KR20190108026A

KR20190108026A - 사물인터넷을 이용하여 외부 환경에 따른 출력 제어를 수행하는 전기 레인지

Info

Publication number: KR20190108026A
Application number: KR1020180108003A
Authority: KR
Inventors: 정기환
Original assignee: 주식회사 히트인덕션
Priority date: 2018-09-10
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2019-09-23
Also published as: KR102058248B1

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 전기 레인지는 사용자로부터 구동에 관련된 키 조작을 입력받는 입력 조작부, 사용자의 키 조작에 대응하여 전기 레인지의 구동을 제어하고, 동작중인 전기 레인지에서 측정된 전압에서 기 설정된 기준치 이상의 변동이 발생되면 동일 전선에 추가 외부 기기가 동작중인 것으로 판단하는 제어부, 전기 레인지가 구동되기 전 초기 전압 값을 저장하는 저장부 및 사용자의 키 조작 결과를 표시하며, 동일 전선에 추가 외부 기기가 동작중인 것으로 판단됨에 따라 경고 메시지를 표시하는 표시부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 초기 전압 값을 측정하는 전선 전압 판단부, 추가 외부 기기의 동작 여부를 판단하는 적정 전력 판단부 및 상기 추가 외부 기기가 동작한 것으로 판단됨에 따라 경고 메시지를 출력하도록 제어하는 알림 발생부를 포함할 수 있다.

Description

사물인터넷을 이용하여 외부 환경에 따른 출력 제어를 수행하는 전기 레인지{Electric range for controlling the output according to the external environment using the internet of things}

본 발명의 다양한 실시 예는 전기 레인지에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 다양한 실시 예는 배선 환경, 외부 기기 연결 등의 외부 환경에 기반하여 구동을 제어하는 전기 레인지에 관한 것이다.

일반적으로, 전기 레인지는 전기에 의해 조리기구를 가열하는 장치를 의미한다. 이와 같은 전기 레인지는 열 전도율, 부피, 환경오염, 안전 등의 이유로 가스레인지의 대용품으로 각광을 받고 있다. 전기 레인지는 가열 방식에 따라 상판이 가열되는 방식의 하이라이트, 핫플레이트와 자기장을 활용한 유도 가열을 수행하는 인덕션 등으로 나뉠 수 있다. 또한 근래에는 하이라이트와 인덕션의 기능을 모두 지원하는 하이브리드 방식의 전기레인지도 등장하고 있다.

이러한 전기 레인지는 통상적으로 타 가전 제품보다 소비전력량이 많은 편이며, 일반 가정의 전기 환경을 고려하지 않고 전기레인지의 발열체에 전력을 계속 공급할 경우, 차단기에 의한 전기 차단 및 전기 콘센트의 발열로 인한 화재 등의 문제가 발생될 수 있다.

한편, 관련 문헌으로는 등록특허공보 10-1586749(전기레인지 소비전력 제한장치)가 있다.

상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 외부 기기의 동작 여부, 전선의 상태, 외부 기기에서 소비되는 전력의 수준 등에 기반하여 전기레인지의 출력을 제어하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따라, 전기 레인지는 사용자로부터 발열 단계 조절을 위한 키 조작을 입력받는 입력 조작부, 소비 전력 측정 장치와 통신 연결을 수행하고, 상기 소비 전력 측정 장치로부터 전기 레인지의 소비 전력을 포함하는 통합 소비 전력에 대한 데이터를 수신하는 통신부, 전기 레인지의 발열 단계에 대응하는 예측 소비 전력에 관한 데이터를 저장하는 저장부, 사용자에 의해 발열 단계 조절을 위한 키 조작이 수행되면, 요청된 발열 단계에 대응하는 예측 소비 전력 증가량과 상기 소비 전력 측정 장치로부터 수신된 통합 소비 전력의 합계가 기 설정된 기준치 이상인지 여부를 판단하고, 상기 합계가 기준치 이상이면 요청된 발열 단계로의 적용을 제한하는 제어부 및 사용자의 키 조작 결과를 표시하며, 요청된 발열 단계의 적용이 제한될 시, 경고 메시지를 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 전기 레인지의 출력을 제어하는 방법은 전기 레인지의 구동 전 전압인 초기 전압을 저장하는 단계, 사용자로부터 전기 레인지의 구동에 관련된 키 조작을 입력받는 단계, 상기 키 조작에 대응하는 출력값으로 전기 레인지를 구동하는 단계, 구동 중인 상태에서의 전압 및 전류를 측정하고, 구동중 전압과 초기 전압의 차이를 산출하는 단계, 상기 구동중 전압과 초기 전압의 차이 및 상기 측정된 구동중 상태에서의 전류에 기반하여 전선에서의 전력 소모량을 계산하고 기 설정된 값 이상인지 여부를 판단하는 단계, 전선에서의 전력 소모량이 기 설정된 값 이상이면 출력값을 하향 조정하고, 기 설정된 값 미만이면 설정 출력값으로 출력을 유지하는 단계, 출력 유지 상태에서 기 설정된 기준치 이상의 전압 변동을 판단하는 단계 및 동일 전선 내 외부 기기가 동작중인 것으로 판단하고 경고 메시지 출력 및 출력값을 하향 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

상술한 구성에 의해, 본 발명은 전기 레인지의 사용에 의해 발생될 수 있는 전선 발열, 배선 차단기 동작의 문제를 방지할 수 있다.

보다 상세하게는 본 발명은 전선에서 발생되는 소비 전력을 측정하고 해당 값이 기준치를 초과할 경우 전기레인지의 동작 또는 출력값 조정을 제한할 수 있다. 이를 통해 본 발명은 사용자가 전기레인지를 바람직한 상태의 전선(예, 적정 길이의 전선)에 연결하여 사용하도록 권장할 수 있다.

또한 본 발명은 동일 전선 내 외부 기기의 추가 연결 여부를 판단하여 전기레인지의 동작 또는 출력 조절을 제한하므로 동일 전선에 외부 기기와 전기 레인지를 함께 연결하여 사용하는 것을 방지할 수 있고 이를 통해 과전류에 의한 발열 및 화재를 예방할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 레인지의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제어부의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전선에서의 소모 전류 및 외부 기기 동작에 따른 출력값 제어의 순서를 도시하는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 소비 전력 측정 장치와의 연동을 통해 전기레인지의 출력을 제어하는 동작에 대하여 도시한 순서도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 레인지의 발열 단계 조절 및 그에 따른 표시 내용에 대하여 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어'있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어'있다거나 '직접 접속되어'있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 명세서에서, 디바이스는 게이트웨이(gateway)에 연결되어 IoT(Internet of Things)에 적용되는 일반적인 장치(또는 사물)일 수 있다. 예를 들어, 디바이스는, 무선 호출기, 스마트폰, 태블릿 PC, 컴퓨터, 온도 센서, 습도 센서, 음향 센서, 모션 센서, 근접 센서, 가스 감지 센서, 열 감지 센서, 냉장고, CCTV, TV, 세탁기, 제습기, 전등, 화재 경보기 등을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 본 명세서에서 디바이스(device)는 '기기' 또는 '장치'와 혼용될 수 있으며, '디바이스', '기기' 및 '장치'는 동일한 표현으로 기재되어 있을 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전기 레인지의 구성에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 레인지의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제어부의 구성을 도시하는 블록도이다.

*먼저, 도 1에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 레인지는 입력 조작부 110, 디스플레이부 120, 저장부 130, 구동 제어부 140, 발열부 150, 통신부 160 및 제어부 170를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고 도 2에서 도시되는 바와 같이, 상기 제어부 170는 전선 전압 판단부 171, 적정 전력 판단부 172, 알림 발생부 173, 출력값 제어부 174를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 입력 조작부 110는 사용자의 조작에 따른 입력 데이터를 발생시킨다. 즉, 사용자는 입력 조작부 110를 통해 다수의 발열체들(예, 화구) 중 사용할 발열체를 선택하고, 선택된 발열체의 출력(온도 설정) 설정, 선택된 발열체의 동작 시간 설정 등을 수행할 수 있다.

또한, 상기 입력 조작부 110는 사용자의 조작에 따라 우선 구동 화구를 선택하고, 선택된 우선구동 화구의 우선 구동을 지시하는 제어신호를 발생시킬 수 있다. 다시 말해서, 상기 입력 조작부 110는 다수의 발열체들 중 하나 이상의 발열체에 대한 우선 구동을 요청하는 신호를 제어부 170로 전송할 수 있다.

또한 다양한 실시 예에 따라 상기 입력 조작부 110는 외부의 소비 전력 측정 장치와 전기 레인지를 연동시키기 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다.

상기 입력 조작부 110는 버튼, 다이얼, 터치 패드 등의 입력 수단으로 구현될 수 있다.

상기 디스플레이부 120는 전기레인지의 동작 상태를 표시할 수 있다. 여기서 동작 상태는 각 발열체 동작 여부, 동작중인 발열체의 온도(출력, 화력), 동작중인 발열체의 동작 시간, 동작중인 발열체의 동작 잔여시간, 잔류열 표시 등을 포함할 수 있다.

상기 디스플레이부 120는 7세그먼트 및 액정 디스플레이(LCD)등의 표시 수단으로 구현될 수 있다.

상기 저장부 130는 측정된 각종 전기적 수치 값을 저장할 수 있다. 또한 상기 저장부 130는 발열 단계별 적용해야하는 출력값에 대한 정보, 각종 디폴트 값, 에러 코드 정보 또는 경고 메시지 문구 등을 저장할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 저장부 130는 전기레인지에서 측정된 전기 레인지의 가동 전 초기 전압값에 대한 정보를 저장할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 초기 전압값은 전기 레인지 내부가 아닌 전기 레인지에 전류를 공급하는 전선에서 소비되는 전력을 측정하기 위한 값이다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 저장부 130는 발열 단계별 적용해야 하는 출력값에 대한 정보와, 발열 단계별 예측되는 소비 전력 증가량에 관한 정보를 저장할 수 있다. 다양한 실시 예에 따라 상기 저장부 130는 외부의 소비 전력 측정 장치와 통신하기 위한 소비 전력 측정 장치의 식별 값 및 상기 소비 전력 측정 장치로부터 실시간으로 수신되는 통합 소비 전력 값에 대한 데이터를 저장할 수 있다. 또한 상기 저장부 130는 전선(전기 레인지로 전류를 공급하는 외부 전선)전력 소비량을 체크한 이후에 동일 전선 내 다른 외부 기기가 작동중임을 판단하기 위한 전압 변동의 기준치 값을 저장할 수 있다.

상기 구동 제어부 140는 다수의 스위칭 소자들을 포함할 수 있다. 상기 스위칭 소자들은 전력 공급 또는 해제를 결정할 수 있다. 또한 상기 구동 제어부 140는 사용자의 온도 설정(출력 설정)에 따라 발열부 150로 공급되는 전력을 제어하는 다수의 전력 제어기들을 포함할 수 있다. 상기 전력 제어기들은 인버터로 구현될 수 있다. 다수의 전력 제어기들은 각각에 대응하는 스위칭 소자와 발열체 사이에 위치하며, 공급되는 최대 가용 전력 중 기 설정된 출력에 따른 공급 전력을 해당 발열체에 공급하도록 제어할 수 있다.

상기 발열부 150는 구동 제어부 140를 통해 공급된 전력을 이용하여 열을 발생시키는 다수의 발열체들로 구성된다. 발열체는 인덕션 히터(induction heater; 자기장에 의해 발생하는 유도전류를 열원으로 이용한 가열기, 가열기 위에 금속을 놓으면 전자기유도 현상에 의해 금속에 전류가 발생하고 줄열에 의해 금속이 가열됨), 시즈 히터(sheath heater), 세라믹 히터(ceramics heater), 플레이트 히터 등의 히터로 구현될 수 있다.

다수의 발열체들은 동일한 최대출력을 가지거나 서로 다른 최대 출력을 가질 수 있다. 다수의 발열체들의 최대 출력에 따라 화구의 크기가 달라질 수 있다.

상기 통신부 160는 외부 장치인 소비 전력 측정 장치와의 무선 통신을 위해 NFC, RFID, 지그비, 블루투스 또는 와이파이 기능을 수행할 수 있다. 바람직하게는 상기 소비 전력 측정 장치는 사물인터넷 기능을 수행하는 멀티탭 또는 사물인터넷 기능을 지원하는 분전함 관리 장치일 수 있다. 예컨대, 사물인터넷 기능을 수행하는 멀티탭이 소비 전력 측정 장치로 구현되는 경우, 상기 멀티탭은 연결된 기기들이 소비하는 전력의 정도를 측정할 수 있다. 또한 측정된 소비 전력에 대한 정보는 연동된 전기레인지 측에 전달될 수 있다. 이 때 멀티탭에서 측정된 소비 전력에 대한 정보는 실시간 또는 전기레인지 측에서 요청하는 시점에 전기레인지로 전달될 수 있다.

상기 제어부 170는 입력 조작부 110를 통해 전기 레인지의 온도 조절이 요청되면 요청된 단계에 대응하는 출력값을 발열부에서 출력하도록 제어할 수 있다.

도면에 도시되지는 않았지만 상기 전기레인지는 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 경고 메시지 및 설정 변경 값에 대한 정보를 음성으로 출력하기 위한 스피커, 출력값 조작을 위한 사용자의 음성 명령을 수신하는 마이크, 화구에 가열 대상이 존재하는지 여부를 판단하기 위한 중량 감지 센서, 타이머, 등을 더 포함할 수 있다.

도 2를 참조하여 상기 제어부 170에 대하여 보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부 170는 전선 전압 판단부 171, 적정 전력 판단부 172, 알림 발생부 173, 출력값 제어부 174를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 전선 전압 판단부 171는 전기 레인지로 전류를 공급하는 전선에서 소모되는 전력을 측정하기 위한 구성이다. 상기 전선 전압 판단부 171는 상기 전선에서 소비되는 전력 값을 측정하기 위해 전기 레인지가 가동되기 전 상태의 전압인 초기 전압을 측정할 수 있다. 이 때 상기 전선 전압 판단부 171는 전기 레인지로 전력이 공급되는 전선의 위치에서 전기적 데이터(예, 전압, 전류) 측정할 수 있다. 또한 상기 전선 전압 판단부 171는 전기 레인지가 가동중인 상태에서의 전압과 전류를 측정할 수 있다. 통상적으로 전기 레인지가 가동중일 때의 전압은 가동 전 전압과 차이를 보이게 되는데, 이는 전선을 통과하는 동안 전압 강하가 일어난 것으로 이해될 수 있다. 전선을 이유로 전압이 감소되는 이유는 전선이 갖는 저항에 기인하며, 전선의 저항은 전선의 길이, 단면적 등의 물리적인 요소에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 상기 전선 전압 판단부 171는 가동중 전압과 가동 전 전압의 차이는 전선이 갖는 저항에 의해 발생된 전압인 것으로 판단하고 이를 구하기 위해 전기 레인지 가동 전 전압과 가동중 전압을 측정하고 두 값의 차이를 산출할 수 있다. 또한 상기 전선 전압 판단부는 전기 레인지 가동중 상태의 전압을 측정할 시, 전류도 함께 측정하게 되는데, 이 때 측정된 전류와 전선에서 이루어진 전압 강하의 곱으로 전선에서 발생된 소비 전력을 산출할 수 있다.

통상적으로 전선에서 발생되는 소비 전력이 클수록(전선에서 이루어진 전압 강하의 범위가 클수록) 배선 환경이 양호하지 못한 것으로 인정될 수 있다. 예를 들어, 1m의 길이를 갖는 전선이 0.1옴(ohm)의 저항을 갖고 1V만큼의 전압 강하가 일어났다고 가정하면, 동일 전선이 10m의 길이로 형성되면 10옴(ohm)의 저항을 갖고 10V의 전압 강하가 일어날 수 있다. 그리고 이러한 전선에서 이루어지는 전압 강하가 과하게 발생될 경우, 배선의 발열 등의 문제가 야기될 수 있다. 이와 같은 문제를 방지하기 위해, 전선 전압 판단부 171는 전선에서 발생되는 전력 소비가 기 설정된 값 이상으로 발생되는지 여부를 판단할 수 있다. 저장부 130는 전선에서 발생되는 전력의 소비에 대한 기준치 값을 기 저장하고 있을 수 있다. 상기 전선 전압 판단부 171는 전선에서 발생되는 전력 소비가 저장부 130에 기 저장되어 있는 기준치를 초과하였는지 여부를 판단하면, 해당 결과에 따라 출력값 제어부 174가 전기레인지의 출력을 제어(예컨대, 요청된 온도 조절 기능 제한)할 수 있다.

상기 적정 전력 판단부 172는 전기 레인지의 가동 중 출력이 유지되는 상황에서 전압의 변동 여부를 판단할 수 있다. 또한 상기 적정 전력 판단부 172는 전압 변동의 크기가 기 설정된 값 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 전압의 변동된 값이 기 설정된 값 이상인 경우 상기 적정 전력 판단부 172는 동일 전선 내 다른 외부 기기가 추가로 동작된 것으로 판단할 수 있다. 상기 적정 전력 판단부 172가 동일 전선 내 다른 기기가 작동중임을 판단한 경우, 알림 발생부 173는 경고 메시지를 출력하도록 제어할 수 있다. 또한 출력값 제어부 174는 적정 전력 판단부 172가 동일 전선 내 다른 기기가 작동중이라고 판단한 경우에 한하여 전기 레인지의 출력을 일시적으로 제어(예, 전기레인지의 온도 상향 조절 제한, 전기 레인지의 출력을 일시적으로 하향 조절 등)할 수 있다.

다양한 실시 예에 따라 상기 적정 전력 판단부 172는 외부의 소비 전력 측정 장치와 연동되어 그 기능을 수행할 수 있다. 전기 레인지는 다양한 실시예에 따라 외부의 소비 전력 측정 장치(예, 소비 전력이 측정가능한 스마트 멀티탭)과 연동되어 소비 전력 측정 장치에서 측정한 소비 전력에 관한 데이터를 수신할 수 있다. 이에 따라 상기 적정 전력 판단부 172는 외부의 소비 전력 측정 장치로부터 수신된 소비 전력에 관한 데이터를 기준으로 하여 전기 레인지 외 타 기기의 사용 여부 및 타 기기에서 발생되는 전력 소비량을 판단할 수 있다. 또한 상기 적정 전력 판단부 172는 전기 레인지의 출력값 조절(발열 단계 조절)을 사용자로부터 요청받을 시, 외부의 소비 전력 측정 장치로부터 수신된 소비 전력(가동중인 전기 레인지의 소비 전력을 포함한 통합 소비 전력)과 사용자가 요청한 발열 단계에 대응하는 예측 소비 전력 증가량의 합산 값을 판단할 수 있다. 상기 적정 전력 판단부 172는 상기 합산 값이 기 설정된 기준치 이상인 경우 출력값 제어부 174에 해당 사항을 전달할 수 있다. 이에 따라 출력값 제어부 174는 사용자가 요청한 발열 단계의 적용을 제한할 수 있다. 또는 다양한 실시 예에 따라 상기 출력값 제어부 174는 연동된 외부의 소비 전력 측정 장치(예, 스마트 멀티탭)에 연결된 타 기기의 전력 공급을 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 출력값 제어부 174는 전기 레인지 외의 기기 중 가장 전력 소비가 큰 기기에 전력을 공급하는 1구의 스위치를 OFF하도록 제어할 수 있다.

이 밖에도 상기 제어부 170는 다양한 방법으로 외부의 소비 전력 측정 장치와 연동하여 전기레인지에서 소비하는 전력과 전기레인지 외 타 기기에서 사용되는 전력을 조절하고 효율적으로 전력을 운용할 수 있도록 제어할 수 있다. 이에 따라 상기 제어부 170는 과전류에 의한 차단기 동작 및 전선의 발열에 따른 화재 위험 등을 예방할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전선에서의 소모 전류 및 외부 기기 동작에 따른 출력값 제어의 순서를 도시하는 순서도이다.

제어부 170는 초기 전압값을 저장하는 305동작을 수행할 수 있다. 상기 초기 전압값은 전기 레인지가 작동하기 전에 측정되는 전압의 값을 의미한다.

이후 상기 제어부 170는 사용자 요청에 따라 전기 레인지(예, 인덕션)의 가동을 시작하는 310동작을 수행할 수 있다. 또한 상기 제어부 170는 사용자에 의해 발열 단계가 지정됨에 따라, 해당 발열 단계에 대응하는 출력 값을 설정하는 315동작을 수행할 수 있다.

이후 상기 제어부 170는 전기레인지가 가동되면 가동중인 전기레인지에서 전압과 전류를 측정하는 320동작을 수행할 수 있다. 상기 제어부 170는 이를 통해, 가동중인 전기레인지의 전압과 가동 전 전압(초기 전압값)의 차이를 산출하는 325동작을 수행할 수 있다. 그리고 상기 제어부 170는 초기 전압과 가동중 전압의 차이를 기반으로 전선에서 이루어진 전압 강하를 판단할 수 있다.

상기 제어부 170는 325동작에서 계산된 초기 전압과 가동중 전압의 차이와, 320동작에서 측정된 전류에 기반하여 전선에서의 전력 소모량을 판단할 수 있다. 그리고 상기 제어부 170는 전선에서의 전력 소모량이 설정된 값 이상인지 여부를 판단하는 330동작을 수행할 수 있다. 상기 판단 결과, 전선의 전력 소모량이 설정된 값보다 크다고 판단되는 경우, 상기 제어부 170는 출력값을 조절(예, 출력값을 일정 크기만큼 감소 또는 디폴트 출력값으로 변경)하는 335동작을 수행할 수 있다. 다양한 실시 예에 따라 전선의 전력 소모량이 설정된 값보다 큰 경우, 동작을 중지시키고 에러 메시지를 표시하도록 제어할 수도 있다.

상기 제어부 170는 전선의 전력 소모량이 기 설정된 값보다 크지 않은 경우, 사용자에 의해 설정된 상기 출력값으로 출력을 유지하는 340동작을 수행할 수 있다. 출력이 유지되는 상황에서, 제어부 170는 전압의 변동의 발생을 감지하는 345동작을 수행할 수 있다. 전압 변동이 발생되지 않으면 제어부 170는 계속하여 설정 출력값을 유지하도록 제어하는 340동작을 수행할 수 있다. 반면, 전압의 변동이 발생되면 상기 제어부 170는 같은 전선 내 다른 기기가 작동중인 것으로 판단하는 350동작을 수행할 수 있다. 상기 저장부 130는 상기 전압 변동 여부를 결정하는 기준치를 저장할 수 있고, 제어부 170는 변동된 전압의 범위가 상기 기준치 이상인 것으로 판단되는 경우, 같은 전선 내 다른 기기가 작동중인 것으로 판단할 수 있다.

이후 상기 제어부 170는 경고 메시지(예, '동일 전선에 다른 기기의 사용을 중지해주세요'와 같은 메시지가 출력될 수 있음)를 출력하는 355동작을 수행할 수 있다. 나아가 상기 제어부 170는 다양한 실시 예에 따라 경고 메시지 외에 출력을 조절하는 동작을 더 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 제어부 170는 동일 전선 내 다른 기기가 작동중인 것으로 판단되는 경우, 전기 레인지의 발열 단계를 하향조정하여 전기레인지에서 소모되는 출력 전력을 줄이는 방법으로 과전류를 차단할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 소비 전력 측정 장치와의 연동을 통해 전기레인지의 출력을 제어하는 동작에 대하여 도시한 순서도이다.

도 4의 동작에 따르면, 제어부 170는 외부의 소비 전력 측정 장치(예, 소비 전력을 측정하는 스마트 멀티탭)와 통신 연결되는 405동작을 수행할 수 있다. 이후 상기 제어부 170는 소비전력 측정 장치로부터 실시간 통합 소비 전력값을 수신하는 410동작을 수행할 수 있다. 상기 통합 소비 전력값은 예를 들면 하나의 멀티탭에 3개의 기기가 연결중이라고 가정하면, 연결된 3개의 기기에 의해 소비되는 전력의 합계를 의미할 수 있다.

이후 상기 제어부 170는 사용자로부터 발열 단계 조절이 요청됨을 확인하는 415동작을 수행할 수 있다. 이후 상기 제어부는 사용자의 발열 단계 조절에 대응하는 예측 소비 전력 증가량과 소비 전력 측정 장치로부터 수신한 통합 소비 전력의 합이 기 설정된 기준치 이상인지 여부를 판단하는 420동작을 수행할 수 있다. 이 때 전기 레인지가 지원하는 각 발열 단계별 예측 소비 전력에 대한 데이터는 저장부 130에 기 저장되어 있을 수 있다. 이를 기반으로 상기 제어부 170는 사용자가 요청하는 발열 단계에 대응하는 예측 소비 전력의 증가량을 판단할 수 있다.

상기 제어부 170는 420동작에서 판단 결과 통합 소비 전력과 예측 소비전력 증가량의 합이 기준치 이상이 아니라고 판단되면, 요청된 발열 단계를 적용하는 430동작을 수행할 수 있다. 반면, 상기 제어부 170는 420동작에서 예측 소비 전력 증가량과 통합 소비전력의 합이 기 설정된 기준치 이상인 것으로 판단하였을 경우, 사용자로부터 요청되었던 발열 단계 적용을 제한하고 알림 메시지를 출력할 수 있다. 예컨대, 전기레인지의 기존 발열 단계가 3단계였으나 사용자가 4단계로 발열 단계 상향 조정을 요청하였다고 가정하면, 제어부 170는 현재 멀티탭을 통해 함께 사용되고 있는 기기의 소비 전력 측정치(예, 3000W)와 3단계에서 4단계로 상향 조정 시 증가할 것으로 예상되는 소비전력(예, 100W)의 합계가 최대 허용치(기 설정된 기준치, 예 4000W)를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.

상기 제어부 170는 430동작과 425동작 이후 추가 발열 단계에 대한 사용자 입력 여부를 확인하는 435동작을 수행할 수 있다. 상기 제어부 170는 상기 435동작에서 추가 조작이 입력됨을 확인하면 상기 420동작을 재수행할 수 있다.

도 4에서는 도시되지 않았으나, 다양한 실시 예에 따라 상기 제어부 170는 멀티 탭이 아닌 사물인터넷 기능을 수행하는 가정용 분전함과 인터렉션을 수행할 수 있다. 이에 따라 제어부 170는 특정 멀티탭에서의 연결 기기의 동작 상태 및 연결된 기기의 소비 전력만을 고려하는 것이 아닌, 가정 내에서 소비되는 전체 전력을 기준으로 전기레인지의 출력을 제어할 수도 있다. 이에 따라 본원 발명은 가정 내에서 빈번하게 발생되는 전기레인지 사용에 따른 전력 공급 차단, 과전류에 의한 발열 또는 기기 고장 등에 따른 피해를 예방할 수 있다.

또한 다양한 실시 예에 따라 상기 제어부 170는 사물인터넷 기능을 수행하는 멀티탭 등의 외부의 소비 전력 측정 장치와의 연동을 통해 전기 레인지 이외의 기기를 통해 소모되는 대기전력을 차단하도록 설정할 수 있다. 예컨대, 제어부 170는 전기 레인지와 스마트 멀티탭이 연동되어 있는 상태에서, 스마트 멀티탭에 코드가 연결된 전기 레인지 이외의 기기들이 존재하는 경우, 전기 레인지가 가동중일 때에 한하여 상기 전기 레인지 이외의 기기들에 전력을 공급하는 스위치를 일시적으로 OFF하도록 멀티탭을 제어할 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 레인지의 발열 단계 조절 및 그에 따른 표시 내용에 대하여 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 입력 조작부 110는 중 발열 단계를 조절하기 위한 키는 502와 같이 표시될 수 있다. 발열 단계 조작을 위한 키는 상향 조정을 위한 키와 하향 조정을 위한 키로 구성될 수 있다.

사용자에 의해 발열 단계가 조작되면 현재 설정된 발열 단계에 대한 정보가 501에서와 같이 표시될 수 있다. 현재 발열 단계에 따른 소비전력과 최대 허용 가능한 소비전력의 값은 504에서와 같이 막대 모양으로 시각화되어 표시될 수 있다. 504는 소비 전력의 크기에 따라 그 값의 위험성을 측정할 수 있도록 문구(예, 안전, 보통, 주의 등)를 함께 표시할 수 있다. 도 5에서 도시되고 있는 도면에 근거하면, 전기레인지는 현재 발열 단계가 3단계이고, 그에 대응하는 소비 전력값은 1100(W)이며 안전 단계에 해당하는 것으로 판단될 수 있다. 또한 다양한 실시 예에 따라 상기 전기 레인지는 경고 메시지를 표시하는 표시창 503이 포함될 수 있다. 이 때 상기 표시창 503은 경고 메시지를 에러 코드(예, E0, E1, E2 등)로 표시할 수도 있고, '외부 기기의 동작을 제한합니다'와 같은 단어 또는 문장 형태의 알림을 표시할 수도 있다. 다양한 실시 예에 따라 상기 경고 메시지를 표시하는 표시창 503의 내용이 변경 표시될 시 경고음이 함께 출력될 수 있다.

도 6의 610과 620은 각각 특정 발명 단계(7단계)에서 발열 단계 상향 조작이 이루어지기 전(610)과 후(620)의 상황을 도시하고 있다. 먼저 610에서 도시되는 바와 같이, 전기 레인지는 발열 단계가 7로 설정되어 있는 상태에서의 소비 전력이 '주의' 상태에 해당되고 있다. 이 때 504에서 도시하는 소비전력의 상태는 전기레인지 뿐 아니라 외부의 소비 전력 측정 장치에 의해 수신된 소비전력 데이터를 참고한 결과를 나타내는 것일 수 있다. 예를 들면, 전기 레인지만 동작할 경우 7단계 소비 전력이라 하더라도 '주의' 단계에 이르지 않을 수 있다. 그러나 동일 전선상에서 이용되는 타 기기의 소비 전력이 클 경우 전기레인지의 소비전력과 외부 기기의 소비전력의 합산 값은 '주의'단계에 해당될 수 있고 610에서 도시되는 바와 같이 504에 표시되는 막대 모양의 대부분의 영역에 불이 들어올 수 있다. 그리고 경고 메시지 표시창 503에는 추가의 발열 단계 상향 조작이 이루어지기 전에는 별도의 경고 메시지가 표시되지 않을 수 있다. (예, E0 : 별도의 경고사항이 없음을 의미할 수 있음)

그러나 610과 같이 소비 전력에 대한 알림 막대가 '주의'로 표시되는 상황에서 추가의 발열 단계 상향 조작을 601 키를 통해 수행할 경우, 제어부 170는 발열 단계 상향 조작에 따른 소비전력의 증가분+현재 합계 소비전력=(예측 합계 소비 전력)의 수준이 전선의 발열을 야기하는 정도인지 여부 또는 차단기가 내려갈 정도의 수준인지 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단은 상기 예측 합계 소비 전력이 기 설정된 기준치 값을 초과하는지 여부에 따라 수행될 수 있다. 만약 예측되는 합계 소비 전력이 기준치를 초과할 것으로 판단되는 경우, 제어부 170는 사용자의 요청(발열 단계 상향 조작)을 이행하지 않도록 제어할 수 있다. 또한 그와 동시에 사용자의 요청이 이행되지 않았음을 알리는 경고 메시지(예, 에러코드 'E1' 또는 '외부 기기의 소비전력이 높아 온도를 높일 수 없습니다' 등)를 표시창 503에 표시할 수 있다.

이 밖에도 다양한 실시 예에 따라 상기 제어부는 가동중인 전기 레인지의 소비 전력을 측정하고, 소비 전력 측정 장치로부터 수신된 통합 소비 전력과 상기 전기 레인지의 소비 전력의 차이를 외부 기기에 의해 발생된 소비 전력으로 산출하고, 외부 기기에 의해 발생된 소비 전력이 기 설정된 기준치 이상이면 외부 기기의 연결을 제한하도록 요청하는 경고 메시지(예, '외부 기기의 소비 전력 비중이 높습니다. 전기 레인지 외의 외부 기기의 전원을 꺼주세요'를 표시할 수 있다.

또한 다양한 실시 예에 따라 상기 제어부 170는 전기 레인지가 가동중인 경우 대기 전력으로 소모되는 전력 공급을 자동으로 제한하도록 소비 전력 측정 장치(예, 스마트 멀티탭)를 제어할 수 있다.

또한 다양한 실시 예에 따라 전기레인지는 각 콘센트에 연결된 기기를 판단할 수 있다. 스마트 콘센트를 이용한 연결 기기별 소비 전력, 대기전력 측정 및 연결된 기기의 전력 공급 중단 등에 관한 기능은 공지된 사항이므로 자세한 내용은 생략하기로 한다. 이에 따라 상기 제어부 170는 일정 횟수 이상 출력이 제한된 이력이 존재하면(예, 1시간당 3회 이상 출력 제한) 사용자가 기 설정한 우선순위에 따라 우선순위가 낮은 전기제품 순서대로 전력 공급을 중단하도록 제어할 수 있다. 이후 전기 레인지가 OFF 요청을 받을 시, 상기 전기 레인지는 동작중에 타 기기의 전력 공급을 중단한 이력이 있는 경우, 해당 기기의 전력 공급을 재개하도록 제어할 수 있다. 또한 다양한 실시 예에 따라 전기 레인지가 높은 수준의 전력이 소비될 것이 예측되는 경우(예, 곰탕 자동조리 기능 선택 또는 타이머 설정에 의해 장시간 높은 단계의 발열 수준이 예측되는 경우) 사용자가 기 설정한 특정 외부기기(예, 에어컨, 전기장판, 공기청정기 등)가 연결된 콘센트의 전력 공급을 일정 시간동안 중단/재개를 반복할 수 있다. 예를 들면, 전기 레인지의 타이머가 1시간으로 설정되었고, 최대 허용 전력 대비 현재 사용중인 전력의 수준이 높다고 판단될 때, 제어부 170(예, 외부기기 전원제어부(미도시))는 제 1외부 기기(예, 에어컨)에 전력 공급을 10분 단위로 중단 및 재개할 수 있다.

또한 본 발명의 다양한 실시 예에 따라, 상기 제어부 170는 화구 교체 판단부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 화구 교체 판단부는 전기 레인지가 다수개의 화구를 포함하여 구현될 시 구비될 수 있다. 그리고 상기 화구 교체 판단부는 화구별 전원의 ON/OFF 및 각 화구별 발열 단계(출력)에 대한 상황을 판단할 수 있다. 상기 화구 교체 판단부가 지원하는 기능에 대하여 아래 표 1을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

	상황 1	상황 2	상황 3
제 1화구	O	X	X
제 2화구	O	O	X
제 3화구	X	O	X
제 1 외부기기	O	O	O
제 2 외부기기	△	O	O
제 3 외부기기	X	△	O

(△ : 중단 및 재개 반복, O: ON상태, X : OFF상태)상기 화구 교체 판단부는 예컨대, 표 1의 상황 1에서 제 1화구, 제 2화구의 ON상태와 제 3화구의 OFF상태를 확인할 수 있다. 상기 화구 교체 판단부에서 판단한 각 화구의 상태에 대한 정보를 기반으로 상기 제어부 170(예, 외부기기 전원 제어부)는 기 연동된 외부기기의 전원을 각 기기별 설정에 따라 제어할 수 있다. 기기별 설정은 예컨대 다음의 표 2와 같이 설정될 수 있다.

	항상 ON	중단/재개	OFF
제 1 외부기기	O	X	X
제 2 외부기기	X	O	X
제 3 외부기기	X	X	O

기기별 설정은 항상 ON 상태로 설정되는 제 1옵션, 중단/재개가 가능하도록 설정되는 제 2옵션, OFF상태로 변경될 시 OFF상태가 유지되는 제 3옵션이 지원될 수 있다. 표 2에서와 같이 특정 기기(예, 제 1외부기기)는 전기레인지의 제어부 170에 의해 전원이 제어되지 않고 항상 ON 상태를 유지하도록 설정될 수 있다. 항상 ON상태로 유지되어야 하는 제 1외부기기는 예컨대, 냉장고가 될 수 있다. 마찬가지로 제 2 외부기기와 제 3외부기기는 각각 제 2옵션과 제 3옵션으로 설정될 수 있다. 다양한 실시 예에 따라 특정 외부기기에 있어서, 제 2옵션과 제 3옵션은 동시에 설정될 수도 있다. 제 2옵션과 제 3옵션이 모두 설정된 외부기기는 예컨대 제 2옵션(중단/재개)만 선택된 기기에 비해 재개 우선순위가 낮게 설정될 수 있다.

제어부 170는 표 1의 상황 1에서와 같이 제 1화구와 제 2화구는 ON상태이고 제 3화구가 OFF상태일 때, 제 1외부기기는 ON, 제 2외부기기는 중단/재개를 반복 수행할 수 있는 상태, 제 3외부기기는 OFF상태가 되도록 제어할 수 있다. 제어부 170가 제 1 내지 제 3 외부기기를 제어하는 기준은 앞서 표 2에서 설명한 것과 같이 각 외부 기기별 설정 정보에 근거할 수 있다.

표 1의 상황 1에서 상황 2로 화구의 출력 상태가 변경되었다고 가정할 경우, 화구 교체 판단부는 각 화구의 최대 출력 정보 및 각 화구의 타이머 잔여 시간 등에 기반하여 외부기기 전원 제어 수준을 판단할 수 있다. 제어부 170는 상황 2에 대응하는 외부기기 제어를 표 2의 상황 2(제 1외부기기 ON, 제 2외부기기 ON, 제 3외부기기 중단/재개 반복)에서와 같이 수행할 수 있다.

상기 제어부 170는 외부기기 전원 공급 제어 기준을 판단할 시, 표 2에서 도시된 것과 같은 기기별 설정정보 외에, 각 기기의 소비 전력을 함께 판단하여, 출력 제어를 수행할 수 있다.

상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다. 요컨대 본 발명이 의도하는 효과를 달성하기 위해 도면에 도시된 모든 기능 블록을 별도로 포함하거나 도면에 도시된 모든 순서를 도시된 순서 그대로 따라야만 하는 것은 아니며, 그렇지 않더라도 얼마든지 청구항에 기재된 본 발명의 기술적 범위에 속할 수 있음에 주의한다.

110 : 입력 조작부
120 : 디스플레이부
130 : 저장부
140 : 구동제어부
150 : 발열부
160 : 통신부
170 : 제어부
171 : 전선 전압 판단부
172 : 적정 전력 판단부
173 : 알림 발생부
174 : 출력값 제어부

Claims

전기 레인지에 있어서,
사용자로부터 발열 단계 조절을 위한 키 조작을 입력받는 입력 조작부;
소비 전력 측정 장치와 통신 연결을 수행하고, 상기 소비 전력 측정 장치로부터 전기 레인지의 소비 전력을 포함하는 통합 소비 전력에 대한 데이터를 수신하는 통신부;
전기 레인지의 발열 단계에 대응하는 예측 소비 전력에 관한 데이터를 저장하는 저장부;
사용자에 의해 발열 단계 조절을 위한 키 조작이 수행되면, 요청된 발열 단계에 대응하는 예측 소비 전력 증가량과 상기 소비 전력 측정 장치로부터 수신된 통합 소비 전력의 합계가 기 설정된 기준치 이상인지 여부를 판단하고, 상기 합계가 기준치 이상이면 요청된 발열 단계로의 적용을 제한하는 제어부; 및
사용자의 키 조작 결과를 표시하며, 요청된 발열 단계의 적용이 제한될 시, 경고 메시지를 표시하는 표시부;를 포함하고
상기 소비 전력 측정 장치는 사물인터넷 기능을 지원하는 멀티탭 및 사물 인터넷 기능을 지원하는 분전함을 포함하고,
상기 제어부는
전기 레인지가 가동중인 경우 대기 전력으로 소모되는 전력 공급을 제한하도록 소비 전력 측정 장치를 제어하고,
가동중인 전기 레인지의 소비 전력을 측정하고, 소비 전력 측정 장치로부터 수신된 통합 소비 전력과 상기 전기 레인지의 소비 전력의 차이를 외부 기기에 의해 발생된 소비 전력으로 산출하고, 외부 기기에 의해 발생된 소비 전력이 기 설정된 기준치 이상이면 외부 기기의 연결을 제한하도록 요청하는 경고 메시지를 표시하는 것을 특징으로 하는 전기 레인지.