JP2010048475A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波加熱時発熱部品を空冷する冷却ファンの運転開始タイミングを見直すことにより、冷却ファンの電力消費量を低減し、加熱調理器の総消費電力を削減する。
【解決手段】加熱調理器１は、加熱室２０の中の食材Ｆを高周波で加熱するためのマグネトロン４０と、マグネトロン４０を発振させる高周波駆動電源４７を有する。マグネトロン４０と高周波駆動電源４７は冷却ファン４８によって強制空冷される。制御装置７０は、高周波加熱調理開始後、所定時間が経過してから冷却ファン４８の運転を開始する。あるいは制御装置７０は、高周波加熱調理開始後、高周波加熱時発熱部品が所定温度に到達してから冷却ファン４８の運転を開始する。
【選択図】図２

Description

本発明は高周波加熱機能を備えた加熱調理器に関する。

高周波加熱機能を備えた加熱調理器は、日常生活に欠かせないものになっている。高周波加熱機能のみを備えた加熱調理器は一般に「電子レンジ」と呼称され、それに電熱ヒータが組み合わせられると「オーブンレンジ」、さらに蒸気発生装置が組み合わせられると「スチームオーブンレンジ」などと呼称されることが多い。

加熱調理用の高周波を発生させる部品がマグネトロンである。マグネトロンや、それを発振させる高周波駆動電源などは、稼働中にかなりの発熱を伴う。本明細書ではこれらの部品を「高周波加熱時発熱部品」と称することとする。高周波加熱時発熱部品は冷却ファンにより強制空冷するのが通例である。そのような冷却ファンを備えた高周波加熱装置の例を特許文献１に見ることができる。
特許第３０１２９５８号公報

高周波加熱時発熱部品を空冷する冷却ファンは、これまで、高周波加熱調理開始と同時に運転を開始するよう制御されていた。本発明は、前記冷却ファンの運転開始タイミングを見直すことにより、冷却ファンの電力消費量を低減し、加熱調理器の総消費電力を削減することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、高周波加熱機能を備えた加熱調理器において、高周波加熱時発熱部品を冷却する冷却ファンと、加熱調理器全体の制御を司る制御装置を有し、前記制御装置は、高周波加熱調理開始後、所定条件が満たされてから前記冷却ファンの運転を開始することを特徴としている。

この構成によると、高周波加熱調理開始と同時に冷却ファンの運転が開始されるのでなく、所定条件が満たされるまでの間冷却ファンを待機させておくから、高周波加熱時発熱部品が未だ低温の間に冷却ファンを運転するという、無駄な電力消費を排除することができる。

上記構成の加熱調理器において、前記所定条件が、高周波加熱調理開始後の所定時間経過であることを特徴としている。

この構成によると、無駄な電力消費を確実に抑制することができる。

上記構成の加熱調理器において、前記所定条件が、前記高周波加熱時発熱部品の所定温度到達であることを特徴としている。

この構成によると、無駄な電力消費を確実に抑制することができる。

本発明によると、高周波加熱時発熱部品の温度が低く、強制空冷の必要がない間は冷却ファンを運転しないから、無駄な電力消費を排除し、加熱調理器の総消費電力を削減することができる。

以下本発明の実施形態を図に基づき説明する。図１は加熱調理器を側面から見た概略断面図、図２は加熱調理器を正面から見た概略断面図、図３は加熱調理器を上から見た概略断面図、図４は蒸気発生装置の拡大断面図、図５はブロック構成図、図６は制御モードを説明するフローチャート、図７は図６のフローチャートに対応した構成要素の動作チャート、図８は他の制御モードを説明するフローチャート、図９は図８のフローチャートに対応した構成要素の動作チャートである。

加熱調理器１は直方体形状のキャビネット１０を備える。キャビネット１０の内部には同じく直方体形状の加熱室２０が設けられる。加熱室２０はキャビネット１０の正面側が開口部となっている。キャビネット１０の正面には加熱室２０の開口部を開閉する扉１１が設けられる。扉１１は下部を支点として垂直面内で回動するものであり、上部のハンドル１２を握って手前に引くことにより、図１に示す垂直な全閉位置から水平な全開位置へと９０°姿勢変換させることができる。扉１１には高周波漏洩防止対策が施され、また蒸気洩れを防ぐガスケットが取り付けられるが、それらは周知技術なので説明は割愛する。

調理中の食材から発生した蒸気や、調理に用いる蒸気が扉１１の内面に結露することがある。結露水が滴り落ちて加熱調理器１の設置場所を濡らさないように、扉１１の下には露受け１３が配置されている。

加熱室２０には、正面から見て右側の側壁（以後「右側壁」と称する）の外側に給気ダクト２１が設けられる。給気ダクト２１は水平方向に延び、その一端にはキャビネット１０内部の空気を取り込む給気ファン２２が配置されている。給気ファン２２はプロペラファン（軸流ファン）である。給気ダクト２１の他端は加熱室２０に空気を送り込む給気口２３に接続する。給気口２３は加熱室２０の右側壁に形成された複数の小孔の集合よりなる。

さらに加熱室２０には、右側壁から奥の壁にかけての外面に沿う形で排気ダクト２４が設けられる。排気ダクト２４の一端は加熱室２０の内部から空気を出す排気導入口２５に接続し、他端は空気をキャビネット１０の外に出す排気口２６に接続する。排気導入口２５は加熱室２０の右側壁に形成された複数の小孔の集合よりなり、排気口２６はキャビネット２０の天面に形成された複数のスリット状開口の集合よりなる。

排気ダクト２４は、排気導入口２５への接続箇所から垂直に立ち上がり、加熱室２０の天井付近の高さで水平に向きを変え、そこから加熱室２０の右側壁と奥の壁の角を回り込み、正面から見てキャビネット１０のほぼ中央の位置で上方に向きを変えて排気口２６に接続する。排気ダクト２４の内部には、排気導入口２５から空気を迎える位置に湿度センサ２７が配置されている。また加熱室２０の天井部には、サーミスタからなる温度センサ２８が配置されている。

食材Ｆを加熱室２０内で支持するのは、周縁に脚部を有する食材支持網３０と、それを載置する食材トレイ３１である。加熱室２０の内部には、挿入された食材トレイ３１を所定高さに支持するトレイ受けが設けられる。本実施形態では、加熱室２０の両側壁に、食材トレイ３１の左辺と右辺を係合させてそれを水平に支持するトレイ受けが形成されている。

図２に示すように、トレイ受けは上下２段に設けられる。上段トレイ受け３２と下段トレイ受け３３を構成するのは、それぞれ加熱室２０の側壁から突き出すうね状の突部である。

加熱調理器１は、高周波による加熱、熱風による加熱、蒸気による加熱、及びそれらを混合した加熱が可能となっている。続いて、各加熱手段の構成を説明する。

加熱室２０の底部とキャビネット１０の底部の間の空間には、マグネトロン４０と、マグネトロン４０の生成した高周波を加熱室２０に供給する導波管４１が配置される。導波管４１は加熱室２０の底部の下に広がるアンテナ収納キャビティ４２に接続する。アンテナ収納キャビティ４２はガラスやセラミックなどの誘電体からなる仕切板４３で加熱室２０と隔てられている。仕切板４３は、加熱室２０にとっては底板となり、アンテナ収納キャビティ４２にとっては天井板となるものである。

アンテナ収納キャビティ４２には受信アンテナ部と放射アンテナ部を備えたアンテナ４４が配置される。アンテナ４４はアンテナモータ４５の軸の上端に取り付けられており、アンテナモータ４５の回転制御で連続回転または揺動（周期的反転）し、加熱室２０内における高周波の分布をコントロールする。

加熱室２０の底部とキャビネット１０の底部の間の空間には電装部品収容部４６が設けられ、その中の制御基板に高周波駆動電源４７（図５参照）が装着される。高周波駆動電源４７とマグネトロン４０は高周波加熱時発熱部品であり、これらを強制空冷する冷却ファン４８がキャビネット１０の底部の上に設置される。冷却ファン４８は、ファンケーシング４８ａと、竪軸の冷却ファンモータ４８ｂと、冷却ファンモータ４８ｂの軸の上端に固定されたシロッコファン４８ｃにより構成される。冷却ファンモータ４８ｂを駆動してシロッコファン４８ｃを回転させると、キャビネット１０の底部に形成された吸気口４９（これも複数の小孔の集合よりなる）から外部の空気が吸い込まれ、その空気はファンケーシング４８ａの吐出口より水平方向に勢いよく吐出されて高周波加熱時発熱部品を空冷する。

熱風による加熱は、加熱室２０の奥の壁の外側に設けられたコンベクションヒータユニット５０によって実現される。コンベクションヒータユニット５０を構成するのは、加熱室２０の奥の壁の外面に固定された皿形の断熱ファンケーシング５１と、断熱ファンケーシング５１と加熱室２０の奥の壁で囲まれた空間に配置されるコンベクションファン５２と、コンベクションファン５２を回転させるコンベクションモータ５３と、コンベクションファン５２の外周を囲む環状のコンベクションヒータ５４である。

コンベクションファン５２は遠心ファンであって、加熱室２０の奥の壁の中央に形成された吸気口５５から加熱室２０の内部の空気を吸い込み、それを外周方向に吐出して、吸気口５５を囲む形で加熱室２０の奥の壁の計６箇所に形成された噴気口５６より加熱室２０に噴出させる。コンベクションヒータ５４に通電しておけば、コンベクションファン５２から吐出される空気が加熱され、噴気口５６から熱風が噴き出すことになる。なお吸気口５５も噴気口５６も、複数の小孔の集合よりなる。

蒸気による加熱を実現するのは、加熱室２０の右側壁の外側に設置された蒸気発生装置６０である。蒸気発生装置６０は飽和水蒸気または過熱水蒸気を発生することが可能であり、以下その構造を主に図４を参照しつつ説明する。

蒸気発生装置６０は、正面から見て左右方向に偏平となったハウジング６１を有し、ハウジング６１の内部には、下部に蒸気発生ヒータ６２、上部に蒸気昇温ヒータ６３が設けられている。蒸気発生ヒータ６２と蒸気昇温ヒータ６３はいずれもシーズヒータからなり、右側面から見たとき、すなわち図１の視点では、蒸気発生ヒータ６２は馬蹄形を描き、蒸気昇温ヒータ６３は長円形のループを描く。蒸気昇温ヒータ６３の長円形ループは図１において紙面奥行き方向に重なる連続二重ループとなっている。

ハウジング６１はいずれもダイキャスト成型品である本体６１ａと蓋６１ｂを合わせて形成されるものであり、蒸気発生ヒータ６２は本体６１ａに鋳込まれている。本体６１ａの壁面の中で、蒸気発生ヒータ６２を鋳込んだ部分は蓋６１ｂの方に引っ込み、加熱室２０の右側壁との間に間隔が生じている。このため、蒸気発生ヒータ６２の発生する熱は加熱室２０の右側壁に伝わりにくく、本来の目的である蒸気発生に有効活用される。

蒸気昇温ヒータ６３は、ハウジング６１の内部において、上面が開口した箱状の仕切部材６４で囲まれる。仕切部材６４はハウジング６１よりも耐熱性の高い金属やセラミックで形成される。仕切部材６４の内面には黒色耐熱塗料が塗施される。これは、蒸気昇温ヒータ６３の輻射熱を極力仕切部材６４で吸収し、ハウジング６１の昇温を抑制するためである。

ハウジング６１の蓋６１ｂには、蒸気発生ヒータ６２より少し高いレベルに給水口６５が形成される。給水口６５には給水ポンプ６６（図２、３参照）の送水管６６ａが接続される。給水ポンプ６６の吸水管６６ｂは給水タンク６７の底部に接続される。給水ポンプ６６と給水タンク６７はキャビネット１０の右側壁と加熱室２０の右側壁の間の空間に配置されるものであり、給水タンク６７はキャビネット１０の正面側から出し入れできるようになっている。

ハウジング６１の本体６１ａの側壁には、給水口６５より少し高い位置に、ハウジング６１の内外に突き出す水平な蒸気噴出口６８が形成される。蒸気噴出口６８の一端は仕切部材６４に形成された貫通孔を通じて仕切部材６４の内部に頭を出し、蒸気噴出口６８の他端は加熱室２０の右側壁に形成された貫通孔を通じて加熱室２０の内部に頭を出す。仕切部材６４が金属製である場合、前述の黒色耐熱塗装は仕切部材６４とハウジング６１の間の異種金属同士の接触による電食を防止するのに役立つ。蒸気噴出口６８は、キャビネット１０の正面側から背面側へ一列に並ぶ形で計４個形成されている。

加熱調理器１の制御要素を図５に示す。全体の制御を司るのは制御装置７０である。制御部７０には、給気ファン２２、アンテナモータ４５、高周波電源部４７、冷却ファンモータ４８ｂ、コンベクションモータ５３、コンベクションヒータ５４、蒸気発生ヒータ６２、蒸気昇温ヒータ６３、給水ポンプ６６、湿度センサ２７、温度センサ２８といった既述の要素の他、操作部１４、表示部１５、水位センサ６０ａ、タンク水位センサ６７ａが接続されている。操作部１４は扉１１の表面に設けられるものであり、押釦やダイヤルなどの操作手段を含む。表示部１５も扉１１の表面に設けられるものであり、液晶表示パネルなどの表示手段を含む。水位センサ６０ａは蒸気発生装置６０に設けられてその内部の水位を測定し、タンク水位センサ６７ａは給水タンク６７に設けられてその内部の水位を測定する。

高周波による加熱を行う場合は、高周波駆動電源４７及び給気ファン２２と冷却ファン４８をＯＮにする。するとマグネトロン４０が発振して高周波が発生し、発生した高周波は導波管４１を通じてアンテナ収納キャビティ４２に入る。アンテナ収納キャビティ４２に入った高周波はアンテナ４４の受信アンテナ部に受信された後、放射アンテナ部より仕切板４３を通じて加熱室２０に放射される。そして加熱室２０内の食材Ｆを加熱する。給気ファン４７が加熱室２０に新鮮な空気を供給することにより、食材Ｆから発生する蒸気を含んだ加熱室２０内の空気は排気導入口２５より排気ダクト２４に押し出され、排気口２６から機外に排出される。

熱風による加熱を行う場合は、コンベクションモータ５３とコンベクションヒータ５４をＯＮにする。コンベクションモータ５３によって回転せしめられるコンベクションファン５２が給気口５５から加熱室２０の内部の空気を吸い込み、それを外周方向に吐出する。コンベクションファン５２から吐出された空気はコンベクションヒータ５４で加熱されて熱風となり、噴気口５６より加熱室２０に噴き出して加熱室２０内の食材Ｆを加熱する。

蒸気による加熱を行う場合は、蒸気発生装置６０のハウジング６１に所定水位まで水を入れ、ヒータをＯＮにする。蒸気発生ヒータ６２のみＯＮにした場合は、発生した蒸気はハウジング６１の内面と仕切部材６４の間の隙間を通って仕切部材６４の中に入り、蒸気噴出口６８より加熱室２０に噴き出す。この時噴き出すのは飽和水蒸気である。

蒸気昇温ヒータ６３もＯＮにすると、仕切部材６４の中に入った飽和水蒸気が加熱され、過熱水蒸気となって加熱室２０に噴き出す。

高周波加熱、熱風加熱、及び蒸気加熱は単独で遂行することもできるし、それらを二つないし三つ同時に遂行することもできる。加熱室２０内の空気を強制的に入れ換える場合は給気ファン２２を運転する。

高周波加熱の場合、冷却ファン４８の運転が伴う。本発明では、図６、７に示す制御モードまたは図８、９に示す制御モードで冷却ファン４８を運転する。

図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１は初期状態であり、冷却ファン４８はＯＦＦになっている。ステップＳ１０２で高周波加熱調理が開始されると、マグネトロン４０と給気ファン２２がＯＮになる。冷却ファン４８はまだＯＮにしない。高周波加熱調理が開始されたばかりのときは高周波加熱時発熱部品の温度が低く、強制空冷の必要がないからである。

高周波加熱調理開始後、時間が経過するにつれ高周波加熱時発熱部品の温度が上昇して行く。ステップＳ１０３では高周波加熱調理開始以来の時間をチェックし、所定時間が経過したらステップＳ１０４に移る。そして冷却ファン４８をＯＮにし、高周波加熱時発熱部品の強制空冷を開始する。

ステップＳ１０５では高周波加熱調理のために設定した時間に到達したかどうかをチェックする。設定時間に到達したらステップＳ１０６に移り、マグネトロン４０と給気ファン２２がＯＦＦになる。冷却ファン４８はＯＮのままであり、高周波加熱時発熱部品の強制空冷を続けている。高周波加熱時発熱部品の温度が相当程度下がった頃合いに冷却ファン４８もＯＦＦになり、ステップＳ１０７で終了報知が行われる。終了報知は、表示部１５での表示と、図示しない発音手段によるサウンドシグナルをもって行われる。

図６のフローにおけるマグネトロン４０、給気ファン２２、及び冷却ファン４８の動作の概略を示すのが図７である。図７の中でｔ１は高周波加熱調理が開始されてから冷却ファン４８の運転が始まるまでの遅延時間を示し、ｔ２は高周波加熱調理が終わってから冷却ファン４８の運転が終了するまでの遅延時間を示す。

このように、高周波加熱調理開始と同時に冷却ファン４８の運転を開始するのでなく、所定時間が経過するまで冷却ファン４８を待機させておくから、高周波加熱時発熱部品が未だ低温の間に冷却ファン４８を運転するという、無駄な電力消費を排除することができる。

上記制御モードでは「所定時間の経過」を冷却ファン４８の運転開始トリガとしたが、「高周波加熱時発熱部品の所定温度到達」を冷却ファン４８の運転開始トリガとすることもできる。以下それを図８、９に基づき説明する。

図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１１１は初期状態であり、冷却ファン４８はＯＦＦになっている。ステップＳ１１２で高周波加熱調理が開始されると、マグネトロン４０と給気ファン２２がＯＮになる。冷却ファン４８はまだＯＮにしない。

ステップＳ１１３では高周波加熱時発熱部品の温度をチェックする。そのための温度センサは、高周波駆動電源４７に対し設けてもよく、マグネトロン４０に対し設けてもよい。部品温度が設定値以上になったらステップＳ１１４に移って冷却ファン４８をＯＮにし、高周波加熱時発熱部品の強制空冷を開始する。

ステップＳ１１５では高周波加熱調理のために設定した時間に到達したかどうかをチェックする。設定時間に到達したらステップＳ１１６に移り、マグネトロン４０と給気ファン２２がＯＦＦになる。冷却ファン４８はＯＮのままであり、高周波加熱時発熱部品の強制空冷を続けている。高周波加熱時発熱部品の温度が相当程度下がった頃合いに冷却ファン４８もＯＦＦになり、ステップＳ１１７で終了報知が行われる。終了報知は、表示部１５での表示と、図示しない発音手段によるサウンドシグナルをもって行われる。

図８のフローにおけるマグネトロン４０、給気ファン２２、及び冷却ファン４８の動作の概略を、高周波加熱時発熱部品の温度変化と関連づけて示すのが図９である。図９の中でＴ０は高周波加熱調理開始前の部品温度を示す。通常の場合、Ｔ０は室温である。Ｔ１は部品温度がこの値に到達したら冷却ファン４８の運転を開始すると定めた温度である。ｔは高周波加熱調理が終わってから冷却ファン４８の運転が終了するまでの遅延時間を示す。なお、一律の遅延時間ｔを定める代わりに、高周波加熱調理終了後も高周波加熱時発熱部品の温度を監視し続け、Ｔ０の近傍まで温度が下がったら冷却ファン４８の運転を停止することとしてもよい。

このように、高周波加熱調理開始と同時に冷却ファン４８の運転を開始するのでなく、高周波加熱時発熱部品が所定温度に到達するまで冷却ファン４８を待機させておくから、高周波加熱時発熱部品が未だ低温の間に冷却ファン４８を運転するという、無駄な電力消費を排除することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は高周波加熱機能を備えた加熱調理器に広く利用可能である。

加熱調理器を側面から見た概略断面図 加熱調理器を正面から見た概略断面図 加熱調理器を上から見た概略断面図 蒸気発生装置の拡大断面図 ブロック構成図 制御モードを説明するフローチャート 図６のフローチャートに対応した構成要素の動作チャート 他の制御モードを説明するフローチャート 図８のフローチャートに対応した構成要素の動作チャート

符号の説明

１ 加熱調理器
１０ キャビネット
１１ 扉
２０ 加熱室
３０ 食材支持網
３１ 食材トレイ
Ｆ 食材
４０ マグネトロン
４７ 高周波駆動電源
４８ 冷却ファン
５０ コンベクションヒータユニット
６０ 蒸気発生装置
７０ 制御装置

Claims (3)

1. 高周波加熱機能を備えた加熱調理器において、
   高周波加熱時発熱部品を冷却する冷却ファンと、加熱調理器全体の制御を司る制御装置を有し、前記制御装置は、高周波加熱調理開始後、所定条件が満たされてから前記冷却ファンの運転を開始することを特徴とする加熱調理器。
2. 前記所定条件が、高周波加熱調理開始後の所定時間経過であることを特徴とする請求項１に記載の加熱調理器。
3. 前記所定条件が、前記高周波加熱時発熱部品の所定温度到達であることを特徴とする請求項１に記載の加熱調理器。

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