KR900008978B1 - 가열조리장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가열조리장치

제1도는 본 발명의 일실시예를 도시한 본체 사시도.

제2도는 동 시스템 구성을 가리키는 블록도.

제3도는 계산식을 도출하기 위하여 행한 실험의 시스템 구성을 도시한 블록도.

제4도는 동 센서레벨·고내(庫內)온도열원의 출력상태를 도시한 타임차아트도.

제5도는 본 발명의 일실시예의 가열장치의 센서레벨·고내온도·열원의 출력상태를 도시한 타임차아트도.

제6도는 동 장치의 타임차아트도.

제7도는 동 장치의 타임차아트도.

제8도는 동 장치의 플로우차아트도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체 2 : 개구부

3 : 문 4 : 조작패널

5 : 오우븐키이 6 : 온도설정키이

7 : 타이머보륨 8 : 조리스타아트키이

8' : 취소키이 9 : 표시창

10 : 제어회로 11 : 가열실

12 : 모우터 13 : 접시받침대

14 : 얹어놓을접시 15 : 평면히이터

16 : 피가열물 17 : 분위기 더어미스터

18 : 커버 19 : 열전대

20 : 출력제어수단 21 : 표시수단

본 발명은 고(庫)내 온도를 제어하는 센서의 검출한 레벨을 이용하여, 마이콤(microcom putor의 약칭)에 의하여 열원을 온·오프시키므로서, 고내온도를 소정온도보다 넘는 것을 없애고, 피가열물을 소정의 온도로서 가열하고, 피가열물, 특히 케이크, 쿠키등의 온도제어가 어려운 과자류를 보다 최적한 상태로 완성시키는 것을 목적으로 하는 가열조리장치에 관한 것이다.

근년 오븐렌지등의 가열조리기의 보급으로, 케이크·쿠키·슈우등의 오븐에 의한 과자만들기가 가정에서 급속히 늘어나고 있다. 또, 최근의 미식추구 지향에 의하여 식품의 만든솜씨, 조리시간의 스피이드 압등이 중요시 되어 오고 있다.

그러나, 이들 케이크·쿠키·슈우등의 조리는, 가열온도에 민감하여, 구어 만드는 소정의 온도를 넘으면(이하 이를 오우버 슈웃이라고 말함) 그 만든상태가 극단적으로 나빠진다고 하는 경향이 있었다. 이것은, 오우버 슈웃하면, 본래 그 식품의 최적 구어내는 온도보다도 높은 온도로서 구어버리기 때문에, 식품의 표면이 먼저 구어져서 내부이 수분이 빠지지않고, 날것처럼 설익은 상태가 되어버리기 때문이다.

이 오우버 슈웃을 방지하기 위하여, 종래는 피가열물을 가열실내에 얹어놓기전에, 가열실내의 온도를 구어내는 온도가 될때까지 빈 상태에서 달구는 것이 일반적이었다(이하 이를 예열이라고 한다).

그러나, 예열은 시간이 걸리며, 에네르기의 낭비이기도 하다. 또 예열을 행하여도 피가열물을 가열실내에 넣을때에 시간이 걸리고 있으면, 가열실내의 온도가 내려가버려 오우버 슈웃이 되어버린다고 하는 문제가 있었다.

이 대책으로서 예열을 행하지 아니하고 오우버 슈웃을 없애는 방법이 제안되어 있다. 이것은, 종래 고내의 온도를 검지하여, 히이터의 온·오프를 제어하는 제1의 센서에 추가하여 히이터의 근방에 설치하여, 히이터 자체의 온도를 검지하는 제2의 센서를 설치하여, 종래의 센서의 열응답성의 지연을 커버하고 오우버 슈웃을 없애고 있는 것이다.

그러나, 이 구성에는 이하와 같은 문제점이 있다. 먼저 이 제2의 센서는 히이터의 근방에 설치하지 않으면 안되므로, 고온특성이 뛰어난 것이 아니면 안되며, 매우 고가의 것이다. 다음으로 제2의 센서가 히이터에 완전히 밀착하고 있지 않으면 아니되므로 부착구조가 복잡하게 되고, 작업성이 나쁘다. 또, 외부로부터의 풍력, 고내를 조명하기 위한 램프등의 열의방향을 받기쉽다.

그위에, 이 제2의 센서인 더어미스터는, 고온특성은 뛰어나고 있으나, 고내의 온도제어에는 맞지아니하며, 종래의 더어미스터와 2개를 사용하지 않으면 아니되며 코스트 압에 연결된다.

본 발명은 이러한 배경에 비추어, 종래의 가열조리기에서 사용하고 있는 센서를 사용하여, 이 센서의 온도에 의한 저항의 변화를 전압의 변화로 대치한 레벨(이하 센서레벨이라고 한다)과 설정온도에 대응하는 레벨, 즉, 센서레벨이, 이 레벨미만에서는 열원을 온으로하고, 이 레벨 이상이되면 열원을 오프로하는 레벨(이하 이것을 온조(溫調)레벨이라고 한다)을 채용하여, 이 센서레벨과 제어레벨을 이용하여, 예열의 유무, 즉, 여러가지의 개시온도에 있어서도 또, 조리도중에 문짝을 열게되거나, 조작미스에 의한 조리도중 중단등의 각종의 사용조건에 있어서도, 오우버 슈웃을 없애고, 조리성과를 최량의 것으로 하는것을 목적으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.

제1도는, 본 발명의 일실시예를 도시한 가열조리장치의 본체 사시도이다. 본체 1의 개구부(2)에는 개폐 자재하게 덮는 문짝(3)이 배치되어, 조작패널(4)이 설치되어 있다. 조작패널(4)위에는, 입력수단으로서, 가열처리를 행하는 오우븐키이(5), 가열온도를 설정하는 온도설정키이(6) 및 가열시간을 설정하는 타이머보륨(7), 조리스타트키이(8) 입력된 데이타를 클리어하는 취소키이(8')이 배치되어 있다. (9)는 입력수단을 개재하여 설정된 데이타를 표시하는 표시창이다.

제2도는, 가열장치의 시스템 구성을 도시한 블록도이다. 조작패널(4)에는 마이콤등에 의하여 구성된 제어회로(10)이 포함되어 있다.

(11)은 가열실로서, 모우터에 의하여 회전구동되는 접시받침대(13)에, 재치접시(14)가 재치되어 있다. 가열실(11)의 상부와 하부에는 평면히이터(15)인 열원이 장착되어, 피가열물(16)을 가열한다.

또, 가열실(11)의 측면에는, 고내온도를 검지하는 센서인 분위기 더어미스터(17)이 배치되어 있으며, 고내온도가 변화하면, 이 분위기 더어미스터(17)의 저항이 변화한다. 이 변화를 제어회로(10)에 전달하여, 조작패널(4)의 오우븐키이(5), 설정온도키이(6), (7)로부터 입력된 설정온도가 되면, 평면히이터(15)을 온·오프하므로서 고내온도가 설정온도로 제어된다. 이 분위기 더어미스터(17)은, 더러움이나 파손으로부터 보호하기 위하여 커버(18)로 덮어져있다.

여기서 먼저, 본 발명에서 사용하는 계산식이 어떻게해서 유도되었는지를 설명한다.

제3도는, 실험을 행한 가열장치의 블록도이다. 가열실(11)내에는, 피가열물(16)이 재치되어 있고 그 상부에는 열전대(19)가 설치되어, 고내온도를 측정할 수 있도록 되어있다. 이 열전대(19)로 측정한 온도에 의하여 출력제어수단(20)으로 열원의 평면히이터(15)를 제어한다. 또, 더어미스터(17)은, 표시수단(21)으로 센서레벨을 시종 표시하고 있다.

제4도는 150℃ 설정의 케이크를 조리하였을때의 차아트도이다. 제4a도는 열전대(19)로 측정한 고내온도의 시간변화를 표시하고 있다. 제4b도는 열원의 평면히이터(15)의 출력상태를 표시하고 있다. 제4c도는 표시수단 21로부터 읽어낸 센서레벨의 시간변화를 표시하고 있다. 각 도면중의 A, B, C는 가열실(11)내의 개시온도의 차에 의한 차이를 표시하고 있다. A는 가열실(11)이 식은 상태에서 통상의 예열없는 것에 상당하는 것으로서, B, C의 순으로 가열실(11)내의 온도가 높아지고 있다.

제4a도와 같이, 열전대(19)에 의하여 피가열물(16)의 근방을 측정하여 제어하고 있으므로, 어떠한 개시온도에서도 오우버 슈웃이 없는 이상적인 제어를 할 수 있다. 그때의 센서레벨이 제4c도로 표시한 그래프이다. 파선부분에서는 제어레벨에 도달하고 있지 않으나, 열원의 평면히이터(15)는 오프되고 있다.

여기서 거꾸로, 센서레벨을 제어레벨 L에 도달하기 전에, 제4c도와 같이 열원의 평면히이터(15)를 오프하는제어를 할 수 있으며 제4a도와 같이 오우버 슈웃이 없는 이상적인 제어를 할 수 있을 것이다. 제4c도의 그래프를 보면, 열원을 오프하는 센서레벨 l_n(l₁, l₂, l₃)에는 규칙성이 있음을 알 수 있다. 그것은 개시온도를 A, B, C와 같이 바꾸었을때의 각 l₁, l₂, l₃을 연결하는 선은 1차함수로 표시되고 있는 일이다. 제4도는 케이크 조리의 경우의 특성도이다. 쿠키·슈우등의 메뉴우에 있어서도 마찬가지의 결과가 얻어진다. 이 그래프로부터 도출된 것이 l_n=l₀+k_n·(L-l₀)의 식이다(l₀: 조리개시후의 최하점 레벨, L : 제어레벨 k : 정수). 예를들면 A의 상태에서는, 초기레벨 l₀로부터 위의 식을 계산하여 얻어지는 l₁, l₂, l₃의 레벨은 이상치에 근사할 수 있는 값이며, l₁, l₂, l₃의 레벨에 도달한 시점에서 열원을 t₁, t₂, t₃초간 오프하므로서 제4a도와 같이 오우버 슈웃이 없는 그래프로 된다. B, C에 있어서도 마찬가지로 실험하였으나, A와 같이 오우버 슈웃은 발생하지 않았다. 또, A, B, C 이외의 개시온도에 있어서도, 상기 계산식 l_n=l₀+k_n·(L-l₀)에서 구해지는 l_n(l₁, l₂, l₃)은 모두 앞서 말한 1차함수의 직선상에 있다. 또 이 직선의 경사는 횟수가 거듭될수록 완만하게 되도록 설정한다.

여기서 n은 많이 취하면, 보다 미세한 제어를 할 수 있으나, 오프의 횟수가 증가하기 때문에 조리시간이 길어지고 만다. 가열조리기의 종류에 따라 차는 있으나 3∼5회 정도가 조리시간이 길어지지 않고 최량의 상태였다. 또 정수 k는 가열실 11내에 넣는 피가열물(16)에 의하여 정해지는 정수이나, 자동조리를 행하는 경우는 정수 k는 쿠키·케이크·슈우 따위의 각 메뉴우마다 별도로 가지는 것이 보다 정밀도가 높은 제어를 할 수 있으나, 통상의 수동의 가열조리기에서는 각 온도대역에서 공용하여도 충분한 결과를 얻을 수 있다.

제5도는, 본 발명에 있어서의 150℃ 설정의 경우의 제어방법을 도시한 차아트이다. 제5a도는 분위기 더어미스터 레벨의 시간변화를 표시하며, 제5b도는 열원의 출력상태를 표시한다. 제5c도는 고내온도의 시간변화를 표시하고 있다.

제어회로 9는, 조리개시후로부터 항상 분위기 더어미스터(17)이 검지한 고내온도의 센서레벨을 읽어내고 있다. 그리고, 그 센서레벨이 최하점으로된 시점인 센서레벨 l₀를 기억하여 l_n=l₀+k_n·(L-l₀)를 계산한다(n=1, 2, 3).

여기서 l₀: 개시후의 최하점 센서레벨 L : 분위기 더어미스터의 온조(溫調)레벨 k_n: 식품에 의하여 결정되는 계수

상기와 같이 계산식에서 구하여지는 l_n레벨이 되면 t_n초 열원을 오프시키는 이 실시예의 경우 150℃ 설정에서 k_n은 k₁=0.6, k₂=0.84, k₃=0.99의 3개 설정하고 있으므로, l₁, l₂, l₃의 3회 각각 t₁=90초, t₂=90초, t₃=90초간 열원의 평면히이터(15)는 오프시킨다.

다만 분위기 더어미스터(17)의 레벨이 온조레벨 L로 된 시점에서 곧 바로 제어를 그치고 종래의 분위기 더어미스터(17)의 제어로 옮긴다.

그러나, 여기서 예열직후나 연속사용의 경우등의 조리개시온도가 높을때, 즉 l₀＜L의 범위내에서 l₀가 L에 근접하고 있는 경우, 계산식에서 구한 l₁, l₂, l₃의 레벨이 근접하고 만다. 예를들면, L=100, k₁=0.7, k₂=0.8, k₃=0.9의 경우이고, l₀=90일때에는, l₁=97, l₂=98, l₃=99로 되어, l₁의 t₁초간의 오프의 사이에 l₂의 레벨에 도달해 버리고 연속적으로(t₁+t₂)초간 오프가 들어가게 되만은 것으로 되어, l₃에서 오우버 슈웃을 발생시키는 원인이 되고 만다. 이를 방지하기 위하여 오프의 뒤에 강제적으로 t'초간 열원을 온으로 해준다. 실험에 의하면 t'=30초정도 온시키므로서 이 문제가 해소된다.

또, 연속사용의 경우등에서 1회째의 조리온도보다 2회째의 조리온도가 낮은 경우등에 있어서는 l₀

L로 되어 센서레벨은 이미 온조레벨 이상이므로 열원은 스타아트시부터 오프되고 있다. 이런 경우에는, 제4도와 같이 온조레벨에 도달하면 제어를 그쳐버리면, 제6도와 같이 오우버 슈웃해 버리기 때문에, l₀

L의 경우에는 l₀＜k로 된 시점부터 제어를 개시한다. 이와같이 하므로서 제7도와 같이 오우버 슈웃이 발생하지 않는다.

또, 조리개시후에, 문짝(3)을 여는 일이나 취소로 중지되었을 경우 및 조작패널(4), 온도설정키이(6)에 의하여 설정온도가 변경되었을 경우에, 재차 조리를 개시할때는 제어를 계속하는 것이 아니고, 가열실(11)내의 온도가 높은 상태의 개시와 같으므로 재개시후, 최하점 레벨 l₀를 검출하여 상기 제어를 반복한다.

이상과 같은 제어를 행하므로서, 예열있음, 예열없음, 연속사용, 또 중도에서 문짝(3)을 열거나, 취소키이(8)을 누르는등, 사용자의 조작미스로 인한 도중 중단등의 어떠한 경우에 있어서도 고내온도의 오우버 슈웃을 발생을 없앨수가 있어, 최적한 식품 만듬 솜씨를 제공하는 것이다.

다음에, 상기 제어를 행하는 온도대역에 관한 것이나, 본래는 가열조리기의 전체온도대역에서 행하면 좋으나, 제어회로(9)의 마이콤의 용량의 문제도 있고, 또, 오우버 슈웃이 있어도 그다지 만듦에 영향을 끼치지 않는 메뉴우등도 있으므로, 특히 오우버 슈웃의 영향이 있는 과자류 케이크·쿠키·슈우 피(皮)등의 사용온도대역 150∼180℃으로 한정해 버리면 마이콤 용량의 삭감이 된다.

또, 본 발명의 실시예에서는, 평면히이터인 열원을 사용하였으나, 시이즈히이터를 사용한 것, 열풍 순환방식의 것 등 모든 가열장치에 적용할 수 있다.

다음에 제8도에 표시한 플로우차아트에 따라서, 본 발명의 제어방법을 설명한다. 조작패널 4위의 오우븐키이(5), 온도설정키이(6), 타이머볼륨(7)에 의하여 설정시간 T를 입력한다

. 설정시간 T가 입력되면 시간 t는 리세트된다

. 문짝(3)이 닫히면

, 조리스타아트키이를 입력하여 조리가 개시된다.

. 설정온도가 150℃

설정온도

180℃이면, 본 발명의 제어를 개시한다

. 개시와 동시에 더어미스터의 센서레벨 l을 1초마다 읽어넣는다

. 여기서 센서레벨 l이 온조레벨 L보다 큰 경우는 l＜L이 될때까지 히이터는 온하지 않는다

. l＜L이 되고 히이터가 온되면

, 그 시점에서, 1초후의 레벨과 그 앞횟수의 레벨을 비교하여

, 1초후의 레벨이 커지면, 그 앞횟수의 레벨을 l₀로 한다

. l₀가 검출되면 l_n=l₀+k_n·(L-l₀)로부터 l₁레벨을 계산한다

. l₁레벨이 되면

, 히이터를 t 1초간 오프시킨다

. 그리고, t 1초후, 히이터를 강제적으로 30초간 온시킨다

. 이를 3회 되풀이한다

. 3회 끝나면, 설정시간 T가 오면, 조회를 종료한다

. 150℃

설정온도

180℃ ①시에는, 종래의 방법으로 제어를 행한다. 이 제어중 항상 카운트 압

, 도어개문

되면 ①로 되돌아가고, 취소키이를 키이입력

되면 ②로 되돌아간다. 또 더어미스터 레벨이 l

L이 되면 ③으로가서 종래의 제어를 행한다. 이

는 상시 행하고 있다(다만, 조리개시후 l＞L의 경우만은 ③에는 가지않는다).

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 고내온도를 제어하는 센서의 검지레벨을 이용하여, 마이콤에 의하여 열원을 온·오프시키는 것을 특징으로 하고 있으므로 오우버 슈웃을 없애는 것은 물론이려니와, 고내온도를 자유롭게 제어할 수 있다. 예를들면 조리의 앞절반은 낮은 온도로 컨트롤하고, 후절반은 높은 온도로 제어함과 같은 일도 가능하다. 따라서, 종래의 오우븐 렌지 뿐만 아니라, 자동조리장치등에는 보다 미세한 제어가 가능함으로 매우 유효하다.

Claims (10)

1. 본체의 앞면에, 표시장치, 가열기능을 설정하는 수단, 가열온도를 설정하는 수단과 가열시간을 설정하는 수단등을 배설한 제어부와, 본체내에 피가열물을 수납하는 가열실과, 상기 가열실내의 피가열물을 가열하기 위한 열원과, 상기 가열실의 고내온도를 검지하는 센서와, 상기 센서가 검지한 레벨에 의하여 고내온도를 제어하는 제어회로를 구비하고, 조리개시후에, 상기 센서가 검지한 최하점의 레벨 l₀에, 상기 센서의 온조레벨 L로부터 상기 l₀를 감한 값에 식품에 의하여 결정되는 식품고유의 계수 k를 곱한 값으로 보태므로서 구해지는 레벨 l이 되었을때에, 상기 열원을 어떤 일정시간 휴지시켜, 고내온도의 오우버 슈웃을 없애는 구성으로 한 가열조리장치.
2. 제1항에 있어서, l레벨이 되었을때, 열원을 어떤 일정시간 휴지시킨후, 강제적으로 상기 열원을 어떤 일정시간 온시키는 구성으로 한 가열조리장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 계수 k를 적어도 2회이상, (0.01＜k₁＜k₂＜…＜n＜0.99)와 같이 복수회 설정하는 구성으로 한 가열조리장치.
4. 제4항에 있어서, 상기 계수 k에 의한 상기 열원의 오프는, 상기 센서의 레벨이, 상기 온조레벨 L이된 시점에서 종료하고, 그후, 상기 센서의 상기 온조레벨 L에 의하여 고내온도를 제어하는 구성으로 한 가열조리장치.
5. 제1항에 있어서, 조리개시후, 도어개문 및 취소에 의하여 조리가 중단된 경우, 또, 설정온도가 변경되어, 조리가 재개시되는 경우 재차 상기 l₀를 검출하는 구성으로 한 가열조리장치.
6. 제1항에 있어서, 조리스타아트후, 상기 센서의 검지레벨이, 상기 온조레벨 L 이상의 경우는, 상기 열원의 온된 다음에 상기 l₀를 검출하는 구성으로 한 가열조리장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 제어를 설정가능 범위온도중의 어느 범위에서 사용하는 구성으로 한 가열조리장치.
8. 피가열물을 수용하는 가열실과, 이 가열실내의 온도를 상승시키는 가열원과, 가열실의 일부에 설치되고, 이 가열실내의 온도를 검지하는 온도검지수단과, 가열조건을 설정하기 위한 조작설정수단과, 이 조작설정수단과, 상기 온도검지수단의 정보에 의하여 상기 가열원의 동작을 제어하는 제어수단을 구비하고, 이 제어수단은 상기 가열원의 작동후, 상이한 초기온도로부터 시작하는 온도검지수단에 의한 검지온도의 복수개의 시간경과특성 곡선에 있어서, 최초에 가열원으로의 급전을 정지하는 각각의 점을, 그 각각의 점을 연결하는 선이 실질적으로 1차함수로 표시되는 위치에 배설되도록 상기 가열원을 제어하는 구성으로 한 가열조리장치.
9. 제8항에 있어서, 제어수단은, 상기 가열원의 작동후, 상이한 초기온도로부터 시작하는 온도검지수단에 의한 검지온도의 복수개의 시간경과특성 곡선이 있어서, 가열원으로의 급전을 정지하는 2회째, 3회째의 각각의 점을, 그 각각의 점을 연결하는 선도, 각각 1차함수로 표시하는 위치에 배설되도록 가열원을 제어하는 구성으로 한 가열조리장치.
10. 제9항에 있어서, 제어수단은, 가열원으로의 급전을 정지하는 2회째, 3회째의 각각의 점을 연결하는 직선의 경사는, 횟수가 거듭할수록 완만하게 되도록 가열원을 제어하는 구성으로 한 가열조리장치.

Images