(57)【要約】【課題】テーブル、アンテナ、位相器の回転機構などを用いない簡易的な構造で被加熱物を効率良く、均一に加熱すること。【解決手段】マイクロ波供給手段１０５から供給され導波管１０６内を伝送するマイクロ波を、結合軸１０８により導波管構造アンテナ１０７へ導くことで、マイクロ波供給ポイントを導波管構造アンテナ１０７から対称性を持ってマイクロ波を放射できる位置へと変更し、終端部１１０により定在波化されたマイクロ波を複数のマイクロ波放射開口部１０９から放射することで、対称性を持ったマイクロ波を効率良く放射し、被加熱物を均一かつ高効率に加熱することができる。【選択図】図１
2014216071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を入れる加熱室と、
前記被加熱物を載置する載置部と、
前記加熱室にマイクロ波を供給するためのマイクロ波供給手段と、
前記マイクロ波供給手段から供給されるマイクロ波を伝送するための導波管と、
前記加熱室にマイクロ波を放射するための１つまたは複数の導波管構造アンテナと、
前記導波管構造アンテナの終端を固定端としマイクロ波を定在波とするための終端部と、前記導波管から前記導波管構造アンテナへマイクロ波を伝えるための１つまたは複数の結合軸と、
前記導波管構造アンテナから前記加熱室へ放射するための複数のマイクロ波放射開口部を備えたマイクロ波加熱装置。
【請求項２】
前記マイクロ波放射開口部は、前記結合軸と前記終端部の間に発生する定在波の節近傍に配置される請求項１記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項３】
前記マイクロ波放射開口部は、前記結合軸と前記終端部の間に発生する定在波の腹近傍に配置される請求項１記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】
導波管構造アンテナは直方体状の多面体として構成され、上面部にマイクロ波放射開口部が設けられ、下面部に導波管構造と接するフランジ部を備え、フランジ部はマイクロ波の伝送方向と平行に形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項５】
前記導波管構造アンテナが対称軸を持つよう構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項６】
前記マイクロ波放射開口部が、円偏波を放射する形状となっている請求項１〜５のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子レンジ等のマイクロ波加熱装置に関し、特にマイクロ波放射部の構造に特徴を有するマイクロ波加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波により被加熱物を加熱処理するマイクロ波加熱装置の代表的な装置としては、電子レンジがある。電子レンジにおいては、マイクロ波供給手段において発生したマイクロ波が金属製の加熱室の内部に放射され、加熱室内部の被加熱物が放射されたマイクロ波により加熱処理される。
【０００３】
従来の電子レンジにおけるマイクロ波供給手段としては、マグネトロンが用いられている。マグネトロンにより生成されたマイクロ波は、導波管を介して加熱室内部に放射される。加熱室内部におけるマイクロ波の電磁界分布が不均一であると、被加熱物を均一にマイクロ波加熱することができない。
【０００４】
被加熱物を均一に加熱する手段として、被加熱物を載置するテーブルを回転させて被加熱物を回転させる構造、被加熱物を固定してマイクロ波を放射するアンテナを回転させる構造、または位相器によってマイクロ波供給手段から発生するマイクロ波の位相を変化させる構造を有するマイクロ波加熱装置が一般的であった。
【０００５】
例えば、従来のマイクロ波加熱装置では、導波管内部に回転アンテナ、アンテナシャフトなどが配置されており、アンテナモータによって回転アンテナを回転させながらマグネトロンを駆動することで、加熱室内のマイクロ波分布の不均一さを低減している。
【０００６】
また、特許文献１に記載されているように、マグネトロンの上部に回転可能なアンテナを設け、該回転アンテナの羽根に送風ファンからの冷却風をあてることにより、該送風ファンの風力でアンテナを回転させ、加熱室内のマイクロ波分布を変化させているマイクロ波加熱装置が提案されている。
【０００７】
一方、マイクロ波加熱による被加熱物の不均一加熱の低減と共にコストダウンおよび給電部の省スペース化を図った特許文献２に記載されているように、円偏波を加熱室内部に放射する単一のマイクロ波放射部を有したマイクロ波加熱装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６２−０６４０９３号公報
【特許文献２】米国特許第４３０１３４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の構成の電子レンジのようなマイクロ波加熱装置では、なるべく簡易的な構造で、被加熱物を効率良く、ムラ無く加熱することが求められているが、これまで提案されていた構造では種々の課題があった。
【００１０】
また、マイクロ波加熱装置、特に電子レンジは、高出力化の技術開発が進み、国内では定格高周波出力１０００Ｗが商品化されている。電子レンジは、熱伝導によって食品を加熱するのではなく、誘電加熱を用いて直接食品を加熱できる利便性が商品の大きな特徴で
あるが、不均一加熱が未解決の中での高出力化は不均一加熱の課題をより顕在化させることになる。
【００１１】
従来のマイクロ波加熱装置が抱える構造上の課題としては、下記の２点のことが挙げられる。
【００１２】
１点目は、不均一加熱を低減するためにテーブルまたはアンテナを回転させる機構を必要としており、このため回転スペースおよびテーブルまたはアンテナを回転させるモータなどの設置スペースを確保しなければならず、電子レンジの小型化を阻害していたことである。
【００１３】
２点目は、テーブルまたはアンテナを安定的に回転させるために、該回転アンテナを加熱室の上部又は下部に設ける必要があり、構造が制限されていたことである。
【００１４】
マイクロ波加熱装置におけるマイクロ波照射室内にテーブルまたは位相器の回転機構などを設置することは信頼性を下げる。よって、これら機構を不要とするマイクロ波加熱装置が要求されている。
【００１５】
また、マイクロ波加熱による被加熱物の不均一加熱の低減と共に、コストダウンおよび給電部の省スペース化を図った特許文献２に記載されているような、円偏波を加熱室内部に放射する単一のマイクロ波放射部を有したマイクロ波加熱装置については、回転機構を有していないという利点はあるが、マイクロ波加熱による十分な均一加熱が実現されていないことが課題である。
【００１６】
本発明は前記従来の課題を解決するものであり、回転機構を用いないで、被加熱物を均一かつ高効率にマイクロ波加熱させることができるマイクロ波加熱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】
【００１７】
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、被加熱物を入れる加熱室と、前記被加熱物を載置する載置部と、前記加熱室にマイクロ波を供給するためのマイクロ波供給手段と、前記マイクロ波供給手段から供給されるマイクロ波を伝送するための導波管と、前記加熱室にマイクロ波を放射するための１つまたは複数の導波管構造アンテナと、前記導波管構造アンテナの終端を固定端としマイクロ波を定在波とするための終端部と、前記導波管から前記導波管構造アンテナへマイクロ波を伝えるための１つまたは複数の結合軸と、前記導波管構造アンテナから前記加熱室へ放射するための複数のマイクロ波放射開口部を備えたものである。
【００１８】
これによって、マイクロ波供給手段から供給され導波管内を伝送するマイクロ波を、結合軸により導波管構造アンテナへ導くことで、マイクロ波供給ポイントを導波管構造アンテナから対称性を持ってマイクロ波を放射できる位置へと変更し、終端部により定在波化されたマイクロ波を複数のマイクロ波放射開口部から放射することで、対称性を持ったマイクロ波を効率よく放射し、被加熱物を均一かつ高効率に加熱するマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、マイクロ波供給手段から供給され導波管内を伝送するマイクロ波を、結合軸により導波管構造アンテナへ導くことで、マイクロ波供給ポイントを導波管構造アンテナから対称性を持ってマイクロ波を放射できる位置へと変更し、終端部により定在波化されたマイクロ波を複数のマイクロ波放射開口部から放射することで、対称性を持った
マイクロ波放射を効率よく行い、回転機構を用いないで被加熱物を均一かつ高効率に加熱することが可能なマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるマイクロ波加熱装置の断面図および要部平面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるマイクロ波加熱装置の斜視図
【図３】本発明の実施の形態１におけるマイクロ波加熱装置のマイクロ波放射開口部と定在波の関係説明図
【図４】本発明の実施の形態１における導波管構造アンテナにおける対称性を示す平面図
【図５】本発明の実施の形態１における複数対称軸、複数導波管構造アンテナ使用時の例を示す断面図および要部平面図
【図６】本発明の実施の形態２におけるマイクロ波加熱装置のマイクロ波放射開口部と定在波の関係説明図
【図７】本発明の実施の形態２における導波管構造アンテナにおける対称性を示す平面図
【図８】本発明の実施の形態２における複数対称軸、複数導波管構造アンテナ使用時の例を示す断面図および要部平面図
【図９】本発明の実施の形態３における導波管構造アンテナの構成を説明する概略図
【図１０】本発明の実施の形態４におけるマイクロ波加熱装置の断面図および要部平面図
【図１１】本発明の実施の形態４におけるマイクロ波加熱装置のマイクロ波放射開口部と定在波の関係説明図
【図１２】本発明の実施の形態４におけるマイクロ波加熱装置の円偏波を放射するマイクロ波放射開口部の例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
第１の発明は、被加熱物を入れる加熱室と、前記被加熱物を載置する載置部と、前記加熱室にマイクロ波を供給するためのマイクロ波供給手段と、前記マイクロ波供給手段から供給されるマイクロ波を伝送するための導波管と、前記加熱室にマイクロ波を放射するための１つまたは複数の導波管構造アンテナと、前記導波管構造アンテナの終端を固定端としマイクロ波を定在波とするための終端部と、前記導波管から前記導波管構造アンテナへマイクロ波を伝えるための１つまたは複数の結合軸と、前記導波管構造アンテナから前記加熱室へ放射するための複数のマイクロ波放射開口部を備えたマイクロ波加熱装置とすることにより、マイクロ波供給手段から供給され導波管内を伝送するマイクロ波を、結合軸により導波管構造アンテナへ導くことで、マイクロ波供給ポイントを導波管構造アンテナから対称性を持ってマイクロ波を放射できる位置へと変更し、終端部により定在波化されたマイクロ波を複数のマイクロ波放射開口部から放射することで、対称性を持ったマイクロ波を効率よく放射し、被加熱物を均一かつ高効率に加熱するマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【００２２】
第２の発明は、特に第１の発明において、マイクロ波放射開口部が、前記結合軸と前記終端部の間に発生する定在波の節近傍に配置されることを特徴とするマイクロ波加熱装置とすることにより、より均一性を向上させたマイクロ波放射を行うことができるマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【００２３】
第３の発明は、特に第１の発明において、マイクロ波放射開口部が、前記結合軸と前記終端部の間に発生する定在波の腹近傍に配置されるマイクロ波加熱装置とすることにより、より効率よくマイクロ波放射を行うことができるマイクロ波加熱装置を提供することが
できる。
【００２４】
第４の発明は、特に第１〜３のいずれか１つの発明において、導波管構造アンテナは直方体状の多面体として構成され、上面部にマイクロ波放射開口部が設けられ、下面部に導波管構造と接するフランジ部を備え、フランジ部はマイクロ波の伝送方向と平行に形成されているマイクロ波加熱装置とすることにより、マイクロ波放射開口部以外からのマイクロ波漏洩を防ぎ、導波管構造アンテナを加熱室に固着させない簡易な構成で均一加熱を実現するマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【００２５】
第５の発明は、特に第１〜４のいずれか１つの発明において、前記導波管構造アンテナが対称軸を持つよう構成されているマイクロ波加熱装置とすることにより、マイクロ波を対称軸に対して対称に伝送させることができ、マイクロ波放射開口部からのマイクロ波放射の均一性を向上するマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【００２６】
第６の発明は、特に第１〜５のいずれか１つの発明において、前記マイクロ波放射開口部が、円偏波を放射する形状となっているマイクロ波加熱装置とすることにより、マイクロ波放射部から拡がりをもったマイクロ波が放射され、被加熱物へのマイクロ波の放射をより広い範囲で均一化するマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【００２７】
以下、本発明に係るマイクロ波加熱装置の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態のマイクロ波加熱装置においては電子レンジについて説明するが、電子レンジは例示であり、本発明のマイクロ波加熱装置は電子レンジに限定されるものではなく、誘電加熱を利用した加熱装置、生ゴミ処理機、あるいは半導体製造装置などのマイクロ波加熱装置を含むものである。また、本発明は、以下の実施の形態の具体的な構成に限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく構成が本発明に含まれる。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるマイクロ波加熱装置の断面図である。図１において、１０１は筐体、１０２は被加熱物、１０３は加熱室、１０４は載置部、１０５はマイクロ波供給手段、１０６は導波管、１０７は導波管構造アンテナ、１０８は結合軸、１０９はマイクロ波放射開口部、１１０は導波管構造アンテナ１０７の終端を固定端とし内部を伝送するマイクロ波を定在波とするための終端部であり、筐体１０１内にそれぞれが配置されている。なお、載置部１０４にはガラス板、マイクロ波供給手段１０５にはマグネトロン、導波管１０６には方形導波管、導波管構造アンテナ１０７には直方体状の多面体、結合軸１０８は導波管１０６内を伝送するマイクロ波を導波管構造アンテナ１０７に伝えるための同軸構造、マイクロ波放射開口部１０９は導波管構造アンテナ１０７に設けた開口部、終端部１１０は導波管構造アンテナ１０７内を伝送するマイクロ波の伝送方向の端部を金属板により閉塞する構造とすることでこの構成を容易に実現できる。
【００２９】
図２は実施の形態１におけるマイクロ波加熱装置の斜視図である。図２において２０１は被加熱物１０２を加熱室１０３へ出し入れするための扉であり、扉２０１は、筐体１０１に対して、開閉自在に形成されている。
【００３０】
図３（ａ）は導波管１０６、導波管構造アンテナ１０７の概略側面図、図３（ｂ）は導波管構造アンテナ１０７上面のマイクロ波放射開口部１０９の概略図である。図３において、結合軸１０８は、導波管構造アンテナ１０７と接合され、一部が導波管１０６内に挿入されることで、導波管１０６内を伝送するマイクロ波を導波管構造アンテナ１０７へのマイクロ波供給ポイントとなる構成となっている。また、導波管構造アンテナ１０７はマイクロ波供給ポイントである結合軸１０８から終端部１１０へ向かってマイクロ波が伝送
され、終端部１１０が固定端となることから図３（ａ）に示すような定在波３０１が形成される構成となっている。また、マイクロ波放射開口部１０９は、導波管構造アンテナ１０７上部に設けた開口であり加熱室１０３へマイクロ波を放射する構成となっている。また、本実施の形態においては、マイクロ波放射開口部１０９の重心が、導波管構造アンテナ１０７の導波管構造内に発生する定在波３０１の節に配置されるように構成されている。
【００３１】
以下、マイクロ波加熱装置の動作について説明を行う。使用者により加熱室１０３内の載置部１０４上に被加熱物１０２が置かれ、加熱開始指示が行われると、マイクロ波加熱装置は、マイクロ波供給手段１０５であるマグネトロンから導波管１０６内にマイクロ波を供給する。導波管１０６内を伝送するマイクロ波は、図３に示すように結合軸１０８により導波管構造アンテナ１０７へ伝えられ、終端部１１０に向かって伝送される。伝送されたマイクロ波は、終端部１１０が固定端となることから図３（ａ）に示すように、均一配置されたマイクロ波電力供給源としての定在波３０１を形成する。導波管構造アンテナ１０７は終端部１１０で閉じられているため、終端部１１０における振幅は０に固定され、結合軸１０８側は振幅最大値を示す自由端となる。ここで、定在波３０１の波長をλｎ、結合軸１０８と終端部１１０の距離をｃ、定在波モードをｓ（ｓ：自然数）とすると（例えば、図３に示す定在波３０１のように結合軸１０８と終端部１１０の間に定在波の腹が結合軸１０８近傍を含めて３個ある場合はｓ＝３）、定在波波長λｎは、λｎ＝４ｃ／（２ｓ−１）という関係を持つ。ここで導波管構造アンテナ１０７内に発生する定在波モードは、導波管内を伝送する管内波長に近い値を取り易いため、定在波の波長λｎは前記の関係より演算で求めることができる。ただし、現実の正確な定在波の波長λｎは導波管構造アンテナ１０７内の振幅を実測する方が確実である。なお、定在波間隔は定在波波長λｎの半分となるため、（λｎ／２）の間隔でマイクロ波放射開口部１０９を配置すると、マイクロ波放射開口部１０９の下部に存在するエネルギー源を定在波３０１として均質配置することになるため、マイクロ波放射開口部１０９からのマイクロ波放射を均一化することが容易となる。図３において、定在波３０１の節は振幅が０となるポイントであるため、マイクロ波放射開口部１０９の重心が、前記結合軸１０８と前記終端部１１０の間に発生する定在波の節近傍に配置されるように構成することで、マイクロ波放射開口部１０９重心からの過剰な出力を防ぎ、被加熱物１０２へのマイクロ波の放射をより均一化することができる。
【００３２】
以上のように、本実施の形態においては、マイクロ波供給手段１０５から供給され導波管１０６内を伝送するマイクロ波を、結合軸１０８により導波管構造アンテナ１０７へ導くことで、マイクロ波供給ポイントを導波管構造アンテナ１０７から対称性を持ってマイクロ波を放射できる位置へと変更し、複数のマイクロ波放射開口部１０９からマイクロ波を放射することで、対称性を持ったマイクロ波放射を行い、被加熱物を均一に加熱することができる。この構成によれば、マイクロ波放射開口部１０９の下部に存在するエネルギー源を定在波３０１として均質配置し、過剰なマイクロ波出力を防ぐことが可能な定在波の節近傍の複数箇所に分散させた開口から放射することとなり、回転機構を用いることなく被加熱物１０２を均一にマイクロ波加熱させることが可能なマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【００３３】
ここで、図４に示すように、導波管構造アンテナ１０７が左右方向、奥行き方向にそれぞれ左右方向対称軸４０１、奥行き方向対称軸４０２を備えることで、マイクロ波を対称軸に対して対称に伝送させることができ、マイクロ波放射開口部からのマイクロ波放射の均一性を向上することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態ではマイクロ波放射開口部１０９の開口部形状を図３の形状で説明を行ったがこの開口形状に限定されるものではない。
【００３５】
また、本実施の形態においては、導波管構造アンテナ１０７および結合軸１０８が１つの場合について説明を行ったが、複数の導波管構造アンテナや結合軸を用いてマイクロ波加熱装置を構成してもよいことは明らかである。例えば、図５に示すように、導波管構造アンテナ１０７および結合軸１０８を複数設け、導波管１０６内への結合軸１０８の挿入量を調節することで、複数の導波管構造アンテナ１０７へのエネルギー供給量を略均等化する構成とすることができるため、加熱室１０３全体をカバーするようにマイクロ波放射開口部１０９を配置することも可能となる。
【００３６】
また、加熱の均一性を重視しない場合は、マイクロ波放射開口部１０９の配置を、必ずしも定在波３０１の節近傍とする必要がないことは明らかである。
【００３７】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２におけるマイクロ波加熱装置のマイクロ波放射開口部と定在波の関係説明図であり、図６（ａ）は断面図、図６（ｂ）は平面図である。なお、図面において、実施の形態１と同一動作を示す部分は同一番号を付与している。また、実施の形態２における基本的な動作は実施の形態１と同様である。以下、その動作、作用を説明する。
【００３８】
ここで、実施の形態２が実施の形態１と異なる点は、マイクロ波放射開口部１０９の配置位置が、定在波３０１の節近傍ではなく、図６（ａ）に示すように定在波３０１の腹近傍に配置されていることである。図６において、定在波３０１の腹は振幅が最大となるポイントである。したがって、マイクロ波放射開口部１０９の重心を、前記結合軸１０８と前記終端部１１０の間に発生する定在波の腹近傍に配置することで、マイクロ波放射開口部１０９からマイクロ波を最も容易に放射することができ、被加熱物１０２の加熱効率をより向上させるマイクロ波加熱を行うことが可能となる。
【００３９】
以上のように、本実施の形態においては、マイクロ波供給手段１０５から供給され導波管１０６内を伝送するマイクロ波を、結合軸１０８により導波管構造アンテナ１０７へ導くことで、マイクロ波供給ポイントを導波管構造アンテナ１０７から対称性を持ってマイクロ波を放射できる位置へと変更し、複数のマイクロ波放射開口部１０９からマイクロ波を放射することで、対称性を持ったマイクロ波放射を行い、被加熱物を均一に加熱することができる。この構成によれば、マイクロ波放射開口部１０９の下部に存在するエネルギー源を定在波３０１として均質配置し、振幅最大点である定在波の腹近傍の複数箇所に分散させた開口から放射することとなり、加熱効率を向上させつつも、回転機構を用いることなく被加熱物１０２を均一にマイクロ波加熱させることが可能なマイクロ波加熱装置を提供することができる。
【００４０】
ここで、図７に示すように、導波管構造アンテナ１０７が左右方向、奥行き方向にそれぞれ左右方向対称軸７０１、奥行き方向対称軸７０２を備えることで、マイクロ波を対称軸に対して対称に伝送させることができ、マイクロ波放射開口部からのマイクロ波放射の均一性を向上することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態ではマイクロ波放射開口部１０９の開口部形状を図６の形状で説明を行ったがこの開口形状に限定されるものではない。
【００４２】
また、本実施の形態においては、導波管構造アンテナ１０７および結合軸１０８が１つの場合について説明を行ったが、複数の導波管構造アンテナや結合軸を用いてマイクロ波加熱装置を構成してもよいことは明らかである。例えば、図８に示すように、導波管構造アンテナ１０７および結合軸１０８を複数設け、導波管１０６内への結合軸１０８の挿入
量を調節することで、複数の導波管構造アンテナ１０７へのエネルギー供給量を略均等化する構成とすることができるため、加熱室１０３全体をカバーするようにマイクロ波放射開口部１０９を配置することも可能となる。
【００４３】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３における導波管構造アンテナの概略斜視図である。以下、その動作、作用を説明する。なお、図面において、実施の形態１〜２と同一動作を示す部分は同一番号を付与している。また、実施の形態３における基本的な動作は実施の形態１〜２と同様である。
【００４４】
本実施の形態においては、図９に示すように導波管構造アンテナ１０７は直方体状の多面体として構成され、上面部にマイクロ波放射開口部１０９が設けられている点は実施の形態１と同様であるが、実施の形態３における導波管構造アンテナ１０７は、構造的には導波管構造部９０１とフランジ部９０２から構成され、このフランジ部９０２がマイクロ波の伝送方向と平行に導波管構造部９０１の下面部と接するように形成されている点が異なっている。ここで導波管構造部９０１と接する点からフランジ部９０２外縁との距離を適切にとる（例えば、マイクロ波漏洩防止用のチョーク構造として一般によく用いられるマイクロ波供給手段１０５の発振波長の４分の１に相当する距離）ことで、導波管構造アンテナ１０７を加熱室１０３および導波管１０６と固着させない簡易な構成でもマイクロ波の漏洩を抑え導波管構造アンテナ１０７内にマイクロ波を伝送させることが可能となる。伝送されたマイクロ波は、終端部１１０により定在波３０１を形成することから、マイクロ波放射開口部１０９の下部に存在するエネルギー源を定在波３０１として均質配置することになるため、マイクロ波放射開口部１０９からのマイクロ波放射を均一化して被加熱物１０２の加熱に供することができる。
【００４５】
以上のように、本実施の形態においては、導波管構造アンテナ１０７が直方体状の多面体として構成され、上面部にマイクロ波放射開口部１０９が設けられ、下面部に導波管構造と接するフランジ部９０２を備え、フランジ部９０２はマイクロ波の伝送方向と平行に形成されていることにより、マイクロ波漏洩を防ぎ、導波管構造アンテナ１０７を加熱室１０３に固着させない簡易な構成においても定在波３０１を形成し均一加熱を実現することができる。
【００４６】
なお、このように構成する場合、導波管構造アンテナ１０７の向きを自由に設定することが可能となることは言うまでもない。この場合、被加熱物１０２に対して手動により適切な方向へ設定することが可能となる。また、回転手段を導入すれば、加熱室１０３内に発生する加熱室内の定在波を変化させることになるため、更に均一性を向上させることも可能となる。
【００４７】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４におけるマイクロ波加熱装置の断面図および要部平面図、図１１は、本発明の実施の形態４におけるマイクロ波加熱装置のマイクロ波放射開口部と定在波の関係説明図である。以下、その動作、作用を説明する。なお、図面において、実施の形態１〜３と同一動作を示す部分は同一番号を付与している。また、本実施の形態における基本的な動作は実施の形態１〜３と同様である。
【００４８】
本実施の形態においては、マイクロ波放射開口部１０９を図６および図１１に示すような円偏波を放射する形状としている。円偏波とは、移動通信および衛星通信の分野で広く用いられている技術であり、身近な使用例としては、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）「ノンストップ自動料金収受システム」などが挙げられる。円偏波は、電界の偏波面が電波の進行方向に対して時間に応じて回転
するマイクロ波であり、円偏波を形成すると電界の方向が時間に応じて変化し続けるので、加熱室１０３内に放射されるマイクロ波の放射角度も変化し続け、時間的に電界強度の大きさが変化しないという特徴を有している。これにより、従来のマイクロ波加熱装置に用いられている直線偏波によるマイクロ波加熱と比較して、広範囲にわたってマイクロ波が分散放射されて、被加熱物を均一にマイクロ波加熱することができるようになる。特に、円偏波の周方向に対して均一加熱の傾向が強い。なお、円偏波は回転方向から右旋偏波（ＣＷ：ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）と左旋偏波（ＣＣＷ：ｃｏｕｎｔｅｒ  ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）の２種類に分類されるが、加熱性能に違いはない。
【００４９】
本発明のマイクロ波加熱装置は、定在波３０１を利用しているが、マイクロ波放射開口部１０９からマイクロ波が放射され、定在波バランスがくずれた際に、再び安定した定在波に戻るまでの間は進行波が発生する。したがって、マイクロ波放射開口部１０９を円偏波放射形状とすることで、前記の特長を利用し、加熱室１０３内の加熱分布をより均一化することができる。なお、導波管構造アンテナ１０７に設けたマイクロ波放射開口部１０９から円偏波を出力するためには、図１１に示すように、幅を持ったスリット２本を中央で交差させ、マイクロ波伝送方向３０２に対し４５度傾けた形状を、導波管構造アンテナ１０７のマイクロ波伝送方向３０２の管軸１１０１を通らない位置に配置する必要がある。
【００５０】
以上のように、本実施の形態においては、マイクロ波放射開口部１０９を、円偏波を放射する形状とすることで、マイクロ波放射部から拡がりをもったマイクロ波が放射され、被加熱物１０２へのマイクロ波の放射をより広い範囲で均一化することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態において、円偏波を放射するマイクロ波放射開口部１０９の形状は図１０および図１１で示した形状で説明したが、この形状に限定されるものではなく図１２に示すような円偏波を放射する形状であれば何でもよい。
【００５２】
なお、本実施の形態においては、マイクロ波放射開口部１０９を定在波３０１の節近傍に置く場合について説明を行ったが、実施の形態２で説明したようなマイクロ波放射開口部１０９を定在波３０１の腹近傍に置く場合に適用しても構わないことは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明のマイクロ波加熱装置は、被加熱物への均一照射ができるので、食品の加熱加工や殺菌などを行うマイクロ波加熱装置などに有効に利用することができる。また、本発明においては回転機構を用いないで、被加熱物を均一にマイクロ波加熱させることができるマイクロ波装置として説明を行ったが、回転機構を導入して加熱室内に発生する加熱室内定在波をより複雑にすることで均一性を向上することも可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０２  被加熱物
１０３  加熱室
１０４  載置部
１０５  マイクロ波供給手段
１０６  導波管
１０７  導波管構造アンテナ
１０８  結合軸
１０９  マイクロ波放射開口部
１１０  終端部
３０１  定在波
３０２  マイクロ波伝送方向
４０１  左右方向対称軸
４０２  奥行き方向対称軸
７０１  左右方向対称軸
７０２  奥行き方向対称軸
９０１  導波管構造部
９０２  フランジ部
１１０１  管軸
【図１】
2014216071.tif 000003
【図２】
2014216071.tif 000004
【図３】
2014216071.tif 000005
【図４】
2014216071.tif 000006
【図５】
2014216071.tif 000007
【図６】
2014216071.tif 000008
【図７】
2014216071.tif 000009
【図８】
2014216071.tif 000010
【図９】
2014216071.tif 000011
【図１０】
2014216071.tif 000012
【図１１】
2014216071.tif 000013
【図１２】
2014216071.tif 000014