KR101951628B1 - 전기 레인지 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 레인지에 관한 것으로서, 상기 전기 레인지는 적어도 하나의 발열체를 구비하고 있는 복수의 화구, 상기 복수의 화구 각각에 대응되게 설치되며, 대응되는 화구의 동작 여부를 제어하는 복수의 화구 구동 스위치, 상기 복수의 화구 구동 스위치의 동작 상태에 따라 구동 선택된 화구를 판정하고, 구동 선택된 화구의 수가 복수 개인 경우, 구동 선택된 화구의 합산 소비 전력량이 최대 허용 전력량을 초과하면 정해진 순번에 따라서 구동 선택된 화구의 제어 상태를 전력 구동 상태로 순환 제어하여, 구동 선택된 화구 중에서 정해진 순번에 해당하는 화구의 제어 상태를 전력 분배 구동 상태로 제어하는 동작 제어부, 그리고 대응하는 화구의 발열체로 전력 공급을 실시하여 해당 발열체를 발열시키는 복수의 전력 공급부를 포함하고, 상기 동작 제어부는 상기 전력 분배 구동 상태로 제어되는 화구가 복수의 발열체를 구비하는 경우, 복수의 발열체 중 정해진 개수의 발열체만 발열시킨다.

Description

전기 레인지 및 그 제어 방법{ELECTRIC RANGE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 전기 레인지 및 그 제어방법에 관한 것이다.
전기 레인지(electric range)는 친환경적이면서 에너지 효율이 높은 이유로 최근 보급률이 높아지고 있다.
전기 레인지는 기기 내에서 발생한 자기장을 이용해 전기 유도 물질로 이루어진 용기와 반응시켜 열을 발생시키는 인덕션(induction), 열선이 세라믹 상판을 가열하는 방식을 이용하는 하이라이트(highlight), 그리고 인덕션과 하이라이트를 모두 구비하고 있는 혼합형 기기가 존재한다.
이러한 전기 레인지는 사용 용도에 따라 정해진 개수의 발열체를 구비하고, 또한 각 발열체의 전기 용량(즉, 화력)은 동일하거나 서로 다르게 설정될 수 있다.
또한 발열체의 개수가 증가할수록 소비 전력도 높아지게 되므로, 이를 위해 전기 레인지만을 위한 별도의 전력 공급선을 이용하여 동작에 필요한 전원을 별도로 공급받는 경우가 있다. 하지만, 이런 경우, 별도의 승압 공사를 실시하고, 분전반이나 누전 차단기 등의 설치해야 하는 번거로움이 발생한다.
이러한 설치상의 번거로움을 해결하고, 일반 가정의 전원에서 허용되는 소비전력 내에서 전기 레인지의 동작을 제어하기 위한 방안이 제안되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0917902호에서는 복수의 발열체에 전력 공급이 이루어질 때, 각 발열체에 형성된 스위치 중에서 순차적으로 스위치를 오프시켜 허용되는 소비전력 이내로 제어하는 기법을 개시하고 있다.
그러나, 대한민국 등록특허공보 제10-0917902호는 오프된 스위치에 해당하는 발열체의 발열 동작이 완전히 중단되어 에너지 효율이 떨어지는 단점이 있다.
이에 대한민국 등록특허공보 제10-1222772호에서는 이러한 단점을 보완하기 위해, 허용되는 소비전력 내에서 모든 발열체를 동작시키면서 각 발열체의 소비전력을 비례적으로 가변시키는 제어를 실시하여 허용되는 소비전력 내에서 사용자에 의해 선택된 모든 발열체의 발열 동작이 중단 없이 이루어질 수 있는 내용이 개시되어 있다.
하지만, 대한민국 등록특허공보 제10-1222772호는 사용에 의해 선택된 모든 발열체에 전력 공급이 이루어지기는 하지만, 모든 발열체의 소비전력을 비례적으로 감소시킴으로써 가장 늦게 동작된 발열체는 가장 늦게 원하는 온도에 도달하는 단점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0917902호(등록일자: 2009.09.10, 발명의 명칭: 다수의 발열체를 포함하는 전기 레인지 및 그 전력 제어방법) 대한민국 등록특허공보 제10-1222772호(등록일자: 2013.01.09, 발명의 명칭: 다수의 발열체를 갖는 전기레인지의 전력 제어 방법 및 시스템)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 발열체를 동시에 구동시키는 경우, 각 발열체의 발열 효율의 감소를 최소화하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 복수의 발열체를 동시에 구동시키는 경우, 허용 소비 전력량에 관계없이 발열체의 구동이 이루어질 수 있도록 하여 사용자의 만족도를 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 전기 레인지는 적어도 하나의 발열체를 구비하고 있는 복수의 화구, 상기 복수의 화구 각각에 대응되게 설치되며, 대응되는 화구의 동작 여부를 제어하는 복수의 화구 구동 스위치, 상기 복수의 화구 구동 스위치에 연결되어 있고, 상기 복수의 화구 구동 스위치의 동작 상태에 따라 구동 선택된 화구를 판정하고, 구동 선택된 화구의 수가 복수 개인 경우, 구동 선택된 화구의 합산 소비 전력량이 최대 허용 전력량을 초과하면 정해진 순번에 따라서 구동 선택된 화구의 제어 상태를 전력 구동 상태로 순환 제어하여, 구동 선택된 화구 중에서 정해진 순번에 해당하는 화구의 제어 상태를 전력 분배 구동 상태로 제어하는 동작 제어부, 그리고 상기 동작 제어부와 상기 복수의 화구에 각각 연결되어 있어, 대응하는 화구의 발열체로 전력 공급을 실시하여 해당 발열체를 발열시키는 복수의 전력 공급부를 포함하고, 상기 동작 제어부는 상기 전력 분배 구동 상태로 제어되는 화구가 복수의 발열체를 구비하는 경우, 복수의 발열체 중 정해진 개수의 발열체만 발열시킨다.
화구가 제1 발열체와 제2 발열체를 구비하는 경우, 상기 제1 발열체와 상기 제2 발열체는 중심부에서 가장자리부 쪽으로 교대로 배열되어 있는 것이 좋다.
상기 동작 제어부는 설정 시간 동안 해당 순번의 화구를 전력 분배 구동 상태로 제어한 후 다음 순번의 화구를 설정 시간 동안 전력 분배 구동 상태로 제어하는 것이 좋다.
상기 동작 제어부는 구동 선택된 화구의 합산 소비 전력량이 최대 허용 전력량 이하이면 구동 선택된 화구의 제어 상태를 총 소비 전력 상태로 제어하여 구동 선택된 화구에 구비된 모든 발열체가 발열되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 특징에 따른 전기 레인지는 상기 동작 제어부에 연결되어 있는 모드 선택 스위치를 더 포함할 수 있고, 상기 동작 제어부는 상기 모드 선태 스위치의 동작 상태가 일반 동작 모드이면, 상기 화구 구동 스위치에 따라 구동 선택된 모든 화구에 구비된 모든 발열체를 동작시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징에 따른 전기 레인지의 제어 방법은 복수의 화구 구동 스위치의 동작 상태에 따라 구동 선택된 화구를 판정하는 단계, 구동 선택된 화구의 수가 복수 개인지 판단하는 단계, 구동 선택된 화구의 수가 복수 개인 경우, 구동 선택된 화구의 합산 소비 전력량이 최대 허용 전력량을 초과하는지 판단하는 단계, 그리고 상기 합산 소비 전력량이 상기 최대 허용 전력량을 초과하면, 정해진 순번에 따라서 구동 선택된 화구의 제어 상태를 전력 구동 상태로 순환 제어하여, 구동 선택된 화구 중에서 정해진 순번에 해당하는 화구의 제어 상태를 전력 분배 구동 상태로 제어하여 정해진 순번에 해당하는 화구에 구비된 발열체 중 정해진 개수의 발열체만 발열되도록 하는 단계를 포함한다.
상기 특징에 따른 전기 레인지의 제어 방법은 구동 선택된 화구의 합산 소비 전력량이 최대 허용 전력량 이하이면, 구동 선택된 화구의 제어 상태를 총 소비 전력 상태로 제어하여 구동 선택된 화구에 구비된 모든 발열체를 발열시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 전기 레인지의 제어 방법은 모드 선태 스위치의 동작 상태를 판단하는 단계, 그리고 상기 모드 선택 스위치의 동작 상태가 일반 동작 모드이면, 상기 화구 구동 스위치에 따라 구동 선택된 모든 화구에 구비된 모든 발열체를 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 특징에 따르면, 전기 레인지의 동작 모드가 전력 분배 동작 모드일 때, 정해진 순번에 따라 화구의 동작 상태가 전력 분배 구동 상태로 제어되어 사용자에 의해 구동 선택된 화구의 발열 상태가 균일하게 제어될 수 있도록 한다.
이로 인해, 구동 선택된 화구의 발열 시간이 좀더 균일하게 제어되어 사용자의 만족도가 증가한다.
또한, 두 개의 발열체를 구비하는 화구의 경우, 두 개의 발열체의 배열 상태가 화구 전체에 균일하게 배열되므로, 하나의 발열체만 구동된 경우에도 조리 기기의 바닥면 전체에 열이 골고루 전달될 수 있도록 하여 조리의 효율성을 향상시킨다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 레인지의 개략적인 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 레인지의 제어 방법에 대한 동작 순서도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 레인지에서 제1 및 제2 발열체를 구비한 화구의 경우, 제1 발열체와 제2 발열체의 배열 상태를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 레인지의 실제 적용될 때 전기 레인지의 평면도이다.
도 5는 도 4의 전기 레인지에서 제1 내지 제3 화구가 전력 분배 동작 모드로 제어될 때 정해진 순번에 따라 제1 내지 제3 화구의 발열 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "접속되어" 있다거나 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 접속되어 있거나 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 접속되어" 있다거나 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 레인지 및 그 제어 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 레인지의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1에 도시한 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 레인지는 화구 구동 스위치부(10), 동작 시작 스위치(21), 모드 선택 스위치(22), 화구 구동 스위치부(10), 동작 시작 스위치(21) 및 모드 선택 스위치(22)에 연결되어 있는 동작 제어부(30), 동작 제어부(30)에 연결되어 있는 타이머(40), 동작 제어부(30)에 연결되어 있는 전력 공급 유닛(50), 그리고 전력 공급 유닛(50)에 연결되어 있는 복수(예, n개, n=1, 2, 3, … )의 화구(61-6n)를 구비한 화구부 (60)를 구비한다.
화구 구동 스위치부(10)는 각 화구(61-6n)의 동작 여부를 제어하기 위한 것으로, 각 화구(61-6n)에 대응하게 하나의 화구 구동 스위치(11-1n)가 구비되어 있다.
따라서, 각 화구 구동 스위치(11-1n)는 사용자에 의해 온(on) 또는 오프(off)되어 해당 상태인 온 또는 오프 상태에 해당하는 신호를 동작 제어부(30)로 출력한다.
따라서, 동작 제어부(30)는 각 화구 구동 스위치(11-1n)로부터 인가되는 신호의 상태를 이용하여 각 화구 구동 스위치(11-1n)의 동작 상태를 판정하고, 판정된 동작 상태에 따라 해당 화구(61-6n)의 동작을 제어한다.
동작 시작 스위치(21)는 사용자가 전기 레인지의 동작을 시작시키기 위한 것으로서, 사용자의 동작에 따라 온 또는 오프 상태로 변환되어 해당 상태의 신호를 동작 제어부(30)로 인가한다.
따라서, 동작 제어부(30)는 동작 시작 스위치(21)로부터 인가되는 신호의 상태를 이용하여 동작 시작 스위치(21)가 온 상태인지 오프 상태인지 판단한다.
이러한 동작 시작 스위치(21)는 필요에 따라 생략될 수 있다.
모드 선택 스위치(22)는 복수의 화구(61-6n)로 공급되는 전력을 분배하는 전력 분배 동작 모드와 전력 분배를 실시하지 않고 단지 각 화구(61-6n)에 대응되는 화구 구동 스위치(11-1n)의 동작 상태에 따라 대응하는 화구(61-6n)의 동작만을 제어하는 일반 동작 모드 중에서 하나를 선택하기 위한 스위치이다.
일반 동작 모드일 경우, 사용자의 동작에 따라 해당 화구 구동 스위치(11-1n)가 동작(즉, 온)되면, 다른 화구에 속한 발열체의 동작 여부에 무관하게 동작 제어부(30)는 온 된 화구 구동 스위치(11-1n)에 해당하는 화구에 구비된 모든 발열체를 동작시킨다.
따라서, 일반 동작 모드일 때, 각 화구에 구비된 적어도 하나의 발열체는 대응하는 화구 구동 스위치(11-1n)의 동작 여부에 따라 모두 동작 상태(즉, 발열 상태)이거나 모두 비동작(즉, 비발열 상태)가 된다.
이러한 모드 선택 스위치(22) 역시 사용자의 동작에 따라 온 또는 오프 상태가 되어 해당 상태의 신호를 동작 제어부(30)로 출력한다.
본 예의 경우, 모드 선택 스위치(22)가 온 상태이면 전력 분배 동작 모드이고, 모드 선택 스위치(22)가 오프 상태이면 일반 동작 모드이지만, 이와 반대일 수 있다.
따라서, 동작 제어부(30)는 모드 선택 스위치(22)로부터 인가되는 신호의 상태를 판정하여 사용자에 의해 선택된 동작 모드를 판정하고, 판정된 동작 모드에 맞게 화구부(60)의 동작을 제어한다.
이러한 동작 제어부(30)는 동작에 필요한 데이터나 동작 중에 생성된 데이터 등이 저장되어 있는 메모리(memory) 등으로 이루어져 있는 저장부(31)를 구비하고 있다. 도 1에서 저장부(31)는 동작 제어부(30) 내에 위치하지만, 이와 달리 동작 제어부(30)와는 별개의 구성요소로 설치될 수 있다.
타이머(40)는 동작 제어부(30)의 제어에 따라 동작되어 시간을 계수하여 동작 제어부(30)로 출력한다.
전력 공급 유닛(50)은 각 화구(61-6n)로 해당 크기의 전력을 공급하는 복수의 전력 공급부(51-5n)를 구비한다.
따라서, 각 전력 공급부(51-5n)는 동작 제어부(30)로부터 인가되는 제어 신호에 따라 동작 상태가 변하여 도시하지 않은 전원 공급부로부터 공급되는 전력을 공급받은 후 화구 구동 스위치부(10)의 동작 상태에 대응하는 해당 화구(61-6n)로 해당 크기의 전력을 공급하여, 해당 화구(61-6n)가 발열될 수 있도록 한다.
화구부(60)는 이미 설명한 것처럼 각 전력 공급부(51-5n)에 연결되어 있는 복수의 화구(61-6n)를 구비하고, 각 화구(61-6n)는 적어도 하나의 발열체를 구비하고 있다.
도 1의 경우, 제1 화구(61)는 하나의 발열체(H1)를 구비하고 있고, 나머지 화구(62-6n)는 두 개의 발열체(H21, H22)를 구비하고 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 제1 화구(61) 역시 2개 이상이 발열체를 구비할 수 있다.
이때, 복수의 발열체를 구비하고 있는 화구에서, 각 발열체에서 소비되는 소비 전력의 크기는 다른 화구에 구비된 발열체의 소비 전력의 크기와 동일하거나 다를 수 있다.
발열체는 백금 와이어 코일 등으로 이루어진 열선으로 이루어져 있거나 전기 유도 물질로 이루어져 있고, 전원 공급 유닛(50)으로 공급되는 전력에 의해 열을 발생하거나 자기장을 이용하여 열을 발생할 수 있다.
2개의 발열체를 구비한 화구의 경우, 2개의 발열체는 도 3과 같은 구조로 배열될 수 있다.
즉, 제1 발열체(H21)와 제2 발열체(H22)가 중심부에서 가장자리부 쪽으로 교대로 배열되어 있다.
따라서, 해당 화구의 표면의 각 해당 부분(예, 좌측부와 우측부)에 제1 발열체(H21)와 제2 발열체(H22)가 양분되어 배열되는 대신 해당 화구의 표면 전체에 제1 발열체(H21)와 제2 발열체(H22)가 배열되어 있다.
이로 인해, 제1 발열체(H21)와 제2 발열체(H22) 중 하나만이 동작될 때에도 화구 위에 위치한 조리 기구의 바닥면에 전체적으로 골고루 열이 전달되어, 바닥면의 좌측 부분이나 우측 부분에만 열이 전달될 때보다 열 전달 효율이 향상되고, 조리 기구의 열 보존 상태가 양호하게 유지된다.
도 2a 및 도 2b를 참고로 하여, 이러한 구조를 갖는 전기 레인지의 제어 방법을 설명한다.
먼저, 전기 레인지의 동작에 필요한 전원이 인가되면, 전기 레인지는 동작 가능 상태가 되고 동작 제어부(30)의 동작 역시 시작된다(S10).
따라서, 동작 제어부(30)는 먼저 전원 공급이 시작되면, 동작 시작 스위치(21)로부터 인가되는 신호를 판독하여 동작 시작 스위치(21)가 사용자에 의해 동작(예, 온)되었는지 판단한다(S11, S12).
동작 시작 스위치(21)가 동작 상태로 판단되면(S12) 동작 제어부(30)는 모드 선택 스위치(22)로부터 인가되는 신호를 판독하여 사용자에 의해 선택된 동작 모드를 판정한다(S13, S14).
하지만, 동작 시작 스위치(21)로부터 인가되는 신호에 의해 동작 시작 스위치(21)가 미동작 상태로 판단되면(S12), 동작 제어부(30)는 사용자에 의해 전기 레인지의 동작이 시작되지 않은 상태로 판정하여 단계(S11)로 넘어간다.
다시 단계(S14)로 넘어가, 모드 선택 스위치(22)로부터 인가되는 신호에 의해 판단된 동작 모드가 전력 분배 동작 모드가 아니고 일반 동작 모드인 경우, 동작 제어부(30)는 화구 구동 스위치부(10)로부터 인가되는 신호를 이용하여 각 화구 구동 스위치(11-1n)의 동작 상태에 따라 해당 화구(61-6n)에 구비된 모든 발열체(61-6n)를 동작시킨다(S15, S16).
즉, 동작 제어부(30)는 온 상태의 화구 구동 스위치(11-1n)를 판정하여, 온 상태의 화구 구동 스위치(11-1n)에 대응하는 전력 공급부(51-5n)를 동작시켜 온 상태의 화구 구동 스위치(11-1n)에 대응하는 해당 화구(61-6n)에 존재하는 모든 발열체가 동작되도록 하고, 오프 상태의 화구 구동 스위치(11-1n)에 대응하는 전력 공급부(51-5n)의 동작을 중지시켜 오프 상태의 화구 구동 스위치(11-1n)에 대응하는 해당 화구(61-6n)에 존재하는 모든 발열체가 미동작 되도록 한다.
한 예로, 화구 구동 스위치부(10)로부터 인가되는 신호에 의해 판단된 상태가 제1, 제2 및 제5 화구 구동 스위치(11, 12, 15)가 동작되고 나머지 화구 구동 스위치(13, 14, 16-1n)는 오프된 상태로 판단되면, 동작 제어부(30)는 대응하는 전력 공급부(51, 52, 55)를 동작시켜 제1 화구(61)의 모든 발열체(H1), 제2 화구(62)에 구비된 모든 발열체(H21, H22) 및 제5 화구(65)에 구비된 모든 발열체(H21, H22)로 전력 공급이 이루어져 모두 발열 동작이 이루어지도록 한다.
반면, 동작 제어부(30)는 나머지 전력 공급부(53, 54, 56-5n)의 동작을 중지시켜 나머지 화구(63, 64, 66-6n)의 발열체(H21, H22)로의 전력 공급을 차단해 해당 화구(63, 64, 66-6n)의 발열체(H21, H22)의 발열 동작을 중지시킨다.
이와 같이, 사용자에 의해 선택된 동작 모드가 일반 동작 모드인 경우, 동작 제어부(30)는 화구 구동 스위치부(10)로부터 인가되는 신호에 따라 온된 화구 구동 스위치에 대응되는 화구의 모든 발열체를 동작시키고, 오프된 화구 구동 스위치에 대응하는 화구의 모든 발열체를 동작시키지 않는다.
하지만, 판단된 동작 모드가 전력 분배 동작 모드인 경우(S14), 동작 제어부(30)는 화구 구동 스위치부(10)로부터 인가되는 신호를 판독하여(S17), 화구 구동 스위치부(10)의 동작 상태를 판단한다.
따라서, 현 단계에서, 구동된(예, 온 된) 화구 구동 스위치의 개수가 한 개인 경우(S18), 동작 제어부(30)는 전력 공급 유닛(50)에서 구동된 화구 구동 스위치에 대응하는 전력 공급부(51-5n)를 판정한다(S19).
그런 다음, 동작 제어부(30)는 판정된 전력 공급부(51-5n)의 동작을 제어하여 구동된 화구 구동 스위치에 대응하는 화구의 모든 발열체(H1 또는 H21 및 H22)로 전력 공급이 이루어져 해당 화구의 모든 발열체(H1 또는 H21 및 H22)를 동작시킨다(S20).
이처럼, 전력 분배 동작 모드일 경우에도 구동된 화구 구동 스위치의 개수가 한 개인 경우에는, 일반 동작 모드와 동일하게, 구동된 화구 구동 스위치에 대응하는 화구에 속한 모든 발열체(H1 또는 H21 및 H22)를 구동시키고 미구동 화구 구동 스위치에 대응하는 화구에 속한 발열체는 동작시키지 않는다.
다음, 동작 제어부(30)는 동작 시작 스위치 신호의 상태를 판정하여(S21, S22), 동작 시작 스위치(21)가 오프 상태가 아닌 경우(S22), 즉 사용자가 계속 전기 레인지를 사용하고자 하는 온 상태인 경우, 동작 제어부(30)는 단계(S17)로 넘어가 화구 구동 스위치부(10)의 동작 상태를 판정하여 사용자에 의해 구동 선택된 화구와 그렇지 않은 화구를 판정하게 하고, 판정된 상태에 따라 구동 선택된 화구의 구동 상태를 제어하게 된다.
하지만, 동작 시작 스위치 신호의 상태가 오프 상태인 경우(S22), 동작 제어부(30)는 동작을 종료한다(S100).
하지만, 단계(S18)에서 구동된 화구 스위치의 개수가 2개 이상으로 판단되면(S18), 동작 제어부(30)는 구동된 화구 스위치에 대응하는 화구를 판정하고(S23), 판정된 화구들의 합산 소비 전력량을 산출한 후(S24), 산출된 합산 소비 전력량이 전기 레인지의 최대 허용 전력량을 초과하는지 판단한다(S25).
이때, 저장부(31)에는 이미 각 화구의 각 발열체에 대한 소비 전력량과 각 화구의 총 소비 전력량 및 최대 허용 전력량이 저장되어 있다. 또한, 저장부(31)에는 발열체를 복 수개 구비하고 있는 화구의 경우에는 각 발열체에 대한 소비 전력량이 저장되어 있고, 이 경우, 해당 화구의 총 소비 전력량은 해당 화구에 구비된 각 발열체의 소비 전력량의 합이 된다.
따라서, 동작 제어부(30)는 판정된 각 화구에 해당하는 총 소비 전력량을 읽어온 후 모두 합산하여 판정된 화구들에 대한 합산 소비 전력량을 산출하게 된다.
예를 들어, 최대 허용 전력량이 3.2KW이고, 구동된 화구 스위치의 개수가 총 세 개로, 이들에 대응하는 화구가 제1 내지 제3 화구(61-63)인 경우, 제1 화구(61)의 총 소비 전력량은 1.2KW이고, 제2 화구(62)의 총 소비 전력량은 1.6KW이며 제3 화구(63)의 소비 전력량은 2.1KW인 경우, 제1 내지 제3 화구(61-63)의 총 소비 전력량의 합계는 4.9KW가 되어 최대 허용 전력량(3.2KW)을 초과하게 된다.
이처럼, 합산 소비 전력량이 최대 허용 전력량을 초과하면(S23), 동작 제어부(30)는 저장부(31)에 저장되어 있는 데이터를 이용하여 현재 사용자에 의해 구동 선택된 화구들(예, 61-63)에 대한 동작 순번(m)과 구동 선택된 화구들(61-63)에 대응하는 전력 공급부(예, 51-53)를 판단한다(S26, S27). 본 예에서, 순번(m)의 초기값은 '1'이므로, 전력 분배 동작 모드일 때, 첫 번째 순번의 화구부터 전력 분배 구동 상태로 제어된다.
한 예로서, 구동 선택된 화구가 제1 내지 제3 화구(61-63)인 때, 제1 화구(61)의 구동 순번이 1번이고 제2 화구(62)의 구동 순번이 2번이며 제3 화구(63)의 구동 순번은 3번이 될 수 있다.
이처럼, 구동 선택된 화구(61-63)에 대한 구동 순번이 정해지면, 동작 제어부(30)는, 설정 시간 동안, 해당 번째 순번(예, 첫 번째 순번)에 해당하는 전력 공급부(예, 51)를 동작시켜 첫 번째 순번에 해당하는 화구(61)의 발열체(H1)를 전력 분배 구동 상태로 구동을 동작시키고, 나머지 구동 선택된 화구(62,63)의 모든 발열체(H21, H22)를 구동시켜 해당 화구(62, 63)를 총 소비 전력 상태로 제어한다(S28).
본 예에서, 전력 분배 구동 상태로의 제어는 해당 화구에 존재하는 모든 발열체를 모두 구동시키는 것이 아니라, 복수의 발열체 중 정해진 개수만큼의 발열체만을 구동시키는 것을 의미하는 것으로, 화구에 구비된 발열체의 개수가 제1 및 제2 발열체(H21, H22)로 두 개인 경우에는 제1 및 제2 발열체(H21, H22) 중에서 정해진 한 개의 발열체(예, H21)만을 구동시키게 된다.
또한, 전력 분배 구동 상태로의 제어 시, 해당 순번의 화구(예, 61)가 하나의 발열체(H1)만을 구비하는 경우, 한 개의 발열체(H1)는 구동시키지 않는 상태를 의미한다.
해당 화구(62, 63)를 총 소비 전력 상태로 제어한다는 의미는 해당 화구(62, 63)의 소비 전력량이 총 소비 전력량이 되도록 제어하는 것이므로, 해당 화구(62, 63)에 구비된 모든 발열체(H21, H22)를 동작시키는 상태를 의미한다.
따라서, 동작 제어부(30)는 첫 번째 순번의 화구(61)부터 마지막 순번의 화구(63)까지 반복적으로 전력 분배 구동 상태로 제어하므로, 동작 제어부(30)는 해당 순번(즉, 첫 번째)인 제1 화구(61)의 발열체(H1)를 전력 분배 구동 상태로 제어하고 구동 선택된 나머지 화구(62, 63)의 모든 발열체(H21, H22)를 총 소비 전력 상태로 구동시켜 해당 화구(62, 53)의 모든 발열체H21, H22)를 발열시킨다. 이미 설명한 것처럼, 제1 화구(61)는 하나의 발열체(H1)만을 구비하고 있으므로 동작 제어부(30)는 해당 발열체(H1)를 미구동시킨다
타이머(40)에 의해 설정 시간이 경과된 상태로 판단되면(S29), 동작 제어부(30)는, 다시 설정 시간 동안, 다음 순번(m=2)에 해당하는 화구(62)의 발열체(H121, H22)를 전력 분배 구동 상태로 구동시키고 나머지 화구(61, 63)의 모든 발열체(H1, H21, H22)를 구동시켜 허용 가능 소비 전력으로 제어한다.
발열체(H21, H22)의 개수가 두 개인 화구의 경우, 전력 분배 구동 상태는 두 발열체(H21, H22) 중 하나의 발열체만을 구동시키는 상태이다.
따라서, 이 경우, 총 소비 전력 상태로 제어되는 제1 화구(61)의 발열체H1)와 제3 화구(63)의 발열체(H21, H22)는 모두 구동되는 반면, 제2 화구(62)는 하나의 발열체(예 H21)만이 구동된다.
해당 번째의 화구(예, 62)의 전력 분배 구동 후 설정 시간이 경과하면, 다시 동작 제어부(30)는, 설정 시간 동안, 다음 순번(m=3)에 해당하는 화구(63)의 발열체(H121, H22)를 전력 분배 구동 상태로 구동시키고 나머지 화구(61, 62)의 모든 발열체(H1, H21, H22)를 구동시켜 허용 가능 소비 전력으로 제어한다.
이러한 방식으로 정해진 순번에 따라서 해당 순번의 화구의 발열체의 동작은 전력 분배 구동 상태로 제어하게 된다.
이러한 전력 분배 구동 상태로 전기 레인지의 화구부(60)의 동작을 제어할 때, 단계(S25)에서 전력 분배 구동 상태로 제어된 해당 번째(m)의 화구가 마지막 순번(m=3)에 화구(63)인 경우(S30), 동작 제어부(30)는 순번(m)을 다시 첫 번째 순번으로 초기화시킨다(m=1)(S31).
하지만, 단계(S25)에서 전력 분배 구동 상태로 제어된 해당 번째(m)의 화구가 마지막 순번이 아닌 경우(예, m=2)(S30), 동작 제어부(30)는 순번(m)을 '1' 증가시켜(S32) 다음 순번의 화구(예, 63)가 전력 분배 구동 상태로 제어될 수 있도록 한다.
이처럼, 전력 분배 구동 상태로 제어될 화구의 다음 순번이 정해지면, 동작 제어부(30)는 동작 시작 스위치 신호의 상태를 판정하여(S33, S34), 동작 시작 스위치(21)가 오프 상태가 아닌 경우(S34), 즉 사용자가 계속 전기 레인지를 사용하고자 하는 온 상태인 경우, 동작 제어부(30)는 단계(S17)로 넘어가 화구 구동 스위치부(10)의 동작 상태를 판정하여 사용자에 의해 구동 선택된 화구와 그렇지 않은 화구를 판정하게 하고, 판정된 상태에 따라 구동 선택된 화구의 구동 상태를 제어하게 된다.
하지만, 동작 시작 스위치 신호의 상태가 오프 상태인 경우(S34), 동작 제어부(30)는 동작을 종료한다(S100).
동작 시작 스위치(21)를 구비하고 있지 않는 경우, 동작 제어부(30)는 첫 번째 순번의 화구를 전력 분배 구동 상태로 제어한 후, 전력 분배 구동 상태로 제어될 화구의 다음 순번이 정해지면(S26-S32), 바로 단계(S17)로 넘어가 화구 구동 스위치부(10)의 동작 상태에 따라 화구부(60)의 동작 상태를 제어하게 된다.
이처럼, 첫 번째 순번에서부터 마지막 순번까지 차례로 전력 분배 구동 상태로 제어되면, 모드 선택 스위치(22)에 의해 선택된 동작 모드가 일반 모드로 변경되기 전, 동작 시작 스위치(21)가 오프되기 전 또는 구동 선택된 화구의 합계 소비 전력량이 최대 허용 전력량을 이하로 떨어지기 전까지, 다시 첫 번째 순번으로 되돌아가 정해진 순서대로 해당 화구에 대한 전력 분배 구동 상태로의 제어가 순환적으로 이루어진다.
하지만, 단계(S25)에서, 구동 선택된 화구에 대한 합산 소비 전력량이 최대 허용 전력량을 초과하지 않는 경우(S25), 동작 제어부(30)는 일반 동작 모드와 동일하게 구동된 화구 스위치(11-1n)에 대응하는 전력 구동부(51-5n)를 판정하고(S36) 판정된 전력 구동부(51-5n)에 해당하는 화구(61-6n)의 발열체(H1, H21 및 H22)를 총 소비 전력 상태로 제어한다(S37).
그런 다음, 동작 시작 스위치(21)가 동작 상태에서 미구동 상태(예, 오프)로 변경되었는지 판단하여(S21) 동작 시작 스위치(21)가 미구동 상태로 변경되면 전기 레인지의 동작을 종료한다(100).
이처럼, 전기 레인지의 동작 모드가 전력 분배 동작 모드인 경우인 경우, 구동될 화구의 합산 소비 전력량이 최대 허용 전력량을 초과하게 되면, 정해진 순번대로 해당 화구는 전력 분배 구동 상태로 제어되어, 전력 분배 구동 상태로 동작되는 화구의 발열체는 구동이 중지되거나 정해진 개수만큼(예, 한 개)의 발열체만이 설정 시간 동안 동작된다.
이로 인해, 전기 레인지는 소비되는 합산 소비 전력량을 최대 허용 전력량 미만으로 제어하면서도 사용자에 의해 선택된 화구가 모두 구동될 수 있도록 한다.
본 예에서, 전기 레인지가 전력 분배 동작 모드로 동작될 때, 전력 분배 구동 상태 시에 발열되는 발열체에 의해 소비되는 합계 소비 전력량은 허용 소비 전력량 미만이 되도록 각 화구의 발열체의 소비 전략량이 설정되어 있고, 각 화구의 모든 발열체에 의해 소비되는 총 소비 전력량은 허용 소비 전력량 미만으로 설정되어 있다.
다음, 도 4를 참고로 하여 본 예에 따른 전기 레인지의 적용 예에 대하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 본 예에 따른 전기 레인지는 몸체(10), 몸체(10)에 형성되어 있는 제1 내지 제3 화구(61-63) 및 몸체(10) 외부에 형성되어 있는 제1 내지 제3 화구 구동 스위치(11-13)를 구비한다.
동작 제어부(30), 타이머(40) 및 제1 내지 제3 화구(61-63)의 동작을 제어하는 제1 내지 제3 전력 공급부는 몸체(10) 내부에 위치한다. 또한, 전기 레인지의 동작 모드를 선택하는 모드 선택 스위치(22)는 전기 레인지의 몸체 하부나 측면과 같이 몸체(10) 외부에 부착되어 있다.
도 4에 도시한 것처럼, 제1 화구(61)는 하나의 발열체를 구비하고 있고 제2 및 제3 화구(62, 63)는 두 개의 발열체를 구비하고 있다.
따라서, 제1 내지 제3 화구(61-63)의 동작 순번이 제1 화구(61)→제2 화구(62)→제3 화구일 때, 전기 레인지의 동작 모드가 전력 분배 동작 모드이며 제1 내지 제3 화구 구동 스위치(11-13)가 모두 온 상태이면, 제1 내지 제3 화구(61-62)의 동작 상태는 도 5의 (a) 내지 (c)가 순환된다. 도 5에서 빗금으로 표시된 부분은 비발열 상태를 나타내며, 빗금 부분이 없는 부분은 발열 상태를 나타낸다.
도 4 및 도 5에서 두 개의 발열체를 구비하고 있는 화구(62,63)의 발열체의 배열 상태를 도 3에 도시한 것과 같으나 도 5에서는 도시의 편의를 위해 소등되는 발열체의 배열 상태를 도넛 상태로 배열하였다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 화구 구동 스위치부 11-1n: 화구 구동 스위치
21: 동작 시작 스위치 22: 모드 선택 스위치
30: 동작 제어부 50: 전력 공급 유닛
51-5n: 전력 공급부 60: 화구부
61-6n: 화구 H1, H21, H22: 발열체

Claims (8)

  1. 적어도 하나의 발열체를 구비하고 있는 하나 이상의 화구,
    상기 하나 이상의 화구 각각에 대응되게 설치되며, 대응되는 화구의 동작 여부를 제어하는 하나 이상의 화구 구동 스위치,
    사용자가 선택한 화구의 동작 순번, 상기 화구의 발열체에 대한 소비 전력량, 각 화구의 총 소비 전력량, 각 화구의 최대 허용 전력량 및 상기 화구가 복수개의 발열체를 구비하는 경우에 각 발열체에 대한 소비 전력량을 저장하는 저장부,
    상기 하나 이상의 화구 구동 스위치에 연결되어 있고, 상기 하나 이상의 화구 구동 스위치의 동작 상태에 따라 구동 선택된 화구를 판정하고, 구동 선택된 화구의 수가 복수 개인 경우, 구동 선택된 화구의 합산 소비 전력량이 최대 허용 전력량을 초과하면 상기 사용자가 선택한 화구들의 동작 순번에 따라서 구동 선택된 화구의 제어 상태를 전력 구동 상태로 순환 제어하여, 구동 선택된 화구 중에서 동작 순번에 해당하는 화구의 제어 상태를 전력 분배 구동 상태로 제어하고, 구동 선택된 화구의 수가 단수 개인 경우, 구동 선택된 하나의 화구 소비 전력량이 최대 허용 전력량을 초과하면 선택한 화구의 제어 상태를 전력 분배 구동 상태로 제어하는 동작 제어부, 그리고
    상기 동작 제어부와 상기 복수의 화구에 각각 연결되어 있어, 대응하는 화구의 발열체로 전력 공급을 실시하여 해당 발열체를 발열시키는 복수의 전력 공급부
    를 포함하고,
    상기 동작 제어부는 상기 전력 분배 구동 상태로 제어되는 화구가 복수의 발열체를 구비하는 경우, 복수의 발열체 중 정해진 개수의 발열체만 발열시키는
    전기 레인지.
  2. 제1항에서,
    화구가 제1 발열체와 제2 발열체를 구비하는 경우, 상기 제1 발열체와 상기 제2 발열체는 중심부에서 가장자리부 쪽으로 교대로 배열되어 있는 전기 레인지.
  3. 제1항에서,
    상기 동작 제어부는 구동 선택된 화구의 수가 복수 개인 경우, 설정 시간 동안 해당 동작 순번의 화구를 전력 분배 구동 상태로 제어한 후 다음 동작 순번의 화구를 설정 시간 동안 전력 분배 구동 상태로 제어하는 전기 레인지.
  4. 제1항에서,
    상기 동작 제어부는 구동 선택된 화구의 합산 소비 전력량이 최대 허용 전력량 이하이면 구동 선택된 화구의 제어 상태를 총 소비 전력 상태로 제어하여 구동 선택된 화구에 구비된 모든 발열체가 발열되도록 하는 전기 레인지.
  5. 제1항에서,
    상기 동작 제어부에 연결되어 있는 모드 선택 스위치를 더 포함하고,
    상기 동작 제어부는 상기 모드 선택 스위치의 동작 상태가 일반 동작 모드이면, 상기 화구 구동 스위치에 따라 구동 선택된 모든 화구에 구비된 모든 발열체를 동작시키는 전기 레인지.
  6. 하나 이상의 화구 구동 스위치의 동작 상태에 따라 구동 선택된 화구를 판정하는 단계,
    구동 선택된 화구의 수가 단수 또는 복수 개인지 판단하는 단계,
    구동 선택된 화구의 수가 복수 개인 경우, 사용자에 의해 구동 선택된 화구들의 동작 순번을 저장하는 단계,
    구동 선택된 화구의 수가 복수 개인 경우, 구동 선택된 화구의 합산 소비 전력량이 최대 허용 전력량을 초과하는지 판단하는 단계, 그리고
    구동 선택된 화구의 수가 복수 개인 경우에, 구동 선택된 화구의 상기 합산 소비 전력량이 상기 최대 허용 전력량을 초과하면, 상기 사용자에 의해 구동 선택된 화구들의 동작 순번에 따라서 구동 선택된 화구의 제어 상태를 전력 구동 상태로 순환 제어하여, 구동 선택된 화구 중에서 동작 순번에 해당하는 화구의 제어 상태를 전력 분배 구동 상태로 제어하여 동작 순번에 해당하는 화구에 구비된 발열체 중 정해진 개수의 발열체만 발열되도록 하고, 구동 선택된 화구의 수가 단수 개이면, 구동 선택된 하나의 화구의 소비 전력량을 판단하여 상기 소비 전력량이 최대 허용 전력량을 초과하면 선택한 화구의 제어 상태를 전력 분배 구동 상태로 제어하는 단계
    를 포함하는 전기 레인지의 제어 방법.
  7. 제6항에서,
    구동 선택된 복수 개의 화구들의 합산 소비 전력량이 최대 허용 전력량 이하이면, 구동 선택된 화구들의 제어 상태를 총 소비 전력 상태로 제어하여 구동 선택된 화구들에 구비된 모든 발열체를 발열시키고, 구동 선택된 단수 개인 화구의 소비 전력량이 최대 허용 전력량 이하이면, 구동 선택된 단수 개의 화구에 구비된 모든 발열체를 발열시키는 단계
    를 더 포함하는 전기 레인지의 제어 방법.
  8. 제6항에서,
    모드 선택 스위치의 동작 상태를 판단하는 단계, 그리고
    상기 모드 선택 스위치의 동작 상태가 일반 동작 모드이면, 상기 화구 구동 스위치에 따라 구동 선택된 모든 화구에 구비된 모든 발열체를 동작시키는 단계
    를 더 포함하는 전기 레인지의 제어 방법.
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