JPS5844937B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被加熱物を自動的に適正加熱する制御機能を有
する高周波加熱装置に関するものである。

被加熱物を収納する加熱室内に高周波電力を供給して被
加熱物を加熱する高周波加熱装置において、加熱室内か
ら流出する空気の温度もしくは加熱室内の空気の温度を
検知して被加熱物の温度を間接的に検知し、加熱時間を
自動制御する高周波加熱装置が発明されている。

この種の高周波加熱装置は、温度検知素子をプローブ状
にして被加熱物の温度を直接検知する接触形のものに比
べて、被加熱物を傷つけないという利点があり、このこ
とは加熱装置として極めて有用なことである。

上記したこの種の発明の高周波加熱装置の一般的構造を
第１図を用いて説明すると、符号の１は被加熱物２を収
納する高周波加熱装置の加熱室であり、３は該加熱室１
の被加熱物出納用開口の扉である。

この扉３は周知のごとく、加熱室１内に供給される高周
波電力が前記の開口から外部へ漏洩しないように工夫さ
れたもので、かつ必要に応じて加熱室１の内部の様子が
観察できるように穴あき金属板と透明ガラス板等を用い
てファインダを形成しである。

４は前記被加熱物２を載せる皿である。

５は加熱室１内と外部とを高周波的に遮蔽して空気が流
通できるようにした開口で、この装置ではここから空気
が流入する。

６は前記同様加熱室１内と外部とを高周波的に遮蔽して
空気が流通できるようにした開口で、この装置ではここ
から空気が流出する。

７は前記した空気の流れを強制的に引起すブロウ装置で
、排気路８を介して排気を高周波加熱装置外へ排出させ
る。

この排気路８中には高周波電力を発生するマグネトロン
９が設置されており、前記排気により冷却されるように
なっている。

１０および１１はそれぞれ前記空気が流入する開口５と
流出する開口６に対応する高周波加熱装置の最外側に形
成した開口で、他の外観を損ねないようにして設けられ
ている。

前記したマグネトロン９のアンテナは、図のごとく加熱
室１内に直接突出させてあり、その周囲には高周波電力
損失の小さい材料でつくられたカバー１２が設けられて
いる。

１３および１４はそれぞれ前記加熱室１の開口５および
開口６の外部の高周波電力に晒されない部分に設置され
た温度検知素子で、例えばサーミスタなどである。

これら温度検知素子１３および１４は制御装置１５に接
続されていて、該制御装置１５は高周波加熱装置の作動
時に温度検知素子１３による加熱室１内へ流入する空気
の温度信号と温度検知素子１４による加熱室１内から流
出する空気の温度信号を受信して、比較等を行ない、所
定の状態たとえば温度検知素子１３と１４の信号値の差
が所定値に達したときに電源装置１６を制御し、それに
よりマグネトロン９とブロワ７の動作を停止させて高周
波加熱を停止させるようになっている。

そして、１７は加熱室（内へ）流入して流通する空気が
できるだけ被加熱物２と接触し、かつ被加熱物２から発
生する水蒸気をまき込むように、流れを案内する案内板
である。

このように高周波加熱中に加熱室１から流出する空気の
温度を検知して被加熱物２の温度を間接的に検知し、加
熱時間を自動制御する高周波加熱装置は、面倒なタイマ
設定操作が不要で、高周波加熱装置の使い勝手を著しく
向上させているが、反面好ましくない欠点もある。

即ち、高周波加熱中の加熱室１へ流入する空気の温度と
、被加熱物２からの熱伝達によるのと被加熱物２から発
生する水蒸気の両者により温度上昇して加熱室１から流
出する空気の温度の、両温度の差はできるだけ大きい方
が精度の高い自動制御に好都合なために、加熱室１内を
流通する空気をできるだけ少なくしなければならないと
いうことである。

そのため、被加熱物２から発生する水蒸気の大吉は流通
空気とともに加熱室１外へ運び出されなくなり、当然の
ことながら加熱室１内および排気路８内雰囲気の水蒸気
量は飽和点に達しやすくなってしまう。

上記飽和点に達してしまった場合は、たちどころに結露
水が生じ、加熱室１の壁面や扉３のファインダに付着し
てファインダの透視機能を阻害するほか、加熱室内に水
として溜ってしまう。

排気路８中においても同様である。

また、加熱室１内雰囲気の水蒸気量がたとえ飽和点に達
していなくとも、ファインダや加熱室１壁の温度が前記
雰囲気温度よりも低い場合は、それら壁面に接する部分
において飽和点に達してしまい、結露して前述同様ファ
インダ機能を阻害するとともに加熱室１内に水として溜
ってしまうのである。

この場合も排気路８中で同様のことが起ることは言うま
でもない。

このような状態が継続すると、多量の水が加熱室１から
溢れ出して、電源部へ侵入するなど、極めて危険な側へ
進んでしまいかねない。

これは商品として重大な欠点であり、除却しなければな
らない。

しかしながら、空気温度検知による自動制御の精度向上
という立場からすると、結露と精度向上は相反する関係
にあり、したがって両者を互いに満足できるようにする
ことには極度の困難性が存在している。

高周波加熱中に加熱室１内に流入し、流通して流出する
空気の量と、前記流入する空気の温度と被加熱物２によ
り暖められてその後排出する空気の温度との温度差の関
係は傾向として第２図のような状況になる。

すなわち風量を増して水蒸気の結露を防止しようとすれ
ば、温度差を大きくとれず、したがって検知精度の低下
を招いてしまう。

また逆に風量を減らして温度差を大きくし、検知精度を
上げようとすると加熱室１内等に結露を生じてしまうと
いうことである。

ただし、上記のような温度検知により、加熱時間を自動
制御する高周波加熱装置が布製に利用される分野に、食
品の再加熱という調理方法があるが、この種再加熱とい
う調理の分野においては、被加熱食品からの水蒸気量が
多量になっても、雰囲気としての飽和点に達する以前か
、あるいは加熱室壁に結露する以前で自動制御装置を働
かせ高周波加熱を停止させるので、重大問題にはならな
いのであるが、被加熱食品のある所定の温度を一定時間
だけ保ちたいという場合には、結露現象が重大問題とな
ってくる。

そこで、そのような場合を実際の例を挙げて説明してみ
よう。

すなわち、芋類の多くは加熱されて温度上昇してゆく途
中で、６０℃〜７０℃位の温度をしばらくの間保ち、そ
の後１００℃位に上昇させてその温度をしばらくの間保
ち、この状態でベータ澱粉のアルファ化を完了させるの
が最もうまい調理方法であることが知られている。

そこで、高周波加熱装置の温度検知機構を、被加熱物で
ある芋の温度が６０℃〜７０℃のある値で一定に保たれ
るように設定して高周波加熱を開始し、自動制御装置の
動作に合せてマグネトロンの動作のＯＮ、ＯＦＦを繰返
していると、この間に芋から発生する水蒸気が加熱室雰
囲気の飽和点を越える程大量の場合、もしくはそれ程で
もなくとも加熱室１壁やファインダ面が相当冷えている
場合には、雰囲気中の水蒸気は上記壁面においてたちま
ちのうちに結露してしまい、前述の不具合状態にたち到
るわけである。

このときの芋の温度変化の様子を概念的に第３図に示し
た。

この第３図において、Ｔ１は芋の加熱開始時の温度、Ｔ
３は維持したい温度の上限、Ｔ２は同下限である。

これらのうち上限および下限は、自動制御装置１５がそ
れぞれの温度に対応する加熱室流出空気の温度を検知し
て制御される値である。

この図のように芋はまず加熱されて、自動制御装置１５
の第１の動作点Ｔ３に達したときに自動制御装置１５が
動作してマグネトロン９の動作を停止させ、しばらく後
手の温度が下がり、従って加熱室１から流出する空気の
温度も下がり、自動制御装置１５の第２の動作点Ｔ２に
なったときに再びマグネトロン９を動作させて前記した
第１の動作点Ｔ３まで加熱し、以後このサイクルを繰返
すというものである。

本発明は上記したような状況に鑑みてなされたもので、
ある所定温度を一定時間だけ保持させるような場合（以
下温度保持という）においても、既述の欠点を満足でき
るようにしたものである。

本発明はそのために、温度保持の間に加熱室１内を流通
する空気量をときどき増量し、温度検知には好都合であ
っても結露しやすい加熱室内空気を外部へ排出し、それ
により加熱室内での結露を防止している。

具体的には、第３図のように交互に流通空気量を変化さ
せれば、加熱室１内での結露を防止することができる。

上記繰返しのサイクルは、被加熱物温度の上限Ｔ３が定
められていることから、この上限Ｔ３に達した時点でマ
グネトロン９の動作を停止させるとともに直ちに流通空
気量をＱｌからＱ２へ増加してやりかつしばらくの間こ
れを続けて結露しやすい加熱室内雰囲気を排出し、つい
で被加熱物温度が下限Ｔ３に達する手前で、流通空気量
を温度検知に好都合な元の量に戻し、加熱室内の空気流
を定常流に直して被加熱物温度の下限Ｔ２を検知し、再
び自動制御装置１５により電源装置１６を制御してマグ
ネトロン９を動作させるというものである。

上記のようなサイクルにおいて、流通空気量を増加させ
ている間、および流通空気量が元に戻ってから流れが定
常状態に落着くまでの間は、被加熱物温度の下限Ｔ２に
対応する加熱室流出空気の温度を検知する機構は、一時
ＯＦＦさせておく必要がある。

その場合の連動のさせ方は、例えばブロワγの回転数切
換えにより流通空気量を増減させるときには、上記切換
を行なう装置に合せてＯＦＦ 、ＯＮするようにすれば
よい。

ただし、温度検知機構のＯＮ動作は、加熱室内空気流が
定常状態になるのを待って行なわれるように、遅延動作
を工夫する必要がある。

本発明はこのように、加熱室１内から流出する空気の温
度を検知して、被加熱物の温度を間接的に検知し、加熱
時間を自動制御する高周波加熱装置において、温度検知
を行ないながら被加熱物の温度をある一定時間所定の値
に保持するような場合でも、加熱室内壁やファインダに
結露を生じることがなく、各種の禁書をほぼ完全に除去
することができる。

なお、上記の実施例においては、ブロワの回転数を切換
えることによって加熱室内を流通する空気の量を増減さ
せているが、その場合、ブロワの吐出す空気によって冷
却されるマグネトロンは、これによって性能が劣下しな
いようになっていることはいうまでもないことである。

マグネトロンの冷却を定常流で行なう必要があるときは
、加熱室内空気の掃気用に専用のブロワを設け、これを
制御してもよい。

また、ブロワの回転数の切換えでなく、加熱室の空気流
人出用開口にダンパ等を設けて、これの開度等を制御し
て行ってもよいのはもちろんである。

更に、流通空気量の増減に合せて加熱室バイパス風路等
を使用するようにして空気量を調節してもよい。

また、結露しやすい加熱室雰囲気を排出するのに流通空
気量を増加させるときに、少しでも雰囲気の飽和点を下
げるために一部マグネトロン等の発熱体あるいは専用の
加熱装置により暖められた空気を混入させてもよい。

そのようにしたときには、流通空気量の絶体量をそれ程
大きくしなくとも良好に雰囲気の飽和点を下げることが
できるとともに良好な掃気ができる。

この場合、温風を混入しすぎると、加熱室壁やファイン
ダ等更には温度検知素子等を暖めてしまって、被加熱物
の温度制御に悪影響を及ぼすので、このようなことがな
いように適宜のところで制限しておく必要がある。

なお、このように温風の一部を混入させると、万が一加
熱室壁等に結露が生じてしまった場合でも少しぐらいで
あればその除却に効果がある。

また、実施例の説明では、被加熱物の温度が設定値の上
限に達したときにマグネトロンの動作を停止させて高周
波加熱を完全に止めた場合を示したが、その他に被加熱
物の温度が上昇しない程度か、あるいは急激な温度降下
を起さない程度に高周波電力を低下させてマグネトロン
を動作させておいてもよい。

また、実施例の説明では、被加熱物の温度に対応する加
熱室流出空気の温度の上限および下限を各々検知して、
被加熱物の温度が所定の範囲ないで保たれるようにして
いたが、これに限ることはなく、上限だけを捕えてマグ
ネトロンの動作、流通空気量の増減、および温度検知機
構のＯＦＦ 。

ＯＮを制御してもよい。

この場合も、温度検知機構をＯＮさせるときには、加熱
室内空気流が、温度検知に好都合な定常流になるのを待
って行なわれるように、前述同様適宜遅延動作手段を施
してやる必要がある。

また、８０℃とか９０℃というように被加熱物の温度を
比較的高く保持しようとすると、被加熱物の量によって
は、高周波加熱を休止している間でも、水蒸気の発生が
激しすぎて、結露しやすい状態になりやすいとか、ある
いは結露してしまうこともある。

そういう場合のために、加熱室内あるいは加熱室から流
出する空気の給体湿度や相対湿度を検知し、その信号に
基づいて排出してやってもよい。

その際、マグネトロンの動作が停止している間に、上記
の排出が数回行なわれてもよい。

なお、上記のように、加熱室内または加熱室から流出す
る空気の湿度を検知して、所定湿度すなわち結露しやす
い状態になったときに、加熱室内雰囲気の排出を行なう
手段を設けている場合には被加熱物の温度にこだわるこ
となく、遂時掃気を実行させるようにすれば、結露を生
じさせないようにしながら高周波加熱を行なうことがで
きる。

それにより、結露による種々の禁書を引起すことなく、
被加熱物の高周波加熱を終了させることができる。

なお、被加熱物から発生する蒸気が水以外の各種油類、
アルコール類、その他の場合も本発明は効果的に適用で
きることはいうまでもないことである。

以上、本発明の実施例として加熱室内または加熱室内か
ら流出する空気の温度を検知して加熱時間を制御した場
合を示したが、加熱室内または加熱室内から流出する空
気の湿度を検知して、加熱時間を制御することも出来る
ことはいうまでもないことである。

また、加熱室内において温度もしくは湿度を検知する場
合には、検知素子は高周波電力に晒されないようにする
必要がある。

もし高周波電力に晒して使用する場合には、高周波電力
が加熱室外の使用者や器機に悪影響を及ぼさないように
工夫する必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を含む一般的な温度検知形の高周波加熱
装置の概略断面図、第２図は温度検知を行なう場合の流
通空気量と加熱室の流入出空気の温度差の関係図、第３
図は被加熱物を所定温度に保つ場合の温度変化の概念図
の一例であり、第４図は被加熱物温度を第３図のように
制御した場合の加熱室内流通空気量の増減の連動状態を
示す説明図である。 １・・・・・・加熱室、２・・・・・・被加熱物、３・
・・・・・扉、５゜６・・・・・・開口、７・・・・・
・プロワ、８・・・・・・排気路、９・・・・・・マグ
ネトロン、１３，１４・・・・・・温度検知素子、１５
・・・・・追動制御装置、１６・・・・・・電源装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加熱物を収納した加熱室内に高周波電力を供給し
   て被加熱物を加熱する高周波加熱装置において、上記加
   熱室内または加熱室内から流出する空気の温度を温度検
   知機構が検知して、その温度があらかじめ設定した値に
   なったときに高周波電力を制御するとともに上記加熱室
   内を流通する空気量を増減させ、加熱室内雰囲気による
   結露を防止したことを特徴とする高周波加熱装置 ２ 上記特許請求の範囲第１項において、加熱室内を流
   通する空気量は、高周波電力の供給停止とともに増加し
   、加熱室内雰囲気が排出された後再び減じて元の状態に
   戻るようにしたことを特徴とする高周波加熱装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、加熱室内を流通す
   る空気は高周波電力が制御された後再び元の高周波電力
   に戻る十分前で流通量を減じ温度検知機構が動作すると
   きには温度検知に都合のよい定常流になっていることを
   特徴とする高周波加熱装置。 ４ 特許請求の範囲第１項において、流通量を増加して
   加熱室内を流通する空気には、適宜温風が混入されてい
   ることを特徴とする高周波加熱装置。 ５ 特許請求の範囲第１項において、流通流を増加して
   加熱室内を流通する空気は適宜暖められていることを特
   徴とする高周波加熱装置 ６ 特許請求の範囲第１項において、加熱室内を流通す
   る空気は高周波電力が制御されている間に複数回増減を
   繰返すことを特徴とする高周波加熱装置。 １ 被加熱物を収納した加熱室内に高周波電力を供給し
   て被加熱物を加熱する高周波加熱装置において、上記加
   熱室内または加熱室内から流出する空気の温度を温度検
   知機構によって検知して、その温度があらかじめ設定し
   た値に達して高周波電力を制御するまでの間および制御
   している間に上記加熱室内または加熱室内から流出する
   空気の湿度を湿度検知機構によって検知して、その湿度
   があらかじめ設定した値になったときには加熱室内を流
   通する空気量を増加させ、結露しやすく加熱室内雰囲気
   を掃気するようにしたことを特徴とする高周波加熱装置
   。