JP5531049B2 - 対流気流と省エネルギー機能を有するオーブン - Google Patents

Description

本開示は加熱のためにオーブンまたはトースター内部で食品を搬送するオーブンまたはトースターに関する。特に、本開示は対流気流を備えたオーブンまたはトースター、そしてオーブンを省エネルギーモードにする制御器に関する。

食品を加熱するために使われるコンベアオーブンはこの分野ではよく知られている。典型的にはこれらのオーブンはオーブン内で食品を移動するために電動コンベアを用い、コンベアの上そして／または下に位置する発熱素子で加熱される。

これらのオーブンでは、オーブン自体の側面と上面からと同様に、オーブンの入口と出口からの熱損失による熱効率の問題が典型的な経験される問題である。加えて現在入手可能なオーブンはオーブン庫内（キャビティ）全体にわたっての熱エネルギーの不均一な集中により食品が非効率に加熱される。現在入手可能なオーブンでは、長い時間食品が調理されていないときであっても、使用時間中は全出力で動作するためエネルギーの無駄がある。本開示は現在入手可能なオーブンのこれらの不都合をすべて克服するものである。

一の実施例では、本開示は食品の加熱のためのオーブンを提供する。オーブンは、コンベアと、前記コンベアの上部に備えられた複数の発熱素子と、オーブンの上部表面に取り付けられた複数の反射器とからなる。反射器は前記コンベアの前記発熱素子と反対側に備えられる。

オーブンの上部表面、あるいはフードは一般には放物形あるいは半球形である。反射器は発熱素子から出た熱をコンベアベルトと食品に向かって放射するので、オーブンの効率を最大化する。加えて反射器はエネルギーを発熱素子自体の長さに沿って均等に確実に配分するのに役立ち、オーブン庫内全体にわたり均一な熱エネルギーを提供する。

本開示は又オーブンの作動方法も提供する。方法は、オーブン内の温度を検出するステップと、設定時間内に設定された温度変化が検出されたときに通常モードで運転するステップと、前記設定時間内に前記設定された温度変化が検出されなかったときはエネルギー節約モードで運転するステップとからなる。

本方法はオーブンの不必要な電力消費を防止する。食品がその期間オーブンを通過していないことを示す、長い期間オーブンの内部温度が変化しない時を検出するため制御器を用いることができる。制御器はその時発熱素子への電力を下げてコンベアを止め、オーブンが使われていない時の不必要な電力の使用を防止する。使用者は手動でオーブンを通常モードへ復帰できる。

本開示はまた発熱素子へ供給される電力を表示する制御器を備えることができ、それはオーブン正面側に設けることができる。電圧特定機能が機器へ供給される電圧を検出でき、発熱素子へ適切な電圧をパルス供給できる。

本開示のオーブンの正面、右側面の斜視図である。 透明な正面パネルを備えた、図１のオーブンの正面、右側面の斜視図である。 図１のオーブンの上面、透視図である。 図１のオーブンの正面、透視図である。 図１のオーブンの右側面図である。 図１のオーブンの正面、透視図である。 本開示のオーブンの第二の実施例の上面、透視図である。 図７のオーブンの分解組み立て図として示した上面、透視図である。 本開示の制御器の論理及びフロー図である。

図１乃至図６において、そして特に図１において、本開示のオーブン１０は上面２０、正面３０、右側面３５、背面４０、左側面４５、そしてコンベア５０からなる。本明細書で使われる用語「オーブン」は加熱、調理、焼成（トースト）その他により熱で食品を処理する事のできる機器をいう。

右側面３５はさらに右側開口部３７を、そして左側面４５は左側開口部４７をもち、従ってコンベア５０は二つの開口部３７と４７の軸線に沿って位置し、かつ開口部を超えて伸びている。このため、使用者は左側開口部４７近くでコンベア５０に加熱または焼成される食品を載せることができる。食品はオーブン１０（以下に説明する）の内部に設けられた複数の発熱素子で加熱され、そして右側開口部３７から抜け出ることができる。

オーブン１０の上面２０は実質的に放物形を有することができコンベア５０を覆っている。特に図２では上面２０はそれに取り付けられた複数の反射器２２を有する。オーブン１０の内部には複数の上部発熱素子２４と下部発熱素子２６を設けることができる。上部及び下部の発熱素子２４と２６は、上部及び下部の発熱素子２４と２６の両端に位置する、発熱素子を所定の位置に固定する二つのブラケット２８に取り付けることができる。ブラケット２８は図示された実施例のように正面及び裏面３０及び４０の内側か、あるいはそれに代えて上面２０に取り付けることができる。図示された実施例では上部及び下部の発熱素子２４と２６は直線状の電気発熱素子である。

反射器２２は通常上面２０の形に合うような形に配置される。この反射器２２の配置は、コンベア５０と加熱される品から離れる方向へ伝わる上部発熱素子２４で発生した熱をその方向へ確実に反射するようになっている。加えて、反射器２２は熱を上部及び下部の発熱素子２４と２６の軸に沿って均一に分配するのに役立つので、オーブン１０の庫内を通して熱エネルギーの集中が実質的に均一となる。これはオーブン１０の全体効率を改善する。

コンベア５０はさらにその長さ方向に沿って配置された、加熱される食品を支持しオーブン１０を通してそれを搬送するサポートローラー５２を有することができる。コンベア５０はまた追加の支持を提供する追加の梁５８を有することもできる。サポートローラー５２は、右駆動装置５４と左駆動装置５６とに動作可能なように接続されていてサポートローラー５２を回転させる。特に図４において、右駆動装置５４はステップモーター６０に動作可能なように接続されている。ステップモーター６０は電源（図示せず）に動作可能なように接続されている。示された実施例では右駆動装置５４はステップモーター６０にベルトで接続されているが、本開示では右駆動装置５４とこれに従うサポートローラー５２を回転させる他の手段も考えられる。

特に図２においてオーブン１０はまた制御器７０を備えることができる。制御器７０は上部及び下部の発熱素子２４と２６に供給される電力の量を調節するソリッドステートリレー（半導体継電器）を動作させる。制御器７０はオーブン１０に供給される電圧を計測することができ、そして上部及び下部の発熱素子２４と２６に適切な電力をパルス供給する。本開示はこのように、使用者の現場での異なった電圧に対応したいくつもの異なった型式の機器を製造する際に伴う製作及び労務費を大幅に節約する。

制御器７０は、制御器７０が機器は使用されていないことを検出した時に、上部及び下部の発熱素子２４と２６へ供給される電力量を調整するためにも又用いることができる。オーブン内に食品がある時はオーブンの庫内の温度は著しく下がる。制御器７０は、その時間内オーブン１０に食品が置かれず、したがってオーブン１０が積極的には使用中でないことを示す、設定時間内にオーブン１０の内部温度に劇的な変化はないことを検出することができる。エネルギー節約モードの間、制御器７０は上部及び下部の発熱素子２４と２６に供給される電力量を減少させ、又コンベア５０を停止させることもできる。この工程はこの分野で通常使用されるオーブンに比べオーブン１０のエネルギー効率を改善する。加えて本開示の省エネルギーモードは、現在入手可能なオーブンのように使用者が積極的にオーブンを省電力モードにすることを要求する省電源機能とは異なり、自動的に実行される。使用者は制御器７０の、ボタンあるいはパワースイッチのような復帰機能を動作させることによりオーブン１０を全出力動作モードに戻すことができる。使用者により復帰機能が動作し、オーブン１０の内部温度が完全動作レベルに復帰するのにはいくらか時間がかかるので、制御器７０は当初コンベア５０を通常全出力動作モードのときのレートより遅いレートで再スタートさせる。これによりオーブン１０が復帰過程にある時でも食品はなおも所望されたように十分に調理あるいは焼成され、使用者はオーブン１０が未だ復帰過程にある時でもその中に食品を置くことを許される。従ってこの機能はオーブンが完全動作モードに復帰するのを待つ間使用者が無駄に費やしてしまうだろう時間に関連した費用を節約する。一旦制御器７０がオーブン１０の内部温度がその全出力動作レベルにあると検出すれば、制御器７０はコンベア５０の速度をその通常レベルにまで増加する。

図９において、上述の工程の論理及びフロー図が示されている。ステップ（１）では、使用者は省エネルギーモードの間の発熱素子２４と２６のエネルギー減少量を、温度の低下そして／または負荷サイクルを設定することによりあらかじめ設定することができる。使用者はまた通常動作モードのオーブン１０の所望の温度を設定できる。ステップ（２）に示すように、使用者はそれからコンベア５０の速度減少量をあらかじめ設定できる。これらのパラメータは下層プログラムメニューとして設定できる。ステップ（３）に示すように、使用者は手動で省エネルギーモードを作動できる。一旦省エネルギーモードが動作すると、ステップ（５）に示すように、コンベア５０の速度はステップ（２）で設定した値に減じられ発熱素子２４と２６による消費エネルギーはステップ（１）で設定したレベルに落とされる。使用者はそれから、ステップ（６）に示すように、手動で省エネルギーモードを作動停止することができる。ステップ（８）に示すように、制御器はそれから発熱素子２４と２６へエネルギーを供給することによりオーブンの庫内温度を上げ、オーブン内の温度がステップ（１）で設定した通常動作モードの温度へ復帰する間、ゆっくりとコンベア５０の速度を増加する。それに代えて、ステップ（４）に示すように、制御器７０は、あらかじめ設定した時間を超えて温度の変化が検出されず、オーブンに食品が載かれていないことを示す時には、自動的に省エネルギーモードに入る。制御器７０はそれから、上記ステップ（５）で説明したように、発熱素子２４と２５への電源供給を減じコンベア５０を遅くする。食品負荷がコンベアにかかったとき、それによりオーブンの庫内温度が下がると、ステップ（７）に示すように、制御器は自動的にオーブンを省エネルギーモードから切り離す。制御器はそれからオーブンの庫内温度を上げ、温度が通常のメニュー設定に近づくに連れ、上記ステップ（８）で説明したように、ゆっくりとベルトの速度を増加する。

再度図１乃至図６において、オーブン１０は又ファン８０を備える。ファン８０はオーブン１０の庫内を通じて空気を循環させるために使用することができ、それによりオーブンの全体としての熱効率が改善する。図２において、ファン８０は、前面３０とオーブン１０の庫内（主室）との間に位置する前室（キャビティ）３２に気流を吹き込むことができる。気流は、前室３２の底部に配置させられた、複数の下部通気口３３を通じて、ファン８０により対流させることができる。ファン８０により対流させられた気流は前室３２からオーブンの頂点、上面２０の近く、複数の上部通気口３４を設けることのできる場所まで到達する。そしてファン８０による循環気流は通気口３４を通じてオーブン１０の庫内（主室）に入る。従って、オーブン１０の庫内（主室）の内部気流は絶え間なく循環させられていて、対流により庫内全体の均一な熱の分配に役立つ。図示されていないが、同様な下部及び上部の通気口の組み合わせをもった後室（キャビティ）もまた設けることができ、ファン８０による循環気流は両側からオーブンの庫内（主室）に流入する。

加えて、ファン８０による循環気流の一部は、オーブン１０の右側と左側、右開口部３７と左開口部４７の上、右通風口３９と左通風口４９にそれぞれ存在する。ファン８０は空気を十分な力で循環するので、エアカーテンが通風口３９と通風口４９に形成される。通風口３９と通風口４９に形成されるエアカーテンはオーブン１０の庫内に戻る方向に向いているので、庫内からの加熱された気流は周囲の大気中に逃げることがない。これはオーブン庫内（主室）から加熱された気流の損失を防ぐことによりオーブン１０の全体の効率を改善する追加の特徴である。

図７と図８において、本開示のオーブンの第２の実施例、オーブン１１０が示されている。以下で説明する特徴の例外はあるものの、オーブン１１０はオーブン１０と同一である。

オーブン１１０は発熱素子１２４を有する。オーブン１０の直線状の発熱素子２４とは異なり、オーブン１１０の発熱素子１２４はシングルカートリッジタイプのコイル発熱素子である。発熱素子１２４は、発熱素子ブラケット１２７に接続される第一の端子１２５と第２の端子１２６をもつ。この組み立て品は、背面１４０の内部に取り付けできる据付ブラケット１２８に取り付け可能である。この機構は他の種類の発熱素子に付随する組み立て配線の費用を著しく節約する。

本発明はその特に好ましい形を参照してこのように説明してきたが、添付された特許請求の範囲に規定した本発明の精神と範囲から逸脱しない範囲で種々の変更と修正がなされうることは明白である。

Claims (3)

1. オーブン内の気流温度を検出するステップ、
   設定時間内に設定された該気流の温度変化を検出したとき通常モードで動作するステップ、
   該設定時間内に該設定された該気流の温度変化を検出しなかったとき省エネルギーモードで動作するステップ、
   該省エネルギーモードで動作した後所定時間内に設定された該気流の温度変化を検出したとき回復モードで動作するステップと、
   からなり、
   該回復モードで動作するステップは、該オーブン内に設けられたコンベアの速度が、該気流の温度が該通常モードの通常動作温度に戻るに従って増加させられるステップ、をさらに含む
   オーブンの作動方法。
2. 前記省エネルギーモードのとき、前記オーブンに設けられた発熱素子へ供給されるエネルギーを減じるステップ、をさらに含む請求項１に記載のオーブンの作動方法。
3. 前記省エネルギーモードのとき、前記オーブン内に設けられたコンベアの速度を減じるステップ、をさらに含む請求項１に記載のオーブンの作動方法。

Images