(57)【要約】【課題】本発明は、加熱電極の可動構成を工夫し、設置場所の自由度を備えるとともに信頼性の高い装置を提供する。【解決手段】可動電極１２を保持する複数の略Ｕ字型支持棒１４ａ、１４ｂは加熱室１０の側壁に回転中心を持ち、略Ｕ字型支持棒１４ａ、１４ｂの下辺部が固定電極１３と平行を保持しながら回転・昇降可動する構成とした。このため、可動装置は加熱室側壁に設置することができ加熱装置全体の高さを大きくしなくても良い。さらに複数の略Ｕ字型支持棒で可動電極を保持するので確実に固定電極との平行を保て、加熱効率の良い性能に優れた誘電加熱とマイクロ波加熱併用可能な高周波加熱装置を提供できる。【選択図】  図１
2004311050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱室内に収納した被加熱物を誘電加熱するための複数の加熱電極を備えた高周波加熱装置において、被加熱物を載置する載置台と、前記載置台の下方に設置した前記加熱電極である固定電極と、前記被加熱物の上方に設置した前記加熱電極である可動電極と、前記可動電極を回転自在に支持する複数の略Ｕ字型支持棒を備え、前記複数の略Ｕ字型支持棒は左右の前記加熱室壁面に回転中心を設け、前記複数の略Ｕ字型支持棒の下辺部が前記固定電極と平行を保持しながら回転可動することにより、前記可動電極が前記固定電極との平行を維持したまま上下可動できる構成とした高周波加熱装置。
【請求項２】
略Ｕ字型支持棒は中空の円形導体パイプで構成した請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項３】
略Ｕ字型支持棒と可動電極及び加熱室を電気的に接続した請求項２に記載の高周波加熱装置。
【請求項４】
加熱室底面に設けマイクロ波を加熱室内に放射するためのマイクロ波給電口とマイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置と前記マイクロ波発生装置で発生したマイクロ波を前記マイクロ波給電口に導く導波管を備え、マイクロ波加熱が可能な構成とした請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項５】
加熱室裏面に熱風式のヒーターを備え、オーブン加熱が可能な構成とした請求項１に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、肉・魚等の冷凍食品を電極間に挟んで加熱する誘電加熱と電子レンジで代表されるマイクロ波加熱とが併用できる高周波加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波加熱装置の代表である電子レンジの加熱の特徴は加熱エネルギを食品内部にまで供給できることであり、この特徴を冷凍食品の解凍に利用するということで冷凍食品が大量に流通してきた。
【０００３】
しかし電子レンジは、波長が短いマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を使用するため厚みの薄い冷凍食品はうまくできるが、大きくて厚い冷凍食品は内部まで電波が侵入しにくくうまく解凍できない欠点を有している。また電子レンジは被加熱物を収納する加熱室の大きさが大概、幅寸法および奥行き寸法がそれぞれ３０〜４０ｃｍ、高さ寸法が２０ｃｍ前後である。一方使用している周波数の波長は約１２ｃｍであり、加熱室内には強弱の電界分布が必ず生じ、さらには被加熱物の形状やその物理特性の影響が相乗されて局所加熱が発生することがある。冷凍食品の解凍においては、氷が解けて水になった領域に加熱エネルギが集中するので局所加熱現象が顕著に現れ、部分煮えと未解凍とが共存してしまう問題も有している。
【０００４】
一方、高周波（１３．５６ＭＨｚまたは２７．１２ＭＨｚ）を利用し、加熱電極を用いて被加熱物を誘電加熱する方法は、マイクロ波に比べ波長が長いため大きな冷凍食品の内部まで均一に解凍できるという長所がある。しかしながら加熱電極の構成が複雑になること等の理由により、家庭用調理機器として実現には至っていない。家庭用機器としての実用価値を提供する目的とした文献上のこの種の高周波加熱装置は、誘電加熱時に使用する加熱電極の一方が電子レンジ使用時に被加熱物を載置するターンテーブルと兼用させ、他方の加熱電極は上下方向に昇降する構成としている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−８２４６８号公報（特許請求の範囲、図１）
【特許文献２】
特開平９−９２４５５号公報（特許請求の範囲、図１、図６）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の構成では、上下昇降する加熱電極は、加熱電極間に電界を集中させるために少なくとも１００ｍｍ程度の昇降範囲が必要であり、しかも電界分布を均一化させるためにターンテーブルを兼用する下加熱電極との間の平行度を保って保持させることも要求されるので、昇降構成の組込みにより装置の高さ方向の形状が大きくなり台所への設置が困難になる課題を有していた。
【０００７】
また、特許文献２に示す構成では上加熱電極は可とう性耐熱材料により１点で釣り下げられているだけであり、下加熱電極との平行度を保持するには非常に不安定であり傾きやすい。また上電極は上方向にはモーターにより巻き上げられるが下方向には人力でしか動かず、発振出力を最大に得るために反射電力を最小にする整合も合わせにくい構造である。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加熱電極の可動構成を工夫し、設置場所の自由度を備えるコンパクトな装置で、しかも、電極間の平行度を確実に保持でき、発振出力を最大に得るための整合も簡単で確実にできる信頼性が高く性能の良い誘電加熱とマイクロ波加熱併用可能な高周波加熱装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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、被加熱物を載置する載置台と載置台の下方に設置される固定電極と被加熱物の上方に設置される可動電極と可動電極を回転自在に支持する複数の略Ｕ字型支持棒を備え、複数の略Ｕ字型支持棒は左右の加熱室壁面に回転中心を設け、複数の略Ｕ字型指示棒の下辺部が固定電極と平行を保持しながら回転可動することにより、可動電極が固定電極との平行を維持したまま上下可動できる構成とした。
【００１０】
これによって、可動電極は加熱室内の上板から載置台近傍まで昇降が可能となる、また可動装置は加熱室側壁に設置することができ加熱装置全体の高さや奥行きを大きくしなくても良い。さらに複数の略Ｕ字型支持棒で可動電極を保持するので確実に固定電極との平行を保てる。また上下どちら方向にもモーター等の回転装置により自由に動かせるので発振出力を最大に得るために反射電力を最小にする整合も簡単で確実に合わせることが可能である。これらの効果により、汎用の電子レンジと同程度のコンパクトな形状のまま信頼性が高く性能の良い装置とすることができ、被加熱物を収納する空間を使い勝手のよい容積に確保しながら一般家庭の台所へ設置することが可能な誘電加熱とマイクロ波加熱併用可能な高周波加熱装置を提供できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、被加熱物を載置する載置台と載置台の下方に設置した加熱電極である固定電極と被加熱物の上方に設置した加熱電極である可動電極と可動電極を回転自在に支持する複数の略Ｕ字型支持棒を備え、複数の略Ｕ字型支持棒は左右の加熱室壁面に回転中心を設け、複数の略Ｕ字型支持棒の下辺部が固定電極と平行を保持しながら回転可動することにより、可動電極が固定電極との平行を維持したまま上下可動できる構成とした。
【００１２】
これによって、可動電極は加熱室内の上板から載置台近傍まで昇降が可能となる、また可動装置は加熱室側壁に設置することができ加熱装置の高さや奥行きを大きくしなくても良い。さらに複数の略Ｕ字型支持棒で可動電極を保持するので確実に固定電極との平行を保てる。また上下どちら方向にも動かせるので発振出力を最大に得るために反射電力を最小にする整合も簡単で確実に合わせることが可能である。これらの効果により、汎用の電子レンジと同程度のコンパクトな形状のまま信頼性が高く性能の良い装置とすることができ、被加熱物を収納する空間を使い勝手のよい容積に確保しながら一般家庭の台所へ設置することが可能な誘電加熱を用いた高周波加熱装置を提供できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、特に、請求項１記載の複数の略Ｕ字型支持棒を中空の円形導体パイプで構成したものであり、軽くて強度のある支持棒とすることができ、可動電極を固定電極との平行を保ったままスムーズで確実に昇降運動を行える。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、特に、請求項１または請求項２に記載の略Ｕ字型支持棒と可動電極及び加熱室を電気的に接続したもので、電源の高周波電力供給ラインのうち一方を加熱室に接続することで可動電極に配線を使わずに高周波電力を供給できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、特に、請求項１に記載の加熱室底面に設けマイクロ波を加熱室内に放射するためのマイクロ波給電口とマイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置とマイクロ波発生装置で発生したマイクロ波をマイクロ波給電口に導く導波管を備え、マイクロ波加熱が可能な構成としたもので誘電加熱とマイクロ波加熱が併用できる高周波加熱装置を提供できる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、特に、請求項１に記載の加熱室裏面に熱風式のヒーターを備え、誘電加熱とオーブン加熱が併用可能な高周波加熱装置を提供できる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施例における誘電加熱時の可動電極の状態を示す高周波加熱装置の要部斜視図である。尚、図１において加熱室前面に設けられ被加熱物を出し入れするための扉、及び装置全体の外郭をなす外箱は特に説明する必要はないため省略してある。図１において１０は被加熱物を収納する金属材料で形成された加熱室、１１は被加熱物を載置するセラミックの載置台であり説明のため１部切り欠いてある。１２は被加熱物を誘電加熱するための可動電極であり加熱室１０内を昇降する。１３は載置台の下に設置された固定電極である。可動電極１２は円形導体パイプを用いた略Ｕ字型支持棒１４ａ・１４ｂに取付板１５ａ・１５ｂにより回転自在に緩く固定されている。また可動電極１２は略Ｕ字型支持棒１４ａに接続金具１６により電気的に接続されている。略Ｕ字型支持棒１４ａ・１４ｂは加熱室１０の側壁の左右対称の位置に固定穴１７ａ・１７ｂ・１７ｃ・１７ｄにより回転自在に固定されている。。略Ｕ字型支持棒１４ａ・１４ｂは固定穴１７ａと１７ｂ及び１７ｃと１７ｄを回転中心として回転可動する。また、略Ｕ字型支持棒１４ａは固定穴１７ａ及び１７ｂで加熱室１０と電気的に接触している。
【００１９】
加熱室１０の右側面には略Ｕ字型支持棒１４ａ・１４ｂを可動させるための可動ギヤー１８及び可動モーター１９が設置されている。同じく加熱室１０の右側面には誘電加熱するために可動電極１２及び固定電極１３に高周波を供給する電源２０と電源２０と被加熱物のインピーダンス整合を取るための整合コンデンサー２１及び整合コイル２２が設置されている。電源２０内には供給電力及び反射電力を検出する機構（ＣＭ型ＳＷＲ回路など）も備わっている。電源２０の高周波出力を供給するラインに対して、整合コンデンサー２１は並列接続、整合コイル２２は直列接続され、整合コイル２２の他端に接続されたリード線は加熱室１０の底部に設けられた貫通穴を通って接続端子２３により固定電極１３に結線される。また、可動電極１２は円形導体パイプを用いた略Ｕ字型支持棒１４ａに接続金具１６により電気的に接続され、さらに略Ｕ字型支持棒１４ａは固定穴１７ａ及び１７ｂで加熱室１０に電気的に接続されている。また電源２０の高周波電力供給ラインの一方、すなわちグランドラインは、加熱室１０にシャーシアースとして接続することで、リード線を使わずに可動電極１２と電源２０は電気的に接合される。このようにして電源２０で発生した高周波電力は加熱電極（可動電極１２・固定電極１３）に供給される。
【００２０】
加熱室１０の底板中央にはマイクロ波加熱を行うためのマイクロ波給電口２４また加熱室１０の裏板にはオーブン加熱時に吹き出す熱風の吹き出し口２５がある。
【００２１】
図２は下方から見た要部斜視図である。図２で２６はマイクロ波加熱をするためのマイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置、２７はマイクロ波発生装置２６で発生したマイクロ波を図１に示す給電口２４に導く導波管である。また加熱室１０の裏面にはオーブン加熱を行うための熱風式ヒーター２８が設置されている。熱風式ヒーター２８で発生した熱は循環ファンモータ２９により撹拌され加熱室裏板に設けられた図１に示す熱風吹き出し口２５から加熱室１０内に吹き出される。
【００２２】
次に可動電極１２の動作について説明する。図３は可動電極１２を保持する略Ｕ字型支持棒１４ａ・１４ｂの外形図を示しており、（ａ）はその上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。略Ｕ字型支持棒１４ａ・１４ｂは正面図に示すようにＵ字型に先の曲がった水平の継ぎ手を加えた形である。略Ｕ字型支持棒１４ａ（後ろ側）と１４ｂ（前側）の差はＵ字の幅が違うだけである（Ｌａ＞Ｌｂ）、これは可動電極１２を加熱室１０の最上部に上げたときに略Ｕ字型支持棒１４ａと１４ｂが重ならないようにするためである。また、上面図に見るようにＵ字と継ぎ手の部分に段差（ｔ）を設けているのはマイクロ波加熱を行うとき被加熱物の出し入れのじゃまにならないように可動電極１２をできるだけ加熱室１０の上板に近づけるためである。
【００２３】
図４、図５、図６は可動電極１２の動きを説明する要部斜視図である。説明を分かりやすくするため不要なものは省略して図示している。図４は可動電極１２が最下段に下がった時を示した図である。可動ギヤー１８の下辺部に構成したギヤー形状は可動モーター１９の回転軸先端のギヤーと噛み合っているため、可動モーター１９の回転により可動ギヤー１８は前後に動くことができる。（矢印で示す）。一方略Ｕ字型支持棒１４ａと１４ｂの斜めに曲がった継ぎ手部分が可動ギヤー１８に設けられた穴形状に差し込まれている、このため、略Ｕ字型支持棒１４ａと１４ｂは可動ギヤー１８の前後への動きに応じて、加熱室１０の固定穴１７ａと１７ｂ及び１７ｃと１７ｄを回転中心として互いに平行を保ちながら回転運動する。図４では可動ギヤー１８は最も前に寄った状態であり略Ｕ字型支持棒１４ａ・１４ｂのＵ字の下辺部分が最も下がった位置になっている。また、可動電極１２は取付板１５ａ・１５ｂにより略Ｕ字型支持棒１４ａ・１４ｂのＵ字の下辺部分に回転自在に緩く固定されているため、略Ｕ字型支持棒１４ａ・１４ｂのＵ字の下辺部分の回転運動に追随して動くが常に固定電極１３と平行を保っている。図５は可動ギヤー１８が少し後方へ移動した状態で可動電極１２が最下段よりも少し上昇している、また図６は可動ギヤー１８が最も後方へ移動した状態で可動電極１２が最上段に上昇した状態を示す、いずれの場合も可動電極１２と固定電極１３との距離（ｔ１・ｔ２・ｔ３）は変化するが可動電極１２と固定電極１３の平行は保ったままである。誘電加熱を行う場合、加熱電極は平行の場合が一番高効率であることが確かめられており、本発明の構造により加熱室１０に入るさまざまな大きさの被加熱物に対して最も高効率の誘電加熱調理が行える。また略Ｕ字型支持棒１４ａ・１４ｂは円形導体パイプを用いている、そのため軽くて強度の強いものになっており可動電極１２を確実かつ正確に昇降・保持できる。
【００２４】
次に加熱電極を用いた誘電加熱の動作について説明する。
【００２５】
可動電極１２は、通常、図６に示すように加熱室１０の上板（図示せず）に最も近づいた状態で待機している。誘電加熱を行う場合、図１に示す載置台１１に被加熱物を載置した後、開閉扉（図示せず）を閉じ操作パネル（図示せず）の加熱開始キー押すことで被加熱物の近くまで可動電極１２が移動する。
【００２６】
その後、電源２０を低出力にて動作させ、発振出力を最大に得るために反射電力を最小にするように可動電極１２を昇降動作させる。反射電力が最小となる可動電極位置を判定すると、その位置に可動電極１２を移動停止させる。その後、電源２０の出力を予め決めた規定出力に増し、被加熱物の誘電加熱を実行する。
【００２７】
誘電加熱の継続中にも、電源２０は反射電力を検知しており、この反射電力を小さくするように可動電極１２を昇降制御させる。そして、入力した時間経過後調理は終了し、可動電極１２は最初の待機位置に戻る。
【００２８】
なお、誘電加熱の継続中の反射電力を小さくする方法としては整合回路のコンデンサあるいはコイルの値を可変制御する方法も用いることができる。この場合、コンデンサは容量値の切り替えをしたり複数のコンデンサの並列接続の個数を変化させる方法、またコイルはコイル長を伸縮したり、コアの挿入長を制御する方法で実行する。また、誘電加熱の終了は、反射電力量の時間的変化に基づいて自動で行っても構わない。
【００２９】
マイクロ波加熱の場合可動電極１２は図６に示す位置で行う。可動電極１２が最も上方に上がっているため加熱室１０を広く使え背の高い調理物もマイクロ波加熱ができる。また、マイクロ波加熱を行っている間、可動電極１２を調理物に当たらない範囲で上下運動を行えば、マイクロ波が撹拌され加熱むらが解消される。また、誘電加熱を行った後連続してマイクロ波加熱を行ういわゆる「解凍あたため」を行う場合も本発明では可動電極１２を昇降させることにより簡単に行える。
【００３０】
さらに、本発明の実施例では電極の可動装置（可動ギヤー１８・可動モーター１９）や電源２０及び整合回路（整合コンデンサー２１・整合コイル２２）を加熱室１０の側壁に設置したことで、加熱室１０の後方にオーブン加熱のための熱風ヒーター２７と循環ファンモータ２８を設置することが可能である。
【００３１】
なお、本発明実施例の構成寸法の一例は、可動電極１２の形状は、幅２５０ｍｍ、奥行２００ｍｍ、固定電極１３の形状は、幅２５０ｍｍ、奥行１５０ｍｍ、可動電極１２上下昇降範囲は１６０ｍｍ、可動電極１２と載置台１１との間隙は３０ｍｍである。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、被加熱物を載置する載置台と載置台の下方に設置される固定電極と被加熱物の上方に設置される可動電極と可動電極を回転自在に支持する複数の略Ｕ字型支持棒を備え、複数の略Ｕ字型支持棒は左右の加熱室壁面に回転中心を設け、複数の略Ｕ字型指示棒の下辺部が固定電極と平行を保持しながら回転可動することにより、可動電極が固定電極との平行を維持したまま上下可動できる構成とした。
【００３３】
これによって、可動電極は加熱室内の上板から載置台近傍まで昇降が可能となる、また可動装置は加熱室側壁に設置することができ加熱装置全体の高さを大きくしなくても良い。さらに複数の略Ｕ字型支持棒で可動電極を保持するので確実に固定電極との平行を保てる。また上下どちら方向にもモーター等の回転装置により自由に動かせるので発振出力を最大に得るために反射電力を最小にする整合も簡単で確実に合わせることが可能である。これらの効果により、汎用の電子レンジと同程度のコンパクトな形状のまま信頼性の高い性能の良い装置とすることができ、被加熱物を収納する空間を使い勝手のよい容積に確保しながら一般家庭の台所へ設置することが可能な誘電加熱とマイクロ波加熱併用可能な高周波加熱装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す誘電加熱時の可動電極の状態を示す高周波加熱装置の要部斜視図
【図２】下方から見た同高周波加熱装置の要部斜視図
【図３】（ａ）同高周波加熱装置の略Ｕ字型支持棒の上面図
（ｂ）同正面図
（ｃ）同側面図
【図４】同高周波加熱装置の可動電極の動きを説明する第一の要部斜視図
【図５】同高周波加熱装置の可動電極の動きを説明する第二の要部斜視図
【図６】同高周波加熱装置の可動電極の動きを説明する第三の要部斜視図
【符号の説明】
１０  加熱室
１１  載置台
１２  可動電極
１３  固定電極
１４ａ、１４ｂ  複数の略Ｕ字型支持棒
１６  接続金具
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ  固定穴（回転中心）
１８  可動ギヤー
１９  可動モーター
２４  マイクロ波給電口
【図１】
2004311050.tif 000003
【図２】
2004311050.tif 000004
【図３】
2004311050.tif 000005
【図４】
2004311050.tif 000006
【図５】
2004311050.tif 000007
【図６】
2004311050.tif 000008