KR20000009358A - Cooking pan using a thermo siphon - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 써모 사이펀을 이용한 조리용기(cooking pan using thermo syphon)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적은 열량을 사용하면서도 음식물이 골고루 조리되고 적절한 보온성도 지니도록 하는 써모 사이펀을 이용한 조리용기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooking container using a thermo siphon, and more particularly, to a cooking container using a thermo siphon to allow food to be cooked evenly and to have proper thermal insulation while using less calories.
일반적으로 음식물을 조리하는 수단으로 전기 밥솥, 전기 냄비, 압력솥, 가스오븐, 전자렌지 등 다양한 기기가 사용된다. 이러한 기기는 조리시 작동의 편리함, 조리된 음식물의 맛, 조리후 외관상의 정결함 등의 측면에서 제각각 다른 장점을 지니기 때문에 음식물의 종류에 따라 적절한 것을 선택해야 한다.In general, as a means for cooking food, various devices such as an electric rice cooker, an electric pot, a pressure cooker, a gas oven, and a microwave oven are used. These devices have different advantages in terms of convenience of cooking operation, taste of cooked food, and cleanliness of appearance after cooking, and therefore, an appropriate one should be selected according to the type of food.
상기한 조리기기는 열효율의 측면에서 어느 정도의 차이가 있기는 하지만 그 차이가 크지 않아 실제 조리에 있어서 선택의 기준이 되지 못한다. 그러나 음식물을 다량으로 조리하는 음식점 등의 경우 열효율 관리에 의한 에너지 절감의 효과는 커지게 된다.Although the above-mentioned cooking apparatus has some difference in terms of thermal efficiency, the difference is not so large that it is not a standard of selection in actual cooking. However, in the case of restaurants that cook a large amount of food, the effect of energy saving by thermal efficiency management is increased.
또한 상기한 대부분의 조리기기는 조리가 완료된 후의 보온성에 대한 대책이 없는바 비교적 단시간 내에 음식물의 온도가 하강하는데, 보온성을 유지하기 위해서는 계속 적절한 열량을 제공하거나 별도의 구성을 추가해야 한다.In addition, since most of the cooking appliances have no measures for keeping warm after the cooking is completed, the temperature of the food drops in a relatively short time. In order to maintain the warmth, it is necessary to continuously provide an appropriate amount of heat or add a separate configuration.
이에 따라 본 발명은 적은 열량을 사용하면서도 음식물이 골고루 조리되고 적절한 보온성도 지니도록 하는 써모 사이펀을 이용한 조리용기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooking container using a thermo siphon that allows food to be evenly cooked and has proper heat retention while using less calories.
도 1은 본 발명에 따른 써모 사이펀의 작동을 나타내는 예시도,1 is an exemplary view showing the operation of the thermosiphon according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 조리용기의 일예를 나타내는 구성도,2 is a block diagram showing an example of a cooking vessel according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 조리용기의 다른 예를 나타내는 구성도,3 is a configuration diagram showing another example of a cooking vessel according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 온도 프로파일을 종래와 비교하는 도표.4 is a diagram comparing the temperature profile according to the invention with the prior art.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
11: 관재 12: 상부캡11: Pipe 12: Upper Cap
13: 하부캡 14: 작동유체13: lower cap 14: working fluid
21, 31: 내부용기 21a: 플랜지부21, 31: inner container 21a: flange
22, 32: 외부용기 22a: 플랜지부22, 32: outer container 22a: flange portion
22b: 관통공 33: 손잡이22b: through hole 33: handle
34: 단열재 W: 용접부34: insulation material W: weld
T: 온도 x: 거리T: temperature x: distance
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 써모 사이펀을 이용한 조리용기는, 음식물을 수용하는 내부용기(21)와 열원으로부터 흡열하는 외부용기(22)가 상호 밀폐공간을 형성하도록 접합되고, 상기 밀폐공간 상에는 적절한 진공압을 형성한 상태에서 메칠알콜, 탄소분말, 물을 적절한 비율로 혼합한 작동유체(14)가 수용되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve this object, the cooking vessel using the thermosiphon of the present invention is joined to form an airtight space between the inner container 21 containing food and the outer container 22 absorbing heat from a heat source, and on the sealed space. It is characterized in that the working fluid 14 which mixes methyl alcohol, carbon powder, and water in an appropriate ratio in the state which formed the appropriate vacuum pressure is accommodated.
본 발명의 다른 특징으로서, 상기 외부용기(22) 대신 측면에 단열재(34)가 감싸지도록 접합되는 외부용기(32)를 사용하는 것도 가능하다.As another feature of the present invention, instead of the outer container 22, it is also possible to use an outer container 32 which is bonded to the side to surround the heat insulating material 34.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 써모 사이펀의 작동을 나타내는 예시도가 도시된다.1 is an exemplary view showing the operation of a thermosiphon according to the present invention.
써모 사이펀은 다공성 모세관인 윅(wick)을 설치하지 않고 모세관 형태에 의해 열매체인 작동유체(14)가 증발부로 이동할 수 있게 하는 원리를 지닌다. 본 발명에 따른 시험에는 관재(11)에 작동유체(14)를 적절한 양으로 충진하고 상하를 상부캡(12) 및 하부캡(13)으로 밀봉한 구성의 시제품이 사용되었다.Thermo siphon has a principle that allows the working fluid 14, which is a heating medium, to move to the evaporation part by the capillary shape without installing a wick which is a porous capillary. In the test according to the present invention, a prototype having a configuration in which the pipe 11 was filled with the working fluid 14 in an appropriate amount and the upper and lower portions were sealed with the upper cap 12 and the lower cap 13 was used.
이러한 시제품을 수직으로 세운 상태로 하부캡(13)을 가열하면 부호 14a로 나타내는 것처럼 작동유체(14) 내부에 비등기포가 형성하고, 작동유체(14)의 표면에서 부호 14b로 나타내는 것처럼 증발에 의한 포화증기가 발생하고, 부호 14c로 나타내는 것처럼 관재(11)의 내벽에서 열량을 발산한 포화증기가 응축되어 작동유체(14)로 순환한다.When the lower cap 13 is heated in such a state that the prototype is upright, boiling bubbles are formed inside the working fluid 14, as indicated by reference numeral 14a, and by evaporation as indicated by reference numeral 14b on the surface of the working fluid 14, Saturated steam is generated, and saturated steam, which emits heat from the inner wall of the pipe 11, is condensed and circulated to the working fluid 14 as indicated by reference numeral 14c.
이와 같은 구성에 의하면 가열을 시작한 지 3∼10초 이내에 하부캡(13)에서 상부캡(12)에 이르는 전 부분의 온도가 균일해지는 것을 실측할 수 있다.According to such a structure, it can be measured that the temperature of all parts from the lower cap 13 to the upper cap 12 becomes uniform within 3 to 10 seconds of starting heating.
도 2는 본 발명에 따른 조리용기의 일예를 나타내는 구성도가 도시된다.2 is a block diagram showing an example of a cooking vessel according to the present invention.
본 발명에 따르면 음식물을 수용하는 내부용기(21)와 열원으로부터 흡열하는 외부용기(22)가 상호 밀폐공간을 형성하도록 접합된다. 내부용기(21)와 외부용기(22)를 드로오잉 가공으로 성형하고 각각의 플랜지부(21a)(22b)를 용접하여 일종의 이중벽 구조를 형성하는 점에 있어서는 종래의 압력솥과 큰 차이가 없다. 도시에서 부호 W는 플랜지부(21a)(22b)의 길이를 같게 하고 변두리 이음(edge joint)한 용접부를 나타내는데, 플랜지부(21a)(22b)의 길이를 약간 다르게 하고 겹치기 이음(lap joint)하는 구성도 가능하다.According to the present invention, the inner container 21 containing food and the outer container 22 absorbing heat from a heat source are joined to form a sealed space with each other. The inner container 21 and the outer container 22 are formed by a drawing process, and each flange 21a, 22b is welded to form a double wall structure, which is not much different from the conventional pressure cooker. In the figure, the symbol W denotes a welded joint having the same lengths of the flange portions 21a and 22b and edge joints. Configuration is also possible.
그리고 외부용기(22)의 바닥면에는 후술하는 작동유체(14)를 충진하기 위한 관통공(22b)을 형성한다. 본 발명에 따른 조리용기의 제조시 마지막 공정에서 관통공(22b)이 용접으로 메워지기 때문에 음식물에 접촉하는 내부용기(21) 대신 외부용기(22)에 관통공(22b)을 형성하여 위생적 측면을 고려하는 것이 바람직하다. 관통공(22b)은 작동유체(14)의 충진에 필요한 최소한의 크기로 하는데, 그 위치도 외부용기(22)의 중앙이 아닌 측면을 이용할 수도 있다.And the bottom surface of the outer container 22 is formed with a through hole (22b) for filling the working fluid 14 to be described later. In the final process of manufacturing the cooking vessel according to the present invention, since the through-hole 22b is filled by welding, the through-hole 22b is formed in the outer container 22 instead of the inner container 21 in contact with food, thereby improving the hygienic side. It is desirable to consider. The through hole 22b has a minimum size required for filling the working fluid 14, and the position thereof may be used instead of the center of the outer container 22.
이때 내부용기(21) 및 외부용기(22)가 이루는 밀폐공간은 약 10-3Torr의 고진공이 유지되도록 한다. 상기한 정도의 진공압은 로터리 펌프와 이에 연결되는 진공조를 사용하여 달성될 수 있다. 본 발명의 조리용기를 진공조에 넣고 후속 공정을 수행한 후 관통공(22b)을 폐쇄하면 진공도가 유지된다.At this time, the sealed space formed by the inner container 21 and the outer container 22 is to maintain a high vacuum of about 10 -3 Torr. The above degree of vacuum pressure can be achieved by using a rotary pump and a vacuum tank connected thereto. After the cooking vessel of the present invention is put in a vacuum chamber and the subsequent process is performed, the through-hole 22b is closed to maintain the vacuum degree.
또, 본 발명에 따르면 상기 밀폐공간 상에는 적절한 진공압을 형성한 상태에서 메칠알콜, 탄소분말, 물을 적절한 비율로 혼합한 작동유체(14)가 수용된다. 내부용기(21) 및 외부용기(22) 사이에 주입된 작동유체(14)는 고진공 상태이므로 증발이 더욱 용이해지고 빠른 시간 내에 포화증기를 발생한다.Further, according to the present invention, the working fluid 14 containing methyl alcohol, carbon powder, and water in an appropriate ratio is accommodated in the closed space. Since the working fluid 14 injected between the inner vessel 21 and the outer vessel 22 is in a high vacuum state, evaporation becomes easier and generates saturated steam in a short time.
이때 상기 작동유체(14)는 메칠알콜 60∼70%, 탄소분말 20∼30%, 물 10∼20%의 체적비로 혼합한다. 상기한 3종류의 물질을 다양한 비율로 하여 실험한 결과 적절한 혼합비가 도출되었다. 본 발명의 조리용기를 사용하는 중에 내부용기(21)가 파손되어 작동유체(14)가 음식물에 누출되어도 인체에 무해하도록 메칠알콜과 탄소분말이 선정되었으나 이에 상응하는 물리적 성질을 지니는 다른 물질로 대체하는 것도 가능하다.At this time, the working fluid 14 is mixed in a volume ratio of 60-70% methyl alcohol, 20-30% carbon powder, and 10-20% water. Experiments with the above three types of materials at various ratios yielded appropriate mixing ratios. Methyl alcohol and carbon powder have been selected to be harmless to the human body even when the working container 14 is damaged due to breakage of the inner container 21 while using the cooking vessel of the present invention, but it is replaced with another material having a corresponding physical property. It is also possible.
도 3은 본 발명에 따른 조리용기의 다른 예를 나타내는 구성도가 도시된다.3 is a block diagram showing another example of the cooking vessel according to the present invention.
본 발명의 변형예에 따르면 전술한 외부용기(22) 대신 측면에 단열재(34)가 감싸지도록 접합되는 외부용기(32)를 사용하는 것도 가능하다. 단열재(34)는 외부용기(32)에 손잡이(33)를 고정한 후 손잡이(33)를 이용하여 부착하면 작업이 용이하다. 내부용기(31)와 외부용기(32)를 접합한 다음 고진공 하에서 작동유체(14)를 충진하고 밀봉하는 구성은 도 2와 동일하다. 손잡이(33)도 안전을 고려하여 단열성 소재를 사용한다.According to a modified example of the present invention, it is also possible to use the outer container 32 which is bonded to the insulation material 34 is wrapped on the side instead of the outer container 22 described above. The heat insulating material 34 is easy to work by attaching the handle 33 to the outer container 32 and then using the handle 33. The inner container 31 and the outer container 32 are bonded to each other, and the configuration for filling and sealing the working fluid 14 under high vacuum is the same as that of FIG. 2. Handle 33 also uses a heat insulating material in consideration of safety.
도 2가 전기 밥솥과 같이 내부에 단열재를 지니는 케이싱을 사용하는 기기에 적용하는 구성이라면, 도 3은 자체로 단열재(34)를 지니므로 안전성이 보장되어 독립적으로 사용할 수 있는 구성이다.If FIG. 2 is applied to a device using a casing having heat insulating material inside, such as an electric rice cooker, FIG. 3 has a heat insulating material 34 itself and thus is a structure that can be independently used to ensure safety.
이와 같이 단열재(34)는 조리중에 조리자가 부주의하여 내부용기(31)에 접촉하더라도 화상을 입는 것을 방지할 뿐아니라 외부용기(32)에서 단열재(34)가 위치하는 부분으로 방출되는 열량이 내부용기(31) 측으로 유입되도록 하여 열효율을 향상시킨다.In this way, the heat insulating material 34 not only prevents burns even when the cook inadvertently touches the inner container 31 during cooking, but also heat amount emitted from the outer container 32 to the portion where the heat insulating material 34 is located. Improved thermal efficiency by allowing to flow into the (31) side.
도 4는 본 발명에 따른 온도 프로파일을 종래와 비교하는 도표가 도시된다.4 shows a diagram comparing the temperature profile according to the invention with the prior art.
도시에서 부호 A는 조리용기의 일단에서 타단까지 거리(x)에 따른 단면형상을 나타내고, 부호 B 및 C는 상기한 거리(x) 변화에 따라 각각 본 발명 및 종래의 온도(T) 분포를 나타낸다.In the figure, symbol A represents the cross-sectional shape according to the distance (x) from one end to the other end of the cooking vessel, and symbols B and C represent the present invention and the conventional temperature (T) distribution, respectively, according to the above-described distance (x) change. .
종래의 경우 열원에 접촉하는 중앙부분에서 가장 온도(T)가 높고 측면으로 갈수록 온도(T)가 급격히 저하되는 반면, 본 발명의 경우 그 온도(T) 변화가 심하지 않은 것을 알 수 있다. 열원의 크기가 작을수록 부호 C는 더욱 종형으로 변하여 온도차가 커지지만 부호 B는 별다른 온도변화 없이 그 상태를 유지할 수 있으므로 본 발명의 조리용기는 열원의 상태에 따른 영향을 적게 받는다.In the conventional case, the temperature T is the highest at the central portion in contact with the heat source and the temperature T rapidly decreases toward the side, whereas in the present invention, the change in temperature T is not severe. As the size of the heat source is smaller, the sign C becomes more vertical and the temperature difference is larger, but the sign B can be maintained without any change in temperature, so the cooking vessel of the present invention is less affected by the state of the heat source.
이와 같이 본 발명의 조리용기를 사용하면 열원에 접하는 하단부분과 그 정반대측 상단부분에서 음식물이 동시에 끓게 되어 압력용기를 사용한 맛을 낼 수 있고, 물의 대류현상이 없어 음식물이 조리중에 뒤섞이지 않아 최초의 모양새를 유지하고, 조리 완료후 열원이 제거되어도 작동유체(14)의 포화증기에 포함된 잠열에 의해 비교적 장시간 보온을 유지할 수 있다. 도 3과 같이 단열재(34)를 부착하는 경우 보온성이 더욱 향상된다.As described above, when the cooking vessel of the present invention is used, the food is boiled at the same time as the food is boiled at the bottom portion and the opposite side of the upper portion opposite to the heat source, so that the taste can be tasted using the pressure vessel. Maintaining the shape of, and even if the heat source is removed after completion of cooking can be kept warm for a relatively long time by the latent heat contained in the saturated steam of the working fluid (14). When attaching the heat insulating material 34 as shown in Figure 3 is further improved heat retention.
그러므로 본 발명의 용기를 전기 밥솥에 적용하는 경우 상기한 작용에 기인하여 열원인 히터의 크기를 소형화할 수 있고 보온을 위한 별도의 히터도 생략하는 것이 가능하다. 실험에 의하면 본 발명의 용기는 3중 구조를 채용한 종래의 용기에 비해 열원의 열량을 50% 정도까지 줄여도 조리가 된다.Therefore, when the container of the present invention is applied to an electric rice cooker, the size of the heater, which is a heat source, can be reduced due to the above-described action, and it is possible to omit a separate heater for keeping warm. According to the experiment, the container of the present invention is cooked even if the heat amount of the heat source is reduced by about 50% compared with the conventional container employing the triple structure.
한편 종래의 용기는 통상 알루미늄 소재를 사용하여 성형하고 테프론으로 코팅하는 구성이기 때문에 부식에 의한 독성유출 우려가 있는 반면, 본 발명은 스테인레스 소재를 사용하여 이러한 단점을 보완하고 기계적 강도도 향상한다.On the other hand, conventional containers are formed using aluminum materials and coated with Teflon, so there is a risk of toxic leakage due to corrosion, while the present invention uses stainless materials to compensate for these disadvantages and to improve mechanical strength.
이상의 구성 및 작용에 의하면 본 발명의 써모 사이펀을 이용한 조리용기는 적은 열량을 사용하면서도 음식물이 골고루 조리되고 적절한 보온성도 지니도록 하는 효과가 있다.According to the above configuration and operation, the cooking vessel using the thermosiphon of the present invention has the effect of having foods evenly cooked and having proper thermal insulation while using less calories.
또한 종래의 압력용기가 3중이나 4중의 구조를 지니는 것에 비하면 본 발명의 조리용기는 2중의 구성으로 할 수 있어 재료비 및 작업공수 감소에 따른 제조원가 절감의 효과를 기대할 수 있다.In addition, compared to the conventional pressure vessel having a triple or quadruple structure, the cooking vessel of the present invention can be configured in a double configuration can be expected to reduce the manufacturing cost according to the material cost and workmanship reduced.
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| CN110859515A (en) * | 2018-08-27 | 2020-03-06 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | Vacuum cooking utensil, method and device for controlling vacuum pumping of vacuum cooking utensil and storage medium |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 19980723 |
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| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 19980723 Comment text: Request for Examination of Application |
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| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20000531 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20000905 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20000531 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |