(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収納する加熱室と、高周波を発振する高周波発振手段と、前記加熱室の下部に設けられ前記高周波発振手段から発振する高周波を前記加熱室下部から伝送する導波管と、前記加熱室と前記導波管の境界に形成された給電口と、前記給電口上部に配設され前記被加熱物を設置する載置手段とを備えた高周波加熱装置において、前記給電口の形状と前記加熱室下部の導波管の形状がともに矩形状もしくは前記給電口の形状と導波管の給電口下方部分の形状をともに円形とし、前記導波管の給電口下方部分内に前記導波管内でかつ前記給電口の下方に前記導波管と電気的に結合し１辺の長さが４分の１波長以上の矩形状の金属片を前記高周波発振手段から発振された高周波の伝搬方向に対して平行な位置に設けたことを特徴とする高周波加熱装置。
【請求項２】
前記給電口ならびに前記導波管の給電口下方部分の形状を円形としたことを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置。
【請求項３】
前記給電口ならびに前記導波管の給電口下方部分の形状を円形とし、この円形の形状に沿って前記金属片を湾曲させて設けたことを特徴とする請求項１記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加熱室下方に給電口を設け、被加熱物の下部から高周波を照射する高周波加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の高周波加熱装置を示す正面断面図である。図において、１は被加熱物、２は加熱室、３は高周波の発振源である高周波発振器、４は高周波発振器３を制御する制御部、５は高周波発振器３から加熱室２に高周波を伝送する導波管、６は導波管５と加熱室２の境界にある給電口で、例えば加熱室２側面の上下２ヶ所に形成される。７は被加熱物１を載置するガラス等の低誘電率材料で成形された被加熱物設置台、９は被加熱物１を載せた被加熱物設置台７を支持するロータリプレート、１０はロータリプレート９を回動させるモータである。
【０００３】
次に動作について説明する。
高周波発振器３で発振した高周波は導波管５を伝搬して上下２ヶ所の給電口６より加熱室２に伝搬され、加熱室２壁面に対して入射や反射を繰り返しながら回動するロータリプレート９の上に置かれた被加熱物１に照射される。これにより、被加熱物１は加熱される。
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、導波管５が加熱室２の側面に設置されているため、給電口６と被加熱物１との距離が長くなってしまう。したがって、給電口６から加熱室２に入射した高周波は直接被加熱物１に吸収されず、加熱室２壁面に入射反射を繰り返した後に被加熱物１に吸収されることになる。このため、加熱室２壁面への吸収による減衰によりエネルギーロスが発生するという問題点があった。
【０００５】
また、加熱室２側面より高周波が入射されるため、被加熱物１の側面や上面は、マイクロ波の照射量が多く加熱されやすい状態になるが、下面や中心部は、被加熱物１を載置している金属製のロータリプレート９に反射して被加熱物１に照射しにくいことと、被加熱物１と加熱室２底面との距離が短いため、被加熱物１の下面に入射するマイクロ波成分は少なく加熱されにくい状態になる。したがって、加熱ムラが発生してしまうという問題点があった。
【０００６】
上述の問題点を解決するために、他の従来例、例えば、特開昭５８−１７５２８４号公報に示された高周波加熱装置が提案されている。図７は他の従来例の高周波加熱装置を示す正面断面図であり、１１は加熱室２と導波管５との結合部分に形成したスロットであり、スロット１１を複数設けてスロットアンテナ列を形成している。１２は導波管５内に設けられ、スロット１１とスロット１１との間に設けた金属片１２であり、両スロット１１からの放射エネルギーを調節するものである。
【０００７】
他の従来例によれば、スロット１１間に高周波放射エネルギー調整用の金属片１２を有するスロットアンテナ列とロータリプレート９とにより、加熱ムラを抑えることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、他の従来例では、ロータリプレート９を回転させるために複雑な構造になり部品点数が増え、故障率が高くなり信頼性に欠けると共に、ローラーとロータリプレートの駆動部の電波シールド機構が難しくなるという問題点がある。また、ロータリプレート９等が加熱室２内にあるため、加熱室２内の有効利用スペースの減少、清掃性の悪化等の問題点があった。
【０００９】
また、被加熱物１と給電口６（スロットアンテナ列１１）との距離が長くなり被加熱物１に吸収される前に、高周波が多方向に放射するため、被加熱物１に高周波が集中せず、高効率を得ることができなくなる。また、導波管５を加熱室２上部に設けているため、ミルク、酒等の液体を加熱する場合に被加熱物１の下部より上部の方がスロットアンテナ列に近いため過加熱され加熱ムラが発生するという問題点があった。
【００１０】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、加熱室の有効スペースを拡大できるとともに、被加熱物を高効率で均一に加熱できるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
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、高周波を発振する高周波発振手段と、前記加熱室の下部に設けられ前記高周波発振手段から発振する高周波を前記加熱室下部から伝送する導波管と、前記加熱室と前記導波管の境界に形成された給電口と、前記給電口上部に配設され前記被加熱物を設置する載置手段とを備えた高周波加熱装置において、前記給電口の形状と前記加熱室下部の導波管の形状がともに矩形状もしくは前記給電口の形状と導波管の給電口下方部分の形状をともに円形とし、前記導波管の給電口下方部分内に前記導波管内でかつ前記給電口の下方に前記導波管と電気的に結合し１辺の長さが４分の１波長以上の矩形状の金属片を前記高周波発振手段から発振された高周波の伝搬方向に対して平行な位置に設けたものである。
【００１２】
また、前記給電口ならびに前記導波管の給電口下方部分の形状を円形としたものである。
【００１３】
また、前記給電口ならびに前記導波管の給電口下方部分の形状を円形とし、この円形の形状に沿って前記金属片を湾曲させて設けたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る高周波加熱装置を示す断面図である。図２は図１に示された導波管を示す斜視図である。図中、上述の従来例と同一部分には同じ部号を付し説明は省略する。８は導波管５内であって、かつ給電口６の下方に配置された金属片である。金属片８は導波管５と電気的に結合しており、１辺の長さは、高周波の波長（λ）に対して、４分の１波長（λ／４）以上となっている。この構成により金属片８には高周波を受信して金属片８付近の電界を強くするというアンテナ効果がある。実施の形態１では例えば縦の長さをλ／４、横の長さをλ／２とした。また、給電口６は加熱室２の底面中央部に配設されており、図２に示すとおり、給電口６の形状６ａと加熱室２下部の導波管５の形状５ａは矩形状に形成されている。
【００１５】
なお、実施の形態１では２つの金属片８を配設させているが、どちらか１つでもよい。
【００１６】
高周波発振器３で発振した高周波は導波管５を介し、給電口６から加熱室２内に伝搬され、給電口６上方の被加熱物１に直接照射される。このとき、給電口６下方に４分の１波長（λ／４）以上の長さを有する金属片８を設置したので、高周波発振器３から発振された高周波は金属片８のアンテナ効果で金属片８付近に高周波エネルギーを集中させることができ、高周波エネルギーを効率よく被加熱物１に吸収させることができる。また、給電口６が加熱室２の下部に形成されて導波管５の形状５ａが給電口６の形状６ａに合わせた形状となっているので、従来のものよりも加熱室壁面での反射回数が大幅に減少し、高周波エネルギーは効率よく被加熱物１に吸収される。このため、エネルギーロスを大幅に低減することができる。
【００１７】
また、金属片８により被加熱物１の下部である底面中心付近に高周波エネルギーを集中させることができるので、特にミルク、酒等の液体である被加熱物１の加熱に関しては、被加熱物１の下を集中的に加熱できるため、対流により全体を均一に加熱することができる。また、平面的に配置されている被加熱物１に関しても被加熱物端部の過加熱を防止でき、均一に加熱することができる。
【００１８】
また、従来のものと比べて、ロータリプレートを回動する構成を設ける必要がなく、部品点数が減り、故障率も低くなり信頼性を得ることができると共に、電波シールド構造も容易になる。また、加熱室の有効スペースを拡大することもできる。
【００１９】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２に係る高周波加熱装置の導波管を示す斜視図であり、図中、実施の形態１と同一部分には同じ符号を付し、説明を省略する。実施の形態２では、図３に示すとおり、給電口６形状６ｂと導波管５の給電口６下方部分の形状５ｂを円形にし、金属片８も導波管５の形状に沿って湾曲させて設置した。この構成により、実施の形態１と同等の効果を得ることができる。
【００２０】
実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３に係る高周波加熱装置の導波管を示す斜視図であり、図中、実施の形態１と同一部分には同じ符号を付し、説明は省略する。実施の形態３では、高周波発振器３から発振される高周波の伝搬方向（矢印ａ）に対して平行な位置に金属片８を配置した。
【００２１】
実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果に加えて、被加熱物の下方に、導波管と電気的に結合し、かつ１辺の長さが４分の１波長（λ／４）以上あり、さらに、高周波発振器から発振される高周波の伝搬方向に対して平行に金属片を設けたので、金属片のアンテナ効果がより一層高まり、金属片に高周波エネルギーが集中し、その上方にある被加熱物に高周波エネルギーを直接照射することができる。したがって、高周波エネルギーを効率よく被加熱物に吸収させることができる。
【００２２】
実施の形態４．
図５は本発明の実施の形態４に係る高周波加熱装置の導波管を示す斜視図であり、図中、実施の形態１と同一部分には同じ符号を付し、説明は省略する。実施の形態３では、導波管５側壁面との距離Ｌが４分の１波長（λ／４）となるように金属片８を配置した。
【００２３】
実施の形態４によれば、高周波発振器３で発振した高周波は加熱室２下部に設けられた導波管５を介して被加熱物１に直接照射される。このとき、導波管５内に１辺の長さが４分の１波長（λ／４）以上で、かつ導波管５側壁面との距離が４分の１波長（λ／４）となるように配置された金属片８を設けたので、高周波発振器３から発振された高周波が導波管５内に設置された金属片８のアンテナ効果だけでなく、金属片８と導波管５側壁面との間にもアンテナ効果が発生し、より広範囲を加熱することができる。
【００２４】
したがって、厚さが薄く面積の広い食品のように、普通の食品に比べてより広い範囲を均一に加熱する必要があるものに対しても効率よく均一に加熱することができる。このため、被加熱物を高効率で加熱することができるとともに、エネルギーロスを大幅に低減することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、被加熱物を収納する加熱室と、高周波を発振する高周波発振手段と、前記加熱室の下部に設けられ前記高周波発振手段から発振する高周波を前記加熱室下部から伝送する導波管と、前記加熱室と前記導波管の境界に形成された給電口と、前記給電口上部に配設され前記被加熱物を設置する載置手段とを備えた高周波加熱装置において、前記給電口の形状と前記加熱室下部の導波管の形状がともに矩形状もしくは前記給電口の形状と導波管の給電口下方部分の形状をともに円形とし、前記導波管の給電口下方部分内に前記導波管内でかつ前記給電口の下方に前記導波管と電気的に結合し１辺の長さが４分の１波長以上の矩形状の金属片を前記高周波発振手段から発振された高周波の伝搬方向に対して平行な位置に設けたので、高周波発振手段から発振された高周波は導波管内に設置された金属片のアンテナ効果で高周波エネルギーが集中し、その真上又は近傍にある被加熱物にその高周波エネルギーを直接照射することができ、高効率で被加熱物に吸収させることができる。これにより、エネルギーロスを大幅に低減することができる。
【００２６】
また、例えば被加熱物の底面中心付近に高周波エネルギーを集中させることができるため、特にミルク、酒等の液体の加熱に関しては、被加熱物の下を集中的に加熱することで対流により全体が均一に加熱される。また、平面的に配置されている被加熱物に関しても端の過加熱がなくなり、均一に加熱することができる。
【００２７】
また、ロータリプレート等を設ける必要がないので、庫内の有効利用スペースの拡大が図ることができる。
【００２８】
また、導波管内を伝搬する高周波の進行方向に対して金属片が平行になるように配設したので、金属片のアンテナ効果をより高めることができる。
【００２９】
金属片と導波管壁面との距離を４分の１波長としたので、金属片だけのアンテナ効果だけでなく、金属片と導波管壁面との間にもアンテナ効果が発生し、より広範囲を加熱することができる。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による実施の形態１を示す正面断面図である。
【図２】この発明による実施の形態１を示す導波管の斜視図である。
【図３】この発明による実施の形態２を示す導波管の斜視図である。
【図４】この発明による実施の形態３を示す導波管の斜視図である。
【図５】この発明による実施の形態４を示す導波管の斜視図である。
【図６】従来の高周波加熱装置を示す正面断面図である。
【図７】他の従来の高周波加熱装置を示す正面断面図である。
【符号の説明】
１  被加熱物、２  加熱室、３  高周波発振器、４  制御部、５  導波管、
６  給電口、７  被加熱物設置台、８  金属片、９  ロータリプレート、
１０  モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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