JPH0448117A - 加熱調理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は加熱中の被加熱物表面の温度の変化と発生ガス
濃度を検知して加熱を制御する加熱調理装置に関するも
のである。

従来の技術 従来、加熱室内に格納された食品を高周波あるいは電気
ヒータ等で加熱して自動的に調理する調理仕上り判定手
段を有する加熱調理装置がある。

その手段として、焦電形放射赤外線センサを利用し、加
熱に伴って食品から放射される赤外線エネルギーを測定
し、その測定結果に基づいて食品表面温度を検出して加
熱を制御する。この従来例は食品表面温度の絶対値を計
測するものであって、例えば特開平１−１０７０２１に
示すように１食品の表面温度情報に基づいて加熱を制御
することにより、調理の自動化が図られている。

発明が解決しようとする課題 しかしかかる従来技術は、食品の解凍や再加熱などの高
周波加熱による調理においては好ましいのであるが、飲
もの特に酒や牛乳のような割合低い温度に温める飲みも
のの場合には、急激な加熱によったのでは突沸を起こし
やすく、加熱室内に飛散するなどの現象が生じて天井面
近傍に配設される赤外線センサに悪影響を及ぼすなどの
問題があった。具体的には、例えば酒を徳利に入れた状
態では、徳利のネック部付近の酒がもっとも早く高温と
なって、酒が膨張して徳利から流れだしたり突沸を生じ
、また牛乳などの場合には表面に形成された被膜が敗れ
るときに突沸現象が生ずる。

とくに酒の場合においては、蒸気が赤外線センサ表面や
光学経路に付着して受光感度を低下させ、信頼性を損な
うので、センサ前面にシャッタを設けるなどの対策がと
られている。このため、赤外線センサ視野内のみでなく
視野外に置かれた場合の酒の異常加熱や急に発生する突
沸に対する防止手段の設定が要望されていた。

本発明の目的は、上記の問題点を解消して性能の優れた
加熱調理装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明は、食品を収納する加熱室と、食品を加熱するた
めの高周波発振器からなる第１の熱エネルギー発生手段
と、食品を加熱するガスまたは電気ヒータからなる第２
の熱エネルギー発生手段とを備え、食品の加熱によって
生ずる加熱生成物である蒸気、ガスなどの気体の濃度を
気体センサにより検出する一方、食品の表面温度を放射
赤外線センサを用いた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とから食品とくに飲み物の異常
加熱や突沸を防止するものである。

作用 本発明においては、食品を加熱室内に収納し、主として
第１の熱エネルギー発生手段である高周波発振器により
高周波加熱を行い、加熱段階において発生するガスの濃
度を気体センサにより測定し、また食品表面温度を赤外
線センサにより測定する。そしてそれぞれの測定結果が
あらかじめ設定した上限値に到達したら加熱を停止また
は制御する。また加熱によるガス濃度または食品表面温
度の変化率を演算し、変化率が急激であれば加熱を停止
するか断続加熱に切換え、さらにガス濃度あるいは表面
温度の上限値において加熱を停止する。従ってこのよう
な加熱率に対する加熱制御手段を設けることにより、例
えば酒の突沸などの異常を事前に予知でき、光学経路の
汚染を防止できる。

実施例 以下本発明の一実施例を図によって説明する。

第１図は本発明による加熱調理装置の構成図である０図
において１は金属で構成された加熱室、２は食品（徳利
に入った酒）で、ターンテーブル３の上に載置され、載
置台４、回転軸５を介してターンテーブル回転用モータ
６の回転によって均一に加熱する構造となっている。７
ａ、７ｂは、加熱室内の雰囲気温度を上昇させるととも
に食品を高温で加熱するための第２の熱エネルギー発生
手段としての電気ヒータである。８は第１の熱エネルギ
ー発生手段として、被加熱物２を連続または断続して高
周波加熱するための高周波発振器（第１の熱エネルギー
発生手段）であり、発振された高周波電波は導波管９を
介して励振口１０より加熱室１内に励振され、食品２を
高周波加熱する。加熱室側壁面１１には食品２を透光孔
１２を介して照明するための光源１３が配設されている
。１４は加熱室の雰囲気温度を計測するためのサーミス
タなどよりなる温度検知素子である。

一方、加熱室１の上方には赤外線センサ１５及びチョッ
パ１６、チョッパ回転用モータ１７、さらに放射赤外線
センサ１５と食品２を結ぶ光学経路上にあって、開口部
１８を閉鎖または開放可能なシャッタ１９　（駆動部は
図示せず、図においては開放状態を示す）によって構成
された食品の表面温度検出手段２０が配設されている。

そして赤外線センサ１５はその検出面が下向きに取付け
られており、加熱室１の天井面２１に形成された開口部
１８、シャッタ１９を介して、ターンテーブル上に載置
された食品２から放射される赤外線エネルギーを検出す
る構成となっている。

加熱室１の側壁上方には、食品２からの加熱生成物であ
る蒸気、ガスを排気するための細孔２２からなる排気口
２３があり、排気口２３内には気体センサ２４が配設さ
れている。なお第１図において２５は高周波発振器８を
冷却し、加熱室内に空気を送って換気を図るためのファ
ンであり、矢印は空気の流れである。

第１図において酒を食品として加熱する場合は、つぎの
加熱操作をする。すなわち、徳利内に酒をいれて加熱室
１内のターンテーブル３上に置き、ドア（図示せず）を
閉じて高周波加熱をスタートさせる。酒は高周波加熱に
よって次第に温度上昇するが、この間、食品２の表面温
度検出手段２０、気体センサ２４は常に食品２の表面温
度、ガス濃度変化を計測する。すなわち、食品２から発
生する赤外線は、チョッパ１６によってチョッピングさ
れ、赤外線センサ１５に入力される。そして赤外線セン
サ１５はチョッパ１６の温度と食品２の温度との差に応
じた電圧を出力する。つまりチョッパ１６の近傍にはチ
ョッパ温度検出手段（図示せず）が設けられており、こ
のチョッパ温度検出手段の出力に基づいて赤外線センサ
１５の出力する差電圧を補正したアナログ信号を温度検
出回路２７へ送る。温度検出回路２７の温度検出信号は
Ａ／Ｄ変換器２８によりディジタル信号に変換され、マ
イクロコンピュータからなる仕上り判定手段（以下マイ
コンと略称する）２９に伝達する。

また気体センサ２４は、食品２から発生する蒸気ガス、
とくにアルコール蒸気ガスを検知し、検知量に応じた検
知信号をＡ／Ｄ変換器３０に送る。Ａ／Ｄ変換されたガ
ス検知信号はマイコン２９に伝送され、加熱を制御する
為の情報として利用される。

一方、サーミスタ等の温度検知素子１４により検出され
る加熱室内雰囲気温度は酒の場合よりも高温のオーブン
やグリル調理を行う場合に利用されるもので、加熱室内
雰囲気温度をほぼ一定に保つように設定されており、検
出された加熱室内雰囲気温度はＡ／Ｄ変換器３１でディ
ジタル信号に変換してマイコン２９に送られ、マイコン
２９は雰囲気温度検知信号及び気体センサ検知信号、さ
らに赤外線センサの検知信号に基づいて加熱の制御を加
熱制御手段３２に指令する。つまり設定された加熱室内
雰囲気温度をほぼ一定に保持するとともに１表面温度と
加熱によるガスの発生を検知して加熱源を制御する。

なお第１図において３３は電気エネルギー供給手段とし
ての電源、３４は使用者が調理時に調理品を選択する為
の調理品選択スイッチであり、３５は時間計測を行うタ
イマ部であり、例えばタイマ信号をマイコン２９に送る
。加熱源を制御する制御回路を含む制御手段３２は、マ
イコン２９の指令によりターンテーブル回転用モータ６
、電気ヒータ７ａ、７ｂ、高周波発振器８、光源１３、
チョッパ回転用モータ１７、ファン２５の制御およびサ
ーミスタ等の加熱室雰囲気温度検知素子１４、表面温度
検出手段２０、気体センサ２４の各検知信号により加熱
源を制御する。

つぎに酒を第１の熱エネルギー発生手段である高周波発
振器８により高周波加熱した場合の食品表面温度の上昇
特性とガス濃度特性とこれら特性値を利用した本発明に
おける加熱制御方法について述べる。

第２図は本発明における加熱制御条件を説明するための
気体センサ出力信号の特性図で、３６ａは酒を加熱した
ときの気体センサ呂力信号の変化を示す特性曲線である
。酒を加熱したとき、気体センサ出力信号Ｇは初期値Ｇ
０から次第に上昇し、Ｇ工、Ｇ２、Ｇ、を経て最大値Ｇ
４に到達する。この時の加熱時間がｇｊｏ−ｇｊｌ、ｇ
ｊｚ、ｇＬ３、ｇＬである。

また第３図は本発明における加熱制御条件を説明するた
めの表面温度検出手段、すなわち赤外線センサとして焦
電形赤外線センサを使用し、その８力信号を温度変換し
た表面温度上昇特性を示す図で、３７ａは表面温度特性
曲線である。表面温度Ｔは初期値Ｔ０から次第に上昇し
、Ｔ工、Ｔ２、Ｔ。

を経て最大値Ｔ４に到達する。この時の加熱時間がｔｏ
−ｔｌ・　ｔｌ・　ｔ３・　ｔ４である・酒を加熱室内
に格納して高周波加熱を行うと、加熱に伴ってアルコー
ル蒸気が発生し、気体センサはこれを感知し、気体濃度
に対応した気体センサ呂力信号を発生する。アルコール
蒸気の発生による気体センサ呂力変化は第２図に示すよ
うに段階的であって、ＧｏからＧ□まではゆっくり増加
し、アルコール蒸気発生が多くなるＧ１から０２におい
ては急激な増加を示し、さらに加熱を持続すると酒は沸
とうに近づき、これに対応して気体センサ出力信号は脈
動しながら次第に大きくなりＧ３に到る。Ｇ３は気体セ
ンサ出力における第１の基準レベルであって、酒の突沸
の生じない許容限界の気体センサ出力レベルである。こ
の第１の基準レベルは公知の手段（図示せず）によって
表示あるいは報知される。加熱がさらに続くと酒は突沸
を生じ、気体センサ出力レベルは急激に上昇して突沸を
生じ最大値Ｇ４に到る。

一方表面温度Ｔは加熱時間にほぼ比例して増加し、表面
温度の場合における第１の基準レベルＴ３に達する。ま
た突沸時には急上昇して最大値Ｔ４に達する。したがっ
て気体センサ出力信号Ｇ３゜表面温度Ｔ３をあらかじめ
第１の基準レベルとしテ設定し、この基準レベルに到達
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
ことにより、突沸の発生を未然に防止することができる
。

この第２図、第３図に示した特性曲線３６ａ、３７ａは
食品の量、籾温、高周波出力などによって、上昇速度が
変化する。従って、より確実な加熱制御を行うためには
、加熱途中のＧ□から０２、あるいはＴ□からＴ２の段
階においてその変化率を測定し。

変化率が第２の基準レベルを越えたら加熱を○Ｎ−０Ｆ
Ｆ制御に切換えて急激な加熱を避けてゆっくり昇温させ
、第２の基準レベルに到達しないときは加熱を持続し、
一方、急激なアルコール蒸気の発生や表面温度制御器と
上昇のある場合においては、第１の基準レベルによって
加熱を停止することにより、突沸の発生を未然に防止で
きる。

つぎに本発明における加熱制御方法をフローチャートに
より説明する。

第４図は本発明の加熱制御方法を示すマイコン制御ソフ
トの一例を示すフローチャートである。

まず加熱室内に徳利に入った酒を入れ、加熱調理をスタ
ートさせ乙、あらかじめマイコンのメモリには気体セン
サ出力信号の第１の基準レベルＧ３、表面温度の第１の
基準レベルＴ３、最長加熱時間（安全のためのタイマ時
間設定で時間経過後はＯＦＦ）ｔｍａｘ、気体センサ出
力信号の変化率を演算するための計測時間ｇｋ、気体セ
ンサにおける第２の基準レベルである時間ｇｋにおける
気体センサ出力信号の変化率の基準レベルｇｋ、表面温
度の変化率を演算するための計測時間ｔｋ、表面温度に
おける第２の基準レベルである表面温度変化率の基準レ
ベルｔｋを設定する。そして加熱段階における表面温度
Ｔと気体センサ出力信号Ｇを測定し、Ｇ＞Ｇａ（または
Ｔ　＞　Ｔ　ｚ　）なら加熱を終了し、ＧバまたはＴ３
）に到達しない段階で、△ｇｔ、ΔＧ（またはΔｔ、△
Ｔ）から変化率を演算し、ΔＧ）Ｇｋにおいては異常な
ガスの発生の可能性があるものと判断し、加熱を終了す
る。そしてΔＧ＜Ｇｋ、△Ｔ＜Ｔｋなら特性曲線３６ａ
、３７ａから変化量ΔＧよ、ΔＧ２、ΔＴ、、ΔＴ、を
演算し、これらの変化量に対応して加熱源をＯＮ−ＯＦ
Ｆ制御し、以下フローに従って加熱を終了させる。仕上
がり判定手段としてのマイコンは、タイマ信号に基づい
て気体センサ、赤外線検出器の信号を取り込み変化率を
演算し、制御部を輛動させて加熱源を制御するが、前記
のＯＮ−ＯＦＦ制御を行った場合においては、気体セン
サ出力信号、表面温度は３６ｂ、３７ｂと変化率は小さ
くなり、突沸の発生は著しく減少し、加熱がゆるやかに
進行するので、光学経路の汚れは極めて少なくなる。

発明の効果 以上のべたように本発明によれば１食品の自動調理の支
障となる光学経路の汚染や、機構部品の動作不良等を引
き起こす酒の突沸、飛散を気体濃度と表面温度の変化か
ら予測し、これを未然に防止することができる。また簡
単な構成により仕上がり検知精度が向上し、かつ信頼性
の高い加熱調理装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す加熱調理装置の構成図
、第２図、第３図はそれぞれ本発明を説明するための特
性図、第４図は同加熱制御動作を説明するためのフロー
チャートである。 １・・・加熱室、 ２・・・被加熱物（食品）、 ７ａ、７ｂ・・・第２の熱エネルギー発生手段、８・・
・第１の熱エネルギー発生手段。 ２０・・・食品表面温度検品手段。 ２４・・・気体センサ、 ２９・・・仕上がり判定手段（マイコン）、３２・・・
制御手段、 ３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂ・−特性曲線。 出願人　株式会社日立ホームチック 加 慕　詩 間 Ｑ１０ Ｑ１０ 第 図 ｔ。 τ１ １３℃４ 〃Ｄ 黙 時 閲 第 図 第４図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、被加熱物を収納する加熱室と、加熱室内の被加
   熱物を高周波加熱するための第１の熱エネルギー発生手
   段と、被加熱物をオーブン加熱またはグリル加熱するた
   めのガスまたは電気ヒータからなる第２の熱エネルギー
   発生手段と、加熱室内に格納された被加熱物の表面温度
   を検出する赤外線センサよりなる表面温度検出手段と、
   被加熱物の加熱により発生する蒸気ガスなどの気体の濃
   度を検出する気体センサと、第１及び第２の熱エネルギ
   ー発生手段を制御する加熱制御手段とを備え、前記第１
   または第２の熱エネルギー発生手段により加熱室内の被
   加熱物を加熱し、加熱開始時からの気体濃度を計測する
   とともに、被加熱物の表面温度を計測し、気体濃度と表
   面温度の変化に基づいて加熱を制御することを特徴とす
   る加熱調理装置。
2. （２）、加熱開始時からの気体濃度と被加熱物表面温度
   とを計測し、気体濃度と表面温度のいずれか、または双
   方があらかじめ設定した第１の基準レベルに達したとき
   加熱を停止するように加熱制御手段を作動させることを
   特徴とする請求項（１）記載の加熱調理装置。
3. （３）、気体濃度が第１の基準レベルに到達したとき加
   熱を停止するとともに、これを表示あるいは報知する手
   段を備えた請求項（１）記載の加熱調理装置。
4. （４）、加熱開始時からの気体濃度と被加熱物表面温度
   とを計測し、気体濃度変化率と表面温度変化率のいずれ
   か、または双方が第１の基準レベルに達したときは加熱
   を停止し、第２の基準レベルを越え、かつ第１の基準レ
   ベル以下のときは加熱をＯＮ−ＯＦＦ制御し、第２の基
   準レベルに達しないときは加熱を持続するように加熱制
   御手段を作動させることを特徴とする請求項（１）記載
   の加熱調理装置。
5. （５）、被加熱物を収納する加熱室と、加熱室内の被加
   熱物を高周波加熱するための熱エネルギー発生手段と、
   被加熱物の表面温度を検出するための表面温度検出手段
   と、被加熱物の加熱により発生する蒸気ガスなどの気体
   の濃度を検出する気体センサと、前記熱エネルギー発生
   手段を制御する加熱制御手段とを設けたものにおいて、
   気体センサ出力信号変化に基づく気体濃度と赤外線セン
   サ出力信号に基づく被加熱物表面温度とを計測し、それ
   ぞれの変化率を演算し、いずれかの演算値が基準値を越
   えたとき加熱をＯＮ−ＯＦＦ制御に移行せしめ、またＯ
   Ｎ−ＯＦＦ制御段階で変化率が所定の変化率を越えたと
   き加熱を停止するように加熱制御手段を作動させること
   を特徴とする加熱調理装置。