JP3669030B2 - High frequency heating device - Google Patents

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JP3669030B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品などの被加熱物を加熱する高周波加熱装置の給電構成(加熱室に電磁波を入れる方法)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
代表的な高周波加熱装置である電子レンジは、従来は図39〜図46に示すような構成であった。
【0003】
図39の電子レンジはターンテーブル15を用いた一般的な構成である。ここでは電磁波放射手段としてのマグネトロン1から出た電磁波は、導波管2を介して伝送され、加熱室4内では加熱室4形状と電磁波が放射される開口部153の位置で決まる定在波となって分布し、食品5は定在波の電界成分と食品5の誘電損失に応じて発熱する。食品の単位体積当たり吸収される電力P[W/m3]は、加えられる電界の強さE[V/m]、周波数f[Hz]、および食品5の比誘電率εr、誘電正接tanδにより(1)式として表される。食品5の加熱分布は、概ね電磁波の定在波分布によって決まるため、加熱分布のむらを抑えるために、ターンテーブル15を回転駆動して同心円上の加熱分布の均一化を図っている。
【0004】
P=(5/9)εr・tanδ・f・E2×10−10[W/m3] (1)
また、他の均一化の手段として、加熱室4内で金属板の一定回転により電磁波を攪拌するスタラー方式や、図40のように導波管2から回転導波管154で電磁波を引き出して、言わば開口部自体を一定回転させるようなものもあった。この場合回転導波管154は加熱室4の底面上に構成され、モータ9により常時一定回転しており、加熱室4の底面部分全体を電磁波を吸収しにくい低損失の材料からなる載置台14で覆っている。しかし実際は、ターンテーブルタイプのものが最も多く商品化されている。
【0005】
また、複数の開口部を有することで加熱途中に電磁波の出口を切り替えて均一化をねらうものとして、二つの開口部を加熱室の壁面に設けたタイプがある(特開平4−319287号公報)。
【0006】
また、複数の開口部を構成するために、複数のマグネトロンと複数の導波管を有するものがある(特開昭61−181093号公報、特開平4−345788号公報)。
【0007】
また、図41のように、複数の開口部153a、153bを構成するために、マグネトロン1は一つであるが、複数の導波管を一つの導波管2から多方向に分岐させるものがある(実開平1−129793号公報)。
【0008】
また、複数の開口部に対向する位置で二つの副導波管の端面を動かし、みかけ上電磁波の出やすい開口部を切り替えて均一化をねらうものもある(特開平5−74566号公報)。
【0009】
また、図42のように、加熱途中に複数の開口部153を有する単一の導波管2内で金属155を動かすことで見かけ上電磁波の出やすい開口部153を切り替えて均一化をねらうものもある(特開平7−42947号公報、特開平3−11588号公報、特開平5−121160号公報)。
【0010】
また、他の均一化手段として、ターンテーブルを一定回転させ同時に上下動させることで加熱分布を変えるものがある(実公平7−8961号公報)。
【0011】
一方、図43〜図46のように、定在波よりも放射に重点を置き、被加熱物に近い下方からの電磁波の放射位置を制御して、局所的に加熱するものがある(特開平7−42947号公報)。
【0012】
図43、図44は加熱室の底面外部に20個の導波管2をマトリクス状に配置し、それぞれの導波管2への給電を選択的に制御するものである。どの導波管へ給電するかは、加熱室4内の局所的な温度を検出する温度検出手段24により制御するもので、各々の開口の鉛直上方向に20個のミラー156を有し、5組の凹面ミラー157を介して5組の温度検出素子に赤外線を導いている。
【0013】
また、図45、図46は、放射口158を回転軸159を中心に回転可動にして加熱点を移動する構成で、ターンテーブル15と組み合わせて局所的に加熱するものである。放射口158の位置を制御してターンテーブル15の半径方向の加熱点を任意に変化させ、ターンテーブル15の回転を制御して周方向の加熱点を任意に変化させている。
【0014】
さらに、食品の重量、形状、温度、誘電率や、加熱室内の温度、湿度、電界などを各種センサで検出してフィードバック制御を行うものはいろいろと実用化されている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、導波管と加熱室を接続して電磁波を加熱室内に入れる場合、食品の材質や形状ごとに加熱分布を均一にする適切な開口部の位置が異なり、一つの開口部ですべての食品を均一に加熱することはできないという問題があった。
【0016】
例えば図39の従来の電子レンジで平らな食品5を加熱すると、縁のほうから加熱が進み中心は冷たいままという顕著な加熱むらが起こることが一般に知られている。
【0017】
また開口部の位置による特徴として、加熱室底面の中央付近に開口部を設ける場合、食品の底面が加熱され、対流のある液体状の食品ならば均一に加熱できるが、対流のない固体状の食品は底面ばかり温度が上がるという問題があった。この時ターンテーブルを用いると、同心円上の加熱分布の均一化は図れるが、いくらターンテーブルを回転させたとしても、回転中心から見た半径方向の分布や上下方向の分布は改善されない。
【0018】
またスタラーや図40の回転導波管154のように電磁波を攪拌するものについては、回転に合わせて開口部が連続的に切り変わるようなイメージで電界分布を変化させるので、解凍調理などできるだけ電磁波の集中を回避したいメニューで多少集中を避けられるという効果はある。しかし食品によらず一定回転の攪拌なので、どんな食品に対しても一回転する毎に同じ電界分布の繰り返しで加熱するため、完全な均一化はできない。
【0019】
また複数の開口部を有する場合でも、ただ開口部を同時に開け放しているだけではある決まった電界が立ち、すべての食品の加熱分布を均一化することは難しく、結果として図39の電子レンジと加熱分布に大差がない。結局各食品ごとに適切な開口部を切り替えない限り、使用者にとって満足のいく仕上がり状態にはできないのである。
【0020】
また、複数のマグネトロンと複数の導波管を有するものは、マグネトロンの動作の制御により電磁波の出る開口部を切り替える事ができ、加熱分布の均一化に有効であるが、マグネトロンの個数が増えると高価格となり、重量が重く持ち運びにくいなどの問題がある。
【0021】
また、図41のように、マグネトロン1は一つで、複数の導波管を一つの導波管2から多方向に分岐させるものがあるが、電磁波の出やすい開口部を完全には切り替えることができず、電磁波を出したくない開口部からもある程度の電磁波が出てしまうという問題があった。図41の場合は、開閉板160で底面の開口153aを切り替える事は可能であるが、天面の開口153bからは常に電磁波が出るものである。その上、底面の一つの開口と隣接する開口との間にある部位を加熱する事はできないという問題があった。また、導波管2に要する板金材料が大量に必要となるため高価格となったり、加熱室4底面から天面にかけて導波管2と加熱室4を接続する事は作りにくいという問題がある。
【0022】
また、図42のように、加熱途中に単一の導波管2内で金属155を動かして、電磁波の出やすい二つの開口部153を切替えるのは、開口部を完全に切り替えるという点で有効な手段である。但し、二つの開口だけですべての調理のむらを無くせるわけではないし、二つの開口の間からは電磁波が出せない。さらに一番の問題は、側方からの電磁波が食品に到達するまでには距離があり、電磁波が拡散してしまうということである。この拡散の度合いは、食品の置き方による開口からの距離の変化によっても大きく変化し、加熱される部分が特定できないので、狙ったところだけを加熱するという事はできない。その上、電磁波が拡散すると、食品以外のいろいろな部分(加熱室壁面やターンテーブルなど加熱すべきでない部分)と衝突して吸収されるため、加熱効率を悪くする問題もある。その他にも、異種の複数の食品を入れると、どれかのみを局所加熱することはできず全てのものに電磁波が衝突し、軽いものや密度の小さいものや誘電損(比誘電率と誘電正接の積)の大きなものが先に温度上昇してしまうという問題がある。
【0023】
また、ターンテーブルを回転と同時に上下動させるものは、加熱中は一定動作であり、目的に応じて使用者が回転と上下動の回転数などを適切に設定しなければならない。よって使用者が、食品の初期状態や形状や材質やそれらのばらつきを管理して一定の状態に保つか、もしくは加熱開始前に毎回設定を変えなければならず、極めて使い勝手が悪いものであった。
【0024】
一方、図43〜図46のように、定在波よりも放射に重点を置き、被加熱物に近い下方からの電磁波の放射位置を制御するものは、放射位置により食品の任意の位置を局所的に加熱することができる。しかし食品の形状が大きくなると、食品の上部が加熱できないため、上下分布にむらが生じてしまうという問題があった。よって食品全てを均一に加熱するという事はできない。
【0025】
さらに、センサで食品の状態を検出してフィードバック制御を行うものには、重量センサ、湿度センサ、温度センサ、電磁界検出センサ、蒸気検出センサ、アルコール検出センサなど、加熱初期の状態や加熱初期からの状態変化を検知するかあるいは加熱終了を検知するものがあった。ただし加熱の分布を検出したり加熱むらを補正するようなフィードバック制御を行うセンサは、図44に示した温度検出手段ぐらいしかない。図44では、食品の上部の温度しか検出できないので、食品の形状が大きくなって上下分布にむらが生じても検出できないという問題があった。
【0026】
本発明の高周波加熱装置は上記課題を解決するもので、どのような被加熱物でも均一に加熱する事ができるようにすることを第1の目的とする。
【0027】
また、被加熱物の中で加熱すべき部分のみを選択して加熱する事ができるようにすることを第2の目的とする。
【0028】
また、加熱の効率化を図る事を第3の目的とする。
【0029】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、マグネトロンにより電磁波を放射する電磁波放射手段と、被加熱物を加熱する少なくとも2つの給電口(加熱手段)を有し、その1つは被加熱物の任意の部位を局所加熱できる第1の局所加熱手段と、前記第1の局所加熱手段とは異なる方向から前記被加熱物の任意の部位を加熱する第2の局所加熱手段と、前記第1の局所加熱手段を制御する第1の局所加熱制御手段と、前記第2の局所加熱手段を制御する第2の局所加熱制御手段と、前記被加熱物と前記第2の局所加熱手段との距離を近づける距離可変手段と、前記距離可変手段を制御する距離可変制御手段からなる構成とした。この構成により、被加熱物の他の部位に比して温度の低い部分を局所加熱手段により優先的に局所加熱することができるため、被加熱物の温度のバラツキを少なくし、均一に加熱することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
本発明の高周波加熱装置は、上記課題を解決するために、下記構成とした。
【0031】
すなわち、マグネトロンにより電磁波を放射する電磁波放射手段と、前記電磁波で被加熱物の任意の部位を加熱できる第1の加熱手段(局所加熱手段)と、前記局所加熱手段とは異なる方向からの電磁波で前記被加熱物を加熱する第2の加熱手段と、前記局所加熱手段を制御する局所加熱制御手段を有する構成とした。
【0032】
第2の加熱手段は、被加熱物の任意の部位を加熱できる第2の局所加熱手段から成り、前記第2の局所加熱手段を制御する第2の局所加熱制御手段を有する構成とした。
【0033】
被加熱物と第2の加熱手段との距離を近づける距離可変手段と、前記距離可変手段を制御する距離可変制御手段を有する構成とした。
【0034】
そして、距離可変手段が被加熱物と第2の局所加熱手段との距離を近づけるので、被加熱物を局所的に加熱できる。
【0035】
また、被加熱物の物理量を検出する物理量検出手段を有し、距離可変制御手段は、前記物理量検出手段により距離可変手段を制御する構成とした。
【0036】
そして、物理量検出手段が検出した被加熱物の物理量により距離可変手段を制御するので、被加熱物の状態に応じて被加熱物と第2の局所加熱手段との距離を近づけることができる。
【0037】
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【0038】
(実施例1)
まず本発明の第1の実施例として、局所加熱をする第1の加熱手段(局所加熱手段と記す)と、第2の加熱手段により被加熱物を均一に加熱する例を図1〜図11に示す。
【0039】
図1は、代表的な高周波加熱装置である電子レンジの断面構成図である。
【0040】
代表的な電磁波放射手段であるマグネトロン1から出た電磁波は、導波管2、給電室3などを介して加熱室4内に放射され、加熱室4内の代表的な被加熱物である食品5を加熱する。
【0041】
まず、本発明に先だって考えられた局所加熱手段について説明する。
【0042】
導波管2内の電磁波の一部は、給電室3内に配置された代表的な局所加熱手段である回転導波管6により食品5の任意の部位を下方からの電磁波で局所的に加熱している。回転導波管6は電磁波の放射の方向に指向性を有しており、回転することで電磁波の放射の方向を切り替えて、局所的な加熱を実現するものである。このため回転導波管6は、導波管2と結合して電磁波を引き出す結合部7を導波管2と給電室3(給電室3のない場合は加熱室4)に渡る構成とし、引き出した電磁波を放射する放射口8を有している。また、結合部7は、駆動手段であるモータ9と連結され、モータ9により回転可能とし、結合部7を中心に回転導波管6自体が回転駆動される。さらに制御手段10は、モータ9を制御することで回転導波管6の放射口8による電磁波の方向を制御する局所加熱制御手段11を有し、局所的な加熱を制御している。食品5は任意の部位を加熱するために、加熱中に回転可能な載置台14上にある。載置台14はターンテーブル15と、ターンテーブル15上に構成された電磁波が透過するガラスやセラミック製の皿16からなり、モータ17により一体に回転駆動される。このとき制御手段10はモータ17の回転駆動と同時に、重量検出手段18で食品5の重量を検出しそれに応じた制御(回転導波管6の駆動タイミングや加熱出力や加熱終了時間の推定などの制御)を行っている。またこのときの載置台14の回転中心は加熱室4の底面の中央にあり、一定回転により回転方向の加熱の均一化を図ったり、所定位置で停止・減速させて局所加熱に役立てるものである。一方、回転導波管6の回転の中心は加熱室4の底面の中央からずれた位置にある。食品5に対しては放射口8の向きにより下方からの電磁波の放射の方向が変わるため、食品5の底面の中央を加熱したり周囲を加熱したり切り替えることができ、言わば、載置台14の半径方向の加熱部位を変えることができる。よってターンテーブル15の回転とあわせ載置台14上の食品5の任意の部位を下方から局所的に加熱することができるのである。ただし、局所加熱手段だけでは食品5の上部の加熱がやや遅れてしまう欠点がある。
【0043】
次に、第2の加熱手段について説明する。導波管2内の電磁波のうち、回転導波管6側に導かれなかったものは、代表的な撹拌手段(第2の加熱手段)であるスタラー12で撹拌されてスタラー開口13より加熱室4内に分散される。スタラー開口13と食品5の距離が遠く、かつスタラー開口13が食品5よりも高い位置にあるため、スタラー開口13からの電磁波は加熱室4内の広範囲に広がりやすく、特に、食品5の上部や周囲部を重点的に加熱できるものである。またスタラー12の撹拌による効果と、ターンテーブル15による食品5の回転による効果により、食品5の上部から周囲にかけての加熱の均一化の効果が高いものである。以上、食品5の下方から任意の部位を局所加熱できる局所加熱手段6と、食品5の上部から周囲にかけて均一に加熱できる第2の加熱手段を組み合わせることで、本発明は被加熱物によらず均一に加熱している。
【0044】
また、制御手段10は出力比率制御手段19を有し、導波管2内の第1の切替手段20と第2の切替手段21の角度により、回転導波管6の下方からの局所加熱用の電磁波とスタラー開口13の上部から周囲にかけての均一加熱用の電磁波との配分を切り替えて、加熱分布を自在に制御している。
【0045】
また、一般的な電子レンジでは電磁波が入射する開口部を覆うため、加熱室4側から電磁波を吸収しにくい低損失の材料からなる開口カバーで覆うことが多い。本実施例では、回転導波管6を保護するためのカバー22、スタラー12を保護するためのカバー23を構成している。
【0046】
制御手段10は前述の制御以外にも、食品5の温度を検出する温度分布検出手段24により食品5の温度変化を監視したり、マグネトロン1からの電磁波の放射や、マグネトロン1を冷却用のファン25の動作や、ヒータ26の動作を制御する。
【0047】
温度分布検出手段24は加熱室4の壁面の開口27から食品5の温度を検出し、加熱分布を検出しているが、温度分布検出手段24自身の構成について説明を加える。非接触で温度を検出する一般的な温度分布検出手段24としては、食品5から放射される赤外線量を電気信号に変換する赤外線センサがある。赤外線センサとしては、内部に熱接点と冷接点を有するサーモパイル型や、チョッパを有する焦電型などがあり、本発明ではどちらを採用しても良い。
【0048】
以下、図2から図6で、局所加熱手段の構成を詳しく説明する。
【0049】
図2、図3は本実施例における高周波加熱装置の要部断面構成図であり、図1の断面を示し、食品5の上から見た図である。また、回転導波管6の指向性を示すために、出力比率制御手段19で第1の切替手段20と第2の切替手段21を制御し、回転導波管6からのみ電磁波が出るようにしたものである。平らで直方体の形状をした食品5を皿16とともに一定回転させ、回転導波管6を図の位置で停止させたまま、一定の加熱出力で加熱した時の結果として加熱部28を示している。但し、わかりやすくするため、実際は皿16に隠れて見えないところも実線で示している。放射口8の向き(指向性)に関して、図2は皿16の中央向きで、図3は図2と比べて180°回転した外側向きの図である。
【0050】
図2では、下からの電磁波29の放射により加熱部28が食品5のほぼ中央に現れている。
【0051】
図3では、電磁波29は加熱室4の壁面で反射した後食品5に入るため、加熱部28は食品5の縁(周囲)に現れている。従来の電子レンジでは、たいていの場合、電磁波は食品に入る前に加熱室壁面で反射するので図3と似た結果になる。
【0052】
図4は食品5の加熱分布を示し、図2と図3の状態を切り替えた(放射口8の向きを適切な割合で切り替えた)結果を示す構成図である。加熱部28が食品5の中央と周囲に現れており、従来の電子レンジに比べてかなり加熱の均一化が図れることがわかる。但しこの時、加熱されにくい未加熱部30が中央と周囲の中間領域に残されている。よってこの部分を局所加熱する方法について、以下で説明する。
【0053】
図5、図6は本実施例における高周波加熱装置の要部断面構成図であり、図2、図3と同じく図1の断面を示している。図4で述べた中間領域の未加熱部30を加熱する方法として、放射口8の向きを中央向き(0°)と外側向き(180°)の間のどこかに選べば良いというのは安易に想像されるが、ターンテーブルが一定回転では実際はうまく行かないことがわかってきた。放射口8の向きを少しずつ変えて実験しても、中央を加熱するのでない限りほとんどのものが周囲を加熱するようになってしまう。例えば放射口8が45°の場合、図5のような結果となる。この原因は、皿16が一定回転で、加熱出力が一定という点にある。なぜならば食品5の回転中に瞬間的に中間領域を加熱できる状態があったとしても、それ以外のときには食品5のエッジを加熱してしまい、結局は一周期の平均としては周囲を加熱するようになってしまうのである。よって中間領域の加熱のためには、中間領域を加熱できる状態を持続し、他の状態を避けなければならないことがわかる。
【0054】
図6は、皿16の回転を止め、中間領域を加熱できる状態を持続したときの結果である。放射口は45°で食品5は図の位置で停止しており、図4の加熱されにくい未加熱部30の片方が加熱されている。また未加熱部30の他方の加熱のためには食品5をさらに180°動かせばよい。結局この食品5全体を均一に加熱するためには、図2、図3、図6、図6を180°動かしたものの4種類の動作が必要となる。ただし、加熱途中で皿16の回転を完全に止めなくとも、中間領域を加熱できる状態付近で減速させても良い。
【0055】
なお、皿16を一定回転させたまま、中間領域を加熱できる状態での加熱出力を、他の状態での加熱出力よりも高くしてもよい。実際には、中間領域を加熱できる状態での加熱出力をフルパワーとし、他の状態での加熱出力を0にするか低下させることが考えられる。
【0056】
なお、皿16の回転と加熱出力の制御を組み合わせても良い。
【0057】
なお、任意の位置を局所加熱するためには、回転導波管6と、皿16とマグネトロン1の3つの構成要素を関連づけて制御すればよいことになる。
【0058】
次に温度分布検出手段24に付いて説明する。図7は図1の要部断面構成図を示している。加熱室4の壁面に開口27を設け、チョーク構造は2種の板金31aと31bで構成している。31aは光路を形成するもので壁面に広がりを持った筒状の金属部品で壁面に密接している。31bは小孔32を持った箱状の金属部品で壁面に密接している。このチョーク構造31a、31bにより加熱室4内から赤外線は小孔32より外部に出るが、加熱室4内の電磁波は遮断され外部にはほとんど漏れない。図7において寸法Lをλ/4に設計する、即ち周波数が2.45GHzであれば約30mmにすることで、小孔32でのインピーダンスが無限大となり電磁波の遮断効果は最も大きい。
【0059】
図7において、33は焦電型の赤外線検出素子で、入光する赤外線量、即ち視野となる加熱室4内の位置の温度に相関を持った出力をするものである。赤外線検出素子33は固定部材34内部に固定し、固定部材34に取り付けたレンズ35を通して視野を絞って狭い範囲の温度を検出している。レンズ35はフレネルレンズで赤外線の透過する材料で構成している。36はステッピングモータであり、37を第1の回転軸として小歯車38とチョッパ39を回転する。
【0060】
チョッパ39はスリットを形成していて赤外線検出素子33に至る光路を開閉しながら回転する。小歯車38は大歯車40と接し大歯車40には第2の回転軸41を取り付け、第2の回転軸41は受け部42により回転自在に取り付けている。また、第2の回転軸41にはプリント基板43を取り付け、プリント基板43には赤外線検出素子33の他、増幅回路等の電子回路(図示せず)を取り付けている。これらは赤外線の光路となる位置に小孔44を持った金属ケース45に収納され金属蓋46で覆い金属蓋46でチョーク構造31bに固定している。
【0061】
この構成でステッピングモータ36は赤外線検出素子33を図7の手前から奥に首振りし、同時にチョッパ39による光路の開閉の両方を行っている。この赤外線検出素子33の首振りの周期はモータ36の回転周期の整数分の1に設定、即ちモータ36の回転周期を赤外線検出素子33の回転周期の整数倍としていて、モータ36の回転ごとに同じ位置の温度を検出できる構成としている。
【0062】
図8に赤外線検出素子33の検出位置を示す。赤外線検出素子33の検出視野を小円で示し、検出中心の軌跡を破線で示している。この例では赤外線検出素子33の首振り片道で温度検出位置を5箇所変更している。この首振りとモータ36の回転の組み合わせで、検出位置は皿16の全体を覆い2次元的に温度分布を検出できるものである。また、赤外線検出素子33の首振りの整数倍の周期でモータ36は回転するので、ターンテーブルの1周前の温度との温度差や初期からの温度変化を各検出位置ごとに検出できるものである。
【0063】
次に制御手段10の制御動作について図9により説明する。制御手段10は温度分布検出手段24で検出した温度分布によりモータ9を制御するのであるが、まず検出した温度が食品5の温度なのか、または皿16や加熱室4の壁面の温度であるのかを各検出位置ごとに区別するのが被加熱物抽出手段47である。加熱初期には食品5がどのような大きさのものであるか、どの位置に置かれているかなどわからないので、まず均一加熱制御手段48でモータ9を制御する。均一加熱制御手段48はモータ36の回転周期に比べて十分早い周期で回転させる、または半回転で往復させる、あるいはランダムに駆動するなど連続的に制御して、加熱室4内に下方からの電磁波を撹拌し均一に分布させる。同時に、他方向加熱手段12が、加熱初期より一定回転で電磁波を撹拌し、側方上部より均一に分布させようとしているので、両者の組み合わせで極めて均一性の高い加熱ができる。また、この均一加熱制御手段48でモータ9を制御している間に各検出位置ごとの温度上昇により食品5であるかそうでないかを区別する。
【0064】
図10に均一加熱制御手段48でモータ9の駆動を制御しているときの食品5の表面温度変化と皿16など食品5ではない部分の温度変化を示す。横軸は加熱開始からの経過時間、縦軸は加熱開始からの温度変化であり、斜線で示したAの領域が皿16など食品5でない部分の温度変化を示し、Bの領域が食品5の温度変化を示している。このように皿16は食品5に比べて誘電損失が小さいので電磁波が吸収されにくくほとんど温度上昇しないので明確に区別ができる。温度変化演算手段49は例えばモータ36の加熱開始から1周目の各検出位置に対応した温度を記憶しておき、それからt1時間経過後の各検出位置に対応した温度から1周目の温度との温度差ΔTを演算する。温度変化比較手段50は温度変化演算手段49の演算結果である温度差ΔTが予め定めた所定値ΔT1より大きければ食品5、小さければ皿16として区別するのである。
【0065】
被加熱物抽出手段47で各検出位置が食品5であるか、皿16であるかの区別ができれば加熱モード切替手段51によりモータ9の制御を均一加熱制御手段48から局所加熱制御手段11に切り替える。局所加熱制御手段11はモータ9を適当な位置で止めながら電磁波の集中する箇所を制御するのである。52は低温部分抽出手段であり、被加熱物抽出手段47で食品5と判定した検出位置の中から温度の低い箇所を抽出する。局所加熱制御手段11は低温部分抽出手段52で抽出された温度の低い箇所に電磁波が放射されるようにモータ9の駆動を制御するのである。また、局所加熱制御手段11で食品5の低温部分に電磁波を放射することで食品5から低温部分がなくなり全体が均一温度になれば再度均一加熱制御手段48でモータ9を制御しても良い。
【0066】
低温部分抽出手段52は赤外線検出素子33の首振り1往復の間で被加熱物抽出手段47が食品5と判定した検出位置の中で最も検出温度の低い検出位置を加熱位置として記憶しておく。モータ36の1回転の間に赤外線検出素子33の首振りの往復は繰り返されるが、それぞれの首振り1往復における加熱位置を記憶する。モータ36の回転で回転導波管8の上部にある半径方向での記憶している加熱位置に向けて局所加熱制御手段11がモータ9の角度を調節し、加熱位置、即ち食品5の中での低温部分を加熱するのである。この制御を繰り返すことで食品5から低温部分がなくなり全体に均一に加熱されることになるのである。
【0067】
また、モータ9の駆動回数を減らす簡易的な方法としては、赤外線検出素子33の検出位置は同心円上に並ぶものであり、各同心円の円周単位で食品5か皿16かを区別し、食品と判定できる円周についてはその円周の中での最高温度を抽出し、その最高温度が最も低い円周を低温部分抽出手段52が抽出して、その円周に電磁波が集中するようにモータ9の角度を調節しても良い。この場合にはモータ9の耐久性能を向上させる効果がある。
【0068】
尚、均一加熱制御手段48の均一という意味は、局所加熱に対して広域加熱を表現しているものであり、完全に万遍にムラなく加熱することを条件とするものではない。
【0069】
また、上記実施例の説明では温度分布検出手段を物理量検出手段として用いていたが、本発明はこれに限定するものではない。例えば食品の形状や色を認識できるCCDイメージセンサと呼ばれる固体撮像素子を使っても可能である。この場合には加熱の進行に従って変化する色とその分布を基に制御手段が局所加熱手段を制御すればよく、例えば肉であれば赤から薄茶を経て白っぽく変化する色に合わせ全体が薄茶の色に仕上がるように局所加熱手段を制御する。また形状の変化を基に制御手段が局所加熱手段を制御してもよく、例えば餅であれば柔らかくなり膨らむ変化があるので全体が同じように膨らみかけるように局所加熱手段を制御する。複数の発光素子と受光素子を使って光路の遮断パターンから形状認識しても同様の効果が得られる。また形状に合わせて最適な局所加熱手段の制御パターンを予め記憶しておけば、固体撮像素子や複数の発光素子と受光素子で認識できる初期の形状認識で制御手段が局所加熱手段を制御することも可能である。またメニューと重量に合わせて最適な局所加熱手段の制御パターンを予め記憶しておけば重量検出手段により制御することも可能である。
【0070】
図11は図1の回転導波管(局所加熱手段)6からの電磁波とスタラー開口(第2の加熱手段)13からの電磁波との配分を切り替えて出力比率を変化させる方法をブロック図として示す。図9で説明したように、加熱初期は、局所加熱手段の連続的な制御と第2の加熱手段との組み合わせで加熱の均一化を図るために、両者からの出力比率はほぼ1対1となるように制御する。このため、出力比率制御手段19は、図1の第1の切替手段20と第2の切替手段21がともに導波管2を塞がない状態(全開)になるよう制御する。その後、出力比率制御手段19は、温度分布検出手段24による食品の温度情報と重量検出手段18による食品の重量及び重量の変化をもとに、出力比率を変える必要が出てきたら第1の切替手段20と第2の切替手段21をそれぞれ制御する。以上の構成により、電磁波の配分を切り替える事で、局所加熱手段からの加熱出力と第2の加熱手段からの加熱出力が切り替えられる。よって、局所加熱と均一加熱だけでなく食品内の上下分布を変えるなど微妙な制御が可能になる。
【0071】
(実施例2)
次に本発明の第2の実施例を図12に示す。
【0072】
図12は、局所加熱手段からの加熱出力と他方向加熱手段からの加熱出力が切り替えられる例を示すブロック図である。図11とは異なり、形状検出手段53による食品の形状および形状変化の情報と、使用者が設定入力する設定手段54からの情報たとえは、食品5の名称や種類や加熱前の初期状態に関するもの、または加熱方法、または加熱仕上がり状態などをもとに、制御手段10は、出力比率制御手段19が一つの切替手段55を切り替える事で、局所加熱手段からの加熱出力と他方向加熱手段からの加熱出力を同時に切り替えている。電磁波放射手段が1つの場合はトータルの加熱出力を一定として配分のみを変える事ができる。
【0073】
図13は局所加熱手段の他の制御動作を説明するブロック図である。上記第1の実施例の図9の説明では制御手段は均一加熱制御手段と局所加熱制御手段と加熱モード切替手段を有する構成としたが、本発明はこれに限定するものではないため、例えば均一加熱制御手段と加熱モード切替手段がない場合について図13を参照して説明する。この場合には加熱開始初期から被加熱物抽出手段47が食品か皿かを区別する。温度変化比較手段50は加熱経過時間により定まる所定温度変化と時々刻々比較し所定温度変化より大きければ食品、小さければ皿と区別する。この所定温度変化は加熱経過時間により定まる関数で図10において直線Cで示すものである。加熱開始初期には食品の温度変化も小さく食品と皿の区別を誤ることもあるが加熱進行に従って誤りは訂正されるので、全体の加熱分布に大きな影響を及ぼすものでない。
【0074】
他にも加熱開始初期はモータ9を所定位置に固定する方法もある。一般には食品5は加熱室4の中央に配置されることが多く、しかも周囲が加熱されやすく中央が加熱されにくい形状になっていることが多いので、まずは図1、図2に示すように回転導波管6の方向を固定して加熱する。この方法でも初期の最適加熱位置として誤る可能性もあるが加熱進行に従って誤りは訂正され、全体の加熱分布に大きな影響を及ぼすものでない。また、初期の固定位置を中央でなく図3、図5、図6に示すような、周囲やそれ以外の位置であっても加熱進行に従って適切な加熱位置制御されるので同様の効果をもたらすものである。
【0075】
(実施例3)
次に本発明の第3の実施例を図14〜図17に示す。
【0076】
図14は高周波加熱調理器の断面構成図である。ターンテーブルがなく固定の載置台14があり、局所加熱手段として回転導波管6を2次元に制御し、第2の加熱手段として複数の電磁波放射口56を有している。また両者それぞれに電磁波放射手段57、58と冷却用のファン59、60と導波管61、62がある。
【0077】
まず、本発明に先だって考えられた局所加熱手段について説明する。
【0078】
局所加熱手段としての回転導波管6は、第1のマグネトロン57(第1の電磁波放射手段)からの電磁波を導波管61を介して供給されている。
【0079】
回転導波管6はモータ9により自転しながら公転するように回転駆動されるが、その仕組みは以下の通りである。モータ9の第1の回転軸63に連動して回転する歯車64は歯数比1:1で歯車65に回転力を与え、よって第2の回転軸66が回転し、回転導波管6をモータ9と同じ回転速度で自転させる。また第1の回転軸63に連動して回転する歯車67は歯車68を介して歯数比1:10で歯車69に回転力を与え、よって第2の回転軸66自体が第1の回転軸63の周囲を回転し、回転導波管6をモータ9の回転速度の1/10で公転させる。よって回転導波管6は、1回の公転の間に10回の自転をすることになる。この構成により回転導波管6の位置を制御して、食品5のおおよそ任意の部位を下方からの電磁波で局所的に加熱するものである(ただし、局所加熱手段だけでは食品5の上部の加熱がやや遅れてしまう欠点がある)。
【0080】
電磁波29の方向を変えて加熱部位を制御するために、第1の回転軸63に連動して回転するカム70が一周期に一回スイッチ71を押す構成としている。スイッチ71を押した回数や、スイッチ71を押してからの駆動時間により放射口8の位置が決まり電磁波29の放射の方向を制御できる。もちろんモータ9としてステッピングモータを使う場合、スイッチ71を押してからの駆動パルス数により正確に位置決め制御をすることができる。ここでカム70とスイッチ71により電磁波の方向を設定あるいは検出していることになる。
【0081】
次に、第2の加熱手段について説明する。第2の加熱手段として複数の電磁波放射口56は、第2のマグネトロン58(第2の電磁波放射手段)からの電磁波を導波管62を介して供給されている。
【0082】
第2の加熱手段としては、電磁波放射口56が複数有ることと、電磁波放射口56が加熱室4の側壁の上部にあり食品までの距離が遠いことなどにより、電磁波が分散しやすく、食品5の上部から周囲にかけて重点的に加熱できるものである。よって局所加熱手段6と第2の加熱手段56を組み合わせることで、上下方向にもむらのない加熱を実現している。
【0083】
設定手段54は、使用者が食品5の種類や加熱出力の大きさや加熱時間や加熱方法などを設定する第1の操作キー72と、加熱スタートのための第2の操作キーとしてスタートキー73を有している。制御手段10は、第1の操作キー72の入力により、モータ9を駆動しスイッチ71の出力に基づいて回転導波管6を適切な位置に制御する。そしてスタートキー73が押されると、マグネトロン57、58を個別に制御して電磁波の放射を開始する。その後加熱が進むと、第1の操作キー72の入力内容を元に、必要であればモータ9を駆動して加熱むらをなくすように放射口8からの電磁波の放射の方向を制御したり、マグネトロン57、58の出力を変化させる制御を行い、加熱終了まで加熱する。
【0084】
さらに本実施例では、食品5を置くための載置台14が回転導波管6保護するカバーを兼ね、電磁波を吸収しにくい低損失の誘電体材料で構成している。
【0085】
図15は、図14のA−A’線断面図である。加熱室4の底面上に回転導波管6の結合部7が移動できる切り込み74と、第2の導波管61の底面上に第2の回転軸66が移動できる切り込み75があり、モータ9の回転方向は切り込みの端面76、77のどちらかまでいけば反転するように動作する。この反転のタイミングは、ストッパを設けてもよいし、スイッチ71を押す回数で決めてもよい。
【0086】
図16は、図15において、回転導波管6の動作により電磁波29の方向がどのように変化するかを、放射口8のポイント78の動きに置き換えて示した特性図である。加熱室4底面をxy座標で表し、(0,0)を加熱室4底面の中央としている。一例として第1の回転軸63と第2の回転軸66の距離即ち回転導波管6の公転の半径を70mmとし、第2の回転軸66の中心からポイント78までの距離すなわち自転の半径を60mmとし、また自転周期を公転周期の1/10倍とすると、公転の角度をθとしてポイント78の座標は、(2)式および(3)式として表され、図16のような螺旋形状の挙動(サイクロイド)を示す。
【0087】
x=70cosθ+60cos(10θ) (2)
y=70sinθ+60sin(10θ) (3)
前述のようにモータ9は、正確には端面76、77のどちらかまでいけば反転する構成であるが、ここではイメージ図のために無視している。
【0088】
次に、図17は本実施例の電磁波放射手段の制御動作を説明するブロック図である。まず設定手段54の第1の操作キー72に基づいて、出力比率演算手段79が第1の電磁波放射手段57からの加熱出力と第2の電磁波放射手段58からの加熱出力との適切な比率を演算する。その演算結果に基づいて、第1の出力制御手段80が第1の配電切替手段81を開閉するように制御し、配電手段82から第1の電磁波放射手段57への電力供給を制御する。同様に、第2の出力制御手段83が第2の配電切替手段84を開閉するように制御し、配電手段82から第2の電磁波放射手段58への電力供給を制御する。本実施例の場合、第1の電磁波放射手段57と第2の電磁波放射手段58を互いに独立して制御している。たとえば、食品の上部のみを加熱したい時は、第2の電磁波放射手段58のみで加熱するようにできる。また、デューティ制御により、電力供給するオン時間に加熱し、電力供給しないオフ時間には加熱しないものとし、オン時間とオフ時間の割合を変えてそれぞれの加熱出力を変化させている。
【0089】
(実施例4)
次に本発明の第4の実施例を図14、図18および図19に示す。
【0090】
図18は本実施例の電磁波放射手段の制御動作を説明するブロック図である。設定手段54と温度分布検出手段24に基づいて、出力比率演算手段79が第1の電磁波放射手段57からの加熱出力と第2の電磁波放射手段58からの加熱出力との適切な比率を演算する。その演算結果に基づいて、第1の出力制御手段80が第1のインバータ電源85の第1のスイッチング素子86を制御し、第1の電磁波放射手段57への電力供給を制御する。同様に、第2の出力制御手段83が第2のインバータ電源87の第2のスイッチング素子88を制御し、第2の電磁波放射手段58への電力供給を制御する。本実施例の場合も、第1の電磁波放射手段57と第2の電磁波放射手段58を互いに独立して制御している。
【0091】
いわゆるインバータ制御においては、スイッチング素子のオン時間のみまたはオフ時間のみを制御するとか、一定周期の中でオン時間とオフ時間の比率を変えるなどいろいろな方法が考えられる。
【0092】
なお、インバータ制御をしながらデューティ制御を行なうとよりこまめに出力制御が行なえる。
【0093】
なお、電磁波放射手段の制御方法に付いては、温度分布検出手段に限らず、重量や形状やあらゆる物理量を検出して制御することで、より一層目的に応じた食品5の加熱を実現できる。
【0094】
図19は本実施例の局所加熱手段の制御動作を説明するブロック図である。設定手段54は第1の操作キーとして調理メニューに対応したキー、例えば「あたため」キー89a、「生ものの解凍」キー89b、「牛乳」キー89cなどを備えていて、使用者がいずれかのキーを押すことで調理メニューを設定する。90は制御モード選択手段で、設定手段54で設定された調理メニューに応じモータ9を加熱モード切替制御手段91で制御するか、加熱モード非切替制御手段92で制御するかをモード選択するものである。加熱モード切替制御手段91の制御動作は、加熱開始初期には均一加熱制御手段48で局所加熱手段のモータを制御し、被加熱物抽出手段47が食品と皿の区別をしてからは低温部分抽出手段52の検出する低温部分に従って局所加熱制御手段11がモータを制御するのである。一方、加熱モード非切替制御手段92は加熱開始初期から局所加熱制御手段11のみでモータを制御するものである。
【0095】
冷やご飯の再加熱や煮物、焼き物の再加熱などは局所を集中的に加熱し、その局所位置を変化させ全体に均一な温度分布となるように制御すれば良い。また、肉や魚の解凍も同様である。しかし、牛乳のような液体はそれを入れている容器の底から集中的に加熱することで対流が起こり高さ方向に全体に均一加熱できるようになる。例えば図1のように回転導波管6とターンテーブル15を組み合わせた場合、一般には食品5は皿16の中央に置かれるものとして、図1、図2に示すようにモータ9は中央が局所加熱されるように回転導波管6の位置を固定すれば良い。中央に置かれなかった場合には被加熱物抽出手段47で牛乳の容器の位置を検出し、モータ17による容器の移動領域に放射口8の位置が重なるようにモータ9で制御して固定すれば良い。複数置かれた場合にはそれが同心円上であればその同心円の位置が局所加熱されるようモータ9は放射口8の位置を固定すれば良い。複数を同心円でなく置かれた場合には放射部8付近を通る牛乳の容器の位置に合わせて都度モータ18が放射部8の向きを変えれば良い。
【0096】
制御動作は、まず使用者が調理メニューを設定するキーを押す。押されたキーが「あたため」キー89aか「解凍」キー89bであれば制御モード選択手段90は加熱モード切替制御手段91を選択して加熱開始初期は均一加熱制御手段48がモータ9を制御し、その後は局所加熱制御手段11がモータ9を制御する。使用者が押したキーが「牛乳」キー89cであれば制御モード選択手段90は加熱モード非切替制御手段92を選択する。この場合には局所加熱制御手段11はまずモータ9を制御して放射口8の位置を加熱室4の中央が局所加熱されるようにして固定する。被加熱物抽出手段47により牛乳の容器の位置が中央であると認識できればそのまま中央を局所加熱し、牛乳の容器の位置が中央でない、または複数あると認識できれば牛乳の容器の検出位置の中心を局所加熱できるようにモータ9を制御し放射口8の位置を設定する。また酒燗、味噌汁、コーヒーなども牛乳と同様であり使用者が設定する設定手段54に新たにメニューとして加えることで同様の効果を得るものである。
【0097】
なお、牛乳の容器の位置が中央でない場合の他の方法として、被加熱物抽出手段47で牛乳の容器の位置を検出し、その位置が放射口8の駆動範囲上になる位置でモータ17を停止し、放射口8が牛乳の容器の位置の真下になる位置でモータ9を停止して固定すれば、より確実にその容器のみを下から加熱でき、更に温度分布が良好にできる。また無駄な加熱をしないのでエネルギーのロスを防ぐ効果がある。
【0098】
なお、牛乳の容器の位置が中央でない場合の他の方法として、ターンテーブルは一定回転させたまま、容器が放射口8から離れた位置にある時間帯にマグネトロンを停止させ電磁波を加熱室4内部に入れないようにしても良い。この場合には加熱に時間を要するものであるが、温度分布が良好にできるし、無駄な加熱をしないのでエネルギーのロスを防ぐ効果がある。
【0099】
(実施例5)
次に本発明の第5の実施例として局所加熱手段と第2の加熱手段により被加熱物を均一に、かつ、効率的に加熱する例を図20〜図25に示す。
【0100】
図20は本実施例の高周波加熱装置の断面構成図である。局所加熱手段は、回転導波管93、94を2段に構成し、それぞれの回転の比率を歯車の歯数比で設定することにより、自転しながら公転させて食品の下方から局所的に加熱するものである。また第2の加熱手段は、天面からの回転アンテナ95を撹拌手段として構成し、上方からの電磁波を分散させて食品5の上部から周囲にかけての加熱の均一化を図っている。
【0101】
本発明に先だって考えられた局所加熱手段について、図20とその要部構成図である図21とで構造を詳しく説明する。
【0102】
モータ9により第1の回転軸96に連動して歯車97が回転し、歯車97により歯車98が回転する(自転)。ここで歯車99は歯車98と一体のものであり、歯車98とともに動作をする。歯車99が歯車98と一緒に第2の回転軸100を中心に回転すると、歯車101により歯車99、歯車98、第2の回転軸100が歯車97を中心に回転する(公転)。
【0103】
ここで第1の回転軸96の周囲には第1の回転導波管93の結合部102があり、第2の回転軸100の内側には第2の回転導波管94の結合部103がある。よって第1のマグネトロン57から出た電磁波は、第1の導波管61、結合部102、第1の回転導波管93、結合部103、第2の回転導波管94の順で伝送されていく。この実施例のメリットは、回転によらず第1のマグネトロン57から結合部102までの距離と、結合部102から結合部103までの距離とが常に一定に保たれる点である。よって電磁波が通過する距離が一定となり、整合がずれにくく、加熱効率が高い効果がある。
【0104】
さらに本実施例では回転導波管の位置決めのために、ストッパー104を構成し、ストッパー104に歯車99を当てることで、基準位置が決まるようにしている。モータ9としてステッピングモータを用いており、目的位置まで駆動する前に、一旦基準位置に到達させてから改めて駆動し直すこととしている。つまり、充分多めのパルスを入れて基準位置まで駆動し、その後基準位置よりどれだけ動かしたいかによって駆動したい分だけパルスを入れればよい。
【0105】
さらに、各歯数比により、自転周期を公転周期の1/6倍とすると、図22のような軌跡を動かす事ができる。
【0106】
この実施例の場合、食品5を回転しないので重い食品を加熱することが可能になるほか、加熱室4内のスペースを有効に活用できる効果がある。
【0107】
なお、上記実施例においては1個のモータ9で放射口8の位置と向きを制御する構成で説明したが、これは本発明を限定するものでなく、放射口8の向きと位置を別個のモータで制御してもよいし、直線的な2軸の動きで制御してもよい。これらはさらにキメ細かく局所加熱できる効果がある。
【0108】
図23は温度分布検出手段24の要部断面図である。図23において第1の実施例の図7と同じ構成のものは同一符号を付し説明を省略する。36はステッピングモータであり、赤外線検出素子33を図23の手前から奥に首振りし、同時にチョッパ39による光路の開閉の両方を行っている。105は赤外線検出素子33を含む金属ケース45全体を駆動する駆動手段でステッピングモータにより構成している。ステッピングモータ105は回転軸106を回転させ、回転軸に取り付けられた連結部107を駆動して赤外線検出素子33を図23の左右方向に首振りするのである。ここでステッピングモータ105の首振り周期はステッピングモータ36の首振り周期より十分遅く整数倍で駆動するものであり、ステッピングモータ105の首振り1往復ごとに同じ位置の温度を検出できる構成としている。この構成で加熱室4内の全領域の温度を検出でき2次元的に温度分布を検出できるものである。またステッピングモータ105の首振り1往復ごとに同じ位置の温度検出ができるので1往復前の温度との温度差や初期からの温度変化を各検出位置ごとに算出できる。
【0109】
図24は本実施例の制御動作を説明するブロック図である。図24において、加熱初期にはまず図20の第2の加熱手段95のみで上方から加熱し、食品5の輪郭を抽出した後に局所加熱手段93、94からの加熱を行っている。
【0110】
加熱初期は、局所加熱手段93、94の状態に関わらず、出力比率制御手段19は、配電手段82から第1の電磁波放射手段57への電力供給を行わないよう第1の配電切替手段81をオフするように制御している。よって他方向加熱手段95のみで上方から加熱するので、加熱が進むにつれ、食品5の上部、特に周囲の温度が上昇しやすい。ところが載置台はほとんど温度上昇しないので、温度上昇の違いにより食品5の輪郭を検出できる。具体的には図24、図25で説明する。被加熱物抽出手段47は温度変化演算手段49と輪郭抽出手段108により構成している。温度変化演算手段49は加熱開始初期の温度分布検出手段24の各検出位置に対応した温度を記憶しておき、それから所定時間経過後の各検出位置に対応した温度と同じ検出位置の初期温度との温度差ΔTを演算する。この各検出位置に対応した初期からの温度変化ΔTにより輪郭抽出手段108が食品の輪郭を抽出するのである。
【0111】
図25は図24の輪郭抽出手段の動作を説明する温度特性図である。
【0112】
図25において(a)はマス目が温度分布検出手段24の各検出位置であり、斜線部が食品5である。ここで温度分布検出手段24は赤外線検出素子を複数2次元に配列したもの、または直線的に配列したものの首を振るなどの構成でマトリクス状の検出位置で温度分布を検出するものとしている。食品5の加熱開始初期からの温度変化は食品のない箇所の温度変化より大きいのが普通である。特に上方から電磁波を分散させているので食品の周囲(輪郭)の温度変化は大きい。X方向微分手段109は、このマトリクス状に配列された検出箇所のX方向、即ち図25においては横方向の隣接する検出位置との温度差の差を演算する。その演算結果が所定値より大きい検出位置を記憶する。図25(b)で斜線で示した検出位置がX方向微分手段109で記憶する所定値より大きい検出位置である。またY方向微分手段110は、マトリクス状に配列された検出箇所のY方向、即ち図25において縦方向の隣接する検出位置との温度差の差を演算する。その演算結果が所定値より大きい検出位置を記憶する。図25(c)で斜線で示した検出位置がY方向微分手段110で記憶する所定値より大きい検出位置である。
【0113】
整形手段111はX方向微分手段109で記憶した検出位置と、Y方向微分手段110で記憶した検出位置の論理和を演算する。即ち、X方向微分手段109かY方向微分手段110のいずれかで記憶している検出位置が食品の輪郭と判断するのである。食品の温度上昇にも分布があるので食品の内部でも隣接する検出位置との温度差の差が大きい位置も発生するが、整形手段111は最も大きい周囲を食品の輪郭とする。また、周囲の輪郭の一部が切れている場合もつなぎ合わせて輪郭とする。被加熱物抽出手段47は以上のようにして図25(d)の斜線で示した食品の輪郭を抽出し、輪郭に囲まれた内側を食品とするのである。
【0114】
整形手段111で輪郭が決定した時点で、出力比率制御手段19は、配電手段82から第1の電磁波放射手段57への電力供給を行うよう第1の配電切替手段81をオンするように制御する。同時に、低温部分抽出手段52は、被加熱物抽出手段47で抽出した食品の中から低温部分を抽出し、局所加熱制御手段11は低温部分抽出手段52で抽出した温度の低い箇所に電磁波が放射されるように局所加熱手段93、94を制御する。このように第2の加熱手段による加熱にもとづいて被加熱物を抽出し、輪郭内に局所加熱手段からの電磁波を放射するので無駄なエネルギーの消費がなく効率よく加熱することができる。
【0115】
なお、本実施例では温度分布検出手段により食品の輪郭を決定したが、光センサによっても食品の形状が検出できる。光センサは代表的な形状認識用のセンサで、光を透過するか反射するかにより食品の有無を検出する事が考えられる。この場合、加熱をしなくても瞬間的に検出できる効果がある。また他にもいろいろな物理量を検出する事でより精度の良い輪郭抽出が可能である。
【0116】
(実施例6)
次に本発明の第6の実施例として、局所加熱手段と第2の局所加熱手段により、被加熱物をより均一に加熱する例を図26〜図29に示す。
【0117】
図26は本実施例の高周波加熱装置の断面構成図である。下方からの局所加熱手段として、回転導波管6を有している。また第2の加熱手段として、第5の実施例の図20で示した構成を天面に置き換えた構成とし、第2の局所加熱手段として応用している。同じ意味合いのものは同じ番号として説明を省略する。ただし、第1の回転導波管93b、第2の回転導波管94bを第2の局所加熱手段とし、第2の加熱制御手段112がモータ9bを制御することによって、放射口8bは自転しながら公転するものとする。また、食品5を第2の局所加熱手段に近づけ、放射口8bからの電磁波を分散させずに食品5に放射できるようにしている。このため食品5の位置は、ターンテーブル15の回転による二次元の変化だけでなく、距離可変制御手段113により距離可変手段114が上下動する変化も加わり、三次元で駆動している。また食品5は高さが特定できないので、位置検出手段である光センサ115a、115bにより食品の最上部が到達した事を検知している。光センサは、発光部115aから光を出し受光部115bで光を受ける構成で、距離可変手段114の駆動前は受光部115bは常に受光している。上方からの局所加熱が必要になって、距離可変制御手段113により距離可変手段114が食品5を上昇させると、食品5が光を遮った時点で受光部115bは受光しなくなる。そこで距離可変制御手段113が距離可変手段114を停止させるので、食品5の高さによらず、安全に食品5を放射口8bに近づける事ができる。
【0118】
以上により、食品5の上面を距離可変手段114により第2の局所加熱手段93b、94bに近づけるので、電磁波を分散させずに食品5に放射する事ができる。また93b、94bを第2の局所加熱手段としているので、食品5の任意の部位を上方からも加熱する事ができる。よって下方からの局所加熱手段と合わせて、極めて正確に局所加熱ができて、上下の加熱むらをなくすなど、より均一な加熱が実現できる。
【0119】
図27、図28は、本実施例の要部断面構成図である。図27では食品5が上昇した状態、図28では下降した状態を示している。回転軸116を有するモータ17と、保持部117と、駆動軸118と、取りつけ具119を有している。回転軸116が回転すると、矩形断面を有する回転軸116に上下動自在にかん合した矩形開口を有する駆動軸118が回転する。このとき駆動軸118の外部には雄ねじ120があり、保持部117の内部の雌ねじ121があるので、モータ17の回転方向によっては上昇するか下降する。ここで雄ねじ120と雌ねじ121を合わせて距離可変手段と考える事ができる。よって食品5の位置は、ターンテーブル15の回転による円周方向の変化だけでなく、上下動による変化も加えて制御できることになる。
【0120】
なお、ここでは回転と上下動を一つのモータで実現する方法を示したが、もちろん回転用と上下動用で別のモータを使っても良い。
【0121】
なお、回転しながら上下動するのでなく、両者を独立して制御する方法も考えられる。
【0122】
図29は制御動作を説明するブロック図である。温度分布検出手段24により食品の温度分布を検出し、その検出結果から被加熱物抽出手段47が食品の存在する領域を抽出し、低温部分抽出手段52は食品の領域の中での低温部分を抽出する。局所加熱演算手段122は、低温部分抽出手段52の抽出結果と使用者による設定手段54の設定内容によって、局所加熱手段6をいかに制御すべきかを演算し、その結果に基づいて局所加熱制御手段11は局所加熱手段6を適切に制御する。また、他方向加熱演算手段123は、低温部分抽出手段52の抽出結果と使用者による設定手段54の設定内容によって、他方向加熱手段93b、94bをいかに制御すべきかを演算し、その結果に基づいて他方向加熱制御手段112は他方向加熱手段93b、94bを適切に制御する。また、距離演算手段124は、温度分布検出手段24と位置検出手段115a、115bと設定手段54によって、距離可変手段114をいかに制御すべきかを演算し、その結果に基づいて距離可変制御手段113は距離可変手段114を適切に制御する。
【0123】
なお、局所加熱制御手段11と、他方向加熱制御手段112と、距離可変制御手段113とは、個別に制御するのでなくお互いの制御内容により関連づけても良い。
【0124】
なお、温度分布検出手段や位置検出手段などの検出手段は、上記の構成に限定されるものではなく、他の物理量を検出するものでも良い。
【0125】
なお、距離可変手段は、ターンテーブルを上下動させなくても他方向加熱手段を上下動させても良い。そうすればターンテーブル自体を持たない構成でも実現できる。
【0126】
(実施例7)
次に本発明の第7の実施例として複数の被加熱物を選択加熱する例を図30および図31に示す。
【0127】
図30は本実施例の高周波加熱装置の加熱室の要部断面構成図である。図30(a)は加熱室内部を上からみた平面図であり、載置台14上に代表的な領域配置手段である領域指示手段125を構成している。領域配置手段には、使用者に対して食品を配置すべき場所を示す領域指示手段と、使用者が適当に置いた食品を自動的にある領域に移動して配置させる手段などが考えられる。ここで領域指示手段125は、複数の食品を同時に加熱するときに優先的に加熱したい食品を置く場所を示すものであり、載置台14上に印刷することでマーキングされており、他の場所とは明確に区別が付くようになっている。図30(b)、図30(c)は、小さなパン126と大きな弁当127をあたためるべく使用者が配置した図である。図30(b)は加熱室内部を上からみた平面図であり、図30(c)は正面からみた断面図である。一般に、小さなパン126は短時間(数十秒)の加熱で出来上がるのに対して、大きな弁当127は長時間(数分)の加熱が必要である。よって従来の電子レンジで両者を同時に加熱すると、弁当127が出来上がる頃にはパン126は加熱しすぎになってしまう。一方、本実施例では、領域指示手段125上に弁当127を配置し、他の位置にパン126を配置し、他方向加熱手段では加熱せずに局所加熱手段6だけで領域指示手段125上のみを加熱する。他方向加熱手段では加熱しないので電磁波は拡散しない上、局所加熱手段6は領域指示手段125上のみを加熱するので、弁当127を局所的に加熱する事ができ、パン126を加熱しないように出来る。
【0128】
図31は図30のパン126と弁当127の加熱における特性図である。図31(a)は、横軸に時間t、縦軸に局所加熱手段6の加熱出力Pをとり、加熱開始直後(t=0)から加熱終了時(t2)まで一定の出力(P1)で加熱している。また、図31(b)は、横軸に時間t、縦軸に他方向加熱手段の加熱出力Pをとり、加熱開始直後(t=0)から加熱途中(t1)までは出力0とし、以後加熱終了時(t2)まで一定の出力(P2)で加熱している。さらに、図31(c)は、横軸に時間t、縦軸にパン126と弁当127の温度をとり、パン126の温度特性をD、弁当127の温度特性をEで示している。加熱開始後t1までは局所加熱手段のみで加熱するので、パン126は温度上昇せずT0のままであり弁当127のみが温度上昇しT1となる。その後t2までは局所加熱手段と他方向加熱手段の両方で加熱するので、パン126と弁当127がともに温度上昇するが、パン126の方が温度上昇が速いのでt2にはパン126と弁当127ともに温度T2に到達する。
【0129】
なお、上記t1のような加熱出力の切替のタイミングは、温度分布検出手段によりT1を検出して切り替えても良いし、加熱終了のt2を予測してt2に対する割合で決める方法もある。また、重量や食品からの蒸気の発生や湿度変化など様々な物理量により切り替えたり、使用者の設定により切り替える方法もある。
【0130】
(実施例8)
次に本発明の第8の実施例として他の選択加熱の例を図32、図33に示す。
【0131】
図32は本実施例の高周波加熱装置の加熱室の要部構成図である。図32(a)は加熱室内部を上からみた図であり、載置台14上に領域指示手段としてマトリクス128を”1”から”25”まで升目状に構成している。ここで”9”と表示された非加熱領域指示手段128aは、複数の食品を同時に加熱するときに加熱したくない食品を置く場所を示すものであり、載置台14の表面を加工して数字の形に出っぱる構成としており、他の場所とは明確に区別が付くようになっている。図32(b)は、幕の内弁当129をあたためる時に、生野菜129aを非加熱領域指示手段128a上に使用者が配置した図である。ごはん129bやおかず129cはあたためたいが、生野菜129aはあたためたくないので、このように配置している。
【0132】
図33は図32の幕の内弁当129の加熱における特性図である。図33(a)は、横軸に時間t、縦軸に局所加熱手段の加熱出力Pをとり、加熱開始直後(t=0)から加熱終了時(t2)まで一定の出力(P1)で加熱している。また、図33(b)は、横軸に時間t、縦軸に他方向加熱手段の加熱出力Pをとり、加熱開始直後(t=0)から加熱終了時(t2)まで出力0とし、全く加熱しないようにしている。さらに、図33(c)は、横軸に時間t、縦軸に幕の内弁当129の生野菜129aとごはん129bとおかず129cの温度をとり、生野菜129aの温度特性をF、ごはん129bの温度特性をG、おかず129cの温度特性をHで示している。加熱終了時t2まで局所加熱手段のみで加熱するので、生野菜129aは温度上昇せずT0のままであり、ごはん129bとおかず129cが温度上昇しT2に到達する。よって幕の内弁当129の中身を取り分けたりせずとも、それぞれの食品を食べごろの温度に仕上げる事ができる。
【0133】
なお、被加熱領域指示手段128aの位置は、あらかじめ決められている場合も考えられるし、使用者が入力して変更できるものであったり、食品や容器の物理量を検出して自動的に決定するものも考えられる。
【0134】
なお、領域指示手段125は、他の場所と区別が付きさえすれば良いので、載置台上にシールを貼るようにしても良いし、載置台の表面の仕上がり(ざらつき具合、塗装の工夫)で実現しても良い。
【0135】
なお、複数の食品を加熱する場合、食品を加熱室内に入れる順番によって加熱するものと加熱しないものを区別しても良い。例えば1番目にいれたものは加熱するが2番目にいれたものは加熱しないとか、いろいろな方法が考えられる。
【0136】
なお、領域指示手段以外の領域配置手段として、自動で食品を動かす事も考えられる。あらかじめ載置台上で加熱する場所と加熱しない場所が決まっており、1番目に入れた食品を自動的に加熱する場所まで移動させ、2番目に入れる食品を自動的に加熱しない場所まで移動させる等の方法がある。
【0137】
(実施例9)
次に本発明の第9の実施例として他の選択加熱の例を図34に示す。
【0138】
図34は本実施例の高周波加熱装置の加熱室の要部構成図である。図34は加熱室内部を上からみた図であり、載置台14を25個のマトリクス状に分割し、各々の升目の下に重量検出手段(図示せず)を構成している。また加熱室の側面に多数の光センサ(発光部130a、受光部130b)を構成している。よって加熱室内にパン126と弁当127が置かれたとき、重量検出手段と光センサとでそれぞれの重さと、形状を検出し、どちらを優先的に加熱するかを決定するものである。即ち重量検出手段と光センサとで加熱すべき領域を抽出する領域抽出手段を構成していることになる。本実施例では、弁当の方が重量も形状もパンより大きいので、弁当を集中的に加熱するよう局所加熱手段を制御している。本実施例によれば、使用者が、配置する位置であるとか加熱室に入れる順番を気にしなくても選択加熱ができる。
【0139】
なお、冷凍食品の解凍と室温程度の温度の食品のあたためとを同時に行う場合など、食品の初期温度によって終了温度が異なる場合は、温度分布検出手段などの信号によっても被加熱物の状態を検知し選択加熱が出来る。上記以外にも、いろいろな物理量を検出することで被加熱物の状態を検知し加熱領域もしくは非加熱領域を抽出することが可能である。
【0140】
(実施例10)
次に本発明の第10の実施例として他の選択加熱の例を図35に示す。
【0141】
本実施例は食品の一部分だけを加熱したいような場合、例えば上述の通り幕の内弁当を加熱するような場合、ご飯のように加熱すべき食品と、生野菜や刺身や漬物のように低温で食べるべき食品が一つの容器に入っている。この場合ご飯と生野菜や刺身や漬物を分けることなく容器のまま加熱室に入れてご飯だけを加熱する例として説明する。
【0142】
図35において、代表的な領域設定手段である加熱範囲設定手段131は、使用者が操作して加熱する領域を設定するものである。加熱範囲設定手段131は、液晶により成る設定画面132、十字型をしたカーソルキー133、設定キー134、取消キー135で構成している。
【0143】
設定画面132が加熱室の底面として、その中で加熱したい範囲はどこなのかを使用者が設定するのである。使用者は設定を開始するときはまず設定キー134を押す。このとき設定画面132の左上隅に第1の点136が表示される。ここで使用者はカーソルキー133を操作することでこの第1の点136を設定画面132の中で移動させる。カーソルキー133は、上方向キー133aと下方向キー133bと左方向キー133cと右方向キー133dより成るもので、これらを操作することで第1の点136を上下左右に任意の位置に移動させることができる。使用者は第1の点136を加熱範囲の端部に移動させて設定キー134を押す。この時点で第1の点136の位置は固定され同じ位置に第2の点137が表示される。使用者は同様にカーソルキー133を操作してこの第2の点137を移動させる。この時、設定画面132には第1の点136と第2の点137を対角とする長方形138を表示する。この長方形で表示された範囲が加熱範囲となるのである。使用者は第2の点137を設定画面132の任意の位置に移動させ長方形138で加熱範囲を設定する。設定キー134を再度押すことで、第2の点137と長方形138が確定する。加熱範囲が複数ある場合、使用者は再度設定キー134を押すと設定画面132に再度第1の点136が表示され、以下上記操作を繰り返すのである。操作を誤った場合は取消キー135を押すことで、その直前に押した設定キー134での設定内容を取り消すことができる。
【0144】
以上のようにして使用者の操作により加熱範囲が設定されれば制御手段10はその加熱範囲を均一に加熱するように制御する。低温部分抽出手段52は温度分布検出手段24からの信号に基づき加熱範囲設定手段131で設定された加熱範囲の中から低温部分を抽出する。局所加熱制御手段11は低温部分抽出手段52で抽出した低温部分に電磁波を放射するように局所加熱手段139を制御する。これで加熱範囲の中から低温部分が消え、加熱範囲の全体を均一に加熱できる。また加熱範囲以外は加熱せず、低温で食べるべき食品は低温のままで調理することが可能となるのである。
【0145】
尚、本実施例では幕の内弁当のような異種の食品が同時に加熱室に入る場合で説明したが、単品だけで加熱する場合でもこのように加熱範囲を設定すれば加熱初期に食品抽出する必要がないので制御手段の構成を簡易にできる。また加熱範囲設定手段131を設定画面132、カーソルキー133、設定キー134、取消キー135で構成しているがこれらは本発明を限定するものでなく、例えばタッチパネルを使ったり、マウスを使うなどの方法もあり、同様の効果がある。また長方形で加熱範囲を設定することで操作を簡略化しているが、自由曲線で設定しても同様の効果がある。また幕の内弁当のような商品であれば、商品の包装袋にバーコード等で加熱範囲を符号化して印刷してあれば、その印刷を光学的に読み取ることで加熱範囲を設定しても良く、この場合には複雑な加熱範囲であっても極めて簡易な操作で加熱範囲を設定できる効果がある。
【0146】
(実施例11)
次に本発明の第11の実施例を図36を参照して説明する。図36は本発明の高周波加熱装置の制御動作を説明するブロック図である。本実施例は実施例10と同様に食品の一部分だけを加熱したいような場合で、弁当を店頭で加熱して顧客に提供するような業務用として説明する。一般にこのような形態の業務用の商品は種類は限られていて、同じ種類であれば容器の中の食品の置く位置は同じである。例えば、商品の種類は幕の内弁当、焼肉弁当、鮭弁当などがあり、焼肉弁当であればご飯の位置と焼肉の位置は決まっている。そして種類は限られているが何度も同じ種類の商品を加熱することになる。この場合、例えば「1」は幕の内弁当、「2」は焼肉弁当、「3」は鮭弁当として、それぞれの商品の加熱範囲をコードと対応づけて登録しておけば、顧客の選んだ商品の加熱範囲をコードにより呼び出すことができ、加熱範囲の設定操作を簡略化できる。
【0147】
図36において加熱範囲設定手段131には「1」から「10」までの数字キー群140と、登録手段である登録キー141、登録呼出手段である呼出キー142がある。加熱範囲を登録するにはまず上記第11の実施例で説明した操作方法でカーソルキー133と設定キー134で加熱範囲を設定する。次に登録キー141を押し、数字キー群140のいずれかの数字キーを押す。そして設定キー134を押すと、加熱範囲は数字キーで押されたコードとともに登録記憶手段143で記憶する。加熱範囲を呼び出すには、まず呼出キー142を押し、次に数字キー群140の中から、商品に対応した数字キーを押す。登録記憶手段143から押された数字のコードに対応して記憶している加熱範囲を設定画面132に表示する。間違いなければ確認の意味で設定キー134を押す。一度登録しておけばその後は呼出の操作ばかりであり、加熱範囲の設定は簡単に行うことができる。
【0148】
加熱を開始すると上記第11の実施例と同様にして制御手段10が局所加熱手段139を制御してその加熱範囲を均一な温度に加熱する。即ち、低温部分抽出手段52は温度分布検出手段24からの信号に基づき加熱範囲設定手段131で設定された加熱範囲の中から低温部分を抽出し、局所加熱制御手段11は低温部分抽出手段52で抽出した低温部分に電磁波を放射するように局所加熱手段139を制御するのである。
【0149】
尚、本実施例では登録手段、登録呼出手段を数字キー群140、登録キー141、呼出キー142で説明したがこれは本発明を限定するものでなく、例えば設定画面132に操作手順や数字、アルファベットなどのコードを表示し、カーソルキー133や設定キー134を使って登録手段、登録呼出手段とすることも可能であり、この場合にはキーの数が減り、構成を簡易にする効果がある。また、数字キー群は使わず、商品の包装袋にコードを印刷していて光学的に読み取ることで操作を簡易にすることも可能である。
【0150】
(実施例12)
次に本発明の第12の実施例を図37を参照して説明する。
【0151】
図37は本実施例の局所加熱手段の要部構成図であり、図37(b)は図37(a)のB−B’断面図である。本実施例は前述の回転導波管を改良し、電磁波の放射方向を上向きにさせたものである。回転導波管144は、前述と同様の結合部7と、放射口145とを有し、放射口145が上向きになるようにガイド146、147を構成している。よって電磁波148は真上に放射され、放射口145から食品までの距離を最短距離に出来るので、最も局所加熱できる。また、加熱部位が放射口145の真上なので、加熱部位を特定しやすく、制御が簡単に出来る。
【0152】
(実施例13)
次に本発明の第13の実施例を図38を参照して説明する。
【0153】
図38は、局所加熱手段の他の実施例である回転遮蔽板149で、電磁波をふさぐ場所を切り替える構成である。図38(b)は図38(a)のc−c’断面図であり、回転軸150と連結された導電性を有する板体151に開口152を有すと共に、それ以外の部分を遮蔽するものである。よって開口152により電磁波の放射方向に指向性を有し、回転導波管と同様の効果が期待できる。
【0154】
なお、指向性を有するものであれば同様の効果が期待できる。
【0155】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の高周波加熱装置によれば以下の効果がある。
【0156】
まず、局所加熱手段による局所的な加熱と、第2の加熱手段による異なる方向からの加熱ができるので、被加熱物を均一に加熱することができる。特に厚みが厚いとか形状が大きい被加熱物でも問題なく均一に加熱することができる。
【0157】
次に、局所加熱手段のみで加熱を開始するので、被加熱物の特定の部分のみを選択加熱することができる。
【0158】
さらに、第2の加熱手段のみで加熱を開始し、輪郭抽出手段で被加熱物の輪郭を抽出後は、局所加熱手段で輪郭内を局所加熱するので、以後、被加熱物以外の部分を加熱しないので、加熱の効率化が図れる。
【0159】
また、上記以外の効率について以下に記載する。
【0160】
(1)距離可変手段が被加熱物と第2の局所加熱手段との距離を近づけるので、他方向加熱手段による電磁波が広範囲に広がらない間に被加熱物に到達し、被加熱物をより局所的に加熱できる。
【0161】
)物理量検出手段が検出した被加熱物の物理量により距離可変手段を制御するので、被加熱物の状態に応じて被加熱物と他方向加熱手段との距離を適切に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例における高周波加熱装置の断面構成図
【図2】 同高周波加熱装置の断面構成図
【図3】 同高周波加熱装置の断面構成図
【図4】 同高周波加熱装置の特性図
【図5】 同高周波加熱装置の断面構成図
【図6】 同高周波加熱装置の断面構成図
【図7】 同高周波加熱装置の要部断面構成図
【図8】 同高周波加熱装置の特性図
【図9】 同高周波加熱装置のブロック図
【図10】 同高周波加熱装置の特性図
【図11】 同高周波加熱装置のブロック図
【図12】 本発明の第2の実施例における高周波加熱装置のブロック図
【図13】 他の実施例における高周波加熱装置のブロック図
【図14】 本発明の第3の実施例における高周波加熱装置の断面構成図
【図15】 同高周波加熱装置の断面構成図
【図16】 同高周波加熱装置の特性図
【図17】 同高周波加熱装置のブロック図
【図18】 本発明の第4の実施例における高周波加熱装置のブロック図
【図19】 同高周波加熱装置のブロック図
【図20】 本発明の第5の実施例における高周波加熱装置の断面構成図
【図21】 同高周波加熱装置の断面構成図
【図22】 同高周波加熱装置の特性図
【図23】 同高周波加熱装置の要部断面構成図
【図24】 同高周波加熱装置のブロック図
【図25】 (a)同高周波加熱装置の要部構成図
(b)同高周波加熱装置の特性図
(c)同特性図
(d)同特性図
【図26】 本発明の第6の実施例における高周波加熱装置の断面構成図
【図27】 同高周波加熱装置の要部断面構成図
【図28】 同高周波加熱装置の要部断面構成図
【図29】 同高周波加熱装置のブロック図
【図30】 (a)本発明の第7の実施例における高周波加熱装置の要部構成図
(b)同構成図
(c)同構成図
【図31】 (a)同高周波加熱装置の特性図
(b)同特性図
(c)同特性図
【図32】 (a)本発明の第8の実施例における高周波加熱装置の要部構成図
(b)同構成図
【図33】 (a)〜(c)は同高周波加熱装置の特性図
【図34】 本発明の第9の実施例における高周波加熱装置の要部構成図
【図35】 本発明の第10の実施例における高周波加熱装置のブロック図
【図36】 本発明の第11の実施例における高周波加熱装置のブロック図
【図37】 (a)本発明の第12の実施例における高周波加熱装置の要部構成図
(b)同断面構成図
【図38】 (a)本発明の第13の実施例における高周波加熱装置の要部構成図
(b)同断面構成図
【図39】 従来の高周波加熱装置の断面構成図
【図40】 従来の他の高周波加熱装置の断面構成図
【図41】 従来の他の高周波加熱装置の断面構成図
【図42】 従来の他の高周波加熱装置の要部断面構成図
【図43】 従来の他の高周波加熱装置の構成図
【図44】 同高周波加熱装置の断面構成図
【図45】 従来の他の高周波加熱装置の要部断面構成図
【図46】 同高周波加熱装置の断面構成図
【符号の説明】
1 マグネトロン(電磁波放射手段)
5 食品(被加熱物)
6,144 回転導波管(局所加熱手段)
10 制御手段
11 局所加熱制御手段
12 スタラー(撹拌手段)(第2の加熱手段)
18 重量検出手段(物理量検出手段)
19 出力比率制御手段
20 第1の切替手段(切替手段)
21 第2の切替手段(切替手段)
24 温度分布検出手段
29,148 電磁波
52 低温部分抽出手段
53 形状検出手段(物理量検出手段)
54 設定手段
55 切替手段
56 電磁波放射口(第2の加熱手段)
57 第1のマグネトロン(第1の電磁波放射手段)
58 第2のマグネトロン(第2の電磁波放射手段)
80 第1の出力制御手段
83 第2の出力制御手段
85 第1のインバータ電源
86 第1のスイッチング素子
87 第2のインバータ電源
88 第2のスイッチング素子
93 第1の回転導波管(局所加熱手段)
93b 第1の回転導波管(第2の局所加熱手段)
94 第2の回転導波管(局所加熱手段)
94b 第2の回転導波管(第2の局所加熱手段)
95 回転アンテナ(撹拌手段)(第2の加熱手段)
108 輪郭抽出手段
112 第2の加熱制御手段
113 距離可変制御手段
114 距離可変手段
115a 光センサ発光部(位置検出手段)(物理量検出手段)
115b 光センサ受光部(位置検出手段)(物理量検出手段)
120 雄ねじ(距離可変手段)
121 雌ねじ(距離可変手段)
125 領域指示手段(領域配置手段)
126 パン(食品)(被加熱物)
127 弁当(食品)(被加熱物)
128 マトリクス(領域指示手段)(領域配置手段)
128a 非加熱領域指示手段(領域指示手段)(領域配置手段)
129 幕の内弁当(食品)(被加熱物)
129a 生野菜(食品)(被加熱物)
129b ごはん(食品)(被加熱物)
129c おかず(食品)(被加熱物)
130a 光センサ発光部(物理量検出手段)(領域抽出手段)
130b 光センサ受光部(物理量検出手段)(領域抽出手段)
131 加熱範囲設定手段(領域設定手段)
139 局所加熱手段
149 回転遮蔽板(局所加熱手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply configuration (a method of putting an electromagnetic wave in a heating chamber) of a high-frequency heating apparatus that heats an object to be heated such as food.
[0002]
[Prior art]
Conventional microwave ovens, which are typical high-frequency heating devices, have a configuration as shown in FIGS.
[0003]
The microwave oven of FIG. 39 has a general configuration using a turntable 15. Here, the electromagnetic wave emitted from the magnetron 1 as the electromagnetic wave radiating means is transmitted through the waveguide 2, and in the heating chamber 4, the standing wave is determined by the shape of the heating chamber 4 and the position of the opening 153 from which the electromagnetic wave is radiated. The food 5 generates heat according to the electric field component of the standing wave and the dielectric loss of the food 5. The power P [W / m3] absorbed per unit volume of the food is determined by the electric field strength E [V / m] applied, the frequency f [Hz], and the relative permittivity εr and dielectric loss tangent tanδ of the food 5 ( 1) It is expressed as an equation. Since the heating distribution of the food 5 is generally determined by the standing wave distribution of electromagnetic waves, the turntable 15 is rotationally driven to equalize the heating distribution on the concentric circles in order to suppress unevenness of the heating distribution.
[0004]
P = (5/9) εr · tan δ · f · E2 × 10 −10 [W / m 3] (1)
Further, as another means for homogenization, a stirrer system in which electromagnetic waves are stirred by a constant rotation of a metal plate in the heating chamber 4, or electromagnetic waves are extracted from the waveguide 2 by the rotating waveguide 154 as shown in FIG. In other words, there were some that rotated the opening itself at a constant rate. In this case, the rotating waveguide 154 is formed on the bottom surface of the heating chamber 4 and is constantly rotated by the motor 9, and the entire bottom surface portion of the heating chamber 4 is a mounting table 14 made of a low-loss material that hardly absorbs electromagnetic waves. Covered with. However, in reality, the turntable type is the most commercialized.
[0005]
In addition, there is a type in which two openings are provided on the wall surface of the heating chamber so as to change the outlet of the electromagnetic wave during heating by using a plurality of openings to make it uniform (Japanese Patent Laid-Open No. 4-319287). .
[0006]
Some of them have a plurality of magnetrons and a plurality of waveguides in order to form a plurality of openings (Japanese Patent Laid-Open Nos. 61-181093 and 4-345788).
[0007]
In addition, as shown in FIG. 41, in order to configure the plurality of openings 153a and 153b, there is one magnetron 1, but a plurality of waveguides branch from one waveguide 2 in multiple directions. Yes (Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-129793).
[0008]
In addition, there is also a device that moves the end surfaces of two sub-waveguides at positions facing a plurality of openings, and switches the openings that are likely to emit electromagnetic waves to make them uniform (Japanese Patent Laid-Open No. 5-74566).
[0009]
Also, as shown in FIG. 42, the metal 155 is moved in a single waveguide 2 having a plurality of openings 153 during heating, and the openings 153 that are likely to emit electromagnetic waves are switched for uniformization. (Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-42947, 3-11588, and 5-121160).
[0010]
Further, as another uniformizing means, there is one that changes the heating distribution by rotating the turntable at a constant speed and simultaneously moving it up and down (Japanese Utility Model Publication No. 7-8961).
[0011]
On the other hand, as shown in FIG. 43 to FIG. 46, there is an apparatus that places local emphasis on radiation rather than standing waves and controls the radiation position of electromagnetic waves from below near the object to be heated to locally heat (Japanese Patent Laid-Open 7-42947).
[0012]
43 and 44, 20 waveguides 2 are arranged in a matrix form outside the bottom surface of the heating chamber, and feeding to each waveguide 2 is selectively controlled. Which waveguide is fed is controlled by temperature detecting means 24 for detecting the local temperature in the heating chamber 4, and has 20 mirrors 156 vertically above each opening. Infrared rays are guided to five sets of temperature detection elements via a set of concave mirrors 157.
[0013]
45 and 46 show a configuration in which the heating point is moved by rotating the radiation port 158 about the rotation shaft 159 and is heated locally in combination with the turntable 15. The position of the radiation port 158 is controlled to arbitrarily change the heating point in the radial direction of the turntable 15, and the rotation of the turntable 15 is controlled to arbitrarily change the heating point in the circumferential direction.
[0014]
Furthermore, various types of sensors that perform feedback control by detecting the weight, shape, temperature, dielectric constant of food, temperature, humidity, electric field, etc. in the heating chamber with various sensors have been put into practical use.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional configuration, when an electromagnetic wave is introduced into the heating chamber by connecting the waveguide and the heating chamber, the position of the appropriate opening that makes the heating distribution uniform differs depending on the material and shape of the food, and one opening There was a problem that it was not possible to heat all foods uniformly.
[0016]
For example, it is generally known that when the flat food 5 is heated with the conventional microwave oven of FIG. 39, the heating progresses from the edge and the center remains cold, resulting in significant heating unevenness.
[0017]
Also, as a feature of the position of the opening, when the opening is provided near the center of the bottom of the heating chamber, the bottom of the food is heated, and if it is a liquid food with convection, it can be heated uniformly, but the solid state without convection The food has a problem that the temperature rises only at the bottom. If the turntable is used at this time, the heating distribution on the concentric circles can be made uniform, but no matter how much the turntable is rotated, the radial distribution and the vertical distribution viewed from the center of rotation are not improved.
[0018]
In addition, for a stirrer or a device that stirs electromagnetic waves, such as the rotating waveguide 154 in FIG. 40, the electric field distribution is changed in such an image that the opening is continuously switched according to the rotation. There is an effect that it is possible to avoid some concentration in the menu that wants to avoid the concentration. However, since it is agitated at a constant rotation regardless of the food, it is not possible to completely homogenize any food because it is heated by repeating the same electric field distribution every rotation.
[0019]
Even in the case of having a plurality of openings, it is difficult to make uniform the heating distribution of all foods by simply opening the openings at the same time. There is no big difference in distribution. After all, unless the appropriate opening is switched for each food, the finished state is not satisfactory for the user.
[0020]
In addition, the one having a plurality of magnetrons and a plurality of waveguides can switch the opening through which the electromagnetic wave is emitted by controlling the operation of the magnetron, and is effective for uniform heating distribution. However, when the number of magnetrons increases There are problems such as high price, heavy weight and difficult to carry.
[0021]
In addition, as shown in FIG. 41, there is one magnetron 1 that branches a plurality of waveguides from one waveguide 2 in multiple directions, but completely switches the opening where electromagnetic waves are easily emitted. However, there was a problem that a certain amount of electromagnetic waves were emitted from the opening where electromagnetic waves were not desired. In the case of FIG. 41, the opening 153a on the bottom surface can be switched by the opening / closing plate 160, but electromagnetic waves are always emitted from the opening 153b on the top surface. In addition, there is a problem that a portion between one opening on the bottom surface and an adjacent opening cannot be heated. In addition, since a large amount of sheet metal material is required for the waveguide 2, the price is high, and it is difficult to connect the waveguide 2 and the heating chamber 4 from the bottom surface to the top surface of the heating chamber 4. .
[0022]
Also, as shown in FIG. 42, moving the metal 155 in the single waveguide 2 during heating to switch the two openings 153 that are likely to emit electromagnetic waves is effective in that the openings are completely switched. Means. However, not all cooking unevenness can be eliminated with only two openings, and electromagnetic waves cannot be emitted from between the two openings. The biggest problem is that there is a distance before the electromagnetic waves from the side reach the food, and the electromagnetic waves diffuse. The degree of diffusion varies greatly depending on the distance from the opening depending on how the food is placed, and the portion to be heated cannot be specified. Therefore, it is not possible to heat only the target portion. In addition, when electromagnetic waves are diffused, they collide with various parts other than food (parts that should not be heated, such as heating chamber wall surfaces and turntables) and are thus absorbed. In addition, when several different kinds of foods are added, only one of them cannot be heated locally, and electromagnetic waves collide with all of them, resulting in light or low density or dielectric loss (relative dielectric constant and dielectric loss tangent). There is a problem that a product having a large product) will rise in temperature first.
[0023]
Moreover, what makes the turntable move up and down simultaneously with rotation is a constant operation during heating, and the user must appropriately set the number of rotations and the number of vertical movements according to the purpose. Therefore, the user must manage the initial state, shape, material, and variations of the food to maintain a constant state, or change the setting every time before starting the heating, which is extremely inconvenient. .
[0024]
On the other hand, as shown in FIGS. 43 to 46, those that place emphasis on radiation rather than standing waves and control the radiation position of the electromagnetic wave from below near the object to be heated are locally located at any position of the food by the radiation position. Can be heated. However, when the shape of the food becomes large, the upper part of the food cannot be heated, which causes a problem of unevenness in the vertical distribution. Therefore, it is not possible to heat all foods uniformly.
[0025]
In addition, the sensors that detect the state of food and perform feedback control include weight sensors, humidity sensors, temperature sensors, electromagnetic field detection sensors, steam detection sensors, alcohol detection sensors, etc. Some detected a change in the state of or detected the end of heating. However, there is only a temperature detecting means shown in FIG. 44 that performs feedback control to detect the distribution of heating or correct the heating unevenness. In FIG. 44, since only the temperature of the upper part of the food can be detected, there is a problem that even if the shape of the food becomes large and the vertical distribution is uneven, it cannot be detected.
[0026]
The high-frequency heating device of the present invention solves the above-mentioned problems, and a first object is to enable uniform heating of any object to be heated.
[0027]
A second object is to select and heat only the portion to be heated in the object to be heated.
[0028]
A third object is to increase the efficiency of heating.
[0029]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention By magnetron An electromagnetic wave radiating means for radiating an electromagnetic wave, and at least two power supply ports (heating means) for heating the object to be heated, one of which is a first local heating means capable of locally heating an arbitrary part of the object to be heated; The above First The object to be heated from a direction different from the local heating means Any part of Second to heat local Heating means; First Control local heating means First With local heating control means , Second local heating control means for controlling the second local heating means, distance variable means for reducing the distance between the object to be heated and the second local heating means, and distance for controlling the distance variable means Variable control means It was set as the structure which consists of. With this configuration, a portion having a lower temperature than other parts of the object to be heated can be preferentially locally heated by the local heating means, so that the temperature variation of the object to be heated is reduced and heated uniformly. be able to.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The high-frequency heating device of the present invention has the following configuration in order to solve the above problems.
[0031]
That is, By magnetron Electromagnetic wave radiation means for radiating electromagnetic waves, first heating means (local heating means) that can heat any part of the heated object with the electromagnetic waves, and the heated object with electromagnetic waves from a direction different from the local heating means And a local heating control means for controlling the local heating means.
[0032]
The second heating unit includes a second local heating unit that can heat an arbitrary part of the object to be heated, and includes a second local heating control unit that controls the second local heating unit.
[0033]
The distance variable means for reducing the distance between the object to be heated and the second heating means and the distance variable control means for controlling the distance variable means are provided.
[0034]
And since a distance variable means approaches the distance of a to-be-heated object and a 2nd local heating means, a to-be-heated object can be heated locally.
[0035]
In addition, the physical quantity detection means for detecting the physical quantity of the object to be heated is provided, and the distance variable control means is configured to control the distance variable means by the physical quantity detection means.
[0036]
And since the distance variable means is controlled by the physical quantity of the object to be heated detected by the physical quantity detection means, the distance between the object to be heated and the second local heating means can be made closer according to the state of the object to be heated.
[0037]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0038]
(Example 1)
First, as a first embodiment of the present invention, an example in which an object to be heated is uniformly heated by a first heating unit (referred to as a local heating unit) that performs local heating and a second heating unit is illustrated in FIGS. Shown in
[0039]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a microwave oven that is a typical high-frequency heating device.
[0040]
The electromagnetic wave emitted from the magnetron 1 which is a typical electromagnetic wave radiation means is radiated into the heating chamber 4 through the waveguide 2, the power feeding chamber 3, etc., and the food which is a typical heated object in the heating chamber 4. 5 is heated.
[0041]
First, the local heating means considered prior to the present invention will be described.
[0042]
A part of the electromagnetic wave in the waveguide 2 is locally heated with an electromagnetic wave from below by a rotating waveguide 6 which is a typical local heating means disposed in the power supply chamber 3. doing. The rotating waveguide 6 has directivity in the direction of electromagnetic wave radiation, and rotates to switch the direction of electromagnetic wave radiation to realize local heating. Therefore, the rotating waveguide 6 has a configuration in which the coupling portion 7 that couples with the waveguide 2 and extracts the electromagnetic wave extends over the waveguide 2 and the feeding chamber 3 (or the heating chamber 4 when the feeding chamber 3 is not provided). And a radiation port 8 for emitting electromagnetic waves. Further, the coupling portion 7 is connected to a motor 9 which is a driving means, and can be rotated by the motor 9, and the rotary waveguide 6 itself is rotationally driven around the coupling portion 7. Further, the control means 10 has a local heating control means 11 for controlling the direction of electromagnetic waves by the radiation port 8 of the rotating waveguide 6 by controlling the motor 9, and controls local heating. The food 5 is on a mounting table 14 that can rotate during heating to heat any part. The mounting table 14 is composed of a turntable 15 and a glass or ceramic dish 16 that is formed on the turntable 15 and transmits electromagnetic waves, and is integrally rotated by a motor 17. At this time, the control means 10 detects the weight of the food 5 by the weight detection means 18 simultaneously with the rotational drive of the motor 17 and controls accordingly (estimation of the drive timing of the rotary waveguide 6, the heating output, the heating end time, etc.). Control). Further, the rotation center of the mounting table 14 at this time is in the center of the bottom surface of the heating chamber 4, and uniform heating in the rotation direction is achieved by constant rotation, or is stopped and decelerated at a predetermined position to be used for local heating. . On the other hand, the center of rotation of the rotating waveguide 6 is shifted from the center of the bottom surface of the heating chamber 4. Since the direction of radiation of electromagnetic waves from below changes depending on the direction of the radiation port 8 with respect to the food 5, the center of the bottom surface of the food 5 can be heated or the surroundings can be switched. The heating area in the radial direction can be changed. Therefore, any part of the food 5 on the mounting table 14 can be locally heated from below along with the rotation of the turntable 15. However, only the local heating means has a drawback that the heating of the upper portion of the food 5 is somewhat delayed.
[0043]
Next, the second heating means will be described. Among the electromagnetic waves in the waveguide 2, those not guided to the rotating waveguide 6 side are stirred by a stirrer 12 that is a typical stirring unit (second heating unit) and heated from the stirrer opening 13. 4 is dispersed. Since the distance between the stirrer opening 13 and the food 5 is long and the stirrer opening 13 is higher than the food 5, the electromagnetic wave from the stirrer opening 13 tends to spread over a wide area in the heating chamber 4. It can heat the surroundings with emphasis. Further, due to the effect of stirring the stirrer 12 and the effect of rotating the food 5 by the turntable 15, the effect of uniform heating from the top of the food 5 to the surroundings is high. As described above, by combining the local heating means 6 that can locally heat any part from below the food 5 and the second heating means that can uniformly heat the food 5 from the upper part to the periphery, the present invention does not depend on the object to be heated. Heats uniformly.
[0044]
Further, the control means 10 has an output ratio control means 19 for local heating from below the rotating waveguide 6 depending on the angle between the first switching means 20 and the second switching means 21 in the waveguide 2. The distribution of heating is freely controlled by switching the distribution of the electromagnetic wave and the electromagnetic wave for uniform heating from the top of the stirrer opening 13 to the periphery.
[0045]
Moreover, in a general microwave oven, in order to cover the opening part in which electromagnetic waves enter, it is often covered with an opening cover made of a low-loss material that hardly absorbs electromagnetic waves from the heating chamber 4 side. In this embodiment, a cover 22 for protecting the rotating waveguide 6 and a cover 23 for protecting the stirrer 12 are configured.
[0046]
In addition to the above-described control, the control means 10 monitors the temperature change of the food 5 by the temperature distribution detection means 24 that detects the temperature of the food 5, emits electromagnetic waves from the magnetron 1, and cools the magnetron 1 with a fan for cooling. 25 and the operation of the heater 26 are controlled.
[0047]
The temperature distribution detecting means 24 detects the temperature of the food 5 from the opening 27 on the wall surface of the heating chamber 4 and detects the heating distribution. The configuration of the temperature distribution detecting means 24 itself will be described. As a general temperature distribution detection means 24 for detecting the temperature in a non-contact manner, there is an infrared sensor that converts the amount of infrared rays emitted from the food 5 into an electrical signal. As the infrared sensor, there are a thermopile type having a hot contact and a cold contact inside, a pyroelectric type having a chopper, and the like, either of which may be adopted in the present invention.
[0048]
Hereinafter, the configuration of the local heating means will be described in detail with reference to FIGS.
[0049]
2 and 3 are cross-sectional views of the main part of the high-frequency heating device according to the present embodiment, showing the cross-section of FIG. Further, in order to show the directivity of the rotating waveguide 6, the output ratio control unit 19 controls the first switching unit 20 and the second switching unit 21 so that the electromagnetic wave is emitted only from the rotating waveguide 6. It is a thing. The heating unit 28 is shown as a result of heating the flat, rectangular parallelepiped food 5 together with the pan 16 and heating the rotating waveguide 6 with a constant heating output while stopping the rotating waveguide 6 at the position shown in the figure. . However, in order to make it easy to understand, portions that are actually hidden behind the plate 16 and are not visible are also shown by solid lines. As for the direction (directivity) of the radiation port 8, FIG. 2 shows the direction of the center of the dish 16, and FIG. 3 shows the direction of the outside rotated 180 ° compared to FIG.
[0050]
In FIG. 2, the heating unit 28 appears almost at the center of the food 5 by the radiation of the electromagnetic wave 29 from below.
[0051]
In FIG. 3, since the electromagnetic wave 29 enters the food 5 after being reflected by the wall surface of the heating chamber 4, the heating unit 28 appears at the edge (surrounding) of the food 5. In a conventional microwave oven, in most cases, the electromagnetic wave is reflected on the wall surface of the heating chamber before entering the food, resulting in a result similar to FIG.
[0052]
FIG. 4 is a block diagram showing the heating distribution of the food 5 and the result of switching the states of FIG. 2 and FIG. 3 (switching the direction of the emission port 8 at an appropriate ratio). It can be seen that the heating unit 28 appears at the center and the periphery of the food 5 and the heating can be made even more uniform than in the conventional microwave oven. However, at this time, the unheated portion 30 which is not easily heated is left in the middle region between the center and the periphery. Therefore, a method for locally heating this portion will be described below.
[0053]
FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views of the main part of the high-frequency heating device according to the present embodiment, and show the cross section of FIG. 1 as in FIGS. As a method for heating the unheated portion 30 in the intermediate region described with reference to FIG. 4, it is easy to select the direction of the radiating port 8 somewhere between the central direction (0 °) and the outward direction (180 °). As you can imagine, it turns out that the turntable doesn't really work at a constant rotation. Even if the experiment is carried out by changing the direction of the radiating port 8 little by little, most things will heat the surroundings unless the center is heated. For example, when the emission port 8 is 45 °, the result is as shown in FIG. This is because the pan 16 is rotated at a constant speed and the heating output is constant. This is because even if there is a state in which the intermediate region can be instantaneously heated while the food 5 is rotating, the edges of the food 5 are heated at other times, and eventually the surroundings are heated as an average of one cycle. It will become. Therefore, it can be seen that in order to heat the intermediate region, the state in which the intermediate region can be heated must be maintained and other states must be avoided.
[0054]
FIG. 6 shows the results when the pan 16 is stopped from rotating and the intermediate region can be heated. The radiant opening is 45 ° and the food 5 is stopped at the position shown in the figure, and one of the unheated portions 30 in FIG. 4 which is difficult to be heated is heated. Moreover, what is necessary is just to move the foodstuff 5 180 degree | times for the other heating of the unheated part 30. FIG. Eventually, in order to uniformly heat the food 5 as a whole, four types of operations are required, which are obtained by moving FIG. 2, FIG. 3, FIG. 6, and FIG. However, it may be decelerated in the vicinity of a state where the intermediate region can be heated without completely stopping the rotation of the pan 16 during the heating.
[0055]
In addition, you may make the heating output in the state which can heat an intermediate | middle region higher than the heating output in another state, with the pan 16 rotating constant. Actually, it is conceivable that the heating output in a state where the intermediate region can be heated is full power, and the heating output in other states is reduced to 0 or reduced.
[0056]
Note that the rotation of the pan 16 and the control of the heating output may be combined.
[0057]
In order to locally heat an arbitrary position, it is only necessary to associate and control the three components of the rotating waveguide 6, the dish 16, and the magnetron 1.
[0058]
Next, the temperature distribution detecting means 24 will be described. FIG. 7 shows a cross-sectional configuration diagram of the main part of FIG. An opening 27 is provided on the wall surface of the heating chamber 4, and the choke structure is composed of two types of sheet metal 31a and 31b. 31a forms an optical path and is a cylindrical metal part having a spread on the wall surface and is in close contact with the wall surface. 31b is a box-shaped metal part having a small hole 32 and is in close contact with the wall surface. Although the infrared rays are emitted from the heating chamber 4 to the outside through the small holes 32 by the choke structures 31a and 31b, the electromagnetic waves in the heating chamber 4 are blocked and hardly leak to the outside. In FIG. 7, the dimension L is designed to be λ / 4, that is, if the frequency is 2.45 GHz, about 30 mm, the impedance at the small hole 32 becomes infinite, and the electromagnetic wave shielding effect is greatest.
[0059]
In FIG. 7, reference numeral 33 denotes a pyroelectric infrared detecting element which outputs an output having a correlation with the amount of incident infrared light, that is, the temperature at the position in the heating chamber 4 as a visual field. The infrared detection element 33 is fixed inside the fixing member 34, and detects a temperature in a narrow range by narrowing the field of view through a lens 35 attached to the fixing member 34. The lens 35 is a Fresnel lens made of a material that transmits infrared rays. Reference numeral 36 denotes a stepping motor that rotates the small gear 38 and the chopper 39 using 37 as a first rotating shaft.
[0060]
The chopper 39 forms a slit and rotates while opening and closing the optical path reaching the infrared detection element 33. The small gear 38 is in contact with the large gear 40, and a second rotating shaft 41 is attached to the large gear 40, and the second rotating shaft 41 is rotatably attached to the receiving portion 42. A printed circuit board 43 is attached to the second rotating shaft 41, and an electronic circuit (not shown) such as an amplifier circuit is attached to the printed circuit board 43 in addition to the infrared detection element 33. These are housed in a metal case 45 having a small hole 44 at a position to be an infrared light path, covered with a metal lid 46, and fixed to the choke structure 31b with the metal lid 46.
[0061]
With this configuration, the stepping motor 36 swings the infrared detection element 33 from the front of FIG. 7 to the back, and simultaneously opens and closes the optical path by the chopper 39. The oscillation period of the infrared detection element 33 is set to 1 / integer of the rotation period of the motor 36, that is, the rotation period of the motor 36 is set to be an integral multiple of the rotation period of the infrared detection element 33. The temperature can be detected at the same position.
[0062]
FIG. 8 shows the detection position of the infrared detection element 33. The detection visual field of the infrared detection element 33 is indicated by a small circle, and the locus of the detection center is indicated by a broken line. In this example, five temperature detection positions are changed in one swing of the infrared detection element 33. The combination of this swing and rotation of the motor 36 allows the detection position to cover the entire plate 16 and detect the temperature distribution two-dimensionally. In addition, since the motor 36 rotates at a cycle that is an integral multiple of the swing of the infrared detection element 33, the temperature difference from the temperature one turn before the turntable and the temperature change from the initial stage can be detected at each detection position. is there.
[0063]
Next, the control operation of the control means 10 will be described with reference to FIG. The control means 10 controls the motor 9 based on the temperature distribution detected by the temperature distribution detection means 24. First, is the detected temperature the temperature of the food 5 or the temperature of the wall surface of the dish 16 or the heating chamber 4? It is the heated object extraction means 47 that distinguishes each detection position. Since it is not known at what stage the food 5 is in the initial stage of heating or where it is placed, the uniform heating control means 48 controls the motor 9 first. The uniform heating control means 48 continuously controls the rotation of the motor 36 at a cycle sufficiently faster than the rotation cycle of the motor 36, or reciprocates at half rotation, or is driven at random, so that electromagnetic waves from below are introduced into the heating chamber 4. Is uniformly distributed. At the same time, the other-direction heating means 12 stirs the electromagnetic wave at a constant rotation from the initial stage of heating and tries to distribute it uniformly from the upper side, so that the combination of both enables heating with extremely high uniformity. Further, while the motor 9 is controlled by the uniform heating control means 48, it is distinguished whether or not it is the food 5 by the temperature rise at each detection position.
[0064]
FIG. 10 shows changes in the surface temperature of the food 5 when the uniform heating control means 48 controls the driving of the motor 9 and changes in the temperature of a portion that is not the food 5 such as the dish 16. The horizontal axis is the elapsed time from the start of heating, the vertical axis is the temperature change from the start of heating, the area A indicated by hatching indicates the temperature change of the portion that is not the food 5 such as the dish 16, and the area B is the food 5 It shows the temperature change. Thus, since the dish 16 has a smaller dielectric loss than the food 5, the electromagnetic wave is hardly absorbed and the temperature hardly rises, so that it can be clearly distinguished. The temperature change calculation means 49 stores, for example, the temperature corresponding to each detection position on the first round from the start of heating of the motor 36, and then the temperature corresponding to each detection position after the elapse of t1 time, The temperature difference ΔT is calculated. The temperature change comparing means 50 discriminates the food 5 if the temperature difference ΔT, which is the calculation result of the temperature change calculating means 49, is greater than a predetermined value ΔT1, and the dish 16 if the temperature difference ΔT1 is smaller.
[0065]
If the object to be heated extraction means 47 can distinguish whether each detection position is the food 5 or the dish 16, the heating mode switching means 51 switches the control of the motor 9 from the uniform heating control means 48 to the local heating control means 11. . The local heating control means 11 controls a location where electromagnetic waves concentrate while stopping the motor 9 at an appropriate position. Reference numeral 52 denotes a low-temperature partial extraction unit, which extracts a portion having a low temperature from the detection positions determined as the food 5 by the heated object extraction unit 47. The local heating control means 11 controls the drive of the motor 9 so that electromagnetic waves are radiated to the low temperature portion extracted by the low temperature partial extraction means 52. Alternatively, the uniform heating control means 48 may control the motor 9 again if the local heating control means 11 emits electromagnetic waves to the low temperature portion of the food 5 to eliminate the low temperature portion from the food 5 and the whole becomes a uniform temperature.
[0066]
The low temperature partial extraction means 52 stores the detection position having the lowest detection temperature among the detection positions determined by the heated object extraction means 47 as the food 5 during one reciprocation of the infrared detection element 33 as the heating position. . The reciprocation of the swing of the infrared detection element 33 is repeated during one rotation of the motor 36, but the heating position in each reciprocation of the swing is stored. The local heating control means 11 adjusts the angle of the motor 9 toward the heating position stored in the radial direction above the rotating waveguide 8 by the rotation of the motor 36, and the heating position, that is, in the food 5. The low temperature part of the is heated. By repeating this control, the low temperature portion disappears from the food 5 and the whole is uniformly heated.
[0067]
As a simple method for reducing the number of times the motor 9 is driven, the detection positions of the infrared detection elements 33 are arranged concentrically, and the food 5 or the dish 16 is distinguished for each concentric circle. For the circumference that can be determined, the maximum temperature in the circumference is extracted, the circumference having the lowest maximum temperature is extracted by the low-temperature partial extraction means 52, and the motor is arranged so that the electromagnetic waves concentrate on the circumference. The angle of 9 may be adjusted. In this case, there is an effect of improving the durability performance of the motor 9.
[0068]
In addition, the meaning of the uniform of the uniform heating control means 48 expresses wide-area heating with respect to local heating, and does not require complete and uniform heating without unevenness.
[0069]
In the description of the above embodiment, the temperature distribution detecting means is used as the physical quantity detecting means, but the present invention is not limited to this. For example, a solid-state imaging device called a CCD image sensor that can recognize the shape and color of food can be used. In this case, the control means only needs to control the local heating means based on the color changing with the progress of heating and the distribution thereof.For example, if it is meat, the color of the whole is light brown according to the color changing from red to light brown to whitish The local heating means is controlled so as to be finished. Also, the control means may control the local heating means based on the change in shape. For example, if there is a wrinkle, the control means controls the local heating means so as to swell in the same manner because there is a change that softens and expands. The same effect can be obtained by recognizing the shape from the light path blocking pattern using a plurality of light emitting elements and light receiving elements. In addition, if the control pattern of the optimum local heating means according to the shape is stored in advance, the control means can control the local heating means by the initial shape recognition that can be recognized by the solid-state imaging device, the plurality of light emitting elements and the light receiving element. Is also possible. Further, if the control pattern of the optimum local heating means is stored in advance in accordance with the menu and the weight, it can be controlled by the weight detecting means.
[0070]
FIG. 11 is a block diagram showing a method of changing the output ratio by switching the distribution of the electromagnetic wave from the rotating waveguide (local heating means) 6 and the electromagnetic wave from the stirrer opening (second heating means) 13 of FIG. . As explained in FIG. 9, in the initial stage of heating, in order to achieve uniform heating by a combination of continuous control of the local heating means and the second heating means, the output ratio from both is approximately 1: 1. Control to be. For this reason, the output ratio control means 19 controls so that the first switching means 20 and the second switching means 21 in FIG. 1 do not block the waveguide 2 (fully open). Thereafter, the output ratio control means 19 performs the first switching when it becomes necessary to change the output ratio based on the temperature information of the food by the temperature distribution detection means 24 and the weight and weight change of the food by the weight detection means 18. The means 20 and the second switching means 21 are controlled. With the above configuration, the heating output from the local heating unit and the heating output from the second heating unit can be switched by switching the distribution of electromagnetic waves. Therefore, subtle control such as changing the vertical distribution in the food as well as local heating and uniform heating becomes possible.
[0071]
(Example 2)
Next, a second embodiment of the present invention is shown in FIG.
[0072]
FIG. 12 is a block diagram illustrating an example in which the heating output from the local heating unit and the heating output from the other direction heating unit are switched. Unlike FIG. 11, information on the shape and shape change of the food by the shape detection means 53 and information from the setting means 54 set and input by the user are related to the name and type of the food 5 and the initial state before heating. Alternatively, based on the heating method or the heating finish state, the control means 10 causes the output ratio control means 19 to switch one switching means 55 so that the heating output from the local heating means and the other direction heating means The heating output is switched at the same time. When there is one electromagnetic wave radiation means, only the distribution can be changed while keeping the total heating output constant.
[0073]
FIG. 13 is a block diagram for explaining another control operation of the local heating means. In the description of FIG. 9 of the first embodiment, the control means has a uniform heating control means, a local heating control means, and a heating mode switching means. However, the present invention is not limited to this, for example, uniform A case where there is no heating control means and heating mode switching means will be described with reference to FIG. In this case, it is discriminated whether the heated object extracting means 47 is a food or a dish from the beginning of heating. The temperature change comparing means 50 compares it with a predetermined temperature change determined by the elapsed time of heating, and distinguishes it from food if it is larger than the predetermined temperature change, and from a dish if it is smaller. This predetermined temperature change is a function determined by the elapsed heating time and is indicated by a straight line C in FIG. At the beginning of heating, the temperature change of the food is small, and the food and the dish may be mistakenly distinguished. However, the error is corrected as the heating progresses, so that the entire heating distribution is not greatly affected.
[0074]
In addition, there is a method of fixing the motor 9 at a predetermined position at the beginning of heating. In general, the food 5 is often placed in the center of the heating chamber 4 and is often shaped so that the surroundings are easily heated and the center is difficult to be heated, so first rotate as shown in FIGS. The direction of the waveguide 6 is fixed and heated. Even in this method, there is a possibility that the initial optimum heating position may be mistaken, but the error is corrected as the heating progresses and does not greatly affect the overall heating distribution. Further, even if the initial fixing position is not the center, as shown in FIGS. 3, 5, and 6, the heating position is appropriately controlled according to the progress of heating even if it is the surrounding or other positions, so that the same effect can be obtained. It is.
[0075]
(Example 3)
Next, a third embodiment of the present invention is shown in FIGS.
[0076]
FIG. 14 is a cross-sectional configuration diagram of a high-frequency cooking device. There is a fixed mounting table 14 without a turntable, the rotating waveguide 6 is controlled two-dimensionally as local heating means, and a plurality of electromagnetic wave emission ports 56 are provided as second heating means. Each includes electromagnetic wave radiation means 57 and 58, cooling fans 59 and 60, and waveguides 61 and 62, respectively.
[0077]
First, the local heating means considered prior to the present invention will be described.
[0078]
The rotating waveguide 6 serving as the local heating means is supplied with electromagnetic waves from the first magnetron 57 (first electromagnetic wave radiating means) via the waveguide 61.
[0079]
The rotating waveguide 6 is rotated by a motor 9 so as to revolve while rotating, and the mechanism is as follows. The gear 64 that rotates in conjunction with the first rotating shaft 63 of the motor 9 gives a rotating force to the gear 65 with a gear ratio of 1: 1, so that the second rotating shaft 66 rotates and the rotating waveguide 6 is rotated. It rotates at the same rotational speed as the motor 9. Further, the gear 67 rotating in conjunction with the first rotating shaft 63 gives a rotating force to the gear 69 through the gear 68 with a gear ratio of 1:10, so that the second rotating shaft 66 itself is the first rotating shaft. The rotating waveguide 6 is revolved at 1/10 of the rotational speed of the motor 9. Therefore, the rotating waveguide 6 rotates 10 times during one revolution. With this configuration, the position of the rotating waveguide 6 is controlled to locally heat almost any part of the food 5 with electromagnetic waves from below (however, only the local heating means heats the upper part of the food 5). Has the disadvantage of being slightly delayed).
[0080]
In order to control the heating part by changing the direction of the electromagnetic wave 29, the cam 70 rotating in conjunction with the first rotating shaft 63 presses the switch 71 once in one cycle. The position of the radiation port 8 is determined by the number of times the switch 71 is pressed and the driving time after the switch 71 is pressed, and the radiation direction of the electromagnetic wave 29 can be controlled. Of course, when a stepping motor is used as the motor 9, positioning control can be accurately performed based on the number of drive pulses after the switch 71 is pressed. Here, the direction of the electromagnetic wave is set or detected by the cam 70 and the switch 71.
[0081]
Next, the second heating means will be described. The plurality of electromagnetic wave emission ports 56 as the second heating means are supplied with electromagnetic waves from the second magnetron 58 (second electromagnetic wave emission means) through the waveguide 62.
[0082]
As the second heating means, there are a plurality of electromagnetic wave radiation openings 56, and the electromagnetic wave radiation openings 56 are located at the upper part of the side wall of the heating chamber 4 and the distance to the food is long. It can be heated intensively from the top to the periphery. Therefore, by combining the local heating means 6 and the second heating means 56, uniform heating is realized in the vertical direction.
[0083]
The setting means 54 includes a first operation key 72 for the user to set the type of food 5, the magnitude of the heating output, the heating time, the heating method, and the like, and a start key 73 as a second operation key for starting heating. Have. The control means 10 drives the motor 9 by the input of the first operation key 72 and controls the rotating waveguide 6 to an appropriate position based on the output of the switch 71. When the start key 73 is pressed, the magnetrons 57 and 58 are individually controlled to start emitting electromagnetic waves. After that, when heating proceeds, based on the input contents of the first operation key 72, if necessary, the motor 9 is driven to control the radiation direction of the electromagnetic wave from the radiation port 8 so as to eliminate the heating unevenness, Control is performed to change the outputs of the magnetrons 57 and 58, and heating is performed until the heating is completed.
[0084]
Furthermore, in this embodiment, the mounting table 14 for placing the food 5 also serves as a cover for protecting the rotating waveguide 6 and is made of a low-loss dielectric material that hardly absorbs electromagnetic waves.
[0085]
15 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. On the bottom surface of the heating chamber 4, there is a notch 74 that allows the coupling portion 7 of the rotating waveguide 6 to move, and on the bottom surface of the second waveguide 61, there is a notch 75 that allows the second rotating shaft 66 to move. The direction of rotation of the rotation is reversed if it reaches one of the cut end faces 76 and 77. This inversion timing may be provided with a stopper or may be determined by the number of times the switch 71 is pressed.
[0086]
FIG. 16 is a characteristic diagram showing how the direction of the electromagnetic wave 29 is changed by the operation of the rotating waveguide 6 in FIG. The bottom surface of the heating chamber 4 is represented by xy coordinates, and (0, 0) is the center of the bottom surface of the heating chamber 4. As an example, the distance between the first rotating shaft 63 and the second rotating shaft 66, that is, the radius of revolution of the rotating waveguide 6, is set to 70 mm, and the distance from the center of the second rotating shaft 66 to the point 78, that is, the radius of rotation. When the rotation period is set to 60 mm and the rotation period is 1/10 times the revolution period, the revolution angle is θ, and the coordinates of the point 78 are expressed as Expressions (2) and (3). The behavior (cycloid) is shown.
[0087]
x = 70 cos θ + 60 cos (10θ) (2)
y = 70 sin θ + 60 sin (10θ) (3)
As described above, the motor 9 is configured so as to be reversed if it reaches either one of the end faces 76 and 77, but here it is ignored for the purpose of an image diagram.
[0088]
FIG. 17 is a block diagram for explaining the control operation of the electromagnetic wave radiation means of this embodiment. First, based on the first operation key 72 of the setting means 54, the output ratio calculating means 79 determines an appropriate ratio between the heating output from the first electromagnetic wave radiating means 57 and the heating output from the second electromagnetic wave radiating means 58. Calculate. Based on the calculation result, the first output control means 80 controls the first power distribution switching means 81 to open and close, and the power supply from the power distribution means 82 to the first electromagnetic wave radiation means 57 is controlled. Similarly, the second output control means 83 controls the second power distribution switching means 84 to open and close, and controls the power supply from the power distribution means 82 to the second electromagnetic wave radiation means 58. In the case of the present embodiment, the first electromagnetic wave radiating means 57 and the second electromagnetic wave radiating means 58 are controlled independently of each other. For example, when it is desired to heat only the upper part of the food, it can be heated only by the second electromagnetic wave radiation means 58. Further, by duty control, heating is performed during an on-time when power is supplied, and heating is not performed during an off-time when power is not supplied, and the heating output is changed by changing the ratio of the on-time and the off-time.
[0089]
(Example 4)
Next, FIGS. 14, 18 and 19 show a fourth embodiment of the present invention.
[0090]
FIG. 18 is a block diagram for explaining the control operation of the electromagnetic wave radiation means of this embodiment. Based on the setting means 54 and the temperature distribution detection means 24, the output ratio calculation means 79 calculates an appropriate ratio between the heating output from the first electromagnetic wave radiation means 57 and the heating output from the second electromagnetic wave radiation means 58. . Based on the calculation result, the first output control means 80 controls the first switching element 86 of the first inverter power supply 85 to control the power supply to the first electromagnetic wave radiation means 57. Similarly, the second output control means 83 controls the second switching element 88 of the second inverter power supply 87 and controls the power supply to the second electromagnetic wave radiation means 58. Also in this embodiment, the first electromagnetic wave radiation means 57 and the second electromagnetic wave radiation means 58 are controlled independently of each other.
[0091]
In so-called inverter control, various methods are conceivable, such as controlling only the on-time or off-time of the switching element, or changing the ratio of the on-time to the off-time within a certain period.
[0092]
Note that the output control can be performed more frequently if the duty control is performed while the inverter is controlled.
[0093]
In addition, about the control method of an electromagnetic wave radiation | emission means, the heating of the foodstuff 5 according to the objective can be implement | achieved still more by detecting and controlling not only a temperature distribution detection means but a weight, a shape, and all physical quantities.
[0094]
FIG. 19 is a block diagram for explaining the control operation of the local heating means of this embodiment. The setting means 54 includes keys corresponding to the cooking menu as the first operation keys, for example, a “warm” key 89a, a “raw thawing” key 89b, a “milk” key 89c, etc. Press to set the cooking menu. Reference numeral 90 denotes control mode selection means for selecting whether the motor 9 is controlled by the heating mode switching control means 91 or the heating mode non-switching control means 92 according to the cooking menu set by the setting means 54. is there. The control operation of the heating mode switching control means 91 is such that at the beginning of heating, the uniform heating control means 48 controls the motor of the local heating means, and after the heated object extracting means 47 distinguishes between food and dishes, the low temperature portion The local heating control means 11 controls the motor according to the low temperature portion detected by the extraction means 52. On the other hand, the heating mode non-switching control means 92 controls the motor only with the local heating control means 11 from the beginning of heating.
[0095]
What is necessary is just to control the reheating of the cold and rice, the boiled food, the reheating of the grilled food, etc. by intensively heating the local area and changing the local position so as to obtain a uniform temperature distribution throughout. The same applies to the thawing of meat and fish. However, a liquid such as milk is heated intensively from the bottom of the container in which it is placed, so that convection occurs and the whole can be heated uniformly in the height direction. For example, when the rotating waveguide 6 and the turntable 15 are combined as shown in FIG. 1, the food 5 is generally placed in the center of the dish 16, and the motor 9 is locally located in the center as shown in FIGS. What is necessary is just to fix the position of the rotating waveguide 6 so that it may be heated. If not placed in the center, the position of the milk container is detected by the heated object extraction means 47 and controlled by the motor 9 so that the position of the radiation port 8 overlaps the movement area of the container by the motor 17. It ’s fine. If there are a plurality of the concentric circles, the motor 9 may fix the position of the radiation port 8 so that the concentric circles are locally heated. When a plurality is placed not concentrically, the motor 18 may change the direction of the radiating unit 8 each time according to the position of the milk container passing near the radiating unit 8.
[0096]
In the control operation, the user first presses a key for setting a cooking menu. If the pressed key is the “warm” key 89a or the “thaw” key 89b, the control mode selection means 90 selects the heating mode switching control means 91, and the uniform heating control means 48 controls the motor 9 at the beginning of heating. Thereafter, the local heating control means 11 controls the motor 9. If the key pressed by the user is the “milk” key 89c, the control mode selection means 90 selects the heating mode non-switching control means 92. In this case, the local heating control means 11 first controls the motor 9 to fix the position of the radiation port 8 so that the center of the heating chamber 4 is locally heated. If the heated object extracting means 47 can recognize that the position of the milk container is the center, the center is locally heated as it is. The motor 9 is controlled so that local heating is possible, and the position of the radiation port 8 is set. Sake lees, miso soup, coffee, and the like are also similar to milk, and the same effect can be obtained by adding them as a new menu to the setting means 54 set by the user.
[0097]
As another method when the position of the milk container is not in the center, the position of the milk container is detected by the heated object extracting means 47, and the motor 17 is operated at a position where the position is on the driving range of the radiation port 8. If it stops and the motor 9 is stopped and fixed at a position where the radiation port 8 is directly below the position of the milk container, only the container can be heated more reliably from the bottom, and the temperature distribution can be further improved. In addition, there is an effect of preventing energy loss because of unnecessary heating.
[0098]
In addition, as another method when the position of the milk container is not the center, the magnetron is stopped in a time zone in which the container is located away from the radiation port 8 while the turntable is constantly rotated, and the electromagnetic wave is transmitted to the inside of the heating chamber 4. You may make it not enter. In this case, heating takes time, but the temperature distribution can be improved, and there is an effect of preventing energy loss because unnecessary heating is not performed.
[0099]
(Example 5)
Next, as a fifth embodiment of the present invention, an example in which the object to be heated is uniformly and efficiently heated by the local heating means and the second heating means is shown in FIGS.
[0100]
FIG. 20 is a cross-sectional configuration diagram of the high-frequency heating device of this example. The local heating means comprises two stages of the rotating waveguides 93 and 94, and sets the ratio of each rotation by the gear ratio of the gears, so that it revolves while rotating and is locally heated from below the food. To do. In addition, the second heating means is constituted by the rotating antenna 95 from the top surface as a stirring means, and the electromagnetic wave from above is dispersed to make the heating uniform from the top of the food 5 to the surroundings.
[0101]
The structure of the local heating means conceived prior to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 20 and FIG.
[0102]
The gear 9 is rotated by the motor 9 in conjunction with the first rotation shaft 96, and the gear 98 is rotated by the gear 97 (rotation). Here, the gear 99 is integral with the gear 98 and operates together with the gear 98. When the gear 99 rotates around the second rotating shaft 100 together with the gear 98, the gear 99 rotates the gear 99, the gear 98, and the second rotating shaft 100 around the gear 97 (revolution).
[0103]
Here, the coupling portion 102 of the first rotating waveguide 93 is provided around the first rotating shaft 96, and the connecting portion 103 of the second rotating waveguide 94 is provided inside the second rotating shaft 100. is there. Therefore, the electromagnetic wave emitted from the first magnetron 57 is transmitted in the order of the first waveguide 61, the coupling portion 102, the first rotating waveguide 93, the coupling portion 103, and the second rotating waveguide 94. To go. The merit of this embodiment is that the distance from the first magnetron 57 to the coupling portion 102 and the distance from the coupling portion 102 to the coupling portion 103 are always kept constant regardless of rotation. Therefore, the distance through which the electromagnetic wave passes is constant, the alignment is difficult to shift, and the heating efficiency is high.
[0104]
Further, in this embodiment, a stopper 104 is configured for positioning the rotating waveguide, and a reference position is determined by applying a gear 99 to the stopper 104. A stepping motor is used as the motor 9, and it is assumed that before reaching the target position, it once reaches the reference position and then starts again. In other words, a sufficiently large number of pulses may be input and driven to the reference position, and then pulses may be input as much as desired depending on how much the movement is desired from the reference position.
[0105]
Furthermore, when the rotation period is set to 1/6 times the revolution period according to the ratio of the number of teeth, the locus as shown in FIG. 22 can be moved.
[0106]
In the case of this embodiment, since the food 5 is not rotated, it is possible to heat a heavy food, and there is an effect that the space in the heating chamber 4 can be effectively used.
[0107]
In the above-described embodiment, the configuration in which the position and orientation of the radiation port 8 are controlled by one motor 9 has been described. However, this does not limit the present invention, and the direction and position of the radiation port 8 are separately set. It may be controlled by a motor or may be controlled by linear two-axis movement. These have the effect of finely and locally heating.
[0108]
FIG. 23 is a cross-sectional view of the main part of the temperature distribution detecting means 24. In FIG. 23, the same components as those of the first embodiment shown in FIG. A stepping motor 36 swings the infrared detection element 33 from the front of FIG. 23 to the back, and simultaneously opens and closes the optical path by the chopper 39. Reference numeral 105 denotes driving means for driving the entire metal case 45 including the infrared detecting element 33, which is constituted by a stepping motor. The stepping motor 105 rotates the rotating shaft 106 and drives the connecting portion 107 attached to the rotating shaft to swing the infrared detecting element 33 in the left-right direction in FIG. Here, the swinging cycle of the stepping motor 105 is driven at an integer multiple sufficiently slower than the swinging cycle of the stepping motor 36, and the temperature at the same position can be detected for each reciprocation of the stepping motor 105. With this configuration, the temperature of the entire region in the heating chamber 4 can be detected, and the temperature distribution can be detected two-dimensionally. Further, since the temperature at the same position can be detected for each reciprocation of the stepping motor 105, the temperature difference from the temperature before one reciprocation and the temperature change from the initial can be calculated for each detection position.
[0109]
FIG. 24 is a block diagram for explaining the control operation of this embodiment. In FIG. 24, in the initial stage of heating, first, only the second heating means 95 of FIG. 20 is used for heating from above, and after the contour of the food 5 is extracted, heating from the local heating means 93 and 94 is performed.
[0110]
In the initial stage of heating, regardless of the state of the local heating means 93 and 94, the output ratio control means 19 sets the first power distribution switching means 81 so as not to supply power from the power distribution means 82 to the first electromagnetic wave radiation means 57. Controls to turn off. Accordingly, since the heating is performed from above only by the other-direction heating means 95, the temperature of the upper portion of the food 5, particularly the surroundings, is likely to rise as the heating proceeds. However, since the temperature of the mounting table hardly increases, the contour of the food 5 can be detected by the difference in temperature increase. Specifically, this will be described with reference to FIGS. The heated object extracting means 47 is constituted by a temperature change calculating means 49 and a contour extracting means 108. The temperature change calculation means 49 stores the temperature corresponding to each detection position of the temperature distribution detection means 24 at the beginning of heating, and then the initial temperature at the same detection position as the temperature corresponding to each detection position after a predetermined time has elapsed. The temperature difference ΔT is calculated. The contour extracting means 108 extracts the contour of the food based on the initial temperature change ΔT corresponding to each detection position.
[0111]
FIG. 25 is a temperature characteristic diagram for explaining the operation of the contour extracting means of FIG.
[0112]
In FIG. 25, (a) is a square where each detection position of the temperature distribution detection means 24, and the hatched portion is the food 5. Here, the temperature distribution detecting means 24 detects the temperature distribution at the detection positions in a matrix form with a configuration in which a plurality of infrared detection elements are arranged two-dimensionally or a linear arrangement is shaken. Usually, the temperature change from the beginning of heating of the food 5 is larger than the temperature change at the place where there is no food. In particular, since electromagnetic waves are dispersed from above, the temperature change around the food (contour) is large. The X-direction differentiating unit 109 calculates the difference in temperature difference between the detection points arranged in a matrix in the X direction, that is, the adjacent detection positions in the horizontal direction in FIG. A detection position whose calculation result is larger than a predetermined value is stored. The detection positions indicated by diagonal lines in FIG. 25B are detection positions larger than a predetermined value stored in the X direction differentiation means 109. Further, the Y-direction differentiating unit 110 calculates the difference in temperature difference between the detection positions arranged in a matrix in the Y direction, that is, the adjacent detection positions in the vertical direction in FIG. A detection position whose calculation result is larger than a predetermined value is stored. The detection positions indicated by diagonal lines in FIG. 25C are detection positions larger than a predetermined value stored in the Y-direction differentiating means 110.
[0113]
The shaping unit 111 calculates the logical sum of the detection position stored in the X direction differentiation unit 109 and the detection position stored in the Y direction differentiation unit 110. That is, the detected position stored in either the X-direction differentiating means 109 or the Y-direction differentiating means 110 is determined as the outline of the food. Since there is also a distribution in the temperature rise of the food, a position where the difference in temperature difference between adjacent detection positions is large also occurs inside the food, but the shaping means 111 takes the largest periphery as the outline of the food. In addition, when a part of the surrounding contour is cut, it is joined to obtain a contour. The heated object extracting means 47 extracts the outline of the food indicated by the diagonal lines in FIG. 25D as described above, and uses the inside surrounded by the outline as the food.
[0114]
When the contour is determined by the shaping unit 111, the output ratio control unit 19 controls the first distribution switching unit 81 to be turned on so that power is supplied from the distribution unit 82 to the first electromagnetic wave radiating unit 57. . At the same time, the low temperature portion extraction means 52 extracts the low temperature portion from the food extracted by the heated object extraction means 47, and the local heating control means 11 radiates electromagnetic waves to the low temperature portion extracted by the low temperature portion extraction means 52. The local heating means 93 and 94 are controlled as described above. Thus, the object to be heated is extracted based on the heating by the second heating means, and the electromagnetic wave from the local heating means is radiated into the contour, so that it can be efficiently heated without wasting energy.
[0115]
In this embodiment, the outline of the food is determined by the temperature distribution detecting means, but the shape of the food can also be detected by an optical sensor. The optical sensor is a typical shape recognition sensor, and it is conceivable to detect the presence or absence of food depending on whether light is transmitted or reflected. In this case, there is an effect that can be detected instantaneously without heating. In addition, more accurate contour extraction is possible by detecting various physical quantities.
[0116]
(Example 6)
Next, as a sixth embodiment of the present invention, an example in which the object to be heated is more uniformly heated by the local heating means and the second local heating means is shown in FIGS.
[0117]
FIG. 26 is a cross-sectional configuration diagram of the high-frequency heating device of this embodiment. A rotating waveguide 6 is provided as a local heating means from below. Further, as the second heating means, the structure shown in FIG. 20 of the fifth embodiment is replaced with a top surface, and applied as the second local heating means. Items having the same meaning are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. However, the first rotary waveguide 93b and the second rotary waveguide 94b serve as second local heating means, and the second heating control means 112 controls the motor 9b, whereby the radiation port 8b rotates. However, it shall revolve. Moreover, the food 5 is brought close to the second local heating means so that the electromagnetic wave from the radiation port 8b can be radiated to the food 5 without being dispersed. For this reason, the position of the food 5 is driven not only in a two-dimensional change due to the rotation of the turntable 15 but also in a change in which the distance variable means 114 moves up and down by the distance variable control means 113 and is driven in three dimensions. Moreover, since the height of the food 5 cannot be specified, it is detected by the optical sensors 115a and 115b that are position detecting means that the top of the food has reached. The optical sensor is configured to emit light from the light emitting unit 115a and receive light at the light receiving unit 115b, and the light receiving unit 115b always receives light before the distance variable means 114 is driven. If local heating from above is required and the distance variable means 114 raises the food 5 by the distance variable control means 113, the light receiving unit 115b does not receive light when the food 5 blocks light. Therefore, since the distance variable control means 113 stops the distance variable means 114, the food 5 can be brought close to the radiation port 8b safely regardless of the height of the food 5.
[0118]
As described above, since the upper surface of the food 5 is brought close to the second local heating means 93b and 94b by the distance variable means 114, the electromagnetic wave can be radiated to the food 5 without being dispersed. Moreover, since 93b and 94b are the second local heating means, any part of the food 5 can be heated from above. Therefore, in combination with the local heating means from below, local heating can be performed extremely accurately, and more uniform heating can be realized, such as eliminating uneven heating on the top and bottom.
[0119]
27 and 28 are cross-sectional structural views of the main part of the present embodiment. FIG. 27 shows a state where the food 5 is raised, and FIG. 28 shows a state where the food 5 is lowered. A motor 17 having a rotation shaft 116, a holding portion 117, a drive shaft 118, and a mounting tool 119 are provided. When the rotating shaft 116 rotates, the driving shaft 118 having a rectangular opening that is engaged with the rotating shaft 116 having a rectangular cross section so as to be movable up and down rotates. At this time, since there is a male screw 120 outside the drive shaft 118 and there is a female screw 121 inside the holding portion 117, it rises or falls depending on the rotation direction of the motor 17. Here, the male screw 120 and the female screw 121 can be considered as a distance variable means. Therefore, the position of the food 5 can be controlled by adding not only the change in the circumferential direction due to the rotation of the turntable 15 but also the change due to the vertical movement.
[0120]
Although the method of realizing the rotation and the vertical movement with one motor is shown here, of course, different motors may be used for the rotation and the vertical movement.
[0121]
A method of controlling both independently without rotating up and down is also conceivable.
[0122]
FIG. 29 is a block diagram for explaining the control operation. The temperature distribution detection means 24 detects the temperature distribution of the food, and the heated object extraction means 47 extracts the area where the food exists from the detection result, and the low temperature portion extraction means 52 detects the low temperature portion in the food area. Extract. The local heating calculation means 122 calculates how the local heating means 6 should be controlled based on the extraction result of the low temperature partial extraction means 52 and the setting contents of the setting means 54 by the user, and based on the result, the local heating control means 11 is calculated. Controls the local heating means 6 appropriately. Further, the other direction heating calculation means 123 calculates how to control the other direction heating means 93b and 94b according to the extraction result of the low temperature partial extraction means 52 and the setting contents of the setting means 54 by the user, and based on the result. The other-direction heating control means 112 appropriately controls the other-direction heating means 93b and 94b. The distance calculation means 124 calculates how the distance variable means 114 should be controlled by the temperature distribution detection means 24, the position detection means 115a and 115b, and the setting means 54, and the distance variable control means 113 is based on the result. The distance variable means 114 is appropriately controlled.
[0123]
The local heating control means 11, the other-direction heating control means 112, and the variable distance control means 113 may be associated with each other's control contents instead of being individually controlled.
[0124]
Note that the detection means such as the temperature distribution detection means and the position detection means are not limited to the above-described configuration, and other physical quantities may be detected.
[0125]
The distance variable means may move the other-direction heating means up and down without moving the turntable up and down. In this way, a configuration without the turntable itself can be realized.
[0126]
(Example 7)
Next, FIG. 30 and FIG. 31 show an example in which a plurality of objects to be heated are selectively heated as a seventh embodiment of the present invention.
[0127]
FIG. 30 is a cross-sectional configuration diagram of the main part of the heating chamber of the high-frequency heating device of the present embodiment. FIG. 30A is a plan view of the inside of the heating chamber as viewed from above, and constitutes an area indicating means 125 which is a typical area arranging means on the mounting table 14. Examples of the area arranging means include area indicating means for indicating a place where food should be arranged for the user, and means for automatically moving and arranging food appropriately placed by the user to a certain area. Here, the region indicating means 125 indicates a place where food to be preferentially heated when a plurality of foods are simultaneously heated, and is marked by printing on the mounting table 14. Are clearly distinguishable. FIGS. 30B and 30C are diagrams in which the user arranges the small bread 126 and the large lunch box 127 to warm up. FIG. 30B is a plan view of the inside of the heating chamber as viewed from above, and FIG. 30C is a cross-sectional view as viewed from the front. In general, the small pan 126 is made by heating for a short time (several tens of seconds), whereas the large lunch box 127 needs to be heated for a long time (several minutes). Therefore, if both are heated simultaneously with the conventional microwave oven, the bread | pan 126 will be heated too much by the time the lunchbox 127 is completed. On the other hand, in this embodiment, the lunch box 127 is arranged on the area instruction means 125, the pan 126 is arranged at another position, and the other direction heating means is not heated by the local heating means 6 alone, but only on the area instruction means 125. Heat. Since it is not heated by the other-direction heating means, the electromagnetic wave is not diffused and the local heating means 6 only heats the area indicating means 125. Therefore, the lunch box 127 can be heated locally and the pan 126 can be prevented from being heated. .
[0128]
FIG. 31 is a characteristic diagram when the pan 126 and the lunch box 127 of FIG. 30 are heated. FIG. 31A shows time t on the horizontal axis and the heating output P of the local heating means 6 on the vertical axis, with a constant output (P1) from immediately after the start of heating (t = 0) to the end of heating (t2). Heating. In FIG. 31B, the horizontal axis represents time t, the vertical axis represents the heating output P of the other direction heating means, the output is 0 immediately after the start of heating (t = 0) to the middle of heating (t1), and thereafter Heating is performed at a constant output (P2) until the end of heating (t2). Further, in FIG. 31C, the horizontal axis represents time t, the vertical axis represents the temperature of the pan 126 and the lunch box 127, the temperature characteristic of the pan 126 is represented by D, and the temperature characteristic of the lunch box 127 is represented by E. Since the heating is started only by the local heating means until t1 after the start of heating, the pan 126 does not rise in temperature and remains at T0, and only the lunch box 127 rises in temperature to T1. After that, since both the local heating means and the other-direction heating means are used for heating up to t2, the temperature of both the pan 126 and the lunch box 127 rises. However, since the temperature of the pan 126 increases more quickly, both the pan 126 and the lunch box 127 rise at t2. The temperature T2 is reached.
[0129]
Note that the heating output switching timing such as t1 may be switched by detecting T1 by the temperature distribution detection means, or there is a method of determining t2 of the heating end and determining the ratio with respect to t2. There are also methods for switching according to various physical quantities such as weight, generation of steam from food, and changes in humidity, or switching according to user settings.
[0130]
(Example 8)
Next, other examples of selective heating are shown in FIGS. 32 and 33 as the eighth embodiment of the present invention.
[0131]
FIG. 32 is a configuration diagram of a main part of a heating chamber of the high-frequency heating device according to the present embodiment. FIG. 32A is a view of the inside of the heating chamber as viewed from above, and the matrix 128 is configured from “1” to “25” on the mounting table 14 as region indicating means. Here, the non-heated area indicating means 128a displayed as “9” indicates a place where foods that are not to be heated are placed when heating a plurality of foods at the same time. It has a structure that comes out in the form of, so that it can be clearly distinguished from other places. FIG. 32 (b) is a diagram in which the user arranges the raw vegetables 129a on the non-heated area indicating means 128a when warming the inner lunch box 129 of the curtain. The rice 129b and the side dishes 129c are warmed up, but the raw vegetables 129a are not warmed up.
[0132]
FIG. 33 is a characteristic diagram when the inner lunch box 129 of the curtain of FIG. 32 is heated. FIG. 33A shows time t on the horizontal axis and the heating output P of the local heating means on the vertical axis, and heating is performed at a constant output (P1) immediately after the start of heating (t = 0) to the end of heating (t2). doing. FIG. 33 (b) shows the time t on the horizontal axis and the heating output P of the other direction heating means on the vertical axis, and the output is 0 immediately after the start of heating (t = 0) to the end of heating (t2). I try not to heat it. Further, FIG. 33 (c) shows time t on the horizontal axis and the temperature of raw vegetables 129a, rice 129b and side dishes 129c of the inner lunch box 129 on the vertical axis, the temperature characteristics of the raw vegetables 129a being F, and the temperature characteristics of rice 129b. Is indicated by G, and the temperature characteristic of the side dish 129c is indicated by H. Since it heats only by a local heating means until the time t2 at the end of heating, the raw vegetable 129a does not rise in temperature and remains at T0, and the rice 129b and the side dish 129c rise in temperature and reach T2. Therefore, it is possible to finish each food at a temperature around eating without changing the contents of the lunch box 129 of the curtain.
[0133]
Note that the position of the heated area instruction means 128a may be determined in advance, can be changed by input by the user, or is automatically determined by detecting physical quantities of food or containers. Things are also conceivable.
[0134]
The area instruction means 125 only needs to be distinguished from other places, so a sticker may be applied on the mounting table, or the surface of the mounting table may be finished (roughness, painting technique). It may be realized.
[0135]
In addition, when heating a some foodstuff, you may distinguish what is heated and what is not heated by the order which puts a foodstuff in a heating chamber. For example, various methods can be considered, such as heating the first one, but not heating the second one.
[0136]
It is also conceivable that the food is automatically moved as the area arranging means other than the area instruction means. The place to heat on the mounting table and the place not to heat are decided in advance. The first food is moved to a place where it is automatically heated, and the second food is moved to a place where it is not automatically heated. There is a way.
[0137]
Example 9
Next, FIG. 34 shows another example of selective heating as the ninth embodiment of the present invention.
[0138]
FIG. 34 is a configuration diagram of a main part of the heating chamber of the high-frequency heating device of the present embodiment. FIG. 34 is a view of the inside of the heating chamber as viewed from above. The mounting table 14 is divided into 25 matrices, and weight detection means (not shown) are formed under each cell. In addition, a large number of optical sensors (light emitting unit 130a and light receiving unit 130b) are formed on the side surface of the heating chamber. Therefore, when the pan 126 and the lunch box 127 are placed in the heating chamber, the weight detection means and the optical sensor detect the respective weights and shapes and determine which one is preferentially heated. That is, the weight detection means and the optical sensor constitute area extraction means for extracting the area to be heated. In this embodiment, since the lunch box is larger in weight and shape than the pan, the local heating means is controlled so as to heat the lunch box intensively. According to the present embodiment, selective heating can be performed even if the user does not care about the position to be arranged or the order of putting in the heating chamber.
[0139]
If the end temperature differs depending on the initial temperature of the food, such as when thawing frozen food and warming food at a room temperature at the same time, the status of the object to be heated is also detected by a signal from the temperature distribution detection means. Selective heating is possible. In addition to the above, it is possible to detect the state of the object to be heated by detecting various physical quantities and extract the heating region or the non-heating region.
[0140]
(Example 10)
Next, FIG. 35 shows another example of selective heating as the tenth embodiment of the present invention.
[0141]
In this embodiment, when only a part of the food is to be heated, for example, when the inner lunch box of the curtain is heated as described above, the food to be heated like rice and eaten at a low temperature like raw vegetables, sashimi and pickles The food that should be in one container. In this case, an example will be described in which rice and raw vegetables, sashimi, and pickles are not separated and are placed in a heating chamber without heating.
[0142]
In FIG. 35, a heating range setting means 131, which is a typical area setting means, is for setting an area to be heated by a user's operation. The heating range setting means 131 includes a setting screen 132 made of liquid crystal, a cross-shaped cursor key 133, a setting key 134, and a cancel key 135.
[0143]
The setting screen 132 is the bottom surface of the heating chamber, and the user sets the range in which heating is desired. When starting the setting, the user first presses the setting key 134. At this time, a first point 136 is displayed in the upper left corner of the setting screen 132. Here, the user operates the cursor key 133 to move the first point 136 in the setting screen 132. The cursor key 133 includes an up key 133a, a down key 133b, a left key 133c, and a right key 133d. By operating these keys, the first point 136 is moved up, down, left, and right to an arbitrary position. be able to. The user moves the first point 136 to the end of the heating range and presses the setting key 134. At this time, the position of the first point 136 is fixed, and the second point 137 is displayed at the same position. Similarly, the user operates the cursor key 133 to move the second point 137. At this time, the setting screen 132 displays a rectangle 138 having the first point 136 and the second point 137 as diagonals. The range indicated by the rectangle is the heating range. The user moves the second point 137 to an arbitrary position on the setting screen 132 and sets the heating range with the rectangle 138. By pressing the setting key 134 again, the second point 137 and the rectangle 138 are confirmed. When there are a plurality of heating ranges, when the user presses the setting key 134 again, the first point 136 is displayed again on the setting screen 132, and the above operation is repeated thereafter. If the operation is wrong, the cancel key 135 can be pressed to cancel the setting contents with the setting key 134 that was pressed immediately before.
[0144]
If the heating range is set by the user's operation as described above, the control means 10 controls the heating range to be heated uniformly. The low temperature portion extraction means 52 extracts a low temperature portion from the heating range set by the heating range setting means 131 based on the signal from the temperature distribution detection means 24. The local heating control means 11 controls the local heating means 139 so as to radiate an electromagnetic wave to the low temperature portion extracted by the low temperature portion extraction means 52. As a result, the low temperature portion disappears from the heating range, and the entire heating range can be heated uniformly. In addition, the food outside the heating range is not heated, and the food to be eaten at a low temperature can be cooked at a low temperature.
[0145]
In the present embodiment, the case where different kinds of foods such as the inner lunch box of the curtain enter the heating chamber at the same time has been described, but even when heating only by a single item, it is necessary to extract food at the initial stage of heating if the heating range is set in this way. Since there is no control, the configuration of the control means can be simplified. The heating range setting means 131 includes a setting screen 132, a cursor key 133, a setting key 134, and a cancel key 135, but these are not intended to limit the present invention. For example, a touch panel or a mouse is used. There is also a method, which has the same effect. Moreover, although the operation is simplified by setting the heating range in a rectangle, the same effect can be obtained by setting in a free curve. If it is a product such as a curtain lunch box, the heating range may be set by optically reading the print if the heating range is encoded and printed on the packaging bag of the product, In this case, even if it is a complicated heating range, there exists an effect which can set a heating range by very simple operation.
[0146]
(Example 11)
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 36 is a block diagram for explaining the control operation of the high-frequency heating device of the present invention. In this embodiment, as in the case of Example 10, only a part of the food is desired to be heated, and the lunch box is heated at the store and provided to the customer. In general, there are only a limited number of types of commercial products in such a form, and if the same type, the position where food is placed in the container is the same. For example, there are various types of merchandise, such as a shochu lunch box, yakiniku lunch box, and salmon lunch box. In the case of a yakiniku lunch box, the position of rice and the position of yakiniku are fixed. And although the types are limited, the same type of product is heated many times. In this case, for example, if “1” is the inner lunch box of the curtain, “2” is the yakiniku lunch box, “3” is the salmon lunch box, and the heating range of each product is registered in association with the code, The heating range can be called by a code, and the setting operation of the heating range can be simplified.
[0147]
In FIG. 36, the heating range setting means 131 includes a numeric key group 140 from “1” to “10”, a registration key 141 as registration means, and a call key 142 as registration call means. In order to register the heating range, the heating range is first set with the cursor key 133 and the setting key 134 by the operation method described in the eleventh embodiment. Next, the registration key 141 is pressed, and any number key of the number key group 140 is pressed. When the setting key 134 is pressed, the heating range is stored in the registration storage unit 143 together with the code pressed with the numeric keys. To call the heating range, first the call key 142 is pressed, and then the number key corresponding to the product is pressed from the number key group 140. The heating range stored in correspondence with the numeric code pressed from the registration storage unit 143 is displayed on the setting screen 132. If there is no mistake, the setting key 134 is pressed for confirmation. Once registered, only the calling operation is performed thereafter, and the heating range can be easily set.
[0148]
When heating is started, the control means 10 controls the local heating means 139 to heat the heating range to a uniform temperature in the same manner as in the eleventh embodiment. That is, the low temperature portion extraction means 52 extracts the low temperature portion from the heating range set by the heating range setting means 131 based on the signal from the temperature distribution detection means 24, and the local heating control means 11 is the low temperature portion extraction means 52. The local heating means 139 is controlled so as to radiate electromagnetic waves to the extracted low temperature portion.
[0149]
In the present embodiment, the registration means and the registration calling means have been described using the numeric key group 140, the registration key 141, and the calling key 142. However, this does not limit the present invention. It is also possible to display codes such as alphabets and use the cursor keys 133 and setting keys 134 as registration means and registration call means. In this case, the number of keys is reduced and the configuration is simplified. . Further, it is possible to simplify the operation by printing the code on the packaging bag of the product and optically reading it without using the numeric key group.
[0150]
(Example 12)
Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0151]
FIG. 37 is a main part configuration diagram of the local heating means of this embodiment, and FIG. 37 (b) is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 37 (a). In this embodiment, the above-described rotating waveguide is improved and the radiation direction of electromagnetic waves is directed upward. The rotating waveguide 144 includes the coupling portion 7 and the radiation port 145 similar to those described above, and the guides 146 and 147 are configured so that the radiation port 145 faces upward. Therefore, the electromagnetic wave 148 is radiated right above, and the distance from the radiation port 145 to the food can be made the shortest distance. Further, since the heating part is directly above the radiation port 145, the heating part can be easily specified and control can be easily performed.
[0152]
(Example 13)
Next, a thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0153]
FIG. 38 shows a configuration in which the place where the electromagnetic wave is blocked is switched by the rotation shielding plate 149 which is another embodiment of the local heating means. FIG. 38B is a cross-sectional view taken along the line cc ′ of FIG. 38A. The conductive plate body 151 connected to the rotating shaft 150 has an opening 152 and shields other portions. Is. Therefore, the opening 152 has directivity in the radiation direction of the electromagnetic wave, and the same effect as the rotating waveguide can be expected.
[0154]
The same effect can be expected as long as it has directivity.
[0155]
【The invention's effect】
As described above, the high-frequency heating device of the present invention has the following effects.
[0156]
First, since local heating by the local heating means and heating from different directions by the second heating means can be performed, the object to be heated can be heated uniformly. In particular, even a heated object having a large thickness or a large shape can be heated uniformly without any problem.
[0157]
Next, since heating is started only by the local heating means, only a specific part of the object to be heated can be selectively heated.
[0158]
Furthermore, heating is started only by the second heating means, and after the contour of the object to be heated is extracted by the contour extracting means, the inside of the contour is locally heated by the local heating means, and thereafter the parts other than the object to be heated are heated. Therefore, heating efficiency can be improved.
[0159]
Moreover, it describes below about efficiency other than the above.
[0160]
(1) Since the distance variable means reduces the distance between the object to be heated and the second local heating means, the electromagnetic wave generated by the other-direction heating means reaches the object to be heated while it does not spread over a wide range, and the object to be heated is more localized. Can be heated.
[0161]
( 2 ) Since the distance variable means is controlled by the physical quantity of the object to be heated detected by the physical quantity detecting means, the distance between the object to be heated and the other-direction heating means can be appropriately reduced according to the state of the object to be heated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a high-frequency heating device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram of the high-frequency heating device.
FIG. 3 is a sectional configuration diagram of the high-frequency heating apparatus.
Fig. 4 Characteristics of the high-frequency heating device
FIG. 5 is a sectional configuration diagram of the high-frequency heating device.
FIG. 6 is a sectional configuration diagram of the high-frequency heating device.
FIG. 7 is a cross-sectional configuration diagram of the main part of the high-frequency heating device.
[Figure 8] Characteristics of the high-frequency heating device
FIG. 9 is a block diagram of the high-frequency heating device.
FIG. 10 is a characteristic diagram of the high-frequency heating device.
FIG. 11 is a block diagram of the high-frequency heating device.
FIG. 12 is a block diagram of a high-frequency heating device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram of a high-frequency heating device according to another embodiment.
FIG. 14 is a cross-sectional configuration diagram of a high-frequency heating device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a sectional configuration diagram of the high-frequency heating device.
FIG. 16 is a characteristic diagram of the high-frequency heating device.
FIG. 17 is a block diagram of the high-frequency heating device.
FIG. 18 is a block diagram of a high-frequency heating device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a block diagram of the high-frequency heating device.
FIG. 20 is a sectional configuration diagram of a high-frequency heating device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a sectional configuration diagram of the high-frequency heating device.
FIG. 22 is a characteristic diagram of the high-frequency heating device.
FIG. 23 is a cross-sectional configuration diagram of the main part of the high-frequency heating device.
FIG. 24 is a block diagram of the high-frequency heating device.
FIG. 25 (a) Main part configuration diagram of the high-frequency heating device.
(B) Characteristics of the high-frequency heating device
(C) Characteristics chart
(D) Characteristics chart
FIG. 26 is a sectional configuration diagram of a high-frequency heating device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a cross-sectional configuration diagram of the main part of the high-frequency heating device.
FIG. 28 is a cross-sectional configuration diagram of the main part of the high-frequency heating device.
FIG. 29 is a block diagram of the high-frequency heating device.
FIG. 30A is a main part configuration diagram of a high-frequency heating device according to a seventh embodiment of the present invention.
(B) Configuration diagram
(C) Configuration diagram
FIG. 31 (a) Characteristics of the high-frequency heating device
(B) Characteristics chart
(C) Characteristics chart
FIG. 32A is a main part configuration diagram of a high-frequency heating device according to an eighth embodiment of the present invention.
(B) Configuration diagram
33 (a) to (c) are characteristic diagrams of the high-frequency heating device.
FIG. 34 is a main part configuration diagram of a high-frequency heating device according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 35 is a block diagram of a high-frequency heating device according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 36 is a block diagram of a high-frequency heating device according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 37 (a) is a block diagram of the main part of a high-frequency heating device according to a twelfth embodiment of the present invention
(B) Cross sectional configuration diagram
FIG. 38 (a) Main part configuration diagram of a high-frequency heating device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
(B) Cross sectional configuration diagram
FIG. 39 is a cross-sectional configuration diagram of a conventional high-frequency heating device.
FIG. 40 is a cross-sectional configuration diagram of another conventional high-frequency heating device.
FIG. 41 is a cross-sectional configuration diagram of another conventional high-frequency heating device.
FIG. 42 is a cross-sectional configuration diagram of a main part of another conventional high-frequency heating device.
FIG. 43 is a configuration diagram of another conventional high-frequency heating device.
FIG. 44 is a sectional configuration diagram of the high-frequency heating device.
FIG. 45 is a cross-sectional configuration diagram of a main part of another conventional high-frequency heating device.
FIG. 46 is a sectional configuration diagram of the high-frequency heating device.
[Explanation of symbols]
1 Magnetron (electromagnetic radiation means)
5 Food (to be heated)
6,144 Rotating waveguide (local heating means)
10 Control means
11 Local heating control means
12 Stirrer (stirring means) (second heating means)
18 Weight detection means (physical quantity detection means)
19 Output ratio control means
20 First switching means (switching means)
21 2nd switching means (switching means)
24 Temperature distribution detection means
29,148 electromagnetic waves
52 Low temperature partial extraction means
53 Shape detection means (physical quantity detection means)
54 Setting means
55 Switching means
56 Electromagnetic radiation outlet (second heating means)
57 First magnetron (first electromagnetic radiation means)
58 Second magnetron (second electromagnetic wave radiation means)
80 First output control means
83 Second output control means
85 First inverter power supply
86 First switching element
87 Second inverter power supply
88 Second switching element
93 First rotating waveguide (local heating means)
93b First rotating waveguide (second local heating means)
94 Second rotating waveguide (local heating means)
94b Second rotating waveguide (second local heating means)
95 Rotating antenna (stirring means) (second heating means)
108 Contour extraction means
112 Second heating control means
113 Variable distance control means
114 Distance variable means
115a Optical sensor light emitting part (position detecting means) (physical quantity detecting means)
115b Photosensor light receiving part (position detecting means) (physical quantity detecting means)
120 Male thread (Distance variable means)
121 Female thread (Distance variable means)
125 area instruction means (area arrangement means)
126 Bread (food) (to be heated)
127 Bento (food) (to-be-heated object)
128 matrix (area instruction means) (area arrangement means)
128a Non-heating area instruction means (area instruction means) (area arrangement means)
129 Makunouchi lunch (food) (to-be-heated)
129a Raw vegetables (food) (to be heated)
129b Rice (food) (to be heated)
129c Side dish (food) (to be heated)
130a Light emitting part of light sensor (physical quantity detection means) (area extraction means)
130b Optical sensor light receiving part (physical quantity detection means) (area extraction means)
131 Heating range setting means (area setting means)
139 Local heating means
149 Rotating shield (local heating means)

Claims (2)

マグネトロンにより電磁波を放射する電磁波放射手段と、前記電磁波で被加熱物の任意の部位を加熱できる第1の局所加熱手段と、前記局所加熱手段とは異なる方向からの電磁波で前記被加熱物の任意の部位を加熱する第2の局所加熱手段と、前記第1の局所加熱手段を制御する第1の局所加熱制御手段と、前記第2の局所加熱手段を制御する第2の局所加熱制御手段と、前記被加熱物と前記第2の局所加熱手段との距離を近づける距離可変手段と、前記距離可変手段を制御する距離可変制御手段を有する高周波加熱装置。An electromagnetic wave radiation means for radiating electromagnetic waves by the magnetron, a first local heating means for heating any part of the object to be heated by the electromagnetic wave, any of the object to be heated by the electromagnetic wave from a direction different from that of the local heating means Second local heating means for heating the part , first local heating control means for controlling the first local heating means, and second local heating control means for controlling the second local heating means A high-frequency heating apparatus comprising: a distance variable means for reducing the distance between the object to be heated and the second local heating means; and a distance variable control means for controlling the distance variable means . 前記被加熱物の物理量を検出する物理量検出手段を有し、前記距離可変制御手段は、前記物理量検出手段により前記距離可変手段を制御する構成とした請求項記載の高周波加熱装置。 Wherein a physical quantity detecting means for detecting a physical quantity of the object to be heated, the distance variable control means, high-frequency heating device according to claim 1, wherein a structure for controlling the distance changing means by said physical quantity detecting means.
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