KR940003677B1

KR940003677B1 - 자동취반장치 및 방법

Info

Publication number: KR940003677B1
Application number: KR1019920000680A
Authority: KR
Inventors: 정승영
Original assignee: 정승영
Priority date: 1992-01-18
Filing date: 1992-01-18
Publication date: 1994-04-27
Also published as: KR930016030A

Abstract

내용 없음.

Description

자동취반장치 및 방법

제1도는 본 발명에 의한 자동취반장치의 일실시예의 구성도.

제2도는 제1도에 도시된 제어회로의 블럭도.

제3도는 제2도에 도시한 광투과도 측정회로의 개략도.

제4도는 제3도의 동작을 설명하기 위한 그래프도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 내부용기 2 : 외부용기

3 : 뚜껑 4 : 제어회로

5 : 히터 6,7 : 솔레노이드벨브

8 : 펌프 9,9',9'' : 입수관

10,10',10'' : 출수관 11 : 중간연결관

12 : 무게감지센서 13 : 온도감지센서

14,14' : 망 15,15' : 다리부

16 : 발광소자 17 : 수광소자

18 : 증폭기 19 : A/D컨버터

본 발명은 밥을 짓는 전과정을 자동화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래에도 전기히터의 열을 이용하여 밥을 짓거나 보온을 할 수 있는 취반장치가 있었고 최근에는 마이크로프로세서등을 이용하여 가열강도를 적절히 조절함으로써 최적의 취반상태를 얻을 수 있는 기능을 갖춘 장치가 개발되어 있으나 이들은 일단 사용자가 쌀을 세척하고 물의 양을 판단하여 장치의 용기내부에 넣은 후 가동되는 것으로 쌀을 세척하고 물의 적정량을 사용자가 스스로 판단하여야 하는 번거로움과 물의 양이 적절하지 않았을 경우 밥의 상태가 불량하게 되는 결정적인 단점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 쌀을 세척하는 수단과 물의 양을 정확한 측정에 의해 결정하는 수단 및 물공급 수단을 제공하여 밥을 짓는 전과정을 자동화한 자동취반장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른목적은 물의 순환에 의해 쌀이 충분히 세척될 수 있도록 쌀의 세척상태 즉 세척된 물의 혼탁도를 측정하여 위생적으로 밥을 지을 수 있는 자동취반장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 최근의 취사상태에 관한 데이타를 RAM에 기억시킬수 있도록 하여 이와 유사한 상황의 취사시 세척횟수, 온도, 물의 양등의 데이타를 이용하여 밥을 지을수 있는 자동취반장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 내부용기, 외부용기, 뚜껑 및 히터를 포함하는 취반장치에 있어서, 상기 장치의 내부용기에 사용자가 수동으로 입력한 쌀의 무게에 따라서 쌀을 자동적으로 세척하는데 필요한 물과, 밥을 자동으로 익히는데 필요한 물을 상기 장치의 외부로부터 입수하고, 상기 쌀을 세척할때 입수된 물을 상기 내부용기의 내부에서 외부로, 다시 외부에서 내부로 순환시키며, 상기 세척시 사용된 물을 상기 장치의 외부로 출수하는 급배수수단과 ; 상기 입력된 쌀의 무게와 입수된 물의 무게를 측정하는 무게 감지수단과 ; 상기 히터의 가열된 온도에 따라서 취사온도를 감지하는 온도 감지수단과 ; 내부에 CPU가 설치되어 있고, 상기 CPU에는 프로그램 및 데이타가 내장되어 있는 ROM과, 그 프로그램 수행에 필요한 RAM이 접속되어 있고, 상기 CPU의 입력단자에는 상기 무게 감지수단 및 상기 온도 감지수단이 접속되고, 그 출력단자에는 상기 입수수단, 상기 출수수단, 상기 순환수단 및 상기 히터가 접속되어 상기 각 부의 동작을 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동취반장치를 제공하고 있다.

또한, 본 발명은 내부용기, 외부용기, 뚜껑 및 히터를 포함하며, 내부용기내에 사용자가 수동으로 입력한 쌀의 무게에 따라서, 쌀을 자동으로 취사하는데 필요한 물을 입수ㆍ순환ㆍ출수하는 수단과, 쌀의 무게 및 유입된 물의 양을 측정하는 무게측정수단과, 취사온도를 측정하는 온도측정수단 및 이들을 제어하는 제어회로를 포함하는 자동취반장치를 이용하여 밥을 자동으로 짓기 위한 자동취반방법에 있어서, 상기 내부용기에 입력된 쌀의 무게를 측정하는 과정과 ; 상기 측정된 쌀의 무게에 따라서, 쌀 세척시 사용한 물의 양을 계산하여, 상기 계산된 양만큼의 물을 입수하고, 그 입수된 물을 반복 순환시켜 쌀을 세척한후 출수하는 과정과 ; 상기 두 과정을 사용자가 원할 때까지 반복하여 쌀 세척을 수행하는 과정과 ; 상기 세척된 쌀의 무게에 대응하여 상기 취사시 요구되는 물의 양을 계산하여, 상기 계산된 양만큼의 물을 입수하고 상기 히터를 가동시키는 과정과 ; 상기 히터에 의해 가열된 용기의 온도를 측정하여 소정의 온도 이상일때, 상기 히터의 가동을 중지시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동취반방법을 제공하고 있다.

이하, 본 발명의 구성 및 작동에 대해서 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 자동취반장치는 제1도에 도시된 바와 같이 크게는 내부용기(1), 외부용기(2), 뚜껑(3), 히터(5)외에도 입수부, 출수부, 펌프(8), 무게 및 온도측정용 센서(12, 13) 및 콘트롤 회로(4)등을 포함하여 구성되어 있다.

특히 본 발명에서는 물의 흐름을 제어하기 위하여, 입수부를 구성할때 외부 상수원(도시안됨)에 연결되어 있는 외부 입수관(9)과 내부 입수관(9')사이에 솔레노이드밸브(6)를 설치하고 내부 입수관(9')의 내부용기(1)연결부위에는 노즐(9'')형태로 제작하여 연결되도록 하며 출수부를 구성할때 외부 하수부(도시안됨)에 연결되어 있는 외부출수관(10)과 내부 출수관(10')사이에도 역시 솔레노이드밸브(7)를 설치하고 내부 출수관(10')의 다른 끝단을 펌프(8)의 출수단에 연결하고 펌프(8)의 입수단과 내부용기의 하부를 하부연결관(10'')으로 연결한다. 또한 내부입수관(9') 및 내부출수관(10')사이에는 중간연결관(11)을 설치한다. 여기서, 내부용기(1)의 노즐(9'') 및 하부연결관(10'')접속부위에는 이물질이 관내부로 흘러들어가는 것을 방지하기 위하여 촘촘한 망(14, 14')을 설치한다. 이러한 물의 흐름을 제어하기 위한 구성부품들은 내부용기(1)와 외부용기(2)사이에 설치하되 외부입수관(9) 및 출수관(10)은 외부로 돌출되도록하고 여기에 외부의 송수시설 및 하수시설(도시안됨)에 고무호스등으로 연결시켜 사용한다.

한편, 무게감지센서(12)로는 전자저울들에 사용되는 스트레인게이지를 사용하는 것이 가능한데 이러한 소자는 온도에 따라 감도가 달라지는 성질이 있으므로 히터(5)의 열이 전달되는 것을 방지하기 위하여 다리(15)하부에 설치하는 한편 온도센서(13)는 내부용기(1)의 온도를 감지할 수 있도록 내부용기(1)의 측면에 접촉시켜 설치한다.

또한, 콘트롤 회로(4)는 제2도와 같이 내부에 CPU(401)가 설치되어 있고 CPU(401)의 메모리 연결단자에는 프로그램이 내장되어 있는 ROM(402) 및 프로그램수행에 필요한 RAM(403)이 접속되고 입력단자에는 무게감지센서 및 온도센서 회로의 각 출력단에 접속된 무게측정회로(405) 및 온도측정회로(406), 스타트 스위치(409), 타이머(410), 취사상태설정 스위치(408) 및 광투과도 측정회로(407)가 연결되고 출력단자에는 솔레노이드밸브(6, 7) 및 펌프(8), 히터(5)를 스위칭할 수 있는 제1 내지 제4릴레이(R1, R2, R3, R4)(411~414), 디스플레이소자(416), 부저(415)등이 연결되며 이들 회로를 구동하기 위한 직류전원장치(404)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작과정을 순서대로 설명하면 다음과 같다.

1) 일단 사용자가 쌀이나 기타 곡류를 내부용기(1)에 넣어 뚜껑(3)을 닫고 스타트 스위치(409)를 누르면 무게감지센서(12)의 전압출력은 A/D컨버터로 구성된 무게측정회로(405)를 거쳐 CPU(401)에 의해 무게로 환산되고 이렇게 측정된 무게(M)에서 장치의 무게(M₀)를 뺀 값을 쌀의 무게(M₁)로 기억하고 이를 디스플레이 소자(416)로 나타내거나 몇인분인가로 환산하여 나타낸다. 또한, 취사한계이상의 양이 들어 왔을 때는 이러한 사실을 디스플레이하고 경보음을 울려 사용자가 인식할 수 있게 한다.

2) 다음, CPU(40)는 입수측 솔레이노이드밸브(6)를 열고(즉 제1릴레이(411)에 전압을 가한다) 쌀세척시 사용할 물을 내부용기(1)에 받아들이되 쌀의 양에 따라 그 양을 조절한다. 받아들일 물의 양 M₂를 쌀의 무게 M₁의 a배로 하면 M₂=a*M₁이 되고 M=M₀+M₁+M₂가 될 때까지 입수측 솔레조이드밸브(6)를 열어주는 것이다. 이때 무게의 증가가 이루어지지 않으면 외부에서 물이 유입되지 않는 것이므로 이러한 사실을 디스플레이하고 경보음을 울려 사용자가 인지하게 한다.

여기서, 쌀의 무게(M₁)와 이에 대응하는 세척 물의 양(M2)과의 비율에 관한 데이타는 미리 결정되어 있고, 이러한 데이타 및 장치 무게값등은 미리 ROM(402)에 저장되어 있다. 결국, 이 단계에서 CPU(401)는 쌀의 양(M₁)에 대응하는 세척 물의 양(M₂)을 받아들이기 위해, 상기 무게감지센서(12)가 소정의 무게를 감지할 때까지 제1릴레이(411)에 전압을 공급한다.

3) 다음 단계에서 CPU(401)는 입수측 솔레노이드밸브(6)를 닫고 (즉 제1릴레이(413)의 전류를 차단한다), 펌프(8)를 작동시키면(즉 제3릴레이(413)에 전압을 가한다)물의 흐름이 내부용기(1)→하부연결관(10'')→펌프(8)→내부 출수관(10')→중간연결관(11)→내부 입수관(9')→노즐(9'')→내부용기(1)순으로 순환되고 노즐(9'')에서 빠른 속도로 출사되는 출사되는 물의 힘에 쌀이 세척되게 된다. 이러한 물의 순환에 의해 쌀이 세척되는 상태를 소정의 시간동안 유지한다.

4) 다음, CPU(401)는 출수측 솔레노이드밸브(7)를 열고(즉 제2릴레이(412)에 전압을 가한다)내부용기(1)내에 있는 쌀세척으로 인해 더러워진 물을 외부로 유출시킨다. 이때에 펌프(8)는 계속 가동중이기 때문에 물은 펌프(8)의 힘으로 신속하게 외부로 유출되며 또한 무게의 감소가 일어나게 된다. 이러한 물의 외부유출은 무게의 감소를 계속 감지하면서 이루어지고 무게의 감소율이 극이 작든가 0이 되게 되면 물이 다 빠져나간 상태이므로 펌프(8)의 작동을 중단시킨다(즉 제3릴레이(413)의 전류를 차단한다).

5) 상기 2) 내지 4)의 과정을 소정의 횟수동안 반복하여 쌀이 충분히 세척되게 한다. 여기서 쌀의 세척상태를 감지하기 위해 장치가 복잡해지는 점은 있으나 제3도와 같이 중간연결관(11)을 투명한 유리관으로 제작하고 유리관 양측에 발광소자(16) 및 수광소자(17)를 설치하여 투과된 빛의 강도를 계량함으로써 세척상태를 알 수 있다. 이를 이용하면 상기 3)의 과정에서 물의 상태가 초기의 투명상태 시간이 지날수록 혼탁정도가 심해지는 반면(즉 광투과도가 감소한다) 혼탁도의 증가가 매우 작아 현재의 물로는 세척효과를 얻을 수 없어서 깨끗한 물로 교체할 필요가 있을때 상기 4)과정을 수행한 후 2)의 과정으로 이동하게 한다. 즉, 제4도에서 보는 바와 같이 광투과도가 감소하다가 그 감소율이 매우 작아지는 영역(a, b)에서 4)과정에서 2)의 과정으로 넘어가게 하여 다시 세척과정을 반복하게 한다. 또한, 세척횟수의 결정을 광투과도의 감소율이 매우 작은 영역(c)에서, 광투과도를 측정하여 소정의 수치(A)보다 크게 되면, 세척상태가 양호한 것으로 판단하여 다음 6)의 과정으로 넘어가게 한다.

6) 다음 취사시 사용할 물을 내부용기 안으로 넣기위해 입수측 솔레노이드밸브(6)를 열고 출수측 솔레노이드밸브(7)는 닫은 상태에서 현재의 쌀의 무게에 대하여 최적의 취사를 이룰 수 있도록 계산된 양까지 물을 유입시킨다음 입수축 솔레노이드밸브(6)를 동시에 닫는다. 여기서 물의 양은 사용자의 취향에 따라 어느정도 가변할 수 있도록 취사상태설정 스위치(408)로 지정된 상태가 되도록 유입시킨다. 예를들어 표준물양을 쌀의 무게(M₁)의 k배라 하면 유입물량M₂은 k*M₁이어야 하나 취사상태설정 스위치(408)의 선택위치에 따라 유입물량(M₂)을 예를들면 0.8ㆍkㆍM₁, 0.9ㆍkㆍM₁, 1.0ㆍkㆍM₁, 1.1ㆍkㆍM₁, 1.2ㆍkㆍM₁중 하나의 값을 지정할 수 있도록 함으로써 취사상태를 가변시킬 수 있는 것이다.

7) 다음 CPU(401)는 히터(5)를 가동시켜(즉, 제4릴레이(414)에 전압을 가한다)취사기능을 개시한다. 이때 타이머(410)에 의해 취사완료 시간을 지정해 놓았다면 쌀의 양에 따라 정해지는 취사소요시간만큼 앞서서 미리 히터(5)를 가동하도록 하여야 한다.

8) 취사중 온도센서(13)에 의해 용기의 온도가 항시 측정되고 측정온도가 소정의 값 이상으로 올라가면 히터(5)의 작동을 중지시킨 다음 종료를 알리는 부저(415)를 소정의 시간동안 울리도록 한다.

본 발명은 상기의 과정을 수행하는 기본 기능외에도 최근의 취사상태를 RAM에 기억 시킬 수 있도록 하여 다음 취사시에 이를 이용하는 등의 개선도 이를 수 있다. 즉 최근의 취사가 물의 양이 부족한 상태였다면 RAM에 물부족상태로 기억시켰다가 다음 취사시는 물의 양을 증가시키는 기능을 부가할 수 있고 쌀의 보존기간에 따라 물의 양을 조절할 수 있도록 하는 등의 기능개선도 이룰수 있다.

이와 같이 구성 및 동작되는 본 발명의 자동취반장치 및 방법을 이용하면 쌀을 세척하고 익히는데 사용되는 물을 자동으로 유입시켜 줌으로써 취사의 번거로움을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 유입된 쌀의 양을 인지시켜 줌으로써 필요이상의 쌀의 낭비를 줄일 수 있고 또한 항상 1회의 식사분에 해당하는 정확한 양의 취사를 가능케 함으로써 종래 기술에서 사용하는 보온기능을 사용할 필요성이 감소되어 전력의 소비를 줄일 수 있으며 취사시의 물의 양을 정확한 측정에 의해 결정함으로써 취사량에 관계없이 항상 최적의 상태로 취사를 할 수 있게 하고 또한 쌀의 세척에 물의 흐름을 이용함으로써 강제적인 마찰에 의한 세척 과정시 발생할 수 있는 영양가의 손실을 줄일 수 있는 장점도 가지고 있다.

Claims

내부용기(1), 외부용기(2), 뚜껑(3) 및 히터(4)를 포함하는 취반장치에 있어서, 상기 장치의 내부용기(1)내에 사용자가 수동으로 입력한 쌀의 무게에 따라서 쌀을 자동적으로 세척하는데 필요한 물과, 쌀을 자동으로 익히는데 필요한 물을 상기 장치의 외부로부터 입수하고, 상기 쌀을 세척할때 입수된 물을 상기 내부용기의 내부에서 외부로, 다시 외부에서 내부로 순환시키며, 상기 세척시 사용된 물을 상기 장치의 외부로 출수하는 급배수수단과 ; 상기 입력된 쌀의 무게와 입수된 물의 무게를 측정하는 무게 감지수단(12)과 ; 상기 히터(5)의 가열된 온도에 따라서 취사온도를 감지하는 온도 감지수단(13)과 ; 내부에 CPU(401)가 설치되어 있고, 상기 CPU(401)에는 프로그램 및 데이타가 내장되어 있는 ROM(402)과, 그 프로그램 수행에 필요한 RAM(403)이 접속되어 있고, 상기 CPU(401)의 입력단자에는 상기 무게 감지수단(12) 및 상기 온도 감지수단(13)이 접속되고, 그 출력단자에는 상기 입수수단, 상기 출수수단, 상기 순환수단 및 상기 히터(5)에 전류를 스위칭할수있는 릴레이들이 접속되어 상기 각 부의 동작을 제어하는 제어수단(4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동취반장치.
제1항에 있어서, 상기 급배수수단은 외부 상수원으로부터 물을 받아들이는 외부 입수관(9)과, 내부 입수관(9')의 사이에 하나의 솔레노이드밸브(6)를 설치하고, 내부 입수관(9')과 상기내부용기(1)의 연결부를 노즐형태(9'')로 제작하여 이루어진 입수수단과 ; 외부하수부로 물을 배출하는 외부출수관(10)과, 내부 출수관(10')의 사이에 다른 솔레노이드밸브(7)를 설치하고, 상기 내부 출수관(10')의 다른 끝단을 펌프(8)의 출수단에 연결하고, 그 펌프(8)의 입수단과 상기 내부용기(1)의 연결부를 하부연결관(10'')으로 연결하여 이루어진 출수수단과 ; 상기 입수수단내 내부입수관(9')과 상기 출수수단내 내부출수관(10')사이에 중간연결관(11)을 설치함으로써 상기 펌프(8)의 작동에 의해 물이 내부입수관(9'), 노즐(9''), 내부용기(1), 하부연결관(10''), 펌프(8)의 입수단 및 출수단, 내부출수관(10') 및 중간연결관(11)을 통하여 순환되도록 하는 순환수단을 포함하고, 상기 노즐(9'') 및 하부연결관(10'')과 상기 내부용기(1)의 접속부위에 촘촘한 망(14, 14')을 설치하여 구성됨을 특징으로 하는 자동취반장치.
제2항에 있어서, 상기 급배수수단의 각부는 상기 내부용기(1)와 상기 외부용기(2)사이에 설치하되, 상기 외부입수관(9)과 외부출수관(10)은 장치의 외부로 돌출되도록하여, 외부의 상수원과 하수부에 연결시켜 사용할수 있음을 특징으로 하는 자동취반장치.
제1항에 있어서, 상기 자동취반장치는 쌀의 세척상태를 감지하기 위하여 상기 중간연결관(11)을 투명한 유리관으로 제작하고 상기 유리관 양측에 발광소자(16) 및 수광소자(17)를 설치하여 투과된 빛의 강도를 계량하여 이를 증폭기(18)에서 증폭한 다음, A/D컨버터(19)를 포함하여 구성된 광투과도측정회로(407)를 통해 상기 CPU(401)로 공급하는 세척상태 판단수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동취반장치.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 자동취반장치는 사용자의 취향에 따라, 상기 입수되는 물의 양을 어느 정도 가변할 수 있도록 지정하여 상기 CPU(401)로 공급하는 취사상태 입력수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동취반장치.
제5항에 있어서, 상기 제어수단(4)은 상기 CPU(401)의 입력단에는 상기 광투과도측정회로(407) 및 상기 취사상태 입력수단(408) 및 상기 장치의 동작을 지시하는 스타트 스위치(409) 및 타이머 스위치(410)가 추가로 접속되어 있으며, 상기 CPU(401)의 출력단에는 취사상태를 사용자에게 알려주는 부저(415) 및 디스플레이소자(416)가 추가로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 자동취반장치.
내부용기(1), 외부용기(2), 뚜껑(3) 및 히터(5)를 포함하며, 내부용기(1)내에 사용자가 수동으로 입력한 쌀의 무게에 따라서, 쌀을 자동으로 취사하는데 필요한 물을 입수ㆍ순환ㆍ출수하는 수단과, 쌀의 무게 및 유입된 물의 양을 측정하는 무게측정수단과, 취사온도를 측정하는 온도측정수단 및 이들을 제어하는 제어회로(4)를 포함하는 자동취반장치를 이용하여 밥을 자동으로 짓기 위한 자동취반방법에 있어서, 상기 내부용기(1)에 입력된 쌀의 무게를 측정하는 과정과 ; 상기 측정된 쌀의 무게에 따라서, 쌀 세척시 사용한 물의 양을 계산하여, 상기 계산된 양만큼의 물을 입수하고, 그 입수된 물을 펌프의 작동에 의하여 반복 순환시켜 쌀을 세척한후 출수하는 과정과 ; 상기 두 과정을 사용자가 원할 때까지 반복하여 쌀 세척을 수행하는 과정과 ; 상기 세척된 쌀의 무게에 대응하여 상기 취사시 요구되는 물의 양을 계산하여, 상기 계산된 양만큼의 물을 입수하고 상기 히터(5)를 가동시키는 과정과 ; 상기 히터(5)에 의해 가열된 용기의 온도를 측정하여 소정의 온도 이상일때, 상기 히터(5)의 가동을 중지시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동취반방법.
제7항에 있어서, 상기 쌀 세척과정은 세척된 물의 혼탁도를 측정하기 위하여 순환되는 물에 광을 투과시키는 과정과 ; 상기 투과된 빛의 강도를 계량하여 세척상태를 판단하는 과정과 ; 상기 세척상태 판단과정에서 세척된 물의 혼탁도로 인하여 세척효과를 얻을 수 없을때 물을 출수하고 신선한 물을 입수하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동취반방법.