JP5894941B2 - 加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は水蒸気を加熱室内の被加熱物に供給して調理を行うオーブンレンジ等の加熱調理器に関するものである。

マイクロ波やヒータを用いた加熱調理器においては、本体内に蒸気発生手段を組み込んで加熱室に蒸気を供給することにより、被加熱物の乾燥を防いでより美味しく調理を行うことができ、調理のバリエーションも広がる。そのため、蒸気発生手段へ水を供給するタンク内の水の有無を判別する方法が種々提案されている。

例えば、特許文献１に示すように、ポンプを駆動した時に流れる電流を検出してポンプの負荷となる水の有無を検出するものである。

特開２００７−２４４５２号公報

上記従来技術において、供給する水の量が極少量なため、ポンプを駆動したときに水の有り無しで流れる電流値に大きな差が発生しないため、水の有無を判断する時、水の有無を判断する閾値を特定値の一点で管理すると、ポンプや電流検出器のばらつきによって誤判定する事が考えられる。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、被加熱物を収容する加熱室と、水を蓄えるタンクと、該タンクに蓄えられた水を送水するポンプと、前記タンクと前記ポンプを連結する給水管路と、該ポンプにより送水された水を加熱した水蒸気を前記加熱室に供給する蒸気発生手段と、前記ポンプを駆動させる制御手段と、前記ポンプに流れる電流値を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段で検出した電流値を記憶するメモリと、該メモリに電流値を入力する電流値入力部と、を備え、前記制御手段は、前記ポンプによる水の送水時の前記電流値として前記メモリに記憶された水有り検知閾値と、前記給水管路の容積よりも大きく、前記蒸気発生手段の容積よりも小さい送水量として想定した時間前記ポンプを駆動したときの前記電流値と、を比較することで、前記タンクに蓄えられた水の有無を判定するものである。

水蒸気を加熱室内に供給して調理する加熱調理器において、タンク内の水の有無を安定して検出することができる。

一実施例の加熱調理器の断面図である。 同加熱調理器の背面斜視図である。 同加熱調理器のブロック図である。 同加熱調理器の制御方法を示すフローチャートである。 同加熱調理器のポンプの制御シーケンスである。

以下、本発明の一実施例を、電気式オーブンレンジを例にとって説明する。なお、本発明は、電気オーブン、電子レンジ等の加熱調理器に適用しても良い。

図１は、一実施例の加熱調理器の側面断面図であり、図２は同加熱調理器を背面から見た斜視図で、外枠であるキャビネットを本体前方にずらした状態である。また、図３は同被加熱物４を加熱調理するためのブロック図である。

加熱調理器の本体１は、加熱調理する食品等の被加熱物４を収容する加熱室２、この加熱室２の底面に設けられた被加熱物４を載置するテーブル３、加熱室２に熱風を循環させる熱風ユニット５、マイクロ波を放射するマグネトロン６、マイクロ波を導く導波管７、回転アンテナ８及びアンテナモータ９等で構成されている。

マグネトロン６、導波管７、回転アンテナ８及びアンテナモータ９等についてはすでに公知であるので、詳細な説明は省略するが、これらの構成部品は後記する制御手段３２などとともに加熱室２と本体１底面との間の機械室１ａに配置されている。

また、本体１内の加熱室２の背面には熱風ユニット５が設置されている。この熱風ユニット５は、加熱室２への熱風供給手段を構成するもので、ダクト５ａと、このダクト５ａ内のほぼ中央に回転自在に設けられた送風手段１０、ダクト５ａに取り付けられ、送風手段１０を駆動するファンモータ１１、送風手段１０の外周の上下、すなわち、空気流の流出側に設けられたヒータ等の加熱手段１２などで構成されている。

また、加熱室２の背面壁には、多数のパンチング孔等よりなる吸込孔２ａ、吹出孔２ｂが設けられており、吸込孔２ａは送風手段１０の略中心部に設けられ、吹出孔２ｂは上下の加熱手段１２に対向した位置に設けられている。

１３は蒸気発生手段で、水が供給される容器１３ａと、容器１３ａを加熱するヒータ１３ｂ等から構成されており、これらは熱風ユニット５と本体１との背面の間に配置されている。

容器１３ａは、アルミダイキャスト等のアルミニウム材やステンレス材等の錆び難い金属材料で構成され、また、ヒータ１３ｂは容器１３ａの肉部に埋め込まれたシーズヒータ等で構成され、図３に示すように制御手段３２によってその出力が制御される。

容器１３ａに貯水できる容積を、後述の第一給水管路１０１と第二給水管路１０２の和よりも大きくして、調理直後等、すでに第一給水管路１０１、第二給水管路１０２に水が溜まっている場合にも水が溢れることがない。

１４は、この蒸気発生手段１３に水を供給するタンク、１５はそのポンプで、いずれも機械室１ａ内に配置されている。

ここで、タンク１４とポンプ１５は第一給水管路１０１で連結され、ポンプ１５と蒸気発生手段１３は第二給水管路１０２で連結されている。また、タンク１４は着脱可能であり、使用者が取り外して水を供給することが可能である。

蒸気発生手段１３に供給される水は、タンク１４から第一給水管路１０１、ポンプ１５、第二給水管路１０２を通して蒸気発生手段１３に給水されるようになっており、また、蒸気発生手段１３に到達した水は、蒸気発生手段１３の容器１３ａに貯水され、ヒータ１３ｂによって加熱されて蒸発し、水蒸気１９となり、吹出口１８から熱風ユニット５内に供給される。

そして、熱風ユニット５内に供給された水蒸気１９は、送風手段１０から流れる流出風１７と混合し、加熱手段１２によってさらに過熱された後に過熱水蒸気２０となり、加熱室２内に供給される。

一方、ポンプ１５の電流を計測する電流検出手段３０と制御手段３２も同様に加熱室２下部の機械室１ａに収納されている。

ポンプ１５に流れる電流値は、ポンプ１５の負荷の大きさによって変化することから、電流検出手段３０はポンプ１５の電流を計測することで流れる水量を検出することができる。

制御手段３２は、ポンプ１５の駆動電流値を電圧に変換したA/D変換値を記憶するメモリ３２ａを備える。

工場出荷時に、ポンプ１５でタンク１４の水を送水し駆動電流値を電圧に変換したA/D変換値を求め、その値を電流値入力部経由で、水有り検知の所定値として制御手段３２のメモリ３２ａに記憶する。すると、あらかじめプログラムに水無し検知の所定値の候補として記憶した値から、先に記憶した水有り検知の所定値のA/D変換値よりも低い所定値を選択して、水無し検知の所定値としてメモリ３２ａに記憶し、水無し検知の所定値が決定される。

この原理は、ポンプ１５に水が流れている場合は負荷が大きくなり、大きな電流が流れ電圧に変換したA/D変換値を得るが、水が無くなりポンプ１５に水が流れない場合は負荷が小さくなるので電流は小さくなり電圧に変換したA/D変換値も小さな値となる。その結果、ポンプ１５に水が流れているか、流れていないかを検出できる。

なお、この電流検出手段３０、制御手段３２とポンプ１５、ヒータ１３ｂとの関係は図３のブロック図に示す通りである。

報知手段３１は、タンク１４内に水がなくなるとブサーや液晶表示等によって使用者にタンク１４内の水残量の低下や給水が必要であることを知らせるものである。

ここで上記した本実施例では、機械室１ａを加熱室２の下部に設けた構成であるが、機械室１ａを設ける場所はここに限るものではない。例えば、加熱室２の上面でも側面でも背面でも良い。また、熱風ユニット５も、加熱室２の背面に設けた構造であるが、ここに限るものではなく、例えば、側面や上面でも良い。また、蒸気発生手段１３は、熱風ユニット５の背面でなくても良い。例えば、加熱室２の外側上面や側面でも良く、加熱室２の内側でも良い。また、蒸気発生手段１３の形状は問わない。例えば、蒸発皿の上に水を入れて加熱する形状でも良い。また、テーブル３は、回転しないターンテーブルレス構造であるが、ターンテーブルが回転する構造やテーブルを持たない構造でも構わない。

図５に、本実施例の加熱調理器におけるポンプ１５の制御シーケンスを示す。加熱調理中の蒸気発生時は、図５（ａ）に示すようにポンプ１５を間欠動作させ、加熱調理前の水量を検知する場合は図５（ｂ）に示すようにポンプ１５を連続動作させることによって送水量を制御している。

蒸気発生時、ポンプ１５の間欠動作は蒸気発生手段１３の蒸気発生量に合わせて調整できる。例えば、蒸気発生手段１３の蒸気発生能力が１０ｍｌ／ｍｉｎ、ポンプ１５の送水能力が４００ｍｌ／ｍｉｎの場合、ポンプ１５の通電率を０〜２．５％の間で制御することにより、蒸気の発生量を０〜１０ｍｌ／ｍｉｎに調整することができ、安定した蒸気の発生が可能である。

これに対して、水量検知時はポンプ１５を間欠ではなく連続動作させている。先に述べたように、水量を検知する場合の連続動作の時間は、最長で送水量が蒸気発生手段１３の容積と略同量になる時間である。このことにより、短時間でポンプ１５まで送水でき、また電流値が安定するため、短時間で安定した水量検知が可能となる。
このように、タンク１４からの送水量を蒸気発生時と水量検知時と変化させて制御することにより、蒸気発生時は蒸気発生手段１３が安定して蒸気を発生し続けることが可能であり、水量検知時は素早く容易に水量が検出できる。

ここで、本実施例における蒸気発生手段１３に貯水できる容積は、第一給水管路１０１と第二給水管路１０２の容積との和よりも大きく設定されることが好ましい。このため、水量検知のために第一給水管路１０１と第二給水管路１０２の容積の和と等しい容量の水を送水しても、蒸気発生手段１３から溢れることはない。

また、繰り返し調理を行っている場合など、調理の状況によっては第一給水管路１０１と第二給水管路１０２が水で満たされた状態で調理を開始することもあるが、その場合においても、水量検知のためにポンプ１５を駆動しても蒸気発生手段１３から水が溢れることはない。

ただし、ポンプ１５の連続駆動時間が非常に長く、送水量が蒸気発生手段１３の容量を超えてしまうと、水量検知の間に蒸気発生手段１３から水が溢れる恐れがあるので、ポンプ１５の駆動時間は、送水量が第一給水管路１０１の容積よりも大きく、蒸気発生手段１３の容積よりも小さくなるような駆動時間が望ましい。

例えば、蒸気発生手段１３の容積が２５ｍｌで、第一給水管路１０１の容積が５ｍｌ、第二給水管路１０２の容積が５ｍｌ、ポンプ１５の揚水能力が４００ｍｌ／ｍｉｎの場合、水量を検知するためのポンプ駆動時間を１秒に設定すると、送水量は６．７ｍｌで、第一給水管路１０１の容積５ｍｌよりも大きく、蒸気発生手段１３の容積２５ｍｌよりも小さいため、水量検知が可能である。

以下、本実施例における調理の流れを図４に示すフローチャートに基づいて説明する。水蒸気を用いた調理を開始する場合、使用者は、まずタンク１４に給水して本体１の所定位置に設置した後、加熱室２内に被加熱物を収容し、本体１の前面に配置した操作パネル（図示せず）を操作して調理を開始する（Ｓ１）。このとき、ポンプ１５をＯＮし、一定時間駆動する（Ｓ２）。

ここで、ポンプ１５により第一給水管路１０１の容積と同量の水を送水することにより、タンク１４内の水がポンプ１５に到達し、タンク１４内の水の有無を検出することができる。

例えば、第一給水管路１０１の容積が５ｍｌ、ポンプ１５の揚水能力が４００ｍｌ／ｍｉｎの場合、０．７５ｓｅｃポンプを駆動することにより、タンク１４から５ｍｌの水が第一給水管路１０１に送水されてポンプ１５まで到達し、ポンプ１５の電流を計測することで水の有無の判別が測定できる（Ｓ３）。

つまり、ポンプ１５を用いてタンク１４内の水の有無を検出する場合は、少なくとも第一給水管路１０１の容積だけ送水するのにかかる時間、ポンプ１５を連続駆動させ、水量を検出する必要がある。

ここで、ポンプ１５により第一給水管路１０１と第二給水管路１０２の容積の和と同量の水を送水すると、タンク１４内の水が蒸気発生手段１３まで到達する。

このように、ポンプ１５の駆動時の電流値から、ポンプ１５に流れる水量を電流検出手段３０で検出することにより、タンク１４内の水の有無を判別できる（Ｓ４）。

そして、この判別の際、タンク１４内に水がないことが確認されたら、報知手段３１により使用者に水がないことを報知するとともに（Ｓ５）、制御手段３２により蒸気発生手段１３のヒータ１３ｂの出力を止め、蒸気発生手段１３の空焚きを防止する。

ここで、報知手段３１により使用者が給水をした場合、調理開始Ｓ1に戻る。（Ｓ６）
また、電流検出手段２２によってタンク１４内に水があることが確認されたら、指示されている調理方法に沿って以下のように加熱調理を開始する。（Ｓ７）
まず、熱風ユニット５が運転されると送風手段１０がＯＮとなり、加熱室２から吸込孔２ａを通して熱風ユニット５内に吸い込まれた流入風１６は送風手段１０の回転によって高速の流出風１７となり、送風手段１０から勢い良く流出する。また、蒸気発生手段１３では、ヒータ１３ｂがＯＮとなり、容器１３ａの昇温が開始される。

容器１３ａが所定温度に近づくと、タンク１４からポンプ１５によって水が第一給水管路１０１及び第二給水管路１０２を通して蒸気発生手段１３に供給され、ヒータ１３ｂによって高温に保たれた容器１３ａで瞬時に沸騰、蒸発し、飽和水蒸気が生成される。

そして、蒸発した水蒸気１９は、蒸気発生手段１３の吹出口１８から勢いよく噴出し、送風手段１０から送風された直後の高速の流出風１７と勢いよく衝突して衝撃力を与え、この水蒸気１９に含まれていた大きい径の水蒸気はさらに細かく破砕され、その後、熱風ユニット５内の加熱手段１２によって加熱され、過熱水蒸気２０等をたくさん含んだ高温熱風となって、吹出孔２ｂから加熱室２及び被調理物４に供給される。

そして、加熱時間が経過すると、調理が終了し、使用者に終了を知らせる。

以上本実施例によれば、制御手段３２は、ポンプ１５の駆動電流値を電圧に変換したA/D変換値を記憶するメモリ３２ａを備え、工場出荷時のスチーム試験時にポンプ１５でタンク１４の水を送水する初回の駆動電流値を電圧に変換したA/D変換値を水有り検知閾値として、A/D変換値よりも低い所定値を水無し検知閾値として、メモリ３２ａに記憶し、ポンプ１５の駆動電流値を電圧に変換したA/D変換値が前述の水無し検知閾値を下回ると、タンク１４の水が無いと判定するので、ポンプ１５を用いて蒸気発生手段１３に供給するタンク１４内の水の有無を直接判別するため、短時間で水の有無を検知できる。また、水位センサや温度センサなどの別のセンサを新たに設置する必要がなく、構造を簡単にしてコストを抑えて水の有無を検知できる。更に、給水した水量を算出することなく判別するため水の有無の誤検知せずに検知できる。また、加熱調理の途中でタンク１４が着脱されてもタンクの水の有無を検出できる。そして、安定して蒸気を発生させることにより、安全で、使いやすく、調理できる。

１ 本体
２ 加熱室
４ 被加熱物
１２ 加熱手段
１３ 蒸気発生手段
１４ タンク
１５ ポンプ
１８ 吹出口
３０ 電流検出手段
３１ 報知手段
３２ 制御手段
３２ａ メモリ
１０１ 第一給水管路
１０２ 第二給水管路

Claims (2)

1. 被加熱物を収容する加熱室と、
   水を蓄えるタンクと、
   該タンクに蓄えられた水を送水するポンプと、
   前記タンクと前記ポンプを連結する給水管路と、
   該ポンプにより送水された水を加熱した水蒸気を前記加熱室に供給する蒸気発生手段と、
   前記ポンプを駆動させる制御手段と、
   前記ポンプに流れる電流値を検出する電流検出手段と、
   前記電流検出手段で検出した電流値を記憶するメモリと、
   該メモリに電流値を入力する電流値入力部と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記ポンプによる水の送水時の前記電流値として前記メモリに記憶された水有り検知閾値と、
   前記給水管路の容積よりも大きく、前記蒸気発生手段の容積よりも小さい送水量として想定した時間前記ポンプを駆動したときの前記電流値と、
   を比較することで、前記タンクに蓄えられた水の有無を判定することを特徴とする加熱調理器。
2. 被加熱物を収容する加熱室と、
   該加熱室を加熱する加熱手段と、
   前記加熱室に水蒸気を供給する蒸気発生手段と、
   該蒸気発生手段に送水するポンプと、
   前記蒸気発生手段に供給する水を貯える着脱可能なタンクと、
   該タンクから前記ポンプに給水する第一給水管路と、
   前記ポンプから前記蒸気発生手段に給水する第二給水管路と、
   前記ポンプに流れる電流値を検出する電流検出手段と、
   前記電流検出手段で検出した電流値を電圧に変換したＡ／Ｄ変換値を記憶するメモリと、
   前記ポンプを駆動させる制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記第一給水管路の容積よりも大きく、前記蒸気発生手段の容積よりも小さい送水量として想定した時間前記ポンプを駆動した時の前記Ａ／Ｄ変換値が、前記ポンプの送水時の前記Ａ／Ｄ変換値として前記メモリに記憶された水有り検知閾値より低い場合、前記タンクの水が無いと判定することを特徴とする加熱調理器。