KR101110182B1

KR101110182B1 - 조리실을 구비한 전기 레인지

Info

Publication number: KR101110182B1
Application number: KR1020110039077A
Authority: KR
Inventors: 라경만
Original assignee: 주식회사 한울아이씨텍
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2012-02-15

Abstract

본 발명은, 음식물이 담긴 조리 용기를 가열하기 위한 히터를 구비한 가열부, 상기 가열부의 모든 주변을 밀폐할 수 있도록 형성되고 적어도 일측에 개폐가능한 도어가 구비된 조리실, 공기를 냉각시키기 위한 열교환기와 상기 조리실과 연결된 제1 통풍구와, 상기 열교환기와 상기 제1 통풍구를 통과하는 공기의 흐름을 형성하는 순환팬을 구비한 열교환 공간, 외부로부터 공기를 선택적으로 흡입할 수 있도록 개폐가능한 제1 개폐부와 상기 조리실과 연결된 제2 통풍구와 상기 제2 통풍구를 상기 열교환 공간에 선택적으로 연결시키기 위한 제2 개폐부를 구비한 내부 순환로, 상기 가열부의 구동과 상기 제1 및 제2 개폐부의 개폐 동작과 상기 순환팬의 동작을 제어하는 제어 모듈을 포함하는 조리실을 구비한 전기 레인지에 관한 것이다.

Description

조리실을 구비한 전기 레인지{ELECTRIC RANGE HAVING COOKING ROOM}

본 발명은 전력에 의한 열로 음식물을 조리하는 전기 레인지에 있어서, 음식물을 조리 실행 직전까지 냉장 보관 또는 온장 보관할 수 있는 조리실을 구비한 전기 레인지에 관한 것이다.

일반 가정의 주방에 IT 기술이 접목되어 홈 네트워크가 구축되고 유비쿼터스 시대로 접어들면서 점차 미래형 주방으로 바뀌고 있다. 이에 따라, 예약 조리뿐만 아니라 스마트 단말기기 등을 통해 조리 기기의 조리 동작을 원격 제어하는 원격 조리도 현실화되기 시작하였다.

한편, 현재 우리나라 주방의 주요 조리 기구인 가스 레인지와 이를 점차 대체하고 있는 전기 레인지는 이러한 원격 조리 기능을 추가할 수는 있겠지만, 실제적으로 조리 현장에 사람이 없는 상태에서 예약 조리나 원격 조리를 수행하기 어렵다.

즉, 예약 조리나 원격 조리를 행하기 위해서는, 조리할 음식 재료의 보관에 관한 문제점이 발생한다. 예를 들어, 아침에, 저녁 식사를 위한 찌개류 등의 재료를 준비하여 조리 용기에 담은 후, 이 조리 용기를 레인지 위에 올려놓고 출근한 다음, 퇴근 무렵에 자동으로 조리되도록 예약 조리를 설정하거나 스마트 단말기 등을 통해 원격에서 조리를 실행시킬 경우, 조리 용기에 담긴 음식 재료는 아침부터 저녁까지의 낮 시간 동안 레인지 위에 그대로 방치될 수밖에 없다. 특히 여름철이나 실내 온도가 상온으로 유지되는 경우에는 방치된 음식 재료가 조리 용기 내에서 상할 수 있다는 심각한 문제가 발생한다.

따라서, 조리를 시작하기 전까지 음식 재료를 냉장고 등에 보관하였다가 조리를 시작하는 시점에 레인지에 올려놓을 수 없다면, 예약 조리나 원격 조리가 현재의 가스 레인지 또는 전기 레인지 구조로는 현실적으로 실현 불가능하다.

따라서, 본 발명은 예약 조리나 원격 조리를 실현하기 위한 것으로서, 특히 현재 가장 많이 사용되는 가스 레인지를 대체하고 있는 차세대 조리 기구인 전기 레인지에 냉장 기능이 있는 조리실을 부가함으로써, 조리할 음식 재료를 조리 시작 직전까지 신선하게 보관하는 기능을 제공하고자 한다.

또한, 조리실에 온장 기능을 추가하여 음식 재료의 조리가 완료된 이후에는 음식물을 일정 온도로 보온 유지하는 기능 제공하고자 한다. 또한, 온장 기능을 이용하여 발효기 등으로의 활용 범위를 확대할 수 있도록 한다.

또한, 냉장 및 온장 기능을 제공하는 조리실을 구비함으로써, 예약 조리 및 원격 조리를 실행시키고자할 때, 조리 현장에 실제적으로 사람이 필요없도록 하여 완전한 유비쿼터스 주방용 조리 기기로 사용할 수 있도록 하고자 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 음식물이 담긴 조리 용기를 가열하기 위한 히터를 구비한 가열부; 상기 가열부의 모든 주변을 밀폐할 수 있도록 형성되고, 적어도 일측에 개폐가능한 도어가 구비된 조리실; 공기를 냉각시키기 위한 열교환기와, 상기 조리실과 연결된 제1 통풍구와, 상기 열교환기와 상기 제1 통풍구를 통과하는 공기의 흐름을 형성하는 순환팬을 구비한 열교환 공간; 외부로부터 공기를 선택적으로 흡입할 수 있도록 개폐가능한 제1 개폐부와, 상기 조리실과 연결된 제2 통풍구와, 상기 제2 통풍구를 상기 열교환 공간에 선택적으로 연결시키기 위한 제2 개폐부를 구비한 내부 순환로; 상기 가열부의 구동, 상기 제1 및 제2 개폐부의 개폐 동작, 상기 순환팬의 동작을 제어하는 제어 모듈을 더 포함하여 이루어진 조리실을 구비한 전기 레인지를 제공한다.

또한, 상기 전기 레인지는, 상기 열교환기의 방열판과, 외부로부터 공기를 선택적으로 흡입할 수 있도록 개폐제어되는 제3 개폐부와, 상기 조리실과 연결되도록 개폐 제어되는 제4 개폐부와, 외부와 연결된 배기구와, 상기 방열판 또는 상기 제4 개폐부로부터 상기 배기구를 통과하는 공기의 흐름을 형성하는 배기팬을 구비한 배기 공간을 더 포함한다.

또한, 상기 전기 레인지에서, 상기 제4 개폐부는, 상기 배기 공간을 상기 열교환 공간과 연결하도록 구성됨으로써, 결과적으로 상기 배기 공간을 상기 열교환공간의 상기 제1 통풍구를 통해 상기 조리실과 연결시킨다.

또한, 상기 전기 레인지에서, 상기 조리 용기를 가열하고자 할 경우, 상기 제어 모듈은, 상기 히터를 구동시켜 상기 조리 용기를 가열하고, 상기 제1 개폐부를 개방하고, 상기 제2 개폐부를 폐쇄하고, 상기 제4 개폐부를 개방한 상태에서, 상기 배기팬을 구동시킴으로써, 외부로부터의 공기가 상기 제1 개폐부, 상기 제2 통풍구, 상기 조리실의 내부, 상기 제4 개폐부, 상기 배기 공간의 상기 배기팬을 통해 외부로 흐르도록 한다.

또한, 상기 전기 레인지에서, 상기 조리실의 내부를 냉각하고자 할 경우, 상기 제어 모듈은, 상기 히터를 정지시키고, 상기 제1 개폐부를 폐쇄하고, 상기 제2 개폐부를 개방한 상태에서, 상기 순환팬을 구동시킴으로써, 상기 조리실의 내부의 공기가 상기 제2 통풍구, 상기 열교환 공간의 상기 순환팬, 상기 제1 통풍구를 통해 상기 조리실의 내부로 순환하도록 한다.

또한, 상기 전기 레인지에서, 상기 제2 통풍구는 상기 조리실의 하측에 형성되고, 상기 제1 통풍구는 상기 조리실의 상측에 형성된다.

또한, 상기 전기 레인지에서, 상기 제어 모듈은, 상기 제3 개폐부를 개방하고, 상기 제4 개폐부를 폐쇄한 상태에서, 상기 배기팬을 구동시킴으로써, 외부로부터의 공기가 상기 제3 개폐부, 상기 배기공간의 상기 방열판, 상기 배기구로 흐르도록 한다.

또한, 상기 전기 레인지에서, 상기 제어 모듈은, 상기 조리 용기를 가열하고자 할 경우에는, 상기 히터를 구동시켜 상기 조리 용기를 가열하고, 상기 제1 개폐부를 개방하고, 상기 제2 개폐부를 폐쇄하고, 상기 제4 개폐부를 개방한 상태에서, 상기 배기팬을 구동시킴으로써, 외부로부터의 공기가 상기 제1 개폐부, 상기 제2 통풍구, 상기 조리실의 내부, 상기 제4 개폐부, 상기 배기 공간의 상기 배기팬을 통해 외부로 흐르도록 제어하고, 또한, 상기 조리실의 내부를 냉각하고자 할 경우에는, 상기 히터를 정지시키고, 상기 제1 개폐부를 폐쇄하고, 상기 제2 개폐부를 개방한 상태에서, 상기 순환팬을 구동시킴으로써, 상기 조리실의 내부의 공기가 상기 제2 통풍구, 상기 열교환 공간의 상기 순환팬, 상기 제1 통풍구를 통해 상기 조리실의 내부로 순환하도록 제어하고, 상기 조리실의 내부 공기를 냉각시켜 유지한 후 사용자에 의해 예약된 시각에 상기 조리실에 놓여진 조리 용기를 가열하여 음식물의 조리를 실행하는 예약 조리 기능을 제공한다.

또한, 상기 전기 레인지에서, 상기 가열부의 상기 히터는, 전기 발열체, 유도 가열용 코일, 마그네트론 중 적어도 하나이다.

또한, 상기 전기 레인지는, 상기 조리실의 내부 온도, 상기 조리 용기의 온도 또는 상기 조리 용기에 담긴 음식물의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 더 포함하고, 상기 제어 모듈은 상기 온도 센서에서 측정한 온도에 따라, 상기 히터의 발열량, 상기 열교환기의 열교환량, 상기 순환팬 또는 상기 배기팬의 회전량 중 적어도 하나를 제어한다.

또한, 상기 전기 레인지는, 상기 가열부가 배치되어 있으며, 상기 도어가 개방된 후 상기 가열부를 상기 조리실의 내부로부터 당겨낼 수 있도록 구성된 가열부 이송 수단을 포함한다.

또한, 상기 전기 레인지에서, 상기 제어모듈은, 교류 전원과 상기 히터 사이에 직렬로 연결되어, 상기 교류 전원으로부터 출력되는 교류 전압이 상기 부하로 입력되도록 스위칭하는 스위칭부와; 입력되는 스위칭 제어 신호에 따라 상기 스위칭부를 온오프시키는 스위칭 구동부와; 상기 교류 전원으로부터 출력되는 상기 교류 전압의 파형이 0전위를 교차하는 시점을 감지하고, 상기 감지된 시점과 동기하여 상승 또는 하강하는 에지를 갖는 영점 신호를 출력하는 영점 검출부와; 상기 교류 전압의 반사이클마다에 대응하는 파형 중 0전위 위쪽 패턴 또는 0전위 아래쪽 패턴을 통과시켜 상기 부하를 구동시키는 전압 공급 구간을 나타내는 것으로서 상기 영점 신호의 반사이클 단위마다에 대응하는 하이(high) 비트와 상기 교류 전압 파형을 차단하여 상기 부하로 전압이 공급되지 않는 구간을 나타내는 것으로서 상기 영점 신호의 반사이클 단위마다에 대응하는 로우(low) 비트를 가지며 상기 부하로 공급되는 상기 교류 전압을 소정의 전력량으로 제어하기 위하여 상기 로우 비트 당 상기 하이 비트의 출현 비율이 결정되고 상기 교류 전압이 상기 부하로 공급되는 동안에 있어서 상기 결정된 출현 비율에 따라 상기 로우 비트 중에 상기 하이 비트가 균일하게 분포하도록 설정되며, 상기 하이 비트와 상기 로우 비트의 반복되는 패턴을 추출하여 상기 전력량에 대응하는 전력 제어 패턴으로서 저장하고, 상기 부하에 상기 전력량으로 상기 교류 전압을 공급하고자 하는 경우에 상기 저장된 전력 제어 패턴에 따라 상기 스위칭 제어 신호를 생성하고, 생성된 상기 스위칭 제어 신호를 구성하는 상기 하이 비트 또는 상기 로우 비트를 상기 영점 신호에 동기하여 출력함으로써 상기 교류 전압이 상기 부하로 공급되는 것을 제어하는 전력 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지는, 우리나라의 끓이는 조리 문화에 가장 알맞으면서 최신 기술의 흐름인 첨단 IT 기능과 유비쿼터스 주방에도 적용 가능한 전기 레인지를 제공하여, 예약 조리와 원격 조리를 실제적으로 원활하게 사용할 수 있도록 한다. 즉, 조리할 음식물을 조리 용기에 담아서 미리 전기 레인지의 조리실에 넣어두고 냉장 보관 또는 온장 보관할 수 있으므로, 음식물이 조리되기 직전까지 신선하게 유지될 수 있다.

또한, 본 발명은 예약 조리나 원격 조리뿐만 아니라 가정에서 먹다 남은 음식을 보관하고 데우는 과정을 편리하게 행할 수 있는 효과 또한 제공할 수 있는데, 보통 식사 후 남은 찌개류 등의 음식은 조리 용기 전체를 냉장고에 보관했다가 다음 식사때 가스 레인지나 전기 레인지를 사용해 다시 데우는 것이 아니라, 본 발명에 따른 전기 레인지에 구비된 조리실에 식사 후 남은 음식을 넣어 두고 냉장 기능을 선택하여 신선하게 보관하고 다음 식사 때 전기 레인지로 가열함으로써, 조리 용기의 이동 없이 단순하게 전기 레인지의 조작만으로 음식의 보관 및 조리(또는 가열)가 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지는 온장 기능을 제공하여 발효기 등으로 활용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지의 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지의 구조를 설명하기 위하여 측면의 일부를 절개한 형태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지 중 제어 모듈의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 냉장 동작시 내부 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 온장 동작시 내부 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 냉장 및 온장 동작시 외부 공기의 흡입 및 순환을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 조리 동작시 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 조리실을 구비한 전기 레인지에 있어서, 배출구의 다른 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 조리실을 구비한 전기 레인지에 있어서, 가열부의 다른 형태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지에 의한 제어 처리를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 히터 구동부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 히터 구동부에 의한 스위칭 제어 신호에 의해 히터로 공급되는 전압 파형의 일례를 나타낸 파형도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지의 외부 형태 및 내부 구조, 각 구성 요소의 개략적인 블록도를 도 1 내지 3을 적절히 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지의 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지는, 조리 용기가 올려놓여질 수 있으며 조리 용기를 가열하여 음식물을 가열하거나 조리 용기에 담긴 음식물을 직접 가열하기 위한 히터를 구비한 가열부(20)와, 일측면에 형성된 조리실 도어(18)를 포함하여 가열부(20)의 모든 측면 및 상부를 덮도록 구성된 조리실(10)을 포함한다.

전기 레인지의 가열부(20)를 구성하는 히터는, 전기 발열체, 유도 가열용 코일, 마그네트론 중 적어도 하나일 수 있다.

또한, 도 1에는, 조리실의 내부 벽면에 형성된 하부 통풍구(11) 및 상부 통풍구(12), 전기 레인지의 조리실 외부에 형성된 내부 흡입구(21), 외부 흡입구(31) 및 조작표시부(90)가 도시되어 있다.

조리실(10)은 조리 용기가 놓여지는 내부 공간과 외부를 가능한 밀폐시키도록 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 조리실(10)은 주로 측벽의 일측에 형성된 복수의 통풍구를 통해 외부와 연결되도록 할 수 있다. 그리고 각 통풍구에 의한 공기의 흐름은 후술하는 복수의 개폐부 및 제어 모듈에 의해 제어될 수 있다(도 2 등을 참조).

조작표시부(90)는 사용자가 전기 레인지의 다양한 조리 동작 및 예약 동작을 조작할 수 있도록 복수의 누름 스위치, 터치 버튼, 다이얼 등과, 이러한 조작 및 전기 레인지의 동작 상황을 시각적 또는 청각적으로 표시하기 위한 LCD나 LED와 같은 표시 수단으로 구성된다.

조리실(10)을 개폐하기 위한 도어(18)는, 사용자가 조리 용기를 조리실(10)의 내부로 넣거나 빼낼 수 있도록 여닫거나 미닫을 수 있는 형태로 구성되며, 공지의 조리 기구에 적용된 도어를 참고할 수 있다.

도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지의 내부 구조를 설명하기 위하여 측면의 일부를 절개한 형태를 나타낸 도면이다. 도 2는, 조리실 도어(18)를 전면으로 할 때 우측면을 절개한 형태를 나타낸 것에 해당한다. 조리실(10)은 내부 케이스(5)에 의해 형성되며, 내부 케이스(5)의 바깥쪽에는 소정의 간격을 두고 외부 케이스(6)가 둘러싸고 있다.

내부 케이스(5) 또는 외부 케이스(6)는 조리실(10)의 내부와 외부 사이의 단열 성능을 높이기 위해 하나의 철판이 아닌 두 장의 철판 사이에 단열재를 충전한 3층 구조로 이루어진 것이 바람직하다.

내부 케이스(5)와 외부 케이스(6)의 사이에는, 열교환 공간(30)과 배기 공간(40)이 형성된다. 열교환 공간(30)과 조리실(10)의 내부는 상부 통풍구(12)(제1 통풍구)를 통해 연결되어 있다. 배기 공간(40)은 배출구(41)(제3 통풍구)를 통해 열교환 공간(30)과 연결되어 있으며, 결과적으로는 열교환 공간(30)의 상부 통풍구(12)를 통해 조리실의 내부와 연결되어 있다. 또한, 배기 공간(40)은 외부 케이스(6)에 형성된 배기구(43)를 통해 외부와 연결되어 있다. 배출구(41)는 배출 개폐부(42)(제4 개폐부)에 의해 열교환 공간(30)과 배기 공간(40)과의 연결이 제어될 수 있다.

열교환 공간(30)은, 조리실의 내부에 있는 공기의 온도를 차갑게 유지하거나 따뜻하게 유지하여 조리실(10)에 놓여진 조리 용기 내의 음식물을 냉장 또는 온장 보관할 수 있도록, 조리실 내부로 유입하는 공기의 온도를 제어하기 위한 공간이다. 배기 공간(40)은, 조리실 내부의 차갑거나 따뜻한 공기를 외부로 배출하여 조리실 내부로 외부의 신선한 공기가 들어갈 수 있도록 함으로써, 조리실 내부의 온도가 실온으로 복귀하도록 한다. 또한, 열교환 공간에서 공기의 온도를 높이거나 낮추기 위해 이용되는 열교환기(33)를 외부의 신선한 공기를 이용하여 식히기 위한 공간이다.

내부 순환로는 열교환 공간(30)으로부터 연장되어 외부 공기를 흡입할 수 있도록 외부와 연결된 내부 흡입구(21)와 조리실(10)과 연결되는 하부 통풍구(11)(제2 통풍구)에 이르는 공기 유로를 구성한다. 내부 흡입구(21)에는 내부 흡입 개폐부(22)(제1 개폐부)가 설치되어 외부 공기의 흡입이 제어될 수 있다. 또한, 내부 순환로에는 내부 흡입구(21) 및 하부 통풍구(11)와 열교환 공간(30)과의 연결을 제어할 수 있는 내부 순환 개폐부(23)(제2 개폐부)가 설치되어 있다.

물론, 내부 케이스(5) 및 외부 케이스(6)와 같은 구성을 사용하지 않고, 별도의 배관을 이용하여 공기 유로를 형성하도록 할 수도 있다.

한편, 본 발명에서의 각 개폐부는, 상하 또는 좌우로 슬라이드 이동 가능한 차단막으로 구성될 수 있다. 그리고 솔레노이드와 같은 기구에 의해 차단막을 상승시켜 통풍구 등을 폐쇄하고 차단막이 자중에 의해 하강하도록 하여 통풍구를 개방하도록 할 수 있다. 물론, 개폐부의 구성 및 동작은 이에 한정되는 것이 아니며, 회전판 등과 같은 다양한 구성 및 원리를 적용할 수 있음은 자명하다.

열교환 공간(30)의 일측에는, 접촉하여 흐르는 공기를 냉각시키거나 가열하기 위한 열교환기(33)가 배치되어 있다. 또한, 열교환 공간(30)에는 내부 순환로와 상부 통풍구 사이에 위치하여 공기의 흐름을 일으키는 순환팬(34)이 배치되어 있다.

열교환기(33)는, 전류의 흐름에 따라 열을 이동시킴으로써 냉각되거나 발열하는 열전소자일 수 있으며, 압축기, 응축기, 모세관 및 증발기를 포함하는 냉매식 냉각/가열기일 수도 있다. 또한, 다른 다양한 냉각/가열 수단의 일부일 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지에 적용된 열교환기(33)는, 열전소자 방식을 적용하는 것이 바람직하다.

이러한 구성에서, 예를 들어, 내부 흡입 개폐부(22)가 폐쇄되고 내부 순환 개폐부(23)가 개방된 상태에서 순환팬(34)이 구동하면, 조리실(10)의 내부와 하부 통풍구(11)와 열교환기(33)와 상부 통풍구(12)를 연결하여 순환하는 유로가 형성된다. 공기가 흐르는 방향은 반대로 설정될 수 있다. 이러한 유로는, 조리실(10)의 내부 공기를 냉각 또는 가열하여 조리 용기에 담긴 음식물을 냉장 보관 또는 온장 보관하기 위한 동작시 적용될 수 있다.

한편, 배기 공간(40)에는 열교환기(33)의 다른쪽일 수 있는 방열판(45)이 배치되어 있다. 또한, 배기 공간(40)은 배기구(43)를 통해 외부와 연결되어 있으며, 배출 개폐부(42)(제4 개폐부)에 의해 배출구(41)의 개폐를 제어함으로써 열교환 공간(30)을 통한 조리실(10)의 내부와의 연결이 제어될 수 있다. 배기 공간(40)은 외부 공기를 흡입할 수 있도록 형성된 외부 흡입구(31)를 구비하고 있으며, 외부 흡입구(31)는 외부 흡입 개폐부(32)(제3 개폐부)에 의해 흡입 동작이 제어된다.

배기구(43)에 근접한 위치에는 배기팬(44)이 배치되어 있어서, 배출구(41)로부터 배기구(43)로 이르는 공기의 흐름(배출 개폐부가 개방된 경우) 또는 외부 흡입구(31)로부터 배기구(43)로 이르는 공기의 흐름(외부 흡입 개폐부가 개방된 경우)을 일으킨다. 이때, 방열판(45)은 주로 외부 흡입 개폐부(32)가 개방된 경우에 발생하는 공기의 흐름 속에 배치되는 것이 바람직한데, 외부의 공기와 직접 접촉할 수 있도록 하기 위함이다(배출구를 통해 흐르는 공기는 조리실로부터 흡입되는 공기임).

이러한 구성에서, 예를 들어, 내부 흡입 개폐부(22)를 개방하고 내부 순환 개폐부(23)를 폐쇄하고 배출 개폐부(42)를 개방하고 외부 흡입 개폐부(32)를 폐쇄한 상태에서 배기팬(44)이 구동하면, 내부 흡입구(21)로부터 하부 통풍구(11) 및 조리실(10)을 지나 상부 통풍구(12) 및 열교환 공간(30), 그리고 배출구(41)와 배기구(43)를 통하는 유로가 형성된다. 이러한 유로는, 음식물을 냉장 보관 또는 온장 보관하기 위하여 냉각 또는 가열된 조리실 내부의 공기를 외부로 배출하여 조리실 내부의 온도를 실온으로 맞추기 위한 동작, 또는 음식물을 가열하는 도중에 발생하는 조리실 내부의 팽창된 공기를 외부로 배출하기 위한 동작시 적용될 수 있다.

또한, 다른 예로써, 외부 흡입 개폐부(32)를 개방하고 배출 개폐부(42)를 폐쇄한 상태에서 배기팬(44)을 구동하면, 외부 흡입구(31)로부터 방열판(45)을 지나 배기구(43)로 연결되는 유로가 형성된다. 이러한 유로는, 음식물을 냉장 보관하기 위하여 열교환기(33)가 조리실(10)의 내부 공기로부터 흡수한 열을 방열판(45)을 통해 외부로 방출하기 위한 동작시 또는 온장 보관하기 위하여 조리실(10)의 내부 공기를 가열하기 위한 열을 방열판을 통해 흡수하기 위한 동작시 적용될 수 있다.

제어 모듈(80)은, 가정용 상용 전원으로부터 구동 전력을 발생시키고, 이 구동 전력을 조리 동작의 실행에 따라 가열부(20)의 히터에 공급하여 조리를 실행하고, 냉장/온장 보관시 또는 조리 동작시 각각의 개폐부 및 팬의 구동을 제어한다.

또한, 제어 모듈(80)은 예약 조리 기능을 제공할 수 있다. 즉, 조리실(10)에 조리할 음식물이 담겨진 조리 용기를 넣어둔 상태에서, 조리실(10)의 내부 공기를 냉각시켜 음식물을 냉장보관하거나 조리실(10)의 내부 공기를 가열하여 음식물을 온장 보관하다가, 사용자에 의해 예약된 시각에 조리실(10)에 놓여진 조리 용기를 가열부(20)에 의해 가열하여 조리를 실행하는 기능을 제공할 수 있다.

이와 같이 조리실(10)을 구비하고, 조리실(10)의 내부 공기를 냉각시키거나 가열하여 조리할 음식물을 냉장 보관 또는 온장 보관할 수 있게 됨으로써, 조리할 음식물을 조리 용기에 담아서 미리 전기 레인지의 조리실(10)에 넣어 보관할 수 있으므로, 음식물이 조리되기 직전까지 신선함을 그대로 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지는, 원격 조리 기능을 제공할 수 있다. 이 기능을 위하여 제어 모듈(80)은 유무선 통신을 이용하여 인터넷과 같은 네트워크에 접속할 수 있는 유무선 통신부(88)를 포함할 수 있다. 도 2에서는, 유선 통신이 가능한 접속 단자(88)를 볼 수 있으며, 이 접속 단자(88)는, UTF 통신 케이블, RS232 통신 케이블, 광 통신용 케이블 등, 적용 가능한 모든 통신 방식의 접속 단자 중에서 선택될 수 있다. 유무선 통신부가 블루투스, 무선 인터넷, 무선 이동 통신망, 지그비 등의 무선 통신을 이용하는 경우에는 접속 단자가 생략될 수도 있다.

유무선 통신부(88)(또는 제어 모듈)에는 네트워크상에서 고유한 주소가 설정되고, 사용자는 원격지에서 상기 고유의 주소를 이용하여 유무선 통신부(88)에 접속하여 전기 레인지의 조리 동작을 제어할 수 있다. 물론, 호스트 컴퓨터와 같은 중앙 제어 장치(도시하지 않음)를 이용하여 미리 정해진 일정에 따라 조리 동작의 실행을 제어하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 레인지는, 조리실(10)의 내부 온도, 조리 용기의 표면 온도 또는 조리 용기에 담긴 음식물의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(89)를 구비한다. 그리고 온도 센서(89)에 의해 측정된 온도에 따라, 가열부(20)의 발열량(조리를 위한 가열의 시작, 온도 변경 및 종료를 제어), 냉장 보관 또는 온장 보관시의 조리실(10)의 내부 공기의 온도를 제어한다. 냉장 보관 또는 온장 보관시 조리실(10)의 온도를 제어하기 위해서는, 열교환기(33)의 동작뿐만 아니라, 각 개폐부 및 팬의 구동까지도 제어하는 것이 바람직하다.

한편, 도 2에서는, 배기 공간(40)이 열교환 공간(30)을 향해 형성된 배출구(41)를 통해 조리실(10)과 연결되는 것으로 도시하고 설명하였지만, 도 8에 도시된 바와 같이, 배출구(41)를 조리실(10)의 내부 벽면 일측에 직접 형성함으로써 열교환 공간(30)을 통하지 않도록 구성하는 것도 가능하다. 이러한 구성에서의 동작은 상술한 바와 같은 내용을 참고하여 이해할 수 있는 것이다.

한편, 공기가 흐르는 유로에는 적어도 한 군데 이상의 지점에 필터가 설치되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 하부 통풍구(11), 상부 통풍구(12), 내부 흡입구(21), 내부 순환 개폐부(23), 외부 흡입구(31), 배출구(41) 중 적어도 한 군데에 사용자가 손쉽게 착탈할 수 있는 필터를 설치함으로써, 조리실(10) 내부로 흘러들어가거나 조리실(10)로부터 배출되는 공기를 청결하게 유지할 수 있도록 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지에 있어서 제어 모듈의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

제어 모듈(80)은, 가열부(20)에 구비된 히터를 구동시킴에 따른 조리 동작, 내부 흡입 개폐부(22), 내부 순환 개폐부(23), 외부 흡입 개폐부(32) 및 배출 개폐부(42)의 개폐 동작, 순환팬(34) 및 배기팬(44)의 회전 동작을 제어하기 위한 것으로서, 전원부(82), 히터 구동부(83), 개폐 구동부(84), 열교환기 구동부(85), 팬 구동부(86), 조작표시부(90), 온도 센서(89), 유무선 통신부(88), MCU(81)를 포함하여 이루어진다.

전원부(82)는 가정용 상용 교류 전원을 입력받아 제어 모듈(80)을 구동하기 위한 전력 및 히터를 구동하기 위한 전력, 각 개폐부 및 팬을 구동하기 위한 전력을 생성한다.

히터 구동부(83)는 MCU(81)의 제어에 따라 전원부(82)로부터의 구동 전력을 히터로 전달하여 발열량을 제어한다. 히터 구동부(83)는 구동 전력을 PWM 제어 또는 임의의 방식으로 온오프 제어하여 발열량을 제어하게 된다. 히터의 구동을 제어하는 방식의 일례는 후술한다.

개폐 구동부(84)는, 내부 흡입 개폐부 구동부, 외부 흡입 개폐부 구동부, 내부 순환 개폐부 구동부, 배출 개폐부 구동부를 포함하며, MCU(81)의 제어에 의해 각 개폐부의 개폐 동작을 제어한다.

열교환기 구동부(85)는, 열교환기(33)의 동작을 제어하여 조리실(10)의 내부 공기를 냉각하거나 가열한다. 본 발명에서는, 열교환기(33)는 열전소자이고, 이 열전소자로 흐르는 전류의 크기 및 방향을 제어한다.

팬 구동부(86)는, 전기 레인지의 조리 동작, 음식물의 냉장 보관 동작, 음식물의 온장 보관 동작, 또는 조리실 내부 공기의 배출 동작 등에 따라, 공기의 흐름을 형성하기 위하여 팬(순환팬 및/또는 배기팬)의 회전 방향, 속도, 시간 등을 제어한다. 팬 구동부(86)는 순환팬 구동부와 배기팬 구동부를 구비한다.

조작표시부(90)는, 사용자로부터 전기 레인지의 다양한 조리 동작 및 예약 동작을 입력받고, 조작 상황 및 전기 레인지의 동작 상황을 시각적 또는 청각적으로 표시하도록 제어된다.

온도 센서(89)는, 조리실(10)로부터 온도를 측정한 결과를 출력한다. 출력된 온도는 전기 레인지의 각부의 동작 제어에 이용된다.

유무선 통신부(88)는, 유선 또는 무선 인터넷, 블루투스, USB 통신, RS232 통신 등의 다양한 통신 방식을 이용하여 원격의 호스트 컴퓨터 또는 사용자 단말기와 통신할 수 있다.

MCU(81)는 제어 모듈(80)의 각부의 동작을 제어하기 위한 프로그램이 내장되어 있으며, 사용자가 조작하는 입력에 따라, 각부를 제어하여, 조리, 냉장 보관 또는 온장 보관, 원격 조리, 예약 조리 등의 기능을 실행한다.

다음, 상술한 구성에 의해 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지의 각 동작별 공기의 흐름에 대하여, 도 4 내지 7을 참조하여 설명한다.

도 4는 조리실의 내부 공기를 냉각하여 음식물을 냉장 보관하는 동작에 있어서 전기 레인지의 개폐부 및 팬의 동작, 전기 레인지의 내부를 흐르는 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서 (a)는 전기 레인지의 평면도에 해당하며, (b)는 측면도에 해당한다.

조리실 내부 공기를 냉각하여 음식물을 냉장 보관하고자 할 때에는, 제어 모듈(80)이 열교환기(33)를 냉각 모드로 동작시킨다. 냉각 모드는 열교환기(33)의 열의 흐름을 방열판으로 유도하여 열교환기(33)에 접하여 흐르는 공기를 냉각시키기 위한 동작 모드이다.

또한, 제어 모듈(80)은, 내부 흡입 개폐부(22)를 폐쇄하고, 내부 순환 개폐부(23)를 개방한 상태에서, 순환팬(34)을 구동시킴으로써, 조리실 내부의 공기가 하부 통풍구(11), 열교환 공간(30)의 순환팬(34), 조리실(10)의 상부 통풍구(12)를 통해 순환하도록 한다. 이때 조리실 내부의 공기는 상부 통풍구(12)로 유입되어 하부 통풍구(11)로 흘러나가도록 하고 있는데, 차가운 공기가 위에서 아래로 흐르는 현상을 이용하기 위한 것이다. 물론, 순환팬(34)의 회전 방향 등의 설계에 따라 이러한 공기의 흐름은 역방향으로 설정될 수도 있다.

이때, 가열부(20)의 히터는 동작하지 않는다.

도면에서, 공기의 흐름은 화살표로 도시되어 있으며, 폐쇄된 개폐부는 XXX 표시가 되어 있고, 개방된 개폐부는 투명하게 표시되어 있다.

도 5는 조리실의 내부 공기를 따뜻하게 가열하여 음식물을 온장 보관하는 동작에 있어서 전기 레인지 각부의 동작 및 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서 (a)는 전기 레인지의 평면도에 해당하며, (b)는 측면도에 해당한다.

조리실 내부 공기를 따뜻하게 유지하여 음식물을 온장 보관하고자 할 때에는, 제어 모듈(80)이 열교환기(33)를 가열 모드로 동작시킨다. 가열 모드는 방열판(45)의 열을 열교환기(33)로 유도하여 열교환기(33)에 접하여 흐르는 공기를 가열하기 위한 동작 모드이다.

또한, 제어 모듈(80)은, 내부 흡입 개폐부(22)를 폐쇄하고, 내부 순환 개폐부(23)를 개방한 상태에서, 순환팬(34)을 구동시킴으로써, 조리실 내부의 공기가 하부 통풍구(11), 열교환 공간(30)의 순환팬(34), 조리실(10)의 상부 통풍구(12)를 통해 순환하도록 한다. 이때 조리실 내부의 공기는 자연스러운 대류 현상을 유도하기 위하여 하부 통풍구(11)로 유입되어 상부 통풍구(12)로 빠져나가도록 하는 것이 바람직하다. 순환팬(34)의 정방향 또는 역방향 회전에 의해 공기의 흐름을 바꿀 수 있다.

이러한 온장 동작에서는, 가열부(20)의 히터를 선택적으로 동작시키는 것도 가능하다.

도 6은 냉장 및 온장 동작시 외부 공기의 흡입 및 순환을 설명하기 위한 도면이다. 외부 흡입구를 통한 외부 공기는, 열교환기의 다른쪽면인 방열판의 온도를 식히기 위해 이용된다. 도 6에서 (a)는 평면도이고, (b)는 측면도이다.

조리실(10)의 냉장 및 온장 동작시에는 배출 개폐부(42)를 폐쇄하여 조리실(10)과 열교환 공간(30)을 순환하는 냉각된 공기 또는 따뜻하게 가열된 공기가 배기구(43)를 통해 외부로 빠져나가는 열손실을 줄인다.

그리고 외부 흡입 개폐부(32)를 개방하고, 배기팬(44)을 구동함으로써, 외부 흡입구(31)로부터 흡입된 외부의 공기가 방열판(45)에 접촉하여 열교환을 행하고, 배기구(43)를 통해 빠져나가는 유로를 형성한다.

도 7은 가열부를 구동하여 조리 용기(또는 음식물)를 가열하는 조리 동작시 전기 레인지 각부의 동작 및 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 도 7에서 (a)는 전기 레인지의 평면도에 해당하며, (b)는 측면도에 해당한다.

조리 동작에서는, 흡입된 외부 공기가 조리실(10)을 통해 바로 외부로 빠져나가도록 하는 유로를 형성한다. 이러한 흐름에 의해 음식물의 조리에 의해 발생하는 부산물 및 가열에 의해 팽창한 공기가 외부로 배출될 수 있도록 한다.

제어 모듈(80)에서는, 조리 동작시, 내부 흡입 개폐부(22)를 개방하고, 내부 순환 개폐부(23)를 폐쇄하고, 배출 개폐부(42)를 개방하고, 배기팬(44)을 구동함으로써, 내부 흡입구(21)로부터 조리실(10) 및 배기구(43)를 통하는 유로를 형성하게 된다. 이때, 순환팬(34)은 정지시킴으로써, 조리실 내부의 공기가 누출 없이 배기구(43)를 통해 빠져나갈 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 조리 동작에서는, 외부 흡입 개폐부(32)를 폐쇄함으로써, 배기팬(44)이 흡입하는 압력이 내부 흡입구(21)에만 작용하여 외부로부터 흡입되는 공기가 모두 조리실(10)을 통과할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 조리 동작에서는, 열교환기(33)의 동작을 정지시키는 것이 바람직하다.

도 8은 본 발명에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지에 있어서, 조리실 내부와 배기 공간(40)을 연결하는 배출구(41)의 다른 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 상술한 도 2에서는 배출구(41)가 열교환 공간(30)의 일측에 형성되어 있으며, 이러한 구성에서, 배출 개폐부(42)를 개방하고 배기팬(44)를 구동시키면, 조리실 내부의 공기가 열교환 공간(30)의 일부를 통과하여 배기 공간(40)을 통해 외부로 배출되는 유로를 형성하고 있다.

하지만, 도 8과 같은 구성에서는, 조리실 내부의 공기가 열교환 공간(30)을 통과할 필요가 없게 된다.

도 9는 본 발명의 조리실을 구비한 전기 레인지에 있어서, 가열부의 다른 형태를 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 전기 레인지의 조리실 바닥에 배치되는 히터를 포함한 가열부(20)를 조리실 도어(18)를 개방한 후 조리실(10)의 밖으로 당겨 빼낼 수 있는 구성으로 하고 있다. 이를 위하여, 이동 레일(27) 및 이동 손잡이(26)를 구비한 가열부 이송 수단(25)을 형성함으로써, 사용자가 조리실 내부로 음식물이 담긴 조리 용기를 손쉽게 넣었다 뺄 수 있도록 하고 있다.

도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지에 의한 냉장, 온장 및 조리 동작시의 제어 처리를 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 사용자의 조작에 의해, 또는 예약 조리 또는 원격 조리 기능에 의해 전기 레인지의 동작이 개시된 후(S10), 조리 동작의 개시가 입력되면(S11), 각종 개폐부의 개폐가 제어된다(S12). 조리 동작에서는, 외부 흡입 개폐부(32) 및 내부 순환 개폐부(23)가 폐쇄되고, 내부 흡입 개폐부(22) 및 배출 개폐부(42)가 개방된다.

개폐부의 개폐 제어와 함께, 팬의 구동이 제어된다(S13). 즉, 순환팬(34)의 가동은 정지되고, 배기팬(44)은 구동한다.

그리고 온도 센서(89)에서 측정되는 온도가 일정 범위(예를 들면, 상온을 포함하는 온도 범위)에 도달했는지 확인하고(S14), 설정된 온도가 되면, 가열부(20)의 히터를 미리 설정된 조리 동작에 대응하는 발열량, 발열 시간 등에 맞도록 제어하여 음식물을 조리한다(S15). 조리 동작에 의해 음식물의 조리가 완료하였는지 확인한다(S16).

조리가 완료하면, 사용자에 의한 전기 레인지의 동작 중지 조작이 입력될 때까지 조리된 음식물을 보온 보관하게 된다(S17, S18). 보온 보관은, 열교환기(33)에 의한 온장 보관 동작일 수도 있고, 가열부(20)를 일정 온도로 유지함으로써 이루어질 수도 있다.

사용자가 전기 레인지를 정지시키면, 모든 구성부의 동작이 미리 설정된 절차에 따라 정지하게 된다(S19, S20). 전기 레인지의 정지는, 먼저, 가열부(20)의 히터를 정지시키고, 조리실 또는 전기 레인지 각부에서 발생한 열을 냉각시키기 위하여 각 팬을 나중에 정지시키는 것이 바람직하다.

한편, 단계(S11)에서 입력된 조작이, 조리 동작에 대한 것이 아니라면, 외부 흡입 개폐부(32) 및 내부 순환 개폐부(23)를 개방하고, 내부 흡입 개폐부(22) 및 배출 개폐부(42)를 폐쇄한 상태에서, 배기팬(44)을 구동한다(S21, S22).

입력된 조작이 냉장 동작에 대한 조작이면(S23), 열교환기(33)를 냉각 모드로 구동시키고, 순환팬(34)을 구동하여 조리실 내부의 공기를 열교환기(33)를 통과하여 순환시킨다(S24). 이러한 상태에서, 사용자의 조작 또는 미리 설정된 시간에의 도달 등에 의해 동작 중지가 입력될 때까지, 온도 센서(89)에서 측정한 온도를 참고하여 열교환기(33)의 열교환량, 순환팬(34)의 회전량 등을 제어한다(S25, S26).

동작 중지가 입력되면, 열교환기(33)의 구동이 정지되고, 최종으로 각종 팬이 정지된다(S27).

한편, 단계(S23)에서 온장 동작에 대한 조작이 입력되었다면(S28), 열교환기(33)를 냉장 동작과는 반대로 동작시키고 순환팬(34)을 구동하여 조리실 내부를 따뜻한 공기에 의해 온장 유지한다(S29).

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지에 의하면, 조리할 음식물을 조리 용기에 담아서 미리 전기 레인지의 조리실에 넣어두고 냉장 보관 또는 온장 보관할 수 있으므로, 음식물을 조리 직전까지 신선하게 유지할 수 있어서, 음식물을 조리실 내에 넣어두고 외출한 상태에서 예약 조리 또는 원격 조리를 진행할 수 있게 된다.

이어서, 히터 구동부(83)가 히터(부하)의 발열량을 제어하는 방식에 대하여 설명한다. 히터 구동부(83)의 발열량 제어 방식은, 본 발명과 동일 출원인에 의해 출원되어 등록된 특허 제10-977714호(2010년 08월 18일자 등록)(이하, 참고 문헌)에 기재된 사항을 참고할 수 있으며, 상기 참고 문헌에 기재된 기술 내용은 본 발명에 모든 목적을 위하여 포함될 수 있다.

이를 위하여, 도 11을 참조하여 히터 구동부의 구성을 설명한다. 본 발명에 따른 조리실을 구비한 전기 레인지의 히터 구동부(83)는, 스위칭부(130)와 스위칭 구동부(135)와, 영점 검출부(140)와, 전력 제어부(150)를 포함하여 이루어진다.

스위칭부(130)는, 적어도 1개의 제어 트라이악(132)을 구비하고, 이 제어 트라이악(132)은 스위칭 구동부(135)에 의해 온오프 제어된다.

스위칭 구동부(135)는, 외부 신호(즉, 전력 제어부로부터 출력된 스위칭 제어 신호)에 의해 발광하는 발광 다이오드와 이 발광 다이오드의 발광과 동기하여 온오프될 수 있도록 광에 의해 동작이 제어되는 포토 트라이악(137)을 포함하여 이루어지며, 이 포토 트라이악(137)이 온(도통)되어 포토 트라이악(137)을 통해 전류가 흐르게 되는 경우, 이 전류는 스위칭부(130)에 구비된 제어 트라이악(132)을 온시키기 위한 온오프 신호로 이용된다. 이러한 발광 다이오드 및 포토 트라이악(137)을 이용한 구성에 의하면, 교류 전원(110)으로부터의 고전압 또는 고전류를 다른 회로에 대하여 절연시킬 수 있게 된다.

영점 검출부(140)는, 교류 전압의 위상이 0전위와 교차하는 시점을 감지하고, 전력 파형의 온오프 시점을 설정하기 위한 것으로서, 본 실시예에서는 저항과 다이오드를 조합하여 간단하게 구성하고 있다. 이러한 영점 검출부(140)는, 교류 전원(110)의 전압 파형이 0전위가 되는 시점에 동기하여 상승하는 에지 또는 하강하는 에지를 갖는 구형파 신호(영점 신호)를 출력하게 되고, 이 영점 신호는 전력 제어부(150)로 입력된다.

즉, 교류 전원(110)으로부터 브리지 다이오드를 이용하여 전파 정류하고, 정류된 파형에서 전압이 0이 되는 시점을 감지하여 0전위 시점을 판단하게 된다.

한편, 영점 검출부(140)는 구비한 다이오드의 장벽 전압 또는 항복 전압에 의한 신호의 지연을 보상하기 위한 회로를 더 구비할 수도 있다.

전력 제어부(150)는, 영점 검출부(140)로부터 입력되는 영점 신호에 동기하여 온오프되는 스위칭 제어 신호를 스위칭 구동부(135)로 출력한다. 이때, 스위칭 제어 신호는 조작부(180)에 의해 선택된 전력량에 대응하는 전력 제어 패턴에 맞추어 하이/로우 값을 나타내는 디지털 신호일 수 있다. 이 스위칭 제어 신호는 스위칭 구동부(135)에서 발광 다이오드를 온오프하게 된다.

전력 제어부(150)는, 메모리(154)를 내장하고 있으며, 이 메모리(154)로부터 원하는 정보를 독출할 수 있다. 메모리(154)에는 후술하는 전력 제어 패턴에 대한 표가 저장되어 있다. 또한, 이러한 메모리(154)는 전력 제어부(150)의 외부에 별도로 설치될 수도 있다.

또한, 전력 제어부(150)는, 조작부(180)로부터 전력 공급량을 늘리거나 줄이기 위한 사용자 조작에 의한 제어입력을 제공받을 수 있으며, 이러한 제어입력에 대응하는, 사용자가 조절하고자 하는 전력 공급량에 대응된 전력 제어 패턴을 전력 제어 패턴 테이블로부터 독출하고, 독출한 전력 제어 패턴을 스위칭 제어 신호로서 출력하게 된다.

전력 제어부(150)는, 더욱, 현재 출력되고 있는 전력 공급량을 시각적 또는 청각적으로 표시하기 위한 표시 신호를 출력할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 제어 장치에 의한 제어 방식에 따른 출력 파형(교류 전원으로부터의 교류 전압 파형 중 부하에 인가되는 전압의 파형)의 일례가 도 12에 도시되어 있다. 도 12에서는 부하에 공급하는 전력 에너지가 각각 40%인 경우(a)와 80%인 경우(b)에 있어서 부하로 공급되는 전압 파형을 보여주고 있다.

이러한 제어 방식에 의하면, 히터 구동부에 의한 스위칭 제어 신호에 의해 히터로 공급되는 전압 파형의 일례를 나타낸 파형도인 도 12에 도시된 바와 같이, 전압을 공급하는 온 구간과 오프 구간이 서로 균일하게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이로써, 열 관성이 큰 히터 부하에 대해서도 온도 변동률을 작고 정밀하게 제어할 수 있게 된다. 더욱, 열관성이 작고 응답이 빠른 히터 부하의 온도 제어나 선풍기와 같은 소용량 AC 유도 전동기의 속도 제어 등을 원하는 정도로 정확하게 행할 수 있게 된다.

이하에서는, 최대 출력 1800W의 히터 부하를 9단계로 온도 제어하는 경우를 예를 들어 설명한다. 아래의 [표 1]에는 사용자가 선택할 수 있는 전력 제어의 단계를 나타내는 10가지 단계의 제어입력과, 해당 제어입력에 따라 전력 공급량을 제어하기 위한 전력 제어 패턴에 대한 16진수 데이터와, 이러한 전력 제어 패턴에 의해 나타나는 구형 파형에 의해 이론적으로 산출된 전력 에너지의 전달 비율과, 전력 제어 패턴에 의해 온오프되는 제어 트라이악을 통해 실제로 부하로 전달되는 전력이 나타나있다.

[표 1]은 부하 전력을 선형적으로 제어하는 경우의 전력 제어 패턴을 나타내고 있다.

제어입력	전력 제어 패턴 (16진수 코드)	전력 에너지 전달 비율	부하전력
1	8040 2010 0 H	11.1%	200W
2	9084 2121 0842 1210 84 H	22.2%	400W
3	924 H	33.3%	600W
4	A952 A954 AA55 2A95 52 H	44.4%	800W
5	D55A AD55 AB56 AD55 AA H	55.5%	1001W
6	DB6 H	66.6%	1201W
7	F77B BDDE E H	77.7%	1400W
8	FF&F BFDF E H	88.8%	1600W
9	F H	99.9%	1800W

전력 제어 패턴의 16진수 코드를 2진수로 변환했을 때 나타나는 각각의 비트의 1 또는 0은 스위칭 구동부(135)의 포토 트라이악(137)을 온오프하기 위한 스위칭 제어 신호를 나타내며, 이 스위칭 제어 신호의 각각의 비트는 부하(120)로 공급되는 전압 파형의 반 사이클마다에 대응하게 된다.

또한, [표 1]에서의 전력 패턴으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 원하는 임의의 전력 에너지 공급량을 정의하고, 정의된 공급량에 최적으로 에너지 분산된 제어 패턴이 설계되었다. 따라서, 전력 제어 패턴의 길이는 다양하게 변경될 수 있다.

만약, 부하에 30% 전력을 공급하고자 한다면, 전압 파형의 10개 파형 중(반파 기준) 3개만 공급하면 되는데, 전체 10개 중 3개만 1이 되는 디지털 패턴(전력 제어 패턴)을 만들어보면, 1000100100_0100100010_0100010010_0010010001_00... 와 같이 1과 1 사이에 0이 3개인 경우와 2개인 경우가 계속 반복될 때 가장 분산된 형태가 되는 것으로 된다. 이것을 16진수로 나타내면 8_9_1_2_2_4_4_8_9_1... 와 같이 되는데, '8912 244'가 반복되어 나타나게 되므로, 30%에 해당하는 전력 제어 패턴을 표현하는 데이터는 16진수로 8912 244가 되며, 이것을 표에 기록하여 전력 제어부(150)의 메모리(154)에 저장하여 두고, 이후 부하 전력을 30%로 설정하는 제어입력이 들어오면 이 데이터 패턴으로 스위칭 구동부(135)를 제어하여 부하 전력을 제어하게 된다.

이렇게 제어 패턴은, 부하(120)에 공급할 전력 에너지의 전달 형태, 다시 말해 [표 1]과 같이 제어 입력 단계에 따라 선형적으로 증가하는 공급인지 아니면 지수형 또는 로그형인지를 먼저 결정하고, 제어 입력 단계를 몇 단계로 할 것인지(3 단계인지, 5 단계인지, 또는 상술한 바와 같이 9 단계인지, 아니면 더욱 정밀하게 20 단계인지 등)가 정의되면, 각각의 단계에 해당하는 공급 전력의 비율을 정의하고, 각각의 정의된 비율에 맞추어 스위칭부(130)의 제어 트라이악(132)을 도통 상태로 하여 전압 파형을 통과시키기 위한 어느 하나의 온 제어와 인접하게 되는 다른 온 제어가 가능한 밀집되어 나타나지 않도록 설정하거나, 어느 하나의 오프 제어와 인접한 다른 오프 제어가 가능한 밀집되어 나타나지 않도록 고르게 분포할 수 있는 형태가 되도록 디지털 온오프 신호 파형을 설계함으로써 만들어진다.

Claims

음식물이 담긴 조리 용기를 가열하기 위한 히터를 구비한 가열부;
상기 가열부의 모든 주변을 밀폐할 수 있도록 형성되고, 적어도 일측에 개폐가능한 도어가 구비된 조리실;
공기를 냉각시키기 위한 열교환기와, 상기 조리실과 연결된 제1 통풍구와, 상기 열교환기와 상기 제1 통풍구를 통과하는 공기의 흐름을 형성하는 순환팬을 구비한 열교환 공간;
외부로부터 공기를 선택적으로 흡입할 수 있도록 개폐가능한 제1 개폐부와, 상기 조리실과 연결된 제2 통풍구와, 상기 제2 통풍구와 상기 열교환 공간 사이의 공기의 흐름을 개폐하는 제2 개폐부를 구비한 내부 순환로;
상기 가열부의 구동, 상기 제1 및 제2 개폐부의 개폐 동작, 상기 순환팬의 동작을 제어하는 제어 모듈을 더 포함하여 이루어진 조리실을 구비한 전기 레인지.
제1항에 있어서,
상기 열교환기의 방열판과, 외부로부터 공기를 선택적으로 흡입할 수 있도록 개폐제어되는 제3 개폐부와, 상기 조리실과 연통하는 제3 통풍구를 개폐하는 제4 개폐부와, 외부와 연결된 배기구와, 상기 방열판 또는 상기 제4 개폐부로부터 상기 배기구를 통과하는 공기의 흐름을 형성하는 배기팬을 구비한 배기 공간을 더 포함하여 이루어진 조리실을 구비한 전기 레인지.
제2항에 있어서,
상기 제4 개폐부는, 상기 배기 공간을 상기 열교환 공간과 연결하도록 구성됨으로써, 결과적으로 상기 배기 공간을 상기 열교환공간의 상기 제1 통풍구를 통해 상기 조리실과 연결시키는 것을 특징으로 하는 조리실을 구비한 전기 레인지.
제2항에 있어서,
상기 조리 용기를 가열하고자 할 경우, 상기 제어 모듈은, 상기 히터를 구동시켜 상기 조리 용기를 가열하고, 상기 제1 개폐부를 개방하고, 상기 제2 개폐부를 폐쇄하고, 상기 제4 개폐부를 개방한 상태에서, 상기 배기팬을 구동시킴으로써, 외부로부터의 공기가 상기 제1 개폐부, 상기 제2 통풍구, 상기 조리실의 내부, 상기 제4 개폐부, 상기 배기 공간의 상기 배기팬을 통해 외부로 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 조리실을 구비한 전기 레인지.
제2항에 있어서,
상기 조리실의 내부를 냉각하고자 할 경우, 상기 제어 모듈은, 상기 히터를 정지시키고, 상기 제1 개폐부를 폐쇄하고, 상기 제2 개폐부를 개방한 상태에서, 상기 순환팬을 구동시킴으로써, 상기 조리실의 내부의 공기가 상기 제2 통풍구, 상기 열교환 공간의 상기 순환팬, 상기 제1 통풍구를 통해 상기 조리실의 내부로 순환하도록 하는 것을 특징으로 하는 조리실을 구비한 전기 레인지.
제5항에 있어서,
상기 제2 통풍구는 상기 조리실의 하측에 형성되고, 상기 제1 통풍구는 상기 조리실의 상측에 형성된 것을 특징으로 하는 조리실을 구비한 전기 레인지.
제5항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 제3 개폐부를 개방하고, 상기 제4 개폐부를 폐쇄한 상태에서, 상기 배기팬을 구동시킴으로써, 외부로부터의 공기가 상기 제3 개폐부, 상기 배기공간의 상기 방열판, 상기 배기구로 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 조리실을 구비한 전기 레인지.
제2항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 조리 용기를 가열하고자 할 경우에는, 상기 히터를 구동시켜 상기 조리 용기를 가열하고, 상기 제1 개폐부를 개방하고, 상기 제2 개폐부를 폐쇄하고, 상기 제4 개폐부를 개방한 상태에서, 상기 배기팬을 구동시킴으로써, 외부로부터의 공기가 상기 제1 개폐부, 상기 제2 통풍구, 상기 조리실의 내부, 상기 제4 개폐부, 상기 배기 공간의 상기 배기팬을 통해 외부로 흐르도록 제어하고, 또한, 상기 조리실의 내부를 냉각하고자 할 경우에는, 상기 히터를 정지시키고, 상기 제1 개폐부를 폐쇄하고, 상기 제2 개폐부를 개방한 상태에서, 상기 순환팬을 구동시킴으로써, 상기 조리실의 내부의 공기가 상기 제2 통풍구, 상기 열교환 공간의 상기 순환팬, 상기 제1 통풍구를 통해 상기 조리실의 내부로 순환하도록 제어하고,
상기 조리실의 내부 공기를 냉각시켜 유지한 후 사용자에 의해 예약된 시각에 상기 조리실에 놓여진 조리 용기를 가열하여 음식물의 조리를 실행하는 예약 조리 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 조리실을 구비한 전기 레인지.
제1항에 있어서,
상기 가열부의 상기 히터는, 전기 발열체, 유도 가열용 코일, 마그네트론 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 조리실을 구비한 전기 레인지.
제2항에 있어서,
상기 조리실의 내부 온도, 상기 조리 용기의 온도 또는 상기 조리 용기에 담긴 음식물의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 더 포함하고,
상기 제어 모듈은 상기 온도 센서에서 측정한 온도에 따라, 상기 히터의 발열량, 상기 열교환기의 열교환량, 상기 순환팬 또는 상기 배기팬의 회전량 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 조리실을 구비한 전기 레인지.
제1항에 있어서,
상기 가열부가 배치되어 있으며, 상기 도어가 개방된 후 상기 가열부를 상기 조리실의 내부로부터 당겨낼 수 있도록 구성된 가열부 이송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 조리실을 구비한 전기 레인지.
제1항에 있어서,
상기 제어모듈은, 교류 전원과 상기 히터 사이에 직렬로 연결되어, 상기 교류 전원으로부터 출력되는 교류 전압이 상기 히터로 입력되도록 스위칭하는 스위칭부와; 입력되는 스위칭 제어 신호에 따라 상기 스위칭부를 온오프시키는 스위칭 구동부와; 상기 교류 전원으로부터 출력되는 상기 교류 전압의 파형이 0전위를 교차하는 시점을 감지하고, 상기 감지된 시점과 동기하여 상승 또는 하강하는 에지를 갖는 영점 신호를 출력하는 영점 검출부와; 상기 교류 전압의 반사이클마다에 대응하는 파형 중 0전위 위쪽 패턴 또는 0전위 아래쪽 패턴을 통과시켜 상기 히터를 구동시키는 전압 공급 구간을 나타내는 것으로서 상기 영점 신호의 반사이클 단위마다에 대응하는 하이(high) 비트와 상기 교류 전압 파형을 차단하여 상기 히터로 전압이 공급되지 않는 구간을 나타내는 것으로서 상기 영점 신호의 반사이클 단위마다에 대응하는 로우(low) 비트를 가지며 상기 히터로 공급되는 상기 교류 전압을 소정의 전력량으로 제어하기 위하여 상기 로우 비트 당 상기 하이 비트의 출현 비율이 결정되고 상기 교류 전압이 상기 히터로 공급되는 동안에 있어서 상기 결정된 출현 비율에 따라 상기 로우 비트 중에 상기 하이 비트가 균일하게 분포하도록 설정되며, 상기 하이 비트와 상기 로우 비트의 반복되는 패턴을 추출하여 상기 전력량에 대응하는 전력 제어 패턴으로서 저장하고, 상기 히터에 상기 전력량으로 상기 교류 전압을 공급하고자 하는 경우에 상기 저장된 전력 제어 패턴에 따라 상기 스위칭 제어 신호를 생성하고, 생성된 상기 스위칭 제어 신호를 구성하는 상기 하이 비트 또는 상기 로우 비트를 상기 영점 신호에 동기하여 출력함으로써 상기 교류 전압이 상기 히터로 공급되는 것을 제어하는 전력 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조리실을 구비한 전기 레인지.