KR100248781B1 - 전자 렌지의 운전 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 렌지의 운전 제어 장치에 관한 것으로, 조리실내의 턴테이블 위에 놓여진 음식물의 중량 및 조리실에서 배출되는 가스의 수분 함량에 따라 변화하는 정전용량을 이용하여 음식물의 중량 및 조리실에서 배출되는 가스의 수분 함량을 감지하는 무게 및 가스감지센서와, 상기 조리실의 배기구와 상기 무게 및 가스감지센서 사이를 연통하는 덕트 및, 상기 무게 및 가스감지센서의 출력신호에 의해 음식물의 중량 및 가스의 수분 함량을 감지하여 전자 렌지를 운전 제어하는 제어부를 포함하여 구성되어, 전자렌지의 턴테이블 위에 놓여진 음식물의 중량을 감지하는 무게감지센서에 의해 조리실의 배기구를 통해 외부로 배출되는 가스의 수분 함량을 감지하여 전자 렌지의 운전을 제어함에 따라, 전자렌지 구성 부품의 수가 감소하여 전자렌지의 구조가 간단해지고, 동시에 전자렌지의 제조비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

전자 렌지의 운전 제어 장치

본 발명은 전자 렌지의 운전 제어 장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 전자렌지의 턴테이블 위에 놓여진 음식물의 중량을 감지하는 무게감지센서에 의해 조리실의 배기구를 통해 외부로 배출되는 가스의 수분 함량을 감지하여 전자 렌지의 운전을 제어하는 전자 렌지의 운전 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전자 렌지는 열전도 및 열복사등을 이용한 종래의 외부 가열 방식의 조리 기구와는 달리 마그네트론이라는 마이크로파 발진관에 고압의 전기를 가하여 마이크로파를 발생시켜 음식물을 가열 조리하도록 되어 있다.

즉, 전자 렌지는 마이크로파를 음식물에 가하면 음식물을 구성하고 있는 분자들이 마찰하여 마찰열이 발생되고 이 열에 의하여 음식물이 가열 조리되는 원리를 이용한 것이다.

도 1은 일반적인 전자 렌지의 개략적인 구성도로서, 도 1에서는 전자 렌지의 기본 구성 요소인 키이 입력부와, 도어센서, 고압트랜스포머 및, 배압회로 등과 같은 일부 구성 요소의 도시를 생략하였다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 전자 렌지는, 음식물(1)을 올려놓기 위한 턴테이블(2)이 구비되어 있는 조리실(3)과, 상기 턴테이블(2)을 상하로 왕복운동시킴과 동시에 회전시키는 턴테이블 모터(4-1, 4-2), 마이크로파를 생성하여 도파관(5)을 통해 상기 조리실(3) 내로 공급하는 마그네트론(6), 외부의 찬 공기를 마그네트론(6)으로 송풍하여 마그네트론(6)을 냉각시키는 송풍팬(7), 턴테이블(2)에 놓여진 음식물(1)의 중량을 감지하는 무게감지센서(8), 조리실(3)의 배기구(9) 외측에 설치되어 배기구(9)를 통해 배출되는 가스의 수분 함량에 따라 저항값이 변화하는 가스 센서(10) 및, 무게감지센서(8)와 가스 센서(10)의 출력에 따라 턴테이블 모터(4)와 마그네트론(6) 및 송풍팬(7)의 동작을 제어하여 해동 및 조리 기능을 수행하는 제어부(15)를 포함하여 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 전자 렌지에 있어서, 상기 제어부(15)는 조리실(3)의 배기구(9) 외측에 설치되어 있는 가스 센서(10)의 저항값을 읽어들여 이 저항값에 따라 조리 시간을 결정하여 조리를 수행하도록 되어 있다.

즉, 상기 가스 센서(10)는 일정 농도 이상의 수분, 알코올 등에 노출될 경우에 센서의 저항값이 급격히 떨어지는 일종의 세라믹 센서로서, 전자 렌지에서 음식물을 조리할 경우 마이크로파에 의해 가열된 음식물에서 발생되는 수분 등이 조리실(3)의 배기구(10)를 통하여 배출되면서 가스 센서(10)에 작용하여 가스 센서(10)의 저항값을 떨어뜨리는 것이다.

그리고, 상기 제어부(15)는 상기 가스 센서(10)의 저항값을 읽어 들여 조리되고 있는 음식물의 양 또는 수분 함량을 판단하여 잔여 조리 시간을 결정하는 것이다.

상기와 같이 이루어진 전자 렌지의 운전 제어 과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

사용자가 키이 입력부(도시되지 않음)를 통해 조리 코스, 예를 들면, 데우기, 냉동식품, 해동조리, 조리 강/약, 예약시간, 음식물의 종류, 음식물의 중량 등을 입력하면, 그에 상응하는 전기적인 키이 신호가 제어부(15)로 입력된다.

그 다음, 사용자가 키이 입력부의 조리 시작 키(도시되지 않음)를 조작하면 그에 상응하는 전기적인 키이 신호가 제어부(15)로 입력되며, 제어부(15)가 키이 입력부를 통해 선택된 조리 코스에 따라 턴테이블 모터(4)와 마그네트론(6) 및 송풍팬(7)을 구동시켜 조리 동작을 시작한다.

따라서, 마그네트론(6)에서 마이크로파가 발생되고, 이 마이크로파가 마그네트론(6)의 안테나로부터 도파관(5)을 통해 조리실(3) 내부로 방사되고, 이 마이크로파의 유전 가열 작용에 의하여 음식물(1)이 가열되고, 가열되는 음식물의 표면에서 발생되는 수분 등이 조리실(3)의 배기구(9)를 통해 외부로 배출되게 된다.

이와 같이 수분이 조리실(3)의 배기구(9)를 통해 외부로 배출되면 이 배기구(9)의 외측에 설치되어 있는 가스 센서(10)의 저항값이 변화하기 시작한다.

상기와 같이 마그네트론(6)이 동작하는 시점에서 가스 센서(10)의 초기 저항값을 측정하고(S4), 이 초기 저항값을 근거로 하여 기준 저항값을 계산하는데, 기준 저항값은 초기 저항값의 75%로 한다.

이어서, 가스 센서(10)의 저항값이 기준 저항값보다 작아질 때까지 계속해서 가스 센서(10)의 저항값을 측정하고, 가스 센서(10)의 저항값이 기준 저항값보다 작아지면 가스 센서(10)의 저항값이 기준 저항값보다 작아지는데 걸리는 시간을 측정한다.

그리고, 상기와 같이 측정된 시간에 따라 음식물의 잔여 조리시간을 산출하고, 산출된 잔여 조리시간 만큼 조리를 더 수행한 다음 동작을 종료한다.

즉, 전자 렌지의 동작 초기에 제어부(15)에서 가스 센서(10)의 저항값을 읽어들여 이 값을 초기 저항값으로 하고, 전자 렌지가 동작함에 따라 발생되는 수분 등에 의해 가스 센서(10)의 저항값이 감소하여 초기 저항값의 75%가 될 때까지 걸린 시간(이하, 측정시간이라 한다.)을 계산하고, 이 측정시간에 따라 음식물의 양을 제어부(15)에서 인식하여 이후의 잔여 조리 시간을 결정할 수 있는 것이다.

다시 말해, 측정시간이란 조리실(3)의 배기구(9)를 통하여 배출되는 공기의 습도에 따라 정해지기 때문에 측정시간이 짧아지면 상대적으로 음식물의 양이 많거나 또는 수분의 함량이 높은 음식물이기 때문에 조리시간이 길어져야 하는 것으로 제어부(15)가 인식하여 측정시간 이후의 조리 시간을 길게 하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 전자렌지는 가스센서를 이용하여 가스를 감지함에 따라 전자렌지 구성 부품의 수가 증가하여 전자렌지의 구조가 복잡해지고, 특히 상기 가스센서는 고가이기 때문에 전자렌지의 가격을 상승시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제 문제점을 해소하기 위한 것으로, 전자렌지의 턴테이블 위에 놓여진 음식물의 중량을 감지하는 무게감지센서에 의해 조리실의 배기구를 통해 외부로 배출되는 가스의 수분 함량을 감지하여 전자 렌지의 운전을 제어하는 전자 렌지의 운전 제어 장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 전자 렌지의 운전 제어 장치는, 조리실내의 턴테이블 위에 놓여진 음식물의 중량에 따라 변환하는 정전용량을 이용하여 음식물의 중량을 감지하는 무게감지센서가 구비된 전자렌지에 있어서,

상기 조리실의 배기구와 상기 무게감지센서 사이를 연통하는 덕트와, 상기 무게감지센서의 출력신호에 의해 음식물의 중량을 감지하는 한편, 상기 조리실의 배기구를 통해 상기 무게감지센서로 배출되는 가스의 수분 함량에 따라 변화하는 상기 무게감지센서의 정전용량을 이용하여 가스의 수분 함량을 감지하여 전자 렌지를 운전 제어하는 제어부를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징을 한다.

도 1은 일반적인 전자 렌지의 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 전자 렌지의 운전 제어 장치의 블록 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 전자 렌지의 개략적인 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 전자 렌지의 무게 및 가스 감지 센서의 상세도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

21 : 전원공급부 22 : 릴레이부

23 : 고압트랜스포머 24 : 배전압회로

25 : 마그네트론 26 ; 키이 입력부

27 : 도어센서 28 : 무게 및 가스감지센서

30 : 디스플레이부 31 : 부져

32 : 턴테이블 모터 33 : 송풍팬모터

34 : 습기제거용 팬모터 35 : 제어부

40 : 덕트

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전자 렌지의 운전 제어 장치의 개략적인 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전자 렌지의 개략적인 구성도로서, 본 발명에 따른 전자 렌지의 운전 제어 장치는, 전원공급부(21)와, 릴레이부(22), 고압트랜스포머(23), 배전압회로(24), 마그네트론(26), 키이 입력부(26), 도어 센서(27), 무게 및 가스 감지센서(28), 디스플레이부(30), 부져(31), 턴테이블 모터(32), 송풍팬모터(33), 습기제거용 팬모터(34) 및, 제어부(35)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 전원공급부(21)는 외부로부터 인가된 상용 교류 전원을 릴레이부(22)를 통해 고압트랜스포머(23)로 공급함과 동시에 이 상용 교류 전원을 변압 및 정류하여 상기 제어부(35)의 구동 전원으로 공급한다.

상기 고압트랜스포머(23)는 상기 릴레이부(22)를 통해 입력된 상용 교류 전원을 마그네트론을 구동시키기 위한 고전압으로 변압하여 출력하고, 상기 배전압회로(24)는 고압콘덴서와 고압다이오드로 이루어져, 상기 고압트랜스포머(23)에서 출력된 고전압을 정류 및 배압시켜 마그네트론(25)으로 입력한다.

상기 마그네트론(25)은 상기 배압회로(24)를 통해 직류의 고전압을 공급받아 마이크로파를 발진하고, 발진된 마이크로파를 안테나와 도파관(5)을 통해 조리실(3)의 내부로 방출한다.

그리고, 상기 키이 입력부(26)는 사용자가 음식물의 조리 코스 선택 및 조리 개시 키이를 입력하기 위한 것으로, 사용자가 키이 입력부(26)를 조작하면 이에 상응하는 전기적인 키이 신호가 상기 제어부(35)로 입력된다.

상기 도어 센서(27)는 전자 렌지의 도어가 열리면 이에 상응하는 전기적인 신호를 제어부(35)로 입력하고, 무게 및 가스감지센서(28)는 턴테이블(2) 위에 놓여진 음식물(1)의 중량에 따라 변화하는 정전용량을 이용하여 음식물(1)의 중량을 감지하여 이에 상응하는 전기적인 신호를 제어부(35)로 입력하며, 또, 조리실(3)의 배기구(9)와 연통하는 덕트(40)를 를 통해 배출되는 가스의 수분 함량에 상응하는 전기적인 신호를 제어부(35)로 입력한다.

그리고, 상기 제어부(35)는 상기와 같이 키이 입력부(26)나 각종 센서(27, 28)로부터 음식물의 조리 또는 해동에 필요한 데이터를 입력받아 릴레이부(22)를 제어함으로써 마그네트론(25)과 턴테이블 모터(32) 및 송풍팬모터(33)의 구동을 제어하여 음식물(1)을 조리 또는 해동한다.

또한, 상기 제어부(35)는 전자렌지의 현재 상태를 디스플레이부(30) 및 부져(31)를 통해 사용자에게 알려준다.

이때, 상기 무게 및 가스감지센서(28)는, 도 4에 도시된 바와같이, 지지브라켓(52)과 인쇄회로기판(54) 및 가동전극판(56)을 포함하여 이루어지는데, 상기 인쇄회로기판(54)의 상면에는 상부동박면(58)이 형성되어 있고, 턴테이블(2) 위에 놓여진 음식물(1)의 중량에 따라 탄발작용하는 상기 가동전극판(56)은 상기 인쇄회로기판(54)과 일정한 거리를 유지하면서 지지브라켓(52)에 고정되어 접지된다.

그리고, 상기 조리실(3)의 배기구(9)와 상기 무게 및 가스감지센서(28)를 연통시키는 덕트(40)를 통해 음식물(1)의 조리중에 배출되는 가스가 상기 인쇄회로기판(54)의 상부동박면(58)과 가동전극판(56) 사이로 유입되며, 상기 습기제거용 팬모터(34)는 상기 제어부(35)의 제어에 의해 동작하여 상기 무게 및 가스감지센서(28)에 잔존하는 수분을 제거하도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 전자렌지의 운전 제어 장치의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

사용자가 키이 입력부(26)를 조작하여 조리 코스, 예를 들면, 데우기, 냉동식품, 해동조리, 조리 강/약, 예약시간, 음식물의 종류, 음식물의 중량 등을 입력하면, 그에 상응하는 전기적인 키이 신호가 제어부(35)로 입력된다.

그 다음, 사용자가 키이 입력부(26)의 조리 개시 키이를 조작하여 조리를 시작시키면 그에 상응하는 전기적인 키이 신호가 제어부(35)로 입력되며, 제어부(35)가 키이 입력부(26)를 통해 선택된 조리 코스에 따라 릴레이부(22)를 제어하여 마그네트론(25)과 턴테이블 모터(32) 및 송풍팬모터(33)를 구동시켜 음식물(1)을 조리 또는 해동하기 시작한다.

즉, 상기 제어부(35)가 릴레이부(22)를 제어하여 전원공급부(21)로부터 입력된 상용 교류 전원을 고압트랜스포머(23)의 1차단으로 공급하면, 고압트랜스포머(23)는 상기 릴레이부(22)를 통해 입력된 상용 교류 전원을 마그네트론을 구동시키기 위한 고전압으로 변압하여 출력하고, 배전압회로(24)가 상기 고압트랜스포머(23)에서 출력된 고전압을 정류 및 배압시켜 마그네트론(25)으로 입력한다.

상기 마그네트론(25)은 배압회로(24)를 통해 직류의 고전압을 공급받아 마이크로파를 발진하고, 발진된 마이크로파를 안테나와 도파관(5)을 통해 조리실의 내부로 방사되고, 이 마이크로파의 유전 가열 작용에 의하여 조리실(3)의 턴테이블(2) 위에 놓여진 음식물(1)이 가열된다.

이때, 상기와 같이 음식물(1)을 가열조리하기 전에, 무게 및 가스감지센서(28)은 턴테이블(2) 위에 놓여진 음식물(1)의 중량에 따라 탄발작용하는 가동전극판(56)과 인쇄회로기판(54)의 상부동박면(58) 사이의 거리에 의해 변화하는 정전용량을 RC 공진회로를 통해 주파수신호로 변환하여 제어부(35)로 입력하고, 상기 제어부(35)는 상기 주파수신호에 따라 음식물의 무게를 감지하여 전자렌지의 운전 시간을 설정하여 전자렌지의 동작을 제어한다.

또한, 상기와 같이 조리실(3)내의 음식물(1)이 가열되기 시작하면 가열되는 음식물(1)의 표면에서 발생하는 수분등이 포함된 가스가 조리실(3)의 배기구(9)를 통해 배출되기 시작하고, 상기 가스는 상기 조리실(3)의 배기구(9)와 상기 무게 및 가스감지센서(28)를 연통시키는 덕트(40)를 통해 상기 인쇄회로기판(54)의 상부동박면(58)과 가동전극판(56) 사이로 유입된다.

상기와 같이 수분 등을 포함하는 가스가 상기 무게 및 가스감지센서(28)로 유입되면, 상기 인쇄회로기판(54)의 상부동박면(58)과 가동전극판(56) 사이의 유전율이 변동하게 되고, 상기와 같이 유전율이 변화함에 따라 인쇄회로기판(54)의 상부동박면(58)과 가동전극판(56)에 의해 형성되는 정전용량이 변화하게 된다.

상기와 같이 인쇄회로기판(54)의 상부동박면(58)과 가동전극판(56)에 의해 형성되는 정전용량이 변화하면 상기 무게 및 습도 감지센서(28)는 변화하는 정전용량을 RC 공진회로를 통해 주파수신호로 변환하여 제어부(35)로 입력하고, 상기 제어부(35)는 상기 주파수신호에 따라 가스의 수분 함량을 감지하고, 감지된 수분 함량에 따라 잔여조리시간을 결정하여 조리를 수행하거나, 조리를 종료한다.

또한, 상기 제어부(35)는 조리개시시에 습기제거용 팬모터(34)를 구동시켜 상기 무게 및 가스감지센서(28)에 잔존하는 습기를 제거하여, 음식물의 중량 및 조리중 음식물에서 발생하는 가스의 수분 함량을 정확하게 측정할 수 있도록 한다.

즉, 정전용량(C)는 C=εA/d 라는 수식에 의하여 구할수 있는데, 상기한 수식에서 보여진 바와 같이, 정전용량(C)이 양극판의 면적(A) 및 유전율(ε)에 비례하고, 양극판의 거리(d)에 반비례하는 원리를 이용하여, 음식물의 중량 및 가스의 수분 함량을 측정하는 것이다.

상기한 수식에서 C는 정전용량, ε는 유전율, A는 양극판의 면적, d는 양극판의 거리를 각각 보인 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 전자렌지의 턴테이블 위에 놓여진 음식물의 중량을 감지하는 무게감지센서에 의해 조리실의 배기구를 통해 외부로 배출되는 가스의 수분 함량을 감지하여 전자 렌지의 운전을 제어함에 따라, 전자렌지 구성 부품의 수가 감소하여 전자렌지의 구조가 간단해지고, 동시에 전자렌지의 제조비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 조리실내의 턴테이블 위에 놓여진 음식물의 중량에 따라 변환하는 정전용량을 이용하여 음식물의 중량을 감지하는 무게감지센서가 구비된 전자렌지에 있어서,

   상기 조리실의 배기구와 상기 무게감지센서 사이를 연통하는 덕트와, 상기 무게감지센서의 출력신호에 의해 음식물의 중량을 감지하는 한편, 상기 조리실의 배기구를 통해 상기 무게감지센서로 배출되는 가스의 수분 함량에 따라 변화하는 상기 무게감지센서의 정전용량을 이용하여 가스의 수분 함량을 감지하여 전자 렌지를 운전 제어하는 제어부를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징을 하는 전자렌지의 운전 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 무게감지센서로 송풍하여 습기를 제거하는 습기제거용 팬모터가 더 구비되는 한편, 상기 제어부는 전자렌지의 초기 동작시에 상기 습기제거용 팬모터를 동작시켜 상기 무게감지센서에 잔존하는 수분을 제거하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 운전 제어 장치.

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