WO2010100905A1 - 高周波加熱装置 - Google Patents

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magnetron
temperature sensor
temperature
cooling fan
frequency heating
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French (fr)
Inventor
河合一広
神崎浩二
西谷久弘
Original Assignee
パナソニック株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/66—Circuits
    • H05B6/666—Safety circuits

Definitions

  • the present invention relates to a high-frequency heating device that quickly detects the temperature of a magnetron and stops operation when it is operated in a no-load state where there is no object to be heated in the heating chamber of the high-frequency heating device.
  • the configuration of the conventional high-frequency heating device disclosed in the above document will be described with reference to FIGS.
  • the high-frequency heating apparatus 1 is provided with a heating chamber 2.
  • the electromagnetic wave oscillated from the magnetron 3 heats the object to be heated 5 placed on the tray 4 in the heating chamber 2.
  • the high-frequency heating device includes a power supply unit 6 that is driven by supplying a high voltage to the magnetron 3 and a cooling fan 7 that cools the magnetron 3 and the power supply unit 6. Furthermore, a control unit 8 that transmits an electrical signal to the magnetron 3 and the power supply unit 6 and an air guide 9 that is attached to the magnetron 3 and guides the wind from the cooling fan 7 to the heating chamber 2 are provided.
  • the magnetron 3 is formed with a plurality of cooling fins 3B.
  • the temperature sensor 10 is attached to the outer cooling fin 3C among the plurality of formed cooling fins 3B.
  • the operation is stopped.
  • the conventional high-frequency heating device starts heating by placing the object to be heated 5 on the tray 4 in the heating chamber 2 and inputting a heating method or the like with the operation unit 8 in a normal use state.
  • a high voltage is supplied from the power supply unit 6 to the magnetron 3 and an electromagnetic wave is supplied to the heating chamber 2 to start heating the article to be heated 5.
  • the motor 11 that supports the cooling fan 7 rotates, and wind is generated from the cooling fan 7 to cool the magnetron 3 and the power supply unit 6.
  • the temperature sensor 10 detects the temperature of the cooling fins 3 ⁇ / b> B of the magnetron 3.
  • the object to be heated 5 is present in the heating chamber 2, a large amount of electromagnetic waves are absorbed by the object to be heated 5 and reflected to the anode 3 ⁇ / b> A of the magnetron 3. Therefore, the temperature of the magnetron 3 is lower than a predetermined temperature, and the heating continues.
  • another high-frequency heating device has a configuration in which the ambient temperature of a magnetron (high-frequency generator) is detected by a temperature sensor and a detection signal is transmitted to a control unit (see, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-259542).
  • the configuration of a conventional high-frequency heating device disclosed in Patent Document 2 will be described with reference to FIG.
  • the high-frequency heating device 12 includes a heating chamber 13 that houses an object to be heated, a magnetron 3 that supplies electromagnetic waves to the heating chamber 13, and a power supply unit 14 that drives the magnetron 3. Furthermore, the high-frequency heating device 12 includes a cooling fan 15 that cools the magnetron 3 and the power supply unit 14, a temperature sensor 16 that detects the ambient temperature of the magnetron 3, and a control unit that controls electrical components based on detection signals from the temperature sensor 16 (Not shown).
  • the temperature sensor 16 detects the ambient temperature of the magnetron 3 in an unloaded state where there is no object to be heated in the heating chamber 13. Therefore, when the ambient temperature of the magnetron 3 rises above a predetermined temperature, the oscillation of the magnetron 3 is stopped or the output is reduced. As a result, abnormalities such as the magnetron 3 being destroyed due to thermal runaway or resin parts being deformed are prevented.
  • the temperature rise value between the no-load state and a light load state such as one bacon or popcorn is determined by the ratio of the convection to the total of convection, conduction and radiation in the amount of heat that the anode 3A rises in temperature. It will be.
  • the temperature rise value of the temperature sensor 10 also varies due to factors such as the mounting state of the temperature sensor 10, deformation of the cooling fins 3 ⁇ / b> B, and variations in the rotational speed of the cooling fan 7. Therefore, it has been very difficult to accurately detect and control the no-load state within a slight temperature difference.
  • the temperature sensor 10 is disposed outside the cooling fin 3B, it is easily affected by the wind from the cooling fan 7 or the room temperature, and there is a risk of malfunction. For example, even when the room temperature is 0 ° C., the anode 3A of the magnetron 3 is at a high temperature in an unloaded state. However, the outer cooling fins 3 ⁇ / b> C are cooled by the wind of 0 ° C. from the cooling fan 7, so that the temperature rise is delayed and the magnetron 3 may be damaged.
  • the temperature sensor 10 rises quickly and sends a stop signal to the control unit 8. For this reason, there is a risk that the oscillation of the magnetron 3 is stopped even during a light load, and cooking is stopped halfway.
  • the conventional high-frequency heating device 12 disclosed in Patent Document 2 is configured to control an electrical component by a temperature sensor 16 that detects the ambient temperature of the magnetron 3 and a detection signal of the temperature sensor 16. Also in this case, the temperature sensor 16 distinguishes the temperature increase value in the no-load state and the light load by the ratio of the convection to the total of the convection, conduction, and radiation in the amount of heat that the anode 3A of the magnetron 3 increases in temperature.
  • the temperature rise value of the temperature sensor 16 also varies depending on factors such as the mounting state of the temperature sensor 16, the deformation of the cooling fan 15, and the variation in the rotation speed of the cooling fan 15. Therefore, it is very difficult to accurately detect and control the no-load state within a slight temperature difference.
  • the conventional high-frequency heating device 12 uses the temperature sensor 16 having a relatively large area, the temperature of the temperature sensor 16 rises with a delay after the temperature of the anode 3A of the magnetron 3 rises. For this reason, when the temperature of the magnetron 3 rapidly increases due to variations in performance of the magnetron 3 or matching between the heating chamber 13 and the magnetron 3, the followability of the temperature sensor 16 is poor. Therefore, there is a possibility that the magnetron 3 may be destroyed due to thermal runaway or the nearby resin material may be melted.
  • the present invention accurately discriminates the temperature of a magnetron between a no-load state where there is no load in the heating chamber and a light load state such as a piece of bacon or popcorn, and the magnetron breaks down due to a rise in temperature, or resin parts melt. This reduces the risk of doing so. That is, the present invention provides a high-frequency heating device that reduces malfunctions such as determining that a light load state is a no-load state and stopping the cooking operation, and is safer, easier to use, and advantageous in terms of resource saving.
  • the high-frequency heating device of the present invention includes a heating chamber for storing an object to be heated, a magnetron having a plurality of cooling fins for irradiating the heating chamber with electromagnetic waves, a power supply for driving the magnetron, and cooling the magnetron and the power supply.
  • a cooling fan Furthermore, the high-frequency heating device of the present invention controls a temperature sensor that detects the temperature of the magnetron, a mounting bracket that holds the temperature sensor, an air guide that guides the air from the cooling fan, a power supply unit, a magnetron, and a cooling fan.
  • a control unit is a control unit.
  • the temperature sensor is attached by a mounting bracket so that the temperature sensor is pressed by the side surface of the cooling fin and the tip of the temperature sensor faces the anode side of the magnetron on the leeward side of the cooling fan. It has a configuration.
  • the temperature sensor detects a temperature close to the anode temperature of the magnetron. Therefore, the delay in detection of the temperature sensor due to variations in the mounting state of the temperature sensor, the deformation of the cooling fan, the number of rotations of the cooling fan, and the like is reduced. Accordingly, it is possible to reduce the fear that the magnetron will be destroyed due to thermal runaway and the nearby resin parts will melt. Further, since it is possible to reduce the need to replace a broken magnetron or a melted resin part, it is advantageous in terms of resource saving.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a high-frequency heating device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a main part of the high-frequency heating device according to the same embodiment.
  • FIG. 3 is a front view showing a main part of the high-frequency heating device according to the same embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view showing a temperature sensor in the same embodiment.
  • FIG. 5 is a front view showing the temperature sensor in the same embodiment.
  • FIG. 6A is a temperature change diagram at the time of no load in the same embodiment.
  • FIG. 6B is a graph showing the same temperature change.
  • FIG. 7A is a temperature change diagram at the time of light load in the same embodiment.
  • FIG. 7B is a graph showing the same temperature change.
  • FIG. 8A is a temperature difference diagram between no load and light load in the same embodiment.
  • FIG. 8B is a graph showing the temperature difference.
  • FIG. 9 is a partially broken side view showing the mounting bracket according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 10 is a side view showing a mounting bracket according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 11 is a side view showing a configuration of a conventional high-frequency heating device.
  • FIG. 12 is a plan view showing a main part of a conventional high-frequency heating device.
  • FIG. 13 is a front view showing a main part of another conventional high-frequency heating device.
  • FIG. 14 is a side view showing the configuration of another conventional high-frequency heating device.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the high-frequency heating device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 2 and 3 are a plan view and a front view showing a configuration of a magnetron which is a main part of the present invention.
  • 4 and 5 are a plan view and a front view showing the temperature sensor of the present invention.
  • FIG. 6 is a temperature change diagram when there is no load in the present embodiment.
  • FIG. 7 is a temperature change diagram at a light load of 100 cc of water in the present embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing a temperature difference between no load and light load (100 cc water load) in the present embodiment.
  • a high-frequency heating device 17 includes a heating chamber 18 that houses an object to be heated 5, a magnetron 3 that has a plurality of cooling fins 3B and irradiates the heating chamber 18 with electromagnetic waves.
  • the power supply unit 19 that drives the magnetron 3 and the cooling fan 20 that cools the magnetron 3 and the power supply unit 19 are provided.
  • the high-frequency heating device 17 of the present invention includes a temperature sensor 21 that detects the temperature of the magnetron 3, a mounting bracket 22 that holds the temperature sensor 21, an air guide 23 that guides the wind from the cooling fan 20, and a power supply unit. 19 and a control unit 24 for controlling the magnetron 3 and the cooling fan 20.
  • the temperature sensor 21 is pressed by the side surface of the cooling fin 3B, and the tip 21B of the temperature sensor 21 faces the anode 3A side of the magnetron 3 on the leeward side of the cooling fan 20.
  • the structure attached with the mounting bracket 22 is provided. As shown in FIGS. 2 and 3, the sensor holding portion 22 ⁇ / b> A of the mounting bracket 22 is configured to suppress the flow of air 25 (see arrows) from the cooling fan to the temperature sensor 21.
  • the temperature sensor 21 is held and arranged by the sensor holding unit 22 at a substantially central position of the cooling fins 3B arranged in plural (inner side from both ends of the end side of the cooling fin 3B).
  • the side surface 21A of the temperature sensor 21 is contacted and pressed by the cooling fin 3B, and the tip 21B of the temperature sensor 21 is attached by the mounting bracket 22 toward the anode 3A side on the leeward side of the cooling fan 20.
  • the air guide 23 is often formed of a resin material.
  • both ends of the plurality of cooling fins 3B are fixed by the yoke 3D.
  • the control unit 24 performs control such as stopping the operation, thereby preventing the magnetron 3 from being damaged due to thermal runaway. .
  • the temperature detection since the temperature detection has good tracking capability, it is possible to reliably determine the no-load state and the light load state. Therefore, it is possible to obtain a high-frequency heating apparatus that is stable in quality and easy to use with few malfunctions.
  • FIGS. 6A to 8B The temperature change characteristics of the present embodiment are as shown in FIGS. 6A to 8B.
  • FIG. 6A and FIG. 6B are temperature change diagrams and graphs at the time of no load in the present embodiment. 6A and 6B, in the high-frequency heating device 17 of the present embodiment, the temperature of the anode 3A becomes 271 ° C. within 10 minutes from the start of operation when there is no object to be heated 5 in the heating chamber 18, and the temperature sensor 21 The temperature was 247 ° C.
  • the temperature when attached to the outer cooling fin 3 ⁇ / b> C which is the conventional example 1 disclosed in Patent Document 1 is 157 ° C.
  • the ambient temperature of the magnetron 3 of Conventional Example 2 disclosed in Patent Document 2 is 212 ° C. Met. From this, it can be seen that the temperature sensor 21 of the present embodiment is closer to the temperature of the anode 3A of the magnetron 3 and can reliably measure the anode temperature of the magnetron 3.
  • FIG. 7A and FIG. 7B are a temperature change diagram and a graph at light load in the present embodiment.
  • the temperature change for 10 minutes is measured with 100 cc of water.
  • the anode temperature of the magnetron 3 was 177 ° C., and in this embodiment, it was 168 ° C.
  • Conventional Example 1 disclosed in Patent Document 1 it was 123 ° C.
  • Conventional Example 2 disclosed in Patent Document 2 it was 151 ° C. From this, it can be seen that the temperature sensor 21 of the present embodiment is closer to the temperature of the anode 3A of the magnetron 3 and can reliably measure the anode temperature of the magnetron 3 even when the load is light.
  • the temperature sensor 3 detects a temperature close to the anode 3A temperature of the magnetron 3. From this, it is possible to reduce the delay in detection of the temperature sensor 21 due to variations in the mounting state of the temperature sensor 21, the deformation of the cooling fan 20, the cooling fan rotation speed, and the like. Therefore, it is possible to reduce the fear that the magnetro 3 will be destroyed due to thermal runaway and the possibility that the resin parts such as the nearby air guide 23 will melt.
  • FIG. 9 is a partially broken side view (side view seen from the right side of FIG. 3) showing the mounting bracket according to the second embodiment of the present invention.
  • the mounting bracket 22 suppresses the flow of the air 25 from the cooling fan to the temperature sensor 21 (see arrow). That is, in the present embodiment, the temperature sensor 21 is configured to shield the flow of wind with the mounting bracket 22 so that the temperature sensor 21 is not cooled by the wind from the cooling fan 20.
  • the temperature sensor 21 that has risen in temperature due to heat from the anode 3 ⁇ / b> A of the magnetron 3 blocks the wind 25 from the cooling fan 20 by the temperature sensor holding portion 22 ⁇ / b> A of the mounting bracket 22. Therefore, the wind 25 stagnates in the vicinity of the temperature sensor 21 as indicated by the arrow, and the rate at which the temperature sensor 21 is cooled by the wind 25 can be reduced.
  • the temperature sensor 21 that has risen in temperature due to heat from the anode 3 ⁇ / b> A of the magnetron 3 can be reduced from being suppressed in temperature by the wind from the cooling fan 20. Therefore, it is possible to reduce the fear that the magnetron 3 will be destroyed due to the delay of detection of the predetermined temperature and the possibility that the resin parts such as the air guide 23 will melt.
  • FIG. 10 is a side view showing the configuration according to the third embodiment of the present invention. 10, the present embodiment has a configuration in which the mounting bracket 22 that holds the temperature sensor 21 is sandwiched between the air guide 23 disposed on the leeward side of the wind 25 from the cooling fan 20 and the yoke 3D of the magnetron 3. .
  • the mounting bracket 22 since the mounting bracket 22 is covered with the air guide 23, the influence of the wind from the cooling fan 20 can be reduced. Therefore, the mounting bracket 22 can suppress the temperature of the temperature sensor 21. Therefore, in the present embodiment, it is possible to reduce the possibility that the detection of the temperature sensor 21 is delayed to break the magnetron 3 or the resin parts such as the air guide 23 are melted.
  • the high-frequency heating device of the present invention includes a heating chamber that houses an object to be heated, a magnetron that has a plurality of cooling fins and radiates electromagnetic waves to the heating chamber, a power supply unit that drives the magnetron, A magnetron and a cooling fan for cooling the power supply unit are provided. Furthermore, the high-frequency heating device of the present invention controls a temperature sensor that detects the temperature of the magnetron, a mounting bracket that holds the temperature sensor, an air guide that guides the air from the cooling fan, a power supply unit, a magnetron, and a cooling fan. A control unit.
  • the temperature sensor is attached by a mounting bracket so that the temperature sensor is pressed by the side surface of the cooling fin and the tip of the temperature sensor faces the anode side of the magnetron on the leeward side of the cooling fan. It has a configuration.
  • the side surface of the temperature sensor is pressed by the cooling fin, and the tip of the temperature sensor is attached toward the anode side on the leeward side of the cooling fan. Therefore, in the unloaded state where there is no object to be heated in the heating chamber, most of the electromagnetic waves radiated from the magnetron are reflected by the heating chamber and returned to the magnetron, increasing the temperature of the magnetron anode. At this time, the heat of the anode raises the temperature sensor by radiation, conduction to the cooling fin, and convection to the surrounding air, and the temperature of the temperature sensor is close to the magnetron anode temperature. Therefore, when the temperature sensor detects the temperature of the set threshold value, the control unit performs control such as stopping the operation. Thereby, it is possible to reliably prevent the magnetron from being broken due to thermal runaway.
  • the temperature sensor has good followability, it is possible to reliably discriminate between a no-load state and a light load state, and it is possible to obtain a high-frequency heating device that is stable in quality and easy to use with few malfunctions.
  • the temperature sensor detects a temperature close to the anode temperature of the magnetron. From this, it is possible to reduce the delay in detection of the threshold temperature by the temperature sensor due to variations in the mounting state of the temperature sensor, the deformation of the cooling fan, the number of rotations of the cooling fan, and the like. Therefore, it is possible to reduce the fear that the magnetron will be destroyed due to thermal runaway and the possibility that the resin parts such as the nearby air guide will melt. For this reason, the risk of having to replace the broken magnetron or the melted resin part can be reduced, which is advantageous in terms of resource saving.
  • the mounting bracket has a configuration that suppresses the flow of air from the cooling fan to the temperature sensor.
  • the temperature sensor that has risen in temperature due to heat from the magnetron anode can be reduced from being suppressed from being heated by the wind from the cooling fan. Therefore, it is possible to reduce the fear that the magnetron will be destroyed and the resin parts will be melted due to the delay in detection of the threshold temperature. For this reason, it is possible to reduce the fear that the broken magnetron or the melted resin part must be replaced, which is advantageous in terms of resource saving.
  • the mounting bracket has a configuration in which it is sandwiched between an air guide disposed on the leeward side from the cooling fan and a magnetron yoke. According to such a configuration, since the mounting bracket is covered with the air guide, the influence of the cooling air from the cooling fan can be reduced. In addition, since the mounting bracket suppresses the temperature of the temperature sensor, it is possible to reduce the possibility that the detection of the temperature sensor is delayed and the magnetron is destroyed or the resin parts are melted.
  • the mounting bracket has a configuration in which it is mounted on the inner side from both end portions of the end side of the cooling fin. According to such a configuration, since the temperature sensor is disposed in the vicinity of the central portion of the cooling fin, the temperature of the temperature sensor is faster and more reliably close to the magnetron anode temperature. Therefore, the above-described no-load state and light load state can be more reliably discriminated, and the performance is stabilized and there are few malfunctions. In addition, the above-described magnetron can be prevented more reliably from thermal runaway and destruction.
  • the high-frequency heating device of the present invention has good followability, so it can reliably discriminate between no-load condition and light-load condition, and the performance is stable, there are few malfunctions, and the magnetron is sure to break down due to thermal runaway. Can be prevented. Therefore, it is useful for a high-frequency heating apparatus for various uses such as business use as well as general home use.

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Abstract

温度センサ（２１）は、冷却フィンの側面で押圧されるとともに、温度センサ（２１）の先端が冷却ファン（２０）の風下側でマグネトロン（３）の陽極側に向くように、取付け金具（２２）で取付けられた構成を備えることにより、マグネトロンが熱暴走して破壊するのを確実に防止することができる。また、無負荷状態と軽負荷状態を確実に判別することができ、性能が安定する。

Description

高周波加熱装置
　本発明は、高周波加熱装置の加熱室に被加熱物が存在しない無負荷状態で運転された場合に、マグネトロンの温度を迅速に検知して運転を停止する高周波加熱装置に関するものである。
　従来、マグネトロンに複数個の冷却フィンを形成し、複数個形成された冷却フィンの外側の冷却フィンに温度センサを取付ける構成の高周波加熱装置が知られている（例えば、特開文献１参照）。
　上記文献に開示された従来の高周波加熱装置の構成について図１１～図１３を用いて説明する。高周波加熱装置１には加熱室２が設けられている。マグネトロン３から発振された電磁波は加熱室２内の受け皿４に置載された被加熱物５を加熱する。
　この高周波加熱装置は、マグネトロン３に高電圧を供給して駆動する電源部６と、マグネトロン３や電源部６を冷却する冷却ファン７とを備える。さらに、マグネトロン３や電源部６に電気信号を伝達する制御部８と、マグネトロン３に取付け冷却ファン７からの風を加熱室２に導くエアガイド９とを備える。マグネトロン３には冷却フィン３Ｂが複数個形成されている。
　さらに、複数個形成された冷却フィン３Ｂのうち外側の冷却フィン３Ｃに温度センサ１０を取付けられている。温度センサ１０が検知した温度を制御部８に伝達して温度センサ１０がしきい値以上の温度を検知すると運転を停止させる。
　この構成により、従来の高周波加熱装置は、通常の使用状態では、被加熱物５を加熱室２内の受け皿４に載せ操作部８で加熱方法などを入力して加熱を開始する。これにより、電源部６からマグネトロン３に高電圧が供給され電磁波が加熱室２に供給され、被加熱物５の加熱を開始する。
　マグネトロン３への高電圧供給開始と同時に冷却ファン７を軸止したモーター１１が回転し、冷却ファン７から風が発生してマグネトロン３や電源部６を冷却する。この時温度センサ１０はマグネトロン３の冷却フィン３Ｂの温度を検知する。しかし、加熱室２内に被加熱物５があることから、電磁波は被加熱物５に多く吸収されマグネトロン３の陽極３Ａに反射してくる量が少ない。そのため、マグネトロン３の温度は所定温度より低く、加熱は継続して進行する。
　しかし、加熱室２内に被加熱物５が無い状態で加熱を開始すると、加熱室２に達した電磁波は多くが反射して再びマグネトロン３に返ってくる。そのため、マグネトロン３の陽極３Ａは高温となる。この熱が冷却フィン３Ｂへ伝導して温度センサ１０の温度を上昇させる。温度センサ１０の温度があらかじめ設定した所定温度に達すると、制御部８が電源部６を切る。したがって、マグネトロン３の発振が停止し、マグネトロン３の熱暴走と至るといった異常や樹脂部品の熱変形などを防止できる。
　また、別の高周波加熱装置では、マグネトロン（高周波発生装置）の雰囲気温度を温度センサで検知して、検知信号を制御部に伝達する構成としている（例えば、特開文献２参照）。
　特許文献２に開示された従来の高周波加熱装置の構成について図１４を用いて説明する。高周波加熱装置１２は、被加熱物を収納する加熱室１３と、加熱室１３に電磁波を供給するマグネトロン３と、マグネトロン３を駆動する電源部１４とを備える。さらに、高周波加熱装置１２は、マグネトロン３や電源部１４を冷却する冷却ファン１５と、マグネトロン３の雰囲気温度を検知する温度センサ１６と、温度センサ１６の検知信号により電気部品を制御する制御部（図示せず）を備える。
　この構成により、温度センサ１６が加熱室１３に被加熱物がない無負荷状態でのマグネトロン３の雰囲気温度を検知する。したがって、マグネトロン３の雰囲気温度の所定温度以上の上昇により、マグネトロン３の発振を停止したり、出力を低下させたりする。これにより、マグネトロン３が熱暴走して破壊したり樹脂部品が変形するなどの異常を防止する。
　しかしながら、特許文献１に開示された従来の高周波加熱装置１では、加熱室２内に被加熱物５が無い状態で加熱を開始すると、加熱室２に達した電磁波は多くが反射して再びマグネトロン３に返ってくる。そのため、マグネトロン３の陽極３Ａは高温となり、陽極３Ａの温度上昇は、冷却フィン３Ｂへの伝導、陽極３Ａ表面からの輻射、および陽極３Ａおよび冷却フィン３Ｂ表面からの対流よって周囲に伝わっていく。これにより、マグネトロン３の外側の冷却フィン３Ｃに取付けている温度センサ１０は対流のみによって温度上昇していくことになる。
　したがって、陽極３Ａが温度上昇する熱量のうちの、対流と伝導と輻射の合計に対する対流の割合で、無負荷状態と、例えば１枚のベーコンやポップコーンといった軽負荷状態との温度上昇値を判別することになる。しかし、温度センサ１０の取付け状態や、冷却フィン３Ｂの変形や冷却ファン７の回転数のばらつきなどの要因により、温度センサ１０の温度上昇値もまたばらつく。そのため、わずかな温度差の範囲で無負荷状態を正確に検知して制御していくことは非常に困難なものであった。
　マグネトロン３の温度上昇を正確に検知できないときには、マグネトロン３は熱暴走して破壊したり、エアガイド９などの樹脂部品が変形したりすることになる。そのため、破壊したマグネトロン３を交換しなければならず省資源的にも不利な高周波加熱装置である。
　また、温度センサ１０を冷却フィン３Ｂ外側に配置しているため、冷却ファン７からの風や室温の影響を受け易く誤動作の恐れがあった。例えば室温が０℃の場合であっても、無負荷状態でマグネトロン３の陽極３Ａが高温となっている。しかし、外側の冷却フィン３Ｃは冷却ファン７からの０℃の風で冷やされて温度上昇が遅れ、マグネトロン３を破損させてしまう恐れがある。
　また、室温が３０℃といった高温の場合には、温度センサ１０の温度上昇は早くなり、停止信号を制御部８に送る。そのため、軽負荷時にもマグネトロン３の発振を停止して調理が途中で止まってしまうといった恐れがある。
　特許文献２に開示された従来の高周波加熱装置１２は、マグネトロン３の雰囲気温度を検知する温度センサ１６と、温度センサ１６の検知信号により電気部品を制御するように構成されている。この場合も温度センサ１６は、マグネトロン３の陽極３Ａが温度上昇する熱量のうちの、対流と伝導と輻射の合計に対する対流の割合で無負荷状態と軽負荷時の温度上昇値を区別する。しかし、温度センサ１６の取付け状態や、冷却ファン１５の変形、冷却ファン１５の回転数のばらつきなどの要因により温度センサ１６の温度上昇値もまたばらつく。したがって、わずかな温度差の範囲で無負荷状態を正確に検知して制御していくことは非常に困難なものであった。
　また、従来の高周波加熱装置１２は、比較的大きな面積を有する温度センサ１６を用いていたので、マグネトロン３の陽極３Ａが温度上昇してから遅れて温度センサ１６の温度が上昇していく。そのため、マグネトロン３の性能のばらつきや、加熱室１３とマグネトロン３のマッチングによりマグネトロン３が急激に温度上昇する場合には、温度センサ１６の追随性が悪い。したがって、マグネトロン３が熱暴走して破壊したり、近傍の樹脂材料が溶けたりする恐れがあった。
特開２００２－２６０８４１号公報 特開２００４－２６５８１９号公報
　本発明は、加熱室内に負荷のない無負荷状態と、例えばベーコン１枚やポップコーンといった軽負荷状態とのマグネトロンの温度を正確に判別し、マグネトロンが温度上昇によって破壊したり、樹脂部品が溶けたりする恐れを低減するものである。すなわち、軽負荷状態を無負荷状態と判断して調理動作を停止させるといった誤動作を低減させて、より安全で使い易く省資源的にも有利となる高周波加熱装置を提供するものである。
　本発明の高周波加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、複数個の冷却フィンを有し加熱室に電磁波を照射するマグネトロンと、マグネトロンを駆動する電源部と、マグネトロンおよび電源部を冷却する冷却ファンとを備える。さらに、本発明の高周波加熱装置は、マグネトロンの温度を検知する温度センサと、温度センサを保持する取付け金具と、冷却ファンからの風を案内するエアガイドと、電源部およびマグネトロンおよび冷却ファンを制御する制御部とを備える。さらに、本発明の高周波加熱装置は、温度センサは、冷却フィンの側面で押圧されるとともに、温度センサの先端が冷却ファンの風下側でマグネトロンの陽極側に向くように、取付け金具で取付けられた構成を備える。
　かかる構成により、温度センサはマグネトロンの陽極温度に近い温度を検知する。そのため、温度センサの取付け状態や、冷却ファンの変形、冷却ファン回転数などのばらつきによって温度センサの検知が遅れることが低減される。したがって、マグネトロンが熱暴走により破壊するといった恐れや近傍の樹脂部品が溶けるといった恐れを低減することができる。また、破壊したマグネトロンや溶けた樹脂部品を交換しなければならないといったことも低減することができるので、省資源的にも有利である。
図１は、本発明の実施の形態１における高周波加熱装置を示す断面図である。 図２は、同実施の形態における高周波加熱装置の要部を示す平面図である。 図３は、同実施の形態における高周波加熱装置の要部を示す正面図である。 図４は、同実施の形態における温度センサを示す平面図である。 図５は、同実施の形態における温度センサを示す正面図である。 図６Ａは、同実施の形態における無負荷時の温度変化図である。 図６Ｂは、同温度変化を示すグラフである。 図７Ａは、同実施の形態における軽負荷時の温度変化図である。 図７Ｂは、同温度変化を示すグラフである。 図８Ａは、同実施の形態における無負荷時と軽負荷時の温度差図である。 図８Ｂは、同温度差を示すグラフである。 図９は、本発明の実施の形態２における取付け金具を示す一部破断側面図である。 図１０は、本発明の実施の形態３における取付け金具を示す側面図である。 図１１は、従来の高周波加熱装置の構成を示した側面図である。 図１２は、従来の高周波加熱装置の要部を示した平面図である。 図１３は、従来の他の高周波加熱装置の要部を示した正面図である。 図１４は、従来の他の高周波加熱装置の構成を示した側面図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明は、この実施の形態によって限定されるものではない。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる高周波加熱装置の構成を示す斜視図である。図２及び図３は、本発明の要部であるマグネトロンの構成を示す平面図及び正面図である。図４及び図５は、本発明の温度センサを示す平面図及び正面図である。図６は、本実施の形態における無負荷時の温度変化図である。図７は、本実施の形態における水１００ｃｃの軽負荷時の温度変化図である。図８は、本実施の形態における無負荷時と軽負荷（１００ｃｃ水負荷時）の温度差を示す図である。
　図１～図５において、本実施の形態の高周波加熱装置１７は、被加熱物５を収納する加熱室１８と、複数個の冷却フィン３Ｂを有し加熱室１８に電磁波を照射するマグネトロン３と、マグネトロン３を駆動する電源部１９と、マグネトロン３および電源部１９を冷却する冷却ファン２０とを備える。さらに、本発明の高周波加熱装置１７は、マグネトロン３の温度を検知する温度センサ２１と、温度センサ２１を保持する取付け金具２２と、冷却ファン２０からの風を案内するエアガイド２３と、電源部１９およびマグネトロン３および冷却ファン２０を制御する制御部２４とを備える。さらに、本発明の高周波加熱装置１７は、温度センサ２１は、冷却フィン３Ｂの側面で押圧されるとともに、温度センサ２１の先端２１Ｂが冷却ファン２０の風下側でマグネトロン３の陽極３Ａ側に向くように、取付け金具２２で取付けられた構成を備える。図２、図３に示すように、取り付け金具２２のセンサ保持部２２Ａは、冷却ファンから温度センサ２１への風２５の流れ（矢印参照）を抑制するようになっている。
　具体的には、温度センサ２１は、複数個配置された冷却フィン３Ｂの略中央位置（冷却フィン３Ｂの端辺の両端部より内側）に、センサ保持部２２で保持され配置されている。温度センサ２１の側面２１Ａは冷却フィン３Ｂで接触して押圧され、温度センサ２１の先端２１Ｂが、冷却ファン２０の風下側で陽極３Ａ側に向けて、取り付け金具２２で取付けられる。なお、エアガイド２３は樹脂材料で形成されることが多い。また、複数の冷却フィン３Ｂは、それぞれの両端部が継鉄３Ｄにより固定されている。
　上記構成により、加熱室１８に被加熱物５のない無負荷状態の場合、マグネトロン３から放射した電磁波の多くが加熱室１８で反射してマグネトロン３に返ってきて、マグネトロン陽極３Ａの温度を上昇させる。このとき、陽極３Ａの熱は放射、冷却フィン３Ｂへの伝導、また周囲の空気への対流によって、温度センサ２１を温度上昇させる。そのため、温度センサ２１の温度はマグネトロン３の陽極３Ａ温度に近い温度となる。
　したがって、温度センサ２１が設定されたしきい値の温度を検知すると、制御部２４が運転を停止させるなどの制御を行うことにより、マグネトロン３が熱暴走して破壊するのを防止することができる。
　また、温度検知の追随性がよいことから、無負荷状態と軽負荷状態とを確実に判別することができる。したがって、品質が安定するとともに誤動作が少なく使い易い高周波加熱装置が得られる。
　本実施の形態の温度変化特性は図６Ａ～図８Ｂに示すとおりである。例えば、図６Ａおよび図６Ｂは、本実施の形態における無負荷時の温度変化図およびグラフである。図６Ａ、図６Ｂにおいて、本実施の形態の高周波加熱装置１７では、加熱室１８に被加熱物５がない場合に運転開始から１０分で、陽極３Ａの温度は２７１℃になり温度センサ２１の温度は２４７℃となった。
　また、特許文献１に開示された従来例１である外側の冷却フィン３Ｃに取付けた場合の温度は１５７℃であり、特許文献２に開示された従来例２のマグネトロン３の雰囲気温度では２１２℃であった。これからも、本実施の形態の温度センサ２１の方が、マグネトロン３の陽極３Ａの温度に近く、マグネトロン３の陽極温度を確実に測定できることがわかる。
　図７Ａおよび図７Ｂは、本実施の形態における軽負荷時の温度変化図およびグラフである。ここでは、水１００ｃｃで１０分間の温度変化を測定している。この場合、開始から１０分後の温度は、マグネトロン３の陽極温度が１７７℃であり、本実施の形態では１６８℃であった。一方、特許文献１に開示された従来例１では１２３℃であり、特許文献２に開示された従来例２では１５１℃であった。これからも、軽負荷時の場合であっても、本実施の形態の温度センサ２１の方が、マグネトロン３の陽極３Ａの温度に近く、マグネトロン３の陽極温度を確実に測定できることがわかる。
　図８Ａおよび図８Ｂは、本実施の形態における無負荷時と軽負荷時の温度差図およびグラフである。無負荷状態と軽負荷状態（水１００ｃｃ）の温度差をみると、マグネトロン３の陽極３Ａが（２７１－１７７）＝９４ｄｅｇのとき、本実施の形態の温度センサ２１は（２４７－１６８）＝７９ｄｅｇである。一方、特許文献１に開示された従来例１が（１５７－１２３）＝３４ｄｅｇであり、特許文献２に開示された従来例２が（２１２－１５１）＝６１ｄｅｇであった。
　したがって、本実施の形態では、７９ｄｅｇの大きな温度範囲であるので、その範囲で無負荷時と軽負荷時の判別をすることが容易に可能である。しかし、従来例では３４ｄｅｇや６１ｄｅｇといった狭い範囲で判別しなければならず、その判別が困難である。
　上記のように、本実施の形態によれば、温度センサ３はマグネトロン３の陽極３Ａ温度に近い温度を検知する。このことから、温度センサ２１の取付け状態や、冷却ファン２０の変形、冷却ファン回転数などのばらつきによって温度センサ２１の検知が遅れることが低減できる。したがって、マグネトロ３ンが熱暴走により破壊するといった恐れや近傍のエアガイド２３のような樹脂部品が溶けるといった恐れを低減することができる。
　また、破壊したマグネトロン３や溶けた樹脂部品を交換しなければならないといった恐れも低減することができることから、省資源的にも有利である。
　（実施の形態２）
　図９は、本発明の実施の形態２にかかる取付け金具を示す一部破断側面図（図３の右側から見た側面図）である。図９において、取付け金具２２は、冷却ファンから温度センサ２１への風２５の流れ（矢印参照）を抑制する。すなわち、本実施の形態では、温度センサ２１が冷却ファン２０からの風で冷却されないように取付け金具２２で風の流れを遮蔽する構成を有する。
　上記構成により、マグネトロン３の陽極３Ａからの熱で温度上昇した温度センサ２１は、冷却ファン２０からの風は取付け金具２２の温度センサ保持部２２Ａが風２５を遮断する。したがって、温度センサ２１近傍では風２５が矢印に示すようによどむことになり、温度センサ２１が風２５により冷却される割合を低減することができる。
　上記構成によれば、マグネトロン３の陽極３Ａからの熱で温度上昇した温度センサ２１は、冷却ファン２０からの風によって温度上昇が抑えられることが低減できる。したがって、所定温度の検知が遅れることによりマグネトロン３が破壊するといった恐れやエアガイド２３などの樹脂部品が溶けるといった恐れを低減することができる。
　また、破壊したマグネトロン３や溶けたエアガイド２３などを交換しなければならないといった恐れも低減することができ、省資源的にも有利である。
　（実施の形態３）
　図１０は、本発明の実施の形態３にかかる構成を示す側面図である。図１０において、本実施の形態は、温度センサ２１を保持する取付け金具２２を、冷却ファン２０からの風２５の風下側に配置するエアガイド２３とマグネトロン３の継鉄３Ｄで挟持する構成を有する。
　上記構成により、取付け金具２２はエアガイド２３で覆われていることから冷却ファン２０からの風の影響を低減できる。そのため、取付け金具２２が温度センサ２１の温度を抑えることができる。したがって、本実施の形態では、温度センサ２１の検知を遅らせてマグネトロン３を破壊したり、エアガイド２３のような樹脂部品が溶けたりする恐れを低減することができる。
　また、破壊したマグネトロン３や溶けた樹脂部品であるエアガイド２３などを交換しなければならないといった恐れも低減することができ、省資源的にも有利である。
　以上説明したように、本発明の高周波加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、複数個の冷却フィンを有し加熱室に電磁波を照射するマグネトロンと、マグネトロンを駆動する電源部と、マグネトロンおよび電源部を冷却する冷却ファンとを備える。さらに、本発明の高周波加熱装置は、マグネトロンの温度を検知する温度センサと、温度センサを保持する取付け金具と、冷却ファンからの風を案内するエアガイドと、電源部およびマグネトロンおよび冷却ファンを制御する制御部とを備える。さらに、本発明の高周波加熱装置は、温度センサは、冷却フィンの側面で押圧されるとともに、温度センサの先端が冷却ファンの風下側でマグネトロンの陽極側に向くように、取付け金具で取付けられた構成を備える。
　かかる構成によれば、温度センサの側面を冷却フィンで押圧し、温度センサの先端を冷却ファンの風下側で陽極側に向けて取付けている。そのため、加熱室に被加熱物ない無負荷状態の場合、マグネトロンから放射した電磁波の多くが加熱室で反射してマグネトロンに返ってきて、マグネトロン陽極の温度を上昇させる。このとき、陽極の熱は、放射、冷却フィンへの伝導、また周囲の空気への対流によって温度センサを温度上昇させることになり、温度センサの温度はマグネトロン陽極温度に近い温度となる。したがって、温度センサが設定されたしきい値の温度を検知すると、制御部が運転を停止させるなどの制御を行う。これにより、マグネトロンが熱暴走して破壊するのを確実に防止することができる。
　また、温度センサの追随性がよいことから、無負荷状態と軽負荷状態を確実に判別することができ、品質が安定するとともに誤動作が少なく使い易い高周波加熱装置が得られる。
　さらに、温度センサはマグネトロンの陽極温度に近い温度を検知する。このことから、温度センサの取付け状態や、冷却ファンの変形、冷却ファン回転数などのばらつきによって温度センサでのしきい値温度の検知が遅れることが低減できる。したがって、マグネトロンが熱暴走により破壊するといった恐れや近傍のエアガイドなどの樹脂部品が溶けるといった恐れを低減することができる。そのため、破壊したマグネトロンや溶けた樹脂部品を交換しなければならないといった恐れも低減することができることから、省資源的にも有利である。
　また、本発明は、取付け金具は、冷却ファンから温度センサへの風の流れを抑制する構成を備える。かかる構成によれば、マグネトロンの陽極からの熱で温度上昇した温度センサは、冷却ファンからの風によって温度上昇が抑えられることが低減できる。したがって、しきい値温度の検知が遅れることによりマグネトロンが破壊するといった恐れや樹脂部品が溶けるといった恐れを低減することができる。そのため、破壊したマグネトロンや溶けた樹脂部品を交換しなければならないといった恐れも低減することができ、省資源的にも有利である。
　また、本発明は、取付け金具は、冷却ファンから風下側に配置するエアガイドとマグネトロンの継鉄とで挟持された構成を備える。かかる構成によれば、取付け金具はエアガイドで覆われていることから冷却ファンからの冷却風の影響が低減できる。また、取付け金具が温度センサの温度を抑えることによって、温度センサの検知を遅らせてマグネトロンを破壊したり、樹脂部品が溶けたりする恐れを低減することができる。
　また、本発明は、取付け金具は、冷却フィンの端辺の両端部より内側に取り付けられた構成を備える。かかる構成によれば、温度センサが冷却フィンの中央部近傍に配置されることになるので、温度センサの温度は、より早く、より確実に、マグネトロン陽極温度に近い温度となる。したがって、上記した無負荷状態と軽負荷状態をより確実に判別することができ、性能が安定するとともに誤動作が少ない。また、上記したマグネトロンが熱暴走して破壊するのをより確実に防止することができる。
　本発明の高周波加熱装置は、追随性がよいことから無負荷状態と軽負荷状態を確実に判別することができ、性能が安定するとともに誤動作が少なく、マグネトロンが熱暴走して破壊するのを確実に防止することができる。したがって、一般家庭用だけではなく業務用など各種用途の高周波加熱装置に有用である。
　３　　マグネトロン
　３Ａ　　陽極
　３Ｂ　　冷却フィン
　３Ｄ　　継鉄
　５　　被加熱物
　１７　　高周波加熱装置
　１８　　加熱室
　１９　　電源部
　２０　　冷却ファン
　２１　　温度センサ
　２１Ａ　　側面
　２１Ｂ　　先端
　２２　　取付け金具
　２２Ａ　　温度センサ保持部
　２３　　エアガイド
　２４　　制御部
　２５　　風

Claims (4)

  1. 被加熱物を収納する加熱室と、複数個の冷却フィンを有し前記加熱室に電磁波を照射するマグネトロンと、前記マグネトロンを駆動する電源部と、前記マグネトロンおよび前記電源部を冷却する冷却ファンと、前記マグネトロンの温度を検知する温度センサと、前記温度センサを保持する取付け金具と、前記冷却ファンからの風を案内するエアガイドと、前記電源部および前記マグネトロンおよび前記冷却ファンを制御する制御部とを備え、前記温度センサは、前記冷却フィンの側面で押圧されるとともに、前記温度センサの先端が前記冷却ファンの風下側で前記マグネトロンの陽極側に向くように、前記取付け金具で取付けられた高周波加熱装置。
  2. 前記取付け金具は、前記冷却ファンから前記温度センサへの風の流れを抑制する請求項１に記載の高周波加熱装置。
  3. 前記取付け金具は、前記冷却ファンから風下側に配置する前記エアガイドと前記マグネトロンの継鉄とで挟持された請求項１に記載の高周波加熱装置。
  4. 前記取付け金具は、前記冷却フィンの端辺の両端部より内側に取り付けられた請求項１に記載の高周波加熱装置。
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