JPS5956389A

JPS5956389A - 高周波加熱装置

Info

Publication number: JPS5956389A
Application number: JP57166820A
Authority: JP
Inventors: 渡部　清茂
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-09-24
Filing date: 1982-09-24
Publication date: 1984-03-31

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】産業上の利用分野本発明は、高周波加熱装置とヒータ加熱装置とを併設し
た高周波加熱装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点マイクロコンピュータ−の発振、低廉化、あるいは各種
のセンサーの開発に伴ない自動調整を行なうことが出来
る電子レンジが出現し、中でも湿度センサーを使用して
食品からの蒸気を検知して自動調理を行なう電子レンジ
が脚光を浴びている。

一方、高周波加熱装置とヒータを熱源とする加熱装置と
を併せ備えた加熱調理器が一般的になりつつある。この
様な中で、ヒータ加熱装置を併設した加熱調理器におい
て、高周波加熱で自動調理を行ない、その後に、ヒータ
加熱を行なう自動化を計ろうとした場合、現在の湿度セ
ンサーは、食品からの蒸気による湿度の変化は検出でき
ても所定の変化量までを検出することは不可能のため、
食品にラップを施したり、あるいは特殊なふた付写器を
用いたりして、食品からの蒸気の発生を一時抑え、沸点
間近になって、−気に蒸気を出させて３　ノ　、・これを検出し制御するという方法を採用している。

従って上記の様にラップを施したり、ふたをしなければ
ならない方式では、ラップがヒータの加熱により溶ける
とか、ふたを途中で（ヒータ加熱に入る前に）取り去っ
てやらなければならない等の欠点があるため、高周波加
熱からヒータ加熱への自動化は実現化が遅れていた。

しかし、ヒータを予備運転して強制的に加熱室内の温度
を一定の低湿状態にしてから高周波加熱を開始すること
によって、相対湿度の変化量を大きく得られる方式が考
案されて、ラッ、プやふたを用いることなく高周波加熱
の自動化を計り、その後にヒータ加熱も目動的に行う方
式が提案されている。

この様な方式では、ヒータは予備運転終了後にＯＦＦさ
れるため、庫内温度の一定化、即ち低湿状態の保持が限
られた短時間のため、加熱される負荷が、短時間で蒸気
の出てくる軽負荷に限定されている。そこで、ロースト
ビーフの様な負荷の大きな調理物をこの方式で行なう場
合は、庫内温度が一定になっていない状態（庫内温度が
予備運転終了時の温度よりも低くなっている状態っまシ
相対湿度が高くなり湿度の変化量が少々い状態）で湿度
を検出することになるため、安定した検知を行うことが
出来ない。又、使用する周囲環境が高湿の場合には、ヒ
ータがＯＦＦされた後の相対湿度の変化量が大きくなる
ため、食品からの蒸気を検出する所定の変化量が得られ
ない等の欠点を有している。

発明の目的本発明は、加熱庫より排出される排気温度を一定にして
湿度検知を行々うことにより、食品から発する水蒸気に
よる相対湿度の一定の変化量に達するまでの時間を正確
に検出することによシ食品にラップや特殊な容器を使用
することなく高周波加熱により目動調理や目動解凍を実
現し、更に高周波加熱による自動調理後にヒータ加熱を
目動的に行なうことを目的とする。又、高周波加熱によ
る自動解凍後にヒータ加熱を自動的に行なうことを目的
とする○ ５　′°　　゛発明の構成前記目的を達するため、本発明の加熱装置は、加熱庫内
に加熱ヒータを設け、排気口近傍に温度センサ及び湿度
センサを設ける構成とし、前記温度センサの検出信号に
応じて前記加熱ヒータを制御して排気温度を一定に保ち
、この排気口近傍の雪間気中で食品より発する蒸気を湿
度センサにより検出するとともに、前記食品から発する
蒸気にＪ：って、相対温度が予め定められた変化量に達
するまでの時間をマイクロコンピュータにより算出し、
この時間を関数として前記食品の種類別に定められた加
熱パターンに従って前記食品を調理し、あるいは冷凍食
品の解凍を行なう構成であり、一般の食品はもちろん冷
凍食品の自動加熱調理をも可能とするものである。

実施例の説明以下本発明の一実施例について図面に基づき説明する。

第１図において本発明の一実施例を示す自動電子レンジ
を示すが前面に操作部１とドア２を備え、天板の一隅部
に外気排気口３を有する。

第２図においては操作部の１の正面図を示し、調理プロ
グラムが設定されていない状態では、表示部４には常時
、時刻が表示されており、この時刻表示の設定には、ク
ロックスイッチ５と、数字キー６により入力することが
できる。通常のマニュアル調理（高周波加熱）では、パ
ワーキー了により高周波出力を選択した後、数字キー６
によシ任意の時間を入力し、スタートキー８により調理
を開始する。又、ヒータ加熱のマニュアル調理では、ヒ
ータキー９により加熱温度を選択した後、数字キー６に
より任意の時間を入力し、スタートキー８により調理を
開始する。１０及び１１に示すキーは、本発明のポイン
トである湿度センサ制御による自動調理キー（高周波加
熱→ヒータ加熱の目動調理）と、自動解凍キー（高周波
加熱解凍後→ヒータ加熱調理うであり、これらのキーを
タップすることにより、表示部４に食品の種類に対応し
た数字、例えばＡ１が表示され、その−！まスタートキ
ー８を押すことにより、調理あるいは解了−゛凍を自動的に行なうことができる。１２及び１３に示す
キーは、湿度センサ制御による高周波加熱のみの自動調
理キー１２と目動解凍キー１３である。１４に示す取り
消しキーは、調理を一旦停止させたシ、あるいはプログ
ラムを取り消すために用いるキーである。

第３図において冷却風の流通経路を示す加熱庫１６の正
面断面図を示すが、ファンモータ１６によって駆動する
冷却ファンにより、マグネトロン１７を冷却した風は、
加熱庫１５の吸気口１８を通って加熱庫１５内に入り食
品１９から発する水蒸気とともに、加熱ヒータ２ｏによ
って加熱されて、加熱庫１５の排気口２１から排出され
、湿度センサ２２、温度センサ２３を通過してボディの
上部に設けられた外部排気口３より外部へ排出される。

第４図において湿度センサ２２を示し、これはリフレッ
シュヒータ２２−ａと検知素子２２−ｂとにより構成さ
れており、検知素子２２−ｂ表面に付着した汚れをリフ
レッシュヒータ２２−乙により５００℃程度に表面温度
を上昇させて汚れを焼き切９、検知素子２２−ｂの湿度
特性を常に一定に維持するリフレッシュ機能を有するも
のである。

第５図において本発明の一実施例を示す自動電子レンジ
本体の回路図を示すが、電源プラグ２４からヒユーズ２
５を介して、低圧トランス２６が常に接続されており、
制御部２７に電源を供給している。制御部２７の入出力
関係は、電子レンジの非使用時に時刻を表示したり、調
理時に調理内容や調理の残り時間等を表示する表示部４
、時刻設定や調理メニュー、調理時間を入力するための
キーボード２８、排気口２１近傍の排気部温度を検出す
るだめの温度センサ２３、ヒータ加熱調理時の庫内温度
を検出するための温度センサ２９（第３図には図示せず
）、排気部温度を検出するだめの湿度検知素子２２−ｂ
、湿度検知素子２２−ｂの汚れを取り除くためのリフレ
ッシュヒータ２２−ａ、加熱ヒータ２０や高圧トランス
３Ｑ等への電源を開閉するパワーリレー３１、排気部温
９　−′ 度を一定に保つため温度センサー２３の信号、あるいは
庫内温度を一定に保つため温度センサー２９の信号に応
じて加熱ヒータ２０を断続制御するための温調リレー３
２、マグネトロン１７の発振を断続し、高周波出力を制
御する高圧リードスイッチ３３、その他、調理の終了を
報知したり、入力の状況を知らせるためのブザー（図示
せず）等、コレらをすべて制御部２７内のマイクロコン
ピュータにより制御を行なう。

また、３４，３５．３６はドア２に連動する第１ラツチ
スイツチ、第２ラツチスイツチ及びショートスイッチで
あり、ショートスイッチ３６の役割は第１ラツチスイツ
チ３４が溶着等の異常状態になった時にドア２を開いた
場合、ヒユーズ２５を溶断して常に安全側故障とするた
めのものである。

マグネトロン１７の電源としては高圧トランス３０の二
次側の高電圧をコンデンサ３７、ダイオード３８で半波
倍電圧整流し、高圧リードスイッチ３３を介して供給し
ている。

以下、本自動電子レンジの動作につき説明する。

第６図に、自動調理を行なった場合の湿度検知特性を示
す。湿度検知素子２２−ｂは相対湿度に感応すると共に
、１６０℃以上の温度に対して負抵抗特性を示すため、
リフレッシュ時の湿度検知素子２２−ｂの抵抗値をみる
ことによってこのリフレッシュ温度を一定に保つことが
できる。自動調理や自動解凍の場合にはスタート直後に
リフレッシュ動作を行ない、その後、湿度検出状態には
いる。第６図において、スタート時の１点では室内の　
囲気の相対湿度を示し、同時に温度センサ２３により排
気部温度を読み取る。この読み取った排気部温度により
、制御すべき排気部温度を決定するわけである。排気部
温度を高く維持する必要性は、まず室内の　囲気の相対
湿度が高湿の場合に、食品からの水蒸気をさらに含み得
ないからである。即ち飽和状態となり、湿度の変化量を
つかむことができない。例えば室内の雪囲気が２０℃１
ｏｏ％であった場合に、ヒータ２０によって５０℃まで
加熱すれば、相対湿度は約２０％となり、このためにさ
らＫ　７ｏ　ｇ／ｍ’を含有させることができ食品から
発生する水蒸気７０　ｇ　／　ｍ’までを湿度センサ２
２は検出することができる。

その他排気温度を高く保つ理由として加熱ヒータ２ＯＫ
よって排気温度をある一定温度に制御し始めてから、相
対湿度の最低値を記憶しこれに対して、ある一定の相対
湿度の変化量を得て食品の蒸気を検知する丑での間、食
品の温度上昇や、電気部品等の温度上昇によって排気の
制御温度を越えると、制御不能となるため、予め排気温
度を高く保ち湿度検出の余裕度を犬きくするためである
。

図の調理スタート点ａ点から、加熱ヒータ２Ｑとトリフ
レッシュヒータ２２−ａが通電され、リフレッシュヒー
タ２２−＆は湿度検知素子２２−ｂの極く近傍に一体的
に設けられていることから、湿度検知素子２２−ｂの　
囲気の相対湿度は急激に下がり、相対湿度が０係に近い
ｂ点に達する。

雪囲気温度が１００℃を越えると、湿度検知素子２２−
ｂは負抵抗特性を示すため６００℃前後に達すると０点
に至る。その後、リフレッシュヒータ２２−ａへの通電
が断たれ、温度が下降し、１５０℃以下になると、湿度
検知素子２２−ｂのヴ囲気は乾燥状態となりｄ点に達す
る。但しｂ点からｄ点までの相対湿度はｂ点とｄ点とを
結ぶ直線で示す特性で表わされる。その後、湿度検知素
子２２−ｂの雪囲気が冷却され、また加熱ヒータ２０が
連続通電されて排気温度が一定に制御される以前の状態
では、一旦ｅ点まで戻り、さらに排気温度が制御され始
めると発振開始点ｆ点に達し、マグネトロン１７が発振
を開始すると共に、蒸気検知までの時間のカウントを開
始する。

スタート点のａ点から発振開始点ｆ点までは、加熱ヒー
タ２０の連続通電により、１点への到達を速め、ｆ点以
降は、断続発振されるマグネトロン１７の発振状況に応
じて、すなわち停止時には加熱ヒータ２０がＯＮし、発
振時には加熱ヒータ２０をＯＦＦとしつつ、温調リレー
３２で排気温度を制御している。

湿度の検出方法は、ｆ点以降に生ずる相対湿度の最低値
全記憶し、これに対して予め定められた相対湿度の変化
量に達するまでの時間をカウント１３　　　−・して、これに基づき自動調理を進める。

図に示す湿度変化の特性は、牛肉１に７．２ｋＬ３　ｋ
、の調理を行なった時のもので、それぞれｇ。

ｈ、ｆに示す特性曲線である。また　は加熱プログラム
の関数である基準検知時間Ｔ１を決定するための相対湿
度の変化量を示すものであって、これは食品の種類、排
気の制御温度によって変わるものである。それは温度に
より飽和水蒸気量が異なり、食品から同じ重量の水分が
蒸発しても相対湿度に及ぼす変化量が異なるからである
。また、図に示す如く食品の重量に対する基準検知時間
Ｔ１は、相対湿度の変化量　を大きくとるほど、その差
がはっきりと現われ、また安定するもので１点での相対
湿度を常にできる限り低くして調理を開始することが重
要である。この様にして検出した基準検知時間Ｔ１を用
いて、例えばローストビーフを調理する場合の加熱プロ
グラムは、下記のようになる。

蒸気を検知するまで高周波出力を中出力（６００Ｗ）と
し、蒸気検知後、排気温度の制御は停止してそのままの
出力でＴ２＝ＴＩＸ２の時間、加熱する。

７２時間終了後、高周波出力を中低出力（３５０Ｗ　）
にし、７３時間加熱する。７３時間は、検出したＴ１時
間により算出方法が異なり、　　ＴＩ≦５（分）の時、
Ｔ３＝ＴＩ　Ｘ２（分）とし、Ｔ１≦５Ｃ分）の時、Ｔ
３＝１０−１−ＴＩＸ５（分）とする。これはロースト
ビーフをメディアム仕上げとする場合に実験的に求めた
プログラムであるが、上記のプログラムでは全て高周波
出力で加熱を行なっているが、上記のプログラムのＴ３
−中低出力（３５０Ｗ）の変わりにＴ３−ヒータ加熱（
ヒータ１．２ＫＷ。

庫内温度１５０℃）とすることも可能である。

又、Ｔ１中は高周波出力のみとし、検知後の加熱には、
高周波加熱（１３０Ｗ）とヒータ加熱（ヒータ１．２Ｋ
Ｗ、庫内温度１６ｏ℃）を交互に行なう加熱パターンと
することも可能である。

第７図は、冷凍牛肉の解凍を行なった場合の湿度検知特
性を示す。加熱ヒータ２Ｑにより、予め１５　・　゛定められた排気の制御温度に達する点ｆまでは、前述の
自動調理の場合と同様であるが、自動解凍の場合は、調
理開始時に検出した排気部温度に対して、あまり高い温
度設定とせずに制御を行なう。

それは食品の温度が低いため蒸気を検出するまでの間に
電気部品の温度上昇等により、排気部温度が自然上昇す
ることが少なく、捷た極く微少の相対湿度変化を検出す
るのみであるため、ｆ点での湿度をあまシ低くする必要
性がないからである。

しかしながら、調理時間を短縮するため、ｆ点までを加
熱ヒータ２ｏで連続運転して到達時間を速め、ｆ点以降
は、断続発振されるマグネトロン１７の発振状況に応じ
て、すなわち停止時には加熱ヒータ２０に通電され、発
振時には加熱ヒータ２゜への通電をＯＦＦとしつつ、温
調リレー３２で排気温度を制御している。そのため、一
旦に点まで湿度が上昇し、その後ｆ点からマグネトロン
１７が発振を開始しているため、その熱も加わって、ｍ
点に向かって定常化する。相対湿度の最低値の検出はに
点以降で行ない、変化量がｊ点に達した時点で、基準検
知時間Ｔ１を得る。蒸気検出後は自動調理の場合と同様
、温調リレー３２を開放し排気部温度の制御は行なわな
い。

この様にして得たＴ１を用いて、冷凍牛肉を解凍する場
合の調理実験結果から得た加熱パターンは、下記に示す
如くである。

ｆ点から蒸気検知まで低出力（１８０Ｗ）で加熱し、蒸
気検知後、Ｔ２あるいはＴ３へと切り換わる。Ｔ１が１
５分以下ではＴ２を飛ばしてＴ３へと移り、保温出力（
７０Ｗ）でＴ３＝ＴＩ　（分）間、加熱して解凍を終了
する。またＴ１が１５分を越える場合は、低出力（１８
０Ｗ）のままでＴ２−（ＴＩ−１６）Ｘ２（分）加熱後
、Ｔ３へと移り、保温出力（７０Ｗ）で７３　＝１５＋
（Ｔ１−１５）×２（分）加熱して解凍を終了する。こ
の手法により、他の冷凍食品の解凍に応用できるだけで
なく、Ｔ１時間を関数として他の高周波出力あるいは加
熱ヒータとうまく組み合わせることにより、１ワ・−゛解凍から調理まですべてを自動化することが可能となる
。

発明の効果以上、述べた通り、本発明によれば加熱庫内に設けた加
熱ヒ〜りにより排気温度を一定にして、相対湿度を検出
するため、正確な湿度の変化量を把握することができ、
この時の湿度検知時間を利用することにより、数多くの
種類の食品の調理・解凍及び解凍から調理への自動化を
図ることができ、また、ラップや特殊な容器を使用する
必要がないので、食品の外観や味を損なうことなく、あ
るいは誤使用による調理の失敗や食品の過加熱・発火等
の危険性がなくなるなど、使い勝手の良い高周波加熱装
置を提供し得るものである。以下、効果について詳述す
る。

（１）　　　温中で相対湿度を検出することから食品か
らの蒸気による相対湿度の変化量を正確に把握でき、そ
のため予め設定されている変化量に達するまでの時間を
測定することによシ食品の重量や容量を知ることができ
る。よってこの時間を関数として、食品の種類別にそれ
ぞれの加熱パターンに従って調理することによシ仕」二
り状態の良好な自動調理が可能となる。

（２）冷凍食品を解凍する場合に、食品の一部から発す
る極〈わずかな蒸気による相対湿度の変化にも感応する
ため、冷凍食品を過加熱することなく、うまく解凍する
ことができる。

（３）排気温度を一定に保つことにより、室内の環境に
左右されにくく、加熱庫内に加熱ヒータを設けることか
ら、加熱庫内の相対湿度に常に低く保つことができ、食
品の蒸気による結露等による誤動作の危険性をなくする
ことができる。

このことは、食品から発する水蒸気による相対湿度の変
化量を低湿から高湿まで大きく設定することができ、食
品の種類や重量によって異なる加熱時間に対する水蒸気
の発生量の特性をうまく判別することが可能となる。

（４）高周波加熱からヒータ加熱への自動化、あるいは
、高周波加熱がらヒータ加熱と高周波加熱の交互加熱へ
の自動化、又、高周波加熱によ’＋ｑ−’ｌ−−ミ゛る解凍後に高周波加熱し、さらにヒータ加熱を行う目動
調理と目動加熱パターンがＯ・ろがり種々の食品にあっ
た加熱パターンを選択することによって仕上りの良好な
自動調理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す自動電子レンジの外観
斜視図、第２図は同操作部の正面図、第３図は同加熱庫
部分の正面断面図、第４図は同湿度センサの外観斜視図
、第６図は同制御装置の回路図、第６図及び第７図は牛
肉の調理及び解凍を行なった時の湿度特性図である。１ｏ・・・・・・自動高周波・ヒータ加熱キ、１１・°
°・°・自動解凍・ヒータ加熱キー、１２・・・・・・
目動調理キー、１３・°°・°・自動解凍キー、１５・
・・・・・加熱庫、１７・・・・・・マグネトロン（高
周波発振器）、１８・・・・・・吸気口、２０・・・・
・・加熱ヒータ、２１・・・・・・排気口、２２・・・
・・・湿度センサ、２３・・・・・・温度センサ、２７
・・・・・・制御部、３２・・・・・・温調リレー、Ｔ
Ｉ・・・・・・基準検知時間。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図

Claims

【特許請求の範囲】

食品を収納する加熱庫と、前記加熱庫内に高周波を給電
する高周波発振器と、前記加熱庫内に食品を加熱するヒ
ータ加熱装置と、前記高周波発振器とヒータ加熱装置を
制御するマイクロコンピュータ−を含む制御回路と、前
記加熱庫内あるいは前記加熱庫の排気部の雰囲気の温度
を検知する温度センナおよび湿度を検知する湿度センサ
とを備え前記温度センサの検出信号により前記ヒータ加
熱装置を制御して前記加熱庫内を一定温度に保持すると
ともに前記湿度センサによシ前記雰囲気中の湿度の変化
量を検出して予め定められた湿度の変化量に達するまで
の時間を検知しこの時間を関数として前記制御回路によ
シ前記高周波発振器およびヒータ加熱装置を制御する構
成とした高周波加熱装置。