KR20090051214A

KR20090051214A - 대류 기류와 에너지 절약 특징이 있는 오븐

Info

Publication number: KR20090051214A
Application number: KR1020097004987A
Authority: KR
Inventors: 듀안 요더; 제임스 블레이크; 로베르토 네바레스
Original assignee: 링컨 푸드서비스 프로덕츠, 엘엘씨
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2009-05-21
Also published as: NZ596803A; CA2661194A1; CN101528044B; US7592570B2; ZA200900988B; JP5072970B2; JP2010503398A; NZ574944A; HK1134223A1; JP2012147795A; EP2061328A4; WO2008033519A2; EP2061328A2; MX2009001864A; CN101933528A; HK1151435A1; KR101398063B1; CN101933528B; WO2008033519A3; WO2008033519A8

Abstract

음식물의 가열, 조리, 또는 토스팅을 위한 오븐이 개시된다. 상기 오븐은 음식물을 이송하는 컨베이어, 복수의 반사기를 구비하는 포물선 형상의 상면을 포함할 수 있다. 상기 복수의 반사기는 상기 포물선 형상의 상면에 연결되어, 열을 다시 상기 컨베이어로 향하게 한다. 상기 오븐은 또한, 오븐 캐버티 안에서 공기를 순환시키는 팬을 포함할 수 있다. 상기 오븐은 또한, 상기 오븐이 사용중이 아님을 감지하면 상기 오븐을 에너지 절약 모드로 위치시킬 수 있는 제어기를 포함할 수 있다. 상기 제어기는, 상기 컨베이어의 속도를 조절하거나 상기 컨베이어를 멈추거나 상기 오븐 안에 배치되는 가열요소에 공급되는 에너지 양을 조절함으로써 상기 오븐을 에너지 절약 모드로 위치시킨다.

오븐, 에너지 절약, 팬, 제어기, 가열요소

Description

대류 기류와 에너지 절약 특징이 있는 오븐{OVEN WITH CONVECTION AIR CURRENT AND ENERGY SAVINGS FEATURES}

본 발명은 가열되기 위하여 오븐(oven)이나 토스터(toaster)를 통과하는 음식물을 이송하는 오븐(oven)이나 토스터(toaster)에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 대류 기류(convectional air current) 및 오븐을 에너지 절약 모드로 위치시키는 제어기를 갖는 오븐이나 토스터에 관한 것이다.

음식물(food product)을 가열하는데 사용되는 컨베이어 오븐(conveyor oven)은 해당 분야에 잘 알려져 있다. 전형적으로, 이런 오븐은 모터가 장착되는 컨베이어를 사용하여 음식물이 오븐을 통과하게 이송시키며, 여기에서 컨베이어 위쪽 및/또는 아래쪽에 위치하는 가열요소(heating element)가 음식물을 가열한다. 이런 오븐은 전형적으로 가열 효율(heating efficiency)에 관한 문제를 겪게 되는데, 이는 오븐 자체의 양 측면와 위쪽으로 통한 열 손실뿐만 아니라 오븐의 입구 및 출구를 통한 열 손실 때문이다. 또한, 현재 사용되고 있는 오븐에서는, 오븐 캐버티(oven cavity) 전체에 걸쳐서 가열 에너지의 불균일한 집중 때문에 음식물이 비효율적으로 가열되고 있다. 현재 사용되고 있는 오븐은 또한 사용 시간 내내 최대 용량으로 작동한다는 점에서 에너지를 많이 낭비하고 있다. 즉, 음식물이 조리되지 않는 긴 기간 동안에도 오븐이 최대 용량으로 작동한다. 본 발명은 현재 사용되고 있는 오븐의 이러한 모든 단점을 극복할 수 있다.

일 실시 예에서, 본 발명은 음식물의 가열을 위한 오븐을 제공한다. 상기 오븐은 컨베이어, 상기 컨베이어 위에 배치되는 복수의 가열요소, 및 상기 오븐의 상면에 연결되는 복수의 반사기;를 포함한다. 상기 반사기는 상기 컨베이어로부터 상기 가열요소의 맞은편에 배치된다.

상기 상면 또는 상기 오븐의 후드(hood)는 실질적으로 포물선 형상이거나 돔 형상일 수 있다. 상기 반사기는 상기 가열요소에서 나오는 열을 다시 상기 컨베이어 벨트와 음식물로 향하게 하여, 오븐의 효율을 극대화시킨다. 또한, 상기 반사기는, 상기 가열요소 자체의 길이를 따라 에너지가 균등하게 분포되어 오븐 캐버티 전체를 걸쳐서 균등한 가열 에너지를 제공하는 것을 도와준다.

본 발명은 또한 오븐의 작동방법을 제공한다. 상기 오븐의 작동방법은, 오븐 안의 온도를 감지하는 단계, 설정된 기간 안에 설정된 온도 변화가 감지되면, 정상 모드(normal mode)로 작동하는 단계, 상기 설정된 기간 안에 상기 설정된 온도 변화가 감지되지 않으면, 에너지 절약 모드(energy savings mode)로 작동하는 단계;를 포함한다.

상기 작동방법은 상기 오븐에 의한 불필요한 전력 소모를 방지한다. 제어기는 일정 기간 동안에 상기 오븐 안의 온도 변화가 없는지를 감지하는데 사용될 수 있는데, 이는 상기 일정 기간 동안에 음식물이 상기 오븐을 통과하지 않았음을 의미한다. 그러면, 상기 제어기는 상기 가열요소로 공급되는 전력을 줄이고 상기 컨베이어를 멈춘다. 그에 따라 상기 오븐이 사용되지 않을 때에 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있다. 사용자는 수동으로 상기 오븐을 다시 정상 모드(normal mode)로 설정할 수 있다.

본 발명은 또한 상기 가열요소로 공급되는 전력을 표시하는 제어기를 구비할 수 있다. 이런 제어기는 또한 상기 오븐의 일 측면에 위치할 수 있다. 전압을 식별하는 구성요소는 공급되는 전압을 감지할 수 있고 적절한 전압으로 조절하여 상기 가열요소로 공급할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 오븐의 정면 우측 방향의 사시도;

도 2는 전면 패널이 투명하게 처리된 도 1에 도시된 오븐의 정면 우측 방향의 사시도;

도 3은 도 1에 도시된 오븐의 내부를 보여주는 평면도;

도 4는 도 1에 도시된 오븐의 내부를 보여주는 정면도;

도 5는 도 1에 도시된 오븐의 우측면도;

도 6은 도 1에 도시된 오븐의 내부를 보여주는 정면도;

도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따르는 오븐의 내부를 보여주는 평면도;

도 8은 도 7에 도시된 오븐의 내부를 보여주는 분해 평면도; 그리고

도 9는 본 발명의 제어기의 논리흐름도이다.

도 1-6(특히, 도 1)을 참조하면, 본 발명의 오븐(10)은 상면(20; top surface), 전면(30; front surface), 우측(35; right side), 후면(40; rear surface), 좌측(45;left side), 및 컨베이어(50; conveyor)를 포함한다. 본 실시 예에서 사용되는 "오븐"이라는 용어는 열을 사용하여 음식물을 가열(heating), 조리(cook), 토스팅(toasting), 또는 이와 다른 처리를 할 수 있는 장치를 지칭한다.

우측(35)은 우측 개구(37; right side opening)를 더 구비하고, 좌측(45)은 좌측 개구(47; left side opening)를 구비하여, 컨베이어(50)가 두 개구(37, 47)의 축을 따라 위치하고 상기 두 개구를 지나도록 연장한다. 따라서, 사용자는 가열되거나 구워질 음식물을 좌측 개구(47) 근처의 컨베이어(50) 위에 위치시킬 수 있다. 음식물은 오븐(10) 내부에 위치하는 복수의 가열요소에 의해 가열되고(아래에서 설명될 것임), 우측 개구(37)로 나갈 수 있다.

오븐(10)의 상면(20)은 실질적으로 포물선 형상을 가질 수 있고, 컨베이어(50)를 덮는다. 특히 도 2를 참조하면, 상면(20)은 상면에 연결되는 복수의 반사기(22; reflector)를 구비한다. 오븐(10) 내부에는, 또한 복수의 위쪽 가열요 소(24)와 아래쪽 가열요소(26)가 있을 수 있다. 위쪽 및 아래쪽 가열요소(24, 26)는 가열요소를 제자리에 체결하는 두 브래킷(28; bracket)에 연결될 수 있다. 여기서 브래킷은 위쪽 및 아래쪽 가열요소(24, 26)의 양쪽 끝에 위치한다. 브래킷(28)은 도시된 바와 같이 전면 및 후면(30, 40)의 안쪽에 연결될 수 있거나 또는 상면(20)에 연결될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 위쪽 및 아래쪽 가열요소(24, 26)는 선형 전기 가열요소(linear electric heating element)이다.

반사기(22)는 일반적으로 상면(20)의 형상에 대응되는 형상으로 배치된다. 반사기(22)의 이런 배치는, 가열요소(24)에 의해 생성된 열 중에서 컨베이어(50)와 가열될 음식물에서 멀어지는 방향으로 진행하는 열을 그 방향에서 반사하도록 만들 수 있다. 또한, 반사기(22)는 위쪽 및 아래쪽 가열요소(24, 26)의 축을 따라 열을 균등하게 분포시키는 것을 도와주어, 오븐(10)의 캐버티 전체를 통하여 가열 에너지가 실질적으로 균등하게 분포된다. 이는 오븐(10)의 전체적인 효율을 향상시킨다.

컨베이어(50)는 그 길이를 따라 배치되는 다수의 지지 롤러(52; support roller)를 더 구비하여, 가열될 음식물을 지지하고 음식물이 오븐(10)를 통과하도록 이송시킬 수 있다. 컨베이어(50)는 또한 추가적인 지지를 제공하기 위한 추가 브레이스(58; additional brace)를 구비할 수 있다. 지지 롤러(52)는 우측 드라이버(54)와 좌측 드라이버(56)에 작동 가능하게 연결되고, 좌/우측 드라이버(54, 56) 는 지지 롤러(52)를 회전시킨다. 특히 도 4를 참조하면, 우측 드라이버(54)는 스텝퍼 모터(60; stepper motor)에 작동 가능하게 연결된다. 스텝퍼 모터(60)는 동력원(미 도시)에 작동 가능하게 연결된다. 도시된 실시 예에서, 우측 드라이버(54)는 벨트를 사용하여 스텝퍼 모터(60)에 연결된다. 그러나 이에 한정되지 않고 본 발명에 따라, 우측 드라이버(54)와 그에 따라 지지 롤러(52)를 회전시키는 다른 수단도 고려될 수 있다.

특히 도 2를 참조하면, 오븐(10)은 또한 제어기(70; controller)를 구비할 수 있다. 제어기(70)는 위쪽 및 아래쪽 가열요소(24, 26)로 공급되는 전력 양을 규제하는 솔리드 스테이트 릴레이(solid state relay)를 작동시킨다. 제어기(70)는 오븐(10)에 공급되는 전압을 측정할 수 있고 정확한 전력으로 조절하여 위쪽 및 아래쪽 가열요소(24, 26)에 공급할 수 있다. 따라서 본 발명은 사용자 측에 있는 서로 다른 전압을 조정(interface)하기 위한 서로 다른 모델의 유닛을 제조함으로써 발생되는 제조비와 인건비를 상당히 줄일 수 있다.

제어기(70)가 본 장치가 사용중이 아님을 감지했을 때, 제어기(70)는 또한 위쪽 및 아래쪽 가열요소(24, 26)와 컨베이어(50)로 공급되는 전력 양을 규제하는데 사용될 수 있다. 음식물이 오븐(10)에 배치될 때에는, 오븐 캐버티 내부의 온도는 상당히 떨어진다. 제어기(70)는 설정된 기간 동안 오븐(10)의 내부 온도에 급격한 변화가 없는 때를 감지할 수 있는데, 이는 그 기간 동안 오븐(10) 안에 위치하 는 음식물이 없다는 것과 오븐(10)이 활동적으로 사용되고 있지 않음을 의미한다. 그러면, 에너지 절약 모드 동안에, 제어기(70)는 위쪽 및 아래쪽 가열요소(24, 26)로 공급되는 전력 양을 줄일 수 있고, 또한 컨베이어(50)를 멈출 수 있다. 이런 과정은 현재 사용되고 있는 오븐에 비하여 본 발명에 따르는 오븐(10)의 에너지 효율을 향상시킨다. 또한, 사용자가 직접 오븐을 전력 절약 모드로 위치시켜야만 하는 현재 사용되고 있는 오븐의 전력 절약 특성과는 다르게, 본 발명의 전력 절약 모드는 자동으로 실행된다. 작업자는 버튼 또는 파워 스위치와 같이 제어기에 있는 회복 특성(recovery feature)을 활성화시킴으로써 오븐(10)을 최대 작동 모드(full operation mode)로 회복시킬 수 있다. 오븐(10) 내부의 온도가 최대 작동 레벨로 회복하는데 일정 시간이 필요하기 때문에, 사용자가 회복 특성을 활성화시킬 때에 제어기(70)는 초기에 최대 작동 모드에서 통상적으로 사용되는 속도보다 더 느린 속도로 컨베이어(50)를 재시동(restart)한다. 이는 오븐(10)이 회복 과정에 있는 동안에도 음식물이 원하는 대로 충분히 조리되거나 구워지게 만들며, 오븐(10)이 여전히 회복 과정에 있더라도 사용자가 오븐(10) 안에 음식물을 위치시킬 수 있도록 만든다. 따라서, 이런 특징은 오븐이 최대 작동 모드로 복귀하는 것을 기다리면서 낭비되는 시간에 의해 발생하는 비용을 줄이게 된다. 일단 제어기(70)가 오븐(10) 내부의 온도가 최대 작동 레벨에 있는 것을 감지하면, 제어기(70)는 컨베이어(50)의 속도를 통상적인 레벨로 증가시킨다.

도 9를 참조하면, 전술한 과정의 논리흐름도가 도시된다. 단계 (1)에서, 사 용자는 에너지 절약 모드 동안의 가열요소(24, 26)에 대한 에너지 감소량을 미리 설정(preset)할 수 있다. 이런 설정은 온도 및/또는 듀티 사이클(duty cycle)의 감소량을 설정함으로써 이루어질 수 있다. 사용자는 또한 정상 작동 모드(normal operating mode)에서 원하는 오븐(10)의 온도도 설정할 수 있다. 그리고 나서 단계 (2)에 도시된 바와 같이, 사용자는 컨베이어(50)의 속도 감소량을 미리 설정할 수 있다. 이런 파라미터(parameter)들은 로우-레벨 프로그래밍 메뉴(low-level programming menu)를 사용하여 설정될 수 있다. 단계 (3)에 도시된 바와 같이, 사용자는 수동으로 에너지 절약 모드를 활성화시킬 수 있다. 일단 에너지 절약 모드가 활성화되면, 단계 (5)에 도시된 바와 같이, 컨베이어(50)의 속도는 단계 (2)에서 설정된 값으로 감소하고, 가열요소(24, 26)에 의한 에너지 소비는 단계 (1)에서 설정된 레벨로 줄어든다. 단계 (6)에 도시된 바와 같이, 사용자는 그 후에 수동으로 에너지 절약 모드를 비활성화시킬 수 있다. 그러면 단계 (8)에 도시된 바와 같이, 제어기는 가열요소(24, 26)에 에너지를 공급함으로써 오븐 캐버티의 온도를 올리고, 오븐 내부의 온도가 단계 (1)에서 설정된 정상 작동 모드의 온도로 복귀하는 동안에 컨베이어(50)의 속도를 천천히 증가시킨다. 이와는 다르게, 단계 (4)에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 기간 동안에 온도 변화가 없어서 오븐으로 들어오는 음식물이 없음을 의미하는 경우에 제어기(70)는 자동으로 에너지 절약 모드로 진입할 수 있다. 그러면 제어기(70)는 단계 (5)에서 설명한 바와 같이 가열요소(24, 25)로 공급되는 전력을 줄이고 컨베이어(50)의 속도를 떨어뜨린다. 음식물이 컨베이어에 배치되어 오븐 캐버티의 온도를 떨어뜨리는 경우에, 단계 (7)에 도시된 바 와 같이, 제어기는 자동으로 오븐을 에너지 절약 모드에서 벗어나게 한다. 그러면 단계 (8)에 대하여 전술한 바와 같이, 제어기는 오븐 캐버티의 온도를 올리고 오븐 캐버티의 온도가 정상 작동 모드에서 설정된 온도로 증가하는 동안 벨트 속도를 천천히 증가시킨다.

도 1-6을 참조하면, 오븐(10)은 또한 팬(80; fan)을 구비한다. 팬(80)은 공기를 오븐(10)의 캐버티 전체로 순환시키는데 사용될 수 있다. 이는 전체적인 오븐의 가열 효율을 향상시킨다. 도 2를 참조하면, 팬(80)은 공기를 전면 캐버티(32; front cavity) 쪽으로 송풍시킬 수 있다. 전면 캐버티(32)는 전면(30)과 오븐(10)의 주(main) 캐버티 사이에 배치될 수 있다. 팬(80)에 의해 공기는 복수의 하부 순환 구멍(33)을 통과하여 순환될 수 있다. 하부 순환 구멍(33)은 전면 캐버티(32)의 하단부에 위치할 수 있다. 팬(80)에 의해 순환되는 공기는 전면 캐버티(32)을 통과하여 상면(20) 부분에 있는 오븐의 꼭대기까지 진행할 수 있으며, 여기에 복수의 상부 순환 구멍(34)이 있을 수 있다. 그리고 나서 팬(80)에 의해 순환되는 공기는 상부 순환 구멍(34)을 통하여 오븐(10)의 주 캐버티로 진입할 수 있다. 따라서 오븐(10)의 주 캐버티 내부의 공기는 일정하게 순환될 수 있으며, 이는 대류에 의해 주 캐버티 전체에 걸쳐서 균일한 열 분포를 도와준다. 또한 대응되는 하부 및 상부 순환을 갖는 미 도시된 후면 캐버티(rear cavity)가 있을 수 있다. 그에 따라 팬(80)에 의해 순환되는 공기는 양 측면에서 오븐(10)의 주 캐버티로 진입한다.

또한, 팬(80)에 의해 순환되는 공기의 적어도 일부는 각각 우측 통기공(39; right vent) 및 좌측 통기공(49; left vent)에서 우측 개구(37) 및 좌측 개구(47) 위로 오븐(10)의 우측 및 좌측을 빠져나간다. 팬(80)은 통기공(39, 49)에서 공기 커튼(air curtain)이 형성되도록 충분한 힘으로 공기를 순환시킨다. 통기공(39, 49)에 형성되는 공기 커튼은 다시 오븐(10)의 캐버티 쪽으로 향하게 되어, 캐버티 내부의 가열된 공기가 주변 대기로 빠져나가는 것을 방지한다. 이는 가열된 공기가 오븐 캐버티에서 손실되는 것을 방지하여 오븐(10)의 전체적인 효율을 향상시킬 수 있는 또다른 특징이다.

도 7, 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시 예의 오븐(110)이 도시되었다. 후술될 특징을 제외하고는, 제2실시 예의 오븐(110)은 앞선 실시 예의 오븐(10)과 동일하다.

오븐(110)은 가열요소(124)를 구비한다. 오븐(10)의 선형 가열요소(24)와는 다르게, 오븐(110)의 가열요소(124)는 하나의 카트리지-타입 코일 가열요소(cartridge-type coiled heating element)이다. 가열요소(124)는 제1단(125)과 제2단(126)을 구비하고, 이는 가열요소 브래킷(127; heating element bracket)에 연결될 수 있다. 이런 조립체는 장착 브래킷(128; mounting bracket)에 연결될 수 있고, 장착 브래킷(128)은 후면(140)의 안쪽에 연결될 수 있다. 이런 특징은 다른 종류의 가열요소를 사용하는 것에 의해 발생하는 조립 비용 및 배선 비용을 상당히 줄일 수 있다.

이와 같이 본 발명의 바람직한 형태를 참조하여 본 발명이 설명되었으며, 첨부된 청구항에 한정된 바와 같은 본 발명의 범위를 이탈하지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음은 자명하다.

Claims

음식물의 가열을 위한 오븐으로서,

컨베이어;

상기 컨베이어 위에 배치되는 복수의 가열요소; 및

상기 오븐의 상면에 연결되는 복수의 반사기;를 포함하고,

상기 반사기는 상기 컨베이어로부터 상기 가열요소의 맞은편에 배치되는 것을 특징으로 하는 오븐.
제1항에 있어서,

상기 상면은 실질적으로 포물선 형상인 것을 특징으로 하는 오븐.
제2항에 있어서,

상기 반사기는 실질적으로 상기 상면의 형상을 따라 대응되게 배치되는 것을 특징으로 하는 오븐.
제1항에 있어서,

상기 컨베이어의 속도를 변화시키는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오븐.
제1항에 있어서,

상기 가열요소에 공급되는 에너지 양을 변화시키는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오븐.
제1항에 있어서,

상기 오븐 안에 배치되고, 상기 오븐 안에서 공기를 순환시키는 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오븐.
제6항에 있어서,

상기 컨베이어가 관통하는 제1, 2개구; 및

상기 제1, 2개구 각각에 인접하게 배치되는 제1, 2통기공;을 더 포함하고,

상기 순환되는 공기의 적어도 일부는 상기 제1, 2통기공을 통과하는 것을 특징으로 하는 오븐.
오븐 안의 온도를 감지하는 단계;

설정된 기간 안에 설정된 온도 변화가 감지되면, 정상 모드(normal mode)로 작동하는 단계; 및

상기 설정된 기간 안에 상기 설정된 온도 변화가 감지되지 않으면, 에너지 절약 모드(energy savings mode)로 작동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오븐의 작동방법.
제8항에 있어서,

상기 에너지 절약 모드에서, 상기 오븐 안에 배치되는 가열요소로 공급되는 에너지를 줄이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오븐의 작동방법.
제8항에 있어서,

상기 에너지 절약 모드에서, 상기 오븐 안에 배치되는 컨베이어의 속도를 줄이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오븐의 작동방법.