KR200141223Y1 - 전기 보온 밥솥의 취반량 감지 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전기 보온 밥솥의 취반량 감지 장치에 관한 것으로, 종래에는 온도 센서로 감지한 온도 상승 곡선에 따라 취반량을 판정하는 방식의 경우 각각의 취반량에 대해 모두 같은 취반량으로 판정하여 같은 화력을 부가함으로써 취반 후 밥의 상태가 상이하게 차이가 발생되는 문제점이 있고 수량 변화에 대해 보상이 가능한 방식의 경우 물이 증가하면 보상 범위를 초과하에 따라 최적 취반이 구현되지 못하는 문제점이 있었다. 이러한 점을 감안하여 본 고안은 무게 센서를 전기 보온 밥솥의 하부에 부착된 무게 센서로 취반하려는 쌀과 물의 양을 정확히 감지하고 쌀과 물의 총량에 따른 최적 취반 조건을 취사 시작 전에 미리 조정함으로써 각각의 취반량에 대한 최적 화력 조절 패턴을 유지하여 전기 밥솥이 구현하고자 하는 최적의 밥을 취반하도록 안출한 것으로, 본 고안은 쌀과 물의 양을 감지하여 표시함에 따라 사용자가 쉽게 눈으로 확인하면서 취반 조건을 조절 가능함으로 최적 조건의 취반을 수행시킬 수 있다.

Description

전기 보온 밥솥의 취반량 감지 장치

제1도는 계량컵과 오븐의 예시도.

제2도는 종래 전기 보온 밥솥의 단면도.

제3도는 일반적인 무게 센서의 예시도.

제4도는 제3도에 있어서, 센서의 회로도.

제5도는 링형 무게 센서의 동작 예시도.

제6도는 본 고안 전기 보온 밥솥의 단면도.

제7도는 본 고안 전기 보온 밥솥의 취반량 감지장치의 블록도.

제8도는 제7도에 있어서, 취반량 표시를 보인 예시도.

제9도는 제7도에 있어서, 취반량 감지 표시에 따른 신호 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,2 : 온도 센서 3,4,5 : 히터

6 : 뚜껑 7 : 몸체

8 : 오븐 11 : 무게 센서

12 : 지지판 13 : 스프링

14 : 마이크로 컴퓨터 15 : 엘씨디

본 고안은 전기 보온 밥솥의 취반량 감지에 관한 것으로 특히, 취사 시작 전에 취반하려는 쌀과 물의 양을 정확히 감지하여 최적의 취반 조건을 설정함으로써 각각의 취반량에 대해 최적의 화력 상태를 유지하여 최적의 밥을 취반하는 전기 보온 밥솥의 취반량 감지 장치에 관한 것이다.

종래의 전기 보온 밥솥은 제2도에 도시된 바와 같이, 내부의 측면과 하부에 히터(5)(4)가 각기 설치된 몸체(7)의 상부에 뚜껑(6)이 부착되고 그 뚜껑(6)에 히터(3)와 온도 센서(1)가 장착되며 상기 몸체(7)의 하부 히터(4) 중앙에 온도 센서(2)가 위치하게 구성된 것으로, 이와 같은 종래 전기 보온 밥솥의 동작 과정을 제1도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

종래에는 취사를 하고자 할 때에는 제1도(a)에 도시된 바와 같은 계량컵(9)으로 취사하고자 하는 량만큼 쌀을 퍼내어 씻은 후 제1도(b)에 도시된 바와 같은 내부에 눈금이 표시된 오븐(8)에 씻은 쌀과 물의 혼합물을 넣고 취사하고자 하는 쌀의 량에 따라 오븐(8)의 눈금에 맞추어 물량을 조절한 후 전기 보온 밥솥의 취사 시작 키를 눌러 취사를 시작하게 된다.

이 때, 취사 공정이 진행됨에 따라 쌀과 물의 양을 내부적으로 판정하는데, 전기 밥솥의 뚜껑(6)에 장착된 상부 히터(3)와 몸체(7)의 하부에 설치된 하부 히터(4)의 온도 상승을 온도 센서(1)(2)로 각기 감지하여 온도 상승 곡선으로부터 쌀과 물의 양을 판정하게 된다.

여기서, 취사에 따른 예열 공정과 가열 공정에서 일정량의 화력을 부가하여 쌀과 물의 양이 많을 경우에는 온도 상승의 속도가 느리고 양이 적을 때에는 상대적으로 온도 상승의 속도가 빠르게 된다.

이에 따라, 전기 밥솥은 하부 센서(2)의 온도 상승과 상부 센서(1)의 온도 상승 곡선으로부터 오븐(8) 내의 쌀과 물의 전체량을 판정함으로써 그 이후의 가열 공정과 비등공정 및 뜸공정의 화력을 조절하여 취반량에 따른 최적 취반을 수행하게 된다.

그러나, 종래에는 온도 센서로 감지한 온도 상승 곡선에 따라 취반량을 판정하는 방식임으로 쌀과 물의 혼합물 총량을 구할 때 쌀이 많고 물이 적은 경우와, 쌀이 적고 물이 많은 경우 및 쌀과 물의 양이 적당하게 배합되어 있는 경우 등에 대해 모두 같은 취반량으로 판정하여 같은 화력을 부가함으로써 취반 후 밥의 상태가 상이하게 차이가 발생되는 문제점이 있었다.

그리고, 최근에 온도 상승 곡선만으로 취반량을 판정하는 방식을 보완하기 위하여 약 +/-5%의 수량 변화에 대해 보상이 가능하도록 되어 있다.

그러나, 이 전기 보온 밥솥은 2인분의 경우 정상적인 쌀 량에 대한 물의 량이 약 400-500ｇ 사이로 설정되어 있는데, 여기에 약 반 컵의 물을 더 부었다면 약 100ｇ 정도의 물량이 증가하게 됨으로 물의 양이 20-25% 정도 증가하게 되어 전기 보온 밥솥의 보상 범위를 초과함에 따라 최적 취반이 구현되지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 일반 사용자들은 자동 쌀통에서 나오는 쌀량을 계량컵에 측정함이 없이 취사를 하기 때문에 오차 범위는 더 넓어지게 됨으로 최상의 취반 알고리즘을 밥솥에 적용하여도 이를 사용할 수 없게 되어 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 무게 센서를 전기 보온 밥솥의 하부에 부착된 무게 센서로 취반하려는 쌀과 물의 양을 정확히 감지하고 쌀과 물의 총량에 따른 최적 취반 조건을 취사 시작 전에 미리 조정함으로써 각각의 취반량에 대한 최적 화력 조절 패턴을 유지하여 전기 밥솥이 구현하고자 하는 최적의 밥을 취반하는 전기 보온 밥솥의 취반량 감지 장치를 안출한 것이다.

이하, 본 고안을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제7도는 본 고안 전기 보온 밥솥의 취반량 감지 장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 오븐(8)의 내용물 무게를 감지하는 무게 센서(11)와, 이 무게 센서(11)의 출력을 연산하여 쌀의 무게와 물의 무게를 각기 산출하고 이 산출된 쌀의 무게와 물의 무게를 엘씨디(15)에 인분수로 표시하는 마이크로컴퓨터(14)로 구성한다.

본 고안 전기 보온 밥솥의 구성도는 제6도에 도시한 바와 같이, 내부의 측면과 하부에 히터(5)(4)가 각기 설치된 몸체(7)의 상부에 뚜껑(6)이 부착되고 그 뚜껑(6)에 히터(3)와 온도 센서(1)가 장착되며 상기 몸체(7)의 하부 히터(4) 상측 중앙에 온도 센서(2)가 위치하게 설치하고 상기 몸체(7)의 안쪽 하부에 고정된 지지판(12)의 상측에 부착되어 상기 하부 히터(4)와 오븐(8)의 무게를 지지하는 스프링(13)을 상기 하부 히터(4)의 저면에 설치하며 상기 지지판(12) 중앙에 형성한 홈을 통해 상기 오븐(8)의 내용물 무게를 감지하는 무게 센서(11)를 상기 하부 히터(4)의 저면 중앙에 설치하여 구성한다.

상기 지지판(12) 상측에 설치된 스프링(13)은 일정량의 무게(하부 히터(4)와 오븐(8)의 무게)를 지지함으로써 상기 오븐(8)에 쌀과 물이 담겼을 경우 무게 센서(11)에 주는 하중을 감소시키게 된다.

상기 지지판(12) 중앙의 홈은 무게 센서(11)의 돌출부가 하부히터(4)의 저면 중앙에 접촉되게 요부 모양으로 형성함으로써 기존의 온도 센서(2)를 그대로 사용함은 물론 온도 센서부의 삽입이 가능하도록 여유를 두어 상기 무게 센서(11)가 상하로 움직일 수 있게 한다.

이와 같이 구성한 본 고안의 동작 및 작용 효과를 첨부한 제3도, 제4도, 제5도, 제8도 및 제9도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

취사 초기에 오븐(8)의 무게와 하부 히터(4)의 무게를 합한 총량을 지지판(12)에 설치된 스프링(13)에 의해 지지됨으로 무게 센서(11)에 하중이 없어 엘씨디(15)에 표시되는 상기 무게 센서(11)의 기본 초기값(default)은 0의 값을 나타낸다.

이 때, 쌀이 담긴 오븐(8)을 밥솥 내부에 넣으면 상기 오븐(8)의 무게와 하부 히터(4)의 무게를 스프링(13)이 지지함으로 상기 하부 히터(4)에 의해 하부로 이동된 무게 센서(11)가 쌀의 무게값만을 감지하고 이를 연산한 마이크로 컴퓨터(14)는 쌀의 무게를 제8도(a)와 같이 쌀: 2.1인분이라고 인분수로 엘씨디(15)에 표시한다.

여기서, 한 번 산출된 쌀의 무게는 리세트를 하기 전에는 변하지 않고 엘씨디(15) 상부에 계속 표시가 된다.

그리고, 쌀을 씻은 후 물과 함께 오븐(8)에 넣으면 무게 센서(11)는 쌀과 물의 혼합 무게만을 감지하고 이를 검출한 마이크로 컴퓨터(14)는 쌀의 무게를 감산하여 물의 무게를 제8도(b)와 같이 물: 2.4인분이라고 인분수로 엘씨디(15) 하부에 표시한다.

여기서, 물의 무게와 쌀의 무게에 따른 쌀:물의 비에서 벗어나는 정도에 따라 물량을 인분수로 엘씨디(15)에 표시하는데, 물에 대한 무게는 물량을 조절할 때마다 변하여 물의 양을 조절할 수 있도록 되어 있고 쌀의 무게 값은 그대로 엘씨디(15) 상부에 남아 물의 양을 비교할 수 있도록 되어 있다.

이에 따라, 물 무게의 부족과 과다를 판단하여 물의 양을 조정하면 쌀과 물이 담긴 오븐(8)의 무게가 변화되어 하부 히터(4)에 의한 하중이 변함으로 무게 센서(11)가 상부 또는 하부로 이동함에 따라 마이크로 컴퓨터(14)가 쌀과 물의 혼합 무게를 산출한 후 쌀의 무게를 감산하여 쌀과 물의 비를 엘씨디(15)에 표시한다.

따라서, 사용자는 엘씨디(15)에 표시된 쌀과 물의 비를 눈으로 확인하여 물의 양을 조정함으로써 정확한 쌀과 물의 양이 되어 최적의 취반 조건이 설정되도록 한 후 뚜껑(6)을 닫고 취사 키를 누르면 취사 공정이 시작된다.

즉, 엘씨디(15)에 제8도(b)와 같이 물: 2.3인분이라고 표시된 경우 쌀에 대한 물의 양이 과다임으로 컵으로 물을 조금만 덜어내어 제8도(c)와 같이 물: 2.1인분으로 조정하여 최적의 취반 조건이 설정되면 밥솥의 뚜껑을 덮고 취사를 시작한다.

즉, 취사를 위해 오븐(8)에 쌀 또는 쌀과 물의 혼합물이 담김에 따라 무게 센서(11)는 하부 또는 상부로 이동하고 이에 따른 무게 센서(11)의 출력 데이터를 연산 처리한 마이크로 컴퓨터(14)는 상기 무게 센서(11)에 가해진 하중을 산출하고 이 하중을 인분수로 변환하여 엘씨디(15)에 무게를 표시한다.

이에 따라, 사용자는 엘씨디(15)에 표시된 무게를 직접 눈으로 확인하여 쌀과 물의 양을 정확히 조절한 후 취사 공정을 수행시키게 된다.

상기의 쌀량과 물량의 조정에 따라 무게 센서(11)의 출력을 연산하여 엘씨디(15)에 표시하고 이를 눈으로 확인하여 최적의 취반 조건을 설정하는 동작에서 상기 무게 센서(11)가 하중을 감지하는 동작을 설명하면 다음과 같다.

제3도와 같은 무게 센서(11)의 게이지 저항은 길이를 L, 단면적을 a, 체적 저항률을 ρ라고 할 때 게이지 저항치(R)는 아래 식(1)과 같이 표시된다.

이때, 무게 센서(11)에 하중이 가해져 왜곡에 의해 길이가 △L만큼 늘어나면 게이지 저항치(R)의 변화율(△R/R)은 아래 식(2)와 같이 표시된다.

여기서, υ는 프와송의 비이다.

그리고, 검출 감도 게이지 계수(factor)(GE)는 아래 식(3)과 같이 정의된다.

따라서, 제4도에 도시한 바와 같이 게이지 저항치(R)가 R에서R + △R로 변화되면 입력(ei)에 대한 출력(eo)의 비(ei/eo)는 아래와 같은 식(4)와 같이 표시되어 진다.

여기서, GF는 게이지 감도로서, 게이지 제조 방법에 따라 다르다.

즉, 상기와 같은 특성을 갖는 무게 센서(11)의 게이지 저항을 제5도와 같은 스트레트 브리지형태로 제조하였을 때, 하부 히터(4)와 오븐(8)의 무게인 일정량의 힘(f=0)의 하중이 부가될 때에는 게이지 저항치(R)는 상기 식(1)과 같이 계산되어 마이크로컴퓨터(14)는 엘씨디(15)에 0를 표시하고, 상기 오븐(8)에 쌀 또는 쌀과 물의 혼합물이 담김에 따라 하중(F=Fo)이 가해지면 제5도와 같이 바깥 부분은 +의 인장이 발생하고 안쪽에는 -의 수축이 발생하여 상기 식(2)와 같이 계산되어 상기 마이크로 컴퓨터(14)는 연산에 따라 산출된 취반량을 상기 엘씨디(15)에 표시하게 된다.

이에 따라, 사용자는 각 취반량에 대해 엘씨디(15)를 보면서 쌀과 물의 비를 조정하여 최적의 취반 조건을 설정한 후 취사공정을 시작하게 된다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안은 쌀과 물의 양을 감지하여 표시함에 따라 사용자가 쉽게 눈으로 확인하면서 취반 조건을 조절 가능함으로 처음 사용하는 사용자도 정확한 물의 양을 맞출 수 있으며 또한, 취반이 시작되기 전에 이미 정확한 쌀과 물의 비 및 취반량을 알고 있음으로 최적 조건의 취반을 수행시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 취사 및 보온을 수행하는 전기 보온 밥솥에 있어서, 오븐(8)의 내용물 무게를 감지하는 무게 센서(11)와, 쌀과 물의 무게를 분리, 표시하는 엘씨디(15)와, 상기 오븐(8)에 쌀을 넣으면 무게 센서(11)의 출력을 감지하여 쌀의 무게를 산출하여 상기 엘씨디(15)에 표시하고 상기 오븐(8)에 쌀과 물의 혼합물을 넣으면 혼합물의 무게에서 상기에서 산출한 쌀의 무게를 감산하여 쌀의 무게 표시와는 별도로 물의 무게를 상기 엘씨디(15)에 표시하며 상기 오븐(8)의 물의 양을 조정함에 따라 상기 엘씨디(15)에 표시되는 물의 무게를 가변하여 표시하는 마이크로 컴퓨터(14)를 구비하여 구성함을 특징으로 하는 전기 보온 밥솥의 취반량 감지 장치.
2. 제1항에 있어서, 마이크로 컴퓨터(14)는 오븐(8)에 혼합된 쌀량과 물량을 인분수로 각기 산출하여 엘씨디(15)에 분리, 표시하는 것을 특징으로 하는 전기 보온 밥솥의 취반량 감지 장치.
3. 뭄체(7)의 내부의 측면과 하부에 히터(5)(4)가 각기 설치되고 상기 몸체(7)의 상부에 부착된 뚜껑(6)에 히터(3)가 장착되며 상기 하부 히터(4) 저면 중앙에 무게 센서(11)를 장착하고 상기 무게 센서(11)의 돌출부가 상기 하부 히터(4)의 저면 중앙에 접촉되도록 중앙에 홈을 형성한 지지판(12)을 구비한 전기 보온 밥솥에 있어서, 상기 지지판(12)의 상측에 스프링(13)을 설치하여 하부 히터(4)와 오븐(8)의 무게인 일정량의 무게를 지지하게 구성한 것을 특징으로 하는 전기 보온 밥솥의 취반량 감지 장치.
4. 제3항에 있어서, 지지판(12)은 중앙의 홈을 요부 모양으로 형성하여 무게 센서(11)가 상하로 움직일 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 전기 보온 밥솥의 취반량 감지 장치.