JP2007285596A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者が任意の時間を設定して動作させた場合でも、加熱室内の部品の溶けを防ぎ、製品の安全を確保する。
【解決手段】加熱室１内の食品の温度を非接触で検出する温度検出手段５と、高周波を発生させて加熱室内の食品を加熱する高周波発生手段１４と、前記温度検出手段からの出力に基づき高周波発生手段を制御する制御部７とを備え、前記制御部は、使用者が任意の時間を設定し、調理開始操作入力すると、設定時間高周波加熱を実行するメニューにおいて、前記温度検出手段からの温度が所定値以上になった場合に高周波発信手段の出力レベルを落とすように制御する構成としてあり、前記温度検出手段からの温度が所定値以上になった場合に高周波加熱の出力レベルを落とすことで、加熱室内の樹脂部品や陶器製の部品が溶けないように保護することが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、非接触にて加熱室内の温度を検出し、安全性に配慮した高周波加熱装置に関するものである。

高周波発生手段としてマグネトロンを用いた高周波発生装置は、加熱室内に食品がない時にマグネトロンを駆動すると、マグネトロンから加熱室内に発振された高周波のほとんどが反射されてマグネトロンに戻って来るので、マグネトロンが異常に過熱されるか、加熱室内の部品（例えばドア部の樹脂部品や食品を乗せる陶器製の部品）に高周波が異常集中し、部品が溶けるという課題を有していた。

上記課題を解決するために、食品温度を検出する赤外線検出手段を利用して加熱室内に食品が実際に置かれているかどうかを自動的に判別し、食品なしと判断した場合においてはマグネトロンによる加熱を初期の段階で中止し、電力の無駄を防止し、空加熱による機器への悪影響を防止する高周波加熱装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−６５８７１号公報

前記従来の高周波加熱装置は、食品の温度を赤外線検出手段を用いて非接触で検出し、食品の調理完了を判断して加熱を停止する機能を有する電子レンジにおいて、調理開始操作入力があったときに、マグネトロンを駆動して食品の加熱を開始した後、所定時間経過したときにも、赤外線検出手段の検出する温度分布から食品の有無を認識できない場合、加熱を中止するようにしたものである。

しかしながら、このような従来の食品有無の判別機能を備えた高周波加熱装置では、食品の調理完了を判断する、いわゆる自動メニュー調理時には有効に機能することができるが、使用者が任意の時間を設定して高周波加熱を行う動作モードにおいては、調理終了判断は設定された時間が終了するか、使用者がドアを開ける、または取消キーを押すなどの操作によって終了するかのいずれかになる。

したがって、使用者が誤って食品を加熱室内に入れずに、調理時間を設定して、調理開始した場合には、機器を安全に停止させる手段がなく、設定時間動作するので、設定時間が長かった場合などには、部品の溶けが発生し、時には商品のクレームになる課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、使用者が誤って加熱室内に食品を入れないまま調理時間を設定し調理開始した場合にでも、加熱室内の温度を検知することで安全に動作する高周波加熱装置を提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の高周波加熱装置は、食品を収納する加熱室と、加熱室の壁面外側に配置され、加熱室内の食品の温度を非接触で検出する温度検出手段と、高周波を発生させて加熱室内の食品を加熱する高周波発生手段と、前記温度検出手段からの出力に基づき高周波発生手段を制御する制御部とを備え、前記制御部は、使用者が任意の時間を設定し、調理開始操作入力すると、設定時間高周波加熱を実行するメニューにおいて、前記温度検出手段からの温度が所定値以上になった場合に高周波発信手段の
出力レベルを落とすように制御する構成としてある。

本発明によれば、使用者が誤って加熱室内に食品を入れないまま調理時間を設定し調理開始した場合にでも、加熱室内の温度を検知することで加熱室内の温度が高温になったと判断したら、それ以上加熱が進まないよう、加熱パワーを低減させるので、加熱室内の樹脂部品や陶器製の部品が溶けないように保護することが可能となる。

第１の発明は、食品を収納する加熱室と、加熱室の壁面外側に配置され、加熱室内の食品の温度を非接触で検出する温度検出手段と、高周波を発生させて加熱室内の食品を加熱する高周波発生手段と、前記温度検出手段からの出力に基づき高周波発生手段を制御する制御部とを備え、前記制御部は、使用者が任意の時間を設定し、調理開始操作入力すると、設定時間高周波加熱を実行するメニューにおいて、前記温度検出手段からの温度が所定値以上になった場合に高周波発信手段の出力レベルを落とすように制御する構成としてあり、前記温度検出手段からの温度が所定値以上になった場合に高周波加熱の出力レベルを落とすことで、加熱室内の樹脂部品や陶器製の部品が溶けないように保護することが可能となる。加えて、使用者が誤って、あるいは老人や子供等のように食品加熱に必要な時間がわからず必要以上に長い加熱時間を設定していて、食品は十分に温度上昇していないのにもかかわらず、何らかの要因で、通常の食品が加熱された場合より高い温度を検出した場合には、直ちに加熱を停止させるのではなく出力レベルを落として加熱を継続することができ、通常の食品が加熱された場合より高い温度を検出した部分のそれ以上の温度上昇を抑制しつつ加熱調理を継続させることができ、使用性を低下させることもない。

第２の発明は、特に、第１の発明の高周波加熱装置において、所定値の判断を複数設けたものであり、ある所定値で出力レベルを低減させた後でも、加熱室内の温度が上昇するような場合には、さらに出力レベルを低減させることで、加熱室内の樹脂部品や陶器製の部品が溶けないように保護することが可能になる。

第３の発明は、第１、第２の発明の高周波加熱装置において、温度検出手段を、加熱室内の定められた範囲の温度を検出できるよう、あらかじめ設定した角度間で往復動作させるようにしたものであり、往復動作させることで加熱室内の広い部分の温度情報を取得することが可能となるので、異常が発生した場合にも早く検出することが可能となり部品が溶けないように保護することが可能となる。

第４の発明は、温度の検出を、一定時間間隔毎に行うようにしたものであり、使用者が調理時間を設定しているので、基本的には温度検出によって調理停止を判断する必要がない、すなわち、連続的に温度を検出する必要は無い為、温度検出手段の駆動回数を減少させることが可能となり、駆動部品の耐久性の確保や駆動時のレンズの汚れも減らすことができる。

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は本発明の高周波加熱装置のシステム概略図、図２は同高周波加熱装置の開閉扉を開けた状態を示す正面図、図３は同右側面からみた機械室の構成図、図４は同電気的構成を示すブロック図である。

加熱室１の底面には結晶化ガラスを加熱室内寸法で切ったサラウケダイ２が挿入されて
おり、サラウケダイ２の上に食品３を載せる。加熱室右側面上方には温度検出用の穴４が開けられており、加熱室の壁面外側に配置された温度検出手段５（例えば温度センサーで構成）で加熱室１内の食品３の表面温度を非接触で検出するようになっている。温度検出手段５は、加熱室１内の底面部の定められた範囲の温度が検出できるよう、駆動モータ６によって矢印で示す方向に反復動作する。７は制御部で、駆動モーター６の動作を制御したり、温度検出手段５から得られる電圧をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換された食品３の温度データと所定の食品３の仕上がり温度の判定値を比較し、食品３の加熱時間を決定したりするところである。加熱室１の奥には、ノズル８から給水された水を沸騰させて蒸気を発生させる為の水為部９が配置されている。

加熱室１の前面にはドア１０が開閉可能に設けられており、さらには使用者が調理メニューの選択や調理開始の指示などを行う各種操作キー１１ａ〜１１ｄや必要な表示を行う表示部１２を有する操作パネル１３が設けられている。操作パネル１３の裏側には、制御基板（図示せず）が配設されていて、この制御基板に、マイクロコンピューターからなる制御部７、加熱手段を動作させるための駆動回路８等が設けられている。操作パネル後方には機械室が設けられている。

機械室には、加熱室１の右側壁に位置させて、高周波発生装置のマグネトロン１４が配設されている。マグネトロン１４の右側にはウライタ１５に取り付けられた冷却ファン１６、エアガイドＡ１７を配置し、マグネトロン１４を冷却する。マグネトロン１４の左側にはエアガイドＣ１８を設置し、加熱室１内へ風を送り込んでいる。エアガイドＣ１８には、マグネトロン１４の温度を検出する排気サーミスタ１９を設けている。マグネトロン１４から発振した高周波は、導波管（図示せず）を介して、本体底面に備えた給電口（図示せず）から加熱室１内にマイクロ波を供給するようになっている。マグネトロン１４の上部には、マグネトロン１４の出力を可変するインバータ２０を配置している。インバータ２０と、加熱室１内を照らすランプ２１等の間に温度検出手段５が配置されている。

図４は電気的構成を示したものである。この図４において、上記制御部７には、スタートスイッチを含む各種の操作キー１１、温度検出手段５、高周波発生装置のマグネトロン１４の温度を検出する排気サーミスタ１９、加熱室１内の温度を検出する加熱室用サーミスタ２１からの信号が入力されるようになっている。制御部７はこれらの信号に基づき予め記憶されたプログラムに従って表示器１２に調理時間や付属品の情報を表示するとともに、駆動回路８を介して、マグネトロン１４、上ヒーター２２、下ヒーター２３、冷却ファン１６、スチームヒーター２４、駆動モータ６を制御している。マグネトロン１４はインバータ２０を経由して制御されるので、出力をコントロールすることができるので、例えば、スチームヒーター２４と高周波出力３００Ｗを同時に使用するということが可能になる。

以上のように構成された高周波加熱装置の動作について説明する。
図５のフローチャートには、制御部７による制御内容のうち、本発明の要旨に関係した部分が示されており、以下これについて関連した作用と共に説明をする。

使用者が食品の加熱をする場合、操作キー１１ｂの「レンジ出力切り替え」キーをタップ操作することで、高周波加熱の出力パワーを選択する（ステップＳ１）。本実施の形態の高周波加熱装置は初めに押した時は６００Ｗ出力が選択され、以降タップの度に、３００Ｗ→１５０Ｗ→１００Ｗと切り替わるように設定されている。ここでは、６００Ｗ出力が選ばれたとする。次に使用者は、動作させたい時間を操作キー１１Ｃのダイヤルを回すことで設定する（ステップＳ２）。使用者が高周波加熱の出力パワーを６００Ｗまたは３００Ｗを選択している場合は、最大調理時間を３０分、１５０Ｗ、１００Ｗを選択してる時は５時間まで選択可能なように設定されている。次に使用者は、調理開始を指示するた
めの「スタート」キーを押して、加熱調理がスタートする（ステップＳ３）。

加熱調理中、制御部７は加熱を停止するかどうかの判断として、まず、ドア１０が開けられたかどうかを監視してる（ステップＳ４）。ドア１０が閉じられた状態のままの時は、操作キー１１ｄの「取消」キーが押されたかどうかを監視してる（ステップＳ５）。使用者が設定した調理動作時間に達していなくても、ドア１０を開けること、もしくわ、「取消」キーを押すことで、任意の時間で加熱を停止させることが可能となっている（ステップＳ８）。

従来の高周波加熱装置であれば、ドア１０が閉じられた状態、かつ、「取消」キー操作の無い場合は、使用者が設定した調理時間に達したかどうかのみを制御部７は監視していた（ステップＳ７）。本発明では、ステップＳ５とステップＳ７の間に、温度検出手段５により、加熱室１内の温度を監視するようにした（ステップＳ６）。一般に、食品を加熱する場合には、食品の水分が加熱されるので、食品の温度は上昇しても１００℃付近で止まる。一方、加熱室内に食品を入れずに加熱した場合には、食品を載せるサラウケダイ２が、高周波加熱により異常に加熱されて、材質である結晶化ガラスが溶ける場合がある。ガラスが溶ける時の温度は３００℃以上に達している。本発明では、ステップＳ６で加熱室内の温度を監視してるが、所定値１として１２０℃を設定し、１２０℃に上がったと検知した場合には、ステップＳ９に移り、高周波加熱の出力パワーを４５０Ｗに減少させるようにした。使用者が最初に３００Ｗ以下の出力を選択した場合には、ステップＳ６の判断は行わない。また、ステップＳ６の判断は３０秒毎に行うように設定した。食品の温度を検知して調理停止させる自動メニューの場合は、都度食品の温度を監視しているが、使用者が調理時間を設定して動作させているので、温度検出は異常な状態になったのかを判断できればよいので、自動メユー時の場合と比較して、温度検出の頻度を１／５に落とし、駆動装置の耐久性にも考慮した。食品の加熱時に温度検出手段を駆動させると、加熱された食品がはじけることによって食品の飛び散りによる温度検出手段のレンズ面の汚れが心配されるが、駆動回数を減らしたことにより、汚れへの影響も配慮した。

このように、使用者が誤って加熱室内に食品を入れずに調理時間を設定して、調理開始したような場合にでも、通常の食品が加熱された場合より高い温度を検出した場合には、高周波出力の出力パワーを落とすことで、食品を載せるサラウケダイ２の溶けが起こさず、安全に使用することが可能となる。

（実施の形態２）
次に本発明の第２の実施の形態について図６を参照して説明する。なお、実施の形態１と同一または同等部分については、説明を省略あるいは簡略化する。

本実施の形態においては、先の実施の形態と比べて加熱室１内の温度が高い場合の処理に複数の分岐先を設けたものである。ステップＳ６で加熱室１内の温度が１２０℃になったと検知した場合、ステップＳ９で４５０Ｗに出力を落とした。通常であれば、加熱パワーが減少するので、加熱室１内の温度は一旦減少する。しかし、４５０Ｗで加熱が継続すると、加熱室１内の温度は再び、上昇し始める。そこで、ステップＳ１０で加熱室１内の温度と所定値２とを比較するようにした。本発明では、所定値２の値も所定値１と同じ１２０℃に設定した。出力を４５０Ｗに減少しても、加熱室１内の温度が所定値２の１２０℃に達した場合には、ステップＳ１１に移り、加熱パワー２として、パワーＯＦＦを設定した。表示部１２には、調理残り時間が表示されているが、出力パワーとしては高周波が発振していない状態となり、加熱室内の温度も上昇することはなくなる。

このように、使用者が誤って加熱室１内に食品を入れずに調理時間を設定して、調理開始したような場合にでも、通常の食品が加熱された場合より高い温度を検出した場合には
、高周波出力の出力パワーを落とすが、それでも加熱室内の温度が上昇する場合には高周波出力を停止することで、食品を載せるサラウケダイ２の溶けが起こさず、安全に使用することが可能となる。

以上のように、本発明にかかる高周波加熱装置によれば、使用者が誤って加熱室内に食品を入れずに調理時間を設定して、調理開始したような場合でも、通常の食品が加熱された場合より高い温度を検出した場合には、高周波出力の出力パワーを落とすことで、加熱室内の樹脂部品や陶器製の部品の溶けを未然に防止することができ、安全に使用することが可能となり、家庭用をはじめ業務用の高周波加熱装置に利用できる。

本発明の実施の形態１における高周波加熱装置のシステム概略図 同高周波加熱装置開閉扉を開けた状態を示す正面図 同高周波加熱装置の機械室の構成図 同高周波加熱装置の電気的構成を示す制御部のブロック図 同制御部の制御内容を示すフローチャート 本発明の実施の形態２における高周波加熱装置の制御内容を示すフローチャート

符号の説明

１ 加熱室
２ サラウケダイ
５ 温度検出手段
６ 駆動モータ
７ 制御部
１４ 高周波発生手段(マグネトロン)

Claims (4)

1. 食品を収納する加熱室と、加熱室の壁面外側に配置され、加熱室内の食品の温度を非接触で検出する温度検出手段と、高周波を発生させて加熱室内の食品を加熱する高周波発生手段と、前記温度検出手段からの出力に基づき高周波発生手段を制御する制御部とを備え、前記制御部は、使用者が任意の時間を設定し、調理開始操作入力すると、設定時間高周波加熱を実行するメニューにおいて、前記温度検出手段からの温度が所定値以上になった場合に高周波発信手段の出力レベルを落とすように制御することを特徴とする高周波加熱装置。
2. 制御部は所定値を複数有し、高周波加熱の出力レベルを段階的に落とすことを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置。
3. 温度検出手段は、加熱室内の定められた範囲の温度を検出できるよう、あらかじめ設定した角度間で往復動作させることを特徴とする請求項１または２記載の高周波加熱装置。
4. 制御部は、温度の検出を、一定時間間隔毎に行うことを特徴とする請求項請求項３記載の高周波加熱装置。