JPH04270823A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、食品から発生する水蒸
気等のガスを検出するガスセンサを備え、このガスセン
サから出力されるガス検出信号に基づいて加熱制御する
ように構成した加熱調理器に関する。

【０００３】

【従来の技術】この種の加熱調理器である電子レンジに
おいて、自動調理を行う場合、図４に示すように、ガス
センサから出力されるガス検出信号の出力レベルが調理
の進行に伴ってピーク値Ｖ０から所定値Ｖｃだけ低下し
た時点で所定の追加熱行程へ移行し、その行程を経て調
理を終了するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子レンジ
が設置されている場所の温度及び湿度が変化すると、ガ
スセンサの抵抗の変化率が変わるため、同じ種類の食品
を同一量だけ調理する場合であっても、調理終了時点が
変動すること即ち調理時間が変動することがあった。図
４によって説明すると、室温がＴ１（℃）であって、相
対湿度がＨ１（％）である場合のガスセンサからのガス
検出信号の変化を実線Ａで示し、室温がＴ２（℃）、相
対湿度がＨ２（％）である場合のガスセンサからのガス
検出信号の変化を実線Ｂで示す。但し、Ｔ１＜Ｔ２、Ｈ
１＜Ｈ２である。尚、図４において、Ｖ１及びＶ２は、
上記各場合においてガスセンサから出力される初期値を
示している。

【０００５】この場合、ピーク値Ｖ０から所定値Ｖｃだ
け低下した時点で調理を終了するように制御するのであ
るが、室温がＴ１、相対湿度がＨ１である場合に適切な
加熱がなされるように上記所定値Ｖｃを設定すると、室
温がＴ２、相対湿度がＨ２である場合は、加熱時間が長
くなりすぎてしまうことがあった。即ち、実際の電子レ
ンジにおいては、常温度及び常湿度である場合に適切な
加熱がなされるように上記所定値Ｖｃを設定するので、
冬期において低温度及び低湿度である場合には、調理時
間が短くなってしまい、一方、夏期において高温度及び
高湿度である場合には、調理時間が長くなってしまう。 そして、最悪の場合には、調理終了した食品が食べられ
ないこともあった。

【０００６】具体的例を図５に示す。この図５は、ガス
センサの抵抗の変化率を示すグラフである。図５におい
て、曲線Ｃ１は、味噌汁１杯を初期温度５℃及び初期相
対湿度４０％で調理した場合であり、曲線Ｃ２は、味噌
汁１杯を初期温度３５℃及び初期相対湿度７０％で調理
した場合である。また、曲線Ｄ１は、味噌汁４杯を初期
温度５℃及び初期相対湿度４０％で調理した場合であり
、曲線Ｄ２は、味噌汁４杯を初期温度３５℃及び初期相
対湿度７０％で調理した場合である。この場合、味噌汁
１杯の場合においても、４杯の場合においても、それぞ
れ調理開始前の状態に関係してガスセンサの抵抗の変化
率が大きく異なることがわかる。

【０００７】特に、曲線Ｃ２と曲線Ｄ１がほぼ重なって
しまうので、調理開始前の状態によっては、味噌汁１杯
の場合の調理時間と、４杯の場合の調理時間とがほぼ同
じになってしまうことがわかる。

【０００８】そこで、本発明の目的は、ガスセンサに基
づいて自動調理を行うものにおいて、調理器本体周辺の
温度及び湿度にかかわらず、食品を適切に加熱すること
ができる加熱調理器を提供するにある。

【０００９】［発明の構成］

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の加熱調理器は、
食品から発生する水蒸気等のガスを検出するガスセンサ
を備え、このガスセンサからのガス検出信号に基づいて
加熱制御する加熱調理器において、調理開始時の調理器
本体周辺の温度を検出する第１の温度センサを備えると
共に、調理の進行に伴って変化する前記ガスセンサ周辺
の温度を検出する第２の温度センサを備え、そして、前
記第１及び第２の温度センサからの温度検出信号とこれ
ら検出された温度に対応する飽和水蒸気量とに基づいて
前記ガスセンサからのガス検出信号を補正する補正手段
を備えたところに特徴を有するものである。

【００１１】

【作用】上記手段によれば、調理開始時の調理器本体周
辺の温度と、調理の進行に伴って変化するガスセンサ周
辺の温度とを検出し、検出された温度及びこれら検出さ
れた温度に対応する飽和水蒸気量とに基づいてガスセン
サからのガス検出信号を補正するようにした。これによ
り、補正したガス検出信号の出力レベルがピーク値から
所定値だけ低下した時点で調理を終了するように制御す
れば、調理器本体周辺の温度及び湿度にかかわらず、食
品を加熱する調理時間が食品の種類及び量に応じてほぼ
一定且つ適切なものとなり、食品を適切に加熱できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を電子レンジに適用した一実施
例について図１ないし図３を参照しながら説明する。ま
ず、電気的構成と共に全体の概略構成を示す図１におい
て、電子レンジの加熱調理室１の内底部には、食品２を
載置する回転皿３が配設されている。この回転皿３は、
図示しないモータにより回転駆動されるようになってい
る。また、加熱調理室１の外側に配設されたマグネトロ
ン４は、マイクロ波を発振して加熱調理室１内へ供給す
ることにより、食品２を加熱するように構成されている
。

【００１３】上記マグネトロン４は、高圧トランス５及
び図示しない倍電圧整流回路等によって駆動される。高
圧トランス５と商用交流電源６との間には、ＤＣリレー
７が設けられており、該リレー７により高圧トランス５
が通断電される。上記ＤＣリレー７は、制御回路８によ
りオンオフ制御される。即ち、マグネトロン４は、制御
回路８により駆動制御されるようになっている。

【００１４】制御回路８は、マイクロコンピュータを含
んで構成されており、加熱運転全般を制御する機能の他
に、補正手段の機能を有している。制御回路８は、各種
の操作スイッチを備えた入力回路９から出力される各ス
イッチ信号を受けると共に、調理の途中経過や時刻等を
表示する表示器１０を駆動制御するように構成されてい
る。

【００１５】さて、調理器本体（図示しない）には、サ
ーミスタ等からなり第１の温度センサである室温センサ
１１が設けられている。この室温センサ１１は、調理開
始時の調理器本体周辺の温度である室温を検出して、そ
の温度検出信号を制御回路８に与えるようになっている
。また、加熱調理室１の左端上部には、加熱調理室１内
の空気を外部へ排出するための排気ダクト１２が設けら
れており、この排気ダクト１２内にガスセンサ１３が配
設されている。このガスセンサ１３は、食品２から発生
する水蒸気等のガスを検出し、そのガス検出信号を制御
回路８へ与えるようになっている。そして、加熱調理室
１の左端上部のうちガスセンサ１３の近傍に位置して、
サーミスタ等からなり第２の温度センサである温度セン
サ１４が設けられている。この温度センサ１４は、調理
の進行に伴って変化するガスセンサ１３周辺の温度を検
出するようになっている。

【００１６】次に、上記構成の作用を図２及び図３も参
照して説明する。まず、ガスセンサ１３から出力される
ガス検出信号を補正する補正手段の補正内容について、
具体的に述べる。ガスセンサ１３は、次の（１）及び（
２）式に示す温度特性及び相対湿度特性を有しているこ
とが知られている（東芝レビュー１９８４，ＶＯＬ．３
９，ＮＯ．８参照）。

【００１７】 　　α＝ｌｏｇ（ＲＴ１／ＲＴ０）／（Ｔ１−Ｔ０）　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）　　β
＝ｌｏｇ（ＲＨ１／ＲＨ０）／（Ｈ１−Ｈ０）　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　（２）ここで、α，
βは、ガスセンサに固有の定数であり、αは空気中抵抗
値の温度係数を示し、βは空気中抵抗値の相対湿度係数
を示している。

【００１８】また、Ｔ１，Ｔ０は温度、Ｈ１，Ｈ０は相
対湿度、ＲＴ１は温度がＴ１のときの抵抗値、ＲＴ０は
温度がＴ０のときの抵抗値、ＲＨ１は相対湿度がＨ１の
ときの抵抗値、ＲＨ２は相対湿度がＨ１のときの抵抗値
である。

【００１９】上記した（１）及び（２）式から、温度が
Ｔ１（℃）、相対湿度がＨ１（％）である環境中に、ガ
スセンサ１３が設置されたときのガスセンサ１３の抵抗
値Ｒは、 　　Ｒ＝Ｒ０＊ＥＸＰ｛α＊（Ｔ１−Ｔ０）＋β＊（Ｈ
１−Ｈ０）｝　　　　　　（３）となる。ここで、Ｒ０
は温度がＴ０（℃）、相対湿度がＨ０（％）である環境
中にガスセンサ１３が設置されたときのガスセンサ１３
の抵抗値である。

【００２０】また、電子レンジの調理中においては、ガ
スセンサ１３周辺の温度及び相対湿度は、調理の進行に
伴って変化し、経過時間ｔの関数となる。従って、調理
中のガスセンサ１３の抵抗値も、経過時間ｔの関数とな
り、（３）式から次のように表される。

【００２１】 　　Ｒ（ｔ）＝Ｒ０＊ＥＸＰ｛α＊（Ｔ１（ｔ）−Ｔ０
）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　＋β＊（Ｈ１（ｔ）−Ｈ０）｝　　　　　　　
　　　（４）ここで、Ｒ０は調理開始時の初期抵抗（Ω
）Ｔ０は調理開始時の初期温度（℃） Ｈ０は調理開始時の初期相対湿度（％）Ｔ１（ｔ）は調
理開始からの温度上昇関数Ｈ１（ｔ）は調理開始からの
相対湿度の変化関数である。尚、Ｔ１（ｔ）−Ｔ０は、
温度の上昇幅であり、以下ΔＴと表す。また、Ｈ１（ｔ
）−Ｈ０は、相対湿度の上昇幅であり、水蒸気量によっ
て表現すると、次式のようになる。

【００２２】 　　Ｈ１（ｔ）−Ｈ０＝Ｐ１（ｔ）／ＰＳ１（ｔ）＋Ｐ
０／ＰＳ１（ｔ）　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　−Ｐ０／ＰＳ０　　　　　　　　（５）ここで、Ｐ
１（ｔ）は食品の温度により発生する水蒸気量 ＰＳ１（ｔ）は調理の進行と共に上昇するガスセンサ周
辺の温度に対応する飽和水蒸気量 Ｐ０は調理開始時の初期相対湿度に対応する水蒸気量Ｐ
Ｓ０は調理開始時の初期温度に対応する飽和水蒸気量で
ある。即ち、（５）式の第１項は、調理の進行に伴って
食品から生ずる水蒸気によって上昇する相対湿度である
。（５）式の第２項は、調理開始時の初期相対湿度の調
理の進行に伴って減少する項である（温度上昇によるも
の）。（５）式の第３項は、調理開始時の初期相対湿度
を表している。

【００２３】さて、（４）式は、次のように変形するこ
とができる。

【００２４】 　　Ｒ（ｔ）＝Ｒ０＊ＥＸＰ［α＊ΔＴ＋β＊｛Ｐ１（
ｔ）／ＰＳ１（ｔ）　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　＋Ｐ０／ＰＳ１（ｔ）−Ｐ０／ＰＳ０｝］　　
　　　　　　（６）更に、この式を調理開始時の初期温
度及び相対湿度に関する項と、そうでない項に分離する
と、　　Ｒ（ｔ）＝Ｒ０＊ＥＸＰ［α＊ΔＴ＋β＊｛Ｐ
０／ＰＳ１（ｔ）　　　　　　　　　　　　−Ｐ０／Ｐ
Ｓ０｝＋β＊｛Ｐ１（ｔ）／ＰＳ１（ｔ）｝］　　（７
）ここで、食品から水蒸気が発生しない期間は、ガスセ
ンサ１３の抵抗の変化がほとんどないから（実験結果か
ら明らかなこと）、Ｐ１（ｔ）＝０となる。即ち、β＊
｛Ｐ１（ｔ）／ＰＳ１（ｔ）｝＝０となる。

【００２５】よって、α＊ΔＴ＋β＊｛Ｐ０／ＰＳ１（
ｔ）−Ｐ０／ＰＳ０｝＝０とみなすことができる。

【００２６】これは、温度上昇による影響（α＊ΔＴ）
と、初期相対湿度の温度上昇による低下の影響（β＊｛
Ｐ０／ＰＳ１（ｔ）−Ｐ０／ＰＳ０｝）とが相殺してい
ることを意味している。

【００２７】従って、（７）式は次のようになる。

【００２８】 　　Ｒ（ｔ）＝Ｒ０＊ＥＸＰ［β＊｛Ｐ１（ｔ）／ＰＳ
１（ｔ）｝］　　　　　　（８）さて、異なる初期状態
から調理を開始したときのガスセンサ１３の抵抗の関係
式は、（８）式から以下のように表される。

【００２９】まず、初期温度がＴ１、初期相対湿度がＨ
１、初期抵抗がＲ１の状態で調理を開始したときは、　
　Ｒ１（ｔ）＝Ｒ１＊ＥＸＰ［β＊｛Ｐ１（ｔ）／ＰＳ
１（ｔ）｝］　　　　（９）また、初期温度がＴ２、初
期相対湿度がＨ２、初期抵抗がＲ２の状態で調理を開始
したときは、　　Ｒ２（ｔ）＝Ｒ２＊ＥＸＰ［β＊｛Ｐ
２（ｔ）／ＰＳ２（ｔ）｝］　　（１０）となる。

【００３０】ここで、（９）式及び（１０）式に補正を
することにより、ガスセンサ１３に基づく自動調理をば
らつきの少ないものにできる。この場合、初期抵抗Ｒ１
及び初期抵抗Ｒ２の補正と、ガスセンサ１３の抵抗の変
化係数（ＥＸＰ［β＊｛Ｐ２（ｔ）／ＰＳ２（ｔ）｝］
で示されるもの）の補正とをする。

【００３１】ところで、加熱中の食品から発生する水蒸
気は、食品周辺の水蒸気圧が飽和水上気圧より小さいと
きにはどんどん蒸発していくことから、Ｐ１（ｔ）＝Ｐ
２（ｔ） が成り立つ。

【００３２】従って、初期抵抗の補正係数をＫ１とする
と、 Ｒ１＝Ｋ１＊Ｒ２　　よって、Ｋ１＝Ｒ１／Ｒ２　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　（１１） となる。

【００３３】また、ガスセンサ１３の抵抗の変化係数の
補正係数をＫ２とすると、 　　Ｐ１（ｔ）／ＰＳ１（ｔ）＝Ｋ２＊｛Ｐ２（ｔ）／
ＰＳ２（ｔ）｝　　よって、Ｋ２＝ＰＳ２（ｔ）／ＰＳ
１（ｔ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　（１２）となる。

【００３４】上記したＫ１及びＫ２を適宜選択すること
のより、ガスセンサ１３に基づく自動調理をばらつきの
少ないものにできる。ここで、（１１）式については、
従来から実施されている調理開始時の最適負荷抵抗の選
択により代用されている。

【００３５】一方、（１２）式についての補正は以下に
示すようにして実行される。ここで、標準のガスセンサ
の抵抗をＲ１（ｔ）とする。使用者が加熱調理室１内に
食品を収容して、ガスセンサ１３に基づく自動調理を選
択し、スタートキーを押すことにより調理を開始すると
、制御回路８によって次の通りの各処理ステップが実行
される。

【００３６】ステップ１では、調理開始時の室温Ｔ０と
ガスセンサ１３の抵抗Ｒ０を検出する。続いて、ステッ
プ２にて、室温Ｔ０と基準温度Ｔ１との差ΔＴ＝Ｔ０−
Ｔ１を求める。そして、ステップ３にて、調理中のガス
センサ１３周辺の温度Ｔ２（ｔ）とガスセンサ１３の抵
抗Ｒ２（ｔ）を検出する。次いで、ステップ４にて、ガ
スセンサ１３の抵抗の変化分ΔＲを算出する。この場合
、次式によって算出する。

【００３７】ΔＲ０２＝Ｒ０−Ｒ２（ｔ）この後、ステ
ップ５にて、補正係数Ｋ２を次式によって算出する。

【００３８】 　　Ｋ２＝｛（Ｔ２（ｔ）＋ΔＴ）の飽和水蒸気量｝　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　÷｛Ｔ２（ｔ）の飽和水蒸気量｝そして、ステップ
６にて、補正後のガスセンサ１３の抵抗の変化分ΔＲを
算出する。この場合、次式で算出する。

【００３９】ΔＲ＝Ｋ２＊ΔＲ０２ 続いて、ステップ７にて、算出したΔＲが予め設定され
た設定値になったか否かを判断し、ΔＲが設定値になっ
た場合は、次の調理動作である例えば加熱停止へ進む（
ステップ８）。

【００４０】上述した処理を行うことによって補正した
例を図３に示す。この図３は、ガスセンサ１３の抵抗の
変化率を示すグラフである。図３において、曲線Ｅ１は
、味噌汁１杯を初期温度５℃及び初期相対湿度４０％で
調理した場合であり、曲線Ｅ２は、味噌汁１杯を初期温
度３５℃及び初期相対湿度７０％で調理した場合である
。また、曲線Ｆ１は、味噌汁４杯を初期温度５℃及び初
期相対湿度４０％で調理した場合であり、曲線Ｆ２は、
味噌汁４杯を初期温度３５℃及び初期相対湿度７０％で
調理した場合である。尚、下記の表１に上記例の場合に
おける補正係数の具体的値を示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】上記した図３の例から明らかなように、味
噌汁１杯の場合においても、４杯の場合においても、そ
れぞれ調理開始前の状態にかかわらずガスセンサ１３の
抵抗の変化率がほぼ同じように変化することがわかる。 特に、図５に示す従来例と比較すると、その効果が顕著
であることがわかる。従って、ガスセンサ１３に基づい
て自動調理を行う場合、即ち、ガスセンサからのガス検
出信号の出力レベルがピーク値から所定値だけ低下した
時点で調理を終了するように制御する場合、電子レンジ
が設置されている場所の温度及び湿度が変化しても、調
理終了時点が変動すること即ち調理時間が変動すること
を極力防止できる。つまり、本実施例によれば、調理器
本体周辺の温度及び湿度にかかわらず、食品を適切に加
熱することができる。

【００４３】尚、上記実施例では、電子レンジに適用し
たが、これに限られるものではなく、例えば加熱調理室
内に電気ヒータを設けた電気オーブンに適用しても良い
。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、以上の説明から明らかなよう
に、調理開始時の調理器本体周辺の温度を検出する第１
の温度センサを備えると共に、調理の進行に伴って変化
するガスセンサ周辺の温度を検出する第２の温度センサ
を備え、そして、第１及び第２の温度センサからの温度
検出信号とこれら検出された温度に対応する飽和水蒸気
量とに基づいてガスセンサからのガス検出信号を補正す
る補正手段を備える構成としたので、ガスセンサに基づ
いて自動調理を行うものにおいて、調理器本体周辺の温
度及び湿度にかかわらず、食品を適切に加熱することが
できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図

【図２】温
度と飽和水蒸気圧との関係を示すグラフ

【図３】ガスセ
ンサの抵抗の変化率を示すグラフ

【図４】従来構成のガ
スセンサから出力されるガス検出信号の変化を示すグラ
フ

【図５】ガスセンサの抵抗の変化率を示すグラフ

【符号の説明】

１は加熱調理室、２は食品、８は制御回路（補正手段）
、１１は室温センサ（第１の温度センサ）、１３はガス
センサ、１４は温度センサ（第２の温度センサ）を示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　食品から発生する水蒸気等のガスを検
   出するガスセンサを備え、このガスセンサからのガス検
   出信号に基づいて加熱制御する加熱調理器において、調
   理開始時の調理器本体周辺の温度を検出する第１の温度
   センサと、調理の進行に伴って変化する前記ガスセンサ
   周辺の温度を検出する第２の温度センサと、前記第１及
   び第２の温度センサからの温度検出信号とこれら検出さ
   れた温度に対応する飽和水蒸気量とに基づいて前記ガス
   センサからのガス検出信号を補正する補正手段とを備え
   たことを特徴とする加熱調理器。