JP3317227B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品等の被加熱物
を加熱する高周波加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の高周波加熱装置について、添付図
面を用いて説明する。図１０は高周波加熱装置の構成図
である。

【０００３】１は高周波加熱装置本体、２はマイクロ波
を発生するマグネトロン、３はマグネトロン２からのマ
イクロ波を導く導波管、４はアンテナ、５は被加熱物が
収容される加熱室、６はアンテナ４を回転駆動するモー
タ、７は被加熱物を載置する載置台である。発生したマ
イクロ波は導波管３を通って、アンテナ４により加熱室
５内に放射される。

【０００４】食品を加熱する場合は、食品には水分が含
まれているため、マイクロ波による自己発熱することを
利用して加熱することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、アンテナで庫内の任意の場所へマイクロ
波が放射されるような構造を有しても、加熱室５内では
マイクロ波の定在波が起こり、マイクロ波の分布は均一
になりにくい。このため、加熱室５の中央付近のマイク
ロ波の分布密度は小さく、逆に食品周囲近辺はマイクロ
波の分布密度が大きくなり、食品に加熱むらが生じてし
まうという問題点があった。

【０００６】本発明はこのような課題を解決するもので
あり、マイクロ波の分布を変化させて食品等の被加熱物
の加熱むらをなくす高周波加熱装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱
室内に放射すべく高周波を発生するための高周波発生手
段と、前記加熱室に装着された少なくとも水を含む層を
有した水板と、貯水容器と、前記貯水容器と前記水板と
の間で水を循環させる循環装置と、循環水の流動経路に
空気を送風する送風部とを備えてなるもので、かかる構
成により、水板にマイクロ波を吸収させたり、反射させ
たり、透過させたりすることによってマイクロ波の分布
を変化させ、被加熱物の加熱むらを少なくすることがで
き、さらに、容易に空気の混在を可能とし、非定常状態
を作ることができ、加熱室内のマイクロ波の分布を変化
させることができる。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、被加熱物
を収容する加熱室と、前記加熱室内に放射すべく高周波
を発生するための高周波発生手段と、前記加熱室に装着
された少なくとも水を含む層を有した水板と、貯水容器
と、前記貯水容器と前記水板との間で水を循環させる循
環装置と、循環水の流動経路に空気を送風する送風部と
を備えてなるもので、かかる構成により、水板にマイク
ロ波を吸収させたり、反射させたり、透過させたりする
ことによってマイクロ波の分布を変化させ、被加熱物の
加熱むらを少なくすることができ、さらに、容易に空気
の混在を可能とし、非定常状態を作ることができ、加熱
室内のマイクロ波の分布を変化させることができる。

【００１６】請求項２記載の発明は、流動経路に水と空
気とを交互に流動させる構成を有することにより、加熱
室内のマイクロ波の分布を２つ以上交互に発生させるこ
とができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を用
いて説明する。

【００１８】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施
例を示す高周波加熱装置の断面構成図である。図におい
て、１０は高周波加熱装置本体、１１はマイクロ波を発
生するマグネトロン（高周波発生手段）、１２はマグネ
トロン１１からのマイクロ波を導く導波管、１３はマイ
クロ波を放射するアンテナ、１４は被加熱物を収容する
加熱室、１５はアンテナ１３を回転駆動するモータ、１
６は加熱室１４底部に設けられ、アンテナ１３の回転空
間を仕切る仕切板、１７は食品等の被加熱物を載置する
載置台であり、仕切板１６の上に配設されている。１８
は水板であり、載置台１７と仕切板１６との間に配設さ
れている。１９は制御部でありマグネトロン１１とモー
タ１５を制御する。

【００１９】次に、上記構成において動作を説明する。
調理する場合は、載置台１７上に食品等の被加熱物を置
く。加熱するときは加熱スイッチ等を押すと、制御部１
９はマグネトロン１１からマイクロ波を発生させ、同時
にアンテナ１３を回転させる。マイクロ波はアンテナ１
３に沿って加熱室１４内に放射される。放射されたマイ
クロ波の一部は水板１８内の水に吸収され、また一部は
透過、または反射される。水板１８を透過したマイクロ
波の一部は載置台１７上の被加熱物に吸収され、被加熱
物を発熱させる。水板１８を透過または水板１８で反射
されたマイクロ波は、加熱室１４の壁面で再び反射され
て、前記のように水板１８で吸収、透過、反射される。
マイクロ波の一部が水板１８中の水に吸収されたり、透
過、反射されるため、加熱室１４内にはマイクロ波の定
在波が発生しにくくなる。

【００２０】この実施例の場合、載置台１７や水板１８
の大きさは加熱室１４の底部とほぼ同じ面積としたが、
載置台１７は加熱室１４の底部より小さくなってもかま
わない。

【００２１】載置台１７、水板１８は加熱室１４の壁面
に溝や棚を設けて保持しても良いし、載置台１７、水板
１８各々に足を付けて保持したり、また載置台１７の足
部分に水板１８を保持するための溝、棚を設けて保持し
てもかまわない。

【００２２】被加熱物として水を用い、水板１８をアン
テナ１３と載置台１７の間に設置したときと設置してな
いときの水温分布の結果を（表１）に示す。ここで、太
字部分は高温部を示す。水温分布を測定する際には、縦
と横とをそれぞれ５区画に等区分した２５マスの水ます
を使用した。（表２）に２５マスの水ますのマス番号を
示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】マイクロ波の集中部は、その他の部分と比
較すると、水温上昇が大きい。水板を設置していないと
きの高温部の位置はマス番号５であるが、水板を設置し
たときの高温部の位置はマス番号４であった。

【００２６】以上のように、水板を設けることで加熱室
内のマイクロ波分布を変化させることができた。かかる
マイクロ波分布の変化を複数組み合わせる等により、温
度分布を均一化することも可能となる。

【００２７】（実施例２）次に、本発明の第２の実施例
について説明する。図２は、注水量を変化させることの
できる水板２０の外観図である。

【００２８】図２において、実施例１との相違点を説明
する。水板２０は薄い箱形の容器になっており、蓋部２
１は水板２０の壁面の溝で高さを変化させ、水量を変化
することができるようになっている。

【００２９】水板２０内の水量が少量の場合、吸収され
るマイクロ波は少ないため、透過するマイクロ波の量は
多くなるが、水板２０内の水量が多くなると吸収される
マイクロ波が多くなるため、水板２０を透過するマイク
ロ波の量は減少する。

【００３０】被加熱部として水を用い、水板を設置しな
いときの水負荷への入力量６５０Wとした場合、水量７
０ｇの水板を設置したときの水への入力量、水量１００
ｇの水板を設置したときの水への入力量の測定結果を
（表３）に示す。

【００３１】

【表３】

【００３２】以上のように水板内の水量を変化させて被
加熱物へのマイクロ波の入力量を減少させることができ
た。これにより、被加熱物の加熱むらを緩和させること
ができる。

【００３３】（実施例３）次に、本発明の第３の実施例
について説明する。図３において、２２は被加熱物を載
置する載置台であり、載置台２２の足には複数の溝２３
を形成している。２４は水板であり、溝２３にはめ込ん
で設置される。載置台２２は水板２４の設置高さを変更
できる構造としている。

【００３４】本発明の実施例２の相違点を説明する。水
板２４をはめ込む溝の高さを選択することにより、同じ
注水量であっても水板２４の設置高さの違いによってマ
イクロ波の分布を変化させることができる。

【００３５】この実施例の場合、水板の設置高さが１０
ｍｍのときの水ますの高温位置と水板の設置高さが３０
ｍｍのときの水ますの高温位置を測定した結果を（表
４）に示す。

【００３６】

【表４】

【００３７】水板の設置高さが１０ｍｍのときの高温部
の位置はマス番号４であったが、水板の設置高さが３０
ｍｍのときの高温部の位置はマス番号１であり、高温部
の位置が変化した。

【００３８】このように、同じ注水量において水板の設
置高さを変化させることでマイクロ波の分布を変化させ
ることができた。

【００３９】（実施例４）次に、本発明の第４の実施例
について説明する。図４は高周波加熱装置の断面構成
図、図５は、図４の水板２５の外観図である。

【００４０】図において、水板２５は内部の水が流動で
きるように、注水口２６と出水口２７が設けられてい
る。この実施例では水板２５内部には水が流れるための
経路が設けられ、注水口２６と出水口２７とは水板２５
の同じ方向に設けられている。注水口２６につながる水
路２６ａは、高周波加熱装置本体１０の外側にある水道
の蛇口につながっており、蛇口を開けると水は水路２６
ａを通って注水口２６から水板２５内部へ入る。水板２
５内の水は、出水口２７から水路２７ａを通って排出さ
れる。このとき蛇口を開ける動作を省略するために、注
水口２６と出水口２７に弁を設けて蛇口を開けたままに
しておき、マイクロ波加熱のときは制御部１９が弁の開
閉動作を同時に行って水を流すようにしてもかまわな
い。

【００４１】この実施例の場合、初期水温２４℃の水を
流さずにマイクロ波を１分照射したときの水板の水温は
８８℃であったが、流速毎分１０ｍｌで流したときは水
板の水温は２５℃であり、水板内の水温を常に同じ温度
に維持することができた。

【００４２】（実施例５）次に、本発明の第５の実施例
について説明する。図６において、２８は水板２５内を
循環させる水を貯水する貯水容器で、２９は水を循環さ
せるための循環装置である。循環装置２９は制御部１９
とつながっている。マイクロ波加熱のときは、制御部１
９が循環装置２９を同時に作動させる。循環装置２９に
よって貯水容器２８内の水は水路２６ａを通って注水口
２６から水板２５に流れる。水板２５内の水は出水口２
７から水路２７ａを通って貯水容器２８へ戻り、再度貯
水される。

【００４３】水板２５への注水量を７０ｍｌとすると流
速毎分１０ｍｌで流すことでほぼ水板内の水温を一定に
することができる。貯水容器は２５０ｍｌ程度の容積を
用いれば水温はほぼ一定に保つことができる。

【００４４】（実施例６）次に、本発明の第６の実施例
について説明する。図７は、高周波加熱装置の断面構成
図である。

【００４５】本発明の実施例５との相違点を説明する。
循環装置３０には水の循環流量を変化させることのでき
る流量制御部を備えている。流量制御部は制御部１９と
つながっており、制御部１９からの信号によって水路２
６ａから注水口２６へ流れる水量を変化させる。水板２
５内の循環水の流量が少ないときは水板２５内の水はマ
イクロ波の影響を受けやすいため昇温しやすく、水板２
５内の循環水の流量が多いときは水板２５内の水はマイ
クロ波の影響を受けにくいため昇温しにくい。

【００４６】この実施例の場合、流速毎分７ｍｌで水を
水板に流したときの水温測定をした結果、注水口２６で
の初期水温２４℃の水が出水口２７の位置では３０℃に
上昇した。また、流速毎分１０ｍｌで水を水板に流した
ときは注水口２６での初期水温２４℃の水が出水口２７
の位置では２５℃に昇温した。

【００４７】このように、水板の水の循環流量を変化さ
せて、水板を循環する水の水温を変化させることができ
た。

【００４８】（実施例７）次に、本発明の第７の実施例
について説明する。図７は、高周波加熱装置の断面構成
図である。

【００４９】本発明の実施例と実施例５の相違点を説明
する。マイクロ波加熱のときは、制御部１９が循環装置
３０を同時に作動させる。また３１は貯水容器２８内の
水温を変化させることのできる温度制御部で、貯水容器
２８内の水温を所定の温度に制御する。

【００５０】水温が高いときは水に吸収されるマイクロ
波量は少ないが、水温が低いときは水に吸収されるマイ
クロ波量が多くなる。食品に照射するマイクロ波量を多
くするときは水温を高くし、食品に照射するマイクロ波
量を少なくするときは水温を低くする。

【００５１】この実施例の場合、水温の異なる水板を設
置したときの７００Wのマイクロ波の水への入力量を測
定した結果を（表５）に示す。なお、水負荷の初期水温
は２３℃であった。

【００５２】

【表５】

【００５３】以上のように水板内の水温を変化させて被
加熱物へのマイクロ波の入力量を変化させることができ
た。

【００５４】（実施例８）次に、本発明の第８の実施例
について説明する。図８は高周波加熱装置の断面構成図
である。２６ｂと２７ｂは水と空気とが同時に流れる気
水路である。また、３２は空気を気水路に送風するため
の送風部で、３３は空気を気水路２６ｂへ送るための送
風路である。送風部３２は制御部１９とつながってお
り、制御部１９の信号で作動する。送風路３３は気水路
２６ｂとつながっており、送風路３３には弁３４がつい
ている。送風部３２は弁３４を開閉させて送風路３３へ
空気を送り込む。送風路３３中の空気は弁３４が開いて
いるときは気水路２６ｂへ流れ、弁３４が閉じていると
きは気水路２６ｂへは流れないため、気水路２６ｂ内は
水と空気が混在する。

【００５５】空気はマイクロ波を透過させるが、水はマ
イクロ波の一部を吸収するため、気水路に水と空気が混
在するとマイクロ波の透過、吸収は定常になりにくく、
マイクロ波の定在波は起きにくくなる。

【００５６】この実施例の場合、水板内に空気が混在し
た場合の水温分布測定結果を（表６）に示す。

【００５７】

【表６】

【００５８】このように水板内部を水と空気がともに流
動することにより、マイクロ波の分布を常に変化させる
ことができた。

【００５９】（実施例９）次に、本発明の第９の実施例
について説明する。図９は高周波加熱装置の断面構成図
である。本発明の実施例の実施例８の相違点を説明す
る。

【００６０】制御部１９は送風部３２とつながってい
る。送風部３２は制御部１９の信号により動作する。送
風路３３には弁３４がついており、制御部１９が送風部
３２を作動させると弁３４が開く。注水口２６には弁３
５、出水口２７には流量計３６がついている。弁３５と
流量計３６は制御部１９とつながっており、制御部１９
の信号によって弁３５が開いている間は弁３４は閉じて
いる。弁３５が閉じている間は送風部３２が作動し、弁
３４を開く。弁３４が開くと同時に、流量計３６は水板
２５の容量とほぼ同量の水量が出水口２７から排出され
たことを計測し、制御部１９に信号を送り送風部３２を
停止させ、弁３４を閉じ、弁３５を開く。次に制御部１
９は循環装置３０を作動させ、水板２５内へ注水する。
水板２５内が満水になったことを流量計３６の信号より
判定すると、循環装置３０を停止させ、弁３５を閉じ
る。その後、制御部１９は送風部３２を再度動作させ、
以上の動作をくり返しながらマイクロ波加熱を行う。

【００６１】このように、水板内部を水と空気を交互に
流動させることにより、マイクロ波の分布を２つ以上交
互に発生させることができるものである。

【００６２】

【００６３】

【００６４】

【００６５】

【００６６】

【００６７】

【００６８】

【００６９】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、水板にマイクロ波を吸収させたり、反射させた
り、透過させたりすることによってマイクロ波の分布を
変化させ、被加熱物の加熱むらを少なくすることがで
き、さらに、水板の水を流動させる流動経路に空気を送
風する送風部を有することにより、容易に空気の混在を
可能とし、非定常状態を作ることができ、加熱室内のマ
イクロ波の分布を変化させることができる。

【００７０】また、請求項２記載の発明によれば、流動
経路に水と空気とを交互に流動させることにより、マイ
クロ波の分布を２つ以上交互に発生させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す高周波加熱装置の
断面構成図

【図２】本発明の第２の実施例を示す高周波加熱装置の
水板の透視斜視図

【図３】本発明の第３の実施例を示す高周波加熱装置の
断面構成図

【図４】本発明の第４の実施例を示す高周波加熱装置の
断面構成図

【図５】同、高周波加熱装置の水板の透視斜視図

【図６】本発明の第５の実施例を示す高周波加熱装置の
断面構成図

【図７】本発明の第６、７の実施例を示す高周波加熱装
置の断面構成図

【図８】本発明の第８の実施例を示す高周波加熱装置の
断面構成図

【図９】本発明の第９の実施例を示す高周波加熱装置の
断面構成図

【図１０】従来の高周波加熱装置の断面構成図

【符号の説明】

１１ マグネトロン（高周波発生手段） １８ 水板 ２０ 水板 ２４ 水板 ２５ 水板 ２６ 注水口 ２６ａ 水路 ２７ 出水口 ２７ａ 水路 ２６ｂ 気水路 ２７ｂ 気水路 ２８ 貯水用器 ２９ 循環装置 ３０ 循環装置（流量制御部） ３１ 温度制御部 ３２ 送風部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭61−201296（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭40−19992（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭47−26030（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 6/64 H05B 6/74 F24C 7/02 511 F24C 7/02 551

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱
   室内に放射すべく高周波を発生するための高周波発生手
   段と、前記加熱室に装着された少なくとも水を含む層を
   有した水板と、貯水容器と、前記貯水容器と前記水板と
   の間で水を循環させる循環装置と、循環水の流動経路に
   空気を送風する送風部とを備えてなる高周波加熱装置。
2. 【請求項２】 流動経路に水と空気とを交互に流動させ
   てなる請求項１記載の高周波加熱装置。