(57)【要約】【課題】冷凍食品の加熱むらをなくし、効率よく定められた温度に仕上げる高周波加熱装置を提供する。【解決手段】被加熱物１を収納する加熱室２と、マイクロ波を発生するマグネトロン３と、このマグネトロン３の動作を制御する制御部７と、被加熱物１の温度を検出する赤外線センサ５を備えた高周波加熱装置において、冷凍された被加熱物１を定められた温度に加熱するため、加熱スタート時点の被加熱物１の初温Ｔを基に予め設定された規定温度差ΔＴになるまではマグネトロン３の出力を最大出力の１／２以下の出力で加熱し、その後は予め設定された仕上がり温度ｔ２になるまでマグネトロン３の最大出力で加熱する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物（１）を収納する加熱室（２）と、マイクロ波を発生するマグネトロン（３）と、このマグネトロン（３）の動作を制御する制御部（７）と、被加熱物（１）の温度を検出する赤外線センサ（５）と、加熱室（２）の前面に設けられ被加熱物（１）を加熱室（２）に出し入れするとき使用するドア（９）と、このドア（９）側に設けられ、加熱条件やメニューなどを表示する表示部（１０ｂ）や使用者が制御部（７）に指示するスタートキー（１０ｃ）やメニューキー（１０ａ）などが設けられた操作パネル（１０）を備えた高周波加熱装置において、冷凍された被加熱物（１）を定められた温度に加熱するため、加熱スタート時点の被加熱物（１）の初温（Ｔ）を基に予め設定された規定温度差（ΔＴ）になるまではマグネトロン（３）の出力を最大出力の１／２以下の出力で加熱し、その後は予め設定された仕上がり温度（ｔ２）になるまでマグネトロン（３）の最大出力で加熱することを特徴とする高周波加熱装置。
【請求項２】
規定温度差（ΔＴ）になりマグネトロン（３）の最大出力で加熱が開始された時点から仕上がり温度（ｔ２）に達した時点までの時間を演算し、基準時間より少なければ追加加熱時間（ｔ３）を設定することを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍食品を効率よく定められた温度に仕上げる高周波加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、冷凍シューマイや冷凍カレー、冷凍シチューなど多くの冷凍食品が市販され、たくさんの人々が利用している。これらの冷凍食品は常温食品の温めと異なり単にマグネトロンの最大出力で加熱すると加熱むらが顕著になり、食品の一部が脱水したり、焦げてしまう問題があった。
【０００３】
このため、冷凍食品を上手に温める例として、特開平５−２０５８６７号公報に開示されているように、マグネトロンの出力により被加熱物を加熱する加熱手段と、該加熱手段の加熱出力を被加熱物の加熱に際して予め設定する加熱出力設定手段と、該加熱出力設定手段によって設定された加熱出力が得られるよう前記加熱手段の出力を制御する加熱出力制御手段と、該加熱出力制御手段による加熱開始後の加熱室内の湿度を検出する湿度センサと、該湿度センサの湿度検出レベルが所定値以上になった後も所定時間内上記加熱手段を作動させる追加加熱手段とを備えてなる高周波加熱装置において、前記追加加熱手段の開始後所定時間が経過すると前記追加加熱手段による追加熱量を所定のレベルに低減する追加加熱量低減手段を設け、適切な加熱量、例えば図８に示すように５００Ｗのフルパワーから２９０Ｗにマグネトロン出力を低減することで、じっくりと加熱することにより加熱のしすぎや加熱不良を生じないようにした方法のものが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２０５８６７号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術にあっては、加熱開始時においてマグネトロンの最大出力で加熱が行われる。加熱開始時点では冷凍されている被加熱物は水、食材（例えば、肉、生地、野菜など）とも氷となった状態になっている。この場合、冷凍されている被加熱物内のマイクロ波による発熱量は極めて少ない。この理由について下記で説明する。
【０００６】
マイクロ波のエネルギーは誘電体を構成する分子に回転力を与えるのに消費され熱に変換される。マイクロ波による加熱において、一般的に物質の単位体積中に発生する熱エネルギーｐは毎秒当たり次式で与えることができる。
【０００７】
ｐ＝０．５５６ε・ｔａｎδ・ｆ・Ｅ2×１０-12（Ｗ／ｃｍ3）
ε：物質の誘電率
ｔａｎδ：物質の誘電力率
ｆ：周波数（Ｈｚ）＝２４５０ＭＨｚ
Ｅ：電界強度（Ｖ／ｃｍ）
この式から物質の発熱量は、物質の誘電率εと誘電力率ｔａｎδの積に比例することがわかる。この誘電率εと誘電力率ｔａｎδの積を誘電損失といい、物質によって定まった値であり、この値が大きいほど発熱量が多い。
【０００８】
水の誘電損失ｔａｎδは温度によって変わるが１．５℃で約２５である。また、氷は誘電損失ｔａｎδが０．００３である。このことから氷の場合はマイクロ波による発熱は極めて少ない。従って、冷凍された被加熱物はマイクロ波の発熱量が少なく、マイクロ波の透過性が高い。
【０００９】
このため、上記従来例の技術においては、しっかり凍っている部分ではマイクロ波による発熱量が少ないため温度上昇が進まず、他の部分より温度が低い状態でマグネトロンの出力が低くなる追加加熱手段になるため、温度が他の部分より上がりきれず冷たい部分が生じ加熱むらとなる問題があった。
【００１０】
また、あまり凍っていない部分とか厚さが薄い部分が混在している場合、加熱開始してすぐマグネトロンの高出力で加熱すると、あまり凍っていない部分とか厚さが薄い部分では他の部分より早く氷が溶け加熱が進み、この部分がオーバーヒートしてしまい脱水したり、場合によっては焦げてしまうという問題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するために、被加熱物を収納する加熱室と、マイクロ波を発生するマグネトロンと、このマグネトロンの動作を制御する制御部と、被加熱物の温度を検出する赤外線センサと、加熱室の前面に設けられ被加熱物を加熱室に出し入れするとき使用するドアと、このドア側に設けられ、加熱条件やメニューなどを表示する表示部や使用者が制御部に指示するスタートキーやメニューキーなどが設けられた操作パネルを備えた高周波加熱装置において、冷凍された被加熱物を定められた温度に加熱するため、加熱スタート時点の被加熱物の初温を基に予め設定された規定温度差になるまではマグネトロンの出力を最大出力の１／２以下の出力で加熱し、その後は予め設定された仕上がり温度になるまでマグネトロンの最大出力で加熱するようにしたものである。
【００１２】
また、規定温度差になりマグネトロンの最大出力で加熱が開始された時点から仕上がり温度に達した時点までの時間を演算し、基準時間より少なければ追加加熱時間を設定するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施例における電気系統図のブロック図で、１は冷凍された被加熱物である。２は被加熱物１を収納する加熱室である。３はマイクロ波を発生するマグネトロンである。４は被加熱物１を戴置する受皿である。５は赤外線センサで、受皿４に戴置されている被加熱物１の温度情報を検出知するもので、加熱室２の壁部外側に設けられている。６はターンテーブルモータで、加熱室２の底部外側に設けられ、受皿４と軸６ａで接続され受皿４上の被加熱物１を加熱中に回転するようになっている。
【００１５】
７は制御部で、赤外線センサ５からの温度情報と被加熱物１により予め決められた温度情報を基に、マグネトロン３の動作を制御するものである。
【００１６】
図２は高周波加熱装置の外観斜視図で、８は本体である。９はドアで、加熱室２の前面に設けられ開閉自在となっており、被加熱物１を加熱室２に出し入れするとき使用するものである。
【００１７】
１０ａはメニューキーで、冷凍された被加熱物１が種類別、例えば冷凍シューマイや冷凍カレーなど（表示せず）に分けられ表示されている。１０ｂは設定された加熱時間やメニュー名などを表示する表示部である。１０ｃは使用者が被加熱物１の加熱開始を制御部７に指示するスタートキーである。
【００１８】
以上説明したメニューキー１０ａや表示部１０ｂ、スタートキー１０ｃはドア９面に備えられた操作パネル１０に設けられている。
【００１９】
次に、上記にて構成された本発明の動作について説明する。
【００２０】
冷凍食品である被加熱物１を食べ頃の温度に仕上げるためドア９を開け、受皿４に戴置する。次に、ドア９を閉め、メニューキー１０ａを選択し、スタートキー１０ｃを押すとマグネトロン３が動作してマイクロ波を発生させ、ターンテーブルモータ６も回転することにより被加熱物１も回転し加熱がスタートする。
【００２１】
加熱スタートと同時に赤外線センサ５も動作し被加熱物１の温度情報を検出する。制御部７では図３で示すように赤外線センサ５で検出した被加熱物１の初温Ｔを基に、予め設定された規定温度差ΔＴになるまでマグネトロン３の出力を最大出力の１／２以下の出力になるようマグネトロン３の動作を制御する。例えばマグネトロン３の最大出力が９００Ｗの場合は２５０Ｗで被加熱物１を加熱する。
【００２２】
尚、本実施例ではマグネトロン３の最大出力の１／２以下の出力はマグネトロン３の動作電圧を落とし、例えば２５０Ｗの出力が得られる方法で行ったが、図５に示すようにマグネトロン３の最大出力を制御部７の指示で断続動作することにより平均出力を２５０Ｗにする方法も考えられ、マグネトロン３の最大出力の１／２以下の出力は連続出力に限定されるものではない。
【００２３】
ここで前記規定温度差ΔＴについて説明する。冷凍状態における被加熱物１の温度は図４のＰ部に示すようにゆるやかに上昇する。しかし、ある温度になると被加熱物１の温度はＱ部に示すように急上昇する。
【００２４】
つまり、Ｑ部では被加熱物１は解凍され、マイクロ波により温度が急上昇するターニングポイントとなるところで、この時点でマグネトロン３の出力を最大出力にして加熱すると被加熱物１全体が効率よく短時間で加熱される。
【００２５】
このＱ部の検出は赤外線センサ５にて図４で示すように予め設定した検出温度ｔ１で行う方法もあるが、図６に示すように同じ被加熱物１で重量が異なる場合、例えば図の被加熱物Ａが１００ｇ、被加熱物Ｂが２００ｇの場合、実験により被加熱物Ａの温度上昇率は被加熱物Ｂより大きく、つまり急カーブで仕上がり温度ｔ２に達する傾向がある。
【００２６】
これは被加熱物Ａの量が少ないためマイクロ波が被加熱物Ａに集中し、被加熱物Ａの表面と内部に温度差が生じ、内部の温度が仕上がり温度ｔ２に上がらないうちに表面温度が仕上がり温度ｔ２に達してしまう、いわゆる早切れ現象をおこしてしまう問題がある。ごの現象はマグネトロン３の最大出力が大きいほど顕著に表れる。
【００２７】
そこで本発明は、被加熱物１の初温Ｔと上記で説明したＱ部との温度差を被加熱物１の種類、重量、温度などをパラメーターとした規定温度差ΔＴとしてあらかじめ設定し、被加熱物１の加熱スタート時点の初温Ｔを基に規定温度差ΔＴになるとマグネトロン３の出力を最大出力に切替える方式としたものである。
【００２８】
図３で示すように被加熱物１の加熱が進み、赤外線センサ５が検出する被加熱物１の初温Ｔを基に規定温度差ΔＴになると制御部７では仕上がり温度ｔ２を設定する。この仕上がり温度ｔ２は被加熱物１の食べ頃の温度となるもので被加熱物１の種類により異なるものである。牛乳の場合は５５℃、ご飯の場合は８０℃など食べ頃の温度は実験などにより設定されるものである。
【００２９】
規定温度差ΔＴになってから仕上がり温度ｔ２まではマグネトロン３の出力は最大出力となるように制御部７で指示される。例えばマグネトロン３の最大出力が９００Ｗ場合、９００Ｗの出力で被加熱物１を加熱する。
【００３０】
加熱が進み赤外線センサ５が仕上がり温度ｔ２を検出すると制御部７はマグネトロン３に動作停止命令を出し加熱が終了する。
【００３１】
また、図７で示すように規定温度差ΔＴになってから仕上がり温度ｔ２に達するまで、被加熱物１の形状が各部均一でなく、例えば厚さが薄い部分や、細い部分などがあることにより温度上昇が他の部分より高くなり、この温度が赤外線センサ５により検出され被加熱物１が各部の温度が仕上がり温度ｔ２に達する前に加熱が終了する。
【００３２】
このため規定温度差ΔＴを算出するとき同時に演算された基準時間より早く仕上がり温度ｔ２に達した場合、制御部７では追加加熱時間ｔ３を設定し被加熱物１の加熱不足が生じないよう補正する。
【００３３】
図４は上記の加熱パターンで加熱したときの被加熱物１の温度上昇を表した図で、初温Ｔから規定温度差ΔＴになるまではマグネトロン３の出力は最大出力の１／２以下の出力である２５０Ｗで加熱している。従って被加熱物１の温度上昇は少ない。これは凍っている被加熱物１が少しずつ温められ氷が水へと変わっているためである。
【００３４】
従って、厚さが薄い部分でもマイクロ波出力が低いため急速に氷が溶けずオーバーヒートして焦げてしまうという問題が生じない。また、氷が厚くなっている部分でも、氷が溶け水となりマイクロ波が吸収されやすくなり、氷が連鎖的に溶け解凍が急速に進む。
【００３５】
このように初温Ｔを基に規定温度差ΔＴになるまではマグネトロン３の出力を最大出力の１／２以下の出力で凍っている被加熱物１をまんべんなく溶かし、規定温度差ΔＴになってから仕上がり温度ｔ２まではマグネトロン３の出力を最大にして加熱するため被加熱物１全体の温度が一挙にまんべんなく上昇する。そして、定められた仕上がり温度ｔ２になると加熱は停止され被加熱物１の加熱は完了する。
【００３６】
尚、本実施例ではマグネトロン３の出力を９００Ｗとしたが、加熱室２が大きく、電圧が２００Ｖ仕様の高周波加熱装置では最大出力は１５００Ｗの場合もあり限定されるものではない。
【００３７】
また、本実施例では被加熱物１を戴置する受皿４はターンテーブルモータ６により回転する方式で説明したが受皿４が加熱室２の底部に固定される固定式においても同じ効果が得られることはいうまでもない。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、被加熱物を収納する加熱室と、マイクロ波を発生するマグネトロンと、このマグネトロンの動作を制御する制御部と、被加熱物の温度を検出する赤外線センサと、加熱室の前面に設けられ被加熱物を加熱室に出し入れするとき使用するドアと、このドア側に設けられ、加熱条件やメニューなどを表示する表示部や使用者が制御部に指示するスタートキーやメニューキーなどが設けられた操作パネルを備えた高周波加熱装置において、冷凍された被加熱物を定められた温度に加熱するため、加熱スタート時点の被加熱物の初温を基に予め設定された規定温度差になるまではマグネトロンの出力を最大出力の１／２以下の出力で加熱し、その後は予め設定された仕上がり温度になるまでマグネトロンの最大出力で加熱するようにしたり、規定温度差になりマグネトロンの最大出力で加熱が開始された時点から仕上がり温度に達した時点までの時間を演算し、基準時間より少なければ追加加熱時間を設定することにより、冷凍された被加熱物が形状によって生じる脱水や焦げがなくなり全体が適度の温度に仕上げる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における電気系統図のブロック図である。
【図２】本発明の一実施例における高周波加熱装置の外観斜視図である。
【図３】本発明の一実施例における設定温度とマグネトロン出力の関係図である。
【図４】本発明の一実施例における被加熱物の加熱時間と温度上昇の関係図である。
【図５】本発明における他の例のマグネトロンの最大出力の１／２以下の出力を断続出力にした場合の図である。
【図６】本発明の一実施例における被加熱物の重量が異なる場合の被加熱温度と加熱時間の関係図である。
【図７】本発明の一実施例における被加熱物の仕上がり温度と加熱時間の関係図である。
【図８】従来の加熱時間とマグネトロン出力の関係図である。
【符号の説明】
１・・・被加熱物
２・・・加熱室
３・・・マグネトロン
５・・・赤外線センサ
７・・・制御部
１０・・・操作パネル
１０ａ・・メニューキー
１０ｂ・・表示部
１０ｃ・・スタートキー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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