JP3819618B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マイクロ波により食品等を加熱する高周波加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の高周波加熱装置を示す要部構成図、図７はその回転プレートの平面図である。図において、２は高周波加熱装置の外郭を形成する本体（図示せず）内に形成され一方に開口部を有する加熱庫であり、開口部はドア（図示せず）により開閉される。またドアの近傍には調理メニューキー、調理キーや取消キー等の各種キーを備えた操作部（図示せず）が配設されている。５は加熱庫２の下部に設けられたモータであり、加熱庫２の底面略中央部にその回転軸５ａを突出させている。６はモータ５の回転軸５ａに嵌入し、モータ５の駆動により回転する被加熱物載置用の回転プレート、７は回転プレート６に載置する調理皿であり、被加熱物が載置され、マイクロ波を透過する耐熱ガラスから成る。８は加熱庫２の壁部に設けたマイクロ波を加熱庫２内に供給する下部給電口であり、その下端部は回転プレート６より上方に位置して配設されている。９は下部給電口８より上方に設けた上部給電口、１０はマイクロ波を発生するマグネトロン、１０ａはマイクロ波発振用のアンテナ、１１は下部給電口８と上部給電口９に連通し、アンテナ１０ａからのマイクロ波を下部給電口８と上部給電口９にそれぞれ導く導波管である。また、１２は食品等の被加熱物である。
【０００３】
ここで、回転プレート６の構成について説明する。
回転プレート６は、モータ５の回転軸５ａと嵌合する嵌合部を有する中心部６ａより同心円状に形成した一対の円弧部６ｂとこの円弧部６ｂの対角辺に形成した一対の直線部６ｃとで略楕円形状の外形を構成し、中心部６ａより等角度（１２０度）で配設した桟６ｉを外形方向に延設して開口部６ｊを形成している。なお、回転プレート６は金属材料、例えば鋼板をプレスにて穴抜き加工して開口部６ｊを成形し、表面にクロームメッキ処理を施している。
【０００４】
次に動作について説明する。
加熱庫２内の回転プレート６の上に被加熱物１２を載せた調理皿７を載置する。次に操作部の調理メニューキー及び調理キーを操して、高周波加熱装置を始動するとマグネトロン１０が駆動し、アンテナ１０ａからマイクロ波を発生して導波管１１を通過して下部給電口８及び上部給電口９より加熱庫２内にマイクロ波を照射する。下部給電口８及び上部給電口９から照射されたマイクロ波は加熱庫２の壁部で反射（入射角＝反射角）し、加熱庫２内に拡散する。また、マグネトロン１０が始動すると同時にモータ５が駆動して回転プレート６が回転し加熱庫２内のマイクロ波を撹拌して加熱庫２内のマイクロ波の均一化を図っている。なお、回転プレート６の開口部６ｊはマイクロ波の波長λ（１２２ｍｍ）より大きい内周長で形成されているのでマイクロ波が透過し易く、回転プレート６の下部まで透過する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の高周波加熱装置は以上のように構成されているので、調理皿７に例えば肉等の固形食品を載せて調理した場合、肉の外側は早く温度上昇するが、マイクロ波は壁部に反射されることでそのエネルギーが減衰するため、中心部に到達するマイクロ波は弱く、温度が上昇しにくい。したがって、中心部と外側との温度差が約１０度と大きくなってしまう。また、牛乳をカップに入れ調理した場合では、カップ上部の液面にはマイクロ波が強く作用し温度上昇して液面付近で対流するが、カップ底部ではマイクロ波が弱く、温度上昇が液面付近より小さく、結果として液面付近が底部より温度が高くなるためカップ内全体の対流が発生せず液面付近と底部との間に約５度の温度差が生じてしまう。つまり、従来の装置では、被加熱物の加熱ムラが大きく、温度の低いところも所定の温度とするために加熱時間を長くしていた。その結果、電力消費が多くなってしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、加熱ムラが少なく、調理時間を短縮でき省エネルギー化を図れる高周波加熱装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の高周波加熱装置は、加熱庫と、前記加熱庫の壁部に形成され前記加熱庫内にマイクロ波を供給する給電口と、前記加熱庫の底部に設けられた被加熱物載置用の回転プレートとを備え、前記回転プレートは複数の縦桟と横桟とで形成され、縦桟の中心線の間隔及び横桟の中心線の間隔をそれぞれ４分の１波長とし、縦桟及び横桟の長さを２分の１波長以上としたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１から図３に基づいて説明する。図１は実施の形態１を示す高周波加熱装置の斜視図、図２は断面図、図３は高周波加熱装置の回転プレートを示す上視図である。図において、１は高周波加熱装置の外郭を形成する本体、２はその本体１内に形成され一方に開口部を有する加熱庫、３は加熱庫２の開口部を開閉するドア、４はドア３に隣設した調理メニューキー、調理キー、取消キー等の各種キーを備えた操作部、５は加熱庫２の下部に設けられたモータであり、加熱庫２の底面略中央部に回転軸５ａを突出させている。６はモータ５の回転軸５ａと嵌合し、モータ５の駆動により回転する被加熱物載置用の回転プレート、７は回転プレート６に載置する調理皿であり、被加熱物が載置され、マイクロ波を透過する耐熱ガラスから成る。８は加熱庫２の壁部に設けたマイクロ波を加熱庫２内に供給する下部給電口であり、下部給電口８の一部は回転プレート６の上方に開口し、その下端部は回転プレート６より下方に開口している。９は下部給電口８より上方に設けた上部給電口、１０はマイクロ波を発生するマグネトロン、１０ａはマイクロ波発振用のアンテナ、１１は下部給電口８と上部給電口９に連通し、アンテナ１０ａからのマイクロ波を導く導波管である。また、１２は食品等の被加熱物である。
【００１１】
ここで、回転プレート６の構成について説明する。
回転プレート６は、モータ５の回転軸５ａと嵌合する嵌合部を有する中心部６ａより同心円状に形成した一対の円弧部６ｂと、この円弧部６ｂの対角辺に形成した一対の直線部６ｃとで略楕円状に外形を構成し、中心部６ａより直線部６ｃに向かって延設した縦桟６ｄと、縦桟６ｄと平行に円弧部６ｂに向かって等間隔ｂに配設した４本の縦桟６ｅと、中心部６ａより円弧部６ｂに向かって延設した横桟６ｆと、この横桟６ｆと平行に直線部６ｃに向かって等間隔ｂに配設した４本の横桟６ｇとで回転プレート６全体を平行な複数の格子で形成している。なお、回転プレート６は金属材料、例えば鋼板をプレスにて穴抜き加工して格子状を形成し、表面にクロムメッキ処理を施している。
【００１２】
ここで、上述した桟の中心線の間隔について詳細に説明する。
マイクロ波は正弦波をなし、その波長λは約１２２ｍｍであり、その２分の１波長（1/2λ）（約６１ｍｍ）の箇所が最も電界の強い強電界部である。この特性を有するマイクロ波を集積するためには、長さが1/2λ以上のアンテナを複数配設する必要がある。そこで、実施の形態１では、アンテナとなる桟を次のように配設している。即ち、外形の円弧６ｂ方向に平行に配設した縦桟６ｄ、６ｅは各縦桟の中心線の間隔を４分の１波長（1/4λ）とし、図３に示すαとγの間、γとεの間、βとσの間がそれぞれ1/2λになるように配設し、各桟の長さａを1/2λ以上としている。また、縦桟６ｄ、６ｅと直交する横桟６ｆ、６ｇも各横桟の中心線の間隔を1/4λとし、イとハの間、ハとホの間、ロとニの間がそれぞれ1/2λになるように配設し、各桟の長さａを1/2λ以上としている。
また、縦桟と横桟とで形成された開口Ａは、その内周長がマイクロ波の波長λ（約１２２ｍｍ）より小さく形成されている。
【００１３】
次に動作について説明する。
ドア３を開放し、モータ５の回転軸５ａに回転プレート６の嵌合部を嵌合し、その上に被加熱物１２が載置された調理皿７を載せドア３を閉塞する。そして、操作部４の調理メニュー、調理キーを押圧操作すると、マグネトロン１０が駆動してアンテナ１０ａからマイクロ波が発生し、導波管１１を通過して下部給電口８及び上部給電口９から加熱庫２内にマイクロ波が照射される。加熱庫２内に照射されたマイクロ波は加熱庫２の壁部に反射して拡散するが、アンテナとなっている縦桟に対してマイクロ波が直交すると、例えばαは弱くβは強く、γは弱くσが強く、と図３の破線の様にマイクロ波の強い箇所は縦桟βとσとなる。また、αは強くβは弱く、γは強くσ弱く、εは強くと図３の一点鎖線のようにマイクロ波の強い箇所は縦桟α、γ、εとなる。つまり、縦桟５本にマイクロ波が集積することになる。また、横桟に対してマイクロ波が直交する場合も同様の作用を示し横桟５本にマイクロ波が集積する。これにより、回転プレート６上の調理皿７に載置した被加熱物１２にマイクロ波が集中して加熱が促進される。
【００１４】
また、開口Ａの内周長をマイクロ波の波長λ（約１２２ｍｍ）より小さくすることで、マイクロ波を透過しにくくしているので、マイクロ波の透過を少なくして、回転プレート６上部の被加熱物１２により多くのマイクロ波が集中照射されることとなる。
【００１５】
また、モータ５により回転プレート６を回転させると、縦桟または横桟が下部給電口８または上部給電口９に対して直交するたびに各給電口から照射されたマイクロ波はアンテナである縦桟または横桟に集積するので、回転プレート６上の調理皿７に載置した被加熱物１２にマイクロ波が集中して加熱が促進される。また、回転することでマイクロ波は撹拌されるので、アンテナである縦桟、横桟に直交する機会が多くなり、よりマイクロ波が被加熱物１２に集中する。この結果、肉を加熱した場合、従来は中心部と外側の温度差が約１０度であったものが約５度となり、牛乳の加熱では上下の温度差が約５度であったものが約３度となった。また、加熱時間もごはん１５ｇを加熱したとき従来は１分４０秒を要したものが１分となり、牛乳１５０ｃｃでは１分５０秒であったものが１分２０秒となった。
【００１６】
実施の形態１によれば、格子間の中心線の間隔を４分の１波長とするとともに、桟の長さを２分の１波長以上としたので、桟がマイクロ波に対してアンテナ効果を有しマイクロ波が桟に集積する。これにより、被加熱物の加熱ムラが大幅に縮小され、また加熱時間も大幅な短縮となり、結果として省エネルギーとなる効果がある。
【００１８】
実施の形態２.
図４はこの発明の実施の形態２である高周波加熱装置の回転プレートを示す上視図である。図中、実施の形態１と同一部分には同一の符号を付し、説明は省略する。図において、６ｈは４分の１波長（1/4λ）の等間隔に配設した縦桟であり、この縦桟は１列おきに1/2ｂ（1/8λ）ずらして配列している。この構成では、横桟６ｆ、６ｇがアンテナの作用をしマイクロ波を集積させる。回転プレート６は回転しているので、給電口の方向に対して横桟６ｆ、６ｇが直交したとき、またはマイクロ波が横桟６ｆ、６ｇに対して直交したとき、横桟６ｆ、６ｇはアンテナとなってマイクロ波を集積させ、被加熱物の加熱を集中的に行い、加熱効率が向上する。
【００１９】
実施の形態３.
図５はこの発明の実施の形態３である高周波加熱装置の回転プレートを示す上視図である。図中、実施の形態１または２と同一部分には同一の符号を付し、説明は省略する。実施の形態１及び２では金属板をプレスにて穴抜き加工して縦桟６ｄ、６ｅ、横桟６ｆ、６ｇを形成し格子状としたが、実施の形態３の回転プレート６は金属線をスポット溶接等の溶接により形成したものである。この構成でも実施の形態１と同等の効果を奏する。
【００２０】
なお、上述した実施の形態では、回転プレートの外形状を略楕円形としたが、これに限るものではなく、円形または矩形としてもよい。
【００２１】
この発明によれば、縦桟の中心線の間隔及び横桟の中心線の間隔をそれぞれ４分の１波長とし、縦桟及び横桟の長さを２分の１波長以上としたので、桟がアンテナとなってマイクロ波を集積し、被加熱物の加熱ムラが大幅に縮小され、また加熱時間も大幅な短縮となり、結果として省エネルギーとなる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示す高周波加熱装置の斜視図である。
【図２】 この発明の実施の形態１を示す高周波加熱装置の断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態１である高周波加熱装置の回転プレートを示す上視図である。
【図４】 この発明の実施の形態２である高周波加熱装置の回転プレートを示す上視図である。
【図５】 この発明の実施の形態３である高周波加熱装置の回転プレートを示す上視図である。
【図６】 従来の高周波加熱装置を示す要部構成図である。
【図７】 従来の高周波加熱装置の回転プレートを示す平面図である。
【符号の説明】
１ 本体、２ 加熱庫、３ ドア、４ 操作部、５ モータ、６ 回転プレート、６ａ 中心部、６ｂ 円弧部、６ｃ 直線部、６ｄ、６ｅ、６ｈ 縦桟、
６ｆ、６ｇ 横桟、６ｉ 桟、６ｊ 開口部、７ 調理皿、８ 下部給電口、
９ 上部給電口、１０ マグネトロン、１０ａ アンテナ、１１ 導波管７
１２ 被加熱物。

Claims (1)

1. 加熱庫と、前記加熱庫の壁部に形成され前記加熱庫内にマイクロ波を供給する給電口と、前記加熱庫の底部に設けられた被加熱物載置用の回転プレートとを備え、前記回転プレートは複数の縦桟と横桟とで形成され、縦桟の中心線の間隔及び横桟の中心線の間隔をそれぞれ４分の１波長とし、縦桟及び横桟の長さを２分の１波長以上としたことを特徴とする高周波加熱装置。

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