JP2005098699A

JP2005098699A - 高周波加熱装置

Info

Publication number: JP2005098699A
Application number: JP2004359448A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Ito; 友一伊藤; Emiko Ishizaki; 恵美子石崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-04-17
Filing date: 2004-12-13
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2020-06-01
Also published as: JP3938181B2

Abstract

【課題】本発明は赤外線センサー搭載の高周波加熱装置において、複数の被加熱物を自動加熱する時、または、重量センサーで自動加熱を終了する時に、現在温度表示をデジタル表示すると検知温度に到達しても、なかなか終了しない。または、検知温度に到達しないで加熱終了することを課題とするものである。
【解決手段】複数の被加熱物を自動加熱する場合は、現在温度として最低温度をデジタル表示し、重量センサーで加熱終了するときは、時間当たりの温度上昇値を算出し、初期温度に加算する構成としてある。従って、自動加熱する時に、現在温度をデジタル表示しても不自然なく表示するという効果がある。
【選択図】図７

Description

本発明は被加熱物を加熱する高周波加熱装置に関し、特に被加熱物の温度を検知してデジタルで温度表示するものに関する。

従来のこの種の高周波加熱装置は、赤外線センサーにより被加熱物の表面温度を検出して、温度表示部に被加熱物の温度をアナログ表示するようなものが一般的であった。
特開平９−２６４５４１号公報

しかしながら上記従来の高周波加熱装置では、温度の表示がアナログであり、温度幅をもたせて表示するために、あいまいな概念としてしか温度をとらえることしかできなかった。一方、料理が多様化し各家庭でもいろいろ調理が行われるようになり、もっとはっきりした温度を知りたいという要望が強くなってきた。そこでデジタル表示をすることが考えられるが、デジタル表示にあたって後述するようないろいろの問題が発生する。すなわち、被加熱物が一種類の場合は、その被加熱物の代表的な箇所の温度を選択的に継続的にデジタル表示すれば、その被加熱物の温度変化を概略つかむことができる。

しかるに、熱容量または／および初期温度の異なる複数の被加熱物を同時に加熱する場合、例えば冷凍食品と常温食品とを同時に加熱し、同時に食べ頃温度にすることができる高周波加熱装置が提案されるようになった。この高周波加熱装置では冷凍食品と常温食品との加熱にあたって、両食品を載置台に載置し、載置台を回転して高周波が両食品を均等に照射するようにした均等加熱と、温度の低い食品、この場合は冷凍食品が高周波強度の高い給電口付近にきたときに、回転を停止し強い高周波で冷凍食品を集中的に加熱する集中加熱との組み合わせで加熱するようにしている。この時、赤外線センサーは給電口付近を視野角とし、食品の温度を検出して表示部に温度を表示する。この場合、均等加熱時では載置台が回転しているので冷凍食品と常温食品とが交互に赤外線センサーの視野角の中に入ってくる。したがって、温度表示部の被加熱物の表示温度が上がったり、下がったりして使用者に不信感を与えてしまうという問題が生ずる。

また、均等加熱と集中加熱とが繰り返されると、その加熱の切換時に赤外線センサーの視野角に入ってくる食品が異なってくるため表示温度が大きく変化する。そのため、使用者に不安感を与えてしまうという問題が生じる。

また、赤外線センサーによる温度測定を冷凍食品と常温食品とのどちらか一方に着目して表示した場合、例えば常温食品に着目した場合、一般的に常温食品は冷凍食品より早めに食べ頃温度に到達する。しかるに冷凍食品は、まだ温度が上昇していないために加熱が継続される。すると表示部には常温食品が食べ頃温度になっても、その温度がそのまま長時間表示されるので使用者に不安感を与えてしまうという問題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、現在温度表示をデジタル表示で分かりやすくするようにすることを目的とする。

本発明は上記課題を解決するために、食品の加熱にあたって、ある時点の温度を、複数の被加熱物または被加熱物の温度はミクロ的にみると異なっているため、加熱仕上がりまでのマクロ的な温度変化をとらえ、その時点での加熱調理の進行状況を把握できるような整合性のある実用的な温度を温度表示部にその時点の現在温度として表示するようにした。したがって、現在温度は連続性のある温度であり、加熱状態が継続する限り漸増傾向となる。

そして、前記現在温度を用いることにより、デジタル表示しても使用者は何ら不安を感じることなく実際に知りたい加熱調理の進捗状態を知ることができる。

以上説明したように本発明の高周波加熱装置は、赤外線センサーで検出したある時点の温度を加熱調理全体の整合性のもとに現在温度としてデジタル表示するようにしたため、使用者は自然に加熱調理のその時点での全体的な温度および調理の進捗状態を知ることができる。

本発明の請求項１記載の高周波加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、前記被加熱物を載置する載置台と、前記載置台を回転させる回転機構と、前記被加熱物の重量を検知する重量センサーと、前記被加熱物を加熱する加熱手段と、前記被加熱物の表面温度を検出する赤外線センサーと、前記被加熱部の温度を表示する表示手段と、前記重量センサーより前記被加熱物の加熱時間を求める加熱時間演算部と、前記被加熱物を前記加熱手段により加熱開始する時に前記赤外線センサーにより前記被加熱物の初期温度を測定し、前記被加熱物の検知温度と前記初期温度の差分を求める温度差分演算部と、前記温度差分演算部と前記加熱時間演算部の値により温度勾配を求め、前記初期温度に前記温度勾配を加算する温度補正部と、前記載置台の回転機構、前記加熱手段、前記表示手段を制御する制御手段とを備え、前記赤外線センサーにより求めた温度が検知温度に達する時間と前記重量センサーにより求めた加熱時間の早い方で加熱終了するとしたとき、前記赤外線センサーにより求めた温度と、前記温度補正部により求めた温度の高い温度を前記表示手段に表示する構成としたものである。

そして、赤外線センサーで被加熱物の検知温度に到達する前に、重量センサーで求めた加熱時間が経過した時は、加熱を終了するようにし、現在温度が加熱終了時に検知温度に到達するように、赤外線センサーより求めた温度と、重量センサーより求めた加熱時間より求めた温度の高い方をデジタルで現在温度表示することができる。この時、加熱時間より温度を求める方法としては、被加熱物の検知温度と被加熱物の初期開始温度の差を求め、その値と加熱時間より時間単位の温度勾配を算出し初期開始温度に加算するようにすることで、現在温度表示をデジタル表示することができる。

また、本発明の請求項２記載の高周波加熱装置は、初期温度の異なる食品または／および熱容量の異なる複数の食品からなる被加熱物を同時に加熱するようにしたものである。

そして、被加熱物の温度が異なってもその時点、その時点での現在温度を加熱調理全体をみて表示しているので、何ら不信感をいだくことなく加熱調理の進捗具合を知ることができる。

以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。図１は高周波加熱装置の表示部に現在温度の一例を示した図、また、図２は本発明の実施例１の高周波加熱装置の外観図を示す。また図３は高周波加熱装置の断面構成図、また図４は高周波加熱装置での冷凍食品と冷蔵食品の加熱時間と赤外線で検出した温度を示すグラフ、図５は高周波加熱装置での冷凍食品と冷蔵食品の加熱時間と現在温度表示を示すグラフ、図６は高周波加熱装置の動作を示すフローチャート、図７は高周波加熱装置の動作（重量センサー使用時）を示すフローチャート、図８は高周波加熱装置の現在温度表示の動作を示すブロック図である。

図２および図３において、高周波加熱装置１には被加熱物２を収納する加熱室３が配置され、高周波加熱装置１の前面には加熱室３の前面開口を開閉するドア４、及び操作パネル５が設けられている。操作パネル５は、調理条件等を設定するための各種キーからなる操作キー部６と現在表示等をする表示手段７とを有している。

加熱室３に、給電する高周波を発生する加熱手段８であるマグネトロン、加熱手段８が発生した高周波を加熱室３に導く導波管９、加熱手段８は、導波管９を介して加熱室３に結合し、給電開口部１０から給電される構成となっている。被加熱物２を載置する載置台１１、載置台１１は回転機構１２により加熱室３内で回転し、被加熱物２を回転させる。被加熱物２を回転させながら載置台１１を介して被加熱物２の重量を測定する重量センサー１４が設けられている。

赤外線センサー１５は４個の検出素子を有し、載置台１１の半径上の４点からの赤外線を検出するようにしていて、加熱室３の壁面に設けられた開口部１６を通過する被加熱物２からの赤外線を検知して被加熱物２の表面温度を検出する。制御手段１７は、操作キー部６から入力された加熱情報、被加熱部２の表面温度を検出する赤外線センサー１５及び被加熱物２の重量を検出する重量センサー１４からの信号に基づいて、加熱手段８の動作及び回転機構１２の動作を制御して加熱室３内に収納された被加熱物２を均一加熱する。

図１に示す操作パネル５には、自動加熱制御する「あたため」キー６や「解凍」キー６や「のみもの」キー６等があり、あたための自動加熱制御する時、「あたため」キー６と「加熱温度」キーで被加熱物２の加熱温度を設定する。これにより被加熱物の種類と加熱温度が判断され、それに応じた調理定数により自動加熱制御される。

図４は、操作パネル５の「あたため」キー６を選択して、「加熱温度」キー６で加熱温度を７５℃に設定して、被加熱物２として冷凍食品と冷蔵食品を同時に自動加熱した時の、加熱時間と赤外線センサー１５によって検出された温度データの関係を示したものである。回転機構１２がＯＮ、ＯＦＦしているのは、被加熱物２の最も低い位置が電波の強い位置にきた時に、回転機構１２をＯＦＦしている。

具体的に説明すると、冷凍食品が電波の強い位置にきた時に、回転機構１２をＯＦＦしている。赤外線センサー１５の温度データとしては、４個の温度データを検出しているが、図４は、わかりやすくする為に被加熱物の温度データとしている。このデータは、回転機構１２がＯＮし回転している状態なので、わかりやすくするため図５を用いて説明すると、Ａが被加熱物２の最高温度の温度データとなり、Ｂが最低温度の温度データとなる。

すなわち、Ａが冷蔵食品の温度データで、Ｂが冷凍食品の温度データとなる。この時に、冷蔵食品の温度データＡを表示手段７に現在表示としてデジタル表示すると、加熱時間が２２０秒で自動加熱終了するのに、１５０秒の時点から７０秒間７３℃の表示をすることになり、不自然な表示となる。これに対して、冷凍食品の温度データＢを表示手段７に現在表示としてデジタル表示すると、温度表示が不自然なく上昇し、使用者に安心感を与える高周波加熱装置１が提供できる。

なお、現在温度表示の方法として、被加熱物２の最低温度で行うと記載したが、被加熱物の最高温度と最低温度の平均値を現在温度表示すればよいことは言うまでもない。

なお、現在温度表示の方法として、上記以外の漸増する温度を現在温度表示すればよいことは言うまでもない。

次に図６を用いて動作、作用について説明すると、使用者は自動加熱をおこなう為、操作パネル５より「あたため」キー６を選択する（Ｓ１０１）。次に「加熱温度」キー６にて検知温度７０℃を設定する（Ｓ１０２）。次に「スタート」キー６を入力すると、加熱開始操作が有ったと判断して次にステップに進むが、加熱開始操作が無いと判断するとＳ１０１に戻る（Ｓ１０３）。Ｓ１０４で赤外線センサー１５で検出した温度が検知温度７０℃に到達していれば温度検知が有ったと判断して、制御手段１７を介して加熱手段８をＯＦＦして（Ｓ１０５）、回転機構１２もＯＦＦして（Ｓ１０６）、自動加熱を終了する。

Ｓ１０４で検知温度に未達と判断されると、制御手段１７を介して加熱手段９をＯＮして（Ｓ１０７）、回転機構１２もＯＮする（Ｓ１０８）。Ｓ１０９では、載置台１１のどの部分に被加熱物２が存在しているかの判断を行っている。被加熱物２の判断方法としては、回転機構１２の１回転目の赤外線センサー１５で４個の温度データを検出した位置と同じ位置の２回転目の温度データの温度上昇値が５℃以上あれば、被加熱物２が存在するかの判断と被加熱物２が載置台１１の中央にあるのか端にあるのかを判断している。温度上昇値が５℃未満だとその位置は載置台１１の温度データと判断し、被加熱物２がないと判断する。

なお、被加熱物２の有無の判断方法として、１回転目と２回転目の温度上昇値が５℃と記載したが、１回転目と３回転目、または、１回転目と４回転目というように１回転目と何回転目の比較するかの判断と温度上昇値を何℃にするかは、柔軟に対応すればよいことは言うまでもない。

Ｓ１０９で被加熱物２が存在しない位置の時は、Ｓ１０４に戻り、被加熱物２が存在する位置であれば、Ｓ１１０で被加熱物２の最低温度を見つけだし、被加熱物２の最低温度であれば、その温度データを表示手段７にデジタル表示する（Ｓ１１１）。次に被加熱物２の最低温度の位置が被加熱物２の最高温度の位置の温度データと５℃以上温度差があるか判断して（Ｓ１１２）、５℃未満であればＳ１０４に戻る。もし、５℃以上あると判断したときは、被加熱物２の最低温度の位置が、給電開口部１０に対面する位置にくると（Ｓ１１３）、回転機構１２をＯＦＦさせる（Ｓ１１４）。Ｓ１１５で赤外線センサー１５で検出した温度が検知温度７０℃に到達していれば温度検知が有ったと判断してＳ１０５に進む。Ｓ１１６では、被加熱物２の最低温度の位置が最高温度に到達すればＳ１１４に進み、到達していなければ、Ｓ１０４に戻る。

なお、最低温度と最高温度の温度差が５℃以上あるかどうかで回転機構のＯＦＦする制御を記載したが、温度差５℃を何℃にするかは柔軟に対応すればよいことは言うまでもない。

このような制御をすれば、被加熱物の初期温度、電波の吸収率等の違いにより加熱中の被加熱物２により温度差が生じた時、温度の低い位置を電界強度の強い位置で停止して、被加熱物２の温度の低い部分をより強く加熱するため被加熱物２の各部分の温度差を小さくでき、均一加熱できるし、現在温度表示は、温度の低い位置を表示することで、デジタル表示しても不自然になるのを防ぐことができる。

次に重量センサー１４搭載した時の動作、作用について説明すると、使用者は自動加熱をおこなう為、操作パネル５より「あたため」キー６を選択する（Ｓ２０１）。次に「加熱温度」キー６にて検知温度７０℃を設定する（Ｓ２０２）。次に「スタート」キー６を入力すると、加熱開始操作が有ったと判断して次のステップに進むが、加熱開始操作が無いと判断するとＳ２０１に戻る（Ｓ２０３）。

次に重量センサー１４により初期重量を測定し（Ｓ２０４）、初期重量を基にあたため、検知温度７０℃という条件に対応した加熱時間ｔを加熱時間演算部１８で算出する（Ｓ２０５）。Ｓ２０６で赤外線センサー１５で加熱開始時の初期温度を測定し、検知温度７０℃とＳ２０６で検出した初期温度の差分Ｔを温度差分演算部１９で算出し（Ｓ２０７）、時間当たりの温度上昇値△Ｔを温度補正部２０で算出し△Ｔ＝Ｔ÷ｔ（Ｓ２０８）、Ｓ２０６で検出した初期温度をＴ１とし、Ｓ２１０で温度補正部２０でＴ１＝Ｔ１＋△Ｔを算出すると、Ｓ２０５で算出した加熱時間で終了する時（Ｓ２１１）でも現在表示が初期温度から不自然なく検知温度７０℃に到達して自動加熱が終了する。

Ｓ２１２で赤外線センサー１５で検出した温度が検知温度７０℃に到達していれば温度検知が有ったと判断して、制御手段１７を介して加熱手段８をＯＦＦして（Ｓ２１３）、回転機構１２もＯＦＦして（Ｓ２１４）自動加熱を終了する。Ｓ２１２で検知温度に未達と判断され、Ｓ２１１で加熱時間ｔが終了してないと判断されると、制御手段１７を介して加熱手段９をＯＮして（Ｓ２１５）、回転機構１２もＯＮする（Ｓ２１６）。Ｓ２１７では、載置台１１のどの部分に被加熱物２が存在しているかの判断をおこなっている。被加熱物２の判断方法としては、回転機構１２の１回転目の赤外線センサー１５で４個の温度データを検出した位置と同じ位置の２回転目の温度データの温度上昇値が５℃以上あれば、被加熱物２が存在するかの判断と被加熱物２が載置台１１の中央にあるのか端にあるのかを判断する。温度上昇値が５℃未満だとその位置は載置台１１の温度データと判断し、被加熱物２がないと判断する。

Ｓ２１７で被加熱物２が存在しない位置の時は、Ｓ２１８に進み、被加熱物２が存在する位置であれば、被加熱物２の最低温度を見つけだし、被加熱物２の最低温度であれば、その温度データをＴ２とする（Ｓ２１９）。Ｓ２１８ではＳ２１０で算出したＴ１とＳ２１９で求めたＴ２のどちらが大きいか判断し（Ｓ２１８）、大きい方を表示手段７にデジタル表示する（Ｓ２２０）（Ｓ２２１）。

次に被加熱物２の最低温度の位置が被加熱物２の最高温度の位置の温度データと５℃以上温度差があるか判断して（Ｓ２２２）、５℃未満であればＳ２１２に戻る。もし、５℃以上あると判断したときは、被加熱物２の最低温度の位置が、給電開口部１０に対面する位置にくると（Ｓ２２３）、回転機構１２をＯＦＦさせる（Ｓ２２４）。Ｓ２２５で赤外線センサー１５で検出した温度が検知温度７０℃に到達していれば温度検知が有ったと判断してＳ２１３に進む。Ｓ２２６では、被加熱物２の最低温度の位置が最高温度に到達すればＳ２１２に進み、到達していなければ、Ｓ２１０に戻る。

このような制御をすれば、赤外線センサー１５で検出しづらいご飯の加熱、お酒の徳利等の自動加熱でも重量センサー１４で自動加熱することができる。重量センサー１４で自動加熱終了した時、現在温度表示が検知温度に到達しなくて終了することがなく不自然なく現在温度表示をデジタル表示できる。

図８に示す動作、作用について説明すると、使用者は自動加熱をおこなう為、操作パネル５よりメニュー選択するために「あたため」キー６を選択すると検知温度が設定される。

加熱開始されると重量センサー１４により初期重量を測定し、初期重量を基にあたため、検知温度７０℃という条件に対応した加熱時間ｔを加熱時間演算部１８で算出する。また、加熱開始すると赤外線センサー１５で加熱開始時の初期温度を測定し、検知温度７０℃と加熱開始初期温度の差分Ｔを温度差分演算部１９で算出し、時間当たりの温度上昇値△Ｔを温度補正部２０で算出し△Ｔ＝Ｔ÷ｔ、加熱開始初期温度を初期温度をＴ１とし、温度補正部２０でＴ１＝Ｔ１＋△Ｔを算出する。赤外線センサー１５で被加熱物２の温度と検出し、その温度データをＴ２とし、算出したＴ１と比較して、大きい方を表示手段７に現在温度表示をデジタル表示する。

なお、被加熱物２として、例えば冷凍食品と常温食品を同時に加熱し、同時に食べ頃温度にできるし、現在温度をデジタル表示しても使用者は何ら不安を感じることないと記載したが、被加熱物２が複数でない場合、例えば被加熱物２が弁当であれば、弁当の中の温度の低い食品を電界強度の強い位置に停止して、弁当の中の温度の低い食品をより強く加熱し弁当全体が均一に加熱でき、現在温度表示はデジタルで漸増することは言うまでもない。

本発明の一実施例における高周波加熱装置の表示部に現在温度の一例を示す図同高周波加熱装置の外観図同高周波加熱装置の断面構成図同高周波加熱装置での冷凍食品と冷蔵食品の加熱時間と赤外線で検出した温度を示すグラフ同高周波加熱装置での冷凍食品と冷蔵食品の加熱時間と現在温度表示を示すグラフ同高周波加熱装置の動作を示すフローチャート同高周波加熱装置の動作（重量センサー使用時）を示すフローチャート同高周波加熱装置の現在温度表示の動作を示すブロック図

符号の説明

１高周波加熱装置
２被加熱物
３加熱室
７表示手段
８加熱手段
１１載置台
１２回転機構
１４重量センサー
１５赤外線センサー
１７制御手段
１８加熱時間演算部
１９温度差分演算部
２０温度補正部

Claims

被加熱物を収納する加熱室と、前記被加熱物を載置する載置台と、前記載置台を回転させる回転機構と、前記被加熱物の重量を検知する重量センサーと、前記被加熱物を加熱する加熱手段と、前記被加熱物の表面温度を検出する赤外線センサーと、前記被加熱部の温度を表示する表示手段と、前記重量センサーより前記被加熱物の加熱時間を求める加熱時間演算部と、前記被加熱物を前記加熱手段により加熱開始する時に前記赤外線センサーにより前記被加熱物の初期温度を測定し、前記被加熱物の検知温度と前記初期温度の差分を求める温度差分演算部と、前記温度差分演算部と前記加熱時間演算部の値により温度勾配を求め、前記初期温度に前記温度勾配を加算する温度補正部と、前記載置台の回転機構、前記加熱手段、前記表示手段を制御する制御手段を備え、前記赤外線センサーにより求めた温度が検知温度に達する時間と前記重量センサーにより求めた加熱時間の早い方で加熱終了するとしたとき、前記赤外線センサーにより求めた温度と、前記温度補正部により求めた温度の高い温度を前記表示手段に表示する構成とした高周波加熱装置。
初期温度の異なる複数の食品または／および熱容量の異なる複数の食品からなる被加熱物を同時に加熱することを特徴とする請求項１に記載の高周波加熱装置。