JP4862438B2 - 加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、マイクロ波と蒸気を用いた加熱装置に関するものである。

従来、この種の炊飯に供する前の玄米に施す前処理方法には、玄米の吸水を促進させるためにあらかじめ玄米をマイクロ波加熱する方法が知られている。

例えば、上下に設けたベルトコンベア間の密閉空間に生の玄米を保持して搬送しながら、その生の玄米にマイクロ波照射工程を行う方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、生米供給手段によって供給された生米粒を薄いシート状にして載置し、無端コンベアである搬送手段でマイクロ波の照射手段内を通過させながらマイクロ波加熱する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
特許第２９８４２２３号公報 特開２００３−１５３６５７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、玄米をベルトコンベアで搬送するため、大規模な設備が必要となり家庭で実際に設置使用することはできない。また、マイクロ波加熱では、被加熱物の厚さが極端に薄い状態の場合、加熱効率が低下したり米粒総の厚さの違いにより加熱むらが生じる。従来技術では、搬送中に玄米を薄く広げた状態でマイクロ波加熱するため、加熱効率の低下や加熱むらが生じるという問題がある。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単な構成の装置で炊飯前の玄米をマイクロ波加熱し、吸水を促進させて玄米を短時間で炊飯できることを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の加熱装置は、マイクロ波発生手段と、導波管と、放射アンテナと、玄米を入れる容器と、前記容器の数を検出する容器検出手段と、前記容器を収納する加熱室を備え、炊飯前の玄米を一塊にまとめてマイクロ波を照射して加熱し、前記玄米が一定温度に達するとマイクロ波の照射を終了する機能を有した加熱装置であって、前記容器検出手段は玄米の入っている前記容器の数を判定し、前記容器検出手段の信号に応じて前記放射アンテナを制御する制御手段を有し、前記制御手段は、前記容器が１個の場合はマイクロ波を前記容器の載置位置に向けて選択集中的に放射するよう前記放射アンテナを制御し、前記容器が複数個の場合はマイクロ波が前記加熱室に万遍なく放射されるよう前記放射アンテナを制御するものである。

本発明の加熱装置によれば、玄米を効率よくマイクロ波加熱し、玄米の皮や米粒内部に細かい亀裂を発生させ、また高温になった玄米と炊飯水の温度差により玄米の吸水を促進することができ、短時間に玄米を炊飯することができる。

第１の発明は、マイクロ波発生手段と、導波管と、放射アンテナと、玄米を入れる容器と、前記容器の数を検出する容器検出手段と、前記容器を収納する加熱室を備え、炊飯前の玄米を一塊にまとめてマイクロ波を照射して加熱し、前記玄米が一定温度に達するとマイクロ波の照射を終了する機能を有した加熱装置であって、前記容器検出手段は玄米の入
っている前記容器の数を判定し、前記容器検出手段の信号に応じて前記放射アンテナを制御する制御手段を有し、前記制御手段は、前記容器が１個の場合はマイクロ波を前記容器の載置位置に向けて選択集中的に放射するよう前記放射アンテナを制御し、前記容器が複数個の場合はマイクロ波が前記加熱室に万遍なく放射されるよう前記放射アンテナを制御する。これにより、玄米を効率よくマイクロ波加熱し、玄米の皮や米粒内部に細かい亀裂を発生させ、また高温になった玄米と炊飯水の温度差により玄米の吸水を促進することができ、短時間に玄米を炊飯することができるとともに、特に、加熱装置の加熱室内に載置された玄米を入れる容器の個数を容器検出手段により判定し、容器の数に応じてマイクロ波を放射する放射アンテナを制御して全ての容器の玄米にマイクロ波を万遍なく照射し、玄米の炊飯時間を短縮することができる。

第２の発明は、特に第１の発明の加熱装置は、加熱室に蒸気を供給する蒸気供給手段をさらに備え、玄米をマイクロ波で照射して加熱する際に前記蒸気供給手段により前記玄米に蒸気の照射を行うものである。これにより、マイクロ波加熱によって水分が蒸発しやすい上層部の米に給水し、米粒が乾燥することを防ぐことができる。

第３の発明は、特に第１の発明の加熱装置は、玄米の表面温度を検出する温度検出手段をさらに備えるものである。これにより、玄米の温度を経時的に測定するため、常に安定した状態で加熱を制御することができる。

第４の発明は、特に第１の発明の加熱装置は、マイクロ波は玄米の下方から照射する構成とするものである。これにより、加熱むらが生じないようにマイクロ波を照射して加熱することができる。

第５の発明は、特に第１の発明の加熱装置は、加熱する玄米の量に応じて照射するマイクロ波の強度を可変するものである。これにより、最小限のマイクロ波で加熱することができるので、無駄なエネルギーを省くことができる。

第６の発明は、特に第１の発明の加熱装置は、容器検出手段は玄米を入れる容器の形状も検出するものであって、マイクロ波の加熱効率が一定値以下になる容器の形状を検出した場合は使用者に前記容器の交換を報知するものである。これにより、常に一定効率で玄米を加熱することができ、省エネを実現できるものである。

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装置の正面断面図、図２は同加熱装置の要部拡大図である。図１、２において、加熱装置１０には玄米１１を収納する加熱室１２が配設されている。収納された玄米１１はマイクロ波発生手段１３から導波管１４、放射アンテナ１５を介して、加熱室１２の下方から放射されたマイクロ波により誘電加熱される。

図１において、加熱室１２の左奥底には、蒸気を供給する蒸気供給手段１６が配設される。蒸気供給手段１６は凹状に構成され蒸発源となる蒸発皿１７と、蒸発皿１７を下方から加熱する加熱手段１８および蒸発皿１７を覆う蒸気蓋１９を備えている。水タンク２０の水は送水管２１および給水口２２を介して送水手段２３により蒸発皿１７に給水される。

加熱室１２の左奥面には、複数の開孔部２４、２５が設けられ、開孔部２４と開孔部２
５は、加熱室１２の外側に配された連結手段２６を介して連通されている。開孔部２４は蒸気供給手段１６で発生した蒸気が送られる開孔部であり、他方の開孔部２５は連結手段２６を介して開孔部２４から流れてきた蒸気を加熱室１２に吹出すための開孔部である。蒸気蓋１９はその内部に蒸気供給手段１６と開孔部２４とを連通する空間２７を有した形状とし、加熱室１２の所定位置に着脱自在に実装される。

温度検出手段２８は加熱中の玄米１１の表面温度を検出し、容器検出手段２９はカメラなどから構成され玄米１１が入れられている容器形状や数を検出する。

放射アンテナ１５は、モータ３０によって回転駆動あるいは特定の場所に所定時間停止しながらマイクロ波を加熱室１２に放射する。

制御手段（図示せず）は、操作部（図示せず）からの操作入力信号や温度検出手段２８、容器検出手段２９からの信号などに基づいて、マイクロ波発生手段１３、蒸気供給手段１６の加熱手段１８、送水手段２３、モータ３０の動作を制御する。

加熱条件や制御条件などは、制御手段と一体化された記憶手段（図示せず）に、一時的あるいは恒久的に記憶される。操作部には、特に図示しないが、表示部、自動加熱操作キー、手動加熱設定キー、加熱開始キー、取消しキーなどが配設される。

次に上記構成からなる加熱装置について、その動作、作用を説明する。

操作部からの操作により、加熱室１２の玄米１１の加熱を開始すると、制御手段はマイクロ波発生手段１３、蒸気供給手段１６、温度検出手段２８、容器検出手段２９、モータ３０の動作を開始する。

制御手段は、マイクロ波発生手段１３の動作開始と同時に、温度検出手段２８と容器検出手段２９の検出信号を取り込む。これらの信号により制御手段は玄米１１の載置位置、玄米１１の入っている容器の形状・数を判定する。

玄米１１は３合を基準量とする。３合を基準量とする背景は、玄米の含水率は約１５％であり、３合とすることで約１００ｇの水分がマイクロ波の加熱負荷となり、マイクロ波加熱を効率よく行うことができる。また、おいしく炊飯を行える量としても適当である。

また、玄米１１は１個あるいは複数個の容器にいれてマイクロ波加熱するが、見かけ上はそれぞれ一塊になっているような状態とする。マイクロ波は波長の関係から極端に薄い状態では加熱できない。そこで、一塊にすることで効率よく加熱し、かつ加熱むらを防止するものである。

玄米１１は加熱前に洗米してもしなくてもかまわない。洗米前にマイクロ波加熱する場合は、マイクロ波加熱後に浄水で洗米する工程を炊飯前に挿入する。ただし、洗米は玄米１１が熱いうちに行うことが望ましい。玄米１１が熱いうちに洗米することで洗米中にも玄米が吸水する効果を高めることができるものである。

一方、洗米後にマイクロ波加熱を行う場合は、洗米後にマイクロ波加熱した玄米１１は直接炊飯に使用する。この場合も玄米は熱いうちに行うことが好ましい。

さらに、玄米は容器内で浸水した状態でマイクロ波加熱することもできる。玄米を加熱すると同時に周囲の水温も上昇させて吸水を促進することができる。

容器検出手段２９の検出信号により、制御手段は加熱室１２に載置された容器が単数か複数かを判断する。

容器が１個の場合は、制御手段はマイクロ波を容器の載置位置に向けて選択集中的に放射するよう放射アンテナ１５を制御する。一方、容器が複数個の場合はマイクロ波が加熱室１２に万遍なく放射されるように放射アンテナ１５を制御する。

放射アンテナ１５からのマイクロ波は玄米１１の容器の下方から放射される。これにより、昇温に伴う玄米の乾燥を防いだり、浸水中は水の対流がおこり満遍なく玄米を加熱することができるものである。

制御手段は、あらかじめ設定された加熱条件において送水手段２３を制御し、水タンク２０から送水管２１および給水口２２を通して蒸発皿１７に送水する。蒸発皿１７に入った水は、加熱手段１８により加熱される。加熱手段１８は複数の加熱手段（図示せず）から構成され、それぞれの加熱手段は単独または複数組み合わせて使用することができる。

玄米１１加熱中は蒸気供給手段１６も動作し、開孔部２４、開孔部２５から玄米１１の載置位置方向に向かって蒸気を吹出す。これにより、容器の上層部の玄米が加熱により乾燥することを防ぎながら玄米の加熱を進めることが出来るものである。

制御手段は温度検出手段２８の温度検出信号により玄米１１が設定温度に到達したことを検知すると、マイクロ波発生手段１３の動作を停止する。玄米１１の表面温度と内部温度の相関については記憶手段に記憶されており、これらの情報により加熱時間の制御をおこなう。なお、玄米１１が設定温度に到達後、一定時間マイクロ波加熱を継続してもかまわない。

容器検出手段２９の検出信号により、制御手段は容器形状と玄米１１の量の関係から加熱効率を演算する。演算結果により、容器が熱効率の低い形状と判断すると、制御手段は容器の変更を促すように使用者に報知する。このときの報知方法は、表示部に表示したり、報知音により報知するなどの手段を採用することができる。

温度検出手段２８の温度情報や容器検出手段２９による容器数の検出信号により、制御手段は加熱室１２に載置されている玄米１１の量を推定する。玄米が少量の場合は、マイクロ波が吸収されにくいので、マイクロ波強度を断続供給して玄米内部の熱伝導を利用しながら加熱する。一方、玄米が多量の場合は、通常より大きな強度のマイクロ波を連続的に供給する。

加熱する玄米１１の量に応じてマイクロ波の強度を変化させることで、最適なマイクロ波強度で玄米を加熱することができ、無駄なエネルギーを省くことができる。

マイクロ波加熱後の玄米１１はマイクロ波加熱により玄米の皮や米粒内部には細かな亀裂が発生し、炊飯中に米が膨張しやすくなる。また、亀裂の入った高温の玄米と低温の炊飯水を同時に入れることで、玄米の温度を急激に高温から低温に変動させることができ、通常の浸漬よりも玄米の吸水が早まり短時間に炊飯できるものである。

以上のように本実施の形態によれば、玄米の皮や米粒内部に細かい亀裂を発生させて膨張しやすくし、また高温の玄米と炊飯水の温度差により玄米の吸水を促進させることができるので、短時間に玄米を炊飯することができる。

なお、本実施の形態では、蒸気供給手段１６に蒸発皿１７を使用したが、蒸気発生に使
用する構成はどのようなものを利用してもかまわない。

以上のように、本発明に係わる加熱装置は、マイクロ波を使用して玄米を加熱し、玄米の前処理加熱に使用することができるので、オーブンレンジや電子レンジなどの加熱装置に有効である。

本発明の実施の形態１における加熱調理装置の正面断面図 同加熱調理装置の要部拡大図

１０ 加熱装置
１１ 玄米
１２ 加熱室
１３ マイクロ波発生手段
１６ 蒸気供給手段
１７ 蒸発皿（蒸発源）
１８ 加熱手段（蒸気発生手段）
２８ 温度検出手段
２９ 容器検出手段

Claims (6)

1. マイクロ波発生手段と、導波管と、放射アンテナと、玄米を入れる容器と、前記容器の数を検出する容器検出手段と、前記容器を収納する加熱室を備え、
   炊飯前の玄米を一塊にまとめてマイクロ波を照射して加熱し、前記玄米が一定温度に達するとマイクロ波の照射を終了する機能を有した加熱装置であって、
   前記容器検出手段は玄米の入っている前記容器の数を判定し、
   前記容器検出手段の信号に応じて前記放射アンテナを制御する制御手段を有し、
   前記制御手段は、前記容器が１個の場合はマイクロ波を前記容器の載置位置に向けて選択集中的に放射するよう前記放射アンテナを制御し、前記容器が複数個の場合はマイクロ波が前記加熱室に万遍なく放射されるよう前記放射アンテナを制御する加熱装置。
2. 加熱室に蒸気を供給する蒸気供給手段をさらに備え、
   玄米をマイクロ波で照射して加熱する際に前記蒸気供給手段により前記玄米に蒸気の照射を行う請求項１記載の加熱装置。
3. 玄米の表面温度を検出する温度検出手段をさらに備えた請求項１に記載の加熱装置。
4. マイクロ波は玄米の下方から照射する構成とした請求項１に記載の加熱装置。
5. 加熱する玄米の量に応じて照射するマイクロ波の強度を可変する請求項１に記載の加熱装置。
6. 容器検出手段は玄米を入れる容器の形状も検出するものであって、
   マイクロ波の加熱効率が一定値以下になる容器の形状を検出した場合は使用者に前記容器の交換を報知する請求項１に記載の加熱装置。

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