JP3829274B2

JP3829274B2 - 高周波加熱調理器

Info

Publication number: JP3829274B2
Application number: JP2001162532A
Authority: JP
Inventors: 正史長田; 賢一伊藤; 滋之永田; 和裕亀岡; 宏中村; 裕嗣星野
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2021-05-30
Also published as: JP2002349868A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加熱室内及び被加熱物の温度分布を検出して、高周波発生手段を制御する高周波加熱調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の加熱調理器では調理物である被加熱物を所望温度で終了させるために、被加熱物の表面から発する赤外線量を非接触で受光する温度検出手段として赤外線センサが用いられるのが一般的である。そして、使用者が設定した所望温度や、使用者により選択された食品種類（例えばミルク（あたため）、酒燗、ごはん（あたため）等）に応じた最適な温度で終了させるように高周波発生手段を制御することができる。
【０００３】
また、赤外線センサを用いた加熱調理器には被加熱物の昇温により起こる蒸気や被加熱物の飛散による赤外線センサの機能低下を防ぐため、一般的に防汚対策として赤外線センサの前方に遮蔽手段としてシャッター機構が設けられ、赤外線センサを使用しない時はシャッター機構を閉ざすようにしたものが知られている。しかし、赤外線センサを使用している時の被加熱物の蒸気や飛散、あるいは異常加熱時に起きる突沸現象等による機能低下、及び加熱室の汚れを防ぐという課題を残すものであった。
【０００４】
かかる課題を解決するために、例えば特開平４−４８１１７号公報に示された加熱調理装置が提案されている。この構成によれば、食品の加熱によって生じる加熱生成物である蒸気、ガス等の気体の濃度を気体センサにより検出する一方、食品の表面温度を放射赤外線センサによる非接触温度検出手段によって検出し、ガス濃度と表面温度の測定結果が予め設定した上限値に到達したら加熱を停止または制御して、食品、特に飲物の異常加熱や突沸を防止することが開示されている。図９はこの加熱調理装置を説明する特性図であり、お酒を加熱した場合を示している。そして図９（ａ）は気体センサ出力と加熱時間との関係を示す特性図であり、１００ａは連続運転時、１００ｂはＯＮ−ＯＦＦ運転時の出力信号を示している。図９（ｂ）は赤外線センサによる表面温度と加熱時間との関係を示す特性図であり、１０１ａは連続運転時、１０１ｂはＯＮ−ＯＦＦ運転時の出力信号を示している。
【０００５】
これらの特性図によれば、図９（ａ）の１００ａではアルコールの蒸気がＧ０〜Ｇ１まではゆっくり増加、Ｇ１〜Ｇ２では急激に増加、Ｇ２〜Ｇ３は沸騰領域、Ｇ３〜Ｇ４は突沸領域となることを示している。したがって、突沸の発生しない許容限界を第１の基準レベルＧ３として設定し、この第１の基準レベルＧ３に到達したら加熱を停止するように加熱制御手段を動作させることによって突沸を防止することができる。また、同じ条件での表面温度の特性は図９（ｂ）に示す１０１ａの変化となる。この場合においても、温度の許容限界を第１の基準レベルＴ３として設定し、表面温度が第１の基準レベルＴ３に到達したら加熱を停止するように加熱制御手段を動作させることによって突沸を防止することができる。また、Ｇ１〜Ｇ２、あるいはＴ１〜Ｔ２の段階において、気体センサもしくは表面温度の変化率を測定し、その変化率が予め設定された第２の基準レベルを越えたら、加熱をＯＮ−ＯＦＦ制御に切り換えることにより、図９（ａ）（ｂ）に示す１００ｂ、１０１ｂの特性となり、突沸の発生を未然に防ぐことができるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで「突沸」とは、一般的に過加熱現象を指し、さらに具体的に説明すれば、沸点に到達しても沸騰せず、そのまま加熱され続けるとちょっとした振動、または限界温度到達でいきなり内容物が吹き飛ぶくらいの強烈な沸騰を起こす現象である。しかしながら、特開平４−４８１１７号公報に記載のものは、Ｇ２〜Ｇ３間で沸騰を起こしているため、上述の「突沸」現象を発生するものではなく、実際には過加熱による「噴きこぼれ」を防ぐこと止まるものである。さらに、従来のものではＧ１〜Ｇ２間において蒸気発生量が多くなるとしているが、蒸気が発生すると赤外線センサは蒸気によって赤外線の受光量が遮られるため、Ｔ１〜Ｔ２及びＴ３のように右肩上がりの特性を得ることは難しく、従来のものでは突沸現象等の異常加熱に十分対応できないという課題があった。また、気体センサと赤外線センサを併用する従来の方式では、センサを二種類必要なために構造が複雑、コスト高になる等の課題もあった。
【０００７】
この発明はかかる課題を解決するためになされたもので、赤外線センサのみを用いて被加熱物の表面温度の検出を行い、蒸気の発生や沸点近傍温度を監視することで、過加熱運転によって発生する可能性のある突沸や発煙等を未然に防ぐことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる高周波加熱調理器は、被加熱物を加熱する加熱室と、前記被加熱物を高周波により加熱する高周波発生手段と、前記被加熱物の表面温度を非接触で測定する温度検出手段とを備えた高周波加熱調理器において、前記温度検出手段による検出結果に基づき温度勾配を算出する温度勾配算出手段と、この温度勾配算出手段による算出結果に基づき前記被加熱物からの蒸気発生を検出する蒸気検出手段と、前記蒸気検出手段が蒸気発生を検出していない時であって、かつ前記温度検出手段による検出結果が予め設定された所定温度に到達した場合には、予め設定された所定時間を経過する前であっても、前記高周波発生手段の出力を強制的に停止させる強制停止手段とを備え、前記蒸気検出手段が、前記被加熱物が所定の温度に達する前に蒸気発生を検出したときは、前記高周波発生手段を所定時間駆動させることを特徴とする。
【０００９】
また、前記強制停止手段が動作する前記所定温度は、９０℃以上１００℃以下としたものである。
【００１０】
また、前記強制停止手段により前記高周波発生手段の出力が強制的に停止されたとき前記加熱室内に冷気を送風する冷却手段を設けたものである。
【００１１】
また、前記温度検出手段と被加熱物の間に遮蔽手段を設け、前記蒸気検出手段が蒸気発生を検出した時は、前記遮蔽手段を閉動作させ、前記温度検出手段と被加熱物との間を遮蔽するものである。
【００１２】
また、前記温度検出手段は、被加熱物の温度測定と庫内壁面の温度測定を同時に測定する測定範囲を有するものである。
【００１３】
さらに、前記温度検出手段により被加熱物を所望の温度で加熱終了させる自動運転モードと、加熱時間を設定して、その設定値に基づいて加熱する手動運転モードとを備え、自動運転モード及び手動運転モードのどちらの運転モードにおいても前記遮蔽手段を開動作させ、前記強制停止手段により前記温度検出手段の検出温度が予め設定された所定温度に到達した場合は前記高周波発生手段の出力を強制的に停止するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係わる高周波加熱調理器の要部を示す構成図、図２は図１に示すシャッター機構の閉状態を示す構成図、図３は突沸が発生する場合の赤外線センサの出力特性図、図４は突沸が発生しない場合の赤外線センサの出力特性図、図５は赤外線センサの出力電圧と検出温度の関係を示す図、図６は高周波加熱調理器の手動運転モード時の動作を示すフローチャート、図７は自動運転モード時の動作を示すフローチャートである。
【００１５】
図１において、１は前面側に開口部を有する高周波加熱調理器の本体（図示せず）内に形成された略箱形の加熱室で、前面側が開口されており、この前面部側には、ヒンジ等によって開閉自在に取り付けられた扉（図示せず）が設けられており、本体の開口部および加熱室１の開口部を閉塞する。２は本体の前面に設けられた加熱や解凍調理を行うための表示部および入力スイッチ部からなる操作パネルであり、この操作パネル２の入力スイッチ部には、使用者が設定する所望温度や、使用者により選択された食品種類（例えばミルク、酒燗、ごはん等）に応じた最適な温度で終了させる「自動運転モード」と、使用者が運転時間を設定してその時間で運転を終了させる「手動運転モード」が選択できる入力スイッチが備えられている。
【００１６】
３は加熱室１の側壁部に給電口３ａを介して連結された方形状の導波管、４はこの導波管３内にアンテナ部４ａを連通して設けられた高周波発生手段としてのマグネトロン、５は加熱室１側壁でかつマグネトロン４設置側の壁面に設けられた吸気口、６は加熱室１側壁でかつ吸気口５の対面側の壁面に設けられた排気口、７は吸気口５に空気を挿入する位置に設けられた冷却手段としての冷却ファンであり、マグネトロン４や回路基板（図示せず）にも送風可能な構成となっている。
【００１７】
８は加熱室１の上部コーナー部近辺に設けられた集光口、９はこの集光口８の外側に、集光口８から加熱室１内を臨む位置に設けられた温度検出手段としての赤外線センサであり、図１に示すとおり、集光領域９ａに位置する加熱室１内の被加熱物１ａの赤外線量を非接触で検知する。１０はこの赤外線センサ９の出力を時系列的に取り込み、温度変換や温度勾配計算等を行うマイクロコンピュータ等で構成される制御部であり、操作パネル２への入出力、マグネトロン４及び冷却ファン７への制御出力、後述する遮蔽手段や被加熱物１ａを回動させる丸皿用モータへの制御出力をコントロールする。なお、制御部１０は温度勾配算出手段、蒸気検出手段、強制停止手段を備えている。
【００１８】
１１は赤外線センサ９と集光口８との中間に配設された板状のシャッターであり、シャッターモータ１１ａの回動と連動して集光口８の開閉を行う遮蔽手段を構成する。なお、図１はシャッター１１が開いている状態、図２はシャッターが閉じている状態をそれぞれ示している。１２は被加熱物１ａを載置する平面が略円形状の丸皿、１３はこの丸皿１２を支持するロータリープレートであり、加熱室１の底板中心に軸を貫通させており、加熱室１の下部に設けた丸皿用モータ１４によって回動する。
【００１９】
以上のように構成された高周波加熱調理器において、シャッター１１を開いたまま、比較的突沸現象が発生し易い容器と液体を用いて、赤外線センサ９によって得られた出力特性を図３〜図５により説明する。図３は突沸発生する液体を加熱した時の出力特性を示すものであり、１００ｃｃ容量の口が先細りの容器（瓶）に果汁１００％のジュースを５０ｃｃ入れて加熱した。図４は突沸が発生しない液体を加熱した時の出力特性を示すものであり、容器は図３と同様で、液体は水道水を５０ｃｃ入れた。図中、横軸は加熱時間（秒）であり、丸皿１２の回転周期、即ち１２秒周期の目盛線を表記してある。一般的に丸皿１２が一回転する時間は５０Ｈｚ電源利用の場合は１２秒、６０Ｈｚ電源利用の場合は１０秒であるが、今回は５０Ｈｚ電源利用の場合を示しているので１２秒周期の目盛線とした。また、縦軸は温度であるが、赤外線センサ９の出力電圧Ｖをそのままプロットしている。
【００２０】
なお、赤外線センサを用いた放射温度計測の原理として、一般的にステファンボルツマンの法則「全ての物体は、その絶対温度（０℃＝２７３．１５Ｋ、Ｋ：ケルビン温度）の４乗に比例したエネルギーを表面から放射している」が適用され、次式で表される。
Ｐ＝σＴ⁴ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１）
ここで、Ｐ：物体から放射するエネルギー、Ｔ：物体の絶対温度、σ：ステファンボルツマン定数（５．６７×１０^-8［Ｗｍ^-2Ｋ^-4］）である。
したがって、出力電圧Ｖから温度Ｔに変換するためには、四乗根の計算が必要である。図５は式（１）の計算結果であり、電圧Ｖから温度Ｔへの概略の変換テーブルを示す。
【００２１】
また、図３、図４に示した２本のプロット線は、細線が赤外線センサ９の出力電圧の生データ、太線がこの生データを１２秒間隔で移動平均を計算した例を示したものである。移動平均した値は生データのノイズ成分や丸皿１２の回転による周期性の脈動成分を取り除き、データを取り扱い易くできる例を示したものであり、実施の形態１においては移動平均値を用いた例で説明するが、勿論検出温度は生データを用いても良い。
【００２２】
まず、図３を用いて突沸が発生した例を説明する。図からも明らかなように突沸発生時は、沸点温度である１００℃（３．５４Ｖ）を越えても沸騰が発生せず、温度が急上昇していく。そして加熱開始から約７２秒で突然大きな破裂音を伴い突沸現象が発生し、１１０℃（４．１２Ｖ）を越える温度まで通常の沸騰が発生しなかったことが分かる。この現象は上述したように、沸点に到達しても沸騰せず、そのまま加熱され続けるとちょっとした振動、または限界温度到達でいきなり内容物が吹き飛ぶくらいの強烈な沸騰を起こす過加熱現象、「突沸」現象と一致する。また、例えば７２秒直前で使用者がこの被加熱物１ａを取り出そうとした場合、取り出す際の振動が引き金となって突沸を起こすことも充分予測できることがわかる。
【００２３】
次に、図４を用いて突沸が発生しない例を説明する。図から明らかなように加熱開始から４０秒程度までの温度上昇変化は図３と同等である。目視によると加熱開始から４０秒前後で液体が沸騰している状態が確認され、それに伴い蒸気が多量に発生する。このため、赤外線センサ９が被加熱物１ａから集光する赤外量が蒸気により遮られ、加熱開始４８秒後程度から勾配がなだらかになって、５０秒程度の９０℃（３．００Ｖ）を越えたころから、急激に温度勾配が緩慢になり、略６０秒で検出温度が降下する。即ち、沸点近傍で沸騰が発生すると突沸は発生せず、赤外線センサ９の出力の温度勾配も緩慢になることが分かる。但し、沸騰が発生した場合でも運転を継続すると瓶の中の液体は沸騰に伴い、飛び跳ねによる噴きこぼれが発生することは確認された。また、本実験は５０ｃｃと少量の水であるために、蒸気が赤外線センサ９の集光を遮るまでに被加熱物１ａの温度が１００℃レベルの高温に達しているが、多量の水分の場合は６０℃前後であっても蒸気が充満して、集光を遮る現象も実験により確認されている。
【００２４】
次に、図６のフローチャートを用いて突沸を防止する動作について説明する。図６は手動運転モードにより加熱制御されるものであり、使用者により運転時間が設定される場合の運転モードである。スタートスイッチが操作されると、Ｓ１０１では、使用者により設定された運転時間の設定、予め設定されている強制停止温度（例えば９０℃）の設定、シャッター１１の開動作、マグネトロン４と冷却ファン７及び丸皿用モータ１４の駆動を開始する。次に、Ｓ１０２では、設定した運転時間以上か否かを判定し、設定時間未満の場合はＳ１０３に進み、Ｓ１０３では、蒸気が発生しているか否かを判定し、初期はまだ蒸気が発生していないので蒸気発生フラグは０であるため、Ｓ１０４に進む。そしてＳ１０４では、赤外線センサ９の出力を読み込み、移動平均処理を行う。
【００２５】
次に、Ｓ１０５では、設定した強制停止温度（ＭＡＸ温度）以上になったか否かを判定し、初期は強制停止温度未満であるのでＭＡＸ温度フラグが０のため、Ｓ１０６に進み、赤外線センサ９からの出力に基いて温度勾配の計算を行う（温度勾配算出手段）。次に、Ｓ１０７では、Ｓ１０６により算出された温度勾配の結果に基いて蒸気の発生の有無を判定する（蒸気検出手段）。蒸気の発生検出方法は出力電圧の勾配が初期に比べ大幅に緩慢になったことを検知して蒸気の発生を判断する。初期は蒸気発生を検出しないため、Ｓ１０８に進み、ＭＡＸ温度（強制停止温度）か否かの判定を行う。初期は温度が低いため、Ｓ１０２に戻り、被加熱物１ａがある程度加熱されるまでこのループを繰り返す。
【００２６】
次に、図３で説明した特性図を例に説明する。赤外線センサ９の出力電圧に基き温度勾配の計算を行い、Ｓ１０７で蒸気の発生を検出しないまま、加熱を続けると、加熱開始後４０秒を越えた付近で、Ｓ１０８により設定した強制停止温度（ＭＡＸ温度）である９０℃（３．００Ｖ）を検出する。これにより、Ｓ１１２に進み、マグネトロン４を強制的に停止する（強制停止手段）。そして、強制停止温度となったので、ＭＡＸ温度フラグに１を立ててＳ１０２に戻る。ここで、強制停止温度になっても冷却ファン７の駆動は停止させず、冷却動作は継続される。そして、次のループ時にはＳ１０５のＭＡＸ温度フラグが１であるので、Ｓ１１３に進み、冷却温度になったかどうかをチェックする。この冷却温度とは例えば８０℃が設定されているものとする。このループに入った初期においては、当然９０℃近い温度のためＳ１１３ではＮＯとなり、Ｓ１０２に戻り温度が８０℃以下になるまでこの冷却ループを繰り返す。Ｓ１１３において８０℃以下を検出すると、Ｓ１１１に進み、シャッター１１を閉じて、冷却ファン７、丸皿用モータ１４をＯＦＦし、加熱終了のアラームを報知して運転を終了する。
【００２７】
次に、Ｓ１０７において蒸気を検出した場合は、Ｓ１０９に進みシャッター１１を閉じて蒸気発生フラグに１を立ててＳ１０２に戻る。次のループ時ではＳ１０３の蒸気発生フラグチェックにおいてＹＥＳとなり、Ｓ１０２に戻って設定運転時間以上になるまでこのループを繰り返す。Ｓ１０２において設定温度以上になるとＳ１１０に進みマグネトロン４をＯＦＦし、Ｓ１１１で各種処理をして運転を終了する。
【００２８】
以上のように、赤外線センサ９によって被加熱物１ａの温度を計測し、先に所定の強制停止温度（例えば９０℃）に到達した場合には、手動運転により時間設定された運転モードであっても、マグネトロン４を強制的にＯＦＦし、加熱を停止する。これにより、図３に示す突沸現象を未然に防止することができる。また、液体の沸騰に限らず、個体、例えば誤って少量のクッキー等を長時間加熱した場合、クッキー等から発煙する可能性があるが、設定された所定の強制停止温度により加熱を制御し、強制停止温度以上になった場合、強制的に加熱を停止するので、発煙に至る過程を防止することができる。さらに、強制停止温度で停止した場合、マグネトロン４の駆動は停止させるが、被加熱物１ａが高温であるため、冷却ファン７の運転は継続させ、使用者が火傷を負わない程度の温度まで冷却した後に、冷却ファン７の運転を停止するようにしたので、安全性が向上する。また、強制停止温度で終了したことを報知するようにしてもよい。
【００２９】
また、所定の強制停止温度に到達するよりも先に蒸気発生を検知した場合には、所望の運転時間で加熱しても、突沸現象は発生しないため、安全な運転を確保できると共に、シャッター１１を閉じて赤外線センサ９への露付きを防止して、赤外線センサ９の劣化を防止できる。ここで、所定の強制停止温度に到達するよりも先に蒸気発生を検知する運転状態とは、例えば水分が多い煮物とか、根菜の茹でものを深皿に入れて加熱するときであり、使用者が運転時間を設定して加熱する場合が多いが、この場合においても好適な運転が可能となるわけである。
【００３０】
なお、蒸気発生を検出した場合は、残りの運転時間をマグネトロン４の出力を下げて運転するようにしても良い。
【００３１】
次に、図７のフローチャートを用いて動作を説明する。図７は自動運転モードにより加熱制御されるものであり、使用者が所望の停止温度を設定したり、または「ごはんキー」「ミルクキー」等の食品キーを選択し、例えば「ごはんキー」では７０℃、「ミルクキー」では６０℃のようにデフォルトで最適停止温度が設定されている場合の運転モードである。スタートスイッチが操作されると、Ｓ２０１では、キー（選択された被加熱物１ａ）に応じた停止温度の設定、シャッター１１の開動作、マグネトロン４と冷却ファン７及び丸皿用モータ１４の駆動を開始する。次に、Ｓ２０２では、蒸気が発生しているか否かを判定し、初期はまだ蒸気が発生していないので蒸気発生フラグは０であるため、Ｓ２０３に進む。そしてＳ２０３では、赤外線センサ９出力を読み込み、移動平均処理、温度勾配の算出と算出された勾配値の記憶を行う。次に、Ｓ２０４では、この温度勾配の結果に基いて蒸気の発生の有無を判定する。初期は蒸気発生を検出しないため、Ｓ２０５に進み、設定温度かどうかの判定を行う。初期は温度が低いために、Ｓ２０２に戻り、被加熱物１ａがある程度加熱されるまでこのループを繰り返す。
【００３２】
加熱が進み、Ｓ２０５において設定温度以上を検出すると、Ｓ２０６に進み、シャッター１１を閉じて、マグネトロン４、冷却ファン７、丸皿用モータ１４の駆動を停止し、終了アラームを報知して、通常の運転を終了する。Ｓ２０４において蒸気を検出した場合は、Ｓ２０７に進み、シャッター１１を閉じて蒸気発生フラグに１を立ててＳ２０２に戻る。そして、Ｓ２０２の蒸気発生フラグチェックではＹＥＳとなり、Ｓ２０８に進む。そしてＳ２０３で記憶した温度勾配を用いて設定温度になるまでの終了時間を予測し、Ｓ２０９では終了予測時間以上か否かを判定し、初期はＮＯであるため、Ｓ２０２に戻って終了予測時間以上になるまでこのループを繰り返す。また、Ｓ２０９において終了予測時間以上になったと判定されると、Ｓ２０６に進み、各種停止処理をして運転を終了する。
【００３３】
以上にように、赤外線センサ９によって被加熱物１ａ温度を計測し、先に設定温度に到達した場合には、所望の温度で終了が可能となる。ここで、設定温度は略９０℃を越えない程度に設定しておけば、突沸が発生することを防止できる。また、設定温度よりも先に蒸気発生を検出して赤外線センサ９から正しい出力が得られない場合においては、算出された温度勾配から設定温度に到達するまでの時間を予測し、その時間に基いて加熱を終了させることにより、所望の温度で終了することが可能となる。また、蒸気発生を検出した場合、シャッター１１を閉じるので、赤外線センサ９への露付きを防止して赤外線センサ９の劣化を防止することができる。また、蒸気や煙りの発生による赤外線センサの汚れを防止することができる。
【００３４】
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態１に係わる高周波加熱調理器の要部を示す構成図である。なお、実施の形態１と同一または相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。１５は実施の形態１の赤外線センサ９と同様、非接触で温度を検出可能な赤外線センサの一種であるが、特に１つのセンサユニットの中に検出素子が複数設けられている複眼赤外線センサを示している。そして、実施の形態２では検出素子が１×４のライン状のセンサを用いて検出エリア１５ａ、１５ｂを略丸皿１２部分から集光し、１５ｃ、１５ｄを加熱室１の略対向壁面あるいは扉壁面から集光するように縦方向に配置されている。
【００３５】
次に動作について説明する。
基本的な動作及び処理は実施の形態１と同様であるが、複眼赤外線センサ１５の場合、制御部１０中での処理に集光領域１５ａ〜１５ｄの４エリアの信号取得を行うことと、４エリア中の最も高い温度を選択する最高温度選択手段が必要となる。例えば図８に示すように、被加熱物１ａである徳利を加熱した場合、一般的には上部の首部が最も熱くなるため集光領域１５ｃが高温となり、この集光領域１５ｃの出力を選択値として、以降実施の形態１と同様の処理を行う。なお、複眼赤外線センサ１５としては１×４に限ったものではなく、４×４又は８×８等のアレイ状センサを用いても良い。
【００３６】
以上のように、複眼赤外線センサ１５を用いて、被加熱物１ａの温度測定と庫内壁面の温度測定を同時に行うことにより、例えば背の高い被加熱物１ａの場合、縦方向の温度分布が正確に検出でき、その検出値と予め設定された強制停止温度とを比較して加熱制御するので、より正確に加熱を停止するため突沸をより確実に抑制することが可能となる。また使用者が無負荷運転などの誤使用で運転したとしても、加熱室１内の壁面も温度検出領域としているため、加熱室内に発生する局所的な加熱箇所が強制停止温度に到達したときは、加熱を停止できるとともに、冷却ファンにより冷却するので、異常加熱の発生を確実に抑制することが可能となり、安全性の高い調理器を提供できる。
【００３７】
【発明の効果】
この発明に係わる高周波加熱調理器によれば、被加熱物の表面温度を非接触で測定する温度検出手段による検出結果に基づき温度勾配を算出する温度勾配算出手段と、この温度勾配算出手段による算出した温度勾配に基づき前記被加熱物からの蒸気発生を検出する蒸気検出手段と、前記蒸気検出手段が蒸気発生を検出していない時であって、かつ前記温度検出手段による検出結果が予め設定された所定温度に到達した場合に、予め設定された所定時間を経過する前であっても、前記高周波発生手段の出力を強制的に停止させる強制停止手段とを備え、前記蒸気検出手段が、前記被加熱物が所定の温度に達する前に蒸気発生を検出したときには、前記高周波発生手段を所定時間駆動させるので、蒸気が発生しない場合のように突沸が発生する可能性がある場合に限って、所定温度で加熱を停止するため、通常運転に影響せずに、極めて確実に突沸を防ぐことが可能となる。また、液体の沸騰に限らず、少量のクッキー等を加熱した場合に発生する可能性のある発煙も防止できる。
【００３８】
また、強制停止手段が動作する所定温度を、９０℃以上１００℃以下としたことにより、突沸を確実に防止することができる。
【００３９】
また、強制停止手段により高周波発生手段の出力が強制的に停止されたときは、加熱室内に冷気を送風する冷却手段を所定条件で動作させることにより、使用者が火傷を負わない程度の温度まで冷却した後に終了を報知することができ、使い勝手、安全性が著しく向上できる。
【００４０】
また、蒸気検出手段が蒸気発生を検出した時は、温度検出手段と被加熱物の間に設けられた遮蔽手段を閉動作させることにより、所望の運転時間を得ながら、赤外線センサへの露付きを防止して赤外線センサの劣化を防止できる。また、蒸気発生によって突沸は発生しないため安全な運転を確保できる。
【００４１】
また、温度検出手段は、被加熱物の温度測定と庫内壁面の温度測定が同時に測定出来る構成にしたことにより、背の高い被加熱物の場合縦方向の温度分布が正確に検出でき、強制停止温度でより正確に停止できるため、突沸をより確実に抑制することが可能となる。また使用者が無負荷運転などの誤使用で運転したとしても、加熱室内の壁面も検出領域としているために加熱室内に発生する局所的な加熱箇所を所定の停止温度で停止でき、異常加熱の発生を確実に抑制し安全性の向上を図ることができる。
【００４２】
さらに、運転モードにかかわらず、蒸気検出手段が蒸気発生を検知した場合には、遮蔽手段を閉動作させて被加熱物と赤外線センサとを遮蔽し、蒸気発生を検知しない場合には、遮蔽手段を開動作させて高周波発生手段を強制的に停止させるので、赤外線センサの劣化を防止できるとともに、手動運転時の極小被加熱物や被加熱物の載置忘れ等の誤った運転時においても、突沸・発煙等の異常加熱を確実に防止することができる。
【００４３】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる高周波加熱調理器の要部を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係わるシャッター機構の閉じた状態を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係わる突沸が発生する場合の赤外線センサの出力特性図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係わる突沸が発生しない場合の赤外線センサの出力特性図である。
【図５】赤外線センサの出力電圧と検出温度の関係を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係わる手動運転モード時の動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１に係わる自動運転モード時の動作を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態２に係わる高周波加熱調理器の要部を示す構成図である。
【図９】従来の加熱調理装置の機能を示す特性図である。
【符号の説明】
１加熱室、１ａ被加熱物、２操作パネル、３導波管、３ａ給電口、
４マグネトロン、４ａアンテナ部、５吸気口、６排気口、
７冷却ファン、８集光口、９赤外線センサ、９ａ集光エリア、
１０制御部、１１シャッター、１１ａシャッター用モータ、
１２丸皿、１３ロータリプレート、１４丸皿用モータ、
１５複眼赤外線センサ。

Claims

被加熱物を加熱する加熱室と、前記被加熱物を高周波により加熱する高周波発生手段と、前記被加熱物の表面温度を非接触で測定する温度検出手段とを備えた高周波加熱調理器において、
前記温度検出手段による検出結果に基づき温度勾配を算出する温度勾配算出手段と、この温度勾配算出手段による算出結果に基づき前記被加熱物からの蒸気発生を検出する蒸気検出手段と、前記蒸気検出手段が蒸気発生を検出していない時であって、かつ前記温度検出手段による検出結果が予め設定された所定温度に到達した場合には、予め設定された所定時間を経過する前であっても、前記高周波発生手段の出力を強制的に停止させる強制停止手段とを備え、
前記蒸気検出手段が、前記被加熱物が所定の温度に達する前に蒸気発生を検出したときは、前記高周波発生手段を所定時間駆動させることを特徴とする高周波加熱調理器。
前記強制停止手段が動作する前記所定温度を、９０℃以上１００℃以下としたことを特徴とする請求項１記載の高周波加熱調理器。
前記強制停止手段により前記高周波発生手段の出力が強制的に停止されたとき前記加熱室内に冷気を送風する冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の高周波加熱調理器。
前記温度検出手段と被加熱物の間に遮蔽手段を設け、前記蒸気検出手段が蒸気発生を検出した時は、前記遮蔽手段を閉動作させ、前記温度検出手段と被加熱物との間を遮蔽することを特徴とする請求項１記載の高周波加熱調理器。
前記温度検出手段は、被加熱物の温度測定と庫内壁面の温度測定を同時に測定する測定範囲を有することを特徴とする請求項１記載の高周波加熱調理器。
前記温度検出手段により被加熱物を所望の温度で加熱終了させる自動運転モードと、加熱時間を設定して、その設定値に基づいて加熱する手動運転モードとを備え、自動運転モード及び手動運転モードのどちらの運転モードにおいても、前記蒸気検出手段が、前記被加熱物が所定の温度に達する前に蒸気発生を検出したときは、前記遮蔽手段を閉動作させて、前記高周波発生手段を所定時間駆動させることを特徴とする請求項１に記載の高周波加熱調理器。