JP4024163B2 - 高周波加熱調理器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロ波を利用して蒸し調理を行う高周波加熱調理器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の高周波加熱調理器は、下部に食品載置面を有する加熱室と、該加熱室内にマイクロ波を供給するマグネトロンと、該マグネトロンからのマイクロ波を放射するために前記食品載置面の下方に配置した回転自在に取り付けられた回転アンテナと、該回転アンテナを回転させる回転モータと、マグネトロンからのマイクロ波を前記アンテナに伝播する導波管と、を備え、使用者は食品を加熱する際、加熱室の食品載置面に載置し、回転アンテナからマイクロ波を照射して食品加熱を行っている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−257351号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加熱室下部から食品にマイクロ波を放射する構成では、食品と回転アンテナとの距離が近いために、マイクロ波が食品の下面に当たりやすく、食品上面に回り込みにくくなる。そのため、食品下面部分が先に加熱されて早く熱くなるが、上面部分はそれほど温度上昇していない状態、即ち加熱ムラが大きくなる恐れがあった。食品をとにかく短時間で温度上昇させるには、この方法が効果的であるが、その分加熱ムラが顕著に現れる結果となる。
【0005】
特に、冷凍食品では、冷凍部分に比べ解凍した部分の誘電率が大きいため、マイクロ波が集中しやすい状態となる。この冷凍食品の解凍調理では、食品のある部分で解凍が進むと、その部分にマイクロ波が集中し、他の部分に比べ加熱が進行してしまい、刺身などでは一部が煮えるなどの加熱ムラの原因となる恐れがある。
【0006】
本発明は、斯かる課題を解決するために為されたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に記載の高周波加熱調理器は、食品を収納して加熱するための加熱室と、該加熱室の底部に配置されマイクロ波透過性材料から形成された底板と、前記底板下部に形成したアンテナ収納室と、マイクロ波を発振するマグネトロンと、一端を前記アンテナ収納室の下部に取り付け、他端を前記マグネトロンに取り付けた導波管と、前記マグネトロンから前記導波管を介して伝送されてきたマイクロ波を放射拡散するために前記放射アンテナ内に配置した放射アンテナと、前記放射アンテナと前記アンテナ収納室の底面とを放電が発生しない程度に近づけて前記放射アンテナの特定の箇所からマイクロ波を放射させる第1の位置と、該第1の位置より上方に位置し、前記放射アンテナ周囲からマイクロ波が放射可能な第2の位置との間で、前記放射アンテナを上下動させるアンテナ駆動部と、前記食品の温度を検知する温度検知部と、前記マグネトロン及び前記アンテナ駆動部を制御して調理を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、加熱開始時に前記放射アンテナを前記第1の位置に位置させて食品を加熱するとともに、前記温度検知部で前記食品の初期温度を検知して前記食品が冷凍された食品か又は常温食品かを判断して解凍調理かあたため調理かを判断し、前記解凍調理と判断した場合に解凍調理中の温度上昇率を演算するための第1の所定温度を比較温度として設定し、前記あたため調理と判断した場合にあたため調理中の温度上昇率を演算するための第2の所定温度を比較温度として設定し、その後、前記温度検知部で検知した温度が前記比較温度に到達してから前記アンテナ駆動部により前記放射アンテナを第2の位置へ移動させるとともに、前記温度検知部により前記温度上昇率から演算した調理終了温度を検知するまで前記食品の加熱を継続させることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1において、1は高周波加熱調理器の一実施例となるオーブンレンジを示し、2は本体、3はドアである。
【0013】
4は本体2の外郭を覆う外装部、5はドア3閉塞時にドア3と対向する前面板、6は本体2の前面に備えられ、使用者が各種情報を入力するための操作パネル、7は外装部4内に配置した加熱室である。
【0014】
前記加熱室7は、ドア3により開閉される前面開口8と、右側面上部に配置され、後述する赤外線センサの検出経路部材9が外壁に接続される検出孔10と、底部にシリコン12で外周をシール止めしたマイクロ波透過性材料の底板11と、から構成されている。
【0015】
前記検出経路部材9は、箱形形状であり、該箱形形状の底面には赤外線センサが取り付けられ、該底面に赤外線センサで赤外線を検出するための貫通孔が設けられている。
【0016】
図2において、加熱室7は、底板11の下部に、加熱室の底面板を下方に膨出させて形成したアンテナ収納室13と、一端をアンテナ収納室13の下部に取り付けた導波管14と、該導波管14の他端に取付けられたマグネトロン15と、マグネトロン15で発振し、導波管14内を伝送してきたマイクロ波を拡散放射する放射アンテナ16と、該放射アンテナ16を上下移動及び回転移動させるために導波管14の下部に取付けたアンテナ駆動部17とを備えている。
【0017】
また、前記検出経路部材9の底面9aには、赤外線センサ18が取付けられている。そして、前述の通り、底面9aに設けた貫通孔から加熱室7内を見渡し、赤外線を検出し、温度を検知するのである。
【0018】
前記アンテナ16は、図3に示すように、外形形状が第2の平面19で形成された上面視円形であり、回転中心含む中央部に、段部を設けて帯状に第2の平面19より高く形成した第1の平面20を有している。そして、第1の平面20には、底板11の略中央付近を強くマイクロ波加熱できるように、開口21が設けられている。さらに、アンテナ16には、導波管14内に突出し、導波管14内のマイクロ波と同軸結合し、アンテナ16にマイクロ波を伝播するアンテナ軸22を有している。
【0019】
またアンテナ駆動部17は、アンテナ16のアンテナ軸22と接続する回転軸23を有し、該回転軸23を回転させてアンテナ16を回転駆動するとともに、回転軸23を上下移動可能し、調理メニューや調理進行に伴い、アンテナの回転高さを変えることができる構成とされている。
【0020】
本発明では、アンテナ16全周からマイクロ波放射可能な上方位置とアンテナ16の開口21付近のみからマイクロ波放射可能(指向性を有するマイクロ波放射可能)な下方位置の2ヶ所の間を移動可能な構成としている。本発明では、下方位置を第1の位置と呼び、上方位置を第2の位置と呼ぶ。そして、調理終了後は、アンテナ16の高さ位置は、普段よく使用する位置、即ち底板11の中央部がよく加熱できる位置となるように配置させている。以後、リセット位置と呼ぶ。これは、よく使用されるあたため調理などは、食品を底板11の略中央部に置いて加熱するので、より早く加熱するために、中央部付近にマイクロ波を集中させているからである。食品とアンテナ16との位置が近いこと及びマイクロ波を略中央部に集中させている形状とすることで、より短時間で食品の温度を上昇させる、つまり加熱することを実現しているのである。
【0021】
かかるアンテナ16の構成により、アンテナ駆動部17の動作によりアンテナ16が下方に移動したとき、第2の平面19とアンテナ収納室13の底面との距離が、放電が発生しない程度に近づいたとき、第2の平面19付近からのマイクロ波放射がほぼ無くなり、アンテナ16から放射されるマイクロ波は主に開口21付近から放射されるようになる。したがって、マイクロ波の放射に指向性を有するようになる。これとは反対に、アンテナ16を上方に移動させたとき、アンテナ16の周囲全体から放射されるようになり、マイクロ波の放射の指向性がなくなるのである。
【0022】
図4において、25はマイクロコンピュータを有し、オーブンレンジ1全体の制御をつかさどる制御部、26は調理終了などの報知を行う報知部である。前記制御部25は、時間を計時するタイマ27及びデータ記憶部28を有している。
【0023】
斯かる構成において、自動あたため調理を実行したときの制御部25の動作を図5に基づいて説明する。
【0024】
自動あたため調理を実行するために、使用者が加熱室7内に加熱する食品24を収納した後、操作部6で設定し、調理開始動作を行うと、まず、ステップS1では、マグネトロン15の駆動を開始して、マイクロ波調理を開始する。このとき、アンテナ駆動部17にアンテナ16の回転を指示してアンテナ16の回転動作を開始させるとともに、アンテナ16の位置が下方位置であるかどうか確認し、下方位置になければ、下方位置となるようにアンテナ駆動部17に指示してアンテナ16を移動させる。また、制御部25のタイマ27の駆動も開始させる。
【0025】
次にステップS2では、赤外線センサ18により食品の初期温度を検知する。ステップS3では、ステップS2で検知した初期温度が規定温度、たとえば摂氏10度以下かどうか判定する。かかるステップでは、初期温度により、冷凍された食品か常温食品かを判断し、あたため調理か解凍調理かを判断するためである。
【0026】
かかるステップS3で規定温度以下と判断したときはステップS4に、また規定温度以上のときはステップS5に移動し、それぞれのステップを実行する。ステップS4では、比較温度として解凍調理中の調理温度上昇率を演算するための検知温度となる第1の所定温度を設定する。またステップS5では比較温度として、あたため調理中の調理温度上昇率を演算する検知温度となる第2の所定温度を設定する。
【0027】
ステップS6では、赤外線センサ18で検知した食品温度が比較温度に到達したかどうか判断する。この比較温度に到達するまでは、加熱を継続し待機状態となる。ステップS6で比較温度に到達したと判断すると、ステップS7に移動し、調理加熱開始時からの温度上昇率、すなわち調理加熱開始初期時の温度上昇率を演算し、この上昇率から調理終了温度を設定する。この調理終了温度は、食品24の大きさや量などを考慮した温度ということになる。
【0028】
ステップS8では、ステップS3と同様にステップS2で検知した初期温度が規定温度以下かどうか判定する。該ステップでは、初期温度が規定温度以下ならステップS9に移行し、また初期温度が規定温度以上ならステップS12に移行する。
【0029】
ステップS9ではマグネトロン15の駆動を停止し、ステップS10でアンテナ駆動部17に指示してアンテナ16の位置を上方位置に移動させる。上方位置に移動後、ステップS11で再びマグネトロン15を駆動する。そして、ステップS12に移行するのである。
【0030】
かかるステップで、アンテナ16の移動中、マグネトロン15の駆動を停止するのは、移動中は加熱室7の壁面などとの距離が徐々に変わり、それに伴って電波モードも変化するので、アンテナ16と加熱室7との間の電界が変化して、放電が発生する恐れがある。この放電を防止するために、アンテナ16の移動中は、マグネトロン15の駆動を停止するのである。
【0031】
ステップS12では、赤外線センサ18での検知温度がステップS7で演算した終了温度に到達したかどうか判断する。ステップS12で終了温度に到達していないと判断すると調理を継続するためにステップS13に移動する。
【0032】
ステップS13では、ステップS6で比較温度に到達したと判断するまでの制御部25のタイマ27のカウント時間に係数αを乗算した時間αtが経過したかどうか判断する。ここで、係数αは、あたため調理や解凍調理など調理内容によって決まる定数である。
【0033】
ステップS13でタイマ27のカウント時間に係数αを乗算した時間αtが経過していないと判断すると、ステップS12に戻り、時間αtを経過するまで待機する。そして、ステップS13でタイマ27のカウント時間に係数αを乗算した時間αtが経過したと判断すると、ステップS14に移動し、マグネトロン15の駆動を停止する。
【0034】
ステップS15では、アンテナ駆動部17に指示してアンテナ16の位置を上方位置に移動させる。これは、今までは下方位置にアンテナ16を配置して、食品24の下方を集中して加熱して早期の温度上昇を図ってきたが、加熱時間が長くなると、その分食品24の端部が煮えたりする、いわゆる加熱ムラが顕著に表れてくるため、上方位置にアンテナ16を移動させて食品全体にマイクロ波が行き渡るように加熱し、加熱ムラを抑制して食品全体の温度を上昇させるものである。
【0035】
ステップS15で上方位置に移動後、ステップS16で再びマグネトロン15を駆動する。その後、ステップS12に戻し、終了温度に到達するまでは、待機状態となるのである。
【0036】
ステップS12で終了温度に到達したと判断すると、調理を終了するためにステップS17に移動する。ステップS17では、マグネトロン15の駆動を停止し、報知部26にて終了報知を行って、使用者に調理終了を報知し、あたため調理の動作を終了する。
【0037】
なお、前述のステップS8で、初期温度が規定値以上と判断したとき、アンテナ駆動部17の動作によりアンテナ16の位置を上方位置に移動しているが、本発明ではこれに限らず、ステップS3での判定直後(ステップS3とステップS6との間)に、アンテナ16の位置を移動するようにしても良い。
【0038】
次に、自動あたため調理の第2の実施形態を図6に基づいて説明する。
【0039】
使用者が加熱室7内に加熱する食品24を収納した後、操作部6で設定し、調理開始動作を行うと、まず、ステップS20では、マグネトロン15の駆動を開始して、マイクロ波調理を開始する。このとき、アンテナ駆動部17にアンテナ16の回転を指示してアンテナ16の回転動作を開始させるとともに、アンテナ16の位置が下方位置あるかどうか確認し、下方位置になければ、下方位置となるようにアンテナ駆動部17に指示してアンテナ16を移動させる。また、制御部25のタイマ27の駆動も開始させる。
【0040】
次にステップS21では、赤外線センサ18により食品の初期温度を検知する。ステップS22では、ステップS21で検知した初期温度が規定温度、たとえば摂氏10度以下かどうか判定する。かかるステップでは、初期温度により、冷凍された食品か常温食品かを判断し、あたため調理か解凍調理かを判断するためである。
【0041】
かかるステップS22で規定温度以下と判断したときはステップS23に、また規定温度以上のときはステップS24に移動し、それぞれのステップを実行する。ステップS23では、規定温度より低いことを記憶するために、制御部25のデータ記憶部28にフラグβとして1を記憶させる。またステップS24では、規定温度より高いことを記憶するために、制御部25のデータ記憶部28にフラグβとして0を記憶させる。
【0042】
ステップS25では、赤外線センサ18で検知した食品温度に基づいて食品24の一定時間あたりの温度上昇値を検知、すなわち温度上昇率を演算する。この温度上昇率の演算は、ステップS21での初期温度検知後で、調理加熱開始初期時に実行している。ステップS26では、ステップS25で検知した温度上昇率及びステップS23、S24でのフラグβの値から、加熱する食品が冷凍食品か常温食品か、食品が固形物か液状のものか、または食品の大きさなどを、判断し、以後に使用する設定温度と係数αとを設定する。なお、判断結果により、係数αは0という場合もある。
【0043】
ステップS27では、赤外線センサ18で検知した食品24の温度がステップS26で設定した設定温度以上かどうか判断する。該ステップでは設定温度に到達するまで、待機状態となる。ステップS28では、ステップS27で設定温度に到達したときのタイマ27の計時時間tに係数αを乗算して追加加熱時間αtを演算する。
【0044】
ステップS29ではステップS28で演算した時間αtが45秒以上かどうか判断する。かかるステップで45秒以上と判断するとステップS30に移行し、また45秒以下と判断するとステップS33に移行する。
【0045】
ステップS30では、マグネトロン15の駆動を停止する。次に、ステップS31では、アンテナ駆動部17に指示してアンテナ16の位置を上方位置に移動させる。これは、今までは下方位置にアンテナ16を配置して、食品24の下方を集中して加熱して早期の温度上昇を図ってきたが、加熱時間が長くなると、その分食品24の端部が煮えたりする、いわゆる加熱ムラが顕著に表れてくるため、上方位置にアンテナ16を移動させて食品全体にマイクロ波が行き渡るように加熱し、加熱ムラを抑制して食品全体の温度を上昇させるものである。ステップS32で上方位置に移動後、ステップS33で再びマグネトロン15を駆動する。
【0046】
ステップS33では、タイマ27の計時時間が追加時間αtを追加で計時したかどうか判断する。該ステップでまだ計時していないと判断すると、計時するまで待機状態となる。
【0047】
ステップS33でタイマ27の計時時間が追加時間αtを追加で計時したと判断すると、調理動作を終了するために、ステップS34に移行する。ステップS34では、マグネトロン15の駆動を停止し、報知部26にて終了報知を行って、使用者に調理終了を報知し、あたため調理の動作を終了である。
【0048】
【発明の効果】
本発明によれば、加熱時間を短縮するとともに、加熱ムラを抑制した食品加熱が実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のオーブンレンジのドアを開放したときの外観図である。
【図2】加熱室の前面開口と平行な方向のオーブンレンジの縦断面の概略図である。
【図3】アンテナの概観図である。
【図4】オーブンレンジの制御ブロック図である。
【図5】自動あたため調理時の制御部の動作フローチャートを示す図である。
【図6】第2の実施形態となる自動あたため調理時の制御部の動作フローチャートを示す図である。
【符号の説明】
1 オーブンレンジ
2 本体
7 加熱室
14 導波管
15 マグネトロン
16 アンテナ
17 アンテナ駆動部
18 赤外線センサ
22 アンテナ軸
25 制御部
27 タイマ
Claims (1)
- 食品を収納して加熱するための加熱室と、
該加熱室の底部に配置されマイクロ波透過性材料から形成された底板と、
前記底板下部に形成したアンテナ収納室と、
マイクロ波を発振するマグネトロンと、
一端を前記アンテナ収納室の下部に取り付け、他端を前記マグネトロンに取り付けた導波管と、
前記マグネトロンから前記導波管を介して伝送されてきたマイクロ波を放射拡散するために前記アンテナ収納室内に配置した放射アンテナと、
前記放射アンテナと前記アンテナ収納室の底面とを放電が発生しない程度に近づけて前記放射アンテナの特定の箇所からマイクロ波を放射させる第1の位置と、該第1の位置より上方に位置し、前記放射アンテナ周囲からマイクロ波が放射可能な第2の位置との間で、前記放射アンテナを上下動させるアンテナ駆動部と、
前記食品の温度を検知する温度検知部と、
前記マグネトロン及び前記アンテナ駆動部を制御して調理を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、
加熱開始時に前記放射アンテナを前記第1の位置に位置させて食品を加熱するとともに、前記温度検知部で前記食品の初期温度を検知して前記食品が冷凍された食品か又は常温食品かを判断して解凍調理かあたため調理かを判断し、
前記解凍調理と判断した場合に解凍調理中の温度上昇率を演算するための第1の所定温度を比較温度として設定し、前記あたため調理と判断した場合にあたため調理中の温度上昇率を演算するための第2の所定温度を比較温度として設定し、
その後、前記温度検知部で検知した温度が前記比較温度に到達してから前記アンテナ駆動部により前記放射アンテナを第2の位置へ移動させるとともに、前記温度検知部により前記温度上昇率から演算した調理終了温度を検知するまで前記食品の加熱を継続させることを特徴とする高周波加熱調理器。
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