KR100768474B1 - 자동 조리기의 자동 거품 제어 장치 - Google Patents

자동 조리기의 자동 거품 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조리기의 자동 거품 제어 장치에 관한 것이고, 제어 장치는 하나의 전극이 접지 전극의 기능을 하고 그리고 다른 하나의 전극의 감지 전극의 기능을 두 개의 전극; 두 개의 전극으로부터 발생하는 전기적 신호를 입력받는 입력 장치; 및 입력 장치의 전기적 신호를 처리하여 출력 장치를 통하여 히터의 작동 여부를 제어 하는 제어 장치를 포함하고, 상기에서 전기적 신호는 일정한 수준 이상의 거품이 발생하는 경우에만 발생되고 그리고 제어 장치는 전기적 신호의 지속 여부에 따라 히터의 작동 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.
거품 제어, SCR, 트라이액, 포토커플러

Description

자동 조리기의 자동 거품 제어 장치{Controller for Detecting Bubbles Generated within Electric Cooker}
도 1은 본 발명에 따른 자동 거품 제어 장치의 개략적인 구성을 블록으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동 거품 제어 장치를 형성하는 각각의 장치에 대한 회로 구성의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 거품 제어 장치의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 거품 제어 장치의 또 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 거품 제어 장치를 가진 복합 조리기에 대한 실시 예를 도시한 것이다.
본 발명은 조리기의 자동 거품 제어 장치에 관한 것이고, 구체적으로 자동 조리기를 사용하여 두부 또는 두유와 같은 식품의 제조 과정에서 흔히 발생하는 거품을 감지하고 그리고 필요하면 조리기의 전기적 연결을 차단시키는 자동 거품 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 두부 또는 두유를 제조하는 조리기는 조리 과정에서 발생하는 수위의 변화를 감지하는 장치를 포함한다. 이러한 장치는 정해진 수준 이상의 수위가 감지되는 경우 히터와 같은 열 발생 장치의 작동을 중지시켜 수위를 조절한 후 다시 필요한 작동을 개시한다.
거품 감지 장치와 관련된 선행 기술로 실용신안등록 제272969호 및 실용신안등록 제327502호가 있다. 이러한 선행 기술에 개시된 거품 감지 장치는 조리기의 내부에 설치되어 거품의 유무를 감지하기 위한 전극, 전극으로부터 입력되는 신호를 입력 신호로 변화하는 입력부, 입력부로부터 전달된 입력 신호에 따라 히터의 전원을 공급 또는 차단하기 위한 제어 신호를 생성시키는 제어부 및 제어부의 제어 신호에 따라 히터에 전원을 공급 또는 차단하는 출력부를 포함한다.
거품 감지 장치와 관련된 다른 선행 기술로 실용신안등록 제326486호가 있다. 제안된 고안의 물 없음 감지 장치는 가동부에 구동신호가 입력된 시점에서 설정된 단위 시간 동안 용기부 내부의 온도를 감지하여 감지된 신호를 제공하는 입력부; 감지 신호를 입력받아 미리 설정된 단위 시간당 도달해야 하는 온도데이터와 비교하여 기기의 구동 여부를 판단하는 제어회로부 및 판단된 신호를 입력받아 히터로 공급되는 전원을 차단/연결하는 스위칭 회로부를 포함한다.
실용신안등록 제352226호는 콩의 단백질을 가열할 때 발생되는 거품이 일정 높이 이상 상승하는 경우 이를 감지하여 감지신호를 제어회로부에 전달하여 두유가 가열 용기바깥으로 넘쳐 손실이 되는 것을 방지하고 그리고 전기/전자기기의 손상을 방지하는 감지 센서를 개시한다.
위에서 제시된 공지된 거품 감지 장치는 거품의 발생으로 인한 조리물의 수위 조절의 기능만을 가지고 구체적으로 거품의 발생원 및 그에 따라 조리물의 미치는 영향을 고려하여 거품을 제어하는 기능을 제공하지는 아니한다. 본 발명은 거품의 발생원인 및 그에 따른 조리물의 조리 상태를 고려하여 거품을 제어할 수 있는 자동 거품 제어 장치를 제안한다.
본 발명의 목적은 거품의 발생 원인을 탐지하고 그리고 그에 따라 발생된 거품을 다양한 방법으로 제어할 수 있는 자동 거품 제어 장치를 제공하는 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 이용하여 상세하게 설명이 된다.
도 1은 본 발명에 따른 자동 거품 제어 장치의 개략적인 구성을 블록으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 거품 제어 장치는 조리기의 내부에서 발생된 거품을 탐지할 수 있는 전극(E1, E2)으로부터 전달되는 신호를 전기적 신호로 변환하는 입력 장치(10); 수신된 신호를 처리하고 그리고 필요에 따라 제어 신호를 발생시키는 제어 장치(11); 제어부로부터 전달된 신호에 따라 조리기에 설치된 히터(H)에 대한 전원을 공급 또는 차단할 수 있는 출력 장치(12) 및 제어 장치(11)의 작동이 정상 상태가 아닌 경우 출력 장치(12)의 전원을 차단하는 안전기(13)를 포함한다. 입력 장치(10)로 입력되는 신호는 두 개의 전극(E1, E2) 사이에 발생하는 전압 차가 될 수 있다. 예를 들어 두 개의 전극 사이에 거품이 존재하면 전극 사이에 개방 상태의 무한대의 전압 차가 아닌 일정한 값의 전압 차가 발생하게 된다. 그리고 입력 장치(10)는 이와 같은 전압 차를 감지하여 제어 장치(11)에 전달한다. 그리고 제어 장치(11)는 전달된 신호에 따라 미리 결정된 방법으로 출력 장치(12)에 연결된 히터(H)의 작동 여부를 결정한다. 이와 같은 작동 과정에서, 제어 장치(20)의 오동작이 감지되는 경우에 안전기(13)는 일정한 조건 아래에서 전체적인 전기 작동을 중지시킨다. 예를 들어 과전압이 발생하거나 또는 누전이 발생하는 경우 전류의 흐름을 중단시킬 필요가 있고 이러한 경우 안전기(13)는 전체 전원 연결을 차단시킬 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 자동 거품 제어 장치를 형성하는 각각의 장치에 대한 회로 구성의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 입력 장치(10)는 저항(R10) 및 트랜지스터(TR10)를 포함할 수 있다. 입력 신호는 두 개의 전극(E1, E2) 사이의 전압 차가 될 수 있고 그리고 이와 같은 전압 차로 인하여 입력 장치(10)의 저항(R10)을 통하여 전류가 흐르게 된다. 트랜지스터(TR10)는 예를 들어 NPN형이 될 수 있고 저항(R10)은 트랜지스터(TR10)의 베이스(Base)에 연결이 될 수 있다. 그리고 이미터(Emitter)는 바이어스 전압을 제공한다. 도 2에 도시된 것처럼 필요에 따라 입력 전극 중 하나(E1)는 접지가 되고 그리고 다른 하나(E2)는 감지가 요구되는 부분에 설치가 될 수 있다. 예를 들어 두부 제조기의 경우 접지 전극(E1)은 두부의 몸체에 연결이 되고 그리고 다른 하나의 감지 전극(E2)은 두부제조기의 용기 내부의 위쪽에 설치되거나 또는 칼날의 아래쪽에 설치될 수 있다. 이와 같이 설치되는 감지 전극(E2)은 넘침을 감지하거나 또는 일정 수위까지 물이 존재하는지 여부를 감지할 수 있다. 이와 같이 설치되어 수위의 넘침 또는 물의 존재 유무가 감지되면 저항(R10)을 통하여 신호가 트랜지스터(TR10)로 전달되고 그리고 트랜지스터는 예를 들어 바이어스 전압보다 높은 일정 수준 이상의 전압과 같은 전기적 신호를 제어 장치(11)로 전달한다. 설명의 편의를 위하여 NPN형 트랜지스터(TR10)를 예시하였지만 필요에 따라 PNP형 트랜지스터가 사용될 수 있다. 제어 장치(11)는 수신된 신호를 처리하고 그리고 장치를 구동시킬 수 있는 소프트웨어를 내장한 마이크로 컨트롤러를 포함한다. 그리고 제어 장치(11)는 안전기(13)와 전기적으로 연결이 된다. 안전기(13)는 제어 장치(11)로부터 전달되는 전기적 신호를 수신하는 신호 검출부(23) 및 신호 검출부(23)로부터의 신호를 선택적으로 출력 장치(12)에 전달하는 트랜지스터(TR13)를 포함한다. 트랜지스터(TR13)는 PNP형이 되고 그리고 컬렉터 전압이 바이어스 전압이 될 수 있다. 신호 검출부(23)는 제어 장치(11)로부터의 신호를 적절한 크기로 전달하는 저항(R231), 저항(R231)으로부터의 신호를 필터링하는 커패시터(C231), 커패시터(C231)에 순방향으로 연결된 순방향 다이오드(D231) 및 역방향으로 연결된 역방향 다이오드(D232), 순방향 다이오드(D231)에 연결된 저항(231) 및 커패시터(C232)를 포함한다. 저항(R232) 및 커패시터(C232)는 병렬로 연결되고 그리고 역방향 다이오드(D232)와 병렬로 연결이 된다. 추가로 트랜지스터(TR13) 및 역방향 다이오드(D232)는 저항(R233)으로 연결이 된다.
출력 장치(12)는 제어 장치(11)와 연결되는 저항(R121), 안전기(13)와 전기 적으로 연결이 되는 트랜지스터(TR12), 트랜지스터(TR12)의 출력에 따라 작동하여 스위치(124)를 개폐시키는 릴레이 코일(123), 히터(H)의 작동 안정성을 위한 저항(R122) 및 커패시터(C12)를 포함한다. 히터(H)는 스위치(124)에 직렬로 연결되고 그리고 저항(R122) 및 커패시터(C12)는 각각 히터(H) 및 스위치(124)에 병렬로 연결이 된다. 커패시터(C12) 또는 히터(H) 및 스위치(123)는 전력을 공급하기 위한 전원(S)에 연결이 되고 그리고 일반적으로 전원(S)은 AC 공급원이 될 수 있다.
도 2에 도시된 거품 제어 장치는 두부, 두유, 콩국 또는 죽과 같이 물이 혼합된 재료를 가열하는 방식으로 식품을 조리하는 임의의 조리기에 설치될 수 있다.
한 쌍의 전극(E1, E2)은 각각 조리기의 내부에 거품의 발생으로 인하여 수위 조절이 필요한 위치에 설치될 수 있다. 대안으로 하나의 전극은 거품이 발생하여 수위 조절이 필요한 위치에 설치되고 그리고 다른 하나의 전극은 칼날과 같은 분쇄 장치에 연결이 될 수 있다. 또는 한 쌍의 전극(E1, E2)은 조리기 내부에서 개방 상태(저항이 무한대인 상태)로 설치되고 그리고 어느 하나의 전극은 접지가 되는 것이 유리하다. 조리 재료가 조리기 내부에 준비되면 제어 장치(11)는 필요한 경우 분쇄 칼날과 같은 분쇄 장치를 구동시키면서 이와 동시에 히터(H)를 가열시킨다. 히터(H)는 직접 용기 내에서 설치되어 조리 재료에 열을 공급하는 직접 가열 방식 또는 용기의 외부의 열전달 매개체를 가열시키는 간접 가열 방식으로 설치될 수 있다. 조리 재료가 가열되면 일반적으로 거품이 발생하여 조리기 내부의 수위가 상승하게 되고 필요 이상으로 수위가 높아질 수 있다. 거품이 발생하여 미리 결정된 수준이상으로 수위가 높아지게 되면 전극(E1, E2) 사이에 일정 크기의 전압 차가 발생한다. 그리고 발생된 전압 차는 저항(R10)을 통하여 입력 장치(10)로 전달이 된다. 입력 신호의 크기는 거품의 양과 밀도에 따라 달라질 수 있다. 조리를 하는 과정에서 거품의 양이 조금씩 증가하다가 가열 정도를 조절함에 따라 거품의 양은 변동이 생기게 된다. 거품의 양은 전극(E1, E2) 사이의 저항 값 및 전압 차에 반비례하게 된다. 실질적으로 두부와 같은 식품을 제조하는 경우 일정량의 거품의 발생이 필요하고 다만 거품이 일정시간 동안 과도한 상태로 지속될 경우에만 제어될 필요가 있다. 그러므로 입력 장치(10)로부터 제어 장치(11)로 전달되는 신호는 일정 시간 동안 과도한 거품이 발생한 경우에만 전달될 필요가 있다. 예를 들어 거품의 발생 정도를 (i) 과도한 거품의 발생, (ii) 소량의 거품 또는 미세한 양의 거품의 발생, 및 (iii) 거품의 미 발생과 같이 세 가지 경우로 구분한다면 (i)에 대해서만 입력 신호를 제어 장치(11)로 전달하여야 한다. 제조 과정에서 히터의 가열 정도를 조절할 수 있고 만약 (ii)의 경우에도 입력 신호가 제어 장치(11)로 전달이 되고 그에 따라 히터의 작동이 중단되는 경우 히터가 계속적으로 작동 및 부-작동 상태를 반복하여 전체적으로 조리기가 불완전하게 작동이 되고 그에 따라 음식의 조리가 불완전하게 이루어질 수 있다. 그러므로 본 발명에 따른 거품 제어 장치는 과도한 거품이 발생이 되는 경우에만 입력 신호가 제어 장치(11)로 전달이 되도록 한다. 도 2에 도시된 NPN형 트랜지스터의 경우 이미터 단자의 전압이 바이어스 전압이 되어 작은 양의 거품의 발생하고 그리고 저항(R10)을 흐르는 전류의 양이 작은 경우 입력 신호가 제어 장치(11)로 전달이 되지 않도록 한다. 또한 실질적으로 입력 시간이 제어 장치(11)로 전달이 되는 경우에도 신호의 지속 시간이 예를 들어 5 초 이하인 경우에는 제어 장치(11)는 히터의 가동을 중지하기 위한 제어 신호를 발생하기 않을 수 있다.
만약 과도한 거품이 발생하면 전극(E1, E2) 사이에 전압 차가 발생하고 이로 인하여 저항(R10)을 통하여 일정 크기 이상의 전류가 흐르고 이로 인하여 트랜지스터(TR210)의 베이스 단자에 전압 차가 발생하여 트랜지스터(TR210)가 작동하게 된다. 이러한 상태가 일정 시간 이상 지속이 되면 제어 장치(11)는 제어 신호(예를 들어 -5V와 같은 전압)를 출력 장치(12)의 저항(R121) 및 트랜지스터(TR12)를 작동시켜(예를 들어 턴-온(turn-on)) 릴레이(RL) 코일을 작동시킨다. 이와 같은 릴레이 코일의 작동은 코일에 전류가 흐르게 되어 접점이 오프가 되어 전류의 흐름의 차단하게 되고 이로 이하여 히터(H)에 인가되는 교류 전원이 차단이 되어 히터(H)의 작동이 중단된다. 히터(H)의 작동이 중지되면 거품은 더 이상 증가하지 않고 그리고 일정 시간이 지속이 되면 거품의 양이 줄어들게 된다. 그리고 이로 인하여 제어 장치(11)는 출력 장치(12)로 제어 신호를 전송하지 않게 된다. 실질적으로 제어 장치(11)는 과도한 거품의 발생이 계속되는 경우에는 일정한 시간 주기로 계속적으로 신호를 출력 장치(12)로 전송하게 되고 그리고 이로 인하여 히터(H) 작동의 중단 상태가 지속된다. 만약 제어 장치(11)로부터 더 이상 과도한 거품에 따른 제어 신호가 출력 장치(12)로 송신이 되지 않는다면 릴레이(123)는 코일에 자기장을 발생시키기 않게 되고 이로 인하여 스위치(124)가 연결이 되어 히터(H)가 다시 작동하게 된다.
과도한 거품의 발생에 따른 히터(H)의 작동 과정에서 제어 장치(11)에서 비 정상적인 신호가 발생되고 이로 인하여 히터(H)가 계속적으로 작동 상태를 유지하게 되면 안전사고가 발생할 수 있다. 제어 장치(11)는 다양한 형태의 신호 파를 출력할 수 있고 예를 들어 펄스 파를 출력할 수 있다. 그리고 필요에 따라 주파수 변조가 된 파를 출력할 수도 있다. 제어 장치(11)가 입력 장치(10)로부터 신호를 수신하여 적절하게 주파수 및 파형을 변조시켜 출력 장치를 제어하는 경우 안전기(13)는 제어 장치(11)의 작동 상태를 점검할 수 있다. 제어 장치(11)의 신호는 출력 장치(11) 및 안전기(13)로 입력이 된다. 저항(R231)을 통하여 커패시터(C231)에 전달된 신호는 주파수에 따라 필터링이 된다. 일반적으로 커패시터는 직류를 완전 차단시키고 그리고 저주파를 대부분 차단시키고 고주파만을 통과시키는 필터 기능을 가진다. 제어 장치(11)로부터 정상적으로 필요한 변형이 이루어진 신호가 안전기(13)로 입력이 되는 경우 신호는 신호 검출부(23)를 통하여 트랜지스터(12)로 입력이 되어 출력 장치(12)가 제어 장치(11)의 제어 신호에 따라 작동하게 된다. 그러나 제어 장치(11)로부터 정상적인 신호가 안전기(13)로 입력이 되지 않는 경우 신호 검출부(23)의 커패시터(C231)가 신호를 차단하여 트랜지스터(TR23)가 동작되지 않도록 하여(예를 들어 turn-on 상태를 유지) 출력 장치(12)의 트랜지스터(TR12)가 제어 장치(11)의 신호에 관계없이 항상 턴-온 상태를 유지하도록 한다. 그리고 이로 인하여 히터(H)의 작동이 제어 장치(11)의 신호에 관계없이 중단되도록 한다. 이와 같이 안전기(13)는 제어 장치(11)로부터 정상적인 신호(예를 들어 펄스 파형의 고주파)가 출력이 되지 않아 제어 장치(11)의 정상 작동 여부가 문제가 될 수 있는 경우 히터(H)의 작동을 중지시켜 조리기의 과열을 방지한다. 이와 같은 경우 출력 장치(12)의 트랜지스터(TR12)가 제어 장치(11)의 제어 신호에 관계없이 항상 작동이 되어 릴레이(RL)의 접점이 오프 상태를 유지하도록 하여 히터(H)에 인가되는 전원을 차단하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 거품 제어 장치의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 3에 도시된 실시 예는 도 2와 관련하여 위에서 설명한 실시 예에 비하여 출력 장치(12)는 구동 회로(30), 포토커플러(Photo Coupler)(31) 및 실리콘 제어 정류기(SCR:Silicon Controlled Rectifier)(32)를 더 포함할 수 있다. 출력 장치(12)를 제외한 장치에 대한 것은 도 2와 관련하여 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 아래에서 구체적으로 설명을 하지 않는다.
출력 장치(12)의 구동 회로(30)는 출력 장치(12)의 저항(R121)을 경유하여 트랜지스터(TR12)로부터 전달된 신호를 수신하는 저항(R301), 저항(R301)로부터 신호를 수신하는 트랜지스터(TR301), 트랜지스터(TR301)로부터 신호를 수신하는 분기된 두 개의 저항(R302, R303) 및 저항(R303)을 통하여 신호를 수신하는 TR(302)를 포함한다. 두 개의 트랜지스터(TR301, TR302)는 각각 NPN형이 될 수 있고 그리고 이미터 단자의 전압이 바이어스 전압이 된다.
트랜지스터(TR302)에 수신된 제어 장치(11)의 제어 신호는 포토커플러(31)로 전달이 된다. 포토커플러(31)는 입력 전기 신호 및 출력 전기 신호를 빛으로 전달하는 수동 소자로 공지의 것이 사용될 수 있다. 일반적으로 포토커플러는 절연 특성이 뛰어나므로 임피던스가 서로 다른 회로 사이의 신호 전달을 위하여 사용된다. 본 발명에 따른 거품 제어 장치의 구동 회로에서 사용되는 포토커플러(31)는 절연 특성, 입력에 따른 영향의 감소 및 잡음의 제거와 같은 특성을 이용하기 위하여 사용이 된다. 포토커플러(31)의 입력 단자는 트랜지스터(TR302)의 베이스 단자에 연결이 되어 제어 신호를 수신한다. 그리고 포토커플러(31)를 통하여 전달된 제어 신호는 저항(R304) 및 다이오드(D301)를 경유하여 SCR(32)의 케이트 단자로 전달이 된다. 일반적으로 SCR(32)은 순방향으로 부의 저항을 가지면서 오프(off) 상태의 저항은 매우 높은 반면 온(on) 상태에서는 낮은 저항을 나타내는 회로 소자이다.
본 발명에 따른 거품 제어 장치의 출력 장치(12)에 적합하게 반응하도록 하기 위하여 고역 전압에 대한 스위칭 소자로 SCR(32)이 사용될 수 있다. SCR(32)은 게이트에서 일정 수준 이상의 펄스 전류가 흐르는 경우에만 애노드에서 캐소드로 순방향 전류가 흐를 수 있고 이로 인하여 스위치가 온(on) 상태로 된다. 그리고 다이오드(D301)를 저항(R304) 및 SCR(32) 사이에 연결하여 순방향 전류가 흐르는 경우 SCR(32)이 오프(off)가 되도록 하여 히터(H)의 작동을 중지시킬 수 있다. 그리고 일정 시간 동안 계속적으로 제어 신호가 전송이 되지 않는 경우에는 다시 SCR(32)을 온(on) 상태로 하여 히터를 작동시킬 수 있다. 이와 같은 과정에서 안전기(13)는 커패시터를 통하여 고역 필터 기능을 하여 제어 장치(11)로부터 정상적인 신호가 출력이 되지 않는 경우 트랜지스터(TR13)를 작동시키고 이로 인하여 SCR(31)이 오프(off) 상태를 유지하도록 하여 히터(H)의 작동을 중지시킨다. 이러한 안전기(13)의 작동은 도 2와 관련하여 설명한 것과 유사하다.
도 4는 본 발명에 따른 거품 제어 장치의 또 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 4에 제시된 실시 예는 도 3과 관련하여 설명한 실시 예에 비하여 히터(H)의 작동을 결정하는 스위치가 SCR이 아니라 트라이액(triac)(40)이 된다는 점이다. 포토커플러(31) 및 트라이액(40)은 저항(R401)에 의하여 연결이 되어 제어 신호가 전달이 된다. 트라이액(40)은 SCR과 유사한 부류에 속하지만 SCR과는 달리 플러스 또는 마이너스 게이트 신호로 전원의 어떤 방향으로도 턴-온이 가능하여 상용 주파수의 교류 제어에서 단 하나의 소자로 제어할 수 있다는 특징을 가지는 스위치 소자이다. 일반적으로 트라이액은 SCR 2개를 역-병렬로 접속한 것과 같은 작용을 하지만 게이트 단자가 하나로 되어 있어 트리거 회로가 간단해진다. 본 발명에 따른 거품 제어 장치의 트라이액(40)은 공지의 것이 될 수 있다. 제어 장치(11)의 제어 신호를 전달하기 위하여 포토커플러(31)의 출력 단자는 트라이액(40)의 게이트 단자에 연결이 된다. 트라이액(40)은 음극 및 양극에 해당하는 T1 및 T2 단자를 가지며 히터(H) 및 전원은 각각 T1 및 T2 단자 사이에 연결이 되어 작동 여부가 결정된다.
본 발명에 따른 거품 제어 장치는 히터의 가열 과정을 필요로 하는 임의의 식품 조리기에 사용될 수 있다. 제시된 각각의 실시 예에서 저항 값 및 커패시터 용량의 필요에 따라 조절될 수 있으며 전극(E1, E2)은 거품의 발생을 감지할 수 있는 임의의 두 개의 구성 소자를 선택하여 연결될 수 있다. 또한 제어 장치는 제어 과정이 미리 입력된 마이크로프로세서를 포함한다. 아래에서 본 발명에 따른 거품 제어 장치를 가진 식품 조리기에 대하여 설명을 한다.
본 발명에 따른 거품 제어 장치는 또한 물 없음 감지 경보 장치 또는 수위 측정 장치로 사용될 수 있다. 물 없음 감지 경보 장치로 사용되는 경우 두 개의 전극(E1, E2) 중의 하나는 물이 존재할 수 있는 가장 낮은 위치보다 조금 높은 위치에 설치되고 나머지 하나의 전극은 접지 위치로 연결이 된다. 그리고 물이 존재하지 않는 경우에는 경보가 발생하고 물이 존재하는 경우에는 경보가 발생하지 않아야 하므로 제어 장치는 일정 크기 이상의 전위차가 발생하는 경우에만 제어 신호를 발생하도록 한다. 다만 이 경우 조리 장치의 작동 후에만 물 없음 감지 경보 센서가 작동하도록 회로를 구성하여야 한다. 이는 조리를 하지 않는 상태에서는 두 개의 전극(E1, E2) 사이에는 개방 상태로 무한대의 전위차가 되기 때문이다.
수위 측정 장치로 사용되는 경우에는 일정한 위치에 하나의 전극을 위치시키고 그리고 다른 하나의 전극을 접지시키는 방법으로 감시 센서가 형성될 수 있다. 만약 여러 위치에서 수위를 측정할 필요가 있는 경우에는 다수 개의 전극을 각각 필요한 위치에 설치하고 그리고 각각 다른 값을 가지는 저항을 설치하여 입력되는 전류의 크기 또는 신호의 크기를 이용하여 서로 다른 위치의 수위를 측정할 수 있다. 이 경우 또 하나의 전극은 접지가 되어야 하는 것은 위에서 설명한 것과 동일하다. 이와 같은 본 발명에 따른 거품 감지 센서는 다양한 형태의 적용이 가능하고 그리고 각각의 적용에서 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 필요에 따라 적절하게 회로를 구성할 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 거품 제어 장치를 가진 복합 조리기에 대한 실시 예를 도시한 것이다. 제시된 복합 조리기(5)는 두유, 두부 또는 죽과 같은 식품을 조리할 수 있는 것으로 모터(523)가 아래쪽에 설치되고 그리고 간접 가열 방식으로 음식물을 조리한다.
복합 조리기(5)는 하부 하우징(52) 및 하부 하우징(52)과 분리 가능하도록 결합을 하고 그리고 조리 용기를 형성하는 상부 하우징(51)을 포함한다. 상부 하우징(51)은 스크린 커버가 측면에 형성된 거름망(511), 거름망(511)의 내부에 설치되어 조리 재료를 분쇄하는 분쇄 날(512), 상부 하우징(51)의 아래쪽에 설치되어 필요한 경우 조리 재료를 가열하기 위한 히터(515), 회전 구동을 전달하기 위한 축 연결 장치(516), 상부 하우징(51)의 위쪽에 설치되는 덮개(514) 및 손잡이(513)를 포함한다. 덮개(514)는 필요에 따라 추가적인 재료의 투입을 위한 마개(C)를 포함할 수 있고 그리고 축 연결 장치(516)는 상부 연결 장치(516a) 및 하부 연결 장치(516b)를 포함한다. 하부 하우징(52)은 컨트롤러(521), 상부 하우징(51) 및 하부 하우징(52)이 정해진 위치에서 결합이 되지 않는 경우 전원을 차단할 수 있는 안전장치(521), 분쇄 날(512)을 구동시키기 위한 모터(523), 조리 과정에서 필요한 여러 가지 사항을 선택할 수 있는 선택 버튼(524) 및 조리 상태 또는 선택 버튼(524)의 선택 여부를 표시해 주는 LCD 창(525)을 포함한다. 거품 감지 센서(50)는 덮개(514)의 하부에서 조리 용기를 형성하는 상부 하우징(51)의 아래쪽으로 연장이 될 수 있다. 필요에 따라 거품 감지 센서(50)는 내부에 설치된 용기 내부의 온도 측정을 위한 서미스터를 포함할 수 있다. 거품 감지 센서(50)는 하나의 전극을 형성하고 나머지 하나의 전극은 상부 하우징(51), 하우 하우징(52) 또는 모터(523)의 외부와 같이 접지가 될 수 있는 조리기(5)의 임의의 구성 요소가 될 수 있다. 도 1 내지 도 4와 관련하여 설명한 입력 장치, 제어 장치, 안전기 및 출력 장치는 컨 트롤러(521)의 회로 기판에 형성될 수 있다. 하나의 전극을 형성하는 거품 감지 센서(50)는 거품의 발생하는 경우 넘칠 우려가 있는 수준까지만 연장되거나 또는 거품 감지 센서(50)의 상부 해당 부분까지 도체로 피복이 되도록 형성될 수 있다. 도체로 피복이 되는 경우 피복이 되지 않은 아래쪽 부분은 조리 과정에서 내부 온도를 측정할 수 있는 위치까지 연장이 될 수 있다. 또한 거품 감지 센서(50)의 설치 위치는 제한되지 않으며 과도한 거품의 발생을 탐지할 수 있는 임의의 위치에 설치될 수 있다.
컨트롤러(521)는 거품 제어 장치와 관련된 회로 또는 장치로부터 신호를 수신하고 그리고 미리 입력된 프로그램에 따라 관련된 장치의 동작을 제어한다.
아래에서 거품 제어 장치와 관련된 조리기(5)의 작동 과정을 설명한다.
조리 재료 및 물이 거름망(511) 내부로 투입이 되고 상부 하우징(51)이 하부 하우징(52)과 결합이 된다. 결합 과정에서 정해진 위치에서 결합이 되지 않는 경우에는 안전장치(522)는 전원을 차단하고 작동 과정에서 정해진 결합 위치를 벗어나는 경우에도 동일하다. 정해진 위치에서 상부 하우징(51) 및 하부 하우징(52)이 결합되면 전원이 연결되어 선택 버튼(524)에 의하여 조리 종류 및 시작이 입력될 수 있다. 컨트롤러(521)는 선택 버튼(524)의 신호를 입력받아 분쇄 날(512) 및 히터(515)와 같은 장치를 구동시킨다. 조리 과정에서 거품 감지 센서(50)에서 측정된 온도 또는 모터(523)의 구동 속도가 주기적으로 컨트롤러(521)에 입력이 될 수 있다. 조리 과정에서 거품이 발생하여 또는 수위 그 자체가 정해진 수준 이상으로 높아지는 경우 거품 또는 수위는 거품 감지 센서(50)의 도체 부분에 도달하게 된다. 이로 인하여 하나의 전극의 기능을 하는 거품 감지 센서(50)와 다른 하나의 전극의 기능을 할 수 있도록 조리기의 다른 구성요소에 연결된 전극 사이에는 전위차가 발생하게 된다. 발생된 전위차는 컨트롤러(521), 정확하게는 컨트롤러(521)의 제어 장치에 전달이 된다. 그러나 거품의 발생이 미약하여 정해진 값 이상의 전위차가 발생하는 경우에는 입력 신호는 커패시터에 의하여 차단되고 컨트롤러(521)로 전달이 되지 않는다. 그리고 컨트롤러(521)는 정해진 시간 동안 입력 신호가 지속이 되는 경우 히터(515) 또는 모터(523)의 작동을 중지시킨다. 이후 일정한 시간 동안 입력 신호가 컨트롤러(521)로 전달이 되지 않는다면 컨트롤러(521)는 다시 히터(515) 또는 모터(523)를 작동시키게 된다. 이와 같은 과정에서 컨트롤러(521)의 제어 장치가 적절한 신호를 발생하는 여부는 안정기에 의하여 체크가 된다. 정해진 시간 동안 분쇄 또는 가열의 반복이 이루어진 후 조리가 완료되면 컨트롤러(521)는 조리기의 전원을 차단한다.
제시된 실시 예는 간접 가열 방식의 조리기에 관련된 것이지만 본 발명에 따른 거품 제어 장치는 직접 가열 방식의 조리기에 적용될 수도 있다. 아울러 저항, 커패시터, 포토커플러, SCR 또는 트라이액과 같은 소자들은 필요에 따라 이 분야에서 공지된 다른 소자로 대체될 수 있다. 예를 들어 커패시터는 유도 코일(inductor)로 대치되어 적절하게 필요한 회로를 구성할 수 있다. 또한 제시된 회로 소자의 연결 관계는 예시적은 것으로 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 동일한 회로 소자를 사용하여 동일하거나 유사한 기능을 하는 균등 회로를 구성할 수 있을 것이다. 이러한 균등 회로는 모두 본 발명의 범위에 속한다는 것을 자명하다.
위에서 본 발명은 실시 예를 제시하여 상세하게 설명이 되었다. 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하고 제시된 실시 예에 대한 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이러한 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 아니하며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
본 발명에 따른 거품 제어 장치는 과도한 거품이 발생하는 것을 방지하여 조리기의 사용에 따른 안전사고를 방지할 수 있도록 한다. 이와 동시에 소량이 거품의 발생으로 인하여 간헐적으로 가열이 반복되는 것을 방지하여 적절하게 조리 과정이 수행될 수 있도록 한다. 아울러 이러한 과도한 거품 발생을 제어하는 제어 장치의 작동을 감시할 수 있도록 하여 가능한 모든 안전사고를 예방할 수 있다는 이점을 가진다.

Claims (14)

  1. 식품 조리기를 위한 거품 제어 장치에 있어서,
    하나의 전극이 접지 전극의 기능을 하고 그리고 다른 하나의 전극은 감지 전극의 기능을 하는 두 개의 전극;
    상기 두 개의 전극으로부터 발생하는 전기적 신호를 입력받는 입력 장치;
    상기 입력 장치의 전기적 신호를 처리하고 제어신호를 발생시키는 제어장치;및 상기 제어장치에서 전달된 신호에 따라서 전원을 공급 또는 차단하는 출력장치를 포함하고, 상기에서 전기적 신호는 일정한 수준 이상의 거품이 발생하는 경우에만 발생 되고 그리고 제어 장치는 전기적 신호의 지속 여부에 따라 히터의 작동 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 거품 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 입력 장치는 저항 및 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 거품 제어 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 제어 장치는 마이크로프로세서를 포함하고, 그리고 일정수준 이상의 거품이 일정시간 이상 지속 되는 경우 제어신호가 발생되도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 거품제어 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 출력 장치는 저항, 트랜지스터 및 스위치의 개폐를 위한 릴레이 코일을 포함하는 거품 제어 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 출력 장치는 저항, 트랜지스터, 트랜지스터로부터 신호를 수신하는 구동 장치, 구동 장치로부터 전달된 신호를 수신하는 포토커플러 및 포토커플러의 신호에 따라 히터의 작동 여부를 결정하는 실리콘 제어 정류기를 포함하는 거품 제어 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 출력 장치는 저항, 트랜지스터, 트랜지스터로부터 신호를 수신하는 구동 장치, 구동 장치로부터 전달된 신호를 수신하는 포토커플러 및 포토커플러의 신호에 따라 히터의 작동 여부를 결정하는 트라이액을 포함하는 거품 제어 장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 제어 장치로부터 발생되는 신호를 검출하여 히터의 작동 여부를 결정하는 안전기를 더 포함하는 거품 제어 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 안전기는 제어 장치의 신호를 필터링하는 커패시터를 포함하는 거품 제어 장치.
  10. 식품 조리기에 있어서,
    조리 재료를 수용하는 용기;
    조리 재료를 가열하기 위한 히터;
    조리 과정에서 용기의 내부에 발생하는 거품을 감지하기 위한 거품 감지 센서; 및
    거품 감지 센서로부터 발생된 신호를 탐지하여 히터의 작동 여부를 결정하는 제어 장치를 포함하고, 상기에서 제어 장치는 발생된 신호가 일정 수준 이상의 거품의 발생에 해당하고 그리고 일정 시간 동안 지속이 되는 경우에만 출력 장치를 통하여 히터의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 식품 조리기.
  11. 청구항 10에 있어서, 출력 장치는 히터의 작동을 제어하기 위한 릴레이 코일을 포함하는 식품 조리기.
  12. 청구항 10에 있어서, 출력 장치는 제어 장치로부터 발생된 제어 신호를 수신하는 포토커플러 및 포토커플러로부터 전달된 신호에 따라 히터의 작동 여부를 결정하는 실리콘 제어 정류기를 포함하는 식품 조리기.
  13. 청구항 10에 있어서, 출력 장치는 제어 장치로부터 발생된 제어 신호를 수신하는 포토커플러 및 포토커플러로부터 전달된 신호에 따라 히터의 작동 여부를 결정하는 트라이액을 포함하는 식품 조리기.
  14. 청구항 10에 있어서, 거품 감지 센서는 온도의 측정을 위한 서미스터를 포함하는 식품 조리기.
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