JP2014211246A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】食品の乾燥などは、水分を完全に蒸発させるため、発生する蒸気の量が多くなり、十分な排気が出来なくなるという課題があった。
【解決手段】スライス食品４２を収容する加熱室２３と、マイクロ波発生手段２１と、加熱室２３内に配置された皿受台２４と、加熱室２３内の温度を検知する温度検知手段２８と、加熱室２３内の蒸気を調整する送風ファン２９を有し、送風ファン２９は空気を前記加熱室２３下方から送込み、前記加熱室２３上方から排出するよう構成したので、短時間で効率よく食品４２の温度を上げ、食品４２から出る蒸気を加熱室２３外へ排出することで、食品４２を早く乾燥させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加熱物をマイクロ波で加熱する高周波加熱装置に関し、特に、被加熱物の乾燥に関するものである。

従来、この種の高周波波加熱装置は、食品から出る蒸気を排気する構成を持つものがある。図６は従来の高周波加熱装置の側面断面図であり、特に排気ダクト近傍の部分を断面で示している。

図６に示すように、加熱室２の奥側上部に設けられた加熱室排気口５から、排気を本体外部に導く加熱室ダクト４と、加熱室排気口５を塞ぐ開閉可能なシャッター５ａを備え、本体下部に設けられているマグネトロン（図示せず）を冷却するために本体下部に配置されている冷却ファン６から供給される冷却風は、本体後部上端に設けられている排気ダクト７を通り排気口８から排気される。シャッター５ａは、回転軸９の周りに回転するように支持されており、モーター（図示せず）により回転し開閉動作するものが示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２３７１４１号公報

上記従来の構成においては、例えば、オーブン予熱時などのときは、加熱室排気口５をシャッター５ａにより閉鎖することで、加熱室２の熱は無駄に外部へ流出しない。

また、調理工程のときは、加熱室排気口５はシャッター５ａを開放（破線）することで、加熱室２内の食品から出た蒸気や油煙は、加熱室ダクト４を通り、冷却ファン６から供給される本体冷却風と混ざり排気ダクト７を経由して排気口８から排気される。

しかしながら、加熱室２の排気は対流に任せているので、十分な蒸気排出が期待できなかった。特に、食品の乾燥などは、水分を完全に蒸発させるため、発生する蒸気の量が多くなり、十分な排気が出来なくなるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなしたもので、短時間で効率よく蒸気を排出することで、食品を早く乾燥する高周波加熱装置を提供することを目的とする。

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、被加熱物を収容する加熱室と、マイクロ波を発振し前記加熱室にマイクロ波を供給するマイクロ波発生手段と、前記加熱室内に配置された被加熱物を載置する皿受台と、前記加熱室内の温度を検知する温度検知手段と、前記加熱室内の蒸気を調整する蒸気調整手段とを有し、前記蒸気調整手段は送風機等を備え、前記送風機は空気を前記加熱室下方から送込み、前記加熱室上方から排出するよう構成したものである。

これにより、本発明の高周波加熱装置は、食品等の被加熱物から放出される水蒸気を蒸気調整手段により加熱室外に排出されることで、加熱室内の湿度を低く抑えるため、被加
熱物から出る蒸気の放出が妨げられない。

また、送風機により加熱室下方から空気を送り、加熱室上方へ抜くため、被加熱物周囲の蒸気と共に、被加熱物から上方へ立ち上った蒸気も効率よく加熱室外へ排出することができる。

さらに、加熱室内温度を検知して送風機を作動させることで、初期の温度上昇が送風により妨げられ温度が低下してしまうことが無いため、短時間で被加熱物の温度を上げることが出来る。

本発明の高周波加熱装置によれば、短時間で効率よく被加熱物の温度を上げ、被加熱物から出る蒸気を加熱室外へ排出することで、被加熱物を早く乾燥させることができる。

本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の概略構成を示す正面断面図 本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の側面断面図 本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の皿受台に設置され食品を載置するアタッチメントの構成を示す斜視図 本発明の実施の形態１における高周波加熱装置のアタッチメントに食品を載置した状態を示す斜視図 本発明の実施の形態２における高周波加熱装置の側面断面図 従来の高周波加熱装置の側面断面図

第１の発明は、被加熱物を収容する加熱室と、マイクロ波を発振し前記加熱室にマイクロ波を供給するマイクロ波発生手段と、前記加熱室内に配置された被加熱物を載置する皿受台と、前記加熱室内の温度を検知する温度検知手段と、前記加熱室内の蒸気を調整する蒸気調整手段とを有し、前記蒸気調整手段は送風機等を備え、前記送風機は空気を前記加熱室下方から送込み、前記加熱室上方から排出するよう構成したものである。

これによって、被加熱物から放出される水蒸気を蒸気調整手段により加熱室外へ排出することにより、加熱室内の湿度を低く抑えるため、被加熱物から出る蒸気の放出が妨げられことなく、被加熱物を早く乾燥させることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記蒸気調整手段として温風発生手段を有する構成としたものである。

これによって、被加熱物から放出される蒸気を、温風発生手段により加熱室外に排出させることで、加熱室内の湿度を低く抑えるため短時間で効率よく被加熱物の温度を上げ、被加熱物を早く乾燥させることができる。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１から図３は本発明の第１の実施の形態における代表的な高周波加熱装置の構成図である。図１は正面から見た断面図、図２は側面断面図、また図３は、皿受台に設置され食品を載置して加熱室内に収容されるアタッチメントの構成を示す斜視図である。

図１に示すように、本実施の形態１の高周波加熱装置２０は、マイクロ波発生手段であるマグネトロン２１から放射されたマイクロ波を伝送する導波管２２と、導波管２２の上部に接続された加熱室２３と、食品を載置するため加熱室２３内に固定され、セラミックやガラスなどの低損失誘電材料を用いたマイクロ波が容易に透過できる性質の皿受台２４と、加熱室２３内の皿受台２４より下方に形成されるアンテナ空間２５と、導波管２２内のマイクロ波を加熱室２３内に放射するため、アンテナ空間２５に取り付けられた回転アンテナ２６と、回転アンテナ２６を回転駆動できる代表的な駆動手段としてのモータ２７と、加熱室２３天面に庫内温度を検知するための温度検知手段である庫内サーミスタ２８と、加熱室２３内に外部の空気を導入するための送風ファン２９と、送風ファン２９から送り出される空気を加熱室２３に導く送風ガイド３０と、送風ガイド３０により送られる空気を加熱室２３内部に導入する吸気孔３１と、送風ガイド３０内に設けられ、空気温度を上昇させる電気ヒータ３２と、加熱室２３内の蒸気を加熱室２３外に排出するための排気孔３３と、排気孔３３から出た蒸気を導く排気ガイド３４とを備えて構成している。

また、図２に示すように、排気ガイド３４は蒸気を高周波加熱装置２０の外へ排出するための排気口３５に連通しており、この排気口３５は高周波加熱装置２０上部後方に位置している。

また、排気ガイド３４内にはモータ（図示せず）で開閉動作するダンパー３７が設けられ、ダンパー軸３８に接続されたモータにより開（一点鎖線）または閉状態のどちらかの位置で静止されている。

皿受台２４の略中央部には、食品を載せるアタッチメント３９がセットされる。アタッチメント３９は図３に示すように、アタッチメント台４０と、その上に載置されるマイクロ波発熱体シート４１よりなり、アタッチメント台４０は、誘電損失の低い材質、例えばＰＰＳなどの樹脂よりなり、４隅には脚部が付いており、上面には多数の孔のある構造となっている。この上にマイクロ波発熱体シート４１が着脱可能に載せられて使用される。

マイクロ波発熱体シート４１は、例えばフェライト粉末をシリコンゴム内に分散させることで可撓性を持たせ図３のように容易に曲げられる構造のものを用いているが、マイクロ波によって発熱するものであればこの材質に限定されるものではない。

また、可撓性を有するため、マイクロ波発熱体シート４１の着脱時なども曲げて簡単に着脱できる。更に、乾燥後の硬くなった食品も、マイクロ波発熱シート４１を曲げることで容易に食品を割ることなく外すことが出来る。

また、マイクロ波発熱体シート４１の発熱温度は、８０℃〜１３０℃好ましくは１００℃前後になるように、フェライトの種類、分子構造、粒子径、配合などを決めている。また、マイクロ波発熱体シート４１には多数の穴が穿たれている。

以上のように構成された高周波加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、図４のようにマイクロ波発熱体シート４１の上に、被加熱物である乾燥させたいスライスした食品４２を、重ならないように並べる。

これを図１のように、加熱室２３内に設置してドアを閉め加熱乾燥を開始する。加熱乾燥が開始されるとマグネトロン２１から放射されたマイクロ波はアンテナ２６を介して加熱室２３の下方から放射される。

下から放射されるマイクロ波は、マイクロ波発熱体シート４１に吸収され熱を発し、マ
イクロ波発熱体シート４１の上に設置されているスライス食品４２に伝えられ乾燥を進める。

さらに、マイクロ波は、アタッチメント３９のない、加熱室２３の前後左右部分から上方に放射され、加熱室２３壁面で反射し、スライス食品４２の上方や側面から入射し、直接スライス食品４２を温める。

つまり、スライス食品４２は、マイクロ波による加熱と、マイクロ波発熱体シート４１による伝熱の双方により加熱作用を受けることになる。

スライス食品４２の加熱が進み温度が上昇してくると、スライス食品４２から蒸気が発生し、蒸気は加熱室２３の上へ向かって立ち上る。それと同時にスライス食品４２の下面からの蒸気がマイクロ波発熱体シート４１の穴を通ってアタッチメント３９下へ抜ける。

このとき加熱室２３内温度も上昇する。加熱室２３温度は、温度検知手段である庫内サーミスタ２８により検出される。実験によるとスライスしたジャガイモを５００Ｗのマイクロ波出力で加熱乾燥したときに、６０〜１２０秒後に加熱室２３上部の温度が４０℃程度になった。

例えば、このときに、送風ファン２９を駆動させ始めると、矢印に示す気流が発生し、高周波加熱装置２０外の乾燥した空気が、送風ガイド３０を通って吸気孔３１から加熱室２３の下方から導入される。すると、導入された空気は、加熱室２３内の空気と蒸気を押し出しながらアタッチメントの３９下やスライス食品４２の上を通り、加熱室２３上部にある排気孔３３から出る。

排気孔３３から出た空気と蒸気は、排気ガイド３４を通って、排気口３５から高周波加熱装置２０の外へ排出される。そして、送風ガイド３０内に設置した電気ヒータ３２に通電し、５０〜１２０℃前後の温風を送ることが出来るようにしている。このとき、図２に示すダンパー３７は、常に開状態になっている。

これにより、スライス食品４２から放出される蒸気を、送風ファン２９により加熱室２３外に排出されることで、加熱室２３内の湿度を低く抑えるため、スライス食品４２から出る蒸気の放出が妨げられない。

また、送風ファン２９により加熱室２３下方から空気を送り、加熱室２３上方へ抜くため、スライス食品４２周囲の蒸気と共に、スライス食品４２から上方へ立ち上った蒸気も効率よく加熱室２３外へ排出することができる。

さらに、加熱室２３内温度を検出して送風ファン２９を作動させることで、初期の温度上昇が送風により妨げられ温度が低下してしまうことが無いため、短時間でスライス食品４２の温度を上げることが出来る。

従って、短時間で効率よくスライス食品４２の温度を上げ、スライス食品４２から出る蒸気を加熱室２３外へ排出することで、スライス食品４２を早く乾燥させることができる。

尚、実施の形態では、スライス食品４２を載せるアタッチメント３９を皿受台２４よりも小さな場合について説明したが、これに限られることは無く、オーブンレンジのオーブン皿のような大きさのアタッチメントを用いてもかまわない。その場合、アタッチメントの表または裏にマイクロ波発熱体が設置され、加熱室２３の側壁面の中ほどの高さ（例え
ば皿受台から１００ｍｍ前後）に突出した皿受部に設置される。そのときの風の流れは、吸気孔３１から入った空気が一旦アタッチメントの下の空間にたまり、アタッチメントの周囲と加熱室２３の隙間から上昇し、最終的には同様に、蒸気と共に排気孔３３から押し出されるものである。

なお、送風ファン２９を動作させるタイミングは、蒸気センサ４３が蒸気を検知したときに動作させても良い。そのとき、蒸気センサ４３の設置場所は、加熱室２３に近く、なおかつ蒸気センサ４３がマイクロ波の影響で誤動作しない場所が好ましい。例えば、蒸気が通る排気ガイド３４内に取り付けてもよい。また、加熱室２３内の例えば天井に取り付けてもよいがそのときは、蒸気の透過するパンチング孔のあいた金属板や、金属メッシュで覆うことでマイクロ波の影響を受けずに蒸気を検出することが可能である。

（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は本発明の第２の実施の形態における高周波加熱装置の側面断面図である。実施の形態１と同一部分は同じ番号を付し、説明を省略する。第１の実施の形態との違いは、送風機の形態である。図５に示すように加熱室２３に空気を導入するために、マグネトロン２１を冷却する冷却ファン４４と、マグネトロン２１の下流に設置された送風ガイド４５により吸気孔３１を通して加熱室２３に空気を送る。

冷却ファン４４を回転させるタイミングは、加熱室２３上部の温度が４０℃程度になるとき、またはマグネトロン２１の温度が冷却を必要とする温度となったときのどちらか早いタイミングで動作を開始する。

動作中に高温になるマグネトロン２１を通った空気を加熱室２３内に送ることで、送風ガイド４５内に電気ヒータを設置したのと同様の効果が期待できる。

これにより、スライス食品４２から放出される蒸気を、冷却ファン４４により加熱室２３外に排出されることで、加熱室２３内の湿度を低く抑えるため、スライス食品４２から出る蒸気の放出が妨げられない。

また、冷却ファン４４により加熱室２３下方から空気を送り、加熱室２３上方へ抜くため、スライス食品４２の周囲の蒸気と共に、スライス食品４２から上方へ立ち上った蒸気も効率よく加熱室２３外へ排出することができる。

さらに、加熱室２３内の温度またはマグネトロン２１の温度を検知して冷却ファン４４を作動させることで、初期の温度上昇が送風により妨げられ温度が低下してしまうことが無いため、短時間でスライス食品４２の温度を上げることが出来る。

従って、短時間で効率よくスライス食品４２の温度を上げ、スライス食品４２から出る蒸気を加熱室２３外へ排出することで、スライス食品４２を早く乾燥させることができる。

以上のように、本発明にかかる高周波加熱装置は、マイクロ波を使用する調理器具としての電子レンジ、オーブンレンジ、各種誘電体の加熱、解凍装置であるとか、マイクロ波を使用する半導体装置、乾燥装置などの工業分野での加熱装置、陶芸加熱、焼結あるいは生体化学反応等の用途等にも適用できる。

２３ 加熱室
２１ マグネトロン（マイクロ波発生手段）
２４ 皿受台
２８ 庫内サーミスタ（温度検知手段）
２９ 送風ファン（蒸気調整手段）
３２ 電気ヒータ（温風発生手段）

Claims (2)

1. 被加熱物を収容する加熱室と、
   マイクロ波を発振し前記加熱室にマイクロ波を供給するマイクロ波発生手段と、
   前記加熱室内に配置された被加熱物を載置する皿受台と、
   前記加熱室内の温度を検知する温度検知手段と、
   前記加熱室内の蒸気を調整する蒸気調整手段とを有し、
   前記蒸気調整手段は送風機等を備え、前記送風機は空気を前記加熱室下方から送込み、前記加熱室上方から排出するよう構成した高周波加熱装置。
2. 前記蒸気調整手段として温風発生手段を有する構成とした請求項１に記載の高周波加熱装置。