JP4444313B2 - 加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、調理庫内の温度を検出する庫内温度検出素子の検出温度に基づき庫内加熱手段及びスチーム供給手段を制御する構成の加熱調理器に関する。

加熱調理器においては、電気ヒータやマグネトロンなどの加熱手段による加熱調理に加えて、スチームによる加熱調理を可能としたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この場合、調理庫（加熱室）内の温度をサーミスタからなる庫内温度検出素子により検出し、庫内が設定温度になるように、庫内加熱用の電気ヒータ及びスチーム供給手段を制御する構成としている。
特開２００５−３０８３１５号公報

ところで、この種の加熱調理器においては、庫内温度を２００℃以上の高温度に設定して調理する場合や、調理庫内を例えば４０〜５０℃程度の比較的低い温度に設定して調理を行う場合がある。
上記した特許文献１のものでは、調理庫内の温度を検出する庫内温度検出素子は１個のみである。１個の庫内温度検出素子で、４０〜５０℃の比較的低い温度から２００℃以上の比較的高い温度まで検出して制御しようとすると、検出誤差が大きくなり、精度の良い温度制御を行うことができないという問題がある。

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、庫内温度を検出して加熱調理する場合に、比較的低い温度から高い温度までの広い温度範囲で、より精密に温度制御が可能な加熱調理器を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明は、被調理物を収容する調理庫と、この調理庫の外側に設けられ、熱風ヒータ及び循環用ファン装置を有し、熱風を前記調理庫内に供給してその調理庫内を加熱する庫内加熱手段と、前記調理庫の外側に設けられ、発生したスチームをスチーム吐出口から前記調理庫内に供給するスチーム供給手段と、前記調理庫にあって前記スチーム供給手段の前記調理庫へのスチーム供給面とは異なる面に設けられ、前記調理庫内の温度を検出する庫内温度検出素子と、この庫内温度検出素子の検出温度に基づき前記庫内加熱手段及びスチーム供給手段を制御する制御手段とを備えた加熱調理器において、前記庫内温度検出素子としては、互いに検出温度特性が異なる第１の庫内温度検出素子と第２の庫内温度検出素子があり、そのうち前記第１の庫内温度検出素子は、前記第２の庫内温度検出素子に比べて、水の沸点未満の温度帯での検出誤差が小さいものであり、前記第２の庫内温度検出素子は、前記第１の庫内温度検出素子に比べて、水の沸点以上の温度帯での検出誤差が小さいものであり、
前記制御手段は、庫内温度が水の沸点以上の高温度でのスチーム調理の際には前記第２の庫内温度検出素子の検出温度に基づき前記庫内加熱手段及びスチーム供給手段を制御し、庫内温度が水の沸点未満の低温度でのスチーム調理の際には前記第１の庫内温度検出素子の検出温度に基づき前記庫内加熱手段及びスチーム供給手段を制御することを特徴とする。

本発明において、庫内の温度を検出する庫内温度検出素子として、検出温度特性が、比較的低い温度を検出するのに適したものと、比較的高い温度を検出するのに適したものを用いることにより、比較的低い温度から高い温度までの広い温度範囲で、より精密に温度制御が可能となる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
まず、図１に基づき加熱調理器の概略構成について説明する。この図１は加熱調理器の要部の構成を示す正面図で、具体的には外郭を形成する外枠、前面側の開閉扉、及び調理メニュー等を設定する操作パネルなどの周知の外装部材を除去した状態の正面図にあって、主に前面を開放した矩形容器状の調理庫１を示している。

図１において、調理庫１の後壁１ａの背面側に、庫内加熱手段として、それぞれ電気ヒータ（シーズヒータ）からなる外側熱風ヒータ２と内側熱風ヒータ３とが設けられている。これら外側及び内側熱風ヒータ２，３はそれぞれ矩形枠状に形成されていて、外側熱風ヒータ２の内側に内側熱風ヒータ３が同心状に配置されている。内側熱風ヒータ３の内側に、循環用ファン装置４のファン４ａが配置されている。後壁１ａには、ファン４ａと対応する中央部に吸込口５が形成されていると共に、上部及び下部に外側及び内側熱風ヒータ２，３に対応するように吹出口６が形成されている。吸込口５及び吹出口６は、それぞれ多数の孔から構成されている。

ここで、循環用ファン装置４が駆動されてファン４ａが回転されると、調理庫１内の空気が中央部の吸込口５からファン４ａ側に吸い込まれ、ファン４ａの周辺の空気が上部及び下部の吹出口６から調理庫１内に吹き出され、いわゆる循環送風が行われる。このとき、外側熱風ヒータ２、内側熱風ヒータ３が通電されて発熱すると、これら熱風ヒータ２，３により加熱された熱風が吹出口６から調理庫１内に吹き出されるようになる。
調理庫１の天井壁１ｂの上面には、面状の電気ヒータからなる上ヒータ７が設けられ、底壁１ｃの下面にも面状の電気ヒータからなる下ヒータ８が設けられている。これら上ヒータ７及び下ヒータ８も、調理庫１内を加熱する庫内加熱手段を構成している。

調理庫１の図示左側に位置させて、スチーム供給手段としてのスチーム供給装置１０が配設されている。このスチーム供給装置１０は、蒸発ユニット１１と、給水ユニット１２とを備えている。蒸発ユニット１１は、アルミダイキャスト製の中空の蒸発容器１３と、この蒸発容器１３に鋳込まれた棒状の電気ヒータ（シーズヒータ）からなる２本のスチーム用上ヒータ１４及びスチーム用下ヒータ１５と、蒸発容器１３内に連通した複数のスチーム吐出口１６とを備えていて、スチーム吐出口１６が、調理庫１の左側壁１ｄから調理庫１内に臨んでいる。蒸発ユニット１１には、蒸発容器１３内の温度を検出するための温度検出素子として、スチーム用サーミスタ１７（図２のみ示す）が設けられている。

上記給水ユニット１２は、貯水タンク１８と、給水ポンプ１９と、給水用のパイプ２０ａ、２０ｂを備えている。２本のパイプ２０ａ，２０ｂのうち、一方のパイプ２０ａは、貯水タンク１８の出口と給水ポンプ１９の吸入口との間に接続され、他方のパイプ２０ｂは、給水ポンプ１９の吐出口と蒸発容器１３の入口との間に接続されている。貯水タンク１８は、調理庫１の底壁１ｃの下方に位置させて、前方から出し入れ可能に装着されるようになっている。

ここで、給水ポンプ１９が駆動されると、貯水タンク１８内の水がパイプ２０ａを介して給水ポンプ１９に吸い込まれると共に、給水ポンプ１９内の水がパイプ２０ｂを通して蒸発ユニット１１の蒸発容器１３内に供給される。このとき、蒸発容器１３のスチーム用上ヒータ１４及びスチーム用下ヒータ１５が通電されて発熱すると、蒸発容器１３内に供給された水がこれらスチーム用上ヒータ１４及びスチーム用下ヒータ１５により加熱されて蒸気（スチーム）化し、スチームがスチーム吐出口１６から調理庫１内に供給されるようになる。

なお、通常この種の加熱調理器には、上記した以外の加熱手段として、図示はしないが高周波による加熱手段としてのマグネトロンを調理庫１の外部に設け、マグネトロンが発生する高周波を、導波管を通して例えば調理庫１の底壁１ｃから調理庫１内に供給可能としている。調理庫１内には、被調理物を載置する載置台２１が出し入れ可能に配設されるようになっている。この載置台２１は、調理庫１の左右側壁１ｄ，１ｅの対向する位置に設けられた受け部２２に着脱可能に支持されるようになっている。

調理庫１には換気手段が設けられている。すなわち、左側壁１ｄの前方寄りに位置させて吸気口２３が形成され、後壁１ａの上部の右隅部に位置させて排気口２４が形成されている。これら吸気口２３及び排気口２４は、それぞれ多数の小孔から構成されていて、庫外と連通している。そして、吸気口２３側には、外気を積極的に取り込むための吸気用ファン装置２５（図２のみ示す）が設けられている。この吸気用ファン装置２５が駆動されると、庫外の空気が吸気口２３から調理庫１内に供給されると共に、調理庫１内の空気が排気口２４から庫外へ排出されるようになる。

さて、調理庫１の天井壁１ｂの右前部には、調理庫１内の温度を検出する庫内温度検出素子として、複数個、この場合、２個（第１及び第２）のサーミスタ２６，２７が設けられている。従って、これら第１及び第２のサーミスタ２６，２７は、スチーム供給装置１０の調理庫１へのスチーム供給面である左側壁１ｄとは異なる面（天井壁１ｂ）に配置されている。

第１及び第２のサーミスタ２６，２７は、互いに検出温度特性が異なっている。図３（ａ），（ｂ）には、これら第１及び第２のサーミスタ２６，２７の温度と抵抗値の関係が示されている。これらの図から次のようなことがわかる。第１のサーミスタ２６は、２０〜１００℃の比較的低い温度帯では抵抗値の上限値と下限値との差が少なく、比較的低い温度帯での検出精度は優れているが、１２０℃以上では抵抗値の上限値と下限値との差が次第に大きくなり、比較的高い温度帯での検出精度が悪くなる傾向がある。これに対して、第２のサーミスタ２７は、１００℃以上の比較的高い温度帯では抵抗値の上限値と下限値との差が少なく、比較的高い温度帯での検出精度は優れているが、１００℃以下の比較的低い温度帯では抵抗値の上限値と下限値との差が次第に大きくなり、比較的高い温度帯での検出精度が悪くなる傾向がある。

図２には、加熱調理器において、本発明の要旨に関係した部分の電気的構成が概略的に示されている。この図２において、制御装置２８は、マイクロコンピュータを主体に構成されたもので、加熱調理器の電気的な制御をする制御手段として機能する。この制御装置２８には、図示しない操作パネルに設けられた操作部２９、蒸発容器１３内の温度を検出するスチーム用サーミスタ１７、調理庫１内の温度を検出する第１及び第２のサーミスタ２６，２７からの信号が入力される。第１及び第２のサーミスタ２６，２７は、それぞれ電源とアースとの間に対応する固定抵抗３０，３１と直列に接続されていて、第１のサーミスタ２６と固定抵抗３０との中間点、及び第２のサーミスタ２６と固定抵抗３１との中間点がそれぞれ制御装置２８に接続されている。この場合、調理庫１内の温度が変化することに伴い第１及び第２のサーミスタ２６，２７の抵抗値が変化し、これに伴い制御装置２８に入力する電圧値が変化する。制御装置２８は、その入力する電圧値と予め備えたテーブルに基づき、調理庫１内の温度を判定する。

制御装置２８は、これら操作部２９、スチーム用サーミスタ１７、第１及び第２のサーミスタ２６，２７の信号と、予め備えた制御プログラムに基づき、操作パネルに設けられた表示部３２、上ヒータ７、下ヒータ８、外側熱風ヒータ２、内側熱風ヒータ３、循環用ファン装置４、スチーム用上ヒータ１４、スチーム用下ヒータ１５、給水ポンプ１９、吸気用ファン装置２５などを制御する機能を備えている。

次に、上記構成の加熱調理器の作用について説明する。ここでは、スチームを用いた調理を行う場合について説明する。スチームを用いた調理メニューとしては、例えば、「鶏の照り焼き」、「ハンバーグ」、「茶碗蒸し」、「ご飯や肉まん等のあたため」、「野菜等のビタミンＣ増加が見込める調理」（以下、「ビタミンＣ増加調理」と称する）等がある。そして、スチームを用いた調理メニューのうち、「鶏の照り焼き」や「ハンバーグ」等は、庫内温度が水の沸点である１００℃以上の高温度のスチーム調理モードに該当し、「茶碗蒸し」、「ご飯や肉まん等のあたため」、「ビタミンＣ増加調理」等は、庫内温度が１００℃未満の低温度のスチーム調理に該当する。

スチーム調理を開始する前に、使用者は調理庫１内に載置台２１をセットし、この載置台２１に被調理物（図示せず）を載置する。そして、操作部２９にて、スチームを用いた調理メニューの一つを選択し、設定する。制御装置２８は、操作部２９の入力信号に基づきスチームを用いた加熱調理を実行する。図４には、このときの簡単なフローチャートが示されている。制御装置２８は、まず、選択された調理メニューの設定温度（庫内温度）が１００℃未満か否かを判断する（ステップＳ１）。

ここで、選択された調理メニューが例えば「鶏の照り焼き」であった場合、この「鶏の照り焼き」は１００℃以上の高温度のスチーム調理モードに該当するため、「ＮＯ」に従ってステップＳ２へ移行し、高温度のスチーム調理モードを実行する。高温度のスチーム調理モードでは次のような制御が行われる。この高温度のスチーム調理モードでは、高温度に適した第２のサーミスタ２７を使用して温度制御を行う。

（高温度のスチーム調理モード）
高温度のスチーム調理モードでは、まず、外側熱風ヒータ２及び内側熱風ヒータ３を通電すると共に、循環用ファン装置４を駆動する。循環用ファン装置４は、定常回転数で駆動する。これにより、外側熱風ヒータ２及び内側熱風ヒータ３で加熱された熱風が調理庫１内を循環し、調理庫１内が加熱される。また、換気用の吸気用ファン装置２５を、定常回転数より低い回転数で駆動する。これに伴い、庫外の空気が、吸気口２３から調理庫１内に少量導入され、これに応じた少量の庫内空気が排気口２４から庫外へ排出される。従って、庫内の換気は低調に行われる。

さらに、スチーム供給装置１０の給水ポンプ１９を駆動して貯水タンク１８内の水を蒸発容器１３内に供給すると共に、スチーム用上ヒータ１４及びスチーム用下ヒータ１５を通電して発熱させる。これにより、蒸発容器１３内に供給された水が加熱されてスチームが発生し、そのスチームがスチーム吐出口１６から調理庫１内に供給される。このとき、スチームの発生温度は１００℃以上となるように制御する。

このようにして調理庫１内にはスチームが供給され、また、調理庫１内では前記したように熱風循環が行われており、該熱風と共にスチームも循環し、スチームも外側熱風ヒータ２及び内側熱風ヒータ３により繰り返し加熱される。このため、調理庫１内のスチームは飽和温度以上に加熱された過熱スチームとして生成され、例えば３００℃の高温度に設定することも可能である。制御装置２８は、調理庫１内の温度を第２のサーミスタ２７により検出し、調理庫１内の温度が、調理メニューに応じた設定温度に維持されるように、外側熱風ヒータ２、内側熱風ヒータ３、スチーム用上ヒータ１４、スチーム用下ヒータ１５、給水ポンプ１９などを制御する。これにより、高温度の過熱スチームよる加熱調理が行なわれる。

このとき、制御装置２８は、第２のサーミスタ２７による検出温度と、調理の設定温度とを比較し、その差が大きいほど（検出温度が設定温度より大きく低いほど）、庫内加熱手段である外側熱風ヒータ２及び内側熱風ヒータ３の通電時間を長くし、逆に、その差が小さいほどそれら外側熱風ヒータ２及び内側熱風ヒータ３の通電時間を短くする。図５には、データ差（検出温度と設定温度との差）と、熱風ヒータ（外側熱風ヒータ２及び内側熱風ヒータ３）のオン時間との関係の一例が示されている。例えば、データ差が２０℃以上ある場合には、外側熱風ヒータ２及び内側熱風ヒータ３を、３０秒中２４秒間オンし、データ差が６〜１０℃である場合には、外側熱風ヒータ２及び内側熱風ヒータ３を、３０秒中５秒間オンし、データ差が０℃である場合には、外側熱風ヒータ２及び内側熱風ヒータ３を断電する、というように制御する。このように制御することにより、調理庫１内を設定温度まで素早く加熱でき、しかも、加熱のし過ぎを極力防止できる。

ここで、図６には、調理庫１内の温度を検出する第１のサーミスタ２６と第２のサーミスタ２７の特性線図を示している。この図６において、横軸は庫内温度Ｔ（℃）、縦軸は検出誤差温度ΔＴ（℃）である。この図６からもわかるように、第２のサーミスタ２６は、庫内温度が高くなるに従って検出誤差が小さくなる傾向があり、１００℃以上の比較的高い温度を検出するのに適していることがわかる。１００℃以上の高温度のスチーム調理では、過熱水蒸気を伴うため、調理庫１内の温度は２００℃以上に達する。そのため、２００℃付近の温度検出精度が高い第２のサーミスタ２７を用いることで、精度の良い温度制御が可能となる。第２のサーミスタ２７は、２００℃付近での検出誤差は３℃程度である。

これに対して、選択された調理メニューが、例えば「ビタミンＣ増加調理」（例えば、ほうれん草のビタミンＣを増加させるのに適した調理）であった場合、この「ビタミンＣ増加調理」は１００℃未満の低温度のスチーム調理に該当するため、ステップＳ１で「ＹＥＳ」に従ってステップＳ３へ移行し、低温度のスチーム調理モードを実行する。低温度のスチーム調理モードでは次のような制御が行われる。この低温度のスチーム調理モードでは、低温度に適した第１のサーミスタ２６を使用して温度制御を行う。

（低温度のスチーム調理モード）
まず、内側熱風ヒータ３を通電すると共に、循環用ファン装置４を定常回転数より低い回転数で駆動する。このとき、２本の熱風ヒータ２，３のうち、外側熱風ヒータ３は通電せず、内側熱風ヒータ３のみを通電することで、調理庫１内の加熱を抑える。また、循環用ファン装置４を定常回転数より低い回転数で駆動することにより、調理庫１内の空気は緩やかに循環することになる。

換気用の吸気用ファン装置２５は、定常回転数で駆動する。これに伴い、庫外の比較的温度の低い空気が、吸気口２３から調理庫１内に積極的に取り込まれ、これに応じた量の庫内空気が排気口２４から庫外へ排出される。従って、庫内の換気は積極的に行われ、調理庫１内の温度上昇が抑えられる。

そして、スチーム供給装置１０の給水ポンプ１９を駆動して貯水タンク１８内の水を間欠的に蒸発容器１３内に供給すると共に、スチーム用上ヒータ１４及びスチーム用下ヒータ１５を通電して発熱させて、スチーム用サーミスタ１７の検出温度が１２０℃に維持されるように制御する。これにより、蒸発容器１３内に供給された水が加熱されて瞬時にスチームが発生し、そのスチームがスチーム吐出口１６から調理庫１内に供給される。

このように、調理庫１内には比較的低温のスチームが供給され、また、循環用ファン装置４は低速回転されるので、スチームは弱い循環風により撹拌される。このとき、制御装置２８は、調理庫１内の温度を第１のサーミスタ２７により検出し、調理庫１内の温度を設定温度、例えば４０℃に維持されるように、内側熱風ヒータ３、スチーム用上ヒータ１４、スチーム用下ヒータ１５、給水ポンプ１９などを制御する。これにより、低温度のスチームよる加熱調理が行なわれる。

このとき、制御装置２８は、第１のサーミスタ２６による検出温度と、調理の設定温度とを比較し、その差が大きいほど（検出温度が設定温度より大きく低いほど）、庫内加熱手段である内側熱風ヒータ３の通電時間を長くし、逆に、その差が小さいほどそれら内側熱風ヒータ３の通電時間を短くする。このときも、図５と同様に制御する。

ここで、図６からもわかるように、第１のサーミスタ２６は、１００℃以下の比較的低い温度での検出誤差が小さく、特に４０〜５０℃付近では検出誤差が１℃以下となっており、１００℃以下の温度を検出するのに適していることがわかる。低温度のスチーム調理、特にほうれん草のビタミンＣを増加させる調理の場合の設定温度は４０℃の温度帯を維持することが必要であることが実験によりわかっているため、その温度帯の検出精度が良い第１のサーミスタ２６を用いることで、精度の良い温度制御が可能となる。

仮に、第２のサーミスタ２７を低温度のスチーム調理に用いた場合、ほうれん草のビタミンＣ増加調理の設定温度（庫内温度）４０℃では、検出誤差が７℃も出てしまい、ビタミンＣが増加しない温度帯で調理することになるおそれがあるが、本実施形態によればそのような不具合をなくすことが可能となる。

上記したように、本実施形態によれば、検出温度特性が異なる第１及び第２のサーミスタ２６，２７を、その特性を生かして、調理庫１内の設定温度に応じて、最適に使用するようにしたため、高い温度帯の調理をする加熱調理器であっても、低温度のスチーム調理といった、１００℃未満の温度を精度よく維持して加熱制御しなければならない調理も併用して使用することができる。よって、比較的低い温度から高い温度までの広い温度範囲で、より精密に温度制御が可能となる。

第１及び第２のサーミスタ２６，２７は、調理庫１にあってスチーム供給装置１０の調理庫１へのスチーム供給面となる左側壁１ｄとは異なる天井壁１ｂの右前部に配置したので、それら第１及び第２のサーミスタ２６，２７はスチームによる影響を受け難く、精度の良い温度検出が可能となる。

加熱調理時において、調理庫１内の温度を検出する第１、第２のサーミスタ２６，２７の検出温度と調理の設定温度との差が大きいほど、調理庫１内を加熱する外側熱風ヒータ２、内側熱風ヒータ３の通電時間を長くし、逆に、その差が小さいほどそれら外側熱風ヒータ２、内側熱風ヒータ３の通電時間を短くするように制御することで、調理庫１内を設定温度まで素早く加熱でき、しかも、加熱のし過ぎを極力防止できる。

本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
スチーム調理時において、調理庫１内を加熱する庫内加熱手段としては、熱風ヒータ２、３を用いることに代えて、上ヒータ７、下ヒータ８を用いるようにしても良い。

本発明の一実施形態の主要な構成を概略的に示す調理庫の正面図 本発明に関係した要部の電気的構成を示す図 （ａ）は第１のサーミスタの温度と抵抗値の関係を示す図、（ｂ）は第２のサーミスタの温度と抵抗値の関係を示す図 スチーム調理のフローチャート データ差（検出温度と設定温度との差）と、熱風ヒータのオン時間との関係を示す図 第１及び第２のサーミスタの特性線図

符号の説明

図面中、１は調理庫、２は外側熱風ヒータ（庫内加熱手段）、３は内側熱風ヒータ（庫内加熱手段）、４は循環用ファン装置（庫内加熱手段）、７は上ヒータ（庫内加熱手段）、８は下ヒータ（庫内加熱手段）、１０はスチーム供給装置（スチーム供給手段）、１１は蒸発ユニット、１２は給水ユニット、２３はスチーム吐出口、２６は第１のサーミスタ（第１の庫内温度検出素子）、２７は第２のサーミスタ（第２の庫内温度検出素子）、２８は制御装置（制御手段）を示す。

Claims (2)

1. 被調理物を収容する調理庫と、
   この調理庫の外側に設けられ、熱風ヒータ及び循環用ファン装置を有し、熱風を前記調理庫内に供給してその調理庫内を加熱する庫内加熱手段と、
   前記調理庫の外側に設けられ、発生したスチームをスチーム吐出口から前記調理庫内に供給するスチーム供給手段と、
   前記調理庫にあって前記スチーム供給手段の前記調理庫へのスチーム供給面とは異なる面に設けられ、前記調理庫内の温度を検出する庫内温度検出素子と、
   この庫内温度検出素子の検出温度に基づき前記庫内加熱手段及びスチーム供給手段を制御する制御手段とを備え、
   前記庫内温度検出素子としては、互いに検出温度特性が異なる第１の庫内温度検出素子と第２の庫内温度検出素子があり、そのうち前記第１の庫内温度検出素子は、前記第２の庫内温度検出素子に比べて、水の沸点未満の温度帯での検出誤差が小さいものであり、前記第２の庫内温度検出素子は、前記第１の庫内温度検出素子に比べて、水の沸点以上の温度帯での検出誤差が小さいものであり、
   前記制御手段は、庫内温度が水の沸点以上の高温度でのスチーム調理の際には前記第２の庫内温度検出素子の検出温度に基づき前記庫内加熱手段及びスチーム供給手段を制御し、庫内温度が水の沸点未満の低温度でのスチーム調理の際には前記第１の庫内温度検出素子の検出温度に基づき前記庫内加熱手段及びスチーム供給手段を制御することを特徴とする加熱調理器。
2. 前記制御手段は、加熱調理時において、前記庫内温度検出素子の検出温度と調理の設定温度との差が大きいほど前記庫内加熱手段の通電時間を長くすることを特徴とする請求項１記載の加熱調理器。

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