KR20080065134A - 수위센서와 이를 갖는 스팀발생기 및 그 스팀발생기를 갖는조리장치와 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수위센서와 이를 갖는 스팀발생기 및 그 스팀발생기를 갖는 조리장치와 그 제어방법에 관한 것으로, 스케일 발생에 관계없이 수위 변화를 안정적으로 감지하도록 하는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명은 음식물이 놓이는 조리실과, 스팀을 발생하여 상기 조리실로 공급하는 스팀용기와, 상기 스팀용기로 물을 공급하는 급수장치와, 상기 스팀용기의 물을 가열하는 스팀히터와, 상기 스팀용기의 수위를 감지하기 위해 상기 스팀용기에 설치되는 수위센서와, 상기 수위센서의 센서 출력값에 따라 상기 급수장치를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 수위센서는 수위 변화에 따른 정전용량 변화를 검출하기 위해 하나의 전극봉을 가지는 것이다.

Description

수위센서와 이를 갖는 스팀발생기 및 그 스팀발생기를 갖는 조리장치와 그 제어방법{Water level sensor and steam generator having the same and heating cooker having the steam generator and control method thereof}

도 1은 본 발명의 스팀발생기가 설치된 조리장치를 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명에 의한 수위센서를 갖는 스팀발생기의 구성을 나타낸 분해 사시도,

도 3은 본 발명에 의한 수위센서를 갖는 스팀발생기를 조리장치에 결합한 구조를 나타낸 도면,

도 4은 본 발명의 스팀발생기가 설치된 조리장치의 제어 블록도,

도 5는 본 발명의 스팀발생기가 설치된 조리장치에서 스팀 발생에 따른 수위제어 동작순서를 나타낸 흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

11 : 조리실 23 : 급수펌프

30 : 스팀발생기 31 : 스팀챔버

32 : 수위감지챔버 40 : 스팀용기

50 : 스팀히터 70 : 수위센서

72 : 전극봉 73 : 센서지지부

100 : 입력부 110 : 제어부

본 발명은 수위센서와 이를 갖는 스팀발생기 및 그 스팀발생기를 갖는 조리장치와 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스케일 발생에 관계없이 수위 변화를 안정적으로 감지할 수 있는 수위센서와 이를 갖는 스팀발생기 및 그 스팀발생기를 갖는 조리장치와 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 음식물을 조리하는 조리장치에는 고주파를 이용하는 전자레인지와 버너나 히터를 이용하는 가스오븐, 전기오븐 등이 있다.

이중 가스오븐이나 전기오븐은 음식물에 직접 열을 가하여 조리함에 따라 음식물이 공기 중에 포함된 산소와 접촉하여 산화됨으로써 음식물의 맛이 떨어지며 건강에도 좋지 않게 되고, 찜 용기를 이용할 경우 음식물에 너무 많은 수분이 포함되어 음식물 특유의 맛이 떨어지고 조리시간이 길어진다는 단점이 있다.

또한, 전자레인지는 음식물에 고주파를 주사하여 조리함에 따라 고주파가 음식물에 균일하게 주사되지 못할 경우 음식물이 국부적으로 타거나 덜 익게 되어 균일한 조리가 어렵고 음식물이 건조되어 맛이 떨어진다는 문제점이 있었다.

이러한 종래 조리장치의 단점을 보완하기 위해 최근에는 스팀을 통해 음식물에 열을 공급하는 조리장치(이하 '스팀오븐'이라 함)가 개발되고 있는데, 이러한 스팀오븐을 이용하면 음식물에 적절한 수분이 유지되어 음식물의 맛을 유지할 수 있고, 조리실 내에 가득 찬 스팀이 효과적인 열전달매체로 작용하여 조리시간을 단축시킬 수 있게 된다.

이러한 스팀오븐은 일반적으로 물을 가열하여 스팀을 생성, 공급하기 위한 스팀발생기와, 스팀발생기에 물을 공급하기 위한 급수장치를 포함한다. 스팀발생기는 스팀이 생성되는 스팀용기와, 스팀용기로 공급된 물을 가열하는 스팀히터를 포함하고, 급수장치는 물통과, 물통에 저장된 물을 스팀용기로 이송시키는 급수펌프를 포함한다.

급수펌프는 일정량의 물을 스팀용기의 내부로 공급한 후 정지되고, 스팀히터는 전원을 공급받아 스팀용기로 공급된 물을 가열하여 스팀을 발생시킨다. 이렇게 발생된 스팀은 조리실로 공급되고, 스팀이 공급됨에 따라 스팀용기 내부의 물은 줄어든다. 스팀용기 내부의 물이 완전히 증발되면 스팀 공급이 중단되어 음식물의 조리가 원활하게 이루어지지 못하게 되고 스팀히터가 과열되어 장치의 파손이나 안전사고가 발생될 수 있기 때문에, 스팀용기의 내부의 수위가 일정 수준 이하로 떨어지면 스팀용기에 물을 보충해 주어야 한다.

이를 위해 스팀용기의 내부에는 수위를 감지할 수 있는 수위센서가 설치되고, 수위센서의 감지신호에 따라 급수펌프가 작동되어 급수가 자동으로 이루어질 수 있도록 되어 있다. 따라서, 스팀오븐의 안정적인 동작과 안전사고 방지를 위해서는 스팀이 발생되는 동안 스팀용기 내부의 수위 변화를 정확하게 감지하는 것이 중요하다.

수위센서로는 두 개 이상의 전극봉이 스팀용기에 들어가 있는 정전용량형 수 위센서가 보편적으로 사용되고 있다. 두 개 이상의 전극봉은 물의 기준 정전용량을 정하는 하나의 기준 전극봉과 수위 변화에 따라 달라지는 정전용량 값을 감지하는 하나 이상의 다른 전극봉으로 구성되어 전극봉 사이에 물이 닿으면 정전용량 값이 변화하는 것을 이용하여 수위 변화를 감지하게 된다.

그런데, 스팀용기의 내부에는 스팀 생성에 따른 스케일이 발생되고, 장시간 사용시 이 스케일이 전극봉에 흡착되어 물이 없는 상태에서도 스케일이 흡수한 물에 의해 전극봉 사이에 물이 닿는 것과 같이 동작하여 스케일이 흡수한 물을 수위에 의한 물의 수위 상승으로 잘못 감지함으로서 수위 변화를 정확하게 감지하지 못하는 문제가 발생한다. 이러한 오동작은 스팀오븐 전체의 안정적인 동작을 방해하는 원인이 된다.

또한, 두 개 이상의 전극봉을 사용함에 따라 부피가 커져 수위센서를 컴팩트하게 구현하기 어려워지고, 그만큼 수위센서의 원가가 상승하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 스케일 발생에 관계없이 수위변화를 안정적으로 감지할 수 있는 수위센서와 이를 갖는 스팀발생기 및 그 스팀발생기를 갖는 조리장치와 그 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 물이 채워지는 용기에 설치되는 센서지지부와, 상기 센서지지부에 연결되어 수위 변화에 따른 감지신호를 발생하는 검출부를 포함하고, 상기 검출부는 상기 용기의 수위를 감지하기 위해 하나의 전극봉을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전극봉은 물과의 접촉으로 정전용량 변화를 검출하여 상기 용기 내부의 수위 변화를 감지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수위센서는 상기 전극봉에 대응하는 접지를 용기 자체나 물의 어스 전위로 접지시켜 정전용량 변화에 따른 하이 또는 로우 레벨의 센서 출력값을 출력하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명은 스팀이 발생되는 스팀용기와, 상기 스팀용기로 물을 공급하는 급수장치와, 상기 스팀용기의 물을 가열하는 스팀히터와, 상기 스팀용기의 수위 변화를 감지하기 위해 상기 스팀용기에 설치되는 수위센서를 포함하고, 상기 수위센서는 수위 변화에 따른 정전용량 변화를 검출하기 위해 하나의 전극봉을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수위센서는 상기 전극봉에 대응하는 접지를 스팀용기나 물 또는 스팀히터의 어스 전위로 접지시켜 정전용량 변화에 따른 하이 또는 로우 레벨의 센서 출력값을 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스팀용기의 내부에는 급수되는 물이 상기 수위센서를 향해 급속하게 분사되는 것을 막아 주는 차폐리브가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 음식물이 놓이는 조리실과, 스팀을 발생하여 상기 조리실로 공급하는 스팀용기와, 상기 스팀용기로 물을 공급하는 급수장치와, 상기 스팀용기의 물을 가열하는 스팀히터와, 상기 스팀용기의 수위를 감지하기 위해 상기 스팀용 기에 설치되는 수위센서와, 상기 수위센서의 센서 출력값에 따라 상기 급수장치를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 수위센서는 수위 변화에 따른 정전용량 변화를 검출하기 위해 하나의 전극봉을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 수위센서의 센서 출력값에 따라 상기 스팀용기에 물이 부족한지 여부를 판단하여 상기 급수장치의 물 공급동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 급수장치의 물 공급동작으로 상기 수위센서에서 물 있음을 감지할 경우 그 시점부터 미리 정해진 시간 동안 물 공급을 추가로 진행하여 물 공급량을 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 스팀 발생에 필요한 물을 스팀용기로 공급하는 단계; 상기 스팀용기로 공급된 물로부터 스팀을 발생하여 조리실로 공급하는 단계; 스팀 발생에 따라 변화하는 상기 스팀용기의 수위를 하나의 전극봉을 가지는 수위센서에 의해 감지하는 단계; 및 상기 수위센서의 센서 출력값에 따라 급수장치를 제어하여 상기 스팀용기의 수위를 적정수위로 유지하는 단계;를 포함한다.

또한, 상기 스팀용기의 수위를 감지하는 단계는, 하나의 전극봉을 가지는 수위센서에서 수위 변화에 따른 정전용량 변화를 검출하여 하이 또는 로우 레벨의 센서 출력값을 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스팀용기의 수위를 감지하는 단계는, 상기 하나의 전극봉에 대응하는 접지를 스팀용기나 물의 어스 전위로 접지시켜 정전용량 변화에 따른 하이 또는 로우 레벨의 센서 출력값을 출력하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 스팀발생기가 설치된 조리장치를 나타낸 사시도이다.

도 1에서, 본 발명의 스팀발생기가 설치된 조리장치(10)는, 조리실(11)이 구비된 본체(12)와, 본체(12)의 상부, 양 측부 및 후방을 덮는 커버(14)와, 조리실(11)을 가열하기 위해 본체(12)의 양측부에 구비되는 컨벡션히터(16)와, 마이크로파를 발생시켜 발생된 마이크로파를 조리실(11)로 발진시키는 마그네트론(17)과, 스팀을 발생하고 발생된 스팀을 조리실(11)로 공급하는 스팀발생기(30)를 포함한다.

본체(12)의 전방은 음식물의 출입을 위해 개방되고, 음식물이 놓이는 조리실(11)은 본체(12)의 전방에 구비되는 도어(13)에 의해 개폐된다. 본체(12)의 상부와 이를 덮는 커버(14)의 사이에는 장치를 구성하는 각종 구성부품이 설치될 수 있는 전장실이 형성된다. 본체(12)의 전방 상부에는 사용자 조작을 위한 컨트롤부(15)가 구비되고, 컨트롤부(15)의 옆에는 스팀발생기(30)에 물을 공급하기 위한 급수장치(20)가 설치된다.

상기 급수장치(20)는 물이 저장되는 물통(21)과, 물통(21)의 물을 스팀발생장치(30)로 이동시키는 급수펌프(23)를 포함한다. 물통(21)은 본체(12)의 상부에 설치되는 물통케이스(22)에 착탈 가능하게 설치되고, 급수펌프(23)는 급수튜브(24) 및 급수연결튜브(25)를 통해 물통(21) 및 스팀발생기(30)와 연결된다. 본체(12) 상부의 급수장치(20) 옆에는 송풍장치(19)가 설치된다. 송풍장치(19)는 공기를 송풍시켜서 본체(12)의 상부에 놓이는 각종 구성부품을 냉각시킨다.

본체(12)의 양 측면에 구비되는 컨벡션히터(16)와, 본체(12)의 상부 후방에 설치되는 마그네트론(17)은 통상의 것과 같은 것으로, 조리실(11)에 열 또는 마이크로파를 공급하여 조리실(11)에 놓이는 음식물을 익힌다. 컨벡션히터(16)는 히터(미도시)와 순환팬(미도시)를 포함하고 히터에 의해 가열된 공기를 조리실(11)로 순환시키고, 마그네트론(17)은 고압트랜스(18)에서 고전압을 인가받아 마이크로파를 발생시켜 조리실(11)의 후방에 결합되는 도파관(미도시)을 통해 발생된 마이크로파를 조리실(11)로 발진시킨다.

스팀발생기(30)는 본체(12)의 상부 후방에 구비되는 지지브라켓(80)에 결합되고, 급수장치(20) 및 배수장치(90)와 물의 이동이 가능하게 연결된다.

도 2는 본 발명에 의한 수위센서를 갖는 스팀발생기의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 수위센서를 갖는 스팀발생기를 조리장치에 결합한 구조를 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3에서, 스팀발생기(30)는 스팀용기(40)와, 스팀용기(40)의 하부에 결합되는 스팀히터(50)와, 스팀히터(50)의 하부 일측에 결합되는 배수안내부재(60)와, 스팀발생장치(30)의 일측에 결합되는 수위센서(70)를 포함한다.

스팀용기(40)의 한쪽 측면에는 스팀용기(40)의 내부에서 생성된 스팀이 토출되는 스팀토출부(41)와, 나사홀(43)이 구비된 복수의 결합부재(42)가 구비되고, 스팀용기(40)의 다른 측면에는 스팀용기(40)의 내부로 물을 공급하기 위한 급수부(44)가 구비된다. 스팀토출부(41)는 스팀용기(40)에서 돌출되는 스팀토출관(41a)을 포함하고, 스팀공급튜브(미도시)과 연결되어 스팀챔버(31)에서 생성되는 스팀을 조리실(11)로 토출시킨다. 급수부(44)는 스팀용기(40)의 외측으로 돌출되는 급수관(44a)을 포함하고, 급수연결튜브(25)를 통해 급수펌프(23)와 연결된다. 스팀용기(40)의 하부 둘레에는 스팀히터(50)를 감싸는 히터커버부(45)가 하부 방향으로 연장 구비되고, 스팀용기(40)의 상부 일측에는 수위센서(70)가 결합되는 설치홈(40a)이 구비된다.

스팀히터(50)는 스팀용기(40)에 밀착되는 가열판(51)과, 가열판(51)의 하부에 구비되고 전원공급을 위해 전원선(54)이 결합된 단자부(53)와 연결되는 발열체(52)를 포함한다. 가열판(51)과 스팀용기(40)의 사이에는 스팀챔버(31) 및 수위감지챔버(32)의 물이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 실링부재(49)가 개재된다. 발열체(52)는 전원을 인가받으면 발열하는 저항체로서 스팀챔버(31)의 하부에 위치하는 가열판(51)의 일부분에만 구비된다. 수위감지챔버(32)의 하부에 위치하는 가열판(51)의 일측에는 수위감지챔버(32)의 물을 배출시키기 위한 배수공(55)이 구비된다.

배수안내부재(60)는 수위감지챔버(32)의 하부에 위치하는 스팀히터(50)의 하부에 결합된다. 배수안내부재(60)에는 배수챔버(61)가 구비되고, 이 배수챔버(61)는 수위감지챔버(32)의 하부에 위치하는 가열판(51)의 일측에 구비되는 배수공(55)을 통해 수위감지챔버(32)와 연결된다. 배수챔버(61)는 외부로 통하는 배수관(62)과 연결되고, 배수관(62)은 지지브라켓(80)에 결합되는 배수장치(90)에 연결된다.

배수장치(90)는 배수관(62)과 연결되는 배수연결튜브(91)와, 배수 동작을 제어하는 배수밸브(92)와, 배수밸브(92)에 연결되어 배수연결튜브(91)를 통해 이동된 물을 배출시키는 배수튜브(93)를 포함하고, 배수밸브(92)는 지지브라켓(80)에 결합되는 밸브지지부재(83)에 고정된다. 수위감지챔버(32)의 물은 배수공(55), 배수챔버(61) 및 배수관(62)을 거쳐 배수장치(90)로 배출된다. 배수안내부재(60)와 가열판(51) 사이의 배수챔버(61) 둘레에는 누수를 방지하기 위한 실링부재(63)가 개재된다. 스팀용기(40)와, 스팀히터(50)와, 배수안내부재(60)는 나사 결합된다.

이러한 구성으로 이루어지는 스팀발생기(30)는 배수공(55)이 단자부(53)보다 낮게 위치하도록 기울어져 본체(12)에 구비되는 지지브라켓(80)에 나사 결합된다. 지지브라켓(80)에는 복수의 결합부재(42)에 대응하는 복수의 결합공(82)이 구비되며 복수의 결합나사(S)가 각 결합공(82)을 통해 각 결합부재(42)의 나사공(43)에 삽입됨으로써 스팀발생장치(30)는 지지브라켓(80)에 고정된다. 이때, 스팀토출관(41a)은 지지브라켓(80)에 구비되는 관통공(81)에 삽입되고, 배수관(62)은 배수연결튜브(91)에 삽입된다.

도 3에서, 스팀용기(40)의 내부에는 분리벽(46)이 구비된다. 분리벽(46)은 스팀용기(40)의 내부를 스팀이 생성되는 스팀챔버(31)와, 수위센서(70)가 설치되고 급수관(44a)이 연결되는 수위감지챔버(32)로 구획한다. 분리벽(46)에 의해 구획되는 스팀챔버(31)와 수위감지챔버(32) 사이에는 물이 이동할 수 있는 유동로(47)가 구비되고, 급수관(44a)을 통해 수위감지챔버(32)로 공급된 물은 유동로(47)를 통해 스팀챔버(31)로 이동한다. 수위감지챔버(32) 내부의 급수관(44a) 앞에는 차폐리브(48)가 구비된다. 이 차폐리브(48)는 급수관(44a)을 통해 공급되는 물이 수위감지챔버(32) 내부에 설치되는 수위센서(70)를 향해 급속하게 분사되는 것을 막아 준 다.

상기 수위센서(70)는 정해진 정전용량을 보유한 물에 반응하여 신호를 전달하는 정전용량형 수위센서로, 스팀용기(40) 내부 물과의 접촉 또는 근접을 통해 수위 변화를 감지하는 스위칭소자이다.

이 수위센서(70)는 몸체(71)와, 상기 몸체(71)에 설치되어 수위 변화에 따른 정전용량 값을 검출하는 하나의 전극봉(72)과, 상기 몸체(71)에 연결되며 수위센서(70)를 스팀용기(40)에 설치하기 위한 복수의 결합나사가 삽입되는 센서지지부(73)를 포함한다. 상기 전극봉(72)은 유도 전극을 가지고 있어 물의 접촉을 직접 또는 간접적으로 검출하여 정전용량 변화를 케이블(74)을 통해 후술하는 제어부에 전달한다. 이때 전극봉(72)에 대응하는 접지는 물 자체의 미세한 그라운드나 스팀용기(40) 또는 스팀히터(50)의 어스 전위로 접지를 유도한다. 또한 전극봉(72)은 미세한 정전용량 변화에 따라 물이 있을 경우 하이 레벨의 신호를 출력하고 물이 없을 경우 로우 레벨의 신호를 출력함에 따라 물의 정량적인 변화를 감지하는 것이 아니라 제1수위(스팀용기 내에 물이 부족하다고 판단되어 다시 물을 공급해야 하는 시점의 최소수위)까지 수위의 도달을 감지하는 것이다.

도 4은 본 발명의 스팀발생기가 설치된 조리장치의 제어 블록도로서, 수위센서(70), 입력부(100), 제어부(110), 구동부(120) 및 표시부(130)를 포함하여 구성된다.

상기 입력부(100)는 사용자가 원하는 조리정보(조리시간, 조리메뉴, 조리시작/정지 등)를 제어부(110)에 입력하도록 다수의 키가 컨트롤부(15)에 구비되어 있 다.

상기 제어부(110)는 입력부(100)로부터 입력된 조리정보에 따라 조리장치의 각 장치들을 제어하는 마이컴으로서, 수위센서(70)를 통해 전달된 하이 또는 로우 레벨의 센서출력신호에 따라 스팀용기(40) 내부의 물 부족 여부를 감지하는 것이다.

이때, 제어부(110)는 수위센서(70)의 신호 출력값을 확인하여 물 공급시기를 판단하고, 수위센서(70)에서 물 부족을 감지하면 급수펌프(23)의 동작으로 물 공급을 진행한다. 물 공급이 진행되어 수위센서(70)에서 제1수위(스팀 발생에 필요한 최소수위)를 정전용량의 변화로 감지하면 제1수위를 감지한 시점부터 급수펌프(23)의 동작시간을 계산해서 제1시간(최대수위가 되는 레벨까지 물을 공급하기 위한 시간) 동안 물 공급을 더 진행하여 제2수위(최대수위)까지 물 공급을 진행한다.

상기 구동부(120)는 제어부(110)의 구동제어신호에 따라 마그네트론(32), 냉각팬(43), 스팀히터(52), 급수펌프(64), 순환팬(92), 컨벡션히터(93) 등을 구동시키고, 표시부(130)는 제어부(110)의 표시제어신호에 따라 사용자가 입력한 조리시간이나 조리메뉴 또는 조리장치의 동작상태 등을 표시한다.

이하, 상기와 같이 구성된 수위센서와 이를 갖는 스팀발생기 및 그 스팀발생기를 갖는 조리장치와 그 제어방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.

도 5는 본 발명의 스팀발생기가 설치된 조리장치에서 스팀 발생에 따른 수위제어 동작순서를 나타낸 흐름도이다.

조리실(11) 내부에 음식물을 넣고 입력부(100)를 조작하여 사용자가 원하는 조리정보(증기를 이용한 음식물 조리)를 선택하면, 사용자가 선택한 조리정보가 입력부(100)를 통해 제어부(110)에 입력된다.

따라서, 제어부(110)는 입력부(100)로부터 입력된 조리정보에 따라 음식물을 조리하기 시작하는데, 먼저 조리 시작인가를 판단한다(S200).

조리가 시작되면, 제어부(110)는 급수펌프(23)를 동작시켜 물통(21)의 물이 급수관(44a)을 통해 스팀발생기(30)의 수위감지챔버(32) 내부로 유입되고, 수위감지챔버(32)로 유입된 물은 유동로(47)를 통해 스팀챔버(31)로 공급된다(S202).

이때, 제어부(110)는 급수펌프(23)의 동작시간을 카운터하여 스팀용기(40)의 내부로 적정량의 물이 공급되도록 미리 정해진 일정시간이 경과하였는가를 판단하여(S204), 일정시간이 경과하면 급수펌프(23)를 정지시킨다(S206).

스팀챔버(31)로 물이 공급되면, 제어부(110)는 스팀히터(50)의 발열체(52)에 전원을 인가하여 스팀챔버(31)로 유입된 물이 가열되도록 한다. 이에 따라 스팀챔버(31)에서는 스팀이 발생되고 발생된 스팀은 스팀토출관(41a)으로 토출되어 스팀공급튜브(미도시)를 통해 조리실(11)로 공급된다(S208).

이때, 제어부(110)는 과열 증기의 발생을 위해 컨벡션히터(16)를 동작시킴으로서 조리실(11) 내의 스팀이 과열되면서 조리실(11)에 놓인 음식물을 익히는 조리를 진행한다(S210).

이와 같이, 스팀히터(50)가 동작되는 동안 스팀챔버(31) 및 수위감지챔버(32)의 물이 증발되어 수위가 떨어지면 수위센서(70)에서 이를 감지하여 하이 또는 로우 레벨의 신호를 발생한다.

상기 수위센서(70)에서 수위 변화를 감지하는 방법은 수위센서(70)의 전극봉(72)이 유도 전극을 가지고 있어 전극봉(72)을 통해 수위 변화에 따른 정전용량 값을 검출하는데, 이는 정해진 정전용량을 보유한 물에 반응하여 신호를 전달하는 정전용량 방식이다.

일반적으로 정전용량 방식은 물질이 반드시 진공(내지 공기)보다 높은 유전율을 가지고 있다는데 근거를 두고 있으며, 유전율이란 물질의 유전체 분극에 관한 성질을 나타내는 것으로 절연성 물질이 갖는 전기적 상수의 하나로 물질은 반드시 전기에너지를 보존하는 성질을 갖고 있다. 이러한 정전용량 방식을 수위센서(70)에 이용하면 높은 유전율을 갖고 있는 물의 접촉을 감지하여 동작하므로 안정적인 신호를 얻는 것이다. 두 개 이상의 전극봉을 가지는 형태의 종래 수위센서는 전극봉 사이를 연결하는 스케일이 발생하여 물이 없는 상태에서도 물이 있는 상태로 감지하여 오동작을 하게 된다. 이는 스케일은 석회와 같아서 물이 닿으면 흡수하는 특성을 가지고 있기 때문이다. 이에 스케일이 흡수한 물에 의해 전극봉 사이에는 물이 닿는 것과 같아서 스케일에 있는 물을 수위에 의한 물의 수위 변화로 잘못 감지하는 경우가 발생하였다.

그러나, 본 발명의 수위센서(70)는 전극봉(72)을 하나만 가지므로 전극봉(72)에 스케일이 증착되어 성장을 하여도 물에 닿지 않으면 오동작을 발생시키지 못한다. 즉 스케일에 수분이 남아 있어도 물과 격리되면 오동작이 발생하지 않게 되는 것이다.

이러한 수위센서(70) 구조로 스팀챔버(31) 및 수위감지챔버(32)의 수위 변화 에 따른 정전용량 값을 검출하여 물이 있을 경우 하이 레벨의 신호를 출력하고, 물이 없을 경우 로우 레벨의 신호를 출력한다. 이는 물의 정량적인 변화를 감지하는 것이 아니라 제1수위(스팀 발생에 필요한 최소수위)까지 수위의 도달을 감지한 센서 출력값을 케이블(74)을 통해 제어부(110)에 전달하는 것이다.

따라서, 제어부(110)는 전달된 센서 출력값이 로우인가를 판단하여(S212), 센서 출력값이 로우인 경우 즉, 상기 스팀용기(40) 내에 물이 제1수위 이하로 물이 잔류하는 경우 제어부(110)는 스팀용기(40)에 물이 부족하다고 판단하여 스팀용기(40)의 물을 보충하기 위해 급수펌프(23)를 재동작시켜 스팀챔버(31) 및 수위감지챔버(32)로 물을 보충하게 된다(S214).

이와 같이, 스팀히터(50)가 동작되는 동안 상기 급수펌프(23)의 재동작에 따라 스팀챔버(31) 및 수위감지챔버(32)로 물이 보충되어 수위가 높아지면 수위센서(70)의 전극봉(72)에서 수위 변화에 따른 정전용량 값을 검출하여 하이 또는 로우 레벨의 센서 출력값을 제어부(110)에 전달한다.

따라서, 제어부(110)는 전달된 센서 출력값이 로우인가를 다시 한 번 판단하여(S216), 센서 출력값이 로우인 경우 제어부(110)는 스팀용기(40)에 물이 부족하다고 판단하여 상기 S214로 피드백되어 계속해서 급수펌프(23)를 동작시키면서 스팀챔버(31) 및 수위감지챔버(32) 내부로 계속해서 물을 공급하고, 센서 출력값이 변화하는지를 체크한다.

한편, 상기 S216의 판단결과, 센서 출력값이 로우가 아닌 경우 스팀용기(40)에 스팀 발생에 필요한 물이 제1수위까지 공급된 상태이므로 제어부(110)는 제1수 위를 감지한 시점부터 급수펌프(23)의 동작시간을 카운터하여 미리 정해진 제2시간(최대수위가 되는 레벨까지 물을 공급하기 위한 시간)을 경과하였는가를 판단한다(S218),

카운터한 시간이 제2시간을 경과하지 않은 경우 제2시간 동안 물 공급을 더 진행하여 제2수위(최대수위)까지 물 공급을 진행하고, 제2시간을 경과한 경우 제어부(110)는 급수펌프(23)를 정지시켜 물 공급을 중지한다(S220).

이와 같이, 스팀히터(50)의 동작으로 스팀이 발생하여 조리가 진행되는 동안 하나의 전극봉(72)을 가지는 수위센서(70)에서 스팀챔버(31) 및 수위감지챔버(32) 내부의 물 수위를 스케일 발생에 관계없이 안정되게 감지함에 따라 스팀챔버(31) 및 수위감지챔버(32) 내부에는 스팀 발생에 필요한 물이 적정수위로 유지되는 것이다.

이후, 스팀 발생에 의한 조리가 완료되었는가를 판단하여(S222), 조리가 완료되면 스팀히터(50)에 공급되는 전원이 차단되고 배수밸브(92)가 열려 스팀챔버(31) 및 수위감지챔버(32)의 물을 외부로 배출한 후 동작을 종료한다.

한편, 조리가 완료되지 않으면 스팀 발생에 의해 조리가 진행됨에 따라 스팀챔버(31) 및 수위감지챔버(32) 내부의 물 수위가 변화하므로 상기 S208로 피드백되어 변화하는 물 수위를 수위센서(70)에서 항상 안정되게 감지하여 스팀챔버(31) 및 수위감지챔버(32) 내부에 스팀 발생에 필요한 적정량의 물이 항상 유지되도록 한다.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 수위센서와 이를 갖는 스팀발생기 및 그 스팀발생기를 갖는 조리장치와 그 제어방법에 의하면, 스팀 발생에 필요한 물을 저장하는 스팀용기에 하나의 전극봉을 가지는 수위센서를 설치하여 스케일 발생에 관계없이 수위변화를 안정적으로 감지할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (13)

1. 물이 채워지는 용기에 설치되는 센서지지부와, 상기 센서지지부에 연결되어 수위 변화에 따른 감지신호를 발생하는 검출부를 포함하고,

   상기 검출부는 상기 용기의 수위를 감지하기 위해 하나의 전극봉을 가지는 것을 특징으로 하는 수위센서.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전극봉은 물과의 접촉으로 정전용량 변화를 검출하여 상기 용기 내부의 수위 변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 수위센서.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 수위센서는 상기 전극봉에 대응하는 접지를 용기 자체나 물의 어스 전위로 접지시켜 정전용량 변화에 따른 하이 또는 로우 레벨의 센서 출력값을 출력하는 것을 특징으로 하는 수위센서.
4. 스팀이 발생되는 스팀용기와, 상기 스팀용기로 물을 공급하는 급수장치와, 상기 스팀용기의 물을 가열하는 스팀히터와, 상기 스팀용기의 수위 변화를 감지하기 위해 상기 스팀용기에 설치되는 수위센서를 포함하고,

   상기 수위센서는 수위 변화에 따른 정전용량 변화를 검출하기 위해 하나의 전극봉을 가지는 것을 특징으로 하는 스팀발생기.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 수위센서는 상기 전극봉에 대응하는 접지를 스팀용기나 물 또는 스팀히터의 어스 전위로 접지시켜 정전용량 변화에 따른 하이 또는 로우 레벨의 센서 출력값을 출력하는 것을 특징으로 하는 스팀발생기.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 스팀용기의 내부에는 급수되는 물이 상기 수위센서를 향해 급속하게 분사되는 것을 막아 주는 차폐리브가 구비된 것을 특징으로 하는 스팀발생기.
7. 음식물이 놓이는 조리실과, 스팀을 발생하여 상기 조리실로 공급하는 스팀용기와, 상기 스팀용기로 물을 공급하는 급수장치와, 상기 스팀용기의 물을 가열하는 스팀히터와, 상기 스팀용기의 수위를 감지하기 위해 상기 스팀용기에 설치되는 수위센서와, 상기 수위센서의 센서 출력값에 따라 상기 급수장치를 제어하는 제어부를 포함하고,

   상기 수위센서는 수위 변화에 따른 정전용량 변화를 검출하기 위해 하나의 전극봉을 가지는 것을 특징으로 하는 조리장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 수위센서는 상기 전극봉에 대응하는 접지를 스팀용기나 물 또는 스팀히터의 어스 전위로 접지시켜 정전용량 변화에 따른 하이 또는 로우 레벨의 센서 출력값을 출력하는 것을 특징으로 하는 조리장치.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 수위센서의 센서 출력값에 따라 상기 스팀용기에 물이 부족한지 여부를 판단하여 상기 급수장치의 물 공급동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 조리장치.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 제어부는 상기 급수장치의 물 공급동작으로 상기 수위센서에서 물 있음을 감지할 경우 그 시점부터 미리 정해진 시간 동안 물 공급을 추가로 진행하여 물 공급량을 조절하는 것을 특징으로 하는 조리장치.
11. 스팀 발생에 필요한 물을 스팀용기로 공급하는 단계;

    상기 스팀용기로 공급된 물로부터 스팀을 발생하여 조리실로 공급하는 단계;

    스팀 발생에 따라 변화하는 상기 스팀용기의 수위를 하나의 전극봉을 가지는 수위센서에 의해 감지하는 단계; 및

    상기 수위센서의 센서 출력값에 따라 급수장치를 제어하여 상기 스팀용기의 수위를 적정수위로 유지하는 단계;를

    포함하는 조리장치의 제어방법.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 스팀용기의 수위를 감지하는 단계는,

    하나의 전극봉을 가지는 수위센서에서 수위 변화에 따른 정전용량 변화를 검출하여 하이 또는 로우 레벨의 센서 출력값을 출력하는 것을 특징으로 하는 조리장치의 제어방법.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 스팀용기의 수위를 감지하는 단계는,

    상기 하나의 전극봉에 대응하는 접지를 스팀용기나 물의 어스 전위로 접지시켜 정전용량 변화에 따른 하이 또는 로우 레벨의 센서 출력값을 출력하는 것을 특징으로 하는 조리장치의 제어방법.

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