[发明专利]高频感应加热装置

说明书

本发明提供一种实现装置成本的降低以及装置结构的简化并且能够高精度且容易地达成阻抗的微调的高频感应加热装置。高频感应加热装置(10)包括：高频电源(20)、相向配置的一对电极(30)、连接于电极(30)和高频电源(20)之间且对因为被加热物的加热而产生的反射功率进行检测的反射功率检测机构、以及对反射功率进行调整的阻抗匹配器(40)，阻抗匹配器(40)具备：与高频电源(20)并联连接的电容器(C1)、以及与电极(30)串联连接的至少能够进行电抗调整的电容器(C2)或者线圈(L)之中的至少一方，高频电源(20)构成为能够使频率可变。

技术领域

本发明涉及一种利用高频感应加热来对配置在相向的电极之间的被加热物进行加热的高频感应加热装置，特别是，涉及一种利用高频感应加热来对冷冻食材进行解冻的高频感应加热装置。

背景技术

众所周知，以往，作为利用高频感应加热对被加热物进行加热的高频感应加热装置，有：利用高频感应加热，对配置在相向的电极之间的被加热物进行加热的高频感应加热装置(例如，参照专利文献1)。所谓高频感应加热是指：对被加热物(感应体)外加高频电压，利用高频来使构成被加热物的各分子极性发生变化，伴随于此的分子的旋转、冲撞、振动、摩擦等所引起的内部发热就能够对被加热物进行加热的加热方法。

配置了被加热物的电极阻抗会因为被加热物的形状、种类、加热或者解冻温度而发生较大变化。此时，在高频电源的输出阻抗与配置了被加热物的电极阻抗之间出现差值的状态亦即在阻抗不匹配的状态下，会产生反射功率，从而有可能会导致加热或者解冻效率的降低、电路元件的破损或劣化。为了防止这些问题的发生，在高频电源与电极之间插入有匹配器，通过设置匹配器的构成要件例如设置电容器或线圈来维持阻抗匹配。

一般情况下，在对因为食材等的形状、种类、加热或者解冻温度而引起电极阻抗发生较大变化的食材等被加热物进行加热或解冻时，使用了：结构简单且电路元件耐热温度较高、耐反射功率性能优异的真空管式高频电源。然而，真空管式高频电源存在下述的问题：在具有功率放大的特性的基础之上，其阳极电压较高，并且为大型，电源效率较低，为了利用输出增大来补偿其效率而导致装置成本提高，而且，需要有灯丝余热，装置启动需要一定的时间这些问题，另外，还有：谐振频率因为配置了被加热物的电极阻抗而任意变化的课题。特别是，由于电源频率对具有各式各样形状的食材进行加热或者解冻时的均一性(功率减半深度)产生影响，因此，不希望谐振频率在那种情况下任意变化。另外，也是为了遵守日本《电波法》中的频率规定，希望能够处在规定的频率变动幅度内。

另一方面，利用对半导体进行高速开关控制而进行功率放大的半导体式高频电源则通过与高精度(high resolution)的自动匹配器进行组合，而呈现出作为系统呈小型且高效的特征，在以前一直被应用于离子放电等用途上。

虽然通过使作为匹配器构成要件的可变电容器和可变线圈的值逐渐变化来维持阻抗匹配状态，但是，在负载如果是像食材那样的大容量，其形状、种类、温度会导致电极阻抗发生较大变化的情况下，为了维持匹配状态就需要使电容器和线圈具有较大的阻抗调整幅度，其结果，就会产生匹配器呈大型化、成本提高的问题。

另外，作为离子放电所使用的自动匹配器的电路构成，可以考虑是图10(a)所示的倒L型、图10(b)所示的π型。如图10(a)所示，具备：与高频电源20并联连接的第1电容器C1、以及与电极30串联连接的第2电容器C2和线圈L，构成为：第1电容器C1和第2电容器C2为容量可变的电容器，通过使其值实时地逐渐变化而可以进行阻抗匹配。

在此，将由高频电源20的输出阻抗和匹配器40构成的合成阻抗设为Z，则