KR100366020B1 - 전자렌지의 해동 방법 - Google Patents

전자렌지의 해동 방법 Download PDF

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Abstract

해동될 식품의 냉동 상태 또는 용기에의 수용 여부에 관계없이 정확한 해동이 이루어질 수 있는 전자렌지의 해동 방법이 개시된다. 개시된 해동방법은, 해동될 식품의 표면 온도를 감지하여 초기값을 설정하는 단계; 상기 초기값 설정단계에서 설정된 초기값에 따라 종료값을 설정하는 단계; 마그네트론을 구동하면서 주기적으로 적외선 센서의 현재값을 검출하는 단계; 및 상기 현재값이 상기 종료값에 도달하면 해동을 종료하는 단계를 포함하여 구성된다. 상기 초기값과 종료값은 식품이 안치된 회전접시가 회전되는 동안 소정 간격으로 검출된 다수의 출력값들 중 최저값이 선정된다. 상기 초기값과 종료값 사이의 범위는 적어도 둘 이상의 구간으로 나뉘며, 상기 각 구간에 따라 마그네트론의 파워 레이트가 달리된다. 상기 각 구간별 마그네트론의 파워 레이트는, 초기값에서 종료값으로 갈수록 점점 낮아진다.

Description

전자렌지의 해동 방법{Defrosting method for a microwave oven}
본 발명은 마그네트론으로부터 발생되는 고주파를 이용하여 식품을 조리하는 전자렌지에 관한 것이다. 보다 상세하게는 센서를 이용하여 식품의 온도를 감지하고 이에 따라 해동 종료시점을 결정하는 전자렌지의 해동 방법에 관한 것이다.
전자렌지는 마그네트론에서 발생되는 고주파(microwave oven)를 이용하여 음식물을 조리하는 장치로서, 이러한 전자렌지는 열효율이 높고 조리가 신속하여 영양분의 손실이 적다는 장점이 있어 최근 널리 사용되고 있다.
이러한 전자렌지는 도 1에 도시된 바와 같이, 몸체(10) 내부에 조리실(12)과 장치실(14)이 형성되어 있다. 조리실(12)은 음식물이 안치되어 조리되는 부분으로 그 전면에 설치된 도어(20)에 의해 개폐된다.조리실(12)의 바닥면에는 음식물이 안치되는 회전접시(16)가 설치되며, 장치실(14)에는 마그네트론(17), 고압 트랜스포머(18), 도파관, 냉각팬(19) 등 고주파를 발생시켜 조리실(12) 내부로 조사하는데 필요한 각종 부품들이 설치되어 있다.장치실(14)의 전면에는 사용자가 각종 조리조건을 설정하고 전자렌지를 구동시킬 수 있는 조작 패널(30)이 설치되어 있고, 조작 패널의 후면에는 사용자의 입력에 따라 원하는 조리가 수행될 수 있도록 각종 부품들의 구동을 제어하기 위한 제어부(미도시)가 설치되어 있다.
장치실(14)의 부품들이 작동되면, 마그네트론(17)에서 발생된 고주파가 도파관을 통해 조리실(12)로 안내된다. 조리실(12) 내부로 안내된 고주파는 음식물로 직접 또는 조리실(12)의 벽면에서 반사되면서 음식물로 조사된다.음식물로 조사된 고주파는 음식물의 분자들을 진동시켜 열을 발생시킨다. 이 열로 인하여 음식물이 조리된다. 이러한 전자렌지는 일반적인 식품의 조리 외에도 냉동된 식품을 해동시키거나 물과 같은 음료를 데우는데도 사용된다.
이중에서 냉동 식품을 해동시키는 경우에는 고주파를 일정한 시간동안 냉동 식품에 조사하게 되는데, 고주파를 조사하는 시간은 냉동 식품의 중량에 따라 결정된다. 이러한 전자렌지의 해동 방법이 도 2의 흐름도에 도시되어 있다.
해동이 시작되면 우선 해동될 식품의 중량을 검출한다(S1). 예전에는 사용자가 직접 조작 패널(30)의 키패드를 이용하여 입력하였으나 최근에는 주로 중량 센서를 이용하여 냉동 식품의 중량을 검출한다.
냉동 식품의 중량이 검출되면, 검출된 중량에 맞추어 해동 시간을 설정한다(S2). 그리고나서, 설정된 시간 동안 마그네트론(17)을 구동한다(S3). 설정된 시간이 지나면(S4), 마그네트론(17)의 구동을 정지하여 해동을 완료한다(S5).
그런데, 이러한 종래의 전자렌지의 해동 방법에는 다음과 같은 단점이 있었다.
즉, 많은 경우 사용자들은 해동시 식품으로부터 녹아나올 수 있는 물이 회전접시에 직접 떨어지지 않도록 냉동 식품을 용기에 담아 회전접시에 안치한다.이 경우 전자렌지에 설치된 중량 센서는 냉동 식품의 중량과 냉동 식품이 수용된 용기의 중량을 합한 전체 중량을 냉동 식품의 중량으로 인식하게 된다.따라서, 실제 해동에 필요한 시간보다 더 많은 시간 동안 해동이 진행되어 식품이 부분적으로 익거나 하는 등의 문제점이 발생된다.
또한, 이러한 종래의 해동 방법은 식품의 중량에 따라 설정된 소정 시간동안 마그네트론(17)을 구동하게 된다.따라서, 식품의 냉동 상태가, 예를 들어 -20℃로 냉동된 경우 또는 -5℃로 냉동된 경우와 같이 서로 다른 경우에도 중량이 동일하면 동일한 시간동안 해동을 진행함으로써 식품의 해동 상태가 달라지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 해동될 식품의 냉동 상태 또는 용기에의 수용 여부에 관계없이 정확한 해동이 이루어질 수 있는 전자렌지의 해동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 전자렌지의 사시도.
도 2는 종래의 일반적인 전자렌지의 중량 센서를 이용한 해동 방법의 일 예를 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자렌지의 해동 방법을 도시한 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자렌지의 해동 방법을 구현하기 위한 적외선 센서가 설치된 전자렌지의 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해동 방법에서 적외선 센서의 초기값을 결정하는 방법을 설명하기 위한 평면도.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 해동될 식품의 표면 온도를 감지하여 초기값을 설정하는 단계; 상기 초기값 설정단계에서 설정된 초기값에 따라 종료값을 설정하는 단계; 마그네트론을 구동하면서 주기적으로 적외선 센서의 현재값을 검출하는 단계; 및 상기 현재값이 상기 종료값에 도달하면 해동을 종료하는 단계를 포함하는 본 발명에 따른 전자렌지의 해동 방법을 제공함으로서 달성된다.
상기 초기값 설정단계에서는, 식품이 안치된 회전접시가 회전되는 동안 소정 간격으로 센서의 출력값이 검출되고, 여기서 검출된 다수의 출력값들 중 최저값이 초기값으로 설정된다.
상기 마그네트론 구동단계에서는, 상기 초기값과 종료값 사이의 범위가 적어도 둘 이상의 구간으로 나뉘고, 상기 각 구간에 따라 마그네트론의 파워 레이트가 달리되도록 된다.
상기 현재값 검출 단계에서는, 식품이 안치된 회전접시가 회전되는 동안 소정 간격으로 센서의 출력값이 검출되고, 여기서 검출된 다수의 출력값들 중 최저값이 현재값으로 취하여 진다.
상기 각 구간의 마그네트론의 파워 레이트는, 초기값에 가까운 구간에서 종료값에 가까운 구간으로 갈수록 점점 낮아진다.
이러한 본 발명에 따르면, 해동될 식품 표면의 온도에 대응되는 센서의 출력값을 이용하여 전자렌지가 제어된다. 따라서, 해동될 식품의 냉동 상태 및 용기에의 수용여부에 관계없이 정확한 해동이 이루어질 수 있다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명 실시예에서는 식품의 해동 종료 여부를 판별하기 위해 식품의 표면 온도를 검출하여 그에 대응되는 전압값을 출력하는 적외선 센서(infrared sensor)를 이용하였다.
적외선 센서(106)는 도 4에 도시된 바와 같이 전자렌지의 조리실(102) 전방 상측에 설치되어 있으며, 회전접시(104) 상의 일정 부분을 점유하는 검출 스폿(Sp: 도 5) 내에 위치된 식품(F)의 표면 온도를 검출한다.도 4에서 미설명 부호 108은 회전접시(104)를 회전시키기 위한 구동 모터이고, 110은 조리실(102)을 개폐하기 위한 도어이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해동 방법은 상기와 같이 검출 스폿(Sp) 내에 위치된 식품(F)의 표면 온도에 대응되는 적외선 센서(106)의 출력 전압값에 따라 마그네트론의 구동을 제어하는 것에 의해 이루어진다.이에 대한 흐름도가 도 3에 도시되어 있으며, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시에를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
해동이 시작되면, 우선 적외선 센서(106)의 초기값(Ts)을 설정된다(S11). 단계 S11에서 설정된 적외선 센서(106)의 초기값(Ts)은 해동될 냉동 식품(F)의 초기 표면 온도에 대응된다.
그런데, 적외선 센서(106)는 검출 스폿(Sp) 내의 평균 온도에 대응되는 전압값을 출력한다. 따라서, 냉동 식품(F)의 크기와 회전접시(104) 상의 위치에 따라 그 값이 크게 달라질 수 있다.즉, 도 5에 도시된 바와 같이 해동될 냉동 식품(F)이 비교적 작고 회전접시(104)의 일측으로 치우쳐서 안치되어 있는 경우, 적외선 센서(106)의 검출 스폿(Sp) 내에 식품(F)과 회전접시(104)의 상면이 동시에 존재하게 된다.이 경우 적외선 센서(106)의 출력값은 식품(F)의 표면 온도와 회전접시(104) 상면의 온도의 평균 온도에 대응되는 값이 된다.
그런데, 해동될 식품(F)의 표면 온도가 통상적으로 대략 -20℃~-5℃인데 반하여 회전접시(104)의 상면 온도는 상온 이상으로 많은 차이가 있다.따라서, 식품(F)의 표면과 회전접시(104) 상면의 평균 온도에 대응되는 적외선 센서(106)의 출력값은 실제 식품(F) 표면의 온도를 반영한 값과는 차이를 보이게 된다.검출 스폿(Sp) 내에서 식품(F)의 표면이 차지하는 영역이 클수록 적외선 센서(106)로부터 검출된 값은 식품(F)의 실제 표면 온도를 반영한 값에 더 가깝게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 적외선 센서(106)의 검출 스폿(Sp)의 크기를 회전접시(104) 상면의 일부분으로 한정하고, 회전접시(104)가 소정 시간, 바람직하게는 대략 2회전 되는 시간 동안, 소정의 시간 간격, 예를 들어 1초 또는 2초 간격으로 적외선 센서(106)의 출력값을 검출한 다음, 그중에서 가장 낮은 값을 적외선 센서(106)의 초기값(Ts)으로 설정한다.
적외선 센서(106)의 검출 스폿(Sp)의 크기를 도 5와 같이 회전접시(104)의 일부분으로 한정할 경우, 회전접시(104)가 회전되는 동안 적외선 센서(106)의 검출 스폿(Sp)은 회전접시(104)의 상면을 따라 일정한 원주를 그리며 이동된다.적외선 센서(106)의 검출 스폿(Sp)이 회전접시의 상면을 따라 이동되는 동안, 검출 스폿(Sp) 내에 포함되는 식품(F)의 표면과 회전접시(104) 상면의 비율이 변화된다.따라서, 검출 스폿(Sp) 내에 식품(F)의 표면이 포합된 비율이 가장 높은 부분에서의 적외선 센서(Sp)의 출력값이 실제 식품(F)의 초기 표면 온도에 가장 가까운 값이 된다.또한, 냉동 식품(F)의 표면 온도에 비하여 회전접시(104) 상면의 온도가 높기 때문에 검출 스폿(Sp) 내에 식품(F)의 표면이 포함된 비율이 높을 수록 평균온도가 낮아져 적외선 센서(106)의 출력값이 낮아진다.따라서, 소정 시간 간격으로 검출된 적외선 센서(106)의 출력값들 중 가장 낮은 값이 해동될 식품(F)의 초기 표면 온도에 가장 가깝게 대응되는 값이 된다.
상기와 같이 하여, 적외선 센서(106)의 초기값(Ts)이 설정되면, 설정된 초기값(Ts)에 따라 해동이 종료될 시점을 결정할 종료값(Te)을 설정한다(S12).이 종료값(Te)은 전자렌지의 작동을 제어하는 제어부에 포함된 기억장치에 미리 기억되어 있다. 표 1은 본 실시예에서의 적외선 센서(106)의 초기값(Ts)에 따른 종료값(Te)을 보인 것이다.
적외선센서의 초기값 Ts(V) 59~60 61 62 63~64 65~66 67~68
적외선센서의 종료값 Te(V) 69 70 71 72 73 74
구간별파워레이트 D1(40%) 59,60~62 61~63 62~64 63,64~65 65,66~67 67,68~69
D2(20%) 63~66 64~66 65~67 66~68 68~69 70~71
D3(10%) 66~68 67~69 68~70 69~71 70~72 72~73
상기 표에서 단위가 병기되지 않은 각각의 수치는 적외선 센서에서 검출된 전압을 소정의 기준에 따라 환산한 정수값이다.표 1의 예에서, 적외선 센서(106)의 초기값(Ts)은 59~68이며 냉동식품(F)의 표면 온도인 대략 -20~-2℃의 온도 범위에 대응되고, 이에 따른 종료값(Te)은 69~74로 해동이 완료된 상태인 대략 -0~10℃의 온도 범위에 대응되는 값이다.이와 같이 적외선 센서(106)의 초기값(Ts)에 따라 종료값(Te)을 다르게 설정하는 것은, 종료값(Te)을 일정하게 하면 초기값(Ts)과 종료값(Te)의 차이가 적을 경우 해동시간이 짧아져 해동이 불완전하게 이루어질 수 있기 때문에 이를 방지하기 위함이다.
여기서, 냉동 식품(F)의 온도에 대응되는 적외선 센서(106)의 출력값은 사용되는 적외선 센서(106)의 종류에 따라 달라질 수 있다.
해동될 냉동 식품(F)의 초기 표면 온도에 대응되는 적외선 센서(106)의 초기값(Ts)이 검출되고 이에 따른 종료값(Te)이 설정되면, 해동되는 식품(F)의 표면 온도에 대응되는 적외선 센서(106)의 현재(Tc)값을 주기적으로 검출하면서 이 값이 종료값(Te)에 도달할 때까지 마그네트론을 구동한다.
그런데, 발명자의 실험에 의하면, 냉동 식품(F)의 해동시 초기에는 마그네트론의 파워를 강하게 하고, 후기에는 마그네트론의 파워를 약하게 하는 것이 냉동 식품(F)의 해동 상태가 보다 양호하다는 것이 발견되었다. 따라서, 본 발명의 실시예에서도 이를 적용하였으며, 구체적으로 다음과 같이 실시된다.
우선, 초기값(Ts)과 종료값(Te) 사이의 범위를 3개의 구간(D1,D2,D3)으로 나눈다. 3개 구간(D1,D2,D3) 범위는 종료값(Te)과 마찬가지로 제어부에 포함된 기억 장치에 미리 기억되어 있다.따라서, 초기값(Ts)이 검출되면 제어부의 기억 장치로부터 초기값(Ts)에 대응되는 3개 구간(D1,D2,D3)의 범위를 읽어들여 구간 범위를 정한다.표 1의 예에서 적외선 센서(106)의 초기값(Ts)이 60일 경우 종료값(Te)은 69며, D1, D2, D3는 각각 60~62, 63~65, 66~69의 범위를 가진다.
적외선 센서(106)의 초기값(Ts)에 따라 D1,D2,D3의 범위가 구해지면, 적외선 센서(106)의 현재값(Tc)을 검출한다(S14).적외선 센서(106)의 현재값(Tc)은 해동이 진행되고 있는 현재 시점에서의 냉동식품(F)의 표면 온도에 대응되는 값으로, 이의 검출 방법은 S11 단계에서의 초기값(Ts) 검출 방법과 동일한 방법으로 이루어진다.다만, 초기값(Ts) 검출의 경우 바람직하게는 대략 회전접시가 2회전되는 시간동안 소정 시간 간격으로 적외선 센서(106)의 출력값을 검출하였으나, 현재값(Tc) 검출의 경우에는 대략 회전접시가 1회전되는 시간동안 소정 시간 간격으로 적외선 센서(106)의 출력값을 검출하는 것이 바람직하다.
적외선 센서(106)의 현재값(Tc)이 검출되면 이를 종료값(Te)과 비교한다(S15).현재값(Tc)이 종료값(Te)보다 적은 경우, 이 현재값(Tc)이 3개의 구간(D1, D2, D3)중 어느 구간에 속해 있는지 판단한다(S16).만약 현재값(Tc)이 D1 구간에 속한 것으로 판단되면 마그네트론의 파워 레이트를 40%로 조절한다(S17).만약 현재값(Tc)이 D2, 또는 D3에 속한 것으로 판단되면 마그네트론의 파워 레이트를 각각 20%, 10%로 조절한다(S18 및 S19).참고로, 마그네트론의 파워 레이트는 소정의 단위 시간동안 마그네트론이 실제로 구동되는 시간을 퍼센트지로 나타낸 것으로, 파워 레이트가 40%이면 단위 시간의 40%만 마그네트론이 간헐적으로 구동되고 나머지 60%의 시간동안에는 마그네트론이 구동되지 않는 다는 것을 의미한다.
해동이 진행됨에 따라 적외선 센서(106)의 현재값(Tc)은 초기값(Ts) 쪽으로부터 종료값(Te) 쪽으로 변화되기 때문에, 현재값(Tc)은 D1, D2, D3구간을 각각 차례대로 통과하게 된다.따라서, 마그네트론의 파워 레이트는 처음 40%(D1 구간)에서 단계적으로 20%(D2 구간) 및 10%(D3 구간)로 조절된다.
그리고, 다시 S14단계로 되돌아가서, 현재값(Tc)이 종료값(Te)에 도달될 때까지 S14 단계, S15 단계, S16 단계, 및 S17(또는 S18, S19)단계를 반복하여 실시한다.S15단계에서 현재값(Tc)과 종료값(Te)을 비교하여 현재값(Tc)이 종료값(Te)과 같거나 크면 해동이 완료된 것으로 판단하고, 루프를 이탈하여 마그네트론의 구동을 비롯한 모든 해동 작업을 중지한다.
본 실시예에서는 해동 구간을 3구간(D1, D2, D3)으로 구분하여 파워 레이트를 각각 40%, 20%, 10%로 하였으나 이는 바람직한 일 예를 예시한 것으로, 반드시 이에 한정되지는 않으며 적어도 둘 이상의 구간에 현재값(Tc)이 초기값(Ts)에서 종료값(Te)측으로 갈수록 각 구간의 파워 레이트가 점점 적어지도록 설정한다.
따라서, 상기와 같은 본 발명에 따른 전자렌지의 해동방법에 의하면, 해동될 식품 표면의 온도에 대응되는 적외선 센서의 출력값을 이용하여 해동을 제어하기 때문에 해동될 식품의 냉동 상태 및 용기에의 수용여부에 관게없이 정확한 해동이 이루어질 수 있는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기와 같은 실시예에만 한정되지는 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지 내에서 얼마든지 다양한 변경실시가 가능할 것이다.

Claims (5)

  1. 해동될 식품의 표면 온도를 감지하는 적외선 센서 출력값의 초기값을 검출하는 단계; 상기 단계에서 검출된 초기값에 따라 해동 동작의 종료값을 설정하는 단계; 마그네트론을 구동하여 식품을 가열하는 단계; 식품을 가열하는 동안 상기 적외선 센서에 의해 출력되는 현재값을 검출하는 단계; 및 상기 현재값이 상기 종료값에 도달하면 해동을 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 해동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 초기값을 검출하는 단계에서는, 식품이 안치된 회전접시가 회전되는 동안 소정 간격으로 센서의 출력값이 검출되고, 여기서 검출된 다수의 출력값들 중 최저값을 초기값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 해동 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 마그네트론 구동단계에서는, 상기 초기값과 종료값 사이의 범위를 적어도 둘 이상의 구간으로 나뉘고, 상기 각 구간에 따라 마그네트론의 파워 레이트가 달리되도록 된 것을 특징으로 하는 전자렌지의 해동 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 적외선 센서에 의해 검출되는 현재값 검출 단계에서는, 식품이 안치된 회전접시가 회전되는 동안 소정 간격으로 센서의 출력값이 검출되고, 여기서 검출된 다수의 출력값들 중 최저값을 현재값으로 취하여 지는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 해동 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 각 구간의 마그네트론의 파워 레이트는, 초기값에 가까운 구간에서 종료값에 가까운 구간으로 갈수록 점점 낮아지는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 해동 방법.
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