(57)【要約】調理庫内の湿度調節を向上させる。食品を調理するためのコンビネーションオーブンであって、該オーブンは輻射、コンベクション、またはスチーム調理のために、加熱エレメント、ファン、噴霧器を具備した調理庫を備えている。調理庫内の湿度は、乾燥した空気を調理庫内に強制送気し、湿った空気を排出する方法、または、圧力ボックスを使用する方法のいずれかを用いて水バルブによって制御される。可動部品を使用せずに、圧力ボックスによりボックス内部の水位と調理庫内の圧力に応じて調理庫の空気入替を制御する。オーブンには、調理庫から排水される凝縮液を収集するための凝縮液タンクを備えている。圧力ボックスと凝縮液タンクは、調理中に、通気が必要となるまで調理庫を通気孔および流出口から効率的に遮断することが可能な水バリヤを形成する。
2005525524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品を調理するためのスチームとコンベクションのコンビネーションオーブンであって、該オーブンは、調理庫を加熱するとともにスチーム調理を行う際に管により前記調理庫内に供給された水を気化させるための加熱エレメントを有する調理庫と、前記調理庫内で空気を循環させるための空気移動装置と、前記調理庫外から該調理庫内へ空気を取り入れる吸入ラインを具備し、前記吸入ラインの一端が該調理庫外に位置し、他端の開口が該調理庫内に配設されたオーブン。
【請求項２】
前記調理庫は前記調理庫内部が所定の圧力に達すると開口可能な排気孔を備えており、吸入ラインの流れと排気孔の作動とを調整することにより該調理庫内の湿度を調整する請求項１に記載のオーブン。
【請求項３】
水および空気のいずれか一方を供給するために、前記吸入ラインが選択的に制御可能である請求項１に記載のオーブン。
【請求項４】
前記吸入ラインが、水バルブを具備した水の供給管部分と空気バルブを具備した空気の供給管部分とを備えている請求項３に記載のオーブン。
【請求項５】
前記空気移動装置が、前記吸入ラインと連結したポンプであり、該ポンプは、前記空気バルブが開き水バルブを閉じた場合に、吸入ラインを介して空気を該調理庫内へ強制流入させる請求項４に記載のオーブン。
【請求項６】
前記吸入ラインの開口端が、前記空気移動装置に近接した比較的低圧な領域に設けられている請求項４に記載のオーブン。
【請求項７】
前記空気移動装置がファンであり、該ファンが回転すると前記調理庫内の前記吸入ラインの開口端近傍に低圧領域が形成され、前記空気バルブが開き水バルブが閉じると、前記吸入ラインを介して前記調理庫内に空気が供給される請求項６に記載のオーブン。
【請求項８】
前記オーブンには前記空気バルブと水バルブを作動するための電子制御ユニットを具備した請求項４に記載のオーブン。
【請求項９】
前記オーブンにはセンサを備え、該センサは前記調理庫内の状態を検出し、前記調理庫内の湿度を制御するために前記空気バルブと水バルブを作動させて、前記制御ユニットに制御信号を送る請求項８に記載のオーブン。
【請求項１０】
前記オーブンには前記調理庫からの排液を収集するための凝縮液タンクを備えて成る請求項１に記載のオーブン。
【請求項１１】
前記凝縮液タンクが第１排出路と第２排出路を形成する排出口を備えており、前記第２排出路が第１排出路から垂直に離間して設けられるとともに、排水部が前記調理庫から凝縮液タンク内の第２排出路よりも下の高さにまで下方に向かって伸びている請求項１０に記載のオーブン。
【請求項１２】
前記第１排出路が、前記凝縮液タンクの底部から離間している請求項１１に記載のオーブン。
【請求項１３】
前記オーブンには前記排水口の流れを制御するためのドレイン弁を備えて成る請求項１２に記載のオーブン。
【請求項１４】
前記ドレイン弁が、前記第１排出路に形成された開口部を制御するよう配置されている請求項１３に記載のオーブン。
【請求項１５】
前記ドレイン弁を、前記第１排出路に対して第２排出路を動かすことにより、前記第２排出路に設けた垂直に離間した開口部の一方から排水を該第１排出路へ流す請求項１３に記載のオーブン。
【請求項１６】
前記ドレイン弁がソレノイドを備えている請求項１５に記載のオーブン。
【請求項１７】
前記オーブンには前記調理庫内の湿度を制御するための電子制御ユニットと電気的に接続した前記タンク内部と連通した温度プローブを備えて成る請求項１２に記載のオーブン。
【請求項１８】
前記調理庫の外部にバイパス管を備え、該バイパス管の一端は前記調理庫と連通し、他端は前記凝縮液タンクと連通しており、前記温度プローブが該バイパス管を介して調理庫と連通している請求項１７に記載のオーブン。
【請求項１９】
前記オーブンは第２温度プローブを備えており、該第２温度プローブは前記凝縮液タンク内に配設され、該凝縮液タンク内の排水の温度を感知する前記制御ユニットと接続している請求項１８に記載のオーブン。
【請求項２０】
食品を調理するためのスチームとコンベクションのコンビネーションオーブンであって、前記オーブンが、加熱エレメントを有する調理庫と、前記調理庫内で空気を循環させるための空気移動装置と、前記調理庫の外部から伸びており前記調理庫内に開口部を有する吸入ラインと、圧力ボックスとを具備し、前記圧力ボックスは前記吸入ラインと直列した流入口および流出口と前記調理庫外の空気と連通する排気孔とを具備し、前記圧力ボックスには前記吸入ラインから該流入口を介して水が供給されて前記圧力ボックス内に作業水位が形成され、前記圧力ボックス内の水が該作業水位よりも上にまで満ちている場合には、水は前記圧力ボックス排出口を通過して該吸入ラインを介して調理庫へ流れ、前記圧力ボックス内の水が該作業水位よりも下にある場合には、空気が前記圧力ボックス通気孔を通過して該吸入ラインを介して該調理庫へ供給されるオーブン。
【請求項２１】
前記流出口が、前記圧力ボックス内の底部から離間した前記作業水位にまで伸びている請求項２０に記載のオーブン。
【請求項２２】
前記流入口が該作業水位よりも下に設けられている請求項２１に記載のオーブン。
【請求項２３】
前記オーブンにはあふれラインを備え、前記圧力ボックスには該あふれラインと連結したあふれ開口部を備えている請求項２０に記載のオーブン。
【請求項２４】
前記あふれ開口部が前記作業水位よりも上に位置している請求項２３に記載のオーブン。
【請求項２５】
前記オーブンには排水を回収するため前記あふれラインと調理庫に接続した凝縮液タンクを備えている請求項２３に記載のオーブン。
【請求項２６】
前記凝縮液タンクが排水口を備えており、該排出口には、該凝縮液タンクの底部から離間した第１排出路と該第１排出路から垂直に離間した第２排出路とを備え、前記排水部が前記調理庫から凝縮液タンク内の該第２排出路よりも下の位置にまで伸びている請求項２５に記載のオーブン。
【請求項２７】
前記オーブンには前記調理庫内の湿度を制御するため電子制御ユニットと電気的に接続した前記タンク内部と連通した温度プローブを備えて成る請求項２６に記載のオーブン。
【請求項２８】
前記圧力ボックスには前記通気孔とあふれ開口部の間に該通気孔から離間した側方バッフルを備えている請求項２３に記載のオーブン。
【請求項２９】
前記圧力ボックスには一対の直立バッフルを備え、該一対の直立バッフルは相互に離間され、前記通気孔と流入口の間に配置されている請求項２８に記載のオーブン。
【請求項３０】
前記空気移動装置は前記調理庫内に配置されたファンであり、前記吸入ラインの開口部が該ファンの内部近傍に配置されている請求項２０に記載のオーブン。
【請求項３１】
前記オーブンには噴霧カップを備え、該噴霧カップは前記ファン内部に配置されて該ファンと共に回転する請求項３０に記載のオーブン。
【請求項３２】
前記オーブンには前記圧力ボックスから上流に、該圧力ボックス内に流入する水の流れを制御するためのバルブを備えて成る請求項２０に記載のオーブン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の表示）
本願明細書は、２００１年９月７日付けで提出された米国仮出願番号６０/３１８、２４９号の利益を請求するものである。
【０００２】
（連邦支援調査/開発の記述）
該当なし。
【背景技術】
【０００３】
本発明は食品調理用オーブンに関し、特に、コンベクションオーブンとスチームオーブンとのコンビネーションオーブンに関するものである。
【０００４】
コンビネーションオーブンは、スチーム、熱気の対流、または、スチームと対流の両方を用いて食品の調理をする。通常、調理庫内で空気を、電気加熱エレメントまたはガス熱交換管に向けて循環させるために電動ファンを用いる。調理庫内で蒸気を発生させるためには、前記加熱エレメント付近で、送水管によって調理庫内に水を供給し水を蒸発させる。
【０００５】
一般に、コンビネーションオーブンは、ファンの中央部分に給水することで、ファン全体への配水を行う。水はファンの羽根と接触すると小滴に分割され、全体の表面積が増加するため、より効率的な気化が可能となる。さらに熱効率を向上させるために、ある種のコンビネーションオーブンには、モータで回転されるファンのハブ部分に噴霧エレメントを装備しているものがある。噴霧エレメントは、ファンの羽根でさらに微小化する前の水を、まず小滴状に分割するべく機能する。噴霧行程において、水が微細な霧状となり、加熱エレメントを取り囲むようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
調理中に湿度レベルを制御することが望ましい。例えば、蒸気を使用しない輻射加熱または同じく蒸気を使用しない対流式による調理時に、例えばペストリー、パン、肉のような特定の食品の外側にパリッとした外皮を形成するためには、湿度を低くすることが望ましい。しかし、食品の含水率が高い場合には、調理庫内で過剰な水分が蒸気となるため、パリッとした外皮を形成することを妨げてしまう。このことは、また調理時間と蒸気で調理した食品の食感とに影響を与えてしまう。さらに、蒸気を用いる調理時にも、輻射または対流を用いた次の食品調理を行えるように、調理庫から制御された方法で湿気を急速に排除して、オーブンのドアを開けた時に調理庫から逃げる蒸気の量を低減することが望ましい。これは、商業食材調理産業において特に有用である。
【０００７】
さらに、例えば、冷凍食品を高温の調理庫内に入れたり、オーブンのドアを急に閉じた場合に生じる調理庫内の特定の低圧または高圧条件の発生を緩和するために、調理庫の換気を短時間で行えるようにすることも重要である。通常、調理庫は、バルブで作動される排気口または通気孔を介して換気される。この換気によって圧力の不安定性は解消されるが、それと同時に、調理庫内部が外部空気と直接接触してしまうため温度および湿度の著しい低下を招き、オーブンの効率に悪影響を及ぼす結果となる。
【０００８】
したがって、通気および湿度制御を向上させた、コンベクションとスチームとのコンビネーションオーブンが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、改良した湿度制御システムを備え、食品調理のためのスチームとコンベクション式コンビネーションオーブンを提供するものである。このオーブンは、空気移動装置と調理庫を加熱しコンベクションおよび／または微細なスチームを発生させるための加熱エレメントを有する調理庫とを備えている。
【００１０】
本発明の１態様によれば、一端が調理庫外部に設けられ、他端の開口部が調理庫の外部から内部へ送気するため調理庫内へと伸びた吸入ラインを備えたオーブンを提供するものである。
【００１１】
したがって、本発明は、調理中に比較的低温で乾燥した空気を調理庫内に導入可能なコンビオーブンを提供するものである。この内方へ向かう正の空気流によって調理庫が加圧されることで、排気孔または排水部が開口し、調理庫内の高温で湿った空気が必要に応じて排出される。正の空気流は、より正確な湿度制御を短時間で行うことが可能になる。
【００１２】
吸入ラインは、空気および水を調理庫内に供給するための二役をこなす導管である。温度または湿度プローブよりの制御信号に従って作動する電子制御ユニットでもって、空気バルブおよび水バルブを選択的に開閉して、スチーム調理中には水を調理庫内に流入させ、また、除湿中に空気を調理庫内に流入させる。そのため、空気と水の供給に要する導管は１本のみである。
【００１３】
１つの好ましい形態では、温度センサ、湿度センサ、またはオーブン外筐内の湿度レベルの変更を必要とすることを表示するユーザインターフェースよりの信号に応じて、記憶されている除湿アルゴリズムを制御ユニットで駆動させる。湿度を下げるには、例えば、制御ユニットで水バルブを作動させて、水が吸入ラインから流出して調理庫内に入ることを防止し、さらに、空気バルブを作動させて、空気が吸入ラインから調理庫内へ排出されるようにする。これにより、比較的低温で乾燥した空気が調理庫内へ送気され庫内が加圧される。排気孔または排水バリヤが所定の圧力で開口し、調理庫内の高温で湿った空気が排出される。ポンプまたは好ましくは調理庫内の吸入ライン開口端部付近で低圧領域を形成するファンのいずれかによって、調理庫内に空気が強制流入される。さらに、吸入ラインに対応する水バルブと空気バルブを各々具備した水専用部分と空気専用部分を設けることもできる。
【００１４】
本発明の別の態様では、圧力ボックスを備えたコンビオーブンを提供する。圧力ボックスは、吸入ラインと直列に配置された流入口と流出口ならびに調理庫外の空気と連通する通気孔を備えている。吸入ラインから流入口を介して流れた水が圧力ボックス内に収容され、ボックス内に作業水位が確立されるためボックス内の水が作業水位よりも上に達した場合には、水が圧力ボックス流出口を通過し吸入ラインを通り調理庫へ排出され、また、ボックス内の水が作業水位よりも下に位置している場合には、空気が圧縮ボックス通気孔を介して吸入され吸入ラインを介して調理庫へ排出される。
【００１５】
したがって、圧力ボックスは調理庫内における水と空気の切替、つまり湿度を制御する。給水部からの水は圧力ボックス内に滞留して調理庫内へと送られる。圧力ボックス内の水位に応じて、水または空気（通気孔から流入する）が吸入ラインを通って調理庫内へ流入する。圧力ボックスは可動部品を排除した低コストで信頼性の高い装置である。
【００１６】
好ましい形態では、流出口は圧力ボックス内の底部から離間した水位にまで伸びている。さらに、圧力ボックスは、あふれ開口部を圧力ボックス内の作業水位よりも上の位置に設けることができるが、該あふれ開口部は、調理庫内の高圧または低圧条件を緩和することによって圧力ボックス内に生じる過剰な水または凝縮液を流し去るための流出口／あふれ管と接続している。さらに、圧力ボックス内には、通気口とあふれ開口部の間の通気口から離間した位置に側方バッフルを設けることができ、また、圧力ボックスの頂壁から垂下し相互に離間した一対の直立バッフルを設けることができる。これらのバッフルにより、圧力ボックス内の雑音が減衰され通気孔を水から保護する。
【００１７】
調理庫内における空気と水の切替が正の空気変換、または圧力ボックスのいずれによって制御される場合にも、オーブンの調理庫の排水部に凝縮液タンクを設けることができる。凝縮液タンクには、調理庫から排水された凝縮した蒸気が、オーブンの排水口から排出する前に収集される。この収集され滞留している水は、高温の排水をオーブンから排出する前に熱伝導または冷却水を混ぜることにより冷却することが可能である。滞留水によって、排水口にバリヤが形成されるため、望まない限り調理庫を外部空気と直接接触させることはない。これは、特に圧力ボックスと組み合わせた場合に熱と蒸気を調理庫内に維持するので、オーブンの効率が非常に向上する。
【００１８】
好ましい形態において、タンク内の水位は、一方が他方よりも高い位置にある２本の排水路を形成するタンクの底部から上方に向かって伸びた排水口によって保持されている。排水部が調理庫から、凝縮液タンク内の第２排水路よりも下の高さへと伸びているため、通常の条件下では、排水部の出口が水中に浸水している。電子制御で作動されるソレノイドバルブで、下方側の排水路を遮断または開口するか、あるいは、上方側の排水路を形成している別個の（円筒形の）部材を移動させる。いずれの場合にも、バルブを作動させることで水は下方側通路を通りタンク内の水は排出する。
【００１９】
制御ユニットに電気的に接続した２本の温度プローブが凝縮液タンク内に配設されていることが好ましいが、その内の１本は水よりも下に位置し、排水温度の調整に使用するため排水温度を測定する。もう１本の温度プローブは、調理庫から庫外のタンクへと続くバイパスホースに配置され空気の温度を測定する。制御装置が、この温度プローブから発せられる信号により、水バルブ（また必要とあれば、空気バルブ、通気バルブ、排液バルブ）を作動させ湿度を調節する。
【００２０】
さらに別の好ましい形態では、オーブンには、ファン内部に噴霧エレメントを設けることが可能であり、この噴霧エレメントは、吸入ラインからの水を収容しファンに当る前の水を滴状に分割する。空気がファン内部に吹き込まれ、また、吸入ラインは選択的に制御可能で、外部の水と空気を調理庫内へ供給する。噴霧器によって、衝突した水の表面積が増加することで熱効率が向上する。
【００２１】
本発明のこれら、またはさらに別の利点は、後述する好ましい実施形態の説明から明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１〜図３を参照すると、対流および蒸気を組み合わせた調理用オーブン１０はオーブン外筐１２を備え、このオーブン外筐１２によって、食品を加熱するための調理庫１４が区画されている。オーブン１０はさらに、加熱システム１６、噴霧器アッセンブリ１８、および湿度制御システム２０を具備している。一般に加熱システム１６は、好ましくは金属導管で構成された加熱エレメント２２を通って循環されるガスを加熱するバーナー２１を具備している。好ましくは、加熱エレメント２２は３本の導管を２組備えているが、この導管は、調理庫１４を電子コンパートメント２６から離隔するオーブン外筐１２の仕切り壁２４付近において垂直に伸びている。また、加熱エレメント２２は、ソリッド抵抗加熱エレメントであってもよい。
【００２３】
図１、図２を参照すると、噴霧器アッセンブリ１８は、電動ファン２８と、噴霧カップ３０を具備しているが、これらは両方とも加熱エレメント２２の間に配置されており、噴霧器アッセンブリ１８の両側に加熱エレメント２２が３本ずつ配設されている。電子コンパートメント２６内には、電動モータ３２が、適切なブラケット（図示せず）によって仕切り２４に取付けられており、仕切り２４の開口部３６を貫通した電動モータ３２の回転シャフト３４にファン２８と噴霧カップ３０が取付けられている。
【００２４】
ファン２８はリスかご（回転かご）のような構成であり、ファン２８には、複数の内側に向かってカップ状の羽根３８が、その固定縁４０において、円形リム４２に平行に整列して取付けられている。羽根３８は、ファン２８の開口側部４６を介して空気をファン内部４４に流入させ、モータ３２が回転すると、加熱エレメント２２に向かって放射状外方に空気を排出させるようになっている。ファン２８の開口側部４６の反対側には、ファン２８をモータシャフト３４に取付けるための同心の開口部５０を備えた壁４８が設けられている。
【００２５】
ファン内部４４のモータシャフト３４には、噴霧カップ３０が取付けられている。好ましい実施形態では、噴霧カップ３０は、４枚の直線壁５２から成るオープンボックス形状をしており、該壁は、ステンレス鋼のような熱および腐食に耐性を有する材料で製造され、その側縁において連結されるとともに、モータシャフト３４を挿入する開口部５６を設けた後壁５４に連結されている。プレス嵌め、ネジ部品、スロットピンと連結部のような任意の接続によって、ファン２８と噴霧カップ３０をモータシャフト３４に取付ける。噴霧カップ３０の側縁に長い溝５８を設けることが好ましいが、この長い溝５８は、水に含まれるカルシウムが沈着・堆積することによりすぐに詰まってしまわないような十分な大きさにするのが好ましい。さらに、噴霧カップ３０の開口端部には、内側に向けてテーパー状となったリップ部６０が設けられ、壁５２の内面において前記開口端部から水がこぼれることを防止している。
【００２６】
図１を参照すると、湿度制御システム２０は端部が開いた吸入ライン６２を備えており、該吸入ライン６２は、調理庫１４の外部からファン内部４４の噴霧カップ３０内部にまで伸びる適当な導管または管で構成されている。吸入ライン６２は、調理庫１４内の水分量を調整するため、調理中に水または空気を調理庫１４内に選択的に導入するために使用される。
【００２７】
より詳細には、吸入ライン６２は適切な非腐食性の管であり、該管の一端部には噴霧カップ３０内に配置される開口部６４を備えている。吸入ライン６２は必要に応じて曲げて、調理庫スペース内のファン２８の周囲ならびに仕切り２４に設けた開口部６５を通って後部に延出している。さらに、吸入ライン６２はオーブン外筐１２を通って、外壁に設けた取付け具６６にまで伸びており、この個所で、外部給水管（図示せず）が吸入ライン６２と繋がっている。さらに、吸入ライン６２は空気用分岐管６８を具備しており、この空気用分岐管６８は、オーブン外筐１２の外壁に設けた別の開口部へと伸びており、該分岐管により比較的低温で乾燥した外部空気を調理庫１４内へ供給する。
【００２８】
次に図１、図３を参照すると、吸入ライン６２を通り調理庫１４内へと続く水および空気の流れが、適切なマイクロプロセッサ７２、メモリモジュール７４、インターフェース回路部を具備した電子制御ユニット（ＥＣＵ）７０によって制御されている。このＥＣＵ７０により、空気バルブ７６と水バルブ７８を電子的に作動させる。空気バルブ７６は、空気用分岐管６８に直列した電動バタフライバルブであることが好ましく、水バルブ７８は吸入ライン６２の上流にあたる水専用セグメント８４に直列した電磁弁であることが好ましい。ＥＣＵ７０は、制御信号を発信する温度プローブ（またはセンサ）８０、８１の一方または両方からの入力に応じて前記バルブを制御するが、この場合の制御信号は、後述するように、調理庫１４内の水分量を表す温度入力となる。あるいは、制御信号を、調理庫１４内に設置した電子湿度計のような専用の水分量センサ８３によって得ることも可能である。さらに、別の温度センサ８５を、仕切り２４を貫通させて加熱エレメント２２付近に設け、調理庫内の温度をＥＣＵ７０に入力するようにしてもよい。ＥＣＵ７０は、ユーザインターフェース８２からの制御信号に従って、空気バルブ７６、水バルブ７８を作動させることができる。ユーザインターフェース８２は、オーブン１０の外部前面に固定された入力制御部を備えており、オーブン１０で行う全ての調理のための主たる制御インターフェースであり、例えば加熱設定、調理モード（輻射、コンベクションおよび／またはスチーム）、ファン速度、調理時間等の制御を行う。
【００２９】
したがって、図３に示すように、ＥＣＵ７０は、空気バルブ７６、水バルブ７８、排水バルブ１０２（後述する）、温度センサ８０および８１（または湿度センサ８３）、ユーザインターフェース８２、ファンモータ３２と電気的に連結している。バルブ７６、７８、１０２を必要に応じて開閉することで、吸入ライン６２を介して調理庫１４内に水および／または空気を導入し、また必要に応じてこれらを排出することで調理庫１４内の湿度を制御する。
【００３０】
本発明の湿度制御システム２０は、蒸気または無蒸気調理中に、調理庫１４内を正確な水分量とするべく作動する。例えば、コンベクション調理中には、ＥＣＵ７０が水バルブ７８を閉鎖して、調理庫１４に水が供給されないようにする。ＥＣＵ７０は、バーナーを作動させて所望の温度にし、モータ３２を作動させてファン２８を回転させることで加熱エレメント２２から放射される熱を集め循環させる。さらに、輻射加熱のみを行うようＥＣＵ７０を（ユーザインターフェース８２を介して）制御することができるが、この場合には、噴霧器アッセンブリ１８は回転しない。
【００３１】
ＥＣＵ７０は、輻射またはコンベクション加熱の間に、温度センサ８０及び８１の一方または両方からの入力を、指定の間隔でデジタル化およびサンプリングする。ＥＣＵ７０は、これらのデジタル化した制御信号を、メモリモジュール７４に記憶してあるアルゴリズムに従って処理することで、調理庫１４内の水分量が調理設定についての許容範囲内にあるか否かを判定する。例えば、輻射またはコンベクション調理の間に、例えば調理庫内に水分量が高い食品を入れたことで、センサ８０の温度が高温になり過ぎ調理庫１４内の水分量過剰を表した場合には、ＥＣＵ７０が空気バルブ７６を開放する。噴霧器アッセンブリ１８の回転により、ファン内部４４内に低圧領域が生じることで、比較的低温で乾燥した外部空気が、吸入ライン６２を介して調理庫１４内に流入することができる。これにより調理庫１４が加圧され、排気口８８の上に設けた調理庫１４の外部へと続く圧力バルブ８６が所定の圧力で開放される。いずれの場合にも、センサ８０の温度が十分に低く、調理庫１４内の湿度レベルの低下を表していれば、ＥＣＵ７０が空気バルブ７６を閉鎖し、調理庫１４内の圧力が周囲の空気と等しくなる。これによって、圧力バルブ８６が閉鎖される。
【００３２】
図１〜図４Ａを参照すると、空気バルブと水バルブに加え、排水バルブ１０２を作動させることで、オーブンの調理庫１４底部に設けた排水部１０１と連通している凝縮液タンク１０４内の水の排出を制御することが可能である。詳細には、凝縮液タンク１０４は、調理庫１４の排水部１１０の下に配置されており、調理庫１４内における蒸気から生じた凝縮液を収集するための容器を形成している。凝縮液タンク１０４の頂部には主開口部１１２が設けられ、管状の排水延長部分１１４がこの開口部１１２を貫通しており、また、凝縮液タンク１０４の底部には排水口１１６が設けられている。さらに、凝縮液タンク１０４の頂部付近の側壁には、バイパスホース８７用の開口部１１８が設けられており、このバイパスホース８７の他端は調理庫１４の開口部に接続し、さらに前記凝縮液タンクには給水管（図示せず）、温度センサ８０、８１、ドレイン弁１０２のソレノイド１２２と接続する開口部が設けられている。
【００３３】
図４Ａに示す実施形態では、排水口１１６は、底壁から上方向に間隔をあけてタンク内へ上方に向かって伸びた排水パイプ１２４を具備している。排水パイプ１２４は、端部が開放した別のパイプ延長部分１２６内に設けられており、該パイプ延長部１２６は排水パイプ１２４より直径が大きくソレノイド１２２と連結している。したがって、排水パイプ１２４が排水の第１通路を画定し、延長部分１２６が第２通路を画定している。ドレイン弁１０２が図４Ａに示す位置にある場合、延長部分１２６の底端部は、タンクの底壁上に位置するため、凝縮液がタンク内に流入すると排水がタンク内に回収され延長部分１２６の頂端部にまで上昇する。図からわかるように、延長部分１２６の頂端部は、排水延長部分１１４の排水口よりも縦方向上に位置しており、排水延長部分１１４は排水パイプ１２４よりも下に位置している。オーブン１０の通常の蒸気操作の際には、ドレイン弁１０２はこの位置に維持される。水は、延長部分１２６の頂部に達するまでタンク内に溜まり続け、頂部に達すると、延長部分１２６および排水パイプ１２４をつたって流れ落ちる。そのため、通常の蒸気操作の際には、延長部分１２６の頂部によってタンク内に所定の水位が設定される。この水位によって、水中に位置した排水延長部分１１４端部によってバリヤが形成され、このバリヤによって調理庫排水口が外部空気から遮断される。一時的な高圧または低圧条件下で調理庫１４内の圧力不均衡を解消させる場合には、このバリヤが調理庫１４内の熱と湿度を上手く維持する。したがって、このバリヤがオーブンの効率を向上させる。さらにこのバリヤは、望ましくないキッチンの匂いが排出口から調理庫１４内に侵入し、食品に付着してしまう事態を防止する助けとなる。
【００３４】
調理庫１４を排水する場合または湿度レベルが高すぎる場合には、ドレイン弁１０２を開放する。つまり、ソレノイド１２２を上昇させることで、パイプ延長部分１２６を凝縮液タンク１０４の床から上昇させる。これにより、水が、延長部分１２６の下を通り排水パイプ１２４内へ流れ、タンクは排水パイプ１２４の頂部レベルへ排水すること、換言すれば、排水延長部分１１４の下へ流れることが可能になる。排水延長部分１１４の下端部が水中に沈んでいる間は、水位の低下により下がった頭部により、調理庫１４内の圧力が下がるため、調理庫内の高温度、高湿度の空気を逃がすことが可能となる。急速な除湿もしくは圧力減圧の際には、ＥＣＵ７０を単独で、あるいは、必要に応じて圧力バルブ８６をＥＣＵと共に積極的あるいは消極的に作動させることによりドレイン弁１０２を作動させることができる。
【００３５】
さらに、温度センサ８０は水よりも上に配置されており、さらに、温度センサ８１は、排水パイプ１２４の頂部よりも下つまり水中に設けられている。こうすることで、温度センサ８１が、凝縮液タンク１２４内の水の温度を常時測定する。この測定値が、排水温度を監視するためにＥＣＵ７０へ送信され、必要に応じて、ソレノイドバルブを具備した給水管（図示せず）を介してタンク内に冷却水が追加する。排水を冷却することで、調理庫１４内の湿度とセンサ８０の温度が低下する。
【００３６】
さらに、図４Ｂに示すように、排水口１１６’は、階段型の上方開口１３０と下方開口１３２を備えた分割された頂端部を具備した単体構造であってよい。上方開口１３０の高さは、パイプ延長部分１２６の頂端部の高さと同一であり、下方開口１３２は上述した排水パイプ１２４の頂端部に対応している。ここでは、ドレイン弁１０２’が、拡大した頭部を備えたソレノイド１２２’を作動させて、下方開口１３２を開閉することで、上述したような凝縮液タンク１０４’を介した排水の調整が行われる。
【００３７】
上述したように、例えば、スチーム調理からコンベクションまたは輻射調理に変更する場合に、調理庫を冷却するために、あるいは調理庫１４内の湿度の排除を促進するために、使用者がユーザインターフェースを介して、外部空気を調理庫１４内へ導入することも可能である。
【００３８】
スチーム調理を望む場合には、水バルブ７８を作動させることで、吸入ライン６２を介して、噴霧器アッセンブリ１８へ給水が行われる。水バルブ７８の制御により、吸入ライン６２を介して、断続的または安定した水の流れを供給する。いずれの場合にも、噴霧器アッセンブリ１８および加熱エレメント２２によって容易に気化できる分量だけの水を供給するよう流量の制御を行うことで、調理庫１４の底部に過剰分の水が滞留しないようにする。
【００３９】
特に、噴霧カップ３０とファン２８が回転すると、吸入ライン６２から放出された水が分散し、加熱エレメント２２に向けて送水される。噴霧カップ３０とファン２８によって、水が３段階において分裂される。まず第１段階において、水は噴霧カップ壁５２の内面に衝突し、これにより水を分断且つ激しく揺動する。カップの直線構成は、滑らかな曲線で構成された面よりも、水をより激しく揺動することができる。次に、第２段階において、回転により発生した遠心力によって、噴霧カップ３０内において水が溝５８へと放射状外方へ飛ばされる。水は、溝５８を通過する際に、溝５８の縁によって滴状に分割される。第３段階において、水はファン２８によって回転羽根３８と接触させられることで、さらに細かい滴状に分割される。また、加熱エレメント２２通過時に、分裂してその表面積を増す。公知の熱伝導原理によれば、物体の表面積が拡大すれば、物体に伝導される熱の量が増加する。ここでは、吸入ライン６２から給水される水が噴霧されることにより、加熱エレメント２２によってさらに効率的に蒸気へと気化される。そのため、加熱エレメント２２は低い消費エネルギーで、所与量の蒸気を発生させることが可能である。
【００４０】
調理庫１４内の水分量が過剰となり、食品の焼き過ぎ、または食品が水っぽくなってしまうことを防止するために、スチーム調理中にも、湿度制御システム２０を作動させることが可能である。湿度制御の工程は、記憶されている異なるアルゴリズムを使用して、輻射調理またはコンベクション調理中に上述したとおりに実施されるが、該アルゴリズムは調理庫１４内の高水分量に適応し、ドレイン弁１０２、空気バルブ７６、水バルブ７８を交互にまたは同時開放することができる。そのため、スチーム調理中に、吸入ライン６２が空気のみ、または断続的に空気−水混合物を、調理行程の一部分として調理庫１４内に供給することができる。
【００４１】
したがって、本発明は、比較的低温で乾燥した空気を調理庫内に導入することが可能なコンビネーションオーブンに使用するための湿度調整システムを提供する。この内側方向への正の空気流によって調理庫が加圧されることで排気孔が開口し、これにより、調理中の庫内にこもっている高温で水分を含んだ空気を排出させることができる。この正の空気流を使用することで、さらに効率的で正確な湿度制御が可能となる。
【００４２】
上記のごとく、排気孔および凝縮液タンク（その形状は多様であってよい）を使用して乾燥した空気を調理庫内に供給し、湿度制御を行う湿度制御システムを装備したコンビネーションオーブンについて説明した。しかしながら、本発明のオーブンは、調理庫内の湿度調整を行うための水制御バルブ以外は、不動の圧力ボックスを主要構成要素として使用して実施することもできる。次に、図４〜図７を参照しながら、本発明の上記実施例について詳細に説明する。この実施例によるオーブンの全ての構成部分は、特に記述がない限り、上述したものと同一である（または類似する）。したがって、類似する全てのエレメントには、類似の符号で示し、末尾に“Ａ”を付ける。
【００４３】
上述したように、コンビネーションオーブン１０Ａは、調理庫１４Ａ、加熱システム１６Ａ、噴霧器アッセンブリ１８Ａ、湿度制御システム２０Ａを有するオーブン外筐１２Ａを備えている。オーブン１０Ａはさらに上記の電子部を具備しており、この電子部には、ＥＣＵ７０Ａ、温度センサ８０Ａ、８１Ａ、８５Ａ（および／または湿度センサ８３Ａ）、ユーザインターフェース８２Ａ、ならびに排水凝縮液タンク１０４Ａおよび関連する構成部品が含まれる。しかし、オーブンのこの実施例では、個別の調理庫排気孔（および圧力バルブ）ならびに空気バルブを具備していない。さらに、排水部に前記の水バリヤの作用をする排水バルブが設けられなくても、排水凝縮液１０４Ａが重力によって作動し、また、後述するように、凝縮液タンク１０４Ａが、排水孔／あふれホースを介して外部空気と通気される。
【００４４】
上記のように、上記実施例によるオーブンの湿度制御システムは、圧力ボックス２００の周囲に配置されている。図７を参照すると、圧力ボックス２００はステンレス鋼またはシート金属から成るボックスであり、このボックスは頂壁、底壁、前壁、後壁、右壁、左壁を具備し、内部は約９”×３．５”×３”の空洞となっている。頂壁に設けた開口部から上方に向かって通気管２０２が伸びており、この通気管２０２は、オーブンキャビネットの頂部を貫通して伸びる先細りした頂端部を備えた１．５”の管であることが好ましい。さらに、流出口／あふれ管２０４も直径１．５”の管であり、右側壁の上方部分に設けた開口部から側方へ伸びていることが好ましい。流出口／あふれ管２０４の下には、右側壁に設けた別の開口部から伸びた吸込管取付け具２０６を具備している。圧力ボックス２００の、通気管２０２とは反対側の側部の底壁を通って、ボックス内のほぼ半分にまで流入管２０８が伸びている。流入管２０８の下端部は、吸入ライン６２Ａの上流部分２１０と接続できるようにねじ切りされ、また、吸込管取付け具２０６も、吸入ライン６２Ａの下流部分２１２と接続できるようにやはりねじ切りされている（図５参照）。吸込管取付け具２０６と排出管２０８の直径は小さく、例えば、吸込管取付け具２０６の内径は０．３７５”であり、排出管２０８の内径は１．２７”である。離間した２枚の直立したプレート状のバッフル２１４、２１６が、通気管２０２と排出管２０８の間の後壁部分に溶接されており、また、側方バッフル２１８が、通気管２０２から離間した後壁部分に溶接されている。バッフルは雑音を減衰し通気管２０２のはね除けとして作用する。
【００４５】
次に図５、図６を参照すると、上流部分２１０の一端が、吸入ライン内への流れを制御するための流れ調整装置２１７を介して給水および水バルブ７８Ａに連結している。前述したように、吸入ラインの上流部分２１０の他端は吸込管取付け具２０６にねじ切り固定されている。吸入ラインの下流部分２１２は、排出管２０８の外部（下方）端にねじ切り固定され、仕切り壁２４Ａを通過して調理庫１４Ａ内へと伸び、ここで、１８０°方向転換してファン２８Ａおよび噴霧カップ３０Ａの内部にて終端している。排水孔／あふれホース２２０が（調理庫１４Ａの外部にて）流出口／あふれ管２０４から凝縮液タンク１０４Ａに設けた対応する開口部へと伸びている。
【００４６】
圧力ボックス２００は吸入ライン６２Ａと直列に接続している。スチーム調理中またはより高い湿度を要する場合には、水バルブ７８Ａを開放し水が上流部分２１０を通り圧力ボックス２００内へ流れるようにする。水は圧力ボックス２００内へ流入するが、圧力ボックスからすぐに（圧力ボックスが空の場合、少なくとも最初は）溢れ出ることはない。水は水位が排出管２０８の内端の高さに達するまで、圧力ボックス２００内に滞留する。排出管２０８の高さはあふれ開口部よりも低いため、水はまず排出管２０８内に流入し、その後、下流部分２１２を通り調理庫１４Ａ内部の噴霧カップ３０Ａ内へと流れる。その後、水は、上記したように、滴状に分割されるかまたは加熱エレメント２２Ａによる気化のために分散される。圧力ボックス２００内の水位が排出管２０８の内端に達しているまたはこれを超えている間は、ファンの中心部に生じた低圧によって、水が調理庫１４Ａ内に引き込まれ続ける。したがって、圧力ボックス２００がこの作業水位に達しているまたはこの水位を超えている間は、調理庫１４Ａが加湿される。流出口／あふれ管２０４から溢れた過剰な水は、圧力ボックス２００から流出し、排水孔／あふれホース２２０を通り、凝縮液タンク１０４Ａ内へ排出される。調理庫１４Ａ内の湿度を低下したい場合には、水バルブ７８Ａを閉鎖するかまたは絞ることで、圧力ボックス２００への水の充満を遅らせるかあるいは全く水を流入させないようにする。こうすることで、水位は、排出管２０８の内端と同じ高さ、またはこれよりも若干低い位置に達するまで、排出管２０８に沿って上昇する。この時点で、ファン内部に生じた低圧により、空気が通気管２０２、排出管２０８、吸入ラインの下流部分２１２を通って引き込まれるため、調理庫１４Ａ内の湿度が低下する。通常の作動条件下では、ＥＣＵ７０Ａが動作して、水バルブを必要に応じて制御することで、調理庫１４Ａ内の湿度を上昇・低下させる。
【００４７】
したがって、圧力ボックス２００は、調理庫１４Ａ内で空気と水の切替を制御するための、単純しかし効率的な装置である。この装置には、故障するあるいはキッチン環境における油のような堆積物によって詰まってしまう恐れのある可動部品またはバルブは使用していない。圧力ボックス内の水によって通気孔と調理庫１４Ａの間にバリヤが形成されることで、調理庫の減圧を行う短い時間で熱と湿度の維持が補助され、これにより、水とエネルギー消費の両方に関してオーブンの効率が向上する。事実、本発明の発明者は、圧力ボックスと凝縮液タンクの両方を装備した本発明によるオーブンを使用すれば、効率が約５０％向上することがわかった。したがって、本発明によれば費用効率およびエネルギー効率の高いオーブンが提供できる。
【００４８】
上述した一時的な圧力の変動状況は、調理庫１４Ａ内が高圧または低圧条件のいずれかであり得る。低圧条件は、例えば、加熱した調理庫内に、冷凍した食品または非常に低温の食品を投入した当初に生じる。さらに、この低圧条件は、加熱した調理庫１４内にスチーム調理のために冷水を注入された当初、あるいは、掃除のため調理庫１４Ａに冷水をスプレーしている（図示していない個別の水ノズルを使用する）際にも生じ得る。高圧条件は、例えばオーブンのドアを素早く閉めるといった様々な動作から生じ得る。
【００４９】
調理庫１４内に一時的な低圧条件が生じた場合には、圧力ボックス内と吸入ライン６２Ａの下流部分２１２内とにおいて、作業水位を超えた水が調理庫内に排出されることで、湿度の低い外部空気が通気孔を通して調理庫１４Ａ内に導入し、庫内を加圧することができる。反対に、高圧条件が生じた場合には、吸入ライン６２Ａ内の水を圧力ボックス２００内へ強制的に戻す。こうすることで、高圧の空気が、水バリヤを通過して圧力ボックス２００内へ入り、その後、通気孔から排出される。この行程によって、圧力ボックス２００内に溜まった過剰量の水は、あふれ管を通って排出される。
【００５０】
本発明は、上記の好ましい実施例で詳細に説明した以外の態様を含むことが可能である。例えば、噴霧器アッセンブリに、必ずしも上記形状の噴霧カップを具備する必要はなく、あるいは、噴霧カップ自体を全く設けなくてもよい。さらに、水と空気を引き込むために噴霧器アッセンブリを使用しないで、図３中の仮想線で示すように、ポンプ１００（図３を参照）を別個に設けることで、吸水ライン、または専用管を介した空気および／または水の調理庫内への強制流入を可能にすることもできる。さらに、好ましくはないが、凝縮液タンクを使用せずに本発明を実施することも可能である。
【００５１】
したがって、上記の説明は本発明の範囲を限定するためのものではなく、また、本発明の権利範囲の全てを知るためには、添付の特許請求の範囲を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による湿度制御システムを具備した、コンベクションとスチーム式のコンビネーションオーブンの略図である。
【図２】オーブン外筐の調理庫内に設けられた噴霧器アッセンブリ内部へと続く、空気および吸水ラインの内端部を拡大した斜視図である。
【図３】図１のオーブンの湿度制御システムを示すブロック線図である。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂは、オーブン用の排水システムの２つの実施形態を示す拡大略図である。
【図５】圧力ボックスを具備した湿度制御システムを備えたコンビネーションオーブンの正面略図である。
【図６】図５のオーブンの湿度制御システムを示すブロック線図である。
【図７】後壁を除去した状態の、圧力ボックスの背面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０：  コンベクションおよびスチーム調理式コンビネーションオーブン
１２：  オーブン外筐
１４：  調理庫
１６：  加熱システム
１８：  噴霧器アッセンブリ
２０：  湿度制御システム
２１：  バーナー
２２：  加熱エレメント
２４：  仕切り壁
２６：  電子構成部品
２８：  モータで動作されるファン
３０：  噴霧カップ
３２：  電動モータ
３４：  回転シャフト
３６：  開口部
４０：  固定された縁
４２：  円形リム
４４：  ファン内部
４６：  開口側部
４８：  壁
５０：  同心開口部
５２：  直線壁
５４：  後壁
５６：  開口部
５８：  長い溝
６０：  リップ部
６２：  吸入ライン
６４：  開口した開口部
６５：  開口部
７０：  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
７２：  マイクロプロセッサ
７４：  メモリモジュール
７６：  電子空気バルブ
７８：  電子水バルブ
８０、８１：  温度プローブ
８２：  ユーザインターフェース
８３：  湿度センサ
８５：  温度センサ
８６：  圧力バルブ
１００：  ポンプ
１０１：  排水部
１０２：  ドレイン弁
１０４：  凝縮液タンク
１１２：  主開口部
１１４：  管状排水延長部分
１１６：  排水口
１１８：  開口部
１２２：  ソレノイド
１２４：  排水パイプ
１２６：  別個の端部開口パイプ延長部
１３０：  上方開口
１３２：  下方開口
２００：  圧力ボックス
２０２：  通気管
２０４：  排水口／あふれ管
２０６：  吸込管取付け具
２０８：  流入管
２１０：  上流部分
２１２：  下流部分
２１４、２１６：  プレート状の直立バッフル
２１７：  流れ調整装置
２１８：  側方バッフル
２２０：  排水孔／あふれホース
１０２’：  排水バルブ
１０４’：  凝縮液タンク
１１６’：  排水口
１２２’：  ソレノイド
１２４’：  排出パイプ
１０Ａ：  コンビネーションオーブン
１２Ａ：  オーブン外筐
１４Ａ：  調理庫
１６Ａ：  加熱システム
１８Ａ：  噴霧器アッセンブリ
２０Ａ：  湿度制御システム
２２Ａ：  加熱エレメント
２８Ａ：  ファン
３０Ａ：  噴霧カップ
６２Ａ：  吸入ライン
７０Ａ：  ＥＣＵ
７８Ａ：  水バルブ
８０Ａ：８１Ａ、８５Ａ  温度センサ
８２Ａ：  ユーザインターフェース
８３Ａ：  湿度センサ
１０４Ａ：  排水凝縮液タンク
【図１】
2005525524.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005525524.tif 000007
【図６】
2005525524.tif 000008
【図７】
2005525524.tif 000009
【国際調査報告】
2005525524.tif 000010