【手続補正書】
【提出日】平成17年6月24日(2005.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  マイクロ波加熱装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  マイクロ波を放射する放射手段と、前記放射手段を加熱室に結合する導波管とを備え、前記導波管の管軸から見て片側にのみ開口部を構成したマイクロ波加熱装置。
【請求項２】  開口部は、管軸から見て加熱室壁面の中心側に位置する構成とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項３】  開口部、加熱室壁面ともに略長方形状とし、それぞれの長方形状の二本の中心線のうち、一方の中心線は平行でかつ他方の中心線は一致する構成とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】  導波管のＨ面で加熱室に結合することで、開口部をＨ面に形成する構成とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項５】  開口部は、導波管の幅方向よりもマイクロ波伝送方向に長い形状とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項６】  直状の発熱体を有し、前記発熱体と導波管とを、前記発熱体の長手方向とマイクロ波伝送方向が略平行となるように同一壁面に配置し、開口部は前記導波管の管軸から見て前記発熱体側にのみ構成された請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項７】  壁面上に直状のしぼり部を形成し、前記しぼり部と導波管とを、前記しぼり部の長手方向とマイクロ波伝送方向が略平行となるように同一壁面に配置し、開口部は前記導波管の管軸から見て前記しぼり部側にのみ構成された請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項８】  壁面の中央に導波管配置を妨げる部品を有する時、前記部品側に前記導波管のＥ面を対向させて配置し、開口部は前記導波管の管軸から見て前記部品側に位置する構成とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項９】  加熱室内に被加熱物を載置する載置網を有し、載置網の網目を開口部と略平行に構成した請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１０】  開口部の近傍でマイクロ波を攪拌する攪拌手段を有する構成とした請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品などの被加熱物をマイクロ波により加熱するマイクロ波加熱装置に関するものであり、特に導波管から放射されるマイクロ波の向きを開口部により最適化して加熱分布の改良をねらうものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のマイクロ波加熱装置としては例えば、特開２０００−１６４３４１号公報に記載されているようなものがあった。まず図９は従来のマイクロ波加熱装置の断面構成図、図１０は同斜視図、図１１、図１２は図９のＰ−Ｐ’断面図である。
【０００３】
代表的な放射手段であるマグネトロン１から放射されたマイクロ波は、導波管２により加熱室３内に導かれ、加熱室３内に載置された被加熱物４を加熱するものである。このとき導波管２と加熱室３の結合部には、加熱室３壁面をくりぬいた開口部５を有しており、開口部５は言わばマイクロ波の放射口としての役割をになうものである。導波管２は、幅広のＨ面６と幅の狭いＥ面７により断面がａ×ｂなる箱型に構成され、マグネトロン１の出力アンテナ８から矢印９の方向にマイクロ波を伝送するものである。よって矢印９の方向をマイクロ波の伝送方向と呼ぶことにする。また導波管２の断面（斜線部１０）は、導波管２の対称軸であり、管軸と呼ぶことにする。
【０００４】
導波管２の形状として、一般的には、マイクロ波の波長をλとした場合、Ｈ面の距離ａ（導波管２の幅）をλ／２＜ａ＜λの範囲に、Ｅ面の距離ｂ（導波管２の厚み）をｂ＜λ／２に選ぶことで、ＴＥ１０モードを励振することになる。より具体的には、例えばマイクロ波加熱装置を電子レンジとした場合、λ≒１２２ｍｍ、ａ＝８０〜９０ｍｍ、ｂ＝１５〜４０ｍｍに選ぶことがほとんどである。
【０００５】
図１１の場合、開口部５は導波管幅ａに等しい幅寸法であり、管軸１０に対して対称に配置されているから、図１１の左右方向への指向性も対称となる。また図１２の場合、開口部５、１１ａ、１１ｂを有しているが、やはり管軸１０に対して対称に配置されているから、図１２の左右方向への指向性も対称となる。
【０００６】
また特開平８−１２４６７０号公報には、図１３のような構成が記載されているが、開口部１２ａ、１２ｂは管軸１０に対して対称に配置されているから、図１３の左右方向への指向性も対称となる。
【０００７】
これらの従来のマイクロ波加熱装置は、加熱むらを起こさないようにするために開口部からのマイクロ波をいかに均一に放射させるかを考えた構成であり、管軸に対して対称形状とするのはごく自然な考え方であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記従来の構成は、管軸が加熱室壁面の中心線と一致する場合に加熱室内を均一に加熱できるということにほかならない。たとえば加熱室が直方体である場合、壁面は長方形となるので対称軸を為す二本の中心線が存在する。このいずれかに導波管の管軸を一致させることができる場合は、管軸に対して対称形状の開口部により加熱室に対しても対称にマイクロ波を放射することができ、均一な分布を期待することができる。
【０００９】
ところがそのような構成にできない場合がある。最近の電子レンジではオーブン機能を有するものが主流であるが、そのためにたとえば図１４のように、天面の中央を管ヒータ１３が横断しているような場合も想定される。この図は電子レンジを上から見た図であり、この時、管ヒータ１３を避けて横に導波管２を平行に配置しようとすると、管軸１０は加熱室３天面の中心線１４、１５のいずれとも一致させることができない。この構成において図１１から図１３に示したような開口部を採用すると、管軸１０に対して対称にマイクロ波が放射されるので、加熱室の後方（図１４の上方）の電界強度が強く、前方（図１４の下方）の電界強度が弱くなり、結果的に被加熱物の後が熱く前が冷たいような加熱むらが起こりやすい。
【００１０】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、導波管の管軸と加熱室壁面の中心線が一致しない場合に、開口部構成の工夫によって管軸に対して非対称な指向性を有するマイクロ波放射を引き起こし、結果的に加熱室内における加熱分布を均一化することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明のマイクロ波加熱装置は、マイクロ波を放射する放射手段と、管軸から見て片側にのみ構成された開口部を介して前記放射手段を加熱室に結合する導波管とを有するものである。
【００１２】
これによって、管軸に対して開口部のある側への指向性の強いマイクロ波放射を起こすことができ、導波管の管軸と加熱室壁面の中心線が一致しない場合に加熱分布を均一化することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明のマイクロ波加熱装置は、マイクロ波を放射する放射手段と、前記放射手段を加熱室に結合する導波管とを備え、前記導波管の管軸から見て片側にのみ開口部を構成したものである。
【００１４】
開口部が導波管の管軸から見て片側にのみ構成されているので、開口部から加熱室内に放射されるマイクロ波の指向性に関しては、開口部のある側への指向性を強くすることができる。
【００１５】
また請求項２に記載の発明のマイクロ波加熱装置は、開口部は、導波管の管軸から見て加熱室壁面の中心側に位置する構成としたものである。
【００１６】
開口部が管軸から見て加熱室天面の中心側に位置するので、加熱室の中心側へのマイクロ波の指向性が強くなる。よって、加熱室の中心が強くて中心から離れるにつれて弱くなるような、加熱室の中心を基準とした対称的なマイクロ波の分布を実現できるので、結果的に被加熱物の加熱分布を均一化することができる。
【００１７】
また請求項３に記載の発明のマイクロ波加熱装置は、開口部、加熱室壁面ともに略長方形状とし、それぞれの長方形状の二本の中心線のうち、一方の中心線は平行でかつ他方の中心線は一致する構成としたものである。
【００１８】
この場合、開口部と加熱室壁面とが平行となり、開口部の二本の中心線の交点から加熱室壁面の二本の中心線の交点に向けて、一致する中心線に沿ってマイクロ波の指向性を強くすることができるとともに、一致する中心線の両側へは対称的にすることができる。よって、加熱室の中心が強くて中心から離れるにつれて弱くなるような、加熱室の中心を基準とした対称的なマイクロ波の分布を容易に実現できるので、結果的に被加熱物の加熱分布を均一化することができる。
【００１９】
また請求項４に記載の発明のマイクロ波加熱装置は、導波管のＨ面で加熱室に結合することで、開口部をＨ面に形成する構成としたものである。
【００２０】
開口部を導波管のＨ面に形成するので、Ｈ面間に発生する電界を利用して、容易に開口部を挟み込むような電界を発生させることができ、この電界の向きに一致する方向を伝搬方向とするような加熱室内の所望の電界強度分布を発生させることができる。よって容易に電界強度分布を制御できる。
【００２１】
また請求項５に記載の発明のマイクロ波加熱装置は、開口部は、導波管の幅方向よりもマイクロ波伝送方向に長い形状としたものである。
【００２２】
開口部は、導波管の幅方向の寸法Ｗよりもマイクロ波伝送方向の寸法Ｌが長いので、導波管内の開口部近傍の電界としては、伝送方向に開口部をまたがる電界よりも幅方向に開口部をまたがる電界が起こりやすく、この電界の向きに一致する方向を伝搬方向とするような加熱室内の所望の電界強度分布を発生させることができる。よって容易に電界強度分布を制御できる。
【００２３】
また請求項６に記載の発明のマイクロ波加熱装置は、直状の発熱体を有し、前記発熱体と導波管とを、前記発熱体の長手方向とマイクロ波伝送方向が略平行となるように同一壁面に配置し、開口部は前記導波管の管軸から見て前記発熱体側にのみ構成されたものである。
【００２４】
管軸から見て開口部を発熱体側にのみ構成したので、発熱体側に指向性の強いマイクロ波放射ができる。発熱体が一本の場合、発熱体による輻射加熱分布を均一するためには、できるだけ加熱室中央に配置したいということが想定される。本発明の構成により、発熱体を加熱室中央付近に配置しつつ、マイクロ波放射も発熱体側、即ち加熱室中央に向けることができ、発熱体による加熱とマイクロ波による加熱を、それぞれ均一にすることができる。
【００２５】
また請求項７に記載の発明のマイクロ波加熱装置は、壁面上に直状のしぼり部を形成し、前記しぼり部と導波管とを、前記しぼり部の長手方向とマイクロ波伝送方向が略平行となるように同一壁面に配置し、開口部は前記導波管の管軸から見て前記しぼり部側にのみ構成されたものである。
【００２６】
開口部を管軸から見てしぼり部側にのみ構成することで、しぼり部側に指向性の強いマイクロ波放射ができる。よって、しぼり部があるために導波管の配置が制限される場合でも、しぼり部側に向けて強いマイクロ波放射が可能となり、しぼり部の有無の影響を受けずに被加熱物を均一に加熱することができる。
【００２７】
また請求項８に記載の発明のマイクロ波加熱装置は、壁面の中央に導波管配置を妨げる部品を有する時、前記部品側に前記導波管のＥ面を対向させて配置し、開口部は前記導波管の管軸から見て前記部品側に位置する構成としたものである。
【００２８】
開口部を管軸から見て部品側にのみ構成することで、部品側に指向性の強いマイクロ波放射ができる。よって、部品があるために導波管の配置が制限される場合でも、部品側に向けて強いマイクロ波放射が可能となり、部品の有無の影響を受けずに被加熱物を均一に加熱することができる。
【００２９】
また請求項９に記載の発明のマイクロ波加熱装置は、加熱室内に被加熱物を載置する載置網を有し、載置網の網目を開口部と略平行に構成したものである。
【００３０】
載置網の網目を開口部と平行に配置すると、開口部の幅方向ににかかる向きの電界がそのまま網目の幅方向にもかかりやすく、電界が順次網目間を伝わって載置網上を伝搬することになるので、載置網に沿って均一な電界分布が得やすい。
【００３１】
さらに請求項１０に記載の発明のマイクロ波加熱装置は、開口部の近傍でマイクロ波を攪拌する攪拌手段を有するものである。
【００３２】
攪拌手段でマイクロ波を攪拌することにより、マイクロ波が加熱室内で共振することによる定在波の発生を防ぎ、定在波による加熱むらを抑えてより均一化することができる。
【００３３】
以上によって、管軸に対して開口部のある側への指向性の強いマイクロ波放射を起こすことができ、導波管の管軸と加熱室壁面の中心線が一致しない場合に加熱分布を均一化することができる。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００３５】
（実施例１）
図１、図２は、本発明の実施例１におけるマイクロ波加熱装置の構成図である。図１は上から見た図、図２は図１の加熱室の第２の中心線１５での断面を右から見た図である。
【００３６】
代表的な放射手段としてのマグネトロン１から放射されたマイクロ波は、導波管２により加熱室３内に導かれ、加熱室３内に載置された被加熱物４を加熱するものである。このとき導波管２と加熱室３の結合部には開口部５を有しており、開口部５は言わばマイクロ波の放射口としての役割をになうものである。導波管２は、幅広のＨ面６と幅の狭いＥ面７により断面がａ×ｂなる箱型に構成されており、Ｈ面６側で加熱室に結合されているため開口部５もＨ面６側に存在する構成である。マイクロ波の伝送方向は、図１で示すとマグネトロン１の出力アンテナ８から管軸１０を左方向に伝送していくものである。このときマイクロ波の自由空間内での波長λ＝１２２ｍｍ、ａ＝８０ｍｍ、ｂ＝１５〜４０ｍｍを選んだ場合、導波管内の伝送方向の波長（管内波長）をλｇとすると、λｇ＝λ／（１−（λ／（２ａ））＾２）＾０．５≒１８９ｍｍとなる。加熱室３の天面にはミラクロンヒータなどの管ヒータに代表される直状の発熱体１３を有し、被加熱物４に焦げ目をつけるなどオーブン調理やトースター調理に使用されるものである。このとき発熱体１３を避けるため導波管２は加熱室の後方（図１の上側、図２の右側）に配置せざるを得ず、開口部も同様の配置となる。１６は加熱室天面のしぼり部であり、開口部５はしぼり部１６の上面のフラットな部位に形成されている。
【００３７】
またこのとき図１から明らかなように、開口部５は長さＬで幅Ｗの細長い長方形状（導波管２の幅方向に狭く伝送方向に長い）であり、開口部５の対称軸を為す二本の中心線１７、１５が、略長方形の加熱室天面の対称軸を為す二本の中心線１４、１５と以下のような関係にある。即ち第１の中心線同志（１４と１７）は平行、第２の中心線同志（いずれも１５）は共通である。この構成では、中心線１４、１５の交点１８を加熱室３天面の中心と考えると、開口部５は管軸１０から見て加熱室の中心１８側に位置する構成である。
【００３８】
また本実施例では、開口部５の形状は、Ｌ＝１２０ｍｍ、Ｗ＝２０ｍｍを選んでいる。また、ドア１９は加熱室３正面に開閉自在に取りつけられたドア、載置網２０は被加熱物４を載置するものである。載置網２０については、図３に上から見た図を示したが、載置網の網目は多数の細長い形状のスリット２１により形成されており、スリット２１と開口部５とは平行な向きに構成されている。また図２にはしぼり部１６の内部に攪拌手段としてのアンテナ２２を配置し、アンテナ軸２３を回転させることで、時間とともにアンテナ２２の向きを変え、マイクロ波を攪拌することで均一化を果たしている。
【００３９】
引き続き開口部５の作用についてシミュレーション結果を用いて補足する。図４、図５は開口部形状による電界強度のシミュレーション結果を示し、図４は従来の開口部２４の場合、図５は本実施例の開口部５の場合である。また図４、図５とも（ａ）は開口の下方２０ｍｍの電界強度、（ｂ）は開口の下方８０ｍｍの電界強度を示しており、図中の線は等電界強度線である。図４、図５とも（ａ）より（ｂ）の方が等電界強度線の目が粗いので、電界強度が弱くなっていることになり、即ち開口部から遠ざかると電界強度が弱くなることがわかる。
【００４０】
まず図４の従来の開口部２４の場合、管軸１０に沿って右側から伝送されてきたマイクロ波に対して、開口は管軸１０に対して対称形状なので図の上方と下方に対称な電界強度分布となる。また一般に導波管内では対向するＨ面間に電界が立っているので、辺ｃからも電界が立とうとしており、今回のようにＨ面上に開口部２４を設けた場合は、開口部２４を挟み込むようにｃからｅ（あるいはｅからｃ）向きの電界が容易に発生する。通常、導波管内ではＴＥ１０モードが起こっており、導波管の中央（管軸１０）での電界が最も強く、導波管の端部での電界は０になることが知られている。
【００４１】
よって辺ｄや辺ｆは電界が０になろうとする位置であるために、ｃあるいはｅからの電界を受け入れられず、ｃ−ｅ間にのみ電界が発生する。そしてこの電界の向きにより、図の左右方向に電界が伝搬しやすくなり、等電界強度線が左右に伸びたような形状となっている。
【００４２】
一方図５の本実施例の場合、まず管軸１０に沿って右側から伝送されてきたマイクロ波に対して、開口部５は管軸１０に対して非対称形状なので図５の上方と下方に非対称な電界強度分布となる。特に開口部５から加熱室にマイクロ波が伝送されるのだから、開口部５での電界強度が強くなる。
【００４３】
また一般に導波管内では対向するＨ面間に電界が立っているので、今回のようにＨ面上に開口部２４を設けた場合は、辺ｃ’と辺ｄ’から電界が立とうとしている。また導波管内のＴＥ１０モードにおいては、導波管の中央（管軸１０）での電界が最も強く、導波管の端部での電界は０になることが知られている。ｃ’は端部寄りにあり、ｄ’は中央部寄りにあるので、結局ｄ’からの電界の方が強くて支配的になるのではないかと考えられる。ここでｄ’から見るとｆ’までの距離が最も近く、ｄ’からｆ’（あるいはｆ’からｄ’）向きの電界が容易に起こる構成である。そしてこの電界の向きにより、図の上下方向に電界が伝搬しやすくなり、等電界強度線が上下に伸びたような形状となる。ただし、この場合は開口形状によって特性が大きく変わってくる。ｄ’−ｆ’間の距離を長くして、たとえばｄ’が管軸１０をまたいで反対側（図の上方向）まで伸びてくるとｃ’の一部も導波管の中央に存在することになってしまうのでｃ’からの電界も強くなってくる。またｃ’−ｅ’間の距離が短くなってくるとｃ’からｅ’に向かう電界が生じやすくなってきて、たとえば図４と図５を平均したような分布も考えられる。
【００４４】
よって本発明の効果を生かすには、導波管の幅方向よりもマイクロ波伝送方向に細長い開口形状が望ましい。具体的には管内波長λｇを用いて、開口部の長さ（図１のＬ）はλｇ／８以上かつ２λｇ以下、できればλｇ／４以上かつλｇ以下が望ましい。ちなみに長さが長くなり過ぎると、導波管が長くなって部材の量やコストが増えたり、加熱室の強度が弱くなったりする可能性も有る。そして特に本実施例ではλｇ＝１８９ｍｍでＬ＝１２０ｍｍとしている。
【００４５】
一方、開口部の幅（図１のＷ）は導波管の片側つまりａ／２以下が望ましいが、電子レンジなどのように１０００ｋＷ前後の出力の場合は、異常使用時でもスパークなどを回避するという安全性を考慮して１０ｍｍ以上にすることが望ましい。特に本実施例ではａ＝８０ｍｍでＷ＝２０ｍｍとしている。
【００４６】
図６は本実施例の特性図であり、被加熱物として４つの紙コップに２００ｃｃずつ水を入れて図のように配置して加熱した場合の温度分布を示している。配置がわかるように導波管２、加熱室３、開口部５についても記している。図中の数字は、７０秒間加熱して、加熱終了後の温度と加熱前の温度との差をとった温度上昇度で示している。温度上昇度は水に入った電力に比例すると考えて良いので、４つの紙コップに加わった電力は極めて近く、電界強度分布が均一であることを示すものである。開口部と紙コップ内の水の距離を考えると、図５（ｂ）の電界強度分布で加熱されたのではないかと考えられるが、図５（ｂ）では開口部よりもやや下側に等電界強度線の中心があるようなので、これが、図６で示すところの加熱室の第１の中心線１４上にほぼ一致し、このために極めて均一に加熱されたのではないかと考えられる。また図６によれば左右方向にも均一であるが、これについても図５の通りである。
【００４７】
最後に、本実施例のマイクロ波加熱装置による効果について記載する。
【００４８】
まず、開口部５が導波管の管軸１０から見て片側にのみ構成されているので、開口部５から加熱室３内に放射されるマイクロ波の指向性に関しては、開口部５のある側への指向性を強くすることができる。
【００４９】
特に、この開口部５が管軸１０から見て加熱室３天面の中心１８側に位置するので、加熱室３の中心１８側へのマイクロ波の指向性が強くなり、結果的に加熱室内における加熱分布を均一化することができる。
【００５０】
また、開口部５、加熱室３天面ともに略長方形状であり、それぞれの二本の中心線のうち、一方の中心線１４、１７が平行でかつ他方の中心線１５は一致する。この時のマイクロ波の指向性は、図１、図５の開口部５の上下方向には下向きに強くなり、かつ開口部５の左右方向へは対称的にすることができる。つまり加熱室に対して均一に放射することができる。
【００５１】
また、開口部５を導波管２のＨ面６に形成するので、Ｈ面間に発生する電界を利用して、容易に開口部５を挟み込むような電界を発生させることができ、この電界の向きに一致する方向を伝搬方向とするような加熱室３内の所望の電界強度分布を発生させることができる。
【００５２】
また、開口部５は、導波管２の幅方向の寸法Ｗよりもマイクロ波伝送方向の寸法Ｌが長いので、導波管２内の開口部５近傍の電界としては、伝送方向に開口部をまたがる電界よりも幅方向に開口部をまたがる電界が起こりやすく、この電界の向きに一致する方向を伝搬方向とするような加熱室３内の所望の電界強度分布を発生させることができる。
【００５３】
また、開口部の長さＬをλｇ／８以上かつ２λｇ以下とし、中でもλｇ／４以上かつλｇ以下としたので、容易に開口部５をマイクロ波伝送方向に長い形状とすることができる。本実施例では、Ｌ＝１２０ｍｍとして示したが、これに限定されるものではない。長さが短くなる（例えば４０ｍｍ未満）と加熱室３にマイクロ波が入りにくくなる場合があり、長さが長くなり過ぎる（たとえば２００ｍｍ超）と導波管が長くなって部材の量やコストが増えたり、加熱室の強度が弱くなったりする可能性も有る。そして特に本実施例ではλｇ＝１８９ｍｍでＬ＝１２０ｍｍとしている。
【００５４】
また、開口部５の幅Ｗは導波管の片側つまりａ／２以下で選べば良いが、電子レンジなどのように１０００ｋＷ前後の出力の場合は、異常使用時でもスパークなどを回避するという安全性を考慮して１０ｍｍ以上にすることが望ましい。特に本実施例ではａ＝８０ｍｍでＷ＝２０ｍｍとしている。
【００５５】
また、直状の発熱体１３と導波管２とを略平行となるように同一壁面に配置し、管軸１０から見て開口部５を発熱体１３側にのみ構成したので、発熱体側に指向性の強いマイクロ波放射ができる。特に図１、図２のような一本の発熱体の場合、発熱体による輻射加熱分布を均一するためには、できるだけ加熱室中央に配置したいということが想定される。本実施例では、発熱体１３を加熱室中央付近に配置しつつ、マイクロ波放射も加熱室中央に向けることができ、発熱体による加熱とマイクロ波による加熱を、それぞれ均一にすることができる。
【００５６】
また、載置網２０のスリット２１を開口部５と平行に配置したので、開口部５の幅方向ににかかる向きの電界がそのままスリット２１の幅方向にもかかりやすく、電界が載置網２０上を伝搬しやすいので、より均一化の効果が見込める。
【００５７】
さらに、開口部５の近傍でマイクロ波を攪拌するアンテナ２２を有するので、マイクロ波の加熱室３内の共振による定在波の発生を防ぎ、定在波による加熱むらを抑えてより均一化することができる。
【００５８】
（実施例２）
図７は、本発明の実施例２のマイクロ波加熱装置の構成図である。
【００５９】
代表的なマイクロ波加熱装置である電子レンジを斜め前から見た構成であり、加熱室３の側壁に導波管２、三角形の開口部２５、開口部をふさぎつつマイクロ波を透過させる材質（マイカやポリプロピレン）からなるカバー２６、直状のしぼり部で構成されたレール２７、被加熱物を載置して回転させるターンテーブル２８などを有している。特にレール２７を壁面のしぼり部で構成する方法は、オーブン機能を有する製品の場合に角皿を乗せるために良く用いられる構成である。
【００６０】
本実施例では、レール２７と導波管２とを略平行に配置し、開口部２５を管軸１０から見てレール２７側にのみ構成することで、レール側に指向性の強いマイクロ波放射ができる。よって図７のようにレール２７があるために導波管２が壁面の上方にしか配置できない場合でも、下向きのマイクロ波放射が実現できるので、被加熱物を均一に加熱することができる。特に被加熱物の形状が平らなものの場合、ターンテーブル２８に置くと随分低い位置に被加熱物があることになるので、より顕著な効果が期待できる。
【００６１】
（実施例３）
図８は、本発明の実施例３のマイクロ波加熱装置の構成図である。
【００６２】
本実施例では、開口部２８がＬ字型であり、加熱室２９の壁面形状が長方形状ではなく五角形となっている。もちろん本発明は開口部、加熱室ともに長方形状のみに限定されるものではない。たとえば本実施例の場合、実際の加熱室２９を３０のように広げて考えても良い。こうすれば加熱室の第１の中心線３１、加熱室の第２の中心線３２、加熱室の中心３３を決めることができ、実施例１で述べた本発明の構成を応用することができる。
【００６３】
また本実施例の開口部２８のような形状の場合、マイクロ波放射の指向性は矢印３４のように、傾向として図８の上から下だけではなく、右から左への指向性も出てくるようである。よってこのような場合は導波管２および開口部２８を加熱室の第２の中心線３２よりも右側に配置することで均一加熱が可能である。
【００６４】
また本実施例では加熱室の中心３３に導波管配置を妨げる部品３５があるが、これはたとえば赤外線センサであるとか湿度センサであるとか、通気用のパンチング孔であるとか庫内灯であるとか、スタラー用のモータであるとか、いろいろな部品が考えられる。もちろんここに記載したものでなくても、導波管配置を妨げるようなものがある場合、本発明の考え方に基づき、開口部の形状と導波管配置を変えることで、加熱室内にマイクロ波を均一に放射することが可能となり、被加熱物を均一に加熱することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように、本発明のマイクロ波加熱装置は、マイクロ波を放射する放射手段と、前記放射手段を加熱室に結合する導波管と、前記導波管と前記加熱室の結合部に設けた開口部を有し、前記開口部は前記導波管の管軸から見て片側にのみ構成するものである。
【００６６】
これによって、管軸に対して開口部のある側への指向性の強いマイクロ波放射を起こすことができ、導波管の管軸と加熱室壁面の中心線が一致しない場合に加熱分布を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施例１におけるマイクロ波加熱装置の構成図
【図２】
本発明の実施例１におけるマイクロ波加熱装置の断面構成図
【図３】
本発明の実施例１における載置網の構成図
【図４】
本発明の実施例１と比較するため、従来例に関してシミュレーションで求めた電界強度分布図
（ａ）開口下２０ｍｍの電界強度分布図
（ｂ）開口下８０ｍｍの電界強度分布図
【図５】
本発明の実施例１に関してシミュレーションで求めた電界強度分布図
（ａ）開口下２０ｍｍの電界強度分布図
（ｂ）開口下８０ｍｍの電界強度分布図
【図６】
本発明の実施例１における紙コップ内の水の温度分布図
【図７】
本発明の実施例２におけるマイクロ波加熱装置の構成図
【図８】
本発明の実施例３におけるマイクロ波加熱装置の構成図
【図９】
従来のマイクロ波加熱装置の構成図
【図１０】
従来のマイクロ波加熱装置のマグネトロンと導波管の斜視構成図
【図１１】
従来のマイクロ波加熱装置の開口部の構成図
【図１２】
従来のマイクロ波加熱装置の開口部の構成図
【図１３】
従来のマイクロ波加熱装置の開口部の構成図
【図１４】
発熱体を有するマイクロ波加熱装置の構成図
【符号の説明】
１  マグネトロン（放射手段）
２  導波管
３、２９  加熱室
４  被加熱物
５、２５、２８  開口部
６  Ｈ面
７  Ｅ面
１０  管軸
１３  発熱体
１４、３１  加熱室の第１の中心線
１５  加熱室の第２の中心線、開口部の第２の中心線
１７  開口部の第１の中心線
１８、３３  加熱室の中心
１９  載置網
２１  スリット（網目）
２７  レール（しぼり部）
３２  加熱室の第２の中心線
３５  部品