JPH05187640A

JPH05187640A - 高周波加熱装置

Info

Publication number: JPH05187640A
Application number: JP358392A
Authority: JP
Inventors: Naoyoshi Maehara; 直芳前原; Daisuke Betsusou; 大介別荘; Yuji Nakabayashi; 裕治中林; Makoto Shibuya; 誠渋谷; Kenji Yasui; 健治安井; Shiro Takeshita; 志郎竹下; Haruo Suenaga; 治雄末永
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-01-13
Filing date: 1992-01-13
Publication date: 1993-07-27

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はオーブンレンジなどの高周波加熱装
置に関するもので、高周波磁界発生手段により、オーブ
ン庫内温度の高速立ち上がり、高到達温度を実現可能な
高周波加熱装置を得ることを目的としたものである。【構成】被加熱物４を収納するオーブン（オーブン
壁）５と、前記オーブンの外壁を覆う断熱部材１３〜１
６と、前記断熱部材１３〜１６を介して、前記オーブン
壁５に高周波誘導電流を発生させる高周波磁界発生手段
５０、５９と、前記高周波磁界発生手段５０、５９が前
記断熱部材１３〜１６と相対向する側に発生する漏れ磁
束を遮蔽する遮蔽手段５１、６０と、入力電力を高周波
電力に変換して前記高周波磁界発生手段に供給する電力
変換器８とを備え、前記高周波誘導電流によるオーブン
壁５の直接加熱する構成とした。この構成により前記被
加熱物を高速かつ高温加熱することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オーブン加熱やグリル
加熱、あるいは誘電加熱を利用したオーブンレンジなど
の高周波加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、オーブンレンジ等の高周波加熱装
置は、例えば図５に示す構成のものが実用化されてい
る。図５はオーブンレンジの構成を示す断面図である。
同図において、筐体１の内部には、ターンテーブル２上
の食品置載用の置き台３に載せられた食品４が収納され
たオーブン（オーブン壁）５、オーブン５内にマグネト
ロン６から発生される誘電加熱用電波を導く導波管７、
マグネトロン６に高周波電力を供給する電力変換器８、
マグネトロン６、電力変換器８、筐体１等を冷却する冷
却ファン９等が設けられている。冷却ファン９の冷却風
は図中の矢印のように筐体１内を流れて前述した被冷却
体を冷却する構成である。また、１０はターンテーブル
モータである。

【０００３】オーブン５は、オーブン加熱あるいはグリ
ル加熱を行うために、フラットヒータユニット１１、及
び１２がその上面および下面にそれぞれ設けられてい
る。そして、断熱材１３、１４、１５、１６は、オーブ
ン５に対してフラットヒータユニット１１、１２から供
給される加熱エネルギーが外部に放散されるのを防止
し、加熱効率を高くする作用を果たしている。

【０００４】図６は、このオーブンレンジの電気回路図
であり、図５と同符号のものは相当する構成要素であ
る。

【０００５】オーブンレンジは商用電源２０により電力
を受け、マイクロコンピュータ等を含んで構成された制
御部２１により制御される。すなわち、制御部２１は、
リレー接点２２〜２６および電力変換器８の制御回路２
７等を制御して、オーブンレンジの加熱調理機能を実現
するものである。なお、電力変換器８は、ダイオードブ
リッジ２８、チョークコイル２９、コンデンサ３０、３
１、昇圧トランス３２、トランジスタ３３、ダイオード
３４より成る整流回路を含むインバータ回路と、コンデ
ンサ３５、ダイオード３６、３７、高圧整流回路と、カ
レントトランス３８、３９、コンデンサ４０等より構成
されており、マグネトロン６に高圧直流電力とカソード
加熱用ヒータ電力とを供給するものである。

【０００６】このような構成により、食品４はフラット
ヒータユニット１１の加熱エネルギーによりオーブン加
熱やグリル加熱が可能となり、必要に応じてマグネトロ
ン６の発生する電波による誘電加熱との複合加熱も可能
であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の高周波加熱装置は、特に、フラットヒータユ
ニットによりオーブン内に輻射エネルギーや対流空気加
熱による対流エネルギーを供給する場合に、その構造に
起因して、オーブン内温度の立ち上がり速度が遅くな
る、あるいは加熱効率がどうしても低くなるなどの欠点
があった。これは、図７に示すようなフラットヒータユ
ニットの構造に基づくものであった。

【０００８】図７は、オーブン壁５、ヒータユニット１
１、断熱材１３の詳細な構造の一例を示す図である。図
において、オーブン壁５と断熱材１３の間には、ニクロ
ム線材等で構成された発熱体４０と、それを挟む電気絶
縁体４１、４２より成るフラットヒータユニット１１が
設けられている。したがって、発熱体４０の発生する熱
エネルギーは、厚さｔの電気絶縁体４１を介してオーブ
ン壁５に伝達されるものであった。この電気絶縁体４１
は、例えば図６における商用電源２０が１００Ｖの場合
はその電圧に対して十分な耐圧性能を持つものが必要で
あり、また、２００Ｖならば、さらに高い２００Ｖの耐
圧性能が必要であった。このため、発熱体４０の発生す
る熱エネルギーは、オーブン壁５に向かって伝達される
と共に電気絶縁体４２に対しても伝達され、電気絶縁体
４２や断熱材１３が熱平衡に達するまでは、熱エネルギ
ーはオーブン壁５に伝達されると同時に反対側の断熱材
１３方向へも伝達されざるを得なかった。すなわち、電
気絶縁体４１および４２は電気的に同一の性能であるが
ゆえに熱的にも同様の性能とならざるを得ず、したがっ
て、オーブン壁５とは反対側に（すなわちオーブンの外
側に）向かって発熱体４０の熱エネルギーが放散され、
オーブン庫内の空気の温度やオーブン壁の内面の温度の
立ち上がり速度が低下してしまったり、それらの到達温
度を高めることができなかったりするという不都合があ
った。そして、このため加熱効率が低下するばかりでな
く、オーブンレンジの筐体１の外壁温度が高温になり、
部屋の壁等に接したような設置ができず設置条件が制限
される、あるいは、筐体１の外壁に触れてやけどをする
危険性がある等の問題点があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために以下の構成としたものである。

【００１０】すなわち、食品等の被加熱物を収納するオ
ーブンと、前記オーブンの外壁の一部または全部を覆う
断熱部材と、前記断熱部材を介して前記オーブン壁に高
周波誘導電流を発生させる高周波磁界発生手段と、前記
高周波磁界発生手段が前記断熱部材と相対向する側に発
生する漏れ磁束を遮蔽する遮蔽手段と、商用電源または
蓄電池等よりの電力を高周波電力に変換して前記高周波
磁界発生手段に供給する電力変換器とを備え、前記高周
波誘導電流によるオーブン壁の直接加熱により前記被加
熱物を加熱する構成としたものである。

【００１１】また、高周波磁界発生手段を銅板製のコイ
ル状導電体で構成したものである。さらに、オーブンに
高周波電波を給電する誘電加熱手段と、前記誘電加熱手
段に電力を供給する電力変換器とを設け、オーブン内の
被加熱物を誘導加熱エネルギーと誘電加熱エネルギーの
双方のエネルギーにより加熱する構成としたものであ
る。

【００１２】そして、単一の電力変換器の高周波出力
を、高周波磁界発生手段と誘電加熱手段との双方に供給
する構成としたものである。

【００１３】さらにまた、オーブン壁の温度を直接また
は間接的に検出する温度検知手段を設け、この温度検知
手段の信号により電力変換器の高周波出力を調節して、
オーブン壁の温度を制御する構成としたものである。

【００１４】

【作用】オーブンと、断熱部材と、高周波磁界発生手段
と、漏れ磁束を遮蔽する遮蔽手段と、前記高周波磁界発
生手段に供給する電力変換器とを備え、前記高周波誘導
電流によるオーブン壁の直接加熱により前記被加熱物を
加熱する構成により、オーブン壁を直接加熱し、かつ、
オーブン壁からの外部への熱エネルギーと不要輻射の放
散を防止し、高い加熱効率でオーブン壁を加熱すること
ができる。

【００１５】また、高周波磁界発生手段を銅板製のコイ
ル状導電体で構成することにより、簡単な構造で高周波
電流の表皮効果を大幅に軽減して高周波磁界発生手段で
のエネルギー損失を押さえることができる。

【００１６】さらに、誘電加熱手段と、前記誘電加熱手
段に電力を供給する電力変換器とを設け、被加熱物を誘
導加熱エネルギーと誘電加熱エネルギーの双方のエネル
ギーにより加熱する構成により、誘電加熱と誘導加熱の
コンビネーション加熱を、非常に高速かつ高効率に実現
することができる。

【００１７】そして、単一の電力変換器の高周波出力
を、高周波磁界発生手段と誘電加熱手段との双方に供給
する構成により、構成の大幅な簡素化と低価格化とを可
能とするものである。

【００１８】さらにまた、オーブン壁温度検知手段の信
号により電力変換器の高周波出力を調節して、オーブン
壁の温度を制御する構成により、オーブン壁温度を被加
熱物の加熱に適した温度に調節することができる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

【００２０】図１は本発明の一実施例を示す構成断面図
であり、図５と同符号のものはそれに相当する構成要素
である。同図において、オーブン壁５の上面には、断熱
部材１３を介して高周波磁界発生手段５０がオーブン壁
５に略並行に配置されている。高周波磁界発生手段５０
の上部にはさらに遮蔽手段５１が配置され、高周波漏れ
磁界が筐体１を加熱したり、オーブンレンジの外部の他
の電子機器に対する不要輻射ノイズの影響を与える事を
防止している。図２（ａ）はさらに詳しい構造を示す断
面図である。同図（ａ）において、高周波磁界発生手段
５０はオーブン壁５を完全に断熱する断熱手段１３の上
に配置され、絶縁材料５２、冷却風路５３、磁気遮蔽材
料５４より成る遮蔽手段５１で覆われている。高周波磁
界発生手段５０と筐体１との距離と、高周波磁界発生手
段５０とオーブン壁５との距離とは、同図ではほぼ同等
の距離となっているが、高周波磁界発生手段５０により
発生される高周波磁界がオーブン壁５に有効に伝達さ
れ、効率的な高周波加熱を実現するためには、少なくと
もオーブン壁５の方が高周波磁界発生手段５０に近い距
離にある方が加熱効率が高くなる。また、磁気遮蔽手段
５４は、アルミなどの非磁性体材料で構成することが望
ましく、さらに絶縁材料５２とアルミなどの磁気遮蔽手
段５２との間に、フェライトなどの磁性材料からなる磁
路部材を設け、漏れ磁束をバイパスする磁路を形成すれ
ば、より高効率化が図れる。また、冷却風路５３は必ず
しも必要ではないが、高周波磁界発生手段５０の過熱を
防止するためには、若干の空間を設けて冷却効果を持た
せた方が良い。

【００２１】高周波磁界発生手段５０は、たとえば図２
（ｂ）のような構成で実現する事ができる。同図（ｂ）
は高周波磁界発生手段５０の平面図と正面図である。厚
さ０．０５〜０．３mm程度の銅板５５が図のようにコイ
ル状に構成され、リード線５６、５７が設けられてお
り、このリード線間に高周波交流電流を通電することに
よって高周波磁界を発生する。このような薄板銅板を用
いることによって、簡単に製造することができ、かつ、
高周波交流電流が流れることによる表皮効果による損失
増加を防止することができる。

【００２２】また、図２（ａ）において、オーブン壁５
は、サーミスタ５８によりその温度が検出される構成と
なっている。このサーミスタ５８によりオーブン壁５の
温度が検出され、被加熱物に適した加熱を行う事ができ
る温度になるようオーブン壁５の温度が調節される。

【００２３】図１において、オーブン壁５の下面にも、
断熱手段１６、高周波磁界発生手段５９、遮蔽手段６０
が設けられ、それぞれ上面側の断熱手段１３、高周波磁
界発生手段５０、遮蔽手段５１と同様の作用効果を果た
すものであるので、詳しい説明を省略する。

【００２４】このような構成により、従来のフラットヒ
ータユニットによる間接的加熱に比べ、著しく高速なオ
ーブン壁５の温度立ち上がりを実現することができる。
しかも、断熱部材１３は、従来のヒータユニットの絶縁
材料４１のように熱伝達特性を考慮する必要がなく、高
周波磁界さえ通す事ができればよいから、十分な断熱特
性を有する材料を用いることができ、したがって、オー
ブン壁５からオーブンの外側への断熱を従来より大幅に
改善することができる。このため、オーブン内の到達最
高温度も従来より極めて高温にすることが可能となる。
しかも、断熱特性を高くできるので、加熱効率も大幅に
向上することができ、高速かつ高効率の高周波加熱装置
を実現できる。

【００２５】また、オーブン壁５と高周波磁界発生手段
との間の電気絶縁距離を、従来のように熱伝達特性を考
慮する事なく、十分確保することができる。しかも、発
熱部分は従来のように充電部（商用電源などからの電力
供給を受ける部分）ではないので、充電部は従来のよう
に高温度になることはない。したがって、従来に比べる
と非常にその信頼性を高めた高周波加熱装置を提供する
ことができる。

【００２６】図３は、図１のオーブンレンジの電気回路
図であり、図１および図６と同符号のものは相当する構
成要素である。図において、インバータなどで構成され
る電力変換器８の出力は、制御回路２１により制御され
るリレー接点６２、６３、６４により、昇圧トランス３
２、高周波磁界発生手段５０および５９に対して供給さ
れる構成となっている。電力変換器８も制御回路２１に
よりその制御部２７に指令を与えられる構成であるの
で、制御回路２１はマグネトロン６による誘電加熱と、
高周波磁界発生手段５０、５９によるオーブン壁５の上
下面加熱によるオーブン加熱またはグリル加熱とを、自
由なエネルギーの大きさに調節しつつ行うことができ
る。

【００２７】また、サーミスタ５８の温度検知信号は直
接電力変換器８に送られ、制御回路２１の指令に基づく
所定の温度になるよう高周波磁界発生手段５０、５１へ
の高周波電流の大きさを調節する。

【００２８】図４は、他の実施回路例を示す回路図であ
り、図３および図６と同符号のものは相当する構成要素
であり詳しい説明を省略する。図において、電力変換器
は６１および６１’の２つが設けられ、マグネトロン６
と高周波磁界発生手段５０、５９とに対する電力供給が
別個の電力変換器で行える構成となっている。この構成
により、誘電加熱エネルギーとオーブン加熱またはグリ
ル加熱エネルギーとを、より自由度が高く調整すること
が可能となる。第２の電力変換器６１’は電力変換器６
１と同様の構成であり、その出力は、高周波磁界発生手
段５０および５９に対して、リレー接点６３、６４によ
りそれぞれ別個に又は同時に供給される構成となってい
る。したがって、マグネトロン６による誘電加熱とは独
立して任意のオーブン加熱またはグリル加熱を行う事が
できる。

【００２９】

【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、以下に述べる効果を有するものである。

【００３０】オーブンと、断熱部材と、高周波磁界発生
手段と、漏れ磁束を遮蔽する遮蔽手段と、前記高周波磁
界発生手段に供給する電力変換器とを備え、前記高周波
誘導電流によるオーブン壁の直接加熱により前記被加熱
物を加熱する構成により、オーブン壁を直接加熱し、か
つ、オーブン壁からの外部への熱エネルギーと不要輻射
の放散を防止し、高い加熱効率でオーブン壁を加熱し、
かつ、他の電子機器に不要輻射ノイズを与える事なく、
食品等の被加熱物を高速かつ高温で加熱することができ
る。したがって、従来に比べて著しく庫内温度の立ち上
がりが速く、かつ、到達最高温度の高いオーブン加熱や
グリル加熱を実現することができ、加熱スピードが極め
て速く同時に極めて高い到達温度を実現することが可能
な高周波加熱装置を提供することができる。

【００３１】また、高周波磁界発生手段を銅板製のコイ
ル状導電体で構成することにより、簡単な構造で高周波
電流の表皮効果を大幅に軽減して高周波磁界発生手段で
のエネルギー損失を押さえ、高効率加熱を可能とするこ
とができ、低価格でしかも加熱の立ち上がりが速く、か
つ、高温度を実現することが可能な高周波加熱装置を実
現することができる。

【００３２】さらに、誘電加熱手段と、前記誘電加熱手
段に電力を供給する電力変換器とを設け、被加熱物を誘
導加熱エネルギーと誘電加熱エネルギーの双方のエネル
ギーにより加熱する構成により、誘電加熱と誘導加熱の
コンビネーション加熱を、非常に高速かつ高効率に実現
することができ、加熱の立ち上がりが速く、かつ、高温
度を実現することが可能な高周波加熱装置を提供するこ
とができる。特に、オーブン加熱又はグリル加熱の立ち
上がりが非常に速いので、もともと加熱速度の速い誘電
加熱との加熱スピードの調和が高出力状態においても可
能となる。したがって、著しく高速のコンビネーション
加熱が可能な高周波加熱装置を実現することができる。

【００３３】そして、単一の電力変換器の高周波出力
を、高周波磁界発生手段と誘電加熱手段との双方に供給
する構成により、構成の大幅な簡素化と低価格化とを可
能とし、しかも、上述したような著しく高速のコンビネ
ーション加熱が可能な高周波加熱装置を提供することが
できる。

【００３４】さらにまた、オーブン壁温度検知手段の信
号により電力変換器の高周波出力を調節して、オーブン
壁の温度を制御する構成により、オーブン壁温度を被加
熱物の加熱に適した温度に調節し、望ましい温度でしか
も立ち上がりの著しい加熱を実現することができ、か
つ、加熱による危険性の発生する恐れのない極めて安全
な高周波加熱装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の高周波加熱装置の構成断面
図

【図２】（ａ）図１の高周波加熱装置の要部の断面図
（ｂ）図１の高周波加熱装置の高周波磁界発生手段の平
面図および正面図

【図３】図１の高周波加熱装置の電源回路図

【図４】本発明の高周波加熱装置の他の実施例の電源回
路図

【図５】従来の高周波加熱装置の構成断面図

【図６】図５の高周波加熱装置の電源回路図

【図７】図５の高周波加熱装置の要部の断面図

【符号の説明】

４被加熱物（食品）５オーブン（オーブン壁）６誘電加熱手段（マグネトロン）８電力変換器１３〜１６断熱部材５０、５９高周波磁界発生手段５１、６０遮蔽手段５５コイル状導体５８温度検知手段（サーミスタ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渋谷誠大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者安井健治大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者竹下志郎大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者末永治雄大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加熱物を収納するオーブンと、前記オー
ブンの外壁の一部または全部を覆う断熱部材と、前記断
熱部材を介して、前記オーブン壁に高周波誘導電流を発
生させる高周波磁界発生手段と、前記高周波磁界発生手
段が前記断熱部材と相対向する側に発生する漏れ磁束を
遮蔽する遮蔽手段と、入力電力を高周波電力に変換して
前記高周波磁界発生手段に供給する電力変換器とを備
え、前記高周波誘導電流によるオーブン壁の直接加熱に
より前記被加熱物を加熱する構成とした高周波加熱装
置。
【請求項２】高周波磁界発生手段を銅板製のコイル状導
電体で構成した請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項３】オーブンに高周波電波を給電する誘電加熱
手段と、前記誘電加熱手段に電力を供給する電力変換器
とを設け、オーブン内の被加熱物を誘導加熱エネルギー
と誘電加熱エネルギーの双方のエネルギーにより加熱す
る構成とした請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項４】単一の電力変換器の高周波出力を、高周波
磁界発生手段と誘電加熱手段との双方に供給する構成と
した請求項３記載の高周波加熱装置。
【請求項５】オーブン壁の温度を直接または間接的に検
出する温度検知手段を設け、この温度検知手段の信号に
より電力変換器の高周波出力を調節して、オーブン壁の
温度を制御する構成とした請求項１記載の高周波加熱装
置。