JPH0533946A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は高周波加熱装置に関するもので、電
源部から発生するノイズを遮蔽し、かつ小形で設計のし
やすい電源部を構成することを目的とする。 【構成】 直流電源により電力供給を受けるインバータ
回路と、マグネトロンと、これらを冷却するファンとを
一つのユニットに納め、前記ファンによって発生される
風の通風路に沿って、前記マグネトロンや前記インバー
タ回路を構成する電気要素部品を、その発生量の小さい
もの順、または耐熱温度の低いもの順に冷却されるよう
に配置する構成とした。この構成によりノイズを遮蔽す
ると共に、冷却効率をあげ電源部を小形にすることがで
きた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は誘電加熱を利用して食品
などの誘電体を加熱する高周波加熱装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の技術を図面を参照して説明
する。図３は従来の高周波加熱装置の電源構成を示す回
路図である。同図において、インバータ回路は整流器
９、インダクタ６とコンデンサ７からなるフィルタ、半
導体スイッチング素子１、半導体スイッチング素子１を
制御するＩＣなどからなる制御回路３、トランス２、ト
ランス２で発生された高電圧を整流する高圧整流回路１
６などからなる。インバータ回路は商用電源１５を整流
して得られた直流を一旦高周波交流に変換し、この高周
波交流をトランス２によって昇圧し、さらにトランス２
によって発生された高電圧を高圧整流回路１６で整流し
直流高電圧に変換している。マグネトロン５はこの直流
高電圧で付勢され、マイクロ波を発生する。

【０００３】前述したインバータ回路やマグネトロンな
どの電気要素部品はそれぞれ損失を伴う。例えば、整流
器９は約１５ワット、インダクタ６は約８ワット、半導
体スイッチング素子１は約４０ワット、トランス２は約
１５ワット、マグネトロン５は約３００ワットの損失を
発生する。従って、これらを冷却することが必要とな
る。このため、従来の高周波加熱装置は図４に示すよう
にインバータ回路やマグネトロンなどの電気要素部品を
別個に配置し、これらをプロペラファン１７で冷却する
ようにしていた。しかしながら、インバータ回路とマグ
ネトロン５は非常に大きなノイズ発生源であるので（詳
しくいえば、インバータ回路はノイズ輻射によってラジ
オに、マグネトロンはテレビにそれぞれ障害を与え
る。）これらの電気要素部品をアルミニウムなどででき
たユニットに納めノイズ遮蔽する必要があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】インバータ回路とマグ
ネトロン５からのノイズ輻射を防止するために、これら
の電気要素部品をアルミなどでできたユニットに納める
場合、従来の高周波加熱装置のように、インバータ回路
やマグネトロンやプロペラファンを別個に設ける構成と
すると、これらを納めるユニットが非常に大型となり、
かつ設計しにくい形状になるという課題があった。

【０００５】詳しくいえば、マグネトロンとインバータ
回路を別の箇所に配置するため、これらを冷却する風を
供給するファンは広範囲に風を供給できる大型のプロペ
ラファンが適していた。すなわち、プロペラファンはイ
ンバータ回路とマグネトロン５を同時に冷却するため、
非常に大きな風量が発生できるものであった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はインバータ回路
とマグネトロンとを一つのアルミなどの導伝性のある材
料でできたユニットに納めると共にインバータ回路とマ
グネトロンとは強制冷却する、強制冷却の手段であるフ
ァンも前記ユニット内に納める構成とする。

【０００７】さらに、前記ユニットの小型化を図るた
め、前記ファンが発生する風の通風路に沿って、マグネ
トロンやインバータ回路を構成する電気要素部品を、そ
の発生熱量の小さいもの順、または耐熱温度の低いもの
順に冷却されるように配置する構成とする。言い換えれ
ば、前記ファンによって発生される風の通風路に沿っ
て、前記インバータ回路を構成する電気要素部品である
トランスや半導体スイッチング素子を配置し、その後に
前記マグネトロンを配置して冷却する構成とする。

【０００８】

【作用】本発明によれば以下の作用を有する。

【０００９】インバータ回路と、インバータ回路によっ
て付勢されるマグネトロンと、これらを冷却するファン
とを一つの導電性材料からなるユニットに納めることに
より、インバータ回路とマグネトロンから発生する輻射
ノイズを遮蔽することができる。また、ユニット内のマ
グネトロンやインバータ回路を構成する電気要素部品の
配置を前記ファンによって発生される風の通風路に沿っ
て、前記インバータ回路を構成する電気要素部品である
トランスや半導体スイッチング素子を配置し、その後に
前記マグネトロンを配置して冷却する構成とすることに
より、ユニットの小型化が図れる。詳しくいえば、前記
マグネトロンや前記インバータ回路を構成する電気要素
部品を互いに接近させて配置することによりユニット内
の部品の実装密度を高めることができる。また、これら
の電気要素部品を冷却するための風を通す通風路も狭く
でき、ファンも狭い範囲に風を発生させればよいので小
型の物にすることができる。但し、電気要素部品はその
発生熱量の小さいもの順、または耐熱温度の低いもの順
に冷却されるように通風路に配置する。なぜなら、前述
したようにインバータ回路を構成する代表的な電気要素
部品の損失は、整流器９は約１５ワット、インダクタ６
は約８ワット、半導体スイッチング素子１は約４０ワッ
ト、トランス２は約１５ワット、程度なのに対してマグ
ネトロン５は約３００ワットの大きな損失を発生する。
従ってマグネトロン５のように大型な形状を持ち、か
つ、約３００ワットの大きな損失を持つ電気要素部品を
冷却の通風路の最前列に設けると、マグネトロン５を通
過した冷却風はかなりの高温となる。従って、冷却風の
温度上昇を押さえるために、より大きな風量を出せるよ
うに、ファンを駆動するモーターをより高回転で動作さ
せる必要が生じる。すなわち、マグネトロン５の後に半
導体スイッチング素子１やトランス２などの電気要素部
品を配置すると、非常に効率の悪い冷却方法となってし
まう。また、耐熱温度の高い部品を後にもってくると、
その前の電気部品の温度が使用最高温度よりも低いた
め、前記耐熱温度の高い部品の寿命を与える影響を少な
くすることができる。そこで、電気要素部品はその発生
熱量の小さいもの順、または耐熱温度の低いもの順に冷
却されるように通風路に配置することにより効率のよい
冷却を行うことができるという作用がある。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参考にして
説明する。本発明の高周波加熱装置の電源構成は従来例
と同様であるので共通する要素については同一の番号を
用い、詳しい説明は省略する。

【００１１】図１において１は半導体スイッチング素
子、２はトランス、３は制御回路、６はインダクタ、７
はコンデンサを示し、これらがインバータ回路を構成
し、４はファン、５はマグネトロン、８はアルミニウム
製のユニットを示す。

【００１２】同図はアルミでできたユニット８の内部に
電気要素部品が接近して実装された状態を示し、ファン
４は狭い範囲の風を送り出すため、圧損に強いシロッコ
型のファンが用いられており、ファン４を駆動するモー
ターとして、高回転動作および小型化のために直流モー
ターが用いられている。

【００１３】ファン４から発生された冷却風は第一に数
ワットの発生損失のある制御回路を構成する部品３を冷
却し、次にトランス２と半導体スイッチング素子１（損
失約４０ワット）や整流器９（損失約１５ワット）が取
り付けられたフィン１０を冷却する。フィン１０とトラ
ンス２の後にはインダクタ６が配置されている。トラン
ス２は耐熱温度がＥ種（１２０℃）の電線とボビンを用
いて構成されており、トランス２の発生損失はおよそ１
５ワットである。これに対してインダクタは耐熱温度が
Ｈ種（１８０℃）で発生損失はおよそ７ワットでトラン
ス２の発生損失より小さいが、耐熱温度がトランス２よ
り勝るのでトランス２の後方に配置されている。このよ
うに損失ワットの絶対値にあまり差がない時は耐熱性を
優先させるとよい。コンデンサ７はそれ自体の損失は極
めて小さく、かつ、温度特性も問題とならないのでトラ
ンス２の後方に配置されている。

【００１４】マグネトロン５は３００ワット程度の大き
な損失を持つので冷却風の通風路の最後列に配置されて
いる。マグネトロン５は定常動作時はおよそ１８０℃程
度の温度上昇となればよく、このためには毎分０.5m³の
室温状態の風をマグネトロン５に与えればよい。ユニッ
ト実装時にマグネトロン５に毎分０.5m³の風を与えられ
るような冷却能力をファン４に持たすと、マグネトロン
に与えられる冷却風はフィン１０とトランス２を通るた
め室温に対して１０ｄｅｇ程度温度上昇する。このた
め、マグネトロン５には毎分０.5５m³から０.6m³の風が
送れるようなファン４の能力とすればよい（すなわち、
モーターの回転数を上げればよい）。

【００１５】図２はユニット８が高周波加熱装置に取り
付けられている状態を示す。ユニット８は前述したよう
に、アルミでできたユニット８の内部に電気要素部品が
接近して実装され、ファン４は狭い範囲に風を送り出す
ため、圧損に強いシロッコ型のファンが用いられてお
り、マグネトロン５を含む電気要素部品はその発生熱量
の小さいもの順、または耐熱温度の低いもの順に冷却さ
れるように通風路に配置する事により効率のよい冷却が
できると同時に小型化することができ、同図に示すよう
に高周波加熱装置にも容易に取り付けられるサイズとす
ることができる。また、図１に示すようにノイズの発生
源であるマグネトロン５や半導体スイッチング素子１、
整流器９、トランス２およびトランス２とマグネトロン
５を接続するリード線１１はユニット８内に収納される
のでノイズ輻射を防止でき、高周波加熱装置の近辺にあ
る他の電気機器に悪影響を与えることを防止することが
できる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば次のような効果が得られ
る。

【００１７】ノイズの発生源であるマグネトロンや半導
体スイッチング素子、整流器、トランスおよびトランス
とマグネトロンを接続するリード線からのノイズ輻射を
防止するため、これらの電気要素部品を収納したユニッ
トを構成する際に、ユニットの内部にこれらの電気要素
部品を冷却するファンを設け、マグネトロンを含む電気
要素部品はその発生熱量の小さいもの順、または耐熱温
度の低いもの順に冷却されるようにファンによって発生
される風の通風路に配置する事により効率のよい冷却が
できると共に小型なユニットを構成することができ、高
周波加熱装置本体にも容易に取り付けられるサイズとす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の高周波加熱装置の電源構成
を示す外観斜視図

【図２】本発明の一実施例の高周波加熱装置の構成を示
す外観斜視図

【図３】従来の高周波加熱装置の電源構成を示す回路図

【図４】従来の高周波加熱装置の構成を示す外観斜視図

【符号の説明】

１ 半導体スイッチング素子 ２ トランス ４ ファン ５ マグネトロン ８ ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中林 裕治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 渋谷 誠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】直流電源により電力供給を受けるインバー
   タ回路と、前記インバータ回路によって付勢されるメグ
   ネトロンと、前記インバータ回路と前記マグネトロンを
   冷却するファンとを一つのユニットに納め、前記ファン
   によって発生される風の通風路に沿って、前記インバー
   タ回路を構成する電気要素部品であるトランスや半導体
   スイッチング素子を配置し、その後に前記マグネトロン
   を配置して、冷却する構成とした高周波加熱装置。