(57)【要約】【課題】水分の多いポトフなどの被加熱物を効率良く加熱することができる高周波加熱装置を提供する。【解決手段】加熱室２にマイクロ波を放射するマグネトロン７と、アンテナポスト１４の上端部に設けられた回転アンテナ１０と、アンテナポスト１４の下端部に円周方向に突起１２ａを設けた誘電体軸１２を介して接続された駆動モータ１１と、突起１２ａを検出する位置検出器１５と、位置検出器１５の情報を基に駆動モータ１１を制御する制御手段９とを備え、回転アンテナ１０は、アンテナポスト１４の中心を通る直線上の両外周側に該アンテナポスト１４からマイクロ波の波長λのλ／２離して回転穴１０ａを設け、制御手段９は、被加熱物２０を加熱する工程で、回転アンテナ１０の停止位置を位置検出器１５の検出情報から経過時間で管理し、回転アンテナの一回転する間に数回にわたって回転と停止を繰り返す動作を行う。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収納する加熱室と、該加熱室の底部に設けられ前記被加熱物を載置する被加熱物載置板と、マイクロ波を放射するマグネトロンと、該マグネトロンに連結された導波管と、前記加熱室の底板に設けられ前記導波管からのマイクロ波を前記加熱室に放射するための結合穴と、該結合穴を貫通して前記導波管と前記加熱室に略垂直に臨むように設けられたアンテナポストと、前記被加熱物載置板の下方で前記アンテナポストの上端部に略水平に設けられた回転アンテナと、前記アンテナポストの下端部に円周方向に突起を設けた誘電体軸を介して接続された駆動モータと、該駆動モータによって回転する前記突起の位置を検出する位置検出器と、該位置検出器の情報を基に前記駆動モータを制御する制御手段とを備え、
前記回転アンテナは、前記アンテナポストの中心を通る直線上の両外周側に該前記アンテナポストから前記マイクロ波の波長λのλ／２離して回転穴を設け、
前記制御手段は、前記被加熱物を加熱する工程で、前記回転アンテナの停止位置を前記位置検出器の検出情報から経過時間で管理し、前記回転アンテナの一回転する間に数回にわたって回転と停止を繰り返すことを特徴とする高周波加熱装置。
【請求項２】
前記回転アンテナに設けられた回転穴は、前記回転アンテナの回転方向の開口寸法をマイクロ波の波長λのλ／２としたことを特徴とする請求項１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、回転アンテナを用いてマイクロ波を加熱室内に放射し、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。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の高周波加熱装置において、回転アンテナを一周する毎に、高い加熱効率で被加熱物を加熱できる位置に停止して被加熱物を加熱し、所定時間経過後には加熱ムラの発生を抑制するように回転アンテナを停止させないで加熱する高周波加熱装置が知られている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３６４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１において、一個の塊状の被加熱物を加熱する場合には、回転アンテナを高い加熱効率で被加熱物を加熱できる位置に停止して加熱を行い、加熱ムラの発生を抑制して最適温度に加熱することができるが、特に水分の多いポトフ（ポトフとは、肉，ソーセージ，大きく切ったニンジン・玉ねぎ・カブをスープで煮込んだ料理）などの料理を加熱して調理する場合には、回転アンテナを一周する毎に、高い加熱効率で被加熱物を加熱できる位置で停止して加熱を行うと、マイクロ波の強い個所の食材のみ（例えば、特定のニンジン，カブ）が加熱され、他の食材が充分に火が通らない、所謂加熱ムラが発生する問題がある。
【０００５】
また、加熱の間、回転アンテナを停止しないで常に回転した場合でも、水分の多いポトフなどの料理を加熱した場合には、スープの上下で温度にムラが発生し、食材にもその温度ムラの影響を受ける問題がある。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、食品等の被加熱物の加熱効率を向上させるとともに、加熱むらの発生を抑制し、省エネルギーに優れた高周波加熱装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１では、被加熱物を収納する加熱室と、該加熱室の底部に設けられ前記被加熱物を載置する被加熱物載置板と、マイクロ波を放射するマグネトロンと、該マグネトロンに連結された導波管と、前記加熱室の底板に設けられ前記導波管からのマイクロ波を前記加熱室に放射するための結合穴と、該結合穴を貫通して前記導波管と前記加熱室に略垂直に臨むように設けられたアンテナポストと、前記被加熱物載置板の下方で前記アンテナポストの上端部に略水平に設けられた回転アンテナと、前記アンテナポストの下端部に円周方向に突起を設けた誘電体軸を介して接続された駆動モータと、該駆動モータによって回転する前記突起の位置を検出する位置検出器と、該位置検出器の情報を基に前記駆動モータを制御する制御手段とを備え、
前記回転アンテナは、前記アンテナポストの中心を通る直線上の両外周側に該アンテナポストから前記マイクロ波の波長λのλ／２離して回転穴を設け、
前記制御手段は、前記被加熱物を加熱する工程で、前記回転アンテナの停止位置を前記位置検出器の検出情報から経過時間で管理し、前記回転アンテナの一回転する間に数回にわたって回転と停止を繰り返すものである。
【０００８】
請求項２では、前記回転アンテナに設けられた回転穴は、前記回転アンテナの回転方向の開口寸法をマイクロ波の波長λのλ／２としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の高周波加熱装置は、上記のように構成したことにより、塊状の被加熱物や煮込み等の調理はもちろん、水分の多いポトフなどの料理を加熱する場合においても、被加熱物の加熱ムラの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一の実施例を示す高周波加熱装置の要部縦断面図である。
【図２】同じく高周波加熱装置の一部を切欠した状態の斜視図である。
【図３】同じく回転アンテナの構成を説明する斜視図である。
【図４】同じく導波管の下部に設けられた駆動モータ部分を下から見た状態の斜視図である。
【図５】同じく高周波加熱装置に使用される容器の断面図である。
【図６】同じく回転アンテナの構成と加熱動作の状態を示す説明図である。
【図７】同じく回転アンテナの制御方法を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る高周波加熱装置の実施の形態について上記した図１から図７を参照して説明する。
【００１２】
図において、高周波加熱装置の本体１内には、調理する食品等の被加熱物２０を収容する加熱室２が設けられている。
【００１３】
加熱室２の前方には、被加熱物２０を出し入れするための開閉自在なドア３が設けられ、該ドア３を閉めると加熱室２に設けられたフランジ部１８とドア３とが密着して加熱室２を密閉にする。
【００１４】
ドア３の内周面には凸部３ａが設けられ、該凸部３ａはドア３を閉成した時にフランジ部１７に設けた穴１８ａから突出して加熱室２の外側に設けられたドアスイッチ１７をＯＮすることでドア３の開閉状態を検出する。
【００１５】
加熱室２の底板２ｂ上には、誘電体損失の小さい材料からなる被加熱物載置板４が後述する重量検出手段５によって支えられており、その上面に被加熱物２０が載置されている。
【００１６】
重量検出手段５は、被加熱物載置板４の前方左右の隅２箇所（５ａ，５ｂ）と後方中央の端部の１箇所（５ｃ）に設けられ、被加熱物載置板４を支えている。
【００１７】
夫々の重量検出手段５ａ，５ｂ，５ｃで検出される重量の情報は制御手段９に入力され、重量検出手段５ａ，５ｂ，５ｃで検出される重量の情報を総和することにより被加熱物載置板４に載置された被加熱物２０の重量を検出することができる。
【００１８】
本体１の底面と加熱室２との間には機械室１６が設けられ、加熱室２の筐体を構成する薄板により加熱室２と熱的、あるいはマイクロ波を遮断するように分離されている。
【００１９】
機械室１６には、被加熱物２０の加熱に必要なマイクロ波を放射するマグネトロン７と、マグネトロン７の発振によるマイクロ波出力を制御するインバータ電源８と、インバータ電源８を制御する制御手段９等を備えている。
【００２０】
マイクロ波が供給される結合穴１３には、該結合穴１３を貫通して導波管６と、空間２ａ内に略垂直に臨むようにアンテナポスト１４が備えられている。
【００２１】
マグネトロン７から放射されるマイクロ波は、該マグネトロン７に連結された導波管６を通り、加熱室２の底板２ｂの略中央部に設けられた結合穴１３と、該結合穴１３を貫通して導波管６と空間２ａ内に略垂直に臨んで設けられたアンテナポスト１４からなる同軸経路を介して被加熱物載置板４との間に設けられた空間２ａに放射され、被加熱物載置板４を通して加熱室２に放射される。
【００２２】
アンテナポスト１４の上端部には、空間２ａ内に位置するように金属製平板からなる回転アンテナ１０が略水平に設けられ、下端部には突起１２ａ付き誘電体軸１２を介して駆動モータ１１が接続されている。そして、この駆動モータ１１の動作により回転アンテナ１０が回転する。
【００２３】
駆動モータ１１には同期モータが使用され、印加される周波数によって回転数が決定する。ここで使用される駆動モータ１１は、モータに減速器が設けられたもので、印加する電源の周波数が５０Ｈｚの時は出力軸が１回転に要する時間は１２秒で、周波数が６０Ｈｚの時は１０秒である。また、常に一定方向に回転する機構を備えたものである。
【００２４】
そして、駆動モータ１１の駆動により回転アンテナ１０が回転駆動すると、誘電体軸１２の突起１２ａによりマイクロスイッチで構成された位置検出器１５のマイクロスイッチがオン，オフし、発生した回転アンテナ位置検出信号が制御手段９に入力して回転アンテナ１０の回転している位置を検出することができる。
【００２５】
制御手段９は、印加されている電源の周波数を加熱開始前に検出する手段を備えているので、使用する電源の周波数に応じて位置検出器１５のマイクロスイッチがＯＮした後の経過時間で回転している回転アンテナ１０の位置を特定することが可能となる。
【００２６】
回転アンテナ１０は、連続回転することで加熱室２に放射されるマイクロ波を被加熱物２０へ均等に放射するようにしている。
【００２７】
また、回転アンテナ１０には後述する回転穴１０ａが設けられ、該回転穴１０ａを通してその上方にある被加熱物２０にマイクロ波を照射し、効率よく被加熱物２０を加熱できるようにしている。
【００２８】
そのため、回転穴１０ａの位置は、加熱する被加熱物２０（容器２０ａ）の大きさに合わせて設けられている。
【００２９】
被加熱物２０（容器２０ａ）の大きさは、３〜４人前の調理を行う場合、材料の量に対して最適な大きさのものを使用する必要があり、一般的には図５に示すように、開口部が直径２００〜２５０mm、深さが７０mm程度の大きさのものが使用される。
【００３０】
このような容器２０ａは、底面から上面の開口部に向かって広くなっており、底面ロ部は、大きな円弧を描いた形状となっている。そのため、被加熱物載置板４と接触している底面部は直径１４０〜１８０mm程度となり、回転アンテナ１０に設けられる回転穴１０ａは、容器２２ａの底面の内側となるように設けられる。
【００３１】
具体的には、回転アンテナ１０に設けられる回転穴１０ａの位置は、アンテナポスト１４の中心を通る直線状の両外周側に、マイクロ波の波長λのλ／２離して設けられている。（マグネトロン７から放射されるマイクロ波の周波数が２４５０ＭＨｚの場合、マイクロ波の波長λは約１２２mmであり、マイクロ波波長のλ／２は６０mmである）。
【００３２】
また、回転アンテナ１０に設けられる回転穴１０ａは、下からのマイクロ波が通過しやすいように回転方向Ａの開口寸法をマイクロ波の波長λのλ／２の寸法としている。
【００３３】
このように、回転穴１０ａの位置をアンテナポスト１４の中心を通る直線状の両外周側に、マイクロ波の波長λのλ／２離して設けることにより、マイクロ波が放射され易い位置となり、また、回転穴１０ａの開口寸法を、マイクロ波の波長λの１／２λの寸法とすることにより、回転穴１０ａからマイクロ波を照射され易いようにしている。
【００３４】
２１はヒータで、加熱室２の上部の外側に設けられ、加熱室２の上部を加熱することで加熱室２内の温度を上昇させ、被加熱物２０を加熱する。
【００３５】
このように構成した高周波加熱装置の作用について図６，図７を用いて説明する。
【００３６】
図６は回転アンテナの構成と動作を説明するために図２のドア３と被加熱物載置板４を取り除いた状態を示し、図７は回転アンテナの制御方法を示すタイミングチャート図を示したもので、横軸に加熱時間を示し、縦軸に加熱源であるマイクロ波加熱とヒータ加熱の動作と、さらに駆動モータ１１を動作させるために制御手段９より出力される回転アンテナ駆動信号と、回転アンテナ１０の回転に伴って制御手段９に入力される位置検出器１５からの信号である回転アンテナ位置検出信号の状態を示した図である。
【００３７】
最初に、容器２０ａを使用して煮込み調理を行う場合について説明する。
【００３８】
使用者は、本体１のドア３を開けて被加熱物２０の入った容器２０ａを被加熱物載置板４に載置した後、ドア３を閉め、操作手段（図示せず）により入力し、高周波加熱装置の加熱を開始する操作を行う。
【００３９】
加熱が開始されると、制御手段９は、重量検出手段５ａ，５ｂ，５ｃにより被加熱物２０の重量を検出し、検出した被加熱物２０の重量に応じて事前に確認済みの加熱時間Ｔを演算して求める。
【００４０】
加熱は、加熱直後のｔａの時間でスープの温度を一度沸騰する直前まで上昇させ、その後、被加熱物２０が冷めないように加熱室２をヒータ２１によって１３０〜１４０℃に加熱する。
【００４１】
ｔａの時間は、被加熱物２０のスープが吹きこぼれない程度に弱めのマイクロ波で被加熱物２０を長時間煮込み加熱することで、野菜などにスープを充分に染み込ませることが可能となる。
【００４２】
そして、弱めのマイクロ波で被加熱物２０を長時間煮込み加熱する時は、回転アンテナ１０を９０度回転する毎に回転を停止して加熱することで、回転アンテナ１０の回転穴１０ａの上部に位置する被加熱物２０が効率よく加熱される。
【００４３】
そのため、容器２０ａの中心から６０mmの位置が底面より強く加熱され、温度上昇したスープが容器２０ａの壁面に沿って広く開口した上面に向かって上昇し、上昇した後に、容器２０ａの中心付近の温度の低いスープが流れ込むことで、容器２０ａの外周側から中心部に向かって対流（イ）が発生する。
【００４４】
また、回転穴１０ａの上部に位置する被加熱物２０は特に強く加熱されて温度が上昇し、次に、回転穴１０ａが移動することで加熱が弱くなり温度が低下する。
【００４５】
このように被加熱物２０への加熱の強弱によって、被加熱物２０の温度が上昇・下降を繰り返すことで、被加熱物２０の温度が下降するときにスープを吸込み、おいしい煮込み料理が完成する。
【００４６】
次に、回転アンテナ１０は、９０度回転した後に１０秒間停止して加熱する動作を繰り返す。停止する位置は４５度間隔でもよい。
【００４７】
そして、停止個所は、位置検出器１５のマイクロスイッチがＯＮした時を基準として最初の停止を行い、その後の停止位置は角度を経過時間で測定して決定するもので、使用する電源の周波数によって回転アンテナ１０の一回転に要する時間が異なるので、使用する周波数に対応した経過時間ｔ１を決定する（９０度間隔で停止する場合のｔ１は、使用電源が５０Ｈｚの時は３秒、６０Ｈｚの時は２.５秒となる）。
【００４８】
次に、ポトフを作る場合について説明する。
【００４９】
例えば、３〜４人分を一度に作れる容器２０ａは、図５に示すように直径が２０〜２５cm、深さが７cm程度の耐熱性容器を使用し、該容器２０ａの中に材料として牛肉，ソーセージ，大きく荒く切ったニンジン，玉ねぎ，カブ，セロリと，スープとなる水，塩，香料（コショウ，ハーブ）を入れ、被加熱物載置板４に載置する。
【００５０】
制御手段９には、使用する容器２０ａの重量を風袋引きできるように、事前に容器２０ａのみの重量を測定してから、加熱時に食材を含んだ状態から容器２０ａのみの重量を風袋引きできるようにしても良いし、事前に主に使用されると思われる耐熱容器の重さを記憶し、加熱時に記憶している耐熱容器の重量を引くことで食材の重さを検出することができるようにしても良い。
【００５１】
また、加熱に際しては、被加熱物２０の重さに応じた加熱時間Ｔと、被加熱物２０のスープの温度が沸騰する直前の８０℃までに上昇させる時間ｔａと、煮込み加熱時間ｔｂが決定する。
【００５２】
被加熱物２０への加熱は、制御手段９によりインバータ電源８を制御してマグネトロン７を発振させ、マイクロ波を放射させる。放射したマイクロ波は前記マグネトロン７に連結された導波管６を通り、加熱室２の底板２ｂの略中央部に設けられた結合穴１３と、該結合穴１３を貫通して導波管６と空間２ａ内に略垂直に臨んで設けられたアンテナポスト１４からなる同軸経路を介して被加熱物載置板４との間に設けられた空間２ａに放射され、被加熱物載置板４を通して加熱室２に放射される。
【００５３】
加熱開始からｔａの時間が経過するまでは、被加熱物２０のスープの温度が沸騰する直前までに上昇させる時間なので、被加熱物２０に強めの７００Ｗ程度のマイクロ波を照射し、被加熱物２０に加熱ムラを生じないように回転アンテナ１０は停止しないで回転を続ける。
【００５４】
食材の重量が１Ｋｇ前後の場合の加熱時間ｔａは７分程度である。
【００５５】
そして、加熱時間ｔａが経過すると、次の煮込み加熱時間ｔｂの間に被加熱物２０が冷めないように、ヒータ２１に通電して加熱室２の温度を１３０〜１４０℃に保つようにしている。そして、煮込み加熱時間ｔｂのマイクロ波は弱めの２５０Ｗ程度で被加熱物２０を加熱する。
【００５６】
制御手段９は、この煮込み加熱時間ｔｂに、被加熱物２０に温度差を生じさせるように、回転アンテナ１０の回転を定期的に停止と回転を繰り返す。
【００５７】
回転アンテナ１０の停止位置は、位置検出器１５のマイクロスイッチがＯＮした信号を基準に、回転アンテナ１０を停止するための経過時間ｔ１の計測を開始する。
【００５８】
例えば、使用する電源の周波数が５０Ｈｚ、回転アンテナ１０を９０度間隔で停止する場合のｔ１は３秒となる。
【００５９】
制御手段９は、加熱時間ｔａが経過した後に位置検出器１５のマイクロスイッチからＯＮ信号が入力されると、最初の回転アンテナ１０の停止を行い、停止した状態で１０秒間加熱を行う。以後、回転アンテナ１０を３秒間回転する毎に回転アンテナ１０を１０秒間停止して加熱を行う動作を繰り返す。
【００６０】
回転アンテナ１０の停止位置は、一周毎に入力される位置検出器１５のマイクロスイッチからＯＮ信号を基準にするので、長時間に渡って回転アンテナ１０の回転を停止と回転を繰り返しても、経過時間等の誤差は蓄積されないのでいつでも正確に回転アンテナ１０を規定の停止位置で停止することが可能である。
【００６１】
そして、回転アンテナ１０の回転を定期的に停止することで、被加熱物２０は、容器２０ａの外周側が強く加熱され、中心と外周側とで温度差が生じ、スープに対流イが生じる。
【００６２】
生じた対流イによって、スープの上下の温度差を小さく保ち、食材である牛肉，ソーセージ，大きく荒く切ったニンジン，玉ねぎ，カブ，セロリなどの加熱ムラも少なくなり、また、香料等も均一に混ぜられることで野菜類への味の染み込みのムラも少なくなる。
【００６３】
また、回転アンテナ１０を停止して加熱をすることで回転穴１０ａの上方に位置する被加熱物２０の温度は上昇し、その後回転アンテナ１０が回転して回転穴１０ａの位置が移動すると、前記温度上昇した被加熱物２０の温度は低下する。その温度が低下する時に、スープを吸収し、おいしいポトフが完成する。
【００６４】
煮込み加熱時間ｔｂが経過すると、残りの時間は回転アンテナ１０の回転を止めないで回転し、被加熱物２０に温度ムラが無いように加熱して仕上げる。
【００６５】
尚、本実施例の高周波加熱装置では、効率よく煮物の加熱できる容器２０ａの大きさが分かるように、被加熱物載置板４に容器２０ａの底寸法を示す印４ａ（図２）を設けても良い。
【００６６】
印４ａは、効率よく煮物の加熱できる容器２０ａの大きさの上限と下限が分かるように二本の円で帯状に示している。
【００６７】
この印４ａより大きい場合や小さい場合は、回転アンテナ１０を停止しないで回転を続けて加熱できるよう、操作手段を新たに別に設けても良い。
【００６８】
以上説明したように、本実施例によれば、回転アンテナ１０に設けられる回転穴１０ａの位置をアンテナポスト１４の中心を通る直線状の両外周側に、マイクロ波の波長λのλ／２離して設けることにより、マイクロ波が放射され易い位置となり、また、回転穴１０ａの開口寸法を、マイクロ波の波長λの１／２λの寸法とすることにより、回転穴１０ａからマイクロ波を照射され易いものであり、これによって、塊状の被加熱物や煮込み等の調理はもちろん、水分の多いポトフなどの料理を加熱する場合においても、被加熱物の加熱ムラの発生を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１  本体
２  加熱室
４  被加熱物載置板
５  重量検出手段
６  導波管
７  マグネトロン
９  制御手段
１０  回転アンテナ
１０ａ  回転穴
１１  駆動モータ
１２  誘電体軸
１２ａ  突起
１３  結合穴
１４  アンテナポスト
１５  位置検出器
２０  被加熱物
２０ａ  容器
【図１】
2011146214.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011146214.tif 000008
【図７】
2011146214.tif 000009