(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収納する加熱室と、この加熱室の側面部と底面部にそれぞれ形成した横給電口および下給電口と、断面略Ｌ字状に設けられ前記横給電口および下給電口に高周波を案内する導波管と、前記横給電口に連結された導波管に設けられた高周波発振器と、前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、この温度検知手段の出力に基づいて前記各給電口から前記加熱室内へ導入される高周波出力を制御する制御手段とを具備した高周波加熱装置において、一つの高周波発振器から前記各給電口に高周波を案内するとともに、前記横給電口に高周波を案内する導波管と前記下給電口に高周波を案内する導波管との連結部分で、前記横給電口に高周波を案内する導波管の底面から管内波形λｇの１／４程度の位置に高周波を遮蔽する高周波遮蔽手段を設け、この高周波遮蔽手段により各導波管の各給電口に至る通路を選択的に開閉したことを特徴と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】
この発明は、加熱室内に収納した被加熱物を高周波により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】
一般に高周波加熱装置の加熱方式としては、高周波発振器から発振された高周波を導波管を経て加熱室の側面に設けた給電口から加熱室内に導入し、例えばターンテーブル上に置かれた食品等の被加熱物を側方から加熱する方式、同じく高周波発振器から発振された高周波を加熱室底面に設けた給電口から加熱室内に導入し、その給電口の直上に置かれた被加熱物を下方から加熱する方式が考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の高周波加熱装置においては、前者のいわゆる横給電方式によれば、ターンテーブルを用いて加熱むらは解消できるものの、被加熱物である食品の側方から高周波が導入されるために、食品の中心部分より周辺部分が比較的加熱され易い傾向があり、しかも、給電口から食品までの距離があるため、加熱効率が落ちてしまうという問題があった。
【０００４】
一方、後者の下給電方式によれば、通常は加熱室底面のほぼ中央部に給電口が設けられるため、給電口の直上に対向した食品の中心部分が周辺部分より加熱され易い傾向があり、しかも、加熱室の端に被加熱物を置いた場合に被加熱物に十分な高周波が作用せずに加熱むらが大きくなるという問題があった。
【０００５】
この発明は、かかる種々の問題点を解決するためになされたもので、被加熱物の加熱むらを解消し均一加熱が実現できる高周波加熱装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる高周波加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、この加熱室の側面部と底面部にそれぞれ形成した横給電口および下給電口と、断面略Ｌ字状に設けられ前記横給電口および下給電口に高周波を案内する導波管と、前記横給電口に連結された導波管に設けられた高周波発振器と、前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、この温度検知手段の出力に基づいて前記各給電口から前記加熱室内へ導入される高周波出力を制御する制御手段とを具備した高周波加熱装置において、一つの高周波発振器から前記各給電口に高周波を案内するとともに、前記横給電口に高周波を案内する導波管と前記下給電口に高周波を案内する導波管との連結部分で、前記横給電口に高周波を案内する導波管の底面から管内波形λｇの１／４程度の位置に高周波を遮蔽する高周波遮蔽手段を設け、この高周波遮蔽手段により各導波管の各給電口に至る通路を選択的に開閉したものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を添付図面に基づいて説明する。図１は、この発明の実施の形態１になる高周波加熱装置を示す概略構成図、図２は同じく加熱室の内部構造を示す要部斜視図、図３は同じく高周波遮蔽手段の構造を示す要部斜視図、図４は同じく高周波遮蔽手段の構造を示す要部断面図である。
図において、１は加熱室で、前面に図示しない開閉ドアを有する。２は被加熱物で、例えば容器に入れた食品である。３は被加熱物の加熱むらを解消するためのターンテーブルで、図２に示すように一つの駆動輪４と２つの従動輪５を等間隔に配置してなる回転手段に周縁部が載置される。なお、駆動輪４は図示しないモータにより駆動される。
【００１７】
６は加熱室１の側面部に開口した横給電口、７は同じく加熱室１の底面のほぼ中央部に開口した下給電口、８は横給電口６に連結された導波管、９は下給電口７に連結された導波管で、途中に一方の導波管８を連結するとともに端部に高周波発振器１０を設けている。１１は二つの導波管８、９の連結部に設けた高周波を遮蔽可能な材質からなるダンパーであり、モータ１２に連結された回転軸１３にて回転し、各給電口６、７と高周波発振器１０との間の伝送路を遮蔽したり、開放したりする。
【００１８】
また、１４は加熱室１の天井に配設した温度検知手段、例えば赤外線アレイセンサーであり、被加熱物２から放射される赤外線を検知して電気信号に変換し、制御部１５に入力する。制御部１５は被加熱物２の温度に基づいて高周波発振器１０の高周波出力を制御するとともにダンパー１１の動作を制御する。なお、図５に制御部１５を含む制御系の構成を示す。すなわち、１６は制御部１５の入力の一つである調理選択キーで、使用者によって入力操作される。１７は出力配分決定用テーブル１８、加熱時間カウンタ１９、被加熱物の温度分布検出手段あるいは形状検出手段からのデータに基づいて各給電口における高周波出力の配分を決定する出力配分決定手段、２０はこの出力配分決定手段１７の出力に基づいて高周波発振器１０の出力制御用信号を生成しインバータ２１に供給する高周波発振器出力制御手段、２２は同じようにして高周波遮蔽手段１１の駆動用信号を生成する高周波配分制御手段である。
【００１９】
以上のように構成された高周波加熱装置において、以下図６のフローチャートを用いて動作を説明する。加熱室１のターンテーブル３上に食品２を載せて調理動作を開始すると（Ｓ１）、赤外線センサー１４が食品２の表面温度を検知し、その温度分布を検出する（Ｓ２）。この温度分布の結果により、食品２の中心部分の温度が周辺部分より高いと判断されると（Ｓ３）、ダンパー１１は図４のＢ位置、すなわち加熱室１の下給電口７に至る導波管９側に回動して下給電口７と高周波発振器１０との間の伝送路を遮蔽する（Ｓ４）。このような状態で、高周波発振器１０の発振の有無を検出し（Ｓ６）、未発振状態であれば発振動作を開始し（Ｓ８）、加熱室１の横給電口６に至る導波管８を経て高周波を加熱室１に導入し、食品２を加熱する。
【００２０】
このような横給電方式の場合は、食品２の特に周辺部分が有効に加熱されるから、この温度変化を赤外線センサー１４が逐次検知し（Ｓ２）、今度は食品２の周辺部分の温度が中心部分より高くなり、ダンパー１１が図４のＡ位置、すなわち横給電口６に至る導波管８側に回動して高周波発振器１０との間の伝送路を遮蔽し、これまで遮蔽していた下給電口７に至る導波管９を開放する（Ｓ５）。このため、高周波発振器１０が発振する高周波は、下給電口７から加熱室１に導入されて食品２を加熱し、食品２の中央部が有効に加熱される。このような加熱動作を継続することにより、食品２の中心および周辺部分の温度が予め設定された目標温度に到達すると（Ｓ７）、高周波発振器１０の発振動作を停止し（Ｓ９）、調理動作が終了する（Ｓ１０）。
【００２１】
なお、調理開始当初の食品２の中心温度が周辺温度よりも低い場合は、加熱室１の横給電口６に至る導波管８を先ずダンパー１１が遮蔽し、下給電口７から高周波が導入されて加熱調理が開始され、その後に、横給電口６からの高周波の導入に切り替わり、以後は上記と同様な加熱動作が継続される。なお、食品の中心部分、周辺部分とは、例えばシュウマイのように複数個の食品を同時に加熱する場合にあっては、中心部分はその中央位置に置かれたシュウマイが相当し、周辺部分はその周辺位置に置かれたシュウマイが相当する。
【００２２】
また、この実施の形態１においては、ダンパー１１によって二つの給電口に対する高周波を単に切換えるだけでなく、高周波発振器１０の高周波出力を併せて制御するようにすれば、さらに木目細かな加熱制御を行うことができる。さらに、予め使用者が調理選択キー１６を入力操作することにより、調理の種類に応じて予め設定しておいた給電方式あるいは高周波出力で加熱するようなことも可能である。また、各給電口に連なる各導波管のそれぞれに、その給電口と高周波発振器との間に位置してダンパーを設け、これら各ダンパーを択一的に開閉動作するようにしてもよい。
【００２３】
以上のように、実施の形態１によれば、被加熱物の中心部分あるいは周辺部分の温度を検知して横給電口あるいは下給電口から高周波を導入することにより、被加熱物を満遍なく有効に加熱することができるから、全体に加熱むらが解消でき、均一な加熱状態を実現できるものである。
【００２４】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を添付図面に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一部分には同一の符号を付し説明は省略する。図７は高周波加熱装置の概略構成図、図８は同じく制御系の構成を示すブロック図である。
図７において、３１、３２は加熱室１の側面部と底面部にそれぞれ形成した横給電口６および下各給電口７に高周波を案内するそれぞれに独立して設けた導波管で、各導波管にはそれぞれ高周波発振器３３、３４を設けている。そして、これら各高周波発振器３３、３４は制御器３５によって高周波出力が制御される。
【００２５】
なお、図８に示す制御部１５を含む制御系において、３６、３７は出力配分決定手段１７の出力に基いて、横高周波発振器３３と下高周波発振器３４の各駆動用インバータ３８、３９に供給する駆動用信号をそれぞれ生成する出力制御手段である。
【００２６】
以上のように構成された高周波加熱装置について、以下その動作を説明する。図９は二つの高周波発振器を交互に駆動して加熱する場合のフローチャートを示す。加熱室１のターンテーブル３上に食品２を載せて調理動作を開始すると（Ｓ２１）、赤外線センサー１４が食品２の表面温度を検知し、その温度分布を検出する（Ｓ２２）。この温度分布により、例えば食品２の中心部分の温度がその周辺部分より高いと判断されると（Ｓ２３）、下給電口７に対応した下高周波発振器３４がＯＦＦし、横給電口６に対応した横高周波発振器３３がＯＮすることにより（Ｓ２４）、食品２はいわゆる横給電方式により、特に周辺部分が有効に加熱される。また、当初、食品２の温度が中心部分が周囲温度よりも低い場合は（Ｓ２３）、下給電口７に対応した高周波発振器３４がＯＮし、横給電口６に対応した高周波発振器３３がＯＦＦすることにより（Ｓ２５）、食品は下給電方式により、特にその中心部分が有効に加熱される。
【００２７】
このような加熱制御を繰返すことにより、食品の中心部分および周辺部分の温度が予め設定した目標温度に達したか否かを検出し（Ｓ２６）、達していない場合には以上の制御をさらに継続し、目標温度に達したところで、各高周波発振器３３、３４の動作をＯＦＦし（Ｓ２７）、加熱動作を終了する（Ｓ２８）。
【００２８】
次に、二つの高周波発振器の高周波出力の配分を変えて加熱する場合のフローチャートを図１０に示す。加熱室１のターンテーブル３上に食品２を載せ加熱動作を開始すると（Ｓ３１）、図示しない操作パネルに設けられた食品あるいは調理選択キー１６の入力操作の有無を検出する（Ｓ３２）。使用者による調理選択キー１６による入力操作があると、例えば図１１に示すような予め制御部３５が記憶している出力配分決定用テーブル１８を参照し（Ｓ３３）、選択された調理の種類に応じて二つの高周波発振器３３、３４の高周波出力の配分をそれぞれ設定する。なお、このとき、使用者による調理選択キー１６の入力操作がなかった場合は（Ｓ３２）、赤外線センサー１４の出力から食品の温度分布、さらに食品形状を検出し（ｓ３４）、この食品形状から各高周波発振器３３、３４の高周波出力の配分を同様に設定する。
【００２９】
このようにして、設定された出力配分に従って、横高周波発振器３３および下高周波発振器３４の高周波出力を制御する（Ｓ３５）。例えば、「ご飯の温め」である場合、下給電口７から８００Ｗ相当分の高周波を導入し、一方、横給電口６から２００Ｗ相当分の高周波を導入し、下給電口７の高周波出力を大きく設定する。そして、このような状態にて、食品２の温度変化、つまり加熱むらをみながら適正な加熱制御を行う場合は（Ｓ３６）、以後、図９に示すフローチャートに従って、各高周波発振器３３、３４の発振動作を制御する（Ｓ３７）。また、加熱むらの検知によらない場合は、食品２の温度が目標温度に達したかどうかを検知しながら（Ｓ３８）、さらに加熱時間が設定時間に到達したかどうかを検出し（Ｓ３９）、目標温度と加熱時間が所定の値に達すれば、各高周波発振器３３、３４をＯＦＦし（Ｓ４０）、加熱動作を終了する（Ｓ４１）。
【００３０】
次に、二つの高周波発振器３３、３４の高周波出力を可変にして加熱を行う場合のフローチャートを図１２に示す。すなわち、加熱室１のターンテーブル３上に食品２を載せ、加熱動作を開始すると（Ｓ５１）、赤外線センサー１４が食品２の温度を検知してその温度分布を検出する（Ｓ５２）。この温度分布の結果から、例えば図１３に示すような予め制御部３５が記憶する入力電力配分テーブルを参照し（Ｓ５３）、食品の温度分布、すなわち食品の中心部分と周辺部分との温度差の大小に応じて二つの高周波発振器３３、３４の高周波出力の配分を制御部３５にてそれぞれ設定する（Ｓ５４）。以後は加熱の進行による食品の温度分布の変化に合わせて各高周波発振器３３、３４の高周波出力の配分を変更しながら、加熱動作を継続し、食品の中心部分および周辺部分の各温度が予め設定した目標温度に達したならば（Ｓ５５）、各高周波発振器３３、３４をＯＦＦし（Ｓ５６）、加熱動作を終了する（Ｓ５７）。
【００３１】
従って、この実施の形態２によれば、被加熱物である食品の中心部分あるいは周辺部分の温度を検知しながら、横給電口ないしは下給電口から高周波を適宜導入することにより、食品全体を満遍なく加熱することができるから、加熱むらが解消でき、均一な加熱状態を実現できるものである。また、併せて各給電口から導入される高周波出力自体を制御することができ、より木目細かな加熱制御を行うことができる。
【００３２】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を添付図面に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一部分には同一の符号を付し説明は省略し、実施の形態３では、特に高周波遮蔽手段の設置位置と給電口の設置位置の関係について説明する。図１４はこの発明の実施の形態３になる高周波加熱装置を示す概略構成図、図１５は同じく高周波加熱装置の高周波遮蔽手段の閉状態を示す概略構成図、図１６は同じく高周波加熱装置の高周波遮蔽手段の開状態を示す概略構成図である。
【００３３】
図において、４０、４１は加熱室１の側面部と底面部にそれぞれ形成した横給電口６および下給電口７に高周波を案内する導波管で、それぞれ連結されて断面略Ｌ字状に設けられている。４２は横給電口６に連結された導波管４０に設けられた高周波発振器、４３は二つの導波管４０、４１の連結部分に設けられた高周波を遮蔽可能な材質からなるダンパーで、実施の形態１と同様にモータに連結された回転軸にて回転するように構成されている。また、ダンパー４３は導波管４１の底面から管内波長λｇの１／４程度の位置に設けられ、各給電口６、７と高周波発振器４２との伝送路を遮蔽したり、開放したりするだけでなく、ダンパー４３の開閉により各給電口６、７における電界の強弱を変化させている。そして、高周波発振器４２、ダンパー４３の駆動は、制御部１５によって制御される。
【００３４】
ここで、ダンパー４３の設置位置について説明する。
導波管４０、４１内では、導波管４０、４１の寸法から決まる管内波長λｇに基づいた電界の定在波が形成されている。この電界の強い部分は定在波の腹と呼ばれ、電界の弱い部分は定在波の節と呼ばれている。そして、定在波の腹の部分に給電口を設置すると加熱室内への電界流入効率は低くなり、逆に定在波の節の部分に給電口を設置すると加熱室内への電界流入効率は高くなることが知られている。
【００３５】
そこで、例えば図１４に示すようにＬ字形状の導波管４０、４１において、ダンパー４３が閉状態（図１５参照）のときには、下給電口７に連結された導波管４１への給電が遮断されるため、横給電口６からの給電のみとすることができる。このとき、ダンパー４３を導波管４０の端面となすことができ、定在波１００ａは図１５に示すようになる。そして、この定在波１００ａの節、すなわち加熱室１への電界流入効果の高い弱電界部分に横給電口６が位置するようにダンパー４３と横給電口６を設置する。
【００３６】
また、ダンパー４３が開状態（図１６参照）のときは、物理的には横給電口６からも下給電口７からも給電されるが、実施の形態３では、横給電口６に導波管４０内に分布する定在波１００ｂの腹、すなわちは図１６に示すように加熱室１への電界が流れ込みにくい強電界部分を位置させている。そして、下給電口７には、定在波１００ｂの節、すなわち加熱室１への給電流入効果の高い弱電界部分を位置させる。これにより、下給電口７からの電界流入を主体とした加熱を行うことができる。
【００３７】
また、加熱室１への電界流入を横給電口６主体または下給電口７主体に切り替えるためのダンパー４３の設置位置は、導波管の管内波長λｇにより決まる。具体的には、ダンパー４３の開閉により導波管内の定在波の波形がλｇ／４程度ずれる位置、すなわち導波管４１の底面からλｇ／４程度の位置にダンパー４３を設置する。この位置にダンパー４３を設けることで、ダンパー４３の開閉動作により定在波の節となる導波管の一端をλｇ／４ずらす作用があり、定在波、特に横給電口６に位置する部分に対して腹と節の切り換えを行うことができる。これにより、各給電口６、７から加熱室１内への給電割合を変化させることができ、各給電口から加熱室内への給電割合を変化させることができる。
【００３８】
以上のように、実施の形態３によれば、被加熱物の中心部分あるいは周辺部分の温度を検知して横給電口あるいは下給電口から高周波を導入することにより、被加熱物を満遍なく有効に加熱することができるから、全体に加熱むらが解消でき、均一な加熱状態を実現できるものである。また、併せて各給電口から導入される電界の強弱を変化させることができるから、各給電口から加熱室内への給電割合を変化させることができ、より木目細かな加熱制御を行うことができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の高周波加熱装置によれば、以下に述べるような効果を有する。
【００４０】
すなわち、被加熱物を収納する加熱室と、この加熱室の側面部と底面部にそれぞれ形成した横給電口および下給電口と、断面略Ｌ字状に設けられ前記横給電口および下給電口に高周波を案内する導波管と、前記横給電口に連結された導波管に設けられた高周波発振器と、前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、この温度検知手段の出力に基づいて前記各給電口から前記加熱室内へ導入される高周波出力を制御する制御手段とを具備した高周波加熱装置において、一つの高周波発振器から前記各給電口に高周波を案内するとともに、前記横給電口に高周波を案内する導波管と前記下給電口に高周波を案内する導波管との連結部分で、前記横給電口に高周波を案内する導波管の底面から管内波形λｇの１／４程度の位置に高周波を遮蔽する高周波遮蔽手段を設け、この高周波遮蔽手段により各導波管の各給電口に至る通路を選択的に開閉したので、簡単な構成で加熱むらを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明になる実施の形態１の高周波加熱装置を示す概略構成図である。
【図２】  同じく高周波加熱装置の内部構造を示す斜視図である。
【図３】  同じく高周波遮蔽手段の構造を示す要部斜視図である。
【図４】  同じく高周波遮蔽手段の構造を示す要部断面図である。
【図５】  同じく制御系の構成をブロック図である。
【図６】  同じく制御のフローチャートである。
【図７】  本発明になる実施の形態２の高周波加熱装置を示す概略構成図である。
【図８】  同じく制御系の構成を示すブロック図である。
【図９】  同じく制御のフローチャートである。
【図１０】  同じく制御のフローチャートである。
【図１１】  同じく出力配分決定用テーブルを示す図である。
【図１２】  同じく制御のフローチャートである。
【図１３】  同じく入力電力配分テーブルを示す図である。
【図１４】  本発明になる実施の形態３の高周波加熱装置を示す概略構成図である。
【図１５】  同じく高周波加熱装置の高周波遮蔽手段の閉状態を示す概略構成図である。
【図１６】  同じく高周波加熱装置の高周波遮蔽手段の開状態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  加熱室、２  被加熱物、３  ターンテーブル、４  駆動輪、５  従動輪、６  横給電口、７  下給電口、８  導波管、９  導波管、１０  高周波発振器、１１  ダンパー、１２  回転軸、１３  モータ、１４  赤外線センサー、
１５  制御部、１６  調理選択キー、１７  出力配分決定手段、１８  出力配分決定用テーブル、１９  加熱時間カウンタ、２０  高周波発振器出力制御手段、２１  高周波発振器用インバータ、２２  高周波配分制御手段、３１  導波管、３２  導波管、３３  横高周波発振器、３４  下高周波発振器、３５  制御部、３６  横高周波発振器出力制御手段、３７  下高周波発振器出力制御手段、
３８  横高周波発振器用インバータ、３９  下高周波発振器用インバータ、
４０  導波管、４１  導波管、４２  高周波発振器、４３  ダンパー。
【図１】
0003808791.tif 000002
【図２】
0003808791.tif 000003
【図３】
0003808791.tif 000004
【図４】
0003808791.tif 000005
【図５】
0003808791.tif 000006
【図６】
0003808791.tif 000007
【図７】
0003808791.tif 000008
【図８】
0003808791.tif 000009
【図９】
0003808791.tif 000010
【図１０】
0003808791.tif 000011
【図１１】
0003808791.tif 000012
【図１２】
0003808791.tif 000013
【図１３】
0003808791.tif 000014
【図１４】
0003808791.tif 000015
【図１５】
0003808791.tif 000016
【図１６】
0003808791.tif 000017