JP2008190752A

JP2008190752A - High frequency heating device

Info

Publication number: JP2008190752A
Application number: JP2007023977A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Nagata; 滋之永田; Hisao Isaka; 久夫井坂; Kenichi Tamura; 憲一田村; Kyoko Hattori; 杏子服部; Akira Morii; 彰森井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-08-21

Abstract

【課題】熱ムラ解消と加熱時間短縮との両立を可能とする高周波加熱装置を得る。
【解決手段】高周波加熱装置１００は、加熱室３と、アンテナ室１３と、高周波発振器（マグネトロン）１０と、導波管８と、アンテナ室１３の内部に電界放出部分１１ｂが配置されたアンテナ１１と、アンテナ１１を回転するモータ１２とを有している。高周波発振器１０をＯＮして加熱を開始した後、一定時間である第一段加熱時間が経過するまでは、アンテナ１１は所定の初期アンテナ角度に停止したままであって、第一段加熱時間が経過したところで、アンテナ１１は回転を開始する。前記初期アンテナ角度は、アンテナ１１の中央部の上方に強い加熱分布が形成される回転角度、あるいは、単位時間当たりの温度上昇率が最大になる回転角度である。
【選択図】図２An object of the present invention is to provide a high-frequency heating apparatus capable of coexisting with thermal unevenness elimination and heating time reduction.
A high-frequency heating apparatus includes a heating chamber, an antenna chamber, a high-frequency oscillator (magnetron), a waveguide, and an antenna having a field emission portion disposed inside the antenna chamber. And a motor 12 that rotates the antenna 11. After the high frequency oscillator 10 is turned on and heating is started, the antenna 11 remains stopped at a predetermined initial antenna angle until the first stage heating time, which is a fixed time, elapses. When the time has elapsed, the antenna 11 starts to rotate. The initial antenna angle is a rotation angle at which a strong heating distribution is formed above the central portion of the antenna 11 or a rotation angle at which the rate of temperature increase per unit time is maximized.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は高周波加熱装置、特に、高周波を利用して食品加熱する高周波加熱装置に関するものである。 The present invention relates to a high-frequency heating device, and more particularly to a high-frequency heating device that heats food using a high frequency.

従来の高周波加熱装置では、負荷となる食品の加熱ムラ（最高温度部分と最低温度部分の温度差）を解消することが重要である。このための構造として、負荷自体を回転させ、負荷で発生される発生熱エネルギーを平準化するターンテーブル方式や、高周波を放射するアンテナを回転させることで、同様に負荷で発生される熱エネルギーを平準化する回転アンテナ方式を採用していた。
また、加熱時間短縮も重要である。一般家庭に供されている高周波加熱装置を例に取れば、朝の忙しい時間帯での使用においては、使用者の利便性を図るには１秒でも加熱時間を短縮する必要がある。
さらに市販向けの高周波加熱装置ではほぼ制限電力最大となる１００Ｖ、１４Ａ（１４００Ｗ）程度で常時運転されるため、加熱時間の短縮は、そのまま省エネにも寄与することになる。 In the conventional high-frequency heating device, it is important to eliminate heating unevenness (temperature difference between the highest temperature portion and the lowest temperature portion) of food serving as a load. As a structure for this purpose, by rotating the load itself and leveling the generated heat energy generated by the load, or by rotating the antenna that radiates high frequency, the heat energy generated by the load is similarly reduced. A leveling rotating antenna system was used.
It is also important to shorten the heating time. Taking a high-frequency heating device used in a general household as an example, in use in a busy time zone in the morning, it is necessary to shorten the heating time even for one second for the convenience of the user.
Furthermore, since a commercially available high-frequency heating device is always operated at about 100 V, 14 A (1400 W), which is the maximum limit power, shortening the heating time directly contributes to energy saving.

そこで、導波管内にマイクロ波検知装置を設け、検知信号に応じて回転アンテナを加熱効率の最適な回転角度に停止させることで、加熱時間の短縮を図る構成とする発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。 In view of this, an invention has been disclosed in which a microwave detection device is provided in the waveguide and the heating time is shortened by stopping the rotating antenna at an optimal rotation angle for heating efficiency in accordance with the detection signal ( For example, see Patent Document 1).

特開２００３−１５７９６３号公報（第１―３頁、第１図）JP 2003-157963 A (page 1-3, FIG. 1)

しかしながら、特許文献１に開示された発明は、マグネトロンから発振したマイクロ波の反射係数Γを求め、この反射係数Γが最小になる位置に回転アンテナを停止するものであるため、実際に加熱される負荷の温度分布とは相違することがあり、結果として、加熱ムラが解消しないという問題があった。
例えば、庫内中央に置かれた茶碗一杯、ミルク一杯などの小負荷に対しては、最も効率的に高周波を吸収する状態とは言えないため、最適な効率で加熱されているとは言えない傾向があった。そこで、効率的な庫内中心部への電界集中を行うと、今度は、食品内部での加熱ムラが大きくなる傾向があった。
すなわち、加熱ムラ解消と加熱時間短縮は二律背反とも言える課題であって、その解決が待望されていた。 However, since the invention disclosed in Patent Document 1 obtains the reflection coefficient Γ of the microwave oscillated from the magnetron and stops the rotating antenna at a position where the reflection coefficient Γ is minimized, it is actually heated. The temperature distribution of the load may be different, and as a result, there is a problem that uneven heating is not eliminated.
For example, for a small load such as a cup of teacup or milk placed in the center of the refrigerator, it cannot be said that it is the state that absorbs high frequency most efficiently, so it cannot be said that it is heated with optimum efficiency. There was a trend. Therefore, if the electric field concentration is efficiently performed in the central part of the interior, the heating unevenness inside the food tends to increase.
In other words, eliminating heating unevenness and shortening the heating time are problems that can be said to be a trade-off, and a solution has been awaited.

本発明は、前記問題を解決するためになされたもので、加熱ムラ解消と加熱時間短縮との両立を可能とする高周波加熱装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a high-frequency heating apparatus capable of coexisting with heating unevenness elimination and heating time reduction.

本発明に係る高周波加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、
該加熱室に、高周波を透過する誘電体板を介して接続されたアンテナ室と、
高周波を発生する高周波発振器と、
該高周波発振器が発振した高周波を前記アンテナ室に伝播する導波管と、
回転自在に配置され、前記アンテナ室の内部に電界放出部分が配置されたアンテナと、
該アンテナを回転させると共に任意の回転角度で停止させるモータと、
該モータの回転または停止を制御する制御装置と、
を有し、
前記制御装置が、加熱開始から一定時間の間、前記アンテナが所定の初期アンテナ角度を維持するように前記モータを停止させ、当該一定時間が経過した後、前記モータを回転させることを特徴としている。 A high-frequency heating device according to the present invention includes a heating chamber for storing an object to be heated,
An antenna chamber connected to the heating chamber via a dielectric plate that transmits high frequencies;
A high-frequency oscillator that generates a high frequency; and
A waveguide that propagates the high frequency generated by the high-frequency oscillator to the antenna chamber;
An antenna that is rotatably arranged and has a field emission portion disposed inside the antenna chamber;
A motor for rotating the antenna and stopping at an arbitrary rotation angle;
A control device for controlling rotation or stop of the motor;
Have
The control device stops the motor so that the antenna maintains a predetermined initial antenna angle for a certain time from the start of heating, and rotates the motor after the certain time has elapsed. .

本発明に係る高周波加熱装置は、制御装置が、加熱開始から一定時間の間、アンテナが所定の初期アンテナ角度を維持するようにモータを停止させ、当該一定時間が経過した後、モータを回転させることを特徴としているから、加熱開始から一定時間の間（以下、「第一段階加熱時間」と称す場合がある）において、加熱室の特定位置に電界を集中させ、当該位置における負荷（食品）の温度を上昇させ、その後、アンテナを回転させることによって、負荷（食品）の温度平準化を行うことによって、加熱速度の向上、ひいては加熱効率の向上と加熱ムラ解消の両立を実現することができる。 In the high-frequency heating device according to the present invention, the control device stops the motor so that the antenna maintains a predetermined initial antenna angle for a certain time from the start of heating, and rotates the motor after the certain time has elapsed. Therefore, during a certain period from the start of heating (hereinafter sometimes referred to as “first stage heating time”), the electric field is concentrated at a specific position in the heating chamber, and the load (food) at that position By increasing the temperature of the water and then rotating the antenna, the temperature of the load (food) is leveled, so that it is possible to improve heating speed and thus improve heating efficiency and eliminate uneven heating. .

特に、初期アンテナ角度を、第一段階加熱時間においてアンテナを加熱室中心部に電界が集中するような角度にしておけば、食品の置かれる加熱室内中心部のベースとなる温度が上昇するから、茶碗一杯、ミルク一杯といった小負荷の場合には、加熱速度向上を第一優先とした運転となり、一方、容積の大きな負荷や平面方向に広い負荷などの場合には、加熱ムラを極力低減することが可能となる。 In particular, if the initial antenna angle is such that the electric field concentrates on the center of the heating chamber during the first stage heating time, the temperature that becomes the base of the center of the heating chamber where the food is placed rises. In the case of a small load such as a full cup of tea or a full milk, the first priority is to improve the heating rate. On the other hand, if the load is large or the load is wide in the plane direction, heating unevenness should be reduced as much as possible. Is possible.

さらに、ターンテーブルやアンテナなどの庫内電界分布を変化させる手段を停止した状態での運転は、ともすると局所加熱や高周波発振機の発熱を促してしまい、製品の寿命を低下させる一因ともなりうるが、本発明では寿命低下の可能性を抑制することも可能である。 Furthermore, operation with the means for changing the electric field distribution inside the cabinet, such as turntables and antennas, stopped is likely to promote local heating and heat generation of the high-frequency oscillator, leading to a reduction in product life. However, in the present invention, it is also possible to suppress the possibility of a decrease in life.

[実施の形態１]
図１〜図３は本発明の実施形態１に係る高周波加熱装置を模式的に示すものであって、図１は斜視図、図２は一部（アンテナ室周辺）の断面図、図３は一部（アンテナ室）の上面図である。
図１において、高周波加熱装置１００は、被加熱物を収納する加熱室３と、加熱室３に、高周波を透過する誘電体板７を介して接続されたアンテナ室１３と、高周波を発生する高周波発振器（マグネトロン）１０と、高周波発振器１０が発振した高周波をアンテナ室１３に伝播する導波管８と、回転自在に配置され、アンテナ室１３の内部に電界放出部分１１ｂが配置されたアンテナ１１と、アンテナ１１を回転させると共に任意の回転角度で停止させるモータ１２と、モータ１２の回転または停止を制御する図示しない制御装置と、を有している。 [Embodiment 1]
1 to 3 schematically show a high-frequency heating device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a perspective view, FIG. 2 is a sectional view of a part (around an antenna room), and FIG. It is a top view of a part (antenna room).
In FIG. 1, a high-frequency heating apparatus 100 includes a heating chamber 3 that houses an object to be heated, an antenna chamber 13 that is connected to the heating chamber 3 via a dielectric plate 7 that transmits high-frequency waves, and a high-frequency that generates a high frequency. An oscillator (magnetron) 10, a waveguide 8 that propagates the high frequency oscillated by the high-frequency oscillator 10 to the antenna chamber 13, and an antenna 11 that is rotatably disposed and has a field emission portion 11 b disposed inside the antenna chamber 13. The motor 12 rotates the antenna 11 and stops at an arbitrary rotation angle, and a control device (not shown) that controls the rotation or stop of the motor 12.

（本体）
図１において、本体１の中には加熱室３があり、ドア４を開き、被加熱物２を加熱室３内に収納する。ドア４を閉め、被加熱物２を加熱すべく、設定入力手段である操作パネル６にて加熱開始や加熱時間の設定、目標加熱温度の設定などの入力操作を行う。ドア４にはパンチングメタルとガラスなどで構成される視認窓５が設けられ、加熱室３内の被加熱物２の調理状態を確認することが可能である。 (Body)
In FIG. 1, there is a heating chamber 3 in a main body 1, a door 4 is opened, and an object to be heated 2 is stored in the heating chamber 3. In order to close the door 4 and heat the article 2 to be heated, input operations such as heating start, heating time setting, and target heating temperature setting are performed on the operation panel 6 as setting input means. The door 4 is provided with a visual window 5 made of punching metal and glass, and the cooking state of the object to be heated 2 in the heating chamber 3 can be confirmed.

（誘電体板）
図２において、加熱室３内の底面には高周波を透過する誘電体板７が設置されているから、誘電体板７の下部から上部に向けて高周波を放射すれば、誘電体板７の上に載置された被加熱物（食品）２は加熱されることになる。 (Dielectric plate)
In FIG. 2, a dielectric plate 7 that transmits high frequency is provided on the bottom surface in the heating chamber 3. If high frequency is radiated from the lower portion to the upper portion of the dielectric plate 7, The article to be heated (food item) 2 placed on is heated.

（アンテナ）
誘電体板７の下には加熱室２内への高周波を効果的に伝播するアンテナ１１が設置されている。アンテナ１１は電界放射を目的としており、アルミなどの良導体で製造され、中空であるアンテナシャフト部１１ａと、アンテナシャフト部１１ａの先端にアンテナ平板部（電界放出部分に同じ）１１ｂとを具備している。なお、アンテナシャフト部１１ａとアンテナ平板部１１ｂとは、別個に製造された後接続されたものであっても、最初から一体的に製造されたものであってもよい。 (antenna)
Under the dielectric plate 7, an antenna 11 that effectively propagates a high frequency into the heating chamber 2 is installed. The antenna 11 is intended for electric field radiation, and is made of a good conductor such as aluminum, and has a hollow antenna shaft portion 11a and an antenna flat plate portion (same as the field emission portion) 11b at the tip of the antenna shaft portion 11a. Yes. The antenna shaft portion 11a and the antenna flat plate portion 11b may be manufactured separately or connected, or may be manufactured integrally from the beginning.

図３において、アンテナ室１３内の略中心部にアンテナ１１が設置されている。アンテナ平板部１１ｂ上にアンテナ開口部１１ｃが設けられている。
アンテナ開口部１１ｃは、例えばスロットアンテナと称され、伝播される高周波の波長の１／４あるいは１／２程度の開口部を設けることで、効果的に高周波を放出する構造を有しているものもある。
また、単純にアンテナシャフト部１１ａ周辺から放出される高周波をアンテナ１１上部、すなわち被加熱物２に効果的に放射するために、アンテナ平板部１１ｂ上のうち、アンテナシャフト部１１ａに近い部分に開口を設けたものもある。 In FIG. 3, the antenna 11 is installed at a substantially central portion in the antenna chamber 13. An antenna opening 11c is provided on the antenna flat plate portion 11b.
The antenna opening 11c is called a slot antenna, for example, and has a structure that effectively emits a high frequency by providing an opening that is about ¼ or ½ of the wavelength of the propagated high frequency. There is also.
Moreover, in order to radiate the high frequency emitted from the periphery of the antenna shaft portion 11a simply to the upper portion of the antenna 11, that is, to the object to be heated 2, an opening is formed in a portion near the antenna shaft portion 11a on the antenna flat plate portion 11b. Some are provided with

（導波管板）
高周波の発振源である高周波発振器（マグネトロン）１０は、一般家庭などで用いられるものでは、周波数約２４５０ＭＨｚのマイクロ波を発振するものである。そして、発振されたマイクロ波は導波管８を介し、アンテナ１１へ伝播する構造となっている。 (Waveguide plate)
A high-frequency oscillator (magnetron) 10 that is a high-frequency oscillation source oscillates a microwave having a frequency of about 2450 MHz when used in a general household. The oscillated microwave propagates to the antenna 11 through the waveguide 8.

（アンテナの回転）
アンテナ１１はアンテナ室１３内で回転することにより、アンテナ１１の表面から伝播するマイクロ波の強弱や、加熱室２内に起こる定在波によるマイクロ波の強弱による影響を極力排除し、アンテナ１１の上部に位置する被加熱物２の加熱を平準化する、ひいては加熱ムラを抑制する効果を持つ。
アンテナ１１の回転はモータ１２によって行われる。モータシャフト１２ａは、中空で構成されているアンテナシャフト１１ａに差し込まれることで接続される。 (Rotating antenna)
By rotating the antenna 11 in the antenna chamber 13, the influence of the strength of the microwave propagating from the surface of the antenna 11 and the strength of the microwave caused by the standing wave occurring in the heating chamber 2 is eliminated as much as possible. It has the effect of leveling the heating of the article 2 to be heated located at the top, and thus suppressing uneven heating.
The rotation of the antenna 11 is performed by the motor 12. The motor shaft 12a is connected by being inserted into a hollow antenna shaft 11a.

（回転角度検知手段）
また、モータシャフト１２ａには、シャフトカム１２ｂが設置され、シャフトカム１２ｂは回転に応じて、一定角度ごとに、回転角度検知手段１５であるマイクロスイッチを押す構造となっている。すなわち、回転角度検知手段１５に入力があるときは、アンテナ１１の回転角度（位相に同じ）がある特定角度であることを検知したことになる。また、モータ１２の回転数に応じて、回転角度検知手段１５の前記検知信号の入力後の経過時間により、現在の回転角度（位相）を検知することも可能である。 (Rotation angle detection means)
Further, a shaft cam 12b is installed on the motor shaft 12a, and the shaft cam 12b is configured to push a micro switch, which is the rotation angle detection means 15, for each constant angle according to the rotation. That is, when there is an input to the rotation angle detection means 15, it is detected that the rotation angle (same as phase) of the antenna 11 is a specific angle. Further, it is possible to detect the current rotation angle (phase) based on the elapsed time after the detection signal is input to the rotation angle detection means 15 according to the rotation speed of the motor 12.

なお、回転角度検知手段１５は図２ではマイクロスイッチを例として挙げているが、例えば光ピックアップのような光学装置を利用したり、磁性体や誘電体などが近づいた場合に、磁界強度や静電容量を検知する磁界センサや電界センサを用いても構成可能である。また更に、モータ１２自体に回転角度検知機能を持たせたものを採用してもよい。さらに、モータ１２としてステッピングモータを用いてもよい。
よって、検知された回転角度は、制御装置（図示せず）に送信されることにより、現在のアンテナ１１の回転角度（位相）の検知および制御に利用をすることが可能となる。 In FIG. 2, the rotation angle detection means 15 is exemplified by a microswitch. However, when an optical device such as an optical pickup is used, or when a magnetic material or dielectric material approaches, the magnetic field strength or static electricity is detected. It can also be configured using a magnetic field sensor or an electric field sensor for detecting electric capacity. Furthermore, the motor 12 itself may have a rotation angle detection function. Further, a stepping motor may be used as the motor 12.
Therefore, the detected rotation angle is transmitted to a control device (not shown), so that the current rotation angle (phase) of the antenna 11 can be used for detection and control.

（温度検知手段）
加熱室３に、被加熱物２や誘電体板７の温度を計測する温度検知手段９が設置されている。温度検知手段は、たとえば、赤外線センサなどを利用するものであるから、非接触で被加熱物２の温度を計測することが可能である。
また、高周波発振器１０には、この温度を計測する発振器温度検知手段１４が設置されている。発振器温度検知手段１４はサーミスタなどで構成され、高周波発振器１０の発熱状態を検知することができる。
高周波加熱装置１０では、高周波の反射により、高周波発振器１０の自己発熱が起こるため、高周波発振器１０の温度上昇をモニタリングし、発熱が大きい場合には高周波発振器１０を強制停止するなどの保護策にも利用できる。 (Temperature detection means)
In the heating chamber 3, temperature detecting means 9 for measuring the temperature of the object to be heated 2 and the dielectric plate 7 is installed. Since the temperature detection means uses, for example, an infrared sensor, it is possible to measure the temperature of the object to be heated 2 in a non-contact manner.
The high-frequency oscillator 10 is provided with an oscillator temperature detecting means 14 for measuring this temperature. The oscillator temperature detecting means 14 is composed of a thermistor or the like and can detect the heat generation state of the high-frequency oscillator 10.
In the high-frequency heating device 10, self-heating of the high-frequency oscillator 10 occurs due to high-frequency reflection. Therefore, the temperature rise of the high-frequency oscillator 10 is monitored, and if the heat generation is large, the high-frequency oscillator 10 is forcibly stopped. Available.

（加熱分布）
図４は本発明の実施形態１に係る高周波加熱装置における加熱分布を模式的に示す上面図であって、（ａ）はアンテナを回転した場合、（ｂ）〜（ｊ）はアンテナを４５°ごとに停止した場合である。なお、説明の便宜上、図４の（ｂ）における回転角度を「０°」とし、このとき、アンテナ１１の１２時の位置（図中、最上部）に目印として「黒三角」を描いている。また、図４に示す斜線部は、誘電体板７の上に、仮想の平板負荷（図示せず）を置き、高周波発振器１０を出力２００Ｗ、２４秒間発振した際に、４０℃以上温度上昇した部分（昇温の大きな部分、以下「昇温大部分２０」と称す）である。 (Heating distribution)
FIG. 4 is a top view schematically showing a heating distribution in the high-frequency heating device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4A shows a case where the antenna is rotated, and FIGS. It is a case where it stops every time. For convenience of explanation, the rotation angle in FIG. 4B is “0 °”, and at this time, a “black triangle” is drawn as a mark at the 12 o'clock position of the antenna 11 (the uppermost part in the figure). . In addition, the shaded portion shown in FIG. 4 has a temperature rise of 40 ° C. or more when a virtual plate load (not shown) is placed on the dielectric plate 7 and the high frequency oscillator 10 oscillates at 200 W for 24 seconds. This is a portion (a portion where the temperature rise is large, hereinafter referred to as “temperature rise large portion 20”).

（アンテナ回転時の加熱分布）
図４（ａ）は、便宜的にアンテナ１１の角度が０°で停止した図（図４の（ｂ）に同じ）となっているが、昇温大部分２０はアンテナ１１を回転させた場合の例である。すなわち、中央を除く全域にわたり満遍なく昇温されており、中心部の加熱が相対的に弱いが、大きな被加熱物２を均一に加熱する性能に優れていることがわかる。
ところで、図中、アンテナ１１の径は１６０ｍｍ程度であり、一般家庭の加熱対象として置かれる比較的小さな被加熱物２、すなわちコップや茶碗などの径は６０ｍｍ〜１００ｍｍ程度であるため、特に小さな被加熱物２、たとえば、コップや茶碗などは、アンテナ１１を回転させるだけでは、効率的に加熱されないことになる。 (Heating distribution during antenna rotation)
4A is a diagram in which the angle of the antenna 11 is stopped at 0 ° for the sake of convenience (same as in FIG. 4B). However, most of the temperature increase 20 is when the antenna 11 is rotated. It is an example. That is, the temperature is uniformly distributed over the entire region excluding the center, and the heating of the central portion is relatively weak, but it is understood that the performance of uniformly heating the large object to be heated 2 is excellent.
Incidentally, in the figure, the diameter of the antenna 11 is about 160 mm, and the diameter of a relatively small object 2 to be heated as a general household heating object, that is, a cup or teacup is about 60 mm to 100 mm. The heated object 2, such as a cup or teacup, is not efficiently heated only by rotating the antenna 11.

（アンテナ停止時の加熱分布）
図４（ｂ）〜（ｊ）は、０°、４５°・・・３１５°とそれぞれ４５°ピッチでアンテナ１１を停止した場合の加熱分布である。かかる図に示す昇温大部分２０（斜線部）の分布状況より明らかなように、停止角度によって加熱室３内の中央を加熱したり、加熱室３内の端部を加熱したりする傾向がさまざまである。
特に注目すべきは図４（ｈ）であり、被加熱物２の置かれる加熱室３の中央部に強い加熱分布を示している。したがって、かかる状態（２７０°に停止した状態）において加熱すると、特に小さな被加熱物２、たとえば、コップや茶碗などに関しては加熱時間短縮、すなわち消費電力低減に寄与することになる。また、大きな負荷においては、結果として加熱室３の中心部を覆うように確実に置かれるため、この場合も加熱時間短縮の効果が見込める。 (Heating distribution when antenna is stopped)
4B to 4J are heating distributions when the antenna 11 is stopped at 45 ° pitches of 0 °, 45 °... 315 °, respectively. As is apparent from the distribution of the temperature rising portion 20 (shaded portion) shown in this figure, the center in the heating chamber 3 tends to be heated or the end in the heating chamber 3 is heated depending on the stop angle. It is various.
Of particular note is FIG. 4 (h), which shows a strong heating distribution in the center of the heating chamber 3 in which the article to be heated 2 is placed. Therefore, heating in such a state (state stopped at 270 °) contributes to shortening of the heating time, that is, reducing power consumption, particularly for a small object to be heated 2, such as a cup or teacup. In addition, in a large load, the heat chamber 3 is surely placed so as to cover the central portion of the heating chamber 3 as a result. In this case, the effect of shortening the heating time can be expected.

（初期アンテナ角度、第一段加熱時間）
そこで、アンテナ１１の停止角度２７０°を「初期アンテナ角度（Ｘ＝２７０°）」とし、加熱を開始して一定時間（以下「第一段加熱時間Ａ１」と称す）が経過するまでは、アンテナ１１を初期アンテナ角度（２７０°）に停止する加熱状態を初期状態とし、第一段加熱時間Ａ１が経過したところで、加熱ムラ低減を図るために、アンテナ１１の回転をスタートさせる。
すなわち、かかるアンテナ１１の停止および回転によって、加熱時間短縮と加熱ムラ平準化との両立に成功したのが本発明である。
なお、以上は、初期アンテナ角度が２７０°である場合を例示しているが、本発明はこれに限定するものではなく、アンテナ１１の形状や加熱室３の寸法によって、その最適値は変動し、一義的に特定されるものではない。 (Initial antenna angle, first stage heating time)
Therefore, the stop angle 270 ° of the antenna 11 is set to the “initial antenna angle (X = 270 °)”, and the antenna is kept until a certain time (hereinafter referred to as “first stage heating time A1”) elapses after heating is started. The heating state in which 11 is stopped at the initial antenna angle (270 °) is the initial state, and when the first stage heating time A1 has elapsed, the rotation of the antenna 11 is started in order to reduce heating unevenness.
That is, the present invention succeeds in both shortening the heating time and leveling the heating unevenness by stopping and rotating the antenna 11.
Note that the above illustrates the case where the initial antenna angle is 270 °, but the present invention is not limited to this, and the optimum value varies depending on the shape of the antenna 11 and the dimensions of the heating chamber 3. It is not uniquely specified.

（高周波加熱装置の制御要領）
図５は本発明の実施形態１に係る高周波加熱装置の制御要領を説明するフローチャートであって、アンテナ１１の回転／停止と高周波発振器１０の起動／停止（ＯＮ／ＯＦＦ）に関わるものである。なお、各工程（ステップ）を「Ｓ」と略記するため、第１工程、第２工程・・・を、それぞれ「Ｓ１、Ｓ２・・・」と記載する。
図５において、
（Ｓ１）調理がスタートされると、アンテナ１１が回転され、
（Ｓ２）アンテナ１１の回転角度（Ｄ１）が初期アンテナ角度（Ｘ、本実施例では２７０°に設定されている）になったところで停止される。
（Ｓ３）その後、高周波発振器１０がＯＮされ、被加熱物２へ高周波が照射される。 (Guidelines for controlling high-frequency heating equipment)
FIG. 5 is a flowchart for explaining the control procedure of the high-frequency heating device according to the first embodiment of the present invention, and relates to rotation / stop of the antenna 11 and start / stop (ON / OFF) of the high-frequency oscillator 10. In addition, in order to abbreviate each process (step) as "S", 1st process, 2nd process ... is described as "S1, S2 ...", respectively.
In FIG.
(S1) When cooking is started, the antenna 11 is rotated,
(S2) The antenna 11 is stopped when the rotation angle (D1) of the antenna 11 reaches the initial antenna angle (X, which is set to 270 ° in the present embodiment).
(S3) Thereafter, the high frequency oscillator 10 is turned on, and the object to be heated 2 is irradiated with a high frequency.

（Ｓ４）そして、被加熱物２の温度（Ｔｅｍｐ１）は温度検知手段９によって常にモニタリングされているから、あらかじめ目標温度として設定された温度Ｂ１（℃）と比較され、未満（Ｔｅｍｐ１≦Ｂ１）の場合には高周波発振器１０の温度をモニタリングを開始し、超えた（Ｔｅｍｐ１＞Ｂ１）場合にはアンテナ回転を開始する。
（Ｓ５）被加熱物２の温度（Ｔｅｍｐ１）がＢ１（℃）を超えない場合には、高周波発振を継続するが、発振器温度検知手段１４にて高周波発振器１０の温度（Ｔｅｍｐ２）をモニタリングする。高周波発振器１０の温度（Ｔｅｍｐ２）があらかじめ目標温度として設定された温度Ｃ１（℃）と比較され、未満（Ｔｅｍｐ２≦Ｃ１）の場合には、加熱継続時間（Ｔｉｍｅ１）を判断し、超えた（Ｔｅｍｐ２＞Ｃ１）場合にはアンテナ回転を開始する。 (S4) Since the temperature (Temp1) of the object to be heated 2 is constantly monitored by the temperature detecting means 9, it is compared with the temperature B1 (° C.) set in advance as the target temperature and less than (Temp1 ≦ B1). In this case, monitoring of the temperature of the high-frequency oscillator 10 is started. When the temperature exceeds (Temp1> B1), antenna rotation is started.
(S5) When the temperature (Temp1) of the object to be heated 2 does not exceed B1 (° C.), the high-frequency oscillation is continued, but the temperature (Temp2) of the high-frequency oscillator 10 is monitored by the oscillator temperature detecting means 14. The temperature (Temp2) of the high-frequency oscillator 10 is compared with a temperature C1 (° C.) set in advance as a target temperature, and when it is less (Temp2 ≦ C1), the heating duration (Time1) is determined and exceeded (Temp2) If> C1), antenna rotation is started.

（Ｓ６）あらかじめ加熱を開始してからアンテナ１１の回転を停止するまでの時間（第一段加熱時間Ａ１に同じ）が設定されている場合には、加熱を開始してからの経過時間（Ｔｉｍｅ１）が第一段加熱時間Ａ１を超えていないか判断し、未満（Ｔｉｍｅ１≦Ａ１）の場合には、第４工程（Ｓ４）に戻り、超えた（Ｔｉｍｅ１＞Ａ１）場合にはアンテナ回転を開始する。 (S6) When the time from the start of heating until the rotation of the antenna 11 is stopped (same as the first stage heating time A1) is set in advance, the elapsed time from the start of heating (Time1) ) Does not exceed the first stage heating time A1, and if it is less (Time1 ≦ A1), the process returns to the fourth step (S4), and if it exceeds (Time1> A1), antenna rotation is started. To do.

（Ｓ７）そして、被加熱物２の温度が設定された温度を超えた（Ｔｅｍｐ１＞Ｂ１）場合、高周波発振器１０の温度が設定された温度を超えた（Ｔｅｍｐ２＞Ｃ１）場合、加熱を開始してからの経過時間が第一段加熱時間Ａ１を超えた（Ｔｉｍｅ１＞Ａ１）場合には、アンテナ回転を開始する。
したがって、高周波発振器１０の自己発熱が大きくなる前にアンテナ１１は回転され、同時に高周波発振器１０以外の箇所への局所加熱が防止される。 (S7) When the temperature of the article to be heated 2 exceeds the set temperature (Temp1> B1), when the temperature of the high frequency oscillator 10 exceeds the set temperature (Temp2> C1), heating is started. When the elapsed time has exceeded the first stage heating time A1 (Time1> A1), antenna rotation is started.
Therefore, the antenna 11 is rotated before the self-heating of the high-frequency oscillator 10 increases, and at the same time, local heating to places other than the high-frequency oscillator 10 is prevented.

（Ｓ８〜Ｓ１０）さらに、設定入力手段６である操作パネルから、操作者によって加熱時間（Ｓ８）や被加熱物２の目標温度（Ｂ２）が設定された場合には、加熱を開始してからの経過時間（Ｔｉｍｅ１）と加熱時間（Ｓ８）とを比較し、前者が後者を超えた場合（Ｓ８）、また、被加熱物２の温度（Ｔｅｍｐ１）と目標温度（Ｂ２）とを比較して、前者が後者を超えた場合（Ｓ９）には、それぞれ高周波発振器１０を停止する（ＯＦＦする、Ｓ１０）。 (S8 to S10) Further, when the heating time (S8) or the target temperature (B2) of the object to be heated 2 is set by the operator from the operation panel which is the setting input means 6, the heating is started. The elapsed time (Time1) and the heating time (S8) are compared. When the former exceeds the latter (S8), the temperature (Temp1) of the heated object 2 and the target temperature (B2) are compared. When the former exceeds the latter (S9), the high frequency oscillator 10 is stopped (turned off, S10).

（Ｓ１１，Ｓ１２）その後、アンテナ１１を初期アンテナ角度（Ｘ＝２７０）の位置に戻し（Ｓ１１、Ｓ１２）、調理を終了する。
なお、第１工程および第２工程（Ｓ１、Ｓ２）または第１１工程および第１２工程（Ｓ１１、Ｓ１２）は、いずれか片方のみシーケンスに加えるようにしてもよい。 (S11, S12) Thereafter, the antenna 11 is returned to the position of the initial antenna angle (X = 270) (S11, S12), and the cooking is finished.
Note that only one of the first step and the second step (S1, S2) or the eleventh step and the twelfth step (S11, S12) may be added to the sequence.

なお、以上は、第７工程（Ｓ７）に移行するまでは、アンテナ１１を完全に停止（固定）していたが、本発明はアンテナ１１を完全な停止に固定するものに限定するものではなく、第一段加熱時間Ａ１内であっても、アンテナ１１の停止および回転を特定の割合で実施してもよい。これにより、第一段加熱時間Ａ１内における加熱室３の中央部への集中加熱割合を緩和するよう運転することが可能になる。 In the above description, the antenna 11 is completely stopped (fixed) until the seventh process (S7) is started. However, the present invention is not limited to the one that fixes the antenna 11 to the complete stop. Even within the first stage heating time A1, the antenna 11 may be stopped and rotated at a specific rate. Thereby, it becomes possible to operate | move so that the concentration heating ratio to the center part of the heating chamber 3 in 1st-stage heating time A1 may be eased.

（アンテナの停止および回転の効果）
上記構成により、本発明の高周波加熱装置１００では、加熱室３内の中央に設置された被加熱物２を効率的に加熱することが可能となり、加熱時間の短縮、ひいては消費電力の低減効果をもたらすことが可能となる。また、加熱初期に一定時間だけアンテナ１１の回転を停止し、その後にアンテナ１１を回転させることで、加熱ムラの平準化も可能となる。よって、二律背反とされている加熱時間の短縮と加熱ムラ平準化の両立が可能となる。
さらに、アンテナ停止からアンテナ回転へ移行するタイミングは、被加熱物２の仕上がりに大きく寄与し、被加熱物温度や加熱時間を保証し、さらに、高周波発振器の温度を参照することによって、高周波発振器などの寿命を確保することになる。よって、高周波加熱装置１００では装置の利便性と被加熱物の品質の両方が保証される。 (Antenna stop and rotation effect)
With the above configuration, in the high-frequency heating device 100 of the present invention, it becomes possible to efficiently heat the article 2 to be heated installed in the center of the heating chamber 3, and the effect of shortening the heating time and thus reducing the power consumption can be achieved. Can be brought. Further, by stopping the rotation of the antenna 11 for a certain time in the initial stage of heating and then rotating the antenna 11, it is possible to level the heating unevenness. Therefore, it is possible to achieve both shortening of the heating time, which is a trade-off, and leveling of the heating unevenness.
Furthermore, the timing of shifting from antenna stop to antenna rotation greatly contributes to the finish of the object to be heated 2, guarantees the temperature of the object to be heated and the heating time, and further refers to the temperature of the high frequency oscillator to It will ensure the lifetime of. Therefore, the high-frequency heating apparatus 100 guarantees both the convenience of the apparatus and the quality of the object to be heated.

[実施の形態２]
（高周波加熱装置の制御要領）
図６は本発明の実施形態２に係る高周波加熱装置の制御要領を説明するフローチャートであって、初期アンテナ角度を特定するシーケンスを示すものである。なお、当該制御要領を実行する高周波加熱装置（図示しない）は実施の形態１における高周波加熱装置１００に同じであるから、説明を省略する。
図６に示すシーケンスは、使用者の嗜好に基づき、使用頻度が高い被加熱物２を対象に、アンテナ１１の初期アンテナ角度を特定する点において、初期アンテナ角度をあらかじめ設定しておく実施の形態１（図５参照）と相違する。 [Embodiment 2]
(Guidelines for controlling high-frequency heating equipment)
FIG. 6 is a flowchart for explaining the control procedure of the high-frequency heating device according to the second embodiment of the present invention, and shows a sequence for specifying the initial antenna angle. The high-frequency heating device (not shown) that executes the control procedure is the same as the high-frequency heating device 100 in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
The sequence shown in FIG. 6 is an embodiment in which the initial antenna angle is set in advance in terms of specifying the initial antenna angle of the antenna 11 for the heated object 2 that is frequently used based on the user's preference. 1 (see FIG. 5).

（Ｓ１３）高周波発振器１０をＯＮし、
（Ｓ１４、Ｓ１５）アンテナ１１の回転角度（Ｄ２）を一定の位置に停止する。たとえば、ΔＤ＝４５°として、一巡目にはＤ２＝０°、二巡目にはＤ２＝ΔＤ、三巡目にはＤ２＝２×ΔＤ、四巡目以降同様に停止する。そして、回転角度（Ｄ２）が３６０°を超えた（Ｄ２≧３６０°）場合には、高周波発信器１０を停止し、回転角度（Ｄ２）が３６０°未満（Ｄ２＜３６０°）の場合には、以下の温度検知を実行する。 (S13) The high frequency oscillator 10 is turned on,
(S14, S15) The rotation angle (D2) of the antenna 11 is stopped at a fixed position. For example, assuming ΔD = 45 °, D2 = 0 ° in the first round, D2 = ΔD in the second round, D2 = 2 × ΔD in the third round, and the same operation is stopped in the fourth and subsequent rounds. When the rotation angle (D2) exceeds 360 ° (D2 ≧ 360 °), the high-frequency transmitter 10 is stopped, and when the rotation angle (D2) is less than 360 ° (D2 <360 °) The following temperature detection is executed.

（Ｓ１６〜Ｓ１９）アンテナ１１が回転角度（Ｄ２）で停止している間の温度上昇率を検知する。すなわち、一定時間が経過する前後における温度（Ｔｅｍｐ３ａ、Ｔｅｍｐ３ｂ）を、温度検知手段９にて検知し、その温度差分（ΔＴｅｍｐ＝Ｔｅｍｐ３ｂ−Ｔｅｍｐ３ａ）を「負荷温度上昇率」とする。なお、それぞれの回転角度（Ｄ２）において前記一定時間（ΔＴｉｍｅ）が相違する場合には、単位時間当たりの温度差分（（Ｔｅｍｐ３ｂ−Ｔｅｍｐ３ａ）／ΔＴｉｍｅ）を「負荷温度上昇率」とする。 (S16-S19) The temperature increase rate is detected while the antenna 11 is stopped at the rotation angle (D2). That is, the temperature (Temp3a, Temp3b) before and after a certain time elapses is detected by the temperature detecting means 9, and the temperature difference (ΔTemp = Temp3b−Temp3a) is set as the “load temperature increase rate”. In addition, when the said fixed time ((DELTA) Time) differs in each rotation angle (D2), let the temperature difference ((Temp3b-Temp3a) / (DELTA) Time) per unit time be a "load temperature rise rate."

（Ｓ２０〜Ｓ２１）そこで、第１５工程〜第２０工程（Ｓ１５〜Ｓ２０）を各回転角度（Ｄ２）ごとに繰り返し、この間で、負荷温度上昇率が最も大きい値を示した回転角度（Ｄ２）を「初期アンテナ角度」として記憶する。
（Ｓ２２、Ｓ２３）そして、初期アンテナ角度を特定した後に、高周波発振器１０をＯＦＦし、特定した初期アンテナ角度を加熱初期状態におけるアンテナ停止角度として設定する。以後、設定されて初期アンテナ角度は「運転時の初期アンテナ角度＝Ｘ」として、図５に示すフローチャートの「Ｘ」に代入され、加熱効率のよい初期アンテナ角度として利用される。 (S20 to S21) Accordingly, the fifteenth to twentieth steps (S15 to S20) are repeated for each rotation angle (D2), and the rotation angle (D2) showing the largest value of the rate of increase in load temperature is obtained during this period. Store as “initial antenna angle”.
(S22, S23) After specifying the initial antenna angle, the high-frequency oscillator 10 is turned off, and the specified initial antenna angle is set as the antenna stop angle in the heating initial state. Thereafter, the set initial antenna angle is set as “initial antenna angle during operation = X”, and is substituted into “X” in the flowchart shown in FIG. 5 to be used as an initial antenna angle with good heating efficiency.

よって、実施の形態２においては、初期アンテナ角度があらかじめ設定される実施の形態１に示す高周波加熱装置１００と同様に、二律背反とされている加熱時間の短縮と加熱ムラ平準化の両立が可能になると共に、使用頻度が高い被加熱物２を対象にした初期アンテナ角度が特定されるため、加熱時間の短縮と加熱ムラ平準化の両立がさらに促進されることになる。 Therefore, in the second embodiment, similar to the high-frequency heating device 100 shown in the first embodiment in which the initial antenna angle is set in advance, it is possible to achieve both the shortening of the heating time and the leveling of the heating unevenness that are contradictory to each other. In addition, since the initial antenna angle for the object to be heated 2 that is frequently used is specified, both shortening of the heating time and leveling of the heating unevenness are further promoted.

以上より、本発明の高周波加熱装置は、アンテナが加熱初期に停止した後で回転を開始するため、加熱時間の短縮と加熱ムラ平準化の両立が可能になることから、家庭用および業務用の各種高周波加熱装置に広く利用することができる。 As described above, since the high-frequency heating device of the present invention starts rotating after the antenna stops in the initial stage of heating, it is possible to achieve both shortening of heating time and leveling of heating unevenness. It can be widely used for various high-frequency heating devices.

本発明の実施形態１に係る高周波加熱装置を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows typically the high frequency heating apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１に係る高周波加熱装置のアンテナ室周辺の断面図。Sectional drawing of the antenna chamber periphery of the high frequency heating apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１に係る高周波加熱装置のアンテナ室の上面図。The top view of the antenna room of the high frequency heating device concerning Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態１に係る高周波加熱装置における加熱分布を示す上面図。The top view which shows the heating distribution in the high frequency heating apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１に係る高周波加熱装置の制御要領を示すフローチャート。The flowchart which shows the control point of the high frequency heating apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態２に係る高周波加熱装置の制御要領を示すフローチャート。The flowchart which shows the control point of the high frequency heating apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention.

Explanation of symbols

１：本体、２：被加熱物、３：加熱室、４：ドア、５：視認窓、６：設定入力手段（操作パネル）、７：誘電体板、８：導波管、９：温度検知手段、１０：高周波発振器（マグネトロン）、１１：アンテナ、１１ａ：アンテナシャフト部、１１ｂ：アンテナ平板部、１１ｃ：アンテナ開口部、１２：モータ、１２ａ：モータ、１２ｂ：シャフトカム、１３：アンテナ室、１４：発振器温度検知手段、１５：回転角度検知手段。 1: Main body, 2: Heated object, 3: Heating chamber, 4: Door, 5: Viewing window, 6: Setting input means (operation panel), 7: Dielectric plate, 8: Waveguide, 9: Temperature detection Means: 10: high frequency oscillator (magnetron), 11: antenna, 11a: antenna shaft portion, 11b: antenna plate portion, 11c: antenna opening, 12: motor, 12a: motor, 12b: shaft cam, 13: antenna chamber, 14: oscillator temperature detection means, 15: rotation angle detection means.

Claims

A heating chamber for storing an object to be heated;
An antenna chamber connected to the heating chamber via a dielectric plate that transmits high frequencies;
A high-frequency oscillator that generates a high frequency; and
A waveguide that propagates the high frequency generated by the high-frequency oscillator to the antenna chamber;
An antenna that is rotatably arranged and has a field emission portion disposed inside the antenna chamber;
A motor for rotating the antenna and stopping at an arbitrary rotation angle;
A control device for controlling rotation or stop of the motor;
Have
The control device stops the motor so that the antenna maintains a predetermined initial antenna angle for a certain time from the start of heating, and rotates the motor after the certain time has elapsed. High frequency heating device.

A heating chamber for storing an object to be heated;
An antenna chamber connected to the heating chamber via a dielectric plate that transmits high frequencies;
A high-frequency oscillator that generates a high frequency; and
A waveguide that propagates the high frequency generated by the high-frequency oscillator to the antenna chamber;
An antenna that is rotatably arranged and has a field emission portion disposed inside the antenna chamber;
A motor for rotating the antenna and stopping at an arbitrary rotation angle;
A control device for controlling rotation or stop of the motor;
Have
The time during which the control device stops the motor so that the antenna maintains a predetermined initial antenna angle during a certain time from the start of heating is a predetermined time with respect to the time during which the motor rotates. Stop and rotate the motor to a ratio,
A high-frequency heating apparatus, wherein the motor is rotated after the predetermined time has elapsed.

The high-frequency heating device according to claim 1 or 2, wherein a phase at which a strong heating distribution is formed above a central portion of the antenna is the initial antenna angle.

Load temperature detecting means for detecting the temperature of the load is installed in the heating chamber,
Prior to heating an arbitrary load, the antenna is intermittently rotated and stopped at every predetermined rotation angle, and the load temperature detecting means detects the temperature increase rate of the load per fixed time at each stop position. The high-frequency heating apparatus according to claim 1 or 2, wherein a rotation angle at which the temperature rises at a maximum value is detected as the initial antenna angle.

A setting input means for receiving input by the user and transmitting the received input information to the control means is installed.
The high-frequency heating device according to any one of claims 1 to 4, wherein the predetermined time is arbitrarily set by a user.

Load temperature detecting means for detecting the temperature of the load is installed in the heating chamber,
5. The high-frequency heating device according to claim 1, wherein the predetermined time is a time from the start of heating until the temperature detected by the load temperature detecting means reaches a predetermined load temperature. .

The high frequency according to any one of claims 1 to 6, wherein, after the heating, the control unit rotates the motor so that the antenna has the initial antenna angle, and then stops the motor. Heating device.

2. The heating is started after the motor is stopped after the control unit rotates the motor in advance so that the antenna has the initial antenna angle before starting heating. The high-frequency heating device according to any one of 1 to 7.

Oscillator temperature detection means for detecting the temperature of the high-frequency oscillator is installed,
9. The high frequency heating apparatus according to claim 1, wherein the predetermined time is a time for the temperature detected by the oscillator temperature detecting means to reach a predetermined temperature.

Motor temperature detection means for detecting the temperature of the motor is provided,
9. The high-frequency heating device according to claim 1, wherein the predetermined time is a time for the temperature detected by the motor temperature detecting means to reach a predetermined temperature.

Antenna angle detection means comprising a protrusion installed on the rotating shaft of the motor and a mechanical switch pressed by the protrusion is installed,
11. The antenna angle detecting means detects a rotation angle of the motor based on a start signal of the mechanical switch pressed at the start of rotation of the motor and a rotation speed of the motor. The high frequency heating device according to any one of the above.

Antenna angle detection means comprising a protrusion installed on the rotating shaft of the motor and an electric field sensor for detecting a change in capacitance depending on the distance from the protrusion,
11. The antenna angle detection unit according to claim 1, wherein the rotation angle of the motor is detected based on a change in capacitance at the start of rotation of the motor and a rotation speed of the motor. The high-frequency heating device described.

An antenna angle detection means is provided that includes a protrusion installed on the rotation shaft of the motor and an optical sensor that detects the intensity of reflected light reflected when light is emitted to the protrusion.
11. The antenna angle detection means is installed, and the rotation angle of the motor is detected based on a change in reflected light at the start of rotation of the motor and a rotation speed of the motor. The high-frequency heating device described in 1.