JPH0864356A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロ波エネルギーのみで誘電加熱および
赤外線加熱を簡単な構成で可能とする。 【構成】 加熱室を電波遮蔽板２によって調理物９用加
熱室Ａ３とマイクロ波発熱素子１０用加熱室Ｂ４とにわ
け、加熱室Ａ３および加熱室Ｂ４にはそれぞれマグネト
ロン６からのマイクロ波エネルギーを導入するための開
口Ａ３ａおよび開口Ｂ４ａを設け、マグネトロン６に結
合した導波管５の途中に分岐部５ａを設けて開口Ａ３ａ
および開口Ｂ４ａに接続し、制御装置１４の制御により
マイクロ波の進行を規制するシャッター７を設け、加熱
室Ａ３の開口Ａ３ａからのマイクロ波加熱と開口Ｂ４ａ
からのマイクロ波によって発熱するマイクロ波発熱素子
１０による電波遮蔽板２を介しての熱放射・対流熱によ
って加熱するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波により調理
物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】オーブンレンジに代表される高周波加熱
装置は、調理物をヒーター加熱するヒーターとマイクロ
波加熱するマグネトロンとを設け、ヒーターおよびマグ
ネトロンへの通電を制御する制御装置を設け、ヒーター
加熱を行うときは制御装置がヒーターへの通電を制御し
て調理物の加熱を行い、マイクロ波加熱を行うときは制
御装置がマグネトロンへの通電を制御して調理物の加熱
を行っていた。

【０００３】ヒーター加熱の方式としては、当初は加熱
室内にシーズヒーターを取り付けたものが一般的であっ
たが、加熱室内にヒーターが露出しているため清掃時に
邪魔になることや、見た目に不安であるといったことか
らヒーターを加熱室の外に配設し、このヒーターの熱源
によって発生させた熱風を加熱室内に送風循環させて調
理物を加熱するようにしたものが提供されている。この
方式は調理物を上下２段にセットして加熱できるので一
度に多量の調理ができるという特長がある反面、構造が
複雑となり製品の外形寸法も大きくなり価格が割高とな
ってしまうことや設置スペースに制約があった。

【０００４】そこで、普及タイプのオーブンレンジには
大別して次の２つの方式が採用されている。即ち、 集成マイカ板で絶縁した面状ヒーターを加熱室壁面の
裏面に密着させ、発熱したヒーターの熱が加熱室壁面を
加熱し、間接的に加熱室内の調理物を加熱する方式と セラミックパイプ内にニクロム線などの発熱線を収納
させたパイプヒーターを加熱室内に形成した凹みに取り
付け、直接調理物を加熱する方式であり、このまたは
を単独または組み合わせた方式である。

【０００５】マイクロ波加熱の方式は、加熱室内にマグ
ネトロンからの電波エネルギーを導入するための開口部
を設け、導波管を介して電波エネルギーを開口部から加
熱室内に照射して調理物を誘電加熱するもので、加熱室
には加熱中に発生した調理物からの水蒸気によってドア
のファインダー内面が曇るのを防止するため、電気部品
冷却用ファンからの風を加熱室内へ送るための入気口を
ドア付近の加熱室壁面に設け、さらに調理物からの蒸気
や熱気を器体外部に放出するための排気口を入気口と反
対側の加熱室壁面に設けている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術にあっ
ては、方式のように加熱室外にヒーターが取り付けら
れたものでは、調理物の加熱中に発生する水蒸気が加熱
室壁面の小穴や部分的な隙間から浸入してヒーターの表
面や端末部分に付着し絶縁処理の仕方によってはヒータ
ーの絶縁が低下して感電の恐れがあり、また部品の単価
や部品の小型化などの設計上の制約からヒーターのワッ
ト密度を高く設計せざるをえずヒーターを高温で使用す
るため、絶縁処理の仕方によってはヒーターの絶縁が低
下して感電の恐れがあった。

【０００７】また、方式のように加熱室内にヒーター
が取り付けられたものでは、調理物の加熱中に発生する
水蒸気がヒーターの表面や端末部分に付着し絶縁処理の
仕方によってはヒーターの絶縁が低下し感電の恐れがあ
った。

【０００８】さらに、加熱室には入気口と排気口とが併
設されており、加熱中は高温となった調理物から発生し
た熱気が排気口に集まるため、排気口付近の調理物の表
面が焦げやすく、入気口付近の調理物の表面は外気の影
響を受け焦げ目が薄くなる傾向があり、均一な加熱が困
難であった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、加熱室と、マグネトロン
と、導波管と、調理物を載置する受け皿と、マイコンを
搭載した制御装置とからなる高周波加熱装置において、
加熱室を電波遮蔽板を介して被加熱物用加熱室Ａ（以下
加熱室Ａという）とマイクロ波発熱素子用加熱室Ｂ（以
下加熱室Ｂという）とで構成し、加熱室Ａおよび加熱室
Ｂにはそれぞれマグネトロンからのマイクロ波エネルギ
ーを導入するための開口Ａおよび開口Ｂを設け、マグネ
トロンに結合した導波管の途中に分岐部を設けて開口Ａ
および開口Ｂに接続し、分岐部には制御装置によりマイ
クロ波の進行を規制するシャッターを設け、電波遮蔽板
上の加熱室Ｂ側にマイクロ波発熱素子を配設し、シャッ
ターの切り替えによって加熱室Ａ内の調理物を開口Ａか
らのマイクロ波加熱と、開口Ｂからのマイクロ波によっ
て発熱するマイクロ波発熱素子により加熱される電波遮
蔽板を介しての熱放射・対流熱によって加熱を行う構成
とした。

【００１０】また、マイクロ波発熱素子の発熱量は加熱
室Ａの入気口側を高く排気口側を低くすると、より均一
な加熱が可能となる。

【００１１】また、マイクロ波発熱素子を発熱量の異な
る複数個で構成することも可能である。

【００１２】また、加熱途中でシャッターを自動的に切
り替えて、異なった加熱方法を組み合わせた複合加熱も
可能である。

【００１３】さらに、シャッターの切り替え動作中はマ
グネトロンの作動を停止して、シャッターと導波管との
接続部でのスパークを防止することができる。

【００１４】

【作用】上記構成における加熱室を電波遮蔽板によって
被加熱物用加熱室Ａ（加熱室Ａ）とマイクロ波発熱素子
用加熱室Ｂ（加熱室Ｂ）とにわけ、加熱室Ａおよび加熱
室Ｂにはそれぞれマグネトロンからのマイクロ波エネル
ギーを導入するための開口Ａおよび開口Ｂを設け、マグ
ネトロンに結合した導波管の途中に分岐部を設けて開口
Ａおよび開口Ｂに接続し、制御装置の制御によりマイク
ロ波の進行を規制するシャッターを設け、加熱室Ａの開
口Ａからのマイクロ波加熱と開口Ｂからのマイクロ波に
よって発熱するマイクロ波発熱素子による電波遮蔽板を
介しての熱放射・対流熱によって加熱するようにしたこ
とにより、ヒーターの絶縁処理不良による感電の恐れの
ようなことがない。

【００１５】また、電波遮蔽板に設けたマイクロ波発熱
素子の発熱量を加熱室Ａの入気口側を高く排気口側を低
くしたことにより、入気口からの外気の影響を受けるこ
とがなく加熱室Ａ内の調理物は均一な加熱が行われる。

【００１６】さらに、導波管内のシャッターの自動切り
替えによってマイクロ波加熱とマイクロ波発熱素子の発
熱による赤外線加熱とが可能となる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。

【００１８】図１は本発明の一実施例を示す高周波加熱
装置の加熱室の部分断面およびシステム構成図、図２は
同じく要部断面図である。

【００１９】図において、１は加熱室で、ステンレスな
どの金属製の板の端部２ａを加熱室１の側壁に溶接した
電波遮蔽板２によって仕切られた加熱室Ａ３および加熱
室Ｂ４とで構成され、マグネトロン６から発振された電
波エネルギーを導入するための開口Ａ３ａおよび開口Ｂ
４ａが設けられている。前記開口Ａ３ａおよび開口Ｂ４
ａは熱気や水蒸気が加熱室Ｂ４からマグネトロン６へ流
出せず、マイクロ波が透過しやすく耐熱性の高いマイカ
板などからなる仕切り板Ａ３ｂおよび仕切り板Ｂ４ｂで
塞がれている。５は前記開口Ａ３ａおよび開口Ｂ４ａと
マグネトロン６とを連結する分岐部５ａを有する導波管
で、前記分岐部５ａには導波管５の両壁５ｂ、５ｃに軸
支され、開口Ａ３ａまたは開口Ｂ４ｂを閉塞可能なシャ
ッター７が設けられている。このシャッター７は図３に
示すようにアルミニュームで形成されており、加熱動作
中に〈イ〉または〈ロ〉の位置でスパークが発生しない
よう表面にアルマイト処理７ａが施されている。また金
属板の表面にフッソ樹脂などの絶縁皮膜を施してスパー
ク防止を図ったもので形成してもよい。７ｂはシャッタ
ーのシャフトで、その両端に取り付けたフッ素系の複合
樹脂で形成した軸受７ｃを介して導波管５の両壁を貫通
している。この貫通口の周縁部にマイクロ波がカットオ
フとなる寸法にパイプ５ｂ１、５ｃ１を形成し、この部
分から導波管５内の電波が外に洩れるのを防止してい
る。前記加熱室Ａ３には加熱中に調理物９から発生する
水蒸気でドアファインダー（図示せず）が曇るのを防止
するため、ドアファインダー近傍の加熱室Ａ３の側壁に
入気口３ｃが設けられ、前記入気口３ｃの外壁面には入
気ダクト８が接合され、入気口３ｃの反対方向の側壁に
は加熱中に調理物９から発生する油煙や臭気などを器体
外に排出するための排気口３ｄが設けられている。前記
電波遮蔽板２の加熱室Ｂ４側上面にはマイクロ波発熱素
子１０が接着剤１０ａで着接されている。１１は調理物
９を載置する受け皿である。

【００２０】１２は操作パネル、１３は操作パネルに収
められたメニューキーである。１４はマイコンを搭載し
た制御装置で、メニューに応じてシャッター７が規定の
位置にあるかどうかをチェックし規定の位置でない場
合、モーター１５を作動させモーターシャフト１５ａに
リンクさせたシャッター７を規定位置〈イ〉または
〈ロ〉まで回動させる。１６はマイクロスイッチで、前
記モーターシャフト１５ａに設けられたカム（図示せ
ず）に対応している。１７は排気口３ｄの近傍に配され
た温度検知素子で、加熱された調理物９から発生した熱
気を検知してその温度情報を制御装置１４に入力する。

【００２１】ここで、マイクロ波発熱素子１０はＭｇ
Ｏ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＬｉＯなどを含む成分（本実
施例では発熱量を大きくするために微量のカーボンまた
は酸化鉄を含有させている）を目的の発熱温度となるよ
うに適量配合し焼成したセラミックで構成されている。
また、接着剤１０ａは金属の熱膨張係数に近いフォルス
テライト系セラミックが使用されている。

【００２２】また、電波遮蔽板２面上のマイクロ波発熱
素子１０は入気口３ｃ側を発熱量が高くなるよう密に配
し、排気口３ｄ側を発熱量が低くなるよう粗に配した構
成としている。この発熱量を異ならせるのにマイクロ波
発熱素子１０の発熱飽和温度が異なるものを組合せ、入
気口３ｃ側を飽和温度の高いマイクロ波発熱素子１０を
配し、排気口３ｄ側を飽和温度の低いマイクロ波発熱素
子１０を配するといったことも可能である。

【００２３】次に本実施例の作用について説明する。

【００２４】冷めたご飯などの調理物９を温める場合、
調理物９を加熱室Ａ３内の受け皿１１に載置収納後、操
作パネル１２面の該当するメニューキー１３を選択し、
スタートボタン（図示せず）を押すと制御装置１４から
の指令によりメニューに応じてシャッター７が規定の位
置にあるかどうかをチェックし、規定の位置でない場合
はモーター１５が作動してモーターシャフト１５ａにリ
ンクさせたシャッター７を規定位置〈ロ〉まで回動させ
る。シャッター７が規定の位置となってからマグネトロ
ン６が発振を開始し、マイクロ波が導波管５の分岐部５
ａでシャッター７の規制によって加熱室Ａ３の方向に進
行し開口Ａ３ａから加熱室Ａ３内に誘導され調理物９を
マイクロ波加熱する。

【００２５】次に、オーブン調理の場合について述べ
る。

【００２６】クッキーなどの通常オーブンで調理する調
理物９を受け皿１１に載置収納後、上記と同様にメニュ
ーの選択の操作を行うと、シャッター７が規定位置
〈イ〉に設定された後マグネトロン６からのマイクロ波
は開口Ｂ４ａの方向へ進行し、開口Ｂ４ａから加熱室Ｂ
４内に誘導されマイクロ波発熱素子１０を加熱する。マ
イクロ波発熱素子１０は、誘電損失の異なるセラミック
素材をあらかじめ設定温度になるように成分調合し焼成
固化したものであり、誘電損失の大小によりマイクロ波
の吸収度合いが異なる（誘電損失を大きくしていくとマ
イクロ波が吸収しやすく発熱温度が高くなる）性質を利
用している。本実施例では、マイクロ波吸収による発熱
飽和温度は約１０００℃としている。因みに成分調合に
よって発熱飽和温度は約６００℃から約１２００℃の設
定が可能である。通常の物質ではこの温度になると破壊
や分解といった不具合を生じるがセラミックで構成して
いるのでこのような問題はない。発熱して高温となった
マイクロ波発熱素子１０の熱で電波遮蔽板２が加熱さ
れ、この電波遮熱板２からの熱放射・対流熱によって加
熱室Ａ３内の調理物９を加熱する。この時開口Ｂ４ａは
仕切り板Ｂ４ｂで塞いでありマイクロ波発熱素子１０か
らの発生熱が加熱室Ｂ４から導波管５内へ流出するのを
防止し、これによりマグネトロン６の熱劣化による寿命
短縮を防止している。また、マイクロ波発熱素子１０は
入気口３ｃ側を発熱量が高く、排気口３ｄ側を発熱量が
低くなるように電波遮蔽板２上に配してあるので加熱室
Ａ３内の調理物９は入気口３ｃ側では高い熱放射を受け
排気口３ｄ側では低い熱放射を受けて加熱される。

【００２７】次に、肉類の調理物９を加熱する場合につ
いて述べる。

【００２８】調理物９を受け皿１１に載置収納後、前記
と同様にメニューの選択の操作を行う。制御装置１４が
操作パネル１２から指示されたメニューの情報を受け、
これに対応した最適な加熱方法を各システムに指示す
る。

【００２９】先ず、マイクロ波加熱のためにシャッター
７が規定の位置〈ロ〉に設定されてからマグネトロン６
が発振を開始し、マイクロ波が導波管５の分岐部５ａで
シャッター７の規制によって加熱室Ａ３の方向に進行
し、開口Ａ３ａから加熱室Ａ３内に誘導され調理物９を
マイクロ波加熱する。このとき排気口３ｄの近傍に配さ
れた温度検知素子１７が、加熱された調理物９から発生
した熱気を検知してその温度情報を制御装置１４に入力
する。調理物９が適切な温度まで加熱されると、次の加
熱動作へ移行すべく制御装置１４の指令によりシャッタ
ーモーター１５が作動し、シャッター７が回動し〈イ〉
の位置に設定される。この動作の間、マグネトロン６の
作動を一時中断させることによって、シャッター７と導
波管５の接触部でのスパークは防止される。引き続きマ
イクロ波は導波管５の分岐部５ａのシャッター７の規制
によって開口Ｂ４ａの方向に進行し、開口Ｂ４ａから加
熱室Ｂ４内に誘導されマイクロ波発熱素子１０を加熱す
る。発熱して高温となったマイクロ波発熱素子１０の熱
で電波遮蔽板２が加熱されこの電波遮熱板２からの熱放
射・対流熱によって加熱室Ａ３内の調理物９を設定した
時間（ここでは温度検知素子１７と制御装置１４のマイ
コンによって最初のマイクロ波で加熱した時間に実験に
より決定した定数を乗じて計算した時間）だけ加熱す
る。

【００３０】このように、最初にマイクロ波で調理物９
が適温となるまで加熱した後、自動的にシャッター７が
切り替わり、続けてマイクロ波発熱素子１０からの赤外
線による加熱を行うことにより、肉などを内部は柔らか
く表面は焦げ色に加熱することができおいしく仕上げる
ことができる。

【００３１】なお、図４に示すように電波遮蔽板２は部
分的に複数の小穴２ｂを穿設し、発熱したマイクロ波発
熱素子１０の熱エネルギーを直接加熱室Ａ３内に放射さ
せてもよい。このとき小穴２ｂに調理物９などの飛散し
たカスが付着し目づまりを起こすのを防止するため、加
熱室Ａ３側の電波遮蔽板２の表面にセラミック基材によ
るコーティング１８処理を施す方法もある。このコーテ
ィング１８は黒色の基材を使用することにより熱放射を
有利にする効果もある。また、小穴２ｂを介してマイク
ロ波発熱素子１０との接着を強化できるといつた効果も
無視できない。

【００３２】

【発明の効果】以上本発明によれば、加熱室を電波遮蔽
板によって被加熱物用加熱室Ａ（加熱室Ａ）とマイクロ
波発熱素子用加熱室Ｂ（加熱室Ｂ）とにわけ、加熱室Ａ
および加熱室Ｂにはそれぞれマグネトロンからのマイク
ロ波エネルギーを導入するための開口Ａおよび開口Ｂを
設け、マグネトロンに結合した導波管の途中に分岐部を
設けて開口Ａおよび開口Ｂに接続し、制御装置の制御に
よりマイクロ波の進行を規制するシャッターを設け、加
熱室Ａの開口Ａからのマイクロ波加熱と開口Ｂからのマ
イクロ波によって発熱するマイクロ波発熱素子による電
波遮蔽板を介しての熱放射・対流熱によって加熱するよ
うにしたことにより、ヒーターの絶縁処理不良による感
電の恐れが皆無となり安全性が高く、電波遮蔽板に設け
たマイクロ波発熱素子の発熱量を加熱室Ａの入気口側を
高く排気口側を低くしたことにより、入気口からの外気
の影響を受けることがなく加熱室Ａ内の調理物は均一な
加熱が行われ、導波管内のシャッターの自動切り替えに
よってマイクロ波加熱とマイクロ波発熱素子の発熱によ
る赤外線加熱とが可能となり、マイクロ波エネルギーの
みで複合加熱を可能とした高周波加熱装置を提供するも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す高周波加熱装置の加熱
室の部分断面およびシステム構成図である。

【図２】同じく、要部断面図である。

【図３】同じく、シャッターの断面図である。

【図４】同じく、電波遮蔽板の他の実施例である。

【符号の説明】

１ 加熱室 ２ 電波遮蔽板 ２ｂ 小穴 ３ 加熱室Ａ ３ａ 開口Ａ ３ｂ 仕切り板Ａ ３ｃ 入気口 ３ｄ 排気口 ４ 加熱室Ｂ ４ａ 開口Ｂ ４ｂ 仕切り板Ｂ ５ 導波管 ５ａ 分岐部 ６ マグネトロン ７ シャッター ９ 調理物 １０ マイクロ波発熱素子 １２ 操作パネル １４ 制御装置 １７ 温度検知素子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱室（１）と、マグネトロン（６）
   と、導波管（５）と、調理物（９）を載置する受け皿
   （１１）と、マイコンを搭載した制御装置（１４）とか
   らなる高周波加熱装置において、前記加熱室（１）を電
   波遮蔽板（２）を介して被加熱物用加熱室Ａ（以下加熱
   室Ａという）（３）とマイクロ波発熱素子用加熱室Ｂ
   （以下加熱室Ｂという）（４）とで構成し、前記加熱室
   Ａ（３）および加熱室Ｂ（４）にはそれぞれマグネトロ
   ン（６）からのマイクロ波エネルギーを導入するための
   開口Ａ（３ａ）および開口Ｂ（４ａ）を設け、マグネト
   ロン（６）に結合した導波管（５）の途中に分岐部（５
   ａ）を設けて分岐して開口Ａ（３ａ）および開口Ｂ（４
   ａ）に接続し、分岐部（５ａ）には前記制御装置（１
   ４）によりマイクロ波の進行を規制するシャッター
   （７）を設け、電波遮蔽板（２）上の加熱室Ｂ（４）側
   にマイクロ波発熱素子（１０）を配設し、前記シャッタ
   ー（７）の切り替えによって加熱室Ａ（３）内の調理物
   （９）を開口Ａ（３ａ）からのマイクロ波加熱と、開口
   Ｂ（４ａ）からのマイクロ波によって発熱するマイクロ
   波発熱素子（１０）により加熱される電波遮蔽板（２）
   を介しての熱放射・対流熱によって加熱を行う構成とし
   たことを特徴とする高周波加熱装置。
2. 【請求項２】 前記マイクロ波発熱素子（１０）の発熱
   量は、前記加熱室Ａ（３）の入気口（３ｃ）側を高く排
   気口（３ｄ）側を低くしたことを特徴とする請求項１記
   載の高周波加熱装置。
3. 【請求項３】 発熱量の異なる複数個からなるマイクロ
   波発熱素子（１０）であることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の高周波加熱装置。
4. 【請求項４】 前記シャッター（７）を加熱途中で自動
   的に切り替えて異なった加熱方法を組み合わせた複合加
   熱とすることを特徴とする請求項１、２または３記載の
   高周波加熱装置。
5. 【請求項５】 前記シャッター（７）の切り替え動作中
   はマグネトロン（６）の作動を停止することを特徴とす
   る請求項１および４記載の高周波加熱装置。