JP2009243865A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】調理中の温度斑をなくし、調理時間を短縮することを目的とする。
【解決手段】調理室１７を形成する本体１１と、通電することにより発熱し調理室を加熱する加熱ヒータ２２、２９と、加熱ヒータ２２，２９の通電率を制御する制御部１６とを有し、制御部１６は、調理モードとして目標温度を維持して加熱調理する調理モードが選択された場合、調理室内が目標温度に到達した場合は、波数制御または位相制御に切り替えることで加熱ヒータ２２，２９の通電率を細かく制御して目標温度を維持することを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、加熱調理器に関する。

加熱調理器は、調理室を加熱する加熱ヒータを備えている。このような加熱調理器では、調理室の温度が目標温度に到達した場合に、加熱ヒータをオンオフして駆動時間を制御することにより、目標温度を維持するように加熱制御していた（特許文献１参照）。
特開２００７−９３０８３号公報

しかしながら、調理室の温度を維持する場合に、加熱ヒータの駆動時間をオンオフするように制御すると、オンオフの周期が長いため、調理室内のリップルが大きくなり、温度斑が大きくなるという問題があった。また加熱ヒータのオフ時間が長いため、全体の調理時間が長くなるという問題を有していた。
そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、調理中の温度斑をなくし、調理時間を短縮することを目的とする。

本発明の加熱調理器は、調理室を形成する本体と、通電することにより発熱し調理室を加熱する加熱ヒータと、この加熱ヒータの通電率を制御する制御部とを有し、前記制御部は、調理モードとして目標温度を維持して加熱調理する調理モードが選択された場合、前記調理室内が目標温度に到達した場合は、前記加熱ヒータの通電率を細かく制御して目標温度を維持することを特徴とする。

本発明によれば、加熱ヒータは、目標温度を維持する工程に到達した場合に、通電率を細かく制御するようにしたから、ヒータの通電が停止されている時間は短く、調理室の温度変化は低減される。したがって、調理室の温度分布の斑を低減することができるとともに、加熱調理時間の短縮もすることができる。

以下、本発明による加熱調理器を図面に基づいて説明する。
本発明の加熱調理器を図１から図３に示す。図１から図３に示すように加熱調理器１０は、本体１１、加熱空気供給部１２、水蒸気供給部１３、高周波加熱部１４、操作部１５および制御部１６などを備えている。
本体１１は、図２に示すように内部に調理室１７を形成している。この本体１１の前部は、開口しており出入口１８が形成されている。調理対象となる食品は、出入口１８を通して調理室１７の内部へ投入され、出入口１８を通して調理室１７の内部から取り出される。本体１１には、扉１９が装着されている。扉１９は、出入口１８を閉鎖する垂直な閉鎖状態または出入口１８を開放する水平な開放状態の相互間で下端部の水平な軸２０を中心に回転可能に設けられている。

加熱空気供給部１２は、加熱ヒータ２１および循環ファン２２を有している。加熱ヒータ２１は、通電により発熱する。本実施形態の場合、加熱ヒータ２１の定格出力は１３００Ｗに設定されている。循環ファン２２は、加熱ヒータ２１の内側に配置されている。循環ファン２２は、通電することにより加熱ヒータ２１の周囲に空気の流れを形成する。加熱ヒータ２１および循環ファン２２は、図３に示すように本体１１の後方において調理室１７の外側に設けられている。加熱ヒータ２１および循環ファン２２は、調理室１７の後壁２３と加熱ヒータ２１および循環ファン２２を覆う収容カバー２４とにより形成された収容室２５に収容されている。

調理室１７の後壁２３には、収容室２５の循環ファン２２の中心と対応する位置に空気吸入口２６が設けられている。後壁２３は、空気吸入口２６を形成する複数の孔２７を有している。また、調理室１７の後壁２３には、循環ファン２２の外周部より径方向の外側に空気吹出口２８が設けられている。後壁２３は、空気吹出口２８を形成する複数の孔２７を有している。空気吸入口２６および空気吹出口２８は、調理室１７と加熱ヒータ２１および循環ファン２２が収容されている収容室２５とを接続している。循環ファン２２が回転すると、調理室１７の空気は空気吸入口２６および空気吹出口２８を経由して収容室２５との間を循環する。

循環ファン２２が駆動されると、調理室１７の空気は、空気吸入口２６から収容室２５に吸入され、加熱ヒータ２１の近傍を経由して空気吹出口２８から調理室１７へ吹き出す。これにより、加熱ヒータ２１に通電しているとき、調理室１７と収容室２５との間では加熱ヒータ２１で加熱された空気が循環する。このように、加熱された空気を調理室１７と収容室２５との間で循環させることにより、調理室１７の温度は概ね均一に保たれる。一方、加熱ヒータ２１が通電されていないとき、空気は加熱されることなく循環する。

水蒸気供給部１３は、図１および図２に示すように水蒸気発生ヒータ２９（定格出力１２００Ｗ）、蒸発器３０、給水タンク３１、給水ポンプ３２および給水パイプ３３を有している。水蒸気発生ヒータ２９は、図２に示すように本体１１の左方で調理室１７を形成する側壁３４に蒸発器３０と一体に設けられている。蒸発器３０は、側壁３４を挟んで調理室１７の外側に設けられている。水蒸気発生ヒータ２９は、通電することにより発熱する。これにより、金属製の蒸発器３０は、水蒸気発生ヒータ２９によって加熱される。蒸発器３０は、内側に蒸発室３５を形成している。蒸発室３５は、給水パイプ３３を経由して給水タンク３１と接続している。これにより、給水タンク３１に貯えられている水は、給水ポンプ３２により蒸発室３５へ供給される。蒸発器３０と調理室１７とを仕切る側壁３４は、蒸発室３５と調理室１７とを接続する複数の水蒸気吹出口３６を有している。

水蒸気発生ヒータ２９に通電すると、水蒸気発生ヒータ２９によって蒸発器３０は加熱される。このとき、給水ポンプ３２を駆動して給水タンク３１から蒸発室３５へ水を供給すると、蒸発室３５へ供給された水は蒸発器３０と接することによって蒸発し水蒸気を発生する。蒸発室３５で発生した水蒸気は、水蒸気吹出口３６を経由して調理室１７へ供給される。

図１に示すように高周波加熱部１４は、インバータ３７およびマグネトロン３８から構成されている。マグネトロン３８は、調理室１７の外側に設けられ、インバータ３７から供給された電力により高周波を発生する。マグネトロン３８で発生した高周波は、例えば図示しない導波管を経由して本体１１の底壁側から調理室１７へ照射される。

操作部１５は、入力キー、スイッチ、および表示器１５ａなどを有している。使用者は、操作部１５から制御部１６へ所定の操作を入力する。加熱調理器１０は、操作部１５に調理モードを選択する調理モード選択部３９を有している。すなわち、使用者は、操作部１５から例えば調理の開始、加熱時間または選択した調理モードなどを入力する。制御部１６は、操作部１５から入力された情報に基づいて加熱調理器１０を制御する。また、操作部１５は、設定された加熱時間や選択された調理モードなどを図示しない表示器に表示する。

次に、図１に基づいて加熱調理器１０の電気的な構成について説明する。制御部１６は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータで構成されている。制御部１６は、操作部１５、循環ファン２２、給水ポンプ３２、図示しない調理室の温度を検知する温度検手段、及びゼロクロス検出部４０、通電切替部４１と電気的に接続している。制御部１６は、ＲＯＭに格納された制御プログラムにしたがって加熱 調理器１０の各部を制御する。ゼロクロス検出部４０は、商用電源のゼロクロス、すなわち交流の商用電源の電圧が０Ｖとなる点を検出する。

そして図４にてゼロクロス検出部４０と通電切替部４１の対応について概略を説明する。ゼロクロス検出部４０には位相制御回路６ａが接続され、ゼロクロス検出回路からの信号を一定時間遅延させる遅延回路６ｂで構成されている。
通電切替部４１は、加熱ヒータ２１と水蒸気発生ヒータ２９を通常のオンオフ制御から、位相制御または波数制御に切り替える構成をなしており、切り替えた後は、制御部１６が加熱ヒータ２１および水蒸気発生ヒータ２９の通電制御する周期の最小単位は、商用電源の周波数によって設定される。例えば商用電源の周波数が５０Ｈｚのとき、通電制御する周期の最小単位は１／５０秒である。また、商用電源の周波数が６０Ｈｚのとき、通電制御する周期の最小単位は１／６０秒である。

図５は、加熱ヒータ２１のトライアック５の制御パルスおよびヒータ印加電圧波形のタイムチャートである。（ａ）は波数制御時、（ｂ）は位相制御時のものである。それぞれ上からゲートパルスの出力、ヒータ印加電圧波形を示し、縦軸は、出力電圧、横軸は時間である。
図５（ａ）の波数制御においてはＡＣ１００Ｖ電圧のゼロクロス点で、ゲートパルスが１個出力されるとヒータへは次のゼロ点までの半サイクル電圧が印加される。パルスが印加されないと、加熱ヒータ２１には電圧が印加されない。図中の斜線部Ｓ１、Ｓ３で示したのが電圧が印加される波形を示している。Ｓ２の間は通電しないようにし、電圧がマイナスを印加するときを通電しないようにすることで最大出力の半分の出力を得ることができ、出力を可変できるように構成されている。

例えば商用電源の周波数が５０Ｈｚのときは、最小単位は１／５０秒となり、例えば、制御部１６は、加熱ヒータ２１に通電する期間を３８周期に設定し、非通電期間を残りの周期とする。すると本実施形態の場合、加熱ヒータ２１の定格出力は１３００Ｗであるから消費電力（印加出力）はそれぞれ以下の式によって算出される。
加熱ヒータの消費電力 ： ３８／５０×１３００Ｗ＝９８８Ｗ
このように、波数制御によりヒータの通電率を細かく制御することにより出力が可変可能となる。

また 図５（ｂ）の位相制御においては、ＡＶ１００Ｖ電圧が０Ｖになる時に出力されるゼロクロスパルスは６０Ｈｚにおいて８．３ミリ秒以内の遅延時間を与えて、通電切替部４１へ出力される。トライアック５はゼロ点から設定された遅延時間を経過してから導通し、次のゼロ点まで加熱ヒータ２１、水蒸気発生ヒータ２９に電圧を印加させ、各ヒータが細かく制御されるように制御する。

ゲートパルスはゼロクロス点より遅れて（ｔ１〜ｔ３）出力され（Ｖ１〜Ｖ３）ＡＣ１００Ｖ電圧は斜線で示した部分（Ａ１〜Ａ３）が印加される。ここでパルスが電圧の最大値を過ぎてから入力されると、ＡＣ１４１Ｖよりも低い電圧が印加され、また印加時間も短くなり、このように低い電圧が印加され、また印加時間も短くなることで、ヒータへの通電率を可変でき、出力を可変可能な構成となっている。

次に、上記構成の加熱調理器１０の作動について説明する。
本実施形態の加熱調理器１０は、調理モードとして例えばスチーム調理モード、オーブン調理モードおよびレンジ調理モードなどを有している。このうちオーブン調理モードでは、加熱ヒータ２１が用いられる。制御部１６は、操作部１５からの入力でオーブン調理モードが選択されると、調理室を予めプログラムされている目標温度に維持し、所定の加熱調理時間だけ調理されるように加熱制御される。

以下、具体的な例について説明する。
（具体例１）
具体例１では、図６を参照して従来の加熱制御の方法と、本発明の加熱制御の方法とを対比して説明する。
図６は、目標温度を維持して加熱調理する調理モードが使用者により選択された場合の説明図であり、図６（ａ）は、調理室の温度変化を示す図で、破線を従来の加熱制御方法による温度変化、実線を本発明の加熱制御方法による温度変化を示す。また図６（ｂ）は従来の加熱制御方法、図６（ｃ）は前述した波数制御をすることにより、加熱ヒータの通電率を細かく制御して調理する方法を示す。
まず従来の方法においては、調理室が目標温度１８０度Ｃに到達するまでは、加熱ヒータ２１の通電をオンして連続通電する。そして目標温度に到達すると、調理室が平均して１８０度Ｃに維持されるように３０秒毎に通電率をオンオフして加熱制御する。
すると図６（ａ）の破線に示すように調理室の温度が上下に変化し、調理室は温度斑が生じる。そして調理時間は、加熱ヒータ２２のオフ時間が多いことから２０分必要となる。

これに対し、図６（ｃ）の加熱制御では、調理室が目標温度１８０度Ｃに到達するまでは、加熱ヒータ２１の通電をオンして連続通電する。そして目標温度１８０度Ｃに到達すると、通電切替部４１は、加熱ヒータ２２をオンオフする制御から、波数制御へと切り替える。
そして、まず１３００Ｗを維持する制御を行い、徐々に出力を８００Ｗ、４００Ｗへと低下させていく制御を行っていく。
これは、図５（ａ）に示す波数制御のオフする周期（印加しない半サイクル電圧）を対応して制御することで出力をコントロールする。

このように制御することで、図６（ａ）に示すように調理室内の温度は、乱高下することなく温度斑を発生させてないで一定の温度帯を維持することができる。
また、調理時間は、ヒータ２２のオフ時間を少なくできることから従来の加熱方法から５分短縮でき例えば１５分にすることができる。
これらの加熱制御による違いは図７に示すように、例えば調理モードがクッキーを選択された場合は、調理時間は２０分から１５分に短縮でき、スポンジケーキの場合は３５分から３０分、鳥の照り焼きの場合は２０分から１５分に短縮することができる。

このように 加熱ヒータ２１の通電率を制御する制御部１６を有し、調理モードとして目標温度を維持して加熱調理する調理モードが選択された場合、調理室内が目標温度に到達した場合は、加熱ヒータ２２の通電率を波数制御または位相制御して細かく制御して目標温度を維持するように制御したため、調理室の温度リップルをおさえることができ、温度斑をなくすことができるから、精密な加熱調理をすることができる。また単なる通電率を３０秒周期のオンオフ制御する調理に比べて、通電率を細かく制御するようにしたから調理時間を短縮することができるため使用者にとって利便性がよい。

（具体例２）
次に、目標温度を維持して加熱調理する調理モードのうち目標温度より調理室内の温度を下げる蒸らし工程を要する調理モードについて図８を参照して説明する。これは例えば、茶碗蒸し調理などが該当する
まず、具体例１と同様に目標温度に到達するまでは水蒸気発生ヒータ２９を連続通電し、この間給水ポンプ３１を駆動する（ステップＳ１）。

そして水蒸気吹出口３６から蒸気が調理室内に供給され、加熱室内が目標温度に到達すると、通電切替部４１で連続通電から波数制御に切り替えて、水蒸気発生ヒータを制御する（ステップＳ２、Ｓ３）。
そしてこの際、表示器１５ａに通電切替部４１がオンオフ制御から波数制御に切り替わったことを報知するようにして使用者に細かい制御がされていることを認識させる。この報知方法は、「波数制御に切り替わったこと」を表示することの他、「細かい制御に変更」と表示してもよい。
そして、制御部１６は、水蒸気発生ヒータ２９への印加出力を徐々に変化させていき低くしていく。

そして調理開始から２５分経過すると、通電切替部４１は、波数制御からオンオフ制御に切り替えて、水蒸気発生ヒータ２９への通電をオフし、目標温度から温度を下げて蒸らし工程をする（ステップＳ５、Ｓ６）。そして５分経過後、加熱調理が終了したことを報知する。

このように、特定の調理モードである茶碗蒸し調理が選択された場合、波数制御をしている最中に、水蒸気発生ヒータ２９のオフ時間を継続するようにして、特定の調理に応じて通電率を可変するようにしたから、茶碗蒸し調理に必要な蒸らし工程を実施することができる。
なおこの特定の調理モードは、他に煮込み調理などがあり、この調理では調理終了手前所定時間を加熱ヒータ２２の通電をオフすることで味が調理物に染み込むためおいしい調理物を完成させることができる。

また目標温度に到達し、加熱ヒータの通電率を細かく制御したことを表示部に表示して使用者に報知したため使用者は、細かい制御が行われる工程であることを認識することができ、利便性に優れる。

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

本発明の加熱調理器の概略構成を示すブロック図 本発明の加熱調理器を正面から見た断面図 本発明の加熱調理器を側面から見た断面図 本発明の通電切替部の概略図 （ａ）波数制御のタイムチャート（ｂ）位相制御のタイムチャート 目標温度を維持して加熱調理する調理モードの説明図 各調理モードにおける調理時間の表 蒸し調理のフローチャート

符号の説明

図面中、１０は加熱調理器、１１は本体、１２は加熱空気供給部、１３は水蒸気供給部（水蒸気供給手段）、１６は制御部（制御手段）、１７は調理室、２１は加熱ヒータ、２９は水蒸気発生ヒータ、３９は調理モード選択部（調理モード選択手段）、４１は通電切替部（制御手段）を示す。

Claims (5)

1. 調理室を形成する本体と、
   通電することにより発熱し調理室を加熱する加熱ヒータと、
   この加熱ヒータの通電率を制御する制御部とを有し、
   前記制御部は、調理モードとして目標温度を維持して加熱調理する調理モードが選択された場合、前記調理室内が目標温度に到達した場合は、前記加熱ヒータの通電率を細かく制御して目標温度を維持することを特徴とする加熱調理器。
2. 制御部は、調理室内が目標温度に到達した場合は、位相制御または波数制御により制御して目標温度を維持することを特徴とする請求項１に記載の加熱調理器。
3. 制御部は、目標温度を維持して加熱調理する調理モードのうち、特定の調理モードが選択された場合は、その特定の調理モードに応じて通電率を可変制御することを特徴とする請求項１または請求項２記載の加熱調理器。
4. 特定の調理モードは、目標温度を維持する工程において、調理室内の温度を下げる工程を有することを特徴とする請求項３記載の加熱調理器。
5. 加熱ヒータの通電率を細かく制御することを表示する表示部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載の加熱調理器。

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