머그워머 핫탑, 도넛형 음료보온기 - 특허기술

본 제품은 소위 가짜 핫탑이 아니다. 보통 USB 타입으로 된 핫탑이 있으나 실제로 음료를 보온할 수 있는 에너지를 방출할 수 없다. 따라서 USB 타입은 절대로 머그컵 음료의 온도(60도 내외)를 유지할 수 없다. 속고 구매하지는 말자.

본 제품 '머그워머 핫탑'은 독일과 일본으로도 수출되는 커피와 차, 음료 등을 따뜻하게 유지해 주는 보온받침대 핫탑이다.

 

전자파 걱정도 없이(끊이지 않음) 사용이 가능하고, 찬 음료나 찬물을 부어도 따뜻하게 해주고, 전기료도 걱정이 없는 핫탑이다. 커피나 녹차 등을 따뜻한 상태로 계속 먹고 싶을 때, 한약이나 건강음료를 데워 먹을 때, 전자파 걱정없이 물을 끓일 필요가 없이 핫탑에만 올려놓으면 따뜻하게 만들수 있다. 
국이나 고기, 볶음요리를 먹을 때도 먹는 사이에 식지 않게 해주기에 다양한 재질(플라스틱은 제외)에도 상관없이 핫탑에만 올려 놓으면 먹는 내내 따뜻하게 먹을 수 있다.

 

발명의 명칭 : 열접촉 패드를 구비한 전기가열보온장치, 대한민국 특허등록번호/일자 : 1010107390000 (2011.01.18), 출원인, 발명자 : 이원배, 최종권리자 : 주식회사 더원리빙, 존속기간(예정) 만료일 : 2029년 02월 17일

 

 

발명의 설명

기술분야

본 발명은 고밀착 열접촉 패드를 구비한 전기가열보온장치에 관한 것으로, 상세히는 전기가열보온장치의 상판과 용기 사이의 접촉 불량으로 인한 열적 손실을 최소화할 수 있도록 전기가열보온장치의 상판 위에 내열성 실리콘 재질로 이루어진 고밀착 열접촉 패드를 부착하여 상판과 용기 사이에 틈새가 발생하지 않도록 완전히 밀착시킴으로써 열효율을 극대화할 수 있도록 한 것이다.

필름히터형 전기가열보온장치란 열전도성이 우수한 금속이나 세라믹 기판의 저면에 분말 저항발열체를 실크 스크린기기로 인쇄하여 건조 및 소성과정을 거쳐 제작된 필름히터에 전기를 인가하여 발생된 열을 생활용 용기에 열을 전달하여 음식을 조리하거나 데우는 기기를 말한다.

필름히터형 전기가열보온장치는 기존의 복사열을 내는 니켈코일의 히터나 튜브형 히터의 전기조리기기보다 열효율 면에서 월등히 앞서 있다. 즉, 전기를 열로 변환시켜 상판에 열을 발생시키는 것은 기존의 히터보다 30%이상 높은 효율을 가지고 있다. 그런데 상판에 전달된 열이 조리기구에 고스란히 전달되어야 시스템적으로 열효율이 높고 에너지 소비가 덜한 제품으로 인정받을 수 있는 것이다.

 

배경기술

일반적으로 전기가열보온장치의 상판과 조리기구 사이의 접촉이 일정 수준 이상만 되면 열수로 현상에 의해 열의 전달은 별 무리가 없지만, 그 접촉 면적이 현저히 작으면 발생된 열 중에 신속히 조리기구에 전달되지 못한 열은 열확산의 병목현상과 같은 저항에 의해 조리기구가 아닌 다른 주변의 구성물로 열전달을 하게 되는데, 이것은 바로 열적손실이자 주변의 구성물의 기능 저하 및 장애를 가져올 수 있다.

전기가열보온장치의 상판으로 사용되는 금속이나 세라믹은 어느 수준 이상의 평탄도는 가지나 기울기의 편차가 전혀 없는 것은 아니다. 또한, 어떠한 상판도 표면거칠기가 0인 것은 없다. 전기가열 보온장치의 상판으로 사용되는 금속이나 세라믹글라스는 모두가 일정 수준의 표면거칠기가 있고, 또한 표면거칠기도 일정하지 않은 편차를 갖고 있다.

어떠한 값의 표면거칠기를 가지는 상판은 조리기구가 올려질 때 접촉하지 못한 면은 공기층으로 남게 되는데, 이때 공기층은 위에서 설명한 바와 같이 열전달의 장애요인이 된다.

또한, 전기가열보온장치 상판의 표면거칠기 뿐만아니라 조리용기의 바닥면 형상 또한 편평하지 않거나 어느 정도의 굴곡 또는 표면거칠기를 가지므로 이 역시 열전달효율 저하의 요인이 된다.

기존의 가열 또는 보온장치들은 머그컵이나 커피잔 등의 바닥의 단순 평탄도 문제뿐만 아니라 굴곡에 대해서도 아무런 대응없이 단순히 수평적인 상판으로 가열과 보온을 시도함으로써 열전달을 현저히 저하시켜 목적하는 온도를 유지하는데 상당한 에너지를 낭비하고 주변의 구성물에 좋지 않은 영향을 주었다.

또한, 기존의 장치는 머그컵이나 커피잔의 가열보온장치로만 사용하여 동일 기능을 요구하는 찌개 등을 담는 용기류에 대해서는 구조적으로 대응을 하지 못했다.

 

 

발명의 해결 하고자하는 과제

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전기가열보온장치 특히, 필름히터형 전기가열보온장치의 열효율을 향상시킬 수 있도록 전기가열보온장치 상판의 표면거칠기와 조리기구의 바닥 형태 및 평탄도, 표면거칠기로 인한 열전달 손실문제를 해결할 수 있도록 하고, 머그컵이나 커피잔과 같이 바닥의 굴곡이 심한 용기뿐만 아니라 찌개류 등을 담는 용기의 가열과 보온을 겸할 수 있도록 하는데 있다.

 

과제 해결수단

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전기가열보온장치의 상판 위에 변형성이 우수한 겔상태의 실리콘층을 도포하고, 이 겔 상태의 실리콘층 위에 변형성이 약한 시트형태의 실리콘층을 코팅하여서 된 고밀착 열접촉 패드를 갖는 필름히터 전기가열보온장치를 제공한다.

본 발명에서 상기 전기가열보온장치의 상판 위에 변형성이 우수한 고밀착 열접촉 패드를 접착함으로써 전기가열보온장치 상판과 조리기구 바닥면의 평탄도 및 표면거칠기에 따른 이격공간 즉, 공기층을 메워줌으로써 전기가 열보온장치 상판에서 조리기구로의 열전달을 효과적으로 해주는 역할을 하는 것으로, 고밀착 열접촉 패드는 전기가열보온장치 상판 위에 부착되고 이 고밀착 열접촉 패드 위에 조리기구가 올려짐으로써 상판 아래의 필름히터에서 발생된 열이 조리용기에 전달되는 과정에서의 열손실을 최소화할 수 있게 된다.

본 발명에서 사용되는 고밀착 열접촉 패드는 조리용기와 접촉되는 것인 만큼 최고온도 400℃에서도 견딜 수 있는 내열성 실리콘 소재를 사용한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서는 머그컵이나 커피잔 등의 굴곡이 심한 바닥을 가지는 용기에 대응하기 위해 상판의 중심부를 솟아오르게 하여 머그컵이나 커피잔 바닥 저면의 중심부와 상판이 완전히 밀착될 수 있도록 하고, 찌개류 등을 담은 용기에도 사용할 수 있도록 하기 위해 중심부의 솟은 높이만큼 테두리부를 솟아 오르게 하여 찌개류를 조리하기 위한 용기의 안정적인 가열보온 받침대로서의 역할도 겸하도록 한다.

 

발명의 효과

본 발명은 전기가열보온장치의 상판과 조리용기 바닥면의 표면거칠기나 굴곡 등으로 인한 밀착성 저하로 인하여 전기가열보온장치 상판에서 조리용기로의 열전달효율이 떨어지는 것을 변형성이 우수한 내열성 실리콘 재질의 고밀착 열접촉 패드가 개재되어 전기가열보온장치 상판에서 조리용기 바닥으로의 열전달효율을 높일 수 있으므로 전기가열보온장치의 열효율을 극대화할 수 있고, 전기가열보온장치 상판의 중심부와 테두리 부를 솟아오르게 하여 머그컵이나 커피잔에도 사용할 수 있고, 찌개류의 음식용기에도 사용할 수 있는 등의 유용한 효과를 갖는다.

 

▲ 도 4. 본 발명의 실시 예에 의한 필름히터형 전기레인지의 단면도