JP2002286229A5 - - Google Patents

Description

【発明の名称】高周波加熱装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】被加熱物を入れる加熱室と、前記加熱室の底面の一部に形成された開口部に接続され、マイクロ波を前記加熱室に供給するための給電口と、前記開口部を覆う誘電体で構成されたカバーと、前記給電口内に設けられ、マイクロ波を散乱させる回転アンテナと、前記給電口に接続され、マイクロ波を伝搬させる導波管と、前記導波管内を伝搬させて前記加熱室に供給するマイクロ波を発振するマグネトロンを含み、
前記給電口内において前記回転アンテナの周辺部にヒーターを設けたことを特徴とする高周波加熱装置。
【請求項２】前記カバーは、前記ヒーターの上方の部分とそれ以外に部分とで、熱伝達率が異なるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項３】前記カバーは、前記ヒーターの上方の部分とそれ以外に部分とで、熱伝達率が異なるように色を異ならせる構成したことを特徴とする請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項４】前記カバーの色は、前記ヒーターの上方の部分が白色であり、またそれ以外に部分が黒色であることを特徴とする請求項３に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、ターンテーブルがなく、底面が平らな加熱室を有する高周波加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子レンジ（高周波加熱装置）は、マイクロ波によって被加熱物を加熱（電磁波加熱）する装置であるが、加熱室の任意の面にヒーターを備えることによって、電熱加熱も行える電子レンジが市販されている。特開昭６１−２４０５９１号公報や特開２０００−３４０３５５号公報に開示されているように、ターンテーブル（回転皿）の下方に面状ヒーターを配置することによって、下方からの電熱加熱が行える。
【０００３】
一方、ターンテーブルのない電子レンジが市販されている。この電子レンジは、加熱室の底面に給電口があり、この給電口内に回転アンテナが設けられているため、加熱室の底面に面状ヒーターを設けることはできず、加熱室の天面や側面に設けられている。ところが、熱は下方から上方に対流する性質があるため、加熱室の天面に面状ヒーターを設けても、被加熱物を加熱しにくい欠点がある。従って、被加熱物の上部が加熱されても、下部が加熱されていない場合がある。
【０００４】
また、近年発売されている電子レンジは、加熱した被加熱物から噴き出された汁や飛び散った油などで加熱室が汚された場合に、細菌が増殖しないようにしたり汚れを拭き取りやすくするように、加熱室の側面などはコーティングされている。コーティングとしてはフッ素や抗菌物質などと共に耐熱性の黒色塗料が使用されており、加熱室の側面などは黒色になっている。加熱室の側面などが黒色であるため、側面などの温度が上昇しやすく、細菌を熱で殺菌している。
【０００５】
ターンテーブルのある電子レンジの場合、加熱室の側面などが黒色であっても、加熱室に設けられたターンテーブルを白色にすることによって、加熱室内を照らす光が反射されて、加熱室を明るくすることが可能であった。しかし、ターンテーブルのない電子レンジは加熱室全体が黒色になってしまい、加熱室を照らす光が反射されず、加熱室に置かれた被加熱物の加熱状況が見えにくい欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、ターンテーブルがなく加熱室の底面が平らな高周波加熱装置において、効率よく電熱加熱が行えるヒーターを有する加熱室及び被加熱物の視認性に優れた加熱室を備えた高周波加熱装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の高周波加熱装置の要旨とするところは、被加熱物を入れる加熱室と、前記加熱室の底面の一部に形成された開口部に接続され、マイクロ波を前記加熱室に供給するための給電口と、前記開口部を覆う誘電体で構成されたカバーと、前記給電口内に設けられ、マイクロ波を散乱させる回転アンテナと、前記給電口に接続され、マイクロ波を伝搬させる導波管と、前記導波管内を伝搬させて前記加熱室に供給するマイクロ波を発振するマグネトロンを含み、前記給電口内において前記回転アンテナの周辺部にヒーターを設けたことにある。本発明の高周波加熱装置は、加熱室の底面にターンテーブルを設けず、底面及びカバー自体が被加熱物の載置台になっており、底面にヒーターを設けることによって、そのヒーターの熱を被加熱物の下方から加える電熱加熱を行うことができる。
【０００８】
また、前記カバーは、前記ヒーターの上方の部分とそれ以外に部分とで、熱伝達率が異なるように構成したことにある。本発明の高周波加熱装置は、加熱室の底面にターンテーブルを設けず、底面自体が被加熱物の載置台になっており、加熱室の底面に給電口、この給電口内にヒーターを設け、給電口と加熱室とを接続する開口部に設けられたカバーの熱伝達率を、ヒーターの上方の部分とそれ以外の部分とで異なるように構成することによって、カバーの表面から加熱室に放射される熱の温度が均一になる。
【０００９】
前記カバーの表面の色を前記ヒーターの上方の部分とそれ以外の部分で異なるように構成することによって、前記カバーの熱伝達率がヒーターの上方の部分とそれ以外の部分で異なるように構成される。
【００１０】
前記カバーの表面の色は、前記ヒーターの上方の部分が白色であり、それ以外の部分は黒色である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の高周波加熱装置の実施の形態を図面を基にして説明を行う。
【００１２】
図１に示すように、本発明の高周波加熱装置である電子レンジ１０は、加熱室１２と、その底面にマイクロ波を加熱室１２内に供給するための給電口１４とを備え、給電口１４内には回転アンテナ１８が設けられている。回転アンテナ１８はモーター３０によって回転させられる。給電口１４と加熱室１２との接続部である開口部にはカバー１６が設けられており、カバー１６上に被加熱物を載置できると共に、カバー１６によって加熱室１２から給電口１４内に被加熱物の水分や油が入り込まないようになっている。カバー１６は、加熱室１２内にマイクロ波を供給させるために、マイクロ波が透過できる誘電体、例えば耐熱性のガラスや陶器で構成する。また、カバー１６は加熱室１２の底面の一部になっている。加熱室１２の底面にはターンテーブルはなく、この底面及びカバー１６が被加熱物の載置台になっており、図１及び図２に示すように、底面に接続された給電口１４の周辺において、加熱室１２の底面の外側に密着させながらヒーター２４が設けられている。ヒーター２４は電熱器を使用し、底面に密着できるように平らな面を有し、リング状になっている。給電口１４には、マイクロ波を伝搬させる導波管２０の一端が接続されており、導波管２０の他端にはマイクロ波を発振するマグネトロン２２が接続されている。
【００１３】
また、加熱室１２の側壁には、被加熱物を載置するための皿２８を取り外し自由に設置するための皿受け２６が設けられている。使用する皿２８は、マイクロ波によって、被加熱物に含まれている水分による電波吸収作用に伴う発熱で加熱する電磁波加熱（高周波加熱）を行う場合、耐熱性のガラスや陶器などの誘電体の皿２８を使用する。また、ヒーター２４の熱を被加熱物に加えて熱量（cal）を増大させる電熱加熱を行う場合、鉄などで構成された皿２８を使用する。この皿受け２６を加熱室１２の側壁に複数組設け、皿２８を複数設置して多数の被加熱物を同時に加熱することもできる。
【００１４】
上記に示した電子レンジ１０を使用した電磁波加熱及び電熱加熱について説明する。図３に示すように、被加熱物３２の数が少なかったり形状が小さい場合、加熱室１２の底面またはカバー１６上に被加熱物３２を置く。マグネトロン２２で発振したマイクロ波は導波管２０を伝搬して給電口１４に達する。給電口１４内の回転アンテナ１８がモーター３０によって回転している。図中の矢印で示したように、マイクロ波は回転アンテナ１８によって、各方向に散乱されながら給電口１４から加熱室１２に供給され、被加熱物３２がマイクロ波によって電磁波加熱される。
【００１５】
図４に示すように、被加熱物３２の数が多かったり形状が大きい場合、誘電体の皿２８の端部が皿受け２６に係着されるように設置する。上記と同様にマグネトロン２２で発振されたマイクロ波は、導波管２０を伝搬して給電口１４に達し、回転アンテナ１８で各方向に散乱された加熱室１２に供給される。図４の矢印で示すように、マイクロ波は回転アンテナ１８によって各方向に散乱されながら加熱室１２内を伝搬するので、皿２８の端の方に置かれた被加熱物３２も皿２８の中央に置かれた被加熱物３２と同様に電磁波加熱される。
【００１６】
ヒーター２４による電熱加熱を行う場合、皿受け２６に金属製の皿２８を係着し、皿２８の上に被加熱物３２を載置する。加熱室１２の底面に設けられたヒーター２４が加熱され、高温の気体が下方から上方に対流するため、被加熱物３２が下部から加熱される。また、ヒーター２４と共に加熱室１２の側面や天面にもヒーターを設けることによって、被加熱物３２が効率よく加熱される。
【００１７】
上記のように、加熱室１２の底面の所定部分にヒーターを設けることによって、電熱加熱を行う際に下方からの加熱が可能になり、被加熱物の加熱の効率が改善される。また、底面から所定の高さに誘電体の皿２８を設けることによって、被加熱物３２の数が多かったり、その大きさが大きい場合でも、確実に電磁波加熱が行える。
【００１８】
次に、本発明の他の高周波加熱装置について説明する。図５乃至図６に示すように、加熱室４２の底面にマイクロ波を加熱室４２に供給するための給電口４４があり、給電口４４内に回転アンテナ４８及びこの回転アンテナ４８の周辺にヒーター５４が設けられている。給電口４４と加熱室４２の接続部である開口部にはカバー４６が設けられており、加熱室４２から給電口４４内に被加熱物の水分や油が入り込まないようになっている。加熱室４２の底面にはターンテーブルはなく、この底面及びカバー４６が被加熱物の載置台になっている。給電口４４には、マイクロ波を伝搬させる導波管５０の一端が接続されており、導波管５０の他端にはマイクロ波を発振するマグネトロン５２が接続されている。
【００１９】
カバー４６は耐熱性のガラスなどの誘電体で構成される。このカバー４６の給電口４４側の表面は、図７に示すように、ヒーター５４の上方に位置する部分の表面は、白系色を含む白色塗料６４が塗装され、熱を反射させるので、反対表面（加熱室４２側の面）への熱伝達率が低い。それ以外の部分の表面は黒系色を含む黒色塗料６２が塗装され、熱を吸収しやすくなっているので、反対表面への熱伝達率が高くなっている。本明細書で熱伝達率を、空気中などを伝わってカバーのある面に達した熱が、反対の面に伝わる率とする。使用される塗料は、耐熱性の塗料を使用し、ヒーター５４の使用によって塗料がはがれたり変色したりしないようにする。また、白色塗料６４及び黒色塗料６２に限定されず、熱を反射しやすい白色系の色や吸収しやすい黒色系の色を使用してもよい。
【００２０】
この高周波加熱装置である電子レンジ４０のヒーター５４を用いた電熱加熱について説明する。ヒーター５４が発熱し、熱がカバー４６の給電口４４側の表面に達する。カバー４６においてヒーター５４の上方の部分には多くの熱が達するが、白色の塗料６４によって熱が反射され、カバー４６内を伝わって加熱室４２側の表面に伝わる熱が減少される。黒色の塗料６２が塗装された部分は、白色の塗料６４が塗装された部分と比較してヒーター５４から離れており、表面に達するヒーター５４の熱が少ない。しかし、黒色の塗料６２が熱を吸収し、カバー４６の加熱室４２側の面に伝わる熱の割合は高くなる。従って、カバー４６において白色の塗料６４が塗装された部分は熱伝達率が低く、黒色の塗料６２が塗装された部分は熱伝達率が高い。
【００２１】
このように、ヒーター５４の上方の部分とそれ以外の部分で塗装する塗料の色を変えることによって、熱伝達率が変わり、カバー４６の加熱室４２側に達する熱がほぼ同じになる。カバー４６の表面から加熱室４２に熱が放射されるとき、カバー４６のどの位置からもほぼ同じだけの熱が放射される。カバー４６の表面からほぼ均一に熱が放射されるため、被加熱物を加熱室４２内のどの位置に置いてもほぼ均一に加熱される。また、ヒーター５４が加熱室４２の外周形状を縮小したリング状になっているため、加熱室４２への熱の放射が均一になりやすくなっている。
【００２２】
本発明の更に他の高周波加熱装置について説明する。図８に示すように、加熱室７２の底面にマイクロ波を加熱室７２に供給するための給電口７４があり、給電口７４内に回転アンテナ７８が設けられている。給電口７４と加熱室７２との接続部である開口部にはカバー７６が設けられており、加熱室７２から給電口７４内に被加熱物の水分や油が入り込まないようになっている。加熱室７２の底面にはターンテーブルはなく、この底面及びカバー７６が被加熱物の載置台になっている。給電口７４には、マイクロ波を伝搬させる導波管８０の一端が接続されており、導波管８０の他端にはマイクロ波を発振するマグネトロン８２が接続されている。
【００２３】
従来技術で説明した電子レンジと同様に、加熱室７２の側面、天面及び底面は、被加熱物が加熱された際にあふれ出た汁や飛び散った油によって細菌が発生したり、清掃がしやすいようにコーティングされている。コーティングは、フッ素や殺菌剤などに耐熱性の黒色塗料が混入されており、このコーティングによって加熱室の側面、天面及び底面の一部は黒色になっている。
【００２４】
図９及び図１０に示すように、加熱室７２の側面か天面にマイクロ波が漏れない穴を複数開けて小穴群８８を設け、加熱室７２を照明するランプ８４が加熱室７２の外側に設けられている。
【００２５】
給電口７４はカバー７６によって被加熱物の汁や油が入り込まないように構成し、上記のコーティングは施さない。給電口７４の材質は、ランプ８４の光を反射させるために、表面が光を反射する（光沢を有する）導体を使用する。また、給電口７４の内側表面を鏡面状にすることも可能である。
【００２６】
更に、回転アンテナ７８によってランプ８４の光を反射させるために、表面を鏡面状にしたり、光が反射する塗料で塗装ことも可能である。
【００２７】
図９に示すように、給電口７４によってランプ８４の光を反射させる構成にした電子レンジ７０において、加熱室７２内での被加熱物の照明状態を説明する。被加熱物を加熱室７２の底面またはカバー７６の上に載置し、マグネトロン８２で発振させた高出力のマイクロ波で電磁波加熱を行う。電磁波加熱を行っている際、加熱室７２の被加熱物はランプ８４によって照らされる。加熱室７２の側壁などはコーティングされて黒色になっているので光は反射しないが、給電口７４が光を反射する導体を使用しているため、ランプ８４の光が反射し、被加熱物を照らす。従って、従来のターンテーブルのない電子レンジに比べて被加熱物を明るく照らし出すことができる。
【００２８】
また、給電口７４の表面を鏡面状にすることで更に明るく被加熱物を照らし出すことができる。
【００２９】
図１０に示すように、回転アンテナ７８の表面を鏡面状にしたり、光が反射する塗料を塗装した電子レンジ７０について、加熱室７２内での被加熱物の照明状態について説明する。被加熱物を電磁波加熱または電熱加熱を行う場合、加熱室７２内の被加熱物はランプ８４によって照らされる。加熱室７２の側壁などはコーティングされて黒色になっているため光は反射されないが、回転アンテナ７８の表面が鏡面状または光が反射する塗料が塗装されているので、ランプ８４の光が反射される。従って、反射された光によっても被加熱物を照らすため被加熱物を明るく照らし出すことができる。
【００３０】
更に、回転アンテナ７８を鏡面状にすることによって、加熱室７２の被加熱物を視認しやすくなる以外に、回転アンテナ７８の回転状況も視認しやすくなり、モーター８６などが故障して回転アンテナ７８が回転しないとすぐにわかり、修理を行うことができる。
【００３１】
また、給電口７４を光が反射する導体で構成したり表面を鏡面状にしたりする構成と、回転アンテナ７８の表面を鏡面状にする構成を組み合わせてもよい。
【００３２】
以上、本発明の高周波加熱装置（電子レンジ）について実施の形態を示したが、本発明の高周波加熱装置は、上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、図５乃至図７に示す電子レンジ４０のカバー４６において、白色塗料６４が塗装された部分（ヒーター５４の上方の部分）を鏡面状にし、黒色塗料６２が塗装された部分を粗面（磨りガラス）に加工することもできる。ヒーター５４の上方の部分はヒーター５４の熱が多くとどくが、鏡面状になっているために熱は反射され、加熱室４２側の面にとどく熱の割合が低い。また、他の部分はヒーターの熱がとどきにくいが粗面になっていないため、熱が反射されにくく、加熱室４２側の面に熱が伝えられる割合が大きい。このようにヒーター５４の上方の部分とそれ以外の部分と熱伝達率を異なるように構成することによって、カバーの加熱室４２側の面にとどく熱は同じになる。従って、カバーから均一に熱が放射され、加熱室４２の被加熱物が均一に加熱される。
【００３３】
また、カバーの材質をヒーターの上方の部分と他の部分とで異なるように構成することによって、ヒーターの上方の部分と他の部分とで熱伝達率または熱伝導率を異なるように構成してもよい。即ち、ヒーターの上方の部分と他の部分の熱伝達率または熱伝導率を比較した場合、ヒーターの上方の部分の熱伝達率または熱伝導率が低くなる。
【００３４】
図８及び図９の電子レンジ７０において、給電口７４の表面を鏡面状にしたり光が反射する材質を使用していたが、給電口７４の表面に光が反射しやすい色、例えば白色の塗装を行って、光の反射を行うことも可能である。
【００３５】
その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正及び変形を加えた態様で実施できるものである。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、いずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。更に、一体に構成されている発明特定事項を複数の部材から構成しても、複数の部材から構成されている特定事項を一体に構成した形態で実施しても良い。
【００３６】
【発明の効果】
ターンテーブルがない高周波加熱装置の加熱室の底面にヒーターを設けることによって、ヒーターによる電熱加熱を行う際に、被加熱物を下方から加熱することができ、効率のよい加熱が可能になった。また、ガラスなどの誘電体で構成された皿を取り付けることによって、多数の被加熱物を一度に電磁波加熱することができる。
【００３７】
また、加熱室の底面に接続された給電口内にヒーターを設けた高周波加熱装置の場合、加熱室と給電口とを接続する開口部に設けられたカバーにおいて、ヒーターの上方の部分とそれ以外の部分で熱伝達率を異なるように構成することによって、カバーの表面から均一に熱が放射される。従って、加熱室のどの部分に被加熱物を載置しても均一に加熱を行うことができる。熱伝達率を異なるように構成するために、耐熱性の黒色と白色の塗料をカバーの表面に塗装するだけであるので、コスト的に安価に構成したり、カバーの製造で複雑な工程を必要としない。黒色は熱を吸収し、白色は熱を反射するため、上記のような熱伝達率を異なるように構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高周波加熱装置の正面断面図である。
【図２】図１の高周波加熱装置の上面断面図である。
【図３】図１の高周波加熱装置の加熱室に少量の被加熱物を載置した図である。
【図４】誘電体の皿に被加熱物を載置し高周波加熱を行う図である。
【図５】本発明の他の高周波加熱装置の図である。
【図６】図５の高周波加熱装置の上面断面図である。
【図７】カバーの塗装の状態を示す図である。
【図８】本発明の他の高周波加熱装置の図である。
【図９】図８の高周波加熱装置のコーティングを行わない給電口を示す図である。
【図１０】図８の高周波加熱装置のコーティングを行わない回転アンテナを示す図である。
【符号の説明】
１０，４０，７０：電子レンジ（高周波加熱装置）
１２，４２，７２：加熱室
１４，４４，７４：給電口
１６，４６，７６：カバー
１８，４８，７８：回転アンテナ
２０，５０，８０：導波管
２２，５２，８２：マグネトロン
２４，５４：ヒーター
２６，５６：皿受け
２８：皿
３０，６０，８６：モーター
３２：被加熱物
６２：黒色塗料
６４：白色塗料
８４：ランプ
８８：小穴群