WO1983001828A1 - Cooking device capable of stepwisely varying heating power corresponding to a plurality of detected temperature stages - Google Patents

Description

明 柳

発明の名称

多段の検 ffi温度に対応して加熱出力を段階的に変え得る加熱調理器 技術分野 ，

本発明はガスオー ブン と電子レ ン ジ とを一体化した複合加熱 調理器、 あるいはガスオーブンるどの加熱調理器の、 特にその ガス燃焼による温度制御装置に関するものである。

背景技術

近年、 半導体技術の著し 進展は制御回路の高機能化 ， 高集 積度による小型化、 量産効果による低価格化に成功し、 家庭用 電気機器にもこれら電子制御回路が汎用されるに至った。

電気オー ブンや電子レン ジ ， ガスオ ーブンあるいはこれらの 複合商品るど、 種々 の加熱装置にお ても 、 この電子制御に基 づく イ ンテ リ ジ - ンス化は急速に進んだ。 · ガス燃'鹿による調理器にお ても つとも重要 ことの一つは 正確る温度制御である。 調理の良し悪しは温度によ つて決定さ れるので、 被加熱物に応じた設定温度を かに正確に維持する かが重要である。 従来のガス加熱調理器はこのような温度制御 手段と して液体臌張制御やバイメタルによる温度制御が主流を 占めていた。

—例と してガスオー ブンを例にと 説明すると、 たとえばメ ィ ンパーナを燃焼させてその熱風をオー プン加熱庫内に送 こ み被加熱物を加熱調理する構成のものが存在するが、 この構成 のガスォー ブンの動作は第 4図 ， 第⁵図に示すよ うに、 使用者 がある温度をつまみで設定するとその温度を中心と して上限設 f O PI . 定温度 と下限設定温度 τ ₂ の 2つの温度が制御回路によ 設定され、 調理を開始させるとメ イ ンパーナが燃焼を始め、 や がて時刻 t ₂ 後に上限設定温度 1^ に達する。 するとメ イ ンパ ーナは燃焼を停止するのでォ— ブン加熱犀内の温度は徐々に低

₅ 下し時刻 t ₃ 後に下限設定温度 T₂ に達する。 するとメ イ ンパ ーナは再び燃焼を開始し以後メ ィ ンパーナはこの動作を繰 ]?返 す。 時刻 t ₇ を経過後に設定温度を高く変更する と （ 上限設定 温度 τ₃ ， 下限設定温度 τ₄ ) 、 第⁴図に示すよ う に時刻 t ₈ には上限設定温度 τ₅ に達し以後は上述と同様の動作を繰 返 l O " ³ °

このよ う に従来のガスオー ブンはメ イ ンパーナのオンオフに よって温度を制御し、 設定温度どお オーブン加熱犀内温度を 維持するよ うに構成されているが、 このよ うな構成では のよ う 欠点を有するものであった。 '

15 すなわち一般家庭に供給されるガスの圧力は地域によつて種 々異な 一様ではな 。 かつ同一地域内であっても他の家庭で のガスのオンオフ 他のへやでのガスのオンオフによ ]3 ガスォ 一ブンが受けるガス圧は常に変動するものである。 よって正常 のガス圧よ も圧力が低下する とメ インパーナの発熱量が低下 0 し、 通常に比べて設定温度に達する時間が多くかか ]?調理時間 を長びかせるこ とになる。

また盛夏と厳冬とではガスォーブンの周囲温度が大き く異な るので、 厳冬時特に寒 隙間風が吹き込む場所ではやは 調理 時間が長くかかるこ とに'なる。

25 に上限温度到達時にはメ イ ンパーナをすベてオフ し、 また - 下限温度到達時にはメイ ンパーナをすベてオンすると う制御 であるがゆえに、 上下限両温度差はひじよ う に大き く約 1 o °C もの幅があ ]?、 同一温度を一定に維持すると う 目的を十分満 足させるものではるかった。 しかも メイ ンバ -ナをひんば:んに オ ンオ フ し ければ らないために制御回路系、 特に リ レーの 寿命が短く なる等の欠点を有していた。

発明の開示

本発明はこのよ う 従来の欠点を解消するものである。

す わち本発明の目的はガスォー ブン加熱庫内温度に影響す る外的条件に対し制御回路が自動的に補正を行 、 加熱調理す る自動制御機能を備えた加熱調理器を提供することにある。 つ ま ]？、 被加熱物を収容する加熱庫と、 前記加熱庫を加熱する加 熱装置と、 前記加熱庫内の温度を検出する温度セ ンサと、 前記 温度センサの信号によ D前記加熱装置の出力および加熱時間等 を制御するマイ ク 口コ ン ピ ュー タを含む制御装置とを備え、 前 記温度センサの検出温度を設定加熱温度に対応して上限 ， 中心 よび下限温度の少る く も ³段階とし、 前記それぞれの段階 の温度に応じて前記加熱装置の出力を段階的に変えて前記加熱 庫内を前記設定加熱温度に制御して る加熱調理器であ 、 設 定温度に対し、 メ イ ンパーナの能力が十分でなければ、 さらに メィンパーナを追加して燃焼させ設定温度をできる限]?—定に 維持しよう と し、 設定温度に十分達すれば、 最少限のメイ ンバ ーナをオ ンオ フ動作させて設定温度に一定維持しょう とするも のである。

図面の簡単 説明 '

O?.:FI - ~ • 第 1 図は本発明の一実施例の加熱調理器の外観斜視図、. 第 2 図は同加熱調理器の構成図、 第 3図は同加熱調理器のマイクロ コ ン ピュ ータの動作説明のための構成図、 第 4図 ，第 S図は従 来の加熱調理器の検出温度特性図および燃焼発熱量特性図、 第

5 6図 ，第 7図 ，第 8図は本発明の一実施例の加熱調理器の「強」 状態の検出温度特性図、 燃焼発熱量特性図、 庫内温度特性図、 第 9図 ，第 1 O図 ，第 1 1 図は同「中 」状態の検出温度特性図、 燃焼発熱量特性図、 庫内温度特性図、 第^{1 2}図 ，第^{1 3}図 ，第 1 4図は同「弱」状態の検出温度特性図、 燃焼発熱量特性図、 t o 庫内温度特性図である。

癸明を実施するための最良の形態

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。 第 1 図に示す加 熱調理器本体 1 は一例として電子レ ンジとガスオーブン とを， 体に組み込んだ わゆる複合調理器を示しているが、 こ こでは

1 5 特にガスオー ブン部分のみをと！）あげて説明する。

第 2図において、 ガスコ ックつまみ 8を回すと、 ガスコ ック 9が開かれると同時に、 ガスコ ッ ク スイ ッチ ¹ 0がオ ン し、 高 圧スパーク発生器^{1 1} が作動し、 点火プラグ 1 ²がスパークを 発生する。 一方ホー スエ ン ド 1 3よ 入ったガスは、 ガス コッ 0 ク 9を経由し、 開成された元電磁弁¹ , ガバナ ¹ 5を通って パイ ロ ッ ト ガス通路 1 6力 らパイ 口 つ トパーナ了へ至る。 前記 スパークによってパイ ロ ッ ト ンくー ナ了は点火され、 サーモカツ ブル 1 ァ が加熱されてその信号によ ]? マイ ク ロ コ ン ピュ ータ^{1 8} ( 下マイコンと称す）を介して第 1 電磁弁 4および第 2電磁弁 5を

25 開成する。 そしてメ イ ンガス通路 ¹ 9 ， 2 0を通ってメ イ ンバ ーナ 2 ， 3 にガスが流れて、 前記パイ α ッ ト バ—ナ 7に よ って 着火される。 以後加熱庫内 （図示せず） の温度を温度セ ンサ 6 が検知し、 その信号によってマイ コン 1 8を介し第 1 電磁弁 4 および第 2電磁弁 5をオ ンオ フ しォ—ブン庫内温度を常に設定 加熱温度に維持するよ う制御する。

第 2図のマイ コン 1 8の内部の構成を第 3図に示す。 温度セ

Ϊ

ンサ 6の'出力と使用者'が設定した温度設定回路 2 2の出力とが 比較回路 2 3によ って比較され、 設定温度よ Dも温度セ ンサ 6 で検知した温度の方が高く ¾ると比較回路 2 3は出力を出して ドライ バ回路 ^{2 4}を作動させ ¹ つの電磁弁⁵を遮断する。 よつ て 1 つのメイ ンバ—ナ 3が燃焼を停止する。

さ らに温度が上昇するとシフ ト回路 2 5の作動によ ]?約 ³°C 温度が上昇し ときに温度センサ 6の出力と温度設定回路 ² 2 の出力とを比較回路^{2 6}で比較して温度センサ ⁶が検知した温 度の方が高いと比較回路 2 6は出力を出しドライバ回路 2 4は 第 ¹ 電磁弁⁴を遮断する。 よ って他の ¹ つのメ イ ンバ―ナ ²が 燃焼を停止する。 ,

高温域調理の場合

第 6図〜第 S図に、 加熱庫内温度が魚焼き ，焼いもる どの 3 O 0°Cのものをはじめ、 調理温度が高温の範囲である ² S O 〜 3 O o°Cの範囲に設定された場合を示す。 設定温度が³ o o °C とき、 その庫内温度を で表わし、 （ 11111₃ +約³°(：) を Rh ₃， ( Rm₃一 約 ₃ °C ) を！^ ₃と表わす。 また同様にこの 設定温度³ o o。Cのときの温度センサ ⁶ の検出温度をそれぞれ 中心温度 Τπι₃，上限温度 Τ1ι ₃， 下限温度！^ ₃と表わす。 上記設

一 C H 定温度は使用者がつまみを³ o o°Cに合わせることによ ]?設定 され、 この温度を中心に上下 3 °Cずつずれた計 3つの温度が設 定される。 伹しこの温度セ ンサ 6の検出温度は ずれも庫内温 度をよ ]?正確に検出するために、 約 5 °C高めのポイ ン トで検出 するよ う補正されて る。 これは加熱庫内の温度と温度センサ 6の検知温度 ξにずれが生ずるためである。 すなわち

中心温度 Tm₅ = Rm₃ + 約 5 °C

と 上限温度 Τ1ι₃および下限温度！^ ₃とも同様である。 こ の温度セ ンサの検出温度によ ってメ イ ンパー ナ ² ， 3はオン ， ォ フ制御され、 加熱庫内温度が調節される。 さらにパイ ロ ッ ト パーナ 7が常に燃焼した状態に加えてメイ ンパーナ 2 ， 3が 2 本とも燃焼したときの燃焼発熱量を C₂K_CalZh , メ イ ンバー ナ 2が 1本燃焼したときのそれを ₁1；：<：31ノ h ，パイ ロ ッ トバ ーナ 7のみのときを C₀K_Cal Zh とする。

まず燃焼の立上 ]?当初は、 メ イ ンパーナ²およびメ イ ンパー ナ ³の 2本が燃焼し、 C₂ の燃焼発熱量をもつて庫内を急漦に 加熱する。 時間 t "j 分が経過後、 温度センサ 6の検出温度が中 心温度 Tm₃。C に達すると、 マ イ コ ン ^{1 8}によって、 第²電磁 弁 5をオフ し、 メ イ ンパーナ³を消火する。 このとき.メ イ ンバ ーナ ²は燃焼したままである。 従ってこのときの燃焼発熱量は

に低下する。 しかし庫内温度は余熱によ ])いく ら かォ—パ一 シュ — ト した後、 低下する。 このとき温度センサ 6 の検出温度が下限温度 T ₃に達すると、 マイ コ ン ¹ 8によって 再び第²電磁弁 ⁵ がォン し、 メ イ ンパーナ³が点火する。 以後 加熱調理時間が-完了するまで前述の制御がく D返される。 す わち温度セ ンサ ⁶の検出温度が中心温度 Tm₃ °C に達す るとメィ ンパーナ²本のうちの ¹ 本のメ ィ ンパーナ³の燃焼を 自動的に停止させるが、 この後庫内温度がさらに上昇するかあ るいはその温度を維持するかまたは下降するかは設定温度の値 によって決まる。 つま 3 O o°c前後の高温域調理の場合は加 熱庫容量ゃバーナ能力等の関係から ¹ 本のメ イ ンパーナ³を停 止すると庫内温度は低下する方向に推移じ、 ついには下限温度 T ₃に達する。 ここで再び制御回路が作動して先ほど停止した 1 本のメイ ンバ —ナ 3を再着火させる。 この間他の 1 本のメイ ンパーナ 2は常時燃焼しているので、 庫内は高温に保たれ、 す ベてのメイ ンバ—ナが同時にォンオフを繰]?返えす従来例のよ うる温度の大きい制御手段の欠点を除き、 理論的には温度変化 の上下幅は従来例の半分となる。

途中で万一ドア ² 1 が開かれた場合 t₅ には安全のため、 メ ィ ンパーナ 2 ， 3が消火され、 かつ熱風循環フ ァ ン （図示せず） が停止される構成である力；、 このためオープン庫内の温度は急 激に低下する。 再び ドア 2 1 を閉じて加熱を再開したときの庫 内温度が下限温度 R ₅以下の S' °Cであ ] 3、 一方このときの温 度センサ 6の検出温度 S°Cもまた下限温度 T_^₃以下であるため、 再びメ イ ンバ―ナ 2 ， ³の両バーナが点火される。 熱風循環フ ァ ン も再び作動される。 そしてこの以降は通常の制御を繰]?返 す。

また第⁶図におい.て例えば何らかの原因で温度セ ンサ ⁶が上 限温度 Th₃を検出したとき （図示せず） メ イ ンパーナ ² ， ³ と も消火され、 パイ 口 ッ トバーナ 7のみが燃焼する状態と ¾る。 ' ΜΡ このように、 2 5 0 °C以上〜 3 0 0 の間での「高」の範囲 では温度セ ンサ 6の検出レベルを下限 ， 中心 ，上限温度の 3段 階とし、 最初の立上 加熱時は 2本のメ イ ンパーナ 2 ， 3で加 熱し、 中心温度 Tm₃に達したら、 メ イ ンパーナ 3を 1 本消火し 1 本のみで加熱する。 さらに下限温度 T ₃に達したら 2本で加 熱し、 上限温度 Til sに達したらメ イ ンパーナ 2 ， 3の両方を消 火し、 パイ 口 ッ ト パーナ 7のみが燃焼する状態と ¾る。 前述の 温度セ ンサ ⁶の検出レベルは予めマイ コ ン 1 ⁸に記憶されてお 、 設定加熱温度値を入力するとその値によって最適な上限， 中心 ，下限温度が選択され、 制御されて く。

中温域調理の場合 '

次に設定加熱温度が約 2 0 0〜 2 5 0 °Cの「中」の範囲にお ける場合の制御を説明する。 第 9図〜第 1 1 図に示すように加 熱初期の立上 ]9加熱時は同様に 2本のメイシパーナ 2 ， 3で加 熱し、 温度センサ 6の検出温度が中心温度 T_m2に達するとまず 1 本のメ イ ンパーナ 3を消火する。 オーバーシ ュー トがすぎ t ₆ 分経過後に下限温度 に達すると、 メ イ ンパーナ 3を着火し、 以後このく ])返しによ ]?制御するが上限温度 Tli2に達したとき は 2本とも消火する。 '

このように設定温度が中温域の場合は、 1本のメ イ ンパーナ

³.を止めても加熱庫の温度があま ]3変化し ¾いので、 他の 1本 のメイ ンバ —ナ 2をそのまま燃焼させた状態を維持すればよい。 このよ うな燃焼状態が進んで上限温度 あるいは下限温度 T ₂に達した場合には前述と同様の補正動作を制御回路が行ハ、 設定温度を維持する。 O 低温域調理の場合

さ らに設定加熱温度が約 ¹ 5 0 ^ 2 0 0 °Cの「低」の範囲に おける調理の場合の制御を説明する。 第 1 2図〜第 1 4図に示

. すように、 立上 ]?から時刻 までの予熱時間では 2本のメイ ンバ—ナ 2 ， 3が共に燃焼するが、 設定した中心温度 T_{m i}に検

、 出温度が達するとメ イ ンパーナのうちの ¹ 本のメ イ ンパーナ³ は燃焼を中止する。 しかし加熱庫の大きさに比べて ¹ 本のメイ ンパーナの燃焼能力は大きいので、 残つた他の ¹ 本のメイ ンパ

-ナ 2の燃焼だけでも庫内温度は上昇をつづけ、 つ には時刻 t ₅ で上限温度 に達する。 ここでこのメ イ ンバ―ナ ²の燃 焼も停止させ、 つま ²本のメ イ ンパーナ ² ， ³ とも燃焼せず パイ ロ ッ トパーナのみの燃焼状態とする。 すると温度は低下す るの ·で時刻 t ₄で 中心温度 Τπ^に達し、 ここで 1 本のメ イ ンバ ーナ ³.を再び燃焼させ、 以後このよう ¾ ォ ン才 フ動作を く ]?か えす。 この場合もすベてのメ イ ンパー ナをオ ンオ フさせるので は く、 1 本のメ イ ンバー ナ 3のみのオ ンオフ であるのでその 温度変化は小さい。

- ここで低温域調理の場合は通常であれば、 1 本のメ イ ンバー ナ 3を停止させた後も庫内温度は上昇する方向であるが、 特別 ¾条件下、 たとえばガス圧が低く 1本のメイ ンバ—ナでは能力 不足の場合や厳冬時で周囲温度がきわめて低い場合等に 1 本の メ イ ンパーナ 3を停止させると犀内温度はすぐに低下し下限温 度？ に達してしま う。 よってこのときは消えた 1 本のメ イ ン パーナ 3を再び点火させて温度を上昇させる方向に働く 。 この ' 動作は高温域調理で述べたのと同じ動作であ！）、 低温域に設定 • してあってもガス圧 ，外温等の外部条件の変化によっては自動 的に制御回路が動作して設定温度を一定に維持する最適の動作 を決定するものである。

上述のよう ¾動作は中温域調理でも高^域調理でも類似の動

5 作が されるものである。 おメ イ ンパーナの本数は必要に

じて任意に設定すればよ 。

以上の説明から明らかるように本実施例は温度センサ 6の検 出 ベルを上限温度 ， 中心温度，下限温度の 3 レベルとし、 上 限温度を検出したときにはメ イ ンバーナを全てオフ し、 中心温 0 度を検出したときにはメイ ンバ一ナの燃焼発熱量を約 2分の 1 に半減し、 下限温度を検出したときには、 メイ ンパーナを全て オンするものであ ]?、 次の効果が得られる。

1 ガス種あるいはノ ズル ， ガバナ—等による ¾量ばらつき は大き く、 特に石炭ガスの種類にあっては、 最悪の場合 4 0 5 教 のガス流量減が試算上生することに ¾ ]3、 従来の加熱制 御方式では燃焼発熱量が不足し、 調理失敗や調理時間の長期 化を招いていた。 本実施例では、 ガス流量のイ ンブッ ド変動 に対して、 マイ ク ロ コ ン ピュータ制御によ ]? '自動的に燃焼発 、 熱量の補正が行 われ、 どんる設定温度でも燃焼発熱量が確 0 保される。

2 温度セ ンサの検出温度によ ]? 3段階の火力を選択し、 き め細かく加熱制御するので、 庫内温度の変動幅が少 く 、 調 理のでき具合が良い。

3 '立上 加熱時は常に全出力で加熱するので立上 が早く、 5 また途中でドアを開 てしまったとき も再立上])は全出力で

OMFI V IFO あるので早い。

4 立上 加熱時は中心温度 Tm に達した時点でメィ ンバ— ナを ¹ 本消火し半減するのでオ ー バ — シ ユ ー トが少る く、 従 つ て予熱時間 不要であ ])、 調理時間が短縮される。

5 電磁弁のオ ンオ フ回教が減少するので電磁弁の耐久性が 向上し、 また低騷音の運転ができる。

6 マ イ コ ン制御によ' ]3 「強 ' 中 · 弱」の 3段階あるいはそ れ以上の複数段階の複雑る制御が簡単にでき る。

産業上の利用可能性

以上のように本発明によればガス種あるいは配管上の種々の 障害に ·よるガス流量不足に対し、 どん 設定温度であつ ても自 動的に補正し、 充分るガス流量を確保することができる.。 また どんる設定加熱温度であつて も温度セ ンサが上限温度 ， 中心温 度 ，下限温度の少 く とも · ³つのいずれかの検出温度に達した 時点でそれぞれメ イ ンパーナを全 ffi力，約 ²分の ¹ 出力 ， ゼロ出 力に制御する構成であることから、 庫内温度の変動幅が小さく、 調理仕上 のよい加熱調理器を提供することができる。

Claims

• 請 求 の 範 囲

1 . 被加熱物を収容する加熱庫と、 前記加熱庫を加熱する加熱 装置と、 前記.加熱庫内の温度を検出する温度センサと、 前記温 度センサの信号によ 前記加熱装置の出方および加熱時間等を 制御するマイクロ コ ンピュ ータを含む制御装置とを備え、 前記 温度センサの検出温度を設定加熱温度に対応して上限 ， 中心お よび下限温度の少なく とも 3段階と し、 前記それぞれの段階の 温度に応じて前記加熱装置の出力を段階的に変えて前記加熱庫 内を前記設定加熱温度に制御したことを特徵とする加熱調理器。

2 . 請求の範西第 1 項において、 温度センサの検出温度が上限 温度のときは加熱装置の出力を零とし、 中心温度のときは 2分 の 1 とし、 かつ下限温度のときは全出力とし、 加熱庫内を設定 加熱温度に制御したことを特徵 'とする加熱調理器 ο

3 . 請求の範囲第 1 項にお て、 最初の加熱立 _t ]?時には加熱 装置の全出力で加熱し、 最初に中心温度に達した時点では 2分 の 1 出力とじ、 以後それぞれの検出温度に応じて出力を変え加 熱庫内を設定加熱温度に制御した.ことを特徴とする加熱調理器。

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