JP3874763B2 - 電気調理装置及びそのヒータ制御方法 - Google Patents

電気調理装置及びそのヒータ制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、電気調理装置及びそのヒータ制御方法に関し、さらに詳細には、ヒータの残熱を考慮し、予め設定された時間に基づいて電源を遮断したり供給することによって調理室の温度を一定に維持する電気調理装置及びそのヒータ制御方法に関する。
一般に、電気調理装置は、電気ヒータを内蔵し、この電気ヒータの発熱により調理物を加熱することによって調理を行う。かかる電気調理装置は通常、調理物を受納する調理室(Cavity)と、調理室に熱を供給する電気ヒータと、調理室内の温度を感知する温度センサーとを備える。
次に図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を参照して従来のヒータ制御方法を説明する。
図１（Ｂ）においてＸ軸は時間、Ｙ軸はヒータへの電源供給有無を示す。電源が供給される場合はＯＮ、電源が遮断される場合はＯＦＦで示す。
そして、図１（Ａ）において、Ｘ軸は時間を示し、Ｙ軸は図１（Ｂ）に示したヒータの電源供給及び遮断による調理室の温度変化を示す。
ヒータによって調理が行われる調理モードが選択されると、まず、温度センサーから入力された調理室内の温度が設定温度(Ｔ１)に比べて低いか高いか判断する。万一、調理室内の温度が設定温度(Ｔ１)より低いと、ヒータをオンにする。ヒータの作動により調理室内の温度が上昇し、調理室内の温度が設定温度(Ｔ１)に比べて一定の範囲以上(例えば、設定温度を基準に＋５℃以上)に上昇(Ａ地点)すると、ヒータの電源が遮断される。
ヒータの電源が遮断された直後には調理室内の温度がやや上昇してから外部温度や調理室内の断熱状態などにより下降する。
調理室内の温度が下降して設定温度(Ｔ１)を経由し設定温度を基準に一定の範囲以下(例えば、設定温度を基準に−５℃)に到達(Ｂ地点)すると、調理室内の温度を上昇させるために再びヒータに電源を供給する。
このようにヒータに電源が供給されると調理室内の温度は再び上昇し、設定温度(Ｔ１)を超え設定温度を基準に一定の範囲以上の温度に到達(Ｃ地点)すると、調理室内の温度を設定温度(Ｔ１)に近く維持するためにヒータの電源を遮断する。このような過程は全調理時間にわたって繰り返される。
ここで、電源を供給する時間は電源を遮断する時間より相対的に長く(電源供給時間が電源遮断時間のおよそ２倍となる)、電源供給時間と電源遮断時間は分単位に設定される。したがって、電源が遮断されてから数分後、つまり、ヒータの温度が相当落ちた状態で再び電源が供給されることになる。
このように、従来の電気調理装置ではヒータの電源が遮断されてから相当なる時間が経過した後にはじめて電源を再び印加するので、ヒータが再加熱される上で多くの電力が消費される問題点があった。また、従来の電気調理装置では、調理にあたり正確な温度に制御されず、大きな温度変化を有する形に制御されるため、調理品質が劣化してしまうし、調理物に均一な熱が加えられないために調理時間が長びく問題点があった。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ヒータの残熱を考慮して設定された電源遮断時間及び電源供給時間に基づいてヒータを駆動することによって、余分の電力消耗を防ぐとともに調理室に供給される熱の変化を小さくして調理品質を向上させ、全体調理時間を縮められる電気調理装置及びそのヒータ制御方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、調理室の温度を感知する段階と、前記調理室の温度が設定温度に到達した場合、ヒータが特定温度を基準に一定の範囲内の温度に維持されるようにあらかじめ設定されたヒータの電源供給時間と電源遮断時間にしたがって前記ヒータを駆動する段階とを含むことを特徴とする電気調理装置のヒータ制御方法を提供する。
本発明は、ヒータに残っている残熱を利用するために同電力に対して熱效率が向上し、調理室に供給される熱の変化程度を小さくするために調理品質を向上させ且つ調理時間を縮められる。
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図面中、同一の構成要素には同一の参照番号及び符号を共通使用するものとする。
まず、図２を参照して本発明が適用される電気オーブンについて説明する。
本発明が適用される電気オーブンは、本体１０と本体内部に設けられた調理室１１を備える。調理室１１の上部と下部にはそれぞれ、調理室の上部面と下部面から所定距離だけ離れた位置に上部ヒータ１２と下部ヒータ１３が設けられる。各ヒータ１２、１３は、一端が調理室１１の壁面に固定され、他端がその近傍に結合された固定部材にて固定される。
調理室１１の側壁には調理室内の温度を感知するための温度センサー１４が組み込まれ、上部ヒータと下部ヒータとの間には調理物を載せるための調理物受け台１５が備えられる。
本体１０の正面上部には、電気オーブンの作動状態を表示するために多数個のランプから構成された表示部１６と、電気オーブンを作動させる信号を入力するための入力部１７とが設けられる。
次に図３（Ａ）ないし図３（Ｃ）及び図４を参照して本発明に係るヒータ制御方法を説明する。
本発明に係るヒータ制御方法は、ヒータへの電源供給を遮断してもヒータ表面の温度は直ちに下降せずに一定の時間の間(およそ２〜４秒)維持される点に着目する。
通常、ヒータへの電源供給が遮断されてから相当時間が経過した後に再び電源を供給する場合、ヒータ１２、１３を調理可能な特定の温度(例えば、１０００℃)まで上昇させるには多くの電力が消費される。
したがって、本発明では、ヒータ１２、１３への電源供給が遮断されてから相当時間が経過した後に再び電源を供給するのではなく、ヒータ１２、１３の表面温度が電源遮断直前の温度を維持する時間内に再び電源を供給することによって、ヒータの温度を上げる上で消費される電力を節約できる。
図３（Ｃ）で、Ｘ軸は時間、Ｙ軸はヒータへの電源供給有無を示す。電源が供給される場合はＯＮ、電源が遮断される場合はＯＦＦで表示する。
図３（Ｂ）で、Ｘ軸は時間、Ｙ軸はヒータの表面温度を示す。
そして、図３（Ａ）でＸ軸は時間を示し、Ｙ軸は、図３（Ｃ）に示したヒータへの電源供給及び遮断と図３（Ｂ）に示したヒータの表面温度に従う調理室の温度を表す。
図３（Ｃ）は大きく、温度上昇モード(Ｍ１)と温度維持モード(Ｍ２)とに分けられる。
最初に温度センサー１４から感知された調理室温度に対する情報は、制御部２０の温度比較部２３に入力される。温度比較部２３では、設定された温度(Ｔ２)と温度センサー１４から感知された温度とを比較する。設定された温度(Ｔ２)と感知された温度が同一なら主制御部２１は温度維持モード(Ｍ２)を行い、感知された調理室温度と設定された温度(Ｔ２)が異なると主制御部２１は温度修正モードを行う。
温度修正モードは、調理室内の温度が設定温度(Ｔ２)でない場合に行われるモードである。温度修正モードは、調理室内の温度が設定温度以上の場合に調理室内の温度を下降させるための温度下降モードと、調理室内の温度が設定温度以下の場合に調理室内の温度を上昇させるための温度上昇モード(Ｍ１)とに分けられる。
温度下降モードでは、調理室の温度を設定温度(Ｔ２)まで下げるためにヒータ電源調節部２４は調理室の温度が設定温度(Ｔ２)になる時までヒータに供給される電源を遮断する。温度上昇モード(Ｍ１)では、調理室内の温度を感知し、調理室内の温度が設定温度(Ｔ２)の１／２以下ならヒータ電源調節部２４は持続的に電源を供給し、調理室内の温度が設定温度(Ｔ２)の１／２以上ではあるものの設定温度(Ｔ２)以下なら、電源調節情報貯蔵部２２に貯蔵されているヒータの電源供給時間と電源遮断時間に対する情報に基づいてヒータの電源供給時間を電源遮断時間より長くし、電源の供給と遮断を繰り返す。
次いで、ヒータ電源調節部２４は、時間の経過につれて電源供給時間の比率は次々と減少させ、電源遮断時間の比率は増やし、最終的には電源遮断時間と電源供給時間の比率を等しくする。
ここで、ヒータの電源遮断時間は、ヒータへの電源供給が遮断された後ヒータの表面温度が維持される特定範囲内で設定することが好ましい。
このような方式で温度上昇モード(Ｍ１)が行われ、調理室内の温度が設定温度に到達すると温度上昇モードは終了する。
ここで、調理室内の温度が設定温度(Ｔ１)の１／２以下の場合は、ヒータ１２、１３に持続的に電源を供給しなく電源供給と電源遮断を交互に行うこともできる。
調理室内の温度が設定温度(Ｔ２)に達すると(Ａ'地点)、主制御部２１は温度維持モード(Ｍ２)が行われるように制御する。温度維持モード(Ｍ２)は、温度センサー１４から感知した調理室内の温度が設定温度(Ｔ２)に到達した時のヒータの表面温度を一定の範囲内に維持する段階である。
仮に、温度比較部２３で調理室内の温度と設定温度(Ｔ２)とが同一なものと判断されたら、主制御部２１はその時点のヒータの表面温度(Ｔ３)が維持されるように制御する。
温度維持モード(Ｍ２)では、設定温度到達時のヒータの表面温度を維持するように制御してもいいが、あらかじめヒータの表面温度に対応する調理室の温度に対するデータを設定しこれを制御部２０に貯蔵しておき、このデータに基づいてヒータの表面温度を制御してもいい。つまり、調理室の温度が設定温度に到達すると、主制御部２１はあらかじめ設定されて貯蔵されたヒータの表面温度に対応する調理室の温度に対するデータから該当する温度を選択し、ヒータがそれに相応する表面温度を維持できるように制御してもいい。このように調理室の温度に対するデータを利用してヒータの温度を制御する場合には、設定温度到達時のヒータの温度をヒータの表面温度に対応する調理室の温度に対するデータと符合するように変化させる段階がさらに必要となる。
要するに、温度維持モード(Ｍ１)では、設定温度到達時のヒータの表面温度を感知してその温度を維持する方式と貯蔵されたデータから特定の温度を選択して制御する方式のいずれも適用可能である。
設定温度到達時のヒータの表面温度(Ｔ３)を維持するため、ヒータ電源調節部２４は、あらかじめ設定されて電源調節情報貯蔵部２２に貯蔵されている電源供給時間(Ｔｂ)と電源遮断時間(Ｔａ)にしたがってヒータを駆動する。ここで、電源遮断時間(Ｔａ)はヒータの表面温度が大きく落ちない範囲内で設定し、ヒータの電源供給時間(Ｔｂ)は電源遮断時間(Ｔａ)の１／２倍程度にすると好ましく、電源遮断時間は、数分程度に設定した従来とは違い、数秒程度に設定する。ヒータへの電源供給が遮断される時間(Ｔａ)は、ヒータの表面温度が落ちる程度を考慮して任意に設定可能であるが、この時間が長くなるほどヒータの温度を再び上昇させる上で多くの電力が消費される。
仮に、電源調節情報貯蔵部２２に貯蔵された温度維持モードにおける電源供給時間(Ｔｂ)と電源遮断時間(Ｔａ)がそれぞれ３秒と６秒なら、温度維持モードでは３秒間ヒータに電源が供給され、６秒間ヒータに電源が遮断される動作が繰り返される。
電源供給時間(Ｔｂ)の間ヒータの表面温度は急に上昇し、ヒータへの電源供給が遮断される時間(Ｔａ)の間ヒータの表面温度は極緩やかに落ちる。したがって、電源供給時間が電源遮断時間より短くてもヒータの表面温度は大きな変化なく維持され、これにより、調理室内の温度もほとんど設定温度を維持する。
このように電源供給時間(Ｔｂ)と電源遮断時間(Ｔａ)の間隔を調節して温度を上昇させたり(温度上昇モード)維持させたり(温度維持モード)することができる。
このようにすると、ヒータに供給される電源が遮断された後ヒータの表面温度が一定の範囲内で維持された状態でヒータに電源を再び供給することができ、結果としてヒータの温度を再び上昇させる上で消費される電力を節約することができる。
そして、全体的にヒータの電源遮断時間が電源供給時間より相対的に短いために、従来に比べて安定した熱を供給しながらも電力の消費は著しく節減させることができる。
次に、図５を参照して本発明による動作を説明する。
電源及び調理開始信号が入力されると(３０段階)、温度センサー１４は調理室の内部温度を感知する(３２段階)。
感知された調理室の温度は主制御部２１を通じて温度比較部２１に入力され、調理室の温度が設定温度(Ｔ２)と同一か判断する(３４段階)。
調理室の内部温度が設定温度(Ｔ２)と同一な場合、その時点におけるヒータの表面温度を維持する温度維持モードを行う(３６段階)。つまり、ヒータ電源調節部２４は調理室の温度を維持するためにあらかじめ設定されて電源調節情報貯蔵部２２に入力されているヒータの電源供給時間と電源遮断時間にしたがって繰返しヒータを駆動する。
３４段階で調理室内の温度が設定温度(Ｔ２)と同一でないものと判断されたら、調理室内の温度が設定温度以下なのか判断する(３８段階)。調理室内の温度が設定温度以上なら温度下降段階を行ってヒータ電源調節部２４はヒータに電源が供給されるのを遮断する(５０段階)。調理室内の温度が設定温度以下なら、温度比較部２３は温度上昇モードを行うために調理室内の温度が設定温度(Ｔ２)の１／２以下なのか判断する(４０段階)。調理室内の温度が設定温度の１／２以下ならヒータ電源調節部２４はヒータに電源を持続的に供給し(５２段階)、調理室内の温度が設定温度の１／２以下でないと、ヒータの電源供給時間を１０秒、電源遮断時間を３秒と設定し、ヒータを駆動し始める(４２段階)。
次いで、時間の経過につれて電源供給時間は次々と縮め、ヒータの電源遮断時間は次々と延ばす(４４段階)。ここで、時間を変化させる程度は任意に適宜設定するといい。
その後、主制御部２１は、電源供給時間が電源遮断時間と同一になったか判断する(４６段階)。両者が同一でないと、電源供給時間と電源遮断時間を変化させる４４段階に戻り、両者が同一であれば調理室内の温度が設定温度に到達されたか否か判断する(４８段階)。
調理室内の温度が設定温度に到達されなかった場合は４８段階に戻り、調理室内の温度が設定温度に到達した場合は温度維持モードを行う(３６段階)。
これで本発明の動作が終了する。
従来の電気調理装置におけるヒータ制御方法による調理室内の温度変化を示すグラフ。 本発明が適用されるヒータを備えた電気オーブンの正面図。 本発明による、調理室とヒータ表面の温度変化を示すグラフ。 図２に示した電気オーブンの構成ブロック図。 本発明による動作を示す順序図。
符号の説明
１２、１３：ヒータ
１４：温度センサー
１６：表示部
２０：制御部
２１：主制御部
２２：電源調節情報貯蔵部
２３：温度比較部
２４：ヒータ電源調節部

Claims (17)

  1. 調理室の温度を感知する段階と；
    前記調理室の温度が設定温度に到達した場合、その時点のヒータ表面温度が特定温度を基準に一定の範囲内の温度に維持されるようにあらかじめ設定されたヒータの電源供給時間と電源遮断時間にしたがって前記ヒータを駆動する段階と；を含むことを特徴とする電気調理装置のヒータ制御方法。
  2. 前記電源遮断時間は、電源遮断後前記ヒータの表面温度が一定の温度以下に落ちる前までの時間と設定することを特徴とする請求項１に記載の電気調理装置のヒータ制御方法。
  3. 前記調理室の温度が設定温度に到達した場合、前記ヒータの電源供給時間を電源遮断時間より短く設定することを特徴とする請求項１に記載の電気調理装置のヒータ制御方法。
  4. 前記電源遮断時間は、前記電源供給時間の１.５倍ないし３倍に設定されることを特徴とする請求項１に記載の電気調理装置のヒータ制御方法。
  5. 調理室の温度を感知する段階と；
    前記温度が設定温度と同一でない場合、電源供給時間に対する電源遮断時間の比率を順次増加させながら電源の供給と遮断を繰り返す温度上昇モードを行い、前記調理室の温度が設定温度に到達した場合、その時点のヒータ表面温度が特定温度を基準に一定の範囲内の温度に維持されるようにあらかじめ設定されたヒータの電源供給時間と電源遮断時間にしたがって前記ヒータを駆動する温度維持モードを行う段階と；を含むことを特徴とする電気調理装置のヒータ制御方法。
  6. 前記電源遮断時間は、電源遮断後前記ヒータの表面温度が一定の温度以下に落ちる前までの時間と設定することを特徴とする請求項５に記載の電気調理装置のヒータ制御方法。
  7. 前記温度維持モードでは、前記ヒータの電源供給時間を電源遮断時間より短く設定することを特徴とする請求項５に記載の電気調理装置のヒータ制御方法。
  8. 前記電源遮断時間は、前記電源供給時間の１.５倍ないし３倍に設定されることを特徴とする請求項７に記載の電気調理装置のヒータ制御方法。
  9. 調理室に熱を供給するヒータと；
    前記調理室の温度が設定温度に到達した場合、その時点のヒータ表面温度が特定温度を基準に一定の範囲内の温度に維持されるようにあらかじめ設定されたヒータの電源供給時間と電源遮断時間にしたがって前記ヒータが駆動されるように制御する制御部と；を含むことを特徴とする電気調理装置。
  10. 前記電源遮断時間は、電源遮断後前記ヒータの表面温度が一定の温度以下に落ちる前までの時間に設定することを特徴とする請求項９に記載の電気調理装置。
  11. 前記調理室の温度が設定温度に到達した場合、前記ヒータの電源供給時間を電源遮断時間より短く設定することを特徴とする請求項９に記載の電気調理装置。
  12. 前記電源遮断時間は、前記電源供給時間の１.５倍ないし３倍に設定されることを特徴とする請求項９に記載の電気調理装置。
  13. 調理開始信号を入力する段階と;
    調理室の温度を感知する段階と;
    設定温度(Ｔ２)と調理室の温度とを比較し、前記設定温度(Ｔ２)が前記感知された調理室の温度と同一ならその時点のヒータ表面温度が特定温度を基準に一定の範囲内の温度に維持されるように温度維持モードを行い、前記設定温度(Ｔ２)が前記感知された調理室の温度と異なると温度修正モードを行う段階と；を含むことを特徴とする電気調理装置のヒータ制御方法。
  14. 前記温度維持モードでヒータの表面温度は特定の範囲内に維持されることを特徴とする請求項１３に記載の電気調理装置のヒータ制御方法。
  15. 前記温度修正モードは、温度下降モードと温度上昇モードとに分けられることを特徴とする請求項１３に記載の電気調理装置のヒータ制御方法。
  16. 前記温度下降モードでヒータ電源調節部はヒータへの電源供給を遮断して前記調理室の温度が前記設定温度(Ｔ２)に到達する時まで調理室の温度を下降させることを特徴とする請求項１５に記載の電気調理装置のヒータ制御方法。
  17. 温度上昇モードで調理室内の温度が設定温度(Ｔ２)の１／２以下ならヒータ電源調節部はヒータに電源を持続的に供給するように制御し、調理室内の温度が設定温度(Ｔ２)の１／２以上ではあるものの設定温度(Ｔ２)以下なら、ヒータ電源調節部は電源調節情報貯蔵部に貯蔵されているヒータの電源供給時間と電源遮断時間に対する情報に基づいてヒータの電源供給時間を電源遮断時間より長くして電源の供給と遮断を繰り返すことを特徴とする請求項１５に記載の電気調理装置のヒータ制御方法。
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