KR20130103769A

KR20130103769A - 압력솥 전용 압력 감지 시스템

Info

Publication number: KR20130103769A
Application number: KR1020137014542A
Authority: KR
Inventors: 폴크하르트 피슬러
Original assignee: 휘슬러 게엠베하
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2013-09-24
Also published as: JP2013545978A; RU2543595C2; DE202011003293U1; EP2637531A1; US9177460B2; DE102010051060A1; JP5610363B2; DE102010051060B4; EP2637531B1; CN103220948A; RU2013126690A; WO2012062657A1; US20130249698A1; CN103220948B; KR101472236B1; ES2531048T3; HK1184351A1

Abstract

본 발명은 압력솥 전용 압력 감지 시스템을 설명하는 것으로 압력솥 내부의 압력 데이터가 센서(17)로 감지되면서 센서(17)와 연결된 컴퓨터 유닛(16)과 디스플레이(3, 4)가 연결되어 있는데, 컴퓨터 유닛(16)은 센서(17)에서 전달되는 측정치를 평가하는 기능을 하며 적어도 첫 임계치(S1)가 달성된 경우, 이를 감지하는 역할을 한다. 사용에 따른 마모량을 확인하기 위해, 컴퓨터 유닛(16)은 첫 임계치(S1)가 달성되는 경우 계속해서 카운팅 될 수 있도록 설계되어 있으며 사전에 설정된 수치가 달성된 경우 디스플레이(3, 4)에 메시지를 표시하도록 고안되었다.

Description

압력솥 전용 압력 감지 시스템{PRESSURE DETECTION SYSTEM FOR A PRESSURE COOKER}

본 발명은 압력솥 전용 압력 감지 시스템에 관한 것으로 압력솥 내부에 있는 압력 데이터를 센서로 감지하는 것이며, 센서에는 컴퓨터 유닛과 표시기/디스플레이가 연결되어 있다. 컴퓨터 유닛은 센서에서 전달된 측정치를 평가하고 최소한 첫 임계치에 달성하거나 초과 또는 하회하는 경우 이를 평가하기 위한 것이다. 이 때 압력 감지 시, 일반 압력측정방법으로 이루어질 필요가 없다. 압력솥 내부의 압력을 감지함으로써 임의의 단위로 센서측정치가 감지된다는 것은 압력솥 내부 압력을 정확하게 명시하지 않더라도 일정한 단위로 분류되어 센서에서 확인된다는 것을 의미한다.

전문용어로 증기압력솥이라고도 하는 압력솥의 경우 요리할 재료와 액체를 솥에 넣어 증기가 세어나올 수 없도록 잠근 후 열을 가하게 된다. 압력솥이 가열되는 경우 솥 안에 있는 액체 또는 물이 증발 하게 된다. 이에 따라 압력솥에 압력이 올라가게 된다. 음식물의 가열시간은 압력솥 내부의 증기압력이 일정 구간으로 유지되면서, 즉 "익힘 시작" 및 "압력 과다" 구간 사이에서 결정된다.

이와 같이 압력솥의 내부압력을 감지하고 임계치 "익힘 시작" 기준에 도달하는 경우의 카운터(counter) 또는 타이머(timer)를 작동시키는 원리가 적용된 상기에 설명된 압력 감지 시스템은 이미 알려진 기술이다.

DE 92 06 061 U1의 경우에서는 압력 표시기가 내장 압력솥을 설명하고 있는데, 압력 표시기가 있는 뚜껑에 단시간 카운터(short time counter)가 있고, 이는 요리시간을 확인하기 위한 장치를 내장하고 있다. 압력 표시기에서 표시되는 위치에 반응하는 장치를 내장하여 사전에 설정된 요리시간의 경과를 억제하고, 사전에 설정된 요리시간이 경과한 후 신호발신기(signal actuator)가 작동되는 기술이다. 여기에 압력 표시기는 영구자석을 갖고 있어서 압력 표시기의 위치가 자기장을 전자기적으로 작동하는 장치에 의해 표시된다. 단시간 카운터는 사전에 설정된 압력 단계를 달성한 후(15) 시작되는데(압력 표시기의 위치에 따라), 이 때 설정된 압력이 일시적으로 하회하는 경우, 설정된 요리시간이 중단된다.

유사한 측정 원리가 EP 0 587 532 B1에서도 설명되는데, 여기서는 압력솥용 안전 밸브에 관한 것으로 밸브 하우징이 있으면서 축방향으로 이동이 가능하도록 설치되어 있고 밸브 스프링에 의해 작용하는 압력핀이 소개되어 있다. 압력핀에는 막대 자석이 설치되어 있는데 이는 압력핀과 함께 압력솥에 존재하는 압력에 따라 이동을 하는 원리를 갖는다. 막대 자석의 이동은 홀 센서(Hall Sensor)로 감지가 되는데, 이는 막대 자석의 자기장을 측정하는 역할을 한다. 홀 센서에서 확인되는 전압이 압력솥 내부의 압력과 비례하기 때문에, 안전 밸브를 통해 기본적으로 어떠한 압력도 영(0)과 상한 한계압력 사이에 있는 경우 측정이 가능하다. 이러한 위치 센서의 신호는 임의 제어 단위를 조절하기 위한 제어신호로도 사용이 가능하다.

이러한 압력솥의 문제는 압력솥 대부분이 일부 안전에 영향을 미치는 소모성 부품(5)을 갖고 있다는 점이다. 안전기능을 갖는 소모성 부품은 정기적 간격으로 교체되어야 압력솥의 기능이 보장이 된다. 이러한 안전관련 소모성 부품에는 특히 솥뚜껑에 장착된 실링링(Sealing ring)이 포함되는데, 이는 압력솥과 뚜껑의 밀폐기능을 하는 역할을 한다. 실링링은 일반적으로 실리콘이나 니트릴 고무(NBR)로 제작된다. 이 두 재료의 단점은 사용 및/또는 노후화에 따라 특성이 변형된다는 것이다. 이에 따라 실링 링의 빈번한 사용으로 인하여 노후화가 된 경우, 안전장치는 더 이상 기대되는 압력수준을 유지하지 못하거나 압력 과다 수준에만 반응하게 된다. 그리고 그러한 경우 압력솥에 압력과다현상이 일어나도 압력 해소 기능이 더 이상 안전하게 작동하지 못할 수도 있다. 이러한 현상은 최악의 경우 높은 압력에서 뚜껑이 이탈되는 현상을 야기시켜 위험한 상황에 이르게 할 수 있다.

일반적으로 압력솥의 소모성 부품이 보통 너무 오래 사용되고 너무 늦게 교체된다는 사실이 밝혀졌다. 그 이유는 소비자가 보통 언제 압력솥을 구매했고, 언제 마지막으로 실링 링을 교체했는지 기억하지 못하기 때문이다.

따라서 본 발명의 과제는 사용자가 이용기간 및/또는 압력솥의 이용빈도에 따라 소모성 부품의 교체를 알리는 서비스 기능을 포함하는 것이다.

이러한 과제는 발명에 따라 압력솥 전용 압력 감지 시스템에 청구항 1의 특징을 포함하여 해결이 된다. 여기서 특히 압력감지시스템의 컴퓨터 유닛이 마련되어 있으며, 이는 센서에서 전달된 측정치를 평가하고 최소한 첫 임계치에 달성하거나 초과 또는 하회하는 경우 카운터가 계속 해서 숫자를 세고, 사전에 정의한 카운터의 수치가 달성된 경우, 표시기에 (상징, 점등 램프, 경보음 등의 형태) 정보를 주도록 하는 것이다. 첫 임계치를 선정할 때, 압력솥 내부의 압력증가로 인하여 압력솥의 가열이 이루어졌음을 알려주는 경우로 선택할 수가 있다. 일반적으로 이러한 경우는 요리를 할 때 발생하기 때문에, 카운터로 압력솥의 요리 진행과정을 확인하여 정해진 수치 또는 조절이 가능한 수치를 한계치로 잡아 소모성 부품의 교체가 필요한 경우, 디스플레이 표시 기준으로 정할 수가 있다.

가령 압력솥을 세척할 때와 같이 센서의 측정값이 외부 요인으로 인하여 잘못 카운팅(wrong counting)되는 것을 막기 위해 컴퓨터 유닛은 발명의 바람직한 발전을 통해, 첫 임계치가 일정한 (첫) 기간 동안 중단 없이 달성됐는지 점검하여, 카운터가 첫 임계치를 중단없이 달성된 후 계속 카운팅하도록 고안할 수 있다. 이 기간은 몇 초 또는 몇 분에 이를 수 있고, 바람직한 기간은 10초에서 1분 사이로 가령 15초 또는 25초로 설정할 수 있다. 이에 따라 압력시스템에 내장된 소모성 부품 표시기의 신뢰성을 확실하게 높일 수가 있다.

실리콘이나 니트릴 고무로 된 실링 링이 압력솥의 사용량과 무관하게 노후화 정도에 따라 낡고, 상황에 따라 안전기능이 더 이상 충족되지 못할 수 있다. 때문에, 컴퓨터 유닛은 발명에 따른 또 다른 예로(5) 압력감지 시스템의 다른(두 번째) 기간의 초기화 및 경과 후, 표시기에 소모성 부품의 교체 메시지를 나타나게 할 수도 있다. 시스템의 초기화는 처음 가동하는 경우, 배터리를 처음 사용하는 경우 및/또는 사용자가 버튼 또는 여러 개의 버튼 조합으로 초기화 기능을 작동하는 경우 등을 의미한다. 두 번째 기간은 일반적으로 첫 번째 기간보다는 더 오래 걸리며, 보통 1년에서 3년 사이로 설정되어 있다. 발명에 따라 약 2년이라는 기간을 설정할 수가 있다.

이러한 정보가 배터리 교체 등의 작업으로 인하여 유실 되지 않도록 최근 카운터 수치와 두 번째 기간의 최근 경과 기간이(이미 경과된 시간을 저장하거나 두 번째 기간까지의 잔여 시간을 저장하는 시간) 임시 메모리가 아닌 압력감지 시스템의 에너지공급과는 무관한 플래시 메모리 등으로 영구 저장될 수가 있다. 리셋은 이미 별도의 초기화 기능으로 이루어진다.

압력감지 시스템은 임계치 달성을 알릴 뿐만 아니라, 지속적으로 유지될 수 있도록 컴퓨터 유닛은 발명에 따라 이미 설명된 첫 임계치 또는 두 번째 임계치를 달성하는 경우 임계치 상태 신호를 생성하고, 임계치를 이력값(Hysteresis value)에서 제한 후 더 이상 달성되지 않는 경우 신호를 취소하도록 설정될 수가 있다.

이러한 이력값의 기능을 간략하게 예시를 통해 설명하고자 한다. 센서의 측정값이 일정한 임계치를 상회하는 경우, 임계치 상태 신호가 압력이 상승하는 경우 압력감지시스템이 작동된다고 가정해보자. 그런 다음 압력 임계치 상태 신호는 압력이 이력값만큼 감소되어 떨어진 경우 취소된다고 하자. 이렇게 해서 임계치 상태 신호가 계속해서 켜지고 꺼지는 현상을 방지할 수가 있다. 물론 이러한 이력값은 처음 압력이 떨어지는 그 반대의 현상에 대해서도 접목이 가능하다.

본 발명의 바람직한 사례로 압력감지 시스템에 타이머가 내장되어 첫 번째 또는 특히 두 번째 임계치가 달성되는 경우 타이머가 작동되며, 사전에 설정된 시간이 경과하게 되면 타이머에서 경과신호를 울리는 기능을 갖게 된다. 타이머에 설정된 시간은 발명에 따라 사용자 인터페이스를 통해 사용자 입력으로 설정될 수가 있다. 간단한 구현 방법으로는 타이머를 컴퓨터 유닛에 접목하는 방법이 있다.

발명에 따라 컴퓨터 유닛은 임계치를 달성하는 경우 및/또는 임계치 상태 신호를 생성하는 경우 신호표시 및/또는 신호음을 통해 표시를 할 수가 있다. 신호음은 피에조 요소로 생성된 음이나 일련의 멜로디 신호일 수 있으며, 멜로디 신호의 경우 간단한 구현 방법을 통해 컴퓨터 유닛으로 제어될 수가 있다.

압력솥과 연관하여 특히 바람직한 발명의 예는 하기에 설명된 임계치를 설정하고, 신호음 또는 신호표시로 표시하는 방법이 있다.

발명에 따라 카운터와 연결되어 마모의 정도를 알리는 첫 임계치는 예열 단계의 리셋 포인트(reset point)에 해당될 수 있다. 이는 압력솥의 압력이 숙성압력 직전에 임박했다는 것을 나타내며, 숙성 시작을 알리는 기능을 할 수 있다. 조기에 리셋 세팅이 되어 압력솥 안의 압력이 너무 과다하게 올라가지 않도록 방지할 수 있다.

두 번째 임계치(숙성시작)는 숙성압력이 도달할 때 규정될 수 있다. 이 임계치도 역시 바람직한 경우 신호음으로 표시될 수 있다. 이 임계치가 숙성 시작을 함께 의미하기 때문에 압력감지시스템에 타이머가 내장된 경우와 두 번째 임계치가 도달되는 경우 타이머도 시작된다.

세 번째 임계치는 너무 높은 압력이 도달되는 경우 알려주며, 바람직한 경우 신호음으로 알려준다.

사용자가 별도의 신호표시 없이 신호음만으로도 각 임계치가 달성되었다는 것을 확인할 수 있기 위해 발명에 따라 각 임계치가 도달될 때 다른 신호음 멜로디를 가질 수가 있다. 이는 컴퓨터 유닛으로 제어되는 피에조 신호음으로 쉽게 구현된다.

또 다른 방법으로 압력솥에 압력이 없어도 압력감지시스템의 센서가 압력솥에 제대로 설치되었다고 알려주는 또 다른 임계치가 규정될 수가 있으며, 이런 경우 그 임계치는 리셋된 임계치의 역할을 하게 된다. 이러한 임계치의 평가는 컴퓨터 유닛에 의해 작동준비표시기로 사용할 수 있다.

또 다른 옵션으로 전문에 언급된 신호음과는 별도로 시각적 표시기에 신호표시가 생성될 수가 있으며, 이 때 신호표시는 바람직한 방법으로 각 임계치가 도달된 후 다음 임계치가 도달될 때까지 또는 이 임계치가 더 이상 도달될 때까지 나타내는 방법으로 구현될 수 있다. 이는 특히 임계치 상태 신호에 따라 신호표시를 생성하도록 하면 간단하게 구현될 수 있다. 상황에 따라 각 신호표시는 각 임계치가 달성되는 경우 켜지고, 다른 임계치가 달성되는 경우 또는 더 이상 달성되지 않는 경우 꺼질 수 있다.

각 임계치 상태 신호를 표시하기 위한 특히 바람직한 예로는 표시기를 여러 컬러로 구현하는 것이며, 특히 다양한 컬러의 LED를 압력감지 시스템에 접목시키는 것이다.

발명에 따라 압력 감지 시스템은 두 개의 표시기를 가질 수 있으며, 이때 한 개의 표시기는 LC 디스플레이 (LCD) 형태를 띨 수 있고, 다른 표시기는 여러 컬러의 LED-소자를 가질 수 있다. 이에 따라 임계치 상태 신호와 함께 소모상태 또는 잔여 요리시간 등 LCD 디스플레이에 여러 컬러의 LED가 점등되면서 정보를 나타낼 수 있다.

발명의 또 다른 측면을 고려하여 최소한 한 개의 임계치, 일정 시간 및/또는 컴퓨터 유닛에서 사용 가능한 계산단위가 조절 가능하다. 가령 압력 감지 시스템에 버튼이 있는 사용자 인터페이스가 있을 수 있으며, 이것으로 가열판(글래스 세라믹 커버가 있는 가열판, 가스레인지, 인덕션 가열판 또는 주방용 단체 가스레인지)을 입력할 수가 있다. 가스레인지와 인덕션 가열판의 가열특성이 비슷하기 때문에 별도로 분류할 필요는 없다. 이런 경우, 컴퓨터 유닛에서는 가열판에 따라 임계치가 설정된다. 이를 위해 임계치는 고정되며 LUT(Look-Up-Table) 형태 등으로 각 가열판이 컴퓨터 유닛에 저장될 수 있다. 이는 특히 예열 단계에서 리셋 포인트를 나타낼 때, 첫 임계치의 경우 의미 있다. 왜냐하면 가열판의 후가열이 조리대의 종류에 따라 결정되기 때문이다. 따라서 리셋 후 후가열이 오래 걸릴수록, 조리대에서의 가열 리셋은 빠를수록 좋다.

또 다른 조절가능한 입력은 각기 다른 재료로 만들어져서 마모량도 다른 실링 링이 될 것이다. 이에 따라 소모정도를 알려주는 두 번째 기간 및/또는 소모 표시기의 카운터 값이 임계치에 따라 또는 별도의 입력을 통해 조절 가능하도록 구현되어, 실링 재료, 조리대 종류 및/또는 기타 영향 요인을 소모량에 반영시킬 수 있다.

앞서 언급된 기타 기능들은 발명에 따라 컴퓨터 유닛에 접목되거나 다양한 독립 모듈이나 컴퓨터 유닛/프로세서로 분류될 수 있다. 비용측면에서는 한 컴퓨터 유닛이 모든 기능을 수용하여 센서신호의 평가와 표시기 제어를 담당하는 것이 유리하다.

압력감지 시스템의 센서로는 기본적으로 다양한 센서 종류를 적용시킬 수 있다. 그 중 압력솥의 압력을 직접적으로 측정하는 센서 종류가 있을 수 있다. 이는 솥의 안쪽에 장착되는 압력센서 또는 온도 센서일 수 있으며, 가령 증기온도를 측정하는 역할을 할 수 있다. 증기온도는 보통 압력솥에 존재하는 압력에 따라 좌우된다.

특히 바람직한 실시형태로는 압력감지 시스템의 센서가 간접적으로 압력솥의 압력을 확인하는 것일 수 있다. 이 때 특히 압력솥 내부와 연결되는 압력표시장치가 구현되어, 압력솥 내부에 존재하는 압력에 따라 표시기의 위치가 변화되어 시각적/기계적으로 사용자에게 압력솥의 압력을 알려주는 방법이 있다.

이와 같은 경우 특히 바람직한 것은 압력 감지 시스템이 센서를 포함한 압력 감지 장치, 컴퓨터 유닛과 표시기가 하우징에 설치, 시각적 압력표시장치가 별도의 하우징에 구현, 시각적 압력표시장치가 압력솥에 설치 가능하여 압력솥 내부의 온도를 알려주는 경우가 된다. 압력감지 장치는 바람직한 경우 시각적 압력표시장치에 접목되어 압력 확인센서가 시각적 압력표시장치의 위치를 확인하는 방법 등으로 함께 작용하는 경우이다.

이러한 경우 시각적, 전자 축전지형, 전자 인덕션형 또는 전자기적, 자기적 측정방법 등을 생각해볼 수가 있다.

발명의 아주 바람직한 실행형태로 시각적인 압력 표시장치에 축방향으로 이동 가능한 핀이 구현되어 있으며, 이는 자기 또는 마그네틱성 소자를 갖고 있다. 이때 핀은 압력솥 뚜껑의 홈에 정렬되어 평상시에는 홈을 밀폐해주지만, 압력이 증가하는 경우 핀이 압력으로 인해 스프링 등으로 축방향 이동하게 되는 모습을 보인다. 압력감지 시스템은 센서가 축방향으로 핀 위에 정렬되도록 시각적 압력표시장치로 구현가능하며, 이 때 센서는 바람직한 경우 자기장 센서일 수 있다. 이러한 자기장센서는 가령 홀 센서(hall sensor)일 수 있으며, 이는 자기 소자의 거리에 따라 변형되는 자기장을 감지하게 되며, 그 결과 압력솥 내부 압력에 따라 변형되는 측정치를 생성해주게 된다. 이러한 구현 형태는 압력감지 시스템을 간단한 방법으로 다양한 형태의 압력솥에 압력표시장치로 접목이 가능하기 때문에 유연성이 높다고 볼 수가 있다. 그 밖에도 압력솥 뚜껑에 설치되는 압력표시장치는 쉽게 추가설치가 가능하기 때문에, 발명에 따른 압력감지 시스템은 전체적으로 추가설치를 할 수가 있다.

설계상 매우 쉽고 신뢰성이 높은 실시형태의 압력표시장치 및 압력감지장치가 각각 다른하우징에 설치된 압력감지 시스템은 핀이 압력표시장치 안의 링 속에서 축방향으로 이동이 가능하도록 구현되며, 압력솥의 내부 압력이 올라가는 경우 핀이 압력표시장치 링 밖으로 돌출되는 형태이다. 이에 따라 사용자는 압력솥의 압력을 확인할 수가 있으며, 동시에 발명에 따른 압력감지장치의 자기장에도 영향을 미치게 된다.

발명에 따라 기술적으로 쉽고 간단하게 각 조리단계를 나타내기 위해, 압력표시장치의 링은 회전 가능하도록 압력솥 뚜껑에 장착된 하우징, 즉 기본 플레이트 등에 설치되어 있을 수 있으며, 링이 기본 플레이트 기준으로 회전하면서 핀의 반응력(리셋 힘)을 조절할 수 있도록 구현시킬 수 있다. 리셋 힘을 생성하기 위해서는 간단한 방법으로 스프링이 적용될 수가 있으며, 리셋 힘은 스프링의 프리텐션에 변형을 줌으로써 조절이 되지만, 동시에 압력표시장치에서 핀이 돌출되는 거리(스트로크)는 변함이 없게 된다. 즉, 압력표시장치의 링을 돌려서 압력솥의 압력값이 달라지더라도 스트로크는 동일하게 된다는 것이다. 핀의 스트로크에 따라 결정되는 설정 임계치는 결국 영향을 받지 않게 되며, 설정 임계치는 서로 다른 압력솥 내부 압력값을 의미하게 된다. 이에 따라 압력감지 장치는 발명에 따라 각 조리단계를 따로 조정할 필요 없이 동일한 방법으로 작동하게 된다.

압력감지장치의 매우 간단한 구현형태는 압력표시장치에 있는 링의 직경에 맞춰서, 두 개의 반원형 링형 고정암이 설치되는 경우이다. 여기에 반원형 고정암은 일단 유연한 형태로 구현하여 압력표시장치의 링에 장착이 되며, 압력감지 장치에 로킹(locking)될 수 있어야 한다. 특히 센서가 발명에 따라 반원형 고정암의 축방향 중심부에 정렬되어 있는 경우, 압력감지 장치는 어떠한 회전 포지션에서도 링 위에 고정될 수가 있으며, 이에 따라 압력감지장치의 조작능력은 사용자에게 편리하도록 개선될 수 있다.

상황에 따라 A/S 직원에 의해 압력 감지 시스템의 부품 중 노후화된 자기장 센서 등의 교체를 용이하게 하기 위해, 컴퓨터 유닛은 발명에 따라 일정 입력을 완료한 후 조정 모드로 전환이 가능하도록 하여 한 개 또는 여러 임계치를 설정할 수 있어야 한다. 이러한 조정 모드는 사용자 인터페이스의 버튼 조합 등으로 전환 가능하다.

발명에 따른 또 다른 압력감지 시스템으로는 압력감지 시스템에 컴퓨터 유닛과 통신모듈이 결합될 수 있으며, 이 통신모듈은 조리판 또는 가열 조절장치 등과 무선통신이 가능하도록 구현될 수 있다. 이런 경우 바람직한 실시 형태로 컴퓨터 유닛은 임계치가 도달하는 경우, 조리대 또는 가열 조절장치에 메시지를 전송하게 된다. 이에 따라 가열온도가 자동으로 조절될 수 있으며, 조리과정에서 원하는 압력으로 압력솥이 유지될 수 있다. 이는 에너지가 최적화된 조리형태를 의미할 뿐 아니라, 임계치가 초과되어 압력이 너무 높아지는 경우 바로 조절을 해주기 때문에 안전기능도 의미하게 된다. 압력솥의 과열로 소모성이 높아지기 때문에, 이에 따라 소모량도 감소될 뿐만 아니라 소모량 표시의 신뢰도도 높일 수 있게 된다. 이러한 신호는 자동 조리과정의 제어 또는 조절에서도 접목되어 최상의 조리압력을 유지, 더 좋은 요리결과를 얻는데 도움이 된다.

본 발명의 또 다른 장점, 특징 및 응용 방법은 다음의 실시예와 도식에서 소개된다. 이때 설명된 도식적 특징들은 모두 청구항 요약본과 예시와는 별도로 본 발명에서 임의로 조합될 수 있다.
도식도에는 다음과 같은 내용을 확인할 수가 있다:
도 1: 압력감지장치와 발명에 따른 압력감지 시스템의 입체도
도 2: 발명에 따른 압력감지 시스템과 압력감지 장치 및 압력표시장치에 대한 입체도
도 3: 압력감지 장치의 단면도, 및
도 4: 압력표시장치의 단면도.

도 1에는 압력감지 시스템(1)의 압력감지 장치(2)가 묘사되어 있으며, 여기에는 압력솥의 소모성 부품에 대한 소모표시기가 본 발명의 핵심으로써 구현되어 있다. 또한 압력감지 시스템(1)에 형성된 압력감지 장치(2)만으로도 본 발명을 나타내준다.

압력감지 장치(2)는 첫 표시기(3)를 나타내며, 이는 LCD 디스플레이 형태로 구현되어 있다. 그곳에 다양한 정보가 글자 또는 기호로 표시될 수 있다. 또한 두 번째 표시기(4)에서는 투명 필름 아래 여러 컬러의 LED가 장착되어 있을 수 있다. 그 밖에도 압력 감지 장치(2)에는 사용자 인터페이스(5)와 조작 버튼(6)이 있을 수 있는데, 이를 통해 사용자는 압력감지 장치(2)에 입력이 가능하며(5), 이는 바람직한 실시형태로써 첫 번째 및 두 번째 표시기(4)와 상호작용을 할 수 있다.

가령 압력감지 장치(2)에는 타이머가 내장되어, 사용자 인터페이스(5)를 통해 시간을 사전 설정할 수 있으며(10), 이에 따라 타이머에서는 시간경과 신호를 발신할 수 있다. 이렇게 사전에 설정된 시간은 첫 표시기(3)에 나타나게 할 수 있다. 또한 사용자 인터페이스(5)는 각종 변수를 입력하기 위해 사용될 수 있다. 이에 대해서는 뒤에 상세히 설명된다.

압력감지 장치(2)의 전원공급은 차단 가능한 배터리박스(7)에 정렬되는 배터리로 이루어진다.

압력솥 또는 압력표시 장치를 고정시키기 위해(9) 소개된 실시예에서는 압력감지 장치(2)에 두 개의 반원형 고정암(8)이 소개되어 있으며, 이를 통해 압력감지 장치(2)가 원형 소자에 고정암 임의의 회전방향으로 로킹(locking)될 수 있다. 본 발명에서는 바람직한 고정형태에만 국한하지 않고, 다른 적절한 고정 방법을 모두 포함한다.

앞서 언급된 압력감지 시스템(1)의 압력감지 장치(2)와 압력표시 장치의 고정형태(9)는 도 2에 소개된다. 압력표시장치(9)는 압력솥의 뚜껑에 장착이 가능하며, 압력솥 내부의 압력을 표시해준다. 이 때 압력표시장치(9)는 축방향으로 이동 가능한 핀(10)을 갖게 되는데, 이는 원추형태로 구현된 핀(10)을 중심 축방향으로 이동할 수가 있다. 핀(10)은 필폐력이 있으며 압력솥 뚜껑의 홈과 연결(5)된다. 압력솥 내부의 압력이 올라가는 경우, 핀이 리셋 힘 반대방향으로 이동하게 된다. 이 때 핀(10)은 압력표시 장(9)의 링(11)에서 축방향으로 돌출되어, 축방향으로 이동 가능한 핀(10)이 링(11)을 지나 압력감지 장치(2) 밖으로 돌출하게 된다. 이에 따라 우선 가시적인 압력표시(10)가 되는데, 이때 도 2에서 표시되지 않았지만, 축방향으로 이동 가능한 핀(10)의 가장자리에 각 압력 정도를 확인할 수 있도록 컬러 마킹(color marking) 이 되어 있을 수 있다.

링(11)은 기본 플레이트(12)에 설치되어 있고 이는 압력솥 뚜껑(19)에 고정되며, 이는 다시 압력표시장치(9) 하우징의 일부에 해당된다. 링(11)은 기본 플레이트(12) 기준으로 및 축방향 이동이 가능한 핀(10) 기준으로 회전이 가능하며, 도 2에 표시되어 있지 않지만 리셋 소자(21)가 있어 기본 플레이트(12) 기준 축방향으로 이동 가능한 핀(1)의 리셋 힘을 변형할 수가 있다. 이에 따라 핀(12) 스트로크 량에 따라 압력솥 내부 압력이 조절가능하며 각 조리단계 설정이 가능하다.

본 발명에 대한 정확한 기능은 다음과 같이(25) 압력감지 시스템(1)을 단면도로 나타내는도 3 및 도 4에서 상세히 소개된다. 발명의 핵심은 도 3에 묘사된 압력감지 장치(2)이며, 이는 도 4에 따른 압력표시장치(9)와 같이 작동을 하게 된다. 압력표시장치(9)는 압력솥 내부에 형성되는 압력을 센서(17)를 통해 압력감지 장치(2)로 전달하는 방법이다. 그러나 발명은 본 실시예로 국한되지 않는다.

도 3과 같이 압력표시장치(9)와 같이 작용하는 압력감지 장치(2)의 도식적 단면도에는 첫 표시기(3)의 LCD 디스플레이와 두 번째 표시기(4)의 발광 다이오드(LED)(13)가 묘사되어 있다. 이 때 두 번째 표시기(4)에는 여러 LED(13)가 포함되어 각기 다른 컬러를 나타낼 수가 있고, 혹은 사용자 인터페이스(5)의 경우 조작버튼(6)으로 구현된다.

에너지 공급은 배터리(14)를 통해 이루어지며, 이는 도식적 단면도에 나타나 있지 않은 배터리 박스(7)에 넣을 수 있다. 압력 감지 시스템(1)의 압력 감지장치(2) 중 전원공급이 필요한 부위에 전원을 공급하게 된다.

첫 표시기(3) 및 사용자 인터페이스(5)와 마주보는 측면의 압력감지 장치(2)에는 압력감지 장치(2)를 압력표시장치(2)에 고정하기 위한 두 개의 고정암(8)이 설치되어 있으며, 단면도에서는 그 중 한 개만 묘사되어 있다.

압력감지장치(2) 내부에는 PBC(15)가 정렬되어 있는데, 그 위에는 컴퓨터 유닛(16)과 압력솥 내부의 압력을 감지하기 위한 센서(17)가 있다. 센서(17) 자기장 센서, 특히 홀센서(hall sensor)가 채택되며, 압력감지 장치(2)의 고정암(8) 방향으로 PBC(15)가 정렬되어 있다. 이 때 PBC(15) 위 센서(17)는 중심축(A) 부분이 압력감지장치(2)의 반원형 고정암(8)에 의해 정해지는 원에 정렬되도록 구현된다.

센서(17)는 자석 소자(18) 특히 영구자석의 자기장을 포함하고 있으며, 이는 압력표시장치(9)의 축방향으로 이동 가능한 핀(10)에 정렬되며 그림 4에 묘사된다.

센서 (17)에서 생성되는 측정치는 센서 부분(17)의 자기장 강도(5)에 따라 결정되며, 이는 다시 센서(17)와 자석 소자(18) 사이의 간격을 측정하는 역할을 해준다.

도 4의 도식 단면도에서 확인 가능하듯이 압력표시 장치(9)는 압력솥의 뚜껑(19)에 설치될 때, 축방향으로 이동이 가능한 핀(10)이 압력솥 내부에서 뚜껑(19) 벽을 돌출할 수 있도록 구현된다. 압력솥 내부는 유연한 실링(20)으로 밀폐되는데, 압력솥 내부로 핀(10)의 다른 쪽 끝이 외부에서 유연한 실링(20)에 밀착되도록 설계된다. 압력솥 내부에 압력이 형성되지 않은 경우 핀(10)은 장력을 받은 상태에서 압력표시 장치(9)의 기본 플레이트(12) 위에 있으며, 이는 다시 뚜껑(19)에 설치되어 있어 적절하게 고정된다. 고정방법은 도 4의 도식 단면도에서 생략되었다.

기본 플레이트(12) 방향으로의 핀(10) 장력은 스프링 형태의 리셋 소자(21)로 구현되며, 이것은 한쪽에서는 핀(10)의 플랜지에 설치되며 다른 쪽은 압력표시 장치(9)의 링(11)에 설치된다. 링(11)을 회전시키면 스프링(21)의 장력 조절이 되고, 리셋 힘의 강도가 조절된다.

도4는 압력표시 장치(9)를 도식적 단면도로 묘사함에 있어서, 전문가라면 마모표시 기능을 구현하기 위해 압력 감지장치(2)의 센서(17)로 자석 소자(18)가 생성하는 자기장을 달리 설계할 수 있는 것이 당연하며, 이러한 경우도 (본 발명에서는) 포함된다.

압력표시 장치(9)에 대한 구조적 설명에 덧붙여 압력솥 내부에 압력(10)이 형성되는 경우,유연한 핀(10)은 실링(20)에 의해 리셋 소자(21)의 리셋힘에 의해 기본 플레이트(12) 반대방향으로 (도면의 경우 상부 방향으로) 눌러지며, 이러한 경우 압력 힘은 스프링 또는 리셋 소자(21)의 리셋 힘보다 높은 것으로 관찰된다.

이에 따라 도 2에서 소개된 바와 같이 압력감지 장치(2)가 압력표시 장치(9)의 링(11) 위에 정렬된 경우, 링(11) 중심축(A)에 정렬된 자석 소자(19)와 센서(17)의 간격은 좁아져서 센서(17)가 감지하는 자기장의 강도는 더 세진다. 압력이 높아짐에 따라 핀(10)이 기본 플레이트(12)에서 센서(17) 방향으로 점점 더 가까이 움직이기 때문에, 센서(17)에 의해 감지되는 자기장이 더 높은 강도를 갖게 된다. 이에 따라 센서(17) 측정값도 올라가게 되고, 결국 핀(10)은 링(11)에 의해 더 이상 이동이 불가능한 높이에까지 이르게 된다.

컴퓨터 유닛(16)은 센서(17)가 전송하는 측정치를 확인하고, 평가하는 역할을 한다. 이 때 컴퓨터 유닛(16)에는 임계치 SO, S1, S2 및 S3가 규정되며, 이는 압력솥 내부 압력치를 감지하는 핀(10)의 스트로크(stroke)에 해당된다.

첫 임계치(S1)의 경우 압력값이 원하는 조리압력 아래에 있고, 곧 임계치 S2에 해당되는(조리시작) 조리압력이 달성되기 때문에 조리대의 열강도를 낮출 수 있는 알림표시 기능을 한다. 세 번째 임계치(S3)는 압력솥 내부의 과압을 나타내며, 이에 따라 조리대의 열강도를 즉시 낮추는 알림표시 기능을 한다.

그 밖에도 영점에 해당되는 임계치 (SO)가 설정될 수 있고, 이는 압력감지 장치(2)가 압력표시장치(9) 위에 설치되어 있는 경우 자석 소자(18)가 생성하는 자기장을 센서(17)로 확인하게 되며, 핀(10)이 아직 장력상태에 있는 경우 해당된다. 이는 압력감지 장치(2)의 정상적인 조립상태를 점검 또는 확인하기 위해 활용될 수 있다.

15 컴퓨터 유닛(16)은 첫 번째, 두 번째 또는 세 번째 임계치(S1, S2, S3)에 이를 때 PBC에 설치된 피에조 소자(22)를 통해 각기 다른 신호음을 생성하도록 설계되어 있다. 이러한 피에조 소자(22)는 압력감지 장치(1)의 신호음 표시 역할을 한다.

그 밖에도 각 임계치(S1, S2, S3)를 초과하는 경우, 각 단계에 해당되는 임계치 신호음은 임계치(SO, S1, S2, S3)에서 파라미터 조절이 가능한 이력값을 하회하거나 다음 이웃해 있는 임계치(S1, S2, S3)가 달성될 때까지 계속 유지되도록 설계된다. 이렇게 컴퓨터 유닛(16)에서 생성되는 신호는 두 번째 표시기(4)에 있는 여러 컬러의 LED(13)가 점등 또는 점멸되는 형태로 구현되며, 이에 따라 사용자는 압력솥의 상태를 가시적으로 확인할 수 있게 된다.

두 번째 임계치(S2)가 초과할 때 컴퓨터 유닛(16)에서는 조리시간을 카운팅해주는 카운터를 작동시킬 수 있으며, 미리 설정된 그 조리시간이 경과하게 되면 시각적 또는 청각적 신호를 발생시킬 수 있다. 잔여 조리시간은 이 때 첫 표시기(3)에 표시될 수가 있다.

상기의 특징이나 기능들이 본 발명에서 일부 또는 전부 구현 되었는지와는 별개로 컴퓨터 유닛은 반드시 첫 임계치(S1)에 이를 때, 임계치(S1)가 일정 기간 즉 15초에서 25초 사이에 지속적으로 유지되는 경우, 컴퓨터 유닛(16)에 내장된 카운터로 계속 카운팅을 해야 한다. 이렇게 임계치(S1)가 달성되면, 요리가 시작됐다는 신호가 된다.

압력솥 뚜껑(19)에 정렬된 실링 링이 압력솥 사용량에 따라 마모되기 때문에, 카운터에는 마모 카운터도 접목되어, 일정 카운터 값이 달성된 경우 첫 표시기(3) 또는 두 번째 표시기(4)에 A/S 메시지 또는 마모 메시지를 표시하도록 하여, 사용자에게 실링 링의 교체를 알려주도록 한다.

이와 동시에 컴퓨터 유닛(16)에서는 표시기(3, 4)에서 나타나는 A/S 또는 마모 메시지가 시스템을 초기화한 후 약 2년이 경과한 경우, 표시될 수 있도록 설정될 수 있다. 초기화는 처음 압력솥을 키거나, 처음 배터리를 설치하거나 또는 초기화 기능을 작동 시 이루어지며, 이 기능은 사용자 인터페이스(5)에서 별도의 입력방법으로 작동될 수가 있다.

이러한 기능으로 압력솥의 사용 및 정지시간이 반영된 마모 메시지가 개별화될 수 있고, 결국 사용 안전성도 높여주게 된다.

그 밖에도 외형적인 특징으로 조리대와 무선 통신을 위해 PBC에 통신 모듈(23)이 구현될 수 있으며, 이 때 컴퓨터 유닛(16)은 임계치(SO, S1, S2, S3) 또는 여러 임계치(SO, S1, S2, S3)가 달성되는 경우, 임계치(SO, S1, S2, S3)에 해당되는 메시지(10)를 조리대로 전송할 수 있게 된다. 이에 따라 첫 임계치(S1)가 달성되는 경우 조리대의 열강도를 자동으로 줄이거나 세 번째 임계치(S3)가 달성되는 경우, 조리대를 꺼주는 기능 등이 접목될 수가 있다.

1 압력감지 시스템
2 압력감지 장치
3 첫 표시기(디스플레이)
4 두 번째 표시기(디스플레이)
5 사용자 인터페이스
6 사용자 버튼
7 배터리 박스/트레이
8 고정암(arm)
9 (시각적) 압력표시장치
10 축방향으로 이동 가능한 핀
11 링
12 기본 플레이트
13 LED
14 배터리
15 PBC
16 컴퓨터 유닛
17 센서
18 자석 소자
19 뚜껑
20 유연한 실링
21 리셋 소자, 스프링
22 피에조 소자
23 통신 모듈
A 중심 축
SO 영(0) 번째 임계치
S1 첫 번째 임계치
S2 두 번째 임계치
S3 세 번째 임계치

Claims

압력솥 전용 압력 감지 시스템으로서, 압력솥 내부에 있는 압력 데이터를 센서(17)로 감지하고, 센서(17)에는 컴퓨터 유닛(16)과 표시기/디스플레이(3, 4)가 연결되어 있고, 컴퓨터 유닛(16)은 센서(17)에서 전달된 측정치를 평가하고 최소한 첫 임계치(S1)를 확인하기 위함이며,
컴퓨터 유닛(16)이 첫 임계치(S1)가 측정값에 의해 달성되는 경우, 카운터를 계속 작동시여 일정 카운터 값이 달성될 때 표시기(3, 4)에 메시지를 전달하는 것을 특징으로 하는 압력솥 전용 압력 감지 시스템.
제 1 항에 있어서,
컴퓨터 유닛(16)이 첫 임계치(S1)가 일정기간 동안 중단없이 계속 유지되는 경우 및 카운터가 첫 임계치(S1)를 달성한 후 카운터가 중단 없이 첫 기간 동안 계속 카운팅되는 것을 특징으로 하는 압력솥 전용 압력 감지 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
컴퓨터 유닛(16)이 시스템의 초기화 이후 두 번째 기간이 경과한 후 표시기(3, 4)에 메시지를 표시함을 특징으로 하는 압력솥 전용 압력 감지 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
컴퓨터 유닛(16)이 임계치(SO, S1, S2, S3) 또는 여러 임계치(SO, S1, S2, S3)가 달성되었을 경우 임계치(SO, S1, S2, S3)에 해당되는 메시지를 전송하며, 임계치(SO, S1, S2, S3)가 이력값을 뺀 후 하회할 경우 메시지를 취소하는 것을 특징으로 하는 압력솥 전용 압력 감지 시스템.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
임계치(S2)가 달성되는 경우, 카운터가 작동되어 일정기간 경과 후 경과신호를 주는 것을 특징으로 하는 압력솥 전용 압력 감지 시스템.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
컴퓨터 유닛(16)이 임계치(SO, S1, S2, S3)를 달성하는 경우 및/또는 임계치 상태 신호의 생성 중에 신호를 주는 것을 특징으로 하는 압력솥 전용 압력 감지 시스템.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
두 개의 표시기(3, 4)가 구현되어 첫 표시기(3)는 LCD 디스플레이 형태이며 다른 표시기(4)는 다양한 컬러의 여러 LED 소자를 내장함을 특징으로 하는 압력솥 전용 압력 감지 시스템.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
최소한 임계치(SO, S1, S2, S3)에서 일정 기간 및/또는 기타 컴퓨터 유닛(16)에서 사용되는 계산단위가 조절 가능하도록 함을 특징으로 하는 압력솥 전용 압력 감지 시스템.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
압력감지 시스템(1)에 압력감지 장치(2)와 센서(17), 컴퓨터 유닛(16) 및 표시기(3, 4)와 압력표시 장치(9)가 설치되어 있어, 이는 압력솥에 설치가 가능하고 압력솥 내부 압력을 나타내며, 압력감지 장치(2)는 센서(17)의 압력감지를 위해 압력표시 장치(9)와 같이 작용하도록 압력표시 장치(9)에 설치함을 특징으로 하는 압력솥 전용 압력 감지 시스템.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
압력표시 장치(9)에는 축방향으로 이동 가능한 핀(10)과 자석 또는 자석화 소자(18)를 갖고 있으며, 이 때 핀(10)은 압력솥 뚜껑(19)의 홈에 밀폐될 수 있도록 정렬되며, 압력솥의 압력이 올라는 경우, 핀(10)이 리셋 힘 반대방향, 즉 축방향으로 이동되며 압력감지 장치(2)가 압력표시 장치(9)에 정렬되어 센서(17)가 축방향으로 핀(10) 위에 정렬됨을 특징으로 하는 압력솥 전용 압력 감지 시스템.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
핀(10)이 압력 표시장(9)의 링(11)속에 축방향으로 이동할 수 있도록 내장되며, 핀(10)이 압력솥 내부압이 올라가는 경우, 압력표시 장치의 링(11) 밖으로 돌출함을 특징으로 하는 압력솥 전용 압력 감지 시스템.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
압력표시 장치(9)의 링(11)이 회전 가능하도록 압력솥 뚜껑(19)에 고정된 기본 플레이트(12)에 안착되어 있고, 링(11)이 기본 플레이트(12) 대비 회전하면서 핀(10)의 리셋 힘을 조절함을 특징으로 하는 압력솥 전용 압력 감지 시스템.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
압력감지 장치(2)에 반원형 고정암(8)을 갖게 되며, 이는 압력표시 장치(9)의 링(11) 직격에 맞춰진 것이며, 링(11) 위에 삽입이 가능하도록 구현됨을 특징으로 하는 압력솥 전용 압력 감지 시스템.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
컴퓨터 유닛(16)에 조정 모드가 있어 한 개 이상의 임계치(SO, S1, S2, S3)가 설정가능하도록 함을 특징으로 하는 압력솥 전용 압력 감지 시스템.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
조리대와 무선 통신을 하기 위해 통신 모듈(23)이 구현되며, 이 때 컴퓨터 유닛(16)은 임계치(SO, S1, S2, S3)가 달성되는 경우, 통신 모듈(23)로 조리대에 메시지를 전송함을 특징으로 하는 압력솥 전용 압력 감지 시스템.