JPS58111295A - 高周波加熱装置 - Google Patents

高周波加熱装置

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JPS58111295A
JPS58111295A JP20937481A JP20937481A JPS58111295A JP S58111295 A JPS58111295 A JP S58111295A JP 20937481 A JP20937481 A JP 20937481A JP 20937481 A JP20937481 A JP 20937481A JP S58111295 A JPS58111295 A JP S58111295A
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JP
Japan
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frequency
frequency power
power
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JP20937481A
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English (en)
Inventor
恩田 正文
昆野 舜夫
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)

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】 発明の技留分野 本発明は、例えば食品の1m環、加熱および解凍等に用
いる高周波加熱装置に関する。
発明の技術的背景とその問題点 一般に、家庭用として使用されている高周波加けられた
1つの励振用開口から高周波電力を放射することにより
該オープン内の被加熱物を高速度で加熱するようにした
ものである。
ところで、上記被加熱物は性質、大きさ、数量あるいは
オープン内での配置態様等が種々異なるものであり、上
記高周波加熱装置がこのような被加熱物に対して常に最
適な条件で加熱を施していると線いいがたい、このため
従来は、スタラファンでオープン内に電波を散乱させた
り、あるいは上記被加熱物をターンテーブルに乗せて適
宜に回動させるなどして被加熱物がおよそ好適な条件で
平均的に加熱されるようにしていた。しかし5これらの
方法にしろ、上述した種々被加熱物に対する高周波電力
の効率を根本的に改善するものではなく、多少とも上記
高周波電力の損失は避は得なかった。
発明の目的 本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、いかな
る被加熱物に対しても常に最適な条件で高周波加熱を施
し得る高周波加熱装置を提供することを目的とする。
発明の概要 本発明によれば、高周波電力源から負1ffK対して放
射された高周波電力は、この反射量が少ない程上配負荷
に有効に供給され九ととKなるものであること圧着目し
、高周波電力の伝送路に設けて加熱時における該高周波
電力の反射波壕九は反射波と入射波を連続的に検出する
例えば方向性結合器等を具えた検出器と、同じく高周波
電力の伝送路に設けて高周波電力源と負荷すなわち被加
熱物との閣の整合態様を1iilllする可変整合器と
、上記検出器により抽出した反射波または反射波と入射
波の重をモニタして上配可変螢食器に適宜な制御信号を
送る制御装置とによって1つの閉ループ制御系を形成し
たもので、この制御系により上記反射波の量が少なくな
る方向に高周波電力源と被加熱物との間の整合態様を自
動制御するようにする・発明の実施例 以下、本発明に係ゐ高j[加熱装置について添附戯面の
実施例を参照し、詳1IIilK説明する。
はじめに本発明の原理について説明する。
一般に、高周波電力が負荷に対して有効に供給畜れて−
るか否かを判断すbには、高周波電力源近傍の伝送路に
方向性結合器を設けて反射電力を抽出し、この抽出した
反射電力の量がどの程度であるかを関ぺれはよい。この
こと社高周波加熱装置についても同様である。
ところで高周波加熱装置の場合、上記高周波電力の励振
用−口を有するオープンは金属板で作られているため該
オープンそのものの高周波損失はほとんど無視できるが
、被加熱物社前述した理由から^周波的性質が種々雑多
となる。このため、上記励振用開口の開口面におけるイ
ンピーダンスは被加熱物の加熱を行なうf毎に異なるの
が普通であり、上記高周波電力の反射量もこれに対応し
て変化する。
したがって、上記加熱を行なう度毎に異なる上記−口面
におけるインピーダンスとa−波電力源のインピーダン
スとの整合態様を調整する手段、およびすくなくとも前
述した反射電力を抽出する手段を高周波電力伝送路に設
け、抽出される反射電力の量が少なくなる方向に上記整
合態様をi制御すれば、上記高周波電力源から出力され
る高周波電力はしかなる被加熱物に対しても有効に最適
な条件で供給されるととKなる。
さて、第1図は上配原11に基づいて構成した本発明に
係る高周波加熱装置の一実施例を示すもので、上述した
励振用開口の開口面におけるインピーダンスと高周波電
力源のインピーダンスとの整合態様を調整する手段とし
て例えばバラクタfi荷紐路からなるチ、−す等で構成
される可変整合器40を用い、また反射電力を抽出する
手段として方向性結合器20とディテクタ30とを用い
、さらにこれら方向性結合器20およびディテクタ30
を介して抽出される反射電力の童をモニタし該反射電力
の量を少なくするような、すなわち上記励振用開口の開
凸面におけるインピーダンスと高周波電力源のインピー
ダンスとを整合させるような適宜な制御信号を上記可に
整合器40に与える手段として例えばマイクロコンビ、
−夕等で構成される制御装置50を用いている。なおこ
の実施例装置において、1はオープン、2は励振−用開
口、10は高周波電力源であり、また同図に示すPは高
周波電力の放射電力およびこの方向、P′は反射電力お
よびこの方向をそれぞれ示すものである。
すなわちいま、オープンlの内部に被加熱物(図示せず
)を配置してこの装置を動作させたとすると、高周波電
力源10から出力された高周波電力Pが可変整合器40
およびオープンiの励振用開口2を介して上記被加熱物
に放射されるとと−に上記励振用開口2からこの被加熱
物特有の高Ill波的性質に対応した反射電力P′が発
生するものであり、この発生した反射電力P′は方向性
結合器20により抽出され、ディテクタ30で適宜に検
波されて制御装置50に加えられる。ここで、制@装置
50がこの加えられた反射電力P′の量に基づいて上記
励振用開口2の開口面におけるインピーダンスと上記高
ll1aI電力源10のインピーダンスとを整合させる
ような制御信号を可変整合器40に対して送出するもの
であることは前述した通りであシ、可変整合器40はこ
の制御信号に基づいて励振用開口2の開口面におけるイ
ンピーダンスと高周波電力源lOのインピーダンスとの
整合態様を調整し、これらインピーダンスを等価的に整
合させるように動作する。これにより、被加熱物の高周
波的性質に対応して生じた上記反射電力P′はこの童が
少なくなるよう制御されることKなり、上記被加熱物に
放射され九高周波電力Pはこの被加熱物に対して有効に
しかも最適な条件で供給されることになる。
このようにこの実施例装置は、各々の被加熱物毎に異な
る高周波的性質に対応して生じる反射電力P′をモニタ
し、該モニタし九反射電力P′の鳳に応じて上述し九整
合制御を実行するものであり、いかなる被加熱物に対し
ても最適な条件で高周波加熱を施すことができる。
またこの実施例装置は、方向性結合器20とrイテクタ
30からなる検出器、制御装置50、および可変整合器
40によって閉ルーグの制御系を形成した−のであり、
たとえオープン1の内部に配置した被加熱物の高周波的
性質が温度の上昇とともに変化したとしても、すなわち
前記励振用開口2の一口rkJKおけるインピーダンス
が経時的に変化したとしても上記制御値g#50の応答
性の範囲内でこの変化に追従し九整合制御を行なうこと
ができる。したがって、上記被加熱物に対する最適加熱
条件は、bかなる時点においても連続的に維持される。
以上は、オープンに設けた1つの励振用開口から高周波
電力を放射してオーブン内の被加熱物を加熱するという
、従来より採用されていた単開口加熱方式に本発明に係
る高周波加熱装置iI)を適用し九場合について説明し
たものである。
ところで近年、オープンに多数の励振用開口を設け、こ
れら多数の励振用開口から同時に高周波電力を放射する
という方式が検討されている。すなわち高周波加熱装置
の高出力化をはかるものである。
第2図は、このような多−口加熱方式に本発明に係る高
周波加熱装置を適用した場合の一実施例を示すものであ
る。
すなわちこの実施例装置は、オープンIK設けた2つの
励振用開口2および3に対してそれぞれ第1図に示した
装置の高周波電力源10.方向性結合器20、ディテク
タ30、可変整合器40と同一の機能を有する高周波電
力源11および12・方向性結合器21訃よび22、デ
ィテクタ31および32、可変整合器41および42を
具え、各励振用開口からの反射電力量のモニタと各可変
整合器の制御とを制御装置500で一括して行なうよう
にしたものである。ただし、この実施例装置においては
各高周波電力源からそれぞれ等周波数の高周波電力が出
力されるようにしている。これは上記励振用開口2また
1j−3のうちいずれか任意の開口からオープンlの内
部を見たときのインピーダンスが負荷すなわち被加熱物
(図示せず)と他の開口との合成インピーダンスとして
得られるようにするための配慮である。iた第2図にお
いて、PlおよびP1′は高周波電力源11から出力さ
れる高周波電力の放射電力および反射電力とこの方向を
それぞれ示し、P3およびP2′は高周波電力源12か
ら出力される高周波電力の放射電力および反射電力とこ
の方向をそれぞれ示すものである。
さてこの実施例装置を動作きせ、オープンlの内部に配
置した被加熱物に高周波加熱を施したとすると、高周波
電力源11および12から出力された高周波電力P1お
よびP鵞がそれぞれ可変整合器41および42、励振用
開口2および3t−介して上記被加熱物に同時に放射さ
れるとともに上記励振用開口2および3からはこれら開
口2および3からそれぞれオープン1の内部を見たとき
の上記被加熱物特有の高周波的特性に基づくインピーダ
ンスと他の開口のインピーダンスとの合成インピーダン
スに対応した反射電力P1′およびP3′が発生するも
のであり、さ・らにこれら発生した反射電力Pl′およ
びP冨Iはそれぞれ方向性結合器21および22により
抽出され、ディテクタ31および32で適宜に検波され
て制御装置50oに加えられる。これにより、制御装置
500Fiこれら加えられた反射電力P1′およびpH
のそれぞれの量に基づきこの和(Pt’+Pt’)が最
小となるような整合制御信号會各可費整合器41および
42に対して送出し、該制御信号が与えられた可変整合
器41および42は上記励振用開口2お上び3の各開口
面におけるインピーダンス(被加熱物のインピーダンス
と他の開口を見たインピーダンスとの合成インピーダン
ス)と各高周波電力源11および12のインピーダンス
との整合態様を調整してこれら各相対するインピーダン
スを等価的に整合させるように動作する。したがって、
この場合においても上記反射電力Pl′およびP驚′は
この量が少なくなるよう自動制御されることに&す、被
加熱物に放射された高周波電力P1およびP3はこの被
加熱物に対して有効にしかも最適な条件で供給され、る
ことKなる。
なお、この実施例装置がいかなる被加熱物に対しても最
適な条件で高周波加熱t−施し、またこの最適加熱条件
をいかなる時点においても連続的に細持し得るものであ
ることは先の第1図に示した賽細測値瞳と同様である。
またこの実施例装置は、本発明に係る高周波加熱装置を
2開口加熱方式の装置に適用した場合について示したも
のであるが、3開口以上の多開口加熱方式の装置につb
ても同様に適用することができる。すなわち、各励振用
翔口毎に上述した高jltIL電力源、方向性結合器、
ディテクタおよび可変整合St設け、上記各励振用開口
からの反射電力鎗のモニタと各可変整合器の整合制御と
を適宜な制御装置で一括して行なうようにすればよい。
なおこの際、各高周波電力源から出力する高周波電力の
周波数は同期させることが好ましく(ただし整合可能な
範囲での同期ずれは許容範囲とする)、これKよって適
切な整合制御が可能となる。
ところで、上述した2つの実施測値f11はいずれ一方
向性結合器によって反射電力のみを抽出し、該抽出した
反射電力の量またはこの総和量が最小となるよう可変整
合器を制御するようにしたものであるが、他K例えば放
射(出力)電力と反射電力との両方の電力を抽出する手
段を設け、これKよって抽出した各電力の量または各総
和量の比や差が最大となるよう可変整合器を制御するよ
うにしてもよ込、このような制御方法は、上述した可変
整合器の整合範囲が限定されているような場合K特に有
効である。
発明の詳細 な説明したように、本発明に係る高周波加熱装置によれ
ば、いかなる被加熱物に対してもまた加熱実施中のいか
なる時点においても常に最適な条件で有効に高周波加熱
を施すことができる。
また、本発明に係る高周波加熱装置は多開口加熱方式の
ものにも有効に適用できるものであり、特に近年開発が
進められているソリッドステート高周波加熱装置にこの
高周波加熱装#全適用する意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る高周波加熱値fを単開口加熱方式
のものに適用した場合についてこの一実施例を示す図、
第2図は本発明に係る高周波加熱装置を多開口加熱方式
のものに適用した場合につ込てこの一実施例を示す図で
ある。 l・・・オープン、2,3・・・励振用開口、10゜1
1.12・・・高周波電力源、20,21,22・・・
方向性結合器、30,31.32・・・ディテクタ、4
0.41.42・・・可変整合器、50.500・・・
制御装置。 代理人弁理士 則近憲佑(ほか1名)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  高周波電力源とオープンに設けられた励振用
    開口との間の高周波電力伝送路K、可変整合器と、前記
    高周波電力源から出力される高周波電力のすくなくとも
    反射電・力を検出する検出器とを設けるとともに1前記
    検出器の検出反射電力量を最小とするように前記可変整
    合器を制御する制御装置を設けたことを特徴とする高周
    波加熱装置。
  2. (2)複数の高周波電力源とオープンに設けられた複数
    の励振用開口との間の各高周波電力伝送路に、可変整合
    器と、前記高周波電力源から出力される高周波電力のす
    くなくとも反射電力を検出する検出器とをそれぞれ設け
    るとともに、前記各検出器の検出反射電力量を最小とす
    るように前記各可変整合器を制御する制御iIt置を設
    けたことを特徴とする高周波加熱装置。
  3. (3)  前記各検出器は前記各反射電力のみを抽出装
    置は前記各検出器の検出反射電力量の総和量が最小とな
    るように前記各可変整合器を制御する特許請求の範囲第
    (2)項記載の高周波、・加熱装置。
  4. (4)前記各検出器は前記各反射電力とともに各出力高
    周波電力をも抽出する手段を具えたものであシ、前記制
    御装置は前記各検出器の検出出力高周波電力型の総和量
    と検出反射電力量の総和量との比または差が最大となる
    ように前記各可変整合器を制御する特許請求の範囲第(
    2)項記載の高周波加熱装置。
  5. (5)  前記各高周波電力源から出力される高周波電
    力は、等しい周波数の電力である特許請求の範囲第(2
    )項記載の高周波加熱装置。
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