KR102058797B1 - 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조리기구의 온도가 조절되도록 하기 위한 가스공급 조절밸브 구동 모터를 구동하는 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치를 개시한다. 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치는, 휴대용 가스렌지의 불꽃에 의해 조리기구가 가열될 때 상기 조리기구의 온도를 감지하기 위한 온도 센서와, 상기 휴대용 가스렌지에 탑재되어 고온부와 저온부 간의 온도 차에 의한 제백 효과를 이용하여 열전 발전을 수행하는 열전발전 소자부를 포함한다. 또한, 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치는, 인가되는 조절 제어신호에 응답하여 상기 휴대용 가스렌지의 가스공급 조절밸브를 구동함에 의해 상기 조리기구의 온도가 조절되도록 하기 위한 가스공급 조절밸브 구동 모터와, 상기 열전발전 소자부에 의해 생성되는 전기를 사용하여 동작되며, 상기 온도 센서로부터 감지된 온도와 조리 종류에 따른 온도 설정 값을 비교하여 상기 조절 제어신호를 생성하는 온도 조절 제어부를 포함한다.

Description

휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치{self generation electricity type of temperature control apparatus in portable gas range}

본 발명은 가스렌지의 자가발전 온도 조절에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조리기구의 온도가 조절되도록 하기 위해 가스공급 조절밸브 구동 모터를 구동하는 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대용 가스렌지는 부루스타 혹은 가스 버너로 칭해지며, 가스의 연소에 의해 조리기구 내의 음식을 가열하는 기구이다.

휴대용 가스렌지는 집, 식당, 또는 야외에서, 불판에 고기를 얹어 굽거나 냄비에 담긴 찌게를 데우거나 끓일 때에 열발생 기기로서 널리 사용되고 있다.

고기를 굽는 경우 초기에 휴대용 가스렌지의 가스공급 조절밸브는 높은 개방수준으로 수동 조절된다. 조리기구인 불판에 얹은 고기가 어느 정도 익으면 고기가 타는 것을 억제하기 위해 가스공급 조절밸브는 낮은 개방수준으로 수동 조절될 필요가 있다.

가스공급 조절밸브가 높은 개방수준으로 오래 유지될 경우에 고기는 고온에 의해 불판의 접촉면과 닿는 부분부터 탈 수 있다. 이 경우에 고기는 불판에 눌러 붙어 버릴 수 있다. 또한, 소고기나 돼지 고기가 너무 많이 타게 되면 발암 물질이 생성될 수 있다.

반대로 가스공급 조절밸브가 낮은 개방수준으로 오래 유지될 경우에 고기가 구워지지 않거나 식어져 버려 먹기에 적절하지 않은 경우도 발생될 수 있다.

일반적인 찌게 요리를 할 경우에도 가스렌지의 온도가 적절히 조절되지 못하면 찌게가 너무 많이 끓어서 넘치거나 찌게 국물이 쫄기도 한다. 그러므로 가스렌지 사용자는 요리 본연의 맛을 얻기 위해 가스공급 조절밸브를 신경써서 자주 조절해줘야 하는 불편이 있다.

식당에 가스렌지가 설치된 경우에 손님 테이블마다 놓여진 가스렌지의 불꽃 세기를 가스공급 조절밸브를 통해 조절하는 것은 식당 종업원이나 사용자에게 있어 중요한 대 고객 서비스 작업 중의 일부를 차지하는 부담이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 조리기구의 온도가 조절되도록 하기 위해 가스공급 조절밸브 구동 모터를 자동으로 구동하는 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치를 제공함에 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예적 일 양상에 따라, 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치는, 휴대용 가스렌지의 불꽃에 의해 조리기구가 가열될 때 상기 조리기구의 온도를 감지하기 위한 온도 센서와, 상기 휴대용 가스렌지에 탑재되어 고온부와 저온부 간의 온도 차에 의한 제백 효과를 이용하여 열전 발전을 수행하는 열전발전 소자부를 포함한다. 또한, 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치는, 인가되는 조절 제어신호에 응답하여 상기 휴대용 가스렌지의 가스공급 조절밸브를 구동함에 의해 상기 조리기구의 온도가 조절되도록 하기 위한 가스공급 조절밸브 구동 모터와, 상기 열전발전 소자부에 의해 생성되는 전기를 사용하여 동작되며, 상기 온도 센서로부터 감지된 온도와 조리 종류에 따른 온도 설정 값을 비교하여 상기 조절 제어신호를 생성하는 온도 조절 제어부를 포함한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예적 또 다른 양상에 따라, 렌지의 자가발전 온도 조절장치는, 렌지의 발열에 의해 조리기구가 가열될 때 상기 조리기구의 온도를 감지하기 위한 온도 센서; 상기 렌지에 탑재되어 고온부와 저온부 간의 온도 차에 의한 제백 효과를 이용하여 열전 발전을 수행하는 열전발전 소자부; 인가되는 조절 제어신호에 응답하여 상기 렌지의 가스공급 조절밸브를 구동함에 의해 상기 조리기구의 온도가 조절되도록 하기 위한 가스공급 조절밸브 구동 모터; 통신 단말기와 근거리 무선 통신을 수행하여 조리 레시피를 수신하는 고주파 통신 모듈; 및 상기 열전발전 소자부에 의해 생성되는 전기를 사용하여 동작되며, 상기 온도 센서로부터 감지된 온도와 상기 조리 레시피에 따른 온도 설정 값을 조리 단계별로 비교하여 상기 조절 제어신호를 생성하는 온도 조절 제어부를 포함한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예적인 구성에 따르면, 가스렌지에 놓여진 조리기구의 온도가 자가발전된 전원에 의해 자동으로 조절되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 휴대용 가스렌지에 탑재되는 자가발전 온도 조절장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 따른 자가발전 및 온도 조절의 개요를 보여주는 플로우챠트이다.
도 3은 도 1에 따라 사용자에 의해 선택된 구이 레시피를 수행하는 온도 조절의 예시를 보여주는 플로우챠트이다.
도 4는 도 1중 열전발전 소자부의 부가적 구성을 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 5는 도 1의 자가발전 온도 조절장치가 휴대용 가스렌지에 탑재되는 단면 형태를 개략적으로 보여주는 구현 예시도이다.
도 6은 본 발명에 적용되는 휴대용 가스렌지와 통신 단말기 간의 통신에 의한 조리 레시피 수신을 모식적으로 보여주는 도면이다.

위와 같은 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은, 이해의 편의를 제공할 의도 이외에는 다른 의도 없이, 개시된 내용이 보다 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 소자 또는 라인들이 대상 소자 블록에 연결된다 라고 언급된 경우에 그것은 직접적인 연결뿐만 아니라 어떤 다른 소자를 통해 대상 소자 블록에 간접적으로 연결된 의미까지도 포함한다.

또한, 각 도면에서 제시된 동일 또는 유사한 참조 부호는 동일 또는 유사한 구성 요소를 가급적 나타내고 있다. 일부 도면들에 있어서, 소자 및 라인들의 연결관계는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 나타나 있을 뿐, 타의 소자나 기능블록들이 더 구비될 수 있다.

여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함될 수 있으며, 휴대용 가스렌지의 기본적 동작 메커니즘과 내부의 기구적 구조에 관한 세부는 본 발명의 요지를 모호하지 않도록 하기 위해 상세히 설명되지 않음을 유의(note)하라.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 휴대용 가스렌지에 탑재되는 자가발전 온도 조절장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치는, 온도 센서(110), 열전발전 소자부(105), 온도 조절 제어부(120), 및 가스공급 조절밸브 구동 모터(140)를 포함할 수 있다.

또한 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치는 스마트 폰 등과 같은 통신 단말기와 통신을 수행하는 고주파 통신 모듈(130)을 포함할 수 있다.

상기 온도 센서(110)는 휴대용 가스렌지의 불꽃에 의해 조리기구가 가열될 때 상기 조리기구의 온도를 감지한다. 상기 온도 센서(110)는 상기 조리기구를 불꽃으로부터 받치는 가스렌지의 받침판에 설치될 수 있다.

상기 온도 센서(110)는 조리기구의 온도를 접촉적으로 측정하기 위한 온도 센서로 구현될 수 있으나, 사안이 다른 경우 예를 들어 조리기구의 온도를 적외선이나 레이저를 통해 무선으로 측정할 경우에 적외선 온도 센서 혹은 레이저 온도 센서로 구현될 수 있다.

열전발전 소자부(105)는 열전소자(100), 고온부(102), 및 저온부(104)를 포함할 수 있다. 열전발전 소자부(105)는 상기 휴대용 가스렌지에 탑재되어 고온부(102)와 저온부(104)간의 온도 차에 의한 제백 효과를 이용하여 열전 발전을 수행한다.

상기 고온부(102)는 상기 불꽃의 영향을 받아 흡열되도록 구성될 수 있다. 상기 고온부(102)는 알루미늄 박판 또는 구리 박판에 니켈이 코팅된 재질의 딤플형 표면구조를 가질 수 있다.

상기 열전발전 소자부(105)의 저온부(104)는 열을 대기로 방출하는 방열 히트 싱크로 이루어 질 수 있다. 상기 방열 히트 싱크는 은, 구리, 금, 알루미늄, 마그네슘, 아연, 니켈, 철, 및 주석 중 적어도 하나 이상을 포함하는 박판 재질의 히트 싱크일 수 있다.

상기 열전발전 소자부(105)의 열전소자(100)는 pn 접합 다이오드가 복수로 구성된 반도체 모듈의 열전소자일 수 있다.

열전발전 소자부(220)는 상기 흡열 플레이트(230)와 상기 방열 플레이트(210) 사이의 온도 차에 의한 제백 효과를 이용하여 열전 발전을 수행한다. 상기 열전발전 소자부(220)는 pn 접합 다이오드가 복수로 구성된 반도체 모듈을 포함할 수 있다.

p형 반도체와 n형 반도체는 저온부(104) 및 고온부(102)를 통해 서로 연결되어 하나의 단위 pn 접합 다이오드를 형성한다.

p형 반도체는 도 4에서 보여지는 슈퍼 커패시터(106)의 + 전극 단자와 연결되고, n형 반도체는 슈퍼 커패시터(106)의 - 전극 단자와 연결될 수 있다.

상기 열전발전 소자부(105)는 제백 효과에 의한 기전력을 발생하는 소자이다. 제백 효과를 발생하는 소자는 금속 또는 반도체의 양 끝을 접합하고 거기에 온도 차를 주어 열기전력을 일으키는 회로 소자를 의미한다. 이 제백 효과(또는 현상)은 1821년에 T. Seebeck이 Cu와 Bi 또는 Sb에 대하여 발견하였다. 열기전력을 측정하여 온도로 환산하는 열전대식 온도계는 공업적으로도 널리 이용되고 있고, 고온에서 극저온까지 각종 열전대이 개발되어 있다. 온도계측용의 열전대에는 은-금(철 첨가), 크로멜-금(철 첨가), 구리-콘스탄탄, 크로멜-콘스탄탄, 크로멜-알루멜, 백금ㆍ로듐-백금, 텅스텐-텅스텐 레늄 등, 여러 가지가 있다. 한편 반도체는 금속에 비해서 열전능(제벡 계수)이 1000배나 크기 때문에 이것을 사용한 열전기 발전기는 효율이 상대적으로 높은 편이다.

결국, 제백 효과는 간단히 말해 펠티어 효과와는 반대되는 효과로서, 양면에 온도 차를 주면 전기가 생성되는 현상이다.

흡열과 방열의 양단에 온도차가 발생되면 n형 반도체의 경우, 고온단에 있는 전자들이 저온단에 있는 전자들보다 더 높은 운동에너지를 가지게 되어 고온단의 전자들이 에너지를 낮추기 위해 저온단으로 확산하게 된다. 전자들이 저온단으로 이동함에 따라 저온단은 " -" 로 대전되고 고온부는 " +" 로 대전되어 상기 양단간에 전위차가 발생하며, 이 것이 바로 제백(Seebak)전압이 된다. 생성된 제백전압은 전자들을 고온단으로 되돌려 보내려는 방향으로 작용하며, 제백전위가 저온단으로 전자의 이동을 일으키는 열적 구동력과 정확히 균형을 이룰 때 평형상태로 된다.

이와 같이 양단 간의 온도차에 의해 발생하는 제백전압(V)을 열기전력(Thermoelectromotive force)라고 한다.

본 발명의 실시 예에서는 저온부(104) 및 고온부(102)와 열전 소자(100) 간에 땜납과 플럭스를 넣고 노의 내부를 통과시키는 리플로우 공정을 실시하면, 상기 열전 소자(100)의 일단부와 상기 저온부(104)간의 경계면이 솔더링되고, 상기 열전 소자(100)의 타단부와 상기 고온부(102)간의 경계면이 솔더링된다. 따라서, 상기 고온부(102), 열전 소자(100), 및 저온부(104)는 일체화로 접착될 수 있다.

고온부(102)의 온도는 가스렌지의 점화 불꽃에 의해 점점 높아진다. 예를 들어 점화 초기에 섭씨 36도씨 이고, 저온부(104)의 온도가 쿨링 온도 예를 들어 섭씨 20도씨로 되었다면, 약 16도씨 이상의 온도 차이에 의해 제백 효과에 의한 기전력이 발생된다. 0.7mW 정도의 기전력은 도 4에서 보여지는 슈퍼 커패시터(106)로 제공되어 계속적으로 충전될 수 있다. 한편, 초기 출하 시에 슈퍼 커패시터(106)는 완전히 충전된 상태로 되어 있으며, 상기한 바와 같이 열전 발전에 의해 생성된 전기는 누적적으로 슈퍼 커패시터(106)에 저장될 수 있다. 상기 고온부(102)의 온도가 점점 더 높아지는 경우에 상기 고온부(102)와 저온부(104)간의 온도 차는 더욱 커지게 되어 그에 따라 발생되는 기전력도 커진다.

상기 열전발전 소자부(105)의 전기를 축전하기 위해 슈퍼 커패시터(106)는 EDLC(Electric Double Layer Capacitor)타입으로 구현될 수 있다. 상기 슈퍼 커패시터(106)는 2장의 전류수집 기판들 사이에 설치된 세퍼레이트를 기준으로 상하로 나뉘어진 폴리머층을 가질 수 있다.

상기 가스공급 조절밸브 구동 모터(140)는 인가되는 조절 제어신호에 응답하여 상기 휴대용 가스렌지의 가스공급 조절밸브를 구동함에 의해 상기 조리기구의 온도가 조절되도록 한다. 상기 가스공급 조절밸브 구동 모터(140)는 상기 조절 제어신호에 따라 상기 가스공급 조절밸브를 차단 및 제1,2방향으로 개방하기 위하여 정방향 및 역방향으로 동작되는 직류 모터일 수 있다.

상기 온도 조절 제어부(120)는 상기 열전발전 소자부(105)에 의해 생성되는 전기를 사용하여 동작되며, 상기 온도 센서(110)로부터 감지된 온도와 조리 종류에 따른 온도 설정 값을 비교하여 상기 조절 제어신호를 생성한다.

본 발명의 또 다른 실시 예적 양상에 따라, 자가발전 온도 조절장치는, 통신 단말기(10)와 근거리 무선 통신을 수행하여 조리 레시피를 수신하는 고주파 통신 모듈(130)을 포함할 수 있다. 상기 고주파 통신 모듈(130)은 블루투스 로우 에너지(BLE) 통신을 수행하는 블루투스 통신 모듈일 수 있다.

또한, 자가발전 온도 조절장치는, 상기 열전발전 소자부(105)에 의해 생성되는 전기를 사용하여 동작되며, 상기 온도 센서(110)로부터 감지된 온도와 상기 조리 레시피에 따른 온도 설정 값을 조리 단계별로 비교하여 상기 조절 제어신호를 생성하는 온도 조절 제어부(120)를 포함할 수 있다.

상기 온도 조절 제어부(120)는, 상기 고주파 통신 모듈(130)로부터 수신된 상기 조리 레시피가 저장되도록 제어하며, 설정된 프로그램을 수행하여 상기 조리 레시피에 따른 온도 조절이 수행되도록 하기 위한 컨트롤러(122)와, 상기 조리 레시피 및 상기 설정된 프로그램을 저장하며 상기 조리기구의 온도 상태 및 디스플레이 데이터를 표시하기 위한 메모리 및 표시부(124)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서 통신 단말기(10)는 스마트 폰을 주로 의미하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 통신 단말기(10)는 고주파 패스키 이외에도, 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD) 등), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 고주파 통신 모듈(130)은 외부로부터 제공되는 고주파 무선 통신 신호를 수신할 수 있다. 고주파 통신 모듈(130)은 고주파 무선 통신 신호를 송신할 수 있다. 또한, 고주파 통신 모듈(130)은 고주파 무선 통신 신호를 송신하고 수신할 수 있다. 고주파 통신 모듈(130)이 블루투스 로우 에너지(BLE) 통신 모듈인 경우에 고주파 통신 모듈(130)은 블루투스 로우 에너지(BLE) 통신 신호를 송신하거나 수신할 수 있다. 고주파 통신 모듈(130)은 고주파 무선 통신 신호를 송출하여 상기 통신 단말기(10)가 웨이크 업 되도록 할 수 있다.

고주파 통신 모듈(130)은 구현되는 통신에 따라 다양한 근거리 통신을 수행할 수 있다. 여기서 근거리 통신은 WLAN (Wireless Local Area Network)혹은 WPAN (Wireless Personal Area Network)일 수 있다.

상기 WLAN은 일반적인 무선 랜(LAN)일 수 있다. 상기 WPAN은 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 초광대역 통신(UWB), 또는 밀리미터파 통신일 수 있다.

상기 고주파 통신 모듈(130)이 블루투스 모듈인 경우에 상기 고주파 통신 모듈(130)은 256 Kb 메모리 및 32-bit ARM CPU를 포함할 수 있다. 상기 블루투스 모듈은 2.4Ghz 주파수 대역으로 통신하는 블루투스 4.0을 지원할 수 있다. 상기 블루투스 모듈은 수신 전용의 단방향 통신을 수행할 수 있다. 또한, 상기 블루투스 모듈은 BLE 신호의 수신 및 송신을 모두 행하는 양방향 통신을 수행할 수 있다. 상기 블루투스 모듈은 또한 가속도 센서나 온도센서를 더 구비할 수 있다. 상기 블루투스 모듈은 예컨대 "HBT2X3N" 으로 구현될 수 있다.

도 2는 도 1에 따른 자가발전 및 온도 조절의 개요를 보여주는 플로우챠트이다.

도 2를 참조하면, 동작 S210에서 가스렌지 턴온의 여부가 체크된다. 가스렌지 턴온은 사용자에 의해 수동으로 수행될 수 있다. 가스렌지의 가스공급 조절밸브가 개방되고 가스가 연소되면 동작 S210에서 열전소자의 고온부(102)가 가스 불꽃에 의해 가열됨에 따라 고온부(102)와 저온부(104) 사이에는 온도차가 발생된다.

동작 S230에서 온도차 발생에 따른 제백효과에 의해 열전발전이 일어난다.

동작 S240에서 열전 발전된 전기는 슈퍼 캐패시터(106)에 저장된 후, 승압회로(107)와 레귤레이터 회로(108)를 통해 설정 전원전압으로 생성될 수 있다. 생성된 전원전압은 가스렌지의 온도센서(110), 온도 조절 제어부(120), 및 가스공급 조절 밸브 구동모터(140)로 제공된다.

동작 S250에서 전원공급을 받은 온도 조절 제어부(120)가 동작을 시작하고, 가스렌지의 상부에 놓여지는 요리기구의 온도를 온도 센서(110)를 통해 측정한다.

동작 S260에서 온도 조절 제어부(120)는 가스렌지의 내부 제공 온도 설정 값 또는 외부 제공 온도 설정 값을 측정된 온도값과 비교한다. 온도 조절 제어부(120)는 온도값 비교 결과에 따라 상기 조절 제어신호를 생성한다. 상기 조절 제어신호는 가스공급 조절 밸브 구동모터(140)를 정/역 피드백 제어하기 위한 신호로 사용된다.

여기서, 가스렌지의 내부 제공 온도 설정 값은 온도 조절 제어부(120)의 메모리 및 표시부(124)에 조리 레시피별로 미리 저장되어 있는 값이다. 또한, 외부 제공 온도 설정 값은 스마트 폰 등과 같은 통신 단말기(10)로부터 제공되는 조리 레시피별 온도 값이다.

도 3은 도 1에 따라 사용자에 의해 선택된 구이 레시피를 수행하는 온도 조절의 예시를 보여주는 플로우챠트이다.

동작 S310에서 온도 조절 제어부(120)는 조리 레시피와 관련된 전용 앱 (어플리케이션)실행을 하는 스마트 폰과 통신 연결이 되었는 지를 체크할 수 있다. 고주파 통신 모듈(130)이 스마트 폰과 BLE 통신을 수행하여 조리 레시피를 받은 경우에 통신 연결이 수행된 것으로 체크된다.

도 3의 경우에는 조리 레시피로서 예를 들어 삼겹살 구이 레시피가 동작 S320에서 수신된 경우라고 가정한다.

동작 S330에서 온도 조절 제어부(120)는 삼겹살 구이용 불판의 온도를 측정한 후 수신된 삽겹살 구이 레시피의 온도 설정 값과 비교한다. 온도 조절 제어부(120)는 비교 결과에 따라 조절 제어신호를 생성한다. 상기 조절 제어신호가 생성되면 가스공급 조절 밸브 구동모터는 정/역 방향으로 자동 피드백 제어된다.

동작 S340에서 불판의 온도가 제1 온도 설정 값(예 섭씨 208도)에 도달하면 온도 조절 제어부(120)는 삽겹살을 불판에 올려달라는 것을 나타내는 알람을 송출한다. 상기 알람의 형태는 음성, 메시지, 부저, 스마트 폰 알람, 또는 액정 디스플레이 등과 같은 다양한 형태로 송출될 수 있다.

동작 S350에서 온도 조절 제어부(120)는 상기 제1 온도 설정 값으로 1차 구이 설정시간이 경과되면, 삼겹살을 불판에서 뒤집어 달라는 것을 나타내는 알람을 송출한다. 상기 제1 온도 설정 값으로 2차 구이 설정시간이 경과되면, 삼겹살을 드셔도 된다는 것을 나타내는 알람을 송출한다.

동작 S360에서 온도 조절 제어부(120)는 삽겹살이 더 이상 타지 않도록 하기 위해 가스공급 조절 밸브 구동모터를 제어하여 상기 불판의 온도를 제2 온도 설정 값(예 섭씨 90도)으로 유지한다.

도 3의 온도 조절 예시는 삼겹살 구이 레시피로서, 굽기 초기에는 고기를 고온으로 굽고, 고기가 구워진 이후에는 고기를 저온으로 유지하는 레시피에 근거한 것이다. 그러나 본 발명은 이에 한정됨이 없이 다양한 조리 레시피에 따라 조리기구의 온도 조절을 자동으로 제어할 수 있음은 물론이다. 온도 조절의 동작은 열전 소자를 통해 자가발전된 전원을 사용하므로 건전지 등에 의해 발생되는 전원이 필요 없다.

따라서 조리 레시피에 따라 온도 조절이 자동으로 수행되므로, 사용자는 가스렌지의 가스 불 조절을 수동으로 행하는 작업에서 해방될 수 있다.

도 4는 도 1중 열전발전 소자부의 부가적 구성을 예시적으로 보여주는 블록도이다.

도 4를 참조하면, 도 1의 열전발전 소자부(105)에 슈퍼 커패시터(106), 승압 회로(107), 및 레귤레이터 회로(108)가 더 포함되도록 된 구성이 나타나 있다.

상기 슈퍼 커패시터(106)는 상기 열전발전 소자부(105)의 전기를 축전하기 위해 EDLC(Electric Double Layer Capacitor)타입으로 구현될 수 있다. 그러나 사안이 다른 경우에 상기 슈퍼 커패시터(310)는 그래핀 표면에 이온이 흡착되도록 한 구조로 제작될 수 있다. 그래핀 표면에 이온이 흡착되도록 한 구조를 형성하기 위해 고체 전해질에 나노선(nano wire)을 섞고 이를 산화흑연 층간에 삽입하여 전극을 형성하는 공정이 실시될 수 있다. 이 후에 상기 나노선을 녹여서 이온이 잘 통과되도록 하는 이동경로를 형성함에 의해 그래핀 표면에 이온이 흡착되도록 한 구조를 갖는 커패시터가 제조될 수 있다. .

승압 회로(107)는 상기 슈퍼 커패시터(106)에 축전된 전기의 전압을 높이기 위한 회로 소자를 포함할 수 있다.

레귤레이터 회로(108)는 상기 승압 회로(107)의 전압을 일정 전압으로 안정화하는 회로 소자를 포함할 수 있다.

상기 슈퍼 커패시터(106)의 전단 또는 후단에 하베스팅 회로가 설치될 수 있다. 상기 하베스팅 회로는 상기 열전발전 소자부(105)에 의해 생성되는 전기를 받아 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어를 행할 수 있다.

도 5는 도 1의 자가발전 온도 조절장치가 휴대용 가스렌지에 탑재되는 단면 형태를 개략적으로 보여주는 구현 예시도이다.

도 5를 참조하면, 도 1의 고온부(102)와 온도 센서(110)는 휴대용 가스렌지의 불꽃이 발생되는 주위의 받침판에 인접 설치될 수 있다.

고온부(102)의 하부에는 열전 소자(100)가 배치되고, 열전 소자(100)의 하부에 위치된 저온부(104)는 방열 기능의 원활화를 위해 히트 싱크 형태로 구성될 수 있다.

휴대용 가스렌지의 본체 내부에 설치될 수 있는 온도 조절 제어부(120)는 열전 소자(100)로부터 생성된 전기를 받을 수 있는 구조로 구성된다.

온도 조절 제어부(120)에 의해 생성된 조절 제어신호는 가스공급 조절밸브 구동 모터(140)로 제공된다. 가스공급 조절밸브 구동 모터(140)는 상기 조절 제어신호에 응답하여 가스공급 조절밸브를 차단, 정방향, 혹은 역방향으로 구동한다. 여기서, 정방향은 가스공급 조절밸브가 최대로 개방되도록 진행하는 제1방향을 의미하고, 역방향은 가스공급 조절밸브가 최소로 개방되도록 진행하는 제2방향을 의미한다.

가스공급 조절밸브 구동 모터(140)는 휴대용 가스렌지의 가스공급 조절밸브를 자동으로 조절할 수 있다. 또한, 가스공급 조절밸브는 조절 노브에 의해 수동으로도 조절될 수 있다.

표시부(124a)는 도 1의 메모리 및 표시부(124)의 일부로서 액정 디스플레이 혹은 기타 표시부로 구현될 수 있다. 상기 표시부(124a)에는 조리기구의 현재 온도 값이 상기 표시될 수 있으며, 알람을 위한 메시지가 문자 또는 숫자의 형태로 수시로 나타날 수 있다.

따라서, 일반적인 휴대용 가스렌지에 도 1과 같은 장치를 설치할 경우에 불꽃의 세기가 조리 레시피에 따라 자동으로 조절되는 스마트한 가스렌지가 구현될 수 있다.

도 6은 본 발명에 적용되는 휴대용 가스렌지와 통신 단말기 간의 통신에 의한 조리 레시피 수신을 모식적으로 보여주는 도면이다.

도 6을 참조하면 부루스타일 수 있는 휴대용 가스렌지(1000)는 도 1을 통해 설명된 바와 같은 고주파 통신 모듈(130)을 통해 스마트 폰 등과 같은 통신 단말기(10)와 BLE 통신을 수행할 수 있다. BLE 통신을 통해 휴대용 가스렌지(1000)는 통신 단말기(10)로부터 제공되는 조리 레시피를 수신할 수 있다.

휴대용 가스렌지(1000)는 도 1을 통해 설명된 바와 같은 온도 조절 제어부(120)를 포함한다. 온도 조절 제어부(120)는 온도 센서(110)로부터 감지된 온도와 수신된 조리 레시피에 따른 온도 설정 값을 조리 단계별로 비교하여 조절 제어신호를 생성할 수 있다.

휴대용 가스렌지(1000)에 설치된 가스공급 조절밸브 구동 모터(140)는 상기 조절 제어신호에 응답하여 가스공급 조절밸브를 구동한다. 이에 따라 상기 조리기구의 온도가 조리 레시피에 따라 시간대 별로 적절히 조절될 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서를 통해 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 사안이 다른 경우에 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이, 열전발전 소자부나 회로 장치의 내부 구성, 세부적 구조 및 형태를 다양하게 변경 및 변형할 수 있을 것이다.

100: 열전소자
105: 열전발전 소자부
120: 온도 조절 제어부
130: 고주파 통신 모듈

Claims (17)

1. 휴대용 가스렌지의 불꽃에 의해 조리기구가 가열될 때 상기 불꽃이 발생되는 주위의 받침판에 설치되어 상기 조리기구의 온도를 감지하기 위한 온도 센서;
   상기 휴대용 가스렌지에 탑재되어 고온부와 저온부 간의 온도 차에 의한 제백 효과를 이용하여 상기 고온부와 상기 저온부 사이에 위치된 열전 소자를 통해 열전 발전을 수행하는 열전발전 소자부;
   인가되는 조절 제어신호에 응답하여 상기 휴대용 가스렌지의 가스공급 조절밸브를 구동함에 의해 상기 조리기구의 온도가 조절되도록 하기 위한 가스공급 조절밸브 구동 모터;
   상기 열전발전 소자부에 의해 생성되는 전기를 사용하여 동작되며, 상기 온도 센서로부터 감지된 온도와 조리 종류에 따른 온도 설정 값을 비교하여 상기 조절 제어신호를 생성하는 온도 조절 제어부; 및
   통신 단말기와 근거리 무선 통신을 수행하여 조리 레시피를 수신하는 고주파 통신 모듈을 포함하되,
   상기 열전발전 소자부의 상기 고온부는 상기 받침판에 설치되어 상기 불꽃의 영향을 받도록 구성되고,
   상기 열전발전 소자부의 상기 저온부는 상기 열전 소자의 하부에 위치되어 방열하도록 구성되며,
   상기 온도 조절 제어부는, 상기 고주파 통신 모듈로부터 수신된 상기 조리 레시피가 저장되도록 제어하며 설정된 프로그램을 수행하여 상기 조리 레시피에 따른 온도 조절이 수행되도록 하기 위한 컨트롤러와, 상기 조리 레시피 및 상기 설정된 프로그램을 저장하며 상기 조리기구의 온도 상태 및 디스플레이 데이터를 표시하기 위한 메모리 및 표시부를 포함하고,
   상기 온도 조절 제어부는 상기 휴대용 가스렌지의 본체 내부에 설치되고, 상기 조리 종류에 따른 상기 조리 레시피가 수신될 시 상기 조리기구의 온도가 제1 온도 설정 값에 도달되고나서 설정시간이 경과되는 경우에 상기 조절 제어신호로써 상기 가스공급 조절 밸브 구동모터를 제어하여 상기 조리기구의 온도를 상기 제1 온도 설정 값보다 낮은 제2 온도 설정 값으로 유지하도록 구성된,
   휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 열전발전 소자부의 상기 고온부는 상기 불꽃의 영향을 받아 흡열되도록 구성된 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 고온부는 알루미늄 박판 또는 구리 박판에 니켈이 코팅된 재질의 딤플형 표면구조를 가지는 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 열전발전 소자부의 상기 저온부는 열을 대기로 방출하는 방열 히트 싱크로 이루어진 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 방열 히트 싱크는 은, 구리, 금, 알루미늄, 마그네슘, 아연, 니켈, 철, 및 주석 중 적어도 하나 이상을 포함하는 박판 재질의 히트 싱크인 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 열전발전 소자부의 상기 열전소자는 pn 접합 다이오드가 복수로 구성된 반도체 모듈을 포함하는 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 열전발전 소자부의 전기를 축전하기 위해 EDLC(Electric Double Layer Capacitor)타입의 슈퍼 커패시터를 더 포함하는 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 슈퍼 커패시터는 2장의 전류수집 기판들 사이에 설치된 세퍼레이트를 기준으로 상하로 나뉘어진 폴리머층을 갖는 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 가스공급 조절밸브 구동 모터는 상기 조절 제어신호에 따라 상기 가스공급 조절밸브를 차단 및 제1,2방향으로 개방하기 위하여 정방향 및 역방향으로 동작되는 직류 모터인 휴대용 가스렌지의 자가발전 온도 조절장치.
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