JPH04371723A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、食品を加熱する高周波
加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の高周波加熱装置は、図４に示すよ
うに加熱室１全体が金属で囲まれた閉空間の中に、高周
波発振源２から高周波を放射して食品４を加熱している
。従って、加熱室１内にはその加熱室壁によって生じる
定在波モード１２で食品４を加熱していた。また、食品
４を加熱室１内に出し入れし、食品の加熱状況を確認す
るために高周波が外部に漏れない程度のパンチング孔を
施した扉（図示せず）で構成されている。そして、加熱
室内の食品４の加熱分布を良くするためにターンテーブ
ル１３を施していた。このようにして食品４は、高周波
加熱によって食品全体が内部から加熱されるものであっ
た。そして、食品から発生する気体の温度等を検出する
センサ１４によって、発振源２を調整制御し、自動的に
食品４の加熱を停止させるものであった。なお、３は発
振源２に電力を供給する電源、８は発振源２を冷却する
冷却ファンである。

【０００３】一方、このような定在波モードの加熱方法
とは別に表面波加熱によって電界を食品の近傍付近に集
中させる加熱方式もある（例えば特公昭４７−３８７７
８号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記図４
の従来の構成では、食品全体が加熱されるために食品に
焦げ目がつきにくいことや、調理の種類によって、温度
勾配が得られないという課題があった。また、パンチン
グ孔を施しているため、内部の加熱状況を確認しにくい
課題があった。そして、加熱室内の定在波により、定在
波の腹にあたる食品の部分は、熱くなり加熱ムラが生じ
ることや、食品から発生する気体の温度等を検出するセ
ンサによって、発振源を調整制御し、自動的に食品の加
熱を停止させたときには、加熱ムラが相当進行していた
。

【０００５】また、上記従来の表面波加熱方式では、電
界が食品の近傍に集中するために、上記図４の課題は解
決されるが、逆に食品全体を加熱することはできないと
いう課題があった。（例えば、電界集中近傍側は加熱さ
れるが、その反対側は、加熱されない時があった。）ま
た、食品の形状、量、種類によって、最適な表面波伝搬
モードを実現することや食品の加熱時間の設定は、使用
者にとって非常に煩雑な操作を必要としていた。

【０００６】本発明は上記課題を解決するもので、表面
波加熱方式で、食品全体が均一に加熱され、加熱状況も
確認しやすく、最適な表面波加熱状態を簡単に実現でき
、発振源の制御を自動的に制御、停止できる高周波加熱
装置を提供することを目的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、電源により高周波を発振する発振源と、前
記発振源から発振された高周波を表面波伝搬モードで加
熱する周期構造加熱プレートと、食品の種類により前記
加熱プレートの表面波伝搬モードを変える可変機構と、
前記加熱プレート上を電波遮蔽機構を備えた蓋で囲む加
熱室と、前記加熱室内の食品の電波吸収量を検出する検
出手段と、前記検出手段の信号により前記可変手段を制
御するとともに前記発振源を制御する制御手段で構成し
ている。

【０００８】

【作用】本発明は上記構成によって、加熱プレート上の
食品への高周波の吸収度合を検出し、その信号により食
品に高周波が効率的に吸収されるように表面波加熱伝搬
モードを制御し、かつ発振源を自動的に制御できる作用
を有する。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図１を参照して説明す
る。

【００１０】図１において、１は導電性膜からなる電波
遮蔽機構を有する耐熱透明性樹脂からなる蓋１４で囲わ
れた加熱室、２は高周波発振源であるマグネトロン、３
はマグネトロンに供給する電源、４は食品、５は表面波
加熱モードを生じさせる周期構造体の加熱プレート、６
は表面波加熱の伝搬モードを変える可変機構、７は加熱
プレート５にマグネトロン２からの高周波を励振させる
ためのアンテナ、８はマグネトロン２を冷却する冷却フ
ァン、９は周期構造体をカバーする樹脂である。１０は
加熱プレート上の食品への高周波の吸収度合を検出する
検出手段、１１は検出手段の信号により可変機構を制御
し、加熱ムラの生じない表面波加熱の伝搬モードに制御
し、かつ食品４の加熱時間を自動的に制御する制御手段
である。

【００１１】図２と図３は、表面波加熱を説明する周期
構造体の説明図である。表面波加熱は、電波の全反射を
利用するものであり、図２のような溝を有する周期構造
体とすることによって、電波を表面付近に集中させるこ
とができる。図３はその等価回路であって特性インピー
ダンスＺ０　、集中インピーダンスをＺ１　、それぞれ
の空間の位相定数をβＯ　、βＰ　、またＺ方向の位相
定数をβＺ　、その周期ピッチをｐとすると、そのとき
の特性方程式として、ｃｏｓβＺ　ｐ＝ｃｏｓβＯ　ｐ
＋（Ｚ１　／２Ｚ０　）・ｓｉｎβＰ　が成立する。

【００１２】図２に示す溝付きの構造体では、溝の深さ
ａとピッチｐとを使用周波数の波長λに対して適当に選
ぶと伝送方向Ｚに直角に進む電波は溝のために遮断領域
にあったり、もしくは溝の表面と、自由空間との境界面
で完全反射して定在波をつくり、結局Ｚ方向にしか伝搬
しない。また、Ｘ方向への電波の伝搬は、指数関数的に
減少する（フロケの定理、近代科学社、マイクロ波工学
下巻Ｐ，４６２からＰ，４６４）。

【００１３】従って、加熱プレート５を周期構造体にし
て、溝の深さを変える可変機構６を備え制御することに
よって、食品４に電界を集中させることも、Ｘ方向への
電波の指数関数的な減少も変えることができる。いいか
えれば、Ｚ方向の集中度合をゆるめ、よりＸ方向への電
波の強度を増加させることにある。

【００１４】上記構成において、溝の深さを深くすると
電波は溝の表面付近での集中度が増すので、肉に焦げ目
をつけるときは、溝を深くするように可変機構６を調整
し、さらに内部まで加熱したいときは、溝の深さを浅く
し、電界の集中度を緩和し全体を加熱することが可能と
なる。

【００１５】なお、検出手段１０は、ある周波数帯（例
えば、２．４５ＧＨＺ）の食品の誘電体損失から、食品
４の電波吸収量を検出するものである。簡単に説明する
と、損失が大きいと食品４に吸収される電波量は大きく
、したがって検出手段１０で検出される信号値は小さい
。また、食品４の量が少ないと吸収される電波量は食品
４の量が多い時に比べて相対的に小さくなる。（電波吸
収量と、信号値は反比例の関係がある。）すなわち、食
品４の量、形状、種類によって加熱開始時に検出手段１
０によって検出される信号によって、加熱プレート５上
の食品４が効率よく吸収されるように可変機構６を制御
し、加熱時間を決定し、発振源２を制御するものである
。

【００１６】ところでこの時に、自由空間への電波漏れ
を防ぐために加熱プレート５上にパンチング孔等の電波
遮蔽機構を有する蓋１４を設けるとよい。さらに内部を
良く見えるようにするため導電性膜等で電波を反射する
電波遮蔽機構を有する耐熱透明性樹脂からなる蓋１４で
囲われた加熱室１を設けてもよい。この構成で、電波が
漏れて人体に電波が照射されることはない。なお、耐熱
透明性樹脂はこれに限定されるものではなく、ガラスや
セラミック等の透明体であればよい。また、前記説明で
は全体が透明な透明体で囲った場合について説明したが
、食品４の焦げ目状態がよく目視できたら良いのである
から必ずしも全体が透明である必要がなく一部だけが透
明であってもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の高周波加熱
装置は、次に述べる効果がある。

【００１８】検出手段の信号により加熱プレートの表面
波伝搬モードを変える可変機構を制御し、さらに食品の
電波吸収量を検出し、加熱時間を自動的に決定し発振源
を制御するので、使用者は、特別な操作もいらず、簡単
に食品の加熱調理ができるとともに、食品の種類によら
ず表面波加熱により加熱ムラの起きない加熱方式が簡単
に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における高周波加熱装置の全
体構成を示す一部断面図

【図２】本発明の一実施例の表面波加熱を説明する周期
構造体の図

【図３】本発明の一実施例の表面波加熱を説明する周期
構造体の等価回路図

【図４】従来の高周波加熱装置の構成を示す一部断面図

【符号の説明】

１　　加熱室 ２　　高周波発振源 ４　　食品 ５　　加熱プレート ６　　可変機構 １０　　検出手段 １１　　制御手段 １４　　蓋

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高周波を発振する発振源と、前記発振源よ
   り発振された高周波を表面波伝搬モードで加熱する周期
   構造加熱プレートと、食品の種類により前記加熱プレー
   トの表面波伝搬モードを変える可変機構と、前記加熱プ
   レートとその上を囲う電波遮蔽機構を有する蓋との間に
   設けられた加熱室と、前記加熱室内の食品の電波吸収量
   を検出する検出手段と、前記検出手段の信号により前記
   可変手段を制御するとともに前記発振源を制御する制御
   手段とからなる高周波加熱装置。
2. 【請求項２】前記蓋の少なくとも一部が電波遮蔽機構を
   備えた透明体である請求項１の高周波加熱装置。