JPH04206497A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、食品の解凍および再加熱を自動的に行なう高
周波加熱装置に関する。

従来の技術 従来、この種の高周波加熱装置（以後電子レンジと呼ぶ
。）の解凍および再加熱を自動化して行なう例を第６図
を用いて説明する。

まず、食品の解凍を自動化する場合、加熱室２ノ中に置
かれた食品１を均一に加熱するために加熱均一化手段で
あるターンテーブル６上の食品ｌの重量を重量センサ３
３で検出し、その重量に対応した解凍シーケンスを選び
解凍する。これは制御手段であるマイコン１５が出力可
変手段５を制御し、高周波放射手段３の出力を制御する
ものであった。すなわち、解凍選択スイッチ３４をオン
した後、重量センサ３３で、ある食品１の重量を検出し
たならば、第７回に示すように重量に対応して、出力可
変手段５のオンオフを繰り返すことＱこよって食品の解
凍制御を行なっていた。

マ１コ、再加熱を自動化する場合は、重量センサ３３と
は別個に食品から発生する蒸気などを検出する気体セン
サ３５を用いて行なっていた。すなわち、再加熱選択ス
イッチ３６をオン巳た後、第７回に示すように気体セン
サ３５で、食品の加熱とともに食品１から発生ずる蒸気
の急激な増加を検出したならば、加熱を停止するもので
あった。

発明が解決しようとする課題 ・５かし、上記の構成では、以下に示す課題があった。

重量センサを用いて食品の解凍制御を行なう場合、食品
の解凍はその開始温度がある決められた温度（たとえば
冷凍庫温度−１８°Ｃ）から始まったり、正方形等の標
準的な形状であったりした時は満足な解凍ができる。し
かし、食品の解凍開始温度や形状が異なると食品の煮え
や、未解凍であったりして解凍の仕上がりが不満足なも
のとなる。

また、食品の重量を測定するための重量センサは、ター
ンテーブル上のいかなる部分に食品が置かれても同−重
さを示すものである。ところが実際コニは食品をターン
テーブルの中央に置いた場合と端に置いた場合とでは、
同し解凍時間でも端に置いた場合の食品が煮えてしまう
ことがあった。また、ターンテーブルの中央に置き、同
し重量の食品でも長方形の形状の食品が煮えてじまうこ
とがあったりした。

また、気体センサを用いて食品の再加熱制御を行なう場
合、食品の加熱進行とともに発生する蒸気の量の増加を
検知し、加熱を停止するものである。しかし、食品の種
類により蒸気の発生のしかたが異なるため制御がむつか
しく、あたためすぎたり、あたため不充分であったりす
るという課題′があった。

以上のように電子レンジの解凍と再加熱の自動化Ｑこは
それぞれにセンサと選択スタートスイッチを設けなけれ
ばならず構成が複雑なことおよび使用者の誤使用を招く
ものであった。

本発明の目的は、食品の温度、量、形状を自動的に判別
してそれらに対応した解凍、再加熱の制御を実現するこ
とを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記の目的を達成するため乙こ本発明は、前記検波手段
の信号をアナログ・デジタル変換する変換器と、商用電
源の周波数毎（例えば５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚ）に前
記加熱均一化手段の１周期中毎の前記変換器後の信号を
デジタル積分し演算する計算部と、前記食品の加熱開始
を始めるスタートスイッチと、加熱開始後一定時間前記
加熱均一化手段の周期毎に断続加熱もしくは前記高周波
放射手段を連続低出力制御し、前記計算部の前記加熱開
始時の信号埴とからの変化量と加熱開始時の初期値にも
とづいて解凍、再加熱を判断し以後、各々に応した加熱
制御をする制御手段とで構成したものである。

作用 本発明は上記構成によって、冷凍食品と再加熱食品との
判別をすることができる。すなわち、第５関より冷凍食
品の加熱に伴う誘電体損失の増加によって食品が氷点以
下であれば高周波電波は、食品に吸収されＳこくく、氷
点を越え水分の部分が増加するとその部分に高周波が吸
収され始めるので検波出力が小さくなり、その出力の変
化量が大きくなる作用を有し、氷点以上から１００°Ｃ
までの間は誘電体損失の変化が緩慢であるので、その出
力の変化量は小さくなる作用を有する。したがって、食
品の加熱開始温度を判別できる。さらに高周波放射手段
の信号電波が、加熱開始時における食品の表面積に応し
て相対的に食品に吸収される電波量の絶対量が変わるの
で加熱室庫内の食品の量や形状を検出する作用を有する
ものである。

実施例 以下、本発明の一実施例について添付図面にもとづいて
説明する。

第１図は、本発明の一実施例の高周波加熱装置の本体構
成図である １は食品、２は加熱室、３は高周波放射手段（以後マグ
ネトロンと呼ぶ）、４はマグネトロン３を動作させるた
めの高圧トランス、５は高圧トランス４を介しマグネト
ロン３の高周波電力の出力を可変する出力可変手段、６
は食品１を均−Ｓ二加熱するための加熱均一化手段のタ
ーンテーブル（本発明では一周！ｔｌｌｌＯ秒）であり
、７はターンテーブル６を駆動するモータ、８は、加熱
室１の一部に施し、マグネトロン３の高周波電力の一部
を取り出す開口部、９は開口部カバー、１０はアンテナ
、１１はアンテナＩＯで受信した高周波電波を検波する
検波手段、１２はアナログ・デジタル変換する変換器、
１３は商用電源の周波数毎（例えば５０Ｈｚもしくは６
０Ｈｚ）にターンテーブル６の１周期毎の信号をデジタ
ル変換し、その信号をデジタル積分し演算する計算部、
１４は加熱開始を始めるスタートスイッチ、１５は計算
部の信号変化にしたがって可変手段５、マグネトロン３
、モータ７を制御する制御手段（本発明ではマイクロコ
ンピュータ−）である。

第２図は、マグネトロン３の発振信号を検波する検波手
段１１の回路図である。１６は５０オームの抵抗、１７
は検波ダイオード（例えばショットキーバリアダイオー
ド）、１８．１９は抵抗、２０はコンデンサでこれら；
こよってマグネトロン３の発振周波数帯（２，４５ＧＨ
ｚ帯）において開口部８から漏洩−食品ｌに吸収されな
い高周波電力を検波じ、電圧■Ｓとして検出するもので
ある。

第３図は、検波手段１１をマイクロスト１ノブラインで
高周波回路として構成した図である。

ある誘電率ＥＲを有する誘電体基板２１上に銅箔のパタ
ーン２２．２３．２４．２５．２６をエノチングシで抵
抗などを構成することができる。２２の銅箔の部分は特
性インピーダンス５０オームであり、２５．２６の部分
はアースである。２７は基板２１の裏面のアースと接続
するスルーホール、２８．２９．３０．３１は、検波手
段１１を支持する取り付は穴で２６のアースの部分に半
田付けで固定支持される。３２はアンテナ１０と銅箔２
２を電気的に接続するスルーホールである。マイクロス
トリップラインで検波手段１１をアンテナ６を含めて一
体構成することによって、ラインの長さを検波する周波
数帯に合わせて最適に設計するのが容易であり、エンチ
ングで行っているので検波精度が向上するものである。

第４図は、加熱室２内で食品１（冷凍中ミンチ肉３００
Ｇ　）を解凍した時と、同し重さの食品１を再加熱した
時の変換器１２後の信号をターンテーブル１２の一周期
毎（１０秒）にデジタル積分し、計算部１３で平均処理
した後の信号電圧の変化を示す特性図である。

第４図をみるとわかるように食品加熱開始後の一定時間
の食品温度判断部においてターンテーブル６の１周期毎
に加熱開始時の信号値とからの変化（第４図中ΔＶ＋）
が解凍食品（氷点以下）と再加熱食品（氷点以上）とで
は明らかに異なっていることがわかる。したがって、制
御手段１５はスタートスイッチ１４をオンした後、一定
時間、マグネトロン３の高周波電力をターンテーブル６
の周期毎に断続的にオンオフを行い、食品温度判断部の
時間中にその変化量にもとづいて食品の解凍、再加熱の
パターンを自動的に判別することができる。なお、食品
の温度判別が可能なのは、作用のところで説明したよう
に冷凍食品と再加熱食品の電波の吸収が異なるからであ
る。すなわち、食品が氷点以下であれば高周波電波は食
品に吸収されにくく、氷点を越え水分の部分が増加する
とその部分に高周波が吸収され始めるので検波出力が小
さくなること、および氷点以上から１００°Ｃまでの間
は誘電体損失の変化が緩慢となるからである。

なお、食品温度判断部の後の解凍の加熱制御は、更に高
周波電力のオンオフを繰り返し、食品が煮えないように
その変化量を監視しながら変化が少なくなった時点（食
品が氷点温度付近）で加熱を停止する。

また、食品温度判断部の後の再加熱の加熱制御は、高周
波電力をオンし続け、更にΔ■２変化したところで加熱
を停止すると最適な食品の仕上がりになることがわかっ
た。

以上述べたように、検波手段１１の信号変化の変化量で
食品の温度および温度上昇を間接的に検出でき、しかも
自動的に解凍か、再加熱かを判別できるのである。

発明の効果 以上述べたように本発明によれば、以下に述べる効果が
得られる。

（１）　　ターンテーブルの１周期毎の検波手段１１の
信号変化の変化量で食品の温度および温度上昇を間接的
に検出でき、しかも自動的に解凍か、再加熱かを判別で
きるＯで使用者はスタートスイッチをオンするだけでよ
く非常に簡単な操作で解凍または再加熱をすることがで
きる。

（２）従来のよう乙こ解凍と再加熱をそれぞれのセンサ
で行なう必要がなく構成も簡単になり、信頼性を高め、
コストを低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の高周波加熱装置の本体構成
図、第２図は同検波手段の回路図、第３図は同検波手段
をマイクロストリップラインで構成した図、第４図は同
解凍と再加熱の場合の検波手段８の信号の変化を示す特
性図、第５図は食品の誘電体損失の温度依存性と検波出
力の関係を示す特性図、第６図は従来の亮周波加熱装置
の本体構成図、第７図は同解凍、再加熱のンーケンス制
御図である。 １・・・・食品、２・・・・加熱室、３・・・・・高周
波放射手段、５・・・・・出力可変手段、６・・・・・
加熱均一化手段、１０・・・・・・アンテナ、ＩＩ・・
・・・検波手段、１２・・・・・アナログ・デジタル変
換器、】３・・・・・・計算部、１４・・−・スタート
スイッチ、１５・・・・・制御手段。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ばか２名ｌ−・査
品 ２−一一刀ｏ　＠　’１ ３−一一嵩＠濃放射手段 ５−−一出力可変今股 ６−・力υ熟均−づし＋綬 ノ０−アンテナ Ｕ−−・検波手段 １２−一一変横暴 ん　２　図 第　４　図 第　５　凶 １　　　　、 麿品、、、温度　［°Ｃ］ 第６図 袂 第７図 培間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　食品を出し入れする加熱室と、商用電源より前記加熱
   室内へ高周波を給電する高周波放射手段と、前記高周波
   放射手段の出力を可変する出力可変手段と、前記加熱室
   内で前記食品を均一に加熱する加熱均一化手段と、アン
   テナと、前記アンテナを介して食品の加熱進行状態を検
   出する検波手段と、前記検波手段の信号をアナログ・デ
   ジタル変換する変換器と、前記電源の周波数毎に前記加
   熱均一化手段の１周期中毎の前記変換器後の信号をデジ
   タル積分し演算する計算部と、前記食品の加熱開始を始
   めるスタートスイッチと、前記高周波放射手段、前記出
   力可変手段、前記加熱均一化手段を制御し、加熱開始後
   一定時間前記加熱均一化手段の周期毎に断続加熱もしく
   は前記高周波放射手段を連続低出力制御し、前記計算部
   の前記加熱開始時の信号値とからの変化量を加熱開始時
   の初期値にもとづいて解凍、再加熱を判断する制御手段
   とからなる高周波加熱装置。