KR100889108B1 - 오븐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복사 요리 요소, 마이크로파 요리 요소 뿐만 아니라 대류 요리 가열 요소를 포함하는 오븐(100)에 관한 것이다. 요리 요소는 공지된 복수 오븐과 비교할 때 요리 시간을 감소시킬 수 있게 제어되며, 광범위한 음식이 오븐에서 요리될 수 있다. 오븐은 복사 및 마이크로파 요소 양자가 이용되는 급속요리 모드와, 마그네트론(302)만이 이용되는 단지 마이크로파 요리 모드와, 복사 및 대류 요리 요소가 이용되는 대류/굽기 요소가 이용되는 대류/굽기 모드로 작동가능하다.

Description

오븐{SPEEDCOOKING OVEN INCLUDING A CONVECTION/BAKE MODE}

본 발명은 오븐에 관한 것으로, 특히 급속요리 모드, 마이크로파 모드 및 대류/굽기 모드로 작동이 가능한 오븐에 관한 것이다.

통상적으로 오븐은 예컨대 마이크로파, 복사 또는 열/대류 요리 타입 오븐중 하나이다. 예를 들어, 마이크로파 오븐은 오븐 요리 캐비티내의 음식을 요리하는데 사용되는 고주파(RF ; Radio Frequency) 에너지를 발생시키는 마그네트론(magnetron)을 구비한다. 마이크로파 오븐은 복사 또는 열/대류 오븐보다 신속하게 음식을 요리하지만, 마이크로파 오븐은 음식을 노랗게 굽지는 못한다. 따라서, 마이크로파 오븐은 통상적으로 복사 또는 열/대류 오븐만큼 다양한 음식을 요리하는데 사용되지 않는다.

복사 요리 오븐은 음식을 요리하는데 사용되는 광 에너지를 발생시키는 램프 등의 에너지원을 구비한다. 복사 오븐은 음식을 노랗게 굽고, 일반적으로 마이크로파 오븐보다 다양한 음식을 요리하는데 사용될 수 있다. 그러나 복사 오븐은 마이크로파 오븐보다는 여러 음식을 보다 느리게 요리한다.

열/대류 오븐에 있어서는, 열원에 의해 가열된 요리 캐비티내 공기에 의해 음식이 요리된다. 표준적인 열 오븐은 요리 캐비티내의 뜨거운 공기를 순환시키는 팬을 갖지 않는다. 대류 오븐은 표준적인 열 오븐과 동일한 열원을 사용하지만, 음식 주위로 뜨거운 공기를 순환시켜 요리 효율을 증대시키기 위해 팬이 추가된다. 열/대류 오븐은 가장 다양한 음식을 요리한다. 그러나, 그러한 오븐은 복사 또는 마이크로파 오븐만큼 신속하게 요리하지 못한다.

오븐내에서의 급속요리를 달성하는 한가지 방법은 마이크로파 및 복사 에너지원을 모두 구비하는 것이다. 마이크로파와 복사 에너지원의 조합은 음식의 신속한 요리를 촉진한다. 또한, 마이크로파만을 이용한 요리와 비교하여, 마이크로파와 복사 에너지원의 조합은 보다 다양한 음식을 요리할 수 있다.

급속요리 오븐은 다용도이며, 음식을 신속히 요리하는 반면, 적어도 하나의 공지된 급속요리 오븐에서는 복사 에너지원이 요리 캐비티로부터 단열되어 있다. 복사 에너지원으로부터의 잉여 열은 공기 유동로를 통해 오븐 밖으로 배출된다. 또한, 그러한 급속요리 오븐은 240V의 정격 전압에서 작동되도록 되어 있다. 복사 및 마이크로파 에너지원을 동시에 작동시키기 위해서는 이러한 240V 정격 전압이 요구된다.

발명의 요약

본 발명의 실시예에 있어서, 오븐은 복사 요리 요소, RF 에너지원(예를 들어, 마그네트론) 및 대류 요리 요소를 포함한다. 오븐은 복사 및 마이크로파 요리 요소가 모두 사용되는 급속요리(복사/마이크로파) 모드, 대류 및 복사 요리 요소가 사용되는 대류/굽기 모드, 및 마그네트론만이 요리에 사용되는 마이크로파 요리 모드로 작동가능하다.

일 실시예에 있어서, 오븐은 쉘을 포함하며, 이 쉘내에 요리 캐비티가 위치한다. 오븐은 또한 마이크로파 모듈, 상부 히터 모듈 및 하부 히터 모듈을 포함한다. 마이크로파 모듈은 캐비티의 일측상에 위치한 마그네트론을 포함한다. 상부 히터 모듈은 세라믹 히터 및 할로겐 요리 램프 등의 복사 가열 요소를 포함한다. 상부 히터 모듈은 또한 시스 히터를 포함한다. 히터를 지나 요리 캐비티내로 공기를 송풍하기 위해 대류 팬이 제공된다. 하부 히터 모듈은 세라믹 히터와 같은 적어도 하나의 복사 가열 요소를 포함한다

일반적으로, 램프, 히터 및 RF 발생 시스템의 조합은 급속요리, 마이크로파 및 대류/굽기 모드에 대한 소망의 요리 특성을 제공하도록 선택된다. 예들 들어, 급속요리 모드에서는, 음식의 외측을 가열하는데 복사 히터 및 대류 팬이 사용되며, 음식의 내측을 가열하는데 마이크로파 에너지가 사용된다. 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 복사 히터 및 마그네트론은 소망의 요리 결과를 제공하도록 요리 과정에 걸쳐 반복될 수 있다.

대류/굽기 모드에 있어서, 하부 세라믹 히터 및 상부 시스 히터는 오븐내의 공기를 예열하도록 전압이 인가된다. 요리 과정 동안, 하부 세라믹 히터 및 상부 시스 히터는 소망의 에너지를 제공하도록 제어되며, 대류 팬은 균등한 요리를 보장하기 위해 공기를 순환시킨다. 마이크로파 모드에서, 마그네트론은 사용자의 선택에 따라 전압이 인가된다.

도 1은 오븐의 정면도,

도 2는 도 1에 도시된 오븐의 개략도,

도 3은 급속요리 모드에 있는 도 1에 도시된 오븐의 개략도,

도 4는 대류/굽기 모드에 있는 도 1에 도시된 오븐의 개략도,

도 5는 마이크로파 모드에 있는 도 1에 도시된 오븐의 개략도,

도 6은 오븐 캐비티 조립체의 분해도,

도 7은 오븐 내부 조립체의 분해도,

도 8은 오븐 내부 조립체의 부가적인 구성요소의 분해도,

도 9는 오븐 콘트롤의 분해도,

도 10은 오븐 도어의 분해도,

도 11은 오븐 제어의 개략도,

도 12는 오븐의 기능적 블록 다이어그램,

도 13은 오븐의 구조적 서브시스템의 기능적 블록 다이어그램,

도 14는 오븐의 제어 및 전기적 서브시스템의 기능적 블록 다이어그램,

도 15는 오븐의 하부 히터 모듈 서브시스템의 기능적 블록 다이어그램,

도 16은 오븐의 대류 모듈 서브시스템의 기능적 블록 다이어그램,

도 17은 오븐의 냉각 및 쿡탑(cooktop) 배기 서브시스템의 기능적 블록 다이 어그램,

도 18은 오븐의 라이오파 발생 서브시스템의 기능적 블록 다이어그램,

도 19는 배기 보상을 위한 공정 단계를 나타내는 흐름도,

도 20은 급속요리 모드의 블록 다이어그램,

도 21은 도 20에 도시된 급속요리 모드를 위한 듀티 사이클을 나타내는 흐름도,

도 22는 급속요리 모드에서의 열 보상을 위한 공정 단계를 나타내는 흐름도,

도 23 내지 도 25는 도 22에 도시된 열 보상과 관련하여 사용되는 검색표,

도 26은 열 보상이 이루어진 경우와 그렇지 않은 경우의 요리 캐비티 온도를 나타내는 그래프,

도 27은 마이크로파 모드의 블록 다이어그램,

도 28은 도 27에 도시된 마이크로파 모드를 위한 듀티 사이클을 나타내는 도면,

도 29는 오븐/굽기 모드의 블록 다이어그램,

도 30은 도 29에 도시된 오븐/굽기 모드를 위한 듀티 사이클.

본 발명의 일 실시예는 적어도 하나의 대류/굽기 가열 요소 뿐만 아니라 복사 및 마이크로파 에너지원을 구비하는 오븐의 작동에 관한 것이다. 그러한 오븐의 특정한 일 실시예가 이하에 설명되지만, 본 발명은 다양한 다른 오븐과의 조합 으로 활용될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 오븐의 실시에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 이하에 설명된 오븐은 오버 레인지 타입 오븐이다. 그러나, 본 발명은 단순히 오버 레인지 타입 오븐의 실시에만 한정되는 것이 아니라, 카운터탑(countertop) 또는 벽장식 오븐 등의 다양한 오븐으로 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오버 레인지 타입 오븐(100)의 정면도이다. 오븐(100)은 외부 케이스(102), 플라스틱 도어 프레임(104) 및 제어 패널 프레임(106)을 포함한다. 오븐(100)은 도어 프레임(104)내에 장착된 스테인리스강 도어(108), 사출성형 그릴(110) 및 바닥 패널(112)을 포함한다. 요리 캐비티내의 음식을 보기 위해 도어(108)에 윈도우(114)가 제공되며, 사출성형된 플라스틱 손잡이(116)가 도어(108)에 고정되어 있다. 제어 패널(118)은 제어 패널 프레임(106)내에 장착된다.

제어 패널(118)은 디스플레이(120), 사출성형된 노브 또는 다이얼(122) 및 촉지성(tactile) 제어 버튼(124)을 포함한다. 다이얼(122)을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킴으로써 선택이 이루어지며, 소망의 선택이 표시되면 다이얼(122)을 누른다. 예를 들어, 오븐 메모리에는 각종 요리를 위한 다양한 요리법이 프로그램될 수 있다. 사용자가 프로그램된 요리법에 있는 특정 음식을 요리할 때, 선택된 음식 이름이 표시될 때까지 다이얼(122)을 회전시켜 프로그램된 요리법을 선택하고 다이얼을 누른다. 진공 형광 디스플레이(120)상에 지시 및 선택 사항이 표시된다. 뒤따르는 기능들은 패널의 개별 키 패드(124)로부터 선택될 수 있다.

급속요리 선택 패드는 조작자가 다음의 급속요리 기능을 수행할 수 있도록 한다.

1) 급속 요리 시간 및 전압 레벨을 수동으로 입력한다.

2) 프로그램된 제어 방법을 선택한다.

3) 프로그램된 방법을 요리법으로 수동 저장한다.

오븐/굽기 선택 패드는 조작자가 오븐/굽기 모드를 위해 요리 시간 및 온도를 수동으로 입력할 수 있도록 한다.

마이크로파 선택 패드는 사용자가 센서 요리와 같은 사전에 프로그램된 마이크로파 특성 뿐만 아니라 마이크로파 모드를 위한 요리 시간 및 전압 레벨도 수동으로 입력할 수 있도록 한다.

시작/정지 선택 패드는 조작자가 요리를 시작하거나 중지할 수 있도록 한다.

삭제/오프 선택 패드는 모든 요리를 중지하며, 현재 프로그램을 삭제한다.

마이크로파 익스프레스 선택은 빠르고 쉽게 샌드위치를 데우거나 커피를 다시 데우기 위해 짧은 30초 동안의 최고 출력 마이크로파를 가능하게 한다.

복귀 선택 패드는 오븐이 이전 선택으로 돌아가게 한다.

데우기 선택 패드는 오븐이 온열 또는 재가열 모드가 되도록 한다.

출력 레벨 선택 패드는 급속 요리 및 마이크로파 요리를 위한 출력 레벨을 조절할 수 있도록 한다.

타이머 선택 패드는 만능 타이머(예를 들어, 분 및 초)를 제어한다.

리마인더 선택 패드는 조작자가 경고음이 울리는 시간을 선택할 수 있도록 한다.

도움 선택 패드는 조작자가 오븐과 그 특징에 대해 더 찾아볼 수 있도록 한다.

옵션 선택 패드는 자동 조명등, 신호음 크기 제어, 시계, 시계 표시 및 표시 스크롤 속도 특징을 입력할 수 있도록 한다.

배기 팬 선택 패드는 조작자가 쿡탑 구역의 연기 또는 증기를 제거할 수 있도록 한다.

표면등 선택 패드는 쿡탑용 표면등을 점멸한다.

도 2는 도 1에 도시된 오븐(100)의 개략도이다. 도 2 및 일 실시예에 나타낸 바와 같이, 오븐(100)은 쉘(126)을 포함하며, 요리 캐비티(128)가 쉘(126)내에 위치한다. 요리 캐비티(128)는 고반사율(예를 들어, 72% 반사율)의 스테인리스강을 이용하여 구성되며, 음식을 놓기 위해 턴테이블(130)이 캐비티(128)내에 위치한다. 오븐(100)은 마이크로파 모듈, 상부 히터 모듈(132) 및 하부 히터 모듈(134)을 포함한다. 마이크로파 모듈은 캐비티의 일측에 위치한 마그네트론을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 마그네트론은 표준 IEC(International Electrotechnical Commission) 처리에 따라 공칭 900W의 전력을 캐비티내에 전달한다. 상부 히터 모듈(132)은 세라믹 히터(136) 및 할로겐 요리 램프(138)로 예시된 복사 가열 요소를 포함한다. 이 실시예에 있어서, 세라믹 히터(136)는 정격 600w이며, 할로겐 램프(138)는 정격 500W이다. 상부 히터 모듈(132)은 또한 시스 히터(140)를 포함한다. 이 실시예에 있어서, 시스 히터(140)는 정격 1100W이다. 대류 팬(142)이 가열 요소를 지나 요리 캐비티(128)내로 공기를 송풍하기 위해 제공된다. 하부 히터 모듈(134)은 정격 375W의 세라믹 히터(144)로 예시된 적어도 하나의 복사 가열 요소를 포함한다.

특정 가열 요소 및 RF 발생 시스템(예를 들어, 마그네트론)은 실시예에 따라 달라질 수 있으며, 상술한 이들 요소 및 시스템은 예에 불과하다. 예를 들어, 상부 히터 모듈은 할로겐 램프, 세라믹 히터 및/또는 시스 히터의 조합을 포함한 어떠한 히터의 조합도 포함할 수 있다. 유사하게, 하부 히터 모듈은 할로겐 램프, 세라믹 히터 및/또는 시스 히터의 조합을 포함한 어떠한 히터의 조합도 포함할 수 있다. 상부 및 하부 모듈에 사용되는 램프 및/또는 히터의 상세한 정격 또는 개수는 실시예에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, 램프, 히터 및 RF 발생 시스템의 조합은 급속요리, 마이크로파 및 대류/굽기 모드를 위한 소망 요리 특성을 제공하도록 선택된다.

도 3 내지 도 5는 다양한 모드에서의 오븐(100)의 작동을 개략적으로 나타낸다. 물론 오븐(100)은 도시된 것보다 적거나 또는 더 많은 모드로 작동될 수 있다. 도 3 내지 도 5 및 이하의 설명은 예에 불과하다. 또한, 오븐(100)의 작동 및 사용은 이하의 특정 순서의 단계에 한정되지 않는다. 이하에 설명된 예시적인 순서와 다른 순서로 다양한 단계가 수행될 수 있다.

도 3은 급속요리 모드에 있는 오븐(100)의 개략도이다. 일반적으로, 급속요리 모드를 위해, 사용자는 음식을 캐비티내의 턴테이블(130)에 올려놓고 제어 패널(118)에서 "급속요리"를 선택한다. 다음으로, 사용자는 다이얼(122)을 이용하여 음식의 종류를 선택한 후에, "시작"을 선택한다. 복사 히터(136, 138) 및 대류 팬(142)이 음식의 외측을 가열하는데 사용되고, 마이크로파 에너지가 음식의 내측을 가열하는데 사용된다. 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 복사 히터 및 마그네트론은 소망의 요리 결과를 제공하도록 요리 과정 동안 반복되는 것이 바람직하다.

도 4는 대류/굽기 모드에 있는 오븐(100)의 개략도이다. 일반적으로, 대류/굽기 모드를 위해, 사용자는 키 패드(118)에서 "대류/굽기"를 선택한 후, 다이얼(122)을 이용하여 온도 및 요리 시간을 선택한다. 다음으로, 하부 세라믹 히터(144) 및 상부 세라믹 히터(140)에 전압이 인가되어 오븐내의 공기를 예열한다. 다음으로, 음식을 캐비티(128)내에 배치하고 요리를 시작한다. 요리 과정 동안, 균일한 요리를 위해 대류 팬(142)이 공기를 순환시킨다.

도 5는 마이크로파 모드(이하에 마이크로파로만 기재되기도 함)에 있는 오븐(100)의 개략도이다. 일반적으로, 마이크로파 모드를 위해, 사용자는 오븐내의 턴테이블(130)에 음식을 올려놓는다. 다음으로, 사용자는 키 패드(118)로부터 "마이크로파" 또는 "익스프레스"를 선택한다. 다이얼(122)을 이용하여 음식 종류를 선택하고, 음식 종류가 선택되면, 키 패드(118)에서 "시작"을 선택한다. 다음으로, 사용자의 선택에 따라 마그네트론에 전압이 인가된다.

이하의 내용은 급속요리, 대류/굽기 및 마이크로파 모드로 작동가능한 오븐(200)의 특정한 일 실시예에 대한 설명이다. 그러한 특정 실시예의 다양한 변형이 가능하며, 본 발명은 이하의 특정 실시예에 한정되지 않는다.

보다 상세하게는, 도 6은 오븐 캐비티 조립체(200)의 분해도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 캐비티 조립체(200)는 요리 캐비티(204)를 규정하는 캐비티 서브조립체(202)를 포함한다. 턴테이블 모터 마운트(206) 및 모터(208)가 캐비티 서브조립체(202)에 조립되며, 운모 시트(210)가 모터(208)와 모터 마운트(206)를 절연한다. 캐비티(204)내에 규정된 턴테이블 표면(214)상에는 턴테이블 랙(212)이 장착된다. 일 실시예에서, 랙(212)은 원주방향으로 이격된 3개의 휠을 포함하여 모터(208)의 제어하에 캐비티(204)내에서 랙(212)이 회전한다. 검정색 금속 트레이(216) 및 유리 트레이(218) 등의 다양한 트레이가 랙(212)상에 장착된다. 오븐(200)은 요리 캐비티(204)의 조명을 위해 그리고 사용자가 음식을 보다 쉽게 볼 수 있도록 하기 위해 12V 10W 할로겐 램프를 포함한다.

캐비티 서브조립체(202)의 하부 표면(222)에는 제 1 바닥 패널(220)이 고정되고, 바닥 패널(220)은 턴테이블 모터(208)를 고정하기 위한 개구(224)를 포함한다. 캐비티 서브조립체(202)에는 또한 제 2 바닥 패널(226)이 고정되며, 제 2 바닥 패널(226)은 배기 개구(228) 또는 입구, 반사장치(230), 쿡탑 광 패널(232) 및 커버(234)를 포함한다. 제 2 바닥 패널(226)과 캐비티 서브조립체(202) 사이에는 이곳을 통과하는 공기를 여과하기 위해 필터(236)가 위치한다.

캐비티 조립체(202)의 대향 양측에는 측면 패널(238)이 장착되며, 각각의 측면 패널(238)과 서브조립체(202) 사이에는 절연 패널(240)이 위치한다. 서브조립체(202)의 일측상에는 마그네트론 마운트(242)가 장착되며, 측면 패널(238) 및 절연 패널(240)은 마그네트론 마운트(242)를 위한 개구(244)를 포함한다. 서브조립체(202)의 배면(252)에는 절연 패널(250)을 포함한 배면 패널(248)이 장착된다. 서브조립체(202) 위로 외측 케이스(254)가 또한 장착되며, 외측 케이스(254)에는 배기 팬을 위한 상부 플레이트(256)가 장착된다. 캐비티 서브조립체(202) 위로는 서브조립체(202)와 외측 케이스 상부 표면(262) 사이에 전방 그릴(260)이 장착된다. 캐비티에 고정된 스크린(264)은 캐비티내의 시스 히터로부터의 복사 에너지의 양을 감소시키기 위해 시스 히터의 형상과 일치하는 패턴을 갖는 차단부(266)를 포함한다.

도 7은 오븐 내부 조립체(300)의 분해도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 캐비티 서브조립체(202)의 측면상의 마그네트론 마운트(242)에 마그네트론(302)이 장착된다. 또한, 서브조립체(202)의 바닥면에 고정된 베이스 플레이트(309)에 고전압 변환기(304), 저전압 변환기(306) 및 열 차단기(TCO : Thermal Cut-Out)(308)가 장착된다. 또한, 서브조립체(202)의 바닥면에는 세라믹 히터(312)가 내부에 고정되어 있는 반사장치(310)가 장착된다. 서브조립체(202)의 측면에는 개구(246) 위로 댐퍼 도어(316), 모터(318) 및 마운트(320)를 포함한 댐퍼 조립체(314)가 장착되도록 배치된다. 또한, 마그네트론(302)을 냉각하기 위한 팬 조립체(324)는 팬 하우징(326), 팬(328), 모터(330), 축전기(332) 및 축전기 브래킷(334)을 포함한다. 캐비티 조립체(202)에는 히터 릴레이가 고정된 제어 보드(336)가 또한 마운트(338)에 의해 장착된다.

도 8은 오븐 내부 조립체(300)의 추가적인 구성요소의 분해도이다. 절연 패널(340)이 캐비티 서브조립체(202) 위에 위치하며, 상부 플레이트(342)가 패널(340) 위에 위치한다. 상부 플레이트(342)에는 히터/램프 조립체(346)와 시스 히터(344)가 고정된다. 히터 조립체(346)는 마운트(352)내에 고정된 세라믹 히터(348) 및 할로겐 램프(350)를 포함한다. 캐비티(204)내로 에너지를 전달하기 위해 반사 장치(354)가 마운트(352)에 고정된다. 공기 챔버 하우징(356)이 반사 장치(354) 위에 위치하며, 절연 패널(358) 및 하우징 플레이트(360)가 공기 챔버 하우징(356) 위에 위치한다. 하우징(356)에 의해 규정된 공기 챔버내에는 서미스터(362)가 위치한다.

대류 팬(366), 하부 케이싱(368), 절연 패드(370), 상부 케이싱(372) 및 모터(374)룰 포함한 대류 팬 조립체(364)가 공기 챔버 하우징(356)과 공기 연통 관계로 고정된다. 상부 커버(376)가 모터(374) 위로 연장되며, 커버 플레이트(378)가 대류 팬 조립체(364) 위로 장착된다. 커버 플레이트(378)에는 캐비티 라이트로의 액세스를 위한 액세스 패널(380)이 고정된다. 상부 플레이트(342)에 고정된 팬 마운트(384)에는 배기 팬(382)이 고정된다.

상부 플레이트(342)에는 공기 유동로를 규정하며 내부에 댐퍼(도시되지 않음)를 구비한 플라스틱 하우징(386)이 또한 고정된다. 하우징(386)은 마이크로파 요리 동안 오븐 캐비티(204)로부터의 습기 제거를 촉진하는 유동 공기를 위한 챔버(388)를 포함한다. 마이크로파 요리 동안에는 습기가 요리 캐비티로부터 빠져나갈 수 있도록 댐퍼 도어가 열리며, 히터를 사용하는 요리 모드 동안에는 요리 캐비티내에 열이 머무를 수 있도록 댐퍼 도어가 닫힌다. 상부 플레이트(342)에는 전방 그릴 돌출부(390)가 또한 장착된다.

도 9는 오븐 콘트롤(118)의 분해도이다. 콘트롤(118)은 외부 패널(400)을 포함한다. 회전 다이얼(124)이 패널(400)로부터 연장되며, 이것은 패널(400)에 대해 회전이 가능하다. 외부 패널(400) 뒤에는 접지 플레이트(402)가 외부 패널(400)과 키 패널(404) 사이에 위치한다. 키 패널(404)에는 누름 버튼 조립체(406)가 장착되며, 누름 버튼(408)은 접지 플레이트(402)와 외부 패널(400)의 개구(410)를 통해 연장된다. 키 패널(404)은 또한 디스플레이(412)와 발광 다이오드(LEDs)(414)를 포함한다. 키 패널(404)에는 LEDs(414)위로 실드(416)가 장착된다. 키 패널(404)로부터 제어 보드(420)에는 리본 커넥터(418)가 연장된다. 제어 보드(420)에는 마이크로프로세서(422)와 이하에 보다 상세히 설명되는 다른 구성요소들이 장착된다.

도 10은 오븐 도어(108)의 분해도이다. 도어(108)는 사출성형된 도어 프레임(430)과 이것에 고정된 손잡이(116)를 포함한다. 도어 프레임(430)에는 유리 윈도우(114)를 포함한 마이크로파 초크(432)가 초크 커버(434)에 의해 고정된다. 도어(108)는 래치(436)에 의해 캐비티 서브조립체(202)에 장착된다.

도 11은 오븐 제어의 개략도이다. 전력은 라인(L1, G, N)을 통해 오븐(100)에 제공된다. 예를 들어 과열 또는 과류 상태로부터 오븐 구성요소를 보호하기 위해 열차단기(450) 및 퓨즈(452)가 또한 제공된다. 오븐 도어에는 제 1 인터로크 스위치(454)가 위치하며, 이것은 도어가 닫혀있지 않은 경우에 요리를 위해 전압이 인가되는 것을 방지한다. 릴레이(R1, R2, R5, R9, R10, R14, R15)가 메인 인쇄 회로 기판(PCB)(456)에 고정되며, 릴레이(R3, R4, R7, R8, R11, R12, R13, R16)가 보조 인쇄 회로 기판(458)에 장착된다. 릴레이(R1 내지 R16)는 그것의 개방 및 폐쇄를 제어하도록 프로그램된 주 PCB상의 마이크로컴퓨터에 연결된다. 릴레이(R1 내지 R16)는 열차단기(TCO)(450)에 직렬로 전기 접촉된다.

할로겐 램프(460)의 전압 인가는 릴레이(R3 및 R4)에 의해 제어된다. 할로겐 램프의 신뢰도를 높이기 위해, 소프트 스타트 운전이 사용될 수 있다. 특히, 소프트 스타트 운전에 따라, 램프(460)에 직렬로 접속된 트라이액(triac)이 램프의 점등을 지연시킨다. 예를 들어, 램프(460)는 지시된 점등으로부터 실제 점등까지 1초 동안 지연될 수 있다.

시스 히터(462)의 전압 인가는 릴레이(R7)에 의해 제어될 수 있다. 상부 세라믹 히터(464)의 전압 인가는 릴레이(R8)에 의해 제어된다. 하부 세라믹 히터(466)의 전압 인가는 릴레이(R9)에 의해 제어된다.

오븐(100)은 또한 릴레이(R16)에 의해 제어되는 마그네트론 팬(MF) 및 턴테이블 모터(TM)를 포함한다. 대류 팬 모터(CM)는 릴레이(R6)에 의해 제어되며, 배기 모터(VM)는 릴레이(R11, R12, R13)에 의해 제어된다. 댐퍼 모터(DM)는 릴레이(R10)에 의해 제어된다. 오븐 라이트(OL) 및 쿡탑 라이트(CL)는 릴레이(R1, R15, R14)에 의해 제어된다.

릴레이(R5, R2)는 공급 전압을 단계적으로 상승시키는 고전압 변환기(338)를 포함하는 마이크로파 모듈의 전압 인가를 제어한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 오븐(100)은 도어가 열려 있는지를 감지하는 도어 감지 스위치(468)와, 요리 캐비티내의 습도를 감지하기 위한 습도 센서(470)와, 서미스터(472)와, 베이스 서모스탯(474) 및 댐퍼 스위치(476)를 포함한다.

도 12는 오븐(100)의 기능적 블록 다이어그램이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 오븐(100)은 구조적 서브시스템(500), 제어 및 전기적 서브시스템(502), 하부 히터 모듈 서브시스템(504), 대류 모듈 서브시스템(506), 냉각 및 쿡탑 배기 서브시스템(508) 및 RF 발생 서브시스템(510)을 포함한다. 각 시스템의 다양한 특성은 도 12에 나타낸다. 또한, 도 13은 구조적 서브시스템(500)에 대한 추가적인 기능적 세부 사항을 설명하며, 도 14는 제어 및 전기적 서브시스템(502)에 대한 추가적인 기능적 세부 사항을 설명하며, 도 15는 하부 히터 모듈 서브시스템(506)에 대한 추가적인 기능적 세부 사항을 설명하며, 도 16은 대류 모듈 서브시스템(506)에 대한 추가적인 기능적 세부 사항을 설명하며, 도 17은 냉각 및 쿡탑 배기 서브시스템(508)의 추가적인 기능적 세부 사항을 설명하며, 도 18은 RF 발생 서브시스템(510)의 추가적인 기능적 세부 사항을 설명한다.

상술한 바와 같이, 하우징에 의해 규정된 공기 챔버, 즉 배기 팬으로부터의 배기 공기 유동로내에 서미스터(362)가 위치한다. 서미스터로부터의 출력값은 요리 캐비티내의 온도를 나타낸다. 그러나 서미스터에 의해 감지된 온도는 배기 팬 공기 유동에 의해 영향을 받는다. 상세하게는, 배기 팬이 온 상태일 때, 서미스터에 의해 발생된 신호는 요리 캐비티내의 실제 온도보다 낮은 온도를 나타낼 수 있다. 도 19는 배기 팬 공기가 과도하게 유동하여 서미스터를 냉각하는 경우에 서미스터로부터의 출력 신호를 샘플링한 결과 발생할 수 있는 오차를 조정하기 위해 마 이크로컴퓨터에 의해 실행되는 처리 단계를 설명하는 흐름도(550)이다.

상세하게는, 열 요리 과정 동안, 그리고 사용자가 키 패드에서 "시작"(552)을 선택한 후, 마이크로 제어기는 배기 팬이 온(554) 상태인지 예를 들어 배기 팬 릴레이를 체크하여 결정한다. 배기 팬이 온 상태가 아니면, 서미스터 출력 신호로 나타낸 온도가 하기의 검색표(A556)의 값에 따라 조정된다. 예를 들어, 특정한 일 실시예에 있어서, 서미스터 출력 신호가 223도의 온도를 나타내고 팬이 온 상태가 아니면, 실제 요리 캐비티 온도는 250도이다. 서미스터를 샘플링한 후, 30초 지연(558)이 입력된다. 요리 시간이 종료(550)되지 않은 경우, 마이크로컴퓨터는 배기 팬이 온(554) 상태인지 다시 결정한다.

서미스터를 샘플링한 시간에 배기 팬(554)이 온(554) 상태이면, 하기의 검색표(B562)가 사용된다. 예를 들어, 서미스터 출력 신호가 214도의 온도를 나타내고 팬이 온 상태이면, 실제 요리 캐비티 온도는 250도이다. 30초마다 제어부는 배기 팬이 온 상태인지 체크한다. 목표 서미스터 판독값은 요리 중지(564)까지의 요리 시간에 따라 조정된다.

물론, 서미스터 판독값 및 대응하는 오븐 캐비티 온도의 상세한 값은 오븐의 상세한 구성, 사용되는 서미스터의 종류, 및 배기 팬 공기 유동이 서미스터에 가하는 충격량에 따라 변할 수 있다. 표 A 및 표 B에 나타낸 값은 따라서 단지 예에 불과하다.

표 A

캐비티 온도 플러그인(팬 없음)

250 223

275 242

300 261

325 281

350 300

375 319

400 338

425 357

450 376

표 B

캐비티 온도 플러그인(팬 있음)

250 214

275 232

300 251

325 270

350 288

375 306

400 324

425 343

450 362

도 20은 급속요리 모드의 블록도이다. 이러한 급속요리 모드에 있어서, 시스 히터(140)는 오프이며, 상부 세라믹 히터(136)는 온이고, 할로겐 램프(138)는 온이며, 하부 세라믹 히터(144)는 온이며, RF 시스템(130)은 온이다. 콘트롤(118)은 상부 및 하부 세라믹 히터, 할로겐 램프, 및 RF 시스템에 전원을 연결하고 끊어서 공기를 가열하고, 또한 턴테이블(130)상의 음식에 에너지를 직접 조사한다.

보다 상세하게, 도 21에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예에 있어서, 콘트롤(118)은 32초 듀티 사이클에서 요리 요소를 작동시킨다. 각 구성요소의 시간의 길이는 선택된 전원 레벨에 따라 특정 사이클 동안에 변화된다. 또한, 도 21에 도시된 바와 같이, 급속요리 모드 동안에, 할로겐 램프 및 세라믹 히터는 전원이 연결된 반면에, RF 시스템은 전원이 끊어져 있다. 유사하게, RF 시스템에 전원이 연결되어 있을 때, 할로겐 램프 및 세라믹 히터는 전원이 연결되어 있지 않다. 듀티 사이클의 이러한 제어는 120V 전원을 사용할 수 있게 한다.

히터와 마이크로파의 시간의 비율이 정밀하게 제어될 수 있다. 상이한 음식은 상이한 비율로 잘 요리될 것이다. 오븐은 사전프로그램화된 요리 알고리즘 및 사용자 맞춤가능한 수동 요리를 통해 이들 전원 레벨의 제어가 가능하게 한다.

또한, 급속요리 모드에 있어서, 급속요리 작동은 이전 요리 작동에 추종될 수 있다. 그 결과, 요리 캐비티는 냉각되기 보다는 가열될 것이다. 요리 캐비티가 가열된다면, 소망의 요리를 성취하기 위해서, 급속요리가 개시되는 시간에 요리 캐비티에 이미 존재하는 에너지를 보상하기 위한 요리 알고리즘을 조정할 필요가 있을 수 있다.

이러한 보상을 실행하기 위한 알고리즘(600)이 도 22에 도시되어 있다. 특히, "급속요리"가 참조부호(602)에서 일단 선택되면, 요리 캐비티 온도는 소형 제어기에 의해 참조부호(604)에서 결정된다. 소형 제어기는 서미스터를 샘플링하고, 서미스터 샘플 값이 참조부호(606)에서 150℉ 이하 또는 참조부호(608)에서 150℉나 그 이상으로 되었는가를 결정한다. 만일 온도가 150℉ 이하라면, 정상 요리 알고리즘 및 시간이 참조부호(610)에서 사용되는데, 즉 조정이 이뤄지지 않는다. 그러나 온도가 150℉나 그 이상이라면, 열 보상이 참조부호(612)에서 실행된다.

열 보상을 위해서, 열 보상 시간(TCT)이 하기 수학식에 따라 결정된다.

TCT=(TM-31.25)/56.25

보상 레벨(U^*)이 하기의 수학식에 따라 결정된다.

U^*=(1/3)U

예를 들면 그리고 도 23 내지 도 25에 도시된 표를 참조하면, 온도가 150℉라면, 열 보상 시간(TCT)이 2분 7초와 동일하게 된다. 전체 요리 시간이 예를 들면 5분이라면, 열 보상이 실행되는 동안의 시간은 0초 내지 2분 7초이다. 열 보상은 정상 요리가 위상 1에서 이뤄지도록 계획된 하에서의 전력 레벨의 1/3의 양이다. 예를 들면 정상 요리가 하부 및 상부 히터가 전체 듀티 사이클, 즉 32초 동안에 작동되게 한다면, 다음에 위상 1 동안에 상부 히터는 11초(즉 32초의 약 1/3)동 안에 작동된다. 하부 히터는 모든 위상 1 동안에 작동되지 않는다. 요리 사이클의 종료까지 2분 8초에, 계획된 정상 요리는 위상 2에서 실행된다. 물론 도 24 및 도 25에 도시된 위상 1 및 위상 2 듀티 사이클은 단지 예이다.

일반적으로, 상술한 열 보상의 목적은 도 26에 도시된 바와 같이 온도 곡선을 제공한다. 특히, 시간 0에서, 급속요리가 완전히 냉각된 요리 캐비티로 개시된다면, 요리 캐비티내의 온도는 "정상 요리" 라인에 의해 표시되는 바와 같이 상승된다. 그러나, 급속요리가 열 보상 없이 개시되는 경우 요리 캐비티가 400도라면, 요리 캐비티의 온도는 정상 보상 라인을 추종할 것이다. 즉, 요리 캐비티내의 온도는, 급속요리가 개시되는 경우 요리 캐비티가 냉각되는 것보다 매우 신속하고 매우 고온으로 상승한다. 그 결과, 보다 많은 에너지가 음식에 가해지면, 음식은 계획된 것보다 신속하게 요리될 것이다.

요리 캐비티가 냉각되기를 사용자가 대기하기 보다는, 열 보상 알고리즘은 요리 캐비티가 400도에서 냉각되게 하며, 최초에 보다 높은 요리 캐비티 온도에 대해 보상하기 위한 위상 1 동안의 "정상 요리"에 의해 성취되는 온도 이하로 실제로 떨어진다. 위상 2 동안에, 제어 알고리즘은 더 이상 조정되지 않으며, 요리 캐비티 온도는 정상 요리에 제공되는 온도로 추종된다.

도 27은 마이크로파 모드의 블록도이다. 마이크로파 모드에 있어서, RF 시스템만이 요리 사이클 동안에 작동된다. 마그네트론으로부터의 마이크로파 에너지는 음식을 가열한다. 도 28에 도시된 바와 같이, RF 시스템은 듀티 사이클의 100% 동안에 에너지가 가해지거나, 각 듀티 사이클 동안에 선택된 전력 레벨에 의거한 시간의 양에 대해서 온 오프로 사이클될 수 있다.

도 29는 오븐/굽기 모드의 블록도이며, 도 30은 오븐/굽기 모드 동안의 듀티 사이클을 도시한 것이다. 오븐/굽기 모드 동안에, 시스 히터(140) 및 하부 세라믹 히터(144)는 에너지가 가해진다. 특히, 사전가열 사이클 동안에, 시스 히터 및 하부 세라믹 히터 양자는 에너지가 가해진다. 일단 오븐 캐비티 온도가 사전가열 온도에 도달하면, 콘트롤(118)은 소정의 제어에 따라 시스 히터 및 하부 세라믹 히터에 에너지가 가해지게 한다.

많은 변경이 가능하지만, 하나의 특정 실시예에 있어서, 일반적인 제어 목적은 음식의 하부 부분이 음식의 다른 부분보다 신속한 속도로 요리되는 것을 방지하는 것이다. 특히, 하부 세라믹 히터는 시스보다는 음식에 보다 근접해 있으며, 그에 따라 제어가 이용되지 않는 한 하부 세라믹 히터는 음식의 하부 부분이 음식의 다른 부분보다 신속하게 요리되게 할 수 있다.

많은 제어 방법이 소망의 결과, 즉 음식의 균일한 요리를 성취하기 위해 이용될 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 하부 세라믹 히터는 시스 히터보다 짧은 시간 주기 동안 에너지가 가해진다. 예를 들면, 하부 세라믹 히터는 시스 히터가 작동되는 시간의 약 63% 동안 작동되게 제어될 수 있다. 세라믹 히터 및 시스 히터의 이러한 제어는 요리 음식의 위 아래에서 야기될 수 있는 상부 조사 및 하부 조사가 없이 목표 온도 근처에서 오븐 캐비티 온도를 유지하는 것을 용이하게 한다.

상술한 바와 같이 하부 세라믹 히터를 제어하기 보다는, 하부 세라믹 히터는 정상 작동이 아닌 보다 낮은 와트수를 출력하도록 작동되게 제어된다. 예를 들면, 하부 세라믹 히터가 375 와트에서 정상적으로 작동된다면, 하부 세라믹 히터는 275와트를 출력하도록 제어된다. 다른 변형예에 있어서, 하부 세라믹 히터는 모든 다른 ½사이클, 즉 사이클 스키핑에서 에너지를 가할 수 있어서, 이러한 히터에 공급되는 에너지와, 그에 따라 히터에 의한 에너지 출력을 감소시킨다. 다시 많은 변형이 가능하다.

작동 동안에, 조작자는 상부 히터 모듈, 하부 히터 모듈 및 마이크로파 모듈의 전력 레벨을 조절할 수 있다. 전력 레벨을 변경시키기 위해서, 조작자는 "전력 레벨" 패드를 선택하고, 선택 아이콘이 디스플레이상에 투영한다. 다음에 메시지 "상한 전력 선택"이 디스플레이된다. 다음에, 다이얼을 회전시켜서 조작자가 상한 전력 레벨을 선택할 수 있다(시계방향 회전은 전력 레벨을 증가시키고, 반시계방향 회전은 전력 레벨을 감소시킨다). 급속요리 모드에 있어서, 상한 전력 레벨의 선택은 필요에 따라 마이크로파 전력 레벨을 본질적으로 결정하는데, 그 이유는 상부 히터(세라믹 및 할로겐)가 오프된 경우는 항상 마이크로파가 작동되도록 듀티 사이클이 규정되어 있기 때문이다. 다이얼이 선택되도록 눌려지는 경우, 짧은 발신음이 발생되고, "하한 전력 선택"이 디스플레이된다. 다음에, 다이얼을 회전시켜 전류 하한 전력 레벨을 변경하고, 다이얼이 눌려지는 경우 짧은 발신음이 발생된다. 다름에 "스타트 누름"이 디스플레이된다. 오븐은 요리를 개시하기 전에 스타트 패드가 눌려질 때까지 대기한다. 전력 레벨을 변경/입력 또는 복귀시키도록 허용되지 않는 경우 전력 레벨 패드가 눌려진다면, 발신음 신호(1000㎐에서 0.5초)가 발생되며, "전력 레벨은 이때에 변경되지 않을 수 있음"이라는 메시지가 디스플레이상에 스크롤된다. 스크롤이 완료된 후에, 이전 포그라운드(foreground) 특징으로 리턴된다. 변경/입력이 허용될 때에 전력 레벨 패드가 눌려지지만 다이얼 회전 또는 입력이 15초내에 이뤄지지 않으면, 디스플레이는 요리 카운트다운으로 리턴된다.

또한, 요리 시간이 요리 작동 동안에 조정될 수 있다. 요리 작동 동안에, 메인 요리 루틴 쿡(COOK)이 실행된다. 다이얼이 이동되지 않는다면, 메인 요리 루틴은 계속해서 실행된다. 다이얼이 이동된다면, 마이크로컴퓨터는 다이얼이 시계방향으로 이동되었는가를 결정한다. 만일 다이얼이 이동되었는데 각 증분이 없다면(즉, 다이얼이 반시계방향으로 이동되었다면, 요리 시간이 1초씩 감분된다. 다이얼이 이동된 각 증분이 있다면, 요리 시간은 1초씩 증분된다.

또한, 오븐은 데우기 모드로 작동될 수도 있다. 특히, 사용자 "데우기"를 선택한다면, 하부 세라믹 히터 및 시스 히터는 선택된 목표 온도, 즉 약 140℉ 내지 220℉의 범위의 온도로 에너지가 가해진다. 이러한 작동은 음식 데우기를 유지하는 것을 용이하게 한다. 또한, 사용자가 습기 있는/파삭파삭한 선택을 데우기 모드에서 제공하여, 데우기할 음식이 습기가 있거나 파삭파삭한가를 사용자가 선택할 수 있게 한다. 특히, 사용자가 습기 있는 것으로 선택한다면, 댐퍼는 캐비티내의 습기를 유지하도록 폐쇄되어 유지되는 반면에, 사용자가 파삭파삭한 것으로 선택한다면, 댐퍼는 개방되어 습기가 요리 캐비티를 빠져나가게 한다.

본 발명은 다양한 특정 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 기술 분야에 숙련 된 자들에 의해 본 발명은 특허청구범위의 정신 및 영역내에서 변경될 수 있다.

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35. 오븐(100)에 있어서,

    요리 캐비티(128)와;

    상기 요리 캐비티(128)내로 에너지를 전달하기 위한 다수의 모듈(132, 134)로서, 상기 에너지는 복사 에너지, 마이크로파 에너지 및 열/대류 에너지를 포함하며, 상기 다수의 모듈(132, 134)은, 마그네트론을 구비하는 RF 발생 모듈과, 할로겐 램프(138), 세라믹 히터(136) 및 시스 히터(140)를 구비하는 상부 모듈(132)과, 적어도 하나의 세라믹 히터(136) 및 시스 히터(140)를 구비하는 하부 모듈(134)을 포함하는, 상기 다수의 모듈(132, 134)과;

    상기 상부 모듈의 할로겐 램프(138), 세라믹 히터(136) 및 시스 히터(140) 각각을 거쳐서 상기 요리 캐비티(128)내로 공기를 지향시키도록 위치된 대류 팬(142)과;

    상기 요리 캐비티(128)로의 에너지의 전달을 제어하기 위해 상기 다수의 모듈(132, 134)에 작동식으로 연결된 콘트롤(118)을 포함하며,

    상기 콘트롤은 마이크로파 요리 모드, 대류/복사 요리 모드 및 복사/마이크로파 요리 모드에서 상기 모듈을 작동시키도록 구성되는

    오븐.
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38. 제 35 항에 있어서,

    상기 RF 발생 모듈, 상부 모듈(132) 및 하부 모듈(134)의 작동은 상기 오븐의 작동 동안에 독립적으로 조정가능한

    오븐.
39. 제 35 항에 있어서,

    상기 콘트롤(118)은 마이크로컴퓨터에 연결되어 있고, 상기 마이크로컴퓨터는 사용자 선택 작동 모드에 대응하는 시간에 맞게 사전선택된 목표에 대해서 상기 RF 발생 모듈, 상기 상부 모듈(132) 및 상기 하부 모듈(134)을 작동시키도록 프로그램되어 있는

    오븐.
40. 제 35 항에 있어서,

    상기 캐비티(128)에 근접한 기류용 공기 덕트와, 상기 덕트를 통해 기류를 발생시키기 위한 팬과, 상기 덕트와 유체 연통되는 서미스터(thermistor; 362)를 더 포함하며;

    상기 서미스터는 상기 콘트롤(118)과 연결되고, 캐비티 온도를 나타내는 출력 신호를 생성하도록 구성되며, 상기 콘트롤은 상기 서미스터 출력 신호를 근거하여 온도 값을 생성하도록 구성되며, 또한 상기 팬에 에너지가 가해지는지 여부에 근거하여 상기 온도 값으로의 조정을 결정하도록 구성되는

    오븐.
41. 제 35 항에 있어서,

    상기 요리 캐비티(128)와 열적으로 연통되는 서미스터(362)를 더 포함하며, 상기 서미스터는 상기 콘트롤(118)에 연결되고, 상기 콘트롤은 상기 캐비티가 급속요리 사이클의 개시시에 선택된 온도 이상인가를 결정하도록 프로그램되어 있으며, 상기 캐비티가 급속요리 사이클의 개시시에 상기 선택된 온도 이상이면 상기 상부 모듈(132) 및 상기 하부 모듈(134)중 적어도 하나의 에너지 인가를 조정하는

    오븐.
42. 제 35 항에 있어서,

    급속요리 모드에 있어서, 상기 콘트롤은 상기 상부 모듈(132), 상기 하부 모듈(134) 및 상기 RF 발생 모듈에 선택적으로 에너지를 가하도록 작동가능한

    오븐.
43. 제 42 항에 있어서,

    상기 급속요리 모드에 있어서 적어도 상기 할로겐 램프에 선택적으로 에너지를 가하는

    오븐.
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