JP2833250B2

JP2833250B2 - 減圧高周波加熱装置

Info

Publication number: JP2833250B2
Application number: JP6634591A
Authority: JP
Inventors: 茂樹植田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1998-12-09
Anticipated expiration: 2013-12-09
Also published as: JPH04301390A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波を加熱源と
し、減圧下で加熱を行う加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波による加熱は、外部からの熱
伝導による雰囲気加熱や輻射加熱と異なり、水分を含む
被加熱物を内部から直接に加熱するため、被加熱物だけ
を効率よく加熱できる。このためマイクロ波を熱源とし
た加熱装置として、例えば電子レンジが広く利用されて
いる。

【０００３】また、このような電子レンジをより便利に
利用できるよう自動化も積極的に図られており、種々の
センサが実用に供されている。これらのセンサの中で
は、加熱の進行とともに食品から発生する水蒸気やさま
ざまなガスに反応する湿度センサやガスセンサが汎用さ
れている。

【０００４】湿度センサを用いた自動加熱において、仕
上がり具合の調整を可能にした先行技術としては特公昭
５４−４２６９４号公報がある。これは被加熱物から発
生する湿度の変化を検出し、それがある設定値に達した
時点を蒸気検出時点とするものであり、そこに到達する
までに要した加熱時間Ｔ1 を求めこれと別に定めた被加
熱物との固有の係数ｋ₀との積を算出し、Ｔ1とｋ0 Ｔ1
との和を全加熱時間とするとともに、この全加熱時間
を±ΔｋＴ1 だけ外部操作によって調整できるように構
成したものである。

【０００５】すなわち全加熱時間Ｔ₀は次式で示され
る。Ｔ0 ＝Ｔ1 ＋ｋ0 Ｔ1 ±ΔｋＴ1 外部操作は可変抵抗の設定により行われ、使用者の好み
に応じて加熱調理の仕上がり具合の調整が可能な調理器
用タイマ装置を実現している。

【０００６】ところで、食品からの水蒸気の発生は、加
熱の進行とともに被加熱物の温度が７０℃を過ぎるあた
りから活発になり、８０〜９０℃で大量に放出される。
このため湿度センサやガスセンサを用いた自動化では食
品の温度を１００℃近くまで上昇させ、これを一定時間
保持する野菜のゆでものや煮込みなどの調理では極めて
安定な検知性能が得られ、上記公報に記載の制御法を採
用すれば自在な仕上がり調整が行えた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、湿度セ
ンサあるいはガスセンサを用いた再加熱（温め直し）の
自動化では、乾燥を防ぐために食品にラップをした場合
や、ラップがなくとも一部のメニューにおいて仕上がり
が熱すぎるという不満が根強くあった。

【０００８】食品にラップをした場合には、食品から発
生した蒸気がある程度の量に達してラップを突き破るま
でセンサに蒸気が到達しないので、食品の種類や量によ
っては検知時点ですでに熱くなりすぎるケースがあっ
た。

【０００９】また、冷ごはんの再加熱では、ごはんの一
粒一粒の表面層が内部の水分を保持する強固な皮膜とな
り、たとえラップをしなくともごはんが９０℃を越えな
いと大量の蒸気が発生しない。

【００１０】このため前述の被加熱物に固有の係数ｋ0
をゼロとしても、すでにセンサの検知自体が遅いので適
温を越えてしまう。また、熱くならないはずの食器も被
加熱物の熱が伝導し、熱くなってもてなくなってしま
う。もちろん係数Δｋをマイナスに設定することは、検
知前に加熱を終了させることになり、物理的に不可能で
ある。

【００１１】そこで、本発明は安定な検知性能が得られ
る湿度センサあるいはガスセンサを用いて、仕上がり温
度を自在に調整できる自動加熱を実現することを目的と
している。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで前記の目的を達成
するために、本発明は制御部に被加熱物の種類を指令す
る加熱指令手段と、前記制御部に被加熱物の加熱状態の
強弱を指令する加熱補正指令手段と、前記加熱室を減圧
する減圧手段と、前記加熱室あるいは前記減圧手段の圧
力を検出して前記制御部へ出力する圧力検出手段と、被
加熱物より発生する水蒸気あるいはガスを検出して前記
制御部へ出力する気体検出手段を備えるものである。

【００１３】

【作用】本発明の減圧高周波加熱装置は、加熱指令手段
のいずれかが操作されれば制御部がこれを解読し、指定
された被加熱物の種類に対応するある沸点が得られるよ
うな加熱室内圧を設定し、かつ加熱補正指令手段の操作
があればかかる加熱室内圧値を所定値だけ補正し、圧力
検出手段を用いながら減圧手段を制御して設定された加
熱室内圧が得られるよう減圧手段を用いて加熱室内を減
圧し、かつマイクロ波発生手段への給電を行い、気体検
出手段により被加熱物から所定の水蒸気あるいはガスが
検出されるまでの時間を計数するとともに、この計数さ
れた時間と操作された加熱指令手段に対応するある係数
との積を算出し、これに基づいてマイクロ波発生手段へ
の給電を制御するので、被加熱物の仕上がり温度を好み
に応じて自在に設定し、自動的に加熱することができ
る。

【００１４】また、本発明の減圧高周波加熱装置は、加
熱指令手段が操作されれば指令された被加熱物の種類に
対応するある沸点が得られるような加熱室内圧を設定
し、圧力検出手段を用いながら減圧手段を制御して設定
された加熱室内圧が得られよう減圧手段を用いて加熱室
内を減圧し、かつマイクロ波発生手段への給電を行い、
気体検出手段により被加熱から所定の水蒸気あるいはガ
スが検出されるまでの時間を計数するとともに、操作さ
れた加熱指令手段に対応するある係数を設定し、かつ加
熱補正指令手段の操作があれば所定値だけこの係数を補
正し、計数された時間と設定および補正された係数との
積を算出し、これに基づいてマイクロ波発生手段への給
電を制御するので、被加熱物の加熱時間を好みに応じて
自在に設定し、自動的に加熱することができる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例における減圧高周波加
熱装置について図面とともに説明する。

【００１６】図２は本発明の一実施例である減圧高周波
加熱装置の正面斜視図であり、本体１の前面開口には扉
体２が開閉自在に軸支され、さまざまな加熱指令手段た
る加熱指令キー３および被加熱物の加熱具合を補正する
加熱補正指令手段たる仕上がり調節キー４を配した操作
盤５が設けられている。

【００１７】図３は本発明の一実施例である減圧高周波
加熱装置の構成を示すブロック図であり、上記の加熱指
令キー３としては「再加熱」「牛乳」「酒のかん」「野
菜のゆでもの」キーが、仕上がり調節キー４としては
「強め」「弱め」キーが並んでいる。

【００１８】加熱室６には被加熱物７が収容され、加熱
室の内部は扉体２の周縁に配したパッキン８を介して密
封される。マイクロ波発生手段たるマグネトロン９は、
導波管１０により加熱室６に結合されており、開口部は
合成樹脂またはセラミックなどの誘電体１１がシリコン
パテなどで封止されている。

【００１９】被加熱部７はマイクロ波の定在波による加
熱ムラを解消するために、回転する載置台１２の上に載
置される。載置台１２は加熱室６内を密封する目的で一
対の磁石１３と１３’、および駆動手段１４とにより非
接触で加熱室外より駆動され被加熱物７を回動させる。

【００２０】加熱室６内の空気は、加熱室６の一壁面に
設けられた排気孔１５から減圧手段たる真空ポンプ１６
により排出される。１７はその排気を冷却する冷却手
段、１８は排気中に含まれる水分を除去する水分捕獲手
段である。圧力検出手段たる圧力センサ１９は、加熱室
６の一壁面もしくは排気系のいずれかに配置されるが、
本実施例では水分捕獲手段の後方の排気系に設けた。。

【００２１】気体検出手段たる湿度センサもしくはガス
センサ２０は、加熱室６の一壁面もしくは排気系のいず
れかに配置されるが、本実施例では水分捕獲手段１８の
前方の排気系に設けた。。

【００２２】制御部２１はこの圧力センサ１９の信号を
検知回路２２を介して監視し、また湿度センサもしくは
ガスセンサ２０の信号を検知回路２３を介して監視す
る。そしてマグネトロン９や真空ポンプ１６、駆動手段
１４などへの給電や作動をそれぞれドライバ２４、２
５、２６を介して制御する。

【００２３】次に図１の加熱中の加熱室内の圧力と食品
からの発生蒸気の推移との関係を示したタイムチャート
を用いて制御部の動作について説明する。

【００２４】図１（ａ）は加熱中の圧力の推移を示して
おり、これは圧力センサによって検出される出力でもあ
る。加熱が開始されると、まず真空ポンプが加熱室内の
空気を排出し、減圧していく（減圧サイクル）。この
間、制御部は圧力センサにより加熱室内の圧力を監視
し、加熱室の内圧がＰa に達した時点で、制御部は所定
値Ｐa を維持するよう真空ポンプへの給電を制御する。
そして、加熱室の内圧が所定値Ｐa に達した時点で、図
１（ｂ）に示すようにマグネトロンへの給電が始まる
（加熱サイクル）。

【００２５】このように減圧サイクルでマグネトロンへ
の給電をひかえるのは、加熱の開始当初からマイクロ波
を照射すると、被加熱物が小さい場合には水蒸気の発生
が早く、所定値Ｐa に達するまでに所望の温度を越える
可能性があること、水蒸気の発生が多くなると真空ポン
プの能力によっては所定値Ｐa まで引けなくなることが
あること、の理由による。なお、マイクロ波の照射は加
熱室の内圧がＰa 値に達するまで待たずに若干早い時期
から照射して時間短縮を図る構成は当然可能である。

【００２６】Ｐa 値は加熱指令キーごとにふさわしい値
が選ばれる。

【００２７】

【表１】

【００２８】（表１）はかかる制御圧とその圧力におけ
る沸点を示す一例である。この（表１）において，再加
熱は湿度センサーやガスセンサによる自動化では、ｋ値
をゼロにしてもやや仕上がりがオーバー気味なので、セ
ンサによる検知を早めるために沸点が若干下がるようＰ
a 値を設定している。牛乳や酒のかんでは適温が得られ
るまでで沸点を低下させるため、かなり低い値にまで加
熱室の内圧を低下させている。一方野菜のゆでものでは
大気圧下でも検知が十分早く、大きなｋ値を乗じて全加
熱時間を制御しており、また食品の温度が１００℃に達
しても何ら問題がないため減圧制御はしない。

【００２９】さて、加熱サイクルに入ると図１（ｃ）に
示すように加熱室の内圧がＰa 値に減じられているた
め、食品はかかるＰa 値で定まる沸点に近い値で多量に
蒸気を発生する。このとき、仕上がり調節キーの指令に
従ってセンサによる検出しきい値Δｈ₀を±ｈだけ補正
すれば、すなわち、「強め」「弱め」キーが数段階に渡
り設定可能とし、指定された仕上がりレベルに応じてｈ
を可変とすれば、検知点を自在に早くしたり遅らせたり
できる。

【００３０】もし減圧しなければ、食品からの発生蒸気
は図１（ｃ）の破線で示すような推移をする。つまり、
しきい値Δｈ0 ’を設定しうる最小値としてもなおセン
サによる検知は減圧下におけるＴ1 に比べＴ1 ’と大幅
に遅れ、検知時点ですでに食品の温度が適温を越えてし
まうことになる図１（ｄ）は本発明の別な実施例を示す
タイムチャートであり、本実施例ではセンサの検知しき
い値を一定として、仕上がり調節キーの指令に応じてｋ
0 値を±Δｋだけ補正する構成としている。かかる構成
では、センサの検知時点は減圧した分だけ常圧よりは早
くなり、加熱補正指令によって検知後の加熱を調整する
ことになる。

【００３１】もちろん図１（ｃ）と図１（ｄ）の両者を
組み合わせる構成、すなわち検知しきい値とｋ値の両方
を補正する構成も当然可能である。

【００３２】このように本発明によれば低めの仕上がり
温度としたい被加熱物をも、操作者の好みの仕上がり状
態に自在に自動加熱することができる。

【００３３】図４は制御部の動作を示すフローチャート
ある。加熱指令や加熱補正指令がまず解読され（ａ）、
次いで加熱指令に対応する検知しきい値Δｈ0が設定さ
れ（ｂ）、加熱補正があればかかるしきい値がｈだけ補
正される。

【００３４】加熱が開始されるとまずポンプが起動され
（ｄ）、圧力センサにより内圧Ｐが所定値Ｐa に達した
かどうか、すなわちＰ≦Ｐa が判別される（ｅ）。内圧
が所定値Ｐa よりも高い間はかかる動作「減圧サイク
ル」が繰り返される。

【００３５】そして、内圧がＰa よりも低くなればマイ
クロ波発生手段への給電が開始され（ｆ）、ポンプは停
止される（ｇ）。「加熱サイクル」の開始である。加熱
サイクルでは湿度センサあるいはガスセンサにより、所
定の蒸気量が検出されたかどうかがチェックされる
（ｈ）。蒸気の発生が検出されるまでは、Ｔ1 時間が計
数され（ｉ）、再び内圧が監視されて（ｊ）、Ｐa が維
持されるようポンプの起動（ｋ）と停止（ｇ）が繰り返
される。

【００３６】もし減圧しなければ、食品からの発生蒸気
は図１（ｃ）の破線で示すような推移をする。つまり、
しきい値Δｈ₀’を設定しうる最小値としてもなおセン
サによる検知は減圧下におけるＴ₁に比べＴ₁’と大幅
に遅れ、検知時点ですでに食品の温度が適温を越えてし
まうことになる図１（ｄ）は本発明の別な実施例を示す
タイムチャートであり、本実施例ではセンサの検知しき
い値を一定として、仕上がり調節キーの指令に応じてｋ
₀値を±Δｋだけ補正する構成としている。かかる構成
では、センサの検知時点は減圧した分だけ常圧よりは早
くなり、加熱補正指令によって検知後の加熱を調整する
ことになる。

【００３７】もちろん図１（ｃ）と図１（ｄ）の両者を
組み合わせる構成、すなわち検知しきい値とｋ値の両方
を補正する構成も当然可能である。

【００３８】このように本発明によれば低めの仕上がり
温度としたい被加熱物をも、操作者の好みの仕上がり状
態に自在に自動加熱することができる。

【００３９】図４は制御部の動作を示すフローチャート
ある。加熱指令や加熱補正指令がまず解読され（ａ）、
次いで加熱指令に対応する検知しきい値Δｈ₀が設定さ
れ（ｂ）、加熱補正があればかかるしきい値がｈだけ補
正される。

【００４０】加熱が開始されるとまずポンプが起動され
（ｄ）、圧力センサにより内圧Ｐが所定値Ｐ_aに達した
かどうか、すなわちＰ≦Ｐ_aが判別される（ｅ）。内圧
が所定値Ｐ_aよりも高い間はかかる動作「減圧サイク
ル」が繰り返される。

【００４１】そして、内圧がＰ_aよりも低くなればマイ
クロ波発生手段への給電が開始され（ｆ）、ポンプは停
止される（ｇ）。「加熱サイクル」の開始である。加熱
サイクルでは湿度センサあるいはガスセンサにより、所
定の蒸気量が検出されたかどうかがチェックされる
（ｈ）。蒸気の発生が検出されるまでは、Ｔ₁時間が計
数され（ｉ）、再び内圧が監視されて（ｊ）、Ｐ_aが維
持されるようポンプの起動（ｋ）と停止（ｇ）が繰り返
される。

【００４２】やがて、水蒸気が所定量だけ検出されると
（ｈ）、計数されたＴ₁時間に基づいて加熱指令キーに
固有のｋ値を乗じてｋＴ₁時間が算出される（ｌ）。そ
して以後は湿度センサやガスセンサによらずにかかるｋ
Ｔ₁時間が経過したかどうかが監視される（ｍ）。すな
わち、タイマ加熱が行われる。

【００４３】かかる時間が経過すれば、ポンプは停止さ
れ（ｎ）、マイクロ波の照射も終了し（ｏ）、減圧加熱
は自動的に完了する（ｑ）。

【００４４】図５は別な実施例での制御部の動作を示す
フローチャートである。加熱指令や加熱補正指令がまず
解読され（ａ）、次いで加熱指令に対応するｋ₀値が設
定され（ｂ）、加熱補正指令があればかかるｋ₀値がΔ
ｋだけ補正される（ｃ）。以降の動作上記した実施例と
同様である。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明の減圧高周波加熱装
置においては、加熱室内を所望の内圧に制御することに
より、安定な検知性能が得られる湿度センサあるいはガ
スセンサを用いて、低めの仕上がり温度としたい被加熱
物をも、操作者の好みの仕上がり状態に自在に自動加熱
することができる。

【００４６】また、湿度センサあるいはガスセンサが何
らかの原因で機能を損ねても、食品の温度が適温を越え
ることはなく、発火しにくく安全である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の一実施例である減圧高周波加熱
装置の加熱中の加熱室内の圧力の推移を示す線図（ｂ）本発明の一実施例である減圧高周波加熱装置の加
熱中のマイクロ波発生手段への給電の様子を示す線図（ｃ）本発明の一実施例である減圧高周波加熱装置の加
熱中の食品からの発生蒸気の推移を示す線図（ｄ）本発明の別の実施例である減圧高周波加熱装置の
加熱中の食品からの発生蒸気の推移を示す線図

【図２】本発明の一実施例である減圧高周波加熱装置の
正面斜視図

【図３】本発明の一実施例である減圧高周波加熱装置の
構成を示すブロック図

【図４】本発明の一実施例である減圧高周波加熱装置の
制御部の動作を示すフローチャート

【図５】本発明の別の実施例である減圧高周波加熱装置
の制御部の動作を示すフローチャート

【符号の説明】

３加熱指令キー４仕上がり調節キー６加熱室９マグネトロン１６真空ポンプ１９圧力センサ２０湿度センサまたはガスセンサ２１制御部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被加熱物を収容し密封する加熱室と、前
記加熱室に結合された高周波発生手段と、前記高周波発
生手段への給電を制御する制御部と、前記制御部に被加
熱物の種類を指令する加熱指令手段と、前記制御部に被
加熱物の加熱状態の強弱を指令する加熱補正指令手段
と、前記加熱室を減圧する減圧手段と、前記加熱室ある
いは前記減圧手段の圧力を検出して前記制御部へ出力す
る圧力検出手段と、被加熱物より発生する水蒸気あるい
はガスを検出して前記制御部へ出力する気体検出手段よ
り成り、前記制御部は前記加熱指令手段により指令され
た被加熱物の種類に対応する沸点が得られる加熱室内圧
を設定する手段と、前記加熱補正指令手段の操作に応じ
て設定された加熱室内圧値を補正する手段と、前記圧力
検出手段の検出値が設定された加熱室内圧となるように
前記減圧手段を制御する手段と、前記圧力検出手段の検
出値が所定値になったとき前記高周波発生手段への給電
を介しする手段と、前記気体検出手段により被加熱物か
ら所定の水蒸気あるいはガスが検出されるまでの時間を
計数し、この計数された時間と加熱指令手段の指令に対
応する係数との積に基づいて前記高周波発生手段への給
電を制御する手段とからなる減圧高周波加熱装置。
【請求項２】被加熱物を収容し密封する加熱室と、前
記加熱室に結合された高周波発生手段と、前記高周波発
生手段への給電を制御する制御部と、前記制御部に被加
熱物の種類を指令する加熱指令手段と、前記制御部に被
加熱物の加熱状態の強弱を指令する加熱補正指令手段
と、前記加熱室を減圧する減圧手段と、前記加熱室ある
いは前記減圧手段の圧力を検出して前記制御部へ出力す
る圧力検出手段と、被加熱物より発生する水蒸気あるい
はガスを検出して前記制御部へ出力する気体検出手段よ
り成り、前記制御部は前記加熱指令手段により指令され
た被加熱物の種類に対応する沸点が得られる加熱室内圧
を設定する手段と、前記圧力検出手段の検出値が設定さ
れた加熱室内圧となるように前記減圧手段を制御する手
段と、前記圧力検出手段の検出値が所定値になったとき
前記高周波発生手段への給電を開始する手段と、前記気
体検出手段により被加熱物から所定の水蒸気あるいはガ
スが検出されるまでの時間を計数し、この計数された時
間と加熱指令手段の指令に対応するある係数との積に基
づいて前記高周波発生手段への給電を制御する手段と、
前記加熱補正指令手段の操作があれば所定値だけこの計
数を補正する手段からなる減圧高周波加熱装置。