KR100254660B1

KR100254660B1 - 전자렌지

Info

Publication number: KR100254660B1
Application number: KR1019970006343A
Authority: KR
Inventors: 히로유끼 우에하시
Original assignee: 다카노 야스아키; 산요 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 2000-05-01
Also published as: JPH09236262A; DE19707797C2; CN1160156A; DE19707797A1; GB2310733A; CN1100235C; GB9704115D0; KR970064314A; US5780823A; JP3123919B2; GB2310733B

Abstract

본 발명은 덮개가 있는 용기 내에 밀봉된 식품을 가열하는 전자렌지의 가열제어에 관한 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자렌지는, 덮개가 있는 용기 내에 수납된 피가열물을 가열하는 가열 수단, 상기 용기의 상면 온도를 검출하는 온도 검출 수단, 상기 온도 검출 수단의 검출 신호에 기초하여, 가열 개시로부터 소정량의 온도 변화가 생길 때까지 또는 소정 온도에 도달할 때까지의 기간에서 온도 상승의 정도를 측정하는 제1산출 수단, 상기 온도 검출 수단의 검출 신호에 기초하여, 상기 소정량의 온도 변화가 생긴 후 또는 상기 소정 온도에 도달된 후에 온도 상승의 정도를 측정하는 제2산출 수단, 및 상기 제1산출 수단의 출력에 따라서 상기 피가열물의 양을 판단하고, 상기 제2산출 수단의 출력에 따라 상기 용기의 덮개와 상기 피가열물의 공간의 크기를 판단하여 상기 가열 수단을 제어하는 가열 제어 수단을 구비한다.

Description

전자렌지

본 발명은 전자렌지에 관한 것으로, 특히 덮개가 있는 용기 내에 밀봉된 식품을 가열하는 전자렌지의 가열 제어에 관한 것이다.

종래, 피가열물인 식품의 종류를 자동적으로 검지해서, 적당한 가열 시간을 설정하는 전자렌지가 알려져 있다. 특공평 2-46101호 공보에 개시된 전자렌지가 그 일례이다. 이 전자렌지는 식품에서 발생하는 수증기에 의한 습도를 측정하는 절대습도 센서를 조리고 내에 설치해서, 단위 시간당의 절대 온도의 변화량에 기초해서 식품의 종류를 인식하고, 이것에 따른 가열 제어를 행하는 것이다.

그러나, 덮개로 밀폐된 용기 내에 수납된 식품, 혹은 그 용기가 염화 비닐리덴등의 랩재로 단단히 포장된 식품(이하, 이것을 총칭해서 랩핑 제품이라 한다)을 가열할 경우에는 수증기가 용기 내부에 감금되어, 가열 초기에 절대 습도 센서의 검출 값은 거의 변화하지 않는다. 즉, 수증기가 용기나 포장의 외측으로 새어 나왔을 때에는, 용기가 변형하는 등 지나치게 가열되어 적정한 가열을 행할 수가 없었다.

또, 특공소 64-5435호 공보에는, 적외선 센서를 사용해서 식품의 표면 온도를 검지하고, 가열시의 온도 상승률로부터 식품의 크기를 추정해서, 이 크기에 맞는 가열 시간을 설정하는 전자렌지가 개시되어 있다.

그러나, 편의점에서 판매되고 있는 것과 같은 투명한 덮개를 구비한 용기를 사용한 랩핑 식품에서는 덮개의 적외선 투과율이 낮기 때문에, 적외선 센서에서 검치되는 표면 온도는 용기 또는 랩재 자체의 온도가 된다. 이 온도 상승의 패턴은 용기 내부의 식품의 종류나 양뿐만 아니라, 그 식품이 덮개에 접촉하도록 충진되어 있는지의 여부에 의해서도 크게 다르다. 따라서, 상기 종래 기술에서는 다양한 랩핑 식품을 각각 양호하게 가열하는 것이 곤란하였다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은 편의점 등에서 판매되어 있는 것과 같은 부식물이나 도시락 종류 등의 랩핑 식품을 양호하게 가열 조리할 수 있도록 전자렌지를 제공하는데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명에 따른 전자렌지는,

a) 피가열물을 가열하는 가열 수단,

b) 상기 피가열물의 상면 온도를 검출하는 온도 검출 수단,

c) 해당 온도 검출 수단의 검출 신호에 기초하여, 가열 개시로부터 소정량의 온도 변화가 생길 때까지 또는 소정 온도에 도달할 때까지의 기간에서 온도 상승의 정도를 측정하는 제1산출 수단,

d) 상기 온도 검출 수단의 검출 신호에 기초하여, 소정량의 온도 변화가 생긴 후 또는 소정 온도에 도달한 후에 온도 상승의 정도를 측정하는 제2산출 수단, 및

e) 상기 제1 및 제2산출 수단의 출력에 따라 상기 가열 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 의한 전자렌지에 있어서, 상기 제1 및/또는 제2산출 수단은 예를 들면 소정량의 온도 변화를 발생시키는 데 필요한 시간을 구함으로써 온도 상승의 정도를 측정하도록 구성할 수 있다. 또, 상기 제1 및/또는 제2산출 수단은, 예를 들면 단위 시간 내의 온도 변화량을 구함으로써 온도 상승의 정도를 측정하도록 구성해도 좋다.

따라서, 본 발명의 전자렌지는 가열 개시에서 소정량의 온도 변화가 생길 때까지 필요한 소요 시간을 상기 제1산출 수단에 의해 구하고, 그 후에 단위 시간내의 온도 변화량을 상기 제2산출 수단에 의해 구하여, 상기 가열 제어 수단은 상기 소요 시간 및 온도 변화량에 따라서 가열을 제어하도록 구성할 수 있다.

또, 상기 가열 제어 수단은, 예를 들면 상기 제1 및 제2산출 수단의 출력에 따라서 최대 가열 시간이나 설정 온도를 변경하여 가열을 제어하도록 구성하면 좋다.

랩핑 식품의 상면, 즉 덮개의 표면 온도가 가열 개시 후에 소정량만큼 상승하는 데 필요한 시간은, 식품의 내용량에 의존하고 있다. 한편, 덮개의 표면 온도가 이 소정량만큼 상승한 후의 단위 시간 내의 온도 변화량은, 식품의 내용량 보다도 식품의 종류나 식품과 덮개와의 간극이 크기에 의존하고 있다. 왜냐하면, 식품의 표면이 가열되면 그 식품에서 발생하는 수증기나 가스가 용기 내에 충만되어, 이 고온의 수증기나 가스로부터의 열 전도에 의해 덮개의 온도가 상승하기 때문이다. 염화 비닐 등의 재료로 이루어진 덮개의 열 용량은 통상, 식품의 열 용량보다도 작기 때문에, 식품과 덮개와의 사이의 공간이 크면 고온의 수증기나 가스의 영향을 받기 쉽고, 단위 시간내의 온도 변화량이 크게 된다. 역으로, 식품이 덮개에 밀착되어 있으면 덮개와 식품의 온도와는 거의 동일하게 되어 단위 시간 내의 온도 변화량은 작게 된다.

따라서, 제1산출 수단에 의해 구해진 온도 상승의 정도로부터 식품의 내용량을 판단할 수 있고, 제2산출 수단에 의해 구해진 온도 상승의 정도로부터 식품의 종류나 용기 내에서의 식품의 충진 상태를 각각 판단할 수 있다. 가열 제어 수단은 이 2개의 판단 재료에 따라서 최대 가열 시간이나 설정 온도가 상이한 복수의 가열 패턴 중에서 적당한 가열 패턴을 선택하여, 이 가열 패턴에 따라 가열 수단인 마그네트론의 운전을 제어한다.

또, 제1산출 수단에서 온도 상승의 정도로서 가열 개시로부터 소정량의 온도 변화가 생길 때까지 필요한 소요 시간을 측정하는 경우에는, 식품의 표면에서 수증기나 가스의 발산이 적은 동안에 소요 시간을 구할 필요가 있으므로 상기 소정량으로서 15 내지 20℃ 정도가 적당하다.

본 발명에 따른 전자렌지에 의하면, 밀폐된 용기 내에 충진된 식품의 종류, 내용량 및 충진 상태에 대응한 가열 조리가 행해지므로, 다양한 랩핑 식품을 과부족 없이 양호하게 데울 수 있다. 즉, 사용자가 스스로 판단해서 가열 온도나 가열 시간을 입력하는 번거로운 조작을 행하지 않고도, 지나친 가열이나 가열 부족 등의 실패가 없는 안정된 가열 조리를 할 수 있다.

제1도는 본 발명에 따른 전자렌지의 실시예의 단면도.

제2도는 본 발명에 따른 전자렌지의 전기 시스템 구성도.

제3도는 제2도의 실시예의 가열 조리의 제어 플로우챠트.

제4도는 가열 시퀀스의 일례를 나타내는 도면.

제5도는 식품에 따른 온도 변화의 차이를 설명하기 위한 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

2 : 조리고(庫) 3 : 마그네트론

8 : 적외선 센서 20 : 제어부

21 : 타이머 22 : RAM

23 : 조작부

이하, 본 발명에 관한 전자렌지의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 이 전자렌지의 개략 단면도이다. 광체(1) 내의 조리고(2) 배면에는, 가열원인 마그네트론(3)이 도파관(4)을 개재하여 설치된다. 조리고(2) 저부에는, 피가열물(5)을 위에 올려놓기 위해서, 턴테이블 모터(7)에 의해 회전 구동되는 턴테이블(6)이 설치된다. 조리고(2) 천장 면에는 피가열물(5)의 상면 온도를 검출하기 위해서, 그 상면에서 방사되는 적외선을 검지하는 적외선 센서(8)가 설치된다. 또, 배기부(9)에는 수증기를 검지하는 습도 센서(10)가 설치된다. 도 1에서의 피가열물(5)은 덮개(5a)를 구비한 용기(5b)내에 식품(5d)이 수용되고, 용기(5b)의 주위가 랩재(5c)에 의해 포장된 것으로 되어 있다.

도 2는 이 전자렌지의 전기 시스템의 구성도이다. 제어부(20)는 마이크로 컴퓨터 등으로 구성되며, 그 내부에는 타이머(21), RAM(22) 등을 포함하고 있다. 제어부(20)에는, 복수의 조작키를 구비하는 조작부(23)에서 키 입력 신호가 입력되고, 적외선 센서(8) 및 습도 센서(10)로부터 각각 온도 검출 신호 및 습도 검출 신호가 입력된다. 게다가, 제어부(20)는 ROM(도시 생략)에 미리 저장된 제어 프로그램에 따라서, 마그네트론(3)의 구동, 조명용 램프(24)의 점등, 턴테이블 모터(7)의 구동, 및 배기용 팬을 회전시키는 블로어 모터(25)의 구동을 행하기 위한 제어 신호를 출력한다.

이하, 상기 구성의 전자렌지의 가열 제어를 도 3의 플로우챠트에 따라 설명한다. 조리자는, 피가열물(5)로서 랩핑 식품을 턴테이블(6)에 올려놓은 뒤 조작부(23)에서 「랩핑 식품의 자동 가열 코스」를 선택해서 가열 스타트키를 조작한다(스텝 S1). 제어부(20)는 이 키 조작을 수신하여 램프(24)를 점등시키고, 턴테이블 모터(7), 블로어 모터(25) 및 마그네트론(3)의 구동을 개시한다(스텝 S2). 이 결과, 턴테이블(6)은 천천히 회전하면서 마이크로파 가열이 시작된다. 이 때의 마그네트론(3)의 가열 출력은 후술하는 가열 시퀀스에 의해 미리 정해져 있다. 또, 제어부(20)에서는 가열 개시와 동시에 타이머(21)의 계시가 개시된다(스텝 S3).

일반적으로, 적외선 센서(8)의 검지 동작이 안정되기 위해서는 약간의 시간을 필요로 한다. 이를 위해 타이머(21)가 5초 경과할 때까지 기다려(스텝 S4), 적외선 센서(8)의 온도 검출 신호에 기초하여 처리를 개시한다(스텝 S5). 먼저, 온도 검출 개시 직후의 검출 온도 T0[℃]을 RAM(22)에 기억한다(스텝 S6). 이어서 적외선 센서(8)의 검출 온도 T가 T0+18[℃]에 도달했을 때에(스텝 S7), 온도가 18[℃] 상승하는데 요한 시간 t0, 즉 그 시점에서의 타이머(21)의 경과 시간으로부터 5초(스텝 S4에서의 대기 시간에 상당)를 뺀 시간을 RAM(22)에 기억한다(스텝 S8). 동시에, 그 시점에서의 검출 온도 T1[℃]도 RAM(22)에 기억한다(스텝 S9).

이어서, 검출 온도가 T0+18[℃]에 도달한 후 5초 경과할 때까지 기다려(스텝 S10), 그 시점에서의 검출 온도 T2[℃]를 구해서, RAM(22)에 기억되어 있는 온도 T1[℃]을 판독하여 5초간의 온도 변화량 α=T2-T1 「℃」을 계산한다(스텝 S11). 그리고, 이 온도 변화량 α를 RAM(22)에 기억한다(스텝 S12). 이어서, 앞서 구한 시간 t0과 온도 변화량 α에 기초하여 미리 준비된 복수의 가열 패턴 중에서 1개의 가열 패턴을 선택한다(스텝 S13, S14).

도 4는, 시간 t0 및 온도 변화량 α를 파라메터로 한 가열 시퀀스의 일례이다. 가열은 제1, 제2, 제3스테이지의 순서로 후술하는 바와 같이 실행된다. 도 4에서, 온도는 적외선 센서(8)에 의한 검출 온도이고, 제3스테이지의 시간 t는 제1스테이지의 개시에서 제2스테이지의 종료까지 걸리는 데 필요한 시간이다. 또, 제2 및 제3스테이지에서의 시간은 최대 가열 시간이고, 가열 중에 설정 온도에 도달하거나 또는 설정 온도에 도달하지 않고서도 최대 가열 시간을 경과했으면, 다음 스텝으로 진행하던가 (제2스테이지의 경우) 가열을 종료한다(제3스테이지의 경우). 가열 패턴은, 소요 시간 t0에 따라 A, B 및 C의 3개의 모드로 분류되며, 다시 온도 변화량 α에 따라서 각각 3개로 세분화된다. 즉 시간 t0 및 온도 변화량 α에 따라서, A1∼A3, B1∼B3, C1∼C3의 9개의 모드의 가열 패턴 중 어느 하나가 선택된다.

또한, 통상, 도 4와 같은 가열 시퀀스는 실제의 식품을 가열 조리하는 실험 데이타에 기초하여 미리 정해져 있으며, 제어부(20)가 구비하는 ROM에 제어프로그램의 일부로서 저장된다.

도 5는, 도 4에 도시한 가열 패턴 중 3종류의 모드에 대응하는 온도 변화의 상태를 표시한 예이다. 도 5에서, 횡축은 가열 개시로부터의 경과 시간, 종축은 적외선 센서(8)에 의해 검출 온도를 표시한다. 랩핑 식품의 구체예로서, A3 모드는 소용기에 수용된 부식물, B2 모드는 중간 정도 크기이고 속이 깊은 용기에 수용된 밥종류, 그리고 C1 모드는 편평하고 큰 용기에 도시락 종류가 해당한다.

시간 t0은 가열 초기의 온도 상승의 정도를 나타내므로, 시간 t0이 짧으면 가열 초기의 온도 상승이 빠르게 된다. 가열 초기에는 용기(5b) 내의 공기의 온도 상승은 식품(5d)으로부터 열전도가 지배적이므로 검출 온도의 상승의 정도는 식품(5d)의 열 용량에 크게 의존한다. 즉, 식품(5d)의 내용량이 많은 경우에는 식품(5d)이 데워지기 어렵고 온도 상승의 정도는 작다. 예를 들면, 소용기에 소량의 부식물이 수용된 랩핑 식품(예를 들면 A3 모드의 경우)에서는 온도가 급격하게 상승하고 시간 t0은 짧게된다.

한편, 덮개(5a)의 표면 온도가 어느 정도 상승한 후의 온도 상승의 정도는, 상술한 바와 같이, 식품(5d)의 내용량보다도 그 종류나 식품(5d)과 덮개(5a)와의 공간의 크기에 의존한다. 즉, 도시락류와 같이 편평한 용기에 식품이 수용된 랩핑 식품에서는 덮개(5a)에 식품(5d)이 거의 밀착하고 있으므로 고온의 수증기나 가스의 영향을 거의 받지 않는다. 이 때문에 검출 온도의 상승은 완만하고 온도 변화량 α는 작다.

도 4의 예에 따른 가열 제어를 구체적으로 설명한다. 제1스테이지는 스텝 S2∼S9에 상당한다. 즉, 가열 개시로부터 마그네트론(3)의 출력을 1500w로 하고, 검출 온도가 18[℃] 상승할 때까지 가열을 행하여 제2스테이지로 이행한다. 한편, 당초부터 피가열물(5)의 온도가 높아서, 검출 온도가 18[℃] 상승할 때까지 설정 온도의 50[℃]에 도달된 경우에는 그 시점에서의 경과 시간(엄밀하게는 경과 시간에서 5초를 뺀 값)을 시간 t0으로 해서 제2스테이지로 이행한다.

제2스테이지는 스텝(S10) 이후에 상당한다. 출력 1500w로 계속해서 가열을 행하고, 5초 경과 후에 시간 t0 및 온도 변화량 α를 기초로 가열 패턴을 선택한다. 그리고, 검출 온도가 설정 온도에 도달할 때까지 가열을 행한 후에 제3스테이지로 이행한다. 또 그 설정 온도에 도달하기 이전에 최대 가열 시간을 경과한 경우도 동일하게 제3스테이지로 이행한다. 또한, 온도 변화량 α의 계측 중 즉 스텝 S10에서 5초 대기하는 사이에 검출 온도가 60[℃]에 도달한 경우에는 도달 시점의 검출 온도로부터 온도 변화량 α를 산출해서, 소요 시간 t0 및 온도 변화량 α를 기초해서 가열 패턴을 선택한 후 제3스테이지로 이행한다.

제3스테이지에서는 출력 1500w로 계속해서 가열을 행하고, 검출 온도가 앞서 선택한 가열 패턴의 설정 온도에 도달한 시점에서 가열을 종료한다. 또, 그 설정 온도에 도달하기 이전에 최대 가열 시간(0.7×t)을 경과한 경우도 동일하게 가열은 종료한다.

예를 들면, 도 5b의 B2 모드의 경우, 제1스테이지에서의 시간 t0이 25초, 제2스테이지 개시후의 온도 변화량 a가 9℃이므로, 이 시점(도면중 X)에서 B2 모드의 가열 패턴이 선택된다. B2 모드에서는, 제2스테이지의 최대 가열 시간이 45초, 설정 온도는 60℃이다. 제2스테이지 개시후 45초 경과하기 전에 검출 온도는 60[℃]에 도달하므로, 그 시점(도면중 y)에서 제2스테이지로부터 제3스테이지로 이행한다. 제1스테이지 개시에서 제2스테이지 종료까지의 시간은 37초이므로 제3스테이지의 최대 가열 시간은 0.7×37=26초, 설정 온도는 65[℃]이다. 제3스테이지 개시후 26초가 경과하기 전에 검출 온도는 65(℃)에 도달하므로, 이 시점(도면중 Z)에서 마그네트론(3)의 발진을 정지시켜 가열 조리를 종료한다.

이상과 같이, 통상 최대 가열 시간이 경과하기 전에 그 스테이지의 설정 온도에 도달한다. 즉, 최대 가열 시간은, 예를 들면 피가열물(5)이 적정한 위치에 놓여있지 않고 적외선 센서(8)가 턴테이블(6) 자체의 온도 상승을 검출하고 있는 경우 등, 정상적인 상태가 아닌 상태에 대한 안전성의 확보를 위해 마련되어 있다.

또, 습도 센서(10)도, 예를 들면 피가열물(5)이 적외선 센서(8)의 검지 범위외에 놓여있는 경우 등의 안전 대책을 위해서 사용되며, 각 스테이지마다 이상 검출레벨이 설정되고, 습도 센서(10)로부터의 검출 신호가 이 이상 검출 레벨에 도달하면 검출 온도가 설정 온도에 도달했을 때와 동일한 처리가 실행된다.

상기 실시예의 전자렌지에서, 조작부(23)에 설치된 복수의 입력키의 각각에 다른 가열 시퀀스를 대응시키도록 하면, 다양한 랩핑 식품에 대해서 한층 바람직한 가열 처리를 실행할 수 있다. 예를 들면, 「부식물류」, 「주먹밥류」, 「빵류」등의 식품의 종류에 따른 입력키를 설치하도록 해도 좋다. 또, 「냉동물」, 「냉장물」, 「상온물」등의 식품의 보존 상태, 즉 가열 개시전의 식품의 온도에 따른 입력키를 설치해도 좋다.

게다가, 상기 실시예의 설명에서는 가열 초기에 온도 상승의 정도를 측정하기 위해 소정량만큼 온도가 상승하는 데 필요한 시간을 이용하여, 그 후의 가열에서 온도 상승의 정도를 측정하기 위해서 단위 시간 내의 온도 변화량을 이용하고 있다. 그러나, 가열 초기에도, 단위 시간 내의 온도 변화량을 측정하도록 해도 좋고, 역으로, 그 후의 가열에서 소정량 만큼 온도가 상승하는 데 필요한 시간을 측정하도록 해도 좋다. 단, 통상, 가열 초기에서는 도 5에 도시하듯이 온도 상승 구배의 변화가 크기 때문에 상기 실시예에 기재한 방법에 의한 편이 정확한 판정을 행하는 것이 용이하다.

Claims

a) 덮개가 있는 용기 내에 수납된 피가열물을 가열하는 가열 수단,

b) 상기 용기의 상면 온도를 검출하는 온도 검출 수단,

c) 상기 온도 검출 수단의 검출 신호에 기초하여, 가열 개시로부터 소정량의 온도 변화가 생길 때까지 또는 소정 온도에 도달할 때까지의 기간에서 온도 상승의 정도를 측정하는 제1산출 수단,

d) 상기 온도 검출 수단의 검출 신호에 기초하여, 상기 소정량의 온도 변화가 생긴 후 또는 상기 소정 온도에 도달된 후에 온도 상승의 정도를 측정하는 제2산출 수단, 및

e) 상기 제1산출 수단의 출력에 따라 상기 피가열물의 양을 판단하고, 상기 제2산출 수단의 출력에 따라 상기 용기의 덮개와 상기 피가열물의 공간의 크기를 판단하여, 상기 가열 수단을 제어하는 가열 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자렌지.
제1항에 있어서, 상기 제1 및/또는 제2산출 수단은 소정량의 온도 변화를 발생시키는 데 필요한 시간을 구하는 것을 특징으로 하는 전자렌지.
제1항에 있어서, 상기 제1 및/또는 제2산출 수단은 단위 시간 내의 온도 변화량을 구하는 것을 특징으로 하는 전자렌지.
제1항에 있어서, 상기 제1산출 수단은 가열 개시부터 소정량의 온도변화가 생길 때까지 필요한 소요 시간을 구하고, 상기 제2산출 수단은 상기 소정량의 온도 변화가 생긴 시간 후에 단위 시간 내의 온도 변화량을 구하며, 상기 가열 제어 수단은 상기 소요 시간 및 온도 변화량에 따라 가열을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자렌지.
제1항에 있어서, 상기 가열 제어 수단은 상기 제1 및/또는 제2산출 수단의 출력에 따라, 최대 가열 시간 및/또는 설정 온도를 변경하여 가열을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자렌지.