(57)【要約】      （修正有）【課題】調理庫内で蒸気を発生させる加熱調理器において、調理庫内に蒸気を発生させつつ、調理庫内の温度を設定温度に適切に維持できる構成を提供する。【解決手段】加熱調理器においては、制御装置はファンを作動させた状態にて、温度センサの検出温度に基づいてヒータと導水弁の作動を制御して、調理庫内を設定温度Ｔにて蒸気を含んだ熱風を対流させるように制御している。制御装置は、設定温度Ｔより所定温度高い上限温度Ｔｈよりも低い範囲にて調理庫内の温度を上昇させるようにヒータの出力を制御し、設定温度Ｔより所定温度低い下限温度Ｔｌよりも高い範囲にて調理庫内の温度を下降させるように導水弁の開度を制御した。【選択図】図３
2017156070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食材を収容する調理庫と、
前記調理庫の一側部に設けられて、前記調理庫内の空気を対流させるファンと、
前記調理庫内の一側部に設けられて、前記調理庫内を加熱するヒータと、
前記調理庫内の一側部に蒸気を発生させるための水を導入する導水管と、
前記導水管に介装されて前記導水管の開度を調整する導水弁と、
前記調理庫内の温度を検出する温度センサと、
前記ファンを作動させた状態にて、前記温度センサの検出温度に基づいて前記ヒータと前記導水弁の作動を制御して、前記調理庫内を設定温度にて蒸気を含んだ熱風を対流させるように制御する制御装置とを備えた加熱調理器であって、
前記制御装置は、前記設定温度よりも所定温度高い上限温度より低い範囲にて前記調理庫内の温度を上昇させるように前記ヒータの出力を制御し、前記設定温度より所定温度低い下限温度よりも高い範囲にて前記調理庫内の温度を下降させるように前記導水弁の開度を制御したことを特徴とする加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチームコンベクションオーブン等の蒸気を含んだ熱風を対流させて食材を加熱調理する加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、蒸気を含んだ熱風を対流させて食材を加熱調理する加熱調理器が開示されている。この加熱調理器は、調理庫外に蒸気を供給する蒸気発生装置を設けずに、調理庫内の導入した水を調理庫内を加熱するヒータによって蒸発させて蒸気を生成するものである。この加熱調理器は、食材を収容する調理庫と、調理庫の右側部に設けられて調理庫内の空気を対流させる遠心ファンと、調理庫の右側部に設けられて調理庫内を加熱するヒータと、調理庫内に蒸気を発生させるための水を導入する導水管と、導水管を開閉する導水弁とを備えている。この加熱調理器では、導水管から導入された水は遠心ファンの中心部から回転する羽根部の遠心力によって外側のヒータに吹き付けられ、ヒータに吹き付けられた水は加熱されて蒸気となる。蒸気は遠心ファンとヒータとにより生成される熱風とともに調理庫内を対流して、調理庫内の食材は蒸気を含んだ熱風によって加熱調理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１８６５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１の加熱調理器は、遠心ファンとヒータとによる熱風を対流させるホットエアモード調理プログラムと、蒸気を発生させる出力にて作動させたヒータと遠心ファンとによる蒸気を対流させたスチームモード調理プログラムと、蒸気を発生させつつ調理庫内に熱風を生成させる出力にて作動させたヒータと遠心ファンとによる蒸気を含んだ熱風を対流させるコンビモード調理プログラムとを有している。
【０００５】
コンビモード調理プログラムにて調理庫内の温度を例えば２００℃以上の高温にて９０％の高い蒸気量で蒸気を発生させるときには、導水弁を開放して導水管から水を調理庫に導入するよう制御するとともに、調理庫内を温度センサの検出温度に基づいて設定温度となるようにヒータの作動を制御する。調理庫内に供給された水はヒータに吹き付けられて蒸発して蒸気となるが、ヒータは水が蒸発するときに潜熱を奪われるため、調理庫をヒータによって高温に維持できないことがあった。調理庫内を設定温度に維持できないと、設定した調理時間を経過しても調理プログラムによって食材を適切に加熱調理できないまま完了することになる。これを避けるために、導水弁に比例制御弁等の開度を調整可能な弁を採用するとともに、導水管に給水圧を一定とすることで流量を一定する減圧弁を介装することにより、導水管から導入する水の流量を制限することも検討された。しかし、導水管から導入する水の流量を制限しても、導入した水の量とヒータの出力とのバランスが良くないと、調理庫内の温度を設定温度に維持することが困難であった。本発明は、調理庫内で蒸気を発生させる加熱調理器において、調理庫内に蒸気を発生させつつ、調理庫内の温度を設定温度に適切に維持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、食材を収容する調理庫と、調理庫内の一側部に設けられて、調理庫内の空気を対流させるファンと、調理庫内の一側部に設けられて、調理庫内を加熱するヒータと、調理庫内にて蒸気を発生させるための水を導入する導水管と、導水管に介装されて導水管の開度を調整する導水弁と、調理庫内の温度を検出する温度センサと、ファンを作動させた状態にて、温度センサの検出温度に基づいてヒータと導水弁の作動を制御して、調理庫内を設定温度にて蒸気を含んだ熱風を対流させるようにする制御装置とを備えた加熱調理器であって、制御装置は設定温度より所定温度高い上限温度よりも低い範囲にて調理庫内の温度を上昇させるようにヒータの出力を制御し、設定温度より所定温度低い下限温度よりも高い範囲にて調理庫内の温度を下降させるように導水弁の開度を制御したことを特徴とする加熱調理器を提供するものである。
【０００７】
上記のように構成した加熱調理器においては、制御装置は設定温度より所定温度高い上限温度よりも低い範囲にて調理庫内の温度を上昇させるようにヒータの出力を制御し、設定温度より所定温度低い下限温度よりも高い範囲にて調理庫内の温度を下降させるように導水弁の開度を制御している。調理庫内の温度はヒータによる加熱と、導水管からの水の導入による冷却との両方によって設定温度の上限及び下限温度の温度範囲に維持することで、調理庫内には導水管から導入された水が蒸発することによる蒸気が生成される。これにより、調理庫内の温度を設定温度の上限及び下限温度の温度範囲に維持することと、調理庫内に蒸気を発生させることの両立を図れるようになった。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の加熱調理器の正面図である。
【図２】加熱調理器の概略図である。
【図３】加熱冷却ＰＩＤ制御を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の加熱調理器の一実施形態を添付図面を参照して説明する。本発明の加熱調理器は、スチームコンベクションオーブンと呼ばれる蒸気を含んだ熱風を対流させて食材を加熱調理するものであり、調理庫内に導入した水を蒸発させた蒸気を用いて食材を加熱調理するものである。図１に示したように、加熱調理器１０は、ハウジング１１内に食材を加熱調理するための調理庫１２を備えている。調理庫１２の前部には食材を出し入れする前側開口１２ａが設けられており、前側開口１２ａにはこれを開閉する扉１３が設けられている。
【００１０】
図２に示したように、調理庫１２の左側部（一側部）には調理庫１２内の空気を対流させる遠心ファン（ファン）２１が回転可能に設けられている。遠心ファン２１は調理庫１２内の左側部に配置された羽根車２２と、調理庫１２の外側に配置されたファンモータ２３を備えている。ファンモータ２３の駆動によって羽根車２２は調理庫１２内で回転し、調理庫１２内の中央部及び右側部の空気は羽根車２２の回転によって左側部に吸引され、吸引された空気は羽根車２２の遠心方向外向きに噴き出され、噴き出された空気は調理庫１２の上下壁及び前後壁に沿って調理庫１２の中央部及び右側部に送られる。このように、遠心ファン２１は調理庫１２内の空気を対流させている。
【００１１】
調理庫１２内の左側部（一側部）には調理庫１２内を加熱するヒータ２４が設けられている。ヒータ２４は電気式のシーズヒータを用いたものであり、調理庫１２内の左側部にて遠心ファン２１の羽根車２２の遠心方向外側にて環状に巻回された状態で設けられている。調理庫１２内の空気は上述したように遠心ファン２１の羽根車２２の回転により対流するようになっており、遠心ファン２１の羽根車２２の回転によって遠心方向外向きに噴き出された空気はヒータ２４の周囲を通過するときに加熱され、調理庫１２内の空気は熱風となって調理庫１２内を対流する。
【００１２】
調理庫１２内の左側部にはヒータ２４の外側に温度センサ２５が設けられており、温度センサ２５は調理庫１２内の温度を検出するようになっている。調理庫１２の排気経路１４には排気温度センサ２６が設けられており、排気温度センサ２６は温度センサ２５の検出温度の相関性によって調理庫１２内の蒸気量を算出するのに用いられる。調理庫１２の左側壁には吸気口が設けられており、吸気口にはハウジング１１の外側から外気を導入する吸気管２７が接続されている。吸気管２７には吸気バルブ２８が介装されており、ハウジング１１の外側の空気は吸気バルブ２８を開放することによって吸気管２７から調理庫１２内に導入される。吸気バルブ２８はバタフライバルブよりなり、回動角度を調整することにより吸気管２７の開度を調整し、調理庫１２内に導入する空気量を調整可能としている。
【００１３】
調理庫１２の左側部には水道等の給水源の水を調理庫１２に導く導水管３１が設けられており、導水管３１は調理庫１２内にて蒸気を発生させるための水を供給するものである。導水管３１から調理庫１２内に導かれた水は遠心ファン２１の羽根車２２によって遠心方向の外側のヒータ２４及び調理庫１２の周壁に吹き付けられ、吹き付けられた水は発熱するヒータ２４及びヒータ２４の熱を吸収した調理庫１２の周壁によって蒸発して蒸気となる。導水管３１には導水管３１を通過する水の流量を調整する導水弁３２が介装されており、導水弁３２はこの実施形態では比例制御弁が採用されている。導水弁３２は後述する開度制御部４２からの信号によって開度が制御されており、導水弁３２は開度を増加させると導水管３１の水の流量が増加する。なお、導水管３１には導水弁３２より上流側に減圧弁（図示省略）が介装されており、給水源から導水管３１に導入される水の水圧は減圧弁によって一定となるように調整されている。
【００１４】
加熱調理器１０は制御装置４０を備えており、制御装置４０は、遠心ファン２１のファンモータ２３、ヒータ２４、温度センサ２５、排気温度センサ２６、吸気バルブ２８、導水弁３２に接続されている。制御装置４０はマイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続されたＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びタイマ（いずれも図示省略）を備えている。
【００１５】
制御装置４０は、ヒータ２４の出力を制御する出力制御部４１を備えており、出力制御部４１は制御装置４０からの制御信号に基づいてヒータ２４の出力（発熱量）を制御している。出力制御部４１はこの実施形態ではＳＳＲ（半導体リレー）を採用したものである。また、制御装置４０は、比例制御弁よりなる導水弁３２の開度を制御する開度制御部４２を備えており、開度制御部４２は制御装置４０からの制御信号に基づいて導水弁３２の開度を制御している。
【００１６】
制御装置４０は、ＲＯＭに調理庫１２内の食材を加熱調理する調理プログラムを備えている。調理プログラムは、遠心ファン２１とヒータ２４とを作動させて対流する熱風により食材を加熱調理するホットエアーモード調理プログラムと、遠心ファン２１とヒータ２４と導水弁３２を作動させて対流する蒸気により食材を加熱調理するスチームモード調理プログラムと、遠心ファン２１とヒータ２４と導水弁３２を作動させて対流する蒸気を含んだ熱風により食材を加熱調理するコンビモード調理プログラムとの３種類のモードよりなる調理プログラムを備えている。なお、各モードの調理プログラムは、温度、調理時間が予め設定されているが、これら温度、調理時間を任意に設定することも可能である。また、コンビモード調理プログラムではさらに蒸気量の設定も可能である。
【００１７】
制御装置４０は、上記各調理プログラムを実行するときに、温度センサ２５の検出温度に基づいて調理庫１２内を設定温度ＴとなるようにＰＩＤ制御によってヒータ２４の出力を制御している。また、制御装置４０は、コンビモード調理プログラムを実行するときに、調理庫１２内の温度を設定温度Ｔに維持しつつ適切な量の蒸気を発生させるために、加熱冷却ＰＩＤ制御によりヒータ２４および導水弁３２の作動を制御している。この加熱冷却ＰＩＤ制御は、調理庫１２内の設定温度Ｔとなるようにヒータ２４による加熱と、導水管３１からの水による冷却との両方を制御するものである。この加熱冷却ＰＩＤ制御では、設定温度Ｔを挟む上限温度Ｔｈと下限温度Ｔｌとの間の温度範囲にてデッドバンド（不感帯）をマイナスに設定することにより、設定温度Ｔを挟む上限温度Ｔｈと下限温度Ｔｌとの間の温度範囲にてヒータ２４による加熱と導水管３１からの水による冷却との両方を同時に実行している。このように制御することで、調理庫１２内を設定温度Ｔに維持しながら、導水管３１からの水を蒸発させて蒸気を発生させるようにしている。以下に、この加熱冷却ＰＩＤ制御について詳述する。
【００１８】
図３示したように、制御装置４０は、この加熱冷却ＰＩＤ制御を実行すると、設定温度Ｔよりも所定温度高い上限温度Ｔｈより低い範囲（図３のＡに示した範囲）にて調理庫１２内の温度を上昇させるようにヒータ２４の出力を制御し、設定温度Ｔより所定温度低い下限温度Ｔｌよりも高い範囲（図３のＢに示した範囲）にて調理庫１２内の温度を下降させるように導水弁３２の開度を制御している。このとき、導水弁３２を開放したときに調理庫１２に導入される水は、遠心ファン２１の羽根車２２によりヒータ２４及び調理庫１２の周壁に吹き付けられ、発熱するヒータ２４及びヒータ２４の熱を吸収した調理庫１２の周壁により加熱されて蒸発して蒸気となる。なお、調理庫１２内の温度は上限温度Ｔｈより高く加熱されないので、導水弁３２は上限温度Ｔｈより高い範囲では実質的に開放されることは少ない。このため、導水弁３２の開度を示すグラフは上限温度Ｔｈより高い範囲を２点鎖線で示すようにした。
【００１９】
加熱冷却ＰＩＤ制御をより具体的に説明すると、制御装置４０は、設定温度Ｔの上限温度Ｔｈより低いときに、上限温度Ｔｈに近づくにしたがってヒータ２４の出力を低下させるように制御し、ヒータ２４は調理庫１２内の温度を設定温度Ｔの上限温度Ｔｈとなるように加熱している。また、制御装置４０は設定温度Ｔの下限温度Ｔｌより高いときに、下限温度Ｔｌに近づくにしたがって導水弁３２の開度を低くするように制御している。導水管３１から調理庫１２内に導入した水は、ヒータ２４とヒータ２４の熱を吸収した調理庫１２の周壁と熱交換及び潜熱を奪うことで調理庫１２内の温度を設定温度Ｔの下限温度Ｔｌとなるように冷却している。このとき、ヒータ２４と調理庫１２の周壁から熱を奪った水は蒸発して調理庫１２内で蒸気となる。このように、制御装置４０は、温度センサ２５の検出温度に基づいて、調理庫１２の温度を上昇させるようにヒータ２４の出力を制御しつつ、調理庫１２内の温度を下降させるように導水弁３２の開度を制御することにより、調理庫１２内の温度を設定温度Ｔの上限及び下限温度Ｔｈ，Ｔｌの範囲に維持することと、調理庫１２内にて蒸気を発生させることの両立を図ることができる。
【００２０】
次に、加熱調理器１０のコンビモード調理プログラムの作動について説明する。コンビモード調理プログラムは調理庫１２内を一例として１００℃〜３００℃の範囲で蒸気を含んだ熱風を対流させることによって、調理庫１２内の食材を対流する蒸気を含んだ熱風によって加熱調理するプログラムである。制御装置４０は、このコンビモード調理プログラムを実行するときに上述したように加熱冷却ＰＩＤ制御によってヒータ２４及び導水弁３２の作動を制御する。コンビモード調理プログラムにて調理庫１２内の設定温度Ｔを例えば２５０℃で蒸気量を９０％となるように設定したときには、制御装置４０は、予熱処理として、遠心ファン２１を回転させつつ、調理庫１２内の温度を設定温度Ｔまで上昇させるように温度センサ２５の検出温度に基づいてヒータ２４の作動を制御する。調理庫１２内の空気は遠心ファン２１の羽根車２２の回転によって遠心方向外向きに噴き出され、噴き出された空気はヒータ２４の周囲を通過するときに加熱されて熱風となって調理庫１２内を対流し、調理庫１２内の温度は対流する熱風によって上昇する。調理庫１２内の温度が設定温度Ｔとなると予熱処理を終了し、調理庫１２内に収容した食材を設定した調理時間で設定温度Ｔに維持して加熱調理する加熱処理を開始する。
【００２１】
制御装置４０は、コンビモード調理プログラムを実行しているときの加熱冷却ＰＩＤ制御によって、調理庫１２内の温度が設定温度Ｔの上限温度Ｔｈより低いときに、設定温度Ｔの上限温度Ｔｈに近づくにしたがってヒータ２４の出力を低下させながら制御しつつ、調理庫１２内の温度が設定温度Ｔの下限温度Ｔｌより高いときに、設定温度Ｔの下限温度Ｔｌに近づくにしたがって導水弁３２の開度を小さくなるように制御している。加熱冷却ＰＩＤ制御を実行しているときに、調理庫１２内の空気は遠心ファン２１の回転とヒータ２４の発熱によって熱風となって調理庫１２内を対流する。また、導水弁３２を開放したときに調理庫１２に導入される水は、遠心ファン２１の羽根車２２によりヒータ２４及び調理庫１２の周壁に吹き付けられ、発熱するヒータ２４及びヒータ２４の熱を吸収した調理庫１２の周壁により加熱されて蒸発して蒸気となる。蒸気は遠心ファン２１の回転とヒータ２４の発熱によって生成された熱風とともに調理庫１２内を対流する。調理庫１２内の食材はこの蒸気を含んだ熱風によって加熱調理される。なお、調理庫１２内の蒸気量を低く設定したときには、吸気バルブ２８を開度を開放するように調整して、調理庫１２内に外気を導入して蒸気量を減らすようにしてもよい。また、他の方法として、上記の加熱冷却ＰＩＤ制御の際に導水弁３２の開度を意図的に低く設定して、導水管３１から調理庫１２に導入する水の流量を意図的に減らすようにしてもよい。
【００２２】
このように構成した加熱調理器１０においては、制御装置４０は設定温度Ｔより所定温度高い上限温度Ｔｈよりも低い範囲にて調理庫１２内の温度を上昇させるようにヒータの出力を制御し、設定温度Ｔより所定温度低い下限温度Ｔｌよりも高い範囲にて調理庫１２内の温度を下降させるように導水弁３２の開度を制御している。調理庫１２内の温度はヒータ２４による加熱と、導水管３１からの水の導入による冷却との両方によって設定温度Ｔの上限及び下限温度Ｔｈ，Ｔｌの温度範囲に維持することで、調理庫１２内には導水管３１から導入された水が蒸発することによる蒸気が生成される。これにより、調理庫１２内の設定温度が高温（例えば２００℃〜３００℃）かつ多量の蒸気量（例えば７０％〜９０％）に設定されていても、調理庫１２内の温度を設定温度Ｔの上限及び下限温度Ｔｈ，Ｔｌの温度範囲に維持することと、調理庫１２内に蒸気を発生させることの両立を図れるようになった。
【符号の説明】
【００２３】
１０…加熱調理器、１２…調理庫、２１…ファン（遠心ファン）、２４…ヒータ、２５…温度センサ、３１…導水管、３２…導水弁、４０…制御装置。
【図１】
2017156070.tif 000003
【図２】
2017156070.tif 000004
【図３】
2017156070.tif 000005