JP2013079745A - Refrigerator freezer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロ波により対象物を処理する冷凍冷蔵庫に関する。 The present invention relates to a refrigerator-freezer that processes an object with microwaves.
従来、特許文献1の冷凍冷蔵庫においては、マグネトロンを用いてマイクロ波を発生させ、マイクロ波のエネルギーを用いて食品を解凍する機能を有し、かつ回転羽根を用いて電波と空気を攪拌することで、解凍ムラや温度の一定化を図っているものがある。
Conventionally, in the refrigerator-freezer of
しかしながら、冷凍冷蔵庫にマグネトロンを用いた場合、設置するスペースを広く取る必要があり、冷蔵庫の容量が大きく低下するため商品化が困難である。 However, when a magnetron is used for a refrigerator-freezer, it is necessary to take a large installation space, and the capacity of the refrigerator is greatly reduced, so that commercialization is difficult.
また、設置するスペースを小さくする手段としてマグネトロンの代わりに半導体を用いることが考えられる。半導体を用いた加熱方法としては(特開昭56−96486号)が提案されているが、マイクロ波の周波数が掃引される際に非常に大きい反射電力が発生すると、その反射電力により発生する熱が放熱部材の放熱能力を超える場合があり、半導体素子が破損するおそれがある。また、マイクロ波の周波数が掃引される際、長時間マイクロ波を食品等の加熱対象物に照射されるため対象物の品質が劣化するおそれがあり、処理時間も長くなる課題がある。 Further, it is conceivable to use a semiconductor instead of a magnetron as a means for reducing the installation space. As a heating method using a semiconductor, Japanese Patent Laid-Open No. 56-96486 has been proposed. However, when a very large reflected power is generated when the microwave frequency is swept, the heat generated by the reflected power is generated. May exceed the heat dissipating ability of the heat dissipating member, and the semiconductor element may be damaged. In addition, when the microwave frequency is swept, the object to be heated such as food is irradiated with the microwave for a long time, so that the quality of the object may be deteriorated, and there is a problem that the processing time becomes longer.
本発明の目的は、電力変換効率を向上させるとともに、反射電力によるマイクロ波発生装置の破損を防止し、かつ高速で動作するマイクロ波処理装置を搭載した冷凍冷蔵庫を提供することである。 An object of the present invention is to provide a refrigerator-freezer equipped with a microwave processing device that improves power conversion efficiency, prevents damage to the microwave generator due to reflected power, and operates at high speed.
本発明に係る冷凍冷蔵庫では、マグネトロンの代わりに半導体を用いたマイクロ波処理装置を搭載し、マイクロ波を用いて対象物を処理するものであり、マイクロ波を搭載した冷凍冷蔵庫であって、マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段により発生されるマイクロ波を対象物に放射する放射部と、前記放射部からの反射電力を検出する検出手段と、前記マイクロ波発生手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記マイクロ波発生手段によりチャープ信号のマイクロ波を前記放射部から対象物に放射させ、前記検出手段により検出される反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて対象物の処理のためのマイクロ波の周波数を処理周波数として決定した上で、前記処理周波数のマイクロ波を前記マイクロ波発生手段により発生させるものである。
In the refrigerator-freezer according to the present invention, a microwave processing device using a semiconductor is mounted instead of a magnetron, and an object is processed using microwaves. Microwave generating means for generating a wave, a radiating section for radiating a microwave generated by the microwave generating means to an object, a detecting means for detecting reflected power from the radiating section, and the microwave generating means Control means for controlling
The control means causes the microwave generation means to radiate a microwave of the chirp signal from the radiating portion to the object, and processes the object based on a frequency at which the reflected power detected by the detection means is minimized or minimized. After determining the microwave frequency for the processing as the processing frequency, the microwave of the processing frequency is generated by the microwave generating means.
このように、放射部からの反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて決定された処理周波数のマイクロ波が対象物の処理に用いられるので、対象物の処理時に発生する反射電力が低減される。 As described above, since the microwave having the processing frequency determined based on the frequency at which the reflected power from the radiating unit is minimized or minimized is used for processing the object, the reflected power generated when the object is processed is reduced. The
これにより、マイクロ波処理装置の電力変換効率が向上される。また、反射電力に起因してマイクロ波発生手段が発熱する場合でも、その発熱量が低減される。その結果、反射
電力に起因するマイクロ波発生手段の破損および故障が防止される。制御手段は、対象物の処理前に放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力を対象物の処理時に放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力よりも小さい値に設定してもよい。
Thereby, the power conversion efficiency of the microwave processing apparatus is improved. Further, even when the microwave generating means generates heat due to the reflected power, the amount of generated heat is reduced. As a result, breakage and failure of the microwave generation means due to the reflected power are prevented. The control means sets the power of the microwave radiated from the radiating unit to the target before processing the target to a value smaller than the power of the microwave radiated from the radiating unit to the target during processing of the target. Also good.
この場合、対象部の処理前にチャープ信号のマイクロ波を放射部から対象物に放射されるマイクロ波の電力が、対象物の処理時に放射されるマイクロ波の電力よりも小さいので、対象物の処理前に、対象物が大きな電力を有するマイクロ波により処理されることを防止できる。 In this case, the power of the microwave radiated from the radiating unit to the target object with the microwave of the chirp signal before the processing of the target part is smaller than the power of the microwave radiated when the target part is processed. It is possible to prevent the object from being processed by the microwave having a large electric power before the processing.
それにより、対象物の処理前の電力消費が低減されるとともに、対象物が不所望の条件で処理されることと対象物の品質劣化が防止される。対象物の処理は加熱処理であってもよく、マイクロ波処理装置は、対象物を加熱のために収容する加熱室をさらに備えてもよい。 Thereby, power consumption before the processing of the object is reduced, and the object is processed under undesired conditions and the quality of the object is prevented from being deteriorated. The treatment of the object may be a heat treatment, and the microwave processing apparatus may further include a heating chamber that accommodates the object for heating.
この場合、加熱室の内部に対象物を収容することにより、対象物の加熱処理を行うことができる。また、マグネトロンの代わりに半導体を用いることで設置するスペースが狭くでき、これにより冷蔵庫の容量が確保できるため商品化が容易である。 In this case, the object can be heat-treated by accommodating the object in the heating chamber. Moreover, the installation space can be narrowed by using a semiconductor instead of the magnetron, and thus the capacity of the refrigerator can be secured, so that commercialization is easy.
本発明によれば、放射部からの反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて決定された処理周波数のマイクロ波が対象物の処理に用いられるので、対象物の処理時に発生する反射電力が低減される。 According to the present invention, the microwave having the processing frequency determined based on the frequency at which the reflected power from the radiating unit is minimized or minimized is used for the processing of the object. Therefore, the reflected power generated during the processing of the object is reduced. Reduced.
これにより、マイクロ波処理装置の電力変換効率が向上され、反射電力に起因する熱によるマイクロ波発生手段の破損および故障が防止される。また、マイクロ波の周波数が短時間で掃引されるため、食品等の劣化を防ぐことができ、小型かつ高速で処理可能なマイクロ波処理装置搭載の冷凍冷蔵庫を提供できる。 Thereby, the power conversion efficiency of the microwave processing apparatus is improved, and damage and failure of the microwave generating means due to heat caused by the reflected power are prevented. In addition, since the microwave frequency is swept in a short time, it is possible to prevent deterioration of food and the like, and to provide a refrigerator-freezer equipped with a microwave processing apparatus that can be processed in a small size and at high speed.
以下、本発明に係る冷凍冷蔵庫に搭載のマイクロ波処理装置について説明する。 Hereinafter, the microwave processing apparatus mounted in the refrigerator-freezer according to the present invention will be described.
(実施の形態1)構成の説明
図1は、冷凍冷蔵庫に搭載のマイクロ波処理装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施の形態に係るマイクロ波処理装置は、チャープ信号発生装置1、増幅器2、サーキュレータ3、加熱室9、マイコン11を備え、加熱室9にはアンテナ4、対象物8を含み、マイコン11には周波数決定処理5、FFT処理6、A/D変換器7、制御部10を含んでいる。
(Embodiment 1) Description of Configuration FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a microwave processing apparatus mounted on a refrigerator-freezer. As shown in FIG. 1, the microwave processing apparatus according to the present embodiment includes a
チャープ信号発生装置1では、直線状周波数変調方式により図2のような周波数f0、f1、f2・・・fnと連続可変された信号を出力する(直線状周波数変調方式、チャープ信号発生装置の詳細は、文献:改定レーダ技術、電子情報通信学会発行、P276参照)、例えば周波数帯域ISM(Industrial Scientific and Medical)バンドを用いた場合、2400MHz〜2500MHzの全周波数帯域において、設定された任意のステップで可変された周波数を連続波として発生できる、例
えば10MHzステップとした場合、f0=2400MHz、f1=2410MHz、f2=2420MHz・・fn=2500MHzとなる。
The
また、チャープ信号発生装置1は、マイコン11からの命令により任意の一定周波数の連続波も出力できる。前記増幅器2では前記チャープ信号発生装置1から出力した信号を所望の電力値に増幅させる。
Further, the
サーキュレータ3は、前記増幅器2を安定に動作させると伴に、前記アンテナ4からの反射波を前記A/D変換器7に伝送させる働きをする。アンテナ4は、金属あるいは電磁波を反射させる材料で生成された加熱室9内に設置され、前記増幅器2で増幅されたチャープ信号を放射させる働きをし、加熱室9を伝搬、反射もしくは直接、対象物8にチャープ信号が照射される。
The
ここで加熱室9では構造による固有値や対象物8の位置、大きさ、組成等により固有周波数が決まり、固有周波数以外の周波数は加熱室9外へ反射されることになる。例えば、固有周波数が、2420MHzの場合、チャープ信号が10MHzステップで、f0=2400MHz、f1=2410MHz、f2=2420MHz・・fn=2500MHzで出力された場合、f2の電力は加熱室9内で吸収され、それ以外の周波数の電力は反射されてアンテナ4で受信された後、前記サーキュレータ3を介してマイコン11に伝送される。
Here, in the
マイコン11では、前記A/D変換器7によりデジタル信号に変換され、その後FFT処理6にて時間軸から周波数軸に変換計算をすると、周波数単位における反射信号の電力値がわかる。前記の例では、図3に記載のように加熱室9内の固有周波数f2=2420MHzのみ、その他のf0,f1,f3・・・fnより反射電力値が低くい結果となる。前記周波数決定処理5では、FFT処理6の結果を受けて、電力値が最小および極小となる周波数を調べる。
In the
上記の例の場合、対象物8を加熱するための最適周波数はf2=2420MHzであると判断し、制御部10では、チャープ信号発生装置1に対して、周波数2420MHzの連続波を出すよう設定を行うとともに、チャープ信号を出力したときの電力値より大きくなるよう増幅器2を調整し、対象物8を過熱させる。
In the case of the above example, it is determined that the optimum frequency for heating the
また、マイクロ波処理装置のサイズは、前記のような構成だと、部品自身が小型であるため縦×横×高さ=10×10×2cm以内に収めることが可能であり、一般的な小型マグネトロンのサイズ、縦×横×高さ=10×10×10cmに比べて高さ方向が薄くできるため、冷蔵庫の容量値に影響を与えず搭載が可能である。 In addition, the size of the microwave processing apparatus can be accommodated within the length × width × height = 10 × 10 × 2 cm because the component itself is small in the configuration as described above, and is generally small. Since the height direction can be made thinner than the size of magnetron, vertical x horizontal x height = 10 x 10 x 10 cm, it can be mounted without affecting the capacity value of the refrigerator.
次に、動作フローの説明を行う。 Next, the operation flow will be described.
図4は、図1のマイコン11の制御手順を示すフローチャートである。図1のマイコン11は、使用者の操作により対象物の加熱が指令されることにより以下に示すマイクロ波処理を行う。
FIG. 4 is a flowchart showing a control procedure of the
図4に示すように、マイコン11は制御部10により増幅器2を制御することで、予め定められた第1の出力電力を設定する。この第1の出力電力は、後述の第2の出力電力よりも小さい。例えば、定格1000Wの電子レンジに本実施の形態に係るマイクロ波処理装置を適用した場合、第2の出力電力は1000Wとなり第1の出力電力は、これよりも小さい値であれば良く、1000Wの1/5の200Wでもよいし、1/10の100Wに設定してもよい。
As shown in FIG. 4, the
また、チャープ信号発生装置1の出力電力が0.1Wで第1の出力電力が100Wの場合、増幅器2が1000倍の増幅ができるよう設定をする。次に、制御部10は、チャープ信号発生装置1により発生されるマイクロ波の周波数を例えば2400MHz〜2500MHz(この周波数帯域はISM:Industrial Scientific and Medicalバンドと呼ばれている)の全周波数帯域にかけて設定するとともに、10MHzステップとした場合、f0=2400MHz、f1=2410MHz、f2=2420MHz・・fn=2500MHzのような設定をし、チャープ信号発生装置1をONさせる。
Further, when the output power of the
例えば特許文献1の高周波加熱装置においては、所定の周波数帯域でマイクロ波の周波数が掃引され、反射電力が最小値を示すときのマイクロ波の周波数が記憶されるが、1回の掃引に10msの時間を要する場合、ISMバンド全域では、100msの時間が必要となるが、本実施の形態に係るマイクロ波処理装置を適用した場合1回の掃引でよく、10msに抑えることができる。
For example, in the high-frequency heating device disclosed in
次に図1のA/D変換器7をONにして、検出される信号をFFT処理を行い、反射電力と周波数との関係を算出し結果を記憶する。なお、マイコン11は、マイクロ波の周波数の全周波数帯域における反射電力と周波数との関係を記憶する代わりに、反射電力が極小値を示すときの反射電力と周波数との関係のみを記憶してもよい。この場合、マイコン11内の記憶装置の使用領域を削減することができる。
Next, the A /
続いて、周波数決定処理5は、ISMバンドから特定の周波数を抽出する周波数決定処理を行う。この周波数決定処理5では、例えば、記憶した反射電力から特定の反射電力(例えば、最小値)を識別し、その反射電力が得られたときの周波数を本加熱周波数として抽出する。
Subsequently, the
図3の例では、2420MHzを本加熱周波数とする。次に、制御部10は、予め定められた第2の出力電力を設定する。この第2の出力電力は、図1の加熱室9内に配置された対象物を加熱するための電力である。そして、制御部10は、チャープ信号発生装置1を本加熱周波数の連続波に設定し、次に第2の出力電力になるように増幅器2を設定する。
In the example of FIG. 3, 2420 MHz is set as the main heating frequency. Next, the
例えばチャープ信号発生装置1の出力電力が0.1Wで第2の出力電力が1000Wの場合、増幅器2が10000倍の増幅ができるよう設定をする。次にチャープ信号発生装置1をONすることで本加熱周波数のマイクロ波をアンテナ4から加熱室9内に放射させる。これにより、加熱室9内に配置された対象物が加熱される(本加熱)。
For example, when the output power of the
以下、請求項の各構成要素と実施形態の各部との対応の例について説明するが
本発明は下記の例に限定されない。
本実施形態においてマイクロ波発生手段とは、チャープ信号発生装置1、増幅器2、サーキュレータ3に相当し、放射部とは、アンテナ4に相当する、検出手段とは、マイコン11に含まれる周波数決定処理5、FFT処理6、A/D変換器7に相当し、制御手段とはマイコン11に含まれる制御部10に相当する。
Hereinafter, examples of correspondence between each component of the claims and each part of the embodiment will be described, but the present invention is not limited to the following examples.
In the present embodiment, the microwave generation means corresponds to the chirp
本発明は、各種加熱装置、プラズマ発生装置、乾燥装置、および酵素反応を促進する装置等、反射電力が発生する処理装置に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for processing devices that generate reflected power, such as various heating devices, plasma generators, drying devices, and devices that promote enzyme reactions.
1 チャープ信号発生装置
2 増幅器
3 サーキュレータ
4 アンテナ
5 周波数決定処理
6 FFT処理
7 A/D変換器
8 対象物
9 加熱室
10 制御部
11 マイコン
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記制御手段は、前記マイクロ波発生手段によりチャープ信号のマイクロ波を前記放射部から対象物に放射させ、前記検出手段により検出される反射電力が最小または極小となる周波数に基づいて対象物の処理のためのマイクロ波の周波数を処理周波数として決定した上で、前記処理周波数のマイクロ波を前記マイクロ波発生手段により発生させることを特徴とする冷凍冷蔵庫。 A refrigerator-freezer equipped with a microwave, a microwave generating means for generating a microwave, a radiating portion for radiating a microwave generated by the microwave generating means to an object, and a reflected power from the radiating portion Detection means for detecting the control, and control means for controlling the microwave generation means,
The control means causes the microwave generation means to radiate a microwave of the chirp signal from the radiating portion to the object, and processes the object based on a frequency at which the reflected power detected by the detection means is minimized or minimized. A microwave refrigerator having a processing frequency is determined by the microwave generating means after determining the frequency of the microwave for processing as a processing frequency.
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JP2011219001A JP2013079745A (en) | 2011-10-03 | 2011-10-03 | Refrigerator freezer |
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JP2011219001A Pending JP2013079745A (en) | 2011-10-03 | 2011-10-03 | Refrigerator freezer |
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- 2011-10-03 JP JP2011219001A patent/JP2013079745A/en active Pending
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