JP3098653B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents
高周波加熱装置Info
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- JP3098653B2 JP3098653B2 JP05078115A JP7811593A JP3098653B2 JP 3098653 B2 JP3098653 B2 JP 3098653B2 JP 05078115 A JP05078115 A JP 05078115A JP 7811593 A JP7811593 A JP 7811593A JP 3098653 B2 JP3098653 B2 JP 3098653B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高周波加熱装置に関
し、特に、冷凍食品などの解凍機能を有する電子レンジ
のような高周波加熱装置に関する。
し、特に、冷凍食品などの解凍機能を有する電子レンジ
のような高周波加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子レンジにおいて、その加熱室
内の冷凍食品を解凍加熱する方法としては、重量センサ
によって冷凍食品の重量値を検出し、その検出値から解
凍必要時間を予測して解凍加熱するものと、加熱室内の
電界強度を電界強度検出手段で検出し、その検出値の変
化で冷凍食品の解凍状態を逐次検出して解凍加熱時間を
決定するものがあった。
内の冷凍食品を解凍加熱する方法としては、重量センサ
によって冷凍食品の重量値を検出し、その検出値から解
凍必要時間を予測して解凍加熱するものと、加熱室内の
電界強度を電界強度検出手段で検出し、その検出値の変
化で冷凍食品の解凍状態を逐次検出して解凍加熱時間を
決定するものがあった。
【０００３】また、この加熱室内の電界強度の検出方法
としては、加熱室内に設けたアンテナを用いその検波電
圧値により直接検出するものと、マイクロ波吸収材に密
着した温度センサを用いその温度上昇値により間接的に
検出するものがあるが、いずれもその解凍加熱時間の決
定方法は、加熱中の検波電圧値またはマイクロ波吸収材
温度の変極点を利用するものである。
としては、加熱室内に設けたアンテナを用いその検波電
圧値により直接検出するものと、マイクロ波吸収材に密
着した温度センサを用いその温度上昇値により間接的に
検出するものがあるが、いずれもその解凍加熱時間の決
定方法は、加熱中の検波電圧値またはマイクロ波吸収材
温度の変極点を利用するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】重量検出手段を用いて
その重量値から加熱室内の冷凍食品の解凍必要時間を予
測する方法では、たとえば冷凍食品の初期温度が高い場
合や加熱効率の高いものは解凍し過ぎ、一方初期温度が
低い場合や加熱効率の低いものは解凍不足となるなど、
冷凍食品の状態によりその予測時間に誤差が生じるとい
う不具合があった。
その重量値から加熱室内の冷凍食品の解凍必要時間を予
測する方法では、たとえば冷凍食品の初期温度が高い場
合や加熱効率の高いものは解凍し過ぎ、一方初期温度が
低い場合や加熱効率の低いものは解凍不足となるなど、
冷凍食品の状態によりその予測時間に誤差が生じるとい
う不具合があった。
【０００５】この不具合を解消する手段として、アンテ
ナまたはマイクロ波吸収材により加熱室内の電界強度を
測定し、その電界強度値により冷凍食品の解凍状態を検
出する方法があるが、この方式の課題は、マイクロ波の
冷凍食品内への浸透深度が解凍加熱に伴う冷凍食品温度
の上昇により０℃付近で極端に浅くなり、得られる電界
強度の測定値が冷凍食品の表面層の解凍状態に依存して
しまう点である。この結果、この解凍検出方式では本来
必要な冷凍食品の内部の解凍状態を検出することができ
ず良好な解凍検出制御は実現できない。
ナまたはマイクロ波吸収材により加熱室内の電界強度を
測定し、その電界強度値により冷凍食品の解凍状態を検
出する方法があるが、この方式の課題は、マイクロ波の
冷凍食品内への浸透深度が解凍加熱に伴う冷凍食品温度
の上昇により０℃付近で極端に浅くなり、得られる電界
強度の測定値が冷凍食品の表面層の解凍状態に依存して
しまう点である。この結果、この解凍検出方式では本来
必要な冷凍食品の内部の解凍状態を検出することができ
ず良好な解凍検出制御は実現できない。
【０００６】また、上記の電界強度検出手段のアンテナ
方式とマイクロ波吸収材方式をコスト面で比較すると、
アンテナ方式では高周波検波回路を利用しコスト高であ
るのに対し、マイクロ波吸収材方式は構成がシンプルで
安価であり、そのような高周波加熱装置は特願平４−１
７４５２０号、特願平４−２０２４６５号において提案
されている。
方式とマイクロ波吸収材方式をコスト面で比較すると、
アンテナ方式では高周波検波回路を利用しコスト高であ
るのに対し、マイクロ波吸収材方式は構成がシンプルで
安価であり、そのような高周波加熱装置は特願平４−１
７４５２０号、特願平４−２０２４６５号において提案
されている。
【０００７】しかし、従来のマイクロ波吸収材を用いる
方法はマイクロ波吸収材を加熱室内の強電界値に設置す
る構造であったため、このマイクロ波吸収材の温度を測
定する温度センサを強電界から保護する目的と、マイク
ロ波吸収材の温度上昇性能をよくする目的から、マイク
ロ波吸収材は必然的にその形状が大きくなり、その熱容
量も不必要に大きくなっていた。
方法はマイクロ波吸収材を加熱室内の強電界値に設置す
る構造であったため、このマイクロ波吸収材の温度を測
定する温度センサを強電界から保護する目的と、マイク
ロ波吸収材の温度上昇性能をよくする目的から、マイク
ロ波吸収材は必然的にその形状が大きくなり、その熱容
量も不必要に大きくなっていた。
【０００８】この熱容量が大きなマイクロ波吸収材を用
いた電界強度検出手段の課題はその熱応答性の悪さであ
り、たとえば氷などの解凍状態の顕著な負荷の場合は比
較的容易に解凍状態を検出できるが、肉、魚肉など実際
の調理に使用する負荷ではその解凍状態を検出できない
という不具合があった。
いた電界強度検出手段の課題はその熱応答性の悪さであ
り、たとえば氷などの解凍状態の顕著な負荷の場合は比
較的容易に解凍状態を検出できるが、肉、魚肉など実際
の調理に使用する負荷ではその解凍状態を検出できない
という不具合があった。
【０００９】また、マイクロ波吸収材を加熱室内に設置
する構造であったため食品から発生した不純物がマイク
ロ波吸収材に付着し、検出精度が低下するという不具合
があった。
する構造であったため食品から発生した不純物がマイク
ロ波吸収材に付着し、検出精度が低下するという不具合
があった。
【００１０】さらに、従来の手法ではマイクロ波吸収材
の温度のみを検出していたため、周囲温度の影響を補正
できず検出誤差が大きくなるばかりでなく、検出精度の
悪さからその検出位置を電子レンジの加熱室外などの弱
電界強度箇所とすることができなかった。
の温度のみを検出していたため、周囲温度の影響を補正
できず検出誤差が大きくなるばかりでなく、検出精度の
悪さからその検出位置を電子レンジの加熱室外などの弱
電界強度箇所とすることができなかった。
【００１１】それゆえに、この発明の主たる目的は、簡
単な構成で加熱室内の電界強度を精度よく検出すること
ができ、冷凍食品を精度よく解凍することができる高周
波加熱装置を提供することである。
単な構成で加熱室内の電界強度を精度よく検出すること
ができ、冷凍食品を精度よく解凍することができる高周
波加熱装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
被加熱物を収容する加熱室と、加熱室に供給するマイク
ロ波エネルギを発生する高周波発生源と、高周波発生源
を駆動させる駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段
とを備えた高周波加熱装置において、加熱室内の電界強
度を検出する電界強度検出手段と、被加熱物の重量を検
出する重量検出手段と、電界強度検出手段および重量検
出手段の検出値に基づいて駆動手段を制御し、被加熱物
の解凍加熱を制御する解凍加熱制御手段とを備える。電
界強度検出手段は、その一方面が加熱室の壁に開口され
た貫通孔に対向するようにして加熱室の外部に設けら
れ、貫通孔から漏洩するマイクロ波を吸収するための箔
状のマイクロ波吸収材と、マイクロ波吸収材の他方面に
密着させて設けられ、マイクロ波吸収材の温度を検出す
るための第１の温度センサと、マイクロ波吸収材の近傍
に設けられ、マイクロ波吸収材の周囲温度を検出するた
めの第２の温度センサと、マイクロ波吸収材とともに貫
通孔を覆うようにして設けられ、第１および第２の温度
センサにマイクロ波が照射されるのを防止するためのシ
ールド手段と、第１および第２の温度センサの検出温度
の差を求め、その差に基づいて加熱室内の電界強度を検
出するための演算手段とを含むことを特徴としている。
被加熱物を収容する加熱室と、加熱室に供給するマイク
ロ波エネルギを発生する高周波発生源と、高周波発生源
を駆動させる駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段
とを備えた高周波加熱装置において、加熱室内の電界強
度を検出する電界強度検出手段と、被加熱物の重量を検
出する重量検出手段と、電界強度検出手段および重量検
出手段の検出値に基づいて駆動手段を制御し、被加熱物
の解凍加熱を制御する解凍加熱制御手段とを備える。電
界強度検出手段は、その一方面が加熱室の壁に開口され
た貫通孔に対向するようにして加熱室の外部に設けら
れ、貫通孔から漏洩するマイクロ波を吸収するための箔
状のマイクロ波吸収材と、マイクロ波吸収材の他方面に
密着させて設けられ、マイクロ波吸収材の温度を検出す
るための第１の温度センサと、マイクロ波吸収材の近傍
に設けられ、マイクロ波吸収材の周囲温度を検出するた
めの第２の温度センサと、マイクロ波吸収材とともに貫
通孔を覆うようにして設けられ、第１および第２の温度
センサにマイクロ波が照射されるのを防止するためのシ
ールド手段と、第１および第２の温度センサの検出温度
の差を求め、その差に基づいて加熱室内の電界強度を検
出するための演算手段とを含むことを特徴としている。
【００１３】請求項２に係る発明では、請求項１に係る
発明の解凍加熱制御手段は、電界強度検出手段の検出値
から被加熱物の初期解凍状態を検出した後、重量検出手
段の検出値から決定される時間だけさらに追加加熱す
る。
発明の解凍加熱制御手段は、電界強度検出手段の検出値
から被加熱物の初期解凍状態を検出した後、重量検出手
段の検出値から決定される時間だけさらに追加加熱す
る。
【００１４】
【００１５】請求項３に係る発明では、請求項１または
２に係る発明のマイクロ波吸収材は、第１の温度センサ
にコーティングされている。
２に係る発明のマイクロ波吸収材は、第１の温度センサ
にコーティングされている。
【００１６】
【００１７】
【作用】請求項１に係る発明では、その一方面が加熱室
の壁の貫通孔に対向するようにして箔状のマイクロ波吸
収材を加熱室の外部に配置し、マイクロ波吸収材の温度
を検出するための第１の温度センサをマイクロ波吸収材
の他方面に密着させて配置し、マイクロ波吸収材の周囲
温度を検出するための第２の温度センサをマイクロ波吸
収材の近傍に設け、第１および第２の温度センサにマイ
クロ波を照射されるのを防止するためのシールド手段を
マイクロ波吸収材とともに貫通孔を覆うようにして設
け、第１および第２の温度センサの検出温度の差に基づ
いて加熱室内の電界強度を検出する。そして、加熱室内
の電界強度に加えて被加熱物の重量を検出し、加熱室内
の電界強度と被加熱物の重量との両方の検出値に基づい
て被加熱物の解凍加熱を制御する。したがって、加熱室
内の電界強度および被加熱物の重量のうちのいずれか一
方の検出値のみに基づいて解凍加熱を行なっていた従来
に比べ、冷凍食品を精度よく解凍することができる。ま
た、マイクロ波吸収材を用いて電界強度を検出するの
で、アンテナを用いる場合に比べ、構成の簡単化および
低コスト化を図ることができる。さらに、温度センサを
シールドして温度センサがマイクロ波によって加熱され
るのを防止した上で、マイクロ波吸収材の温度とその周
囲温度の温度差に基づいて電界強度を検出するので、周
囲温度の影響を除去することができ、電界強度を精度よ
く検出することができる。
の壁の貫通孔に対向するようにして箔状のマイクロ波吸
収材を加熱室の外部に配置し、マイクロ波吸収材の温度
を検出するための第１の温度センサをマイクロ波吸収材
の他方面に密着させて配置し、マイクロ波吸収材の周囲
温度を検出するための第２の温度センサをマイクロ波吸
収材の近傍に設け、第１および第２の温度センサにマイ
クロ波を照射されるのを防止するためのシールド手段を
マイクロ波吸収材とともに貫通孔を覆うようにして設
け、第１および第２の温度センサの検出温度の差に基づ
いて加熱室内の電界強度を検出する。そして、加熱室内
の電界強度に加えて被加熱物の重量を検出し、加熱室内
の電界強度と被加熱物の重量との両方の検出値に基づい
て被加熱物の解凍加熱を制御する。したがって、加熱室
内の電界強度および被加熱物の重量のうちのいずれか一
方の検出値のみに基づいて解凍加熱を行なっていた従来
に比べ、冷凍食品を精度よく解凍することができる。ま
た、マイクロ波吸収材を用いて電界強度を検出するの
で、アンテナを用いる場合に比べ、構成の簡単化および
低コスト化を図ることができる。さらに、温度センサを
シールドして温度センサがマイクロ波によって加熱され
るのを防止した上で、マイクロ波吸収材の温度とその周
囲温度の温度差に基づいて電界強度を検出するので、周
囲温度の影響を除去することができ、電界強度を精度よ
く検出することができる。
【００１８】請求項２に係る発明では、請求項１に係る
発明の解凍加熱制御手段は、電界強度検出手段の検出値
から被加熱物の初期解凍状態を検出し、その後重量検出
手段の検出値から決定される時間だけさらに追加加熱す
る。この場合は、冷凍食品の表面層が０℃付近になる初
期解凍状態まで一旦加熱して冷凍食品の冷凍温度や形状
の違いによる解凍状態のばらつきをなくした後、冷凍食
品の重量値に応じた時間だけ再加熱することができ、冷
凍食品を精度よく解凍することができる。
発明の解凍加熱制御手段は、電界強度検出手段の検出値
から被加熱物の初期解凍状態を検出し、その後重量検出
手段の検出値から決定される時間だけさらに追加加熱す
る。この場合は、冷凍食品の表面層が０℃付近になる初
期解凍状態まで一旦加熱して冷凍食品の冷凍温度や形状
の違いによる解凍状態のばらつきをなくした後、冷凍食
品の重量値に応じた時間だけ再加熱することができ、冷
凍食品を精度よく解凍することができる。
【００１９】
【００２０】請求項３に係る発明では、請求項１または
２に係る発明のマイクロ波吸収材は、第１の温度センサ
にコーティングされている。この場合は、マイクロ波吸
収材の熱容量を小さくして熱応答性を向上させることが
でき、電界強度の変化を精度よく検出することができ
る。
２に係る発明のマイクロ波吸収材は、第１の温度センサ
にコーティングされている。この場合は、マイクロ波吸
収材の熱容量を小さくして熱応答性を向上させることが
でき、電界強度の変化を精度よく検出することができ
る。
【００２１】
【００２２】
【実施例】まず、この発明の実施例を説明する前に原理
について説明する。電子レンジによる冷凍食品の解凍状
態はその表面層のみが解凍された初期解凍状態と、その
後その内部にまで解凍状態がおよんだ後期解凍状態があ
るが、この発明の電子レンジは加熱室内の電界強度を検
出して初期解凍状態を検出した後、冷凍食品の重量を検
出しその後の後期解凍に要する解凍必要時間を算出し解
凍制御する。
について説明する。電子レンジによる冷凍食品の解凍状
態はその表面層のみが解凍された初期解凍状態と、その
後その内部にまで解凍状態がおよんだ後期解凍状態があ
るが、この発明の電子レンジは加熱室内の電界強度を検
出して初期解凍状態を検出した後、冷凍食品の重量を検
出しその後の後期解凍に要する解凍必要時間を算出し解
凍制御する。
【００２３】被加熱物の解凍状態の検出は冷凍食品の解
凍状態が加熱室の電界強度の変化に関連することを利用
したもので、その原理は以下のとおりである。
凍状態が加熱室の電界強度の変化に関連することを利用
したもので、その原理は以下のとおりである。
【００２４】食品に吸収されるエネルギＰo は、加熱室
に供給される高周波発生源のエネルギをＰi 、そのとき
の周波数をｆ、食品の比誘電率をεr 、食品の誘電体力
率をｔａｎδとすると、 Ｐ0 ＝ｋ１・Ｐi ・ｆ・εr ・ｔａｎδ …（１） ｋ１：定数 となる。
に供給される高周波発生源のエネルギをＰi 、そのとき
の周波数をｆ、食品の比誘電率をεr 、食品の誘電体力
率をｔａｎδとすると、 Ｐ0 ＝ｋ１・Ｐi ・ｆ・εr ・ｔａｎδ …（１） ｋ１：定数 となる。
【００２５】一方、加熱室の電界強度Ｅは、上記の高周
波発生源のエネルギＰi から食品に供給されるエネルギ
Ｐo を差引いた残りのエネルギに比例するから、 Ｅ＝ｋ２・（Ｐi −Ｐo ） …（２） ｋ２：定数 となる。
波発生源のエネルギＰi から食品に供給されるエネルギ
Ｐo を差引いた残りのエネルギに比例するから、 Ｅ＝ｋ２・（Ｐi −Ｐo ） …（２） ｋ２：定数 となる。
【００２６】ここで、高周波発生源のエネルギＰi とそ
の周波数ｆを一定にする条件で冷凍食品を解凍すると、
食品が０℃付近すなわち解凍点になれば、食品に供給さ
れるエネルギＰo が変化するので、（２）式より明らか
なように、加熱室の電界強度Ｅも変化することになる。
の周波数ｆを一定にする条件で冷凍食品を解凍すると、
食品が０℃付近すなわち解凍点になれば、食品に供給さ
れるエネルギＰo が変化するので、（２）式より明らか
なように、加熱室の電界強度Ｅも変化することになる。
【００２７】図５は冷凍食品の温度上昇に伴う電界強度
Ｅおよび冷凍食品に吸収されるエネルギＰo の変化の一
例を示す図である。この図に示すように、冷凍食品に吸
収されるエネルギＰo は温度上昇にともなって急に増大
し、冷凍食品の温度Ｔが０℃を越えると逆に緩やかに減
少する。これは、（１）式における冷凍食品の誘電体力
率ｔａｎδの変化にともなうものである。一方、電界強
度Ｅは（２）式から明らかなように、エネルギＰo と逆
に変化する。すなわち、電界強度Ｅは温度上昇にともな
って急に減少し、冷凍食品の温度Ｔが０℃を越えると緩
やかに増大する。したがって、電界強度Ｅの増減状態の
０℃付近における急激な変化を検出することで冷凍食品
の初期解凍状態を検出することができる。
Ｅおよび冷凍食品に吸収されるエネルギＰo の変化の一
例を示す図である。この図に示すように、冷凍食品に吸
収されるエネルギＰo は温度上昇にともなって急に増大
し、冷凍食品の温度Ｔが０℃を越えると逆に緩やかに減
少する。これは、（１）式における冷凍食品の誘電体力
率ｔａｎδの変化にともなうものである。一方、電界強
度Ｅは（２）式から明らかなように、エネルギＰo と逆
に変化する。すなわち、電界強度Ｅは温度上昇にともな
って急に減少し、冷凍食品の温度Ｔが０℃を越えると緩
やかに増大する。したがって、電界強度Ｅの増減状態の
０℃付近における急激な変化を検出することで冷凍食品
の初期解凍状態を検出することができる。
【００２８】この発明は、この電界強度Ｅの増減状態の
変化をマイクロ波吸収材とその周囲温度の温度差による
変化として検出するものである。図６は冷凍マグロを解
凍したときのマイクロ波吸収材４Ｃの温度上昇値Δ
Ｔa 、周囲温度の上昇値ΔＴb およびその温度差ΔＴa
−ΔＴb の変化を示すタイムチャートである。マイクロ
波吸収材の温度上昇値ΔＴa は図５で示した電界強度Ｅ
の変化に対応して解凍加熱時間ｔの経過に従って増大
し、冷凍食品の温度Ｔが０℃を越えるとごく僅か減少
し、その後略一定になる。一方、周囲温度の上昇値ΔＴ
b は、解凍加熱時間ｔの経過に従い、マイクロ波吸収材
の温度上昇値ΔＴa よりも小さな割合で増大し、冷凍食
品の温度Ｔが０℃を越えてもしばらくの間増大し、その
後略一定になる。したがって、両者の温度差ΔＴa −Δ
Ｔb は、解凍加熱の初期は増大し、冷凍食品の温度Ｔが
０℃に達したときにピーク値を持ち、しばらくの間減少
した後略一定になる。したがって、温度差ΔＴa −ΔＴ
b がピーク値を過ぎた時点で冷凍食品の初期解凍状態す
なわち、冷凍食品の表面層のみ解凍した状態を検知する
ことができる。
変化をマイクロ波吸収材とその周囲温度の温度差による
変化として検出するものである。図６は冷凍マグロを解
凍したときのマイクロ波吸収材４Ｃの温度上昇値Δ
Ｔa 、周囲温度の上昇値ΔＴb およびその温度差ΔＴa
−ΔＴb の変化を示すタイムチャートである。マイクロ
波吸収材の温度上昇値ΔＴa は図５で示した電界強度Ｅ
の変化に対応して解凍加熱時間ｔの経過に従って増大
し、冷凍食品の温度Ｔが０℃を越えるとごく僅か減少
し、その後略一定になる。一方、周囲温度の上昇値ΔＴ
b は、解凍加熱時間ｔの経過に従い、マイクロ波吸収材
の温度上昇値ΔＴa よりも小さな割合で増大し、冷凍食
品の温度Ｔが０℃を越えてもしばらくの間増大し、その
後略一定になる。したがって、両者の温度差ΔＴa −Δ
Ｔb は、解凍加熱の初期は増大し、冷凍食品の温度Ｔが
０℃に達したときにピーク値を持ち、しばらくの間減少
した後略一定になる。したがって、温度差ΔＴa −ΔＴ
b がピーク値を過ぎた時点で冷凍食品の初期解凍状態す
なわち、冷凍食品の表面層のみ解凍した状態を検知する
ことができる。
【００２９】この電界強度Ｅを検出する手段は、加熱室
を形成するキャビネットに設けた小穴の近傍に設置し、
その小穴から漏洩するマイクロ波をマイクロ波吸収材に
吸収させ、その電界強度Ｅをマイクロ波吸収材の温度上
昇値ΔＴa とその周囲温度の上昇値ΔＴb との差ΔＴa
−ΔＴb により検出するもので、このマイクロ波吸収材
はその熱応答性を向上させる目的からできるだけ小型に
する必要がある。また、周囲温度を検出する温度センサ
には検出精度を向上させる意味からマイクロ波が照射さ
れないように電磁シールドする。
を形成するキャビネットに設けた小穴の近傍に設置し、
その小穴から漏洩するマイクロ波をマイクロ波吸収材に
吸収させ、その電界強度Ｅをマイクロ波吸収材の温度上
昇値ΔＴa とその周囲温度の上昇値ΔＴb との差ΔＴa
−ΔＴb により検出するもので、このマイクロ波吸収材
はその熱応答性を向上させる目的からできるだけ小型に
する必要がある。また、周囲温度を検出する温度センサ
には検出精度を向上させる意味からマイクロ波が照射さ
れないように電磁シールドする。
【００３０】一方、冷凍食品の重量を検出する手段はレ
ンジのターンテーブルのシャフトに取付け冷凍食品の重
量を検出する。
ンジのターンテーブルのシャフトに取付け冷凍食品の重
量を検出する。
【００３１】この発明は以上の手段およびその作用によ
り冷凍食品の良好な解凍制御を実現するものである。
り冷凍食品の良好な解凍制御を実現するものである。
【００３２】以下、この発明の一実施例による電子レン
ジを詳細に説明する。図１は電子レンジ１０の構成を示
すブロック図、図２は電子レンジ１０の電界強度検出装
置４の構成を示す一部破断した断面図、図３は電子レン
ジ１０の機能を示すブロック図である。この電子レンジ
１０は、図１に示すように、冷凍食品６を収容する加熱
室１と、加熱室１に供給するマイクロ波エネルギを発生
する高周波発生源２と、加熱室１の電界強度を検出する
電界強度検出装置４と、冷凍食品６の重量を検出する重
量検出装置５と、電界強度検出装置４および重量検出装
置５の検出値に基づいて冷凍食品６の解凍加熱を制御す
る解凍加熱制御部８と、解凍加熱制御部８によって制御
され、高周波発生源２を駆動させる駆動部９とを含む。
高周波発生源２と加熱室１は導波管３によって接続され
ており、重量検出手段５は冷凍食品６が載置されるター
ンテーブル７のシャフト７ａに設けられている。
ジを詳細に説明する。図１は電子レンジ１０の構成を示
すブロック図、図２は電子レンジ１０の電界強度検出装
置４の構成を示す一部破断した断面図、図３は電子レン
ジ１０の機能を示すブロック図である。この電子レンジ
１０は、図１に示すように、冷凍食品６を収容する加熱
室１と、加熱室１に供給するマイクロ波エネルギを発生
する高周波発生源２と、加熱室１の電界強度を検出する
電界強度検出装置４と、冷凍食品６の重量を検出する重
量検出装置５と、電界強度検出装置４および重量検出装
置５の検出値に基づいて冷凍食品６の解凍加熱を制御す
る解凍加熱制御部８と、解凍加熱制御部８によって制御
され、高周波発生源２を駆動させる駆動部９とを含む。
高周波発生源２と加熱室１は導波管３によって接続され
ており、重量検出手段５は冷凍食品６が載置されるター
ンテーブル７のシャフト７ａに設けられている。
【００３３】電界強度検出装置４は、図２に示すよう
に、加熱室１を形成するキャビネット１ａに開口された
小孔１ｂを覆うようにしてキャビネット１ａの外側に設
けられており、小孔１ｂから漏洩するマイクロ波を吸収
して温度上昇する箔状のマイクロ波吸収材４ｃと、マイ
クロ波吸収材４ｃの温度上昇値ΔＴa を検出するための
マイクロ波吸収材温度検出用センサ４ａ（以下、温度セ
ンサ４ａと略記する。）と、マイクロ波吸収材４ｃの周
囲温度の上昇値ΔＴb を検出するための周囲温度検出用
センサ４ｂ（以下、温度センサ４ｂと略記する。）とを
含む。
に、加熱室１を形成するキャビネット１ａに開口された
小孔１ｂを覆うようにしてキャビネット１ａの外側に設
けられており、小孔１ｂから漏洩するマイクロ波を吸収
して温度上昇する箔状のマイクロ波吸収材４ｃと、マイ
クロ波吸収材４ｃの温度上昇値ΔＴa を検出するための
マイクロ波吸収材温度検出用センサ４ａ（以下、温度セ
ンサ４ａと略記する。）と、マイクロ波吸収材４ｃの周
囲温度の上昇値ΔＴb を検出するための周囲温度検出用
センサ４ｂ（以下、温度センサ４ｂと略記する。）とを
含む。
【００３４】マイクロ波吸収材４ｃは小孔１ｂに対向さ
せて設けられており、マイクロ波吸収材４ｃの裏面（小
孔１ｂと対向している面と反対側の面）に温度センサ４
ａが密着している。また、温度センサ４ｂはマイクロ波
吸収材４ｃの近傍に設けられており、温度センサ４ａ，
４ｂと小孔１ｂの間はシールド板４ｄによって電磁シー
ルドされている。電磁シールドしているのは、小孔１ｂ
から漏洩したマイクロ波エネルギが温度センサ４ａ，４
ｂやそのリード線に照射されると不必要な発熱を生じ、
電界強度Ｅの検出精度が悪化するおそれがあるからであ
る。また、加熱室１内で発生した不純物がマイクロ波吸
収材４ｃに付着するのを防止するため小孔１ｂをたとえ
ばスポンジ状のカバー１ｃで覆ってもよい。
せて設けられており、マイクロ波吸収材４ｃの裏面（小
孔１ｂと対向している面と反対側の面）に温度センサ４
ａが密着している。また、温度センサ４ｂはマイクロ波
吸収材４ｃの近傍に設けられており、温度センサ４ａ，
４ｂと小孔１ｂの間はシールド板４ｄによって電磁シー
ルドされている。電磁シールドしているのは、小孔１ｂ
から漏洩したマイクロ波エネルギが温度センサ４ａ，４
ｂやそのリード線に照射されると不必要な発熱を生じ、
電界強度Ｅの検出精度が悪化するおそれがあるからであ
る。また、加熱室１内で発生した不純物がマイクロ波吸
収材４ｃに付着するのを防止するため小孔１ｂをたとえ
ばスポンジ状のカバー１ｃで覆ってもよい。
【００３５】また、解凍加熱制御部８は、温度差演算部
８ａと温度差判別部８ｂと解凍必要時間演算部８ｃとマ
イコン部８ｄとを含む。温度差演算部８ａは、温度セン
サ４ａ，４ｂによってマイクロ波吸収材４ｃの温度上昇
値ΔＴa とマイクロ波吸収材４ｃの周囲温度の上昇値Δ
Ｔb とを検出し、両者の温度差ΔＴa −ΔＴb を演算す
る。温度差判別部８ｂは、温度差演算部８ａによって演
算された温度差ΔＴa−ΔＴb の単位時間当りの変化が
正か負か判別する。解凍必要時間演算部８ｃは、重量検
出装置５によって冷凍食品６の重量値を検出し、重量値
に略比例した解凍必要時間を演算する。マイコン部８ｄ
は、各部８ａ，８ｂ，８ｃの動作シーケンスを制御する
とともに、温度差判別部８ｂおよび解凍必要時間演算部
８ｃからの信号を処理し、駆動部９を制御する。
８ａと温度差判別部８ｂと解凍必要時間演算部８ｃとマ
イコン部８ｄとを含む。温度差演算部８ａは、温度セン
サ４ａ，４ｂによってマイクロ波吸収材４ｃの温度上昇
値ΔＴa とマイクロ波吸収材４ｃの周囲温度の上昇値Δ
Ｔb とを検出し、両者の温度差ΔＴa −ΔＴb を演算す
る。温度差判別部８ｂは、温度差演算部８ａによって演
算された温度差ΔＴa−ΔＴb の単位時間当りの変化が
正か負か判別する。解凍必要時間演算部８ｃは、重量検
出装置５によって冷凍食品６の重量値を検出し、重量値
に略比例した解凍必要時間を演算する。マイコン部８ｄ
は、各部８ａ，８ｂ，８ｃの動作シーケンスを制御する
とともに、温度差判別部８ｂおよび解凍必要時間演算部
８ｃからの信号を処理し、駆動部９を制御する。
【００３６】図４は解凍加熱制御部８の動作を示すフロ
ーチャートである。以下、この図に沿って実際の解凍制
御動作を説明する。まず、使用者が冷凍食品６を加熱室
１のターンテーブル７に載せ加熱スイッチ（図示せず）
を押すと、ステップ（図４ではＳと略記する）Ｓ１にお
いて温度差演算部８ａは、電界強度検出装置４の温度セ
ンサ４ａ，４ｂによりマイクロ波吸収材４ｃの温度上昇
値ΔＴa と周囲温度の上昇値ΔＴb を検出し、これらの
温度差ΔＴa −ΔＴb を求める。その後、マイコン部８
ｄは、駆動部９を介して高周波発生源２を駆動させ、マ
イクロ波エネルギＰi を発生させる。マイクロ波エネル
ギＰi は導波管３を通じて加熱室１に送られ、一部のエ
ネルギＰo は冷凍食品６に吸収され加熱を開始する。冷
凍食品６に吸収されなかったエネルギＰi −Ｐo は、加
熱室１外に設置された電界強度検出装置４のマイクロ波
吸収材４ｃに吸収され、これを加熱する。
ーチャートである。以下、この図に沿って実際の解凍制
御動作を説明する。まず、使用者が冷凍食品６を加熱室
１のターンテーブル７に載せ加熱スイッチ（図示せず）
を押すと、ステップ（図４ではＳと略記する）Ｓ１にお
いて温度差演算部８ａは、電界強度検出装置４の温度セ
ンサ４ａ，４ｂによりマイクロ波吸収材４ｃの温度上昇
値ΔＴa と周囲温度の上昇値ΔＴb を検出し、これらの
温度差ΔＴa −ΔＴb を求める。その後、マイコン部８
ｄは、駆動部９を介して高周波発生源２を駆動させ、マ
イクロ波エネルギＰi を発生させる。マイクロ波エネル
ギＰi は導波管３を通じて加熱室１に送られ、一部のエ
ネルギＰo は冷凍食品６に吸収され加熱を開始する。冷
凍食品６に吸収されなかったエネルギＰi −Ｐo は、加
熱室１外に設置された電界強度検出装置４のマイクロ波
吸収材４ｃに吸収され、これを加熱する。
【００３７】この加熱中に温度差演算部８ａは、一定時
間毎にマイクロ波吸収材４ｃの温度上昇値ΔＴa とその
周囲温度の上昇値ΔＴb を検出し、温度差ΔＴa −ΔＴ
b を演算する。温度差判別部８ｂは、その温度差ΔＴa
−ΔＴb を記憶するとともにステップＳ２において前回
の温度差ΔＴa −ΔＴb と今回の温度差ΔＴa −ΔＴ b
の差を演算し、ステップＳ３においてその温度差ΔＴa
−ΔＴb の単位時間当りの変化が正か負かを判別する。
ステップＳ３において温度差ΔＴa −ΔＴb の変化が負
でないときは、再びステップＳ１に戻って温度差ΔＴa
−ΔＴb を演算する。ステップＳ３において温度差ΔＴ
a −ΔＴb の変化が負であるときは、温度差判別部８ｂ
は、ステップＳ４において冷凍食品６が初期解凍状態に
達したと判別する。つまり、温度差ΔＴa −ΔＴb は、
図６に示したように、冷凍食品６の解凍点すなわち０℃
付近でピーク値を持つので、この温度差ΔＴa −ΔＴb
の単位時間当りの変化が正から負になったときをもって
冷凍食品６が初期解凍状態に達したと判別するのであ
る。
間毎にマイクロ波吸収材４ｃの温度上昇値ΔＴa とその
周囲温度の上昇値ΔＴb を検出し、温度差ΔＴa −ΔＴ
b を演算する。温度差判別部８ｂは、その温度差ΔＴa
−ΔＴb を記憶するとともにステップＳ２において前回
の温度差ΔＴa −ΔＴb と今回の温度差ΔＴa −ΔＴ b
の差を演算し、ステップＳ３においてその温度差ΔＴa
−ΔＴb の単位時間当りの変化が正か負かを判別する。
ステップＳ３において温度差ΔＴa −ΔＴb の変化が負
でないときは、再びステップＳ１に戻って温度差ΔＴa
−ΔＴb を演算する。ステップＳ３において温度差ΔＴ
a −ΔＴb の変化が負であるときは、温度差判別部８ｂ
は、ステップＳ４において冷凍食品６が初期解凍状態に
達したと判別する。つまり、温度差ΔＴa −ΔＴb は、
図６に示したように、冷凍食品６の解凍点すなわち０℃
付近でピーク値を持つので、この温度差ΔＴa −ΔＴb
の単位時間当りの変化が正から負になったときをもって
冷凍食品６が初期解凍状態に達したと判別するのであ
る。
【００３８】この後、解凍必要時間演算部８ｃは、ステ
ップＳ５において重量検出装置５によって冷凍食品６の
重量を検出し、ステップＳ６においてこの検出値をもと
にその後の加熱に要する解凍必要時間を算出する。マイ
コン部８ｄは、その解凍必要時間を読取り、ステップＳ
７において解凍加熱時間ｔが解凍必要時間に達したか否
かを判別し、達したときは駆動部９を介して高周波発生
源２を停止させ、解凍加熱を終了する。
ップＳ５において重量検出装置５によって冷凍食品６の
重量を検出し、ステップＳ６においてこの検出値をもと
にその後の加熱に要する解凍必要時間を算出する。マイ
コン部８ｄは、その解凍必要時間を読取り、ステップＳ
７において解凍加熱時間ｔが解凍必要時間に達したか否
かを判別し、達したときは駆動部９を介して高周波発生
源２を停止させ、解凍加熱を終了する。
【００３９】なお、この実施例では、マイクロ波吸収材
４ｃは、その温度応答性を向上させる目的から温度セン
サ４ａに密着させ、またできるだけ小型化するため箔状
としたが、さらに応答性をよくするためにマイクロ波吸
収材４ｃを温度センサ４ａにコーティングしてもよい。
４ｃは、その温度応答性を向上させる目的から温度セン
サ４ａに密着させ、またできるだけ小型化するため箔状
としたが、さらに応答性をよくするためにマイクロ波吸
収材４ｃを温度センサ４ａにコーティングしてもよい。
【００４０】
【発明の効果】以上のように、請求項１に係る発明で
は、その一方面が加熱室の壁の貫通孔に対向するように
して箔状のマイクロ波吸収材を加熱室の外部に配置し、
マイクロ波吸収材の温度を検出するための第１の温度セ
ンサをマイクロ波吸収材の他方面に密着させて配置し、
マイクロ波吸収材の周囲温度を検出するための第２の温
度センサをマイクロ波吸収材の近傍に設け、第１および
第２の温度センサにマイクロ波が照射されるのを防止す
るためのシールド手段をマイクロ波吸収材とともに貫通
孔を覆うようにして設け、第１および第２の温度センサ
の検出温度の差に基づいて加熱室内の電界強度を検出す
る。そして、加熱室内の電界強度に加えて被加熱物の重
量を検出し、加熱室内の電界強度と被加熱物の重量との
両方の検出値に基づいて被加熱物の解凍加熱を制御す
る。したがって、加熱室内の電界強度および被加熱物の
重量のうちのいずれか一方の検出値のみに基づいて解凍
加熱を行なっていた従来に比べ、冷凍食品を精度よく解
凍することができる。また、マイクロ波吸収材を用いて
電界強度を検出するので、アンテナを用いる場合に比
べ、構成の簡単化および低コスト化を図ることができ
る。さらに、温度センサをシールドして温度センサがマ
イクロ波によって加熱されるのを防止した上で、マイク
ロ波吸収材の温度とその周囲温度の温度差に基づいて電
界強度を検出するので、周囲温度の影響を除去すること
ができ、電界強度を精度よく検出することができる。
は、その一方面が加熱室の壁の貫通孔に対向するように
して箔状のマイクロ波吸収材を加熱室の外部に配置し、
マイクロ波吸収材の温度を検出するための第１の温度セ
ンサをマイクロ波吸収材の他方面に密着させて配置し、
マイクロ波吸収材の周囲温度を検出するための第２の温
度センサをマイクロ波吸収材の近傍に設け、第１および
第２の温度センサにマイクロ波が照射されるのを防止す
るためのシールド手段をマイクロ波吸収材とともに貫通
孔を覆うようにして設け、第１および第２の温度センサ
の検出温度の差に基づいて加熱室内の電界強度を検出す
る。そして、加熱室内の電界強度に加えて被加熱物の重
量を検出し、加熱室内の電界強度と被加熱物の重量との
両方の検出値に基づいて被加熱物の解凍加熱を制御す
る。したがって、加熱室内の電界強度および被加熱物の
重量のうちのいずれか一方の検出値のみに基づいて解凍
加熱を行なっていた従来に比べ、冷凍食品を精度よく解
凍することができる。また、マイクロ波吸収材を用いて
電界強度を検出するので、アンテナを用いる場合に比
べ、構成の簡単化および低コスト化を図ることができ
る。さらに、温度センサをシールドして温度センサがマ
イクロ波によって加熱されるのを防止した上で、マイク
ロ波吸収材の温度とその周囲温度の温度差に基づいて電
界強度を検出するので、周囲温度の影響を除去すること
ができ、電界強度を精度よく検出することができる。
【００４１】請求項２に係る発明では、請求項１に係る
発明の解凍加熱制御手段は、電界強度検出手段の検出値
から被加熱物の初期解凍状態を検出し、その後重量検出
手段の検出値から決定される時間だけさらに追加加熱す
る。この場合は、冷凍食品の表面層が０℃付近になる初
期解凍状態まで一旦加熱して冷凍食品の冷凍温度や形状
の違いによる解凍状態のばらつきをなくした後、冷凍食
品の重量値に応じた時間だけ再加熱することができ、冷
凍食品を精度よく解凍することができる。
発明の解凍加熱制御手段は、電界強度検出手段の検出値
から被加熱物の初期解凍状態を検出し、その後重量検出
手段の検出値から決定される時間だけさらに追加加熱す
る。この場合は、冷凍食品の表面層が０℃付近になる初
期解凍状態まで一旦加熱して冷凍食品の冷凍温度や形状
の違いによる解凍状態のばらつきをなくした後、冷凍食
品の重量値に応じた時間だけ再加熱することができ、冷
凍食品を精度よく解凍することができる。
【００４２】
【００４３】請求項３に係る発明では、請求項１または
２に係る発明のマイクロ波吸収材は、第１の温度センサ
にコーティングされている。この場合は、マイクロ波吸
収材の熱容量を小さくして熱応答性を向上させることが
でき、電界強度の変化を精度よく検出することができ
る。
２に係る発明のマイクロ波吸収材は、第１の温度センサ
にコーティングされている。この場合は、マイクロ波吸
収材の熱容量を小さくして熱応答性を向上させることが
でき、電界強度の変化を精度よく検出することができ
る。
【００４４】
【００４５】また、加熱室の電界強度を検出するマイク
ロ波吸収材の小型化によるその熱応答性の向上と、周囲
温度との差温検出方式による検出精度の向上により、従
来解凍検出が困難であった冷凍食品の量が多いとき（加
熱室内のマイクロ波電界強度が低くなる）などにおける
解凍検出が容易になり、解凍検出制御の適応範囲を大幅
に拡大することができる。
ロ波吸収材の小型化によるその熱応答性の向上と、周囲
温度との差温検出方式による検出精度の向上により、従
来解凍検出が困難であった冷凍食品の量が多いとき（加
熱室内のマイクロ波電界強度が低くなる）などにおける
解凍検出が容易になり、解凍検出制御の適応範囲を大幅
に拡大することができる。
【図１】この発明の一実施例による電子レンジの構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】図１に示した電子レンジの電界強度検出装置を
示す一部破断した断面図である。
示す一部破断した断面図である。
【図３】図１に示した電子レンジの機能を示すブロック
図である。
図である。
【図４】図１に示した電子レンジの解凍加熱制御部の動
作を示すフローチャートである。
作を示すフローチャートである。
【図５】冷凍食品温度の上昇に伴う加熱室内の電界強度
Ｅおよび冷凍食品に吸収されるエネルギＰ0 の変化を示
す図である。
Ｅおよび冷凍食品に吸収されるエネルギＰ0 の変化を示
す図である。
【図６】解凍加熱時におけるマイクロ波吸収材の温度上
昇値ΔＴa 、その周囲温度の上昇値ΔＴb およびこれら
の温度差ΔＴa −ΔＴb の変化を示すタイムチャートで
ある。
昇値ΔＴa 、その周囲温度の上昇値ΔＴb およびこれら
の温度差ΔＴa −ΔＴb の変化を示すタイムチャートで
ある。
１ 加熱室 ２ 高周波発生源 ４ 電界強度検出装置 ４ａ，４ｂ 温度センサ ４ｃ マイクロ波吸収材 ５ 重量検出装置 ６ 冷凍食品（被加熱物） ８ 解凍加熱制御部 ９ 駆動部 １０ 電子レンジ（高周波加熱装置）
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24C 7/02 340 F24C 7/02 315 H05B 6/68 320
Claims (3)
- 【請求項１】 被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱
室に供給するマイクロ波エネルギを発生する高周波発生
源と、前記高周波発生源を駆動させる駆動手段と、前記
駆動手段を制御する制御手段とを備えた高周波加熱装置
において、 前記加熱室の電界強度を検出する電界強度検出手段と、 前記被加熱物の重量を検出する重量検出手段と、 前記電界強度検出手段および前記重量検出手段の検出値
に基づいて前記駆動手段を制御し、被加熱物の解凍加熱
を制御する解凍加熱制御手段とを備え、 前記電界強度検出手段は、その一方面が 前記加熱室の壁に開口された貫通孔に対向
するようにして前記加熱室の外部に設けられ、前記貫通
孔から漏洩するマイクロ波を吸収するための箔状のマイ
クロ波吸収材、 前記マイクロ波吸収材の他方面に密着させて設けられ、
前記マイクロ波吸収材の温度を検出するための第１の温
度センサ、 前記マイクロ波吸収材の近傍に設けられ、前記マイクロ
波吸収材の周囲温度を検出するための第２の温度セン
サ、前記マイクロ波吸収材とともに前記貫通孔を覆うように
して設けられ、 前記第１および第２の温度センサにマイ
クロ波が照射されるのを防止するためのシールド手段、
および前記第１および第２の温度センサの検出温度の差
を求め、その差に基づいて前記加熱室内の電界強度を検
出するための演算手段を含むことを特徴とする高周波加
熱装置。 - 【請求項２】 前記解凍加熱制御手段は、前記電界強度
検出手段の検出値から被加熱物の初期解凍状態を検出し
た後、前記重量検出手段の検出値から決定される時間だ
けさらについ加熱する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】 前記マイクロ波吸収材は、前記第１の温
度センサにコーティングされていることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の高周波加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05078115A JP3098653B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 高周波加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05078115A JP3098653B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 高周波加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06288552A JPH06288552A (ja) | 1994-10-11 |
| JP3098653B2 true JP3098653B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=13652893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05078115A Expired - Fee Related JP3098653B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 高周波加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3098653B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6396035B2 (en) * | 1999-01-14 | 2002-05-28 | Samsung Electronics, Co., Ltd. | Microwave oven and data obtaining method therefor |
-
1993
- 1993-04-05 JP JP05078115A patent/JP3098653B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06288552A (ja) | 1994-10-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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