JPH08321379A

JPH08321379A - 加熱調理装置

Info

Publication number: JPH08321379A
Application number: JP7124747A
Authority: JP
Inventors: Makoto Shibuya; 誠渋谷; Takashi Kashimoto; 隆柏本; Noriyuki Komeno; 範幸米野; Tomoko Machidera; 知子待寺; Miyako Moriguchi; 美弥子森口; Akira Awane; 明阿波根
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の加熱調理装置は、食品の広い範囲に
輻射エネルギーを照射させることにより焼きむらがな
く、また無効になるエネルギーを減らし効率のよい加熱
調理装置を提供することを目的とする。【構成】この目的を達成するため、本発明の加熱調理
装置は、マグネトロン２と前記マグネトロン２から発振
する高周波を伝送する導波管３と被加熱物６を内部に収
納する加熱室１と表面波線路４を有し、前記導波管３の
加熱室１に結合した第一の面の幅ｗ１が、前記第一の面
に対向する第二の面の幅ｗ２より狭くなるよう構成し
た。また、前記表面波線路４と前記導波管３を加熱室１
の一壁面に複数配列し、前記導波管に平行に輻射加熱手
段５を配する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、食品を加熱する加熱調
理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、食品を高周波で加熱する手法とし
て表面波による加熱法が提案されている（例えば特公昭
４７−３８７７８号公報）。以下表面波加熱を用いた加
熱装置を図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を用いて説明する。
加熱室１と高周波を発振するマグネトロン２と高周波を
伝送する断面形状が長方形の導波管３３があり、導波管
３３はマグネトロン２近傍で２本に分岐しており１つの
マグネトロン２からの高周波を２つに分岐させている。
３４は複数の開口部を持つ梯子状の表面波線路であり、
導波管３３と加熱室１の境界に設けられている。加熱室
１内の表面波線路３４上に置かれた載置台７上の食品６
は高周波により誘電加熱される。

【０００３】表面波の加熱室１内の電界分布は、表面波
線路３４近傍に集中している。図６（Ａ）に示すような
表面波線路３４上の電界分布は、図７に示すように表面
波線路３４近傍に集中しており、高さ方向（図中座標軸
ｚ方向）に指数関数的に減衰する。このように表面波線
路３４近傍に集中した高周波エネルギーを加熱に用いる
ことで食品６の表面波線路３４近傍が強く加熱され効率
よく加熱することができる。また、フロケの定理によれ
ば、周期構造体の一周期離れた点の電界はある複素定数
だけ異なっているのみである。したがって、マイクロ波
進行方向（座標軸ｘ方向）の電解分布は、図７中のアの
ように梯子状の周期構造を持つ表面波線路３４のピッチ
でマイクロ波の強弱が現れ、食品６は梯子状の加熱パタ
ーンで加熱される。この時、表面波線路３４のピッチを
加熱室１内の定在波イのピッチより短く設計するので加
熱むらは極めて小さい。また、導波管横方向（座標軸ｙ
方向）は、線路上では強い電解分布が得られる。したが
って、導波管横方向すなわち加熱室底面の加熱むらをな
くすため導波管を複数ならべる構成とする。

【０００４】表面波線路３４の設計によって、表面波線
路上の電界の集中度合いが異なり、例えば表面波線路３
４近傍に強く集中させることで食品６下面に焦げ目を付
けることも可能である。しかしこの場合食品６の上部ま
で均一に加熱することが難しいため、本発明に先立って
電界の集中度合いを弱く設計し食品６を均一加熱し、食
品６に焦げ目をつけたい場合は、図８に示すように加熱
室１下面の導波管３３の両脇に配置されている輻射加熱
手段３５と、加熱室１の上部に配置されている輻射加熱
手段（図示せず）によって加熱する方法が提案された。
また、輻射加熱手段３５は加熱室１に明けられた、高周
波が漏れない程度の大きさのパンチング孔８を介して食
品６に輻射エネルギーを照射する。

【０００５】輻射加熱手段３５により加熱する際、輻射
エネルギーは図８の破線で示すようになり、輻射加熱手
段３５が導波管３３の両脇に配置されているため導波管
３３の影になる部分には輻射エネルギーは直接照射され
ない。このような状態で輻射エネルギーを食品６全体に
照射するには輻射加熱手段３５と食品６の距離を離す必
要がある。

【０００６】これを図９を用いて説明すると、食品６全
面に輻射エネルギーを照射するためには、導波管の幅
ｗ、輻射加熱手段３５間の距離ｐ、輻射加熱手段３５の
中心から加熱室１底面までの距離ｈ₂としたとき、加熱
室１底面から食品６までの距離ｈ₁を、ｈ₁≧ｈ₂ｗ／（ｐ−ｗ）（１）とする必要がある。

【０００７】しかしながら、食品６に照射される輻射エ
ネルギーは輻射加熱手段３５からの距離の２乗に逆比例
するため同一の性能を達成するためには輻射加熱手段３
５の電力を大きくする必要があった。

【０００８】また、導波管３３は矩形導波管であり、長
方形の断面形状を持っておりその幅ｗは、この例ではｗ
＝８０mmである。矩形導波管は幅ｗの値によって決まる
通過特性を持っており、（２）式によって求められる遮
断周波数ｆｃ以上の周波数の高周波しか伝送できない。
なお、ｃは真空中の光速である。

【０００９】ｆｃ＝ｃ／（２×ｗ）（２）加熱に用いる高周波の周波数は２．４５ＧＨｚであるか
ら、必要最低限の矩形導波管の幅ｗ_minは６２mmであ
る。この例に用いている導波管３３の幅ｗ＝８０は加熱
に用いる２．４５ＧＨｚの高周波が伝送可能である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
加熱調理装置では、食品に焦げ目を付けるため、輻射加
熱手段で加熱する際、導波管の影になり加熱されにくい
部分があり、焼きむらが大きいという問題があった。特
に複数の導波管が加熱室内に配置されている場合食品中
央部に輻射エネルギーが照射されにくい。この課題を解
決する一手段として食品と輻射加熱手段の距離を大きく
とることが考えられるが食品表面で受ける輻射エネルギ
ーは輻射加熱手段との距離ｒの２乗に逆比例するので効
率が悪くなる。

【００１１】また、輻射加熱手段の電力を大きくすると
導波管の受ける熱が増加し、導波管の熱変形により、接
合部にすき間が生じ、電波漏洩も発生する可能性が高く
なるという問題があった。

【００１２】また、輻射加熱手段から放射される輻射エ
ネルギーのうち加熱室内に直射しない輻射の大部分は導
波管の側面で吸収され、また側方や下方に反射し有効に
利用されず効率が悪いという問題があった。

【００１３】本発明は、かかる従来の問題を解消するも
ので、食品に焼きむらがなく、また、無効になる輻射エ
ネルギーを減らし効率の良い加熱ができる加熱調理装置
を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の加熱調理装置は後述の構成とした。

【００１５】すなわち、被加熱物を収納する加熱室と、
高周波を発振するマグネトロンと、前記マグネトロンか
ら発振する高周波を伝送する導波管とを有し、前記導波
管の前記加熱室との境界をなす部分に複数の開口部を持
つ梯子状の表面波線路を形成し、前記表面波線路と前記
導波管を前記加熱室の一壁面に複数個配し、少なくとも
前記導波管の間に前記導波間に平行に輻射加熱手段を配
する構成とした。

【００１６】また、導波管の断面は４つ以上の辺を持
ち、前記導波管の底面をなす第一の面の幅が、前記導波
管の第一の面に対向しかつ加熱室と結合する第二の面の
幅より大きい構成とした。

【００１７】また、導波管の側面の少なくとも一方を高
反射率の材料で構成する構成とした。

【００１８】また、導波管の側面の少なくとも一方に高
反射率の層を設けた構成とした。また、導波管の側面の
少なくとも一方を曲面で構成する構成とした。

【００１９】

【作用】本発明は前記構成により後述の効果が得られ
る。

【００２０】すなわち、導波管の加熱室に接続された面
をその面に相対する面より狭くすることにより、導波管
に傾斜をもたせることができるため、導波管に平行に設
けられた複数の輻射加熱手段から放射された輻射を加熱
室内の食品の底面の広い範囲に照射することができる。

【００２１】また、導波管の断面を上面が下面より小さ
い台形形状または多辺形とすることにより簡単な構成で
輻射加熱手段からの輻射を食品底面全体にわたって輻射
することができる。

【００２２】また、導波管側面を高反射材料によって構
成、または曲面によって構成したので加熱室へ入射する
輻射エネルギーは増加する。

【００２３】

【実施例】以下本発明の実施例を図１を参照して説明す
る。

【００２４】図１（Ａ）において、１は加熱室、２はマ
グネトロン、マグネトロンから発振する高周波を伝送す
る導波管３、表面波線路４、輻射加熱手段５、この輻射
加熱手段５は表面波線路４が施された導波管３の両わき
と導波管３の間に設置される。食品６は載置台７に載せ
られ加熱される。また、輻射加熱手段５は加熱室１に開
けられた高周波が漏れない程度のパンチング孔８を介し
て食品６に輻射エネルギーを照射する。この導波管３の
分岐部分の断面形状は図１（Ｂ）に示すように加熱室１
側が狭くなるような台形形状で、導波管３の第一の面３
ａをなす台形の底面の幅ｗ₁がｗ₁＝８０mm、それに対し
て導波管３の第二の面３ｂをなす台形の上面の幅ｗ₂を
ｗ₂＝６０mmとする。又、高さは、ｈ＝４０mmとする。

【００２５】ここで台形の導波管３を用い、また２つの
導波管３の間にも輻射加熱手段５を配置することにより
輻射加熱手段５からの熱照射の範囲が図２中の破線に示
すように食品底面の広い範囲を加熱できる。図３でさら
に説明すると、このような台形の導波管を使うことによ
って、食品６全面に輻射エネルギーを照射するために必
要な加熱室１底面から食品までの距離ｈ’は、導波管３
３の上面の幅ｗ₂、輻射加熱手段３５間の距離ｐ’輻射
加熱手段３５の中心から加熱室１底面までの距離ｈ₂と
したとき、ｈ’≧ｈ₂ｗ₂／（ｐ’−ｗ₂）（３）のようになる。導波管３３の上面の幅ｗ２は従来の導波
管３３の幅ｗよりも小さいため、ｈ’＜ｈ₁なり、輻射
加熱手段５と食品６の距離を従来例の場合ｈ₁より小さ
くすることが可能である。

【００２６】また、食品６の表面で受ける輻射エネルギ
ーは輻射加熱手段３５との距離ｒの２乗に逆比例するの
で輻射加熱手段３５と食品６の距離を小さくすることに
よって、輻射加熱手段３５の電力を小さくすることがで
きる。したがって、輻射加熱手段３５に隣接している導
波管３の受ける熱を小さく抑えることができる。

【００２７】また、導波管３の第３の面３ｃと第４の面
３ｄである側面が加熱室１に向かって傾斜しているため
輻射加熱手段５から放射された輻射のうち導波管３に当
たった輻射が図中一点鎖線のように加熱室１側に向き、
従来、加熱室に入射しなかった輻射エネルギーが加熱室
に入射され輻射エネルギーが有効に利用される。このと
き導波管３を反射率の高い例えば４３０系のステンレス
鋼を用いるなどすればさらに高い効率を得ることができ
る。また、導波管の傾斜した側面の加熱室側に高反射率
材料を塗装することで同様な効果を期待することができ
る。また側面のうち一方の側面（特に内側）のみ高反射
率の面としてもよい。

【００２８】また、この台形の導波管３の遮断波長はｆ
ｃ＝２．１３ＧＨｚと計算され、加熱に使用する２．４
５ＧＨｚの高周波は伝送可能である。そのため台形の導
波管３を用いることにより機器が大型化するような弊害
はない。

【００２９】図４に、第２の実施例を示す。導波管１３
の側面１３ｃ、１３ｄが屈折した複数の平面によって構
成され輻射加熱手段５のより多くの輻射エネルギーを効
率よく加熱室内に導くものである。また、側面のうち一
方の側面（特に内側）のみ複数の平面によって構成して
もよい。

【００３０】図５の第３の実施例では導波管２３の側面
２３ｃ、２３ｄを曲面によって構成したもので輻射加熱
手段５の輻射エネルギーをより効率よく加熱室内に導く
ものである。また、側面のうち一方の側面（特に内側）
のみ曲面によって構成してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の加熱調理装
置によれば次のような効果が得られる。

【００３２】（１）食品の底面に広い範囲に、比較的小
さな電力で輻射エネルギーを照射させることができるた
め焼きむらを少なくすることができる。

【００３３】（２）導波管の断面形状を多辺とする簡単
な構造で、食品の底面の広い範囲を加熱することができ
る。

【００３４】（３）導波管の断面形状を台形形状とした
ので、簡単な構成で食品の底面を広範囲にわたって輻射
加熱することができる。

【００３５】（４）導波管の側面を高反射率の材料を用
いたので、反射光も利用でき輻射加熱効率を高めること
ができる。

【００３６】（５）導波管の側面に高輻射立の材料を設
けたので、反射光も利用でき輻射加熱効率を高めること
ができる。

【００３７】（６）導波管の側面を曲面としたので、簡
単な構造で、輻射加熱効率が高くなる。

【００３８】（７）導波管の側面を高反射率の材料で構
成したので、輻射加熱手段からの反射光も効率よく食品
に照射することができ、加熱効率をあげることができ
る。

【００３９】（８）導波管の側面の少なくとも一方に高
反射率の層を設けたので、輻射加熱手段からの反射光も
効率よく食品に照射することができ、加熱効率をあげる
ことができる。

【００４０】（９）導波管の側面の少なくとも一方を曲
面としたので、輻射加熱手段からの輻射を効率よく食品
底面にまんべんなく照射することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）本発明の一実施例における加熱調理装置
の平面断面図（Ｂ）同加熱調理装置の要部断面図

【図２】同加熱調理装置の要部側面断面図

【図３】同加熱加熱調理装置の要部側面断面図

【図４】本発明の他の実施例における加熱調理装置の要
部側面断面図

【図５】本発明の他の実施例における加熱調理装置の要
部側面断面図

【図６】（Ａ）従来の加熱調理装置の平面断面図（Ｂ）同加熱調理装置の要部側面断面図

【図７】同加熱調理装置の要部斜視図

【図８】同加熱調理装置の要部側面断面図

【図９】同加熱調理装置の要部側面断面図

【符号の説明】

１加熱室２マグネトロン３導波管４表面波線路５表面波線路６食品７台３ａ導波管第一の面３ｂ導波管第二の面３ｃ導波管第三の面３ｄ導波管第四の面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者待寺知子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)発明者森口美弥子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)発明者阿波根明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

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加熱物を収納する加熱室と、高周波を発
振するマグネトロンと、前記マグネトロンから発振する
高周波を伝送する導波管とを有し、前記導波管の前記加
熱室との境界をなす部分に複数の開口部を持つ梯子状の
表面波線路を形成し、前記表面波線路と前記導波管を前
記加熱室の一壁面に複数個配し、少なくとも前記導波管
の間に前記導波間に平行に輻射加熱手段を配する構成と
した加熱調理装置。
【請求項２】導波管の断面は４つ以上の辺を持ち、前記
導波管の底面をなす第一の面の幅が、前記導波管の第一
の面に対向しかつ加熱室と結合する第二の面の幅より大
きい構成とした請求項１記載の加熱調理装置。
【請求項３】導波管の形状が台形形状である請求項２記
載の加熱調理装置。
【請求項４】導波管の側面の少なくとも一方を高反射率
の材料で構成した請求項１ないし請求項３のいずれか１
項に記載の加熱調理装置。
【請求項５】導波管の側面の少なくとも一方に高反射率
の層を設けた請求項１ないし請求項３のいずれか１項に
記載の加熱調理装置。
【請求項６】導波管の側面の少なくとも一方を曲面で構
成した請求項１または請求項２記載の加熱調理装置。