KR101919960B1 - 중량 측정 기능을 가진 가열 장치 - Google Patents

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KR101919960B1
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유재경
김준범
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Abstract

본 발명은 중량 측정 기능을 가진 가열 장치에 관한 것이고, 구체적으로 중량 정보 및 온도 변화 정보에 기초하여 음식과 같은 조리물의 가열 수준이 탐지가 가능한 중량 측정 기능을 가진 가열 장치에 관한 것이다. 중량 측정 기능을 가진 가열 장치는 가열 대상과 접촉되는 적어도 하나의 위치에 배치되는 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c); 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)로부터 전송된 정보를 처리하는 중량 정보 처리 유닛; 및 중량 정보 처리 유닛으로부터 전송된 정보를 미리 결정된 기준 값과 대비하는 비교기를 포함한다.

Description

중량 측정 기능을 가진 가열 장치{An Apparatus for Heating with a Weighing Function}
본 발명은 중량 측정 기능을 가진 가열 장치에 관한 것이고, 구체적으로 중량 정보 및 온도 변화 정보에 기초하여 음식과 같은 조리물의 가열 수준이 탐지가 가능한 중량 측정 기능을 가진 가열 장치에 관한 것이다.
음식의 조리를 위한 다양한 가열 장치가 이 분야에 공지되어 있고, 예를 들어 유도 가열 장치(Induction), 가스레인지, 전자레인지 또는 이와 유사한 장치와 같은 것이 있다. 이와 같은 가열 장치는 전력 공급 또는 가스 공급에 의하여 작동이 되고, 정해진 범위를 벗어나서 가열이 되면 작동이 중단되도록 하는 안전 수단을 가질 필요가 있다.
특허공개번호 제10-2013-0094639호는 음식물의 양을 측정하고, 이 측정 결과에 따라 적절하게 화력을 조절하여 음식물을 자동으로 조리할 수 있는 로드셀이 장착된 인덕션 레인지에 대하여 개시한다. 또한 특허공개번호 제10-2016-0028909호는 노브를 이용하여 온도를 조절하는 인덕션 장치 및 온도 조절 방법에 대하여 개시한다.
선행기술은 중량 측정 또는 온도 조절 방법에 대하여 개시하지만 중량과 온도를 서로 관련시킨 인덕션 또는 이와 유사한 가열 장치의 작동 방법에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허공개번호 제10-2013-0094639호(주식회사 리홈쿠첸, 2013년08월26일 공개) 로드셀이 장착된 인덕션 레인지 선행기술 2: 특허공개번호 제10-2016-0028909호(삼성전자주식회사, 2016년03월14일 공개) 인덕션 장치 및 온도 조절 방법
본 발명의 목적은 가열 대상이 되는 음식물의 가열 시간에 따른 중량 변화를 측정하여 가열 과정이 조절되도록 하는 중량 측정 기능을 가진 가열 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 중량 측정 기능을 가진 가열 장치는 가열 대상과 접촉되는 적어도 하나의 위치에 배치되는 중량 측정 센서; 중량 측정 센서로부터 전송된 정보를 처리하는 중량 정보 처리 유닛; 및 중량 정보 처리 유닛으로부터 전송된 정보를 미리 결정된 기준 값과 대비하는 비교기를 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 중량 측정 센서는 로드 셀, 스트레인 게이지 또는 압력 측정 센서가 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 가열 시간에 따른 중량 변화와 온도 변화의 연관성에 대한 데이터를 생성하는 상태 정보 생성 유닛을 더 포함한다.
본 발명에 따른 가열 장치는 전력, 가스 또는 다른 열 발생 수단에 의하여 조리를 하는 유도 가열 장치, 가스레인지, 전자레인지 또는 이와 유사한 가열 장치에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 가열 장치는 가열 시간에 따른 중량 변화를 측정하여 미리 결정된 범위를 벗어나면 이에 따른 경보가 발생되어 가열 장치를 보호하는 기능을 가질 수 있다. 또한 본 발명에 따른 가열 장치는 또한 IOT 기능이 부가되어 조리 과정이 효율적으로 조절될 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 가열 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 가열 장치의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 가열 장치의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 가열 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 조리 기능을 가진 가열 장치는 가열 대상과 접촉되는 적어도 하나의 위치에 배치되는 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c); 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)로부터 전송된 정보를 처리하는 중량 정보 처리 유닛; 및 중량 정보 처리 유닛으로부터 전송된 정보를 미리 결정된 기준 값과 대비하는 비교기를 포함한다.
가열 장치는 유도 가열 구조의 조리용 가열 장치, 전자레인지, 가스레인지 또는 이와 유사한 조리용 장치를 포함하고, 전력 또는 가스의 공급에 의하여 발생되는 열로 조리, 끓임 또는 이와 유사한 작동을 하는 열 발생 장치를 포함한다.
가열 장치는 몸체(11); 및 몸체(11)의 위쪽 면에 형성되는 가열 유닛(12a, 12b, 12c)으로 이루어질 수 있고, 구조에 따라 받침 유닛(14)이 설치될 수 있다.
가열 장치는 독립적인 구조를 가지거나, 다른 구조물에 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어 가열 장치는 가정용 또는 음식점용 주방기기의 일부로 형성되거나, 이동 가능한 구조로 만들어질 수 있다. 가열 장치의 몸체(11)의 위쪽 면은 가열 대상이 되는 조리 용기 또는 이와 유사한 기기가 안정적으로 위치할 수 있는 평면 형상이 될 수 있다. 그리고 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)는 적어도 일부가 가열 장치의 몸체(11)의 가열 평면의 위쪽으로 돌출될 수 있다. 그리고 조리 용기가 직접적으로 또는 간접적으로 접촉되고 이에 의하여 가열 용기 및 가열 용기에 수용된 수용물의 중량 측정이 가능하다. 가열 장치는 도 1의 좌측에 도시된 것처럼 유도 가열 기기가 될 수 있고, 수용 몸체(11)의 평면에 동일하거나, 서로 다른 크기를 가지는 원형의 가열 유닛(12a, 12b, 12c)이 형성될 수 있다. 가열 유닛(12a, 12b, 12c)에 가열 용기가 조리를 위하여 배치될 수 있다. 그리고 가열 유닛(12a, 12b, 12c)에 또는 가열 유닛(12a, 12b, 12c)과 인접하는 위치에 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)가 배치될 수 있다. 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)는 접촉식 또는 비접촉식이 될 수 있고, 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)의 구조에 따라 접촉 방식으로 또는 비접촉 방식으로 가열 용기 및 가열 용기에 수용된 조리물의 중량이 측정될 수 있다. 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)는 로드 셀, 스트레인 게이지 또는 초음파 센서와 같은 비접촉 센서가 될 수 있다. 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)는 적어도 하나가 될 수 있고, 가열 용기의 아래쪽 면과 접촉 가능한 위치에서 설치될 수 있다. 예를 들어 1 가열 유닛(12a)의 서로 마주보는 위치에 로드 셀과 같은 1 중량 측정 센서(13a)가 배치될 수 있다. 또는 2 가열 유닛(12b)에 선형으로 연장되는 스트레인 게이지와 같은 2 중량 측정 센서(13b)가 배치될 수 있다. 대안으로 3 가열 유닛(12c)에 원형으로 압력 센서 또는 홀 센서와 같은 3 중량 측정 센서(13c)가 배치될 수 있다. 또 다른 대안으로 초음파 센서에 의하여 초음파가 가열 용기의 내부로 조사될 수 있고 반사파를 수신하여 가열 용기 내부의 조리물의 양을 측정할 수 있다. 가열 장치가 예를 들어 가스레인지가 되는 경우 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)는 각각의 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)의 구조에 적합한 형태로 받침 유닛(14)에 배치될 수 있다.
다양한 형태의 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)가 서로 다른 가열 장치에 가열 용기의 중량 측정이 가능한 형태로 배치될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)는 센서(131); 센서(131)의 보호를 위하여 센서(131)를 둘러싸는 형상으로 만들어지는 절연 또는 내열 소재의 보호 피복(132); 보호 피복(132)의 한쪽 면에 배치되어 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)를 정해진 위치에 고정시키는 고정 층(133)을 포함할 수 있다. 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)는 전자 칩 형태의 처리 프로세서를 포함할 수 있고, 처리 프로세서는 중량 정보 처리 유닛을 포함할 수 있다. 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)는 전자 칩 또는 중량 정보 처리 유닛과 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 구체적으로 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)가 신호 케이블(134)에 연결될 수 있고, 신호 케이블(134)은 중계 유닛과 연결되거나, 중량 정보 처리 유닛과 연결될 수 있다. 그리고 중계 유닛 또는 중량 정보 처리 유닛은 몸체(11)의 내부에 배치된 작동 모듈과 일체로 또는 작동 모듈과 독립적으로 설치된 제어 유닛과 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
가열 장치는 자체적으로, 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)와 함께 또는 독립적으로 설치된 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 가열 용기의 온도를 측정할 수 있고, 온도 측정 정보는 조리 시간의 경과에 따라 주기적으로 측정되어 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)에서 측정된 정보와 함께 제어 유닛으로 전송되어 저장될 수 있다.
제어 유닛에 비교기가 설치될 수 있고, 비교기에 의하여 가열 시간에 따른 중량 변화 및 온도 변화가 미리 결정된 기준 값과 비교될 수 있다. 예를 들어 중량이 일정한 상태에서 온도가 상승되면 과도한 가열이 이루어지는 상황으로 판단될 수 있다. 또한 온도 상승 시간이 미리 결정된 기준에 비하여 빨라지면 경보를 발생시키거나, 가열 수준을 감소시키거나 또는 전력 공급을 중단할 수 있다. 이와 같이 조리 시간에 따른 중량 변화 또는 온도 변화를 탐지하여 조리 과정의 적정성 또는 위험 상황의 발생 여부가 판단될 수 있다.
중량 변화 또는 온도 변화에 따른 조리 과정의 제어는 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 가열 장치의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 중량 측정 센서(13) 및 온도 측정 센서(21)에서 측정된 값이 초기 값 설정 유닛(22)으로 전송될 수 있고, 초기 값 설정 유닛(22)은 조리가 개시되는 시점에서 가열 용기의 중량과 온도를 수신하여 저장할 수 있다. 그리고 중량 측정 센서(13)와 온도 측정 센서(21)에서 측정된 중량 정보 및 온도 정보가 주기적으로 비교기(23)로 전송될 수 있다. 비교기(23)는 가열 시간에 따른 중량 변화 및 온도 변화를 기준 값과 비교할 수 있고, 기준 값은 미리 설정될 수 있다. 비교기(23)는 예를 들어 시간의 경과에 따른 중량이 변하는 추이 곡선 또는 온도의 추이 곡선을 생성할 수 있다. 그리고 추이 곡선에서 중량이 일정한 수준으로 유지되는 범위, 온도가 급격히 변하는 범위, 온도가 일정 수준으로 유지되는 범위를 추출할 수 있다. 그리고 추출 결과에 따라 조리 완성 확인 시점, 위험 상황 발생 시점, 안전 조치 활성화 시점을 결정할 수 있다. 그리고 결정된 결과를 경보 생성 유닛(24)으로 전송할 수 있다. 이와 함께 안전 조치 활성화 시점에 해당한다고 판단되면 차단 설정 유닛(26)으로 상황을 전송할 수 있다. 이와 같이 비교기(23)는 조리 상태 정보를 생성하는 기능을 가질 수 있다. 경보 생성 유닛(24)은 예를 들어 조리 완료 확인 또는 위험 상황 발생을 알리는 방법을 설정할 수 있다. 예를 들어 경보 음 발생 또는 메시지 전송과 같은 경보 발생 수단을 결정할 수 있다. 이와 같이 경보 생성 유닛(24)에 의하여 경보 발생 방법이 결정되면 경보 유닛(25)으로 전송되어 경보를 발생시킬 수 있다. 이와 같이 중량 측정 센서(13) 또는 온도 측정 센서(21)에서 탐지된 정보는 조리 과정을 탐지하는 정보로 이용될 수 있다.
아래에서 이와 같은 과정에서 대하여 구체적으로 설명된다.
도 3은 본 발명에 따른 가열 장치의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 가열 장치는 가열 시간에 따른 중량 변화와 온도 변화의 연관성에 대한 데이터를 생성하는 상태 정보 생성 유닛(35)을 포함할 수 있다.
탐지 모듈(31)은 중량 측정 센서 및 온도 측정 센서를 포함할 수 있고, 통신 가능한 통신 수단을 탐지하는 연결 탐지 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어 탐지 모듈(31)은 가열 장치에 설치된 블루투스 탐지 모듈 또는 이와 유사한 근거리 통신 유닛과 유선 또는 무선 통신으로 연결이 가능한 통신 수단을 포함하거나, 통신 수단에 연결될 수 있다. 예를 들어 가열 장치가 IOT 기능을 가지거나, 원격 제어 기능을 가질 수 있고, 탐지 모듈(31)은 이와 같은 기능을 가지도록 하는 통신 수단에 연결될 수 있다. 또는 독립적으로 예를 들어 스마트폰과 같은 휴대용 전자기기와 근거리 통신이 가능하도록 하는 통신 수단을 포함할 수 있다. 탐지 모듈(31)에 의하여 유무선 통신이 가능한 전자기기가 탐지되면 연결 설정 유닛(32)에 의하여 이와 같은 통신 기기(37)에 대한 연결이 설정될 수 있다. 그리고 가열 기준 설정 유닛(33)에 의하여 가열 기준이 설정될 수 있고, 가열 기준은 작동 개시 시점에서 측정된 초기 중량 및 초기 온도에서 허용되는 최대 중량 변화 및 온도 변화 범위를 포함할 수 있다. 또한 탐지 주기 설정 유닛(34)에 의하여 중량 측정 센서 및 온도 측정 센서에 의하여 가열 용기에 대한 측정이 이루어지는 탐지 주기가 설정될 수 있다. 그리고 이와 같은 정보가 중량 탐지 정보 및 온도 정보와 함께 비교기(23)로 전송될 수 있다.
비교기(23)는 위에서 설명된 것처럼 중량 변화 추이 곡선 및 온도 변화 추이 곡선을 생성할 수 있고, 중량 변화 추이 곡선과 온도 변화 추이 곡선은 가열 대상 정보 생성 유닛(39)으로 전송될 수 있다. 가열 대상 정보 생성 유닛(39)은 조리 시간, 온도 변화 또는 중량 변화를 추출하여 통신 기기(37)로 전송할 수 있다. 또한 가열 대상 정보 생성 유닛(39)은 일정 수준의 온도가 미리 결정된 시간 범위 동안 유지되면 경보 형태로 통신 기기(37)로 전송할 수 있다.
비교기(23)에서 생성된 중량 변화 추이 곡선 및 중량 변화 추이 곡선은 상태 정보 생성 유닛(35)으로 전송될 수 있고, 상태 정보 생성 유닛(35)은 중량 변화와 온도 변화 사이의 상관성을 탐색하고, 탐색 결과에 따라 조리 상태를 판단하여 조리 상태 데이터를 생성하는 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 온도의 증가에 따라 중량이 감소되면서 일정 시간이 경과된 이후 온도가 일정하게 유지되면서 중량이 일정 수준으로 감소되면 조리가 완성된 상태로 판단할 수 있다. 또한 중량이 상대적으로 작은 폭으로 감소하면서 온도가 상대적으로 큰 폭으로 증가하면 과열 상태로 판단할 수 있다. 또한 중량 변화와 온도 변화가 없는 상태가 일정 시간 동안 지속되면 오작동 상태로 판단할 수 있다. 상태 정보 생성 유닛(35)은 조리의 초기 단계, 중간 단계 및 완성 단계로 구분할 수 있고, 각각이 단계에서 온도 변화와 중량 변화의 상관성에 기초하여 조리의 완료, 과열 또는 조리 단계 이행의 적정성을 판단하여 조리 상태 데이터를 생성할 수 있다. 그리고 조리 상태 데이터는 조절이 필요한 상태 및 중단 상태를 포함할 수 있다. 그리고 생성된 조리 상태 데이터는 조절 설정 유닛(36)으로 전송될 수 있다. 조절 설정 유닛(36)은 조리 상태 데이터에서 포함된 조절 상태 중단 상태를 추출할 수 있고, 그에 따라 가열 수준을 조절하거나, 전력 공급을 차단할 수 있다. 그리고 상태 정보 데이터 및 가열 수준 조절 여부가 통신 기기(37)로 전송될 수 있다.
본 발명에 따른 가열 장치에서 중량 측정 정보 또는 온도 측정 정보는 다양한 상태의 작동 조절을 위한 기초 자료로 적용될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 가열 장치는 전력, 가스 또는 다른 열 발생 수단에 의하여 조리를 하는 유도 가열 장치. 가스레인지, 전자레인지 또는 이와 유사한 가열 장치에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 가열 장치는 가열 시간에 따른 중량 변화를 측정하여 미리 결정된 범위를 벗어나면 이에 따른 경보가 발생되어 가열 장치를 보호하는 기능을 가질 수 있다. 또한 본 발명에 따른 가열 장치는 또한 IOT 기능이 부가되어 조리 과정이 효율적으로 조절될 수 있도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 몸체 12a, 12b, 12c: 1, 2, 3 가열 유닛
13: 중량 측정 센서 13a, 13b, 13c: 1, 2, 3 중량 측정 센서
14: 받침 유닛 21: 온도 측정 센서
22: 초기 값 설정 유닛 23: 비교기
24: 경보 생성 유닛 25: 경보 유닛
26: 차단 설정 유닛 31: 탐지 모듈
32: 연결 설정 유닛 33: 가열 기준 설정 유닛
34: 탐지 주기 설정 유닛 35: 상태 정보 생성 유닛
36: 조절 설정 유닛 37: 통신 기기
39: 가열 대상 정보 생성 유닛 131: 센서
132: 보호 피복 133: 고정 층
134: 신호 케이블

Claims (3)

  1. 조리 기능을 가진 가열 장치에 있어서,
    가열 용기와 직접 접촉되도록 가열 평면의 적어도 하나의 위치에서 가열 평면의 위쪽으로 돌출되는 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c);
    중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)로부터 전송된 정보를 처리하는 중량 정보 처리 유닛; 및
    중량 정보 처리 유닛으로부터 전송된 정보를 미리 결정된 기준 값과 대비하는 비교기를 포함하고,
    가열 시간에 따른 중량 변화와 온도 변화의 상관성을 탐색하고 탐색 결과에 따라 조리 상태를 판단하는 조리 상태 데이터를 생성하는 상태 정보 생성 유닛(35)을 더 포함하고,
    상기 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)는 센서(131); 센서(131)의 보호를 위하여 센서(131)를 둘러싸는 형상으로 만들어지는 절연 또는 내열 소재의 보호 피복(132); 보호 피복(132)의 한쪽 면에 배치되어 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)를 정해진 위치에 고정시키는 고정 층(133)을 포함하는 것을 특징으로 하는 중량 측정 기능을 가진 가열 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 중량 측정 센서(13a, 13b, 13c)는 로드 셀, 스트레인 게이지 또는 압력 측정 센서가 되는 것을 특징으로 하는 중량 측정 기능을 가진 가열 장치.
  3. 삭제
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