(57)【要約】【課題】回転電波放射方式においてヒータを介して放出される漏洩電波や電熱加熱直後に高周波加熱を行ってもヒータのパイプに異常発熱が起こらない、安全性に優れたヒータ付き高周波加熱装置を提供すること。【解決手段】加熱室底面を構成する金属板の外側にコイルヒータ２１ａ、２１ｂを設置する構成としたため、コイルヒータ２１ａ、２１ｂに高周波が伝達されることがなくなり、ヒータを介した漏洩電波を防止し、電熱加熱直後の高温時に高周波加熱を行ってもヒータ外周のパイプの異常発熱をなくすことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板で構成された加熱室と、前記加熱室に収納された被加熱物を誘電加熱するための高周波を発生するマグネトロンと、前記加熱室の底面に前記マグネトロンで発生した高周波を前記加熱室に供給する給電口と、同じく前記加熱室の底面に被加熱物を電熱加熱するヒータを備えた高周波加熱装置において、前記ヒータは加熱室の外側に設けたことを特徴とする高周波加熱装置。
【請求項２】
被加熱物を載置するガラス製またはセラミック製の皿受台を備え、皿受台の下面に加熱室底面を構成する金属板をプレス加工で絞った傾斜面の外側にヒータを配置した請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項３】
加熱室底面を構成する金属板のヒータ周辺に直径８mm以下の複数の孔を設けた請求項２に記載の高周波加熱装置。
【請求項４】
ヒータは石英ガラス製またはセラミック製のパイプの中にコイル状の導電体を挿入して構成した請求項１から３のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。
【請求項５】
加熱室の外側に加熱室底面を構成する金属板に相対し、かつヒータの開放面を遮蔽する金属カバーを有し、前記加熱室底面と前記金属カバーを締結した構成とした請求項１から４のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱物を高周波エネルギにより誘電加熱し、またはヒータにより電熱加熱する高周波加熱装置、特にヒータ付き高周波加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の高周波加熱装置は被加熱物を均一に加熱する方策として加熱室に収納された被加熱物自体を回転させるターンテーブル方式から、被加熱物を回転させずに高周波を攪拌するスターラー方式や電波（高周波）放射アンテナを給電口近傍で回転させて高周波を攪拌する回転電波放射方式が主流となってきている。
【０００３】
これらの被加熱物を回転させずに高周波を攪拌するスターラー方式や電波（高周波）放射アンテナを給電口近傍で回転させて高周波を攪拌する回転電波放射方式の高周波加熱装置で、底面にヒータを備えたものは高周波加熱装置の加熱室の内側、つまり高周波の強力なエネルギーの有する空間にヒータが設置されたものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図３は特許文献１に記載された従来の高周波加熱装置を示すものである。
【０００５】
図３に示すように、マグネトロン１で発生した高周波は導波管２を経由して加熱室底面の給電口３から加熱室に供給される。給電口３には回転導波管４が設置され、給電口３と回転導波管４を挟むようにヒータ５が加熱室内側に設置されている。
【０００６】
また、被加熱物を回転させずに高周波を攪拌するスターラー方式や電波（高周波）放射アンテナを給電口近傍で回転させて高周波を攪拌する回転電波放射方式の高周波加熱装置で底面にヒータを備えたものには、加熱室の内側に設置されたヒータに高周波が伝達されるのを防ぐ遮蔽金属板を備えたものもある。その例を図４に示す。加熱室底面にヒータ５が設置され、そのヒータ５を覆うように遮蔽金属板６が加熱室底面を構成する金属板に複数箇所でスポット溶接７により締結されている。
【特許文献１】特許第３６３０１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成では、一般にヒータの発熱体であるコイル等は導電体で構成されるため、次のような課題があった。
【０００８】
食品を加熱するために加熱室に給電口を経由して高周波を供給すると、食品と同様に加熱室内に設置されたヒータにも高周波が伝達される。導電体を原料とするヒータの発熱体は高周波を受けると前記導電体を介して高周波をヒータの配線端子に伝達する。ヒータの配線端子は加熱室の外側にあるため、ヒータの導電体を介して配線端子に伝達された高周波は漏洩電波として加熱室の外側に放出され、高周波加熱装置の誤動作を引き起こしたり、最悪の場合、高周波加熱装置の周辺に設置された他の機器にも誤動作を引き起こすといった課題があった。
【０００９】
さらに、ヒータに用いられる石英ガラスやセラミックのパイプは温度に応じて誘電率が変化するため、ヒータ加熱の直後の高温時に高周波加熱を行った場合、前記パイプに高周波の電界が集中してレッドスポット等の異常発熱に至ることがあった。
【００１０】
また、図４に示した例の構造では、高周波がヒータに伝達されるのを防ぐためには、前記遮蔽金属板と加熱室底面を構成する金属板を、加熱室内の高周波の１／４波長以下の間隔でスポット溶接などの締結をしなければならず、また、遮蔽金属板と加熱室底面を構成する金属板との微小な接触面の隙間からも高周波が侵入するため、ヒータを介して加熱室の外側に放出される漏洩電波を完全に食い止めることは非常に困難であるという課題があった。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被加熱物を回転させずに高周波を攪拌するスターラー方式や電波（高周波）放射アンテナを給電口近傍で回転させて高周波を攪拌する回転電波放射方式のヒータ付き高周波加熱装置で、ヒータを介した漏洩電波をなくし、さらに電熱加熱直後の高温時に高周波加熱を行ってもヒータ外周のパイプの異常発熱をなくした安全性に優れた高周波加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明の高周波加熱装置は、金属板で構成された加熱室と、被加熱物を誘電加熱するための高周波を発生するマグネトロンと、マグネトロンで発生した高周波を前記加熱室に供給する給電口と、被加熱物を電熱加熱するヒータを有し、加熱室底面を構成する金属板の外側にヒータを設置する構成としたものである。
【００１３】
加熱室底面を構成する金属板の外側にヒータを設置する構成としたため、ヒータに高周波が伝達されることがなくなり、ヒータを介した漏洩電波を防止し、電熱加熱直後の高温時に高周波加熱を行ってもヒータ外周のパイプの異常発熱をなくすことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の高周波加熱装置は、被加熱物を回転させずに高周波を攪拌するスターラー方式や電波（高周波）放射アンテナを給電口近傍で回転させて高周波を攪拌する回転電波放射方式のヒータ付き高周波加熱装置において、ヒータの加熱特性を落とさずにヒータを介した漏洩電波をなくし、電熱加熱直後の高温時に高周波加熱を行ってもヒータ外周のパイプに異常発熱が起こらない安全性に優れた高性能の高周波加熱装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の発明は、金属板で構成された加熱室と、加熱室に収納された被加熱物を誘電加熱するための高周波を発生するマグネトロンと、マグネトロンで発生した高周波を加熱室に供給する給電口と、被加熱物を電熱加熱するヒータを有し、ヒータを加熱室の外側に設けた構成とした高周波加熱装置であり、加熱室の外側にヒータを設置する構成としたため、ヒータに高周波が伝達されることがなくなり、ヒータを介した漏洩電波の防止と電熱加熱直後の高温時に高周波加熱を行ってもヒータ外周のパイプの異常発熱をなくすことができる。
【００１６】
第２の発明は、特に第１の発明の加熱室下方に被加熱物を載置するガラス製またはセラミック製の皿受台を備え、皿受台の下面に加熱室底面を構成する金属板をプレス加工で絞った傾斜面の外側にヒータを配置することにより、加熱室の外側にヒータを配置した場合に起こりがちな被加熱物とヒータの距離の拡大による電熱加熱特性の悪化を防止できる。つまり、ヒータを加熱室内側に設置した場合と同等の加熱特性を得ることが出来る。
【００１７】
第３の発明は、特に、第２の発明の加熱室底面を構成する金属板のヒータ周辺に直径８ｍｍ以下の複数の孔を設けることにより、被加熱物の電熱加熱効率を向上させることができ、さらに孔の疎密や有無、孔径の不均一を設けることにより電熱加熱の被加熱物の均一加熱を行うことができる。また、直径８ｍｍ以下の孔径にすることにより高周波がヒータに伝達されることがなく、電熱加熱直後の高温時に高周波加熱を行ってもヒータ外周のパイプの異常発熱がなくなり、安全性に優れた高周波加熱装置を得ることができる。
【００１８】
第４の発明は、特に、第１から第３のいずれか１つの発明のヒータを石英ガラス製またはセラミック製のパイプの中にコイル状の導電体を挿入して構成することにより、安価で加熱室内の温度上昇特性が良い高周波加熱装置にすることができる。
【００１９】
第５の発明は、特に、第１から第４のいずれか１つの発明の加熱室の外側に加熱室底面を構成する金属板に相対し、かつヒータの開放面を遮蔽する金属カバーを有し、前記加熱室底面と前記金属カバーを締結した構成とすることにより、ヒータで発生した熱量を加熱室側に導くことができ、加熱特性を向上させることができる。
【００２０】
また、加熱室の外側での締結であるため、加熱室内の高周波の１／４波長の締結間隔にする必要がなく、広い間隔で締結できるため、高周波加熱装置の生産現場での歩留まりと生産効率向上が図れる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における高周波加熱装置の側面断面図を示すものである。
【００２３】
図１において、マグネトロン１１で発生した高周波を導波管１２で伝送する。導波管１２と加熱室絞り部１３は給電口１４により高周波的に結合されており、高周波は加熱室絞り部１３に設置された電波放射手段である回転導波管１５に伝送される。回転導波管１５は加熱室１６内に指向性を持って高周波を放出し、回転導波管１５は回転駆動手段１７により回転駆動するため回転導波管１５から放出される高周波は加熱室１６の隅々まで撹拌され均一となる。従って、回転導波管１５の上部に設置される低損失誘電体で作られた皿受台１８に載置された被加熱物１９はムラが無く均一加熱される。
【００２４】
また、加熱室絞り部１３の傾斜面の外側には回転導波管１５を挟む形で２本のコイルヒータ２１ａおよび２１ｂが配置されている。そして、コイルヒータ２１ａおよび２１ｂの加熱室絞り部１３の相対する開放面にはそれぞれ金属カバー２２ａおよび２２ｂが加熱室絞り部１３に締結されている。
【００２５】
加熱室１６の底面は加熱室絞り部１３により一体で成形されているため高周波が加熱室絞り部１３から外部へ漏洩することがなく、かつコイルヒータ２１ａおよび２１ｂは加熱室絞り部１３の外側に配置されているため、高周波がヒータに伝達されることもないため、コイルヒータ２１ａおよび２１ｂによる電熱加熱直後に高周波加熱を行ってもコイルヒータ２１ａまたは２１ｂ外周のパイプの異常発熱は起こらなくなり、安全性に優れた高周波加熱装置を得ることができる。
【００２６】
また、加熱室絞り部１３の傾斜面の外側にコイルヒータ２１ａおよび２１ｂを設置しているため、被加熱物とコイルヒータ２１ａおよび２１ｂの距離を近くすることができ、加熱室１６の外側にコイルヒータ２１ａまたは２１ｂを配置した場合に起こりがちな被加熱物１９とコイルヒータ２１ａおよび２１ｂとの距離の拡大による電熱加熱特性の悪化を防止することができる。
【００２７】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態の高周波加熱装置の要部斜視断面図である。
【００２８】
図２は皿受台を取り外した状態を示すのもで、加熱室絞り部１３のコイルヒータ２１ａおよび２１ｂの近傍に複数の孔２０を有した構成が第一の実施例と異なる点である。孔２０は、直径８ｍｍ以下の孔径であるため高周波は通過できず、コイルヒータ２１ａまたは２１ｂに高周波が伝達されることがなく、漏洩電波やコイルヒータ２１ａや２１ｂの外周のパイプの異常発熱を防止することができる。また、部分的に孔の密度に疎密を設けることや、孔の有無や孔径の大小の操作を加えることにより電熱加熱の被加熱物への均一加熱を行うことができる。
【００２９】
以上のように、本発明にかかる高周波加熱装置は、被加熱物を回転させずに高周波を攪拌するスターラー方式や電波（高周波）放射アンテナを給電口近傍で回転させて高周波を攪拌する回転電波放射方式のヒータ付き高周波加熱装置において、加熱室の外側にヒータを設置する構成としたため、ヒータに高周波が伝達されることがなくなり、ヒータを介した漏洩電波を防止し、電熱加熱直後の高温時に高周波加熱を行ってもヒータ外周のパイプの異常発熱をなくすことができる。
【００３０】
また、加熱室底面を構成する金属板をプレス加工で絞った傾斜面の外側にヒータを配置したため、加熱室の外側にヒータを配置した場合に起こりがちな被加熱物とヒータの距離の拡大による電熱加熱特性の悪化を防止できる。つまり、ヒータを加熱室内側に設置した場合と同等の加熱特性を得ることが出来る。
【００３１】
また、加熱室底面を構成する金属板のヒータ周辺に直径８mm以下の複数の孔を設けたため、被加熱物の電熱加熱効率を向上させることができ、さらに孔の疎密や有無、孔径の不均一を設けることにより電熱加熱の被加熱物の均一加熱を行うことができる。さらに、直径８ｍｍ以下の孔径にすることにより高周波がヒータに伝達されることがなく、漏洩電波や電熱加熱直後の高温時に高周波加熱を行ってもヒータ外周のパイプの異常発熱をなくすことができる。
【００３２】
また、ヒータを石英ガラス製またはセラミック製のパイプの中にコイル状の導電体で構成したため、安価で加熱室内の温度上昇特性が良い高周波加熱装置にすることができる。
【００３３】
また、加熱室の外側に加熱室底面を構成する金属板に相対し、かつヒータの開放面を遮蔽する金属カバーを有し、前記加熱室底面と前記金属カバーを締結した構成としたため、ヒータで発生した熱量を加熱室側に導くことができ、加熱特性を向上させることができる。そして、加熱室の外側での締結であるため、加熱室内の高周波の１／４波長の締結間隔にする必要がなく、広い間隔で締結できるため、高周波加熱装置の生産現場での歩留まりと生産効率向上が図れる。
【００３４】
このように本発明の構成により、被加熱物を回転させずに高周波を攪拌するスターラー方式や電波（高周波）放射アンテナを給電口近傍で回転させて高周波を攪拌する回転電波放射方式のヒータ付き高周波加熱装置において、ヒータの加熱特性を落とさずにヒータを介した漏洩電波をなくし、電熱加熱直後の高温時に高周波加熱を行ってもヒータ外周のパイプに異常発熱が起こらない安全性に優れた高性能の高周波加熱装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明にかかる高周波加熱装置は、ヒータからの電波の漏洩を防止することが可能であるので、種々の高周波加熱装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の側面断面図
【図２】本発明の実施の形態２における高周波加熱装置の要部斜視断面図
【図３】従来の高周波加熱装置の側面断面図
【図４】従来の高周波加熱装置の斜視断面図
【符号の説明】
【００３７】
１１  マグネトロン
１３  加熱室絞り部
１４  給電口
１６  加熱室
１８  皿受台
１９  被加熱物
２０  孔
２１ａ、２１ｂ  コイルヒータ
２２ａ、２２ｂ  金属カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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