WO2018225870A2

WO2018225870A2 - 加熱装置及び高周波加熱調理器

Info

Publication number: WO2018225870A2
Application number: PCT/JP2018/022157
Authority: WO
Inventors: 池田　裕二; 誠士神原
Original assignee: イマジニアリング株式会社
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2018-06-11
Publication date: 2018-12-13
Also published as: JPWO2018225870A1; WO2018225870A3

Abstract

高周波加熱調理器の加熱部であって、レンジ機能とオーブン機能を併せ持つことのできる加熱装置及び当該加熱装置を使用する高周波加熱調理器を提供すること。誘電体材料からなる板状部材２０の表面に、平板状の電磁波照射アンテナ２１を配設した電磁波照射プレート２と、電磁波吸収発熱体を含有又は表面に塗布した加熱プレート３と、電磁波照射アンテナ２１と接続される電磁波入力端子２３を備える上面を開放した箱状のプレート取付ケース４とからなり、このプレート取付ケース４の底面４ａと間隙を有するように電磁波照射プレート２を取り付けるとともに、プレート取付ケース４の開放した上面を覆うように加熱プレート３を着脱可能に配設する。

Description

加熱装置及び高周波加熱調理器

　本発明は、電子レンジ等の高周波調理器に使用することのできる加熱装置に関する。

　被加熱物（食品など）を加熱調理する電子レンジやオーブンレンジは、種々の機能を備えた製品が提案されている。例えば、特許文献１に記載の高周波加熱調理器の場合、電子レンジ機能とオーブン機能を併せ持ち、マイクロ波加熱によるレンジ（温め）機能と、ヒータを使ったオーブン（焼き）機能を実現する。

特開２０１６－９９００９号公報

　特許文献１に開示される他、一般的なオーブンレンジの場合、オーブン機能を使用するための余熱が必要となるとともに、オーブン使用後は調理室内が高温のためすぐにレンジ機能を使用することができないという不具合がある。また、オーブン機能として食パンを焼く場合、通常、加熱部分が天板にあるため調理対象物である食パンまでの距離が長く、熱が調理室全体に拡がることによって、食パン表面が焼ける際には、食パン内部の水分が飛び美味しく焼き上げることが困難であるという問題もあった。

　また、従来の電子レンジやオーブンレンジのレンジ機能は、マグネトロンと導波管を使ってマイクロ波を調理室に供給する構造のため、マイクロ波の照射位置を変更することができないものであった。

　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高周波加熱調理器の加熱部であって、レンジ機能とオーブン機能を併せ持つことのできる加熱装置及び当該加熱装置を使用する高周波加熱調理器を提供することである。

　上記課題を解決するためになされた本発明の加熱装置は、
　誘電体材料からなる板状部材の表面に、平板状の電磁波照射アンテナを配設した電磁波照射プレートと、
　電磁波吸収発熱体を含有又は表面に塗布した加熱プレートと、
　前記電磁波照射アンテナと接続される電磁波入力端子を備える上面を開放した箱状のプレート取付ケースとからなり、
　該プレート取付ケースの底面と間隙を有するように電磁波照射プレートを取り付けるとともに、プレート取付ケースの開放した上面を覆うように前記加熱プレートを着脱可能に配設するようにしている。

　本発明の加熱装置は、電磁波入力端子から供給される電磁波によって加熱プレートの電磁波吸収発熱体が発熱し、輻射熱によって対象物を加熱する。

　また、上記課題を解決するためになされた本発明の高周波加熱調理器は、
　上記加熱装置を、底面、天面及び側面の少なくとも１面に着脱可能に取り付けることを特徴としている。

　本発明の高周波加熱調理器は、従来のマグネトロンと導波管を使用せず、半導体発振器を用い、調理室の必要な面に加熱装置を着脱することで種々の調理方法を採用することができる。特に底面に配設することで加熱対象物との距離がなくなり、例えば食パンを焼き上げる際に、短時間で完成し、内部の水分を蒸発させることがない。

　また、上記課題を解決するためになされた本発明の別の高周波加熱調理器は、
　絶縁体からなる板状部材の表面に、平板状の電磁波照射アンテナを配設した電磁波照射プレートと、
　前記電磁波照射アンテナと接続される電磁波入力端子を備える上面を開放した箱状のプレート取付ケースとからなり、
　該プレート取付ケースの底面と間隙を有するように電磁波照射プレートを取り付けた加熱装置を、底面、天面及び側面の少なくとも１面に着脱可能に取り付けるようにしている。

　本発明の高周波加熱調理器は、加熱プレートを配設していないから電子レンジとしてのレンジ機能に特化する。

　この場合において、加熱プレートを配設した加熱装置を、底面、天面及び側面の少なくとも１面に着脱可能に取り付けることができる。

　本発明によれば、薄い箱形の加熱装置であって加熱プレートを着脱することでレンジ機能とオーブン機能を使い分けることのできる加熱装置を提供することができる。また、この加熱装置は、電磁波入力端子を備え、半導体発振器を用いることで高周波加熱調理器に簡単に着脱することができる。

本第１発明の加熱装置を示す分解斜視図である。同加熱装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ－Ｘ断面図である。本第２発明の高周波加熱調理器の概略図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

＜実施形態１＞加熱装置
　本実施形態１は、本発明に係る加熱装置である。本発明の加熱装置１は、図１に示すように、誘電体材料からなる板状部材２０の表面に、平板状の電磁波照射アンテナ２１を配設した電磁波照射プレート２と、電磁波吸収発熱体を含有又は表面に塗布した加熱プレート３と、電磁波照射アンテナ２１と接続される電磁波入力端子２３を備える上面を開放した箱状のプレート取付ケース４とからなり、このプレート取付ケース４の底面４ａと間隙を有するように電磁波照射プレート２を取り付けるとともに、プレート取付ケース４の開放した上面を覆うように加熱プレート３を着脱可能に配設するようにしている。

　板状部材２０は、絶縁性能が高い誘電体材料であれば、その材質を特に限定するものではないが、セラミックの他、合成樹脂、プラスチックを使用することができる。本実施形態では加工が容易なポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ材）を使用する。厚みは１乃至３ｍｍ程度とすることが好ましい。また、板状部材２０の適所、本実施形態においては四隅に後述するプレート取付ケース４の底面４０に配設される位置決め部材４２の軸部が挿通される位置決め孔２０ａが開口されている。

　電磁波照射アンテナ２１は、プレート取付ケース４の上面を覆う加熱プレート３に電磁波を照射することができる形状であれば、特にその形状は限定するものではないが、本発明者等の実験によると、電磁波入力端子２３が接続される中央部から４方向に９０°の円弧部と接続され扇形状と、隣り合う２箇所の扇形状の円弧部が更に大径の円弧部で接続された形状を採用している。そして、電磁波照射アンテナ２１は、板状部材２０上に載置され、本実施形態においては、中心部が電磁波入力端子２３の中心電極と接合されている。また、電磁波照射アンテナ２１の形状は、加熱プレート３を取り付けることなく、レンジ機能を使用する場合、図に示す形状である必要はなく、一般的なフラットアンテナで構わない。

　加熱プレート３は、電磁波照射プレート２からの照射される電磁波を吸収し瞬時に発熱する電磁波吸収発熱体を含有又は電磁波照射面に塗布した薄い板状部材で、電磁波が外部に漏洩しないように金属製とすることもできるが、十分な電磁波吸収発熱体を含有又は塗布することで照射される電磁波の殆どは電磁波吸収発熱体に吸収されるため、その素材は十分な耐熱性を有するものであれば特に限定するものではない。

　プレート取付ケース４は、上面を開放した箱状部材で、内部に電磁波照射プレート２を収納するとともに、電磁波照射プレートの電磁波照射アンテナ２１と接続される電磁波入力端子２３を底面４０又は側壁４１に配設する。また、側壁４１の上面の適所には、当該部分に厚肉部を形成し、加熱プレート３対応箇所に形成した取付孔部３ａと合致する挿通孔４１ａを形成する。挿通孔の数は特に限定するものではないが、本実施形態においては、角部の４箇所に形成するようにしている。

　プレート取付ケース４の底面４０には、電磁波照射プレート２の底面４０からの位置を決定する位置決め部材４２が配設される。位置決め部材４２は筒状の位置決め部４２ａと位置決め孔２０ａに挿通される軸部４２ｂとからなり、図２（ｃ）に示すように可撓性材料を用い、板状部材２０の位置決め孔２０ａに挿通したあと係止部４２ｃが拡がり板状部材２０の抜け落ちを防止するように構成することで、位置決めとともに固定部材として機能する。抜け落ち防止としては、軸部４２ｂに溝部を形成し、止め輪を用いたり、軸部４２ｂにネジを刻設してナット締めで固定したりすることもできる。

　位置決め部材４２によって、プレート取付ケース４の底面４０と電磁波照射プレート２との隙間は、電磁波入力端子２３から供給される電磁波のインピーダンスの整合を図り、アンテナ２１からの反射波の低減を図るためで、板状部材の誘電率によって設ける隙間の大きさは異なるものとなる。

　プレート取付ケース４に配設される電磁波入力端子２３は、雄状の端子を採用し、後述する高周波加熱調理器の調理室の取付面に雌状の出力端子を配設することで加熱プレート１をワンタッチで高周波加熱調理器に取り付けることが可能となる。

　電磁波入力端子２３のプレート取付ケース４への配設位置は、図２（ｂ）に示すように、底面４０の裏側中央に取り付ける。この場合、高周波加熱調理器に取り付ける際、調理室の取付面の中央に雌状の出力端子を配設する。また、図２（ｄ）に示すように、電磁波入力端子２３をプレート取付ケース４の側壁４１に配設することもできる。この場合、調理室の取付面にスライドレール等を配設し、加熱装置１の取付に際してスライドさせて取り付けるようにし、取り付けを容易にできるように構成することができる。

＜電磁波発振器＞
　電磁波発振器ＭＷは、半導体材料として、炭化ケイ素、窒化ガリウム、酸化ガリウム又はダイヤモンドを使ったものが好ましく、これによって、電磁波発振器のエネルギ効率は７０％以上を確保することができる。また、電磁波発振器ＭＷとして半導体デバイスを用いることで、連続波で電磁波を発振する場合の発振出力や、パルス発振するときのパルス間隔、デューティ比、発振出力を容易に制御することができる。そして、この電磁波発振器ＭＷは、同軸ケーブル等によって電磁波入力端子２３と接続され、制御機構（図示省略）からの発振信号により所定の電磁波発振条件（上述した、周波数、発振出力、連続波、パルス波、パルス波の場合の発振時間、デューティ比等）で電磁波を発振する。

　また、電磁波発振器ＭＷと電磁波入力端子２３との間には反射波を検知する反射波検知手段（図示省略）を配設することができる。そして、加熱装置１に電磁波を供給しながら反射波の大きさを検知し、反射波の大きさが所定値を越えたとき、周波数、発振出力、連続波、パルス波、パルス波の場合の発振時間、デューティ比から、少なくとも一つの値を変動させる、反射波の低減を図るフィードバック制御を実施する。

　上記構成において、電磁波発振器ＭＷから所定出力の電磁波（例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波）を発振し、電磁波入力端子２３を介して電磁波照射アンテナ２１から加熱プレート３に電磁波を照射する。照射された電磁波は、加熱プレート３に充填又は塗布された電磁波吸収発熱体に吸収され瞬時に発熱する。この熱が加熱プレート３の表面から輻射熱となり、加熱対象物を加熱処理（オーブン機能）する。また、加熱プレート３を配設することなく使用することもできる。この場合、加熱対象物の加熱処理はレンジ機能となる。

＜変形例＞
　加熱プレート３は、中空のガラス板として内部にキセノンガスを充填することができる。キセノンガスを充填した中空のガラス板からなる加熱プレート３に電磁波を照射することでガスが放電し、瞬時に熱を発する。この熱は、上述した電磁波吸収発熱体が発熱することによって生じる遠赤外線とは異なる、近赤外線であり、波長が短く加熱対象の表面のみに焼き目が付くこととなり、例えば、食パン等のように表面のみに焦げ目を付ける調理に適した加熱装置となる。また、内部に充填するガスは、キセノンガス単体よりもハロゲンガスを混合することで熱を均一化し、より効果的に加熱対象物を加熱することができる。

＜実施形態２＞高周波加熱調理器
　本実施形態２は、本発明に係る高周波加熱調理器５である。本発明の高周波加熱調理器５は、図３に示すように、加熱対象物（被加熱物）を収容する調理室６と、調理室６の上下左右の壁面の少なくとも１箇所に配設される実施形態１の加熱装置１と、電磁波（マイクロ波）を生成発振する電磁波発振器ＭＷと、電磁波発振器ＭＷから供給される電磁波の供給先を切り替える切替器８と、切替器８から入力されたマイクロ波の供給先を切り替える切替器８と、電磁波発振器ＭＷ及び切替器８を制御する制御機構７と、切替器８と加熱装置１を接続する同軸線路９を備える。切替器８は、電磁波の出力先として、調理室６の上下左右の壁面に配設される１又は複数の加熱装置１の何れか１つ又は複数を選択するためのものである。図面では省略しているが、下面以外の３面に配設する加熱装置１が脱落しないように脱落防止手段、例えば、電磁波入力端子２３をプレート取付ケース４の側壁４１に配設し、調理室の取付面にスライドレール等を配備することで加熱装置１がレールに係合して、脱落が防止される。

　加熱装置１の加熱プレート３を配設し、オーブン機能として使用する場合、特に、食パン等表面に焦げ目を付ける調理を行う場合には、加熱装置１は調理室６の下面に取り付ける。この際、上述したように、加熱プレート３として、内部にキセノンガスを充填した中空のガラス板を使用することが好ましい。また、下面に加熱プレート３を配設するときは、加熱プレート３の上に網状のプレート（図示省略）を介在させることもできる。オーブン機能として使用する場合、他の面に加熱装置１を配設することもでき、操作パネル（図示省略）から加熱対象物を選択することで、制御機構７が上述した切替器８によって最適な箇所の加熱プレートに電磁波を供給するように制御する。

　加熱装置１の加熱プレート３を配設することなく、レンジ機能として使用する場合、加熱装置１は下面以外の３面、特に上面に配設する。そして、操作パネル（図示省略）から加熱対象物を選択することで、制御機構７が上述した切替器８によって最適な箇所の加熱プレートに電磁波（マイクロ波）を供給するように制御する。

　以上説明したように、本発明の加熱装置は、オーブンレンジや電子レンジ等の高周波加熱調理器として好適に用いることができる他、加熱調理用のオーブンにも好適に用いることができる。

　１　　加熱装置
　２　　電磁波照射プレート
　２０　板状部材
　３　　加熱プレート
　４　　プレート取付ケース
　５　　高周波加熱調理器
　６　　調理室
　ＭＷ　電磁波発振器

Claims

　誘電体材料からなる板状部材の表面に、平板状の電磁波照射アンテナを配設した電磁波照射プレートと、
　電磁波吸収発熱体を含有又は表面に塗布した加熱プレートと、
　前記電磁波照射アンテナと接続される電磁波入力端子を備える上面を開放した箱状のプレート取付ケースとからなり、
　該プレート取付ケースの底面と間隙を有するように電磁波照射プレートを取り付けるとともに、プレート取付ケースの開放した上面を覆うように前記加熱プレートを着脱可能に配設するようにした加熱装置。
　請求項１に記載の加熱装置を、底面、天面及び側面の少なくとも１面に着脱可能に取り付けることを特徴とする高周波加熱調理器。
　絶縁体からなる板状部材の表面に、平板状の電磁波照射アンテナを配設した電磁波照射プレートと、
　前記電磁波照射アンテナと接続される電磁波入力端子を備える上面を開放した箱状のプレート取付ケースとからなり、
　該プレート取付ケースの底面と間隙を有するように電磁波照射プレートを取り付けた加熱装置を、底面、天面及び側面の少なくとも１面に着脱可能に取り付けるようにした高周波加熱調理器。
　請求項１に記載の加熱装置を、底面、天面及び側面の少なくとも１面に着脱可能に取り付けることを特徴とする請求項３に記載の高周波加熱調理器。