(57)【要約】【課題】省スペースでかつ短い導波管により、高効率に円偏波または楕円偏波を発生できるマイクロ波処理装置を提供すること。【解決手段】加熱室１壁面に加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する伝播部３ａ（第１伝播部）と、加熱室壁面に沿ってマイクロ波を伝播する伝播部３ｂ（第２伝播部）で構成した導波管３を設け、加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する伝播部３ａの断面を加熱室壁面に投影した範囲を含んで配置した開口４ａと別の開口４ｂの一対の開口で円偏波を発生する。【選択図】図１
2015185409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収納する加熱室と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段で発生したマイクロ波を前記加熱室へ伝播する導波管と、前記導波管から前記加熱室へマイクロ波を放射する複数の開口を備え、
前記導波管は、前記加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する第１伝播部と、前記加熱室壁面に沿ってマイクロ波を伝播する第２伝播部とを有し、
前記開口は一対の開口で円偏波を発生する構成とし、
前記一対の開口で円偏波を発生する開口のうち一方の開口は、前記第１伝播部の管軸に垂直な断面を前記加熱室壁面に投影した範囲を含む配置としたマイクロ波処理装置。
【請求項２】
前記一対の開口で円偏波を発生する開口のうち他方の開口は、少なくともその中央が、前記導波管の前記加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する部分の断面を前記加熱室壁面に投影した範囲から外して配置した請求項１に記載のマイクロ波処理装置。
【請求項３】
前記一対の開口で円偏波を放射する開口から前記加熱室に放射されるマイクロ波の励振方向が、平行にならない配置とする構成とした請求項１に記載のマイクロ波処理装置。
【請求項４】
前記導波管のマイクロ波伝播方向に略平行な断面がＬ字状に曲がった形状とし、
前記マイクロ波発生手段を前記導波管の前記加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する部分に設ける構成とした請求項１に記載のマイクロ波処理装置。
【請求項５】
前記導波管の前記加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する部分と、前記加熱室壁面に沿ってマイクロ波を伝播する部分を幅広面が一致するように重ね一体化した構成とした請求項１に記載のマイクロ波処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱物にマイクロ波を放射する電子レンジ等のマイクロ波処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のマイクロ波処理装置は、代表的なマイクロ波発生手段であるマグネトロンで発生したマイクロ波は、導波管を伝播させて加熱室に給電され、加熱室内部に置かれた食品のような被加熱物を加熱処理するものである。しかし、加熱室内の電界分布は、必ずしも均一ではない。そこで、被加熱物を均一に加熱処理するため、被加熱物を載置した棚を回転させて被加熱物自体を回転させる構成や、マイクロ波を放射するアンテナを回転させる構成など、何らかの駆動部を用いて、被加熱物に放射されるマイクロ波を撹拌する方法が、一般的に使用される。
【０００３】
一方、時間的に電界の偏波面が回転する、円偏波または楕円偏波を利用することで、均一に被加熱物を加熱する方法が、提案されている。円偏波または楕円偏波を発生させるためには、励振方向が交差する一対の励振手段と、一対の励振位相に位相差を設けることが、必要となる。
【０００４】
導波管から供給できる励振方向は、導波管を構成する面により異なる。一般的に、方形導波管タイプの導波管１００は、マイクロ波の進行方向に垂直な断面形状が長方形形状であり、幅寸法が相対的に大きく、対向する一対の幅が広い壁面（幅広壁面という）と、幅寸法が相対的に小さく、対向する一対の幅が狭い壁面（幅狭壁面という）とを有している。
【０００５】
図６に示すように、ＴＥ１０モードでマイクロ波が伝播する、方形導波管タイプの導波管１００において、マイクロ波伝播方向に垂直な断面１０１に開口を設ける場合、導波管１００内の一様な方向の電界１０４により励振されるので、１軸方向の励振となる。幅狭壁面１０２に開口を設ける場合、壁面に一様な電流１０５方向に励振されるため１軸方向の励振となる。幅広壁面１０３に開口を設ける場合、場所によって同一平面上全方向の電流１０５方向により励振できるので、２軸方向の励振が可能となる。
【０００６】
このような理由により、励振方向が交差する一対の励振手段を要する円偏波の発生に使用する開口は、幅広壁面１０３に設けられる。
【０００７】
また、電波伝播により、時間とともに励振位置がずれるので、例えば、２つの開口を組み合わせて適した配置にすることで、円偏波を発生させることができる。
【０００８】
特許文献１には、図７のように、導波管１０６の幅広壁面１０３上で、直交する向きの二つの長方形スロット状の開口１０７を、対向させつつも離して配置する方法が、記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３５１０５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載されたように、前記従来の幅広面１０３に、一対の円偏波開口を設けたマイクロ波処理装置は、マグネトロン近傍の電磁界分布の乱れなどの影響を回避するため、導波管の長さが長くなるという問題があった。また、マイクロ波伝播方向に平行な壁面に開口を設け、マイクロ波伝播方向に対し直角方向に放射させるため、効率が低いという問題もあった。
【００１１】
本発明は前記課題を解決するものであり、省スペースでかつ短い導波管により、高効率に円偏波または楕円偏波を発生できるマイクロ波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】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明のマイクロ波処理装置は、被加熱物を収納する加熱室と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段と、マイクロ波発生手段で発生したマイクロ波を伝播する導波管と、導波管から加熱室へマイクロ波を放射する複数の開口を備え、導波管は、加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する部分と、加熱室壁面に沿ってマイクロ波を伝播する部分で構成し、一対の開口で円偏波を発生する構成とし、一対の開口の一方は、導波管の加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する部分の断面を加熱室壁面に投影した範囲を含む配置としたものである。
【００１３】
上記構成により、円偏波を発生する開口はマイクロ波伝播方向に対向する位置と、マイクロ波伝播方向に平行な位置に設けることができる。マイクロ波伝播方向に対向する開口は、加熱室壁面に向かって伝播してきたマイクロ波を略同じ方向に放射するので、導波管が短くても、導波管内の一様な方向の電界により、安定した方向に励振される。マイクロ波伝播方向に平行な位置に設けた開口は、加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する部分により、マグネトロン近傍の電磁界分布の乱れなどの影響を回避できるので、加熱室壁面に沿って、マイクロ波を伝播する部分を短くしても、意図した方向に励振することができ、一対の開口を合わせて、確実に円偏波または楕円偏波を発生させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のマイクロ波処理装置は、加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する部分からの放射と、加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する部分でマグネトロン近傍の電磁界分布の乱れなどの影響を回避した、加熱室壁面に沿ってマイクロ波を伝播する部分からの放射を組み合わせることで、導波管を短くしても、確実に円偏波または楕円偏波を発生させることができる。
【００１５】
また、加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する部分のマイクロ波伝播方向に対向して開口を設けることで、伝播してきたマイクロ波を略同じ方向に放射することができるので効率を向上することができる。
【００１６】
さらに、加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する部分と、加熱室壁面に沿ってマイクロ波を伝播する部分とをＬ字状に配置することで、導波管設置部分をコンパクトにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるマイクロ波処理装置の平面断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるマイクロ波処理装置の導波管近傍拡大断面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるマイクロ波処理装置の開口近傍拡大図
【図４】本発明の実施の形態２におけるマイクロ波処理装置の平面断面図
【図５】本発明の実施の形態３におけるマイクロ波処理装置の導波管近傍拡大断面図
【図６】従来のマイクロ波処理装置における導波管の壁面を流れる電流の説明図
【図７】従来の円偏波を発生させるマイクロ波処理装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１の発明は、被加熱物を収納する加熱室と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段と、マイクロ波発生手段で発生したマイクロ波を伝播する導波管と、導波管から加熱室へマイクロ波を放射する複数の開口を備え、導波管は、加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する部分と、加熱室壁面に沿ってマイクロ波を伝播する部分とで構成し、一対の開口で円偏波を発生する構成とし、一対の開口の一方は、導波管の加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する部分の断面を加熱室壁面に投影した範囲を含む配置としたものであり、マイクロ波伝播方向とマイクロ波伝播に平行な方向の開口を組み合わせて使用することにより、短い導波管でも円偏波または楕円偏波を発生することができる。
【００１９】
第２の発明は、特に第１の発明のマイクロ波処理装置を、一対の開口で円偏波を発生する開口の他方の開口は、少なくともその中央が、導波管の加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する部分の断面を加熱室壁面に投影した範囲から外して配置したものであり、導波管の加熱室壁面に沿ってマイクロ波を伝播する部分が短くても、安定した励振を確保でき円偏波または楕円偏波を発生できる。
【００２０】
第３の発明は、特に第１の発明のマイクロ波処理装置を、一対の開口から円偏波を加熱室に放射し、放射されるマイクロ波の励振方向が、平行にならない配置とする構成としたものであり、２方向の励振を確保でき、確実に円偏波または楕円偏波を発生できる。
【００２１】
第４の発明は、特に第１の発明のマイクロ波処理装置を、導波管のマイクロ波伝播方向に略平行な断面がＬ字状に曲がった形状とし、マイクロ波発生手段を導波管の前記加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する部分に設ける構成としたものであり、Ｌ字状に曲がった導波管を使用することにより、短い導波管でも円偏波または楕円偏波を発生することができる。
【００２２】
第５の発明は、特に第１の発明のマイクロ波処理装置を、導波管の前記加熱室壁面に向かってマイクロ波を伝播する部分と、加熱室壁面に沿ってマイクロ波を伝播する部分を幅広面が一致するように重ね一体化した構成としたものであり、短い導波管でも円偏波または楕円偏波を発生することができる。
【００２３】
以下、本発明に係るマイクロ波処理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処理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処理装置は電子レンジに限定されるものではなく、加熱処理を利用した処理装置、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処理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。
【００２４】
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。
【００２５】
（実施の形態１）
図１から図３は、本発明の実施の形態１におけるマイクロ波処理装置の説明図である。図１は正面から見た断面図、図２は導波管近傍の拡大断面図、図３は加熱室内内部側から見た正面図を示す。
【００２６】
同図において、代表的なマイクロ波処理装置である電子レンジは、被加熱物を収納する加熱室１と、マイクロ波を発生させる代表的なマイクロ波発生手段であるマグネトロン２と、マグネトロン２から放射されたマイクロ波を伝播する導波管３と、この導波管３内の
マイクロ波を加熱室１内に放射する開口４ａ、４ｂが設けられる。
【００２７】
導波管３は方形導波管であり、加熱室１に向かってマイクロ波６ａを伝播する伝播部３ａ（第１伝播部）と、加熱室１に沿ってマイクロ波６ｂを伝播する伝播部３ｂ（第２伝播部）により構成され、マイクロ波６ａ、６ｂの進行方向の断面が、Ｌ字形状になっている。
【００２８】
一対で円偏波を発生する開口の一方４ａは、導波管３の加熱室１の壁面に向かってマイクロ波を伝播する伝播部３ａの断面を、加熱室１の壁面に投影した範囲を含む配置となっていて、マイクロ波伝播方向に対向する位置になる。加熱室１の壁面に向かって伝播してきたマイクロ波６ａは、略同一方向に放射されるので、導波管３が短くても、導波管３内の一様な方向の電界５により、安定した方向に励振される。
【００２９】
一対で円偏波を発生する開口４ａ、４ｂのうち、一方の開口４ｂは、その中央が、導波管３の加熱室１の壁面に向かって、マイクロ波６ａが伝播する伝播部３ａの断面を、加熱室１の壁面に投影した範囲から外して、加熱室１に沿ってマイクロ波６ｂを伝播する伝播部３ｂに配置される。
【００３０】
以上のように、加熱室１の壁面に向かってマイクロ波を伝播する伝播部３ａにより、マグネトロン２近傍の電磁界分布の乱れなどの影響を回避できるので、加熱室１の壁面に沿ってマイクロ波を伝播する伝播部３ｂを短くしても、開口４ｂでは意図した方向に励振することができるので、一対の開口４ａ、４ｂにより、確実に、円偏波または楕円偏波を発生できる。
【００３１】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるマイクロ波処理装置の正面断面図を示す。
【００３２】
同図において、加熱室１の底に設けた加熱室凸部７の角部分を覆うように、導波管３を結合している。導波管３は、加熱室１に向かってマイクロ波６ａを伝播する伝播部３ｃ（第１伝播部）と、加熱室１に沿ってマイクロ波６ｂを伝播する伝播部３ｄ（第２伝播部）とを、前後に配列した構成となっている。
【００３３】
加熱室凸部７の垂直壁面側には、加熱室１に向かって伝播するマイクロ波６ａに対向し、紙面奥行き方向に長い開口４ａが設けられ、伝播するマイクロ波６ａを、そのまま高効率に放射する。加熱室凸部７の水平壁面側には、加熱室１に沿って伝播するマイクロ波６ｂに平行で、紙面奥行き方向に長い開口４ｂが設けられ、開口４ａと直行方向に励振され、円偏波または楕円偏波を発生させる。
【００３４】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３におけるマイクロ波処理装置導波管近傍の拡大断面図を示す。
【００３５】
同図において、加熱室１の１壁面に設けた導波管３に、マグネトロン２を取付け、マイクロ波６ａ、６ｂを伝播し、開口４ａ、４ｂより放射する。導波管３は、導波管凸部８により加熱室１に向かってマイクロ波６ａを伝播する伝播部３ｅ（第１伝播部）と、加熱室１に沿ってマイクロ波６ｂを伝播する伝播部３ｆ（第２伝播部）とに、分けられる。
【００３６】
一対で円偏波を発生する開口のうち、一方の開口４ａは、導波管３の加熱室１の壁面に向かってマイクロ波６ａを伝播する伝播部３ｅのマイクロ波６ａの伝播方向に、対向して設置される。加熱室１の壁面に向かって伝播してきたマイクロ波６ａを、略同一方向に放
射するので、導波管３が短くても、導波管３内の一様な方向の電界５により、安定した方向に励振される。
【００３７】
一対で円偏波を発生する開口のうち、もう一方の開口４ｂは、加熱室１に沿ってマイクロ波６ｂを伝播する伝播部３ｆに配置される。加熱室１の壁面に向かって、マイクロ波を伝播する部分３ｅは、斜めに設置されて、少ないスペースでも長さが長くとれているので、マグネトロン２近傍の電磁界分布の乱れなどの影響を回避して、開口４ｂでは意図した方向に励振することができ、一対の開口４ａ、４ｂにより、確実に、円偏波または楕円偏波を発生できる。
【００３８】
なお、本実施の形態の円偏波給電手段は、導波管３上で分離配置したＩ字型の円偏波開口を例にして示したが、これに限定されるものではない。導波管３上で直交する向きの二つの長方スロットがあれば良く、Ｌ字型や一部交差型に構成しても良い。また、二つのスロットは直交でなくても良い。
【００３９】
また、長方形スロットとは言うものの、長方形に限定されるものではない。開口のコーナー部に、Ｒをつけるとか楕円状にするなどしても、円偏波を発生することは可能であろう。基本的な円偏波開口の考え方としては、一方向に長めで、その直角方向には短めである、長細い形状のものを二つ組み合わせればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明のマイクロ波処理装置は、マイクロ波を被加熱物に均一に照射することができるので、食品の処理加工や殺菌などを行うマイクロ波処理装置などに、有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  加熱室
２  マグネトロン（マイクロ波発生手段）
３  導波管
３ａ、３ｃ、３ｅ  伝播部（第１伝播部）
３ｂ、３ｄ、３ｆ  伝播部（第２伝播部）
４ａ、４ｂ  開口
５  電界
６ａ、６ｂ  マイクロ波
７  加熱室凸部
８  導波管凸部
【図１】
2015185409.tif 000003
【図２】
2015185409.tif 000004
【図３】
2015185409.tif 000005
【図４】
2015185409.tif 000006
【図５】
2015185409.tif 000007
【図６】
2015185409.tif 000008
【図７】
2015185409.tif 000009