JPH0479188A

JPH0479188A - 高周波加熱装置

Info

Publication number: JPH0479188A
Application number: JP19140390A
Authority: JP
Inventors: Tomomi Moriyama; 森山　智美; Koji Yoshino; 浩二吉野; Masaaki Yamaguchi; 公明山口; Takashi Kashimoto; 隆柏本; Masato Yota; 正人要田; Shinichi Sakai; 伸一酒井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-07-19
Filing date: 1990-07-19
Publication date: 1992-03-12
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JP2712780B2

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の自動化を達成する高周波加熱装置
に関する。

従来の技術従来、この種の高周波加熱装置の解凍の自動化を達成す
る手段としては、食品の重量を使用者があらかしめ計量
し電子レンジ操作部の重量設定キーにより食品重量を設
定することにより重量に対応した加熱シーフェンスで解
凍を行うタイムオートという手段があった。しかしこの
方法は食品の重さをあらかじめ計量し、操作部の重量設
定キーで重量を設定しなければならないと言った煩わし
さかあった。

そこで上記欠点を克服する、重量センサーを用いた解凍
の自動化を達成する手段がある。それを第１２図に示す
。加熱室１の中に置かれた食品２を均一に加熱させる均
一化手段であるターンテーブル３上の食品２の重量を検
出して、その重量に対応した解凍加熱シーフェンスを制
御手段により駆動手段４および高周波放射手段５の制御
を行うものであった。すなわち、重量センサー６て、食
品２の重量を検出したならば、重量に対応して食品の解
凍加熱ＩＩ御を行っていた。ところがターンテーブル３
の上に直接食品２を載せずにもし皿など容器を使用する
と重量センサー６は食品２と容器の両方の重さを食品重
量として誤検出し、必要時間以上に加熱してしまうので
、できばえか悪くなることがあった。また、重量センサ
ー６は食品２の重さのみを検出する手段であって食品２
の解凍開始時の温度まで推定することはてきす、食品２
の解凍開始時の温度によってできばえかばらつくことも
あった。

さらに上記タイムオート方式や、重量センサーによる自
動解凍方式の欠点を解決するものとして、検波センサー
を用いる方式がある。

この方式は加熱室内にマイクロ波検知素子（すなわちア
ンテナ）を配置し、食品に吸収されずに素子に検出され
るマイクロ波電力か食品の重量に反比例する特性を用い
るもの（特公昭５２−２１３３号公報）である。以下そ
の構成について第１３図を用いて説明する。加熱室１内
に冷凍の食品２か置かれ、高周波放射手段５より電波か
加えられる。このとき食品２に吸収されなかった電波の
一部か、加熱室１内に取りつけられたアンテナ９て検出
される。この検出量は食品２の重量に反比例するので、
検出量かわかれは食品２の重量を推定でき、最適加熱時
間を設定することかできる。さらに食品２の電波の吸収
のしやすさは食品２の温度により変化することから、ア
ンテナ９て検出される電波の一部の検出量や検出量の経
時変化の仕方により食品２の解凍加熱開始時の温１を推
定することかできる。つまり第１４図に示すように食品
温度Ｔと電波の吸収度合ε、ｔａｎδの関係から、食品
温度Ｔに対する電波の検出量■は第１５図のように変化
するので、加熱されるに従い時間と共に変化する食品温
度Ｔに対応する電波の検出量■の変化の仕方を比較する
ことにより食品の初期温度を推定し、食品の重量と初期
温度に適した最適加熱時間を設定することができるもの
である。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記のような構成では信号の変化を取り
こむために少なくとも均一加熱手段の周期の２倍以上の
時間が必要である。

ところか、一般にターンテーブル等の均一加熱手段は、
広範囲に及ぶ重量の被加熱物を載置するために、その回
転周期は１０〜２０秒といった比較的長い時間に設定さ
れることが多く、この間連続して大電力の高周波で加熱
すると冷凍食品か部分的に解凍を通り越して煮えにまで
至ってしまうという問題があった。

そこで本発明は、上記の課題を解決し皿の重量や解凍開
始時の食品温度によらずに、できばえよく解凍の自動化
かできる高周波加熱装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段そして上記目的を達成するために、食品を出し入れする
加熱室と、加熱室内へ高周波を給電する高周波放射手段
と、高周波を一定周期で攪拌する攪拌手段もしくは前記
食品を載置し一定周期で移動する食品移動手段と、加熱
室内の高周波を検出するアンテナと、アンテナの検出し
た高周波を検波する検波手段と、検波手段の信号を攪拌
手段もしくは食品移動手段の周期を元に信号処理し、高
周波放射手段の動作を制御する制御手段を有し、上記検
波手段の信号を処理している期間高周波放射手段が発生
しうる最大高周波出力よりも小さな高周波出力で食品を
加熱するという構成としている。

作用上記構成により、自動解凍を実施する場合、攪拌手段も
しくは食品移動手段の周期を元に検波出力を信号処理し
、高周波放射手段か発生しうる最大高周波出力よりも小
さな高周波出力で食品を加熱するので、信号の変化を正
確に取りこめるため、食品のできばえをそこなう事かな
い。

実施例に）、下、本発明の第１の実施例を添付図面に基づいて
説明する。第１図は本発明の一実施例を示す高周波加熱
装置の構成断面図である。加熱室１内に配置された食品
２に、高周波放射手段５により電波か放射される。この
時、食品２に吸収されなかった電波の一部か、樹脂性の
スリットカバー１０を通り抜け、加熱室１壁面に開けら
れたスリット１１を通り、プリント基板１２の裏面にあ
る銅箔てできたアンテナ９て検知され、プリント基板１
２の裏面にある検波手段１３に伝達され検波されたのち
、検波回路出力としてリート１４によって制御手段１５
まて送られる。検波量に応して制御手段１５は食品の状
態を知り最適解凍時間を推定し、高周波放射手段５や高
周波放射手段冷却用ファンＩ６や食品移動手段１７の周
期を基に信号蛤理をしている。尚１８はインバータ電源
、Ｔ９は表示部である。

ここてインバータ電源を用いた高周波放射手段５の駆動
について説明する。第２図は高周波加熱装置の回路図で
ある。第２図において商用電源２０の電力はダイオード
ブリッジ２Ｉにより整流され単方向電源か形成されてい
る。２２はインダクタンス、２３はコンデンサでありイ
ンバータの高周波スイッチング動作に対するフィルター
の役割を果たすものである。インバータは共振コンデン
サ２４、昇圧トランス２５、トランジスタ２６、タイオ
ート２７および駆動回路２８により構成されている。ト
ランジスタ２６は駆動回路２８より供給されるベース電
流によって所定の周期とデユーティ−（すなわちオンオ
フ時間比）でスイッチング動作する。この結果、第３図
（ａ）のような電流１．／１．すなわちトランジスタ２
６のコレクタ電流■、とダイオード２７の電流か流れる
一方トランシスタ２６のオフ時にはコンデンサ２４と１
次巻線２９との共振により第３図（ｂ）のような電圧■
ｏ、かトランジスタ２６のＣ−Ｅ間に発生する。このた
め１次巻線２９には第３図（Ｃ）のような電流か流れ、
１次巻線２９の両端には高周波電力か発生する。したか
って２次巻線３０および３次巻線３１には各々高周波電
圧か生しる２次巻線３０に発生する高周波高圧電力はコ
ンデンサ３２およびダイオード３３により倍電圧整流さ
れ高周波放射手段５のアノードカソード間に供給される
。

一方３次巻線３］に発生する高周波電圧はカソードヒー
ター間に供給される。こうして高周波発生手段５は発振
し誘電加熱が可能となるものである。

なお高周波放射手段６は高周波放射手段本体６ａとフィ
ルターを構成するコンデンサ３４．３５．３６、チョー
クコイル３７．３８、によりなるものである。

次に高周波放射手段か発生しうる最大高周波出力よりも
小さな高周波出力で食品を加熱する仕組みを第４図〜第
１０図を使って説明する。

第４図は、解凍終了時間を決定するために要する時間ｔ
と、その時間内の高周波加熱手段の出力Ｐの関係を示す
特性図である。解凍終了時間を決定するために要する時
間ｔとその時間内の高周波加熱手段の出力Ｐの積Ｐ−ｔ
を一定とするラインをａとしている。一定値ｐ−ｔより
も大きい値のエネルギーをかけると食品の種類、分量、
形状により部分的に煮えか生（７、できばえを損なうの
で常にＰ−ｔ（ａライン）以下で動作させなけれはなら
ない。ところか検波手段１３て解凍検知する場合、検波
信号の変化をとらまえるために、少なくとも食品移動手
段１７の二周期以上のデータ（時間か長い程よい）が必
要である。本発明のデータ取り込み回数は３回すなわち
３周期３Ｔ１　（時間か長い稈よい）としており、第４
図のａラインを越えないために高周波加熱手段の出力Ｐ
。を最大出力５００７’に対し３３０たまて絞っている
。

第５図（ａ）は高周波加熱手段のだしうる最大出力での
加熱を示している。Ｔ１は高周波を攪拌する攪拌手段も
しくは食品を載置し移動する食品移動手段１７の周期で
ありたとえば高周波加熱手段の最大出力Ｐで最適加熱時
間か２Ｔ、の場合を示している。このとき、検波手段１
３て取りこめる信号は二周期分しかない。これに対し第
５図（ｂ）はインバータ電源のスイッチングにより最大
出力Ｐを連続的に％に落とした場合で、最適解凍時間は
第５図（ａ）の２倍すなわち４Ｔ、となり、検波手段１
３で取りこめる信号も２倍の情報量となる。

次に解凍終了時間を決定するために要する時間とその時
間内の高周波放射手段の出力の積を一定値以下とした本
発明の第２の実施例における食品重量Ｗと加熱時間ｔの
関係を第６図に示す。食品重量Ｗにかかわらず、解凍終
了時間決定までに要する時間３Ｔ、は一定で、その間の
高周波出力は最大出力（５００Ｗ）よりも小さな出力（
３３０Ｗ）に絞っている。３Ｔ、時間中に検波手段で信
号処理を行い解凍終了時間ＴＴ０アＡＬを決定したなら
直ちに残り時間を表示管に表示し、高周波放射をＴ。□
の間オフすることで加熱ムラを均一にした後、高周波出
力をさらに低くして均一な解凍を行っている。第７図（
ａ）は食品の重量ｍと検波手段１３で信号処理して得ら
れた検波出力値■の関係を示している。食品の分量が増
すと検波出力は小さくなる傾向があるが、食品の解凍開
始時の温度か低い場合には、ａのように検波出力か大き
く温度が高い場合にはｂのように検波出力は低くなると
いう特性がある。また第７図（ｂ）は加熱時間ｔと検波
出力■との関係を示しているか、食品の解凍開始時の温
度か低い場合にはＣのように加熱初期の傾きか急で、開
始時の温度か高い場合にはｄのように傾きが緩やかにな
るという特性かある。以上の２つの特性を利用して食品
の重量や開始温度を推定し、良好なできばえに解凍てき
るように最適な解凍終了時間を決定している。第８図は
加熱室１内で食品２を食品移動手段】７の中央において
解凍したときの検波手段１３て検波された出力電圧Ｖの
変化を示す特性図である。第８図において検波出力電圧
の実線は食品移動手段１７の一周期中の高周波放射手段
５の発振時の検波出力電圧を結んだものであり、食品位
置に同期して増減する。点線は食品移動手段１７の周期
に同期して一周期毎の検波電圧を積分した波形図である
。検波出力電圧は食品移動手段１７の周期に同期して取
り込まないと食品２の位置による検波出力電圧の変動の
影響を受けて検波出力電圧の正確な変化を取り込むこと
ができない。よって本発明では食品移動手段１７の一周
期ごとに同期して積分しているのである。

第９図は検波手段１３の入力段の反射電力Ｐか周波数ｆ
か正規の発振周波数２．４５ＧＨｚの近傍では小さいの
に対し周波数Ｆがずれると反射電力Ｐ。

は急激に大きくなることを示している。インバータ電源
による高周波出力をある出力以下に絞ると発振が不安定
になり正規の周波数からずれることにより第９図のよう
に検波手段１３の反射特性に基づきアンテナ９で取り込
まれた信号が検波手段に入らなくなる。このような現象
を防止するためにある出力（本実施例では３００Ｗ）以
上の出力をかけて安定化を計っている。

第１０図は本発明の第３の実施例の解凍終了時間を決定
するのに要する時間ｔとその時間内の高周波放射手段１
７の出力Ｐの積を一定とするラインａを示し、高周波放
射手段１７の安定発振する出力の下限値Ｐ１との関係を
示している。Ｐ、よりも小さい出力に絞るとインバータ
電源による高周波放射手段の発振か不安定でアンテナで
検出する信号も不安定となるため本実施例ではＰ＋　　
（３００Ｗ）以上の高周波出力をｔ１時間かけて解凍終
了時間を算出することにより安定で精度の高い制御を実
現している。第１１図（ｂ）はインバータ電源を使用し
ていない断続動作によるで最大出力Ｐを食品移動手段の
一周期と同期させてオンオフを繰り返しｌの出力に落と
している。第３図（ｂ）と同様に最適解凍時間は第１１
図（ａ）の２倍すなわち４Ｔ１となり検波手段１３で取
り込める信号の情報量も２倍となる。このようにして出
力を絞ることにより検波手段１３の信号を解凍終了時間
を決定するのに必要な時間分だけ取り込むことができ食
品のできばえを損なう事なく食品重量や種類、開始温度
に適した解凍ができる。

発明の効果以上のように本発明によれば以下の効果が得られる。ま
ず信号の取り込みのタイミングを均一加熱手段の周期と
同期させ高周波放射手段か発生しうる最大出力よりも小
さな高周波出力で加熱するのて正確に検波信号の値と変
化を一定時間取り込むことができる。よって解凍すべき
食品の重量と解凍開始時の温度を正確に推定し、解凍加
熱時間を決定できるので、食品の分量、種類、解凍開始
時の温度容器のを無によらず最適な解凍のしあがり状態
を提供できるものである。

さらに検波信号の値と変化を解凍加熱時間決定に要する
一定時間取り込む間、高周波放射手段が発生しうる最大
出力よりも小さな高周波出力に絞ることにより食品が部
分的に煮えたりする事なく良好な解凍のしあかりにする
ことかできる。また解凍終了時間を決定するために要す
る高周波放射手段の出力を一定値以上とするので、高周
波放射手段の発振が安定でアンテナで検出する信号も安
定となり解凍すべき食品の重量と解凍開始時の温度を成
果に推定し解凍終了時間を精度よく決定できる。したが
って食品の分量や種類や解凍開始時の温度容器の有無に
よらず最適なしあがり状態を提供できるものである。さ
らに解凍終了時間後（３Ｔ　＋後）直ちに表示管に残り
時間を表示することで使用者に安心感を与え、次の調理
作業の段取りかできたり、解凍終了時間までそばから離
れて他の仕事ができるといった効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における高周波加熱装置
を示す構成図、第２図は高周波加熱装置の回路図、第３
図はインバータ電源の動作を示す特性図、第４図は解凍
終了時間を決定するたぬに要する時間ｔとその時間内の
高周波放射手段の出力Ｐの関係を示す特性図、第５図は
解凍に要する時間と連続の高周波出力Ｐのかけ方を示す
特性図、第６図は食品重量Ｗと加熱時間ｔを示す図、第
７図（ａ）は食品重量ｍと検波出力■の関係を第７図（
ｂ）は加熱時間ｔと検波電圧■の変化を示す特性図、第
８図は加熱時間ｔと検波電圧■、の変化を示す特性図、
第９図は検波手段の入力段の反射電力Ｐ、と周波数ｆの
関係を示す図、第１０図は解凍時間を決定するのに使用
する時間ｔとその時間内の高周波放射手段の出力Ｐの関
係を示す図、第１１図は解凍に要する時間と断続の高周
波出力Ｐのかけ方を示す特性図、第１２図は従来の重量
センサーを用いた高周波加熱装置の構成図、第１３図は
検波センサーを用いた解凍の自動化を行う従来の高周波
加熱装置の構成図、第１４図は食品温度Ｔと電波吸収度
合ε、　ｔａｎδを示す特性図、第１５図は食品の温度
Ｔと電波の検出量■を示す特性図である。１・・・加熱室、２・・・食品、３・・・ターンテーブ
ル、４・・・駆動手段、５・・・高周波放射手段、６・
・・重量センサー、９・・・アンテナ、１０・・・スリ
ットカバー、１１・・・スリット、１２・・・プリント
基板、１３・・・検波手段、１４・・・リート、１５・
・・制御手段、１６・・・ファン、１７・・・食品移動
手段、１８・・・インバータ電源、１９・・・表示部、
２０・・・商用電源、２１・・・ダイオードブリッジ、
２２・・・インタフタ、２３・・・コンデンサ、２４・
・・共振コンデンサ、２５・・・昇圧トランス、２６・
・・トランジスタ、２７・・・ダイオード、２８・・・
駆動回路、２９・・・１次巻線、３０・・・２次巻線、
３１・・・３次巻線、３２・・・コンデンサ、３３・・
・ダイオード、３４．３５．３６・・・コンデンサ、３
７．３８・・・チョークコイル。１・・・加熱室２・・・食品３・・−ターンテーブル５・・・高周波放射手段９・・・アンテナ０−・・スリットカバト・スリット１２・・・プリント基板１３・・・検波手段１４・・・リード第１図５・−制御手段１６・・−ファン１７・・・食品移動手段１８・・・インバータ電源１９・・表示部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）食品を出し入れする加熱室と、前記加熱室へ高周
波を給電する高周波放射手段と、前記高周波を一定周期
で攪拌する攪拌手段もしくは前記食品を載置し一定周期
で移動する食品移動手段と、前記加熱室内の前記高周波
を検出するアンテナと、前記アンテナの検出した前記高
周波を検波する検波手段と、前記検波手段の信号を前記
攪拌手段もしくは前記検波手段の信号を前記攪拌手段も
しくは前記食品移動手段の周期を元に信号処理し前記高
周波放射手段の動作を制御する制御手段を有し、前記検
波手段の信号から解答終了時間を決定する時間内は前記
高周波放射手段から出力される高周波電力量を一定値以
下とした高周波加熱装置。
（２）解凍の残り時間を表示する表示手段を有し、解凍
の残り時間表示までの時間と前記高周波放射手段の出力
の積が一定値以下とする請求項１記載の高周波加熱装置
。
（３）解凍終了時間を決定する時間内は高周波放射手段
の出力を一定値以上とする請求項１記載の高周波加熱装
置。