JPH11354267A - 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、被加熱物に応じた
マイクロ波分布を加熱室内に発生させることにより、被
加熱物の加熱むらをなくすこと。 【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壁面付近に設けた誘電体層１６と、誘電
体層１６を支える誘電体層保持部１７を備え、誘電体層
保持部１７により誘電体層１６の設置位置を選択するこ
とにより、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７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、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
波を均一にしたり変化させるために、ターンテーブルを
回転させたり、加熱室壁面に凹凸を付ける方法などが採
用されている。

【０００５】

【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。

【０００６】また、加熱室壁面に凹凸を付ける方法は、
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
いため、食品を選択的に加熱することは非常に困難であ
る。

【０００７】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
食品等の被加熱物に応じたマイクロ波の分布を発生さ
せ、加熱むらをなくす高周波加熱装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【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、加熱室内に装着する誘電体層と、前記誘
電体層の設置位置を選択できる誘電体層保持部を備える
ものである。

【０００９】そして、誘電体層の設置位置を選択するこ
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。

【００１０】これにより、被加熱物に応じたマイクロ波
の分布を選択して加熱むらをなくすことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、加熱室内
に装着する誘電体層と、前記誘電体層の設置位置を選択
できる誘電体層保持部を備える。

【００１２】そして、誘電体層の設置位置を選択するこ
とによって加熱室内のマイクロ波の分布を選択的に変化
させることができ、これにより、被加熱物の加熱むらを
なくすことができる。

【００１３】請求項２記載の発明は、誘電体層保持部は
複数の誘電体層を設置できる構成を有する。

【００１４】そして、加熱室内に複数の誘電体層を設置
す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なくす
ことができる。請求項３記載の発明は、誘電体層保持部
は複数の誘電体層の設置間隔を選択できる構成を有す
る。

【００１６】そして、加熱室内に設置する複数の誘電体
層の間隔を選択す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なくす
ことができる。請求項４記載の発明は、複数の誘電体層
は比誘電率が互いに異なる構成を有する。

【００１８】そして、誘電体層保持部に異なる比誘電率
の複数の誘電体層を選択設置す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、被加熱部の加熱むらをなくす
ことができる。請求項５記載の発明は、複数の誘電体層
は板厚が互いに異なる構成を有する。

【００２０】そして、誘電体層保持部に異なる板厚の複
数の誘電体層を選択設置す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。

【００２１】これにより、被加熱物の加熱むらをなくす
ことができる。

【００２２】

【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。

【００２３】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施
例を示す高周波加熱装置の概略構成図、図２は図１の要
部の概略図である。図１および図２において、１０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は誘電体層
で、１７は誘電体層１６を支える誘電体層保持部であ
る。誘電体層１６には突起部１６１を設けている。ま
た、誘電体層保持部１７には誘電体層１６の突起部１６
１のはめ込み孔１７ａを設けている。このはめ込み孔１
７ａは複数個設けてあり、誘電体層１６の設置位置を選
択できる。１８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。１９は制御部
であり、マグネトロン１１やモータ１５を制御する。

【００２４】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。加熱するときは加熱スイッチ等の信
号を受けて、制御部１９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１８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。

【００２５】加熱室１３へ放射されたマイクロ波の一部
は誘電体層１６を透過し、一部は反射する。誘電体層１
６にて反射したマイクロ波はターンテーブル１４上の被
加熱物に吸収され、被加熱物を発熱させる。被加熱物に
吸収されなかったマイクロ波は、加熱室１３内の全ての
壁面で反射されて再度誘電体層１６へ入射する。そして
再度透過、反射を繰り返す。一方、誘電体層１６を透過
したマイクロ波は、誘電体層１６に近い側の（壁面１３
ａを含む側）の加熱室１３の壁面で反射して、再び誘電
体層１６に入射する。誘電体層１６によりマイクロ波は
再び透過と反射を繰り返す。誘電体層１６を透過したマ
イクロ波の一部はターンテーブル１４上の被加熱物を発
熱させる。

【００２６】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。誘電体層１６によって
生じるマイクロ波の反射および透過により、被加熱物へ
入射するマイクロ波の伝搬経路を多重化できる。

【００２７】これにより、加熱室内のマイクロ波の分布
密度は変化し、被加熱物の発熱場所が変化するため被加
熱物の加熱むらは減少する。

【００２８】本実施例で誘電体層の設置位置を加熱室奥
から２５ｍｍ、３０ｍｍ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、２０ｄＢ以上と０ｄＢ以下を着色
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。

【００２９】

【表１】

【００３０】以上のように誘電体層の設置位置を変化さ
せることにより、電界強度分布が変化した。

【００３１】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なくすことができ
る。

【００３２】なお、この実施例では誘電体層１６は加熱
室１３内の天井部と底面部に設けられた誘電体層保持部
１７の孔１７ａに突起部１６１をはめ込むことにより固
定、保持させているが、誘電体層１６は加熱室１３内で
あれば奥面でもよいし、天井部あるいは底面に設けても
かまわない。また、誘電体層１６の突起部１６１は複数
であってもかまわない。また、誘電体層保持部１７に溝
を設け、溝に誘電体層１６をはめ込んで設置位置を変え
る構成にしてもかまわない。加熱室１３内に設置する誘
電体層は一枚でも複数枚でもかまわない。

【００３３】（実施例２）次に、本発明の第２の実施例
について説明する。図３は本発明の第２の実施例を示す
高周波加熱装置の概略構成図である。

【００３４】本発明の実施例２と実施例１の相違点を説
明する。図３において、誘電体層保持部２０は加熱室１
３に複数の誘電体層１６ａ、１６ｂを設置することがで
きる保持部構成としている。

【００３５】加熱室１３へ放射されたマイクロ波の一部
はまず誘電体層１６ａを透過し、一部は反射する。誘電
体層１６ａにて反射されたマイクロ波の一部はターンテ
ーブル１４上の被加熱物に吸収され、被加熱物を発熱さ
せる。誘電体層１６ａを透過したマイクロ波の一部は誘
電体層１６ｂを透過し、一部は反射する。誘電体層１６
ｂで反射したマイクロ波は誘電体層１６ａと誘電体層１
６ｂの間において加熱室１３内の金属壁面では完全反射
されるが、誘電体層１６ａ、１６ｂでは透過、反射とい
う作用がおこる。また、誘電体層１６ｂを透過したマイ
クロ波は、誘電体層１６ｂに近い側（壁面１３ａを含む
側）の加熱室１３の全ての壁面で反射して、再度誘電体
層１６ｂに入射し、透過、反射を繰り返す。

【００３６】複数の誘電体層を設置することにより、誘
電体層１６ａ、１６ｂでのマイクロ波の透過、反射の状
態は、誘電体層を設置しない場合や誘電体層を一枚のみ
設置した場合とは異なる。そのため、加熱室１３内のマ
イクロ波の伝搬経路は複雑になり、マイクロ波の分布密
度を変化させることができる。

【００３７】この実施例の場合、誘電体層保持部２０は
一対のみ設けられているが、複数対設けてもかまわな
い。

【００３８】本実施例で誘電体層を一枚設置したときと
二枚設置したときの電界強度分布の実験結果を（表２）
に示す。

【００３９】

【表２】

【００４０】以上のように複数の誘電体層を設置するこ
とにより、電界強度分布は変化した。

【００４１】これにより、被加熱物に応じた誘電体層の
設置枚数を選択することにより、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なくすことが
できる。

【００４２】（実施例３）次に、本発明の第３の実施例
について説明する。図４は本発明の第３の実施例を示す
高周波加熱装置の概略構成図である。

【００４３】本発明の実施例３と実施例２の相違点を説
明する。図４において、誘電体層保持部２１は加熱室１
３に設置する複数の誘電体層１６ａ、１６ｂの設置間隔
Ｇを変えることができる保持部構成としている。

【００４４】誘電体層の設置間隔Ｇを選択することによ
り、誘電体層１６ａ、１６ｂの間を伝搬するマイクロ波
は、各誘電体層１６ａ、１６ｂの層面での透過、反射と
間隔Ｇを形成する加熱室１３の壁面での反射とによっ
て、マイクロ波の伝搬方向が変化し、加熱室１３内のマ
イクロ波の伝搬経路は複雑になり、マイクロ波の分布密
度を変化させることができる。

【００４５】この実施例では誘電体層は一対しか図示し
ていないが、複数対設置してもかまわない。

【００４６】本実施例において、加熱室内に設置する誘
電体層の間隔が０ｍｍのときと２０ｍｍのときの加熱室
内の電界強度分布の実験結果を（表３）に示す。

【００４７】

【表３】

【００４８】以上のように、誘電体層の設置間隔を変え
ることにより、加熱室内の電界強度分布は変化した。

【００４９】これにより、被加熱物に応じた誘電体層の
設置間隔を選択することにより、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なくすことが
できる。

【００５０】（実施例４）次に、本発明の第４の実施例
について説明する。図５は本発明の第４の実施例を示す
高周波加熱装置の概略構成図である。

【００５１】本発明の実施例４と実施例３の相違点を説
明する。図５において、誘電体層保持部２２は互いに比
誘電率が異なる複数の誘電体層１６ｃ、１６ｄを保持し
た構成としている。

【００５２】誘電体層１６ｃ、１６ｄの比誘電率が異な
ると、同じ比誘電率を有する誘電体層を設置する場合と
比べて、マイクロ波が誘電体層１６ｃ、１６ｄを透過す
る割合と反射する割合が変化するとともに透過後のマイ
クロ波伝搬経路が変化する。そのため、加熱室内に設置
する誘電体層の比誘電率により加熱室内の電界強度分布
は変化する。

【００５３】本実施例において、比誘電率が３．４６の
誘電体層または比誘電率が１２．３の誘電体層を加熱室
内に装着したときの加熱室内の電界強度分布の実験結果
を（表４）に示す。

【００５４】

【表４】

【００５５】以上のように、誘電体層の比誘電率を異な
らしたことにより、加熱室内の電界強度分布は変化し
た。

【００５６】一例として、被加熱物をパンとした場合、
パンは外部よりも内部の方が昇温しやすい性質を有して
いる。パンを温める場合には、はじめに比誘電率１２．
３の誘電体層を設置して加熱室の中央付近のマイクロ波
の分布密度を小さくしてパンの周囲を温めておき、その
後比誘電率３．４６の誘電体層を設置して加熱室を全体
的に温めるようにする。

【００５７】これにより、被加熱物に応じた誘電体層の
比誘電率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生じさせ、被加熱物の加熱む
らをなくすことができる。

【００５８】（実施例５）次に、本発明の第５の実施例
について説明する。図６は本発明の第５の実施例を示す
高周波加熱装置の概略構成図である。

【００５９】本発明の実施例５と実施例４の相違点を説
明する。図６において、誘電体層保持部２３は突起部２
５によって板厚の異なる誘電体層２４ａ、２４ｂを保持
できる構成としている。誘電体層保持部２３は板厚の薄
い誘電体層２４ａを設置するときは突起部２５の間隔を
短くし、板厚の厚い誘電体層２４ｂを設置するときは突
起部２５の間隔を長くすることによって固定、保持す
る。この実施例の場合、誘電体層は間隔をもたせて配設
しているが、複数枚の誘電体層を密着させた板でもかま
わない。

【００６０】比誘電率が同じでも、板厚が変化すると異
なる電界分布を発生させることができる。

【００６１】本実施例の場合、比誘電率が同じで、板厚
が１．２７ｍｍのときと６．２ｍｍの誘電体層を加熱室
内に設置したときの加熱室の電界強度分布を（表５）に
示す。

【００６２】

【表５】

【００６３】以上のように、誘電体層の板厚を変化させ
ることにより、同じ誘電率の誘電体層で異なる電界分布
を発生させることができた。

【００６４】一例として冷凍薄切り肉を解凍する場合、
従来の高周波加熱装置では冷凍薄切り肉のパック中央部
は厚さがないため加熱されて変色するが、周囲は厚さが
あるため解凍されない。本実施例の場合、板厚６．２ｍ
ｍの誘電体層を設置して冷凍薄切り肉の中央部にマイク
ロ波が集中しないようにしておき、その後板厚１．２７
ｍｍの誘電体層を設置して全体を解凍するようにする。

【００６５】これにより、被加熱物に応じて板厚を選択
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なくすことが
できる。

【００６６】なお、誘電体層は低誘電損失の材料から構
成している。また、上記した各実施例は相互に組み合わ
せて実施することができる。

【００６７】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、加熱室内に装着する誘電体層と、前記誘電体層の
設置位置を選択できる誘電体層保持部を備える。

【００６８】そして、誘電体層の介在に伴うマイクロ波
の伝搬経路を多重化させるとともに誘電体層の設置位置
を選択することによってマイクロ波の伝搬経路を選択変
化させ、被加熱物に応じた最適なマイクロ波分布を加熱
室内に生じさせることができる。

【００６９】これにより、被加熱物の加熱むらをなくす
ことができる。また、請求項２記載の発明によれば、誘
電体層保持部は複数の誘電体層を設置できる構成を有す
る。

【００７０】そして、加熱室内に複数の誘電体層を設置
す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。

【００７１】これにより、被加熱物の加熱むらをなくす
ことができる。また、請求項３記載の発明によれば、誘
電体層保持部は複数の誘電体層の設置間隔を選択できる
構成を有する。

【００７２】そして、加熱室内に設置する複数の誘電体
層の間隔を選択す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。

【００７３】これにより、被加熱物の加熱むらをなくす
ことができる。また、請求項４記載の発明によれば、複
数の誘電体層は比誘電率が互いに異なる構成を有する。

【００７４】そして、誘電体層保持部に異なる比誘電率
の複数の誘電体層を選択設置す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。

【００７５】これにより、被加熱部の加熱むらをなくす
ことができる。また、請求項５記載の発明によれば、複
数の誘電体層は板厚が互いに異なる構成を有する。

【００７６】そして、誘電体層保持部に異なる板厚の複
数の誘電体層を選択設置す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。

【００７７】これにより、被加熱物の加熱むらをなくす
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す高周波加熱装置の
概略構成図

【図２】同高周波加熱装置の誘電体層の透視斜視図

【図３】本発明の第２の実施例を示す高周波加熱装置の
概略構成図

【図４】本発明の第３の実施例を示す高周波加熱装置の
概略構成図

【図５】本発明の第４の実施例を示す高周波加熱装置の
概略構成図

【図６】本発明の第５の実施例を示す高周波加熱装置の
概略構成図

【図７】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） １２ 導波管 １３ 加熱室 １６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、２３ａ、２３
ｂ、２４ａ、２４ｂ誘電体層 １７、２０、２１、２２、２３、２７ 誘電体層保持部 １７ａ、２０ａ はめ込み孔 １８ 給電部 １９ 制御部 ２５、１６１ 突起部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加熱物を収容する加熱室と、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
   記加熱室内に装着する誘電体層と、前記誘電体層の設置
   位置を選択できる誘電体層保持部を備えた高周波加熱装
   置。
2. 【請求項２】 誘電体層保持部は、複数の誘電体層を設
   置できる構成とした請求項１記載の高周波加熱装置。
3. 【請求項３】 誘電体層保持部は、複数の誘電体層の設
   置間隔を選択できる構成とした請求項２記載の高周波加
   熱装置。
4. 【請求項４】 複数の誘電体層は、その比誘電率を互い
   に異なる構成とした請求項２または３記載の高周波加熱
   装置。
5. 【請求項５】 複数の誘電体層は、その板厚を互いに異
   なる構成とした請求項２〜４のいずれか１項に記載の高
   周波加熱装置。