(57)【要約】【課題】発生したプラズマがガス状に噴出され、加熱室内にプラズマ状態のガスを放射するため、プラズマ部から遠方になるほどプラズマの密度が低下することや、装置内に換気部を有する場合、ガス状のプラズマが換気部の影響を受けて被処理部に効率よく接触しないので、焼き加減の調整が困難となり、修正する手段がないこと。【解決手段】本発明のプラズマ処理装置は、庫内部５に配置された被処理部９と、高周波電力を供給発振する高周波発振部１と、ガスを供給発生するガス発生部４と、高周波発振部１からの高周波電力をとガス発生部４からのガスとを混合してプラズマを生成する導波路部２と、を備え、庫内部５には磁界発生部６が設けられ、導波路部２は庫内部５内へプラズマを噴出し、磁界発生部６は被処理部９へ磁界を放射することにより、プラズマを磁界周辺に集約、凝集して留めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
庫内部に配置された被処理部と、高周波を発振する高周波発振部と、ガスを発生するガス発生部と、前記高周波発振部からの高周波電力と前記ガス発生部からのガスとを混合してプラズマを生成する導波路部と、を備え、
前記庫内部には磁界発生部が設けられ、
前記導波路部は前記庫内部内へプラズマを噴出し、前記磁界発生部は前記被処理部へ磁界を放射するプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記磁気発生部は、前記被処理部の近傍に配置されたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記磁気発生部は、前記被処理部を囲むように磁界を放射させることを特徴とする
プラズマ処理装置。
【請求項４】
前記庫内部に放射されたプラズマは、前記磁界発生部から放射された磁界と
対向していることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記磁界発生部から放射された磁界が、前記庫内部に放射されたプラズマの領域と重なっていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記被処理部は食品であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項１から６に記載のプラズマ処理装置を備えた調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界発生部およびガス発生部を備えたプラズマ処理装置とこの装置を備えた調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のプラズマ処理装置は、電子レンジ内に併設したプラズマ発生部にマイクロ波とガスを用いてプラズマを発生させて、吹き出し型プラズマとして、飲食品の表面を高速に直接加熱していた（例えば、特許文献１参照）。また、ガスとして水蒸気を用いることで、従来の水蒸気や加熱水蒸気を用いた加熱装置と比べて小型化でき、かつ電子レンジ機能と併用し、プラズマを用いた電磁波加熱装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９５９０９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１７／０２２７１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のプラズマ発生方式を用いた構成では、発生したプラズマがガス状に噴出され、加熱室内にプラズマ状態のガスを供給するが、加熱室に設置された換気装置や熱の対流などにより、加熱室の気流が変化しプラズマ状態のガスも拡散するため、安定的な焼き加減の調整が困難となる。また、プラズマの密度にムラが生じた場合、プラズマ密度の分布を修正する手段がないという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被処理部近傍に磁界発生部を有し、発生した磁界により、拡散されたプラズマを集めることができるため、前記被処理部の近傍にプラズマを集中させることができ、これにより加熱精度を高めたプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明のプラズマ処理装置は、被処理部近傍に磁界発生手段を有し、発生された磁界により拡散されたプラズマを集めることができるため、前記被処理部の近傍にプラズマを集中させることができ、これにより加熱精度を高めたプラズマ処理装置を提供することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のプラズマ処理装置は、効率的で、処理する範囲を制御でき、加熱精度を向上して、被処理部を高速に焼き上げる調理ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の磁界により保持されるプラズマの詳細説明図
【図３】本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置の換気部によるプラズマの変化例を示す説明図
【図４】本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置の磁界によりプラズマエリアを保持した状態を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
第１の発明は、
庫内部に配置された被処理部と、高周波電力を供給発振する高周波発振部と、ガスを供給発生する手段ガス発生部と、前記高周波発振部からの高周波電力をと前記ガス発生部からのガスとを混合してプラズマを生成する導波管路部と、を備え、前記庫内部には磁界発生部が設けられ、前記導波路部は前記庫内部内へプラズマを噴出し、前記磁界発生部は前記被処理部へ磁界を放射することにより、プラズマを磁界周辺に集約、凝集して留めることができる。
【００１０】
第２の発明は、前記磁気発生部は、前記被処理部の近傍に配置されたことにより、被処理部周辺に磁界を供給することができる。また、プラズマは磁界の磁力線とともに動く性質を有することから、被処理部周辺にプラズマを保持させて、効率よく被加熱物を所望の状態に加熱することができる。
【００１１】
第３の発明は、前記磁気発生部は、前記被処理部を囲むように磁界を放射させることにより、プラズマは磁界の磁力線とともに動く性質を有することから、被処理部周辺にプラズマを保持させて、被処理部を覆うように磁界を発生させることにより効率よく被加熱物を所望の状態に加熱することができる。
【００１２】
第４の発明は、前記庫内部に放射されたプラズマは、前記磁界発生部から放射された磁界と
対向していることにより、放射されたプラズマを磁界で効率よく保持でき被処理部に供給させることができる。
【００１３】
第５の発明は、前記磁界発生部から放射された磁界が、前記庫内部に放射されたプラズマの領域と重なっていることにより、重なっている領域内において磁界によりプラズマを捉え保持させることができる。
【００１４】
第６の発明は、前記被処理部が食品であることにより、プラズマの熱効果や親水性効果により、被処理部である食品表面を高速で焼くとともに味も染込み易い食品調理をすることができる。
【００１５】
第７の発明は、第１から第６の発明において、庫内部の被処理物を加熱する調理器であり、磁界の影響でプラズマを食品周辺に保持させて、効率よく被処理物を調理することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるプラズマ処理装置の構成図である。
【００１８】
図１において、庫内部５の天面壁の外側には、導波路部２が設けられている。高周波発振部１は、図示しない制御部からの信号を入力して、マイクロ波を発振し、導波路部２へ高周波電力を供給する。
なお、高周波発振部１は、例えば、発振器と半導体素子による増幅器で構成してもよいし、マグネトロンで構成してもよい。
【００１９】
庫内部５内の下部に、例えば食品である被処理部９が配置されている。そして、被処理
部９の真下には、磁界発生部６が設けられ、前記制御部からの信号を入力して、被処理部９へ磁界を放射している。
【００２０】
また、ガス発生部４はガスを発生し、ガス供給部３を介して、導波路部２内へガスを供給する。導波路部２内において、ガスとマイクロ波が合成され、プラズマが生成される。生成されたプラズマは、ガス発生部４におけるガスの流速により庫内部５に噴出され、プラズマ部７を構成するとともに、ガスの流速に応じてプラズマエリア８の範囲は調整され、庫内部５内に放射される。ここで、ガス発生部４で使われるガスは、例えば、空気、水蒸気、アルゴン等である。
【００２１】
プラズマエリア８は、プラズマ部７より遠方になるほど拡散範囲が広がり、プラズマの密度も低下して、プラズマの効果を被処理部９に安定的に供給するのは困難となる。
【００２２】
そのため、被処理部９の近傍である被処理部９の真下にプラズマを集約、凝集する磁界を発生する磁界発生部６を設置し、磁界発生部６で発生させた磁界が、被処理部９を囲むように放射させることにより、プラズマを安定して被処理部９へ印加させることができ、プラズマによる安定的な加熱が可能となる。この理由は、プラズマを構成する電子やイオンが、磁界に寄り添う性質を有しているためである。
【００２３】
なお、本実施の形態では、プラズマを発生させるために、高周波発振部１を設けマイクロ波を発生させたが、マイクロ波を発生させる以外に、半導体レーザーなど電子を加速させてガスに電子を照射できるものであれば、光でも構わない。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態１におけるプラズマ処理装置の磁界により保持されるプラズマの詳細な説明図であり、イオン回転方向例をらせん曲線１３で示している。
【００２５】
図２において、磁界発生部６に流れる電流の方向例を矢印１２で示す方向とすると、磁界は、電流が流れる方向に対して右回りに回転する性質があることから、磁界の進む方向は矢印１１で示す方向となる。
【００２６】
次に、プラズマにおける電子は、磁界の進む方向に対して右回りに小さく速く回転し、そしてイオンは、磁界の進む方向に対して左回りに大きくゆっくりと回転する。そして、外から力を加えない限り、電子とイオンは、磁界にまとわりついて離れない。
【００２７】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２におけるプラズマ処理装置の換気部１４を設けた構成例を示しており、後述する換気部１４のガス吸引力によるプラズマエリアの変化例を示す説明図である。
【００２８】
図３において、庫内部５の外壁面下部に設けられた換気部１４は、庫内部５内のガスを吸引し外部に排気するよう構成されている。換気部１４が、庫内部５内のガスを外部へ吐き出す方向に動作した場合、ガスの一種であるプラズマエリア８は、換気部１４の吸引力により吸い込まれる方向に動く。この場合、被処理部９に対するプラズマが接する面積が変わってしまう。これにより、安定的にプラズマの効果を被処理部９へ提供することが困難となるので、例えば焼成の場合、被処理部９において、焼きムラを生じてしまうという課題がある。
【００２９】
図４は、本発明の実施の形態２における磁界によりプラズマエリアを保持した状態を示す構成図である。
【００３０】
図４において、磁界発生部６により発生した磁界が、プラズマ部７から発生したプラズマエリア８と重なるように放射された場合、重なったプラズマエリア８において、プラズマの電子とイオンは、前記磁界に捉えられ、磁界の進む方向に対して回転しながら、磁界の磁束に寄り添うように集約、凝縮して磁界と同じ方向に進むことになる。これにより、プラズマを磁界内に保持させ、磁界エリア１０はプラズマ保持エリア１５となる。
【００３１】
従って、磁界発生部６において、被処理部９全体を覆うように磁界を発生させれば、安定してプラズマを被処理部９に供給することができ、被処理部９において生じる焼きムラの課題を改善できる。
【００３２】
なお、実施の形態１、２において、磁界発生部６はコイルを用いた例を示したが、これに限定されることはなく、磁界を発生させる手段であれば、例えば磁石など用いてもよい。また、実施の形態１、２では、高周波発振部１により発生させたマイクロ波を用いて、プラズマを発生させたが、磁界発生部６は、磁界を発生させるとともに電界も発生することから、高周波発振部１を用いなくてもガス発生部４から放射されたガスが、前記磁界エリア１０に接触させることでも、プラズマを発生させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように、本発明にかかるプラズマ処理装置は、種々の被処理部を意図した加熱を行える装置を提供できるので、電子レンジで代表されるような誘電加熱と併用した加熱装置や生ゴミ処理機、化学処理、殺菌処理にも適用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１  高周波発振部
２  導波路部
３  ガス供給部
４  ガス発生部
５  庫内部
６  磁界発生部
７  プラズマ部
８  プラズマエリア
９  被処理部
１０  磁界エリア
１１  磁界の進む方向を示す矢印
１２  電流の流れる方向を示す矢印
１３  イオン回転方向を示すらせん曲線
１４  換気部
１５  プラズマ保持エリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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