JP2005106376A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】食品を表面から内部まで所定の温度に均一に高速で加熱する。
【解決手段】赤外線温度センサ８と庫内温度センサ９の検出する温度により高周波加熱手段３および蒸気加熱手段４を制御する加熱制御手段１５を有し、加熱制御手段は加熱開始初期から高周波加熱手段により食品を加熱するとともに蒸気加熱手段を予熱する第１加熱制御部１６と、加熱途中から蒸気加熱手段により加熱する第２加熱制御部１７と、赤外線温度センサの検出する温度により第１加熱制御部から第２加熱制御部に切替える切替え部１８を有し、第２加熱制御部は庫内温度センサの検出温度が所定の仕上がり温度を維持するよう蒸気加熱手段を制御する構成としたもので、食品の表面から内部まで所定の仕上がり温度に均一に加熱でき、しかも加熱開始初期は高周波で食品内部を加熱すると同時に蒸気加熱手段を予熱しているので高速で加熱を完了することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、食品を加熱調理する加熱調理器で、特に高周波と蒸気を併用して食品を加熱する加熱調理器に関するものである。

近年、高周波加熱調理器に赤外線センサを搭載し、食品を最適温度に自動加熱する技術が普及し始めている。食品にはその材料により美味しさを引き出す最適温度があり、一般には蛋白質の凝固温度付近が最適温度と言われていて、例えば牛肉であれば５８℃、豚肉であれば６５℃、卵であれば温泉卵になる６５℃ぐらいと言われている。

肉のかたまりや卵をすべてその最適温度に均一に加熱するために赤外線温度センサで食品の表面温度を監視しながら高周波の発振、停止を繰り返し、表面温度が所定温度付近を維持するよう制御する方法がある。高周波による加熱はヒータによる加熱より食品の内部を加熱しやすいものであるが、それでも内部より表面の方が加熱されやすい。そこで表面温度を所定温度付近で維持している間に表面から内部への熱伝導をさせ全体を均一に最適温度に加熱するというものである（例えば特許文献１参照）。

また、高温の水滴を食品表面に接触させ、水滴からの熱伝導で食品を加熱する方法もある。これは食品を表面から加熱する方法であるが、ヒータで空気を介して加熱する方法に比べ表面を焦げが発生するような過剰な高温にすることなく内部まで熱を伝えることができ、均一な温度に加熱するには有利な方法である（例えば特許文献２参照）。
特開平８−２７０９５３号公報 特開２００１−２２７７４７号公報

しかしながら、特許文献１に示されている方法は、表面から内部まで均一温度になる瞬間は一時的なことであり、うまくその瞬間に加熱を完了しなければならないという課題がある。即ち、表面温度を監視しながら所定の温度付近を維持するようにして、その間に内部の温度上昇を待ち、やがて表面から内部まで均一温度になるように加熱するものであるが、始めは表面温度のほうが高いが、やがて内部温度が上昇し、その後、表面は低温の空気と接しているのに対し、内部は断熱されているため、内部温度が表面温度より高くなる逆転現象が発生する。

表面温度を監視していても内部温度はわからないので、この逆転現象により内部温度のほうが高温になっていても検知することはできない。したがって表面から内部まで均一温度になったところで加熱を完了することは困難であり、失敗することもある。

特に、高周波による内部温度上昇の度合いは食品の種類や形状、大きさなどに依存する要素も多く、表面温度変化の挙動を基に表面から内部まで均一な温度になる加熱完了を予測することは困難が多く、実質的に食品の種類、形状、大きさなどを限定せざるを得ない。

一方、特許文献２に示される方法は、高温の水滴を食品表面に接触させ、水滴からの熱伝導で食品を内部まで加熱するので、内部温度が表面温度より高くなることはなく、時間をかければ表面から内部まで均一温度に加熱することはできる。しかし、高周波による加熱のように内部を直接加熱することに比べ、熱伝導のみでしか内部を加熱できないので加熱に要する時間が長いという課題がある。また食品の温度を検知する手段がなく、表面から内部までを均一の温度に仕上げることができても、その温度まで制御はできない。即ち、牛肉であれば５８℃、豚肉であれば６５℃、卵であれば温泉卵になる６５℃など、細かく食品の温度を制御することは困難という課題がある。

更に特許文献１に示された方法と特許文献２に示された方法の組み合わせにより、食品に高温の水滴を接触させて加熱し、食品の表面温度を監視しようとすると、これを一般的な赤外線温度センサにより表面温度を検知しようとすると、この場合には食品に接触する前の空中に浮遊する水滴の温度しか検知できず、表面温度を検知することは困難という課題がある。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、食品を表面から内部まで所定の温度に均一に高速で加熱する加熱調理器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の加熱調理器は、赤外線温度センサと庫内温度センサの検出する温度により高周波加熱手段および蒸気加熱手段を制御する加熱制御手段を有し、前記加熱制御手段は加熱開始初期から前記高周波加熱手段により前記食品を加熱するとともに前記蒸気加熱手段を予熱する第１加熱制御部と、加熱途中から前記蒸気加熱手段により前記食品を加熱する第２加熱制御部と、前記赤外線温度センサの検出する温度により前記第１加熱制御部から前記第２加熱制御部に切替える切替え部を有し、前記第２加熱制御部は前記庫内温度センサの検出温度が所定の仕上がり温度を維持するよう蒸気加熱手段を制御する構成としたものである。

これによって、加熱開始初期は赤外線温度センサにより表面温度を監視しながら高周波加熱手段で食品を加熱することで表面を所望の温度以上に高温にすることなく加熱できる。またこの間に高周波により直接食品の内部を加熱できるので、表面よりは低温であってもある程度内部温度を上昇させられる。またこの間に表面からの熱伝導で内部温度を上昇させることもできる。またこの間に蒸気加熱手段を予熱しておいて蒸気加熱の準備を済ませて待機できる。ここで加熱制御手段は加熱途中より蒸気加熱手段での加熱に切替え、蒸気より食品の表面に高温の水滴を接触させその熱伝導により内部を加熱する。そして庫内温度センサで庫内の温度を所定の仕上がり温度を維持するよう蒸気加熱手段を制御し、高温の水滴からの熱伝導で食品全体を加熱するので、食品の表面から内部まで所定の仕上がり温度に均一に加熱でき、しかも加熱開始初期は高周波で食品内部を加熱するとともに蒸気加熱手段を予熱しているので高速で加熱を完了することができる。

本発明の加熱調理器は、加熱開始初期は赤外線温度センサで監視しながら高周波加熱手段で加熱するとともに蒸気加熱手段を予熱し、赤外線温度センサによる検知温度により加熱途中から蒸気加熱手段で加熱するよう切替え、庫内温度センサで庫内温度が所定の仕上がり温度を維持するように蒸気加熱手段を制御するので、食品の表面から内部まで所定の仕上がり温度に均一にしかも高速で加熱することができる。

第１の発明は、加熱庫と、前記加熱庫内の食品を高周波により加熱する高周波加熱手段と、前記食品を蒸気により加熱する蒸気加熱手段と、前記食品の表面温度を非接触で検出する赤外線温度センサと、前記加熱庫の内部の温度を検出する庫内温度センサと、前記赤外線温度センサと前記庫内温度センサの検出する温度により前記高周波加熱手段および前記蒸気加熱手段を制御する加熱制御手段を有し、前記加熱制御手段は加熱開始初期から前記高周波加熱手段により前記食品を加熱するとともに前記蒸気加熱手段を予熱する第１加熱制御部と、加熱途中から前記蒸気加熱手段により前記食品を加熱する第２加熱制御部と、前記赤外線温度センサの検出する温度により前記第１加熱制御部から前記第２加熱制御部に切替える切替え部を有し、前記第２加熱制御部は前記庫内温度センサの検出温度が所定の仕上がり温度を維持するよう蒸気加熱手段を制御する構成としたものである。

これによって、加熱開始初期は赤外線温度センサにより表面温度を監視しながら高周波加熱手段で食品を加熱することで表面を所望の温度以上に高温にすることなく加熱できる。またこの間に高周波により直接食品の内部を加熱できるので、表面よりは低温であってもある程度内部温度を上昇させられる。またこの間に表面からの熱伝導で内部温度を上昇させることもできる。またこの間に蒸気加熱手段を予熱して蒸気加熱の準備を済ませて待機できる。ここで加熱制御手段は加熱途中より蒸気加熱手段での加熱に切替え、蒸気より食品の表面に高温の水滴を接触させその熱伝導により内部を加熱する。そして庫内温度センサで庫内の温度を所定の仕上がり温度を維持するよう蒸気加熱手段を制御し、高温の水滴からの熱伝導で食品全体を加熱するので、食品の表面から内部まで所定の仕上がり温度に均一に加熱でき、しかも加熱開始初期は高周波で食品内部を加熱するとともに蒸気加熱手段を予熱しているので高速で加熱を完了することができる。

第２の発明は、特に第１の発明の蒸気加熱手段は水を入れる容器と、前記水を加熱する熱源を有し、第２加熱制御部は庫内温度センサの検出する温度により前記熱源の加熱パワーを制御する構成とすることにより、容器に入れられた水は熱源により加熱されて水蒸気となり加熱庫に送り込まれ、冷えて高温の水滴となって食品表面に接触し食品を加熱することができる。また、熱源のパワーを制御して発生する水蒸気量を加減でき、加熱庫内温度を所定の仕上がり温度に維持でき、高温の水蒸気が食品に接触することはなく、表面に煮えや焦げなどを発生させることなく、食品を表面から内部まで均一に加熱することができる。

第３の発明は、特に第２の発明において容器内の水の温度を検出する水温センサを更に備え、第１加熱制御部は前記水温センサの検出する水温が沸騰温度より低い所定温度まで熱源を加熱する予熱制御部を有する構成とすることにより、予熱制御部が水温センサの検出する温度を監視しながら容器内の水を沸騰温度の手前まで加熱し、高周波による加熱中に水蒸気を発生させることなく、赤外線温度センサで食品表面温度を正しく監視しながら蒸気過熱の準備を済ませて待機でき、食品の表面から内部まで所定の仕上がり温度に均一に高速で加熱することができる。

第４の発明は、特に第１の発明の切替え部は赤外線温度センサにより検出する温度が所定の切替え温度に達するまで第１加熱制御部により高周波加熱手段で食品を加熱し、その後は第２加熱制御部で蒸気加熱手段により食品を加熱するよう切替える構成とすることにより、赤外線温度センサによる検出温度が切替え温度になるまで食品を高周波加熱手段で加熱し、その後は食品を蒸気加熱手段で加熱することになり、高周波加熱手段での加熱で食品の表面温度が切替え温度より高温になることはなく、食品を表面から内部まで均一に高速で加熱することができる。

第５の発明は、特に第４の発明の加熱制御手段は仕上がり温度を基に切替え温度を決定し、切替え温度は前記仕上がり温度より低い温度とする構成とすることにより、加熱開始から完了までの間、食品の表面から内部まで所定の仕上がり温度より高温になることはなく、部分的な煮えや焦げなどもなく、食品を表面から内部まで均一に加熱することができる。

第６の発明は、特に第１の発明の第１加熱制御部は高周波加熱手段を断続的に駆動する構成とすることにより、食品表面の端部など高周波加熱手段により加熱されやすい部分と食品内部など加熱されにくい部分を熱伝導により温度差を抑制でき、食品の一部分を急激に加熱してしまうことなく均一にしやすくなり、部分的な煮えや焦げなどもなく、食品を表面から内部まで均一に加熱することができる。

第７の発明は、特に第６の発明の第１加熱制御部は高周波加熱手段の断続的な停止中に蒸気加熱手段の予熱を行う構成とすることにより、同時に多くの電流を必要とせずに蒸気加熱手段を予熱でき、高速で加熱することができる。

第８の発明は、特に第１の発明の加熱制御手段を第１加熱制御部で加熱制御している時間を計測する第１タイマーと、前記第１タイマーで計測した時間に基づき所定の関数により第２加熱制御部で加熱制御する時間を演算する演算部と、前記演算部による演算結果の時間だけカウントする第２タイマーを有し、前記第２タイマーによるカウントの終了で加熱調理を終了する構成としたものである。

これにより、第１加熱制御部での加熱に要する時間は食品の負荷の大きさに依存するものであり、それを第１タイマーで計測し、また第２加熱制御部で加熱すべき時間も食品の大きさに依存するものであるので、第２加熱制御部で加熱すべき時間を第１タイマーで計測した時間より演算部で演算し、それを第２タイマーでカウントすることで、食品の加熱終了を自動的に判定する自動調理が可能となり、食品の表面から内部まで均一に加熱された時点で自動的に調理を完了できる。

第９の発明は、特に第８の発明において第２加熱制御部で加熱中に第２タイマーによるカウントの残時間を表示する時間表示手段を更に備えた構成とすることにより、加熱完了までの残時間を時間表示手段に表示することが可能となり、使用者にとって使い勝手が向上する。

第１０の発明は、特に第１の発明において、使用者が食品の温度を設定する温度設定手段を更に有し、加熱制御手段は前記温度設定手段で設定された温度を基に仕上がり温度を決定する構成とすることにより、温度設定手段で設定された温度を基に仕上がり温度が設定されるので、使用者の所望の温度で食品の表面から内部まで均一に加熱することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における加熱調理器の構成図を示すものである。

図１において、食品１は密封パックされたものであり、加熱庫２に収納し高周波加熱手段であるマグネトロン３と、蒸気加熱手段４で加熱される。蒸気加熱手段４は水５を入れる容器６と、熱源であるヒータ７より成り、ヒータ７によって容器６に入った水５を加熱し、沸騰させて発生する水蒸気を加熱庫２に送り込むことで食品１を加熱する。

マグネトロン３による高周波加熱は食品１の表面だけでなく内部も直接加熱することができるものの、食品１の形状に依存するが表面の特に端部を加熱しやすい。また蒸気加熱手段４による加熱では、発生した水蒸気は加熱庫２で冷却され高温の水滴となり食品１に接触して、食品１を表面から加熱する。このとき食品１は高温の水滴から受けた熱の熱伝導で内部まで加熱するものであり、表面から内部まで水滴の温度以上に加熱されることはない。

赤外線温度センサ８は非接触で温度を検出するものであり、加熱庫２の外部に設け、加熱庫２内の食品１の表面温度を検出する。また庫内温度センサ９はサーミスタであり、加熱庫内２の内部に設け、加熱庫２の雰囲気温度を検出するものである。また水温センサ１０もサーミスタであり、容器６内部の水または湯５の温度を検出するものである。

また温度設定手段１１は使用者が操作して設定するものであり、この食品１の仕上がり温度を設定するものである。温度設定手段１１は操作部１２と表示部１３より成り、操作部１２はダイヤル式の操作部で回転させることで温度を設定するものであるとともに、中心部を押すことで加熱を開始することができるものである。また表示部１３は使用者に設定温度を表示するものである。使用者は表示部１３を見ながら操作部１２を回転させて食品１の所望の仕上がり温度を設定し、また操作部１３を押すことで加熱を開始させる。また時間表示手段１４は加熱調理完了までの残り時間を表示するものであり、後述するが加熱途中から残り時間がわかるのでそれを表示することで使用者の使い勝手を向上している。

以上の構成で、赤外線温度センサ８、庫内温度センサ９、水温センサ１０の検出温度に基づき、マグネトロン３および蒸気加熱手段４を制御するのが加熱制御手段１５である。加熱制御手段１５は加熱の前半にマグネトロン３を制御するとともに蒸気加熱手段４を予熱する第１加熱制御部１６と、加熱の後半に蒸気加熱手段４を制御する第２加熱制御部１７と、加熱制御を第１加熱制御部１６と第２加熱制御部１７の間で切替える切替え部１８を含んでいる。

そして加熱開始から初期は第１加熱制御部１６によりマグネトロン３を駆動して高周波により食品１を加熱するとともにヒータ７により蒸気加熱手段４を予熱する。ここで第１加熱制御部１６はマグネトロン３の駆動を制御する高周波制御部１９と、水温センサ１０の検出温度によりヒータ７の通電を制御する予熱制御部２０を備えている。

高周波制御部１９はマグネトロン３を断続的に駆動、停止しながら加熱する。これはマグネトロン３を駆動して食品１の高周波が集中しやすい部分を加熱し、停止して食品１全体に熱を伝導させることで、赤外線温度センサ８による温度検出が困難な部分的な過剰加熱を発生させず、食品１をより均一に温度上昇させるためである。

予熱制御部２０は水が沸騰する温度より低い所定温度（例えば８０℃）を維持するように水温センサ１０の検出する温度に基づきヒータ７の通電をＯＮ／ＯＦＦ制御する。ただし高周波制御部１９によりマグネトロン３を断続運転で駆動中には水温センサ１０の検出温度に関わらず通電を停止し、マグネトロン３が断続運転で停止中には水温センサの検出温度が所定温度より低ければ通電し、高ければ通電停止し、これを一定のヒステリシスの幅を持たせて行う。

水を沸騰温度より低い所定温度までしか加熱しない理由は、沸騰して水蒸気が発生すると、その水蒸気が加熱庫に入り、雰囲気温度で冷却されて水滴となって赤外線温度センサ８による食品１の表面温度検出を妨げるからである。またマグネトロン３を駆動中にヒータ７を通電しない理由は、加熱調理器全体として消費する電流を抑制するためである。

赤外線温度センサ８の検出する食品１の温度が所定の切替え温度に達すると、切替え部１８は加熱手段を切替え、第２加熱制御部１７がヒータ７を駆動する。ここで庫内温度センサ９の検出する温度が所定の仕上がり温度を維持するようにヒータ７を駆動制御する。即ち、庫内温度センサ９の検出する温度が所定の仕上がり温度を下回っているとヒータ７に通電し、超えているとヒータ７の通電を停止するもので、それを一定のヒステリシスの幅を持たせて行うことで加熱庫２内の温度を所定の仕上がり温度で略一定に保つ。

また加熱制御手段１５は前記した所定の仕上がり温度を設定する仕上がり温度設定部２１と前記した所定の切替え温度を設定する切替え温度設定部２２を含んでいる。仕上がり温度設定部２１は使用者が操作して設定する温度設定手段１１からの信号で仕上がり温度を決定する。また切替え温度設定部２２は仕上がり温度設定部２１で設定された温度より一定温度（例えば５度）低い温度を切替え温度として設定する。これは赤外線温度センサ８で検出することが困難な食品１の内部温度や、表面温度でも極小面積の一部分が過剰加熱される可能性があることを考慮して、仕上がり温度より少し低い温度を切替え温度として設定している。

切替え温度設定部２２で設定された切替え温度は切替え部１８に出力され、第１加熱制御部１６で高周波加熱することから第２加熱制御部１７で蒸気加熱することへの切替えの温度となり、また仕上がり温度設定部２１で設定された温度は第２加熱制御部１７に出力され、蒸気加熱するときに加熱庫２内を一定に維持する温度となる。この構成で加熱開始初期には赤外線温度センサ８の検出温度が切替え温度になるまでマグネトロン３で食品１を加熱し、その後は庫内温度センサ９の検出温度が仕上がり温度を維持するように蒸気加熱手段４を制御することで、食品１を表面から内部まで均一に仕上がり温度にすることができる。

加熱制御手段１５は更に第１タイマー２３と、第２タイマー２４と、演算部２５を備えて、自動での加熱完了を実現している。第１タイマー２３は加熱開始から時間のカウントを開始し、赤外線温度センサ８の検出温度が切替え温度に達するまでの時間を測定する。この時間はマグネトロン３による食品１の加熱時間であり、食品１の負荷の大きさに依存するものである。特にマグネトロン３による断続運転で食品１を加熱する場合には、高周波の集中しやすい個所の加熱とその後の熱伝導の繰り返しになり、連続加熱よりも食品１の負荷の大きさに比例させやすい。

一方、第２タイマー２４は赤外線温度センサ８による検出温度が切替え温度に達してから後、蒸気加熱手段４で食品１を加熱する時間をカウントするものであり、このときに必要な時間も食品の負荷に概略比例するものである。したがって、演算部２５において第１タイマー２３でカウントした時間に比例した時間を演算し、その時間を第２タイマー２４でカウントしたところで加熱完了とすることで、自動で加熱完了できることとなる。

次に本発明の第１の実施の形態における加熱調理器で加熱したときの食品１の温度変化と加熱庫２内の温度変化を、第１加熱制御部１６、第２加熱制御部１７によるマグネトロン３、ヒータ７の動作と合わせて図２の温度特性図により説明する。図２において（ａ）は食品１および加熱庫２内部の温度変化を示す図、（ｂ）はマグネトロン３のＯＮ、ＯＦＦ動作を示す図、（ｃ）はヒータ７のＯＮ、ＯＦＦ動作を示す図である。

図２（ａ）において実線Ａは食品１の温度で表面温度の代表的な温度であり、赤外線温度センサ８で検出できる温度であり、実線Ｂは食品１の内部温度の代表的な温度であり食品１の中でも最も低温部分の温度で赤外線温度センサ８では検出できない温度である。また破線Ｃは加熱庫２内部の温度であり、庫内温度センサ９で検出できる温度である。またＴ１は仕上がり温度設定部２１で設定された仕上がり温度、Ｔ２は切替え温度設定部２２で設定された切替え温度である。

また図２（ｂ）は第１加熱制御部１６の高周波制御部１９で駆動制御されるマグネトロン３の動作を示すものであり、加熱開始初期にはＯＮ／ＯＦＦを繰り返す断続運転を行い、赤外線温度センサ８で検出する食品１の表面温度が切替え温度Ｔ２に達するまでこの断続運転を行う。

また図２（ｃ）は第１加熱制御部１６の予熱制御部２０と第２加熱制御部１７で通電制御されるヒータ７の動作を示すものである。予熱制御部２０は水温センサ１０により検出する水５の温度（図示せず）が沸騰温度より低い所定温度になるまでヒータ７を通電し、その後はその所定温度を維持するようヒータ７を通電ＯＮ／ＯＦＦ制御する。ここでマグネトロン３が駆動中にはヒータ７の通電を停止する。加熱途中に赤外線温度センサ８で検出する食品１の表面温度が切替え温度Ｔ２に達した時点からは更に通電を継続して水５を加熱し、沸騰して水蒸気が発生し始めると加熱庫２内の温度が上昇し、仕上がり温度Ｔ１に達すれば、以後仕上がり温度Ｔ１を維持するよう、庫内温度センサ９の検出温度に基づいてヒータ７の通電ＯＮ／ＯＦＦ制御するものである。

図２（ａ）において、食品１の表面温度である実線Ａは加熱開始初期にはマグネトロン３駆動中は急速に温度上昇し、停止中は食品１の内部への熱伝導と空気中への熱放散により温度低下し、この断続運転の繰り返しにより温度は上昇と下降を繰り返しながら徐々に温度上昇していく。そして高周波加熱から蒸気加熱に切替わってからは、加熱庫２内に充満する高温の水滴に接触することで、加熱庫２内の温度である仕上がり温度Ｔ１に等しくなるよう温度上昇する。

食品１の内部温度である実線Ｂは、加熱開始初期の第１加熱制御部１６により加熱している間は、マグネトロン３の駆動中は高周波による直接加熱と表面からの熱伝導で、停止中は表面からの熱伝導で徐々に温度上昇する。この温度上昇は表面温度の上昇より遅い。そして高周波加熱から蒸気加熱に切替わってからは、表面からの熱伝導で徐々に温度上昇を続け、加熱庫２内の温度である仕上がり温度Ｔ１に等しくなるよう温度上昇する。

加熱庫２内の温度である破線Ｃは、加熱開始初期は食品１から放散される熱で少しずつ温度上昇する。そして高周波加熱から蒸気加熱に切替わってからは、蒸気加熱手段４から発生する水蒸気で急速に温度上昇し、仕上がり温度Ｔ１に達すると、庫内温度センサ９の検出温度によりヒータ７を通電ＯＮ／ＯＦＦ制御することで、仕上がり温度Ｔ１をほぼ維持することとなる。そして、食品１の表面温度である実線Ａと内部温度である実線Ｂと加熱庫２の内部温度である破線Ｃは仕上がり温度Ｔ１ですべて等しくなり、食品１は仕上がり温度Ｔ１で均一な温度に仕上げることができる。

図３と図４により、加熱制御手段１５の動作の流れをフローチャートで説明する。図３は加熱開始初期に第１加熱制御部１６がマグネトロン３により食品１を高周波加熱するとともにヒータ７により蒸気加熱手段４を予熱するステップを説明するフローチャートであり、図４は加熱途中から第２加熱制御部１７がヒータ７により食品１を蒸気加熱するステップを説明するフローチャートである。

図３のフローチャートにおいて、まずステップＳ１で使用者は温度設定手段１１により食品１の仕上がり温度Ｔ０を設定する。そして使用者はステップＳ２で操作部１２により加熱開始を指示する。以降、加熱制御手段１５による制御となる。

ステップＳ３において、仕上がり温度設定部２１が使用者の設定した仕上がり温度Ｔ０に基づき、加熱制御手段１５で扱う仕上がり温度Ｔ１を設定する。ここではＴ１＝Ｔ０と、使用者が設定した温度をそのまま仕上がり温度Ｔ１としている。更にステップＳ４で切替え温度設定部２２が仕上がり温度Ｔ１を基にそれよりΔＴだけ低い温度Ｔ２を切替え温度として設定する。そして第１タイマー２３で第１加熱制御部１６での加熱時間のカウントを開始し、ステップＳ６で予熱制御部２０の制御でヒータ７の通電を停止し、ステップＳ７で高周波制御部１９の制御でマグネトロン３を駆動する。

高周波制御部１９によるマグネトロン３の駆動は断続運転をするので予め定めたＯＮ時間ｔＯＮと予め定めたＯＦＦ時間ｔＯＦＦをカウントしながらマグネトロン３のＯＮとＯＦＦを繰り返す。そのためにステップＳ８でマグネトロン３のＯＮ時間ｔＯＮをカウントし始める。そしてステップＳ９で赤外線温度センサ８により食品１の表面温度ＴＦを検出する。そしてステップＳ１０でこの検出した食品１の表面温度ＴＦがステップＳ４で設定した切替え温度Ｔ２を超えたかどうかを比較し、超えていればステップＳ２２に進む一方、越えていなければステップＳ１１に進む。ステップＳ１１ではマグネトロン３のＯＮ時間ｔＯＮが所定時間に達したかどうかを比較し、達していればステップＳ１２に進む一方、達していなければステップＳ９に戻り、ステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ１１を繰り返す。

マグネトロン３のＯＮ時間ｔＯＮが所定時間に達してステップＳ１２に進むと、マグネトロン３を停止する。そしてステップＳ１３でマグネトロン３のＯＦＦ時間ｔＯＦＦをカウントし始める。前記と同様にステップＳ１４で赤外線温度センサ８により食品１の表面温度ＴＦを検出する。そしてステップＳ１５でこの検出した食品１の表面温度ＴＦが切替え温度Ｔ２を超えたかどうかを比較し、超えていればステップＳ２２に進む一方、越えていなければステップＳ１６に進む。

マグネトロン３を停止しているので、ここで切替え温度Ｔ２を超えることは考えにくいが、余熱により超える場合も想定し、ステップＳ１５での比較を入れているが、簡易的にするためにこのステップＳ１５は省略しても構わない。

次にステップＳ１６において水温センサ１０により水５の温度ＴＷを検出する。そしてステップＳ１７でこの検出した水５の温度ＴＷが沸騰温度より低い所定温度の例えば８０℃と比較し、それより高ければステップＳ１８でヒータ７の通電を停止する一方、高くなければステップＳ１９に進む。またステップＳ１９では所定温度より更にヒステリシス幅だけ低い温度の例えば７５℃と比較し、それより低ければステップＳ２０でヒータ７を通電する一方、低くなければステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１ではマグネトロン３のＯＦＦ時間ｔＯＦＦが所定時間に達したかどうかを比較し、達していればステップＳ６に戻ってヒータ７の通電を停止する。一方、達していなければステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４からＳ２１を繰り返す。

ステップＳ１０またはステップＳ１５で赤外線温度センサ８の検出する食品１の表面温度ＴＦがＴ２を超えてステップＳ２２に達した場合、第１加熱制御部での制御は終わり、マグネトロン３を停止する。またステップＳ２３で第１タイマー２３による加熱時間ｔ１のカウントも終了する。そして切替え部１８により第１加熱制御部１６から第２加熱制御部１７に切替え、以下図４のフローチャートへと続く。

図４のフローチャートにおいて、まずステップＳ３１では第１タイマー２３でカウントした第１加熱制御部１６での加熱に要した時間ｔ１に所定の定数ａを乗算して、第２加熱制御部１７で加熱する蒸気加熱に必要な時間ｔＳを演算部２５で演算する。次にステップＳ３２でヒステリシス温度Ｔ１’を演算する。この演算は仕上がり温度設定部２１で設定された温度Ｔ１から所定の温度幅ΔＴ’を減算して設定する。またステップＳ３３では第２タイマー２４でｔ２のカウントを開始し、ステップＳ３４以降へと進む。

ステップＳ３４では第２タイマー２４の残り時間を時間表示手段１４に表示する。これはステップＳ３１で蒸気加熱時間ｔＳが決定し、ステップＳ３３で第２タイマー２４によるｔ２のカウントを開始するので加熱の残り時間はｔＳからｔ２を減算することで算出できるのでこれを表示する。

ステップＳ３５では庫内温度センサ９により加熱庫２内の温度ＴＲを検出する。そしてステップＳ３６でこの検出した庫内温度ＴＲと仕上がり温度Ｔ１を比較し、ＴＲの方が高ければステップＳ３７へ進む一方、高くなければステップＳ３８へ進む。ステップＳ３７では庫内温度ＴＲが仕上がり温度Ｔ１より高い場合であり、ヒータ７をＯＦＦしてステップＳ３８へ進む。

ステップＳ３８では庫内温度ＴＲとヒステリシス温度Ｔ１’を比較し、ＴＲの方が低ければステップＳ３９へ進む一方、低くなければステップＳ４０へ進む。ステップＳ３９では庫内温度ＴＲがヒステリシス温度Ｔ１’より低い場合であり、ヒータ７をＯＮしてステップＳ４０へ進む。

ステップＳ４０では第２タイマー２４でカウントしている第２加熱制御部１７での加熱時間ｔ２がステップＳ３１で演算した必要な時間ｔＳに達したかどうかを比較する。達していなければステップＳ３４に戻り、ステップＳ３４からＳ３９の処理を繰り返す。達していればステップＳ４１に進み、ヒータ７をＯＦＦして加熱を終了させ、自動的に加熱調理を完了する。

以上のように、本実施の形態においては、加熱開始初期は赤外線温度センサ８により食品１の表面温度を監視しながらマグネトロン３で加熱することで表面を切替え温度以上にすることなく加熱でき、加熱途中よりヒータ７を含む蒸気加熱手段４での加熱に切替え、蒸気より食品１の表面に高温の水滴を接触させその熱伝導により内部を加熱する。そして庫内温度センサ８で庫内の温度を所定の仕上がり温度を維持するよう制御し、高温の水滴からの熱伝導で食品全体を加熱するので、食品の表面から内部まで所定の仕上がり温度に均一に加熱でき、しかも加熱開始初期は高周波で食品内部を加熱すると同時に蒸気加熱手段４を予熱しているので高速で加熱を完了することができる。

また第１加熱制御部１６はマグネトロン３を断続的に駆動する構成とすることにより、食品１の端部など加熱されやすい部分と食品内部など加熱されにくい部分を熱伝導により温度差を抑制でき、食品の一部分を急激に加熱してしまうことなく均一にしやすくなり、部分的な煮えや焦げなどもなく、食品を表面から内部まで均一に加熱することができる。

また第１加熱制御部１６での加熱に要する時間を第１タイマー２３で計測し、第２加熱制御部１７で加熱すべき時間を第１タイマー２３で計測した時間より演算部２５で演算し、それを第２タイマー２４でカウントすることで、食品の加熱終了を自動的に判定する自動調理が可能となる。

また第２タイマー２４でカウントを開始した時点からは加熱完了までの残り時間がわかるので、それを表示することで使用者の使い勝手を向上している。更に温度設定手段１１で使用者により設定された温度を基に仕上がり温度設定部２１で仕上がり温度が設定されるので、使用者の所望の温度で加熱調理を行うことが可能となる。

以上、説明した本実施の形態において、予熱制御部２０および第２加熱制御部１７はヒータ７の通電と停止を制御するものとしたが、ヒータ７の電流を多段階に制御しても良く、そのほうがよりきめ細かく水５の温度や加熱庫２内の温度を一定に保つことができる。また仕上がり温度設定部２１で設定する仕上がり温度を使用者が温度設定手段１１で設定する温度としたが、庫内温度センサ９の特性やばらつきを考慮して所定温度差だけ加減した温度としても良い。

また演算部２５で第１タイマー２３のカウントした時間に比例した第２タイマー２４の時間の演算としたが、オフセットを含む一次式や、高次の式、対数関数の応用など、第１タイマー２３でのカウント時間が長ければ第２タイマー２４でのカウント時間も長くなるような単調増加の関数で演算するものであれば良く、複雑な関数を使うことで自動での加熱完了の精度を上げることもできる。

以上のように、本発明にかかる加熱調理器は、食品の表面から内部まで所定の仕上がり温度に均一に加熱できるので、真空パックされた食品を湯煎機に入れて均一な温度に仕上げる真空調理法の用途に適用できるほか、従来の高周波加熱調理器では調理が困難であったゆで卵や温泉卵など、卵を殻のまま加熱する調理にも適用できる。

本発明の実施の形態１における加熱調理器の構成図 （ａ）同実施の形態における加熱料理器で食品を加熱したときの食品温度変化の特性図（ｂ）同実施の形態における加熱料理器で食品を加熱したときのマグネトロン３の動作を示す図（ｃ）同実施の形態における加熱料理器で食品を加熱したときのヒータ７の動作を示す図 同実施の形態における加熱調理器における加熱制御手段の動作の前半を説明するフローチャート 同実施の形態における加熱調理器における加熱制御手段の動作の後半を説明するフローチャート

符号の説明

２ 加熱庫
３ 高周波加熱手段（マグネトロン）
４ 蒸気加熱手段
６ 容器
７ 熱源（ヒータ）
８ 赤外線温度センサ
９ 庫内温度センサ
１０ 水温センサ
１１ 温度設定手段
１４ 時間表示手段
１５ 加熱制御手段
１６ 第１加熱制御部
１７ 第２加熱制御部
１８ 切替え部
２０ 予熱制御部
２３ 第１タイマー
２４ 第２タイマー
２５ 演算部

Claims (10)

1. 加熱庫と、前記加熱庫内の食品を高周波により加熱する高周波加熱手段と、前記食品を蒸気により加熱する蒸気加熱手段と、前記食品の表面温度を非接触で検出する赤外線温度センサと、前記加熱庫の内部の温度を検出する庫内温度センサと、前記赤外線温度センサと前記庫内温度センサの検出する温度により前記高周波加熱手段および前記蒸気加熱手段を制御する加熱制御手段を有し、前記加熱制御手段は加熱開始初期から前記高周波加熱手段により前記食品を加熱するとともに前記蒸気加熱手段を予熱する第１加熱制御部と、加熱途中から前記蒸気加熱手段により前記食品を加熱する第２加熱制御部と、前記赤外線温度センサの検出する温度により前記第１加熱制御部から前記第２加熱制御部に切替える切替え部を有し、前記第２加熱制御部は前記庫内温度センサの検出温度が所定の仕上がり温度を維持するよう前記蒸気加熱手段を制御する加熱調理器。
2. 蒸気加熱手段は水を入れる容器と、前記水を加熱する熱源を有し、第２加熱制御部は庫内温度センサの検出する温度により前記熱源の加熱パワーを制御する請求項１記載の加熱調理器。
3. 容器内の水の温度を検出する水温センサを更に備え、第１加熱制御部は前記水温センサの検出する水温が沸騰温度より低い所定温度まで熱源を加熱する予熱制御部を有する請求項２記載の加熱調理器。
4. 切替え部は赤外線温度センサにより検出する温度が所定の切替え温度に達するまで第１加熱制御部により高周波加熱手段で食品を加熱し、その後は第２加熱制御部で蒸気加熱手段により食品を加熱するよう切替える請求項１記載の加熱調理器。
5. 加熱制御手段は仕上がり温度を基に切替え温度を決定し、切替え温度は前記仕上がり温度より低い温度とする請求項４記載の加熱調理器。
6. 第１加熱制御部は高周波加熱手段を断続的に駆動する請求項１記載の加熱調理器。
7. 第１加熱制御部は高周波加熱手段の断続的な停止中に蒸気加熱手段の予熱を行う請求項６記載の加熱調理器。
8. 加熱制御手段は第１加熱制御部で加熱制御している時間を計測する第１タイマーと、前記第１タイマーで計測した時間に基づき所定の関数により第２加熱制御部で加熱制御する時間を演算する演算部と、前記演算部による演算結果の時間だけカウントする第２タイマーを有し、前記第２タイマーによるカウントの終了で加熱調理を終了する請求項１記載の加熱調理器。
9. 第２加熱制御部で加熱中に第２タイマーによるカウントの残時間を表示する時間表示手段を更に備えた請求項８記載の加熱調理器。
10. 使用者が食品の温度を設定する温度設定手段を更に有し、加熱制御手段は前記温度設定手段で設定された温度を基に仕上がり温度を決定する請求項１記載の加熱調理器。
    

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