JP6722542B2

JP6722542B2 - 加熱調理器

Info

Publication number: JP6722542B2
Application number: JP2016156234A
Authority: JP
Inventors: 修都合; 真由子加藤
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2016-08-09
Filing date: 2016-08-09
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2036-08-09
Also published as: JP2018025328A

Description

本発明は、加熱調理器に関する。特に、本発明は、煮込み調理等のように弱火力を使用する調理に好適な加熱調理器に関する。

ガスコンロ等の加熱調理器では、バーナの火力調節機構として、操作パネルに手動により火力を変更する火力調節レバーや火力調節ツマミなどの火力操作子を設け、ガス通路に流量調整弁を設けて、火力操作子を使用者が操作することによって、流量調整弁の開度を調整し、バーナの火力変更が行われている。

この種の加熱調理器では、火力操作子により急に火力を低下させると、バーナへの燃料ガスの供給量が急減してバーナが失火する場合がある。そのため、火力操作子の最小火力位置は、そのような急激な火力変更が行われた場合でも失火しない程度の燃料ガスがバーナに供給されるように設定されている。

ところで、加熱調理器で行われる調理には、炒め物調理のように強火力を必要とするものだけでなく、おでんや肉じゃが、牛すじ煮込みなどのように加熱調理初期にはある程度の強火力を必要とする一方、加熱調理終期には食材をじっくり加熱しつつ、焦げ付きを防止するために、とろ火程度の弱火力を必要とする煮込み調理もある。このような弱火力で調理する場合、できるだけバーナの火力を小さくすることが望まれるが、上記のように失火防止のために火力操作子の最小火力位置における火力がバーナの燃焼限界よりもある程度、高く設定されている加熱調理器では、とろ火程度の弱火力を使用できないという問題がある。上記観点から、火力操作子とは別に、最小火力より低い弱火力を設定する作動スイッチを設けるとともに、ガス通路の流量調整弁よりも上流側に、電磁弁及びバイパス回路を設けた加熱調理器が提案されている（例えば、特許文献１）。この加熱調理器によれば、加熱調理中、使用者が作動スイッチを操作すると、電磁弁が閉弁されてバイパス回路のみから燃料ガスが供給されるようにガス通路が絞られ、その後、さらに使用者が火力操作子の火力を所望の弱火力に調整することにより、通常よりも低いインプットを可能としている。

特開２０１５−２１２５９１号公報

しかしながら、特許文献１の加熱調理器において最小火力よりも低い弱火力を設定するためには、使用者が、加熱調理中、作動スイッチだけでなく、火力操作子も操作しなければならず、調理の作業性に劣る。また、弱火力とするタイミングや設定する弱火力も使用者が判断しなければならないため、火力変更の判断が難しい。さらに、火力操作子の操作で設定されている最小火力よりも低いインプットとした場合、バーナに形成される燃焼炎が小さくなり、外乱によって燃焼炎がふらつきやすくなるため、熱電対等の燃焼安全装置によりバーナの点消火が判定される加熱調理器では、失火が誤検知されて、調理が中断されてしまうという問題がある。

本発明は上記課題を解決するものであり、本発明の目的は、煮込み調理等のようにとろ火程度の弱火力を必要とする調理を行う場合に、使い勝手に優れ、被調理物の調理の仕上がりに優れた加熱調理器を提供することにある。

本発明によれば、
被調理物を加熱するバーナと、
バーナの火力を手動で変更する火力操作子と、
ガス通路に設けられ、バーナへの燃料ガスの供給量を増減させる電動式の流量調整弁と、
流量調整弁の開度を調整して、バーナの火力を制御する加熱制御手段と、を備える加熱調理器であって、
加熱制御手段は、被調理物またはバーナの加熱状態が所定の下限火力変更条件を満たすかどうかを判定する加熱状態判定手段を有し、
火力操作子によりバーナの火力が変更された場合、所定の最小火力から最大火力の範囲でバーナが燃焼するように、流量調整弁の開度を調整して、燃料ガスの供給量を増減させ、
被調理物またはバーナの少なくともいずれか一方の加熱状態が下限火力変更条件を満たした後、火力操作子でバーナの火力が最小火力位置に設定された場合、バーナの火力が火力操作子で設定される最小火力よりも低い所定の下限火力となるように、流量調整弁の開度を調整して、バーナへの燃料ガスの供給量を減少させる制御構成を有する加熱調理器が提供される。

上記加熱調理器によれば、火力操作子による手動でバーナの火力が変更された場合、所定の最小火力から最大火力の範囲でバーナが燃焼するように、流量調整弁の開度が調整されるが、加熱調理中に、所定の下限火力変更条件を満たせば、最小火力よりも低い予め設定されている所定の下限火力となるように電動式の流量調整弁の開度が調整されるから、使用者が火力操作子を操作することなく、また使用者が火力変更のタイミングや変更後の火力を判断することなく、最小火力よりも低いインプットの火力で調理を継続させることができる。また、火力操作子を手動で操作することにより火力変更できる最小火力は下限火力よりも高く設定されているから、加熱調理中に急に最小火力位置まで火力を低下させても、バーナが失火することもない。

上記加熱調理器において、好ましくは、
加熱状態判定手段は、被調理物の温度を検知する被調理物温度検知手段、バーナの燃焼時間を計時する燃焼時間計測手段、またはバーナの温度を検知するバーナ温度検知手段の少なくとも１つを備え、
被調理物温度検知手段によって検知される被調理物の温度が平衡温度に達するか、燃焼時間計測手段によって計時されるバーナの燃焼時間が所定の下限火力変更時間に達するか、またはバーナ温度検知手段によって検知されるバーナの温度が所定の下限火力変更温度へ達するかの少なくとも１つの下限火力変更条件を満たすかどうかを判定する。

点火初期では、燃焼炎による熱がバーナの温度を上昇させるのに奪われるため、小さな燃焼炎が形成されやすい。そのため、点火初期から最小火力よりも低い下限火力に変更可能とすると、バーナへの燃料ガスの供給量の低下に伴って失火が生じやすい。しかしながら、被調理物の温度が平衡温度に達している場合や、バーナの燃焼時間が所定の下限火力変更時間に達している場合、またはバーナの温度が所定の下限火力変更温度へ達している場合、一定時間以上、バーナを燃焼させているから、流量調整弁の開度を減少させても燃焼炎が過度に小さくならず、失火が生じ難い。
また、被調理物の温度が平衡温度に達している場合や、バーナの燃焼時間が所定の下限火力変更時間に達している場合、またはバーナの温度が所定の下限火力変更温度へ達している場合、被調理物がある程度、加熱された状態にあると判定できる。
従って、上記下限火力変更条件の少なくとも１つが満たされた後、火力操作子が最小火力位置に設定されれば、被調理物がある程度、加熱された後に最小火力に設定されるから、使用者は最小火力での調理を望んでいると判断できる。これにより、バーナが失火し難い状態で、バーナの火力を下限火力に低下させることにより、焦げ付きを抑えながら、食材をじっくり加熱できる。

上記加熱調理器において、好ましくは、
加熱状態判定手段は、バーナの燃焼状態を検知する燃焼炎検知手段をさらに備え、
加熱制御手段は、バーナの火力を最小火力よりも低い下限火力とした後、燃焼炎検知手段の出力値が所定の安定基準値以下に低下するか、または所定時間内の燃焼炎検知手段の出力値のふらつきが所定の安定変動値以上となるかの少なくともいずれか一方の安定火力変更条件を満たすと、バーナの火力が下限火力よりも高い所定の安定火力となるように、流量調整弁の開度を調整して、燃料ガスの供給量を増加させる。

火力操作子で設定される最小火力よりも低い下限火力とするとインプットが低下するため、外乱によって燃焼炎にふらつきが生じた場合、燃焼炎検知手段で燃焼炎を検知できず、失火を誤検知する可能性がある。
しかしながら、上記加熱調理器によれば、バーナの火力を下限火力に低下させた後、燃焼炎検知手段の出力値が所定の安定基準値以下に低下するか、または所定時間内の燃焼炎検知手段の出力値のふらつきが所定の安定変動値以上になるかの少なくともいずれか一方の安定火力変更条件を満たすと、バーナの火力が下限火力よりも高い安定火力となるように、流量調整弁の開度を調整して、燃料ガスの供給量を増加させるから、最小火力よりも低い下限火力に変更したことによる失火の誤検知を回避できる。これにより、不要な調理の中断が防止され、継続して被調理物を加熱できる。なお、安定基準値を失火基準値よりも高く設定することにより、失火が生じた場合の安全性も確保できる。

以上のように、本発明によれば、所定の下限火力変更条件を満たせば、火力操作子を最小火力位置に設定するだけで、最小火力よりも低い下限火力で被調理物を安定して加熱できる。従って、下限火力への火力変更のために使用者が火力操作子を変更する必要がない。また、使用者が、火力変更のタイミングや変更後の火力を判断する必要もない。さらに、最小火力よりも低い下限火力で被調理物を加熱できるから、とろ火程度の弱火力での加熱が望まれる煮込み調理等において、焦げ付きを防止して、じっくりと被調理物を加熱することができる。従って、本発明によれば、使い勝手に優れ、被調理物の調理の仕上がりに優れる加熱調理器を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る加熱調理器のガス回路図である。図２は、本発明の実施の形態に係る加熱調理器における制御動作の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本実施の形態に係る加熱調理器を具体的に説明する。
図１は、ガスコンロに適用した本実施の形態の加熱調理器の一例を示すガス回路図である。図１に示すように、ガスコンロは、コンロバーナ２と、コンロバーナ２を制御するコントローラ５とを備えている。

コンロバーナ２の中心部には調理容器の温度を検知する鍋底温度センサ７（被調理物温度検知手段）が設けられている。鍋底温度センサ７は、五徳８に鍋９（調理容器）が載置されたときに鍋９の底部に当接し、コンロバーナ２により加熱される鍋９の底部の検知温度を示す信号をコントローラ５に出力する。

コンロバーナ２は、押し操作と回転操作が可能な点消火ボタン１０により点消火及び火力変更が行われる。具体的には、点消火ボタン１０を押し操作することにより、コンロバーナ２が点火しまたは消火する。また、点消火ボタン１０を回転操作することにより、コンロバーナ２の火力レベルの調節（コンロバーナ２への燃料ガスの供給量の調節）が行われる。なお、本実施の形態のコンロバーナ２においては、点消火ボタン１０を回転操作すると、その火力レベルが最小火力から最大火力まで９段階で調節可能に設定されている。

コンロバーナ２には、ガス通路を構成するガス供給管１１を介して燃料ガスが供給される。コンロバーナ２の近傍には、コンロバーナ２に点火するための点火電極１４と、コンロバーナ２の燃焼状態を検知する熱電対（燃焼炎検知手段）１５とが設けられている。熱電対１５が燃焼炎で加熱されて生じる起電力は、コントローラ５に出力される。ガス供給管１１には、上流側から順に、ガス供給管１１を開閉する元電磁弁１２、及びガス供給管１１を流通する燃料ガスの流量を調節する流量調整弁１３が設けられている。

流量調整弁１３は、ステッピングモータ３０等の電動アクチュエータを介して開度を変更することによりガス供給管１１のガス流量を変更する電動弁である。コントローラ５は、ステッピングモータ３０を介して流量調整弁１３の開度を変更することにより、コンロバーナ２の火力レベルを切換える。

具体的には、点消火ボタン１０が操作されると、その回転角度を示す信号がコントローラ５に入力され、コントローラ５はガス供給管１１に流れる燃料ガスの供給量が回転角度に応じて変化するように、ステッピングモータ３０により流量調整弁１３の開度を変更する。本実施の形態において、点消火ボタン１０を最小火力位置に設定したときのコンロバーナ２の火力は、点消火ボタン１０を最大火力位置から最小火力位置に急に動かしたときでもコンロバーナ２の失火が生じないような火力に設定されている。例えば、最大火力位置における火力が２５００ｋｃａｌ／ｈに設定される場合、最小火力位置における火力が３００ｋｃａｌ／ｈに設定される。

また、後述する下限火力変更条件が満たされた後、点消火ボタン１０が最小火力位置に設定されると、コントローラ５は、最小火力よりも低い所定の下限火力となるように、ステッピングモータ３０により流量調整弁１３の開度を最小火力に応じた開度よりも小さな開度に変更する。例えば、下限火力は１８０ｋｃａｌ／ｈに設定される。

コントローラ５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ等を備える電子回路ユニットであり、所定の制御用プログラムを実行することによって、ガスコンロの作動を制御する。また、コントローラ５は、その機能として、図１に示すように、点消火制御部５０、火力制御部５１と、加熱状態判定部５２とを備える。

点消火制御部５０は、点消火ボタン１０の操作信号や熱電対１５の出力値に基づきコンロバーナ２の点消火を制御する。なお、点消火制御部５０は、熱電対１５の起電力が所定の失火基準値以下になると、元電磁弁１２を閉弁してコンロバーナ２を消火させる。火力制御部５１は、点消火ボタン１０の操作信号や、加熱状態判定部５２からの出力信号に基づいて、コンロバーナ２の火力を調節することにより調理運転を実行する。

加熱状態判定部５２は、鍋底温度センサ７の検知温度を監視し、検知温度が平衡温度に達したかどうかを判定する平衡状態判定部５３と、コンロバーナ２が点火されてからの燃焼時間を計時し、燃焼時間が所定の下限火力変更時間に達したかどうかを判定する燃焼時間判定部５４とを備える。さらに、加熱状態判定部５２は、コンロバーナ２の火力が下限火力に変更された後、熱電対１５の起電力が所定の安定基準値以下になるかどうかを判定する起電力判定部５５と、所定時間内の起電力のふらつきが所定の安定変動値以上になるかどうかを判定する起電力変動判定部５６とを備える。従って、本実施の形態では、各検知手段７，１５やタイマと、対応するこれらの判定部５３〜５６とで加熱状態判定手段が構成される。

メモリ５７には、制御用プログラム、下限火力変更条件における平衡温度を判定するための判定基準値や各判定時間、安定火力変更条件における起電力の各基準値などを含むデータテーブルが格納されている。

次に、本実施の形態のガスコンロの制御動作について図４のフローチャートを参照して説明する。図４に示すように、使用者が図示しない電源スイッチをオン操作した後、点消火ボタン１０を操作すると、点火電極１４を火花放電させて、コンロバーナ２を点火させる（ステップＳＴ１）。そして、燃焼時間を計時するために燃焼タイマをスタートさせるとともに、鍋底温度センサ７で検知される検知温度の取得を開始する（ステップＳＴ２〜ＳＴ３）。

コンロバーナ２が点火されて加熱調理が開始されると、コンロバーナ２の燃焼時間が所定の下限火力変更時間（例えば、５分間）に達したかどうかが判定される（ステップＳＴ４）。これにより、被調理物が一定時間以上、加熱状態にあることを確認できる。また、点火初期では、燃焼炎による熱がコンロバーナ２のバーナヘッド部（図示せず）の温度を上昇させるのに奪われるため、燃焼炎が小さくなりやすい。そのため、点火初期から最小火力よりも低い下限火力に変更可能とすると、コンロバーナ２への燃料ガスの供給量の低下に伴って、熱電対１５の起電力が失火基準値以下に低下して失火が生じやすくなる。しかしながら、バーナヘッド部の温度が一定温度以上に上昇する程度まで燃焼時間が継続していれば、最小火力よりも低い下限火力となるように流量調整弁１３の開度を絞っても、失火を防ぐことができる。なお、バーナヘッド部が十分に加熱されているかどうかを判定するために、バーナヘッド部の温度を直接、検知可能なサーミスタ等の温度センサを設置し、平衡温度や燃焼時間の代わりに、バーナヘッド部の温度が所定の下限火力変更温度に達するかどうかを判定してもよい。

コンロバーナ２の燃焼時間が下限火力変更時間内である場合（ステップＳＴ４で、Ｎｏ）、さらに、鍋底温度センサ７で検知される温度が所定の平衡温度に達したかどうかを判定する（ステップＳＴ５）。すなわち、おでんやカレーなどの水分を多く含む調理の場合、加熱調理中、平衡温度（検知温度が略一定に保たれる平衡状態の温度）が検知される。このような平衡温度が検知されれば、煮込み調理が行われており、また、ある程度、被調理物の調理が進んだ状態と判断できる。なお、平衡温度は、例えば、所定時間ごとの検知温度の変化の傾向を測定することによって求められる。

上記のようにして、コンロバーナ２の燃焼時間が下限火力変更時間を経過するか、または平衡温度が検知された場合（ステップＳＴ４またはＳＴ５で、Ｙｅｓ）、現在の点消火ボタン１０の火力設定位置が最小火力位置かどうかが確認される（ステップＳＴ６）。現在のコンロバーナ２の火力が最小火力である場合（ステップＳＴ６で、Ｙｅｓ）、被調理物が一定時間以上、加熱されてある程度、調理が進んでおり、また最小火力よりも低い下限火力にインプットを低下させても失火し難い状態と考えられる。このため、流量調整弁１３の開度を最小火力よりもさらに絞って、コンロバーナ２の火力を下限火力に低下させる（ステップＳＴ７）。これにより、最小火力よりも低いとろ火程度の弱火力で被調理物を加熱できる。

コンロバーナ２の火力が下限火力に変更されると、熱電対１５の起電力が、所定時間（例えば、１０秒間）内に失火基準値よりは高いが所定の安定基準値以下となる回数が所定変動回数（例えば、２回）以上、検知されるかどうか、及び熱電対１５の起電力が失火基準値よりは高いが、所定時間（例えば、５秒間）以上、所定の安定基準値以下に低下するかどうかを判定する（ステップＳＴ８及びＳＴ９）。

熱電対１５の起電力のふらつきが変動回数以上である場合、または熱電対１５の起電力が安定基準値以下に低下している場合（ステップＳＴ８またはＳＴ９で、Ｙｅｓ）、外乱によって燃焼炎がふらつき、下限火力で被調理物を十分に加熱できていないと考えられる。このため、コンロバーナ２の火力が下限火力から安定火力である最小火力となるように、流量調整弁１３の開度を増加させる（ステップＳＴ１０）。これにより、失火の誤検知による調理の中断を防止し、調理を継続させることができる。なお、安定火力は、下限火力よりも高ければ、最小火力より低く設定してもよいし、高く設定してもよい。

図示しないが、コンロバーナ２の火力を安定火力に変更させた後、熱電対１５の起電力により燃焼炎が検知されていれば、所定時間経過後に、再度、コンロバーナ２の火力を下限火力に低下させる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、点消火ボタン１０を手動で操作することにより、流量調整弁１３の開度が変更され、コンロバーナ２へ供給される燃料ガスの供給量が予め設定された所定の最小火力から最大火力の範囲で増減されてコンロバーナ２が燃焼されるが、加熱調理中に、鍋底温度センサ７で検知される検知温度が平衡温度に達した場合やコンロバーナ２の燃焼時間が所定の下限火力変更時間に達した場合、使用者が点消火ボタン１０を最小火力位置に設定すれば、最小火力よりも低い予め設定されている所定の下限火力となるように流量調整弁１３の開度が調整される。従って、点火初期から一定時間以上、被調理物を加熱調理した後、使用者が点消火ボタン１０を最小火力位置に設定すれば、使用者が点消火ボタン１０をさらに操作することなく、また使用者が火力変更のタイミングや変更後の火力を判断することなく、最小火力よりも低いインプットでの弱火力で調理を継続させることができる。そのため、点消火ボタン１０を最小火力位置に設定した後、使用者が被調理物の状態を確認する必要もない。なお、点消火ボタン１０を手動で操作することにより火力変更できる最小火力は下限火力よりも高く設定されているから、加熱調理中に急に最小火力位置まで火力を低下させても、コンロバーナ２が失火することもない。

また、本実施の形態によれば、最小火力よりも低い下限火力で被調理物を加熱できるから、例えば、とろ火程度の弱火力での加熱が望まれる煮込み調理等において、焦げ付きを防止して、じっくりと被調理物を加熱することができる。

また、本実施の形態によれば、下限火力に変更するにあたって、被調理物の検知温度が平衡温度に達しているかまたはバーナの燃焼時間が所定の下限火力変更時間に達しているかを判定するから、下限火力に変更することによる失火を防止できる。

さらに、本実施の形態によれば、コンロバーナ２の火力を下限火力に変更した後、熱電対１５による燃焼炎の検知不良が生じた場合、安定火力に復帰させるから、下限火力に変更した後の外乱による調理の中断も防止できる。

従って、本実施の形態によれば、使い勝手に優れ、被調理物の調理の仕上がりに優れる加熱調理器を提供することができる。

（その他の実施の形態）
（１）上記実施の形態では、コンロバーナを用いて加熱調理する場合について説明したが、グリルバーナを用いて加熱調理する場合にも、本発明を適用することができる。この場合、被調理物の加熱状態を判定するための被調理物温度判定手段として、グリル庫内の温度を検知可能な庫内温度センサを使用してもよい。
（２）上記実施の形態では、点消火及び火力操作子の点火操作のみで加熱調理を開始させ、所定の下限火力変更条件を満たせば、下限火力への変更を行っているが、煮物スイッチなどの調理選択スイッチを設け、調理前に調理選択スイッチが操作された場合のみ、下限火力変更条件を満たせば、下限火力への変更を行ってもよい。
（３）上記実施の形態では、火力操作子で最小火力位置に設定されれば、バーナの火力を下限火力に低下させるが、最小火力位置に変更されてから所定時間経過後（例えば、３０秒後）に下限火力に低下させてもよい。

２コンロバーナ
７鍋底温度センサ（被調理物温度検知手段）
１０点消火ボタン（火力操作子）
１５熱電対（燃焼炎検知手段）
５コントローラ

Claims

被調理物を加熱するバーナと、
バーナの火力を手動で変更する火力操作子と、
ガス通路に設けられ、バーナへの燃料ガスの供給量を増減させる電動式の流量調整弁と、
流量調整弁の開度を調整して、バーナの火力を制御する加熱制御手段と、を備える加熱調理器であって、
加熱制御手段は、被調理物またはバーナの加熱状態が所定の下限火力変更条件を満たすかどうかを判定する加熱状態判定手段を有し、
火力操作子によりバーナの火力が変更された場合、所定の最小火力から最大火力の範囲でバーナが燃焼するように、流量調整弁の開度を調整して、燃料ガスの供給量を増減させ、
被調理物またはバーナの少なくともいずれか一方の加熱状態が下限火力変更条件を満たした後、火力操作子でバーナの火力が最小火力位置に設定された場合、バーナの火力が火力操作子で設定される最小火力よりも低い所定の下限火力となるように、流量調整弁の開度を調整して、バーナへの燃料ガスの供給量を減少させる制御構成を有する加熱調理器。
請求項１に記載の加熱調理器において、
加熱状態判定手段は、被調理物の温度を検知する被調理物温度検知手段、バーナの燃焼時間を計時する燃焼時間計測手段、またはバーナの温度を検知するバーナ温度検知手段の少なくとも１つを備え、
被調理物温度検知手段によって検知される被調理物の温度が平衡温度に達するか、燃焼時間計測手段によって計時されるバーナの燃焼時間が所定の下限火力変更時間に達するか、またはバーナ温度検知手段によって検知されるバーナの温度が所定の下限火力変更温度へ達するかの少なくとも１つの下限火力変更条件を満たすかどうかを判定する加熱調理器。
請求項１または２に記載の加熱調理器において、
加熱状態判定手段は、バーナの燃焼状態を検知する燃焼炎検知手段をさらに備え、
加熱制御手段は、バーナの火力を最小火力よりも低い下限火力とした後、燃焼炎検知手段の出力値が所定の安定基準値以下に低下するか、または所定時間内の燃焼炎検知手段の出力値のふらつきが所定の安定変動値以上となるかの少なくともいずれか一方の安定火力変更条件を満たすと、バーナの火力が下限火力よりも高い所定の安定火力となるように、流量調整弁の開度を調整して、燃料ガスの供給量を増加させる加熱調理器。