JPH03202121A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば食品をマイクロ波で加熱調理する家庭
用電子レンジ等の加熱装置に関し、特にその食品から発
生する臭気成分等を除去する触媒機能に関するものであ
る。

（従来の技術） 電子レンジは家庭用の加熱調理に用いられるもので、マ
イクロ波発生源であるマグネトロンをもっており、ここ
から発生するマイクロ波（２４５０ｋＨｚ）により主に
食品の水分を加熱するものである。一般に高価格の電子
レンジはオーブン、グリル機能も共有しており、このよ
うな電子オゾンレンジの高級機種の一部には、排気ダク
ト中に熱分解触媒を置き、オーブン、グリル用のヒタも
しくは庫（加熱室）内の熱風によりその熱分解触媒を加
熱して活性化し、調理される食品から発生する臭気を脱
臭するシステムのついたものがある。しかし、この脱臭
機能は、電子レンジとして機能させる場合にはヒータに
通電されないため働かず、またオーブン、グリルとして
機能させる場合でも調理開始直後や庫内が充分暖まらな
い場合（設定温度が低い場合など）では熱分解触媒は機
能せず、充分な脱臭機能が働いているとはいえなかった
。これはこのような熱分解触媒の加熱方法では、熱分解
触媒を急速に加熱することができないためである。また
、低価格の電子レンジ（オーブン、グリル機能なし）で
はこのような脱臭機能は、通常ついていない。そのため
、脱臭触媒を加熱することができず、脱臭機能を付加す
ることができなかった。

上述のように、脱臭等に用いられる熱分解触媒は通常約
２００℃以上に加熱して活性化しなければ、その脱臭分
解作用は有効でない。そのため、熱分解触媒を使用する
場合には、この熱分解触媒を何らかの熱源により加熱し
ておく必要がある。

加熱方法としては、次のような方法が考えられる。

■その熱分解触媒に接するようにヒータを設置してこれ
からの伝導伝熱によって加熱する。■輻射し−タを置き
、これからの輻射熱によって加熱する。■熱分解触媒に
導入する被処理ガスを予め加熱しておき、これによって
熱分解触媒を暖める等の方法が挙げられる。

このうち■の方法は最も簡便な方法ではあるが、ヒータ
と熱分解触媒との熱接触を充分にとる必要があり、特に
熱分解触媒の熱伝導性の悪い場合には、熱分解触媒を均
一に加熱することができない。

そして加熱が不均一であると温度の低い部分では被処理
ガスが漏出する原因になり、また温度が高い部分、特に
ヒータが接している部分では熱による熱分解触媒の劣化
が起り易い。また熱分解触媒全体の加熱が熱伝導による
ため、熱分解触媒の加熱に時間がかかり、脱臭を行う上
で都合が悪い。

■の方法は輻射の当っている貝については熱分解触媒の
加熱が比較的均一に行われるが、複雑な形状、例えば熱
分解触媒としてよく用いられるハニカムやビーズを詰め
たものでは内部まで輻射が到達せず、これも均一に加熱
のできる形状は限られていた。また輻射加熱は熱効率が
悪く、急速加熱を行いにくい。

また、■の方法は常時高温のガスが通過する場合、例え
ば自動車の排ガス処理や工場の排ガス処理には都合がよ
いが、家電製品、例えば前述の電子レンジや冷蔵庫の脱
臭では被処理ガスの温度が低く、たとえ加熱しても被処
理ガスが暖まってその熱により熱分解触媒を加熱するに
は数分〜数１０分間の時間を必要とし、それまでの間は
未分解の臭気ガスが放出されるという問題があり、この
方法は熱分解触媒を急速に加熱する必要の多い家電製品
の脱臭には適切ではない。

以上のように、電子レンジ、冷蔵庫等の家電製品のよう
に間欠的な脱臭を熱分解触媒によって行うには、急速加
熱して脱臭の動作時間を短くし、また、熱分解触媒を均
一に加熱する必要があるが、上記■、■、■の何れの方
法もこの両方を満足できるものではなかった。

（発明が解決しようとする課題） 従来の加熱装置における触媒の加熱方法では、急速に加
熱するには限界があり、また均一に加熱することが難し
いという問題があった。

そこで、□本発明は、均一にしかも急速に加熱すること
ができる簡単な構造の触媒を備えた加熱装置を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明は、加熱室に収納し
た被加熱体をマイクロ波で加熱する加熱装置であって、
前記マイクロ波を吸収して所要温度に昇温するマイクロ
波吸収材と、昇温した該マイクロ波吸収材で加熱されて
活性化し前記被加熱体から発生する被処理成分を除去す
る触媒とを前記加熱室に設置してなることを基本的な要
旨する。

さらに、上記課題をよりよく達成するために、本発明は
、次の第２ないし第４に述べるような付加的構成を有す
ることが好ましい。

即ち、第２に、上記基本的構成において、マイクロ波吸
収材を触媒担体に混入もしくは当該触媒担体の表面にコ
ーティングすることにより前記触媒を加熱するように構
成される。

第３に、前記基本的構成において、マイクロ波吸収材の
周囲に、開口部を有するマイクロ波を遮閉する材料から
なる覆いを取付けるように構成される。

第４に、上記第３の構成において、前記覆いは、開口部
の大きさを任意に可変できるように構成される。

（作用） マイクロ波を吸収して昇温するマイクロ波吸収材は加熱
用電源や導線が不要となるので触媒加熱部の構造が簡単
となり、そのマイクロ波吸収材を触媒に密接して配置す
ることが容易可能となる。

そして、加熱室に収納した被加熱体にマイクロ波が照射
されると、マイクロ波吸収材がそのマイクロ波を吸収し
て急速に昇温し、この昇温したマイクロ波吸収材により
触媒が急速且つ均一に加熱される。このように、マイク
ロ波の照射開始直後から触媒は充分に活性化されて触媒
機能が発揮されるので、被加熱体から発生する被処理成
分は加熱室外に漏出することなく効率よく除去される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。本実
施例は、電子レンジに適用されている。

第１図ないし第４図は、第１実施例を示す図である。

まず、加熱装置としての電子レンジの構成を説明する。

第１図において、１は筐体、２は加熱室、４はその扉、
５はマイクロ波を反射するためのパンチングメタルであ
り、内部の加熱室２は、これを通して見ることができる
ようになっている。６は被加熱体としての食品をのせる
ターンテーブル、７は操作ボタンであり、この操作ボタ
ン７により公知のマイクロ波発生源等が操作されるよう
になっている。そして、加熱室２の内壁３に脱臭装置１
０が設置されている。

第２図ないし第４図は、この脱臭装置１０を拡大して示
したものであり、第２図は斜視図、第３図は第２図のＡ
−Ａ線断面図、第４図は第２図のＢ−Ｂ線断面図である
。

脱臭装置１０は、マイクロ波を反射して内部を遮閉する
金属材料からなる覆いとしてのケース体１１内に収納さ
れ、マイクロ波は、このケース体１１に穿設された多数
個の孔（開口部）１２を通してのみ脱臭装置１０内に取
込まれるようになっている。１３は吸気口、１４は吹出
口であり、マイクロ波での加熱調理により食品から発生
する各種の臭気を含む被処理ガス１５は吸気口１３から
脱臭装置１０の中へ取込まれ、脱臭された空気が吹出口
１４から清浄空気１６として加熱室２へ戻されるように
なっている。

１７は熱分解触媒であり一般に２５０℃以上の温度で調
理時に発生する臭気ガス、主にアルデヒド類やアミン類
を分解除去するようになっている。

上記温度で作動する触媒としては、酸化触媒、白金、パ
ラジウム等の貴金属系触媒、マンガン、コバルト等の金
属酸化物触媒等があげられる。１８はマイクロ波吸収材
としての炭化ケイ素板であり、熱分解触媒１７全体を取
囲むように設置されている。１９は断熱材でありマイク
ロ波を吸収・反射しないセラミックファイバーで作製さ
れている。

炭化ケイ素板１８は孔１２を通して入るマイクロ波によ
り、急激に加熱され、これに接する熱分解触媒１７が均
一にしかも急速に加熱されるようになっている。２１は
清浄空気１６を吹出口１４から排気するためのファン、
２２はその駆動モータである。

次に、上述のように構成された本実施例の作用について
説明する。

電子レンジは内部に食品を入れ扉４を閉じることにより
、図示しない冷却用排気ダクトを除いてほぼ密閉状態に
なる。こののち操作ボタン７の操作によりマイクロ波発
生源であるマグネトロンが稼動して、加熱室２内にマイ
クロ波が照射され、食品が加熱される。このとき発生す
る臭気ガスは加熱室２内に滞留してくる。また、マイク
ロ波が照射されると脱臭装置１０に開いた孔１２を通し
てその内部にある炭化ケイ素板１８が急速に加熱される
。この孔１２の大きさはこの加熱温度を調整するような
大きさに設計され、炭化ケイ素板１８は約３分間で３５
０℃に上昇するようになっている。なお断熱材１つはマ
イクロ波を殆んど吸収しないので、影響はない。この炭
化ケイ素板１８の熱により、熱分解触媒１７は周囲より
一気に加熱され、中央部分で約３分間で２８０℃に達す
る。吸込口１３から導入された臭気ガスはこの加熱され
た熱分解触媒１７により熱分解され、Ｈ２０、Ｃ０２等
になり、排気ファン２１によって吹出口１４から排気さ
れる。

　０ この実施例の方式によると熱分解触媒１７は調理開始直
後に炭化ケイ素板１８を介して急速に加熱されるために
、従来のように調理開始直後の臭気が漏出することはな
い。また、この熱分解触媒１７を炭化ケイ素板１８によ
って周囲から面状に加熱するために局所的に温度の高い
部分ができにくく、このため複雑な形状（例えばハニカ
ム等）の熱分解触媒を用いても、その熱分解触媒１７の
全体を均一に加熱することができる。このことによって
熱分解触媒１７の局所的な熱劣化を防ぐことができて触
媒の長寿命化をはかることができる。

また、炭化ケイ素板１８は単に熱分解触媒１７の周囲に
接するように、これを囲むだけでよく、従来のヒータの
ように導線や制御回路を別に設けなくてもよいので、構
造が簡単となり、低コスト化を実現することができる。

次いで、第５図には第２実施例を示す。本実施例は、電
子レンジの加熱室内冷却用の空気を送り出す排気ダクト
２３内に脱臭装置１０を取付け、これを流れる排気ガス
の臭気を除去するようにしたものである。２４は吸気口
であり、マイクロ波の照射による調理開始と同時に、臭
気を含むガスが冷却空気とともに吸気口２４から脱臭装
置１０に取込まれる。そして、マイクロ波で昇温した炭
化ケイ素板１８により、熱分解触媒１７は調理開始直後
に均一にしかも急速に加熱され、臭気を含むガスはこの
熱分解触媒１７によって脱臭され、庫外へは臭気を含ま
ない清浄空気が放出される。

第６図には第３実施例を示す。本実施例は、脱臭装置２
０に、マイクロ波をとり込む開口部の大きさが可変可能
なシャッター２５を取付けたものである。２６はシャッ
ター２５の開口面積を変えるためのステッピングモータ
であり、このステッピングモータ２６は１．熱分解触媒
１７の温度に応じて温度制御装置２７及びモータ制御装
置２８を介して駆動され、熱分解触媒１７が一定の温度
になるように開口面積を調整して、マイクロ波の取込み
量を調整するようになっている。このような調整をする
ことで、よりきめこまかい熱分解触媒１７の温度制御を
することができ、より一層効率１ ２ のよい脱臭が可能となる。

なお、上述の各実施例では炭化ケイ素板１８は熱分解触
媒１７と接するように配置したが、熱分解触媒１７の担
体にこの炭化ケイ素を用いてもよく、また担体の中にこ
のマイクロ波吸収材としての炭化ケイ素を混入したり、
又は炭化ケイ素にガラスフリツタ等のバインダーを混入
し、これをコーティングすることによって担体表面を覆
うようにしてもよい。この場合には、さらに熱分解触媒
の均一加熱、急速加熱が可能となり、複雑な形状の熱分
解触媒でも加熱が容易になる。

また、各実施例では電子レンジに適用した場合について
説明したが、マイクロ波発生源を有する装置であれば電
子レンジ以外のものにも適用は可能であり、例えばマグ
ネトロンマイクロ波発生源を用いたゴミ処理器に適用し
て臭気又は煙等の除去に用いてもよく、また電子レンジ
と冷蔵庫とを組合せた家庭電化製品で、冷蔵庫の臭気も
この実施例と同様の手段により除去してもよい。

また、各実施例では、熱分解触媒１７はマイク。波によ
って曝露されるため、担体としては金属フオーム等の局
部放電を起す材料以外のものを用いる必要がある。しか
し、熱分解触媒自体は通常その含有量は数％オーダーで
あり、熱分解触媒に使用されている金属はサブミクロン
オーダーの微粒子であるためマイクロ波による局部放電
の心配は殆んどない。

また各実施例では熱分解触媒としてハニカム状等のもの
を用い、臭気を含む空気を通風させたが、通風させずに
表面に接触させ、加熱室内で循環する空気を脱臭するに
は、平面状にしてもよく、例えば、電子レンジ庫内壁面
の一部分に、そのマイクロ波を吸収して発熱する材料を
塗料中に分散したものを塗布して、これをマイクロ波吸
収材とし、これによって熱分解触媒を加熱して脱臭する
ようにしてもよい。

第７図は、このような手段を講じた第４実施例を示して
いる。これは電子レンジ昨向背面部分に５０ｍｍ口の大
きさの部分にこのマイクロ波吸収材を設置したものであ
る。同図において、２９は　３ ４ 炭化ケイ素粉末１重量に対し窒化ケイ素粉末３重量の割
合で混合し、ガラス粉末をバインダーとして混入し焼結
させた塗膜であり、この塗膜２９によりマイクロ波吸収
材が形成されている。この上にγ−アルミナ３１を表面
積を増すために塗布し、さらにこの上にｐｔからなる熱
分解触媒］７を付けて脱臭装置３０を構成している。塗
膜２つは、炭化ケイ素の比率を上述のように調整するこ
とにより、熱分解触媒１７の温度を３５０℃近くに維持
している。触媒加熱温度をさらに上げるにはこの炭化ケ
イ素の比率を上げれば良い。このような構成にすること
によりマイクロ波は塗膜２つに吸収され、熱分解触媒１
７を均一にしかも急速に加熱することができ、ここに接
触した臭気ガスを分解・脱臭することが可能となる。ま
た、脱臭装置３０の面積は本実施例では５０ｍｍ口とし
たが、電子レンジの庫内全面に形成すると、電子レンジ
本来の機能である食品の加熱に影響を与えるため、この
面積はこの食品加熱に影響を与えない程度の適宜の大き
さにすることが必要である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、マイクロ波の照
射で被加熱体を加熱する加熱室に、そのマイクロ波を吸
収して所要温度に昇温するマイクロ波吸収材と、この昇
温したマイクロ波吸収材で加熱されて活性化し前記被加
熱体から発生する被処理成分を除去する触媒とを設置し
たため、マイクロ波吸収材は加熱用電源や導線を必要と
しないので、触媒加熱部の構造が簡単となり、そのマイ
クロ波吸収材を触媒に密接して配置することが容易可能
となる。この結果、被加熱体にマイクロ波が照射される
とマイクロ波吸収材がそのマイクロ波を吸収して急速に
昇温し、この昇温したマイクロ波吸収材により触媒を急
速且つ均一に加熱することができる。したがってマイク
ロ波の照射開始直後から触媒を充分に活性化して触媒機
能を発揮させることができ、被加熱体から発生する臭気
ガス等の被処理成分を加熱室外に漏出させることなく、
効率よく除去することができる。

【図面の簡単な説明】

　５ ６ 第１図ないし第４図は本発明に係る加熱装置の第１実施
例を示すもので、第１図は全体構成を示す斜視図、第２
図は脱臭装置を拡大して示す斜視図、第３図は第２図の
Ａ−Ａ線断面図、第４図は第２図のＢ−Ｂ線断面図、第
５図は本発明の第２実施例における脱臭装置部分の断面
図、第６図は本発明の第３実施例における脱臭装置部分
の斜視図、第７図は本発明の第４実施例における脱臭装
置部分の断面図である。 ２：加熱室、　１０，２０，３０　：脱臭装置、１１：
ケース体（マイクロ波を遮閉する覆い）、１７：熱分解
触媒、 １８：炭化ケイ素板（マイクロ波吸収材）、２９：炭化
ケイ素を含む塗膜（マイクロ波吸収材）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 加熱室に収納した被加熱体をマイクロ波で加熱する加熱
   装置であって、 前記マイクロ波を吸収して所要温度に昇温するマイクロ
   波吸収材と、昇温した該マイクロ波吸収材で加熱されて
   活性化し前記被加熱体から発生する被処理成分を除去す
   る触媒とを前記加熱室に設置してなることを特徴とする
   加熱装置。