KR20160135439A - 조리기기 화재예측감지장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조리기기의 화재예측감지장치 및 방법에 관한 것으로, 조리용기의 온도를 센싱하는 원격온도센서, 상기 원격온도센서로부터 센싱된 온도에 대한 센싱값을 수신하고, 센싱값을 토대로 온도변화패턴을 확인하며, 상기 온도변화패턴을 토대로 경고시간을 계산하여, 상기 경고시간 도달 시에 사용자에게 경고하도록 프로그래밍된 컨트롤러를 포함하여 구성된다.

Description

조리기기 화재예측감지장치 및 방법{AN APPARATUS AND METHOD TO PREDICT AND DETECT A FIRE ON COOKING RANGES}

본 발명은 조리기기 화재예측감지장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화재감지기능과 더불어 음식물의 가열상태를 단계적으로 사용자에게 알리는 기능을 가진 조리기기 화재예측감지장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 화재감지 시스템은 연기를 감지하거나 큰 온도 변화를 감지하는 방식으로 구현되어 있어 이미 화재가 발생한 후에 상황을 감지하여 뒤늦은 상황대처를 야기시킴으로서, 그 피해가 더 큰 문제점이 있었다.

이에 화재방지시스템의 일환으로 주방용 후드나, 가스레인지 자체 또는 별도의 장치를 통해 신속한 대처가 가능하도록 과열방지장치를 구비하고 있다. 이러한 과열방지장치는 온도센서를 통해 조리용기의 온도를 감지하고, 설정된 절차에 의해 가스 공급을 차단하여 가스레인지의 자동소화를 돕는다.

이와 관련하여, 대한민국등록특허공보 제10-1431056호, 대한민국등록특허공보 제10-1130328호, 대한민국공개특허공보 제2013-0059584호 등에 다양하게 개시된 바와 같다.

상기한 종래기술은 가스레인지 화구에 온도센서가 설치되고, 상기 온도센서가 조리용기와 직접 접촉하여 과열상태를 진단하고, 위험온도로 감지될 시에 가스의 공급을 차단하여 가스레인지를 오프(off)시키거나 위험경보를 알리도록 한다.

그러나, 핵심기능인 조리용기의 과열상태를 진단하고 뒤이어지는 절차를 수행하는 제어부(마이크로프로세서 등)의 절차나 기능에 대해 구체적으로 명시하지 않아, 여러가지 변수에 대한 상황별 대처효과를 기대하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 사용자의 상황판단이 가능한 상황에서도 조리용기의 온도만을 고려하여 가스공급이 차단되는 상황으로 인해 조리가 방해받을 우려도 존재한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 조리하는 과정에서 음식물 등이 타서 발생할 수 있는 화재를 단계적으로 예측하여 상황별 대처가 가능한 화재감지장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 조리용 조리기기 화재예측감지장치 및 방법은 조리용기의 온도를 센싱하는 원격온도센서, 상기 원격온도센서로부터 센싱된 온도에 대한 센싱값을 수신하고, 센싱값을 토대로 온도변화패턴을 확인하며, 상기 온도변화패턴을 토대로 경고시간을 계산하여, 상기 경고시간 도달 시에 사용자에게 경고하도록 프로그래밍된 컨트롤러를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 조리 시에 원격온도센서로부터 조리용기 혹은 음식물의 온도를 센싱하는 온도측정단계, 상기 센싱된 온도의 변화에 대한 패턴을 분석하는 온도변화 패턴분석단계, 상기 온도의 변화에 대한 패턴이 상승패턴을 보일 경우 상기 상승패턴의 시작온도 및 시간을 시작점 및 상승 시작시간으로 설정하고, 상기 상승패턴이 종료되어 수평패턴을 보일 경우 상기 상승패턴의 종료온도 및 시간을 끓는점 및 끓는시간으로 설정하며, 상기 각 시간 및 온도를 토대로 예비경고시간과 최종경고시간을 각각 산출하는 온도 및 시간 설정단계, 상기 예비경고시간에 도달될 경우 경고를 제공하고, 상기 최종경고시간에 도달될 경우 경고 또는 조리기기를 강제 오프(off)하는 시간별 동작 제어단계를 포함하여 진행됨을 특징으로 한다.

그리고, 상기 예비경고시간은 끓는시간과 타는시간 예측함수의 합으로 산출되며, 상기 타는시간 예측함수는 끓는시간에서 시작시간을 뺀 상승시간과 예비경고상수의 곱으로 산출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 최종경고시간은 수평패턴에서 또 다른 온도상승의 패턴을 보일 경우 그 시간으로 산출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서의 조리기기 화재예측감지장치 및 방법은 조리기기 사용 시에, 사용자의 부주의로 인해 생기는 화재를 미리 예측하거나 신속하게 감지하여 화재를 사전에 예방할 수 있다.

그리고, 조리과정에서 물이 끓는 시점과 끓은 후 경과시간 등 단계별 상황에 따라 사용자의 대처가 가능하도록 자동알림기능을 구비하고, 또한 위급상황에서는 자체차단기능을 제공함으로써, 안전하고 편리한 조리 진행에 그 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 조리기기 화재예측감지장치의 구성을 보인 평면도
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 조리기기 화재예측감지장치의 구성을 보인 평면도
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 조리용기 내부의 온도변화에 따른 패턴변화을 나타낸 그래프
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 화재경보 단계를 나타낸 그래프
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 최종화재경보 단계를 나타낸 그래프
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 조리기기의 화재예측감지방법을 나타낸 흐름도

이하 본 발명에 의한 조리기기 화재예측감지장치 및 방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

첨부된 도 1과 도 2는 본 발명에 의한 조리기기 화재예측감지장치의 일 실시 예의 구성이 평면도로 도시되어 있다.

그리고, 첨부된 도 3과 도 4, 도 5는 본 발명에 의한 조리기기 화재예측감지방법의 동작단계를 나타낸 그래프이며, 도 6은 본 발명에 의한 조리기기 화재예측감지방법의 실시 예를 나타낸 흐름도이다.

먼저, 본 고안의 화재예측감지장치(100)는 크게 원격온도센서(110)와 주변온도센서(120), 컨트롤러(130)로 구성된다.

상기 화재예측감지장치(100)는 조리기기(200)의 일측에서 화구(210)위에 올려진 조리용기(300) 내부 상면과 저면의 온도 또는, 음식물의 온도를 측정할 수 있도록 구비되며, 상기 조리기기(200)의 어느 일측에 배치하더라도 온도측정의 방해요소로 작용하지는 않지만, 조리환경을 고려하여 조리기기(200)의 배면 또는 측면에 위치하는 것이 바람직하다 할 것이다.

상기 원격온도센서(110)는 조리기기(200)의 화구(210)에 안착된 조리용기(300)의 온도를 측정할 수 있는 높이에 위치하며, 적외선온도센서와 같은 비접촉식 온도센서 또는 접촉식 온도센서 등으로 구현할 수 있으며, 조리기기(200)의 설치환경에 따라 다수 구비될 수 있다.

그리고, 상기 주변온도센서(120)와 상기 컨트롤러(130)는 상기 원격온도센서(110)와 근접한 거리에 위치하며, 상기 주변온도센서(120)는 조리기기(200)의 주변온도를 측정하고, 상기 컨트롤러(130)는 사용자에게 조리상태 정보와 경고메시지를 제공함과 더불어 조리기기(200)를 오프(off)시키는 역할을 한다.

이하 본 발명에 의한 조리기기 화재예측감지장치 및 방법의 작용을 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.

첨부된 도 3에서 도 5는 상기 화재예측감지장치(100)가 측정한 상기 조리용기(300)의 온도변화를 그래프로 나타낸 실시 예로서, x축은 시간, y축은 온도를 나타낸다.

그리고, 상기한 도면에 도시된 다수의 검은 점들은 시간경과에 따른 조리용기(300)의 온도를 나타내므로, 이를 각 시간의 온도샘플이라 한다.

다음으로, 음식물이 끓는 시간을 감지하는 방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 화재예측감지장치(100)는 조리 시작 후에 조리용기(300)의 온도를 주기적으로 측정하여 음식이 데워지고 있는지, 끓고 있는지, 타고 있는지를 판단한다.

즉, 음식물의 가열상태를 3단계로 구분하여 상기 조리용기(300)의 온도상승에 따른 패턴을 검출하기 위함이다.

먼저, 물이 데워지면서 끓는점(D2)에 도달하기까지 지속적으로 온도가 상승함에 따라 발생하는 상승패턴(S10)을 검출하고, 이 후에 상기 끓는점(D2)을 지나 끓는 상태가 유지되는 수평패턴(S20)을 검출한다.

상기 상승패턴(S10)은 기 설정된 개수의 점들에 대한 추세선이 주어진 기울기를 갖는지를 확인하는 방법으로 검출할 수 있으며, 상기 수평패턴(S20)은 기 설정된 개수의 점들에 대한 추세선의 기울기가 '0'에 가까운지를 확인하는 방법으로 검출할 수 있다.

그리고, 조리용기(300)의 온도에 대한 온도샘플의 측정값들을 저장함으로서, 추후 패턴분석의 데이터로 활용할 수도 있다. 여기서, 온도측정간격은 일 실시 예로 1초, 5초 또는 10초, 20초 등으로 사용환경에 따라 임의설정할 수 있다.

이하에서, 상기한 온도샘플들을 활용하여 단계별로 작동하는 본 발명의 실시 예를 수식을 통해 보다 자세히 설명하고자 한다.

i 번째 온도샘플의 좌표를

라고 가정하면

는 시간,

는 온도이다.

에서

시간까지의 온도샘플에 대한 추세선을

라고 할 때, 추세선은 다음 수식으로 구현할 수 있다.

위 수식의 계수 a는 추세선의 기울기로서 '0'에 가까울수록 끓는 수평선(L20)을 그리며, '0'보다 큰 양수일수록 상승선(L10)을 그린다.

다음의 수식은 오차를 나타내는 것으로 여기서 오차란, 주어진 개수의 온도샘플들이 추세선에서 얼마나 흩어져 있는가를 나타내는 척도이다.

상기한 수식의 오차는 작을수록 곧은 직선에 가까운 샘플로 간주하여 보다 신뢰도가 높은 데이터임을 의미함으로서, 온도패턴이 상승선(L10)인지 수평선(L20)인지를 명확하게 판단할 수 있는 기준이 된다.

다음으로, 도 4는 상기 상승패턴(S10)과 상기 수평패턴(S20)의 검출 이후에 시작점(D1), 끓는점(D2), 끓는시간(T3), 첫번째 알림(A1), 두번째 알림(A2), 예비경고시간(T4)을 검출하는 과정을 나타낸 것이다.

상기 상승패턴(S10)을 연장한 상승선(L10)과 상기 수평패턴(S20)을 연장한 끓는 수평선(L20)이 만나는 점이 끓는점(D2)이 되며, 상기 시작점(D1)부터 끓는점(D2)까지 도달하는 시간은 상승시간(T2)이 된다.

그리고, 상기 시작점(D1)은 가열이 시작함을 의미하는 것으로, 상기 시작점(D1)은 상승패턴(S10)을 연장한 상승선(L10)과 직선 'y=C'와의 교차점으로 구하여 진다. 여기서 시작온도(C)는 온도가 상승하기 전의 온도 혹은, 상기 주변온도센서(120)의 값으로 정할 수 있다.

이처럼, 각각의 설정된 변수를 바탕으로 가열상황에 따른 경고절차를 단계별로 나타내면 다음과 같다.

먼저, 상기 끓는시간(T3)에서 첫번째 기 설정된 값, x1 초 후를 첫번째 알림(A1)이라 하고, 해당 알림을 컨트롤러(130)를 통하여 사용자에게 알린다. 예를 들어, 끓은 후 3분이 경과하면 사용자에게 3분이 경과했음을 알림으로서 요리진행에 도움을 줄 수 있다.

상기한 바와 마찬가지로, 끓는시간(T3)에서 두번째 기 설정된 값 x2 초 후를 두번째 알림(A2)이라고 하고, 해당 알림을 컨트롤러(130)를 통하여 사용자에게 알린다. 이와 같은 방법으로 세번째, 네번째 등 다수의 구간별 알림을 제공할 수도 있다.

상기 상승시간(T2)은 음식물이 데워지기 시작한 시점에서 끓기 시작한 시점의 시간차이이다. 즉, 끓는시간(T3)에서 시작시간(T1)을 뺀 시간이 상승시간(T2)이다.

음식물의 타는 시점은 음식물의 상승시간(T2)과 연관된다. 상승시간(T2)을 인자로 받는 타는시간(f)는 예비경고시간(T4)을 제공한다. 즉, 상기 타는시간(f)는 간단하게 상승시간(T2)에 예비경고상수를 곱하는 방법으로 구현할 수 있으며, 이는 아래의 식과 같다.

타는시간(f) = 상승시간(T2) * 예비경고상수

여기서, 상기 예비경고상수는 상기 조리기기(200)의 화력 또는 조리용기(300)의 용량 등에 따라 설정할 수 있는 가변적인 조율 가능한 숫자로서, 고정값은 아니다.

그리고, 다음 식으로 예비경고시간(T4)을 구할 수 있다.

예비경고시간(T4) = 끓는시간(T3) + 타는시간(f)

첨부된 도 5는 음식물이 타는 시점 즉, 화재발생의 확률이 가장 높아지는 순간을 판단하는 방법을 나타낸 것이다.

상기 화재예측감지장치(100)가 끓는시간(T3)을 검출한 이후에 끓는 수평선(L20)이 지속되다가 서서히 온도가 상승하기 시작하여 상기한 상승패턴(S20)과 다른 온도상승의 패턴 즉, 타는 상승선(L30)이 감지되면 음식물이 타고 있다고 판단한다. 여기서, 상기 타는 상승선(L30)이 감지되는 시간을 최종경고시간(T5)이라 한다.

상기 최종경고시간(T5)에는, 상기 컨트롤러(130)를 통하여 사용자에게 경고메시지를 알리거나 조리기기(200)를 강제 오프(off)할 수도 있다. 여기서, 경고메시지는 음성 또는 별도의 디스플레이를 통한 시각적 효과 등 다양한 방법을 통해 전달될 수 있다. 그리고, 온도가 상승함에 따라 화재위험도는 높아짐으로서, 단계별 경고메시지의 형태도 앞선 단계보다 더욱 경각심을 일으킬 수 있도록 강화됨이 바람직할 것이다.

즉, 첨부된 도 6을 통해 본 발명에 의한 조리기기 화재예측감지장치 및 방법의 전체적 흐름을 살펴보면,

먼저, 조리용기(300) 혹은 음식물의 온도를 측정하고(S101), 측정된 온도변화에 대한 패턴을 분석한다(S103). 그리고 측정된 온도 및 시간을 토대로 경고시간을 산출(S105)하고, 산출된 값에 대해 설정된 경고시간별로 동작을 제어한다(S107). 그리고 최종경고시간(T5) 도달 시에 경고 혹은 조리기기(200)의 강제오프(off)를 실시한다(S109).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 음식조리과정에서 발생할 수 있는 화재를 미연에 방지하기 위해, 사용자에게 가열 진행상황을 단계별로 구분하여 통보함으로서, 상황에 맞는 효율적인 대처를 통해 보다 안정적인 조리환경을 제공할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명의 조리기기 화재예측감지장치(100)는 음식을 조리할 때 물이 끓는 시간(T3)을 감지하고 물이 끓은 후 시간경과를 파악하여 기 설정된 단계별로 상기 컨트롤러(130)를 통해 사용자에게 통보한다. 만약, 물이 대부분 증발하여 음식물이 타기 시작함으로서 화재발생 확률이 높아지는 시점이 감지되면 경고메시지와 함께 조리기기를 강제로 오프(off)한다. 그리하여, 조리 시에 충분히 사용자의 제어가 가능한 상황에서는 개입을 허용하되, 위급 시에는 강제적 차단이 가능한 기능이 구비된, 종래의 발명과 명확이 다른 장점들이 부각되는 화재감지장치라 할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

100. 화재예측감지장치
110. 원격온도센서
120. 주변온도센서
130. 컨트롤러
200. 조리기기
210. 화구
300. 조리용기

Claims (5)

1. 조리용기(300)의 온도를 센싱하는 원격온도센서(110);
   상기 원격온도센서(110)로부터 센싱된 온도에 대한 센싱값을 수신하고, 센싱값을 토대로 온도변화패턴을 확인하며, 상기 온도변화패턴을 토대로 경고시간을 계산하여, 상기 경고시간 도달 시에 사용자에게 경고하도록 프로그래밍된 컨트롤러(130);
   를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 조리기기 화재예측감지장치.
2. 조리 시에 원격온도센서(110)로부터 조리용기(300) 혹은 음식물의 온도를 센싱하는 온도측정단계;
   상기 센싱된 온도의 변화에 대한 패턴을 분석하는 온도변화 패턴분석단계;
   상기 온도의 변화에 대한 패턴이 상승패턴(S10)을 보일 경우 상기 상승패턴(S10)의 시작온도(C) 및 시간을 시작점(D1) 및 상승 시작시간(T1)으로 설정하고, 상기 상승패턴(S10)이 종료되어 수평패턴(S20)을 보일 경우 상기 상승패턴(S10)의 종료온도 및 시간을 끓는점(D2) 및 끓는시간(T3)으로 설정하며, 상기 각 시간 및 온도를 토대로 예비경고시간(T4)과 최종경고시간(T5)을 각각 산출하는 온도 및 시간 설정단계;
   상기 예비경고시간(T4)에 도달될 경우 경고를 제공하고, 상기 최종경고시간(T5)에 도달될 경우 경고 또는 조리기기(200)를 강제 오프(off)하는 시간별 동작 제어단계;
   를 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 조리기기 화재예측감지방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 예비경고시간(T4)은,
   끓는시간(T3)과 타는시간(f)의 합으로 산출되는 것을 특징으로 하는 조리기기 화재예측감지방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 타는시간(f)는,
   끓는시간(T3)에서 시작시간(T1)을 뺀 상승시간(T2)과 예비경고상수의 곱으로 산출되는 것을 특징으로 하는 조리기기 화재예측감지방법.
5. 제 2 항 또는 3 항에 있어서,
   상기 최종경고시간(T5)은,
   수평패턴(S20)에서 또 다른 온도상승의 패턴을 보일 경우 그 시간으로 산출되는 것을 특징으로 하는 조리기기 화재예측감지방법.

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