JPS63281377A - 高周波加熱装置 - Google Patents

高周波加熱装置

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JPS63281377A
JPS63281377A JP62117342A JP11734287A JPS63281377A JP S63281377 A JPS63281377 A JP S63281377A JP 62117342 A JP62117342 A JP 62117342A JP 11734287 A JP11734287 A JP 11734287A JP S63281377 A JPS63281377 A JP S63281377A
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excitation coil
heating
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high frequency
microwaves
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公明 山口
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/647Aspects related to microwave heating combined with other heating techniques
    • H05B6/6488Aspects related to microwave heating combined with other heating techniques combined with induction heating

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  • Electromagnetism (AREA)
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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 本発明は高周波誘電加熱を利用した電子レンジと、高周
波誘導加熱を利用した電磁調理器を一体化した新しい高
周波加熱装置に関するものである。
従来の技術 高周波誘導加熱と高周波誘電加熱を一体化した高周波加
熱装置としては、例えば第6図のような回路構成を取る
ことによシ実現できる。第6図において商用周波数の電
源12、整流器17とインダクタンス13とコンデンサ
ー14よりなる平滑回路18、スイッチング素子16と
コンデンサー15よりなるインバータ回路19、スイッ
チング素子16のON、OFF制御をする制御ドライブ
回路20によシ発生した数十KHzの高周波電圧は、誘
導加熱用の励磁コイル8、もしくは誘電加熱のマイクO
波発生源であるマグネトロン1の昇圧ト3t、−; ランス1oのbずれかに印加され、その切替はスイッチ
11で行なわれる構成となっている。
この種の高周波加熱装置としては、誘導加熱用の励磁コ
イルを誘電加熱用の加熱室内に設け、加熱室を誘導加熱
と誘電加熱の両方式に使える構成が最も望捷しい。しか
るに励磁コイルは加熱室内にそのまま配置すると、励磁
コイル巻線が誘電加熱時にマイクロ波によ)加熱される
と共に、コイルの線間で放電したりしてその絶縁皮膜が
損傷する他、励磁コイルから下方への磁気漏洩を防止す
る目的で使用するフェライトコアもマイクロ波を吸収し
て発熱し、実用に耐えない。
励磁コイルを加熱室内に配置してもマイクロ波により発
熱や、放電によシ損傷を受けないようにする方法として
は第6図に示すように励磁コイル巻線8a及びフェライ
トコア23をアルミ板のような非磁性体金属によりなる
シールドカバー26及びシールドカバー28によシ覆う
と共に、シールドカバー26については、励磁コイル巻
線により発生する誘導電流によるジュール損の発生を防
止するため、発生する誘導電流と略直角方向、従って放
射状の多数のスリット孔29を設ける構成が考えられる
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記第6図に示すような構成にした場合
、シールドカバーA26は金属板で構成しているため、
スリット孔29を設けておいても、誘導電流発生に伴な
うジュール損と発熱の低減には限度があった。
本発明は、かかる従来の問題を解消するもので、励磁コ
イルをマイクロ波からシールドすると同時に、誘導電流
による損失とこれに伴なう発熱をほとんど発生しない励
磁コイルのシールドカバーの実現を可能ならしめること
を目標としたものである。
問題点を解決するだめの手段 上記問題を解決するために、本発明の高周波加熱装置は
、誘電加熱用の加熱室内に設ける誘導加熱用の励磁コイ
ルを、アルミ等の非磁性体金属箔からなるハニカムコア
でその一部あるいは全てを構成したシールドカバーで覆
ったものである。
作  用 本発明は、励磁コイルのシールドカバーにアルミハニカ
ムコアを用因ることにより、数十KHzの誘導加熱用高
周波磁界はほとんど透過し、一方2450MHzの誘電
加熱用の高周波電磁界(マイクロ波)は、11とんど誘
過しないので、励磁コイル巻線とフェライトコアをマイ
クロ波による加熱や放電から守ると共に、誘導加熱時に
誘導電流によるジュール損をほとんど発生しないため、
効、率と信頼性を大巾に向上することが出来る。
実施例 以下本発明の実施例を添付図面にもとすいて説明する。
第1図は本発明の一実施例の断面図、第2図は前記実施
例の要部すなわち励磁コイルの詳細図である。第1図に
おいて、マグネトロン1で発生したマイクロ波(高周波
電磁界)は導波管2、回転アンテナ3を通じて加熱室6
内に放射される。
回転アンテナ3.′ハ、特開昭60−130.)94号
公報にあるような略扇形形状となっておフ、モー6ベー
/ り4によシ回転することによシ、誘電加熱の均一加熱化
が実現されている。
一方、励磁コイル8は回転アンテナ3のすぐ上に配置さ
れ、この励磁コイル8にほぼ接する位置に耐熱セラミッ
クス板等の誘電体材料よりなる仕切板9が配設されてい
る。この仕切板9は、加熱室6内底部に設けた回転アン
テナ3及び、励磁コイル8を保護すると共に、被加熱物
7の載置台としての機能もはたす。
ここでマグネトロン1を駆動する昇圧トランス及び励磁
コイル8への高周波電力の供給の仕方は、第5図を用い
て説明した従来技術の回路構成と基本的には同等であシ
、従ってその使用符号も共通の番号を使用している。
第2図は、第1図を用いて説明した前記実施例の要部詳
細図で、本発明の基本部分である励磁コイル8の一実施
例の詳細構成が示されており、第2図(a)は破断面、
第2図(b)は同図(a)に対応する平面図である。第
2図において励磁コイル8は、巻線を偏平に巻き回して
平板状に構成した励磁コイ7 、、。
層巻線8a、この励磁コイル巻線8aの下面に設けた磁
気迦へい用のフェライトコア23、上記の励磁コイル8
aとフェライトコア23の両方を上。
下面からはさむように設けた穴あき円板状のアルミ・・
ニカムコア21a、21bと、さらにこれらアルミハニ
カムコア21a、21bの内周、外周両側に設けた、ア
ルミ等の非磁性金属板よりなるシールドリング24a 
、24bから構成されている。ここでシールドリング2
4a、24bは放射状に多数のスリット孔25a、25
bを有してお9、これはシールドリング24a 、24
b上に発生する円周方向の誘導電流の流れを阻止し、発
熱による損失と温度上昇を防止するためのものである。
第3図は上記アルミハニカムコア21の構造の詳細を説
明するためのもので、第3図(a)はアルミ−・ニカム
コアの一部を略長方形に切シ出したものの斜視図、第3
スル)はアルミハニカムコアを形成するセル(単位構造
)一つの拡大図である。ノーニカムコアは第3図(b)
の拡大図から理解されるように、アルミ箔をはシ合せて
六角形のセルを構成し、これを多数に連続して出来てい
る。非常に軽量1(もかかわらず、相当の機械強度を持
たせることが出来るので、航空機の構造体として使用さ
れる他、通気性を保ったままで、電磁波の遮蔽性能を得
られるので、電磁波遮蔽用シールドルームの換気口等に
広く用いられているものである。本実施例の場合、ハニ
カムコア21 a 、 21 bに使用されるアルミ箔
の箔厚Sは、誘導加熱に使用される高周波、例えば20
 KHzでのアルミの浸透深さo、emmのに以下の厚
みのものを使用している。セルサイズDと、ハニカムコ
ア21a、21bのコア高すTは、誘電加熱に使用する
2 450MHzの電波を十分遮蔽できる程度に、かつ
励磁コイル巻線28aと被加熱物7と距離が誘導加熱可
能な範囲内に収−まるようなコア高さTも考慮して決定
されるが、本実施例の場合、コア高さTは21a、21
b共に1.15mm、セルサイズDは3印程度の値とな
っている。
次に第4図に従って、上記実施例の作用につい9へ−2 て説明する。第4図(a)は、励磁コイル巻線8aとこ
の励磁コイル巻線8aによ多発生される高周波磁界を示
す磁力線31、この高周波磁界によ多発生する誘導電流
で加熱される金属性の被加熱物7、」二記高周波磁界の
下面への漏洩を遮蔽するフェライトコア23、そして励
磁コイル巻線が誘電加熱用の高周波すなわち2450M
Hzのマイクロ波により加熱されたシ、放電を発生した
シするのを防ぐだめのアルミハニカムコア21aの相互
の位置関係を示している。今励磁コイル巻線8aと、被
加熱物7との間に介在するハニカムコア21aは、その
セルサイズDが誘電加熱に使用される245゜MHz 
 の高周波電磁界(マイクロ波)の波長に対し十分小さ
いため、一つ一つのセルが導波管と見なせるため、導波
管のカット・オフ現象と同じ効果によシ、高いシールド
効果(2450MH2に対して)が得られる。一方誘導
加熱に使用される20KHzの高周波磁界31とアルミ
ノ・ニカム21aとの関係は、第4図(、)に示されて
お勺、第4図(b)はアルミハニカム21aと磁力線3
1との関係を拡10 ベーン 大して示したもので、高周波磁界の磁力線31はハニカ
ムコア21を構成するセルの管軸方向と略平行になって
いる。
一般に金属に代表される導電体は、磁性体、非磁性体に
かかわらず交流磁界が印加されると、誘導電流が発生す
るがその誘導電流が表面から浸透する深さは有限で、電
流密度工が、表面電流密度工。
の1 /e になる深さを、浸透深さと呼びδ(m )
とし、導電体の固有抵抗をρ(Ω、m)、周波数をf 
(H2)1比透磁率をμrとすると、δ−JフWi−と
なる。
この浸透深さδを用めて、表面からXの位置の導体中の
電流密度工は、表面での電流密度を工。とじて、 I=Ie−φ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・(1)で表わされる。例えば導電
体をアルミとすると20KHzでの浸透深さは、0.6
mm程度となる。又誘起される電流の向きは、磁界(磁
力線31)の向きに垂直方向となる。
さて第4図(C)は、ハニカムコアを形成する厚さSの
アルミ箔とこれ如平行に加わる交番磁界の磁11 ヶ−
7 力線31及びアルミ箔中に誘起される誘導電流の様子を
説明するためのものである。アルミ箔中に誘導される電
流は、(1)式で示されるように表面から指数関数的に
減少するが、その方向は磁界に垂直で、かつ箔の裏表で
互いに逆方向の電流密度工、。
Ib を有している。ところで、アルミハニカム21を
構成するアルミ箔の厚さSは、浸透深さδ=0.6mm
より十分小さな値、例えば、0.02mmを選んでいれ
ば、箔の裏表対称で、逆方向に誘起される電流密度I、
、Ibが互いに打ち消し合って、実際に流れる電流密度
工は、工、とよりの差となる。そして磁界に平行に置か
れたこうしたアルミ箔中に誘起される電流は、厚みが実
施例のように浸透深さδのに以下の十分小さい場合、は
とんど無視でなる程度となる。
従って、アルミハニカム21は、被加熱物7と励磁コイ
ル巻線8aとの間に介在されているKもかかわらず、誘
導加熱に使用する20KHzの高周波磁界に対しては、
はとんど損失を発生せず、一方で誘電加熱に使用される
2 450MHzの高周波電磁界(マイクロ波)から、
励磁コイル巻線8aをマイクロ波からシールド(保護)
するという役割を果す。
さらに下面のアルミハニカムコア21bについては、フ
ェライトコア23も含めて覆っているため、フェライト
コア23がマイクロ波を吸収して発熱するという問題も
解消できる。
以上の説明で、ハニカムを構成する金属箔としては、ア
ルミ箔を前提として説明して来たが、その働きはアルミ
に限定されるものであることは当然である。ただ発生し
た高周波磁界に対して分流路を出来るだけ形成しないと
いう目的のために非磁性体金属の方がよシ望ましい。
又実施例では、アルミハニカムコアを励磁コイル巻線の
上、下面に使用し、内周と外周についてはアルミ等の非
磁性体金属で構成しだが、ハニカムコアを使用する範囲
が本実施例に限定されないことは当然である。
又ハニカムの持つ通気性、軽量性といった特徴も有効に
働き、特に通気性については、励磁コイ13A 。
層巻線8aの温度上昇を抑える冷却効果を発揮するもの
である。
発明の効果 以上のように本発明によれば、次の効果か得られる。
(1)励磁コイル巻線を、金属箔よりなるハニカムコア
で覆っているため、マイクロ波による励磁コイル巻線の
発熱、放電を防止できると共に、励磁コイル巻線によ多
発生される、誘導加熱用の高周波磁界は、はとんど減衰
されることなく、被加熱物に達するため、誘導加熱時の
励磁コイルの発熱を抑えることが出来ると其処、加熱効
率も高く保つことが可能となる。
(2)さらに、ハニカムコアは、当然の事ながら通気性
を有しているので、励磁コイルの空冷にも有効に働き、
励磁コイルからの放熱が有効に行なわれるという効果も
ある。
(3)ハニカムコアは、励磁コイル巻線の下部に設けた
、磁気遮蔽用のフェライトコアも含めて覆っているので
、フェライトコアがマイクロ波14 べ−7 を吸収して発熱するとAう問題も解消することができる
以上のような効果によシ、従来はとんど実用的でないと
考えられた、誘電加熱用の加熱室内に誘導加熱用の励磁
コイルを設けた、誘電、誘導両加熱方式可能な高周波加
熱装置を実現可能としたものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における高周波加熱装置の断
面図、第2図(、) 、 (b)は同励磁コイルの一部
切欠側面図および一部切欠平面図、第3図(a)。 (ロ)は、同励磁コイルを構成するアルミノ・ニカムコ
アの要部斜視図および拡大平面図、第4図(a)〜(C
)は同動作説明図、第5図は誘電加熱と誘導加熱の両加
熱方式を選択可能とした一般的な高周波加熱装置の回路
図、第6図(a) F (b)は従来提案されている加
熱室内に配置される励磁コイルの断面図および一部切欠
平面図である。 1・・・・・・マグネトロン、3・・・・・・回転アン
テナ、7・・・・・・被加熱物、8・・・・・・励磁コ
イル、9・・・・・・仕切板。 第3図 第4図 第5図 第6図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)マイクロ波が照射される加熱室と、前記マイクロ
    波を発生するマグネトロンと、このマグネトロンに電力
    を供給する昇圧トランスと、前記加熱室内に設けられた
    誘導加熱用の励磁コイルと、前記昇圧トランス及び前記
    励磁コイルに電力を供給する高周波インバータ回路とを
    具備し、前記励磁コイルは金属箔よりなるハニカムコア
    で一部あるいは全てを覆った高周波数加熱装置。
  2. (2)励磁コイルは巻線を偏平に巻き回して平板状に構
    成して、加熱室底面に略平行に配置すると共に、励磁コ
    イルの下面に磁気遮へい用のフェライトコアを設け、こ
    のフェライトコアも含めて、励磁コイルを金属箔よりな
    るハニカムコアで一部あるいは全てを覆った特許請求の
    範囲第1項記載の高周波加熱装置。
  3. (3)ハニカムコアを構成する金属箔は、アルミ等の非
    磁性体金属とし、その厚みはその金属の浸透深さの略1
    /10以下とした特許請求の範囲第1項または第2項記
    載の高周波加熱装置。
JP62117342A 1987-05-14 1987-05-14 高周波加熱装置 Expired - Fee Related JPH0812792B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0356009A (ja) * 1989-07-20 1991-03-11 Arutetsuku Kk フラットケーブルの敷設法及びこの敷設法に用いられるフラットケーブル
US5698125A (en) * 1995-05-09 1997-12-16 Lg Electronics Inc. Microwave oven in combination with induction heating cooker
US6147336A (en) * 1998-02-26 2000-11-14 Japanese Research And Development Association For Application Of Electronic Technology In Food Industry Induction heaters for heating food, fluids or the like
US11665793B2 (en) * 2020-02-24 2023-05-30 Lg Electronics Inc. Cooking appliance

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