(57)【要約】【課題】異常加熱になった場合でも、加熱室内の温度と蒸気量とを検知することで安全に動作させ、しかも通常加熱時の早切れを防止させること。【解決手段】食品の大きさを判定（Ｓ１０６Ａ〜Ｓ１０６Ｄ）し、食品の大きさ（少量１、少量２、少量３、大量）と、加熱室内の蒸気量が所定値以上になるまでに経過した時間（Ｓ１０８Ａ〜Ｓ１０８Ｃ）とから、食品の異常加熱を検出して、マグネトロンの高周波出力レベルを低下させるとともに、検知後の動作時間を決定する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品を収納する加熱室と、前記加熱室内の食品を誘電加熱するための高周波を発生する高周波発生手段と、前記加熱室の壁面外側に配置され前記加熱室内の食品の温度を非接触で検出する表面温度検出手段と、前記加熱室内の雰囲気温度を検出する庫内温度検出手段と、前記加熱室内の蒸気量を検出する庫内蒸気検出手段と、前記表面温度検出手段、庫内温度検出手段、及び前記庫内蒸気検出手段からの出力に基づき前記高周波発生手段の出力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て加熱開始操作を入力すると、前記加熱室内の蒸気量が所定値以上になるまでに経過した時間から、食品の異常加熱を検出した場合、前記高周波発生手段の出力レベルを低下させるとともに、前記高周波発生手段が停止するまでの時間を求めることを特徴とした高周波加熱装置。
【請求項２】
制御部は、使用者が任意の時間を設定して加熱開始操作を入力すると、加熱室内の雰囲気温度の上昇時間により食品の大きさを推測し、前記加熱室内蒸気量が所定値以上になるまでに経過した時間から、食品の異常加熱を検出した場合、高周波発生手段の出力レベルを低下させるとともに、前記高周波発生手段が停止するまでの時間を求めることとした請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項３】
庫内温度検出手段と庫内蒸気検出手段とが一体である請求項１または２に記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全性に配慮した高周波加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、オーブンレンジ等の高周波加熱装置は、使用者の誤使用による異常加熱への対策を施し、安全を確保している。例えば、加熱室内の食品の表面温度が所定値以上の場合、加熱室内の雰囲気温度の上昇時間により、食品の大きさを推測し、高周波発生手段の出力レベルを落とす閾値を、少量負荷用と大量負荷用とに分けて設定して、少量負荷の加熱時でも異常加熱を防止したものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、食品が少量であった場合、加熱室内の蒸気量が所定値以下であれば高周波発生手段を停止することにより、少量の食品の異常加熱を防止したものも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２７９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の高周波加熱装置は、使用者が少量の食品の加熱をする場合、誤って加熱パワーを大きく、加熱時間を長く設定して加熱開始した場合でも、加熱室の雰囲気温度の上昇を検出し、かつ、加熱室内の食品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、食品の異常加熱を防止することができる。
【０００６】
しかしながら、発熱シートを利用した冷凍食品を加熱するような場合、発熱シートは加熱開始後から高温になるが、加熱室内の雰囲気温度の上昇を検出するまでは、加熱パワーの低減をしないので、早切れして冷凍のまま加熱が終了するということがなくなるが、温度上昇のし易い少量の食品の場合、食品が異常加熱され急激に温度上昇してしまうという課題がある。
【０００７】
また、加熱室内の蒸気量を検出して高周波発生手段の運転を制御する高周波加熱装置は、温度上昇し易い少量の食品の場合においても、加熱室内の蒸気量が所定値以下になるまで高周波を停止させないとすることで、早切れを起こさず、食品の過加熱を防ぎ安全に動作を停止させている。
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載された高周波加熱装置では、蒸気検出手段の信号のノイズレベルが大きい場合、蒸気量が所定値以下になった場合でも信号を検出してしまい、蒸気量の減少を検知することができず、異常加熱時に動作を停止することができない。さらに、食品からの蒸気量が減少した場合でも、加熱室内の蒸気が加熱室内外へ排出され、残留蒸気量が減少するまでに時間がかかり、その間に食品が異常加熱状態になる、という課題があった。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、通常加熱時において早切れを生じさせず、異常加熱になった場合でも、加熱室内の温度と蒸気量を検知することで、高周波発生手段の出力レベルを低下させ、安全に動作させる高周波加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、前記加熱室内の食品を誘導加熱するための高周波を発生する高周波発生手段と、前記加熱室の壁面外側に配置され前記加熱室内の食品の温度を非接触で検出する表面温度検出手段と、前記加熱室内の雰囲気温度を検出する庫内温度検出手段と、前記加熱室内の蒸気量を検出する庫内蒸気検出手段と、前記表面温度検出手段、庫内温度検出手段、及び前記庫内蒸気検出手段からの出力に基づき前記高周波発生手段の出力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て加熱開始操作を入力すると、前記加熱室内の雰囲気温度の上昇時間により食品の大きさを推測し、前記加熱室内蒸気量が所定値以上になるまでに経過した時間から、推測された食品の大きさによって前記高周波発生手段の出力レベルを低下させ、動作停止までの時間を決定し安全に動作を停止させる。
【００１１】
上記構成によって、使用者が少量の食品を加熱する際、誤って加熱パワーを大きく、加熱時間も長く設定して加熱開始した場合にでも、加熱室内の雰囲気温度の上昇と、蒸気量の上昇によって、食品温度が高温になったと判断した場合、それ以上加熱が進まないよう、加熱パワーを低減、動作を停止させるので、食品の異常加熱を防止することができる。また、加熱室内の雰囲気温度の上昇と、加熱室内の蒸気量の上昇を検出し、異常加熱を判別するまでは加熱パワーを低減させないので、通常加熱時に早切れが起こるということはない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、少量の食品を手動加熱する場合、通常加熱時の早切れが生じることなく、異常加熱を防止でき、安全で信頼性の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例における高周波加熱装置のシステム概略図
【図２】同高周波加熱装置の開閉扉を閉めた状態を示す正面図
【図３】制御部の電気的構成を示すブロック図
【図４】同制御部の赤外線センサにおける制御内容を示すフローチャート
【図５】同制御部の蒸気センサにおける制御内容を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、食品を収納する加熱室と、前記加熱室内の食品を誘電加熱するための高周波を発生する高周波発生手段と、前記加熱室の壁面外側に配置され前記加熱室内の食品の温度を非接触で検出する表面温度検出手段と、前記加熱室内の雰囲気温度を検出する庫内温度検出手段と、前記加熱室内の蒸気量を検出する庫内蒸気検出手段と、前記表面温度検出手段、庫内温度検出手段、及び前記庫内蒸気検出手段からの出力に基づき前記高周波発生手段の出力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て加熱開始操作を入力すると、前記加熱室内の食品の大きさを推測し、前記加熱室内蒸気量が所定値以上になるまでに経過した時間から食品の異常加熱を検出した場合、前記高周波発生手段の出力レベルを低下させるとともに、前記高周波発生手段が停止するまでの時間を求めることにより、通常加熱時の早切れが生じることなく、少量の食品を手動調理する場合の異常加熱を防止することができる。
【００１５】
第２の発明は、特に、第１の発明において、前記制御部は、使用者が任意の時間を設定して加熱開始操作を入力すると、前記加熱室内の雰囲気温度の上昇時間により食品の大きさを推測し、前記加熱室内蒸気量が所定値以上になるまでに経過した時間から、食品の異常加熱を検出した場合、前記高周波発生手段の出力レベルを低下させるとともに、前記高周波発生手段が停止するまでの時間を求めることにより、通常加熱時の早切れが生じるこ
となく、少量の食品を手動調理する場合の異常加熱を防止することができる。
【００１６】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、庫内温度検出手段と庫内蒸気検出手段とが一体にすることにより、部品点数を減らし構成を簡素化できる。
【００１７】
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。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における高周波加熱装置システムの概略図である。
【００１９】
図１において、加熱室１の底面には加熱室底面となる結晶化ガラスを加熱室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１に向かって右側の加熱室１内の右側面には、温度検出用の孔４が開けられており、壁面外側に配置された赤外線センサ５（表面温度検出手段）が、この孔４に対向する位置に配置されている。
【００２０】
赤外線センサ５は、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。加熱室１内上部には上ヒータ６が配置されており、加熱室１内の温度を検出する加熱室サーミスタ７（庫内温度検出手段）と、加熱室１内の蒸気量を検出する蒸気センサ８（庫内蒸気検出手段）が備わっている。本発明の実施の形態においては、加熱室サーミスタ７と蒸気センサ８とは、両者の機能を合わせ持った一つのセンサとして使用している。
【００２１】
加熱室１の奥下には水溜部１０が配置され、加熱室１の側壁から突出して設けられたノズル９から、給水されその水を沸騰させて蒸気を発生させる。加熱室１の外部には、高周波を発生させ出力するマグネトロン１１（高周波発生手段）、高周波加熱装置の加熱制御などを行う制御部１２を備えてある。
【００２２】
制御部１２は、マイクロコンピュータを主体にして構成しており、赤外線センサ５から得られる信号電圧や、加熱室サーミスタ７や蒸気センサ８から得られる信号電圧を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とを比較して、食品３の加熱時間を決定し、マグネトロン１１からの出力を制御するものである。
【００２３】
図２は、後述する高周波加熱装置のドアを閉めた状態を示す正面図である。加熱室１の前面には、ドア１３が開閉可能に設けられており、さらにこのドア１５には、使用者が加熱メニューの選択や加熱時間の選択などを行う十字キー１４と、選択の実行や加熱開始などを行うスタートボタン１５が設けられており、そして取り消しや操作を戻る時に使うマニュアルボタン１６や、必要な表示を行う表示部１７が設けられてある。
【００２４】
図３は、制御部１２の電気的構成を示すブロック図である。
【００２５】
図３において、制御部１２には、十字キー１４、スタートボタン１５、マニュアルボタン１６（これら総称して操作キー）、赤外線センサ５、加熱室１内の温度を検出する加熱室サーミスタ７、蒸気量を検出する蒸気センサ８といった各構成からの信号が、入力されるようになっている。また制御部１２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１７に出力パワーや加熱時間の情報を表示する。
【００２６】
さらに制御部１２は、駆動回路１８を介して、マグネトロン１１、上ヒータ６、後ヒータ１８、後ヒータ１８からの熱風を加熱室１内に送り込む循環ファン１９、スチームヒー
タ２０、マグネトロン１１の熱や電気部品を冷やす冷却ファン２１の運転を制御している。マグネトロン１１は、インバータ２２を経由して運転を制御されるので、出力をコントロールすることができ、例えば、スチームヒータ２０と高周波出力３００Ｗを同時に使用するということが可能となる。
【００２７】
図４は制御部１２の赤外線センサ５における制御内容を示すフローチャート、図５は制御部１２の蒸気センサ８における制御内容を示すフローチャートである。
【００２８】
本実施の形態において、使用者が任意の時間を設定して高周波加熱開始操作を入力した場合、赤外線センサ５による異常加熱防止手段と、蒸気センサ８による異常加熱防止手段とが並行して働く。赤外線センサ５は、図１の加熱室１右側面の温度検出用の孔４から加熱室１の雰囲気にさらされている。このため加熱時、食品３からの油や調味料の飛び散りによって、赤外線センサ５のレンズが汚れ、食品３の表面温度を正確に読み取れず、食品３が異常加熱状態に陥ることがあるが、その場合であっても、蒸気センサ８による異常加熱防止手段が並行して働くことで、食品３の異常加熱を防止することができる。
【００２９】
まず、赤外線センサ５における制御内容について、図４を用いて説明する。
【００３０】
使用者が食品３を加熱する場合、「レンジ出力切り替え」を十字キー１４でタップすることで、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が選択され、以降タップすることによって８００Ｗ、５００Ｗ、３００Ｗ、３００Ｗスチーム、１５０Ｗを順次選択することができる。３００Ｗスチームは、高周波出力とスチームを合わせたものである。ここでは、高周波出力６００Ｗが、選択されたこととする。
【００３１】
次に、調理時間を十字キー１４で選択する（ステップＳ２）。調理時間は、高周波出力の出力パワーによって、それぞれ最大時間が決められている。本実施の形態の高周波加熱装置では、８００Ｗの場合は６分である。そして、６００Ｗ、５００Ｗ、３００Ｗの場合は３０分、３００Ｗスチームの場合は１５分、そして１５０Ｗの場合は３００分である。ここでは、６００Ｗの最大時間である３０分が、選択されたこととする。
【００３２】
次に、使用者は十字キー１４の中央に設けられた「スタート」キーを押し、加熱を開始する（ステップＳ３）。加熱開始後、高周波出力によって食品３の温度が上昇し、加熱室１内にある加熱室サーミスタ７のレベルが上昇する。サーミスタレベルは、加熱室１中央の温度の関数として、温度に換算することができる。同様に、以下説明する蒸気センサレベルは、蒸気量に換算することができる。
【００３３】
図４において、加熱前の初期の加熱室サーミスタレベルから、Ｔレベル上昇したなら（ステップＳ４）と、その上昇時間をＡ［ｓ］とする（ステップＳ５）。本実施の形態では、サーミスタレベルＴ＝１５レベルであり、ジャガイモ一個を加熱した場合の上昇時間Ａは１３２［ｓ］であった。なお、サーミスタレベルの１５レベルとは、約６０℃相当である。また、上昇時間ＡがＴｗ［ｓ］以下の場合を少量とし（ステップＳ６Ａ）、Ｔｗ［ｓ］以上の場合を大量（ステップＳ６Ｂ）とする。本実施の形態では、Ｔｗ＝２４０［ｓ］である。
【００３４】
ステップＳ６において、食品３が少量の場合、赤外線センサ５による検出温度（ＩＲ検出温度という）と、少量負荷用の閾値温度（本実施の形態では、９２℃に設定）とを比較する（ステップＳ７）。比較の結果、ＩＲ検出温度が閾値温度以上の場合は、高周波発生手段であるマグネトロンの出力を低下させて、加熱を緩和させる（ステップＳ８）。また比較の結果、ＩＲ検出温度が閾値温度未満の場合は、加熱時間が設定した調理時間になっ
たかどうか判定する（ステップＳ１１）。
【００３５】
そして、ステップＳ８でマグネトロンの高周波出力を低下させ、所定時間経過後、再度、赤外線センサ５による検出温度を、第１の異常加熱温度（９８℃）と比較する（ステップＳ９）。ＩＲ検出温度が第１の異常加熱温度以上の場合は、さらに所定時間後、第２の異常加熱温度（９２℃）と比較し、ＩＲ検出温度が第２の異常加熱温度より高温の場合はマグネトロンを停止し、ＩＲ検出温度が第２の異常加熱温度未満の場合は、低下させた出力状態で、調理時間終了まで、加熱を行う（ステップＳ１１）。
【００３６】
次に、本発明の要旨に関係した蒸気センサ８における制御内容について、図５で説明する。なお、ステップＳ１〜Ｓ５は、図４の赤外線センサ５における制御内容と同様である。
【００３７】
上昇時間Ａ［ｓ］が、Ｔｗ１［ｓ］以下の場合を最も加熱物が小さいとし、少量１と定義する（ステップＳ１０６Ａ）。Ｔｗ１［ｓ］よりも大きくＴｗ２［ｓ］以下の場合を少量２とする（ステップＳ１０６Ｂ）。Ｔｗ２［ｓ］よりも大きくＴｗ３［ｓ］以下の場合を少量３とする（ステップＳ１０６Ｃ）。食品３の大きさは、少量１＜少量２＜少量３としており、Ｔｗ３［ｓ］より大きい場合を大量とする（ステップＳ１０６Ｄ）。少量１はさつまいも５０ｇ、少量２はじゃがいも１個、少量３はじゃがいも２個、大量はそれ以上の負荷を想定している。本実施の形態では少量を三つに分けたが、何個に分けても良い。
【００３８】
また、本実施の形態では、６００Ｗの出力パワーを選択した場合、Ｔｗ１＝１１０［ｓ］、Ｔｗ２＝２１０［ｓ］、Ｔｗ３＝２７０［ｓ］、とした。大量の場合は、各出力の最大時間で加熱を続けても、食品３の発煙・発火が起こらず、危険でない負荷量を想定した。本実施の形態において、じゃがいも１個６００Ｗで加熱した場合のＡは１３５［ｓ］であった。
【００３９】
また、加熱開始（ステップＳ３）した時から、加熱室１右奥に有る蒸気センサ８で加熱室１の蒸気量をモニターしており、高周波によって食品３が加熱されることで、蒸気が発生し、蒸気センサ８のレベルが所定値以上、かつ所定値時間維持した時、蒸気検知を行ったとする（ステップＳ１０７Ａ、Ｓ１０７Ｂ、Ｓ１０７Ｃ）。本実施の形態では、１７５レベル以上、０．６［ｍｓ］維持した時を「蒸気センサ検知あり」ということにした。また、加熱開始から蒸気センサが検知した時間をＢ［ｓ］とする（ステップＳ１０８Ａ、Ｓ１０８Ｂ、Ｓ１０８Ｃ）。本実施の形態において、じゃがいも１個６００Ｗで加熱した場合のＢは１３３［ｓ］であった。
【００４０】
そして、初期設定出力の状態で（Ｂ＋ａ）［ｓ］加熱を続け（ステップＳ１０９Ａ、Ｓ１０９Ｂ、Ｓ１０９Ｃ）、次ステップへ移行する。本実施の形態ではａ＝１２０［ｓ］とした。よって、じゃがいも１個６００Ｗで加熱した場合は１３３＋１２０＝２５３［ｓ］加熱を続ける。
【００４１】
次に、加熱室サーミスタレベルが加熱開始（ステップＳ３）した時からＴｃレベル上昇しているか判断する（ステップＳ１１０Ａ、Ｓ１１０Ｂ、Ｓ１１０Ｃ）。本ステップは、食品３の早切れを防止するためにプログラムに入れている。次ステップで出力のパワーダウンを行うが、食品３の温度が上がっていない状態での出力低下は避ける必要があるため、食品３の温度が十分上がっている状態でなければ、次ステップへ移行しないようにしている。
【００４２】
しかし、加熱室サーミスタ７の設定レベルを上げ過ぎると、スタート時の加熱室１の温度が高い場合、食品３が加熱され食品３の温度は上がっているが、加熱室１の初期からの
加熱室サーミスタレベルの上昇は少ないため、食品３は十分に温度が上がっているにもかかわらず、そのまま加熱を続けるため危険な状態に陥る場合がある。なお、本実施の形態では、サーミスタレベルＴｃ＝１７レベルとした。
【００４３】
次に、初期出力からｃ１［Ｗ］へ出力のパワーダウンを行う（ステップＳ１１１Ａ、Ｓ１１１Ｂ、Ｓ１１１Ｃ）。本実施の形態では、初期設定出力６００［Ｗ］から３００［Ｗ］にパワーダウンする。パワーダウンした状態での加熱時間はそれぞれ、（Ｂ＋ａ）×ｂ１［ｓ］、（Ｂ＋ａ）×ｂ２［ｓ］、（Ｂ＋ａ）×ｂ３［ｓ］とした。このｂ１、ｂ２、ｂ３は定数であり、少量１、２、３でそれぞれ異なっている。本実施の形態において、じゃがいも１個６００Ｗで加熱した場合は少量２に分類され、ｂ２＝２であるため、（１３３＋１２０）×２＝５０６［ｓ］パワーダウン出力を維持する。
【００４４】
次に、ｃ２［Ｗ］の断続運転に移行する（ステップＳ１１２Ａ、Ｓ１１２Ｂ、Ｓ１１２Ｃ）。本実施の形態では、３００［Ｗ］、５［ｓ］ＯＮ／１０［ｓ］ＯＦＦの断続運転とした。加熱時間はそれぞれ、（Ｂ＋ａ）×ｄ１［ｓ］、（Ｂ＋ａ）×ｄ２［ｓ］、（Ｂ＋ａ）×ｄ３［ｓ］とした。このｄ１、ｄ２、ｄ３は定数であり、少量１、少量２、少量３でそれぞれ異なっている。本実施の形態において、じゃがいも１個６００Ｗで加熱した場合は少量２に分類され、定数ｄ２＝１としたため、（１３３＋１２０）×１＝２５３［ｓ］断続運転を維持する。
【００４５】
そして、ステップＳ１１２Ａ、Ｓ１１２Ｂ、Ｓ１１２Ｃの加熱時間が終わると、高周波出力を停止する（ステップＳ１１３）。大量の場合は、初期設定出力を維持し、設定時間の加熱が終われば調理時間が終了して（ステップＳ１１４）、マグネトロン１１の出力を停止する。本実施の形態において、じゃがいも１個を高周波出力６００Ｗで加熱する場合、通常であれば４［ｍｉｎ］＝２４０［ｓ］加熱すれば適切な状態になるが、使用者が誤って加熱時間を３０分に設定した場合、高周波出力６００Ｗで２５３［ｓ］、３００Ｗで５０６［ｓ］、そして３００Ｗの断続運転で２５３［ｓ］、合計１０１２［ｓ］加熱され、じゃがいもは生の状態ではなく、かつ発煙することなく安全に高周波出力が停止した。
【００４６】
以上のように、使用者が誤って加熱パワー、加熱時間を設定して、加熱開始したような場合でも、加熱室１内の温度上昇と蒸気量によって、通常の食品３が加熱された場合より高い温度を検出することによって、高周波出力レベルを低下させるとともに、高周波が停止するまでの時間を求めることで、食品３の異常加熱を防止することができ、安全に使用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明にかかる高周波加熱装置によれば、使用者が少量の食品に対し加熱パワーを大きく、加熱時間を長く設定した場合でも、通常加熱時の早切が生じることなく、異常加熱を防止でき、安全で信頼性の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  加熱室
５  赤外線センサ（表面温度検出手段）
７  加熱室サーミスタ（庫内温度検出手段）
８  蒸気センサ（庫内蒸気量検出手段）
１１  マグネトロン（高周波発生手段）
１２  制御部
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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