JPS6210894A - 高周波加熱装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、電子レンジ等のいわゆる誘電加熱を行う為の
高周波加熱装置の改良に関し、さらに詳しく言えば、そ
の電源装置にインバータを用い、インバータにより高周
波電力を発生し、昇圧トランスにて昇圧してマグネトロ
ン等の高周波発振器を駆動するよう構成した高周波加熱
装置の改良に関するものである。

従来の技術 ３　ベー−７゛ このような方式の高周波加熱装置は、その電源トランス
の小型化、軽量化、あるいは低コスト化を目的として様
々な構成のものが提案されている。

第５図は、従来の高周波加熱装置の回路図である。図に
於て、商用電源１の電力はダイオードブリッジ２により
整流され、単方向電源が形成されている。３はインダク
タ、４はコンデンサであってインバータの高周波スイッ
チング動作に対するフィルタの役割を果すものである。

インバータは共振コンデンサ５、昇圧トランス６、トラ
ンジスタ７、ダイオード８、及び駆動回路９により構成
されている。トランジスタ７は駆動回路９より供給され
るベース電流によって所定の周期とデス−ティー（即ち
、オンオフ時間比）でスイッチング動作する。この結果
、昇圧トランス６の一次巻線１０には第６図（ａ）のよ
うなコレクタ電流Ｉｃとダイオード電流Ｉｄを中心とし
た電流Ｉｃｄが流れ一次巻線１０には第６図（ｂ）のよ
うな高周波電流ＩＬが流れる。従って、二次巻線１１及
び三次巻線１２には各々高周波高圧電力及び高周波低圧
電力が生じる。この高周波低圧電力はマグネトロン１３
のカソード端子間に供給され、−万病周波高圧電力はア
ノードカソード間にコンデンサ１４とダイオード１５よ
りなる整流回路を介して供給される。従ってマグネトロ
ン１３は発振し誘電加熱が可能となるものである。

このような構成で、トランジスタ７を２０ＫＨｚ１００
ＫＨｚ程度の周波数で動作させると商用電源周波数のま
まで昇圧する場合に比べて昇圧トランスの重量、サノズ
を数分の−から十数分の−にでき、電源部の小型化、低
コスト化が可能であるという特長を有するものである。

発明が解決し４うとする問題点 しかしながら、このような従来の高周波加熱装置は次の
ような欠点があった。

高周波加熱装置の電源に第５図のようなインバータを用
いることによりその重量および価格は低下させることが
可能であるけれども、それ以上の効果を得ることはでき
ず高周波加熱装置のオーブン内における電界強度分布は
インバータを用いな５　ページ い高周波加熱装置と比較しても何ら優位性がなく、その
ため調理ムラが生じやすいという欠点が残されていた。

従って、高周波加熱装置としての本質的な性能を改善し
、調理性能の向上が要望されていた。また装置内にイン
バータという電力変換器を有しているので、高周波加熱
装置の多機能化も要望されていた。

問題点を解決するための手段 本発明はこのような従来の高周波加熱装置の欠点を解決
するためになされたものであシ、以下に述べる手段によ
り構成された高周波加熱装置である０ 即ち、単方向電源と半導体スイッチ素子を含み、前記単
方向電源より電力を受け高周波電力を発生するインバー
タと、前記インバータの出力を切り換える切換手段と、
前記インバータの出力で付勢される高周波発振器と、前
記高周波発振器の出力電波を供給されるオーブンと、前
記オーブン内の食品に超音波エネルギーを与える電気機
械変換器とを備え、前記切換手段により前記インバータ
の６　ページ 出力を前記高周波発振器と電気機械変換器とに切り換え
て供給する構成としたものである。

作　　用 本発明は上記構成により以下に述べる作用を有する。即
ち、本発明の高周波加熱装置は、トランジスタ等の半導
体スイッチを含むインバータの出力を切換手段により切
り換えて高周波発振器と電気機械変換器とに供給する構
成としたので、インバータを用いて高周波加熱装置の単
なる軽量化、低価格化を実現するのみではなく、オーブ
ン内の食品を超音波エネルギーによってかくはんし、加
熱ムラなどの調理上の不都合を改善することができ、さ
らに超音波エネルギーによる食品の性質の改善、たとえ
ば食品を軟かくするなどの性質の改善や、調味料の食品
への浸透、すなわち味付速度や浸透度の改善を可能とす
るなどの従来にない機能を有する高周波加熱装置を実現
するという作用を有するものである。

また、超音波エネルギーを食品のみに与えるのではなく
、超音波洗浄用として使用することもで７ページ き、いわゆる超音超音波洗浄器の作用をも果すことがで
きるものである。

実施例 以下本発明の高周波加熱装置の一実施例について図面と
ともに説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装置のブロ
ック図であシ、第５図と同符号のものは相当する構成要
素であり説明を省略する。

第１図に於て、商用電源１の電力はダイオードブリッジ
２により整流され単方向電源１６が形成されている。こ
の単方向電源１６の電力は、昇圧トランス６および半導
体スイッチ７等より成るインバー１１７に供給される。

インバータ１７の高周波出力電力は、切換手段１８にょ
シ切り換えられ、高周波発振器（マグネトロン）１３に
高圧電力を、そして電気機械変換器１９に駆動電力を供
給するものである。高周波発振器１３の電波出力および
電気機械変換器１９の超音波発振動エネルギーは、オー
ブン２ｏに供給されオーブン２０内の食品に加熱エネル
ギーおよび、超音波エネルギーとして与えられる。従っ
て、１つのインバータにより電波加熱エネルギーおよび
超音波エネルギーを食品に与えることができ、簡単な構
成でかつ比較的低価格でこの両機能を実現することがで
きる。特に従来はできなかった超音波エネルギーを食品
に与やることができるので、食品内部での熱伝導を促進
して電波加熱調理における調理ムラの発生を抑制し調理
性能を向上させることができる。

さらに混合しにくい液体などを極めて良好に混合するこ
とができ、また調味料の食品への浸透を促進してすばや
い調理完了を実現するなどの著しい調理性能向上を可能
とするものである。

第２図は、第１図の本発明の実施例のさらに詳しい実施
例の高周波加熱装置の回路図であり、第１図および第５
図と同符号のものは相当する構成要素であシ説明を省略
する。

第２図に於て、昇圧トランス６の二次巻線１１にはタッ
プが設けられておシ、切換手段１８のスイッチ２）およ
び２２を介してマグネトロン１３および圧電振動子（電
気機械変換器）１９に対し９６−ジ て適正な電圧の電力を切り換えて供給するよう構成され
ている。すなわちスイッチ２）および２２は図のように
連動構成となっているので同時にオン状態にはならず、
このためインバータの出力をむやみに大きくする必要が
なく、比較的低価格で実現できる。

圧電振動子１９の超音波エネルギーは振動を伝達する伝
達部を兼ねた食品置載台２３を介して食品２５の容器２
５に伝達され、一方、電波エネルギーはオーブン２０の
導波管２６よシ供給される。

このようにして、食品２５は超音波エネルギーと電波エ
ネルギーとを供給され前述した効果を得ることができる
。

また、以上の説明では食品２５を調理する場合について
のみであるが、この高周波加熱装置は食器などを洗浄す
るための超音波洗浄器として使用できることは明らかで
ある。すなわち、電波エネルギーと超音波エネルギーと
を汚れた食器などに与えることにより、加熱と超音波振
動による効率的、かつ効果的な洗浄を行うことができる
。

１０６−ジ 第３図は本発明の他の実施例を示す回路であシ、第２図
と同符号のものは相当する構成要素であり説明を省略す
る。

第３図において、単方向電源１６は直流電源２７などよ
シなっている。切換手段１８は昇圧トランス６および６
′の一次巻線１０および１０′をスイッチ２８で切り換
えるよう構成され低圧回路側での切り換えを可能として
いた。また圧電振動子１９はオーブン２０の底面に直接
取付られ、オーブン２０の底面を介して超音波エネルギ
ーを食品等に与える構成となっている。

これら第２図および第３図のような本発明になる高周波
加熱装置は、第４図（ａ）、　（ｂ）に示すような調理
シーケンスを実行することが可能であシ、超音波エネル
ギーと電波加熱エネルギーとを組み合わせ、前述のよう
な従来にない調理性能を発揮することができる高周波加
熱装置を実現することができる。

発明の効果 以上に述べたように本発明によれば、以下のよ１１　ベ
ーン リな効果を得ることができる。

単方向電源と、インバータと、切換手段とを備え、イン
バータの出力を切９換えて高周波発振器および電気機械
変換器に供給する構成とし、オーブン内の食品等に電波
加熱エネルギーと超音波エネルギーとを切り換えて与え
る構成としたので（１）比較的低価格で食品等に超音波
エネルギーを与えることができＡ高周波加熱装置を実現
することができる。

（２）超音波エネルギーを食品に与えることができるの
で、食品内部の熱伝導を良くすることができ、電波加熱
における加熱ムラを抑制し、調理性能を向上させること
ができる。

（３）食品、特に液状の食品の混合を良好なものとし、
水性食品と油性食品との混合調理を良好な仕上シのもの
にすることができる。

（４）また、食品への調味料浸透度および浸透速度を著
しく改善することができ、調理性能向上と調理速度向上
とを実現した高周波加熱装置を提供することができる。

（５）食器等を加熱および超音波振動により洗浄するこ
とができ、従来はなかった多機能な高周波加熱装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装置のブロ
ック図、第２図は同装置のさらに詳しい回路図、第３図
は本発明の他の実施例を示す高周波加熱装置の回路図、
第４図は同装置の動作シーケンス説明図、第５図は従来
の高周波加熱装置の回路図、第６図は同装置の動作電流
波形図である。 ７・・・・・・半導体スイッチ（トランジスタ）、１３
・・・・・・高周波発振器（マグネトロン）、１６・・
・・・・単方向電源、１７・・・・・・インバータ、１
８・・・・・・切換手段、１９・・・・・・電気機械変
換器（圧電振動子）、２０・・・・・・オーブン。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名城　
　　　６　　　　　エ 法　　　′″′　　　　４

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）単方向電源と、トランジスタ等の半導体スイッチ
   素子を含み、前記単方向電源より電力を受け高周波電力
   を発生するインバータと、前記インバータの出力を切り
   換える切換手段と、前記インバータの出力により付勢さ
   れる高周波発振器と、前記高周波発振器の出力電波を供
   給され食品を加熱するためのオーブンと、前記オーブン
   内の食品等に超音波エネルギーを与える電気機械変換器
   とを備え、前記切換手段により前記インバータの出力を
   前記高周波発振器と電気機械変換器とに切り換えて供給
   する構成とした高周波加熱装置。
2. （２）電気機械変換器を圧電振動子で構成し、前記圧電
   振動子をオーブン外に配置するとともに、伝達部を介し
   てオーブン内の食品等に機械エネルギーを伝達する構成
   とした特許請求の範囲第１項記載の高周波加熱装置。
3. （３）電気機械変換器の少なくとも一部をオーブン内の
   食品等の置載台と兼用する構成とした特許請求の範囲第
   ２項記載の高周波加熱装置。
4. （４）インバータの出力をトランスを介して高周波発振
   器と電気機械変換器とに供給する構成とした特許請求の
   範囲第１項記載の高周波加熱装置。
5. （５）トランスにタップを設け、１つのトランスで高周
   波発振器と電気機械変換器とに電力を供給する構成とし
   た特許請求の範囲第４項記載の高周波加熱装置。