JPH02278690A - 電子レンジ - 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、被加熱物の加熱状態を自動的に検知して加熱
を制御する仕上り検知システムを（Ｉｌｆｔえた電子レ
ンジに関するものである。

従来の技術 加熱室の壁面に設けた通気口を通して、被加熱物が加熱
と共に発生する水蒸気等の高温気体を取り出し、この気
体を加熱室外部に設けた焦電素子に当てて、この焦電素
子の発生ずる電圧の変化により加熱の仕上り（進行）を
検知する方式の電子レンジが検討されている。この方式
の仕上り検知の方法は、焦電素子を利用しているにもか
かわらずチョッパー等の複雑な構成を必要とせず、しか
も光学系を利用していないのでｌηれにも強く、又視野
角の問題も無い等、非常に使い勝手が良くしかも安価な
構成が可能といった多くの長所がある。

その反面、この方式の場合の検知原理そのものが、食品
から発生した蒸気による焦電素子の温度変化を利用して
いるため、焦電素子そのものの温度が上昇すると感度が
低下する等課題も多かった。

以下第５図とともに従来例について説明する。

図に示すように加熱室７内に置かれた被加熱物６（食品
）は、マグネトロンＩＯで発生した２４５０Ｍ］Ｉｚの
マイクロ波（高周波）により誘電加熱される。

加熱された被加熱物６の温度が」１昇し、被加熱物６（
食品）に多量に含まれる水の沸点近い温度に達すると、
多量の高温蒸気が発生し、この蒸気は加熱室７の天井に
向かって上昇する。ざらにこの蒸気は加熱室７の天井に
設けられた通気口３を通過し、通気口３を覆うがたらに
設けられたカバー２に取り付けられた焦電素子Ｉに当た
り、焦電素子１表面で結露して焦電素子１に潜熱を主体
とした多量の熱エネルギーを与える。この結果、焦電素
子１は温度が上昇し、焦電効果により電圧を発生するの
で、これを検出して被加熱物６（食品）の仕上り状態を
判定することができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、この構成においては、焦電素子１が加熱
室７の天井に設けられた通気口３の掻く近傍に設けられ
ているため、長時間にわたり加熱を続けると、加熱室７
及びその近拐の温度が」１昇し、焦電素子１も相当の高
温となる。しかるに本検知システムの基本原理は、食品
等から発生した蒸気が焦電素子１に触れて結露したとき
に発生する多量の熱エネルギーを焦電素子１に与えると
ころにある。従って、焦電素子１は蒸気よりも低温でな
くてはならないが、発生する蒸気は必然的に１００°Ｃ
以下である。従って焦電素子１が１００°Ｃ近い高温に
なるとその検出能力は無くなって、長時間の運転や、連
続した繰返し使用をすると検知システムとしての機能を
果たさなくなるという課題があった。

そこで、本発明は長時間運転や、連続した繰返し使用に
も機能の低下しにくい焦電素子による仕上り検知システ
ムを備えた電子レンジを提供することを目的としている
。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、焦電素子をマイク
ロ波発生手段を冷却する冷却ファンの近傍に設ける一方
、加熱室内の蒸気等の高温気体を加熱室壁面の一部に設
けた通気口及びこの通気口と結合して設けた通気路を通
して導いて前記焦電素子に当てる構成としたものである
。

作用 本発明の電子レンジは、加熱仕上り検知用の焦電素子を
冷却ファンの近傍に設ける一方、加熱室内の蒸気等の高
温気体は、加熱室壁面の一部に設けた通気口から取り出
し、この通気口に結合して設けられた通気路を通して焦
電素子に当てる構成となっている。このため繰返し使用
時も焦電素子の温度上昇は低く抑えられる一方、加熱室
から蒸気を取り出す通気口の位置は焦電素子の温度上昇
と直接関係せずに蒸気を取り出し易い最適位置を選択出
来るため、繰返しや連続加熱時にも感度低下の少ないし
かも高感度の仕上り検知システムを備えた電子レンジと
なる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図は本発明の一実施例におりる電子レンジの構
成を示す概略断面図、第２図はその自動仕上り検知シス
テム部分の基本回路構成を示すブロック図である。

第１図において加熱室７内に置かれた被加熱物６（食品
）は、マグネトロン１０で発生した２４５０Ｍ　］ｌｚ
のマイクロ波により誘電加熱される。加熱と共に被加熱
物６の温度が上昇し、被加熱物６（食品）に含まれる水
の沸点近い温度に達すると、多量の高温蒸気が発生し、
この蒸気は加熱室７の天井へ向かって上昇する。さらに
この蒸気は、加熱室７の天井に設けられた通気口８を通
過し、筒状の第１の通気路９に導かれて焦電素子５に当
たる。

焦電素子５に当った蒸気は、焦電素子５表面で結露して
焦電素子５に潜熱を主体とした多量の熱エネルギーを与
えるため、焦電素子５は温度が上昇して焦電電圧を発生
する。このとき被加熱物６（食品）から発生した蒸気は
、蒸気より低温の空気中をゆらぎながら移動してゆくか
ら、焦電素子５に当たる蒸気の量も時間的、空間的にゆ
らいでいる。従って、被加熱物６（食品）が一定板上の
温度となって定常的に蒸気が発生するようになっても、
焦電素子５はある瞬間大量の蒸気で温度が上がるが、次
の瞬間には当たる蒸気量がわずかになって温度が下がり
、次の瞬間には再び多量の蒸気を受けて温度が上昇する
といった不規則な温度のゆらぎを持続する。この結果、
焦電素子５は、被加熱物６（食品）が高温の蒸気を発生
し続ける間、上記説明の温度のゆらぎに対応して不規則
な交流電圧を発生し続ける。第３図は焦電素子５がこう
して発生する電圧の様子を示したもので、加熱時間がｔ
ａに達する付近から被加熱物６より急激に蒸気が発生し
、この蒸気により焦電素子５の電極間には大振幅の交流
電圧Ｖ（数１０ｍ　Ｖ　）を発生し続けることになる。

第２図は焦電素子５を含む検知システムの基本回路構成
を示す。

第２図において、焦電素子５で発生した電圧はＤＣ（直
流）カント回路１７．Ｌ、Ｐ、Ｆ、（ロウ・バスフィル
ター）１８を経てアンプ（増幅回路）１９で増幅された
後マイコン２０により読み取られる。

例えば被加熱物６が再加熱メニュー（食品の暖め直し）
であれば、多量の蒸気を発生始めたｔａ点（第３図）で
ほぼ加熱としては十分な温度となるので、マイコン２０
はあらかしめ設定された基準電圧Ｖａに達すれば、マグ
ネトロン１０及び冷却ファン１１の停止を判断する。焦
電素子５が非常に高インピーダンスなため、これを緩和
するために、ＩＭΩ程度の抵抗２２と、０．０５μＦ程
度のコンデンサ２３が焦電素子５と平列に結合されてい
る。又マイコン２０は、操作パネル２１を通じてその制
御シーケンス等が選択されるようになっている。

第４図は焦電素子５の詳細説明図で、焦電効果を有する
平板状のセラミック板２４とその両面に形成された電極
２５．２６及びその一方の面に接着されたステンレス鋼
等の金属板２７とからなっている。

蒸気等の高温気体はこの金属板２７側に当てられ、この
金属板２７を介してセラミック板２４に熱が伝わり、セ
ラミック板２４が焦電効果により電圧を発生する。又、
第４図に示した焦電素子５の場合、金属板２７に接着さ
れる側の電極２６はセラミック板２４の周端の一部を通
って反対側の面まで一部延長されており、電極２５．２
６からのリード綿２８の引き出しを、金属板２７に接着
されない面のみで可能な構成となっている。

金属板２７は先にも述べたように焦電素子５の受感面と
して機能すると共に、一般に０．２ｍｍ程度の厚みしか
持たないセラミック板２４の機械的な保強材として機能
し、さらに高温の蒸気等が直接当ると劣化し易い電極２
６の保護カバーとしての役割も果すものである。

さて第１図に実施例をしめした本発明の場合、加熱室７
に結合されたマイクロ波発生手段であるマグネトロン１
０を冷却する冷却ファン１１は、プロペラファンとなっ
ており焦電素子５はこのプロペラファン１１の羽根１１
ａの回転平面の上方向あるいは下方向への延長上付近、
本例の場合羽根１１ａのほぼ上部に配置されている。プ
ロペラファン１１は他のシロッコファン等と異なり送風
軸（回転軸）方向以外にも多量の風を発生し、特に羽根
１１ａの回転平面の方向にも多量の風が発生ずるので焦
電素子５はこの風により冷却され、焦電素子５の温度は
十分低く抑えられる。

さらにこの風は、一部第二の通気路１５に取り込まれ、
ボディ３１裏面上部に設けられた排気口１３より機体外
に排出される。焦電素子５の受感面よなる金属板２７は
、第二の通気路１５の内壁面側に来るように配置され、
この金属板２７にほぼ対向する位置で、第一の通気路９
は第二の通気路１５の壁面の一部を通って互いに結合さ
れている。

冷却ファン１１により機体外より吸気口１４を通って吸
い込まれた冷気は、その一部が第二の通気路１５を通っ
て排気口１３へ向かって、一定の風圧（風速）をもって
通り抜けることになる。

その結果、第一の通気路９との結合部には負圧が生じ（
ヘルヌーイの定理）、第一の通気路９内の蒸気は強制的
に第二の通気路１５内へ吸い込まれ、もともと第二の通
気路１５内を流れていた冷気と混合されて焦電素子５に
当たった後、排気口１３を通って機体外へ導かれる。焦
電素子５の受感面である金属板２７に当たる蒸気はこう
して冷気と強制的に混合されるので、上述のゆらぎの効
果が大きく、又先に述べたように蒸気そのものが加熱室
７内から強制的に吸い出されるので、被加熱物６から発
生した蒸気が早く、かつ多量に焦電素子５へと導かれる
結果、検出スピード、感度ともに高いものになる。

ここで注目すべき点は、焦電素子５が配置されている羽
ｔＨ１１ａの回転平面上の路上方向もしくＧＪ略上下方
向本例の場合の羽根１１ａのほぼ上部という位置は冷却
ファンの送風側の風路として電子レンジの機体の最外壁
であるボディ３１に最も近く、冷却ファン１１からボデ
ィ３１までの第二の通気路（第１図の場合、通気路１５
と排気口１３に相当）を最短で構成できるため、風圧（
風速）の低下が少なく、従って上述の第二の通気路とし
ての機能を最大限に発揮するものである。

さらにこの構成での第二の通気路１５に取り込む風は、
他のマグネトロン１５や電源（図示せず）を冷却するの
には利用されておらず、又こうした通気路１５や焦電素
子５がマグネトロン１０や電源（図示せず）を冷却する
風の障害物ともならないので、冷却ファン１１が元々果
たしていた機能をまったく損なうことがない。

次に第５図により、本発明の他の実施例について説明す
る。

第５図に示すように、本電子レンジは加熱室７の天井に
セラミックヒータ２９、加熱室７底部に平面ヒータ３０
を備えており、これらのヒータを使用することによりオ
ーブンとして機能させることができる。

オーブンとして使用した場合、加熱室７は２００〜３０
０°Ｃの高温になるが、焦電素子５は本発明の構成によ
り加熱室７より一定の距離をもって配置されているため
、その温度」−昇は１００°Ｃ程度に保つことができる
ため焦電素子５を損傷することがない。

ざらに焦電素子５の配置されている位置は、冷却ファン
１１により強制的に冷却されるので、オーブンとしての
使用が終了して冷却ファン１１を作動させれば、短時間
で焦電素子５を検知可能な温度まで冷却することかでき
るなど、本発明の効果はより大きなものになる。第二の
加熱源としてガスヒータを用いてもまったく同等である
ことは言うまでもない。

発明の効果 以上のように本発明の電子レンジは、焦電素子を冷却フ
ァンの近傍に配置しているので、冷却ファンにより電子
レンジの機体外部から吸い込まれる冷気により低温に保
持されるため、電子レンジを繰り返し連続使用した場合
に加熱室が高温になっても、焦電素子の温度上昇も少な
く、仕上り検知能力の低下がほとんど生しない。

さらに冷却ファンをプロペラファンにした場合、プロペ
ラファンにより発生ずる風は、送風軸以外にも多量にあ
るため冷却効果が大きいのめならず、プロペラファンの
羽根の回転平面の上方向あるいは下方向の延長上もしく
はその近傍に焦電素子を配置することにより、冷却風の
一部を利用してその空気の流れにより加熱室からの蒸気
を吸い出すと共に、その空気そのものを蒸気に混合して
ゆらぎの効果を増大させて検知性能を大幅に向上するこ
とができる。

また、電子レンジが第２の実施例のようにヒタ付きの場
合には、ヒータ加熱時加熱室の温度が２００〜３００°
Ｃという高温になるため、本発明の方法により焦電素子
を加熱室から一定の距離離して配置することは、単に検
知性能を維持するだｂ３でなく、焦電素子そのものにダ
メージの加わることを防止することができる。さらに焦
電素子の配置されている位置は、冷却ファンにより強制
的に冷却されるので、オーブンとしての使用が終了して
冷却ファンを作動させれば、短時間で焦電素子を検知可
能な温度まで冷却する等その効果は非常に大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電子レンジの概略断
面図、第２図は同電子レンジの自動仕上り検知システム
部分の基本回路構成を示すブロック図、第３図は同電子
レンジの自動仕上り検知システム部分の動作を説明する
ためのもので、焦電素子の出力電圧の変化図、第４図（
ａ）、　（ｂ）は同電子レンジにおける焦電素子の平面
図および断面図、第５図は本発明の他の実施例における
電子レンジの概略断面図、第６図は従来の電子レンジの
概略断面図である。 ４・・・・・・焦電素子、７・・・・・・加熱室、８・
・・・・・通気口、９・・・・・・通気路、ＩＯ・・・
・・・マグネ１−ロン、１１・・・・・・冷却ファン。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ばか１名第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱室と、前記加熱室に結合されたマイクロ波発
   生手段と、このマイクロ波発生手段を冷却する冷却ファ
   ンと、この冷却ファンの近傍に設けた焦電素子と、この
   焦電素子に前記加熱室内の気体を導くために加熱室壁面
   の一部に設けた通気口、及びこの通気口と結合された第
   一の通気路とからなる電子レンジ。
2. （２）冷却ファンをプロペラファンとし、プロペラファ
   ンの羽根の回転平面の上方向あるいは下方向の延長上も
   しくはその近傍に焦電素子を配置し、この焦電素子に冷
   却ファンの冷風を導くための第二の通気路を設けた請求
   項（１）記載の電子レンジ。