JPH0888078A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱する食品の量に応じてマグネトロンの出
力を制御することのできる高周波加熱装置を提供する。 【構成】 出力制御手段である制御回路１３は、マグネ
トロン３にマイクロ波を発生させる印加パルスを、マグ
ネトロン３の温度を計測する温度計測手段８からの温度
情報に応じて変化させることにより、マグネトロン３の
出力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、マイクロ波を放射し
て食品を加熱する高周波加熱装置に関し、特にマイクロ
波を発生するマグネトロンの出力制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の高周波加熱装置の一例である電子
レンジにおいては、印加パルスによりマイクロ波を発生
するマグネトロンを備え、マグネトロンから発生したマ
イクロ波を加熱室内に収納された食品に当てて吸収させ
ることにより食品を加熱するようにしている。

【０００３】ところで、マグネトロンから発生したマイ
クロ波は完全には食品に吸収されないため一部のマイク
ロ波がマグネトロンに反射波として戻るようになり、こ
のようにマイクロ波がマグネトロンに戻ると、マグネト
ロンに過度の温度上昇が生じるようになる。

【０００４】ここで、マグネトロンの出力が一定の場合
には、加熱する食品の量が少ない方が吸収されないマイ
クロ波の量は多くなることから、これまでは食品の量が
少ない場合にはマグネトロンを含む高圧回路の通電を一
定時間オンオフさせたり、温度サーモ等で電源を遮断す
るようにしてマグネトロンの出力を食品の量に応じて制
御し、マグネトロンの過度の温度上昇を防ぐようにして
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の高周波加熱装置においては、高圧回路の通電を一
定時間オンオフさせるようにした場合にはマグネトロン
の寿命が短くなり、また温度サーモ等で電源を遮断する
ようにした場合には加熱調理中に装置の運転が停止され
るようになり、使用者に不信感を生じさせるようになる
という問題点があった。

【０００６】そこで、本発明はこのような問題点を解決
するためになされたものであり、加熱する食品の量に応
じてマグネトロンの出力を制御することのできる高周波
加熱装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、本体
内部に形成された加熱室に収納された食品にマイクロ波
を放射して前記食品を加熱する高周波加熱装置におい
て、印加パルスにより前記マイクロ波を発生するマグネ
トロンと、前記マグネトロンの温度を計測する温度計測
手段と、前記温度計測手段からの温度情報に応じて前記
印加パルスを変化させて該マグネトロンの出力を制御す
る出力制御手段とを備えたものである。

【０００８】請求項２の発明は、前記出力制御手段は、
前記印加パルスを前記マグネトロンの温度と反比例する
関係で変化させて該マグネトロンの出力を制御するもの
である。

【０００９】請求項３の発明は、前記温度計測手段を前
記マグネトロンの放熱板の適宜位置に取り付けたもので
ある。

【００１０】

【作用】請求項１の発明では、出力制御手段は、マグネ
トロンにマイクロ波を発生させる印加パルスを、マグネ
トロンの温度を計測する温度計測手段からの温度情報に
応じて変化させることにより、マグネトロンの出力を制
御するようにする。

【００１１】請求項２の発明では、出力制御手段は、印
加パルスをマグネトロンの温度と反比例する関係で変化
させることにより、マグネトロンの出力を制御するよう
にする。

【００１２】請求項３の発明では、温度計測手段をマグ
ネトロンの放熱板の適宜位置に取り付けることにより、
マグネトロンの温度を計測するようにする。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施例に係る高周波加
熱装置の一例である電子レンジの上面部分断面図であ
る。

【００１５】図１において、１は電子レンジ本体（以下
本体という）であり、２は本体１の内部に形成された加
熱室２である。そして、この加熱室２の側方にはマグネ
トロン３及びマグネトロン３を冷却するためのファン４
が配設されている機械室５が形成されている。そして、
マグネトロン３から発生したマイクロ波は、図示しない
導波管を通って加熱室２内に収納されている食品６に放
射されるようになっている。

【００１６】また、同図において、７はマグネトロン３
に取り付けられている放熱板であり、この放熱板７の風
下側にはサーミスタ等の温度サーモより耐熱性に優れる
熱電対８が取り付けられるようになっており、この熱電
対８によりマグネトロン３の発振中の温度を検知できる
ようになっている。なお、このように熱電対８を放熱板
７に取り付けることにより、熱電対８の交換等が簡単に
できるようになり、また熱電対８を放熱板７の風下側に
取り付けることにより、ファン４からの冷却風に影響さ
れることなくマグネトロン３の最も高い温度を検知する
ことができるようになっている。

【００１７】一方、本体１内部には図２に示すように加
熱室内や図示しない操作部等に設けられている照明１ａ
を点灯すると共にファン用のブロアモータ１ｂを駆動す
る通常電圧回路９と、高圧トランス１０、高圧コンデン
サＣ１及び高圧ダイオード１１から成るマグネトロン発
振用の高圧回路１２とが配設されている。

【００１８】ところで、この通常電圧回路９にはマグネ
トロン３の出力を制御するための出力制御手段である制
御回路１３が設けられている。ここで、この制御回路１
３は小型トランス１４を介して供給される商用電源１５
を全波整流するダイオードブリッジ１６と、このダイオ
ードブリッジ１６により整流された商用電源１５の電圧
レベルを基準レベルに保つためのツェナーダイオード１
７と、このツェナーダイオード１７の出力を分圧する２
つの抵抗Ｒ１，Ｒ２とを有している。なお、これらの２
つの抵抗Ｒ１，Ｒ２の中点ａにおける波形は図３の
（１）に示すものとなる。

【００１９】また、この制御回路１３には、マグネトロ
ン３の温度変化により熱電対８に生じる微小起電力を増
幅すると共に、この微小起電力の大きさに応じて抵抗値
を変化させる図示しない可変抵抗素子を備えた温度検知
部１８が設けられている。なお、マグネトロン３の出力
が一定の場合における加熱開始後の温度変化は、食品の
量が少ない場合には図４のαに示すように大きくなり、
食品の量が通常の場合にはβに示すようにやや緩やかと
なり、食品の量が多い場合にはγに示すように緩やかな
ものとなるようになっている。

【００２０】ところで、この温度検知部１８は、コンデ
ンサＣ２に接続されるようになっており、例えば食品の
量が通常である場合、マグネトロン３の温度変化はやや
緩やかであるので微小起電力も緩やかながら増加する。
そして、このように微小起電力が緩やかながら増加した
場合には、可変抵抗素子の抵抗値が減少して時定数ＣＲ
が減少するようになっている。ここで、このように時定
数ＣＲが減少すると、温度検知部１８とコンデンサＣ２
の中点ｂにおける波形は図３の（２）に示すものとな
り、後述する食品の量が少ない場合の波形である図５の
（２）に示すものと比べて立上りが急になる。

【００２１】一方、この制御回路１３には、２つの抵抗
Ｒ１，Ｒ２の中点ａの電圧をゲート電圧とし、温度検知
部１８とコンデンサＣ２の中点ｂの電圧をアノード電圧
とするＰＵＴ（プログラマブル・ユニジャンクション・
トランジスタ）素子２０が設けられており、温度検知部
１８とコンデンサＣ２の中点ｂの電圧が基準レベルを越
えたときからＰＵＴ素子２０に電流が流れ、これに伴っ
てカソードに接続されているフォトダイオード２１、フ
ォトトライアック２２を介してトライアック２３が図３
の（３）に示す位相角で導通するようになる。

【００２２】そして、このようにトライアック２３が図
３の（３）に示す位相角で導通すると、高圧トランス１
０の二次側にあるマグネトロン３には図３の（４）に示
すような大きさのパルスＰが印加されるようになってい
る。ところで、マグネトロン３の出力は印加パルスの大
きさに応じて大きくなるようになっているが、印加パル
スを発生させるために使用される商用電源１５は、図３
の（３）に示すように商用電源１５の斜線で示す部分で
あり、商用電源１５が全て使用される訳ではない。

【００２３】そして、この斜線部分はマグネトロン３の
温度に応じて無段階に変化するものであることから、制
御回路１３によりマグネトロン３の温度に応じて印加パ
ルスを発生させるために使用される商用電源１５の斜線
部分の割合（以下導通比率という）を変化させることに
より、マグネトロン３の出力を通常の食品の量に応じた
出力となるよう制御することができるようになってい
る。

【００２４】一方、食品の量が少ない場合には、マグネ
トロン３の温度が急激に上昇して微小起電力が大きく増
加し、これに伴って可変抵抗素子の抵抗値が大きく増加
して時定数ＣＲが大きく増加するようになっている。そ
して、このように時定数ＣＲが大きく増加すると、温度
検知部１８とコンデンサＣ２の中点ｂにおける波形は図
５の（２）に示すように、立上りがゆるやかなものとな
り、これに伴ってトライアックは図５の（３）に示すよ
うに、図３の（３）に比べて小さい位相角で導通するよ
うになる。

【００２５】ここで、このようにトライアック２３が小
さい位相角で導通すると、導通比率が減少し、マグネト
ロン３には図５の（４）に示すように図３の（４）に比
して小さいパルスＰが印加されるようになっている。そ
して、このようにマグネトロン３に小さなパルスＰが印
加されると、マグネトロン３の出力は減少するようにな
り、これによりマグネトロン３の温度は下降するように
なっている。

【００２６】このように、食品の量が少ない場合におい
て、マグネトロン３の温度が急激に上昇した場合には、
導通比率を減少させてマグネトロン３の出力を減少させ
ることにより、マグネトロン３の急激な温度上昇を防ぐ
ことができる。なお、このようにマグネトロン３の温度
が下降すると時定数ＣＲが減少し、これに伴ってトライ
アック２３は大きな位相角で導通するようになるのでマ
グネトロン３の出力が増加するようになり、食品６の加
熱が再開されるようになる。

【００２７】そして、このように構成することにより、
高圧回路１２の通電を一定時間オンオフさせることな
く、マグネトロン３の急激な温度上昇を防ぐことができ
るのでマグネトロン３の寿命を延ばすことができるよう
になっている。また、電源が遮断されて加熱調理中に装
置の運転が停止されることもないので、使用者に不信感
を生じさせることもないようになっている。

【００２８】なお、食品の量が多い場合には、マグネト
ロン３の温度は食品の量が通常の場合に比して緩やかに
上昇するので、微小起電力は食品の量が通常の場合に比
してやや減少し、これに伴って可変抵抗素子の抵抗値が
減少して時定数ＣＲも減少するようになっている。そし
て、このように時定数ＣＲが減少すると、温度検知部１
８とコンデンサＣ２の中点ｂにおける波形は図６の
（２）に示すように、図３の（２）に比して立上りが急
となり、これに伴ってトライアックは図６の（３）に示
すように、図３の（３）に比べて大きな位相角で導通す
るようになる。

【００２９】ここで、このようにトライアックが大きな
位相角で導通すると、導通比率が増加し、マグネトロン
３には図６の（４）に示すように図３の（４）に比して
大きなパルスが印加されるようになっている。そして、
このように導通比率を増加させることにより食品の量が
多い場合には、マグネトロン３の出力が増加するように
なっている。

【００３０】次に、このように構成された電子レンジに
おけるマグネトロン出力制御動作について説明する。

【００３１】まず通常の量の食品を加熱する場合には、
加熱開始後のマグネトロン３の温度は緩やかに上昇する
ので温度検知部１８における微小起電力も緩やかに増加
し、これにより可変抵抗素子の抵抗値が減少して時定数
ＣＲが減少する。ここで、このように時定数ＣＲが減少
すると、温度検知部１８とコンデンサＣ２の中点ｂにお
ける波形は、図３の（２）に示すように立上りが急にな
る。

【００３２】そして、これに伴いトライアック２３が図
３の（３）に示す位相角で導通し、高圧トランス１０の
二次側にあるマグネトロン３には図３の（４）に示すよ
うに電源位相に比例した大きさのパルスＰが印加され、
マグネトロン３の出力を通常の食品の量に応じた出力と
なるよう制御する。

【００３３】一方、食品の量が少ない場合には、マグネ
トロン３の温度が急激に上昇し、これに伴って温度検知
部１８の可変抵抗素子の抵抗値が増加して時定数ＣＲが
増加する。そして、このように時定数ＣＲが増加する
と、温度検知部１８とコンデンサＣ２の中点ｂにおける
波形は図５の（２）に示すように、立上りがゆるやかな
ものとなり、これに伴ってトライアック２３は図５の
（３）に示すように、図３の（４）に比べて小さい位相
角で導通する。

【００３４】ここで、このようにトライアック２３が小
さい位相角で導通すると導通比率が減少し、マグネトロ
ン３には図５の（４）に示す電源位相に比例した小さい
パルスが印加されてマグネトロン３の出力が減少する。
そして、このようにマグネトロン３の出力が減少する
と、マグネトロン３の温度は下降する。なお、このよう
にマグネトロン３の温度が下降すると時定数ＣＲが減少
し、これに伴ってトライアック２３は大きな位相角で導
通するようになるのでマグネトロン３の出力が増加し、
食品の加熱が再開されるようになる。

【００３５】なお、食品の量が多い場合には、温度検知
部１８とコンデンサＣ２の中点ｂにおける波形の立上り
は通常の量の場合よりも急になり、これに伴ってトライ
アック２３は図６の（３）に示すように図３の（３）に
比べて大きい位相角で導通するようになる。ここで、こ
のようにトライアック２３が大きい位相角で導通すると
導通比率が増加し、マグネトロン３には図６の（４）に
示す電源位相に比例した大きいパルスＰが印加されてマ
グネトロン３の出力が増加する。

【００３６】このように、マグネトロン３の温度を熱電
対８にて計測すると共に、熱電対８からの温度情報に応
じてマグネトロン３にマイクロ波を発生させる印加パル
スを変化させることにより、マグネトロン３の出力を制
御することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、印加パル
スをマグネトロンの温度に応じて変化させることによ
り、加熱する食品の量に応じてマグネトロンの出力を制
御することができる。これにより、高圧回路の通電を一
定時間オンオフさせることなくマグネトロンの急激な温
度上昇を防ぐことができるのでマグネトロンの寿命を延
ばすことができる。また、電源が遮断されて加熱調理中
に装置の運転が停止されることもないので、使用者に不
信感を生じさせないようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る高周波加熱装置の一例
である電子レンジの上面部分断面図。

【図２】前記電子レンジに設けられたマグネトロン発振
用回路の回路図。

【図３】食品の量が通常の場合の各種波形を示す図。

【図４】食品の量に応じた前記マグネトロンの温度変化
を示す図。

【図５】食品の量が少ない場合の各種波形を示す図。

【図６】食品の量が多い場合の各種波形を示す図。

【符号の説明】

１ 電子レンジ本体 ２ 加熱室 ３ マグネトロン ６ 食品 ８ 熱電対 １２ 高圧回路 １３ 制御回路 １８ 温度検知部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体内部に形成された加熱室に収納され
   た食品にマイクロ波を放射して前記食品を加熱する高周
   波加熱装置において、 印加パルスにより前記マイクロ波を発生するマグネトロ
   ンと、 前記マグネトロンの温度を計測する温度計測手段と、 前記温度計測手段からの温度情報に応じて前記印加パル
   スを変化させて該マグネトロンの出力を制御する出力制
   御手段とを備えたことを特徴とする高周波加熱装置。
2. 【請求項２】 前記出力制御手段は、前記印加パルスを
   前記マグネトロンの温度と反比例する関係で変化させて
   該マグネトロンの出力を制御する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】 前記温度計測手段を前記マグネトロンの
   放熱板の適宜位置に取り付けたことを特徴とする請求項
   １記載の高周波加熱装置。