JPH11354266A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波加熱装置において、食品の加熱むらを
抑制すること。 【解決手段】 加熱室１３内にマイクロ波を放射する給
電口１８と、被加熱物を載置するターンテーブル１４
と、加熱室１３壁面に設けた溝部１７と、薄板１８と、
溝長可変手段１９と、物理量検出手段２０と、制御部２
１を備え、溝長可変手段１９により溝部１７の溝の深さ
を変化させることによってマイクロ波の分布を変化させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品等の被加熱物
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を図を用いて説明
する。図４は高周波加熱装置の概略構成図である。１は
高周波加熱装置本体、２はマイクロ波を発生するマグネ
トロン、３はマグネトロンから発生したマイクロ波を導
く導波管、４は食品等被加熱物を収容する加熱室、５は
被加熱物を載置するターンテーブルである。

【０００３】食品を加熱する場合は、ターンテーブルに
食品を載置し、食品に含まれる水分がマイクロ波を吸収
して自己発熱することを利用する。

【０００４】従来の高周波加熱装置の加熱室内では、高
周波発生手段から加熱室内へ放射されたマイクロ波は定
在波を発生し、マイクロ波の分布は均一になりにくい。
そこで、マイクロ波の分布や食品に照射されるマイクロ
波を均一あるいは変化させるために、ターンテーブルを
回転させたり、加熱室壁面に凹凸をつける方法などが採
用あるいは検討されている。

【０００５】また、食品の状態に応じてマイクロ波の出
力を制御して食品の加熱むらを抑制する方法もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術において、ターンテーブルを回転させる方法は、タ
ーンテーブル中央付近のマイクロ波の分布密度は小さ
く、逆に周囲近辺はマイクロ波の分布密度が大きくな
り、食品に加熱むらが生じてしまうという問題点があっ
た。

【０００７】また、加熱室壁面に凹凸をつける方法は、
マイクロ波を乱反射し、マイクロ波の分布を変化させる
ことができるが、分布を故意に変化させることができな
いので、食品を選択的に加熱することは非常に困難であ
る。

【０００８】また、食品の状態に応じてマイクロ波の出
力を制御して食品の加熱むらを抑制する方法は、マイク
ロ波の分布自体は変化させずに、マイクロ波の出力を制
御することで食品の熱伝導を緩やかにして加熱むらを抑
制するので、食品の加熱時間が長くなるという問題点が
あった。

【０００９】本発明はこのような課題を解決するもので
あり、加熱室内に生じるマイクロ波の分布を変化させて
食品等の被加熱物の加熱に適するマイクロ波分布を形成
させて、加熱むらを抑制する高周波加熱装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、加熱室を形成する壁面に設けた溝部と、
前記溝部の溝の深さを変化させる溝長可変手段と、前記
被加熱物の物理情報を検出する物理量検出手段と、前記
物理量検出手段の検出信号に基づいて前記溝長可変手段
を制御する制御部を備えるものである。

【００１１】そして、物理量検出手段により被加熱物の
物理的特徴を検出し、被加熱物の物理的特徴から加熱に
適する溝長を検出し、溝長可変手段により壁面の溝部の
溝の深さを変化させることによって加熱室内のマイクロ
波の分布を変化させることができる。

【００１２】これにより、被加熱物の加熱むらを抑制す
ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、加熱室を
形成する壁面に設けた溝部と、前記溝部の溝の深さを変
化させる溝長可変手段と、前記被加熱物の物理情報を検
出する物理量検出手段と、前記物理量検出手段の検出信
号に基づいて前記溝長可変手段を制御する制御部を備え
るものである。

【００１４】そして、物理学検出手段により被加熱物の
物理的特徴を検出し、被加熱物の物理的特徴から加熱に
適する溝長を検出し、溝長可変手段により壁面の溝部の
溝の深さを変化させることによって加熱室内のマイクロ
波の分布を変化させることができる。

【００１５】これにより、被加熱物の加熱むらを抑制す
ることができる。請求項２記載の発明は、物理量検出手
段は、被加熱物の形状を識別する形状識別手段とするも
のである。

【００１６】そして、形状識別手段により被加熱物の形
状を識別し、溝長可変手段により壁面の溝部の溝の深さ
を被加熱物の形状に適した溝長に変化させることによっ
て加熱室内のマイクロ波の分布を変化させることができ
る。

【００１７】これにより、被加熱物の加熱むらを抑制す
ることができる。請求項３記載の発明は、物理量検出手
段は、被加熱物の温度を検出する温度検出手段とするも
のである。

【００１８】そして、温度検出手段により被加熱物の温
度を検出し、被加熱物の温度に適した溝長になるよう
に、溝長可変手段により壁面の溝部の溝の深さを変化さ
せることによって加熱室内のマイクロ波の分布を変化さ
せることができる。

【００１９】これにより、被加熱物の加熱むらを抑制す
ることができる。請求項４記載の発明は、物理量検出手
段は、被加熱物の重量を検出する重量検出手段とするも
のである。

【００２０】そして、重量検出手段により被加熱物の重
量を検出し、被加熱物の重量に適した溝長になるよう
に、溝長可変手段により壁面の溝部の溝の深さを変化さ
せることによって加熱室内のマイクロ波の分布を変化さ
せることができる。これにより、被加熱物の加熱むらを
抑制することができる。

【００２１】請求項５記載の発明は、物理量検出手段
は、被加熱物の個数を検出する個数検出手段とするもの
である。

【００２２】そして、個数検出手段により被加熱物の個
数を検出し、被加熱物の個数に適した溝長になるよう
に、溝長可変手段により壁面の溝部の溝の深さを変化さ
せることによって加熱室内のマイクロ波の分布を変化さ
せることができる。これにより、被加熱物の加熱むらを
抑制することができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を用
いて説明する。

【００２４】（実施例１）図１は、本発明の実施例１を
示す高周波加熱装置の概略構成図、図２は図１の高周波
加熱装置の外観図である。図１および図２において、１
０は高周波加熱装置本体、１１はマイクロ波を発生する
マグネトロン（高周波発生手段）、１２はマグネトロン
１１からのマイクロ波を導く導波管、１３は被加熱物を
収容する加熱室であり、壁面は金属板で囲まれている。
１４は被加熱物を載置するターンテーブル、１５はター
ンテーブル１４を回転駆動するモータである。１６はマ
グネトロンから発生したマイクロ波を加熱室１３内に放
射する給電口である。１７は加熱室１３内の壁面に設け
た溝部で、１８は溝部１７の奥に取り付けられた薄板で
ある。薄板１８は金属でも誘電体であってもかまわな
い。薄板１８は溝部１７の内部で動かすことができる。
１９は溝長可変手段で、２０は加熱室１３内に収納され
た被加熱物の物理量を検知する物理量検出手段である。
２１は制御部であり、マグネトロン１１やモータ１５、
溝長可変手段１９、物理量検出手段２０とつながってお
り、それらを制御する。

【００２５】次に、上記構成において動作を説明する。
高周波加熱する場合は、ターンテーブル１４上に食品等
の被加熱物を置く。加熱スイッチ等の信号を受けて、制
御部２１はマグネトロン１１からマイクロ波を発生させ
る。発生したマイクロ波は導波管１２を伝搬し、給電口
１６から加熱室１３内に放射される。このとき、ターン
テーブル１４は停止していても回転してもかまわない。
物理量検出手段２０は加熱室１３内に収納された被加熱
物の物理量を検出し、制御部２１へ信号を送る。物理量
検出手段２０は加熱スイッチ等の信号を受けて作動して
もよいし、高周波加熱装置本体１０の扉の開閉スイッチ
等の信号により作動するようにしてもかまわない。

【００２６】物理量検出手段２０の信号を受けて、制御
部２１は溝長可変手段１９に信号を送り、薄板１８を溝
部１７内で前後に移動させて溝部１７の溝の深さを変え
る。この実施例の場合、溝部１７の大きさは加熱室１３
壁面よりも小さいが、加熱室１３壁面とほぼ同じ大きさ
でもかまわない。また、溝部１７は加熱室１３内であれ
ば、奥面に設けてもかまわない。

【００２７】高周波加熱をしている間、溝長可変手段１
９は作動して薄板１８を移動させ続けていてもかまわな
いし、停止させてもかまわない。

【００２８】加熱室１３内に生じるマイクロ波分布に応
じて加熱室１３の金属壁面には高周波電流が流れるが、
溝部１７によって金属壁面に切れ目が生じ、この高周波
電流の流れを阻止する。よって、金属壁面に溝を設けて
いない場合に生じるマイクロ波の分布を消滅させる。し
かし、溝部１７の溝の深さによっては、高周波電流の一
部が流れる。加熱室１３の壁面を流れる高周波電流量を
変化させることにより、加熱室１３の壁面に溝を設けな
い場合とは異なったマイクロ波の分布を生じさせること
ができる。また、溝部１７の溝の深さの違いによって
も、加熱室１３内のマイクロ波の分布は異なる。よっ
て、溝部１７の溝の深さを変えることにより被加熱物へ
入射するマイクロ波の分布を変化させることができる。

【００２９】被加熱物はマイクロ波の分布密度の大きい
部分から発熱しやすく、マイクロ波の分布密度が小さく
なるに従って発熱しにくくなる。溝部１７によって加熱
室１３内のマイクロ波の分布密度が変化し、被加熱物の
発熱場所が変化して被加熱物の加熱むらは減少する。

【００３０】本実施例において、溝部の溝の深さを壁面
から３４ｍｍ、３８ｍｍに変化させたときの高周波加熱
装置の加熱室内の電界強度分布の実験結果を（表１）に
示す。単位はｄＢで、１５ｄＢ以上と０ｄＢ以下を着色
して示している。ここで、（表１）は加熱室底面の４分
の１の面積相当を示している。

【００３１】

【表１】

【００３２】以上のように溝部の溝の深さを変えること
により、加熱室内の電界強度は変化した。

【００３３】これにより、加熱室内のマイクロ波の分布
を変化させ、被加熱物の加熱むらを抑制することができ
る。

【００３４】（実施例２）次に、本発明の実施例２につ
いて説明する。図１において、本実施例の実施例１との
相違点を説明する。物理量検出手段２０は加熱室１３内
に収納された被加熱物の形状を識別することができる。
ここで物理量検出手段２０は、加熱スイッチ等の信号を
受けて作動してもかまわないし、ターンテーブル１４上
に被加熱物を載置したときや、高周波加熱装置本体１０
の扉の開閉スイッチ等の信号により作動するようにして
もかまわない。また、高周波加熱装置本体１０に物理検
出手段２０のスイッチ等を設け、スイッチによって被加
熱物の形状を入力することにより、物理量検出手段２０
に被加熱物の形状を識別させてもよい。本実施例では物
理量検出手段２０はターンテーブル１４の軸付近に設け
ているが、ターンテーブル１４と同じ大きさでもかまわ
ない。

【００３５】物理量検出手段２０は、加熱室１３内に収
納された被加熱物の形状を識別し、制御部２１に信号を
送る。制御部２１は溝長可変手段１９とつながってお
り、溝長可変手段１９は制御部２１の信号を受けて薄板
１８を溝部１７内で前後に移動させて溝部１７の溝の深
さを変える。

【００３６】被加熱物の形状とマイクロ波加熱の関係に
おいて、マイクロ波加熱では被加熱物の形状が四角のと
きは四隅から、円盤状で径大のときは周囲、径小のとき
は中心部から加熱される。そのため、被加熱物の形状が
四角、あるいは径大の円盤状のときは中心に電界を集中
させ、径小の円盤状のときは周囲に電界を集中させるよ
うな制御をする必要がある。

【００３７】本実施例において、溝部の溝の深さを壁面
から３０ｍｍ、３６ｍｍに変化させたときの高周波加熱
装置の加熱室内の電界強度分布の実験結果を（表２）に
示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】ここで、溝部の溝の深さが３０ｍｍのとき
は周囲の電界が強くなり、３６ｍｍのときは周囲の電界
は弱くなった。

【００４０】被加熱物の形状が四角あるいは径大の円盤
状のときは、溝部の溝の深さを３６ｍｍとして被加熱物
の中心に電界を集中させ、加熱むらを抑制する。一方、
被加熱物の形状が径小のときは、溝部の溝の深さを３０
ｍｍとして被加熱物の周囲に電界を集中させ、加熱むら
を抑制する。

【００４１】以上のように、被加熱物の形状を識別する
ことにより、被加熱物の形状に応じて溝部の溝の深さを
選択することにより被加熱物に最適なマイクロ波の分布
を加熱室内に形成させ、被加熱物の加熱むらを抑制する
ことができる。

【００４２】（実施例３）次に、本発明の実施例３につ
いて説明する。図１において、本実施例の実施例２との
相違点を説明する。物理量検出手段２０は加熱室１３内
に収納された被加熱物の温度を検出することができる。
ここで物理量検出手段２０は、加熱スイッチ等の信号を
受けて作動してもかまわないし、ターンテーブル１４上
に被加熱物を載置したときや、高周波加熱装置本体１０
の扉の開閉スイッチ等の信号により作動するようにして
もかまわない。また、高周波加熱装置本体１０に物理検
出手段２０のスイッチ等を設け、スイッチから被加熱物
の温度を入力することにより、物理量検出手段２０に被
加熱物の温度を識別させてもよい。本実施例では物理量
検出手段２０はターンテーブル１４の軸付近に設けてい
るが、ターンテーブル１４上に温度センサを設けた構成
でもかまわない。

【００４３】物理量検出手段２０は、加熱室１３内に収
納された被加熱物の温度を検出し、制御部２１に信号を
送る。制御部２１は溝長可変手段１９とつながってお
り、溝長可変手段１９は制御部２１の信号を受けて、薄
板１８を溝部１７内で前後に移動させて溝部１７の溝の
深さを変える。

【００４４】被加熱物の温度とマイクロ波加熱の関係に
おいて、被加熱物の温度が０℃以下の場合はマイクロ波
の浸透深さは長く、マイクロ波はほとんど透過する。被
加熱物の温度が０℃以上になるとマイクロ波の浸透深さ
は短くなり、１００℃に近づくに従い、マイクロ波の浸
透深さは再び長くなる。ただし、０℃以下のときの約１
００分の１以下である。そのため、被加熱物の温度が０
℃以下のときは中心に電界を集中させ、０℃以上になる
と均一な電界分布になるような制御をする必要がある。

【００４５】本実施例において、溝部の溝の深さを壁面
から３６ｍｍにすると周囲の電界は弱くなり、３２ｍｍ
にすると電界はほぼ均一となった。

【００４６】被加熱物の温度が０℃以下のときは溝部の
溝の深さを３６ｍｍとして被加熱物の中心に電界を集中
させて加熱する。一方、被加熱物の温度が０℃以上のと
きは溝部の溝の深さを３２ｍｍとして均一な電界分布で
加熱する。

【００４７】以上のように被加熱物の温度を検出するこ
とにより、被加熱物の温度に応じて溝部の溝の深さを選
択することにより被加熱物に最適なマイクロ波の分布を
加熱室内に形成させ、被加熱物の加熱むらを抑制するこ
とができる。

【００４８】（実施例４）次に、本発明の実施例４につ
いて説明する。図１において、本実施例の実施例３との
相違点を説明する。物理量検出手段２０は加熱室１３内
に収納された被加熱物の重量を検出することができる。
ここで物理量検出手段２０は、加熱スイッチ等の信号を
受けて作動してもかまわないし、ターンテーブル１４上
に被加熱物を載置したときや、高周波加熱装置本体１０
の扉の開閉スイッチ等の信号により作動するようにして
もかまわない。また、高周波加熱装置本体１０に物理検
出手段２０のスイッチ等を設け、スイッチから被加熱物
の重量を入力することにより、物理量検出手段２０に被
加熱物の重量を識別させてもよい。本実施例では物理量
検出手段２０はターンテーブル１４の軸付近に設けてい
るが、ターンテーブル１４全面に重量センサ等を設けた
構成でもかまわない。

【００４９】物理量検出手段２０は、加熱室１３内に収
納された被加熱物の重量を検出し、制御部２１に信号を
送る。制御部２１は溝長可変手段１９とつながってお
り、溝長可変手段１９は制御部２１の信号を受けて、薄
板１８を溝部１７内で前後に移動させて溝部１７の溝の
深さを変える。

【００５０】被加熱物の重量とマイクロ波加熱の関係に
おいて、被加熱物の重量が大きい場合はマイクロ波の吸
収は大きく、重量が小さくなるに従ってマイクロ波の吸
収は小さくなる。そのため、被加熱物の重量が小さいと
きは中心に電界を集中させ、重量が大きいときは周囲に
電界を集中させるような制御をする必要がある。

【００５１】本実施例の場合、周囲の電界を弱くする溝
部の溝の深さは３６ｍｍ、周囲の電界を強くする溝部の
溝の深さは３０ｍｍであった。

【００５２】被加熱物の重量が小さいときは溝部の溝の
深さを３６ｍｍとし、中心に電界を集中させて加熱す
る。一方、重量が大きいときは溝部の溝の深さを３０ｍ
ｍとし、周囲に電界を集中させて加熱むらを抑制する。

【００５３】以上のように被加熱物の重量を検出するこ
とにより、被加熱物の重量に応じて溝部の溝の深さを選
択することにより被加熱物に最適なマイクロ波の分布を
加熱室内に形成させ、被加熱物の加熱むらを抑制するこ
とができる。

【００５４】（実施例５）次に、本発明の実施例５につ
いて説明する。図３は高周波加熱装置の概略構成図であ
る。

【００５５】図３において、本実施例の実施例４との相
違点を説明する。物理量検出手段２２は加熱室１３内に
収納された被加熱物の個数を検出することができる。こ
こで物理量検出手段２２は、加熱スイッチ等の信号を受
けて作動してもかまわないし、ターンテーブル１４上に
被加熱物を載置したときや、高周波加熱装置本体１０の
扉の開閉スイッチ等の信号により作動するようにしても
かまわない。また、高周波加熱装置本体１０に物理検出
手段２２のスイッチ等を設け、スイッチから被加熱物の
個数を入力することにより、物理量検出手段２０２被加
熱物の個数を識別させてもよい。本実施例では物理量検
出手段２２はターンテーブル１４とほぼ同じ面積である
が、ターンテーブル１４の軸と同心円状に複数設ける構
成でも、ターンテーブル１４上に圧力センサ等を点在さ
せる構成でもかまわない。

【００５６】物理量検出手段２２は、加熱室１３内に収
納された被加熱物の個数や位置を検出し、制御部２１に
信号を送る。制御部２１は溝長可変手段１９とつながっ
ており、溝長可変手段１９は制御部２１の信号を受け
て、薄板１８を溝部１７内で前後に移動させて溝部１７
の溝の深さを変える。

【００５７】被加熱物の個数とマイクロ波加熱の関係に
おいて、被加熱物の個数が一個のときはマイクロ波の吸
収は大きく、個数が多くなるに従ってマイクロ波の吸収
は小さくなる。そのため、被加熱物の個数が少ないとき
は周囲の電界を強くし、個数が多いときは均一な電界に
する制御をする必要がある。

【００５８】本実施例の場合、周囲の電界を強くする溝
部の溝の深さは３０ｍｍ、ほぼ均一な電界にする溝部の
溝の深さは３２ｍｍであった。

【００５９】被加熱物の個数が少ないときは溝部の溝の
深さを３６ｍｍとし、周囲に電界を集中させて加熱す
る。一方、被加熱物の個数が多いときは溝部の溝の深さ
を３２ｍｍとし、均一な電界にして加熱むらを抑制す
る。

【００６０】以上のように被加熱物の重量を検出するこ
とにより、被加熱物の個数に応じて溝部の溝の深さを選
択することにより被加熱物の個数に最適なマイクロ波の
分布を加熱室内に形成させ、被加熱物の加熱むらを抑制
することができる。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、加熱室を形成する壁面に設けた溝部と、前記溝部
の溝の深さを変化させる溝長可変手段と、前記被加熱物
の物理情報を検出する物理量検出手段と、前記物理量検
出手段の検出信号に基づいて前記溝長可変手段を制御す
る制御部を備えることにより、被加熱物の物理的特徴か
ら加熱に適する溝長を検出し、溝長可変手段により壁面
の溝部の溝の深さを変化させることによって、加熱室内
のマイクロ波の分布を変化させることができ、被加熱物
の加熱むらを抑制することができる。

【００６２】また、請求項２記載の発明によれば、特
に、物理量検出手段として、被加熱物の形状を識別する
形状識別手段としたことにより、溝長可変手段により壁
面の溝部の溝の深さを被加熱物の形状に適した溝長に変
化させることによって加熱室内のマイクロ波の分布を変
化させることができ、被加熱物の加熱むらを抑制するこ
とができる。

【００６３】また、請求項３記載の発明によれば、特
に、物理量検出手段として、被加熱物の温度を検出する
温度検出手段としたことにより、被加熱物の温度に適し
た溝長になるように、溝長可変手段により壁面の溝部の
溝の深さを変化させることによって加熱室内のマイクロ
波の分布を変化させることができ、被加熱物の加熱むら
を抑制することができる。

【００６４】また、請求項４記載の発明によれば、特
に、物理量検出手段として、被加熱物の重量を検出する
重量検出手段としたことにより、重量に適した溝長にな
るように、溝長可変手段により壁面の溝部の溝の深さを
変化させることによって加熱室内のマイクロ波の分布を
変化させることができ、被加熱物の加熱むらを抑制する
ことができる。

【００６５】また、請求項５記載の発明によれば、特
に、物理量検出手段として、被加熱物の個数を検出する
個数検出手段としたことにより、被加熱物の個数に適し
た溝長になるように、溝長可変手段により壁面の溝部の
溝の深さを変化させることによって加熱室内のマイクロ
波の分布を変化させることができ、被加熱物の加熱むら
を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１〜４の高周波加熱装置の概略
構成図

【図２】同高周波加熱装置の外観斜視図

【図３】本発明の実施例５の高周波加熱装置の概略構成
図

【図４】従来の高周波加熱装置の概略構成図

【符号の説明】

１１ マグネトロン（高周波発生手段） １３ 加熱室 １７ 溝部 １８ 薄板 １９ 溝長可変手段 ２０、２２ 物理量検出手段 ２１ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｂ 6/68 ３２０ Ｈ０５Ｂ 6/68 ３２０Ｍ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱
   室内に放射する高周波を発生する高周波発生手段と、前
   記加熱室を形成する壁面に設けた溝部と、前記溝部の溝
   の深さを変化させる溝長可変手段と、前記被加熱物の物
   理情報を検出する物理量検出手段と、前記物理量検出手
   段の検出信号に基づいて前記溝長可変手段を制御する制
   御部を備えた高周波加熱装置。
2. 【請求項２】 物理量検出手段は、被加熱物の形状を識
   別する形状識別手段とした請求項１記載の高周波加熱装
   置。
3. 【請求項３】 物理量検出手段は、被加熱物の温度を検
   出する温度検出手段とした請求項１記載の高周波加熱装
   置。
4. 【請求項４】 物理量検出手段は、被加熱物の重量を検
   出する重量検出手段とした請求項１記載の高周波加熱装
   置。
5. 【請求項５】 物理量検出手段は、被加熱物の個数を検
   出する個数検出手段とした請求項１記載の高周波加熱装
   置。