(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収容する加熱室と、高周波を発生する高周波発生手段と、前記高周波を前記加熱室内に放射するアンテナと、前記被加熱物を載置する載置台と、前記アンテナと前記載置台との間に設置した水板と、前記水板内の水の流量を制御する流量制御部とを備え、前記水板を透過した高周波で被加熱物を発熱させる高周波加熱装置。
【請求項２】
さらに、前記水板の水の温度を変化させる温度制御部とを備えた請求項１記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品等の被加熱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】
従来の高周波加熱装置について、添付図面を用いて説明する。図１０は高周波加熱装置の構成図である。
【０００３】
１は高周波加熱装置本体、２はマイクロ波を発生するマグネトロン、３はマグネトロン２からのマイクロ波を導く導波管、４はアンテナ、５は被加熱物が収容される加熱室、６はアンテナ４を回転駆動するモータ、７は被加熱物を載置する載置台である。発生したマイクロ波は導波管３を通って、アンテナ４により加熱室５内に放射される。
【０００４】
食品を加熱する場合は、食品には水分が含まれているため、マイクロ波による自己発熱することを利用して加熱することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、アンテナで庫内の任意の場所へマイクロ波が放射されるような構造を有しても、加熱室５内ではマイクロ波の定在波が起こり、マイクロ波の分布は均一になりにくい。このため、加熱室５の中央付近のマイクロ波の分布密度は小さく、逆に食品周囲近辺はマイクロ波の分布密度が大きくなり、食品に加熱むらが生じてしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するものであり、マイクロ波の分布を変化させて食品等の被加熱物の加熱むらをなくす高周波加熱装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、被加熱物を収容する加熱室と、高周波を発生する高周波発生手段と、前記高周波を前記加熱室内に放射するアンテナと、前記被加熱物を載置する載置台と、前記アンテナと前記載置台との間に設置した水板と、前記水板内の水の流量を制御する流量制御部とを備え、前記水板を透過した高周波で被加熱物を発熱させるものであり、かかる構成により、水板にマイクロ波を吸収させたり、反射させたり、透過させたりすることによってマイクロ波の分布を変化させ、被加熱物の加熱むらを少なくすることができるとともに、水板内の水の水温を変化させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、被加熱物を収容する加熱室と、高周波を発生する高周波発生手段と、前記高周波を前記加熱室内に放射するアンテナと、前記被加熱物を載置する載置台と、前記アンテナと前記載置台との間に設置した水板と前記水板内の水の流量を制御する流量制御部を備え、前記水板を透過した高周波で被加熱物を発熱させたことにより、前記水板にマイクロ波を吸収させたり、反射させたり、透過させたりすることができ、マイクロ波の分布を変化させて被加熱物の加熱むらを少なくすることができるとともに、水板内の水の水温を変化させることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、水板の水の温度を変化させる温度制御部を有することにより、水温を変化させて水のマイクロ波の吸収率を変化させることができ、食品へのマイクロ波の入力量を変化させることができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について添付図面を用いて説明する。
【００１１】
（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施例を示す高周波加熱装置の断面構成図である。図において、１０は高周波加熱装置本体、１１はマイクロ波を発生するマグネトロン（高周波発生手段）、１２はマグネトロン１１からのマイクロ波を導く導波管、１３はマイクロ波を放射するアンテナ、１４は被加熱物を収容する加熱室、１５はアンテナ１３を回転駆動するモータ、１６は加熱室１４底部に設けられ、アンテナ１３の回転空間を仕切る仕切板、１７は食品等の被加熱物を載置する載置台であり、仕切板１６の上に配設されている。１８は水板であり、載置台１７と仕切板１６との間に配設されている。１９は制御部でありマグネトロン１１とモータ１５を制御する。
【００１２】
次に、上記構成において動作を説明する。調理する場合は、載置台１７上に食品等の被加熱物を置く。加熱するときは加熱スイッチ等を押すと、制御部１９はマグネトロン１１からマイクロ波を発生させ、同時にアンテナ１３を回転させる。マイクロ波はアンテナ１３に沿って加熱室１４内に放射される。放射されたマイクロ波の一部は水板１８内の水に吸収され、また一部は透過、または反射される。水板１８を透過したマイクロ波の一部は載置台１７上の被加熱物に吸収され、被加熱物を発熱させる。水板１８を透過または水板１８で反射されたマイクロ波は、加熱室１４の壁面で再び反射されて、前記のように水板１８で吸収、透過、反射される。マイクロ波の一部が水板１８中の水に吸収されたり、透過、反射されるため、加熱室１４内にはマイクロ波の定在波が発生しにくくなる。
【００１３】
この実施例の場合、載置台１７や水板１８の大きさは加熱室１４の底部とほぼ同じ面積としたが、載置台１７は加熱室１４の底部より小さくなってもかまわない。
【００１４】
載置台１７、水板１８は加熱室１４の壁面に溝や棚を設けて保持しても良いし、載置台１７、水板１８各々に足を付けて保持したり、また載置台１７の足部分に水板１８を保持するための溝、棚を設けて保持してもかまわない。
【００１５】
被加熱物として水を用い、水板１８をアンテナ１３と載置台１７の間に設置したときと設置してないときの水温分布の結果を（表１）に示す。ここで、太字部分は高温部を示す。水温分布を測定する際には、縦と横とをそれぞれ５区画に等区分した２５マスの水ますを使用した。（表２）に２５マスの水ますのマス番号を示す。
【００１６】
【表１】
0003678204.tif 000002
【００１７】
【表２】
0003678204.tif 000003
【００１８】
マイクロ波の集中部は、その他の部分と比較すると、水温上昇が大きい。水板を設置していないときの高温部の位置はマス番号５であるが、水板を設置したときの高温部の位置はマス番号４であった。
【００１９】
以上のように、水板を設けることで加熱室内のマイクロ波分布を変化させることができた。かかるマイクロ波分布の変化を複数組み合わせる等により、温度分布を均一化することも可能となる。
【００２０】
（実施例２）
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図２は、注水量を変化させることのできる水板２０の外観図である。
【００２１】
図２において、実施例１との相違点を説明する。水板２０は薄い箱形の容器になっており、蓋部２１は水板２０の壁面の溝で高さを変化させ、水量を変化することができるようになっている。
【００２２】
水板２０内の水量が少量の場合、吸収されるマイクロ波は少ないため、透過するマイクロ波の量は多くなるが、水板２０内の水量が多くなると吸収されるマイクロ波が多くなるため、水板２０を透過するマイクロ波の量は減少する。
【００２３】
被加熱物として水を用い、水板を設置しないときの水負荷への入力量を６５０Ｗとした場合、水量７０ｇの水板を設置したときの水への入力量、水量１００ｇの水板を設置したときの水への入力量の測定結果を（表３）に示す。
【００２４】
【表３】
0003678204.tif 000004
【００２５】
以上のように水板内の水量を変化させて被加熱物へのマイクロ波の入力量を減少させることができた。これにより、被加熱物の加熱むらを緩和させることができる。
【００２６】
（実施例３）
次に、本発明の第３の実施例について説明する。図３において、２２は被加熱物を載置する載置台であり、載置台２２の足には複数の溝２３を形成している。２４は水板であり、溝２３にはめ込んで設置される。載置台２２は水板２４の設置高さを変更できる構造としている。
【００２７】
本発明の実施例２の相違点を説明する。水板２４をはめ込む溝の高さを選択することにより、同じ注水量であっても水板２４の設置高さの違いによってマイクロ波の分布を変化させることができる。
【００２８】
この実施例の場合、水板の設置高さが１０ｍｍのときの水ますの高温位置と水板の設置高さが３０ｍｍのときの水ますの高温位置を測定した結果を（表４）に示す。
【００２９】
【表４】
0003678204.tif 000005
【００３０】
水板の設置高さが１０ｍｍのときの高温部の位置はマス番号４であったが、水板の設置高さが３０ｍｍのときの高温部の位置はマス番号１であり、高温部の位置が変化した。
【００３１】
このように、同じ注水量において水板の設置高さを変化させることでマイクロ波の分布を変化させることができた。
【００３２】
（実施例４）
次に、本発明の第４の実施例について説明する。図４は高周波加熱装置の断面構成図、図５は、図４の水板２５の外観図である。
【００３３】
図において、水板２５は内部の水が流動できるように、注水口２６と出水口２７が設けられている。この実施例では水板２５内部には水が流れるための経路が設けられ、注水口２６と出水口２７とは水板２５の同じ方向に設けられている。注水口２６につながる水路２６ａは、高周波加熱装置本体１０の外側にある水道の蛇口につながっており、蛇口を開けると水は水路２６ａを通って注水口２６から水板２５内部へ入る。水板２５内の水は、出水口２７から水路２７ａを通って排出される。このとき蛇口を開ける動作を省略するために、注水口２６と出水口２７に弁を設けて蛇口を開けたままにしておき、マイクロ波加熱のときは制御部１９が弁の開閉動作を同時に行って水を流すようにしてもかまわない。
【００３４】
この実施例の場合、初期水温２４℃の水を流さずにマイクロ波を１分照射したときの水板の水温は８８℃であったが、流速毎分１０ｍｌで流したときは水板の水温は２５℃であり、水板内の水温を常に同じ温度に維持することができた。
【００３５】
（実施例５）
次に、本発明の第５の実施例について説明する。図６において、２８は水板２５内を循環させる水を貯水する貯水容器で、２９は水を循環させるための循環装置である。循環装置２９は制御部１９とつながっている。マイクロ波加熱のときは、制御部１９が循環装置２９を同時に作動させる。循環装置２９によって貯水容器２８内の水は水路２６ａを通って注水口２６から水板２５に流れる。水板２５内の水は出水口２７から水路２７ａを通って貯水容器２８へ戻り、再度貯水される。
【００３６】
水板２５への注水量を７０ｍｌとすると流速毎分１０ｍｌで流すことでほぼ水板内の水温を一定にすることができる。貯水容器は２５０ｍｌ程度の容積を用いれば水温はほぼ一定に保つことができる。
【００３７】
（実施例６）
次に、本発明の第６の実施例について説明する。図７は、高周波加熱装置の断面構成図である。
【００３８】
本発明の実施例５との相違点を説明する。循環装置３０には水の循環流量を変化させることのできる流量制御部を備えている。流量制御部は制御部１９とつながっており、制御部１９からの信号によって水路２６ａから注水口２６へ流れる水量を変化させる。水板２５内の循環水の流量が少ないときは水板２５内の水はマイクロ波の影響を受けやすいため昇温しやすく、水板２５内の循環水の流量が多いときは水板２５内の水はマイクロ波の影響を受けにくいため昇温しにくい。
【００３９】
この実施例の場合、流速毎分７ｍｌで水を水板に流したときの水温測定をした結果、注水口２６での初期水温２４℃の水が出水口２７の位置では３０℃に上昇した。また、流速毎分１０ｍｌで水を水板に流したときは注水口２６での初期水温２４℃の水が出水口２７の位置では２５℃に昇温した。
【００４０】
このように、水板の水の循環流量を変化させて、水板を循環する水の水温を変化させることができた。
【００４１】
（実施例７）
次に、本発明の第７の実施例について説明する。図７は、高周波加熱装置の断面構成図である。
【００４２】
本発明の実施例と実施例５の相違点を説明する。マイクロ波加熱のときは、制御部１９が循環装置３０を同時に作動させる。また３１は貯水容器２８内の水温を変化させることのできる温度制御部で、貯水容器２８内の水温を所定の温度に制御する。
【００４３】
水温が高いときは水に吸収されるマイクロ波量は少ないが、水温が低いときは水に吸収されるマイクロ波量が多くなる。食品に照射するマイクロ波量を多くするときは水温を高くし、食品に照射するマイクロ波量を少なくするときは水温を低くする。
【００４４】
この実施例の場合、水温の異なる水板を設置したときの７００Ｗのマイクロ波の水への入力量を測定した結果を（表５）に示す。なお、水負荷の初期水温は２３℃であった。
【００４５】
【表５】
0003678204.tif 000006
【００４６】
以上のように水板内の水温を変化させて被加熱物へのマイクロ波の入力量を変化させることができた。
【００４７】
（実施例８）
次に、本発明の第８の実施例について説明する。図８は高周波加熱装置の断面構成図である。２６ｂと２７ｂは水と空気とが同時に流れる気水路である。また、３２は空気を気水路に送風するための送風部で、３３は空気を気水路２６ｂへ送るための送風路である。送風部３２は制御部１９とつながっており、制御部１９の信号で作動する。送風路３３は気水路２６ｂとつながっており、送風路３３には弁３４がついている。送風部３２は弁３４を開閉させて送風路３３へ空気を送り込む。送風路３３中の空気は弁３４が開いているときは気水路２６ｂへ流れ、弁３４が閉じているときは気水路２６ｂへは流れないため、気水路２６ｂ内は水と空気が混在する。
【００４８】
空気はマイクロ波を透過させるが、水はマイクロ波の一部を吸収するため、気水路に水と空気が混在するとマイクロ波の透過、吸収は定常になりにくく、マイクロ波の定在波は起きにくくなる。
【００４９】
この実施例の場合、水板内に空気が混在した場合の水温分布測定結果を（表６）に示す。
【００５０】
【表６】
0003678204.tif 000007
【００５１】
このように水板内部を水と空気がともに流動することにより、マイクロ波の分布を常に変化させることができた。
【００５２】
（実施例９）
次に、本発明の第９の実施例について説明する。図９は高周波加熱装置の断面構成図である。本発明の実施例の実施例８の相違点を説明する。
【００５３】
制御部１９は送風部３２とつながっている。送風部３２は制御部１９の信号により動作する。送風路３３には弁３４がついており、制御部１９が送風部３２を作動させると弁３４が開く。注水口２６には弁３５、出水口２７には流量計３６がついている。弁３５と流量計３６は制御部１９とつながっており、制御部１９の信号によって弁３５が開いている間は弁３４は閉じている。弁３５が閉じている間は送風部３２が作動し、弁３４を開く。弁３４が開くと同時に、流量計３６は水板２５の容量とほぼ同量の水量が出水口２７から排出されたことを計測し、制御部１９に信号を送り送風部３２を停止させ、弁３４を閉じ、弁３５を開く。次に制御部１９は循環装置３０を作動させ、水板２５内へ注水する。水板２５内が満水になったことを流量計３６の信号より判定すると、循環装置３０を停止させ、弁３５を閉じる。その後、制御部１９は送風部３２を再度動作させ、以上の動作をくり返しながらマイクロ波加熱を行う。
【００５４】
このように、水板内部を水と空気を交互に流動させることにより、マイクロ波の分布を２つ以上交互に発生させることができるものである。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、被加熱物を収容する加熱室と、高周波を発生する高周波発生手段と、前記高周波を前記加熱室内に放射するアンテナと、前記被加熱物を載置する載置台と、前記アンテナと前記載置台との間に設置した水板とを備え、前記水板を透過した高周波で被加熱物を発熱させることにより、水板によりマイクロ波を吸収したり、反射させたり、透過させたりすることが可能となり、マイクロ波の分布を変化させることができ、被加熱物の加熱むらをなくすことができるとともに、水板内の水の水温を変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例を示す高周波加熱装置の断面構成図
【図２】  本発明の第２の実施例を示す高周波加熱装置の水板の透視斜視図
【図３】  本発明の第３の実施例を示す高周波加熱装置の断面構成図
【図４】  本発明の第４の実施例を示す高周波加熱装置の断面構成図
【図５】  同、高周波加熱装置の水板の透視斜視図
【図６】  本発明の第５の実施例を示す高周波加熱装置の断面構成図
【図７】  本発明の第６、７の実施例を示す高周波加熱装置の断面構成図
【図８】  本発明の第８の実施例を示す高周波加熱装置の断面構成図
【図９】  本発明の第９の実施例を示す高周波加熱装置の断面構成図
【図１０】  従来の高周波加熱装置の断面構成図
【符号の説明】
１１  マグネトロン（高周波発生手段）
１８  水板
２０  水板
２４  水板
２５  水板
２６  注水口
２６ａ  水路
２７  出水口
２７ａ  水路
２６ｂ  気水路
２７ｂ  気水路
２８  貯水用器
２９  循環装置
３０  循環装置（流量制御部）
３１  温度制御部
３２  送風部
【図１】
0003678204.tif 000008
【図２】
0003678204.tif 000009
【図３】
0003678204.tif 000010
【図４】
0003678204.tif 000011
【図５】
0003678204.tif 000012
【図６】
0003678204.tif 000013
【図７】
0003678204.tif 000014
【図８】
0003678204.tif 000015
【図９】
0003678204.tif 000016
【図１０】
0003678204.tif 000017