KR100688938B1 - 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 조리실 내부의 가스 발생량에 따라 조리실 내부의 연기나 가스를 외부로 배출하여 음식물에 나쁜 냄새가 배지 않도록 하는데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은, 조리실 내부로 증기를 공급하는 증기발생장치를 갖춘 조리기에 있어서, 상기 조리실 내부의 가스량을 감지하는 감지부; 상기 조리실 내부의 가스를 배출하는 배출수단; 및 감지된 가스량을 미리 정해진 기준값과 비교하여 상기 가스량이 기준값 범위를 벗어나면 상기 조리실 내부의 가스를 배출하도록 상기 배출수단을 제어하는 제어부를 포함하는 것이다.

Description

증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기시스템 및 그 제어방법{System for exhaust gas of cooker with steam generation device and control method thereof}
도 1은 본 발명에 의한 증기발생장치를 갖춘 조리기의 구성을 나타낸 외관도,
도 2는 본 발명에 의한 증기발생장치를 갖춘 조리기의 구성을 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선 단면도,
도 4는 본 발명의 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기시스템 구성도,
도 5는 본 발명에 의한 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기제어방법의 동작 흐름도.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
2 : 도어 10 : 조리실
10a : 가스센서 17 : 흡기구
18 : 배기관 19 : 댐퍼
30 : 증기발생유닛 34 : 순환팬
40 : 증기공급유닛 120 : 제어부
본 발명은 증기발생장치를 갖춘 조리기에 관한 것으로, 특히 조리실 내부의 가스 발생량에 따라 조리실 내부의 연기나 가스를 외부로 배출하여 음식물에 나쁜 냄새가 배지 않도록 하는 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 음식물을 조리하는 조리기에는 고주파를 이용하는 전자렌지와 히터를 이용하는 가스오븐, 전기오븐 등이 있다.
이중 가스오븐이나 전기오븐은 음식물에 직접 열을 가하여 조리함에 따라 음식물이 공기 중에 포함된 산소와 접촉하여 산화됨으로써 음식물의 맛이 떨어지며 건강에도 좋지 않게 되고, 찜 용기를 이용할 경우 음식물에 너무 많은 수분이 포함되어 음식물 특유의 맛이 떨어지고 조리시간이 길어진다는 단점이 있다.
또한, 전자렌지는 음식물에 고주파를 주사하여 조리함에 따라 고주파가 음식물에 균일하게 주사되지 못할 경우 음식물이 국부적으로 타거나 덜 익게 되어 균일한 조리가 어렵고 음식물이 건조되어 맛이 떨어진다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 조리실 내부로 증기를 공급하여 맛도 좋고 건강에도 좋은 음식물을 균일하게 조리하는 방식이 일본 공개특허공보 2004-162936호와 2004-205130에서 제안되었다.
동 공보에 제안된 조리기들은 급수장치에서 공급되는 물을 포화수증기로 변 화시키는 포화수증기 발생장치와, 발생된 포화수증기를 더욱 가열하여 과열증기를 발생시키는 과열증기 발생장치와, 발생된 과열증기와는 별도로 또는 함께 가열조리가 가능하도록 열풍을 공급하는 열풍발생장치를 포함하여 조리실 내부로 열풍 및/또는 과열증기를 공급한다.
이때, 조리실 내부는 높은 압력을 가진 많은 양의 증기가 순환하면서 조리실 내부의 순환대류에 의해 고온의 증기가 음식물의 전 표면에 골고루 전달되어 음식물이 전체적으로 균일하게 조리되면서 음식물의 수분이 적절히 유지되어 맛도 좋은 음식물로 조리가 이루어진다.
이와 같이, 조리를 하는 중에 순환대류는 온도가 매우 높아지기 때문에 음식물이 타게 되고, 음식물이 탈 경우 연기와 함께 발생된 가스(탄 냄새 포함)가 증기와 함께 조리실 내부를 계속 순환하여 음식물에 탄 냄새가 배게 된다는 문제점이 있었다.
또한, 가스와 함께 연기도 조리실 내부를 계속 순환하여 음식물의 시야를 가리게 됨에 따라 조리상태를 육안으로 파악하기 어렵고, 연기로 인해 증기가 순환되는 각 통로에 오염이 발생한다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 조리 중에 발생하는 가스량에 따라 조리실 내부의 연기나 가스를 외부로 배출하여 음식물에 나쁜 냄새가 배지 않도록 하고, 조리상태도 육안으로 쉽게 파악할 수 있도록 하는 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기시스템 및 그 제어방법 을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 조리시작 시 조리실 내부의 가스량이 일정값 이상이면 가스를 자동으로 배출하여 조리실 내부를 포함한 증기순환통로의 냄새 및 오염을 제거하는 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 조리실 내부로 증기를 공급하는 증기발생장치를 갖춘 조리기에 있어서, 상기 조리실 내부의 가스량을 감지하는 감지부; 상기 조리실 내부의 가스를 배출하는 배출수단; 및 감지된 가스량을 미리 정해진 기준값과 비교하여 상기 가스량이 기준값 범위를 벗어나면 상기 조리실 내부의 가스를 배출하도록 상기 배출수단을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 배출수단은 가스가 배출되는 유로상에 설치된 댐퍼로, 상기 제어부의 제어에 따라 개폐되는 것을 특징으로 한다.
상기 감지부는 조리 중에 발생한 가스량 또는 조리시작 시 상기 조리실 내부 가스량을 감지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 조리실 내부로 증기를 공급하는 증기발생장치를 갖춘 조리기의 제어방법에 있어서, 상기 조리실 내부의 가스량을 감지하는 단계; 및 감지된 가스량을 미리 정해진 기준값과 비교하여 상기 가스량이 기준값 범위를 벗어나면 상기 조리실 내부의 가스를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 감지단계는 조리 중에 발생한 가스량 또는 조리시작 시 상기 조리실 내부의 가스량을 감지하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 증기발생장치를 갖춘 조리기의 구성을 나타낸 외관도이고, 도 2는 본 발명에 의한 증기발생장치를 갖춘 조리기의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선 단면도이다.
도 1 내지 도 3에서, 본 발명의 증기발생장치를 갖춘 조리기는 외관을 형성하는 하우징(1), 하우징(1)과 일정공간을 두고 하우징(1)의 내부에 형성되는 조리실(10), 조리실(10)의 개방된 전면을 개폐하는 도어(2), 조리기의 동작제어를 위해 조리실(10)의 상부에 설치된 조작패널(3)을 구비한다.
상기 조리실(10)은 상면판(11), 바닥판(12), 양 측면판(13) 및 후면판(14)을 구비하여 음식물의 조리를 위한 일정공간을 형성하고, 후면판(14)에는 조리실(10) 내부의 가스량을 감지하기 위한 가스센서(10a)가 설치되며, 조리실(10)과 하우징(1) 사이의 공간에는 조리실(10) 내부의 열이 외부로 빠져나가지 않게 단열재(미도시)가 구비된다.
또한, 본 발명의 증기발생장치를 갖춘 조리기는 상기 조리실(10)로 증기를 공급하기 위해 상기 하우징(1)과 조리실(10) 사이의 공간에 배치되는 급수유닛(20), 증기발생유닛(30) 및 한 쌍의 증기공급유닛(40)을 더 구비한다.
상기 급수유닛(20)은 상면판(11)의 외측 전부에 설치되어 증기발생유닛(30)으로 증기를 발생하기 위한 물을 공급하고, 증기발생유닛(30)은 상면판(11)의 외측 후부에 설치되어 증기공급유닛(40)으로 증기를 공급하게 되며, 한 쌍의 증기공급유닛(40)은 각 측면판(13)에 설치되어 음식물을 조리하기 위한 증기를 조리실(10)로 공급하게 된다.
상기 급수유닛(20)은 급수케이스(21), 이 급수케이스(21)에 슬라이드 방식으로 결합되거나 분리되는 급수용기(22), 그리고 급수용기(22)와 증기발생유닛(30)을 연결하는 급수관(23)을 구비하여 급수용기(22)에 채워진 물을 급수관(23)을 통해 증기발생유닛(30)으로 공급하게 된다. 급수관(23)에는 증기발생유닛(30)으로 공급되는 물의 양을 조절하기 위해 급수관(23)을 개폐하는 급수밸브(24)가 설치된다.
상기 증기발생유닛(30)은 스팀용기(31), 스팀용기(31)의 내부에 설치되어 통과하는 물을 순간 가열하여 고온(약, 1000W)의 증기를 발생시키는 U자형의 스팀히터(32), 스팀용기(31)에 연통된 상태로 결합되는 팬 케이싱(33), 팬 캐이싱(33)의 내부에 설치된 순환팬(34), 스팀용기(31)로부터 각 증기공급유닛(40) 쪽으로 연장되어 스팀용기(31)에서 스팀히터(32)에 의해 만들어진 증기를 각 증기공급유닛(40)으로 공급하는 복수의 스팀관(35)을 구비한다.
각 증기공급유닛(40)은 조리실(10)의 양 측면판(13) 외측에 결합되어 조리실(10)과 증기발생유닛(30)의 스팀관(35)을 연통시키는 유로를 형성하는 증기덕트(41), 증기덕트(41)의 내부에 설치되는 순환팬(미도시)과 히터(미도시)를 구비한다.
상기 조리실(10)의 각 측면판(13)의 중심부와 가장자리에는 작은 크기를 가진 다수의 유입공(15)과 유출공(16)이 형성되어, 조리실(10) 내부에서 음식물과 열 교환하여 온도가 떨어진 증기가 양 측면판(13)의 중심부를 통해 증기덕트(41)로 유입되어 과열증기로 바뀐 후 양 측면판(13)의 가장자리를 따라 다시 조리실(10)로 유출되는 조리실(10) 내부의 대류순환이 이루어지게 된다.
또한, 상기 조리실(10)의 상면판(11) 중심에는 증기발생유닛(30)의 팬 케이싱(33)과 연통되는 흡기구(17)가 형성되어 조리실(10) 내부의 증기가 팬 케이싱(33)에 설치된 순환팬(34)에 의해 흡입되어 스팀용기(31)에서 발생하는 증기와 함께 증기공급유닛(40)으로 유입되고, 다시 다수의 유출공(16)을 통해 조리실(10)로 보내지는 재순환이 이루어지게 된다.
상기 스팀용기(31)의 상부에는 댐퍼(19)에 의해 개폐가 제어되며, 하우징(1)의 외측으로 연장되는 배기관(18)이 설치되어 흡기구(17)와 배기관(18)의 댐퍼(19)가 개방된 상태에서 순환팬(34)을 작동시키면 조리실(10) 내부의 연기나 가스가 증기와 함께 배기관(18)을 통해 하우징(1)의 외부로 배출된다. 이에 따라 조리 중에는 조리실(10) 내부의 증기압과 온도가 조절되면서 음식물에 나쁜 냄새(구체적으로, 탄 냄새)가 배지 않게 되고, 조리시작 시에는 조리실(10) 내부의 냄새 및 오염을 제거할 수 있게 된다.
한편, 상기 배기관(18)의 끝단에는 배기관(18)을 통해 배출되는 연기나 가스를 분해하여 냄새 등을 제거하는 필터(18a)가 설치된다. 상기 필터(18a)는 탈연, 탈취기 등을 사용한다.
또한, 하우징(1)과 조리실(10) 사이의 공간을 냉각시키기 위해 하우징(1)의 후부에는 냉각팬(50)이 설치되며, 급수유닛(20)의 급수관(23)에는 배수밸브(52)에 의해 개폐되며 조리실(10)의 내부로 연장되는 배수관(51)이 연결되어서 조리 후 스팀용기(31)와 급수용기(21)에 잔류한 물을 조리실(10)을 통해 배수시킬 수 있게 한다.
도 4는 본 발명의 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기시스템 구성도로서, 가스센서(10a), 신호입력부(100), 제어부(120), 구동부(130) 및 표시부(140)를 포함하여 구성된다.
상기 신호입력부(100)는 사용자가 원하는 조리정보(조리시간, 조리메뉴, 조리시작/정지 등)를 제어부(120)에 입력하도록 다수의 키가 조작패널(3)상에 구비되어 있다.
상기 제어부(120)는 신호입력부(100)로부터 입력된 조리정보에 따라 조리기의 각 장치들을 제어하는 마이컴으로서, 가스센서(10a)로부터 입력된 조리실(10)의 가스량(Gc)을 미리 정해진 제1 및 제2기준값(G1, G2)과 비교하여 그 비교결과에 따라 배기관(18)에 설치된 댐퍼(19)의 개폐동작을 제어한다.
이는, 조리실(10) 내부의 가스량(Gc)에 따라 조리실(10) 내부의 연기나 가스를 배기관(18)을 통해 외부로 배출하여 조리 중에는 음식물에 나쁜 냄새가 배지 않도록 하고, 조리시작 시에는 조리실(10) 내부의 냄새나 오염을 제거하도록 제어하는 것이다.
상기 구동부(130)는 제어부(120)의 구동제어신호에 따라 댐퍼(19), 급수밸브(24), 스팀히터(32), 순환팬(34), 냉각팬(50), 배수밸브(52) 등을 구동시키고, 표시부(140)는 제어부(120)의 표시제어신호에 따라 사용자가 입력한 조리시간이나 조 리메뉴 또는 조리기의 동작상태 등을 조작패널(3)상에 표시한다.
이하, 상기와 같이 구성된 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기시스템 및 그 제어방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.
도 5는 본 발명에 의한 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기제어방법의 동작 흐름도이다.
본 발명의 동작설명을 위한 초기조건으로서, 배기관(18)에 설치된 댐퍼(19)는 폐쇄되어 있다고 가정한다.
먼저, 조리실(10) 내부의 트레이(미도시)에 음식물을 넣고 조작패널(3)을 조작하여 사용자가 원하는 조리정보를 선택한 후 시작키를 누르면, 사용자가 선택한 키신호가 신호입력부(100)를 통해 제어부(120)에 입력된다(S100).
따라서, 제어부(120)는 급수밸브(24)를 온시켜 급수용기(22)의 물이 급수관(23)을 통해 스팀용기(31)로 공급되도록 하고, 스팀용기(31)로 공급된 물이 스팀히터(32)에 의해 가열되도록 제어한다.
스팀히터(32)에 의해 스팀용기(31)에서 만들어진 증기는 순환팬(34)의 작동에 따라 스팀관(35)들을 통해 각 증기덕트(41)로 보내지고, 계속해서 증기덕트(41) 내부의 순환팬(미도시)과 과열증기히터(미도시)의 작동에 따라 더 높은 온도의 과열증기로 바뀌어서 조리실(10)의 양 측면판(13)에 형성된 다수의 유출공(16)를 통해 조리실(10) 내부로 공급된다(S110).
조리실(10) 내부로 공급된 과열증기는 음식물에 열을 전달하여 음식물을 조리하고, 이같은 과정에서 온도가 낮아진 증기는 조리실(10) 양 측면판(13)에 형성 된 다수의 유입공(15)을 통해 증기덕트(41)로 유입되어 다시 가열된 후 유출공(16)을 통해 다시 조리실(10)로 공급되는 내부순환이 이루어진다.
이때, 배기관(18)의 댐퍼(19)가 폐쇄된 상태에서 순환팬(34)이 작동함에 따라 조리실(10) 내의 증기가 스팀용기(31)에서 만들어진 증기와 함께 스팀관(35)들을 통해 증기공급유닛(40)으로 유동하여 조리실(10)로 복귀하게 되는 대칭적인 외부순환이 이루어지게 된다.
이러한 과정이 진행됨에 따라 조리실(10) 내부는 높은 압력을 가진 많은 양의 증기가 순환되어 조리실(10) 내부의 대류순환에 의해 온도가 매우 높은 증기가 음식물의 전 표면에 골고루 전달되어 음식물이 전체적으로 균일하게 조리되면서 음식물의 수분이 적절히 유지되어 맛도 좋고 건강에도 좋은 음식물로 조리가 이루어진다.
이와 같이, 조리를 하는 중에 조리실(10) 내부에 고온의 증기가 대류순환 하면서 조리실(10) 온도가 상승하기 시작하고, 일정온도 이상에서 조리물의 일부가 타게 되면 가스가 발생한다. 이때 조리실(10) 내부에 발생된 가스량(Gc)을 가스센서(10a)에서 감지하여 제어부(120)에 입력한다(S120).
따라서, 제어부(120)는 입력된 가스량(Gc)이 미리 정해진 제1기준값(G1; 음식물이 타기 시작하는 가스량) 이상인지를 판단한다(S130).
상기 가스량(Gc)이 제1기준값(G1) 이상이면, 음식물이 타면서 가스가 발생하는 상태라고 판단하고 제어부(120)는 댐퍼(19)를 개방하여 조리실(10) 내부에 발생된 연기나 고온의 가스를 배기관(18)을 통해 외부로 배출한다(S140~S150).
상기 조리실(10) 내부의 연기나 가스가 배출될 때, 조리실(10) 내부에 순환되는 고온의 증기도 함께 배출되어 조리실(10)의 온도를 안정되게 유지할 수 있으며, 배출되는 연기나 가스는 배기관(18)의 끝단에 설치된 필터(18a)를 통해 분해되어 냄새 등이 제거된다.
이와 같이, 상기 조리실(10) 내부의 연기나 고온의 가스가 외부로 배출됨에 따라 조리실(10) 내부의 가스량이 적어지기 시작하고, 이때의 가스량(Gc)을 가스센서(10a)에서 감지하여 제어부(120)에 입력한다.
따라서, 제어부(120)는 입력된 가스량(Gc)이 미리 정해진 제2기준값(G2; 조리실 내부에 가스가 제거되었다고 판단하는 최저 가스량) 미만인지를 판단한다(S160).
상기 가스량(Gc)이 제2기준값(G2) 미만이면, 제어부(120)에서 댐퍼(19)를 폐쇄하여 조리실(10) 내부에 고온의 증기가 순환되도록 함으로서 조리실(10) 온도를 안정되게 제어한다(S170).
이와 같이, 조리 중에 발생하는 가스량(Gc)에 따라 댐퍼(19)를 개폐하여 조리실(10) 내부의 연기나 가스를 외부로 배출함으로서 음식물에 나쁜 냄새가 배지 않도록 함과 동시에 고온의 증기도 함께 배출하여 조리실(10) 온도를 안정되게 유지함으로서 음식물이 타지 않게 할 수 있다.
이외에도, 조리시작 시 조리실(10) 내부의 가스량이 제어부(120)에 미리 정해진 일정값 이상이면 댐퍼(19)를 개방하여 가스를 자동으로 배출함으로서 조리실(10) 내부를 포함하여 증기가 순환되는 각 통로의 냄새 및 오염을 제거할 수 있다.
한편, 상기 제어부(120)에는 조리실(10)에 발생되는 가스량에 상응한 가스센서(10a)의 값에 대한 데이터가 미리 저장되어 있어야 하며, 이 데이터는 설계자가 적절하게 설정할 수 있다.
다음, 제어부(120)는 조리완료인가를 판단하여(S180), 조리완료가 아니면 단계S110으로 리턴하고, 조리완료이면 동작을 종료한다.
한편, 본 발명의 일실시예에서는 가스센서(10a)를 조리실(10) 내부에 설치하고 가스의 배출을 위해 댐퍼(19)를 설치한 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 가스센서(10a)를 배기관(18)으로 통하는 유로상에 설치하고 가스의 배출을 위해 밸브를 설치하여도 본 발명과 동일한 목적 및 효과를 달성할 수 있음은 물론이다.
상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기시스템 및 그 제어방법에 의하면, 조리 중에 발생하는 가스량에 따라 조리실 내부의 연기나 가스를 외부로 배출하여 음식물에 나쁜 냄새가 배지 않도록 하고, 음식물을 시야로부터 보호하여 조리상태를 육안으로 쉽게 파악할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 조리시작 시 조리실 내부의 가스량이 일정값 이상이면 가스를 자동으로 배출함으로서 조리실 내부를 포함하여 증기가 순환되는 각 통로에 연기나 가스로 인한 오염 발생을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
상기에서 설명한 것은 본 발명에 의한 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기시 스템 및 그 제어방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (5)

  1. 조리실 내부로 증기를 공급하는 증기발생장치를 갖춘 조리기에 있어서,
    상기 조리실 내부의 가스량을 감지하는 감지부;
    상기 조리실 내부의 가스를 배출하는 배출수단; 및
    감지된 가스량을 미리 정해진 기준값과 비교하여 상기 가스량이 기준값 범위를 벗어나면 상기 조리실 내부의 가스를 배출하도록 상기 배출수단을 제어하는 제어부를
    포함하는 것을 특징으로 하는 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배출수단은 가스가 배출되는 유로상에 설치된 댐퍼로, 상기 제어부의 제어에 따라 개폐되는 것을 특징으로 하는 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 감지부는 조리 중에 발생한 가스량 또는 조리시작 시 상기 조리실 내부 가스량을 감지하는 것을 특징으로 하는 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기시스템.
  4. 조리실 내부로 증기를 공급하는 증기발생장치를 갖춘 조리기의 제어방법에 있어서,
    상기 조리실 내부의 가스량을 감지하는 단계; 및
    감지된 가스량을 미리 정해진 기준값과 비교하여 상기 가스량이 기준값 범위를 벗어나면 상기 조리실 내부의 가스를 배출하는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기제어방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 감지단계는 조리 중에 발생한 가스량 또는 조리시작 시 상기 조리실 내부의 가스량을 감지하는 것을 특징으로 하는 증기발생장치를 갖춘 조리기의 배기제어방법.
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