KR101187128B1 - 가스오븐레인지의 일산화탄소 감지시스템 - Google Patents

가스오븐레인지의 일산화탄소 감지시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스오븐레인지의 일산화탄소 감지시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스 오사용시 일산화탄소를 감지하고, 이를 외부에 알리는 가스오븐레인지의 일산화탄소 감지시스템에 관한 것이다. 본 발명은 일산화탄소를 감지하여, 가스 오사용에 따른 일산화탄소 감지값을 센서 마이크로컨트롤러가 인식하고, 이에 대한 데이터를 제어 마이크로컨트롤러에 전송한다. 그 결과 제어 마이크로컨트롤러는 일산화탄소가 정상상태가 아님을 인식하고, 디스플레이수단을 통해서 현재 가스 오사용 상태임을 알린다. 따라서 사용자는 현재 가스오븐레인지의 상태를 정확하게 파악하여, 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
가스오븐레인지, 일산화탄소(carbon monoxide) 감지, 디스플레이, 히든버너

Description

가스오븐레인지의 일산화탄소 감지시스템{A carbon monoxide sensing system of gas ovenrange}
도 1은 일반적인 가스오븐레인지의 구조를 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 가스오븐레인지의 일산화탄소를 감지하기 위한 제어시스템의 일실시예.
도 3은 본 발명에 따른 가스오븐레인지의 제어 마이크로컨트롤러와 센서 마이크로컨트롤러 사이의 통신과정을 나타내는 일실시예.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 센서구동 pcb 110 : 일산화탄소 감지센서
120 : 센서 마이크로컨트롤러 130 : 제어 마이크로컨트롤러
140 : 디스플레이수단 150 : 가스밸브
본 발명은 가스오븐레인지의 일산화탄소 감지시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스오븐레인지의 가스 오사용에 따른 일산화탄소 발생여부를 감지하는 가스오븐레인지의 일산화탄소 감지시스템에 관한 것이다.
이하 종래 기술에 따른 가스오븐레인지에 대해 살펴보면 다음과 같다.
종래 가스오븐레인지는 사용자가 바베큐요리나 빵 등을 조리할 때는 오븐부에서 조리를 하고, 생선구이와 같이 구이요리를 할 때는 그릴부를 이용하여 요리를 하며, 음식물을 용기에 담아서 가열하는 일반요리를 할 때는 상부에 노출되어 있는 탑버너부의 버너를 이용하여 요리를 하게 된다.
그러나 오픈버너 타입의 가스오븐레인는 여러가지 사용상의 불편한 점들을 가지고 있었다.
첫째, 탑버너부의 버너에서 발생되는 화염이 외부로 노출되므로 항상 화재의 위험이 있고, 둘째로 음식물을 가열할 때 용기에 담겨있는 국물이 넘쳐서 쉽게 오픈버너가 소화되버리며, 셋째로 국물이나 이물질에 의하여 염공이 수비게 막혀서 연소불량이 발생되고, 넷째로 연소시 발생되는 유해가스를 사용자가 다량으로 흡입할 수 있으며, 다섯째로 청소 시 삼발이 등과 같은 여러 부품들을 다 해체하여야 하므로 청소성이 좋지 못한 문제점이 있었다.
상기와 같은 오프 버너 타입의 가스오븐레인지에서 가지고 있는 문제점을 해결하고자 개발된 것이 히든버너 타입의 가스오븐레인지이다.
히든버너 타입의 가스오븐레인지는 탑버너의 오픈 버너 대신에 전기를 이용하여 가열하는 히팅 코일을 설치하고, 그 상부를 세라믹 글래스로 복개하여, 히팅 코일을 가열할 때 발생되는 복사열을 이용하여 세라믹 글래스의 상면에 놓여지는 음식물이나 음식물이 담겨진 용기를 가열하는 형태로 구성되나, 이와 같은 히든 버 너 타입의 가스오븐레인지는 히팅 코일을 가열하는 전기소모가 많아서 경제성이 좋지 못하여 일반가정에는 쉽게 설치 또는 사용할 수 없다. 따라서 전기에너지를 대신해서, 가스연료에 의한 복사에너지를 이용하는 히든 버너 타입의 가스오븐레인지가 제시되었다. 이하 설명하는 가스오븐레인지는 가스연료에 의한 복사에너지를 이용하는 히든버너 타입의 가스오븐레인지이다.
도 1은 일반적인 가스오븐레인지의 구조를 보인 사시도이다.
일반적인 가스오븐레인지는 수직화력과 열대류를 이용하여 바베큐나 빵과 같은 요리를 하는 오븐부(10)의 상측에 열대류를 이용하여 생선요리와 같이 굽는 구이요리를 하는 그릴부(9)가 설치되고, 그릴부(9) 상부에는 음식물을 가열하거나 음식물이 담겨진 용기를 가열하기 위한 탑버너부(3)가 설치되어 있으며, 상기 오븐부(10), 그릴부(9), 탑버너부(3)의 후위에는 그릴부(9)와 탑버너부(3)에서 발생되는 배기가스를 배출하기 위한 백가드부(7)가 설치되어 있다.
상기 탑버너부(3)는 상측이 개방되도록 소정의 내부 공간을 가지는 외곽케이스(1)와, 외곽케이스(1)의 상측 개방부에 복개되어 조리물을 얹어 놓을 수 있도록 설치되는 세라믹 글래스(2)와, 세라믹 글래스(2)의 하부에 배치되며 세라믹 글래스(2)와의 사이에 배기통로가 형성되도록 결합되는 버너하우징(4)과, 그 버너하우징(4)에 결합되면 혼합가스를 연소시켜서 복사파를 발생시키는 복사버너(5)가 구비되고 있다. 상기 외곽케이스(1)는 상측에 개구된 육면체 형태로 형성되어 있고, 후면에는 수개의 공기배출공(별도로 도시하지 않음)들이 형성되어 있다. 상기 세라믹 글래스(2)는 소정두께와 면적을 가지며, 상기 복사버너(5)에서 발생되는 복 사파가 투과될 수 있는 재질로 구성된다.
상기와 같이 구성되어 있는 가스오븐레인지의 동작을 설명하면 다음과 같다.
사용자가 바베큐요리나 빵 등을 조리할 때는 오븐부(10)에서 조리를 하고, 생선구이와 같이 구이요리를 할 때는 그릴부(9)를 이용하여 요리를 하며, 음식물을 용기에 담아서 가열하는 일반요리를 할 때는 탑버너부(3)에서 요리를 하는데, 상기 오븐부(10), 그릴부(9), 탑버너부(3)는 각각 요리를 하거나 또는 동시에 요리를 할 수 있다.
먼저, 탑버너부(3)에서 요리를 할 때의 동작을 살펴보면, 세라믹 글래스(2)의 상면에 조리물이 담겨진 조리용기를 얹어놓는다. 그리고 본체의 일측에 구성되는 동작버튼(8)을 작동시키면 모터의 구동에 의하여 송풍팬(별도로 도시하지 않음)이 회전하며 공기를 공기공급관을 통하여 혼합가스관으로 공급하고, 이와 동시에 가스공급관으로 공급된 가스는 노즐을 통하여 혼합가스관으로 공급되어, 가스와 공기는 버너 헤드의 내측 혼합실로 유입됨과 아울러 혼합되어 지는데, 그 혼합된 혼합가스는 버너매트(6)를 통하여 분출된다. 그때 점화 및 염검지수단에서 발생되는 점화불꽃에 의하여 점화 및 연소가 이루어진다. 그리고 상기와 같이 혼합가스의 연소에 의하여 버너매트(6)가 가열되어지는데, 그 가열되는 버너매트(6)에서 복사파가 방사되고, 그 방사되는 복사파는 세라믹 글래스(2)를 투과하면서 조리용기를 가열하여 조리용기에 담겨진 조리물을 조리하게 된다.
그리고 상기 버너매트(6)를 가열하면서 연소되는 연소가스는 버너 하우징(4)과 세라믹 글래스(2) 사이에 형성되어 있는 배기통로를 통하여 백가드부(7)쪽으로 배출되고, 배기통에 연통되도록 설치된 버너 하우징(4)에서 배출되는 연소가스는 배기통을 통하여 백가드부(7)쪽으로 배출되어진다.
한편, 오픈 버너 타입의 가스오븐레인지는 사용자가 가스를 오사용하였을 경우(LNG 제품을 LPG 가스로 사용), 불꽃의 크기 및 색깔(황색불꽃)로서 가스 오사용을 판단하게 된다. 이 경우 사용자는 서비스센터에 이상여부를 문의하게 되고 열변작업을 통해 가스 오사용을 방지하고 있다.
그러나 히든 버너 타입의 가스오븐레인지는 다음과 같은 문제점이 있었다.
버너가 상판밑에 숨겨져 있는 히든 라디언트 버너(Hidden Radient Burner,이하 '히든 버너'라고 한다.) 구조인 경우에는 가스 오사용시 불꽃이 사용자 눈에 보이지 않기 때문에 사용자가 가스 오사용을 인지할 수 없게 된다.
따라서 가스가 오사용되어 지속적으로 오븐레인지를 사용할 경우, 완전 연소가 이루어지지 않아서 다량의 일산화탄소(CO)가 방출되게 되어 심한 경우 두통 및 구토를 일으킬 수 있다. 또한, 즉각적으로 대처하지 않게 되면 심한 경우 인명사고로 이어질 수 있는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 가스오븐레인지의 가스 오사용에 따른 일산화탄소를 감지하는 가스오븐레인지의 일산화탄소 감지시스템을 제공함에 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 가스의 오사용여부를 외부에 표시하는 가스오븐레인지의 일산화탄소 감지시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가스오븐레인지의 일산화탄소 감지시스템은, 히든버너 연소시 발생되는 일산화탄소를 감지하는 센서부와; 가스 오사용에 따른 일산화탄소 비정상상태의 기준데이터가 세팅되어지고, 상기 센서부를 통해서 감지된 일산화탄소 상태를 비교판단하는 센서 마이크로컨트롤러와; 가스 공급을 조절하는 가스밸브와; 상기 센서 마이크로컨트롤러가 가스 오사용에 따른 비정상상태 신호를 전송하면, 가스 오사용에 대한 비정상상태 신호를 수신하여 가스 공급이 중단되도록 제어하는 마이크로컨트롤러를 포함하여 구성된다.
그리고 본 발명은, 가스 오사용에 따른 일산화탄소 비정상상태라고 판단하면, 외부로 가스 오사용에 따른 일산화탄소 비정상상태를 표시하는 디스플레이수단을 더 포함하여 구성된다.
이하 본 발명의 가스오븐레인지의 일산화탄소 감지시스템 및 동작과정의 일실시예에 대해 살펴보면 다음과 같다. 본 발명에 따른 가스오븐레인지의 사시도는 도 1을 참조한다.
도 2는 본 발명에 따른 가스오븐레인지의 일산화탄소를 감지하기 위한 제어시스템의 일실시예이다.
본 발명의 제어시스템은, 일산화탄소를 감지하는 일산화탄소 감지센서(110)와, 가스 오사용에 따른 일산화탄소 비정상상태여부를 판단하는 센서 마이크로컨트롤러(120)를 포함하여 센서구동 피씨비(PCB)(100)가 구성된다. 상기 센서구동 피 씨비(100)의 위치는, 일산화탄소의 보증 온도(정상상태)를 고려하여 제품의 외부케이스에 고정되는 것을 실시예로 한다.
가스 오사용시 발생되는 일산화탄소의 농도에 따라 일산화탄소 감지센서(110)의 센서저항값이 변한다. 즉, 일산화탄소 감지센서(110)에서 측정되는 센서저항값은 일산화탄소 농도에 따라 가변된다. 그리고 상기 센서저항값의 크기에 따라서 센서 마이크로컨트롤러(120)에 입력되는 전압값이 가변된다. 상기 센서 마이크로컨트롤러(120)는 입력된 전압값에 따라 일산화탄소의 농도를 인식할 수 있도록 기준 데이터가 미리 세팅되어지거나 프로그래밍된다. 그러므로 센서 마이크로컨트롤러(120)는 입력된 전압값을 읽어 일산화탄소의 농도를 판단하게 된다.
한편, 가스 오사용에 따른 일산화탄소의 비정상상태를 판단하고, 가스오븐레인지의 동작 여부를 제어하는 제어 마이크로컨트롤러(130)와; 가스 오사용에 따른 일산화탄소의 비정상상태를 외부에 알리는 디스플레이수단(140)과; 가스량을 조절하는 가스밸브(150)로 구성된다.
상기 디스플레이수단(140)의 실시예로서, 부저 수단, 점등 다이오드 등이 있으며, 이외에도 외부 사용자에게 일산화탄소의 비정상상태를 알릴 수 있다면 어떠한 소자라도 가능하다.
따라서 센서 마이크로컨트롤러(120)는 일산화탄소 감지센서(110)를 통해서 가스 오사용에 따른 일산화탄소 비정상상태 신호 감지시, 센서 마이크로컨트롤러(120)의 출력 포트를 통해서 경보 신호를 제어 마이크로컨트롤러(130)에 전송한다.
제어 마이크로컨트롤러(130)는 입력포트를 통해서 수신된 가스 오사용에 따른 일산화탄소 비정상상태 신호를 판단하여, 버너에 공급되는 가스가 차단되도록 가스밸브를 닫는다. 그리고 제어 마이크로컨트롤러(130)는 가스오븐레인지의 가스 오사용에 따른 일산화탄소 비정상을 표시하거나 또는 부저음이 발생되도록 디스플레이수단(140)으로 제어신호를 전송한다.
일 예로, LNG용 가스오븐레인지에 LPG 가스를 사용하게 되면, 버너 연소시 불완전 연소가 일어나게 되고, 불완전연소가 일어나게 되고, 불완전 연소로 인해 발생된 일산화탄소 량은 증가하게 되어 공기중의 일산화탄소의 농도가 상승하게 된다.
제품 및 일산화탄소의 설치 조건 및 버너 연소성능에 따라 발생되는 일산화탄소 량은 다를 수 있지만, 가스 오사용 상태와 정상 상태에서의 일산화탄소 농도는 확연한 차이가 있다.
이하 도시하고 있는 표에서 나타나고 있는 바와 같이 LNG용 가스오븐레인지가 정상적으로 사용되어지는 경우, 일산화탄소의 농도가 1~5ppm(정상상태)로 나타난다. 그러나 LNG용 가스오븐레인지에 LPG 가스를 사용하는 경우, 표에 도시되고 있는 바와 같이 일산화탄소의 농도가 100~2000ppm(가스 오사용에 따른 비정상상태)으로 급격하게 증가되었다.
상기 일산화탄소 농도를 검출하기 위한 기준값은 센서 마이크로컨트롤러(120)에 미리 세팅되어져 있다. 그 결과 일산화탄소 감지센서(110)를 통해서 감지된 데이터를 센서 마이크로컨트롤러(120)가 미리 세팅 된 기준값과 판단하여, 가스 오사용에 따른 비정상상태 여부를 판단한다.
그리고 센서 마이크로컨트롤러(120)는 출력 포트를 통해서 가스 오사용에 따른 비정상상태 신호를 제어 마이크로컨트롤러(130)에 전송한다. 제어 마이크로컨트롤러(130)는 전송되는 가스 오사용에 따른 비정상상태 신호를 인식하고, 가스밸브를 구동시켜 가스의 유입을 차단한다. 그리고 외부 사용자에게 현재 가스 오사용으로 인한 비정상상태임을 디스플레이수단(140)을 통해서 표시한다.
[표 1]
정상사용(LNG) 오사용(LPG)
발생 일산화탄소(CO)농도 1~5ppm 100~2000ppm
상기와 같이 가스 사용 조건에 따라 발생되는 일산화탄소 농도량을 가지고 가스 오사용량을 판정할 수 있다.
한편, 가스 오사용에 따른 일산화탄소 감지센서(110)의 데이터를 송수신하기 위한 제어 마이크로컨트롤러(130)와 센서 마이크로컨트롤러(120) 사이의 통신과정에서, 통신 케이블의 단선 여부를 판단하여 적정하게 대응할 수 있도록 다음과 같은 동작제어과정을 가진다.
도 3은 본 발명에 따른 가스오븐레인지의 제어 마이크로컨트롤러와 센서 마이크로컨트롤러 사이의 통신과정을 나타내는 일실시예이다.
우선, 제어 마이크로컨트롤러(130) 및 센서 마이크로컨트롤러(120)에 초기 전원이 인가된다(제 300 단계). 그리고 각각의 마이크로컨트롤러(120, 130)에 초기 전원이 인가되고 일정시간(N초)가 경과된 후(제 310 단계), 센서 마이크로컨트롤러(120)의 출력 포트로부터 임의의 펄스가 출력된다(제 320 단계).
그리고 출력된 펄스는 통신케이블을 통해서 제어 마이크로컨트롤러(130)의 입력 포트에 수신되는지 여부를 감지한다(제 330 단계).
이때, 통신케이블이 정상상태인 경우라면, 제어 마이크로컨트롤러(130)의 입력 포트에 임의의 펄스가 입력되고, 제어 마이크로컨트롤러(130)는 센서 마이크로컨트롤러와 통신이 정상적으로 이루어질 수 있다고 판단하게 된다. 그 결과 현재 통신 케이블 상태를 정상이라고 판단한다(제 340 단계).
한편, 제 330 단계에서, 통신케이블이 단선과 같이 이상이 발생되는 경우라면, 제어 마이크로컨트롤러(130)의 입력 포트에 임의의 펄스가 입력되지 않는다. 그 결과 제어 마이크로컨트롤러(130)는 센서 마이크로컨트롤러(120)와 통신이 비정상적으로 이루어질 수 있다고 판단하게 된다. 그리고 현재 통신 케이블 상태가 비정상 상태(예를 들어, 단선 등)에 의한 에러상태라고 판단한다(제 350 단계).
이상 살펴본 바와 같이 본 발명은, 가스 오사용에 따라 일산화탄소를 감지하여, 일산화탄소가 비정상상태인지 여부를 판단하여 가스공급을 차단하고 외부에 가스 오사용에 따른 일산화탄소의 비정상상태를 표시하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 한다.
또한, 본 발명은 센서 마이크로컨트롤러와 제어 마이크로컨트롤러 간에 통신이 정상적으로 이루어지는지 여부를 판단하는 과정을 가진다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니 라 특허청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
본 발명에 따른 가스오븐레인지의 일산화탄소 감지시스템으로 인해서 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
가스오븐레인지에 적정한 가스 종류를 사용하지 않는 경우, 예를 들어 LPG가스오븐레인지에 LNG를 주입한 경우 또는 LNG 가스스오븐레인지에 LPG를 주입하는 경우, 불안전연소로 인해서 일산화탄소가 대량으로 발생되면, 가스 공급을 차단하고 가스 오사용에 따른 일산화탄소 비정상상태를 사용자에게 알릴 수 있다. 그 결과 본 발명으로 인해서 인명사고가 발생될 수 있는 문제를 미연에 방지할 수 있다.

Claims (2)

  1. 외부에서 공급되는 가스 종류에 따라 히든버너 연소시 발생되는 일산화탄소를 감지하는 센서부와;
    가스 오사용에 따른 일산화탄소 비정상상태의 기준데이터가 세팅되어지고, 상기 센서부를 통해서 감지된 일산화탄소 상태를 비교판단하는 센서 마이크로컨트롤러와;
    가스 공급을 조절하는 가스밸브와;
    상기 센서 마이크로컨트롤러가 가스 오사용에 따른 비정상상태 신호를 전송하면, 가스 오사용에 대한 비정상상태 신호를 수신하여 가스 공급이 중단되도록 제어하는 마이크로컨트롤러를 포함하며,
    상기 비정상상태 신호는 가스오븐레인지의 적정 사용 가스와 다른 종류의 가스가 상기 가스오븐레인지에 공급되어 연소될 때 발생하는 일산화탄소 농도를 측정한 센서 저항값이고,
    상기 센서부와 센서 마이크로컨트롤러는 센서구동 피씨비(PCB)로 구성되어 상기 가스오븐레인지의 오부 케이스에 고정되어 설치됨을 특징으로 하는 가스오븐레인지의 일산화탄소 감지시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    가스 오사용에 따른 일산화탄소 비정상상태라고 판단하면, 외부로 가스 오사용에 따른 일산화탄소 비정상상태를 표시하는 디스플레이수단을 더 포함하여 구성되는 가스오븐레인지의 일산화탄소 감지시스템.
KR1020050034168A 2005-04-25 2005-04-25 가스오븐레인지의 일산화탄소 감지시스템 KR101187128B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR0120984Y1 (ko) * 1995-11-22 1998-08-01 배순훈 가스오븐렌지의 과잉요리방지장치

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KR0120984Y1 (ko) * 1995-11-22 1998-08-01 배순훈 가스오븐렌지의 과잉요리방지장치

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