JPH06235525A

JPH06235525A - 加熱装置

Info

Publication number: JPH06235525A
Application number: JP2226993A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Inoue; 正信井上; Shigeki Ueda; 茂樹植田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-02-10
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1994-08-23
Anticipated expiration: 2016-12-10
Also published as: JP3237264B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はヒーター機能付き電子レンジに関す
るもので、オーブン、グリル調理の各々を最適なヒータ
ー実装構成で効率よく行うことを目的とする。【構成】加熱室１８の上部に設けられた隔室３３を設
ける。前記隔室３３の中央部に第一のヒーター２１（グ
リルヒーター）をその両端側に第二のヒーター２６（オ
ーブンヒーター）を設ける。そして第一のヒーター２１
の下側天井面２２には透孔２５を設ける構成とした。こ
の構成により、グリル調理時は食品はヒーターからの輻
射による近赤外線と、ヒーターにより加熱された天井面
２２からの遠赤外線により効率よく加熱される。また、
オーブン調理時は食品は第二のヒーター２６により加熱
された天井面２２よりの遠赤外線で加熱される。このた
め、各々の調理を最適な加熱条件で効率よく行なうこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加熱装置、特にヒーター
機能付き電子レンジに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子レンジのヒーター機
能としては、強い輻射熱で食品に焦げ目をつけるグリル
機能と、雰囲気温度と遠赤外線で食品温度を上昇させる
オーブン機能があり、一般にオーブン電子レンジと呼ば
れる商品は高周波加熱とこの二つの機能を併せ持ったも
のが主流である。

【０００３】以下図とともにグリル機能付き電子レンジ
の従来例（特公平３ー４３５３８公報）について説明す
る。

【０００４】図６において加熱室１の内部には調理物２
が収納されている。ヒーター３は加熱室１の天井面近傍
に取り付けられている。天井面には高周波導入のための
導波管４が結合され、これを中間にはさんで反射板５が
埋め込まれており、反射板５はその左右両端において加
熱室１の天井面と溶接によって結合されている。そのた
め、高周波が加熱室１に導入されても反射板５が帯電し
てスパークする可能性はない。グリル調理の場合、単純
にこのヒーター３で加熱したのではヒーターの発する近
赤外線によって調理物２表面が焦げるものの調理物２内
部の温度が上昇しにくい。そのため、この例ではあらか
じめ高周波加熱を行い調理物２の内部温度を上昇させた
上で、ヒーター３の近赤外線によって焦げ目を付けてい
る。

【０００５】高周波加熱を用いないグリル調理では次の
図７に示す従来例（特公平１ー５１８６５公報）のよう
にヒーターに工夫するものが多い。

【０００６】図７において透明な結晶化ガラス管６の内
部にはコイル状の電熱線７が挿入されている。ガラス管
６の表面には電熱線７より発する可視光線から近赤外線
までの波長の熱線を選択的に吸収する皮膜８が形成され
ており、最終的に被加熱物に到達する輻射熱の波長を遠
赤外線領域に変換するものである。このヒーターを例え
ば前述図６の従来例に搭載するなどして加熱調理物を行
えば、食品表面だけが焦げることもなく、遠赤外線の効
果によって食品温度を上昇させることができる。

【０００７】また、こういった構成で用いられる管状の
ヒーターに特に望まれる能力は、発熱体温度の立ち上が
りの速さである。なぜなら、食品の吸収しやすい赤外線
の波長はおおよそ３μｍであり、一般にウィーンの法則
で表される発熱体の温度と波長の関係を考慮すると、発
熱体の温度が７００〜９００℃であれば加熱効率が良い
からである。しかし、１．２KW程度のヒーターでコイル
形状の発熱体では機械的強度の点で断面積が０．３mm²
以上は必要であり、熱容量が大きく７００℃を越すには
通電より４０秒程度は必要である。

【０００８】次に示す図８の従来例（特公平４−５４１
３８公報）は主にオーブン調理に用いられる面状のヒー
ターである。オーブン調理はグリル調理と異なり、対流
により食品の雰囲気温度を上昇させるとともに、加熱室
各壁面からの遠赤外線で緩やかに加熱を進める。その
為、むしろグリルヒーターから発する強い輻射は弊害と
なり、オーブン調理専用のヒーターが必要となる。面状
ヒーターは電熱線９を巻き付けたマイカの巻芯１０をさ
らに上下から二枚のマイカ板１１で挟んで絶縁したもの
である。平板状の巻芯１０に電熱線９を巻く構造上、電
熱線９の形成する面形状に比較的自由度があるうえ、板
金１２を介して被加熱物を熱するため、熱伝導によって
発熱体から離れた部分を含めて板金１２全体が熱せら
れ、加熱室内部の均一な加熱が可能となる。

【０００９】前述のグリルヒーターとオーブンヒーター
を搭載した従来例を図９に示す。グリルヒーター１３は
加熱室１５の中央附近を加熱する位置にあり、それを取
囲むようにオーブンヒーター１４が固定されている。グ
リルヒーター１３部分の加熱室天井面１６は取り除かれ
ており、そこから高周波が漏洩あるいは反射板１７近辺
でスパークが発生しないように、反射板１７と天井面１
６は溶接加工が施されている。その為、製造時の組み立
て工程としては、加熱室１５の一部として固着された反
射板１７に、グリルヒーター１３とオーブンヒーター１
４を各々挿入、固定し、配線する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成ではグリル調理において、食品内部の温度が
充分上昇する前にヒーターの発する近赤外線で表面に焦
げが生じるため、事前に高周波加熱をしたり、ヒーター
ガラス管の表面に遠赤外線を発する塗装を施さなければ
ならなかった。また、グリルヒーター部分の加熱室天井
面が取り除かれており、周囲のオーブンヒーターからそ
の部分への熱伝導が断たれるためオーブン調理時に加熱
室内部の均一な加熱ができない。また、高周波漏洩やス
パークを防ぐために、反射板を天井面に溶接しなくては
ならない上に、製造時にはヒーターを取付ける組立順序
に自由度がないという問題を有していた。さらに、こう
いった加熱装置においてはヒーターの消費電力に限度が
あり、食品を加熱する効率を良化させる必要があった。

【００１１】本発明は、かかる従来の問題点を解消する
もので、効率のよいグリル調理と、加熱室内部を均一に
加熱するオーブン調理とを両立させながら、簡単な構成
で高周波漏洩、スパークの心配がなく、ヒーター組立順
序に自由度をもたせた加熱装置を提供することを第１の
目的としたものである。

【００１２】また第２の目的は簡単な構成で加熱室内部
を均一に加熱するヒーターを実装した加熱装置の提供で
ある。

【００１３】また第３の目的は加熱室内部への加熱効率
を向上させることである。また第４の目的は加熱効率の
よいヒーターを実装した加熱装置を提供する事である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を解決す
るために、本発明の加熱装置は、加熱室と、加熱室外上
部に位置し加熱室天井面を共有して結合される隔室と、
隔室内に位置し石英あるいは結晶化ガラス等からなる絶
縁性保護管の内部に電熱線を有し加熱室の天井面を介し
て加熱室を加熱する第一のヒーターと、隔室内に位置し
天井面を介して加熱室を加熱する第二のヒーターと、加
熱室内部に高周波を供給するマグネトロンとを備えたも
ので、加熱室の天井面のうち第一のヒーターから加熱室
内部に熱線を放射する範囲のみに高周波が漏洩しない程
度の穴径でかつ開口率が５０％を越える多数の透孔を配
する構成とした。

【００１５】また上記第２の目的を解決するために、本
発明の加熱装置は、第二のヒーターが隔室内に位置し石
英あるいは結晶化ガラスからなる直管状の絶縁性保護管
の内部に電熱線を有するものであり、前記絶縁保護管の
長手方向の中央部よりも端部における電熱線の発熱量を
大きくした。

【００１６】また上記第３の目的を解決するために、本
発明の加熱装置は、隔室を構成する各壁面のうち加熱室
天井面を共有する面の放射率を他の壁面の放射率より大
きくしたことを特徴とする。

【００１７】また上記第４の目的を解決するために、本
発明の加熱装置は、加熱室と、加熱室上部に位置し石英
あるいは結晶化ガラスからなる絶縁性保護管の内部に電
熱線を挿入したヒーターを備え、この電熱線は厚さ０．
１mm以下の帯状の発熱体を連続して波型に屈曲させた形
状としたものである。

【００１８】

【作用】本発明は、上記構成によって、加熱室天井面の
うち、第一のヒーターから加熱室内部に熱線を放射する
範囲に開口率が５０％を越える多数の透孔を配すること
で、第一のヒーターから発する近赤外線を透孔を通して
直接加熱室内部に供給し、同時に透孔を通過しない熱線
で加熱室天井面が加熱され、加熱室内部に天井面からの
二次輻射として遠赤外線を供給し加熱速度と温度分布が
向上する。また、第二のヒーターからの熱線が加熱室天
井面を加熱し、加熱室内部に二次輻射としての遠赤外線
を供給し、特に対流による加熱性能も向上する。加熱室
天井面の透孔が高周波を漏洩させない程度の穴径である
ため、ヒーターや隔室に高周波遮蔽構造を必要とせず簡
素な構造を実現する。

【００１９】また、第二のヒーターの絶縁保護管の長手
方向の中央部よりも端部における電熱線の発熱量を大き
くすることで、加熱室天井面のうち第二のヒーター中央
部近傍に熱線が集中することがなく、加熱室天井部全体
が熱せられ、加熱室内に均等な二次輻射を供給できる。

【００２０】また、隔室を構成する各壁面のうち、加熱
室天井面を共有する面の放射率を最大にすることで、隔
室内で反射する熱線を加熱室天井面に吸収させて加熱効
率を向上させるとともに、隔室から持ち出される熱が低
減されるため加熱装置外装の温度上昇を抑制することが
できる。

【００２１】また、電熱線が厚さ０．１mmを越えない帯
状の発熱体であるため、発熱体の熱容量が小さく、極め
て短時間で発熱体の温度が所定の値に達し加熱効率が良
い。また、発熱体が連続して波型に屈曲させた形状で絶
縁性保護管に収納されているため、発熱体と絶縁性保護
管の接触面積が小さく、発熱体の熱が絶縁性保護管に奪
われにくく加熱効率が良い。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。

【００２３】図１において、加熱室１８の前面には開閉
自由な扉１９が設けられている。加熱室１８底面には食
品が載置される。加熱室１８にはマグネトロン２０が結
合されここから高周波が供給される。加熱室１８の外上
部には第一のヒーターとしてグリルヒーター２１が固定
され、加熱室天井面２２のほぼ中央に位置している。グ
リルヒーター２１の発熱部材はＮｉ、Ｃｒなどからなる
コイル状の電熱線２３であり、絶縁と保護を兼ねた透明
な石英管２４の内部に納められている。グリルヒーター
２１は天井面２２を介して加熱室１８を加熱するが、天
井面２２のうちグリルヒーター２１から加熱室１８内部
に輻射熱を放射する範囲には多数の透孔２５が開けられ
ている。透孔２５はφ４mm、開口率６２％であり、グリ
ルヒーター２１の発する近赤外線を多く含んだ熱線の過
半数が加熱室１８へ供給される。また、天井面２２によ
り遮断された熱線は一旦天井面２２を加熱し、加熱され
た天井面２２から加熱室１８内部へ二次輻射として遠赤
外線が供給される。食品はこの遠赤外線によって内部を
加熱されるとともに、グリルヒーター２１から直接享受
する近赤外線によって表面に焦げ目をつけられる。この
ように遠近赤外線の働きで効率の良いグリル調理が可能
となる。

【００２４】一方、オーブン調理は天井面２２周囲部に
設けられた第二のヒーターとしてオーブンヒーター２６
と、加熱室下部に設けられた下ヒーター２７の交互断続
加熱によって行われる。オーブンヒーター２６からの熱
線を天井面２２によって完全に遮断し、熱せられた天井
面２２からの二次輻射として遠赤外線を食品に与える。
この例ではオーブンヒーター２６は面状ヒーターを用い
た。また、グリルヒーター２１の下方を含めた天井面２
２が一枚の板金で構成されているため、熱伝導によって
天井面２２全体が熱せられ、加熱室１８内部の均一な加
熱が実現される。

【００２５】さらに、天井面２２が一枚の板金で構成さ
れるため、加熱室１８から高周波が漏洩したり反射板２
８付近でスパークが発生することもない。従って反射板
２８は天井面２２に溶接する必要もなく簡単にネジで固
定するだけでよい。また、反射板２８の取付が簡単であ
るためヒーター部分の組立順序が自由になる。この例で
は、ヒーター部分と反射板部分を図２のような一つのユ
ニットとして完成させ、加熱室上にネジで固定する組立
工法をとった。こうすれば、組立時に扱う部品の体積が
減少しこのユニットを連続して自動生産するなどの組
立、輸送上のメリットも生まれる。

【００２６】オーブンヒーターに工夫し、上述の実施例
より簡単な構造で同等の効果を得る実施例を図３に示
す。図３は本体内部を上方から見たものであり、中央付
近にはグリルヒーター２１が配されている、グリルヒー
ター２１部分の天井面２２には多数の透孔２５が開けら
れている。それより外側を加熱する配置でオーブンヒー
ター３０が見られる。オーブンヒーター３０を構成する
部材はグリルヒーターと同様で電熱線３１を透明な石英
管３２の内部に納めたものである。発熱体の発する輻射
熱は放射状に分散するため、直管状のヒーターの端から
端までを均一に発熱させると輻射熱が重なり合い中央部
に熱が集中しすぎる。これを防止するため、図中Ｂで表
される長手方向の中央部付近の電熱線３１は直線形状と
し、コイル形状の端部と比較して同体積中の発熱量を減
少させた。石英管３２の全長Ａに対して、中央付近Ｂの
割合を０％、２１％、３９％と変化させた場合に天井面
２２が享受する輻射熱を、五段階の強度分布として図４
の等高線で示した。０％では特に各ヒーターの中央部２
カ所に強い輻射が集中している。これが２１％ではかな
り分散し、３９％では天井面２２の四つの角に対応した
場所に頂点をもつ分布となっている。このように熱の逃
げ易い天井面２２の周囲、角に分布の頂点を設けること
と、そこから天井面２２中心への熱伝導によって加熱室
内部の均一な加熱が可能となる。

【００２７】また前述図１において、ヒーター能力をさ
らに助長するために、反射板２８と天井面２２で囲まれ
る隔室３３の各壁面の放射率に工夫した。物体が輻射熱
を発生する目安として放射率が用いられる。放射率はま
た輻射を吸収する率と等しく、放射率が小さければ輻射
熱は反射されやすい。各ヒーターからの輻射熱は隔室３
３壁面で反射、吸収を繰り返すが、本来の目的は加熱室
天井面２２の加熱である。加熱室天井面２２は輻射を受
け易く、しかも加熱室１８内部に二次輻射を出し易くす
るため、両面セラミック塗装を施した。セラミック塗装
面の放射率は０．９以上である。一方、反射板２８は輻
射熱を吸収しにくくするため、放射率０．５のアルミ鍍
金鋼板を用いた。この構成でヒーターの発する熱は、加
熱室１８内部に効率よく供給され、外装方向には伝わり
にくいものとなった。

【００２８】これらの構成で用いる管状のヒーターとし
て、発熱体温度の立ち上がりを速め加熱効果を高める実
施例を図５に示す。発熱体３４の成分はＦｅ、Ｃｒ、Ａ
ｌなどであり、その厚みは５０μｍ、幅は４mmであり断
面積は０．２mm²である。この帯状の発熱体３４を連続
して波型に屈曲させ、石英管３５内部に挿入すると発熱
体３４温度を７００℃に上昇させるのに５秒以下を実現
した。なぜなら、まず発熱体３４の熱容量が小さいこと
と、屈曲部分のコーナー以外に石英管３５に接触する部
分がなく石英管３５に熱を奪われにくいこと、さらに波
型の隣合う面が相互に加熱し合うことといった環境を整
えたからである。従って、極めて短時間で最も効率の良
い波長を発することができる。また、帯状の波型である
ため輻射に指向性を持たせることができ、発熱体３４の
投影面積が最大の方向を食品に向けることで最も効率の
良い加熱が可能となった。

【００２９】

【発明の効果】以上ように本発明の加熱装置によれば、
次の効果がある。

【００３０】（１）加熱室天井面のうち、第一のヒータ
ーから加熱室内部に熱線を放射する範囲に開口率が５０
％以上の多数の透孔を配することで、第一のヒーターか
ら発する近赤外線を透孔を通して直接加熱室内部に供給
し、同時に透孔を通過しない熱線で加熱室天井面が加熱
され、加熱室内部に天井面からの二次輻射として遠赤外
線を供給し加熱速度と温度分布が向上する。

【００３１】（２）第二のヒーターからの熱線は加熱室
天井面を加熱し、加熱室内部に二次輻射としての遠赤外
線を供給し、特に対流による加熱性能を向上する。

【００３２】（３）加熱室天井面の透孔が高周波を漏洩
させない程度の穴径であるため、ヒーターや隔室に高周
波遮蔽構造を必要とせず簡素な構造を実現する。

【００３３】（４）第二のヒーターの絶縁保護管の長手
方向の中央部よりも端部における電熱線の発熱量を大き
くすることで、加熱室天井面のうち第二のヒーター中央
部近傍に熱線が集中することがなく、加熱室内に均等な
二次輻射を供給できる。

【００３４】（５）隔室を構成する各壁面のうち、加熱
室天井面を共有する面の放射率を最大にすることで、隔
室内で反射する熱線を加熱室天井面に吸収させて加熱効
率を向上させるとともに、加熱装置外装の温度上昇を抑
制することができる。

【００３５】（６）電熱線が厚さ０．１mm以下の帯状の
発熱体であるため、発熱体の熱容量が小さく、極めて短
時間で発熱体の温度が所定の値に達し加熱効率が良い。

【００３６】（７）発熱体が連続して波型に屈曲させた
形状で絶縁性保護管に収納されているため、発熱体と絶
縁性保護管の接触面積が小さく、発熱体の熱が絶縁性保
護管に奪われにくく加熱効率が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例における加熱装置の要部
断面図

【図２】上記図１におけるヒーターユニットの斜視図

【図３】本発明の他の実施例における加熱装置の要部平
面図

【図４】上記図３における輻射熱の分布図

【図５】本発明の他の実施例におけるヒーターの断面斜
視図

【図６】従来の加熱装置の要部断面図

【図７】従来のヒーターの要部断面図

【図８】従来のヒーターの分解斜視図

【図９】従来の加熱装置の要部断面図

【符号の説明】

１８加熱室２０マグネトロン２１第一のヒーター（グリルヒーター）２２天井面２３、３１電熱線２４、３２、３５絶縁性保護管（石英管）２５透孔２６第二のヒーター（オーブンヒーター）３３隔室３４発熱体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱室と、加熱室外上部に位置し加熱室天
井面を共有して結合される隔室と、隔室内に位置する絶
縁性保護管の内部に電熱線を挿入し加熱室の天井面を介
して加熱室を加熱する第一のヒーターと、前記隔室内に
位置し天井面を介して加熱室を加熱する第二のヒーター
と、加熱室内部に高周波を供給するマグネトロンとを備
え、前記加熱室の天井面のうち前記第一のヒーターから
加熱室内部に熱線を放射する範囲のみに高周波が漏洩し
ない程度の穴径でかつ開口率が５０％を越える多数の透
孔を配する構成とした加熱装置。
【請求項２】第二のヒーターが隔室内に位置する直管状
の絶縁性保護管の内部に電熱線を挿入したものであり、
前記絶縁保護管の長手方向の中央部よりも端部における
電熱線の発熱量を大きくなる構成とした請求項１記載の
加熱装置。
【請求項３】隔室を構成する各壁面のうち加熱室天井面
を共有する面の赤外線放射率が最大になるように構成し
た請求項１記載の加熱装置。
【請求項４】加熱室と、前記加熱室上部に位置する絶縁
性保護管の内部に電熱線を挿入したヒーターを備え、前
記ヒーターは厚さ０．１mmを越えない帯状の発熱体を連
続して波型に屈曲させた形状の電熱線からなる構成とし
た加熱装置。