듈(122) 및 디스플레이 모듈(123)에 전원을 공급하기 위한 배터리가 더 구비될 수도 있다.
제어 모듈(121), 통신 모듈(122) 및 디스플레이 모듈(123)은 다수 IC(integrated circuit)로 구성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)으로 구현될 수 있다.
또한, 뚜껑부(120)에는 무선 유도가열 밥솥(100)의 내부 압력을 일정하게 유지시키기 위한 압력추(125)와, 증기 배출시 소음을 저감하기 위한 흡음 부재가 내부에 구비된 소음 저감 모듈(126)이 구비될 수 있다. 뿐만 아니라, 뚜껑부(120)에는 특정 제어 신호에 따라 무선 유도가열 밥솥(100) 내부의 증기를 외부로 배출하기 위한 증기 배출 모듈(124)(예컨대, 솔레노이드 밸브(solenoid valve))이 구비될 수 있다.
내솥(130)은 본체부(110) 내부에 수납되어 유도가열장치의 가열 코일(210)에서 발생하는 자기장에 의해 가열될 수 있다. 내솥(130)은 본체부(110)의 내부 수납 공간에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 본체부(110)가 원통 형상인 경우 내솥(130) 또한 상면이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다.
무선 유도가열 밥솥(100)이 유도가열장치의 상부에 놓인 경우, 내솥(130)의 하면과 가열 코일(210)은 본체부(110)의 바닥면을 사이에 두고 서로 대향 배치될 수 있다. 가열 코일(210)에 전류가 흐르게 되면 가열 코일(210)에서 발생하는 자기장은 내솥(130)에 전류를 유도할 수 있고, 내솥(130)에는 유도된 전류에 의한 줄열(Joule's heat)이 발생할 수 있다.
유도 전류의 발생을 위해 내솥(130)은 자성을 띄는 임의의 성분을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 내솥(130)은 철(Fe) 성분이 포함된 주철(cast iron)이나, 철(Fe), 알루미늄(Al), 및 스테인리스 스틸(stainless steel) 등을 접합시킨 클래드(clad)로 이루어질 수 있다.
한편, 내솥(130)의 바닥면의 넓이는 가열 코일(210)의 넓이보다 좁을 수 있다. 다시 말해, 가열 코일(210)이 원형의 평판 코일이고 내솥(130)이 원통 형상을 가질 때, 원형의 내솥(130) 바닥면의 반경은 가열 코일(210)의 중심으로부터 가열 코일(210)의 외주면까지의 거리인 코일 반경(Rc)보다 작을 수 있다. 이와 같이 내솥(130)의 바닥면의 넓이를 가열 코일(210)의 넓이보다 좁게 설계하는 경우, 가열 코일(210)에서 생성된 자기장은 내솥(130)이 배치된 영역 내에서 누설 없이 모두 내솥(130)의 바닥면으로 전달될 수 있다.
제1 전력 수신 코일(140a)은 본체부(110)의 바닥면에 구비될 수 있고, 제1 전력 수신 코일(140a)에는 가열 코일(210)에서 발생하는 자기장에 의해 전류가 유도될 수 있다.
제1 전력 수신 코일(140a)은 일정한 내경 및 외경을 갖는 링 형상으로, 본체부(110)의 바닥면 중 임의의 위치에 배치될 수 있다. 다만, 전자기 유도 현상에 의한 내솥(130)의 가열 효율을 최대화하기 위해 제1 전력 수신 코일(140a)은 내솥(130)의 가장자리 영역의 하부에서 가열 코일(210)과 평행하게 배치되는 것이 바람직하다.
여기서 가장자리 영역은 내솥(130)의 중심 수직선을 기준으로 원주 방향(radial direction)으로 정의되는 영역으로서, 내솥(130)의 원주면(cylindrical surface)에 인접한 영역일 수 있다. 다시 말해, 가장자리 영역은 내솥(130)을 상면에서 바라볼 때 원주(circumference)에 인접한 영역일 수 있다. 이하, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 내솥(130)의 가장자리 영역에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4a를 참조하면, 내솥(130)의 바닥면은 가열 코일(210)과 평행한 평판 영역(FA)과, 평판 영역(FA)과 내솥(130)의 측면을 연결하는 가장자리 영역(RA)으로 구성될 수 있다.
내솥(130)의 바닥면은, 조리물의 조리 완료 이후 해당 조리물의 취출을 용이하게 하기 위해 그 모서리 부분(이하, 라운딩부(RA))이 라운딩 처리될 수 있다. 이에 따라, 내솥(130)의 바닥면은 평평한 부분으로서 가열 코일(210)과 평행하게 형성되는 평판 영역(FA)과, 내솥(130)의 바닥면과 측면을 연결하도록 라운딩 처리된 라운딩부(RA)를 포함할 수 있다.
일 예에서 내솥(130)의 가장자리 영역(RA)은 도 4a에 도시된 바와 같이 라운딩부(RA)일 수 있다. 이에 따라, 제1 전력 수신 코일(140a)은 내솥(130)의 가장자리 영역(RA)의 하부, 다시 말해 라운딩부(RA)의 하부에서 수평방향으로 배치될 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 내솥(130)의 바닥면 중 평판 영역(FA)은 내솥(130)의 중심 수직선(HL)을 기준으로 제1 기준 반경(Rf1) 이내에 형성될 수 있고, 가장자리 영역(RA)은 제1 기준 반경(Rf1)과 내솥(130)의 외경(Ro) 사이에 형성될 수 있다.
이러한 구조에서 제1 전력 수신 코일(140a)은 제1 기준 반경(Rf1)과 내솥(130)의 외경(Ro) 사이에 배치될 수 있다. 다시 말해, 제1 전력 수신 코일(140a)의 수평 배치 범위는 제1 기준 반경(Rf1)과 내솥(130)의 외경(Ro) 사이의 범위일 수 있다.
다시 도 4a를 참조하면, 가장자리 영역(RA)과 가열 코일(210) 사이의 거리는 평판 영역(FA)과 가열 코일(210) 사이의 거리보다 크므로, 가열 코일(210)에서 발생하는 자기장에 의한 열 전달량은 평판 영역(FA)에서보다 가장자리 영역(RA)에서 상대적으로 낮을 수 있다. 제1 전력 수신 코일(140a)은 이와 같이 열 전달량이 상대적으로 낮은 가장자리 영역(RA) 하부에 배치됨으로써, 내솥(130)에 대한 전체 열 전달량을 크게 저하시키지 않으면서 가열 코일(210)로부터 전력을 수신할 수 있다.
한편, 도 4b를 참조하면 내솥(130)의 가장자리 영역(RA)은 수직적으로 내솥(130) 외부에 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 내솥(130)의 가장자리 영역(RA)는 내솥(130)의 외경(Ro)과 제2 기준 반경(Rf2) 사이에 형성될 수 있다.
이에 따라, 제1 전력 수신 코일(140a)은 수직적으로 내솥(130) 외부에서 배치될 수 있다. 다시 말해, 제1 전력 수신 코일(140a)은 그 내경(Rci)이 내솥(130)의 외경(Ro)보다 큰 구조로 내솥(130) 하부에 배치될 수 있다.
다만, 제1 전력 수신 코일(140a)에 유도 전류가 효율적으로 발생되도록 하기 위해, 제1 전력 수신 코일(140a)의 외경(Rco)은 가열 코일(210)의 코일 반경(Rc)보다 작을 수 있다.
다시 말해, 도 4b에 도시된 바와 같이 제1 전력 수신 코일(140a)의 내경(Rci)은 내솥(130)의 외경(Ro)보다 크고 제1 전력 수신 코일(140a)의 외경(Rco)은 가열 코일(210)의 코일 반경(Rc)보다 작음으로써, 제1 전력 수신 코일(140a)이 형성하는 영역은 수직적으로 가열 코일(210)이 형성하는 영역 내에 모두 포함될 수 있다. 이에 따라, 도 4b에 도시된 예시에서 가열 코일(210)에서 생성된 자기장은 제1 전력 수신 코일(140a)이 배치된 영역 내에서 누설 없이 제1 전력 수신 코일(140a)로 전달될 수 있다.
제1 전력 수신 코일(140a)은 이와 같이 내솥(130)에 대한 수직적인 열 전도가 발생하지 않는 가장자리 영역 하부에 배치됨으로써, 내솥(130)에 대한 열 전달량을 저하시키지 않으면서 가열 코일(210)로부터 전력을 수신할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 무선 유도가열 밥솥은 내솥에 대한 열전달 효율이 낮은 영역에서 발생하는 자기장을 내부 전자 디바이스의 전원으로 이용함으로써, 유도가열장치에서 무선으로 공급되는 전력을 조리 동작에 효율적으로 이용할 수 있다.
한편, 측면 가열 코일(160)은 내솥(130)의 외주면에 수직방향으로 배치되고, 제1 전력 수신 코일(140a)과 연결되어 제1 전력 수신 코일(140a)에 유도된 전류를 이용하여 내솥(130)을 가열할 수 있다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 측면 가열 코일(160)은 내솥(130)의 외주면을 따라 감김으로써 내솥(130) 외주면에 밀착 배치될 수 있다. 만일 본체부(110) 내부에 내솥(130)을 지지하기 위한 내솥 지지부재가 구비되고, 내솥 지지부재가 내솥(130)의 바닥면뿐만 아니라 내솥(130)의 외주면을 함께 지지하는 경우, 측면 가열 코일(160)은 내솥 지지부재 상에 배치될 수도 있다.
측면 가열 코일(160)은 수직방향으로 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 측면 가열 코일(160)은 그 턴 수에 따라 복수의 층을 갖는 코일로서, 각 층은 수직방향으로 내솥(130)의 외주면을 따라 나란히 배열될 수 있다.
측면 가열 코일(160)은 제1 전력 수신 코일(140a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 측면 가열 코일(160)의 일단은 제1 전력 수신 코일(140a)의 일단과 연결될 수 있다. 결국, 제1 전력 수신 코일(140a)과 측면 가열 코일(160)은 하나의 금속 선으로 이루어질 수 있고, 이 때 제1 전력 수신 코일(140a)과 측면 가열 코일(160)은 그 위치와 기능에 따라 구분될 수 있다.
측면 가열 코일(160)이 제1 전력 수신 코일(140a)과 전기적으로 연결됨에 따라, 측면 가열 코일(160)에는 제1 전력 수신 코일(140a)에 유도된 전류가 흐를 수 있다. 측면 가열 코일(160)에 전류가 흐르게 되면 측면 가열 코일(160)에서는 자기장이 발생할 수 있고, 측면 가열 코일(160)에서 발생하는 자기장은 내솥(130)의 외주면에 전류를 유도함으로써 내솥(130), 구체적으로는 내솥(130)의 측면을 가열할 수 있다
전술한 바와 같이 제1 전력 수신 코일(140a)이 가열 코일에 의한 열 전달량이 낮거나, 수직적인 열 전달이 발생하지 않는 가장자리 영역(RA) 하부에 배치됨으로써, 내솥(130)에 대한 전체 열 발생량을 저하시키지 않으면서 가열 코일(210)에 의해 유도된 전류를 측면 가열 코일(160)에 제공할 수 있다.
한편, 가열 동작의 효율성 향상을 위해 측면 가열 코일(160)의 턴 수는 제1 전력 수신 코일(140a)의 턴 수보다 많을 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한 바와 같이 제1 전력 수신 코일(140a)의 구비 목적은 내솥(130)에 대한 열 발생량 저하를 최소화 하면서 유도 전류를 발생시키고, 발생한 유도 전류를 측면 가열 코일(160)에 전달하기 위함이다. 한편, 측면 가열 코일(160)의 구비 목적은 넓은 범위에서 내솥(130)의 외주면을 가열하기 위함이다.
이러한 목적 달성을 위해 제1 전력 수신 코일(140a)은 내솥(130)에 대한 열 발생량 저하를 최소화 하기 위해 상대적으로 좁은 수평 너비를 가져야 하고, 측면 가열 코일(160)은 내솥(130)의 외주면을 넓은 범위에서 둘러싸기 위해 상대적으로 넓은 수직 너비를 가져야 한다.
제1 전력 수신 코일(140a) 및 측면 가열 코일(160)을 이루는 금속 선의 두께가 동일할 때, 각 코일(140a, 160)의 수평 너비 및 수직 너비는 각 코일(140a, 160)의 턴 수에 비례할 수 있다. 이에 따라, 제1 전력 수신 코일(140a)의 턴 수는 측면 가열 코일(160)에 비해 상대적으로 적을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 가열 코일에서 발생하는 자기장을 이용하여 내솥의 바닥면뿐만 아니라 내솥의 측면 또한 가열함으로써, 단일의 열원을 이용하여 복수의 열전달 경로를 형성할 수 있고, 이에 따라 내솥의 온도 균일성을 확보할 수 있다.
한편, 내솥(130)에 전술한 제1 전력 수신 코일(140a) 및 측면 가열 코일(160)이 적용되는 경우 무선 유도가열 밥솥(100)의 전체 임피던스(|Z|)는 내솥(130)의 임피던스와 제1 전력 수신 코일(140a) 및 측면 가열 코일(160)의 임피던스가 병렬 합성된 것과 동일할 수 있다.
이에 따라, 내솥(130)에 제1 전력 수신 코일(140a) 및 측면 가열 코일(160)을 적용하는 경우 무선 유도가열 밥솥(100)의 전체 임피던스(|Z|)가 감소하게 되며, 전체 임피던스(|Z|)의 감소로 인해 가열 코일(210)로부터 내솥(130) 방향으로 전달되는 출력 또한 감소할 수 있다.
이와 같은 출력 감소를 방지하기 위해, 제1 전력 수신 코일(140a)의 타단과 측면 가열 코일(160)의 타단은 공진 커패시터(Cr)를 통해 서로 연결될 수 있다.
제1 전력 수신 코일(140a), 측면 가열 코일(160) 및 공진 커패시터(Cr)는 LC 공진회로를 형성할 수 있고, 이와 같이 형성된 LC 공진회로는 공진 주파수에서 가열 코일(210)과 자기 결합될 수 있다. 이 경우 무선 유도가열 밥솥(100)의 전체 임피던스(|Z|)는 최대가 되므로, 가열 코일(210)로부터 내솥(130) 방향으로 전달되는 출력 또한 최대가 될 수 있다.
전력 송신 코일(150)은 본체부(110)의 상부 일 측면에 구비되어 제1 전력 수신 코일(140a)에 유도된 전류를 공급받아 자기장을 발생시킬 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 전력 송신 코일(150)은 임의의 지지부재에 의해 지지되어 본체부(110)의 상부 일 측면에 고정 배치될 수 있다. 전력 송신 코일(150)은 무선 유도가열 밥솥(100)의 부피를 최소화 하기 위해 본체부(110)의 측면에 밀착 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 전력 송신 코일(150)은 평판형으로 구성될 수 있고, 후술하는 제2 전력 수신 코일(140b)과 서로 마주보기 위해, 본체부(110)의 측면에서 수평 방향으로 배치될 수 있다. 즉, 전력 송신 코일(150)은 본체부(110)의 측면에 수직으로 돌출 배치될 수 있다.
일 예에서, 전력 송신 코일(150)은 본체부(110)의 상부 일 측면에서 본체부(110)의 외면을 따라 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본체부(110)가 원통 형상을 가질 때, 전력 송신 코일(150)은 본체부(110)의 상부 일 측면에서 본체부(110)의 외주면을 따라 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 전력 송신 코일(150)은 미리 설정된 원호(circular arc) 길이 내에서 본체부(110)의 외주면에 밀착 배치될 수 있다. 이에 따라, 전력 송신 코일(150)은 본체부(110)와 인접하는 장축의 길이가 미리 설정된 원호 길이 이내인 찌그러진 타원 형상을 가질 수 있다.
만일, 본체부(110)가 사각 기둥 형상을 갖는 경우, 전력 송신 코일(150)은 본체부(110)의 상부 일 측면에서 본체부(110)의 외면을 따라 형성될 수 있다. 다시 말해, 전력 송신 코일(150)은 본체부(110)와 인접하는 가로의 길이가 미리 설정된 길이 이내인 직사각형 형상을 가질 수도 있고, 본체부(110)와 인접하는 장축의 길이가 미리 설정된 원호 길이 이내인 타원 형상을 가질 수도 있다.
이러한 전력 송신 코일(150)은 제1 전력 수신 코일(140a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전력 송신 코일(150)이 제1 전력 수신 코일(140a)과 전기적으로 연결됨에 따라, 전력 송신 코일(150)에는 제1 전력 수신 코일(140a)에 유도된 전류가 흐를 수 있다. 전력 송신 코일(150)에 전류가 흐르게 되면 전력 송신 코일(150)에서는 자기장이 발생할 수 있다.
한편, 본 발명의 무선 유도가열 밥솥(100)은 제1 전력 수신 코일(140a)에 유도된 전류를 전력 송신 코일(150)로 전달하는 제1 전력 변환 회로(170)를 더 포함할 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면, 제1 전력 변환 회로(170)는 집적 회로 패키지(packaged integrated circuit)의 형태로 본체부(110)의 일 측면에 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 전력 변환 회로(170)는 전력 송신 코일(150)의 하부에서 본체부(110)의 일 측면에 고정 구비될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 전력 변환 회로(170)의 입력단은 제1 전력 수신 코일(140a)에 연결될 수 있고, 제1 전력 변환 회로(170)의 출력단은 전력 송신 코일(150)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 전력 변환 회로(170)는 제1 전력 수신 코일(140a)에 유도된 전류를 안정적인 교류 전류로 변환하여 전력 송신 코일(150)에 제공할 수 있다.
제1 전력 수신 코일(140a)에 유도되는 전류량은 가열 코일(210)의 출력, 내솥(130)의 부하량(조리물에 포함된 수분, 조리물의 양 등)에 따라 달라질 수 있다. 또한, 제1 전력 수신 코일(140a)에 유도되는 전류량은 가열 코일(210)과 무선 유도가열 밥솥(100)의 상대적인 위치에 따른 정합도(degree of matching)에 따라 달라질 수도 있다.
제1 전력 변환 회로(170)는 이와 같은 전류량 변동을 최소화 하기 위해, 제1 전력 수신 코일(140a)에 유도된 전류를 일정한 전압으로 저장하고, 저장된 전압을 안정적인 교류 전류로 변환하여 전력 송신 코일(150)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 전력 송신 코일(150)은 일정 주파수의 교류 전류를 공급받아 자기장을 발생시킬 수 있다.
제2 전력 수신 코일(140b)은 뚜껑부(120)의 일 측면에 구비되고, 전력 송신 코일(150)에서 발생하는 자기장에 의해 유도된 전류를 뚜껑부(120)에 구비된 적어도 하나의 전자 디바이스에 공급할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 제2 전력 수신 코일(140b)은 임의의 지지부재에 의해 지지되어 뚜껑부(120)의 일 측면에 고정 배치될 수 있다. 제2 전력 수신 코일(140b)은 무선 유도가열 밥솥(100)의 부피를 최소화 하기 위해 뚜껑부(120)의 측면에 밀착 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 제2 전력 수신 코일(140b)은 전력 송신 코일(150)과 마찬가지로 평판형으로 구성될 수 있고, 전력 송신 코일(150)과 서로 마주보기 위해, 뚜껑부(120)의 측면에서 수평 방향으로 배치될 수 있다. 즉, 제2 전력 수신 코일(140b)은 뚜껑부(120)의 측면에 수직으로 돌출 배치될 수 있다.
일 예에서, 제2 전력 수신 코일(140b)은 뚜껑부(120)의 일 측면에서 뚜껑부(120)의 외면을 따라 형성될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 뚜껑부(120)가 원통 형상을 가질 때, 제2 전력 수신 코일(140b)은 뚜껑부(120)의 일 측면에서 뚜껑부(120)의 외주면을 따라 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 전력 수신 코일(140b)은 미리 설정된 원호 길이 내에서 뚜껑부(120)의 외주면에 밀착 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 전력 수신 코일(140b)은 뚜껑부(120)와 인접하는 장축의 길이가 미리 설정된 원호 길이 이내인 찌그러진 타원 형상을 가질 수 있다.
만일, 뚜껑부(120)가 사각 기둥 형상을 갖는 경우, 제2 전력 수신 코일(140b)은 뚜껑부(120)의 일 측면에서 뚜껑부(120)의 외면을 따라 형성될 수 있다. 다시 말해, 제2 전력 수신 코일(140b)은 뚜껑부(120)와 인접하는 가로의 길이가 미리 설정된 길이 이내인 직사각형 형상을 가질 수도 있고, 뚜껑부(120)와 인접하는 장축의 길이가 미리 설정된 원호 길이 이내인 타원 형상을 가질 수도 있다.
한편, 제2 전력 수신 코일(140b)은 전력 송신 코일(150)과 대응되는 위치에서 뚜껑부(120)의 일 측면에 구비될 수 있다.
제2 전력 수신 코일(140b)에는 전력 송신 코일(150)에서 발생하는 자기장에 의해 유도 전류가 발생할 수 있다. 제2 전력 수신 코일(140b)에 발생하는 전류량을 최대화 하기 위해 제2 전력 수신 코일(140b)은 전력 송신 코일(150)과 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 전력 수신 코일(140b)은 전력 송신 코일(150)과 최대 결합계수(coupling factor)로 자기 결합(magnetic coupling)되는 위치에서 전력 송신 코일(150)과 마주보도록 배치될 수 있다.
일 예에서, 제2 전력 수신 코일(140b)은 전력 송신 코일(150)과 수직적으로 중첩 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 제2 전력 수신 코일(140b)은 전력 송신 코일(150)과 일부 중첩되거나 완전히 중첩될 수 있다. 다시 말해, 무선 유도가열 밥솥(100)을 상면에서 바라볼 때 제2 전력 수신 코일(140b)의 일부 또는 전부는 전력 송신 코일(150)이 형성하는 영역 내에 포함될 수 있다. 다만, 제2 전력 수신 코일(140b)과 전력 송신 코일(150)이 최대의 결합계수로 자기 결합되기 위해, 제2 전력 수신 코일(140b)의 전부가 전력 송신 코일(150)이 형성하는 영역 내에 포함되는 것이 바람직하다.
다시 도 5를 참조하면, 제2 전력 수신 코일(140b)과 전력 송신 코일(150)은 그 크기와 모양이 동일할 수 있다. 이 때, 제2 전력 수신 코일(140b)은 전력 송신 코일(150)과 수직적으로 완전히 중첩될 수 있다. 다시 말해, 크기와 모양이 동일한 제2 전력 수신 코일(140b)과 전력 송신 코일(150)은 동일한 수평 위치에서 일정 수직 거리 이격되어 각각 뚜껑부(120) 및 본체부(110)에 구비될 수 있다.
이와 달리, 제2 전력 수신 코일(140b)은 전력 송신 코일(150)보다 면적이 작을 수 있다. 이 때, 제2 전력 수신 코일(140b)은 수직적으로 전력 송신 코일(150)이 형성하는 면적 내에 완전히 포함될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이 제2 전력 수신 코일(140b)과 전력 송신 코일(150)이 그 장축을 이루는 원호의 중심이 서로 동일한 찌그러진 타원 형상일 때, 제2 전력 수신 코일(140b)의 장축 길이는 전력 송신 코일(150)의 장축 길이보다 짧게 형성될 수 있다.
전술한 구조적 특징을 가짐으로 인해, 제2 전력 수신 코일(140b)에는 최대 전류량이 유도될 수 있고, 제2 전력 수신 코일(140b)은 유도된 전류를 뚜껑부(120) 내부의 전자 디바이스에 제공할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제2 전력 수신 코일(140b)은 뚜껑부(120) 내부의 복수의 전자 디바이스와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 복수의 전자 디바이스는 제2 전력 수신 코일(140b)에서 발생한 유도 전류를 전원으로서 제공받을 수 있다.
복수의 전자 디바이스는 제2 전력 수신 코일(140b)로부터 제공된 전원에 기초하여 동작할 수 있다. 예컨대, 제어 모듈(121)은 제2 전력 수신 코일(140b)로부터 제공된 전원에 기초하여 무선 유도가열 밥솥(100)의 전반적인 동작(예컨대, 증기 배출 모듈(124)의 증기 배출 및 차단 동작)을 제어할 수 있고, 통신 모듈(122)은 제2 전력 수신 코일(140b)로부터 제공된 전원에 기초하여 유도가열장치의 통신부(240)와 데이터 통신을 수행할 수 있다. 또한, 디스플레이 모듈(123)은 제2 전력 수신 코일(140b)로부터 제공된 전원에 기초하여 무선 유도가열 밥솥(100)의 상태 정보를 시각적으로 출력할 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 무선 유도가열 밥솥(100)은 제2 전력 수신 코일(140b)에 유도된 전류를 뚜껑부(120) 내 전자 디바이스에 전달하는 제2 전력 변환 회로(180)를 더 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제2 전력 변환 회로(180)는 집적 회로 패키지의 형태로 뚜껑부(120) 내부에 구비될 수 있다. 다시 도 6을 참조하면, 제2 전력 변환 회로(180)의 입력단은 제2 전력 수신 코일(140b)에 연결될 수 있고, 제2 전력 변환 회로(180)의 출력단은 뚜껑부(120) 내 각 전자 디바이스에 연결될 수 있다. 이에 따라, 제2 전력 변환 회로(180)는 제2 전력 수신 코일(140b)에 유도된 전류를 안정적인 직류 전압으로 변환하여 각 전자 디바이스에 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 제2 전력 수신 코일(140b)에는 교류 전류가 유도될 수 있다. 한편, 각 전자 디바이스는 그 제원에 따라 일정 크기의 직류 전압을 전원으로 인가받아 동작할 수 있다.
제2 전력 변환 회로(180)는 제2 전력 수신 코일(140b)에 유도된 전류를 직류 전압으로 저장하고, 저장된 직류 전압을 승압 또는 강압하여 각 전자 디바이스의 제원에 맞는 일정 크기의 직류 전압을 각각 생성하고, 생성된 직류 전압을 각 전자 디바이스에 출력할 수 있다.
이에 따라, 각 전자 디바이스(예컨대, 전술한 제어 모듈(121), 통신 모듈(122), 디스플레이 모듈(123))는 자신의 제원에 맞는 직류 전압을 이용하여 동작할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 무선 유도가열 밥솥은 유도가열장치로부터 무선으로 전력을 공급받아 전반적인 조리 동작을 수행함으로써, 외부 전원의 연결이나 내부 배터리 없이도 조리물에 대한 가열 및 사용자 편의를 위한 일체의 동작을 수행할 수 있다.
한편, 다시 도 6을 참조하면 본 발명의 무선 유도가열 밥솥(100)은 제2 전력 수신 코일(140b)에 유도된 전류를 저장하는 배터리(190)를 더 포함할 수 있다.
배터리(190)는 뚜껑부(120) 내부에 구비되어 제2 전력 수신 코일(140b)에 유도된 전류를 예비 전력으로서 저장할 수 있다. 이를 위해, 제2 전력 변환 회로(180)는 제2 전력 수신 코일(140b)에 유도된 전류의 크기를 제어하여 배터리(190)를 충전시킬 수 있다.
배터리(190)는 뚜껑부(120) 내부의 각 전자 디바이스에 연결될 수 있고, 각 전자 디바이스는 배터리(190)로부터 전원을 공급받아 동작할 수도 있다. 보다 구체적으로, 각 전자 디바이스는 제2 전력 변환 회로(180)에서 출력되는 직류 전압을 이용하여 동작하다가, 제2 전력 변환 회로(180)에서 더 이상 직류 전압이 출력되지 않으면 배터리(190)로부터 직류 전압을 공급받아 동작할 수도 있다.
다음으로, 도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 유도가열 시스템을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 유도가열 시스템을 도시한 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 무선 유도가열 시스템의 제어 흐름을 도시한 도면이다.
도 9는 유도가열장치(200)의 동작 과정을 설명하기 위한 순서도이고, 도 10은 무선 유도가열 밥솥(100)의 동작 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 유도가열 시스템(1)은 유도가열장치(200)와, 유도가열장치(200) 상에서 동작하는 무선 유도가열 밥솥(100)을 포함할 수 있다. 무선 유도가열 시스템(1)을 구성하는 유도가열장치(200)와 무선 유도가열 밥솥(100)은 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한 것과 동일하며, 이하에서는 앞서 설명한 부분과 차이가 되는 부분만을 중점적으로 설명하도록 한다.
유도가열장치(200)는 가열 코일(210)을 통해 자기장을 발생시킬 수 있고, 무선 유도가열 밥솥(100)은 가열 코일(210)이 형성하는 영역 상에 배치되어 동작할 수 있다.
가열 코일(210)이 형성하는 영역은 가열 코일(210)의 모든 부분을 포함할 수 있는 최소 영역일 수 있다. 예를 들어, 가열 코일(210)이 원형의 평판 코일일 때, 가열 코일(210)이 형성하는 영역의 넓이는 가열 코일(210)의 중심으로부터 가열 코일(210)의 외주면까지의 거리인 코일반경에 의해 결정되는 원의 넓이일 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 유도가열장치(200)는 가열 코일(210), 제어부(230), 통신부(240), 디스플레이부(250) 및 노브 스위치(260)를 포함할 수 있다. 도 7 및 도 8에 도시된 유도가열장치(200)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 7 및 도 8에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
제어부(230)는 가열 코일(210) 및 디스플레이부(250)를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(230)는 가열 코일(210)의 출력을 제어할 수 있고, 디스플레이부(250)가 유도가열장치(200)의 상태 정보 및 후술하는 이상정보를 출력하도록 제어할 수 있다.
노브 스위치(260)는 유도가열장치(200)의 상면에 구비되어, 그 회전 정도에 따른 신호를 제어부(230)에 제공할 수 있다. 제어부(230)는 노브 스위치(260)로부터 제공된 신호에 따라 가열 코일(210)의 출력을 결정할 수 있다. 다시 말해, 가열 코일(210)의 출력은 노브 스위치(260)의 회전 정도에 따라 제어될 수 있다.
한편, 무선 유도가열 밥솥(100)은 가열 코일(210)이 형성하는 영역에 포함되도록 배치되어 동작할 수 있다. 보다 구체적으로, 무선 유도가열 밥솥(100)의 바닥면이 형성하는 영역은 가열 코일(210)이 형성하는 영역 내에 포함될 수 있다.
무선 유도가열 밥솥(100)은 가열 코일(210)에서 발생하는 자기장을 이용하여 조리 동작을 수행할 수 있다. 여기서 조리 동작은 내솥의 가열을 통한 조리물의 가열 동작뿐만 아니라, 전술한 제어 모듈(121), 통신 모듈(122) 및 디스플레이 모듈(123)의 전반적인 동작을 모두 포함할 수 있다.
유도가열장치(200) 및 무선 유도가열 밥솥(100)은 유도가열장치(200)에 대한 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태에 따라 상호 데이터 통신을 수행하여 이상정보를 출력하거나 가열 코일(210)의 출력을 제어할 수 있다.
무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태는 정배치 상태 및 오배치 상태로 구분될 수 있다.
일 예에서, 가열 코일(210)의 중심 수직선과 무선 유도가열 밥솥(100)의 중심 수직선 사이의 수평 거리가 미리 설정된 간격 이내이면 배치 상태는 정배치 상태일 수 있다. 반면에, 가열 코일(210)의 중심 수직선과 무선 유도가열 밥솥(100)의 중심 수직선 사이의 수평 거리가 미리 설정된 간격을 초과하면 배치 상태는 오배치 상태일 수 있다.
다른 예에서, 무선 유도가열 밥솥(100)의 바닥면이 형성하는 영역이 가열 코일(210)이 형성하는 영역에 전부 포함되는 경우, 배치 상태는 정배치 상태일 수 있다. 반면에, 무선 유도가열 밥솥(100)의 바닥면이 형성하는 영역이 가열 코일(210)이 형성하는 영역에 전부 포함되지 않는 경우, 배치 상태는 오배치 상태일 수 있다.
유도가열장치(200)와 무선 유도가열 밥솥(100)은 이와 같은 배치 상태에 따라 데이터 통신을 수행하고, 유도가열장치(200) 및 무선 유도가열 밥솥(100) 중 적어도 하나는 이상정보를 출력할 수 있다. 또한, 유도가열장치(200)는 전술한 배치 상태에 따라 가열 코일(210)의 출력을 제어할 수 있다.
여기서 이상정보는 무선 유도가열 밥솥(100)의 위치가 적절하지 않음을 알리는 임의의 정보일 수 있고, 시각적 또는 청각적으로 출력되는 정보일 수 있다. 예컨대, 이상정보는 사용자에게 무선 유도가열 밥솥(100)의 위치 수정을 요구하는 텍스트 및 음성 정보일 수 있다.
먼저, 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태에 따른 유도가열장치(200)의 동작에 대해 설명하도록 한다.
유도가열장치(200)는 가열 코일(210)의 전류 변화량에 기초하여 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태를 결정할 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 제어부(230)는 가열 코일(210)의 전류량을 검출할 수 있다. 제어부(230)의 전류량 검출 동작에는 임의의 전류 센서 또는 전류 검출 회로가 이용될 수 있다. 제어부(230)는 미리 설정된 주기에 따라 가열 코일(210)의 전류량을 검출하고, 각 주기에서 이전 주기와 현재 주기의 전류 변화량을 산출할 수 있다.
정배치 상태에서 조리를 시작한 무선 유도가열 밥솥(100)은 외부 다양한 요인에 의해 그 위치가 변할 수 있고, 배치 상태가 정배치 상태에서 오배치 상태로 전환될 수 있다.
배치 상태가 오배치 상태로 전환되면, 가열 코일(210)과 무선 유도가열 밥솥(100)의 정합도가 감소하므로 가열 코일(210)의 전류량 또한 감소할 수 있다. 이에 따라, 제어부(230)는 가열 코일(210)의 전류 변화량과 기준값을 비교하여 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태를 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부(230)는 가열 코일(210)의 전류 변화량이 기준값 이하이면 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태를 정배치 상태로 결정할 수 있다. 반면에, 제어부(230)는 가열 코일(210)의 전류 변화량이 기준값을 초과하면 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태를 오배치 상태로 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 무선 유도가열 시스템은 무선 유도가열 밥솥이 유도가열장치 상에 제대로 배치되어 있는지 판단함으로써, 취반 성능 저하를 일으키는 무선 유도가열 밥솥의 배치 상태 불량을 사용자의 인지 없이도 스스로 파악할 수 있다.
유도가열장치(200)는 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 정배치 상태이면 가열 코일(210)의 출력을 유지할 수 있다. 반면에, 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 오배치 상태이면 가열 코일(210)의 출력을 감소시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 정배치 상태이면 제어부(230)는 가열 코일(210)을 별도로 제어하지 않을 수 있다. 이에 따라, 가열 코일(210)의 출력은 그대로 유지될 수 있다. 반면에, 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 오배치 상태이면 제어부(230)는 유도가열장치(200) 내 인버터(미도시) 등을 제어하여 가열 코일(210)에 공급되는 전류의 크기를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 가열 코일(210)의 출력은 감소할 수 있다.
한편, 유도가열장치(200)는 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 오배치 상태이면 무선 유도가열 밥솥(100)과의 통신 상태를 결정하고, 통신 상태에 따라 이상정보를 출력하거나 무선 유도가열 밥솥(100)이 이상정보를 출력하도록 제어할 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 무선 유도가열 밥솥(100)은 가열 코일(210)에서 발생하는 자기장에 의해 유도된 전류를 이용하여 유도가열장치(200)와 데이터 통신을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 무선 유도가열 밥솥(100)은 가열 코일(210)에서 발생하는 자기장에 의해 전류가 유도되는 수신 코일(140)을 포함할 수 있고, 수신 코일(140)에 유도된 전류를 이용하여 통신 모듈(122)을 동작시킬 수 있다. 여기서 수신 모듈은 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한 제1 전력 수신 코일(140a) 및 제2 전력 수신 코일(140b) 중 적어도 하나일 수 있다.
기본적으로 무선 유도가열 밥솥(100)의 통신 모듈(122)은 수신 코일(140)에 유도된 전류를 전원으로 이용하여 동작하므로, 수신 코일(140)에 전류가 유도되는 경우에 한해 동작할 수 있다. 이에 따라, 통신 모듈(122)은 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 정배치 상태일 때 높은 통신율로 데이터 통신을 수행할 수 있다.
유도가열장치(200)의 통신부(240)는 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 오배치 상태이면, 무선 유도가열 밥솥(100)의 통신 모듈(122)에 통신 요청 신호를 송신할 수 있다. 무선 유도가열 밥솥(100)의 통신 모듈(122)은 통신 요청 신호에 대한 통신 응답 신호를 생성하여 유도가열장치(200)의 통신부(240)에 송신할 수 있다.
무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 오배치 상태인 경우에도, 수신 코일(140)에 유도된 전류량이 통신 모듈(122)을 동작시킬 수 있는 경우 통신 모듈(122)은 통신부(240)에 통신 응답 신호를 송신할 수 있다.
유도가열장치(200)는 통신 응답 신호의 수신 여부에 따라 무선 유도가열 밥솥(100)과의 통신 상태를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 유도가열장치(200)는 무선 유도가열 밥솥(100)으로부터 통신 응답 신호가 수신되면 통신 상태를 정상 상태로 결정할 수 있고, 유도가열 밥솥으로부터 통신 응답 신호가 수신되지 않으면 통신 상태를 불가 상태로 결정할 수 있다.
유도가열장치(200)는 통신 상태가 정상 상태로 결정되면 무선 유도가열 밥솥(100)이 이상정보를 출력하도록 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 오배치 상태이지만 통신 상태가 정상 상태인 경우, 통신부(240)는 통신 모듈(122)에 이상정보 출력 요청 신호를 송신할 수 있다. 무선 유도가열 밥솥(100)의 제어 모듈(121)은 통신 모듈(122)을 통해 이상정보 출력 요청 신호를 수신하고, 수신된 신호에 따라 디스플레이 모듈(123)이 이상정보를 사용자에게 시각적으로 출력하도록 제어할 수 있다.
반면, 유도가열장치(200)는 통신 상태가 불가 상태로 결정되면 가열 코일(210)의 출력을 감소시키고 이상정보를 출력할 수 있다.
보다 구체적으로, 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 오배치 상태이면서 통신 상태가 불가 상태인 경우, 데이터 통신이 불가하므로 통신부(240)는 통신 모듈(122)에 이상정보 출력 요청 신호를 송신하지 않을 수 있다. 이 때, 제어부(230)는 가열 코일(210)에 공급되는 전류량을 감소시킴으로써 가열 코일(210)의 출력을 감소시키고, 디스플레이부(250)가 이상정보를 사용자에게 시각적으로 출력하도록 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 무선 유도가열 시스템은 무선 유도가열 밥솥과 유도가열장치가 오배치 상태임을 사용자에게 알림으로써, 사용자가 무선 유도가열 밥솥을 유도가열장치 상에 제대로 배치하도록 유도할 수 있고, 이에 따라 무선 유도가열 밥솥의 배치 상태 불량에 따른 취반 성능 저하를 방지할 수 있다.
다음으로, 배치 상태에 따른 무선 유도가열 밥솥(100)의 동작에 대해 설명하도록 한다.
무선 유도가열 밥솥(100)은 수신 코일(140)의 전류 변화량에 기초하여 배치 상태를 결정할 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 제어 모듈(121)은 수신 코일(140)의 전류량을 검출할 수 있다. 제어 모듈(121)의 전류량 검출 동작에는 임의의 전류 센서 또는 전류 검출 회로가 이용될 수 있다. 제어 모듈(121)은 미리 설정된 주기에 따라 수신 코일(140)의 전류량을 검출하고, 각 주기에서 이전 주기와 현재 주기의 전류 변화량을 산출할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 배치 상태가 정배치 상태에서 오배치 상태로 전환되면 가열 코일(210)과 수신 코일(140) 사이의 정합도가 감소하므로 수신 코일(140)의 전류량 또한 감소할 수 있다. 이에 따라, 제어 모듈(121)은 수신 코일(140)의 전류 변화량와 기준값을 비교하여 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태를 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어 모듈(121)은 수신 코일(140)의 전류 변화량이 기준값 이하이면 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태를 정배치 상태로 결정할 수 있다. 반면에, 제어 모듈(121)은 수신 코일(140)의 전류 변화량이 기준값을 초과하면 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태를 오배치 상태로 결정할 수 있다.
무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 오배치 상태로 결정되면, 기본적으로 제어 모듈(121)은 디스플레이 모듈(123)이 이상신호를 사용자에게 시각적으로 출력하도록 제어할 수 있다.
또한, 무선 유도가열 밥솥(100)은 배치 상태가 오배치 상태로 결정되면 유도가열장치(200)에 출력 감소 요청 신호를 송신할 수 있다. 유도가열장치(200)는 출력 감소 요청 신호에 따라 가열 코일(210)의 출력을 감소시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 오배치 상태이면 통신 모듈(122)은 유도가열장치(200)의 통신부(240)에 출력 감소 요청 신호를 송신할 수 있다.
전술한 바와 같이, 통신 모듈(122)이 수신 코일(140)에 유도된 전류를 전원으로 이용하여 동작하는 경우에, 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 오배치 상태이면서 통신 상태가 불가 상태이면, 출력 감소 요청 신호는 통신부(240)에 송신되지 못할 수 있다.
반면에, 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 오배치 상태이지만 통신 상태가 정상 상태인 경우, 출력 감소 요청 신호는 통신부(240)에 송신될 수 있다. 제어부(230)는 통신부(240)를 통해 출력 감소 요청 신호를 수신하고, 수신된 신호에 따라 가열 코일(210)에 공급되는 전류량을 감소시킴으로써 가열 코일(210)의 출력을 감소시킬 수 있다.
한편, 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 오배치 상태이면서 통신 상태가 불가 상태인 경우에도 출력 감소 요청 신호가 유도가열장치(200)로 송신될 수 있도록, 무선 유도가열 밥솥(100)의 통신 모듈(122)은 내부 배터리(190)에 의해 전원을 공급받을 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 무선 유도가열 밥솥(100)은 배터리(190)를 더 포함할 수 있다. 배터리(190)는 일정 전압을 공급하는 비충전지일 수도 있고, 수신 코일(140)에 유도된 전류를 예비 전력으로서 저장하는 충전지일 수도 있다.
배터리(190)는 수신 코일(140)에 전류가 유도되는지 여부와 관계 없이 일정한 전압을 통신 모듈(122)에 공급할 수 있다. 이에 따라, 무선 유도가열 밥솥(100)은 배터리(190)에 의해 전원을 공급받는 통신 모듈(122)을 통해 유도가열장치(200)에 출력 감소 요청 신호를 송신할 수 있다.
이 경우에는, 무선 유도가열 밥솥(100)의 배치 상태가 오배치인 모든 경우에서 가열 코일(210)의 출력이 감소될 수 있다.
이하에서는, 도 9 및 도 10을 참조하여 일 실시예에 따른 유도가열장치(200) 및 무선 유도가열 밥솥(100)의 동작 과정을 구체적으로 설명하도록 한다.
먼저 도 9를 참조하면, 유도가열장치(200)는 가열 코일(210)의 전류량을 검출하고(S11), 이전 주기와 현재 주기의 전류 변화량을 산출한 후, 산출된 전류 변화량과 기준값을 비교할 수 있다(S12).
전류 변화량이 기준값 이내이면 유도가열장치(200)는 가열 코일(210)에 공급되는 전류량을 유지함으로써 가열 코일(210)의 출력을 유지할 수 있다(S13).
반면에, 전류 변화량이 기준값을 초과하면 유도가열장치(200)는 무선 유도가열 밥솥(100)과의 통신 가능 여부를 판단할 수 있다(S14).
판단 결과, 통신이 가능한 것(정상 상태)으로 판단된 경우, 유도가열장치(200)는 무선 유도가열 밥솥(100)에 이상정보 출력 신호를 송신할 수 있다(S15).
통신 요청 신호의 송신 및 통신 응답 신호의 수신 과정을 통해 통신 가능 여부(통신 상태)를 결정하는 내용과, 무선 유도가열 밥솥(100)이 이상정보 출력 신호에 따라 동작하는 과정에 대해서는 전술한 바 있으므로 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.
반면에, 통신이 불가능한 것(불가 상태)으로 판단된 경우, 유도가열 장치는 가열 코일(210)에 공급되는 전류량을 감소시킴으로써 가열 코일(210)의 출력을 감소시킬 수 있다(S16).
이어서, 유도가열 장치는 내부 디스플레이부(250)를 통해 이상정보를 사용자에게 시각적으로 출력할 수 있다(S17). 한편, 단계(S16)와 단계(S17)의 순서는 서로 뒤바뀔 수 있다.
다음으로 도 10을 참조하면, 무선 유도가열 밥솥(100)은 수신 코일(140)의 전류량을 검출하고(S21), 이전 주기와 현재 주기의 전류 변화량을 산출한 후, 산출된 전류 변화량과 기준값을 비교할 수 있다(S22).
전류 변화량이 기준값 이내이면 지속적으로 단계(S21) 및 단계(S22)의 동작을 반복적으로 수행하고, 전류 변화량이 기준값을 초과하면 유도가열장치(200)에 출력 감소 요청 신호를 송신할 수 있다(S23).
유도가열장치(200)가 출력 감소 요청 신호에 따라 동작하는 과정에 대해서는 전술한 바 있으므로 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.
출력 감소 요청 신호의 송신 이후 무선 유도가열 밥솥(100)은 내부 디스플레이 모듈(123)을 통해 이상정보를 사용자에게 시각적으로 출력할 수 있다(S24). 한편, 단계(S23)와 단계(S24)의 순서는 서로 뒤바뀔 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 무선 유도가열 시스템은 무선 유도가열 밥솥과 유도가열장치의 상호 배치에 따라 무선 유도가열 밥솥에 대한 열 전달량을 제어함으로써, 무선 유도가열 밥솥의 배치 상태 불량에 따라 발생할 수 있는 안전상의 문제를 방지할 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (20)

  1. 가열 코일을 통해 자기장을 발생시키는 유도가열장치; 및
    상기 가열 코일이 형성하는 영역 상에 배치되고, 상기 가열 코일에서 발생하는 자기장을 이용하여 조리 동작을 수행하는 무선 유도가열 밥솥을 포함하고,
    상기 유도가열장치 및 상기 무선 유도가열 밥솥은 상기 유도가열장치에 대한 상기 무선 유도가열 밥솥의 배치 상태에 따라 상호 데이터 통신을 수행하여 이상정보를 출력하거나 상기 가열 코일의 출력을 제어하는 무선 유도가열 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유도가열장치는
    상기 가열 코일의 전류 변화량에 기초하여 상기 무선 유도가열 밥솥의 배치 상태를 결정하는 무선 유도가열 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유도가열장치는
    상기 가열 코일의 전류 변화량이 기준값 이하이면 상기 배치 상태를 정배치 상태로 결정하고, 상기 가열 코일의 전류 변화량이 상기 기준값을 초과하면 상기 배치 상태를 오배치 상태로 결정하는 무선 유도가열 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 유도가열장치는
    상기 무선 유도가열 밥솥의 배치 상태가 정배치 상태이면 상기 가열 코일의 출력을 유지하고, 상기 배치 상태가 오배치 상태이면 상기 가열 코일의 출력을 감소시키는 무선 유도가열 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무선 유도가열 밥솥은
    상기 가열 코일에서 발생하는 자기장에 의해 유도된 전류를 이용하여 상기 유도가열장치와 데이터 통신을 수행하는 무선 유도가열 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유도가열장치는
    상기 무선 유도가열 밥솥의 배치 상태가 오배치 상태이면 상기 무선 유도가열 밥솥과의 통신 상태를 결정하고, 상기 통신 상태에 따라 상기 이상정보를 출력하거나 상기 무선 유도가열 밥솥이 상기 이상정보를 출력하도록 제어하는 무선 유도가열 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유도가열장치는
    상기 통신 상태가 정상 상태이면 상기 무선 유도가열 밥솥이 상기 이상정보를 출력하도록 제어하고, 상기 통신 상태가 불가 상태이면 상기 가열 코일의 출력을 감소시키고 상기 이상정보를 출력하는 무선 유도가열 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무선 유도가열 밥솥은
    상기 가열 코일에서 발생하는 자기장에 의해 전류가 유도되는 수신 코일을 포함하고, 상기 수신 코일의 전류 변화량에 기초하여 상기 배치 상태를 결정하는 무선 유도가열 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 무선 유도가열 밥솥은
    상기 수신 코일의 전류 변화량이 기준값 이하이면 상기 배치 상태를 정배치 상태로 결정하고, 상기 수신 코일의 전류 변화량이 상기 기준값을 초과하면 상기 배치 상태를 오배치 상태로 결정하는 무선 유도가열 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 무선 유도가열 밥솥은
    상기 배치 상태가 오배치 상태이면 이상신호를 출력하는 무선 유도가열 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 무선 유도가열 밥솥은
    상기 배치 상태가 오배치 상태이면 상기 유도가열장치에 출력 감소 요청 신호를 송신하고,
    상기 유도가열장치는
    상기 출력 감소 요청 신호에 따라 상기 가열 코일의 출력을 감소시키는 무선 유도가열 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 무선 유도가열 밥솥은
    내부 배터리에 의해 전원을 공급받는 통신 모듈을 통해 상기 유도가열장치에 상기 출력 감소 요청 신호를 송신하는 무선 유도가열 시스템.
  13. 유도가열장치 상에서 동작하는 무선 유도가열 밥솥에 있어서,
    상면이 개방되는 본체부;
    상기 본체부의 상면에 체결되는 뚜껑부;
    상기 본체부 내부에 수납되어 상기 유도가열장치의 가열 코일에서 발생하는 자기장에 의해 가열되는 내솥;
    상기 본체부의 바닥면에 배치되고, 상기 가열 코일에서 발생하는 자기장에 의해 전류가 유도되는 제1 전력 수신 코일;
    상기 내솥의 외주면에 수직 방향으로 배치되고, 상기 제1 전력 수신 코일과 연결되어 상기 유도된 전류를 이용하여 상기 내솥을 가열하는 측면 가열 코일;
    상기 본체부의 상부 일 측면에 구비되어 상기 제1 전력 수신 코일에 유도된 전류를 공급받아 자기장을 발생시키는 전력 송신 코일;
    상기 뚜껑부의 일 측면에 구비되고, 상기 전력 송신 코일에서 발생하는 자기장에 의해 유도된 전류를 적어도 하나의 전자 디바이스에 공급하는 제2 전력 수신 코일;
    상기 제1 전력 수신 코일 및 상기 제2 전력 수신 코일 중 적어도 하나의 전류 변화량에 기초하여 상기 유도가열장치에 대한 배치 상태를 결정하는 제어 모듈; 및
    상기 배치 상태에 따라 상기 유도가열장치와 데이터 통신을 수행하는 통신 모듈을 포함하는
    무선 유도가열 밥솥.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어 모듈 및 상기 통신 모듈은 상기 제2 전력 수신 코일에 유도된 전류를 이용하여 동작하는 무선 유도가열 밥솥.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 전류 변화량이 기준값 이하이면 상기 배치 상태를 정배치 상태로 결정하고, 상기 전류 변화량이 상기 기준값을 초과하면 상기 배치 상태를 오배치 상태로 결정하는 무선 유도가열 밥솥.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 배치 상태가 오배치 상태로 결정되면 디스플레이 모듈이 이상정보를 시각적으로 출력하도록 제어하는 무선 유도가열 밥솥.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 통신 모듈은 상기 배치 상태가 오배치 상태로 결정되면 상기 유도가열장치에 출력 감소 요청 신호를 송신하고,
    상기 유도가열장치는 상기 출력 감소 요청 신호에 따라 상기 가열 코일의 출력을 감소시키는 무선 유도가열 밥솥.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 통신 모듈은 상기 제2 전력 수신 코일에 유도된 전류를 이용하여 상기 출력 감소 요청 신호를 송신하거나, 내부 배터리에서 공급되는 전원을 이용하여 상기 출력 감소 요청 신호를 송신하는 무선 유도가열 밥솥.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 통신 모듈은 상기 배치 상태가 오배치 상태로 결정되면 상기 유도가열장치로부터 이상정보 출력 요청 신호를 수신하고,
    상기 제어 모듈은 상기 이상정보 출력 요청 신호에 따라 디스플레이 모듈이 이상정보를 시각적으로 출력하도록 제어하는 무선 유도가열 밥솥.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전자 디바이스, 제어 모듈 및 통신 모듈은 상기 뚜껑부에 구비되는 무선 유도가열 밥솥.
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