(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、前記加熱室内に放射するマイクロ波を発生するマグネトロンと、マグネトロンを駆動する制御部と、加熱室内に装着され、前記加熱室の断面積と同等の断面積を有して水を収容する容器と、前記容器内に水を供給する供給手段と、前記容器内の水を排水する排水手段と、前記容器の重量を検知する重量センサとを備え、前記マグネトロンは前記容器内の水を介して前記加熱室内にマイクロ波を放射し、前記制御部はマグネトロンの出力に基づいて前記供給手段及び排水手段を制御する高周波加熱装置。
【請求項２】
被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室内に放射するマイクロ波を発生するマグネトロンと、マグネトロンを駆動する制御部と、加熱室内に装着され、前記加熱室の断面積と同等の断面積を有して水を収容する容器と、前記容器内に水を供給する供給手段と、前記容器内の水を排水する排水手段と、前記容器の重量を検知する重量センサと、加熱室内の電界強度を検出する電界強度検出手段とを備え、前記マグネトロンは前記容器内の水を介して前記加熱室内にマイクロ波を放射し、前記制御部は電界強度検出手段の信号に基づいて前記供給手段及び排水手段を制御する高周波加熱装置。
【請求項３】
被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室内に放射するマイクロ波を発生するマグネトロンと、マグネトロンを駆動する制御部と、加熱室内に装着され、前記加熱室の断面積と同等の断面積を有して水を収容する容器と、前記容器内に水を供給する供給手段と、前記容器内の水を排水する排水手段と、前記容器の重量を検知する重量センサと、加熱室内の電界強度を検出する電界強度検出手段とを備え、前記マグネトロンは前記容器内の水を介して前記加熱室内にマイクロ波を放射し、前記制御部は電界強度検出手段の検出信号が予め設定した信号レベルになるように前記供給手段及び排水手段を制御する高周波加熱装置。
【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マイクロ波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、図６に基づいて説明する。本体１内には、マイクロ波を発生するマグネトロン２と、マグネトロン２が発生するマイクロ波を食品等の被加熱物を収容する加熱室５に導く導波管３と、加熱室５に設けているアンテナ４と、加熱室５の底部に設けている食品を載置するための載置台７と、アンテナ４を回転駆動するモータ６とを配置している。載置台７は、前記アンテナ４が回転する空間を構成する機能も備えている。
【０００３】
以上の構成で本体１の表面に設けている図示していないコントロールパネルを設定して、調理開始を指示するとマグネトロン２はマイクロ波の発信を開始する。マグネトロン２が発信するマイクロ波は導波管３を通って、アンテナ４から加熱室５内に放射される。載置台７に載置されている食品は、水分を含有しているため、マイクロ波を受けて自己発熱し調理が進行する。
【０００４】
このとき、マグネトロン２が発生するマイクロ波は、定在波を発生するため、加熱室５内での分布状態が均一でないものである。このため、載置台７上に載置されている食品には加熱ムラが発生するものである。この加熱ムラの発生を防止するために、図５に示している構成のものは、アンテナ４をモータ６によって回転させている。しかし、この回転スピードは一定であるため、依然として定在波が発生して、食品には加熱ムラが発生するものである。そこで、更に加熱室５内に凹凸を設けたり、含水した布を備えたカセットを載置台７上に設置したりして加熱室５内でのマイクロ波の分布を変化させる方法がある。
【０００５】
加熱室５内に凹凸を設ける方法は、加熱室５内でのマイクロ波の乱反射によって、電界強度の分布を均一にしようとするものであるが、この凹凸を構成するものが構造物であるため反射条件が一定であって、依然として均一な電界強度の分布を実現することは出来ない。この点含水した布を備えたカセットを載置する方法は、マイクロ波によって水が局部的に加熱され、マイクロ波の反射方向が時系列的に変化するため均一な電界強度の分布を作る上では優れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の含水した布を備えたカセットを使用する方法は、マイクロ波の分布を均一にすることは可能であるが、食品に照射するマイクロ波の強度を調整することは困難であるという課題を有している。すなわち、カセット内の水が減少して、カセット内の水の温度が上昇すると、カセットを透過するマイクロ波の強度が不安定になって、安定したマイクロ波加熱ができないものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、加熱室内に装着した前記加熱室の断面積と同等の断面積を有して水を収容する容器と、前記容器内に水を供給する供給手段と、前記容器内の水を排水する排水手段とを備え、前記容器の重量を重量センサによって検知し、制御部がマグネトロンの出力に基づいて前記供給手段及び前記排水手段を制御するようにして、被加熱物に対する加熱を安定して行うことが出来る高周波加熱装置としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室内に放射するマイクロ波を発生するマグネトロンと、マグネトロンを駆動する制御部と、加熱室内に装着され、前記加熱室の断面積と同等の断面積を有して水を収容する容器と、前記容器内に水を供給する供給手段と、前記容器内の水を排水する排水手段と、前記容器の重量を検知する重量センサとを備え、前記マグネトロンは前記容器内の水を介して前記加熱室内にマイクロ波を放射し、前記制御部はマグネトロンの出力に基づいて前記供給手段及び排水手段を制御するようにして、マイクロ波の出力に応じて水板の水量を変化させることができ、被加熱物に対する加熱を安定して行うことが出来る高周波加熱装置としている。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室内に放射するマイクロ波を発生するマグネトロンと、マグネトロンを駆動する制御部と、加熱室内に装着され、前記加熱室の断面積と同等の断面積を有して水を収容する容器と、前記容器内に水を供給する供給手段と、前記容器内の水を排水する排水手段と、前記容器の重量を検知する重量センサと、加熱室内の電界強度を検出する電界強度検出手段とを備え、前記マグネトロンは前記容器内の水を介して前記加熱室内にマイクロ波を放射し、前記制御部は電界強度検出手段の信号に基づいて前記供給手段及び排水手段を制御するようにして、加熱室内の電界強度に応じて容器内の水量を変化させて、被加熱物に対する加熱を安定して行うことが出来る高周波加熱装置としている。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室内に放射するマイクロ波を発生するマグネトロンと、マグネトロンを駆動する制御部と、加熱室内に装着され、前記加熱室の断面積と同等の断面積を有して水を収容する容器と、前記容器内に水を供給する供給手段と、前記容器内の水を排水する排水手段と、前記容器の重量を検知する重量センサと、加熱室内の電界強度を検出する電界強度検出手段とを備え、前記マグネトロンは前記容器内の水を介して前記加熱室内にマイクロ波を放射し、前記制御部は電界強度検出手段の検出信号が予め設定した信号レベルになるように前記供給手段及び排水手段を制御するようにして、加熱室内の電界強度が予め設定した範囲内になるように容器内の水量を変化させることができ、被加熱物に対する加熱を安定して行うことが出来る高周波加熱装置としている。
【００１１】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例について説明する。図１は本実施例の構成を示す断面図である。本体１０には、被加熱物を収容する加熱室１４と、加熱室１４内に放射するマイクロ波を発生するマグネトロン１１と、マグネトロン１１を駆動する制御部１９と、加熱室１４内に装着した水を収容する容器１８と、容器１８の重量を検知する重量センサ２０を配置している。前記容器１８は、加熱室の全域に対してマグネトロン１１が発生するマイクロ波を容器１８内に収容している水を介したものとするために、ほぼ加熱室の断面積と同等の断面積を有する方形の形状としている。マグネトロン１１が発生するマイクロ波は、導波管１２によって加熱室１４の底部に設けているアンテナ１３に導かれている。アンテナ１３は、モータ１５によって回転駆動されている。また、１６は加熱室１４の底部に設けている仕切板で、アンテナ１３が回転する空間を仕切っている。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。
【００１２】
前記重量センサ２０は、コンデンサを形成する２枚の電極板と、上部の電極板に接続している重量に応じて変位するバネによって形成している。つまり、容器１８の重量に応じてバネが変位し、バネの変位によって上部の電極板が変位することによって、電極板間の静電容量が容器１８の重量に応じて変化するものである。この重量センサ２０の検知情報は、前記制御部１９に伝達されている。前記容器１８は、図示していない注水口と排水口とを備えており、自由に水を注入排水できる構成となっている。
【００１３】
図２は本実施例の高周波加熱装置の外観を示す平面図である。本実施例装置の上部には、操作部２１を配置している。操作部２１は、前記重量センサ２０が検知する容器１８の重量から容器１８内に残存している水の重量を表示する表示部２２と、制御部１９とつながっている。操作部２１は加熱時間やマグネトロン１１の出力等を制御部１９に設定することができる。この実施例の場合、操作部２１はボタン式の数字キーで加熱電力を設定するようにしているが、ダイヤル式でも矢印などのキーを使用するようにしてもかまわないものである。また、操作部２１は扉２３の上部に設けているが、取り付け位置は扉２３の横でも下部でもかまわない。
【００１４】
制御部１９は、重量センサ２０の信号と、操作部２１に設定されている加熱電力の設定情報とを受けて、マグネトロン１１の出力を制御している。
【００１５】
以下本実施例の動作について説明する。従来例でも説明したように、内部に水を収容している容器１８を使用すると、加熱室１４内のマイクロ波の分布の均一度は改善されて、載置台１７上に載置している食品が大型のものであっても均一な加熱が可能となるものである。すなわち、マグネトロン１１が発信したマイクロ波は、導波管１２によって加熱室に導かれ、アンテナ１３から容器１８に収容した水を介して、加熱室１４内に放射されるものである。このとき放射されたマイクロ波の一部は容器１８内の水に吸収され、また一部は水を透過し、または水によって反射される。容器１８の水を透過したマイクロ波と、容器１８の水によって反射されたマイクロ波の一部は、直接載置台１７上の被加熱物に吸収される。また前記マイクロ波のうち、加熱室１４の壁面によって反射されたマイクロ波は、再び容器１８の水を透過し、或いは容器１８の水によって反射される。このとき、マイクロ波と接触した水は部分的に温度が高くなって、マイクロ波の反射角が時系列的に変化するものである。つまり、加熱室１４内のマイクロ波の分布が均一となるものである。この結果、容器１８内に収容している水の温度は徐々に上昇し、容器１８を透過するマイクロ波の出力は増加して、載置台１７に載置している食品に吸収されるマグネトロンの電力は増加する。
【００１６】
このとき発明者らは、容器１８内に収容している水の量と、食品に吸収されるマイクロ波の強度との関係を実験によって把握しているものである。この実験の結果について、以下に説明する。
【００１７】
被加熱物としてビーカに収容した７５０ｇの水を使用し、マイクロ波の強度を３９５Ｗ一定として、１分間被加熱物を加熱する。このとき、容器１８内に収容している水の量を種々変えた場合に、被加熱物に照射されるマイクロ波の強度を測定しているものである。このとき、比較例として容器１８内の水の量を０ｇとした場合、つまり従来の構成のものを示している。測定結果を（表１）に示している。
【００１８】
【表１】
0003599016.tif 000002
【００１９】
（表１）に示しているように、容器１８内の水の量に応じてマグネトロン１１の出力を調整することによって、被加熱物に吸収されるマイクロ波の強度を一定に保つことが出来るものである。
【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３は本実施例の高周波加熱装置の構成を示す断面図である。本実施例では、容器２４には、注水口２５と出水口２６を設けている。注水口２５に接続している水路２５ａには、弁２５ｂを介して本体１０の外部の水道の蛇口に接続している。水路２６ａには、弁２６ｂを設けている。つまり制御部１９によって弁２５ｂを開くと、水は水路２５ａを通って注水口２５から容器２４内部へ入る。容器２４内の水は、弁２６ｂを開けると出水口２６から水路２６ａを通って排出される。本実施例では、制御部１９はマグネトロン１１の発信出力に応じて、容器２４内の水の量を調整しているものである。
【００２１】
以下、被加熱物としてビーカに収容した７５０ｇの水を使用し、マイクロ波の出力を変化させたときに、被加熱物が吸収するマイクロ波の強度を３９５Ｗ一定としたときの、容器２４内に収容している水の量を求める実験の結果を（表２）に示している。このとき、比較例として容器２４内の水の量を０ｇとした場合、つまり従来の構成のものを示している。
【００２２】
【表２】
0003599016.tif 000003
【００２３】
（表２）に示しているように、マグネトロン１１の発信出力に応じて容器２４内に収容している水の量を調整することによって、被加熱物に吸収されるマイクロ波の強度を一定に保つことが出来るものである。
【００２４】
（実施例３）
続いて本発明の第３の実施例について説明する。図４は本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、加熱室１４内にマイクロ波による電界強度を測定する電界強度検出手段２９を設けている。
【００２５】
電界強度検出手段２９は、本実施例では、図５に示す構成としている。すなわち、同軸ケーブル３１の中心導体３０によって構成したアンテナと、この中心導体３０に検波ダイオード３２と、検波ダイオード３２に接続しているコンデンサ３３とから成っている。以上の構成で、中心導体３０が検出したマイクロ波を検波ダイオード３２・コンデンサ３３によって半波整流した脈流電圧を出することによってことによって電界強度を測定することが出来るものである。電界強度検出手段２９の検知情報は制御部１９に伝達されており、制御部１９は実施例２と同様に電界強度検出手段２９の検知情報に応じて弁２７・弁２８を開閉して、注水口２５・出水口２６から容器２４内の水量を調整するものである。
【００２６】
以下本実施例の装置を使用して、マグネトロン１１の発信出力を一定として、加熱室１４内の電界強度を一定とするために、容器２４内に必要な水量を求める実験を行った結果について報告する。本実験では、ビーカに収容した７５０ｇの水を被加熱物として使用し、マグネトロン１１の発信出力を７００Ｗととし、加熱室内のマイクロ波の強度を５００Ｗに設定しているものである。
【００２７】
この実験の結果、容器２４内の水の温度が２０℃のときには、容器２４内には７０ｇの水が必要で、容器２４内の水の温度が７０℃のときには、容器２４内には８２０ｇの水が必要であることが判明した。
【００２８】
以上のように、本実施例によれば、容器２４内の水の温度が変化した場合においても容器２４内の水の量を変えることでマイクロ波の強度を一定にすることができ、加熱室内のマイクロ波の強度に応じて容器２４内の水の量を調整するようにして、加熱室内のマイクロ波の強度を一定に保つことが出来るものである。
【００２９】
またこのとき、制御部が電界強度検出手段の検出信号が予め設定した信号レベルになるように、弁２７・弁２８を制御するようにしても同様の効果を有するものとなる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明は、被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室内に放射するマイクロ波を発生するマグネトロンと、マグネトロンを駆動する制御部と、加熱室内に装着され、前記加熱室の断面積と同等の断面積を有して水を収容する容器と、前記容器内に水を供給する供給手段と、前記容器内の水を排水する排水手段と、前記容器の重量を検知する重量センサとを備え、前記制御部はマグネトロンの出力に基づいて前記供給手段及び排水手段を制御する構成として、マイクロ波の出力に応じて容器内の水量を変化させることができ、被加熱物に対する加熱を安定して行うことが出来る高周波加熱装置を実現するものである。
【００３１】
請求項２に記載した発明は、被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室内に放射するマイクロ波を発生するマグネトロンと、マグネトロンを駆動する制御部と、加熱室内に装着され、前記加熱室の断面積と同等の断面積を有して水を収容する容器と、前記容器内に水を供給する供給手段と、前記容器内の水を排水する排水手段と、前記容器の重量を検知する重量センサと、加熱室内の電界強度を検出する電界強度検出手段とを備え、前記制御部は電界強度検出手段の信号に基づいて前記供給手段及び排水手段を制御する構成として、加熱室内の電界強度に応じて容器内の水量を変化させて、被加熱物に対する加熱を安定して行うことが出来る高周波加熱装置を実現するものである。
【００３２】
請求項３に記載した発明は、被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室内に放射するマイクロ波を発生するマグネトロンと、マグネトロンを駆動する制御部と、加熱室内に装着され、前記加熱室の断面積と同等の断面積を有して水を収容する容器と、前記容器内に水を供給する供給手段と、前記容器内の水を排水する排水手段と、前記容器の重量を検知する重量センサと、加熱室内の電界強度を検出する電界強度検出手段とを備え、前記制御部は電界強度検出手段の検出信号が予め設定した信号レベルになるように前記供給手段及び排水手段を制御する構成として、被加熱物に対する加熱を安定して行うことが出来る高周波加熱装置を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である高周波加熱装置の構成を示す断面図
【図２】同、操作部の構成を説明する平面図
【図３】本発明の第２の実施例である高周波加熱装置の構成を示す断面図
【図４】本発明の第３の実施例である高周波加熱装置の構成を示す断面図
【図５】同、電界強度検出手段の構成を示す回路図
【図６】従来の高周波加熱装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
１１  マグネトロン
１４  加熱室
１８  容器
１９  制御部
２０  重量センサ
２４  容器
２５  注水口
２５ｂ  弁
２６  出水口
２６ｂ  弁
２７  弁
２８  弁
２９  電界強度検出手段
【図１】
0003599016.tif 000004
【図２】
0003599016.tif 000005
【図３】
0003599016.tif 000006
【図４】
0003599016.tif 000007
【図５】
0003599016.tif 000008
【図６】
0003599016.tif 000009