(57)【要約】【課題】高周波加熱装置の回転する電波攪拌機構を具備せず高周波加熱装置の高周波誘電加熱の均一性を向上させること。【解決手段】マグネトロン１３から放射されるマイクロ波を加熱室１２に伝送するＴＥ０１モードに励振された導波管１４の加熱室１２に対向するＨ面１６に設けられた開口１７と開口１７の略中心に開口のあるＨ面１６と対向するもう一方のＨ面１８と導通し開口１７を貫通する中心導体１９を配することにより、中心導体１９からの放射と開口１７からの放射により高周波誘電加熱の均一性を向上することなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネトロンから放射されるマイクロ波により加熱室内の被加熱物を加熱する高周波加熱装置において、導波管の加熱室に対向するＨ面に設けられた開口と、前記開口の略中心に前記Ｈ面と対向するＨ面と導通し前記開口を貫通する中心導体とを配した構成とした高周波加熱装置。
【請求項２】
中心導体は、導通を保ったまま貫通する開口との位置を可変出来る構成とした請求項１に記載の高周波加熱装置。
【請求項３】
開口は、加熱室天面の略中心に配置する構成とした請求項１または２に記載の高周波加熱装置。
【請求項４】
開口の形状を円形とし、中心導体の開口を貫通する部分を円錐形とした請求項１または２に記載の高周波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波加熱により被加熱物を加熱する高周波加熱装置の均一加熱方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、代表的な高周波加熱装置である電子レンジでは、マイクロ波による加熱分布の均一化のために、さまざまな構成が実用化されている。例えば、非加熱物を載せる載置台を回転させる構成（ターンテーブル）や、図４のように導波管１内に金属製の軸部２を突出させ同軸結合したアンテナ３を回転させてマイクロ波の放射方向を変える構成（回転アンテナ）や、加熱室内に金属性の羽根を設けこれを回転させることによりマイクロ波を攪拌する構成（回転スタラ）などが、実用化されている。
【０００３】
また、図５のように、導波管４内に発振管であるマグネトロン５のアンテナ６を突出させ、その近傍に、マイカ７を介して金属片８を装着して乱反射させる効果とターンテーブル９の回転による効果を組み合わせてより均一化をはかるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１４８２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、いずれの場合も回転駆動部を有しており、モーターや駆動軸などの駆動のための電力が必要である。
【０００６】
また、加熱室壁面の近くにターンテーブル、回転アンテナ、回転スタラなど回転する部品を配しており、かなり広いスペースを占めている。ところが最近のオーブンレンジやトースタレンジのように高周波誘電加熱機能だけでなくヒーターなどによる電熱加熱機能を有する製品に対しては、上記の回転スペースが邪魔になり、ヒーターを最適な位置に配置することが難しく、特にオーブントースターで用いられるような管ヒーターなどの輻射型ヒーターの場合、上ヒーターと下ヒーターをできるだけ被加熱物に近づける方が効率的な加熱ができることが知られている。
【０００７】
例えば、トーストを焼く場合、パンの上面と下面の両方に近接してヒーターを配置することで短時間に焼き上げることができる。ところが従来の構成では、底面中央に配置されるターンテーブルや回転アンテナで、下ヒーターを中央に配置することが出来ない、または、天面中央に配置される回転アンテナや回転スタラで上ヒーターが配置しにくいばかりでなく、回転する部品や回転力を伝達する部品を近傍に配置する必要があり、更に上下ヒーターの配置が制限される。
【０００８】
また、ヒーターの輻射効率を向上させる手段としては、庫内高さを極力低くする構成が上下ヒーターと被加熱物の距離を縮めることができ有効的であるが、庫内高さが低くなると回転する部品が無い構成のものは、マイクロ波による加熱分布を均一にすることが難しい。また、マイクロ波の特性として、被加熱物のマイクロ波が庫内に放射される位置に近い部位が加熱されやすく、加熱分布の均一性を向上させるためには、庫内に放射される位置と被加熱物の各部位との距離をある程度維持し、かつ等距離に近づけることが望ましい。
【０００９】
以上のように、高周波誘電加熱手段と電熱加熱手段とを併せ持つ加熱装置の場合、電熱加熱の加熱効率と高周波誘電加熱の均一性とを両立させるには、マイクロ波を回転しない部品を用いて加熱分布の均一性を図る必要があった。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加熱室壁に配置された導波管の開口を貫通する位置に、導波管壁を導通する棒状導体を配置し、棒状導体をアンテナとし回転する部品を設けること無く、高周波誘電加熱の均一性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の高周波加熱装置は、高周波発振管であるマグネトロンから放射されるマイクロ波を加熱室に伝送する導波管と、前記導波管の加熱室に対向するＨ面に設けられた開口と、前記開口の略中心に前記開口のあるＨ面と対向するもう一方のＨ面と導通し前記開口を貫通する中心導体を配した構成としたものである。
【００１２】
これによって、加熱室内には、前記中心導体の一部を除き高周波加熱手段が占有するスペースは不要になり、開口がある加熱室壁面に電熱加熱手段を容易に配置することにより、上下ヒーターの間隔を狭くすることによる加熱時間の向上と、ヒーター形状の自由度が向上し電熱加熱の均一性と、単に導波管壁面に開口を設けた場合に比較し、中心導体からの放射により高周波誘電加熱の均一性とを向上することを目的したものである。
【００１３】
また、本発明の高周波加熱装置は、前記中心導体と導波管Ｈ面との導通を保ったまま貫通する開口との位置を可変出来る構成としたものである。また、開口の形状及び中心導体の形状を変える事によって、加熱室への放射特性を可変する事を目的としたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の高周波加熱装置は、高周波発振管であるマグネトロンから放射されるマイクロ波を加熱室に伝送する導波管と、この導波管の加熱室に対向するＨ面に設けられた開口と前記開口の略中心に前記開口のあるＨ面と対向するもう一方のＨ面と導通し前記開口を貫通する中心導体を配した構成としたものであり、マイクロ波を回転する攪拌装置を用いず高周波加熱の均一加熱を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の正面断面図
【図２】本発明の実施の形態２における高周波加熱装置の要部断面図
【図３】本発明の実施の形態３における高周波加熱装置の要部断面図
【図４】従来の高周波加熱装置の正面断面図
【図５】他の従来の高周波加熱装置の正面断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は、マグネトロンから放射されるマイクロ波により加熱室内の被加熱物を加熱する高周波加熱装置において、導波管の加熱室に対向するＨ面に設けられた開口と、前記開口の略中心に前記Ｈ面と対向するＨ面と導通し前記開口を貫通する中心導体を配した構成とすることにより、中心導体及び開口との間隙からマイクロ波が加熱室に放射され高周波加熱の均一性を向上させることができる。
【００１７】
第２の発明は、特に、第１の発明の中心導体を導通を保ったまま貫通する開口との位置を可変出来る構成とすることにより、中心導体及び開口との間隙から放射されるマイクロ波が変化し、更に高周波加熱の均一性を向上させることができる。
【００１８】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の開口の位置を加熱室天面の略中心に配置することにより、加熱室内の電界分布が幾何学的対称形となり、更に高周波加熱の均一性を向上させることができるだけで無く、天面に電熱加熱手段を容易に配置することもできる。
【００１９】
第４の発明は、特に、第１または第２の発明の開口の形状を円形とし、中心導体の開口を貫通する部分を円錐形とすることにより、中心導体及び開口との間隙から放射されるマイクロ波が同時に変化し、更に高周波加熱の均一性を向上させることができる。
【００２０】
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。
【００２１】
（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高周波加熱装置の正面断面図を示すものである。
【００２２】
図１において、食品１０は、受け皿１１の上に載置され加熱室１２置かれている。一方、高周波発振器であるマグネトロン１３は、加熱室１２の天面に設けられた導波管１４に、アンテナ１５によって結合されている。導波管１４の加熱室１２に対向する壁面１６の略中心には開口１７が設けられており、導波管１４の壁面１６に対向するもう一方の壁面１８には、壁面と導通を保った状態で、中心導体１９が開口１７を貫通して設けられている。なお、開口１７の加熱室１２側には、誘電体で形成された開口カバー２０が設けられている。
【００２３】
以上のように構成された高周波加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２４】
まず、導波管２は矩形導波管であり、マグネトロン１３のアンテナ１５が導波管長辺から結合されている為、ＴＥ０１モードに励振されており、導波管長辺の壁面１６、１８は共にＨ面となっている。したがって加熱室１２に連通する壁面１６に導波管の壁面電流を切る開口１７を設けることにより高周波は加熱室１２に放射される。一方、壁面１８に導通して設けられた中心導体１９は、導波管１４と壁面１８を介して磁界結合されており、壁面１６に設けられた開口１７を貫通することにより、同じく加熱室１２に高周波を放射される。
【００２５】
以上のように、本実施の形態においては導波管１４に設けた開口１７と導波管に磁界結合し開口１７を貫通する中心導体１９を設けることにより、２つの高周波の放射が得られ回転する攪拌手段を用いず高周波加熱の均一化を図る事が出来る。
【００２６】
また、本実施の形態では加熱室１２の天面に複数個の加熱手段（例では、管状ヒーター）２１ａ、２１ｂを開口カバー近傍に加熱室１２をほぼ４等分した位置に設けることが出来電熱加熱の均一性を向上することもできる。
【００２７】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における高周波加熱装置の要部断面図を示すものである。
【００２８】
図２において、導波管１４の壁面１８には、中心導体１９と同軸上に導体受け２２が導波管１４に固定されている。中心導体１９の外周の一部には歯車（ラック）が切ってあり、この歯車と噛み合う位置に扇型の駆動歯車２３が設けられ、駆動装置２４が連結された構成としている。
【００２９】
以上のように構成された高周波加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。駆動装置２４によって駆動歯車２３は時計回りあるいは反時計回りに回転し、噛み合っている中心導体１９は上下方向に動き、導波管１４との導通を保ちながら、貫通する開口１７との相対位置を可変することができ、導波管１４に設けた開口１７と導波管に磁界結合し開口１７を貫通する中心導体１９の位置を可変可能に設けることにより、２つの高周波の放射の割合を変えられ回転する攪拌手段を用いず高周波加熱の均一化を図る事が出来る。
【００３０】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第２の実施の形態における高周波加熱装置の正面断面図を示すものである。
【００３１】
図３において、導波管１４の壁面１８には、中心導体１９と同軸上に導体受け２２が、導波管１４に固定されている。中心導体１９の外周の一部には、歯車（ラック）が切ってあり、この歯車と噛み合う位置に、扇型の駆動歯車２３が設けられ、駆動装置２４が連結されている。また、中心導体１９の略円形状の開口１７を貫通する先端は、円錐形状にした構成としている。
【００３２】
以上のように構成された高周波加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３３】
駆動装置２４によって駆動歯車２３は、時計回りあるいは反時計回りに回転し、噛み合っている中心導体１９は上下方向に動き、導波管１４との導通を保ちながら、貫通する略円形状の開口１７との相対位置及び開口面積を同時に可変することができ、導波管１４に設けた開口１７から放射と導波管１４と磁界結合し開口１７を貫通する中心導体１９からの２つの高周波の放射の割合を同時に変えられ、回転する攪拌手段を用いず高周波加熱の均一化を図る事が出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明にかかる高周波加熱装置は、回転する攪拌手段を用いず高周波誘電加熱の均一性を高めることが可能となるので、加熱室の容積が制限される加熱調理器（例えば、電気或いはガステーブルのグリル部）や複合加熱調理器（例えば冷蔵庫の解凍庫）等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１３  マグネトロン
１４  導波管
１７  開口
１９  中心導体
【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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