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전기레인지

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목차

1. 개요

전기레인지는 전기를 이용하여 음식을 조리하는 기기이다. 1859년 조지 B. 심슨이 배터리로 작동하는 전기 히터를 발명한 이후, 1890년대에 토마스 아헌이 전기 오븐을 특허 내면서 개발이 시작되었다. 1905년에는 데이비드 컬 스미스가 가스레인지 형태의 전기레인지를 개발했으며, 그의 아내가 요리책을 저술하여 전기레인지의 보급을 도왔다. 1930년대에 기술 발전과 전기 요금 감소로 보급이 확대되었으며, 현재는 직접 가열 방식, 유도 가열 방식 등 다양한 종류가 사용된다. 전기레인지는 발열체 하나당 1~3kW의 전력을 소비한다.

2. 역사

1859년 9월 20일, 조지 B. 심슨은 배터리를 전원으로 하여 백금 와이어 코일로 가열되는 "전기 히터(electro-heater)" 표면에 대한 미국 특허 #25532를 받았다. 심슨은 이 특허를 통해 난방, 온수, 요리에 유용하게 쓰일 수 있다고 밝혔다.[33]

2. 1. 초기 특허

1859년 9월 20일, 조지 B. 심슨은 배터리에서 전력을 공급하여 백금 코일로 표면을 가열하는 "전기 히터(electro-heater)"에 대한 미국 특허 제25532호를 취득했다. 그는 이 특허 설명에서 방을 데우고 물을 끓이며 음식을 조리하는 데 도움이 된다고 적었다.[33][1]

이후 캐나다 발명가 토마스 아헌은 1892년에 "전기 오븐(Electric oven)"에 대한 특허 제39916호를 출원했다.[2] 같은 해, 그는 아마도 오타와 호텔에서 식사를 제공하기 위해 이 기기를 사용했을 것이다.[3] 1893년, 아헌의 전기 스토브는 시카고 만국 박람회에서 전시되었다. 당시 전기는 아직 보급되지 않아 널리 알려지지 않은 기술이었기 때문에 가스식 조리용 스토브와는 대조적으로 전기식 조리용 스토브가 사람들의 눈길을 끌기까지 시간이 걸렸다.

1897년, 윌리엄 하더웨이는 "자동 제어식 전기 스토브(Automatically Controlled Electric Oven)"에 대한 미국 특허 제574537호를 승인받았다.[5]

2. 2. 칼굴리 스토브

1905년 11월, 웨스턴오스트레일리아 칼굴리 시의 지방 자치 단체 전기 기술자 데이비드 컬 스미스(David Curle Smith)는 가스레인지 디자인을 따라 오븐 위에 핫플레이트가 있고 그 사이에 그릴 트레이가 있는 형태의 장치에 대한 특허(호주 특허 번호 4699/05)를 신청했다. 이는 이후 대부분의 전기레인지의 구성으로 자리 잡았다. 컬 스미스 레인지에는 온도 조절 장치가 없었으며, 열은 기기의 9개 발열체 중 켜진 발열체의 수에 의해 조절되었다.[6][7]

1906년 특허가 승인된 후, 그해 10월 컬 스미스 디자인의 제조가 시작되었다. 생산된 모든 레인지는 칼굴리 시의 전력 공급 부서에서 인수하여 주민들에게 대여했다. 비용 초과가 시의회 정치에 영향을 미쳐 프로젝트가 중단되기 전까지 약 50개의 기기가 생산되었다. 이는 "전기로 요리하는 것을 ... 누구나 사용할 수 있도록" 하기 위한 목적으로 가정용 전기레인지가 생산된 최초의 사례였다. 이 레인지의 현존하는 예시는 없으며, 대부분은 제1차 세계 대전 중 구리 함량을 위해 회수되었다.[8]

레인지를 홍보하기 위해 데이비드 컬 스미스의 아내인 H. 노라 컬 스미스(H. Nora Curle Smith, 결혼 전 성은 헬렌 노라 머독(Helen Nora Murdoch)이며, 호주 공공 생활에서 저명한 머독 가문의 일원)는 조작 지침과 161개의 레시피가 포함된 요리책을 저술했다. 1907년 3월에 출판된 ''Thermo-Electrical Cooking Made Easy''(쉽게 만드는 전기 요리)는 세계 최초의 전기레인지 요리책이다.[9]

호주 특허 제4699/05호의 "전기 조리 스토브"를 취득했을 때 제출된 도면. "칼구리 스토브"로 알려져 있다.

2. 3. 보급과 발전

1908년에 미국에서 3개의 회사가 전기 레인지를 판매하기 시작했지만, 판매와 대중의 수용은 더디게 진행되었다. 초기 전기 레인지는 전기 요금이 비쌌고(나무, 석탄, 도시 가스와 비교), 전기 공급 회사에서 사용할 수 있는 전력이 제한적이었으며, 온도 조절이 잘 되지 않고 발열체의 수명이 짧아 만족스럽지 못했다.[10] 니크롬 합금 저항선의 발명으로 발열체의 비용과 내구성이 개선되었다.[10] 1920년대 후반까지도 전기 레인지는 여전히 새로운 것으로 여겨졌다.

1930년대에 기술이 성숙해지고, 전기 요금이 감소하고, 전기 레인지의 디자인이 현대화되면서 보급이 크게 증가했다.[11] 전기 레인지는 특히 가정 주방에서 가스 레인지를 서서히 대체하기 시작했다.

전력 회사들은 전력 수요를 창출하기 위해 전기 레인지와 다른 가전 제품 판매를 촉진했다. 농촌 전력화 확산 기간 동안 전기 레인지로 요리하는 시연이 인기를 끌었다.[12]

3. 작동 원리

전기레인지는 작동 원리에 따라 직접 가열 방식과 유도 가열 방식으로 나뉜다.

직접 가열 방식은 상판을 직접 가열하여 조리하는 방식으로, 하이라이트 방식이 대표적이다. 이 방식은 인덕션 방식에 비해 초기 가열 속도는 느리지만, 다양한 용기를 사용할 수 있고 잔열을 이용한 뜸 들이기 요리가 가능하다.[34] 하지만 상판이 뜨거워 화상 위험이 높다.[32]

초기에는 철제 핫플레이트를 가열하는 방식[13]이었으나, 이후 유리 세라믹 조리대가 등장했다. 유리 세라믹은 열전도율이 매우 낮고 열팽창 계수가 거의 0에 가깝지만, 적외선은 잘 통과시킨다. 발열체로는 전기 발열 코일이나 할로겐 램프가 사용된다. 이러한 특성 덕분에 조리대가 빨리 가열되고 잔열이 적게 남으며, 청소가 쉽지만[14] 가격이 비싸다.

유도 가열 방식은 인덕션 방식이라고도 불리며, 전기 자기장을 이용하여 용기를 직접 가열하는 방식이다. 발열 속도가 빠르고 상판이 뜨거워지지 않아 화상 위험이 적지만, 전용 용기를 사용해야 한다.[34] 또한, 전자파 발생량이 높다는 단점이 있다.

3. 1. 직접 가열 방식

적열(赤熱) 또는 하이라이트(Hi-Light) 방식은 상판 자체를 가열하는 방식이다.[34] 화상 위험이 높지만,[32] 초기 발열은 인덕션 방식에 비해 느린 대신 전용 용기가 필요 없고, 전원을 끄더라도 상판 글라스에 잔열이 남아 뜸들이기 조리가 가능하다.

유리 세라믹 조리대 (2005년)


초기 전기 레인지는 저항성 발열 코일을 사용하여 철제 핫플레이트를 가열하고 그 위에 냄비를 올려놓는 방식이었다.[13] 이후 복합 발열체가 도입되었는데, 이는 저항선을 마그네사이트로 채워진 속이 빈 금속 튜브에 넣어 나선형으로 배열한 것으로 조리 기구를 직접 지지한다.[14]

1970년대에는 유리 세라믹 조리대가 등장했다. 유리 세라믹은 열전도율이 매우 낮고 열팽창 계수가 거의 0에 가깝지만, 적외선 복사를 매우 잘 통과시킨다. 발열체로는 전기 발열 코일 또는 할로겐 램프가 사용된다. 이러한 물리적 특성 덕분에 조리대가 더 빨리 가열되고 잔열이 적게 남으며, 플레이트만 가열되고 인접한 표면은 차갑게 유지된다. 또한 표면이 매끄러워 청소하기가 더 쉽지만, 가격이 훨씬 비싸다.

3. 2. 유도 가열 방식

유도가열을 이용한 인덕션(Induction) 방식으로, 발열 속도가 빠르고 상판 가열을 하지 않아 화상 위험이 낮다. 전용 용기를 사용해야 한다.[34] 전기 자기장을 이용한 유도가열 방식을 사용하기 때문에 인체에 유해한 전자파 발생량이 높다는 특징이 있다.

1970년대에는 결정화 유리를 사용한 쿡탑이 등장했다. 결정화 유리는 열전도율이 극히 낮고 열팽창률도 0에 가깝지만, 적외선을 통과시키기 쉽다. 이 경우 발열체로 전기 가열 코일이나 할로겐 램프가 사용된다.

이후 전기 유도 레인지가 등장했지만, 이는 전자기 유도에 의해 가열되기 때문에 강자성 조리 기구만 사용할 수 있다.[30]

4. 종류

전기레인지는 쿡탑 형태에 따라 여러 종류로 나뉜다. 초기에는 저항성 발열 코일을 사용한 핫플레이트 방식이 사용되었으나, 이후 복합 발열체, 유리 세라믹을 이용한 방식, 인덕션 레인지 등으로 발전하였다.

4. 1. 쿡탑 형태

초기에는 저항성 발열 코일을 사용하여 철제 핫플레이트를 가열하는 방식이 사용되었다.[13] 이후, 복합 발열체가 도입되었는데, 이는 저항선을 마그네사이트로 채운 속이 빈 금속 튜브를 나선형으로 배열한 것이다.[14]

1970년대에는 유리 세라믹 조리대가 등장했다. 유리 세라믹은 열전도율이 매우 낮고 열팽창 계수가 거의 0에 가깝지만, 적외선 복사를 매우 잘 통과시킨다. 발열체로는 전기 발열 코일 또는 할로겐 램프가 사용된다.

인덕션 레인지는 부드러운 유리 세라믹 표면을 가진 기술을 사용한다. 전자기 유도에 의해 강자성 조리 기구만 가열된다.[15]

5. 전력 소비량

하나의 발열체는 크기에 따라 1kW에서 3kW의 전력을 소비한다.[16] 초기 조리용 전기 스토브는 도시 가스식이나 고체 연료식 스토브에 비해 전력 비용이 현저히 높았고, 전력 공급량도 제한적이었으며, 온도 조절도 어렵고, 발열체도 고장이 잦았다. 니크롬 합금의 저항선이 발열체로 사용되면서 전력 비용과 내구성이 향상되었다.[25]

6. 한국의 전기레인지 시장

미세먼지, 유해가스 등 실내 공기 오염 문제로 인해 친환경적인 전기레인지에 대한 관심이 높아지고 있다. 더불어민주당은 미세먼지 문제 해결을 주요 정책 과제로 삼고 있으며, 이에 따라 전기레인지 보급 확대를 위한 정책 지원이 예상된다. 다양한 브랜드와 형태의 전기레인지가 출시되면서 소비자 선택의 폭이 넓어지고 있다.

참조

[1] US특허
[2] 웹사이트 Patent 39916 Summary http://www.ic.gc.ca/[...] Canadian Intellectual Property Office 2015-06-15
[3] 웹사이트 Patent no. 39916 http://www.collectio[...] Library and Archives Canada 2005-11-22
[4] 웹사이트 Early Electric Cooking: 1900 to 1920 https://web.archive.[...] Canada Science and Technology Museum
[5] US특허
[6] 웹사이트 Improved electric cooking stove http://pericles.ipau[...] IP Australia 2018-12-26
[7] 서적 Thermo-Electrical Cooking Made Easy Hesperian Press 2011
[8] 서적 Thermo-Electrical Cooking Made Easy Hesperian Press 2011
[9] 웹사이트 Thermo-Electrical Cooking Made Easy http://www.hesperian[...] Hesperian Press 2011-10-19
[10] 서적 The Way Kitchens Work Chicago Review Press 2010
[11] 서적 The Oxford Companion to American Food and Drink Oxford University Press 2007
[12] 서적 Public Power: Energy Production in the 21st Century Insomniac Press 2003
[13] US특허 Electric Stove 1927-07-26
[14] 웹사이트 The Story of Calrod https://archive.org/[...]
[15] 서적 The Basics of Physics Greenwood Publishing Group 2006
[16] 웹사이트 Electricity usage of a Stove Top - Energy Use Calculator http://energyusecalc[...] 2018-02-19
[17] US특허
[18] 웹사이트 Patent 39916 Summary http://www.ic.gc.ca/[...] Canadian Intellectual Property Office 2018-12-26
[19] 웹사이트 Patent no. 39916 http://www.collectio[...] Library and Archives Canada 2005-11-22
[20] US특허
[21] 웹사이트 Improved electric cooking stove http://pericles.ipau[...] IP Australia 2018-12-26
[22] 서적 Thermo-Electrical Cooking Made Easy Hesperian Press 2011
[23] 서적 Thermo-Electrical Cooking Made Easy Hesperian Press 2011
[24] 웹사이트 Thermo-Electrical Cooking Made Easy http://www.hesperian[...] Hesperian Press 2011-10-19
[25] 서적 The Way Kitchens Work Chicago Review Press 2010
[26] 서적 The Oxford Companion to American Food and Drink Oxford University Press 2007
[27] 서적 Public Power: Energy Production in the 21st Century Insomniac Press 2003
[28] US특허 Electric Stove 1927-07-26
[29] 웹사이트 The Story of Calrod https://archive.org/[...]
[30] 서적 The Basics of Physics Greenwood Publishing Group 2006
[31] 뉴스 전기레인지, 친환경 바람 타고 '인기' https://archive.toda[...] 아이티투데이 2012-06-20
[32] 뉴스 인덕션 전기레인지로 계란 삶아봤어? http://www.etnews.co[...] 전자신문 2012-06-20
[33] 웹인용 IMPROVED ELECTRICAL HEATING APPARATUS https://www.google.c[...] 2011-10-19
[34] 보고서 전기레인지 시험결과 보고서 http://www.kca.go.kr[...] 2012-06-20


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