JP3012958B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

高周波加熱装置

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JP3012958B2
JP3012958B2 JP5044232A JP4423293A JP3012958B2 JP 3012958 B2 JP3012958 B2 JP 3012958B2 JP 5044232 A JP5044232 A JP 5044232A JP 4423293 A JP4423293 A JP 4423293A JP 3012958 B2 JP3012958 B2 JP 3012958B2
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浩二 吉野
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
  • Electric Ovens (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は食品などの被加熱物に電
磁波を与えて加熱する高周波加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高周波加熱装置である電子レンジ
において、加熱時間を短縮するために種々の工夫がなさ
れている。例えば、特開平2−227988号公報に示
すように、マグネトロン等の各素子周辺温度を検出し、
その検出された温度が各素子の安全限界温度に達するま
での間、通常の連続最大出力よりも大きな最大出力を発
生させることにより、各素子の安全を確保しつつ、加熱
時間を短縮することが知られている。
【0003】しかし、一般家庭では屋内配線の関係上、
100V15A定格の電源で使用されることが多く、
1.5kW以下の消費電力に抑える必要がある。
【0004】以下、一般的な従来の高周波加熱装置であ
る電子レンジの消費電力について図7を参照しながら説
明する。
【0005】図7は横軸が時間tで縦軸が消費電力Wを
示し、図7(a)は電子レンジ全体の消費電力を表して
いる。同様に図7(b)は電子レンジの中の電波放射部
であるマグネトロンから電波発振のために消費される電
力W1 、図7(c)はその他の消費電力、たとえばファ
ンなどの冷却手段やランプなどの照明手段やターンテー
ブルなどの食品載置手段などの消費電力W2 である。図
7(c)に示す消費電力W2 は時間によらずほぼ一定で
あるが、図7(b)に示す電波発振のために消費される
電力W1 はマグネトロンの温度や制御方法により多少変
化する。この場合加熱開始0からt6 までは少しずつ減
少し、t6 以後は一定となっている。図7(a)は電子
レンジ全体の消費電力なので、W1 +W2 の電力とな
る。ここで一般の家庭用電子レンジの場合、100V1
5A定格の電源で使用されることが多く、1.5kW以下
の消費電力に抑えるが、そのうちファン10W、ランプ
30W、ターンテーブル10W以下程度が、電波発振以
外のために消費されている。さらに電波発振に関しては
実際の消費電力に対して大体50〜60%の効率で電波
に変わるので、食品加熱のための高周波出力は500W
〜700Wの物が主流である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
成では、電波発振以外のための消費電力が加熱開始時か
ら常に一定であるため、電波発振のために使える電力に
上限があり、加熱時間が短縮できない問題があった。
【0007】また、逆に電波発振のための電力を多く確
保するために、ファンなどの冷却手段を除去するとマグ
ネトロンなどの電波放射部の温度上昇による破損など信
頼性を損ねる問題が生じ、ランプなどの照明手段を除去
すると加熱の進行度合が外から見えない問題があり、タ
ーンテーブルなどの食品載置手段を除去すると食品が均
一に加熱されず調理の仕上がりにむらが生じる課題があ
った。
【0008】本発明は上記課題を解決するもので、加熱
時間を短縮しつつ、マグネトロンなどの温度上昇による
破損もなく、食品加熱の進行度合の確認や食品の均一加
熱を可能とする高周波加熱装置を実現することを目的と
している。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の高周波加熱装置
は上記目的を達成するため、食品などの被加熱物を出し
入れする加熱室と、前記加熱室内に電磁波を放射する電
波放射部と、前記電波放射部を冷却する冷却手段と、前
記加熱室内に光を照射する照明手段と、前記加熱室内で
食品を載置して回転運動などの動作をする食品載置手段
と、前記電波放射部と前記冷却手段と前記照明手段と前
記食品載置手段を制御する制御手段とを有し、前記電波
放射部の高周波出力を複数に切り替え、最大高周波出力
時には前記冷却手段、前記照明手段、前記食品載置手段
のいずれかの動作を停止するかあるいは低い電力で動作
させるように制御する構成としている。
【0010】
【作用】本発明は上記構成において、電波放射部の高周
波出力を複数に切り替え、最大高周波出力時には冷却手
段、照明手段、食品載置手段のいずれかの動作を停止す
るか、あるいは低い電力で動作させるように制御し、場
合に応じて効率的な消費電力の振り分けができるので、
集中的に加熱を行うとともに、必要なときに電波放射部
を冷却したり、加熱室内を照明したり、食品を動かした
りできる作用を有する。
【0011】
【実施例】
(実施例1)以下、本発明の第1の実施例を図1〜図3
を参照して説明する。
【0012】図1は本発明の第1の実施例を示す高周波
加熱装置の概略断面図である。図に示すように、加熱室
1内の食品2は、マグネトロン3から導波管4を介して
放射された2.45GHzの電波5により加熱される。食
品2はターンテーブル6上におかれ、駆動部7の動作に
より均一な調理仕上がり状態になるように回転駆動され
る。マグネトロン3は冷却ファン8により強制空冷さ
れ、ランプ9は調理の進行状況が使用者に見えるように
孔10を通して加熱室1内に光11を発する。制御部1
2はマグネトロン3の温度上昇に応じた信号13や食品
重量に応じた信号14を受けるとともに、マグネトロン
3の出力制御のための信号15や、ランプ9の制御のた
めの信号16や、冷却ファン8の制御のための信号17
や、ターンテーブル6の駆動部7の制御のための信号1
8を与えて、トータルの消費電力が定格内に効率的にお
さまるように制御している。
【0013】図2はマグネトロン出力を制御する高周波
加熱装置の電気回路図である。図に示すように、商用電
源19から供給された電力を直流電圧に整流する整流器
20、インダクタ21、およびコンデンサ22よりなる
整流回路と、コンデンサ23、トランジスタ24、ダイ
オード25、および昇圧トランス26よりなるインバー
タ回路と、高圧コンデンサ27、高圧ダイオード28お
よび29よりなる高圧整流回路と、高圧整流回路の出力
を受けて高周波出力を発生するマグネトロン3と、トラ
ンジスタ24の動作周波数を制御する制御回路30と、
リレー31を制御するとともにこの制御回路30に加熱
指令を与える制御部12と、高周波加熱装置の起動時に
一定時間の間、最大高周波出力を得るための指令を与え
る起動制御部32等より構成されている。その後制御部
12は、高周波出力を下げるとともに、ターンテーブル
駆動部7、冷却ファン8、ランプ9を起動する。
【0014】図3は消費電力の時間変化を示す特性図で
あり、加熱開始後一定時間の間最大高周波出力を与える
よう制御した例である。図3(a)は電子レンジ全体の
消費電力W1 +W2 を表しており、時間によらず一定で
ある。同様に図3(b)はマグネトロン3からの電波発
振のために消費される電力W1 で、加熱開始後一定時間
(0〜t1 )は最大高周波出力を発生するために消費電
力も高いが、t1 以後は低くなっている。図3(c)は
その他の消費電力で、冷却ファン8やランプ9やターン
テーブル6などの消費電力W2 であるが、0〜t1 間は
動作を停止させて電力を消費しないようにしており、逆
に高周波出力の低下したt1 以後は正常動作させるため
に一定の電力を消費している。この実施例ではt1 が一
定ということで制御が簡単にできる効果がある。
【0015】(実施例2)次に、本発明の第2の実施例
について図4を参照して説明する。なお、第1の実施例
で説明したものと同一構成部材には同一番号を付す。
【0016】図4は本発明の第2の実施例における消費
電力の時間変化を示す特性図であり、マグネトロン3の
温度がある温度以下のときは最大高周波出力を与えるよ
う制御した例である。図4(a)は電子レンジ全体の消
費電力W1 +W2 を表しており、図3(a)同様時間に
よらず一定である。図4(b)はマグネトロン3からの
電波発振のために消費される電力W1 で、加熱開始後あ
る時間(0〜t2 )は最大高周波出力を発生するために
消費電力も高いが、t2 以後は低くなっている。図4
(c)はその他の消費電力で、冷却ファン8やランプ9
やターンテーブル6などの消費電力W2 であるが、0〜
2 間は動作を停止させて電力を消費しないようにして
おり、逆に高周波出力の低下したt2 以後は正常動作さ
せるために一定の電力を消費している。図4(d)はマ
グネトロン3温度の時間変化を示しており、加熱開始時
の温度をT1 、信頼性を保てる温度上限をT3 、これ以
後冷却ファン8を回せばT3 を越えることなく温度飽和
させられる限界をT2 として、T2 を越える時間をt2
としている。T1 、T2 、T3 はマグネトロン3のどの
部分を捕らえるかにより変化するが、加熱が進みT2
越えたとき(t2 )に高周波出力を落とし、冷却ファン
8などの動作を開始することで、温度上昇に歯止めをか
けるのである。この実施例ではマグネトロン3の信頼性
に即して効率的に高周波出力を供給できる効果がある。
【0017】(実施例3)次に、本発明の第3の実施例
について図5および図6を参照して説明する。なお、第
1の実施例で説明したものと同一構成部材には同一番号
を付す。
【0018】図5は本発明の第3の実施例における消費
電力の時間変化を示す特性図であり、高周波出力を最大
値から徐々に減少させるよう制御した例である。図5
(a)は電子レンジ全体の消費電力W1 +W2 を表して
おり、図3(a)、図4(a)同様時間によらず一定で
ある。図5(b)はマグネトロン3からの電波発振のた
めに消費される電力W1 で、加熱開始後ある時間(0〜
3 )は最大高周波出力を発生するために消費電力も高
いが、t3 以後は徐々に低くなり、t4 以後は一定とな
っている。図5(c)はその他の消費電力で、冷却ファ
ン8やランプ9やターンテーブル6などの消費電力W2
であるが、0〜t3 間は動作を停止させて電力を消費し
ないようにしており、t3 以後は徐々に大きくなってい
き、高周波出力の低下したt4 以後は一定の電力を消費
している。
【0019】図6は図5で示したt3 、t4 の決定方法
を示すものであり、横軸に食品重量mを取り縦軸に時間
tを取っている。食品2からの情報を元に最適加熱時間
を決定して調理する方法はいろいろと考えられている
が、図1のように食品重量mに応じた信号14から最適
加熱時間t5 (m)を決めることも可能である。このと
き調理の終了時に均一なできばえにするには、いつ頃か
らターンテーブル6を回しておくべきであるか、ランプ
9をつけて進行状況を使用者に見えるようにすべきであ
るかという限界がおおよそ決まってくる。そうした限界
時間を元にt3 、t4 を重量ごとに設定しているのであ
る。この実施例では、加熱終了時のできばえや進行状況
の確認など使用者に対してより一層満足できるととも
に、効率的に高周波出力を供給できる効果がある。
【0020】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明の高
周波加熱装置はランプや冷却ファンやターンテーブルな
どを使用しつつ、電波加熱に不必要な電力を極力削減す
るため、全消費電力を増加させることなく、かつ、加熱
時間を短縮しつつ、マグネトロンなどの温度上昇による
破損もなく、食品加熱の進行度合の確認や食品の均一加
熱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の高周波加熱装置の概略
断面図
【図2】同、高周波加熱装置の電気回路図
【図3】(a)は同、高周波加熱装置の全消費電力を示
す特性図 (b)は同、電波発振のための消費電力を示す特性図 (c)は同、電波発振以外の消費電力を示す特性図
【図4】(a)は本発明の第2の実施例の高周波加熱装
置の全消費電力を示す特性図 (b)は同、電波発振のための消費電力を示す特性図 (c)は同、電波発振以外の消費電力を示す特性図 (d)は同、マグネトロン温度の時間的変化を示す特性
【図5】(a)は本発明の第3の実施例の高周波加熱装
置の全消費電力を示す特性図 (b)は同、電波発振のための消費電力を示す特性図 (c)は同、電波発振以外の消費電力を示す特性図
【図6】同、高周波加熱装置の重量−時間特性図
【図7】(a)は従来例の高周波加熱装置の全消費電力
を示す特性図 (b)は同、電波発振のための消費電力を示す特性図 (c)は同、電波発振以外の消費電力を示す特性図
【符号の説明】
1 加熱室 2 食品 3 マグネトロン(電波放射部) 6 ターンテーブル(食品載置手段) 8 冷却ファン(冷却手段) 9 ランプ(照明手段) 12 制御部(制御手段)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−12492(JP,A) 実開 昭59−16096(JP,U) 実開 昭56−75608(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 6/68 F24C 7/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 食品などの被加熱物を出し入れする加熱
    室と、前記加熱室内に電磁波を放射する電波放射部と、
    前記電波放射部を冷却する冷却手段と、前記加熱室内に
    光を照射する照明手段と、前記加熱室内で食品を載置し
    て回転運動などの動作をする食品載置手段と、前記電波
    放射部と前記冷却手段と前記照明手段と前記食品載置手
    段を制御する制御手段とを有し、前記電波放射部の高周
    波出力を複数に切り替え、最大高周波出力時には前記冷
    却手段、前記照明手段、前記食品載置手段のいずれかの
    動作を停止するか、あるいは低い電力で動作させるよう
    に制御する構成とした高周波加熱装置。
  2. 【請求項2】 加熱開始後一定時間の間は最大高周波出
    力を供給する構成とした請求項1記載の高周波加熱装
    置。
  3. 【請求項3】 電波放射部の温度を検知する温度検知手
    段を有し、ある温度以下の間は最大高周波出力を供給す
    る構成とした請求項1記載の高周波加熱装置。
  4. 【請求項4】 食品の物理量(重量、形状、温度、誘電
    率など)や前記加熱室内の状態(温度、湿度、電界な
    ど)を検出する検出手段を有し、前記検出手段の出力に
    応じて最大高周波出力を供給する構成とした請求項1記
    載の高周波加熱装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010048475A (ja) * 2008-08-22 2010-03-04 Sharp Corp 加熱調理器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010048475A (ja) * 2008-08-22 2010-03-04 Sharp Corp 加熱調理器

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