JPH01286285A - 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、高周波を用いて誘電加熱を行う高周波加熱装
置に関するものである。

従来の技術 従来、電子レンジ等の高周波加熱装置では、−般的に高
周波を発生するための高周波発振器にはマグネトロンが
使われている。マグネトロンは約３ｋＶ〜４ｋＶの直流
電圧で駆動され高周波を発振するため、その電源には商
用電源を昇圧する必要があり、高圧トランスが用いられ
ている。マグネトロンと高圧トランスの電力変換効率は
ほぼ７０％〜８０％程度のものがもちいられ、その損失
による発熱はファンにより強制冷却を行うことで、小型
の高圧トランス、マグネトロンを実現している。

発明が解決しようとする課題 このような従来の高周波加熱装置では次のような課題が
あった。

第５図に示すように加熱室１内の食品２等を高圧トラン
ス３の出力をうけたマグネトロン４よりの高周波により
加熱する方式において、冷却ファン５の能力は、高圧ト
ランス３及びマグネトロン４が最大温度上昇条件におい
ても熱による損傷がないような冷却が可能のものとして
いた。最大温度上昇条件とは商用電源電圧のばらつきが
最大でかつ各部品のばらつきにより入力が最大になり、
室温が高く、設置場所が、冷却風が送り込まれにくい所
であることである。さらに、被加熱物が全く加熱室の中
に入っていない空焼き状態であるということが温度上昇
を大きくする大きな要因である。空焼き状態でなく、食
品２等の被加熱物が小さいもので空焼きに近い状態でも
マグネトロン４の温度上昇は非常に高くなる。これは、
マグネトロン４から発せられる電波が加熱室１内で消費
されず再びマグネトロン４へ反射してくるためである。

このためマグネトロンは異常に加熱し、その寿命を縮め
る要因となっていた。さらに空焼きに近い状態では、加
熱室の壁面やマグネトロンの近くに配置された部品も温
度上昇が大きく信頼性の低下につながっていた。

課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を解決するために、高周波発振部と
、前記高周波発振器の放射する高周波を内部に給電され
食品等の被加熱物を収納する加熱室と、前記高周波発振
器の放射周波数の４分の１波長より短いアンテナと、前
記アンテナから入力される電力を減衰する減衰器と、前
記アンテナを介して高周波発振器の発振状態を検波する
検波手段と、前記検波手段の出力信号が所定の時間の間
所定の範囲外であれば動作を停止する制御手段を備えた
構成としたものである。

作　　用 本発明によれば、食品等を加熱する高周波手段の周波数
帯（例えば一般的な電子レンジの場合２．４５０　ＭＨ
ｚ　）の検波手段を備えているので、加熱室内に発射さ
れており、食品等に吸収されていない反射電波の量を検
出できる。この反射電波は加熱室内の食品が多い時は少
なく、食品が少ない時は多くなるので、空焼きに近い状
態かどうかを判定できる。空焼きに近い時の状態では所
定時間動かしたのちに自動的に制御手段で高周波の発振
動作停止を行うため各部品等の異常発熱がなく、冷却手
段を簡単にすることができるうえに、高周波発振器等の
各部品の信頼性を向上できる。

実施例 以下、本発明の実施例について、添付図面にもとづき説
明する。

第１図は、本発明の実施例の高周波加熱装置の本体構成
図である。第１図において、６は食品等の被加熱物、７
は加熱室、８は高周波発振器（マグネトロン）である。

９は高圧トランス、１０゜１１はそれぞれ高圧コンデン
サ、高圧ダイオードで、高圧トランス９の出力は高圧コ
ンデンサ１０、高圧ダイオード１１により倍電圧整流さ
れて、マグネトロン８に印加される。マグネトロン８か
ら発射される高周波は導波管１２を通じて加熱室７へ放
射される。１３はアンテナでマグネトロン８の発振周波
数の１／４波長より短いものである。

（本発明では、３〜５ｍｍ　）１４は減衰器、１５は検
波手段、１６は検波した信号を増幅する増幅器、１７は
冷却ファン、１８は増幅後の検波された信号にもとすい
て、メイン電源スィッチ１９を制御するタイマー回路を
備えた制御手段である。

第２図は、アンテナ１３がうけた信号を検波する検波手
段１５の回路図である。２ｏは５０オームの抵抗、２１
は検波ダイオード、２２．２３は抵抗、２４はバイパス
コンデンサでこれらによってアンテナ１３の受けたマグ
ネトロン８が放射する電波の反射電波成分が電圧信号Ｖ
ｓとして検出される。なお、１４は減衰器であり、マグ
ネトロン８が加熱室７内に放射するパワーは数百ワット
であり、検波手段１４に過大の入力がはいらないように
するためのものである。

第３図は、検波手段１５をマイクロストリップラインで
構成した図である。

ある誘電率Ｅ「を有する誘電体基板２５上に銅箔のパタ
ーン２６．２７をエツチングしている。

２６の銅箔の部分は特性インピーダンス５０オームであ
り、２７の部分はアースである。マイクロストリップラ
イン上で検波手段１５を構成することによって、ライン
の長さを検波する周波数帯にあわせて最適に設計するの
が容易であり、エツチングをおこなっているので検波精
度が向上する効果がある。

第４図は、加熱室７内で被加熱物６を加熱した時に、検
波手段１５で検波される信号電圧Ｖｓ　と被加熱物の重
量の関係を示すものである。同じ重量の被加熱物でもそ
の種類が肉、汁もの等の種類によって、また、冷凍され
ている等の状態によって誘電率が変わり、検波信号電圧
Ｖｓが変化する。

しかし、ある程度以下すなわち、被加熱物が少なく空焼
きに近い状態では、Ｖｏを超える信号が検波信号電圧と
して検出される。被加熱物がなく空焼きの状態及び空焼
きに近い状態は、昇圧トランス９やマグネトロン８の前
述の通り発熱が増えるため、部品の寿命を縮めて、製品
としての信頼性が低下する。このため第１図において制
御手段１８に検波信号電圧を伝えて、ｖｏ以上の信号が
あられれたときに電源スィッチ１９をオフにして、動作
を停止するように制御する。ただし、検波信号がｖｏを
超えるとすぐに停止させると、被加熱物が小さい場合に
は動作を全くしなくなるという問題があるため、制御手
段にタイマーを設け、重量の少ない被加熱物の場合には
充分加熱できるのに必要な時間（例えば電波出力５００
Ｗの電子レンジならば１０分程度）後に電源スィッチ１
９をオフして動作を停止するようにしている。

上記のような構成をとることによって、空焼き状態が連
続して長時間続くことがないため、マグネトロン８をは
じめとする各部品の最大温度上昇値が低くおさえられる
。したがって耐熱のグレードの低い部品をつかうことが
でき、コストの低減が可能となる。また冷却構成をより
簡単にできるため、その自由度がひろくなり、コスト面
でも有利となる。

空焼き検出機能が働き動作が停止した場合は、各部品が
冷えるまで（約３０分）再びスイッチがはいらないよう
な制御手段とすれば、さらに信頼性が増すことになる。

発明の効果 以上のように本発明の高周波加熱装置によれば以下のよ
うな効果かえられる。

（１）被加熱物が少ない時に検波信号が大きくなること
を利用して、空焼き状態を検出し、所定の時間後に動作
を停止するため、装置の各部品の異常温度上昇がない。

したがって耐久寿命が長く信頼性の高い高周波加熱装置
が実現できる。

（２）空焼き時の温度上昇が少なくなるため、耐熱グレ
ードの低い部品を使用でき、冷却構成を簡単にすること
ができるので高周波加熱装置の低コスト化がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の高周波加熱装置の断面図、
第２図は同装置の検波手段の回路図、第３図は同装置の
検波手段をマイクロストリップライン上に構成した平面
図、第４図は被加熱物の重量と検波手段の信号特性図、
第５図は従来例の高周波加熱装置の断面図である。 ６・・・・・・被加熱物、７・・・・・・加熱室、８・
・・・・・高周波発振器、１３・・・・・・アンテナ、
１４・・・・・・減衰器、１５・・・・・・検波手段、
１８・・・・・・制御手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名６−
−−双広幕勿 グー　Ｈｇ室 δ−−高Ｍ矛Ｊ各ｕｕ区（マグネトロン２１δ−−−Ｐ
Ｊ敬乎Ｉ 第１図 １２図 第３図 第４図 θ ｄ１Ｍ夢臂！量 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高周波発振器と、前記高周波発振器の放射する高周波が
   内部に給電され食品等の被加熱物を収納する加熱室と、
   前記高周波発振器の放射周波数の４分の１波長より短い
   アンテナと、前記アンテナから入力される電力を減衰す
   る減衰器と、前記アンテナを介して高周波発振器の発振
   状態を検波する検波手段と、前記検波手段の出力信号が
   所定の時間、所定の範囲外であれば動作を停止する制御
   手段を備えた高周波加熱装置。