KR100662481B1 - 전기 오븐의 히터 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 요리온도를 보다 선형적으로 유지할 수 있도록 한 전기오븐의 히터 제어방법에 관한 것으로, 전기히터를 연속적으로 구동하여 오븐실의 온도를 기 설정온도(t0)까지 예열하는 단계; 히터 온 시간(on time)을 기 설정된 초기 값(P1)으로 설정하여 기 설정횟수의 주기(N)동안 상기 설정된 온 시간(P1)에 따라 히터를 구동하고 각 주기별 평균온도를 산출하는 단계; 그리고, 상기 산출된 각 주기별 평균온도에서 최근 주기(T)와 이전 주기(T-1)의 평균온도를 비교하여 온도 변화에 따라 상기 히터 온 시간을 가변하고 상기 가변된 온 주기에 따라 히터를 구동하는 단계로 이루어진다.

따라서, 본 발명은 온도 변화에 따라 히터 구동 주기의 온/오프 시간을 가변하도록 함으로써 보다 신속하게 원하는 온도 레벨을 유지하고 세트 환경이나 전압 변동에도 대처할 수 있다.

히터, 히터 구동 주기, 온 시간(on time), 오프 시간(off time)

Description

전기 오븐의 히터 제어방법{method for controlling heater of the electric oven}

도 1은 일반적인 전기 오븐의 구성을 도시한 분해 사시도

도 2는 종래 기술에 따른 전기 오븐에서 히터의 구동상태 및 그에 따른 온도 변화를 나타낸 도면

도 3은 본 발명에 따른 전기 오븐의 히터 제어방법을 나타낸 플로우 차트

본 발명은 전기오븐에 관한 것으로, 보다 상세하게는 요리온도를 보다 선형적으로 유지할 수 있도록 한 전기오븐의 히터 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기오븐은 주로 전기히터를 가열원으로 한 것으로 전기히터에서 발생된 열을 이용하여 조리실 내부에 투입된 조리물을 조리하는 것이다.

도 1을 참조하여 일반적인 전기오븐의 내부 구성을 살펴보면, 크게 본체(10)와, 히터(20)와, 래크(30) 및 그릴 어셈블리(51, 52)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 본체(10)는 전기오븐의 외관을 이루면서 그 내부로는 소정의 오븐실(cavity)을 형성하며, 그 전면으로는 오븐실을 선택적으로 개방하는 도어 (11)가 결합된다.

또한, 상기 본체(10) 내의 양 측벽에는 래크(30)의 안착을 위한 지지레일(12)이 형성된다. 상기 래크(30)는 석쇠 형상으로 형성되며, 그 상면으로 조리물을 수용하기 위한 그릴 어셈블리(51, 52)가 얹혀진다.

이때, 상기 그릴 어셈블리(51, 52)는 조리물이 얹혀지는 그릴팬(51)과, 상기 그릴팬(51)의 저부에 장착되어 조리물의 조리시 발생된 기름 등의 이물을 저장하는 기름받이(53)로 구성된다.

따라서, 조리를 수행하고자 할 경우 조리물이 얹혀진 그릴팬(51)을 기름받이(52)에 장착한 후 그 장착된 그릴 어셈블리를 오븐실 내의 래크(30)에 수납한다.

그리고, 상기 히터(20)는 통상 시스 히터(Sheath Heater)를 이용하며 본체(10) 내부에 구비되어 전원의 제공에 의해 발열되면서 조리물을 조리하게 된다.

이때, 상기 히터(20)는 오븐실의 상측 공간상에 설치되는 브로일 히터(broil heater)(21)와, 오븐실의 하측 공간상에 설치되는 베이크 히터(bake heater)(22)로 구성된다.

여기서, 상기 브로일 히터(21)는 오븐실 상측에 노출된 형태(expose type)로 설치되어 오븐실 내부로 직접적인 복사열을 제공하게 된다.

그리고, 상기 베이크 히터(22)는 오븐실의 저면을 이루는 저면 플레이트(40) 아래에 형성되어 히든 타입(hidden type)으로 설치된다. 즉, 상기 저면 플레이트(40)는 베이크 히터(22)로부터 전달받은 열기를 오븐실 내부로 제공하는 역할을 수행한다.

이와 같이 구성된 전기오븐에서 요리를 수행할 경우, 도 2에 도시한 바와 같이 초기에는 히터(20)를 연속적으로 온 시켜 오븐실의 온도를 설정온도(t0)로 미리 예열(preheat)하고 이후 오븐실 온도를 설정온도(t0)로 유지할 수 있도록 히터(20)의 온/오프를 반복하게 된다.

오븐실의 온도를 설정온도(t0)로 유지해야 하는 구간을 상승구간과 하강구간으로 구별하고, 일률적으로 상승구간에서는 히터(20)를 온 시키고 하강 구간에서는 히터(20)를 오프시킨다.

다시 말해, 예열 후 오븐실의 온도가 설정온도(t0)에서 소정 레벨(예를 들어, 0.5℃) 감소하면 히터(20)를 재가열하고 오븐실의 온도가 설정온도(t0)에 다시 도달하면 히터(20)의 구동을 중단하는 과정을 반복함으로써 오븐실의 온도를 설정온도(t0) 범위에서 유지할 수 있다.

그러나, 종래의 전기오븐은 히터의 온 주기(on time)와 오프 주기(off time)를 일률적으로 적용하기 때문에 세트간의 특성이나 전압 변동에 의해 온도 변화에 따른 반응 속도가 늦은 구간이 발생하게 된다.

그리고, 오븐실의 온도를 설정온도(t0)로 유지해야 하는 구간에서 오븐실의 온도가 요동하는 현상을 보이게 되므로 온도 제어에 있어 시스템 효율이 떨어지는 문제를 초래하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 오븐실의 온도변화에 따라 보다 신속하게 히터 제어가 가능한 전기오븐의 히터 제 어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전기히터를 연속적으로 구동하여 오븐실의 온도를 기 설정온도(t0)까지 예열하는 단계; 히터 온 시간(on time)을 기 설정된 초기 값(P1)으로 설정하여 기 설정횟수의 주기(N)동안 상기 설정된 온 시간(P1)에 따라 히터를 구동하고 각 주기별 평균온도를 산출하는 단계; 그리고, 상기 산출된 각 주기별 평균온도에서 최근 주기(T)와 이전 주기(T-1)의 평균온도를 비교하여 온도 변화에 따라 상기 히터 온 시간을 가변하고 상기 가변된 온 주기에 따라 히터를 구동하는 단계로 이루어지는 전기오븐의 히터 제어방법을 제공한다.

이때, 상기 예열과정에서 오븐실의 온도가 최초로 설정온도(t0)에 도달하면 상기 히터를 일정시간동안 오프시키는 것이 바람직하다.

그리고, 온도 변화에 따라 히터 온 시간을 가변하는 단계는; 최근 주기(T)와 이전 주기(T-1)의 평균온도가 동일하면 상기 히터 온 시간을 초기 값(P1)으로 유지하는 단계와, 최근 주기(T)의 평균온도가 이전 주기(T-1)보다 높으면 온도 상승폭에 따라 상기 히터 온 시간(P2)을 감소시키는 단계와, 최근 주기(T1)의 평균온도가 이전 주기(T-1)보다 낮으면 온도 하강폭에 따라 상기 히터 온 시간(P3)을 증가시키는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 의하면 온도 변화에 따라 히터의 온/오프 시간을 가변하여 적용함으로써 온도 변화에 따른 반응 속도를 신속하게 하여 최대한 빠르게 원하는 온도를 유지할 수 있다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 전기오븐의 히터 제어방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 히터 제어 알고리즘은 적어도 하나 이상의 전기히터를 구비한 모든 조리기기에 적용할 수 있다. 이러한 조리기기는 히터의 구동에 따라 가변하는 조리실의 온도를 감지할 수 있는 온도 감지수단을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명은 히터 구동 주기의 온/오프 시간을 온도 변화에 따라 가변하여 적용하는데 특징이 있다.

이하, 본 발명의 히터 제어 알고리즘은 전기오븐을 일 예로 설명한다.

상세하게, 사용자가 오븐실에 조리물을 넣은 후 도어를 닫고 요리 시작 명령이 입력되면, 전기히터를 연속적으로 구동(on)하여 오븐실의 예열을 진행한다(S11).

전기오븐을 이용하여 요리를 수행할 경우 오븐실의 온도를 설정온도(t0)로 미리 예열하여야 한다. 즉, 예열(preheat) 과정은 요리를 본격적으로 진행하기 전에 오븐실을 준비상태로 만드는 것으로 오븐실의 온도가 최초로 설정온도(t0)에 도달하기 전까지의 과정을 의미한다.

상기 예열과정이 진행하는 동안 온도 감지 수단을 통해 오븐실의 온도를 주기적으로 감지한다.

이때, 오븐실의 온도가 최초로 설정온도(t0)에 도달하면 오븐실의 예열을 완 료함과 동시에 온도 과상승(over shouting) 현상을 방지하기 위하여 제품에 구비된 모든 히터의 구동을 기 설정시간(T0)동안 중단한다(S13)(S15).

이후, 상기 설정시간(T0)이 경과하면(S17) 상기 설정온도(t0)를 근거로 기 설정된 초기값(P1)을 히터 온 시간(on time)으로 결정한다(S19).

그리고, 기 설정횟수(N)(예를 들어, 2회)의 주기동안 주기마다 상기 과정(S19)에서 결정된 히터 온 시간(P1)에 따라 히터를 구동하고 각 주기별 평균온도를 산출한다(S21).

통상, 히터의 한 주기는 일정 시간(예를 들어, 20초)으로 고정되어 온 시간(on time)과 오프 시간(off time)으로 이루어진다.

본 발명은 히터 구동 주기 중 온 시간을 온도 변화를 고려하여 가변하고자 한 것이다. 즉, 한 주기의 시간은 고정되어 있으므로 온도 변화에 따라 히터 온 시간을 결정하면 나머지 시간이 오프 시간으로 자동 결정된다.

예열 직후에는, 히터 온 시간(P1)을 초기 값으로 설정하여 상기 설정된 온 시간(P1)동안 히터를 구동하고 한 주기 내의 나머지 시간은 히터의 구동을 중단한다. 이때, 한 주기 이내에 오븐실의 온도를 다수 횟수 읽어들이고 이들의 평균치를 산출하여 각 주기별 평균온도를 저장한다.

상기 (S21) 과정을 설정 횟수(N) 반복하고 나면(S23), 최근 주기(T)(설정 횟수 중 가장 나중에 이루어진 주기)의 평균온도와 이전 주기(T-1)(최근 주기의 바로 이전 주기)의 평균온도를 비교하여 먼저 동일한지 여부를 판단한다(S25).

상기 판단결과(S25), 최근 주기(T)의 평균온도가 이전 주기(T-1)와 동일한 조건에서는 히터 온 시간(P1)을 초기값으로 그대로 유지한다(S27).

한편, 상기 판단결과 최근 주기(T)의 평균온도가 이전 주기(T-1)와 동일하지 않을 경우 최근 주기(T)의 평균온도가 이전 주기(T-1) 보다 큰지 여부를 판단한다(S29).

이어, 상기 판단결과(S29) 최근 주기(T)의 평균온도가 이전 주기(T-1) 보다 크면 온도의 상승폭을 고려하여 히터 온 시간(P2)을 소정 시간(Tx) 줄여 조절한다(S31).

한편, 상기 판단결과(S29) 최근 주기(T)의 평균온도가 이전 주기(T-1) 보다 작으면 온도의 하강폭을 고려하여 히터 온 시간(P3)을 소정 시간(Ty) 늘려 조절한다(S33).

이때, 상기 히터 온 시간의 감소 폭(Tx)과 증가 폭(Ty)은 실험에 의해 최근 주기(T)와 이전 주기(T-1)의 온도 차이 값으로 결정된다.

예열 이후 요리가 진행되는 동안에는 상기 과정에서 온도 변화를 고려하여 결정된 해당 히터 온 시간(P1)(P2)(P3)에 따라 히터의 구동을 제어한다(S35).

따라서, 본 발명은 온도 변화에 따라 히터 구동 주기의 온/오프 시간을 가변하도록 함으로써 보다 신속하게 원하는 온도 레벨을 유지하고 세트 환경이나 전압 변동에도 대처할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 전기오븐의 히터 제어방법은 온도 변화에 따라 히터 구동 주기의 온/오프 시간을 가변하도록 함으로써 보다 신속하게 원하는 온도 레벨을 유지하여 히터 구동에 따른 온도의 요동 폭을 최소화할 수 있다.

그리고, 온도 변화에 따라 히터 구동 주기를 달리 적용함으로써 세트 환경이나 전압 변동에도 대처할 수 있어 시스템 제어 효율을 극대화시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 전기히터를 연속적으로 구동하여 오븐실의 온도를 기 설정온도(t0)까지 예열하는 단계;

   히터 온 시간(on time)을 기 설정된 초기 값(P1)으로 설정하여 기 설정횟수의 주기(N)동안 상기 설정된 온 시간(P1)에 따라 히터를 구동하고 각 주기별 평균온도를 산출하는 단계; 그리고,

   상기 산출된 각 주기별 평균온도에서 최근 주기(T)와 이전 주기(T-1)의 평균온도를 비교하여 온도 변화에 따라 상기 히터 온 시간을 가변하고 상기 가변된 온 주기에 따라 히터를 구동하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기오븐의 히터 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 예열과정에서, 오븐실의 온도가 최초로 설정온도(t0)에 도달하면 상기 히터를 일정시간동안 오프시키는 것을 특징으로 하는 전기오븐의 히터 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   온도 변화에 따라 히터 온 시간을 가변하는 단계는

   최근 주기(T)와 이전 주기(T-1)의 평균온도가 동일하면 상기 히터 온 시간을 초기 값(P1)으로 유지하는 단계와,

   최근 주기(T)의 평균온도가 이전 주기(T-1)보다 높으면 온도 상승폭에 따라 상기 히터 온 시간(P2)을 감소시키는 단계와,

   최근 주기(T1)의 평균온도가 이전 주기(T-1)보다 낮으면 온도 하강폭에 따라 상기 히터 온 시간(P3)을 증가시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기오븐의 히터 제어방법.

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