JP5203038B2 - Cooker - Google Patents
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本発明は、蒸気によって調理物を加熱調理する加熱調理器に関する。 The present invention relates to a cooking device that cooks cooked food with steam.
従来の加熱調理器は特許文献１に開示されている。この加熱調理器は蒸気を発生する蒸気発生部を備え、調理物を収納する加熱室に蒸気を供給して調理物を調理する。これにより、調理物内の水分の蒸発を防止してしっとりした仕上りに調理することができる。また、加熱室内を蒸気で満たして低酸素状態で調理が行われる。このため、ビタミン等の栄養素の破壊を防止できるとともに、油脂の酸化を防止して調理物を風味良く仕上げることができる。
A conventional cooking device is disclosed in
加熱室への蒸気の供給経路には温度センサが設けられる。蒸気が不足すると蒸気発生部によって蒸気が過熱され、温度センサの検知温度が高くなる。これにより、蒸気発生部への給水量が増やされる。また、蒸気が過剰に供給されると蒸気が加熱不足になり、温度センサの検知温度が低くなる。これにより、蒸気発生部への給水量が減らされる。従って、所定量の蒸気を安定して加熱室に供給することができる。 A temperature sensor is provided in the steam supply path to the heating chamber. When the steam is insufficient, the steam is overheated by the steam generation unit, and the temperature detected by the temperature sensor increases. As a result, the amount of water supplied to the steam generator is increased. Further, when the steam is supplied excessively, the steam becomes insufficiently heated and the temperature detected by the temperature sensor is lowered. As a result, the amount of water supplied to the steam generator is reduced. Therefore, a predetermined amount of steam can be stably supplied to the heating chamber.
上記の加熱調理器によると、蒸気を加熱室に安定供給できるが、加熱室内の気体の酸素濃度を正確に把握することができない。このため、加熱室内が低酸素状態に到達しても一定量の蒸気の供給が継続され、電力浪費が大きい問題がある。 According to the heating cooker, steam can be stably supplied to the heating chamber, but the oxygen concentration of the gas in the heating chamber cannot be accurately grasped. For this reason, even if the heating chamber reaches a low oxygen state, supply of a constant amount of steam is continued, and there is a problem that power consumption is large.
また、特許文献２には加熱室内に酸素濃度センサや湿度センサを設けた加熱調理器が開示される。酸素濃度センサは加熱室の酸素濃度を検出し、湿度センサは加熱室内の絶対湿度を検知する。加熱室内は蒸気と空気の混合気体であるため、絶対湿度を検知することによって酸素濃度を検出できる。蒸気の供給によって加熱室内の酸素濃度が低下すると湿度センサまたは酸素濃度センサが検知し、蒸気の供給を停止または減少させる。これにより、電力浪費を防止することができる。
しかしながら、上記特許文献２に開示された従来の加熱調理器によると、湿度センサは耐熱温度が低いため、加熱室内の絶対湿度を正確に検知することができない。このため、蒸気の供給が適切に行われない問題があった。また、酸素濃度センサは耐熱温度の高い機種を選択する必要があるため非常に高価になる問題がある。
However, according to the conventional cooking device disclosed in
本発明は、安価で蒸気の供給を適切に制御できる加熱調理器を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the heating cooker which can control supply of a vapor | steam cheaply.
上記目的を達成するために本発明は、調理物を収納する加熱室と、前記加熱室に蒸気を供給する蒸気供給部と、蒸気の供給に伴う前記加熱室からの排気が流通する排気部と、前記排気部に外気を供給して前記加熱室の排気を冷却する冷却部と、前記加熱室内から前記冷却部による冷却前までの間の気体の温度を検知する加熱室温度検知部と、前記冷却部による冷却後の気体の温度を検知する冷却温度検知部と、前記冷却部による冷却後の気体に含まれた少なくとも一の成分の含有度合を検知する含有度合検知部とを備え、前記加熱室温度検知部、前記冷却温度検知部及び前記含有度合検知部の検知結果に基づいて前記蒸気供給部による蒸気の供給を制御したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a heating chamber for storing a cooked product, a steam supply unit for supplying steam to the heating chamber, and an exhaust unit for circulating exhaust from the heating chamber accompanying the supply of steam. A cooling unit that supplies outside air to the exhaust unit to cool the exhaust of the heating chamber, a heating chamber temperature detection unit that detects the temperature of the gas from the heating chamber to before cooling by the cooling unit, and A cooling temperature detection unit for detecting the temperature of the gas after cooling by the cooling unit, and a content level detection unit for detecting the content level of at least one component contained in the gas after cooling by the cooling unit, the heating The steam supply by the steam supply unit is controlled based on the detection results of the room temperature detection unit, the cooling temperature detection unit, and the content level detection unit.
この構成によると、蒸気供給部によって飽和蒸気または過熱蒸気が生成され、加熱室に供給される。加熱室内の空気は蒸気の供給によって排気部から外部に排気され、低酸素状態で調理物が加熱調理される。排気部を流通する排気は冷却部によって外気が供給されて冷却される。加熱室温度検知部は加熱室内または冷却前の加熱室の排気の温度を検知する。冷却温度検知部は冷却部よりも下流側の排気の温度を検知する。含有度合検知部は冷却部よりも下流側の排気に含まれる気体成分の含有度合を検知する。例えば、含有度合検知部は該排気の水蒸気の含有度合を絶対湿度により検知してもよく、酸素や窒素の含有度合を酸素濃度や窒素濃度により検知してもよい。蒸気供給部は加熱室温度検知部、冷却温度検知部及び含有度合検知部の検知結果に基づいて蒸気の供給が制御される。加熱室内の気体の状態が所定の状態になると蒸気の供給削減等が行われる。 According to this configuration, saturated steam or superheated steam is generated by the steam supply unit and supplied to the heating chamber. Air in the heating chamber is exhausted to the outside from the exhaust section by supplying steam, and the cooked food is cooked in a low oxygen state. Exhaust air flowing through the exhaust section is cooled by the outside air supplied by the cooling section. The heating chamber temperature detector detects the temperature of the exhaust in the heating chamber or the heating chamber before cooling. The cooling temperature detection unit detects the temperature of the exhaust downstream of the cooling unit. A content degree detection part detects the content degree of the gas component contained in exhaust_gas | exhaustion downstream from a cooling part. For example, the content level detection unit may detect the content level of water vapor in the exhaust gas based on absolute humidity, or may detect the content level of oxygen or nitrogen based on oxygen concentration or nitrogen concentration. In the steam supply unit, the supply of steam is controlled based on the detection results of the heating chamber temperature detection unit, the cooling temperature detection unit, and the content level detection unit. When the gas state in the heating chamber reaches a predetermined state, the supply of steam is reduced.
また本発明は、上記構成の加熱調理器において、前記加熱室温度検知部、前記冷却温度検知部及び前記含有度合検知部の検知結果から前記加熱室内の気体に含まれたすくなくとも一の成分の含有度合を導出し、前記加熱室内の気体成分の含有度合に基づいて前記蒸気供給部による蒸気の供給を制御したことを特徴としている。 In the cooking device having the above-described configuration, the present invention includes at least one component contained in the gas in the heating chamber from the detection results of the heating chamber temperature detection unit, the cooling temperature detection unit, and the content degree detection unit. The degree is derived, and the supply of steam by the steam supply unit is controlled based on the degree of gas component content in the heating chamber.
この構成によると、加熱室温度検知部、冷却温度検知部及び含有度合検知部の検知結果によって加熱室内の酸素濃度や蒸気量等が導出される。そして、加熱室内の例えば、酸素濃度が所定値よりも低下すると蒸気の供給が停止または削減される。尚、加熱室内は空気と蒸気の混合気体とみなすことができ、空気中の酸素と窒素の混合比は一定と見なすことができる。従って、加熱室内の蒸気量（蒸気圧）、酸素濃度及び窒素濃度のいずれかが取得されるとその他も容易に導出できる。 According to this configuration, the oxygen concentration, the vapor amount, and the like in the heating chamber are derived from the detection results of the heating chamber temperature detection unit, the cooling temperature detection unit, and the content degree detection unit. For example, when the oxygen concentration in the heating chamber falls below a predetermined value, the supply of steam is stopped or reduced. The heating chamber can be regarded as a mixed gas of air and steam, and the mixing ratio of oxygen and nitrogen in the air can be regarded as constant. Accordingly, when any of the steam amount (vapor pressure), oxygen concentration, and nitrogen concentration in the heating chamber is acquired, others can be easily derived.
また本発明は、上記構成の加熱調理器において、外気の温度をＴ１、前記加熱室温度検知部の検知温度をＴ２、前記冷却温度検知部の検知温度をＴ３、外気の絶対湿度をＹ１、前記加熱室内の絶対湿度をＹ２、前記含有度合検知部の検知に基づく絶対湿度をＹ３、水蒸気の定圧モル比熱をＣｐｓ、乾き空気の定圧モル比熱をＣｐａとした時に、
Ｙ２＝［｛（Ｔ３−Ｔ１）Ｃｐｓ・Ｙ１＋（Ｔ２−Ｔ１）Ｃｐａ｝・Ｙ３
＋（Ｔ３−Ｔ２）Ｃｐａ・Ｙ１］
／｛（Ｔ３−Ｔ２）Ｃｐｓ・Ｙ３＋（Ｔ２−Ｔ１）Ｃｐｓ・Ｙ１
＋（Ｔ３−Ｔ１）Ｃｐａ｝
から成る式により前記加熱室内の絶対湿度を導出したことを特徴としている。
In the cooking device having the above-described configuration, the present invention is configured such that the temperature of the outside air is T1, the detection temperature of the heating chamber temperature detection unit is T2, the detection temperature of the cooling temperature detection unit is T3, the absolute humidity of the outside air is Y1, When the absolute humidity in the heating chamber is Y2, the absolute humidity based on the detection by the content detection unit is Y3, the constant pressure molar specific heat of water vapor is Cps, and the constant pressure molar specific heat of dry air is Cpa,
Y2 = [{(T3-T1) Cps · Y1 + (T2-T1) Cpa} · Y3
+ (T3-T2) Cpa · Y1]
/ {(T3-T2) Cps · Y3 + (T2-T1) Cps · Y1
+ (T3-T1) Cpa}
The absolute humidity in the heating chamber is derived by an equation consisting of:
この構成によると、加熱室温度検知部、冷却温度検知部及び含有度合検知部の検知結果に基づいて加熱室内の絶対湿度が導出される。水蒸気及び乾き空気の定圧モル比熱は一定値が用いられる。外気の温度及び絶対湿度は計測してもよく、一定値を用いてもよい。 According to this configuration, the absolute humidity in the heating chamber is derived based on the detection results of the heating chamber temperature detection unit, the cooling temperature detection unit, and the content degree detection unit. A constant value is used for the constant pressure molar specific heat of water vapor and dry air. The temperature and absolute humidity of the outside air may be measured, or constant values may be used.
また本発明は、上記構成の加熱調理器において、外気の温度及び絶対湿度をそれぞれ検知する外気温度検知部及び外気湿度検知部を設け、前記加熱室内の気体に含まれる成分の含有度合を導出する際に、前記外気温度検知部及び前記外気湿度検知部の検知結果を用いることを特徴としている。この構成によると、加熱室温度検知部、冷却温度検知部、含有度合検知部、外気温度検知部及び外気湿度検知部の検知結果によって加熱室内の酸素濃度や蒸気量等が導出される。 Moreover, this invention provides the outdoor temperature detection part and external air humidity detection part which each detect the temperature and absolute humidity of external air in the heating cooker of the said structure, and derives | leads-out the content degree of the component contained in the gas in the said heating chamber. In this case, the detection results of the outside air temperature detection unit and the outside air humidity detection unit are used. According to this configuration, the oxygen concentration in the heating chamber, the amount of steam, and the like are derived from the detection results of the heating chamber temperature detection unit, the cooling temperature detection unit, the content level detection unit, the outside air temperature detection unit, and the outside air humidity detection unit.
また本発明は、上記構成の加熱調理器において、前記含有度合検知部が前記冷却部による冷却後の気体の絶対湿度を検知する湿度センサを有することを特徴としている。この構成によると、冷却部による冷却後の気体に含まれる蒸気の含有度合が湿度センサにより検知される。 Moreover, the present invention is characterized in that, in the cooking device configured as described above, the content degree detection unit includes a humidity sensor that detects the absolute humidity of the gas after being cooled by the cooling unit. According to this structure, the content level of the vapor | steam contained in the gas after cooling by the cooling part is detected by a humidity sensor.
また本発明は、上記構成の加熱調理器において、前記含有度合検知部が前記冷却部による冷却後の気体の酸素濃度を検知する酸素濃度センサを有することを特徴としている。この構成によると、冷却部による冷却後の気体に含まれる酸素の含有度合が酸素濃度センサにより検知される。 Moreover, the present invention is characterized in that, in the cooking device having the above-described configuration, the content degree detection unit includes an oxygen concentration sensor that detects the oxygen concentration of the gas after being cooled by the cooling unit. According to this configuration, the oxygen concentration sensor detects the degree of oxygen contained in the gas cooled by the cooling unit.
また本発明は、上記構成の加熱調理器において、前記加熱室内の酸素濃度が調理物に応じて決められる所定量より低くなった際に、前記蒸気供給部による蒸気の供給量を減少させることを特徴としている。 Further, the present invention provides a cooking device configured as described above, wherein when the oxygen concentration in the heating chamber becomes lower than a predetermined amount determined according to the food, the amount of steam supplied by the steam supply unit is reduced. It is a feature.
また本発明は、上記構成の加熱調理器において、前記加熱室内の酸素濃度を表示する表示部を設けたことを特徴としている。 According to the present invention, in the cooking device having the above-described configuration, a display unit for displaying the oxygen concentration in the heating chamber is provided.
本発明によると、加熱室温度検知部、冷却温度検知部及び含有度合検知部の検知結果に基づいて蒸気供給部による蒸気の供給を制御したので、含有度合検知部に耐熱温度が低い安価なセンサを用いても加熱室内の気体の状態を判別して蒸気の供給を適切に制御できる。 According to the present invention, since the supply of steam by the steam supply unit is controlled based on the detection results of the heating chamber temperature detection unit, the cooling temperature detection unit, and the content level detection unit, an inexpensive sensor with a low heat-resistant temperature in the content level detection unit Even if is used, it is possible to determine the state of the gas in the heating chamber and appropriately control the supply of steam.
また、加熱室温度検知部、冷却温度検知部及び含有度合検知部の検知結果から加熱室内の気体に含まれたすくなくとも一の成分の含有度合を導出するので、正確に加熱室内の気体の状態を判別することができる。 Moreover, since the content level of at least one component contained in the gas in the heating chamber is derived from the detection results of the heating chamber temperature detection unit, the cooling temperature detection unit, and the content level detection unit, the state of the gas in the heating chamber can be accurately determined. Can be determined.
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は一実施形態の加熱調理器を示す外観斜視図である。加熱調理器１は外装板１ａで外面が覆われ、調理物を収納する加熱室１１（図２参照）を有している。加熱室１１の前面には扉３が回動自在に設けられる。扉３の側方には操作部２１（図８参照）及び表示部２２（図８参照）を有した操作パネル４が配される。加熱調理器１の上面後部には加熱室１１の排気が流通する排気部２の上部２ａが外装板１ａから突出して設けられる。排気部２の上端には開口２ｂが形成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Drawing 1 is an appearance perspective view showing the cooking-by-heating machine of one embodiment. The
図２は加熱調理器１の外装板１ａを取り外した内部を側方から見た斜視図を示している。加熱室１１の外壁には蒸気発生装置５及び蒸気昇温装置６が配される。蒸気発生装置５は給水ポンプ２０（図８参照）の駆動により水タンク（不図示）から給水された水を加熱して蒸気を発生する。蒸気昇温装置６は蒸気発生装置５で発生した蒸気を更に昇温して過熱蒸気を生成する。蒸気昇温装置６で生成された過熱蒸気は加熱室１１に供給される。従って、蒸気発生装置５及び蒸気昇温装置６は加熱室１１に蒸気を供給する蒸気供給部を構成する。
FIG. 2: has shown the perspective view which looked at the inside which removed the
排気部２は外装板１ａ（図１参照）により上下に分割されたダクト状に形成され、加熱室１１の背後に立設される。排気部２の下部は加熱室１１に設けた排気口９（図３参照）に接続される。加熱室１１の排気は排気部２を流通し、上部２ａ（図１参照）の上面の開口２ｂ（図１参照）を介して外部に放出される。
The
図３は加熱調理器１の扉３を開いた状態を正面から見た斜視図を示している。加熱室１１の側壁上部には蒸気昇温装置６に連結される吐出口７が設けられる。加熱室１１の背壁下部には排気口９が設けられる。吐出口７から加熱室１１内に供給される蒸気は矢印Ａに示すように加熱室１１の天面に沿って流通し、側壁及び底壁に衝突して方向を変えて壁面に沿って循環する。蒸気が循環して流れることによって加熱室１１内の気体は排気口９から流出する。
FIG. 3: has shown the perspective view which looked at the state which opened the
図４、図５は加熱調理器１の背面から見た斜視図及び透過斜視図を示している。加熱調理器１の背面底部には凹部１ｂが形成され、凹部１ｂ内に冷却ファン１０が配される。排気部２は排気口９よりも下方に延びる外気供給部２ｅ（図７参照）を有し、凹部１ｂの上面に開口２ｃが形成される。
4 and 5 show a perspective view and a transparent perspective view as seen from the back of the
図６は冷却ファン１０を示す斜視図である。冷却ファン１０はクロスフローファンから成り、ファンモータ２８に連結されるファンロータ２９を有している。ファンモータ２８の駆動によりファンロータ２９が回転し、矢印Ｃに示すように前方から外気を吸込んで上方に向けて送出する（矢印Ｄ）。これにより、開口２ｃを介して排気部２に外気が供給される。
FIG. 6 is a perspective view showing the cooling
図７は加熱調理器１の側面断面図を示している。排気部２の下部は前方と下方とに分岐し、連結部２ｄ及び外気供給部２ｅを有している。連結部２ｄは前方に延びて排気口９に接続され、外気供給部２ｅは下方に延びて冷却ファン１０を配した凹部１ｂに接続される。加熱室１１の排気口９から矢印Ｂに示すように排気部２に流出する排気は冷却ファン１０により供給される外気（矢印Ｄ）と合流する。
FIG. 7 shows a side sectional view of the
これにより、加熱室１１の排気が冷却され、冷却後の排気が矢印Ｅに示すように上昇して開口２ｂから放出される。従って、冷却ファン１０は加熱室１１の排気を外気で希釈して冷却する冷却部を構成する。クロスフローファン以外のファン（軸流ファンや遠心ファン等）により冷却ファン１０を構成してもよい。
Thereby, the exhaust in the
外気供給部２ｅ内には冷却ファン１０により供給される外気の温度及び絶対湿度をそれぞれ検知する温度センサ１５（外気温度検知部）及び湿度センサ１８（外気湿度検知部）が設けられる。連結部２ｄ内には冷却ファン１０による冷却前の排気の温度を検知する温度センサ１６（加熱室温度検知部）が設けられる。排気部２の上部には冷却ファン１０による冷却後の排気の温度及び絶対湿度をそれぞれ検知する温度センサ１７（冷却温度検知部）及び湿度センサ１９（含有度合検知部）が設けられる。
A temperature sensor 15 (outside air temperature detecting unit) and a humidity sensor 18 (outside air humidity detecting unit) for detecting the temperature and absolute humidity of the outside air supplied by the cooling
図８は加熱調理器１の構成を示すブロック図である。加熱調理器１はＣＰＵを有して各部を制御する制御部１２を備えている。制御部１２には蒸気発生装置５、蒸気昇温装置６、冷却ファン１０、給水ポンプ２０、操作部２１、表示部２２、温度センサ１５、１６、１７、湿度センサ１８、１９及び記憶部２３が接続される。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the
操作部２１は操作パネル４（図１参照）に設けられた複数の操作キーから成り、調理メニューの選択や調理条件の設定等を行う。表示部２２は操作パネル４（図１参照）に設けられた液量表示パネル等から成り、設定画面や調理状況等を表示する。記憶部２３はＲＯＭやＲＡＭから成り、加熱調理器１の動作プログラムや調理メニューのデータを記憶するとともに制御部１２による演算の一時記憶を行う。
The
図９は加熱調理器１の動作を示すフローチャートである。調理物を加熱室１１内に設置して調理開始を指示するとステップ＃１１で蒸気発生装置５が駆動される。ステップ＃１２では蒸気昇温装置６が駆動される。これにより、加熱室１１内に約３００℃の過熱蒸気が供給され、それに伴って排気口９から加熱室１１内の気体が流出する。この時、水蒸気よりも空気は重いため、加熱室１１の下部に設けられる排気口９から迅速に空気を排気することができる。
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the
ステップ＃１３では冷却ファン１０が駆動され、外気供給部２ｅを介して排気部２に外気が供給される。これにより、排気部２の排気が冷却される。外気が混合する前の排気の温度は約２００℃であり、常温の外気が混合して冷却された排気は１００℃程度まで降温される。外気が混合した排気は排気部２内を上昇して更に冷却され、開口２ｂから放出される。
In
ステップ＃１４では図１０に示す酸素濃度導出処理が呼び出される。酸素濃度導出処理は加熱室１１の酸素濃度ｎａを導出する。ステップ＃３１では温度センサ１５によって外気の温度Ｔ１が検知される。ステップ＃３２では湿度センサ１８によって外気の絶対湿度Ｙ１が検知される。
In step # 14, the oxygen concentration derivation process shown in FIG. 10 is called. The oxygen concentration deriving process derives the oxygen concentration na of the
ステップ＃３３では温度センサ１６によって外気による冷却前の加熱室１１の排気の温度Ｔ２が検知される。ステップ＃３４では温度センサ１７によって外気による冷却後の加熱室１１の排気の温度Ｔ３が検知される。ステップ＃３５では湿度センサ１９によって外気による冷却後の加熱室１１の排気の絶対湿度Ｙ３が検知される。
In
ステップ＃３６では温度センサ１５、１６、１７及び湿度センサ１８、１９の検知結果に基づいて加熱室１１内の絶対湿度Ｙ２が導出される。
In
冷却ファン１０により排気部２に供給される外気の熱量をＱ１、加熱室１１から流出して外気による冷却前の排気の熱量をＱ２、外気と混合して冷却された排気の熱量をＱ３とすると、式（１）が成り立つ。
Let Q1 be the amount of heat of the outside air supplied to the
Ｑ１＋Ｑ２＝Ｑ３ ・・・（１） Q1 + Q2 = Q3 (1)
水蒸気の定圧モル比熱をＣｐｓ、乾き空気の定圧モル比熱をＣｐa、外気に含まれる水蒸気の質量をｍｓ１、外気に含まれる乾き空気の質量をｍa１、外気の温度をＴ１とすると、外気の熱量Ｑ１は式（２）で表わされる。 When the constant pressure molar specific heat of water vapor is Cps, the constant pressure molar specific heat of dry air is Cpa, the mass of water vapor contained in the outside air is ms1, the mass of dry air contained in the outside air is ma1, and the temperature of the outside air is T1, the amount of heat Q1 of the outside air. Is represented by equation (2).
Ｑ１＝（Ｃｐｓ・ｍｓ１＋Ｃｐａ・ｍａ１）・Ｔ１ ・・・（２） Q1 = (Cps · ms1 + Cpa · ma1) · T1 (2)
同様に、外気による冷却前の加熱室１１の排気について、含有される水蒸気の質量をｍｓ２、乾き空気の質量をｍａ２、温度をＴ２とすると、熱量Ｑ２は式（３）で表わされる。外気による冷却後の加熱室１１の排気について、含有される水蒸気の質量をｍｓ３、乾き空気の質量をｍa３、温度をＴ３とすると、熱量Ｑ３は式（４）で表わされる。
Similarly, regarding the exhaust of the
Ｑ２＝（Ｃｐｓ・ｍｓ２＋Ｃｐａ・ｍａ２）・Ｔ２ ・・・（３）
Ｑ３＝（Ｃｐｓ・ｍｓ３＋Ｃｐａ・ｍａ３）・Ｔ３ ・・・（４）
Q2 = (Cps · ms2 + Cpa · ma2) · T2 (3)
Q3 = (Cps · ms3 + Cpa · ma3) · T3 (4)
また、水蒸気の質量及び乾き空気の質量は式（５）、（６）の関係がある。 Further, the mass of water vapor and the mass of dry air are related by the equations (5) and (6).
ｍｓ１＋ｍｓ２＝ｍｓ３ ・・・（５）
ｍａ１＋ｍａ２＝ｍａ３ ・・・（６）
ms1 + ms2 = ms3 (5)
ma1 + ma2 = ma3 (6)
絶対湿度は水蒸気の質量と乾き空気の質量との比であり、外気の絶対湿度Ｙ１及び冷却後の排気の絶対湿度Ｙ３は式（７）、（８）で表わされる。 The absolute humidity is the ratio of the mass of water vapor to the mass of dry air. The absolute humidity Y1 of the outside air and the absolute humidity Y3 of the exhausted air after cooling are expressed by equations (7) and (8).
Ｙ１＝ｍｓ１／ｍａ１ ・・・（７）
Ｙ３＝ｍｓ３／ｍａ３ ・・・（８）
Y1 = ms1 / ma1 (7)
Y3 = ms3 / ma3 (8)
外気は冷却ファン１０による気流（矢印Ｄ）となって加熱室１１内からの排気（矢印Ｂ）と混合される。このため、冷却ファン１０の流量をＶ、水蒸気の密度をρｓ、乾き空気の密度をρａとすると、式（９）の関係がある。
The outside air becomes an air flow (arrow D) by the cooling
ｍｓ１／ρｓ＋ｍａ１／ρａ＝Ｖ ・・・（９） ms1 / ρs + ma1 / ρa = V (9)
式（１）〜（９）において水蒸気の定圧モル比熱Ｃｐｓ、乾き空気の定圧モル比熱Ｃｐａ、水蒸気の密度ρｓ、乾き空気の密度ρａは定数である。冷却ファン１０の流量Ｖはファンモータ２８の回転数により取得できる。また、温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及び絶対湿度Ｔ１、Ｔ３は温度センサ１５〜１７、湿度センサ１８、１９により検知される。
In the formulas (1) to (9), the constant pressure molar specific heat Cps of water vapor, the constant pressure molar specific heat Cpa of dry air, the density ρs of water vapor, and the density ρa of dry air are constants. The flow rate V of the cooling
このため、未知数はＱ１、Ｑ２、Ｑ３、ｍｓ１、ｍｓ２、ｍｓ３、ｍａ１、ｍａ２、ｍａ３の９個であるから、連立方程式を解くことができる。これにより、加熱室１１から流出した冷却前の排気中の水蒸気の質量ｍｓ２、乾き空気の質量ｍａ２は式（１０）、（１１）で与えられる。従って、加熱室１１からの排気の絶対湿度Ｙ２が式（１２）により導出される。
For this reason, since there are nine unknowns, Q1, Q2, Q3, ms1, ms2, ms3, ma1, ma2, and ma3, simultaneous equations can be solved. Thereby, the mass ms2 of water vapor and the mass ma2 of dry air in the exhaust before cooling out from the
ｍｓ２＝−ρａρｓＶ［｛（Ｔ３−Ｔ１）ＣｐｓＹ１＋（Ｔ２−Ｔ１）Ｃｐａ｝・Ｙ３
＋（Ｔ３−Ｔ２）Ｃｐａ・Ｙ１］
／（Ｔ３−Ｔ２）（ρａＹ１＋ρｓ）（Ｃｐｓ・Ｙ３＋Ｃｐａ）・・（１０）
ｍａ２＝−ρａρｓＶ｛（Ｔ３−Ｔ２）Ｃｐｓ・Ｙ３＋（Ｔ２−Ｔ１）Ｃｐｓ・Ｙ１
＋（Ｔ３−Ｔ１）Ｃｐａ｝
／（Ｔ３−Ｔ２）（ρａＹ１＋ρｓ）（Ｃｐｓ・Ｙ３＋Ｃｐａ）・・（１１）
ms2 = −ρaρsV [{(T3−T1) CpsY1 + (T2−T1) Cpa} · Y3
+ (T3-T2) Cpa · Y1]
/ (T3-T2) (ρaY1 + ρs) (Cps · Y3 + Cpa) (10)
ma2 = −ρaρsV {(T3−T2) Cps · Y3 + (T2−T1) Cps · Y1
+ (T3-T1) Cpa}
/ (T3-T2) (ρaY1 + ρs) (Cps · Y3 + Cpa) (11)
Ｙ２＝［｛（Ｔ３−Ｔ１）Ｃｐｓ・Ｙ１＋（Ｔ２−Ｔ１）Ｃｐａ｝・Ｙ３
＋（Ｔ３−Ｔ２）Ｃｐａ・Ｙ１］
／｛（Ｔ３−Ｔ２）Ｃｐｓ・Ｙ３＋（Ｔ２−Ｔ１）Ｃｐｓ・Ｙ１
＋（Ｔ３−Ｔ１）Ｃｐａ｝ ・・・（１２）
Y2 = [{(T3-T1) Cps · Y1 + (T2-T1) Cpa} · Y3
+ (T3-T2) Cpa · Y1]
/ {(T3-T2) Cps · Y3 + (T2-T1) Cps · Y1
+ (T3-T1) Cpa} (12)
例えば、Ｃｐｓ＝２［Ｊ／ｇ・Ｋ］、Ｃｐａ＝１［Ｊ／ｇ・Ｋ］とし、Ｔ１＝３０［℃］、Ｔ２＝２００［℃］、Ｔ３＝９０［℃］、Ｙ１＝０．００２１３４、Ｙ３＝０．２６２２６２とすると、加熱室１１内の絶対湿度Ｙ２は式（１２）に代入して、Ｙ２＝１４．７と得られる。
For example, Cps = 2 [J / g · K], Cpa = 1 [J / g · K], T1 = 30 [° C.], T2 = 200 [° C.], T3 = 90 [° C.], Y1 = 0. When 002134, Y3 = 0.262262, the absolute humidity Y2 in the
次に、ステップ＃３７では加熱室１１内の酸素濃度ｎａが導出される。一般に１気圧の空気においては、酸素が２１％を占めている。加熱室１１は排気部２を介して外部に連通するため内部の気圧が大気圧とほぼ等しくなっている。従って、調理開始前の加熱室１１内の酸素濃度は２１％である。調理を開始すると加熱室１１内に蒸気が投入されて水蒸気モル濃度が増加し、酸素濃度が２１％から減少していく。
Next, in
加熱室１１内で結露の発生がないとして、水蒸気モル濃度をｎｃすると酸素濃度ｎａは式（１３）で表わされる。
Assuming that no condensation occurs in the
ｎａ＝０．２１（１−ｎｃ） ・・・（１３） na = 0.21 (1-nc) (13)
水蒸気モル濃度ｎｃは加熱室１１内の水蒸気と空気のモル比であり、式（１２）よりｍｓ２＝Ｙ２・ｍａ２であるので、式（１４）で表わされる。ここで、水の分子量をＭｓ、空気の分子量をＭａとしている。加熱室内１１の気体が水蒸気及び空気から成るとすると、水蒸気モル濃度ｎｃは蒸気圧（単位：気圧）に等しい。
The water vapor molar concentration nc is the molar ratio of water vapor to air in the
ｎｃ＝（ｍｓ２／Ｍｓ）／｛（ｍｓ２／Ｍｓ）＋（ｍａ２／Ｍａ）｝
＝（Ｙ２／Ｍｓ）／｛（Ｙ２／Ｍｓ）＋（１／Ｍａ）｝ ・・・（１４）
nc = (ms2 / Ms) / {(ms2 / Ms) + (ma2 / Ma)}
= (Y2 / Ms) / {(Y2 / Ms) + (1 / Ma)} (14)
上記例でＹ２＝１４．７の場合は、Ｍｓ＝１８．０１、Ｍａ＝２８．９７とすると、ｎｃ＝０．９５９４、ｎａ＝０．００８５＝０．８５％となる。 In the above example, when Y2 = 14.7, assuming that Ms = 18.01 and Ma = 28.97, nc = 0.9594 and na = 0.0005 = 0.85%.
ステップ＃３８ではステップ＃３７で導出した酸素濃度ｎａが表示部２２に表示される。これにより、使用者は調理の状態を詳細に知ることができ、例えば、低酸素状態で加熱調理する場合等に調理中の酸素濃度をモニターできる。従って、加熱調理器１の利便性を向上させることができる。
In
次に、図９のステップ＃１５に移行し、加熱室１１の酸素濃度ｎａが所定量よりも低いか否かが判断される。前述したように低酸素状態で加熱調理するとビタミン等の栄養素の破壊や脂の酸化を防ぐことができる。調理物に適した酸素濃度は各調理メニューによって異なり、予め記憶部２３に記憶されている。例えば、ローストチキンやステーキ等の脂肪分が多い調理メニューの場合は、調理中の酸素濃度を０．１％以下にするように設定されている。
Next, the process proceeds to step # 15 in FIG. 9, and it is determined whether or not the oxygen concentration na of the
加熱室１１の酸素濃度ｎａが調理メニュー毎に決められた所定量よりも低い場合はステップ＃１６に移行する。ステップ＃１６では蒸気発生装置５による蒸気発生量を少なくして蒸気が供給される。加熱室１１の酸素濃度ｎａが調理メニュー毎に決められた所定量よりも高い場合はステップ＃１７に移行する。ステップ＃１７では蒸気発生装置５による蒸気発生量が多い状態で蒸気が供給される。ステップ＃１８では調理が終了したか否かが判別される。調理が終了してない場合はステップ＃１４〜＃１８が繰り返し行われる。
When the oxygen concentration na of the
即ち、蒸気発生量が多い状態で調理が継続され、加熱室１１の酸素濃度ｎａが所定量よりも低くなると蒸気発生量が削減される。これにより、電力浪費を防止することができる。この時、蒸気昇温装置６の電力を下げてもよい。また、蒸気発生量を少なくして調理を継続する際に、加熱室１１内や周辺の温度低下によって結露が発生して加熱室１１の酸素濃度が高くなる場合がある。この時、ステップ＃１７で蒸気発生量を多くして加熱室１１の酸素濃度を低下させる。
That is, cooking is continued with a large amount of steam generated, and the amount of steam generated is reduced when the oxygen concentration na in the
尚、加熱室１１の酸素濃度ｎａが調理メニュー毎に決められた所定量よりも低い場合に、蒸気発生装置５及び蒸気昇温装置６を停止して蒸気の供給を停止してもよい。この時、加熱室１１から殆ど排気されないため、正確に加熱室１１の酸素濃度ｎａを求めることが困難になる。このため、所定期間毎に蒸気発生装置５及び蒸気昇温装置６を駆動して加熱室１１から排気し、加熱室１１の酸素濃度ｎａを求めるとよい。これにより、加熱室１１の酸素濃度ｎａが所定量よりも高くなると、蒸気の継続供給が再開される。
When the oxygen concentration na in the
ステップ＃１８で調理が終了したと判断されると、ステップ＃１９に移行して蒸気発生装置５が停止される。ステップ＃２０では蒸気昇温装置６が停止される。ステップ＃２１では冷却ファン１０が停止され、処理を終了する。
If it is determined in
本実施形態によると、温度センサ１５、１６、１７及び湿度センサ１８、１９の検知結果に基づいて蒸気発生装置５及び蒸気昇温装置６を有する蒸気供給部による蒸気の供給が制御される。湿度センサ１８は低温の外気の絶対湿度を検知し、湿度センサ１９は外気によって冷却された後の加熱室１１の排気の絶対湿度を検知する。このため、耐熱温度が低い安価な湿度センサ１８、１９を用いて加熱室１１内の気体の状態を判別し、排気の状態を確認しながら蒸気の供給を適切に制御できるメリットがある。
According to this embodiment, the supply of steam by the steam supply unit having the
これにより、過剰な蒸気供給を抑制できるので、加熱調理器１の省エネルギー化を実現することができる。また、従来の加熱調理器に比べて居室内への蒸気排出量が削減されるので、居室内が多湿な雰囲気にならずに快適な室内環境を維持することが可能になる。
Thereby, since excessive vapor | steam supply can be suppressed, the energy saving of the
加熱室１１内及び排気部２内の気体は水蒸気、酸素、窒素により殆ど占められる。酸素と窒素の混合比は一定とみなせるため、いずれか一の気体成分の含有度合を取得すると他の成分の含有度合も求められる。本実施形態では湿度センサ１８（外気湿度検知部）、１９（含有度合検知部）で取得する絶対湿度によって水蒸気及び空気の含有度合を検知している。これに替えて、酸素濃度センサや窒素濃度センサ等を用いて酸素や窒素の含有度合を検知してもよい。この場合においても耐熱温度が低い安価なセンサを用いることができる。
The gas in the
また、式（１２）により加熱室１１の絶対湿度Ｙ２（即ち、水蒸気及び空気の含有度合）を導出し、式（１３）により加熱室１１の酸素濃度（即ち、酸素の含有度合）を導出している。本実施形態では調理メニュー毎に蒸気の供給を可変する酸素濃度が記憶部２３に記憶されているため、式（１３）により酸素濃度を導出している。調理メニュー毎に蒸気の供給を可変するための他の気体の含有度合が記憶される場合は、該気体の含有度合を導出すればよい。
Further, the absolute humidity Y2 (that is, the content of water vapor and air) of the
即ち、温度センサ１５、１６、１７、湿度センサ１８、１９の検知結果から加熱室１１内の気体（水蒸気、酸素、窒素）に含まれたすくなくとも一の成分の含有度合を導出することによって、正確に加熱室１１内の気体の状態を判別することができる。また、式（１２）を用いることによって加熱室１１内の絶対湿度Ｙ２を簡単に導出することができる。
That is, by deriving the content of at least one component contained in the gas (water vapor, oxygen, nitrogen) in the
尚、式（１２）において、外気の温度Ｔ１及び湿度Ｙ１の変動量は排気の温度Ｔ２、Ｔ３及び湿度Ｙ３に比して小さいため、温度Ｔ１、湿度Ｙ１に定数を用いてもよい。これにより、温度センサ１５及び湿度センサ１８を省くことができる。温度センサ１５及び湿度センサ１８を設けると、より正確に加熱室１１内の絶対湿度Ｙ２を導出することができる。
In the equation (12), since the fluctuation amounts of the outside air temperature T1 and the humidity Y1 are smaller than the exhaust temperature T2, T3 and the humidity Y3, constants may be used for the temperature T1 and the humidity Y1. Thereby, the
また、温度センサ１６を排気口９よりも下流側の連結部２ｄに設置しているが、加熱室１１内に配置してもよい。即ち、加熱室１１内から冷却ファン１０による冷却前までの間であればどの位置で温度Ｔ２を検知してもよい。
Further, although the
本発明によると、蒸気によって調理物を加熱調理する加熱調理器に利用することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can utilize for the heating cooker which heat-cookes a foodstuff with steam.
１ 加熱調理器
２ 排気部
３ 扉
４ 操作パネル
５ 蒸気発生装置
６ 蒸気昇温装置
７ 吐出口
９ 排気口
１０ 冷却ファン
１１ 加熱室
１２ 制御部
１５、１６、１７ 温度センサ
１８、１９ 湿度センサ
２０ 給水ポンプ
２１ 操作部
２２ 表示部
２３ 記憶部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
Ｙ２＝［｛（Ｔ３−Ｔ１）Ｃｐｓ・Ｙ１＋（Ｔ２−Ｔ１）Ｃｐａ｝・Ｙ３
＋（Ｔ３−Ｔ２）Ｃｐａ・Ｙ１］
／｛（Ｔ３−Ｔ２）Ｃｐｓ・Ｙ３＋（Ｔ２−Ｔ１）Ｃｐｓ・Ｙ１
＋（Ｔ３−Ｔ１）Ｃｐａ｝
から成る式により前記加熱室内の絶対湿度を導出したことを特徴とする請求項２に記載の加熱調理器。 The temperature of the outside air is T1, the temperature detected by the heating chamber temperature detector is T2, the temperature detected by the cooling temperature detector is T3, the absolute humidity of the outside air is Y1, the absolute humidity of the heating chamber is Y2, and the content level detector The absolute humidity based on the detection of Y3, the constant pressure molar specific heat of water vapor as Cps, and the constant pressure molar specific heat of dry air as Cpa,
Y2 = [{(T3-T1) Cps · Y1 + (T2-T1) Cpa} · Y3
+ (T3-T2) Cpa · Y1]
/ {(T3-T2) Cps · Y3 + (T2-T1) Cps · Y1
+ (T3-T1) Cpa}
The cooking device according to claim 2, wherein the absolute humidity in the heating chamber is derived by an equation consisting of:
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