(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の中の食品、特に哺乳瓶の中のミルクを加熱し、予め設定された食品温度の到達時間を推定するための加熱装置であって、前記加熱装置は、
流体を収容し、前記容器を受容するよう構成された、室と、
前記室における前記流体を加熱するための、加熱ユニットと、
時間範囲に亘り前記流体の温度を測定するための、温度測定ユニットと、
第１の時点である前記時間範囲の各時点について、前記第１の時点と、前記第１の時点とは異なる前記時間範囲の対応する第２の時点と、の間の前記流体の温度差を決定するための、算出ユニットと、
を有し、前記算出ユニットは、前記決定された温度差を所定の温度の量と比較するよう構成され、前記比較は、前記加熱ユニットが起動されていない期間に行われ、前記装置は更に、
前記算出ユニットの比較結果に基づいて、前記容器に収容された前記食品についての予め設定された温度が到達される到達時間を推定するための、推定ユニット
を有する、加熱装置。
【請求項２】
前記算出ユニットは、前記第１の時点において、前記算出された温度差又はその絶対値が、前記所定の温度の量以下である場合、前記第１の時点及び前記第２の時点のうち後のほうの時点である中間時点を記録するよう構成された、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記中間時点は、前記決定された温度差の絶対値が最大値に到達した後に記録される、請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記推定ユニットは、前記加熱ユニットが、前記中間時点において起動されていない状態であり、第１の所定の期間に亘り起動されていない状態のままである場合、前記中間時点において開始する前記第１の所定の期間の終了時における第１の終了時点を到達時間と推定するよう構成された、請求項２に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記推定ユニットは、前記中間時点において開始する第１の所定の期間内の前記加熱ユニットの起動状態の検出に基づいて、前記到達時間を推定するよう構成された、請求項２に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記推定ユニットは、第２の終了時点において終了する前記加熱ユニットの加熱期間の検出に基づいて、前記到達時間を推定するよう構成され、前記第２の終了時点は、前記加熱ユニットの起動状態の検出よりも、時間的に後である、請求項５に記載の加熱装置。
【請求項７】
前記推定ユニットは、第２の終了時点において開始する第２の所定の期間に亘る前記加熱ユニットの状態の検出に基づいて前記到達時間を推定するよう構成された、請求項６に記載の加熱装置。
【請求項８】
前記推定ユニットは、前記第２の所定の期間に亘って前記加熱ユニットが起動されていない状態にある場合、前記第２の所定の期間の終了時における第３の終了時点を、前記到達時間と推定するよう構成された、請求項７に記載の加熱装置。
【請求項９】
前記第１の時点と前記第２の時点との間の時間差は、５分よりも短い、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記所定の温度の量は、５℃以下である、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項１１】
前記温度測定ユニットは、前記室における前記流体と直接に接触する、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項１２】
前記到達時間の推定の際に１つ以上の可聴及び／又は可視のインジケータ信号を生成するためのインジケータユニットを有する、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項１３】
容器の中の食品、特に哺乳瓶の中のミルクを加熱し、予め設定された食品温度の到達時間を推定するための方法であって、加熱装置が、流体を収容し、前記容器を受容するよう構成された、室を有し、前記方法は、
加熱ユニットにより前記室における前記流体を加熱するステップと、
時間範囲に亘り前記流体の温度を測定するステップと、
第１の時点である前記時間範囲の各時点について、前記第１の時点と、前記第１の時点とは異なる前記時間範囲の対応する第２の時点と、の間の前記流体の温度差を決定するステップと、
前記決定された温度差を所定の温度の量と比較するステップであって、前記決定された温度差の比較は、前記加熱ユニットが起動されていない期間において実行されるステップと、
前記比較するステップの比較結果に基づいて、前記容器に収容された前記食品についての予め設定された温度が到達される到達時間を推定するステップと、
を有する方法。
【請求項１４】
コンピュータにおいて実行されたときに、請求項１３に記載の方法のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムコード手段を有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器の中の食品、特に哺乳瓶の中のミルクを加熱し、予め設定された食品温度の到達時間を推定するための加熱装置に関する。本発明は特に、哺乳瓶の中のミルクを温めるための瓶加温器に関する。更に本発明は、容器の中の食品を加熱し、予め設定された食品温度の到達時間を推定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
許容可能な温度にまで、食品特にミルクを加熱することは、乳幼児の栄養摂取サイクルの重要な部分である。該ミルクは、冷蔵庫に保存された母乳であっても良いし、又は水道水又は冷却された沸騰水から調製された調合乳であっても良い。ミルクについての許容可能な温度は、殆どの乳幼児について、３０℃と４０乃至４２℃との間、より好適には３５℃と３９℃との間である。研究は、ミルク温度が２０分を超える時間の間４０℃を超えると、蛋白質及びビタミンのような必須栄養素が損傷を受けることを示している。
【０００３】
ミルク又は食品を加熱する、幾つかの異なる方法がある。これら方法は、マイクロ波加熱、蒸気加熱、及び水槽加熱（ベインマリー（bain-marie）としても知られる）であり得る。マイクロ波加熱法は、ミルクにおける加熱が均一ではなく、局所的にミルクが非常に熱くなり、栄養素の損傷を引き起こし得るという欠点を持つ。蒸気加熱によれば、蒸気が瓶の壁に凝縮する。しかしながら、ミルク内のミルク温度が不均一となり得、ミルクの一部（瓶の上部）が熱くなり過ぎることに帰着し得る。このことは、消費者にも認知される。
【０００４】
ベインマリー原理は、液体、特に水の中の容器、特に哺乳瓶にミルクを入れ、該水が室の底部における加熱要素を介して加熱されることによる、ミルクの加熱である。該原理は、多くの加熱装置において最も一般的な技術である。ベインマリー型システムの基本的な利点のひとつは、ミルクの加熱が比較的均一に行われること、即ちミルクの中に小さな温度勾配しか生じないことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、所望のミルク温度を達成するためには、ユーザが、室における哺乳瓶の加熱時間を、試行錯誤によって粗く定義する必要がある。適切な時間間隔で哺乳瓶が取り出されないと、ミルクが加熱され続けることになる。哺乳瓶のタイプ、サイズ及び容量、哺乳瓶の壁厚、並びに初期のミルク及び水の温度には大きな多様性があるため、所望の温度を達成するためにどれだけの間哺乳瓶が加熱されるべきかについて製造者がマニュアルにおいて正確な助言を与えることは不可能である。
【０００６】
瓶加温器の本質的な問題は、瓶の中のミルク温度が分からない点である。瓶の中で直接にミルク温度を測定することは、かなり困難であると考えられる。温度インジケータを持つ瓶もあるが、これらインジケータは比較的不正確である。更に、ミルクが瓶加温器の中にあるときには、これら温度インジケータを読み取ることは非常に困難である。これまでに知られている瓶加温器は、ミルク温度を推定するために複雑なアルゴリズムを利用しており、該アルゴリズムは、平均的な瓶加温器の単純なマイクロコントローラにおいては実装されることができない。更に、制御されないパラメータ及びノイズにより、実際の使用状況においては、全ての過程が成り立つわけではない。
【０００７】
米国特許US6,417,498B1は、液体を解凍、加温、混合冷却又は冷凍するため、多数の容器を同時に自動的に加温し及び振動させるための、容器型加熱装置を開示している。該装置は、加熱された水の容器との熱交換を用いて、所望の温度にまで各容器を加熱する。該装置の加熱器は、該装置を所望の安定温度に設定するためのサーモスタットを有する。
【０００８】
国際特許出願公開WO2007/022507A2は、食品の温度を直接に測定することにより、加熱されている食品が所望の温度に到達するまでの、及び／又は食品が略室温に到達するまでの、残り時間を決定することが可能な方法及び装置を開示している。残り時間の決定は、少なくとも加熱／冷却の間の食品の温度変化の速度に基づく。
【０００９】
本発明の目的は、食品の温度を直接に測定することなく、所定の温度に食品がいつ到達するかをユーザが知ることを可能とする、容器の中の食品、特に哺乳瓶の中のミルクを加熱し、予め設定された食品温度の到達時間を推定するための加熱装置を提供することにある。更なる目的は、容器の中の食品を加熱し、予め設定された食品温度の到達時間を推定するための、対応する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様においては、容器の中の食品、特に哺乳瓶の中のミルクを加熱し、予め設定された食品温度の到達時間を推定するための加熱装置であって、前記加熱装置は、流体を収容し、前記容器を受容するよう構成された、室と、前記室における前記流体を加熱するための、加熱ユニットと、第１の時点及び第２の時点において前記流体の温度を測定するための、時間範囲に亘り前記流体の温度を測定するための、温度測定ユニットと、第１の時点である時間範囲の各時点について、前記第１の時点と、前記第１の時点とは異なる前記時間範囲の対応する第２の時点と、の間の前記流体の温度差を決定するための、算出ユニットと、を有し、前記算出ユニットは、前記決定された温度差を所定の温度の量と比較するよう構成され、前記算出ユニットは、前記加熱ユニットが起動されていない期間における前記決定された温度差を比較するよう構成され、前記装置は更に、前記算出ユニットの比較結果に基づいて、前記容器に収容された前記食品についての予め設定された温度が到達される到達時間を推定するための、推定ユニットを有する、加熱装置が提示される。
【００１１】
本発明の第２の態様においては、容器の中の食品、特に哺乳瓶の中のミルクを加熱し、予め設定された食品温度の到達時間を推定するための方法であって、加熱装置が、流体を収容し、前記容器を受容するよう構成された、室を有し、前記方法は、加熱ユニットにより前記室における前記流体を加熱するステップと、第１の時点及び第２の時点において前記流体の温度を測定するステップと、第１の時点である時間範囲の各時点について、前記第１の時点と、前記第１の時点とは異なる前記時間範囲の対応する第２の時点と、の間の前記流体の温度差を決定するステップと、前記決定された温度差を所定の温度の量と比較するステップであって、前記決定された温度差の比較は、前記加熱ユニットが起動されていない期間において実行されるステップと、前記算出ユニットの比較結果に基づいて、前記容器に収容された前記食品についての予め設定された温度が到達される到達時間を推定するステップと、を有する方法が提示される。
【００１２】
本発明の更なる態様においては、コンピュータにおいて実行されたときに、ここで開示された方法のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム、及び、プロセッサにより実行されたときに、ここで開示された方法が実行されるようにするコンピュータプログラム製品を保存する、持続性のコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【００１３】
本発明の好適な実施例は、従属請求項において定義される。請求される方法、プロセッサ、コンピュータプログラム及び媒体は、請求される装置と及び従属請求項において定義されるものと同様の及び／又は同一の好適な実施例を持つことは、理解されるべきである。
【００１４】
食品を収容するために室を用いて、加熱ユニットにより生成される熱が、該容器に収容された食品に伝達されることができ、それにより食品が、特定の温度、特に乳幼児に適切な温度にまで加熱されることができる。温度測定要素により、本発明は、直接に食品に接触することなく該食品の温度を決定することを可能とし、それにより食品の汚染を防ぎ、改善された衛生状態が実現される。温度測定要素は、流体の温度を直接に測定しても良いし、又は室の温度を介して間接的に測定しても良いことは、理解されよう。
【００１５】
更に、本発明による加熱装置は、予め設定された温度にまで食品を加熱する機能を提供しつつ、これに加えて、該食品についての予め設定された温度が到達される到達時間をユーザが推定することを可能とする。特に、本発明は、熱が熱系に入力されていないときには、該系の温度が該熱系の異なる部分間の熱平衡を特徴付ける安定値に到達するという、熱物理学からの知識を利用する。加熱装置の場合には、食品についての予め設定された温度が到達されたときには、加熱器は、該食品の温度を更に上昇させる熱を生成しないよう、又は該予め設定された温度を維持するための特定の熱の量のみを生成するよう、構成される。それ故、流体の温度は、該食品の予め設定された温度に近くなる。
【００１６】
それ故、２つの異なる時点において流体の温度を測定することにより、該２つの時点の間の温度差を決定することができる。当該差は、所定の温度の量と比較される。該比較に基づいて、容器に収容された食品についての予め設定された温度が到達される到達時点が、高い精度及び信頼性をもって推定されることができる。有利にも本発明は、食品の予め設定された温度が到達されるとすぐに該食品を消費することを可能とするため、使用の遅れによる食品の劣化を回避する。
【００１７】
前記算出ユニットは、加熱ユニットが起動されていない状態の期間において、決定された温度差を比較するよう構成される。加熱ユニットが起動されていない状態にある場合、該加熱装置は冷却段階、オーバーシュート段階、又は２つの短い加熱期間の間、特に加熱段階特にサーモスタット加熱段階の加熱増大期間の間にある。好適には、異なる冷却及び／又は加熱段階が考慮され、到達時間の推定がより正確となるようにする。
【００１８】
当該アルゴリズムの主な利点は、食品／ミルクが準備完了となったことを検出することが可能となり、該検出が、予め設定された食品温度の到達時間において為されることである。好適には、該加熱装置は、食品／ミルクが準備完了となったという情報についてビデオ／オーディオ信号を介してユーザに通信することが可能である。到達時間の前に到達時間を推定することはできない。換言すれば、温度測定要素により検出された温度挙動を監視することにより、該加熱装置が、ミルクが準備完了しているか否かを判定するのであり、好適にはユーザに「準備完了」信号を提供する。このようにして、ミルクが準備完了となっているか過熱されていないかについてユーザが心配する必要がない。
【００１９】
好適な実施例においては、前記算出ユニットは、前記第１の時点において、前記算出された温度差又はその絶対値が、前記所定の温度の量以下である場合、前記第１の時点及び前記第２の時点より後である中間時点を記録するよう構成される。このようにして、流体及び容器の状態、特に流体及び食品の状態の決定に基づいて、前記到達時間が推定されることができ、斯くして決定される状態は、熱平衡に近いか又は熱平衡である。有利にも、前記到達時間が高い精度で推定されることができる。
【００２０】
好適には、前記推定ユニットは、前記第２の時点を前記到達時間と推定するよう構成される。このようにして、該到達時間は、熱平衡に近い又は熱平衡における決定された状態の開始に基づいて推定されることができる。有利にも、前記到達時間が増大された精度で推定される。
【００２１】
他の好適な実施例においては、前記中間時点は、前記決定された温度差の絶対値が最大値に到達した後に記録される。このことは、推定結果の信頼性を有利にも増大させる。
【００２２】
好適には、前記推定ユニットは、前記加熱ユニットが、前記中間時点において起動されていない状態であり、第１の所定の期間に亘り起動されていない状態のままである場合、前記中間時点において開始する第１の所定の期間の終了時における第１の終了時点を到達時間と推定するよう構成される。比較的高い初期温度から少量の食品を加熱するためには、比較的少ない量の加熱エネルギーしか必要とされない。このことは、この場合には、いずれのサーボスタットのブーストの前に、加熱ユニットが起動されていない該加熱装置の冷却段階においてさえも、予め設定された温度に食品が加熱され得ることを意味する。有利にも、到達時間が、該加熱ユニットの冷却段階について更に増大された精度で推定される。
【００２３】
好適には、前記推定ユニットは、前記中間時点において開始する第１の所定の期間内の前記加熱ユニットの起動状態の検出に基づいて、前記到達時間を推定するよう構成される。加熱ユニットの起動状態の検出は、該加熱装置が加熱段階にあること、特にサーモスタット加熱段階にあることを意味する。斯かる加熱段階はしばしば、比較的低い初期温度から大量の食品を加熱するために、比較的大量の加熱エネルギーが必要とされる場合に、必要とされる。特に、食品を予め設定された温度にまで更に加熱するために、サーモスタット加熱から更にエネルギーが必要とされる。有利にも、該加熱装置の加熱段階、特にサーモスタット加熱段階を考慮に入れることにより、高い信頼度で到達時間が推定される。
【００２４】
好適には、前記推定ユニットは、第２の終了時点において開始する第２の所定の期間に亘る前記加熱ユニットの状態の検出に基づいて前記到達時間を推定するよう構成される。このようにして、加熱装置の加熱又は冷却段階が検出されることができ、それにより、該検出された状態に基づいて到達時間の推定が為されることができる。有利にも、該到達時間が、より信頼性高く推定されることができる。
【００２５】
好適には、前記推定ユニットは、前記第２の所定の期間に亘って前記加熱ユニットが起動されていない状態にある場合、前記第２の所定の期間の終了時における第３の終了時点を、前記到達時間と推定するよう構成される。斯くして、該到達時間は、検出された加熱期間の第２の終了時点と、後続する加熱期間の開始と、の間の時間間隔が、第２の所定の期間より長い場合に、該第３の終了時点として推定される。２つの連続する加熱期間又は加熱ブーストの間、特に２つのサーモスタット加熱期間の間の、比較的長い継続時間は、食品を更に加熱するための加熱パワーが入力されていないことを示唆するが、それは主に時間経過によるエネルギー損失を補償するためである。該継続時間を監視することにより、特に２つの連続するサーモスタット加熱期間の間の継続時間を監視することにより、本発明は有利にも、更に向上した精度で到達時間を推定することを可能とする。
【００２６】
好適な実施例においては、前記第１の時点と前記第２の時点との間の時間差は、５分よりも短く、好適には１分以下である。このようにして、該第１の時点と該第２の時点との間の流体の温度差が、到達時間を推定するための信頼性の高い基礎を提供する。特に、該第１の時点と該第２の時点との間の過度に長い時間差が回避され、それにより、推定される到達時間の結果におけるアーティファクトの影響が有利に最小化される。
【００２７】
他の好適な実施例においては、前記所定の温度の量は、負ではなく且つ５℃以下であり、好適には１℃以下である。食品の温度が予め設定された温度に近い場合には、流体の温度変化が減速する。過度に大きく選択された所定の温度量は、常に第１の時点と第２の時点との間の温度差よりも大きくなる。このことは、所定の温度量を適切に選択することによって有利に防止され、これにより到達時間の推定が、より信頼性高いものとなる。
【００２８】
更に好適な実施例においては、前記温度測定要素は、前記室における前記流体と直接に接触する。このようにして、向上した精度で該流体の温度が測定され、食品への直接の接触は必要とされない。有利にも、到達時間が更に高い信頼性をもって推定されることができる。
【００２９】
更に好適な実施例においては、前記加熱装置は更に、前記到達時間の推定の際に１つ以上の可聴及び／又は可視のインジケータ信号を生成するためのインジケータユニットを有する。このようにしてユーザは、好適には到達時間の前に、信号を受け取ることができる。該信号は、加熱段階を示すフィードバックをユーザに対して生成し、最終的には予め設定された温度が到達したことをユーザに通知する。これを実現するため、該信号は、例えば異なる音調、異なるＬＥＤ点灯パターンのような、異なる表示を持つべきである。これら異なる信号表示は、異なる加熱段階に対応する。それ故ユーザは、到達段階の直前の段階が到達されたことを、表示された信号を介して知ることができ、加熱工程が略準備完了となっていることを前もって知ることができる。有利にも、本発明は、到達時間についてユーザに積極的に通知することを可能とする。
【００３０】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施例を参照しながら説明され明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による加熱装置の第１の実施例の模式的な表現を示す。
【図２】本発明による加熱装置の第２の実施例の模式的な表現を示す。
【図３】本発明による時間経過に伴う温度プロファイルの図を示す。
【図４】本発明による時間経過に伴う他の温度プロファイルの図を示す。
【図５】本発明による時間経過に伴う更に他の温度プロファイルの図を示す。
【図６】本発明による方法の実施例の模式的な表現を示す。
【図７】実験的に得られた温度プロファイルの図、加熱装置の対応する段階の図、並びに流体温度の勾配及び推定される到達時間の図を示す。
【図８】実験的に得られた温度プロファイルの他の図、加熱装置の対応する段階の図、並びに流体温度の勾配及び推定される到達時間の図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、容器１４の中の食品１２、特に哺乳瓶の中のミルクを加熱するための加熱装置１０の第１の実施例の模式的な表現を示す。加熱装置１０は、流体１８を収容し、容器１４を受容するための、室１６を有する。加熱装置１０は更に、室１６に含まれた流体１８を加熱するための加熱ユニット２０を有する。加熱装置１０は更に、時間経過とともに流体１８の温度を測定するための温度測定要素２２を有する。更に、加熱装置１０は、第１の時点と第２の時点との間の流体１８の温度差を決定し、算出された温度差を所定の温度の量と比較するための、算出ユニット２４を有する。更に、加熱装置１０は、算出ユニット２４の比較結果に基づいて、容器１４に含まれる食品１２について予め設定された温度が到達される時点である到達時間を推定するための、推定ユニット２６を有する。
【００３３】
容器１４は、プラスチック、ガラス又は感熱材料のような、種々の材料からつくられたものであっても良い。容器１４に含まれる食品１２は、水、ミルク若しくはジュースのような液体又は離乳食であっても良い。室１６は好適には、低い熱伝導率を持つ材料からつくられ、流体１８と室１６の周囲の外部との間の熱交換が、効果的に低減させられるようにされる。室１６に含まれる流体１８は好適には、比較的高い熱容量を持つ水である。しかしながら、低い粘度を持つ他の液体が用いられても良く、気体さえもが用いられても良い。例えば、気体が二重壁の室内の空間に充填され、該気体が封入されても良い。
【００３４】
温度測定要素２２は好適には、ＮＴＣ（負温度係数）若しくはＰＴＣ（正温度係数）温度測定要素又はペルチェ素子である。更に好適には、温度測定要素は、熱結合素子である。加熱ユニット２０は、加熱コイル、加熱板、サーモスタット及び／又は加熱ロッドのような加熱要素であっても良い。図１においては、加熱ユニット２０は、室１６の底部に配置される。しかしながら、このことは本発明を限定するものではなく、室１６の壁１７を含む他の配置も利用可能である。加熱ユニット２０は、例えば好適には加熱ユニット２０に埋め込まれたプロセッサのような、コントローラにより制御される。好適には、加熱ユニット２０は、時間起動される及び／又は温度起動される、特に温度起動されないが時間起動される、サーモスタット加熱サイクルを実現するよう構成される。時間起動される加熱サイクルとは、加熱ユニットが、例えば加熱器がスイッチオフされてから所定の時間の後のような、時間基準に基づいて加熱サイクルを開始することを意味する。温度起動される加熱サイクルとは、加熱ユニットが、例えば温度が所定の温度レベルまで下がったときのような、温度基準に基づいて加熱サイクルを開始することを意味する。
【００３５】
温度測定要素２２は、室１６の壁１７に配置され、温度測定要素２２が、室１６の温度を介して間接的に、流体１８の温度を測定するように構成される。
【００３６】
算出ユニット２４は、温度測定要素２２からの測定結果を記録するよう構成され、第１の時点と第２の時点との間の流体１８の温度差を決定する。更に、算出ユニット２４は、斯くして決定された温度差を、所定の温度の量と比較するよう構成される。好適には、算出ユニット２４は、該温度差の絶対値を、負でない所定の温度の量と比較する。更に好適には、該所定の温度の量は、例えば１つ以上のボタン又はオーディオ若しくはディジタル入力を介して、ユーザにより設定されることができる。
【００３７】
推定ユニット２６は、算出ユニット２４と通信し、食品１２についての到達時間を推定するため、算出ユニット２４から供給された比較結果が、推定ユニット２６において処理されるようにする。好適には、推定ユニット２６は、更に加熱ユニット２０の状態の検出に基づいて、特に加熱ユニット２０の起動状態又は非起動状態に基づいて、食品１２についての到達時間を推定するように構成される。加熱ユニット２０の状態の検出は、破線の矢印２５により模式的に示されている。加熱ユニット２０が起動状態である場合には、加熱装置１０は、室１６及び流体１８を加熱するため加熱パワーが加熱ユニット２０に入力される、加熱段階で動作させられる。加熱ユニット２０が起動されていない状態である場合には、加熱装置１０は、加熱ユニット２０に加熱パワーが入力されない、冷却段階で動作させられる。
【００３８】
図２は、加熱装置の第２の実施例１０'の模式的な図を示す。加熱装置１０'は、図１における加熱装置１０と基本的に同じ要素を有するが、温度測定要素２２'が、室１６に含まれる流体１８と直接に接触するよう配置される点が異なる。好適には、温度測定要素２２'は、流体１８に垂直に浸された長細部を有する。
【００３９】
本発明による加熱装置１０、１０'の動作原理は、好適には水である流体１８及び好適にはミルクである食品１２の温度が平衡に達したときに、水の温度の変化、特に低下が減速するという洞察に基づく。水が冷却される加熱装置１０、１０'の冷却段階の間に水の温度勾配を調べることにより、ミルクが準備完了状態になっているか否か、即ち予め設定された温度に到達したか否かについての情報が、推定されることができる。
【００４０】
以下、本発明による加熱装置１０、１０'の機能が、図３乃至８に示された例の図とともに説明される。
【００４１】
図３は、本発明により得られ用いられる、時間ｔ（秒）に対する温度Ｔ（℃）を表す、温度プロファイル３０の図を示す。本図は、２つの曲線３１０、３２０を示す。第１の曲線３１０は、時間に対する（測定された）流体の温度を表し、第２の曲線３２０は、推定された時間に対する流体の温度を表す。
【００４２】
本発明による加熱ユニット２０は、主に熱の知識に基づいて制御される。実用上現れる多様な状況に対処するため、加熱ユニット２０は好適には、以下に個別に説明される、異なる加熱及び／又は冷却段階を持つ区分的加熱機能を適用することにより制御される。主な段階は、初期段階３００、較正加熱段階３０１（第１の加熱段階とも呼ばれる）、第１のオーバーシュート段階３０２、第２の加熱段階３０３、第２のオーバーシュート段階３０４、冷却段階３０５、及びサーモスタット加熱段階３０６の１つ以上を含む。
【００４３】
ｔ＝０からｔ＝ｔｉｎｉｔまでの初期段階３００の間、加熱ユニット２０は起動されていない状態であり、加熱パワーが入力されない。初期段階３００の間、流体の温度は、最低のレベルＴｗ，ｍｉｎである。食品の温度もまた、Ｔｗ，ｍｉｎに近い最低のレベルである。初期段階３００の後、加熱ユニット２０は最初に、較正加熱段階３０１の最初の部分である待機時間３０１ａの間に加熱される。較正加熱段階３０１の間、加熱ユニット２０は、図３において２つの矢印及び「ｏｎ（オン）」により示される起動状態にあり、加熱パワーが加熱ユニット２０に入力され、室１６に送られる。該待機時間の後、較正加熱段階３０１の第２の部分３０１ｂの間、水の温度は略直線的に上昇し、較正加熱段階３０１の終了時（ｔ＝ｔｃａｌｉｂ）において、流体の温度はＴｗ，ｍｉｎ＋Ｖに到達する。較正加熱段階３０１の第２の部分３０１ｂの間、流体の温度も上昇し始める。
【００４４】
第１のオーバーシュート段階３０２の間、加熱ユニット２０は、再び非起動状態で動作させられる。しかしながら、図３に示されるように、流体の温度は、第１のオーバーシュート段階３０２の間上昇し続け、第１のオーバーシュート段階３０２の最後（ｔ＝ｔｏｓ）にＴｗ，ｏｓに到達する。第１のオーバーシュート段階３０２の終了に向かって、流体の温度の上昇は減速する。第２の加熱段階３０３の間、加熱ユニット２０は、再び起動状態で動作させられる。流体の温度は最初、第２の加熱段階３０３の開始時において基本的に一定のままであるが、後に急速に上昇する。流体の温度の上昇は、第２の加熱段階３０３の終了（ｔ＝ｔｈｅａｔ）の後も継続する。
【００４５】
第２のオーバーシュート段階３０４の間、加熱ユニット２０は、再び起動されていない状態で動作させられる。しかしながら、図３に示されるように、流体の温度は上昇し続け、第２のオーバーシュート段階３０４の最後にＴｗ，ｈｅａｔに到達し、ここで流体の温度は最大値に到達する。図３に示されるように、第１のオーバーシュート段階３０２、第２の加熱段階３０３及び第２のオーバーシュート段階３０４の間、食品の温度は安定的に上昇する。また図３に示されるように、ｔ＝０とｔ＝ｔｗ，ｈｅａｔとの間の流体の温度の上昇は、同じ期間における食品の温度の上昇よりも大きい。
【００４６】
冷却段階３０５において、加熱ユニット２０は、再び起動されていない状態で動作させられ、加熱ユニット２０に加熱パワーは入力されない。図３に示されるように、流体の温度は、冷却段階３０５の間連続的に低下する。しかしながら、冷却段階３０５の最初において流体の温度は食品の温度よりも高いため、熱が容器１４を介して流体１８から食品１２へと伝導し、冷却段階３０５において食品の温度が徐々に上昇する。
【００４７】
サーモスタット加熱段階３０６は、複数の加熱ブーストＢ１乃至Ｂ９（例えばそれぞれが１秒の継続時間を持つ）から成る。サーモスタット加熱段階３０６は、ｔ＝ｔｅｘｐにおいて開始し、ユーザが加熱装置１０、１０'をスイッチオフするか又は電源コードを抜くと終了し、流体の温度と食品の温度との間の平衡に到達し該平衡を維持するよう構成される。加熱ブーストＢ１は、流体の温度が、食品１２の予め設定された温度Ｔｍ，ｅｘｐに対応するＴｗ，ｔｈｍを下回ると適用される。加熱ブーストＢ１の後にも流体の温度が依然として上昇しない場合には、流体の温度がＴｗ，ｔｈｍを超えるか丁度Ｔｗ，ｔｈｍとなるまで、加熱ユニット２０をスイッチオンすることにより、１つ以上の更なる加熱ブーストＢ２、Ｂ３が適用される。流体の温度が再び低下すると、それぞれが１つ以上の加熱ブーストＢ４乃至Ｂ５、Ｂ６乃至Ｂ７及びＢ８乃至Ｂ９から成る１つ以上の加熱ブースト群が適用されても良い。このようにして、食品を過剰に加熱するリスクなく、食品の温度が幾分かの時間の間、望ましい温度又は所定の温度に略一定に保たれることができる。
【００４８】
図３に示される加熱処理に関連する方法は、高い計算能力を持つ装置のみならず、限られた計算能力しか持たない装置にも、適用可能である。後者の装置においては、数桁の非常に正確な浮動小数点演算は、通常できない。高い計算能力を必要とする水の温度プロファイルの瞬間的な勾配を算出する必要性なく、信頼性高い到達時間の推定を実行するために、第１の時点である各監視時点と、第１の時点とは異なる対応する第２の時点と、の間で、流体１８の温度差が計算される。該推定方法は、図６に模式的に示されている。好適には、第２の時点は、５分よりも短い、より好適には１分以下である、固定された時間だけ、第１の時点よりも早くなるよう選択される。
【００４９】
食品１２が予め設定された温度にまで加熱されると、食品１２の更なる温度の上昇は生じるべきではない。この場合には、流体の温度は、予め設定された食品の温度よりも、かなり高くはならない。換言すれば、流体１８及び容器１４から成る、特に流体１８及び食品１２から成る熱系は、予め設定された食品の温度、特に予め設定されたミルクの温度において平衡を保つ。平衡となった段階が到達されると、比較的短い期間の間には、流体１８の大きな温度差はないべきである。期間Δｔ０内の流体１８、特に水の時間依存する温度差ΔＴｗは、
ΔＴｗ（ｔ）＝Ｔｗ（ｔ）−Ｔｗ（ｔ−Δｔ０）                （１）
として表されることができ、ここでｔは監視される時間範囲の第１の時点を秒の単位で表し、Ｔｗ（ｔ）は時間経過とともに測定される流体の温度を摂氏の単位で表す。ΔＴｗ（ｔ）の値は、流体が冷却され始めるとすぐに、特に加熱装置１０、１０'の冷却段階の開始時において、推定到達時間（ＥＴＡ）関数を用いて算出される。
【００５０】
ＥＴＡ関数は、図６に示されるステップ６０１において起動される。次いで、加熱ユニット２０の状態が、図６のステップ６０２において検出される。図６のステップ６０３において、加熱装置１０、１０'の冷却段階３０５において加熱ユニット２０が起動されていないことが検出されると、ＥＴＡ関数が算出ユニット２４により適用され、図６のステップ６０３において式（１）に従ってΔＴｗ（ｔ）が決定される。ここで算出ユニット２４が、ΔＴｗ（ｔ）を所定の温度の量と比較する（図６におけるステップ６０４）。該所定の温度の量は、好適には５℃より低く、より好適には１℃以下である。流体１８が冷却される間、流体１８の温度勾配は、負となる。好適には１分（Δｔ０＝６０秒）の時間範囲に亘って温度差が計算されるため、最初はΔＴｗ（ｔ）は正となり得るが、急速に負の値へと低下する。好適には、算出ユニット２４は、ステップ６０４において、−１［℃］＜ΔＴｗ（ｔ）＜０［℃］が成り立つか否かを決定する。ΔＴｗ（ｔ）の絶対値、即ち｜ΔＴｗ（ｔ）｜は最初上昇し、次いで低下し、このことは流体の温度が最初は急速に低下し、次いでより低速に低下することを意味する。
【００５１】
ステップ６０４において−１［℃］＜ΔＴｗ（ｔ）＜０［℃］が成り立たない場合、ステップ６０３が反復される。そうでなければ、ステップ６０５において、推定ユニット２６が、算出されたΔＴｗ（ｔ＊）、より好適にはその絶対値｜ΔＴｗ（ｔ＊）｜が、例えば１℃のような所定の温度の量以下である（即ち｜ΔＴｗ（ｔ＊）｜≦１［℃］）となる、第１の時点である中間時点ｔ＝ｔ＊を記録する。この場合には、流体の温度は、第１の時点と第２の時点との間において、特に過去１分で、１℃より小さい温度又は略１℃だけ低下している。平衡状態に到達しようとしており、食品１２が略消費のための準備が完了した状態であると考えられる。好適には、図６のステップ６０６において、到達時間の推定の際に、１つ以上の可聴の及び／又は可視のインジケータ信号を生成するための、インジケータユニット（図示されていない）が備えられても良い。例えば、推定された到達時間よりも前の所定の時点において、「ミルクの準備が略完了」といった可視のテキストがディスプレイに表示されても良い。代替としては、到達時間が到達されそうである時にユーザが通知されるように、１つ以上のビープ音が生成されても良い。
【００５２】
他の実施例においては、推定ユニット２６は、中間時点ｔ＝ｔ＊を到達時間として推定するよう構成される。
【００５３】
幾つかの場合については、較正加熱段階及び第２の加熱段階の間に食品１２を加熱するために供給される加熱エネルギーは、予め設定された温度にまで食品１２が加熱されるのに十分である。斯かる場合は、ここでは第１類の場合として呼ばれる。他のケースについては、期待される温度にまで完全に食品が加熱されるためには、サーモスタット加熱段階からの更なる加熱エネルギーが依然として必要とされる。斯かる場合は、ここでは第２類の場合として呼ばれる。第１類の場合については、ＥＴＡ関数は、流体の温度の勾配を調べることにより算出される。第２類の場合については、サーモスタット加熱段階間は流体の温度が比較的安定しているため、単に流体の温度の勾配を調べるだけでは不十分である。加えて、到達時間を推定するためには、連続する加熱ブースト間の時間間隔が考慮され得る。
【００５４】
好適な実施例においては、推定ユニット２６は、記録された中間時点ｔ＝ｔ＊の後に、加熱ユニット２０の状態の検出に基づいて、到達時間を推定するよう構成される。このことは、図４及び図５を参照しながら、以下に説明される。更に、到達時間の推定を実行するために加熱装置１０、１０'により利用される方法が、図６を参照しながら説明される。
【００５５】
図４は、本発明により取得され利用される、時間ｔ（秒［ｓ］）に対する温度Ｔ（摂氏［℃］）を表す、温度プロファイル４０の図を示す。図３に示された加熱工程と同様に、図４に示される加熱工程もまた、異なる加熱及び／又は冷却段階、特に初期段階４００、較正加熱段階４０１、第１のオーバーシュート段階４０２、第２の加熱段階４０３、第２のオーバーシュート段階４０４、冷却段階４０５、及びサーモスタット加熱段階４０６を含む。図４における図は、式（１）に従って時間に対して算出された、流体１８の温度差ΔＴｗ（ｔ）を表す、１本の曲線４１０を示す。
【００５６】
特に、式（１）におけるΔｔ０は、Δｔ０＝６０［ｓ］が成り立つように選択される。図４に示されるように、冷却段階４０５の最初において、ΔＴｗ（ｔ）は正であり、急速に負の値へと低下する。更に、ΔＴｗ（ｔ）の絶対値は、最初に上昇し、次いで低下する。冷却段階４０５の間に、ΔＴｗ（ｔ）の絶対値が最大値を通過した後、決定された温度差の絶対値｜ΔＴｗ（ｔ＊）｜≦１が満たされる中間時点ｔ＊が記録される。
【００５７】
中間時点ｔ＊の後、推定ユニット２６は、加熱ユニット２０の状態、即ち加熱ユニット２０が起動された状態か起動されていない状態かについての情報を受信するよう構成される（図６のステップ６０７）。ｔ＝ｔ＊において、加熱ユニット２０は停止させられている。加熱ユニット２０が、好適には１分である（Δｔ１＝６０［ｓ］）長さΔｔ１の第１の所定の期間の間起動されていない状態のままである場合、推定ユニット２６は、ｔ＝ｔ＊からｔ＝ｔ＊＋Δｔ１の第１の所定の期間の終了時点ｔａｒｒ，ｅｓｔ＝ｔ＊＋Δｔ１を、食品１２について予め設定された温度の到達時間と推定する（図６のステップ６１０）。このことは図４に示された場合であり、第１の期間の間に、特に中間時点ｔ＊から１分の間に、サーモスタット加熱が実行されず、従って、該１分の間に食品１２を加熱するための加熱エネルギーが更には供給されないことを意味する。
【００５８】
到達時間の推定の際に、１つ以上の可聴の及び／又は可視のインジケータ信号を生成するための、インジケータユニット（図示されていない）が備えられても良い。例えば、「ミルクの準備が完了」といった可視のテキストがディスプレイに表示されても良い。代替としては、到達時間が到達された時又は到達されそうである時にユーザが通知されるように、１つ以上のビープ音が生成されても良い。
【００５９】
図４に示される加熱工程は、比較的高い食品（特にミルク）の初期温度から、比較的少量の食品を加熱するために、比較的少量の加熱エネルギーしか必要とされない場合に対応する。この場合には、ミルクは、サーモスタットのブーストの前に、冷却段階４０５の間に、予め設定された温度に到達し得る。
【００６０】
第１の所定の期間の間に、特に１分の間に、サーモスタットの加熱が図６のステップ６０７において検出された場合には、到達時間を推定するために更なる解析が必要とされる。このことは、図５を参照しながら以下に説明される。
【００６１】
図５は、好適には１分である第１の所定の期間Δｔ１の間に、加熱ユニット２０が起動状態であると検出されることを除いて、図４に類似する図を示す。このことは、サーモスタット加熱段階５０６が、ｔ＝ｔ＊とｔ＝ｔ＊＋Δｔ１との間の第１の所定の期間内に始まっていることを意味する。この場合には、ＥＴＡ関数は、食品を加熱し、２つの連続する加熱期間、特に２つの連続するサーモスタット加熱期間の間の継続時間を監視するために、より多くの時間を許容する。好適には、推定ユニット２６は、第２の所定の期間以上の長さの継続時間が検出されるまで、サーモスタット加熱段階５０６の開始から、２つの連続するサーモスタット加熱期間、特に加熱ブーストの間の継続時間を記録するよう構成される（図６におけるステップ６０８）。このことは、時間経過とともに加熱ユニット２０の状態についての情報を受信することにより実現される。
【００６２】
図５に示されるように、推定ユニット２６は、好適には３分である（即ちΔｔ２＝１８０［ｓ］）第２の所定の期間Δｔ２に亘って、加熱ユニット２０が起動されていない状態であるか否かを決定するよう構成される（図６におけるステップ６０９）。否である場合、前のサーモスタット加熱の終了から開始して、期間ステップ６０８における時間の記録が繰り返される。図５に示されるように、第３の加熱ブーストＢ３と第４の加熱ブーストＢ４との間の時間間隔は、Δｔ２よりも長い。それ故、到達時間は、ｔａｒｒ，ｅｓｔ＝ｔｅｎｄ，Ｂ３＋Δｔ２、即ち図５に示された第２の所定の期間の終了時点として推定される（図６のステップ６１０）。この場合には、比較的長い第２の所定の期間の間に、食品を加熱するために更なる加熱エネルギーは供給されず、このことは、サーモスタット加熱が主に、例えば雰囲気のような周囲との熱交換による、時間経過に伴う食品１２の熱エネルギー損失を補償するためのものとなることを意味する。
【００６３】
図５に示される加熱工程は、比較的低い食品（特にミルク）の初期温度から、比較的大量の食品を加熱するために、大量の加熱エネルギーが必要とされる場合に対応する。これらの場合には、ミルクの温度は、第２の加熱段階５０３の後に、３℃乃至５℃だけ予め設定された温度よりも低くなり得る。それ故、第２の加熱段階５０３の後にミルクを更に加熱するため、サーモスタット加熱からの更なる加熱エネルギーが必要とされる。
【００６４】
好適には、食品１２についての予め設定された温度の推定された到達時間をユーザに通知するため、ｔ＝ｔｔｅｎｄ，Ｂ３＋Δｔ２において又は該時点より前に、インジケータユニットが１つ以上の可聴の及び／又は可視のインジケータ信号を生成しても良い。
【００６５】
図７は、実験的に得られた温度プロファイルの図（図７Ａ）、加熱装置の対応する段階１０、１０'の図（図７Ｂ）、並びに流体温度の勾配及び推定される到達時間の図（図７Ｃ）を示す。図７Ａにおける温度プロファイルは、図４に示されたものと同様である。図７Ａにおいては２つの曲線が示され、第１の曲線７１０は流体の温度を表し、第２の曲線７２０は推定される食品の温度を表す。加熱装置１０、１０'の種々の段階を特徴付ける時点は、垂直の破線により示されている。図７Ｂにおいては、加熱装置１０、１０'の種々の段階は、曲線７３０により示され、該曲線は、加熱装置１０、１０'の種々の段階、即ち初期段階７００、較正加熱段階７０１、第１のオーバーシュート段階７０２、第２の加熱段階７０３、第２のオーバーシュート段階７０４、冷却段階７０５及びサーモスタット加熱段階７０６を示す、種々のレベル７００乃至７０６を通過している。
【００６６】
図７Ｃにおいては、流体の温度（水の温度）の勾配は、冷却段階７０５の開始時点ｔｗ，ｈｅａｔから始まる曲線７５０により示される。曲線７４０は、予め設定された温度の状態を表す。曲線７４０は、初期化（７４０ａ、ｔ＝０乃至ｔ＝ｔｗ，ｈｅａｔ）、上昇（７４０ｂ、ｔ＝ｔｗ，ｈｅａｔ乃至ｔ＝ｔ＊）、接近（７４０ｃ、ｔ＝ｔ＊乃至ｔ＝ｔ＊＋Δｔ１）及び到達（７４０ｄ、ｔ＝ｔ＊＋Δｔ１）を含む、種々のレベル７４０ａ乃至ｄを示す。図７の結果を得るために、流体として水が用いられ、食品としてミルクが用いられていることに留意されたい。ミルク及び／又は水の体積は６０ｍｌであり、予め設定されたミルクの温度は３７℃である。第１の所定の期間の長さは、Δｔ１＝１分となるよう選択される。図７からは、ｔ＝ｔｅｘｐによりマークされたサーモスタット加熱段階７０６の開始の前に、ｔａｒｒ，ｅｘｔ＝ｔ＊＋Δｔ１において、予め設定されたミルクの温度が到達されていることが分かる。
【００６７】
図８は、実験的に得られた温度プロファイルの図（図８Ａ）、加熱装置の対応する段階１０、１０'の図（図８Ｂ）、並びに流体温度の勾配及び推定される到達時間の図（図８Ｃ）を示す。図８Ａにおける温度プロファイルは、図５に示されたものと同様である。図８Ａにおいては２つの曲線が示され、第１の曲線８１０は流体の温度を表し、第２の曲線８２０は推定される食品の温度を表す。加熱装置１０、１０'の種々の段階を特徴付ける時点は、垂直の破線により示されている。図８Ｂにおいては、加熱装置１０、１０'の種々の段階は、曲線８３０により示され、該曲線は、加熱装置１０、１０'の種々の段階を示す、種々のレベル８００乃至８０６（図７Ｂと同様）を通過している。
【００６８】
図８Ｃにおいては、流体の温度（水の温度）の勾配は、冷却段階８０５の開始時点ｔｗ，ｈｅａｔから始まる曲線８５０により示される。曲線８４０は、予め設定された温度の状態を表す。曲線８４０は、初期化（８４０ａ、ｔ＝０乃至ｔ＝ｔｗ，ｈｅａｔ）、上昇（８４０ｂ、ｔ＝ｔｗ，ｈｅａｔ乃至ｔ＝ｔ＊）、接近（８４０ｃ、ｔ＝ｔ＊乃至ｔ＝ｔ＊＋Δｔ１）及び到達（７４０ｄ、ｔ＝ｔ＊＋Δｔ１）を含む、種々のレベル８４０ａ乃至ｄを示す。図７の結果を得るために、流体として水が用いられ、食品としてミルクが用いられていることに留意されたい。ミルクの体積は２１０ｍｌであり、水の体積は１８０ｍｌであり、予め設定されたミルクの温度は３７℃である。第１の所定の期間の長さは、Δｔ１＝１分となるよう選択される。図７とは異なり、ｔ＝ｔｅｘｐによりマークされたサーモスタット加熱段階７０６の開始の前に、予め設定されたミルクの温度は到達されない。図８Ｂに例示されるように、中間時点は基本的に、サーモスタット加熱段階の開始時と一致し、即ちｔ＊＝ｔｅｘｐである。２つの連続する加熱期間の間の時間間隔は、ｔ＝ｔｅｘｐから始めて決定される。図８Ｂ乃至Ｃに示されるように、加熱ブーストＢ６と加熱ブーストＢ７との間の時間間隔は、３分である第２の所定の期間よりも長い。それ故、到達時間は、第２の所定の期間の終了時において到達すると推定され、即ちｔａｒｒ，ｅｓｔ＝ｔｅｎｄ，Ｂ６＋Δｔ２と推定される。
【００６９】
本発明は図面及び以上の記述において説明され記載されたが、斯かる説明及び記載は説明するもの又は例示的なものであって限定するものではないとみなされるべきであり、本発明は開示された実施例に限定されるものではない。図面、説明及び添付される請求項を読むことにより、請求される本発明を実施化する当業者によって、開示された実施例に対する他の変形が理解され実行され得る。
【００７０】
請求項において、「有する（comprising）」なる語は他の要素又はステップを除外するものではなく、「１つの（a又はan）」なる不定冠詞は複数を除外するものではない。単一の要素又はその他のユニットが、請求項に列記された幾つかのアイテムの機能を実行しても良い。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に利用されることができないことを示すものではない。
【００７１】
請求項におけるいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
0006397139.tif 000002
【図２】
0006397139.tif 000003
【図３】
0006397139.tif 000004
【図４】
0006397139.tif 000005
【図５】
0006397139.tif 000006
【図６】
0006397139.tif 000007
【図７】
0006397139.tif 000008
【図８】
0006397139.tif 000009