[發明專利]高頻感應加熱裝置

有效

• 申請號: 201680034699.0
• 申請日: 2016-06-03
• 公開（公告）號: CN107710869B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 丸山友樹;山田真司
• 申請（專利權）人: 東洋制罐集團控股株式會社
• 主分類號: H05B6/50
• 分類號: H05B6/50;H05B6/64
• 代理公司: 北京旭知行專利代理事務所(普通合伙) 11432
• 代理人: 王軼;李偉

本發明提供一種實現裝置成本的降低以及裝置結構的簡化并且能夠高精度且容易地達成阻抗的微調的高頻感應加熱裝置。高頻感應加熱裝置(10)包括：高頻電源(20)、相向配置的一對電極(30)、連接于電極(30)和高頻電源(20)之間且對因為被加熱物的加熱而產生的反射功率進行檢測的反射功率檢測機構、以及對反射功率進行調整的阻抗匹配器(40)，阻抗匹配器(40)具備：與高頻電源(20)并聯連接的電容器(C1)、以及與電極(30)串聯連接的至少能夠進行電抗調整的電容器(C2)或者線圈(L)之中的至少一方，高頻電源(20)構成為能夠使頻率可變。

技術領域

本發明涉及一種利用高頻感應加熱來對配置在相向的電極之間的被加熱物進行加熱的高頻感應加熱裝置，特別是，涉及一種利用高頻感應加熱來對冷凍食材進行解凍的高頻感應加熱裝置。

背景技術

眾所周知，以往，作為利用高頻感應加熱對被加熱物進行加熱的高頻感應加熱裝置，有：利用高頻感應加熱，對配置在相向的電極之間的被加熱物進行加熱的高頻感應加熱裝置(例如，參照專利文獻1)。所謂高頻感應加熱是指：對被加熱物(感應體)外加高頻電壓，利用高頻來使構成被加熱物的各分子極性發生變化，伴隨于此的分子的旋轉、沖撞、振動、摩擦等所引起的內部發熱就能夠對被加熱物進行加熱的加熱方法。

配置了被加熱物的電極阻抗會因為被加熱物的形狀、種類、加熱或者解凍溫度而發生較大變化。此時，在高頻電源的輸出阻抗與配置了被加熱物的電極阻抗之間出現差值的狀態亦即在阻抗不匹配的狀態下，會產生反射功率，從而有可能會導致加熱或者解凍效率的降低、電路元件的破損或劣化。為了防止這些問題的發生，在高頻電源與電極之間插入有匹配器，通過設置匹配器的構成要件例如設置電容器或線圈來維持阻抗匹配。

一般情況下，在對因為食材等的形狀、種類、加熱或者解凍溫度而引起電極阻抗發生較大變化的食材等被加熱物進行加熱或解凍時，使用了：結構簡單且電路元件耐熱溫度較高、耐反射功率性能優異的真空管式高頻電源。然而，真空管式高頻電源存在下述的問題：在具有功率放大的特性的基礎之上，其陽極電壓較高，并且為大型，電源效率較低，為了利用輸出增大來補償其效率而導致裝置成本提高，而且，需要有燈絲余熱，裝置啟動需要一定的時間這些問題，另外，還有：諧振頻率因為配置了被加熱物的電極阻抗而任意變化的課題。特別是，由于電源頻率對具有各式各樣形狀的食材進行加熱或者解凍時的均一性(功率減半深度)產生影響，因此，不希望諧振頻率在那種情況下任意變化。另外，也是為了遵守日本《電波法》中的頻率規定，希望能夠處在規定的頻率變動幅度內。

另一方面，利用對半導體進行高速開關控制而進行功率放大的半導體式高頻電源則通過與高精度(high resolution)的自動匹配器進行組合，而呈現出作為系統呈小型且高效的特征，在以前一直被應用于離子放電等用途上。

雖然通過使作為匹配器構成要件的可變電容器和可變線圈的值逐漸變化來維持阻抗匹配狀態，但是，在負載如果是像食材那樣的大容量，其形狀、種類、溫度會導致電極阻抗發生較大變化的情況下，為了維持匹配狀態就需要使電容器和線圈具有較大的阻抗調整幅度，其結果，就會產生匹配器呈大型化、成本提高的問題。

另外，作為離子放電所使用的自動匹配器的電路構成，可以考慮是圖10(a)所示的倒L型、圖10(b)所示的π型。如圖10(a)所示，具備：與高頻電源20并聯連接的第1電容器C1、以及與電極30串聯連接的第2電容器C2和線圈L，構成為：第1電容器C1和第2電容器C2為容量可變的電容器，通過使其值實時地逐漸變化而可以進行阻抗匹配。

在此，將由高頻電源20的輸出阻抗和匹配器40構成的合成阻抗設為Z，則