JP2517076B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、圧電素子を利用した加熱状態検出装置を有
する高周波加熱装置に関するものである。

従来の技術 従来の高周波加熱装置に設けられる加熱状態検出装置
について、第７図を用いて説明する。第７図は従来から
用いられている湿度センサ付き高周波加熱装置の構成図
である。第７図における湿度センサを用いる場合、高周
波放射部であるマグネトロン27により、加熱室１内の食
品２が加熱され、食品２の中の水分が放出され、湿度が
減少から増大へと急激に変化するため、この時点を検出
することで値よ売りの終了を判別することができる。こ
のことを基に、基準電圧電源４の電圧を、湿度センサ３
の可変抵抗値と抵抗５の固定抵抗値とで分圧することに
より検知して機器を制御している（たとえば特開昭53-7
7365号公報）。

第８図は湿度センサの代わりに、圧電素子を用いた高
周波加熱装置の構成図である。第８図において、加熱室
６内の食品７中の水分が沸騰して水蒸気８となり、圧電
素子９と水蒸気８の間に熱の授受があり、その熱的変化
により分極電流が発生し、その分極電流を検出して機器
を制御している（たとえば特開昭62-37624号公報）。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような湿度センサを用いると、
調理中に食品２中のガスや油などが湿度センサ３に付着
して検出感度が落ちてくるため、一回の調理毎にリフレ
ッシュ加熱処理用のヒータなどで湿度センサ３の付着物
を蒸発させなければならず、余分な電力やコストが発生
するという問題を有していた。

また、湿度センサの代わりに圧電素子９を用いると、
圧電素子９自体が温度特性を持っており、温度上昇とと
もに加熱終了時間が延びてくるという問題を有し、この
ような加熱終了時間のばらつきにより良品の仕上がり状
態がよくないという問題を有していた。

本発明は上記従来の問題を解決するもので、圧電素子
の温度特性による影響をおさえて加熱終了時間のばらつ
きをなくするとともに、素子の汚れをおさえることので
きる加熱状態検出装置を備えた高周波加熱装置を提供す
ることを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の高周波加熱装置
は、排気部を有する加熱室に、加熱室と外部とを連通す
る通気路を設け、前記通気路内に、加熱室と通気路とを
連通する吸気通路と、加熱室に高周波を放射する高周波
放射部と、吸気路の蒸気から調理物の仕上がりを検出す
る圧電素子センサと、外気および吸気通路を介して加熱
室の一部蒸気を吸引するとともに、この冷却風により前
記高周波放射部と圧電素子センサとを冷却し加熱室に供
給する冷却ファンとを設けたものである。

作用 上記構成により、通気路内に吸気通路からの蒸気を検
出する圧電素子センサには、冷却ファンの正圧による外
部冷風が直接あたって冷却され、さらに冷却ファンの吸
い込みによる負圧で加熱室内からの蒸気の一部を吸気通
路を通して引き込み、圧電素子センサが蒸気の熱的変化
を検知するので、圧電素子センサの温度上昇は抑えら
れ、圧電素子センサに対して温度変化を与える条件が常
に一定となる作用を有する。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す圧電素子付き加熱
状態検出装置を有する高周波加熱装置の構成図である。

第１図において、加熱装置本体51は、隔壁52により、
排気部32を有し食品26が配される加熱室25と、加熱装置
本体51と隔壁52にそれぞれ形成された開口51a,52aを介
して加熱室25と外部とを連通する通気路29とが設けられ
ている。前記通気路29内には、放射部が加熱室25に臨ん
で隔壁52に取り付けられ加熱室25に高周波を放射する電
波放射部（マグネトロン）27が配設されるとともに、隔
壁52に形成された複数の透孔52bを介して食品26から発
生する水蒸気を含んだ空気の一部を加熱室25から通気路
29内に導入する吸気通路33がガイド板33aにより形成さ
れている。

また通気路29内には、吸気通路33側に検出部が位置す
るように圧電素子（圧電素子センサ）21がガイド板33a
に配設されている。この圧電素子21の出力は、素子に対
して直流成分が印加されないように構成された電圧増幅
用のアンプ（一定間隔毎に直流阻止アンプという）22を
介して電圧比較用の比較器23に接続され、さらに制御器
24に接続されている。

さらに通気路29内には、加熱装置本体51の開口51aお
よび吸気通路53の出口近傍に冷却ファン28が配設され、
この冷却ファン28により、実線30で示すように開口51a
から外部の空気を吸引するとともに、これらを冷却空気
として通気路29内で圧電素子21と電波放射部27とを冷却
した後、隔壁52の開口52aから加熱室25に供給し、加熱
室25の正圧と冷却ファン28の負圧を利用して、破線31で
示すように食品26から発生する水蒸気を含んだ空気の一
部を吸気通路33に吸引導入するように構成される。ここ
で、加熱室25内で食品26から発生する水蒸気や油などを
含んだ空気の大部分は破線31′で示すように排気部32か
ら排出される。

34はモータコア、35はモータコアに巻かれた巻線であ
り、この巻線35により整流ブリッジ36、コンデンサ37、
抵抗38および定電圧ダイオード39からなる定電圧電源部
を構成し、制御回路用のトランスを不要にしている。ま
た、ブザー40は、直流阻止アンプ22で増幅された信号電
圧が比較器23で設定されたスレッシュホールド電圧ΔVt
よりも大きくなったときに、制御器24の信号で動作する
ように構成されている。

また、制御器24の信号により、同時に電波放射部27の
電源電圧は閉成され、調理中は冷却ファン28は回り続け
て実線矢印30の径路で圧電素子21を冷却するとともに、
食品蒸気、マグネトロンヒータによる温度上昇を抑え
る。41は電源プラグ、42は電源スイッチである。

第２図は、吸気通路33および圧電素子27の取付状態を
示す図である。第２図において、ガイド板33aに設けら
れた金属板43の上に圧電素子21の検出部が接着剤により
接着され、冷却ファン28の冷風（正圧風）が直接圧電素
子21にあたるように樹脂成形されたガイド板33aに取付
けられている。この金属板41の金属面は、吸気通路33内
の蒸気が直に触れて圧電素子21に対して熱の授受をしや
すくしており、また、樹脂製のガイド板33aで加熱室25
と通気路29を熱絶縁して圧電素子21の温度上昇をおさえ
ている。蒸気の吸い込みは、冷却ファン28の負圧を利用
（吸い込み力）しているものである。

第３図（ａ）（ｂ）は圧電素子の信号と雑音について
のデータ例を示し、第３図（ａ）は加熱室25内の水が沸
騰したときの信号波形例を示す図であり、第３図（ｂ）
は、この波形をスペクトラム分析した結果例を示す図で
ある。第３図（ｂ）において、40kHz用の圧電素子が接
着された金属板43に温かい水蒸気を含む風が当たること
により０〜50Hz帯で大きい信号が出ていることが判る。
信号（イ）と信号（ロ）の差は約30dB、信号レベルは数
mVの電圧である。信号（イ）は加熱室25内の水が沸騰し
た場合、信号（ロ）は沸騰前の場合、信号（ハ）は高周
波加熱装置に通電されていない場合である。

第４図および第５図には、ローパスフィルタとハイパ
スフィルタを組み合わせたバンドパスフィルタ特性を持
つ直流阻止アンプ22の回路例と、この回路を用いて水40
0ccを加熱した場合のアンプ出力電圧波形図である。

第４図に示すように、圧電素子21から出力される信号
電圧は直流阻止アンプ22の入力端子22aに入力され、増
幅されて出力端子22bから第５図に示すような出力信号
電圧Ａとして出力される。第５図に示すように、時間が
経過して加熱室内の食品中の水が沸騰してくると圧電素
子21から出力される信号電圧は急激に上昇し、直流阻止
アンプ22からの出力信号電圧Ａも急激な上昇を示す。

したがって、第１図に示す比較器23において、設定さ
れたスレッシュホールド電圧ΔVtと出力信号電圧Ａを比
較することにより、信号電圧がスレッシュホールド電圧
ΔVtより大きくなったときに制御器24でブザー報知する
ようにして、調理物が沸騰点に達した時点を知ることが
できる。

第６図（ａ）（ｂ）は、圧電素子を冷却しない場合と
冷却する場合の違いを、調理終了時間と温度上昇度との
関係で示した図である。第６図（ａ）において、圧電素
子21は温度変化の微分値に応じて分極電流を発生するの
で、従来のように冷却せずに調理をくり返す場合、一回
の調理毎に圧電素子21およびその雰囲気の温度が上昇す
るので、毎回同程度の暖かい水蒸気が衝突して熱の授受
をしても、温度変化は徐々に小さくなっていく。このた
め、調理をくり返す毎に温度上昇度ΔＴが小さくなり、
調理終了時間ｔは長くなっていく。

一方、圧電素子21を１回の調理毎に外部の冷却風によ
り冷却する場合は、第６図（ｂ）のように圧電素子21の
温度上昇をおさえるので、調理を何度くり返しても温度
上昇度ΔＴは一定で、調理終了時間ｔも同じとなる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、高周波放射部が配設さ
れるとともに、外部の空気を吸引して高周波放射部を冷
却しさらに加熱室に冷却空気として送り込む冷却ファン
を有する通気路内に、加熱室内の蒸気の一部を吸引する
吸引通路を設け、通気路内に吸引通路の蒸気から調理物
の仕上がり具合を検出する圧電素子センサを設けたの
で、圧電素子は冷却ファンにより冷却され、圧電素子の
温度特性による加熱終了時間のばらつきをなくすことが
できて調理物の仕上がりが良好となり、しかも、圧電素
子は排気部ではなく、通気路内で検出部が蒸気の一部を
導入する吸気通路側に設けられているため、ガスや油な
どによる圧電素子の汚れは少なく、長期にわたり安定し
た信号出力が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す加熱状態検出装置を用
いた高周波加熱装置の構成図、第２図は同加熱状態検出
装置の吸気ガイドおよび圧電素子取付け位置を示す図、
第３図（ａ）（ｂ）は同加熱状態検出装置を用いた高周
波加熱装置の加熱室内の水が沸騰したときの信号波形例
を示す図およびこの信号波形をスペクトラム分析した結
果例を示す図、第４図および第５図は同加熱状態検出装
置の直流阻止アンプの回路図およびアンプ出力電圧波形
図、第６図（ａ）（ｂ）は圧電素子を冷却しない場合お
よび冷却した場合の調理終了時間と温度上昇度の関係を
示す図、第７図および第８図はそれぞれ従来の加熱状態
検出装置を用いた高周波加熱装置の構成図である。 21……圧電素子、25……加熱室、26……食品、27……高
周波放射部、28……冷却ファン、29……通気路、32……
排気部、33……吸気通路、33a……ガイド板、51……加
熱装置本体、51a……開口、52……隔壁、52a……開口、
52b……透孔。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気部を有する加熱室に、加熱室と外部と
   を連通する通気路を設け、 前記通気路内に、 加熱室と通気路とを連通する吸気通路と、 加熱室に高周波を放射する高周波放射部と、 吸気通路の蒸気から調理物の仕上がりを検出する圧電素
   子センサと、 外気および吸気通路を介して加熱室の一部蒸気を吸引す
   るとともに、この冷却風により前記高周波放射部と圧電
   素子センサとを冷却し加熱室に供給する冷却ファンと を設けた高周波加熱装置。