JP4059165B2 - 蒸気発生機能付き高周波加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加熱物を収容する加熱室内に高周波を出力する高周波発生手段と、加熱室内に蒸気を供給する蒸気供給機構とを備え、高周波と蒸気との少なくともいずれかを加熱室に供給して被加熱物を加熱処理する蒸気発生機能付き高周波加熱装置に関する。

被加熱物を収容する加熱室内に高周波を出力する高周波発生手段を備えた高周波加熱装置は、加熱室内の被加熱物に対して、短時間で効率のよい加熱ができるため、食材等の加熱調理機器である電子レンジとして急速に普及した。

しかし、高周波加熱による加熱だけでは、加熱調理の幅が限られるなどの不便があった。

そこで、加熱室内で発熱する電熱器を追加して、オーブン加熱を可能にした高周波加熱装置が提案され、近年では、更に、加熱室内に加熱蒸気を供給する蒸気供給機構を追加して、高温蒸気による加熱調理も可能にした蒸気発生機能付き高周波加熱装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭５４−１１５４４８号公報

ところが、従来の高周波加熱装置における蒸気供給機構は、装置本体に着脱可能に装備される貯水タンクと、貯水タンク内の水量を目視できるための窓を設けてあり、使用者が目視で貯水タンク内の水量を確認できるようにしてあるが、調理メニューによっては、調理途中で貯水タンク内の水が枯渇し、空焚き状態となり蒸気供給機構の温度が高温となり、蒸気供給機構を構成する部品の耐熱温度を超え、部品破壊あるいは、異常臭気等を発する恐れがあったため、空焚き状態でも問題のない制御温度を設定していた。空焚き状態の場合、制御温度で加熱手段の通電を遮断しても、オーバーシュートがあるため、蒸気供給機構を構成する部品の耐熱温度（たとえば、蒸発皿の表面処理材料のフッ素樹脂コーティングの場合２８０℃）を超えないようにするためには制御温度を低く設定する必要があった。しかし、必要以上に制御温度を低くすると、正常に使用されて水がある場合にも、加熱手段が低い制御温度で制御されるため通電率が下がり、調理に必要な蒸気量が得られず、食品の出来栄えが悪くなる恐れもあった。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、簡素な制御で効率のいい蒸気供給を行なう蒸気発生機能付き高周波加熱装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の加熱調理器は、被加熱物を収容する加熱室内に高周波を出力する高周波発生手段と、前記加熱室内に加熱蒸気を供給する蒸気供給機構とを備え、高周波と加熱蒸気との少なくともいずれかを前記加熱室に供給して前記被加熱物を加熱処理する蒸気発生機能付き高周波加熱装置であって、前記加熱室内には蒸発皿と、この蒸発皿を加熱して前記蒸発皿上の水を蒸発させる加熱手段と、前記加熱手段を制御する制御部とを備え、前記蒸気供給機構は、前記加熱手段または蒸発皿裏面に温度を検出する温度検出手段を設け、前記制御部は前記温度検出手段の検出温度レベルに基づき前記加熱手段の通電または遮断を繰り返し制御し、その加熱手段の遮断検出温度レベルは、１回目の遮断検出温度レベルよりも２回目以降の遮断検出温度レベルを高く設定したものである。

これによって、温度検出手段の検出温度レベルに基づき前記加熱手段の通電または遮断の制御を空焚きの場合と水有りの場合に分けることが可能となり、簡素な構成で効率の高い蒸気の供給を行なうことができる蒸気発生機能付き高周波加熱装置を提供することができる。

本発明の蒸気発生機能付き高周波加熱装置は、温度検出手段の検出温度に基づき前記加熱手段の通電または遮断を多段階で制御するので、蒸気の供給を効率良く行なうことができることで、蒸気調理性能を向上できるのとともに、信頼性の高い蒸気発生機能付き高周波加熱装置を提供することができる。

上記目的を達成するために、本発明に係る蒸気発生機能付き高周波加熱装置は、請求項１に記載したように、被加熱物を収容する加熱室内に高周波を出力する高周波発生手段と、前記加熱室内に加熱蒸気を供給する蒸気供給機構とを備え、高周波と加熱蒸気との少なくともいずれかを前記加熱室に供給して前記被加熱物を加熱処理する蒸気発生機能付き高周波加熱装置であって、前記加熱室内には蒸発皿と、この蒸発皿を加熱して前記蒸発皿上の水を蒸発させる加熱手段と、前記加熱手段を制御する制御部とを備え、前記蒸気供給機構は、前記加熱手段または蒸発皿裏面に温度を検出する温度検出手段を設け、前記制御部は前記温度検出手段の検出温度レベルに基づき前記加熱手段の通電または遮断を繰り返し制御し、その加熱手段の遮断検出温度レベルは、１回目の遮断検出温度レベルよりも２回目以降の遮断検出温度レベルを高く設定したものである。これらにより適度な蒸気量を制御でき、蒸発皿の耐熱温度内での使用が可能となり、例えば蒸発皿に施したフッ素処理材の劣化防止を図ることができる。

また、請求項２に記載の蒸気発生機能付き高周波加熱装置においては、その加熱手段の遮断検出温度レベルは、調理開始ごとの初回の加熱手段の通電遮断後のオーバーシュートによる蒸気供給機構構成部品の耐熱温度内に設定し、２回目以降は初回遮断検出温度レベルより遮断する検出温度レベルを高く設定することを特徴とする。これらにより適度な蒸気量を制御でき、また蒸発皿の耐熱温度内での使用が可能となり、例えば蒸発皿に施したフッ素処理材の劣化防止を図ることができる。

また、請求項３に記載の蒸気発生機能付き高周波加熱装置においては、その制御部は、温度検出手段の検出温度レベルが所定の時間内に所定の温度レベル以上上昇した場合、空焚きと判定し、空焚きと判定されなかった場合には１回目の遮断検出温度レベルをキャンセルして２回目以降の遮断検出温度レベルで制御することを特徴とする。

これにより発生する蒸気の量を適度に制御することができ、また蒸発皿の耐熱温度内での使用が可能となり、例えば蒸発皿に施したフッ素処理材の劣化防止を図ることができる。

以下、添付図面に基づいて本発明の一実施の形態に係る蒸気発生機能付き高周波加熱装置を詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明に係る蒸気発生機能付き高周波加熱装置の一実施の形態の外観図である。

この一実施の形態の蒸気発生機能付き高周波加熱装置１００は、食材の加熱調理に高周波加熱及び加熱蒸気による加熱が可能な電子レンジとして使用されるもので、食材等の被加熱物を収容する加熱室３内に高周波を出力する高周波発生手段（マグネトロン）５と、加熱室３内に加熱蒸気を供給する蒸気供給機構７とを備え、高周波と加熱蒸気との少なくともいずれかを加熱室３に供給して加熱室３内の被加熱物を加熱処理する。

加熱室３は、前面開放の箱形の本体ケース１０内部に形成されており、本体ケース１０の前面に、加熱室３の被加熱物取出口を開閉する透光窓１３ａ付きの開閉扉１３が設けられている。開閉扉１３は、下端が本体ケース１０の下縁にヒンジ結合されることで、上下方向に開閉可能となっており、上部に装備された取っ手１３ｂを掴んで手前に引くことによって、図２に示す、開いた状態にすることができる。

加熱室３と本体ケース１０との壁面間には所定の断熱空間が確保されており、必要に応じてその空間には断熱材が装填されている。

特に加熱室３の背後の空間は、加熱室３内の雰囲気を攪拌する循環ファン及びその駆動モータ（図示略）を収容した循環ファン室となっており、加熱室３の後面の壁が、加熱室３と循環ファン室とを画成する仕切壁となっている。

図示はしていないが、加熱室３の後面壁である仕切壁１５には、加熱室３側から循環ファン室側への吸気を行う吸気用通風孔と、循環ファン室側から加熱室３側への送風を行う送風用通風口とが形成エリアを区別して設けられている。各通風孔は、多数のパンチ孔として形成されている。

本実施の形態の場合、図２に示すように、高周波発生手段（マグネトロン）５は、加熱室３の下側の空間に配置されており、この高周波加熱装置５から発生した高周波を受ける位置にはスタラー羽根１７が設けられている。そして、高周波発生手段５からの高周波を、回転するスタラー羽根１７に照射することにより、該スタラー羽根１７によって高周波を加熱室３内に攪拌しながら供給するようになっている。なお、高周波発生手段５やスタラー羽根１７は、加熱室３の底部に限らず、加熱室３の上面や側面側に設けることもできる。

蒸気供給機構７は、図３に示すように、装置本体に着脱可能に装備される１基の貯水タンク２１と、加熱室３内に装備される２つの蒸発皿２５と、これらの蒸発皿２５を加熱して蒸発皿２５上の水を蒸発させる加熱手段２７と、貯水タンク２１の水を加熱手段２７による加熱域を経由して蒸発皿２５に導く２系統の給水路２９と、貯水タンク２１と各給水路２９との接続部に装備されて貯水タンク２１の取り外し時に貯水タンク及び給水路内の水の漏れ出しを防止するタンク側の止水弁３３及び給水路側の止水弁４５と、給水路側の止水弁４５よりも下流に配置されて給水路２９から貯水タンク２１への水の逆流を防止する逆止弁４７とを備えて構成される。

上記した２系統よりなる給水路２９の特長的構成は、後で詳述するが、各加熱手段２７による加熱域から給水路先端の水吹出し口２９ｅまでの距離が等距離に設定されていることにある。

なお、蒸気供給機構７は、図４に示すように、１系統の給水路２９から一つの蒸発皿２５に水を供給して蒸気を発生させる構成とすることもできる。

なお、蒸発皿の保護及び、汚れや水あか等を付き難くするため、蒸発皿の表面にフッ素樹脂コーティングを施している。ただし、このフッ素樹脂コーティングの耐熱温度は２８０℃程度であり、蒸発皿に水が無い場合でも蒸発皿の耐熱温度内での使用が必要である。水がある場合は、蒸発皿のフッ素樹脂コーティング面の温度は１００℃程度であり特に劣化の心配はない。したがって、水切れ等による蒸発皿の空焚きを防ぐことが、フッ素樹脂コーティングの劣化防止につながる。

本実施の形態において、貯水タンク２１は、取り扱い性に優れる扁平な直方体状のカートリッジ式で、装置本体（本体ケース１０）に対して着脱が容易にでき、しかも、加熱室３内の加熱によって熱的なダメージを受けにくいように、図１に示すように、本体ケース１０の側面に組み付けられたタンク収納部３５に差込装着される。

タンク収納部３５は、図５に示すように、後端側が本体ケース１０にヒンジ結合されていて、図５（ａ）に矢印（イ）で示す前端部の係合を外すと、図５（ｂ）に矢印（ロ）で示すように、前端側が外側に回動して、前端のタンク挿入口３６が露出する。

タンク挿入口３６を露出した状態では、図５（ｃ）に矢印（ハ）で示す方向に、貯水タンク２１を抜き取ることができる。

貯水タンク２１の装着は、抜き取り方向と逆方向に、貯水タンク２１をタンク挿入口３６に差し込むことで、完了する。

貯水タンク２１は、図６に示すように、上方を開放した扁平な直方体状の容器本体２２と、この容器本体２２の上部開口部を覆う開閉蓋２３とから構成されている。容器本体２２及び開閉蓋２３は、樹脂で形成されていている。

容器本体２２は、内部の水の残量が視認可能なように、透明な樹脂で形成されていて、容器本体２２の両側面には、残量水位を示す目盛り２２ａが装備されている。この目盛り２２ａを装備した部位は、図５及び図７にも示したように、タンク収納部３５の前端縁に形成された切り欠き窓３７から外部に露出して、外部から貯水タンク２１内の水の残量が視認可能にされている。

図６に示すように、容器本体２２の背面の下部寄りの位置には、給水路２９に嵌合接続する円筒状の接続口２２ｂが突設されている。この接続口２２ｂには、図８（ａ）に示すように、貯水タンク２１を装置本体から取り出した状態では接続口２２ｂを閉じて、貯留水の流出を防止するタンク側の止水弁３３が装備されている。

本実施の形態の蒸発皿２５は、加熱室３の底板４の一部に給水を受ける窪みを形成したもので、底板４と一体である。

蒸発皿２５は、既述したとおり、本実施の形態では、底板４の後部の左右にそれぞれ装備されている。

加熱手段２７は、それぞれの蒸発皿２５の下面に接触配置されたシーズヒータで、図９に示すように、蒸発皿２５の背面に密着状態に取り付けられるアルミダイキャスト製の組付けブロック２７ａにヒータ本体が組み付けられた構造である。本実施の形態の場合、組付けブロック２７ａから延出したヒータ両端の一対の電極２７ｂ，２７ｃ間には、該加熱手段２７の温度を検出する温度検出センサとしてのサーミスタ４１が接続されている。

サーミスタ４１は、一対の電極２７ｂ，２７ｃ間で、組付けブロック２７ａに埋設状態に装備されている。このサーミスタ４１の検出信号は、図示せぬ制御部によって監視され、貯水タンク２１の残量０検出や、加熱手段２７の動作制御（発熱量制御）に利用される。

図１０に単独の制御レベルで使用した場合のサーミスタの検出温度レベルの変化と蒸発皿の温度変化の様子を示す。加熱手段２１の温度上昇に伴い検出温度レベルが上昇する。図中記号ａで加熱手段２１の通電が遮断されるが蒸発皿の温度は耐熱温度以上にまでオーバーシュートで上昇する。サーミスタの検出温度レベルが図中ｃまで減少すると加熱手段２１は再通電するがその時の蒸発皿２５の温度はＢまでしか上昇しない。Ａの温度を耐熱温度以下にするためには制御レベルを低く設定する必要が生じてくる。

図１１に本発明の制御レベルを２段階に分けた場合のサーミスタの検出温度レベルの変化と蒸発皿２５の温度変化の様子を示す。加熱手段２１を通電するとサーミスタの検出温度レベルが１回目の制御レベルｅに到達した時点で加熱手段２１への通電が遮断される。この時、サーミスタの検出温度レベルはｆまでオーバーシュートするが蒸発皿２５の温度は耐熱温度未満のＣまでしか上昇しない。通電が遮断された加熱手段２１はサーミスタの検出温度レベルがｇまで下がった時点で再通電される。加熱手段２１はサーミスタの検出温度レベルが２回目の制御レベルであるｈに到達した時点で再び通電が遮断され、サーミスタの検出温度レベルはｉまでオーバーシュートする。この時の蒸発皿２５の温度はＤまで上昇するがＣとＤにあまり差がなく、２回目以降でも蒸発皿２５の温度が耐熱温度を越える事はない。

図１２に水が供給された場合のサーミスタの検出温度レベルの変化と蒸発皿２５の温度変化の様子を示す。加熱手段２１の温度上昇に伴い、蒸発皿２５の温度はＥまで上昇するが水が供給されるのでＦまで減少する。以降、水がある限りＦの温度を維持する。一方、サーミスタの検出温度レベルはそのまま上昇を続け、その検出温度レベルが１回目の制御レベルｊに到達した時点で通電が遮断される。サーミスタの検出温度レベルがｋまで減少すると再通電され２回目の制御レベルｌまで上昇したら再び通電が遮断される。ｋからｌまで到達する間、加熱手段２１は通電されるわけであるが、図１１のｇからｈに到達する時間と比較してわかるように水有りの場合、通電時間が長くなる。１回目の制御レベルより２回目の制御レベルを高く設定しているので、通電時間を長く取ることが可能となり、加熱手段２１が長時間加熱されるので蒸気発生時間も長くなる。

本実施の形態では、上記した制御によって、蒸発皿に水が無い場合でも蒸発皿の耐熱温度内での使用を可能にして蒸発皿のフッ素樹脂コーティング面の劣化を防止することができ、また水がある場合には加熱手段の通電率があがるのでより多くの蒸気発生を可能とする。

なお、本実施の形態では、上記したように、制御レベルを２段階としたが、２段階に限らず、複数レベルで加熱手段の通電、遮断の制御を行うものであっても良い。

また、本実施の形態では、上記したサーミスタ４１の検出温度レベルが所定の時間内に所定のレベル以上上昇した場合、空焚きと判定する機能を設けた。本発明では実験により初めの給水開始から１５秒間の温度上昇レベルが４０レベルの変化があった場合、空焚き状態と判定するようにした。空焚きと判定されなかった場合には１回目の遮断検出温度レベルをキャンセルして２回目以降の遮断検出温度レベルで制御することを特徴とする。つまり、初めの給水開始から１５秒間の温度上昇レベルが４０レベル以下であった場合、水があると判断して、１回目の制御レベルではなく、２回目の制御レベルまで温度が上昇されないと加熱手段への通電は遮断されない。よって、加熱手段の通電をより長く維持できるので、蒸気の発生量を多くすることができ、より最適な蒸し料理を提供することが可能となる。

本発明に係る蒸気発生機能付き高周波加熱装置の一実施の形態の外観斜視図 図１に示した蒸気発生機能付き高周波加熱装置の加熱室の開閉扉を開いた状態で、加熱室内を前面から見た時の概略構成図 図１に示した蒸気発生機能付き高周波加熱装置における蒸気供給機構の概略構成図 蒸発皿が一つの場合の蒸気供給機構の概略構成図 図１に示した蒸気発生機能付き高周波加熱装置における貯水タンクの着脱操作の説明図で、（ａ）貯水タンクの装着状態の説明図（ｂ）タンク挿入口を露出させた状態の説明図（ｃ）貯水タンクの抜き取り状態の説明図 図４に示した蒸気供給機構で使用する貯水タンクの拡大斜視図 図４に示した蒸気供給機構の装置側面における取付構造の説明図 図６に示した貯水タンクと給水路の基端部との連結部における逆流防止構造の説明図で、（ａ）貯水タンクの抜き取り状態の説明図（ｂ）貯水タンクの装着状態の説明図 図６のＡ矢視図で、給水路が装置底部に配置された加熱手段によって加熱される構成の説明図 サーミスタによる蒸発量制御が１段階の場合の蒸発皿の温度の推移を説明する図 サーミスタによる蒸発量制御が２段階の場合の蒸発皿の温度の推移を説明する図 水有りの場合のサーミスタによる蒸発量制御を説明する図

符号の説明

３ 加熱室
４ 底板
５ 高周波発生手段
７ 蒸気供給機構
１３ 開閉扉
１５ 仕切壁
１７ スタラー羽根
２１ 貯水タンク
２２ 容器本体
２２ｂ 接続口
２３ 開閉蓋
２５ 蒸発皿
２７ 加熱手段
２７ａ 組付けブロック
２９ 給水路
２９ａ 基端配管部
２９ｂ 水平配管部
２９ｃ 垂直配管部
２９ｄ 上部配管部
３３ タンク側の止水弁
３５ タンク収納部
３６ タンク挿入口
４１ サーミスタ（温度検出センサ）
４５ 管側の止水弁
４７ 逆止弁

Claims (3)

1. 被加熱物を収容する加熱室内に高周波を出力する高周波発生手段と、前記加熱室内に加熱蒸気を供給する蒸気供給機構とを備え、高周波と加熱蒸気との少なくともいずれかを前記加熱室に供給して前記被加熱物を加熱処理する蒸気発生機能付き高周波加熱装置であって、前記加熱室内には蒸発皿と、この蒸発皿を加熱して前記蒸発皿上の水を蒸発させる加熱手段と、前記加熱手段を制御する制御部とを備え、前記蒸気供給機構は、前記加熱手段または蒸発皿裏面に温度を検出する温度検出手段を設け、前記制御部は前記温度検出手段の検出温度レベルに基づき前記加熱手段の通電または遮断を繰り返し制御し、その加熱手段の遮断検出温度レベルは、１回目の遮断検出温度レベルよりも２回目以降の遮断検出温度レベルを高く設定した蒸気発生機能付き高周波加熱装置。
2. 加熱手段の遮断検出温度レベルは、調理開始ごとの初回の加熱手段の通電遮断後のオーバーシュートによる蒸気供給機構構成部品の耐熱温度内に設定し、２回目以降は初回遮断検出温度レベルより遮断する検出温度レベルを高く設定することを特徴とする請求項１記載の蒸気発生機能付き高周波加熱装置。
3. 制御部は、温度検出手段の検出温度レベルが所定の時間内に所定の温度レベル以上上昇した場合、空焚きと判定し、空焚きと判定されなかった場合には１回目の遮断検出温度レベルをキャンセルして２回目以降の遮断検出温度レベルで制御する請求項１または２に記載の蒸気発生機能付き高周波加熱装置。

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