KR20130124299A - 튀김기에 사용하기 위한 전극 유닛 및 상기 전극 유닛을 포함하는 튀김기 - Google Patents

튀김기에 사용하기 위한 전극 유닛 및 상기 전극 유닛을 포함하는 튀김기 Download PDF

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Abstract

튀김기(100)는 조리 매체 품질을 측정하고, 조리 매체(115)를 저장하도록 구성된 조리 용기(110)와, 조리 매체 내에 완전히 침지된 전극 플레이트(210)와, 제1 측부와 제2 측부를 포함하는 절연체(220)와, 조리 용기에 고정되고 전극 플레이트와 절연체를 둘러싸는 보호 링(230)을 포함하고, 절연체의 제1 측부는 전극 플레이트에 고정되고, 절연체의 제2 측부는 조리 용기의 벽(125)에 부착된다. 보호 링은 전극 플레이트보다 조리 용기의 벽으로부터 더 멀리 연장한다. 보호 링과 전극 플레이트 사이의 간극의 크기(A)는 전극 플레이트의 높이(E), 폭(D) 및 두께(F)에 기초하며, 실질적으로 전극의 이득을 규정한다. 신호 조정 회로(600)는 전극에 인가된 조리 매체의 전도성을 측정한다.

Description

튀김기에 사용하기 위한 전극 유닛 및 상기 전극 유닛을 포함하는 튀김기 {ELECTRODE UNIT FOR USE IN A FRYER AND FRYER COMPRISING A SAID ELECTRODE UNIT}
관련 출원 참조
본 출원은 그 내용이 본 명세서에 참조로 통합되어 있는 2010년 8월 22일자로 출원된 미국 가출원 제61/375,851호 및 2011년 8월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제13/215,158호의 이득을 주장한다.
발명의 분야
본 발명은 일반적으로, 예를 들어 튀김기(fryer) 내에서와 같이, 조리 매체 품질 측정을 위한 전극을 구현하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
튀김기 내에서 식품을 준비할 때, 조리 매체, 예를 들어, 오일의 품질은 튀김기에 의해 조리되는 식품의 품질에 영향을 줄 수 있다. 조리 매체가 식품 조리를 위해 사용될 때, 식품의 입자는 조리 매체를 오염시킬 수 있다. 이들 식품 제품 각각의 향미 특성이 크고 작은 정도로 조리 매체 내에 주입될 수 있다. 이러한 주입은 식품 품질에 부정적 영향을 줄 수 있다. 또한, 조리 매체 가열시, 조리 매체는 화학 반응, 예를 들어, 가수분해(hydrolysis), 산화 및 중합(polymerization)을 받게될 수 있다. 이들 열화는 유리 지방산, 하이드로퍼옥사이드 및 중합 트리글리세라이드(polymerized triglyceride) 같은 생성물을 유발할 수 있다. 또한, 열화는 조리 오일의 점도를 감소시킬 수 있으며, 이 또한 성능을 감소시킬 수 있다. 많은 경우에, 조리 매체의 이러한 열화는 열화의 말기까지 육안으로는 명시적이지 못하다. 따라서, 조리시 사용에 대한 그 적합성에 직결되는 조리 매체의 품질을 측정할 필요가 있다.
조리 매체의 품질을 측정하는 한 가지 방법은 튀김 매체에 침지된 감지 전극을 사용한다. 전극은 여기 전압 신호에 의해 에너지를 띄게 되며, 결과적 전류는 에너지를 띈 전극으로부터 조리 매체를 통해 접지로 유동한다. 이 전류의 측정값은 조리 매체 품질, 즉, 조리를 위한 용도에 대한 그 적절성에 대응한다. 그렇지만, 공지된 전극 시스템은 개방형 튀김기에 사용하기에는 부적합하다. 먼저, 구성 재료는 화씨 450도(섭씨 230도)까지의 조리 오일 온도를 견뎌야 한다. 두 번째로, 전극은 세척 및 조작자의 장비 혹사로부터의 기계적 손상을 견뎌야 한다. 따라서, 전극은 부유 식품 입자로부터, 그리고, 고온 조리 매체에 대한 노출에 의한 장기적 바니싱(varnishing)으로부터의 오염에 의해 충분히 영향을 받지 않아야 한다.
추가적으로, 상용 튀김기에 사용하기 위해, 상술한 문제점에 추가로, 공지된 전극은 튀김 바스켓 또는 다른 통의 기계적 특징부와 간섭 없이는 조리 매체 수위보다 낮게 조리 용기 내에 장착하기에 충분히 작지 못하다. 또한, 전극으로부터의 독출부는 이들이 조리 용기 내의 접지된 금속 대상물, 예를 들어, 튀김 바스켓의 근접에 의해 영향을 받지 않기에 충분하게, 충분히 차폐되어야 한다. 따라서, 전극은 작아야하지만, 전극이 너무 작으면, 이때, 전극은 적절한 신호대 잡음비로 조리 매체 품질 편차를 해석하기에 충분한 크기의 신호 출력을 생성하기에 충분한 신호 이득을 생성할 수 없을 수 있다. 조리 매체는 매우 높은 저항을 가질 수 있으며, 그래서, 전극 전류는 매우 작아서 유용한 신호를 생성하기 위해 큰 회로 이득을 필요로 한다.
공지된 전극은 예로서 세라믹 또는 유리섬유 기재 상에 증착된 전도체의 상호 맞물린(interdigitated) 전도체를 사용한다. 이들 전도체는 매우 작은 간격을 가진다. 이런 전극은 상용 튀김기에 사용하기에는 너무 허약하다. 또한, 이런 전극 역시 작은 전도체 간격에 진입하는 식품 입자로부터의 오염에 민감하다. 또한, 상술한 것들 같은 공지된 전극은 식품 안전성 규제에 부합되지 않는다.
따라서, 이들 및 관련 기술의 다른 단점을 극복하는 조리 장치를 위한 시스템 및 방법에 대한 필요성이 존재한다. 본 발명의 기술적 장점은 식품 안전성 규제와 부합되면서 상용 튀김기에 사용하기에 충분한 내구성이 있는 전극 유닛이 생성된다는 것이다. 또한, 전극의 크기 및 형상은 출력 응답의 크기를 결정한다. 상술한 바와 같이, 대부분의 조리 매체는 매우 높은 저항을 갖는다. 이때, 전극 전류는 매우 작으며, 예를 들어, 마이크로암페어(㎂) 또는 나노암페어(nA) 정도이다. 따라서, 유용한 신호를 생성하기 위해 큰 전류 이득이 유익하다. 그러나, 인공적으로 승압된 회로 이득은 시스템 노이즈도 증폭시킨다. 이는 신호 필터링 및 처리에 대한 필요성을 증가시키며, 또한 오판독에 기여할 수 있다. 따라서, 본 발명은 전극 자체로부터의 출력을 증가시키도록 설계된다. 주어진 품질의 조리 매체가 전극에 적용될 때 전극 자체로부터의 고유한 출력 응답은 이하에서 "전극 이득(electrode gain)"이라 지칭될 것이다. 본 발명은 높은 전극 이득을 제공하기 위해 특정한 전극의 크기, 형상, 디자인 및 구성을 사용한다. 본 발명의 특정 값은 예상치 못한 결과로서 높은 전극 이득을 제공하도록 신중히 테스트되었다.
본 발명의 일 실시예에서, 개방형 튀김기는 개방형 튀김기 내의 조리 매체 품질을 측정하도록 구성된다. 개방형 튀김기는 조리 매체를 저장하도록 구성된 조리 용기와, 조리 매체 내에 완전히 침지된 전극 플레이트와, 제1 측부 및 제1 측부에 대향한 제2 측부를 포함하는 절연체로서 절연체의 제1 측부는 전극 플레이트의 특정 측부에 고정되고 절연체의 제2 측부는 조리 용기의 벽에 부착되는 절연체와, 조리 용기에 고정되고 전극 플레이트와 절연체를 둘러싸는 보호 링과, 전극에 적용된 조리 매체의 전도성을 측정하는 신호 조정 회로를 포함하고, 보호 링은 절연체 및 전극 플레이트보다 조리 용기의 벽으로부터 더 멀리 연장하고, 보호 링은 보호 링과 전극 플레이트 사이에 간극을 형성하도록 위치되며, 간극의 크기는 전극 플레이트의 높이, 폭 및 두께에 기초하고, 간극은 실질적으로 전극 이득을 규정한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 개방형 튀김기는 개방형 튀김기 내의 조리 매체 품질을 측정하도록 구성된다. 개방형 튀김기는 조리 매체를 저장하도록 구성되는 조리 용기와, 조리 매체 내에 완전히 침지된 전극 플레이트와, 제1 측부 및 제1 측부에 대향한 제2 측부를 포함하는 절연체로서 절연체의 제1 측부는 전극 플레이트의 특정 측부에 고정되고 절연체의 제2 측부는 조리 용기의 벽에 부착되는 절연체와, 조리 용기에 고정되고 전극 플레이트와 절연체를 둘러싸는 보호 링과, 전극에 적용된 조리 매체의 전도성을 측정하는 신호 조정 회로를 포함하고, 보호 링은 절연체 및 전극 플레이트보다 조리 용기의 벽으로부터 더 멀리 연장하며, 보호 링은 보호 링과 전극 플레이트 사이에 간극을 형성하도록 위치되며, 간극의 크기는 전극 플레이트의 높이, 폭 및 두께에 기초하고, 간극은 실질적으로 전극의 이득을 규정한다.
본 발명의 상술한 상세한 설명 및 첨부 도면의 견지에서 당 기술 분야의 숙련자는 본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점을 명백히 알 수 있을 것이다.
본 발명과, 본 발명에 의해 충족되는 필요성과, 본 발명의 목적, 특징 및 장점의 더욱 완전한 이해를 위해, 이제 첨부 도면과 연계하여 이루어지는 이하의 설명을 참조한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전극 유닛을 구비한 튀김기 장치의 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 먼지 덮개가 없는 조리 용기의 벽에 장착된 전극 유닛의 측면도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 전극 유닛의 정면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 유닛의 분해도이고, 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 유닛의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전극 유닛이 가시적이도록 조리 용기의 전방 벽이 절단되어 있는 조리 용기의 정면도이다.
도 5는 전극 유닛의 단면을 도시하고, 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 먼지 덮개를 도시하는, 도 1에 도시된 점선 박스의 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 신호 조정 회로를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 신호 조정 회로를 도시한다.
본 발명의 양호한 실시예 및 그 특징과 장점은 도 1 내지 도 7을 참조로 이해할 수 있으며, 다양한 도면에서는 대응 부분을 위해 유사 번호가 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 튀김기 장치(100) 같은 조리 매체 시스템을 도시한다. 튀김기 장치(100)는 적어도 하나의 조리 용기(110), 예를 들어, 프라이포트(frypot)를 포함할 수 있으며, 이 조리 용기는 조리 매체(115)로서 도 1에 예시된, 조리 매체, 예를 들어, 오일, 액체 쇼트닝, 용융성-고체 쇼트닝 등을 보유하도록 구성될 수 있다. 도 2 내지 도 4에 관하여 더 상세히 설명되는 전극 유닛(200)은 조리 매체(115)의 전도성을 측정할 수 있다. 전극 유닛(200)은 조리 용기(110) 내에 위치되고 조리 용기(110)의 벽(125)에 장착될 수 있으며, 그래서, 조리 용기(110) 내의 전극 유닛(200)의 부분은 조리 매체(115) 내에 완전히 침지될 수 있다. 전극 유닛(200)은 도 6에 관하여 더 상세히 설명되는 신호 조정 회로(600)에 신호를 전송할 수 있다. 신호 조정 회로(600)는 전극 유닛으로부터 신호를 측정하고, 추가 처리를 위해, 예를 들어, 조리 매체(115)의 전도성이 임계 레벨 미만으로 강하하는 경우 튀김기 장치(100)의 사용자에게 경보하기 위해, 신호를 전송한다. 조리 매체(115)의 전도성은 더 상세히 전술된 바와 같이, 조리 매체(115)의 품질을 나타낼 수 있다. 튀김기 장치(100)는 가스 또는 전기 튀김기 장치에 사용하도록 구성될 수 있다. 비록, 조리 용기(110)가 개방 통형 튀김기에 적합할 수 있지만, 또한, 튀김기 장치(100)는 압력 튀김기에 사용될 수도 있다.
도 2a는 조리 용기(110)의 벽(125)에 장착된 상태인 전극 유닛(200)의 측면도를 도시한다. 유사하게, 도 2b는 전극 유닛(200)의 정면도를 도시한다. 도 3은 조리 용기(110)의 벽(125)에 장착되어 있는 전극 유닛(200)의 분해도를 도시한다. 전극 유닛(200)은 전극 플레이트(210)를 포함할 수 있으며, 전극 플레이트(210)는 스테인레스강을 포함할 수 있다. 전극 플레이트(210)는 매끄러운 표면을 생성하기 위해 일 측부 상에서 연마될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 전극 플레이트(210)는 접시머리 볼트(215)에 의해 조리 용기(110)에 고정될 수 있으며, 따라서, 전극 플레이트(210)는 적어도 부분적으로 중심을 통해 형성된 구멍을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 구멍은 전극 플레이트(210) 전체를 통해 형성될 수 있다. 또한, 구멍의 일부는 볼트(215)를 수용할 수 있으며, 이는 본 명세서에서 추가로 상세히 설명된다. 본 발명의 일 실시예에서, 전극 플레이트(210) 내의 구멍 내에 삽입되는 볼트(215)의 부분은 전극 플레이트(210)에 매끄러운 표면을 제공하고 조리 매체 누설을 감소 또는 방지하기 위한 기밀 밀봉부를 생성하기 위해 나사 결합 해제될 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 전극 플레이트(210)는 폭(D) 및 높이(E)를 갖는다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 전극 플레이트(210)는 두께(F)를 갖는다. 전술한 바와 같이, 더 큰 전극은 더 큰 전극 이득을 생성하며, 이는 전극 유닛(200)에 의해 생성된 더 높은 품질의 신호에 대응한다. 그러나, 조리 용기(210) 내의 공간은 튀김 바스켓에 의해 제한된다. 또한, 전극 높이(E)는 조리 매체의 양이 낮을 때의 상태 동안에도 전극이 조리 매체 내에 완전히 침지되도록 충분히 작을 수 있다. 비록, 다른 값이 유사한 결과를 산출할 수 있지만, 본 발명의 일 실시예는 2.000 in(5.080 cm)의 전극 판(210)의 폭(D), 0.750 in(1.905 cm)의 높이(E) 및 0.105 in(0.2667 cm)의 두께를 사용한다. 이들 값은 특히 본 명세서에 설명된 간극의 치수의, 특히 본 출원에 설명된 다른 값에서 작용하도록 계산되었다. 이들 치수의 다른 값은 적절할 수 있지만, 이들 특정 값은 비교적 낮은 전극 크기를 갖는 비교적 높은 전극 이득의 예기치 못한 결과를 산출한다.
상술한 바와 같이, 전극 플레이트(210)의 일 측부는 조리 용기(110)의 내부에 대면할 수 있다. 전극 플레이트(210)의 대향 측부는 플레이트 절연체(220)에 대하여 가압될 수 있다. 플레이트 절연체(220)는 폴리테트라플루오로에틸렌("PTFE")을 포함하는 성형체일 수 있다. 플레이트 절연체(220)는 융기된 코너(225)를 포함할 수 있으며, 이 융기된 코너는 조립 동안 절연체를 배치하는 것을 도우며, 사용 동안 플레이트 절연체(220)의 회전을 감소 또는 방지할 수 있다. 플레이트 절연체(220)는 또한 관통 형성된 구멍을 포함할 수 있으며, 그래서, 플레이트 절연체(220)는 볼트(215)를 통해 나사 결합될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 플레이트 절연체(220)는 플레이트 절연체(220) 내의 구멍을 통한 조리 매체 누설을 감소 또는 방지하기 위해 더 긴밀한 끼워맞춤을 제공하도록 두 개의 별개의 실리콘 와셔(미도시)를 포함할 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 설치시, 플레이트 절연체(220)는 조리 용기(110)의 벽(125)과 전극 플레이트(210) 사이에 배치되고, 폭 및 높이 방향으로 전극 플레이트(210)와 정렬된다. 플레이트 절연체(220)는 전극 유닛(200)의 전극 이득에 영향을 줄 수 있는 두께(C)를 가진다. 비록, 더 얇은 플레이트 절연체(220)가 전극 이득을 증가시킬 수 있지만, 또한, 더 얇은 플레이트 절연체(220)는 현수된 식품 입자가 전극 플레이트(210)와 벽(125)을 가교할 수 있는 위험을 증가시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 플레이트 절연체(220)는 0.0930 in(0.2362 cm)의 두께(C)를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에서, 플레이트 절연체(220)는 또한 전극 플레이트(210)의 폭 및 높이, 예를 들어, 폭(D) 및 높이(E)를 갖는다. 플레이트 절연체(220)가 전극 플레이트(210)보다 더 큰 폭 또는 높이를 갖는 경우, 이때, 전극 이득은 신속히 감소할 수 있다. 또한, 플레이트 절연체(220)가 전극 플레이트(210)보다 작은 폭 또는 높이를 갖는 경우, 이때, 전극 이득이 증가할 수 있지만, 부유 식품 입자가 벽(125)과 전극 플레이트(210) 사이에 포획될 수 있기 때문에 오염 위험이 증가한다.
보호 링(230)은 전극 플레이트(210)와 플레이트 절연체(220)를 둘러싸는 강철 링을 포함할 수 있다. 보호 링(230)은 강관(steel tubing)을 포함할 수 있으며, 직사각형 강관을 링으로 기계가공하거나 굴곡함으로써 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 보호 링(230)은 시트 스톡의 스트립을 용접 및 굴곡함으로써 형성될 수 있다. 보호 링(230)은 임의의 종래의 수단을 통해 벽(125)에 체결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 보호 링(220)은 벽(125)에 용접될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 보호 링(220)은 벽(125)과 일체로 형성된다. 보호 링(230)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 전극 플레이트(210)의 각 벽과 보호 링(230)의 대응 벽 사이에 거리(A)의 간극을 남기고 전극 플레이트(210)를 둘러싸도록 위치될 수 있다. 또한, 거리(A)는 전극 유닛(200)의 전극 이득에 영향을 줄 수 있다. 간극이 작을수록 전극 이득을 증가시킬 수 있지만, 또한, 간극이 작을수록 전극 유닛은 간극 내에 부유 식품 입자가 수집되게 되며, 이는 전극 유닛(200)의 정확성을 감소시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 보호 링(230)에 의해 형성된 간극의 거리(A)는 0.167 in(0.424 cm)일 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 보호 링(230)은 두께(H)를 갖는다. 보호 링(230)의 두께(H)는 전극 유닛(200)의 이득에 영향을 줄 수 있지만, 그러나, 상술한 치수보다 덜 현저한 여유만큼 영향을 줄 수 있다. 또한, 보호 링(230)의 주 목적은 전극 플레이트(210)와 절연체(220)를 보호하는 것일 수 있다. 따라서, 두께(H)는 손상으로부터 전극 플레이트(210)와 절연체(220)를 보호하기에 충분한 기계적 강도를 제공하도록 선택될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 보호 링(230)의 두께(H)는 0.075 in 내지 0.083 in(0.191 cm 내지 0.211 cm)의 범위 이내일 수 있다. 유사하게, 보호 링(230)은 도 2a에 도시된 바와 같이 거리(G) 동안 벽(125)으로부터 외향 연장한다. 보호 링(230)은 전극 이득을 증가시키기 위해 원하는 전극 오프셋에 기초하여, 그리고, 또한 전극 플레이트(210)와 절연체(220)의 두께에 기초하여, 거리(G)를 갖도록 설계될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 보호 링(230)이 벽(125)으로부터 연장하는 거리(G)는 0.250 in(0.6350 cm)일 수 있다. 도 2a를 다시 참조하면, 절연체(220) 및 전극 플레이트(210)는 손상 및 학대로부터의 추가적 보호를 제공하기 위해 보호 링(230)의 에지 아래로 오프셋된다. 도 2a에서, 거리(B)는 두께들(C, F)의 합과 거리(G) 사이의 거리일 수 있다. 거리(B)는 0.057 in(0.145 cm)일 수 있다.
보호 링(230), 절연체(220) 및 전극 플레이트(210)는 도 2a 및 도 3에 도시된 바와 같이, 조리 용기(110)의 벽(125)의 내부 측부 상에 위치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 절연체(220), 전극 플레이트(210) 및 벽(125)은 그 중심에 구멍을 가지며, 그래서, 볼트(215)가 그들 사이를 통과하고, 전극 플레이트(210) 및 절연체(220)를 벽(125)에 장착할 수 있다. 그러나, 도 2a에 도시된 바와 같이, 후방 절연체(225)는 절연체(220)와 접촉하는 측부에 대향하여 벽(125)의 외측 상에서 벽(125)에 인접하게 위치될 수 있다. 후방 절연체(225)는 PTFE를 포함할 수 있으며, 벽(125) 내의 구멍을 통한 조리 매체의 누설을 감소 또는 방지하는 것을 도울 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 또한, 후방 절연체(225)는 그를 통해 형성된 구멍을 가질 수 있으며, 이 구멍을 통해 볼트(215)가 통과할 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 밀봉 압축 와셔(240)는 또한 벽(125) 배후에 위치될 수 있다. 밀봉 와셔(240)는 후방 절연체(225)(도 3a에는 미도시)와 접촉하고, 벽(125)의 외측 표면에 대해 후방 절연체(225)를 압축하여 벽(125) 내의 구멍의 외부로의 조리 매체의 누설을 감소 또는 방지시키기 위한 긴밀한 밀봉부를 생성할 수 있다. 밀봉 와셔(240)는 스테인레스강 또는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다. 또한, 도 3a에 도시된 바와 같이, 밀봉 압축 와셔(250)는 밀봉 와셔(240)를 추가로 압축함으로써, 벽(125)의 구멍 외부로의 조리 매체의 누설을 감소 또는 방지하도록 밀봉부를 조일 수 있다.
도 2a 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 전극 접촉부(260)는 전극(220)으로부터 벽(125)의 대향 측부 상에 위치될 수 있다. 전극 접촉부(260)는 도 2a 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전극 접촉부(260)의 각 측부 상에 위치된 두 개의 단자(265) 및 베이스 플레이트를 포함할 수 있다. 비록, 전극 접촉부(260)가 두 개의 단자(265)를 포함하지만, 단 하나의 단자(265)만이 본 명세서에 더 상세히 설명된 신호 조정 회로(600 또는 700) 같은 신호 조정 회로에 연결된다. 다른 단자(265)는 전극 접촉부(260)를 균형화할 수 있지만, 반드시 신호 조정 회로에 연결되는 것은 아니다. 두 개의 단자(265) 중 어느 하나가 전극 접촉부(260)를 신호 조정 회로에 연결하기 위해 사용될 수 있다. 전극 접촉부(260)는 전극 플레이트(210)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2a 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 벽(125)의 외측에 전극 접촉부(260), 밀봉 압축 와셔(250) 및 밀봉 와셔(240)를 고정하고, 벽(125)의 내측에 플레이트 절연체(220)와 전극 플레이트(210)를 고정하기 위해 볼트(215)의 외측 단부상에 너트(270)가 배치될 수 있다. 너트(270)는 스테인레스강 또는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있으며, 전극 접촉부(260)와 전극 플레이트(210) 사이에 전도 경로가 존재하는 것을 보증한다. 또한, 도 2a에 도시된 바와 같이, 전극 유닛(200)은 또한 전극 플레이트(210)를 접지시키는 접지 스터드(205)를 포함한다. 접지 연결부(미도시)는 전극 플레이트(210)를 접지 스터드(205)에 접지시키며, 이는 조리 용기(110)에 고정, 예를 들어, 용접된다.
상술한 바와 같이, 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 유닛(300)의 분해도이다. 도 3a 및 도 3b에서, 유사 번호는 유사 부분을 설명하기 위해 사용된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 밀봉 와셔(322) 및 제2 밀봉 와셔(332)는 또한 벽(125) 배후에 위치될 수 있다. 제1 밀봉 와셔(322)는 절연 와셔(318)의 일 표면과 접촉할 수 있으며, 벽(125)의 외측 표면에 대하여 절연 와셔(318)를 압축하여 더 긴밀한 밀봉부를 생성함으로써 벽(125) 내의 구멍의 외부로의 조리 매체의 누설을 감소 또는 방지시킬 수 있다. 제1 밀봉 와셔(322)는 실리콘 또는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있으며, 제2 밀봉 와셔(332)는 PTFE 또는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다. 또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 밀봉 압축 슬리브(350)는 제1 밀봉 와셔(322) 및 제2 밀봉 와셔(332)를 더 포함할 수 있고, 그에 의해, 벽(125) 내의 구멍의 외부로의 조리 매체의 누설을 감소 또는 방지하도록 밀봉부를 조일 수 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 전극 접촉부(260)는 전극(미도시)으로부터 벽(125)의 대향 측부상에 위치될 수 있다. 전극 접촉부(260)는 도 3b에 도시된 바와 같이, 전극 접촉부(260)의 각 측부 상에 위치된 두 개의 단자와 베이스 플레이트를 포함할 수 있다. 비록, 전극 접촉부(260)는 두 개의 단자를 포함할 수 있으며, 단 하나의 단자가 본 명세서에 더 상세히 설명된 신호 조정 회로(600 또는 700) 같은 신호 조정 회로에 연결된다. 다른 단자는 전극 접촉부(260)를 균형화할 수 있지만, 반드시 신호 조정 회로에 연결될 필요는 없다. 두 개의 단자 각각은 전극 접촉부(260)를 신호 조정 회로에 연결하도록 사용될 수 있다. 각 전극(260)은 전극 플레이트(미도시)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 벽(125)의 외측에 전극 접촉부(260), 밀봉 압축 슬리브(350), 제1 밀봉 와셔(322) 및 제2 밀봉 와셔(332)를 고정하고, 벽(125)의 내측에 플레이트 절연체와 전극 플레이트를 고정하기 위해 볼트(215)의 외측 단부 상에 너트(326)가 배치될 수 있다. 너트(326)는 스테인레스강 또는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있으며, 전극 접촉부(260)와 전극 플레이트 사이에 전도 경로가 존재하는 것을 보증할 수 있다. 또한, 전극 유닛(미도시)은 전극 플레이트를 접지시키는 접지 스터드를 또한 포함한다. 접지 연결부(미도시)는 전극 플레이트를 접지 스터드에 접지시키며, 접지 스터드는 조리 용기(110)에 고정, 예를 들어, 용접된다.
도 4는 정면 시점으로부터 튀김기 장치(100)를 도시한다. 튀김기 장치(100)의 전방 벽은 전극(210), 보호 링(230), 볼트(215) 및 접지 스터드(205)를 예시하기 위해 절단되어 있다. 이들 절단된 정면 벽은 도 4에 점선으로 표시되어 있다. 또한, 도 4는 전극 유닛(200)과 튀김기 장치(100)의 다른 부분, 예를 들어, 조리 매체 출구(420), 조리 매체 입구(430) 및 센서 매체(450) 사이의 위치 관계를 도시한다.
도 5는 도 1의 박스(X)의 확대도를 도시한다. 특히, 도 5는 먼지 덮개(290)에 의해 둘러싸여진, 전극 유닛(200)을 도시한다. 도 3a, 도 3b 및 도 5에 도시된 바와 같이, 먼지 덮개(290), 먼지 덮개 스페이서(280) 및 먼지 덮개 너트(295)가 튀김기 장치(100)에 포함될 수 있으며, 본 명세서에서 더 상세히 설명된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 먼지 덮개(290), 먼지 덮개 스페이서(280) 및 먼지 덮개 너트(295)는 생략될 수 있다.
도 3a, 도 3b 및 도 5에 도시된 바와 같이, 먼지 덮개(290)는 볼트(215)의 단부 상에 나사 결합될 수 있는 먼지 덮개 스페이서(280)에 의해 제 위치에 유지될 수 있다. 비록, 도 5는 너트(270)를 도시하지 않지만, 본 발명의 일 실시예에서, 너트(270)는 벽(215)을 통한 구멍의 기밀 밀봉부를 유지하고 전극 플레이트(210)와 전극 접촉부(260) 사이의 전기 전도성을 보증하도록 볼트(215) 상에 유지된다. 먼지 덮개 스페이서(280)는 일 단부에 넓은 부분을 포함할 수 있으며, 이는 볼트(215)를 둘러쌀 수 있고, 다른 단부에 좁은 부분을 포함할 수 있으며, 이는 나사 결합될 수 있다. 먼지 덮개 스페이서(280)는 전극 접촉부(260)로부터 이격되어 먼지 덮개(290)에 대해 전기 절연된 스페이싱을 제공할 수 있어서, 전극 이득은 먼지 덮개(290)에 의해 영향을 받을 수 없다. 본 발명의 일 실시예에서, 먼지 덮개 스페이서(280)는 매우 낮은 전기 전도성을 갖는 내구성 있는 재료, 예를 들어, PTFE를 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 먼지 덮개(290)의 중앙 부분은 먼지 덮개 스페이서(280)의 다른 단부를 통해 나사 결합될 수 있다. 그후, 먼지 덮개 너트(295)는 먼지 덮개 스페이서(280)의 다른 단부 상에 나사 결합될 수 있으며, 그래서, 먼지 덮개(290)가 고정된다. 먼지 덮개(290)는 실리콘 고무를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 먼지 덮개(290)는 슬릿(미도시)을 포함할 수 있으며, 이는 이 도면에는 도시되어 있지 않은, 전극 접촉 단자(265)에 도달하도록 와이어의 진입을 허용하도록 구성될 수 있다. 전극 접촉부(260)와 전극 접촉 단자(265)는 먼지 덮개(290)와 슬릿(265)을 수용하기 위해 변형될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 먼지 덮개(290)는 전극 접촉 영역 둘레의 이물질의 축적, 예를 들어, 먼지와 조리 매체 막의 브레딩(breading)을 방지한다.
도 6은 신호 조정 회로(600)의 고레벨 도면을 도시한다. 이 회로의 완전한 세부는 생략되어 있지만, 포함된 설명은 당 기술 분야의 숙련자가 본 회로를 구성하게 하기에 충분하다. 신호 조정 회로(600)는 ±5 V DC 전력 공급장치에 의해 전력 공급될 수 있다. 신호 조정 회로 내에서, 발진기(640)는 전극 여기 신호를 생성할 수 있으며, 이는 본 발명의 일 실시예에서 대략 10 Hz의 주파수를 갖는 ±2.5 V 구형파일 수 있다. 이 구형파의 듀티 사이클은 대략 50%일 수 있다. 여기 신호는 레지스터(630)를 통한 발진기(640)로부터 전극에 인가될 수 있다. 따라서, 조리 용기(110) 내의 조리 매체를 통해 흐르는 전류는 값(R)을 갖는 레지스터(630)를 가로지른 전압 전위를 발생시킬 수 있다. 레지스터(630)를 가로지른 전압은 계측기 증폭기(620)에 의해 증폭될 수 있다. 그후, 계측기 증폭기(620)로부터의 전압은 정밀한 전파 정류기(650)에 의해 정류될 수 있다. 그후, 정류기 출력은 저역 통과 필터(660)에 인가될 수 있으며, 최종적으로, 이득 스테이지 증폭기(670)를 통과할 수 있다. 이득 스테이지 증폭기(670)의 출력은 조리 매체를 통한 DC 전류 유동에 비례하는 전압일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 값(R)은 499 킬로오옴(㏀)일 수 있다. 그러나, 이 레지스터 값은 전극 유닛(200)을 위해 상술한 다양한 치수에 기초하며, 다른 실시예는 다른 값을 가질 수 있다.
도 7은 신호 조정 회로(700)의 고레벨 도면을 도시한다. 도 6 및 도 7에서, 유사 부분을 서명하기 위해 유사 번호가 사용된다. 이 회로의 완전한 세부사항은 생략되어 있지만, 포함된 설명은 당 기술 분야의 숙련자가 이 회로를 구성할 수 있게 하기에 충분하다. 신호 조정 회로(700)는 ±5V DC 전력 공급장치에 의해 급전될 수 있다. 신호 조정 회로 내에서, DC 전압 기준(740)은 전극 여기 신호를 생성할 수 있으며, 이는 본 발명의 일 실시예에서 3V DC일 수 있다. 여기는 레지스터(730)를 통해 DC 전압 기준(740)으로부터 전극에 인가될 수 있다. 따라서, 조리 용기(110) 내의 조리 매체를 통해 유동하는 전류는 값(R)을 갖는 저항기(730)를 가로지른 전압 전위를 발생시킬 수 있다. 레지스터(730)를 가로지른 전압은 전압 버퍼(750, 751)에 의해 버퍼링될 수 있다. 버퍼링된 전압은 계측기 증폭기(620)에 의해 증폭될 수 있다. 계측기 증폭기 출력은 그후 저역 통과 필터(660)에 인가될 수 있으며, 최종적으로 이득 스테이지 증폭기(670)를 통과할 수 있다. 이득 스테이지 증폭기(670)의 출력은 조리 매체를 통한 DC 전류 유동에 비례하는 전압일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 값(R)은 약 499 킬로오옴(㏀)일 수 있다. 그러나, 이 레지스터 값은 전극 유닛(200)을 위한 상술한 다양한 치수에 기초하며, 다른 실시예는 다른 적절한 값을 가질 수 있다.
양호한 실시예에 연계하여 본 발명을 설명하였지만, 본 기술 분야의 당 기술 분야의 숙련자는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 상술한 양호한 실시예의 다른 변형 또는 변경이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 당 기술 분야의 숙련자는 본 명세서에 개시된 본 발명의 명세서 또는 실시예를 고려하여 다른 실시예를 명백히 알 수 있을 것이다. 본 명세서 및 설명된 예는 단지 예로서 간주되며, 본 발명의 진정한 범주 및 개념은 이하의 청구범위에 나타나 있다.

Claims (17)

  1. 튀김기 시스템에 사용하기 위한 전극 유닛이며,
    제1 측부와 제1 측부에 대향한 제2 측부를 포함하고, 조리 매체 내에 완전히 침지되도록 구성되며, 높이, 폭 및 두께를 가지는 전극 플레이트와,
    전극 플레이트의 제1 측부 상에 형성되고, 높이 및 폭에 의해 형성된 전극의 표면을 덮는 절연체와,
    전극 플레이트를 둘러싸는 보호 링을 포함하고,
    보호 링은 높이 및 폭 방향에서 보호 링과 전극 플레이트 사이에 간극을 형성하도록 위치되고, 간극의 크기는 전극 플레이트의 높이, 폭 및 두께에 기초하고, 간극은 전극의 이득을 실질적으로 규정하며,
    전극 플레이트의 제2 측부는 매끄러운 연마 표면인 전극 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 전극 플레이트로부터 신호를 수신하고 전극이 완전히 침지되는 조리 매체의 전도성을 수신된 신호에 기초하여 측정하도록 구성된 신호 조정 회로를 더 포함하는 전극 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 전극의 높이는 1.905 cm이고, 전극의 폭은 5.08 cm인 전극 유닛.
  4. 제3항에 있어서, 간극은 전극 플레이트의 각 측부로부터 보호 링의 그 대응 측부까지 0.424 cm인 전극 유닛.
  5. 제4항에 있어서, 절연체 두께는 0.2362 cm이고, 전극 플레이트 두께는 0.2667 cm인 전극 유닛.
  6. 제5항에 있어서, 보호 링은 전극 플레이트를 초과하여 0.145 cm 연장하는 전극 유닛.
  7. 제6항에 있어서, 보호 링은 0.2667 cm의 두께를 가지는 전극 유닛.
  8. 제1항에 있어서, 보호 링은 전기 전도성 스테인레스강을 포함하는 전극 유닛.
  9. 제8항에 있어서, 절연체는 PTFE를 포함하는 전극 유닛.
  10. 튀김기 내의 조리 매체 품질을 측정하도록 구성된 튀김기이며,
    조리 매체를 저장하도록 구성되는 조리 용기와,
    조리 매체 내에 완전히 침지된 전극 플레이트와,
    제1 측부 및 제1 측부에 대향한 제2 측부를 포함하는 절연체로서, 절연체의 제1 측부는 전극 플레이트의 특정 측부에 고정되고, 절연체의 제2 측부는 조리 용기의 벽에 부착되는, 절연체와,
    조리 용기에 고정되고 전극 플레이트와 절연체를 둘러싸는 보호 링과,
    전극에 적용되는 조리 매체의 전도성을 측정하는 신호 조정 회로를 포함하고,
    보호 링은 절연체와 전극 플레이트보다 조리 용기의 벽으로부터 더 멀리 연장하고, 보호 링은 보호 링과 전극 플레이트 사이에 간극을 형성하도록 위치되고, 간극의 크기는 전극 플레이트의 높이, 폭 및 두께에 기초하고, 간극은 전극의 이득을 실질적으로 규정하는 튀김기.
  11. 제10항에 있어서, 전극 플레이트는 특정 측부에 대향한 추가 측부를 포함하고, 전극 플레이트의 추가 측부는 연마된 매끄러운 표면인 튀김기.
  12. 제10항에 있어서, 절연체로부터 조리 용기의 벽의 대향 측부 상에 위치되고 전극 플레이트에서 조리 매체가 조리 용기를 벗어나는 것을 방지하도록 구성되는 밀봉 와셔와,
    조리 용기의 벽의 대향 측부 상에 위치되고, 조리 용기의 벽의 대향 측부에 대해 밀봉 와셔를 압축하도록 구성되는 밀봉 압축 와셔와,
    조리 용기의 벽의 대향 측부 상에 위치된 후방 절연체를 더 포함하고,
    후방 절연체는 밀봉 압축 와셔를 덮고 절연체와 정렬되는 튀김기.
  13. 제12항에 있어서, 전극 플레이트, 절연체, 조리 용기의 벽, 밀봉 와셔, 밀봉 압축 와셔 및 후방 절연체를 통해 나사 결합된 볼트를 더 포함하는 튀김기.
  14. 제13항에 있어서, 제1 단부와 제1 단부에 대향한 제2 단부를 포함하는 먼지 덮개 스페이서로서, 제1 단부는 조리 용기 외측의 볼트 단부를 통해 나사 결합되고, 먼지 덮개 스페이서의 제2 단부는 나사 결합되는, 먼지 덮개 스페이서와,
    밀봉 와셔, 밀봉 압축 와셔 및 후방 절연체를 덮는 벽의 대향 측부 상에 위치된 먼지 덮개로서, 먼지 덮개의 중심은 먼지 덮개 스페이서의 제2 단부를 통해 나사 결합되는, 먼지 덮개와,
    먼지 덮개 스페이서의 제2 단부를 통해 나사 결합되고 먼지 덮개를 먼지 덮개 스페이서에 고정하는 먼지 덮개 너트를 더 포함하는 튀김기.
  15. 제10항에 있어서, 보호 링은 조리 용기와 일체로 형성되는 튀김기.
  16. 제10항에 있어서, 보호 링은 직사각형 강관을 포함하는 튀김기.
  17. 제10항에 있어서, 보호 링은 제조된 강철 스톡을 포함하는 튀김기.
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