(57)【要約】  特定の例では、食品製品を処理するための食品処理機械は、空洞を画定するハウジングと、空洞を通って長手方向に食品製品を運ぶための金属を備えるベルトを有するコンベヤと、食品製品が空洞を通って運ばれる際に、加熱された空気が食品製品を加熱するよう、空洞内の空気を加熱するための対流加熱システムとを含む。マイクロ波発射箱システムは、マイクロ波エネルギーを空洞中に、長手方向に対して直角の横方向に放出し、それにより食品製品が空洞を通って運ばれる際に、食品製品をさらに加熱するように構成される。
2021506096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品製品を処理するための食品処理機械であって、
空洞を画定するハウジングと、
前記空洞を通って長手方向に前記食品製品を運ぶための金属を備えるベルトを有するコンベヤと、
前記食品製品が前記空洞を通って運ばれる際に、加熱された空気が前記食品製品を加熱するよう、前記空洞内の空気を加熱するための対流加熱システムと、
マイクロ波エネルギーを前記空洞中に、長手方向に対して直角の横方向に放出し、それにより前記食品製品が前記空洞を通って運ばれる際に、前記食品製品をさらに加熱するように構成されたマイクロ波発射箱システムと
を備える食品処理機械。
【請求項２】
前記ベルトが、前記空洞を通って連続的に運ばれる連続ベルトである、請求項１に記載の食品処理機械。
【請求項３】
前記食品処理機械がマイクロ波発射箱セクションを有し、その中に前記マイクロ波発射箱システムがマイクロ波エネルギーを放出し、それにより前記食品製品を加熱する、請求項２に記載の食品処理機械。
【請求項４】
前記マイクロ波エネルギーが電界成分および磁界成分を含み、前記磁界成分が前記ベルトに沿って横方向に伝搬し、それにより前記食品製品を加熱する、請求項３に記載の食品処理機械。
【請求項５】
前記ハウジングが第１の側壁および第２の反対側の側壁を有し、それぞれ前記コンベヤに沿って長手方向に延び、
前記マイクロ波発射箱システムが、前記第１の側壁に結合され、マイクロ波エネルギーを前記第２の側壁に向かって横方向に導く第１の発射箱アセンブリ、および前記第２の側壁に結合され、マイクロ波エネルギーを前記第１の側壁に向かって横方向に導く第２の発射箱アセンブリを含む、
請求項３に記載の食品処理機械。
【請求項６】
前記第１の発射箱アセンブリが、前記第２の発射箱アセンブリと垂直方向および長手方向に整列している、請求項５に記載の食品処理機械。
【請求項７】
前記第１の側壁が第１の開口を有し、前記第２の側壁が第２の開口を有し、前記第１の発射箱アセンブリが前記第１の開口を通って前記空洞中にマイクロ波エネルギーを放出し、前記第２の発射箱アセンブリが前記第２の開口を通って前記空洞中にマイクロ波エネルギーを放出する、請求項６に記載の食品処理機械。
【請求項８】
前記第１の発射箱アセンブリが、前記第１の側壁に結合され、かつ、前記空洞内に配置された整合板を有し、それにより前記第１の発射箱アセンブリから放出する前記マイクロ波エネルギーの共振モードを結合し、
前記第２の発射箱アセンブリが、前記第２の側壁に結合され、かつ、前記空洞内に配置された整合板を有し、それにより前記第２の発射箱アセンブリから放出する前記マイクロ波エネルギーの共振モードを結合し、
前記第１の発射箱アセンブリの前記整合板が、第１の横方向の距離だけ前記第２の発射箱アセンブリの整合板から間隔を隔てており、それにより前記第１の発射箱アセンブリおよび前記第２の発射箱アセンブリによって放出される前記マイクロ波エネルギーの交差結合効果を最小化する、
請求項６に記載の食品処理機械。
【請求項９】
前記マイクロ波エネルギーが波長を有し、前記第１の横方向の距離が５波長に等しい、請求項７に記載の食品処理機械。
【請求項１０】
前記第１の発射箱アセンブリおよび前記第２の発射箱アセンブリが、それぞれ４つの同一の導波路および個々の導波路に結合されたマグネトロンを有し、前記マグネトロンが前記マイクロ波エネルギーを生成し、前記導波路が前記マイクロ波エネルギーを前記空洞中に導く、請求項７に記載の食品処理機械。
【請求項１１】
前記第１の発射箱アセンブリが、前記第１の側壁に結合された、前記第１の開口を覆い、前記第１の側壁における前記マイクロ波エネルギーの漏れを防止するためのチョーク板を有し、前記第２の発射箱アセンブリが、前記第２の側壁に結合された、前記第２の開口を覆い、前記第２の側壁における前記マイクロ波エネルギーの漏れを防止するためのチョーク板を有する、請求項１０に記載の食品処理機械。
【請求項１２】
前記第１の発射箱アセンブリの前記チョーク板が前記第１の開口を取り囲むチョークチャネルを有し、前記チョークチャネルが前記第１の開口から４分の１波長の距離に間隔を隔てた中心線を有し、それにより前記第１の開口からの前記マイクロ波エネルギーの漏れを防止するインピーダンス抑制を形成し、
前記第２の発射箱アセンブリの前記チョーク板が前記第２の開口を取り囲むチョークチャネルを有し、前記チョークチャネルが前記第２の開口から４分の１波長の距離に間隔を隔てた中心線を有し、それにより前記第２の開口からの前記マイクロ波エネルギーの漏れを防止するインピーダンス抑制を形成する、
請求項１１に記載の食品処理機械。
【請求項１３】
前記ハウジングが、前記ベルトが通って延び前記食品製品が前記空洞の中に受け取られる開口を備えた上流側端部壁、および前記ベルトが通って延び前記食品製品が前記空洞から分配される開口を備えた下流側端部壁を有し、また、
前記上流側端部壁の前記開口および前記下流側端部壁の前記開口に、前記ベルトの垂直方向に上方の上部チョークアセンブリ、および前記ベルトの垂直方向に下方の下部チョークアセンブリをさらに備え、それにより前記上流側端部壁の前記開口および前記下流側端部壁の前記開口を通った前記マイクロ波エネルギーの漏れを防止する、
請求項７に記載の食品処理機械。
【請求項１４】
前記上部チョークアセンブリおよび前記下部チョークアセンブリの各々が４分の１波長の幅を有する、請求項１３に記載の食品処理機械。
【請求項１５】
第１の複数の穴あきパネルが前記コンベヤの上方に垂直方向に配置され、第２の複数のパネルが前記コンベヤの下方に垂直方向に配置された穴あきパネルアセンブリをさらに備え、それによりマイクロ波エネルギーを吸収し、またはマイクロ波エネルギーを前記コンベヤおよび前記食品製品に向かって偏向させ、前記空洞からの前記マイクロ波エネルギーの漏れを防止する、請求項１４に記載の食品処理機械。
【請求項１６】
前記第１の複数の穴あきパネルおよび前記第２の複数の穴あきパネルが、前記食品製品が対流によって調理されるよう、空気の通過を可能にする、請求項１５に記載の食品処理機械。
【請求項１７】
前記マイクロ波発射箱システムが、
前記第１の側壁に結合された、マイクロ波エネルギーを前記第２の側壁に向かって横方向に放出するための第３の発射箱アセンブリであって、前記第１の発射箱アセンブリの前記整合板から第１の長手方向の距離だけ間隔を隔てた整合板を有し、それにより前記第３の発射箱アセンブリおよび前記第１の発射箱アセンブリによって放出される前記マイクロ波エネルギーの交差結合効果を最小化する、第３の発射箱アセンブリと、
前記第２の側壁に結合された、マイクロ波エネルギーを前記第１の側壁に向かって横方向に放出するための第４の発射箱アセンブリであって、前記第２の発射箱アセンブリの前記整合板から前記第１の長手方向の距離だけ間隔を隔てた整合板を有し、それにより前記第４の発射箱アセンブリおよび前記第２の発射箱アセンブリによって放出される前記マイクロ波エネルギーの交差結合効果を最小化する、第４の発射箱アセンブリと、
をさらに含む、請求項７に記載の食品処理機械。
【請求項１８】
前記第３の発射箱アセンブリが前記第４の発射箱アセンブリと垂直方向および長手方向に整列している、請求項１７に記載の食品処理機械。
【請求項１９】
前記第１の長手方向の距離が５波長に等しい、請求項１８に記載の食品処理機械。
【請求項２０】
前記対流加熱システムが、前記空洞内の空気を加熱するように構成された発熱体、および前記食品製品が加熱されるよう、前記加熱された空気を前記空洞内の循環経路に沿って運ぶように構成されたファンを含む、請求項７に記載の食品処理機械。
【請求項２１】
前記第１の発射箱アセンブリが、前記空洞中に放出される前記マイクロ波エネルギーを生成するためのマグネトロンを有し、前記第２の発射箱アセンブリが、前記空洞中に放出される前記マイクロ波エネルギーを生成するためのマグネトロンを有し、また、
コントローラであって、前記コントローラが前記第１の発射箱アセンブリの前記マグネトロンおよび前記第２の発射箱の前記マグネトロンを選択的に起動することができるよう、前記第１の発射箱アセンブリの前記マグネトロンおよび前記第２の発射箱アセンブリの前記マグネトロンと通信し、かつ、それらを制御する、コントローラをさらに備える、
請求項５に記載の食品処理機械。
【請求項２２】
オーブンから漏れるマイクロ波エネルギーを検出するためのマイクロ波監視検出器をさらに備え、前記コントローラが前記マイクロ波監視検出器と通信し、前記マイクロ波監視検出器によって検出された前記マイクロ波エネルギーが最大許容マイクロ波エネルギーリーク値以上になると、前記発射箱アセンブリまたはマグネトロンのうちの少なくとも一方を遮断するように構成される、請求項２１に記載の食品処理機械。
【請求項２３】
前記開口から漏れ得る前記マイクロ波エネルギーを吸収するために、前記第１の端部壁の前記開口および前記第２の端部壁の前記開口に隣接して配置されたフードをさらに備える、請求項１５に記載の食品処理機械。
【請求項２４】
食品製品を処理するための食品処理機械であって、
空洞、
長手方向に延びている、中に第１の開口を有する第１の側壁、
前記第１の側壁とは反対側の、前記長手方向に延びている、中に第２の開口を有する第２の側壁、
前記食品製品が前記空洞の中へ受け取られる開口を備えた上流側端部壁、
前記食品製品が前記空洞から分配される開口を備えた下流側端部壁を含む
ハウジングであって、前記上流側端部壁および前記下流側端部壁が、それぞれ前記長手方向に対して直角の横方向に延びている、ハウジングと、
前記上流側端部壁の前記開口および前記下流側端部壁の前記開口を通って延びている金属を備えるベルトを有する、前記空洞を通って前記長手方向に前記食品製品を運ぶためのコンベヤと、
前記食品製品が前記空洞を通って運ばれる際に、加熱された空気が前記食品製品を調理するよう、前記空洞内の空気を加熱する対流加熱システムと、
マイクロ波エネルギーを前記空洞中に放出し、それにより前記食品製品が前記空洞を通って運ばれる際に、前記食品製品をさらに加熱するマイクロ波発射箱システムであって、
マイクロ波エネルギーを前記第１の開口を通って前記第２の側壁に向かって横方向に導く、前記第１の側壁に結合された第１の発射箱アセンブリであって、前記第１の開口からの前記マイクロ波エネルギーの漏れを防止する、前記第１の側壁に結合されたチョーク板を有する、第１の発射箱アセンブリと、
マイクロ波エネルギーを前記第２の開口を通って前記第１の側壁に向かって横方向に導くための、前記第２の側壁に結合された第２の発射箱アセンブリであって、前記第２の開口からの前記マイクロ波エネルギーの漏れを防止する、前記第２の側壁に結合されたチョーク板を有する、第２の発射箱アセンブリと
を有するマイクロ波発射箱システムと
を備える食品処理機械。
【請求項２５】
前記第１のマイクロ波発射箱の前記チョーク板が前記第１の開口を取り囲むチョークチャネルを有し、前記チョークチャネルが前記第１の開口から４分の１波長の距離に間隔を隔てた中心線を有し、それにより前記第１の開口からの前記マイクロ波エネルギーの漏れを防止するインピーダンス抑制を形成し、
前記第２の発射箱アセンブリの前記チョーク板が前記第２の開口を取り囲むチョークチャネルを有し、前記チョークチャネルが前記第２の開口から４分の１波長の距離に間隔を隔てた中心線を有し、それにより前記第２の開口からの前記マイクロ波エネルギーの漏れを防止するインピーダンス抑制を形成する、
請求項２４に記載の食品処理機械。
【請求項２６】
前記上流側端部壁の前記開口および前記下流側端部壁の前記開口に、前記ベルトの垂直方向に上方の上部チョークアセンブリ、および前記ベルトの垂直方向に下方の下部チョークアセンブリをさらに備え、それにより前記上流側端部壁の前記開口および前記下流側端部壁の前記開口を通ったマイクロ波エネルギーの漏れを防止する、請求項２５に記載の食品処理機械。
【請求項２７】
前記上部チョークアセンブリおよび前記下部チョークアセンブリの各々が４分の１波長の幅を有する、請求項２６に記載の食品処理機械。
【請求項２８】
第１の複数の穴あきパネルが前記コンベヤの上方に垂直方向に配置され、および、第２の複数のパネルが前記コンベヤの下方に垂直方向に配置された穴あきパネルアセンブリをさらに備え、それによりマイクロ波エネルギーを吸収し、またはマイクロ波エネルギーを前記コンベヤおよび前記食品製品に向かって偏向させ、前記空洞からの前記マイクロ波エネルギーの漏れを防止する、請求項２７に記載の食品処理機械。
【請求項２９】
前記第１の複数の穴あきパネルおよび前記第２の複数の穴あきパネルが、前記食品製品が前記加熱された空気および対流によって調理されるよう、空気の通過を可能にする、請求項２８に記載の食品処理機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１２月６日に出願した米国特許出願第１６／２１２，３００号、および２０１７年１２月８日に出願した米国仮特許出願第６２／５９６，３２４号に基づき、かつ、それらの優先権を主張するものであり、それらの開示は、参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本開示は、食品製品を処理するための金属ベルトおよびマイクロ波発射箱アセンブリを備えたオーブンなどの食品処理機械に関する。
【背景技術】
【０００３】
以下の米国特許は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。
【０００４】
米国特許第５，４３４，３９１号は、食品受取り空洞を有するマイクロ波オーブンを開示しており、食品受取り空洞の後部パネルには、マイクロ波電力をマグネトロンから空洞に供給するための発射領域を提供するための開口が開けられている。金属板は発射領域の前方に配置されており、金属板の中央領域は開口を有している。
【０００５】
米国特許第６，４５２，１４２号は、孔が形成された壁を備えたオーブン空洞を有するマイクロ波オーブンを開示しており、壁の外側は金属発射箱およびチョーク板で覆われている。金属整合板は、整合板および発射箱がマイクロ波エネルギーを空洞に引き渡すための発射空洞を形成するよう、壁の内側に取り付けられている。
【０００６】
米国特許第６，６０４，４５２号は、水平方向のコンベヤに沿って移動する食品製品に対して直角の第１のセグメントおよび第２のセグメントを有する循環経路に沿って処理媒体を循環させる食品処理システムを開示している。
【０００７】
米国特許第６，９０９，０７７号は、マイクロ波エネルギーをオーブン空洞中に引き渡すための発射サイトが空洞の壁の孔および整合板によって提供されるオーブン空洞を有するマイクロ波オーブンを開示している。空洞内のマイクロ波エネルギーの分布を改善するために、オーブンは、第２の共振器として作用する第２の整合板によってその内側が部分的に覆われた第２の壁をも有している。
【０００８】
米国特許第７，０１２，２２８号は、マイクロ波電力をオーブンの空洞に引き渡すためのマグネトロン、回転可能位相モジュラー、電気抵抗発熱体、および抵抗発熱体の上および空洞を通って空気を強制するための回転可能ファンを有するマイクロ波オーブンを開示している。位相変調器およびファンは、共通駆動軸の上に取り付けられ、整合板は空洞の中に取り付けられている。
【０００９】
米国特許第７，２２７，１０９号は、開口が開けられた発射壁を有するマイクロ波オーブンのオーブン空洞を開示しており、開口を覆うよう、壁の外側に発射箱が取り付けられている。２つ、３つまたは４つのマグネトロンが発射箱にマイクロ波エネルギーを供給しており、したがって発射箱のそれぞれの面と個々に通信している対応する導波路を介してオーブン空洞中にマイクロ波エネルギーを供給している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この概要は、以下の発明を実施するための形態でさらに説明される概念の選択を紹介するために提供されている。この概要には、特許請求される主題のキーとなる特徴、または本質的な特徴を識別することも、あるいは特許請求される主題の範囲を制限するために使用されることも意図されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
特定の例では、食品製品を処理するための食品処理機械は、空洞を画定するハウジングと、空洞を通って長手方向に食品製品を運ぶための金属を備えるベルトを有するコンベヤと、食品製品が空洞を通って運ばれる際に、加熱された空気が食品製品を加熱するよう、空洞内の空気を加熱するための対流加熱システムとを含む。マイクロ波発射箱システムは、マイクロ波エネルギーを空洞中に、長手方向に対して直角の横方向に放出し、それにより食品製品が空洞を通って運ばれる際に、食品製品をさらに加熱するように構成される。
【００１２】
特定の例では、食品製品を処理するための食品処理機械は、空洞と、長手方向に延びている、中に第１の開口を有する第１の側壁と、第１の側壁とは反対側の、長手方向に延びている、中に第２の開口を有する第２の側壁と、食品製品が空洞の中へ受け取られる開口を備えた上流側端部壁と、食品製品が空洞から分配される開口を備えた下流側端部壁とを備えたハウジングを含む。上流側端部壁および下流側端部壁は、それぞれ長手方向に対して直角の横方向に延びている。金属を備えるベルトを有するコンベヤは、上流側端部壁の開口および下流側端部壁の開口を通って延びており、このコンベヤは、空洞を通って長手方向に食品製品を運ぶためのものである。対流加熱システムは、食品製品が空洞を通って運ばれる際に、加熱された空気が食品製品を調理するよう、空洞内の空気を加熱し、マイクロ波発射箱システムは、マイクロ波エネルギーを空洞中に放出し、それにより食品製品が空洞を通って運ばれる際に、食品製品をさらに加熱する。マイクロ波発射箱システムは、マイクロ波エネルギーを第１の開口を通って第２の側壁に向かって横方向に導く、第１の側壁に結合された第１の発射箱アセンブリ、およびマイクロ波エネルギーを第２の開口を通って第１の側壁に向かって横方向に導く、第２の側壁に結合された第２の発射箱アセンブリを有している。第１の発射箱アセンブリは、第１の開口からのマイクロ波エネルギーの漏れを防止する、第１の側壁に結合されたチョーク板を有しており、第２の発射箱アセンブリは、第２の開口からのマイクロ波エネルギーの漏れを防止する、第２の側壁に結合されたチョーク板を有している。
【００１３】
様々な他の特徴、目的および利点は、図面を参照してなされる以下の説明から明らかになるであろう。
【００１４】
本開示は、以下の図を参照して説明される。同様の特徴および同様の構成要素を参照するために、すべての図を通して同じ数字が使用されている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示の例示的オーブンの斜視図である。
【図２】図１のオーブンの駆動側の図である。
【図３】図１のオーブンのアイドル側の図である。
【図４】図１の線４−４に沿った図１の例示的オーブンの横断面図である。
【図５】図１の線５−５に沿った図１の例示的オーブンの横断面図である。
【図６】図５の線６−６内の発射箱アセンブリの拡大図である。
【図７】例示的発射箱アセンブリの斜視図である。
【図８】図７の線８−８に沿った図７の発射箱アセンブリの横断面図である。
【図９】マイクロ波チャンバの製造公差の線図である。
【図１０】２７−モードブロックの数を決定するように構成される空洞共振プログラムのスクリーンショットである。
【図１１】異なるマイクロ波共振を点として示す例示的共振モードプロットである。
【図１２】例示的マイクロ波共振モード波が上にグラフで描かれた例示的発射箱アセンブリを示す図である。
【図１３】発射箱アセンブリのサイズを決定するように構成される空洞共振プログラムのスクリーンショットである。
【図１４】本開示の例示的導波路の斜視図である。
【図１５】例示的発射箱アセンブリおよびネットワークアナライザを示す図である。描かれている発射箱アセンブリはオーブンとの結合が解除されている。
【図１６】オーブンに結合された発射箱アセンブリを示す図である。
【図１７】駆動側壁およびアイドル側壁の発射箱アセンブリを示すオーブン内の斜視図である。
【図１８】オーブンのマイクロ波チャンバ内のベルト上の食品製品を示す図である。
【図１９】オーブンのマイクロ波チャンバ内のベルト上の例示的食品製品、例えばピザを示す図である。
【図２０】例示的支持フレームの正面図である。
【図２１】支持フレームを備えた駆動側壁の分解図である。
【図２２】マグネトロンおよびマグネトロン冷却システムを備えた例示的発射箱アセンブリを示す図である。
【図２３】例示的水冷床システム鉛管類略図の略鉛管類線図である。
【図２４】別の例示的水冷床システムの略鉛管類線図である。
【図２５】内部構成要素を露出するために駆動側壁が除去されたオーブンの斜視図である。
【図２６−２９】オーブン内の例示的マイクロ波漏れ防止構成要素の拡大図である。
【図３０】本開示の例示的フードの拡大図である。
【図３１】本開示の別の例示的フードの拡大図である。
【図３２】本開示のチョーク板の底面図である。
【図３３】本開示の例示的計算システムの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
発明を実施するための形態では、簡潔性、明確性および理解性のために特定の用語が使用されている。このような用語は単に説明を目的として使用されており、広義に解釈されることが意図されているため、不必要な制限が従来技術の要求事項を超えてそれらから推論されることはない。本明細書において説明される異なる装置、システムおよび方法は、単独で、あるいは他の装置、システムおよび方法と組み合わせて使用することができる。添付の特許請求の範囲の範疇で様々な等価物、代替および修正が可能である。
【００１７】
マイクロ波発生デバイスおよびコンベヤを備えた従来のオーブンは、食品製品の量などの荷量（load volume）、コンベヤ上の食品製品配置、および／または食品製品の調理または加熱などの処理に直接影響する食品製品特性に対して、オーブン加熱性能に関係する不利な感度を有することが知られている。さらに、マイクロ波エネルギー発生デバイスおよびコンベヤを備えた特定の従来のオーブンは、比較的低い周波数（例えば１０００メガヘルツ未満の周波数）で動作されることがしばしばであり、オーブンに引き渡される高いマイクロ波エネルギー周波数および大きいマイクロ波エネルギー電力における従来の試行は、不満足な調理、およびコンベヤに沿った重大なスパーク発生および／またはアーク発生などの他の欠点をもたらすことがしばしばであった。
【００１８】
また、本発明者らは、食品製品を処理するためのマイクロ波発生デバイスを有する従来のオーブンは、効果的ではなく、非常に複雑であることをも認識した。詳細には、コンベヤを備えた従来のオーブンの中へ伝搬したマイクロ波エネルギーは、マイクロ波エネルギーが漏れることがあり、および／またはマイクロ波エネルギーの望ましくないアーク、結合の原因になり、および／またはさもなければオーブンを通って運ばれる食品製品を処理（すなわち調理）しない原因になることがある。運ばれる連続するベルトが通る開口を有する従来のオーブンには、これらの開口を通ってマイクロ波エネルギーが漏れる傾向があり、マイクロ波監視デバイスを含んでいないことがしばしばである。また、本発明者らは、マイクロ波チャンバの固有周波数および／または一定の範囲の周波数は、食品製品サイズ、形、組成、および食品製品がマイクロ波チャンバを通過する際のマイクロ波チャンバ内の位置などの食品製品特性を変えることによって動的に修正されることをも認識した。
【００１９】
また、本発明者らは、従来のオーブンにおける負荷感度（load sensitivity）問題は、自走発信器として利用されるマイクロ波源（例えばマグネトロン）間の結合に直接関連付けることができることをも決定した。したがって本発明者らは、オーブン内のマイクロ波チャンバは、マイクロ波チャンバの寸法およびマイクロ波チャンバ内の食品製品に関連する全く異なる固有周波数でのみ励起され得る離散空間エネルギーパターンを有することを発見した。したがって本発明者らは、上で説明した問題を克服するべく努力し、延いては、研究および実験を通して、食品製品を処理するためのマイクロ波発射箱システムを備えたオーブンなどの食品処理機械を開発した。
【００２０】
図１〜図４は、例示的食品処理機械、例えば本開示のオーブン１０を示したものである。オーブン１０は、第１の受取り端１１および反対側の第２の分配端１２を含み、それらの間に配置された複数のセクションすなわちゾーンを有している。すなわちオーブン１０は、受取りセクション１４、第１の対流セクション１６、発射箱セクション１８、第２の対流セクション２０および分配セクション２２（図２）を含む（オーブン１０のセクションは、第１の端部１１から第２の端部１２までの順序で挙げられていることに留意されたい）。
【００２１】
とりわけ図４を参照すると、オーブン１０は、連続的に運ばれる、金属を備えた連続するベルト、すなわち織られたエンドレスベルト５０を備えたコンベヤが通る調理チャンバ３０を画定している（矢印Ｃは、オーブン１０を通る長手方向の食品製品の移動方向を示している）。ベルト５０は、食品製品を受け取るように構成された第１の上流側端部５２、および処理された（例えば加熱された、焼かれた、調理された）食品製品をオーブン１０から分配するように構成された第２の下流側端部５４を有している。ベルト５０は、電動機、歯車、張力を加えるデバイス、および／または他の必要なデバイスを含むことができるコンベヤ駆動システム（図示せず）によって、オーブン１０および／またはチャンバ３０を通って運ばれ得ることは当業者には認識されよう。
【００２２】
通常、食品製品は、オーブン１０の受取りセクション１４に配置されるベルト５０の上流側端部５２で、ベルト５０の上に受け取られ、あるいは装荷される。ベルト５０がオーブン１０を通って連続的に運ばれると、食品製品が受取りセクション１４からチャンバ３０の中へ、また、第１の対流セクション１６、発射箱セクション１８および第２の対流セクション２０を通って下流側へ移動し、その過程において食品製品が処理され、例えば調理または加熱される。処理された食品製品は、チャンバ３０から出て、分配セクション２２を通って運ばれ、ベルト５０の下流側端部５４から個別の梱包機械または二次処理機械（図示せず）へ分配される。本明細書に組み込まれている、本開示のオーブン１０と共に利用することができるオーブン構成要素および機能を概ね開示している従来のオーブンを開示している米国特許第６，６０４，４５２号が参照されている。いくつかの例では、食品製品は、個別の食品製品装荷機械および／または切断機械（図示せず）から受け取られることに留意されたい。
【００２３】
チャンバ３０は、通常、頂部壁４１、底部壁４２、駆動側壁すなわち第１の側壁４６、アイドル側壁すなわち第２の側壁４７、第１の端部壁すなわち上流側端部壁４３、および第２の端部壁すなわち下流側端部壁４４によって画定される。駆動側壁４６はアイドル側壁４７の反対側であり、側壁４６、４７は、マイクロ波エネルギーがチャンバ３０に入るのを可能にするように構成される任意の数の発射開口４８（本明細書において説明されている）を含むことができる。上流側端部壁４３は下流側端部壁４４の反対側であり、個々の端部壁４３、４４は、ベルト５０が延びている、および／または食品製品が運ばれる開口４５を有している。端部壁４３、４４および／または側壁４６、４７は、オーブン１０の他の構成要素（本明細書において説明されている）をオーブン１０に結合することができる任意の数の開口を有することができることは当業者には認識されよう。
【００２４】
オーブン１０は、チャンバ３０を通って運ばれる食品製品を処理する（例えば調理する）マイクロ波発射箱システム６０および対流加熱システム２００を含む。本明細書において説明されるように、マイクロ波発射箱システム６０および対流加熱システム２００は、所望の仕様に従って食品製品を処理することができるよう、相俟って、および／または独立して機能するように構成される。
【００２５】
図５〜図８を参照すると、マイクロ波発射箱システム６０は、マイクロ波発射箱セクション１８（本明細書においてはマイクロ波チャンバ３１で参照されている）でマイクロ波エネルギーをチャンバ３０の中に導く、すなわち伝搬させ、それによりオーブン１０のマイクロ波発射箱セクション１８を通って運ばれている食品製品を処理するように構成されている。マイクロ波エネルギーは、長手方向（図１の矢印Ｃを参照されたい）に対して直角である横方向に放出される（図５の矢印Ｄを参照されたい）。
【００２６】
マイクロ波発射箱システム６０は、オーブン１０のマイクロ波発射箱セクション１８で側壁４６、４７に結合された４つの発射箱アセンブリ６２を含む。側壁４６、４７の各々に２つの発射箱アセンブリ６２が配置されており、発射箱アセンブリ６２は、発射箱アセンブリ６２から放出されたマイクロ波エネルギーがベルト５０および／または食品製品に向かってマイクロ波チャンバ３１の中に導かれるように配向されている。さらに、発射箱アセンブリ６２は、発射箱アセンブリ６２が垂直方向（図４の矢印Ｖを参照されたい）および長手方向（図４の矢印Ｃを参照されたい）に整列し、また、互いに真向かいに位置し（例えば反対側の発射箱アセンブリ６２は、整列し、かつ、側壁４６、４７上で互いに反対側である）、互いに向かってマイクロ波エネルギーを送る（図５を参照されたい）よう、駆動側壁４６およびアイドル側壁４７上に配置されている。
【００２７】
以下、駆動側壁４６を参照して、単一の発射箱アセンブリ６２について説明する。オーブン１０は、任意の数の発射箱アセンブリ６２を含むことができることは当業者には認識されよう。さらに、マイクロ波発射箱システム６０内の個々の発射箱アセンブリ６２は、単一の発射箱アセンブリ６２を参照して本明細書において説明される特徴のうちの任意の特徴を含むことも、あるいは排除することも可能であることは当業者には認識されよう。
【００２８】
とりわけ図７〜図８を参照すると、発射箱アセンブリ６２は、駆動側壁４６の外部表面に結合されるチョーク板７０を含む。チョーク板７０は、駆動側壁４６の外部表面に結合する取付けフランジ７２、チョークチャネル７６を画定するリム７４、および発射開口７８を含む。チョーク板７０は、発射開口７８が駆動側壁４６内の発射開口４８と整列するように駆動側壁４６に結合されている。チョーク板７０は、側壁４６、４７内の発射開口４８における発射箱アセンブリ６２からのマイクロ波の漏れを防止するように構成されている。チョーク板７０の発射開口７８のサイズおよび形は変更が可能であり（例えば方形、矩形、八角形）、インピーダンス整合を含む、発射開口４８に対応し得ることは当業者には認識されよう。
【００２９】
とりわけ図８および図３２を参照すると、チョーク板７０がより詳細に示されている。チョークチャネル７６は、駆動側壁４６内の発射開口４８に対してサイズ設定され、かつ、配置されている。すなわちチョークチャネル７６は発射開口４８を取り囲んでおり、チョークチャネル７６の中心線から発射開口４８の縁までの距離は、４分の１波長（λ／４）すなわち約３５ミリメートルである（ＣＰ１を参照されたい）。さらに、チョーク板７０の深さも４分の１波長（λ／４）すなわち約３５ミリメートルである（ＣＰ２を参照されたい）。したがってチョーク板７０の深さ（ＣＰ２）＋チョークチャネル７６の中心線から発射開口４８の縁までの距離（ＣＰ１）は、２分の１波長（λ／２）に等しく、それによりチョークチャネルは、チョーク板７０および／または発射開口４８からのマイクロ波エネルギーの漏れを防止する高インピーダンス抑制を形成している。
【００３０】
発射箱アセンブリ６０は、発射箱８０が発射開口７８を覆い、かつ、発射箱８０の頂部板８４から発射開口７８まで延びる発射箱空洞８２を画定するようにチョーク板７０に結合される発射箱８０をさらに含む。発射箱８０は、頂部板８４に対して直角である４つの側板８６を含み、個々の側板８６は、側板８６から横方向に外側に向かって延びている、チョーク板７０に結合される、外側に曲がったフランジ８８を有している。また、個々の側板８６は、導波路１００の端部を受け取るように構成された側板開口９０（図１２）をも有している。
【００３１】
４つの同一の導波路１００（図１４を参照されたい）は、個々の側板８６で発射箱８０に結合されている。個々の導波路１００は、側板８６に結合されている第１の端部１０１と、反対側の、マグネトロン１２０（本明細書において説明されている）に結合される第２の端部１０２との間を延びている内部空間１０４を有している。第１の端部１０１は、内部空間１０４が側板開口９０および発射箱空洞８２と通信する（例えば流体通信する）よう、側板８６に結合されている。導波路１００の第２の端部１０２は切欠き１１０を有している。マグネトロン１２０は、個々の導波路１００に結合され、切欠き１１０を通って導波路１００の内部空間１０４にマイクロ波エネルギーを放出する、すなわち伝搬させるように構成されている。マグネトロン１２０は、２４５５メガヘルツ±２０メガヘルツの発振周波数を有している。例示的マグネトロン１２０は、ＷＩＴＯＬ（部品番号２Ｍ４６３Ｋ−１５００Ｗ、水冷）から商用的に入手することができる。マグネトロン１２０は、導波路１００の任意の側に結合することができることは当業者には認識されよう（例えばマグネトロン１２０は、導波路１００の、発射箱８０の中心に向かって配向されている側、あるいは導波路１００の、発射箱８０の中心から離れる方向に配向されている反対側に置くことができる）。
【００３２】
また、発射箱アセンブリ６２は整合板１１４をも含み、整合板１１４は、整合板１１４がマイクロ波チャンバ３１内に配置されるよう、チョーク板７０とは反対側のオーブン１０（例えば駆動側壁４６の内部表面）に結合される。整合板１１４は、整合板１１４から駆動側壁４６の脚部孔（図示せず）を通って突出し、チョーク板７０に結合する脚部１１６を含む。脚部１１６は、整合板１１４が駆動側壁４６の内部表面から「隔たる」ことを可能にし、整合板１１４は、駆動側壁４６の内部表面から間隔を隔てている。整合板１１４のサイズおよび形は変更が可能であり、以下で説明されるようにオーブン１０の様々なファクタに合わせて形状化される。
【００３３】
通常、発射箱アセンブリ６２は、マグネトロン１２０を４つまで収納することができる絞りで隔離されたトランスデューサ−エキサイタとして設計され、整合板１１４は特大非接触共振板として作用する。研究および実験を通して、本発明者らは、マイクロ波発射箱システム６０および／またはオーブン１０を適用し、それによりマグネトロンの共振周波数に依存する多くの共振モードをサポートするよう、整合板１１４ならびに発射箱アセンブリ６２の他の要素（例えば導波路１００、発射箱８０、チョーク板７０）のための最適寸法を決定した。
【００３４】
動作中、その発射箱空洞８２はトランスデューサエキサイタとして動作し、マイクロ波チャンバ３１は主多モード空洞として作用する。発射箱空洞８２は、産業、科学および医学無線バンド（ＩＳＭバンド）を有する多くの周波数にわたって一定のインピーダンスを有しており、発射箱空洞８２の動作機能は、発射箱空洞８２がすべての動作時間において「無装荷」空洞を維持している（例えば発射箱空洞８２は、その中に装荷された食品製品を有していない）ため、変化しない。すなわち発射箱空洞８２は、マグネトロン１２０をオーブンインピーダンスから隔離し、負荷平面の位相角を変調し、定在波比（ＳＷＲ）を設定し、整合板１１４の周囲の周りを移動する振幅および位相の両方を励起し、次に発射箱空洞８２からマイクロ波チャンバ３１内の可変モードパターンへのエネルギー伝達を提供する。
【００３５】
当技術分野でよく知られているように、以下の式が共振モードを決定する。
【００３６】
【数１】
2021506096.tif 000003
【００３７】
上記の式において、ｆは周波数であり、ｃは光の速度であり、Ｗ、ＤおよびＨは、発射箱空洞８２の幅、深さおよび高さの寸法であり、Ｌ、ＭおよびＮは、共振モードの対応する整数である。上記の式を使用することにより、また、研究および実験を通して、発射箱８０および整合板１１４は、ＩＳＭバンド内の共振モード４１１、１４１および３３１をサポートし、２４３５〜２４７５メガヘルツの周波数範囲にわたって２７個のモードブロックをもたらす。４１１のモードパターンは、その幅寸法において４つの共振が存在し、その深さ寸法において１つの共振が存在し、その高さ寸法において１つの共振が存在することを意味しており、同様に１４１のモードパターンは、その幅寸法において１つの共振が存在し、その深さ寸法において４つの共振が存在し、その高さ寸法において１つの共振が存在することを意味していることに留意されたい。上で説明した共振モードパターンに基づいて、本発明者らは、１２１９ミリメートル（ｍｍ）の幅ＣＷ（図４）、１６２６ｍｍの深さＣＤ（図５）および６０４ｍｍの高さＣＨ（図５）の寸法を有するマイクロ波チャンバ３１は、発射箱８０内の共振モードパターンをはるかに超える共振モードパターンをもたらすことを決定した。
【００３８】
マイクロ波チャンバ３１内でサポートされるモードパターンを決定するために、マイクロ波チャンバ３１の寸法（１２１９ミリメートルの幅ＣＷ、１６２６ミリメートルの深さＣＤおよび６０４ミリメートルの高さＣＨ）、およびマイクロ波チャンバ３１の製造公差が、本開示のマイクロ波発射箱システム６０および／またはオーブン１０のための専用設計式に要因化される。この例の場合、マイクロ波チャンバ３１の個々の寸法に対する製造公差は＋／−９．０ミリメートルである。図９にグラフで示されているように、個々の寸法は３つの変数を有しており、したがって３つの変数を合わせて掛け合わせると２７個のモードブロックをもたらす（３×３×３＝２７）。次に図１０を参照すると、三次元空洞（例えばマイクロ波チャンバ３１）内の共振モードの数が決定され、製造公差範囲のための要因化の際に、２７個のモードブロック内の優勢なモードが決定される。したがって本発明者らは、２７個のモードブロックには、サポートされ、かつ、利用される１３個の優勢なモードが存在することを決定した。
【００３９】
マイクロ波チャンバ３１内でサポートされるモードに基づいて、整合板１１４の寸法がマイクロ波モードプロット（図１１）を使用して決定される。図１１は、マイクロ波発射箱セクション１８（すなわちマイクロ波発射箱セクション１８における駆動側壁４６）および発射開口４８の側面図を示したものである。個々の共振モード（図１０を参照されたい）がプロットされており、整合板１１４の寸法は、整合板の周囲１１５が周囲１１５に沿って最大数の共振モードを励起するように構成されている。すなわち整合板１１４のサイズおよび／または形（例えば寸法）は、それにより所望の共振モードをまとめて結合するための最も効果的にサイズ設定された整合板１１４である。
【００４０】
サポートされる共振モードパターンならびにマイクロ波チャンバ３１および整合板１１４の寸法を利用して、発射箱８０、発射箱空洞８２および／または導波路１００の寸法が設定される。詳細には、研究および実験を通して、本発明者らは、マイクロ波チャンバ３１内の共振モードを適応させるための発射箱８０の寸法は、３０６ミリメートルの幅（ＬＷ）、３０６ミリメートルの深さ（ＬＤ）および１１２ミリメートルの高さ（ＬＨ）を含むことを決定した（図１２〜図１３を参照されたい）。上で説明した、共振モードおよび発射箱８０の寸法（例えば高さ、幅および長さ）に対する＋／−２．０ミリメートルの製造公差における要因化（図１３を参照されたい）を統制する式を使用することにより、本発明者らは、発射箱８０は、発射箱空洞８２内で共振する４１１、１４１および３３１のモードパターンをサポートすることを決定した。図１２を参照すると、共振モード４１１（Ｒのラベルが振られた線として示されている）、１４１（Ｂのラベルが振られた線として示されている）および３３１（Ｇのラベルが振られた線として示されている）は、発射箱８０および整合板１１４に対してグラフで表されている。当技術分野でよく知られているように、マイクロ波のＥ界（電界または電圧）成分およびＨ界（磁界または電流）成分は９０度位相外れであり、したがって４１１（Ｅ界）共振モードおよび１４１（Ｈ界）共振モードは、いずれも発射箱空洞８２内を一様に伝搬することになり、一方、３３１共振モードは、Ｅ界およびＨ界の両方に一様に強度を追加する。その結果、Ｅ界およびＨ界は同じ垂直方向の大きさを有しているため、個々の共振モードの高さは、５６ミリメートルすなわち２分の１波長（λ／２）に位置する最大値を有する（５６ミリメートルは、発射箱空洞８２が駆動側壁４６の発射開口４８に隣接する位置でもあることに留意されたい）。共振電圧、例えばＥ界の合計は、オーブンインピーダンス（Ｚｏ）を通って、駆動側壁４６および／または発射開口７８から整合板１１４へ伝搬し、反射性インピーダンスによる強度の低減をもたらす。それとは対照的に、磁気電流、例えばＨ界は、妨害されることなくマイクロ波発射箱セクション１８内の駆動側壁４６へ通過し、それによりベルト５０を横切って伝搬する。したがってマイクロ波発射箱セクション１８内のマイクロ波チャンバ３１は、ベルト５０を横切る小さいＥ界加熱と相俟った導電性Ｈ界加熱に遭遇する。
【００４１】
上で説明したモードパターンの励起は発射箱８０の中に伝搬し、４．０の定在波比（ＳＷＲ）をもたらす周波数軌道（従来のネットワークアナライザ上で観察される）を生成する。とりわけ図１４を参照すると、導波路１００の内部空間１０４は、５５．０ｍｍの高さＷＨおよび９７．０ｍｍの幅ＷＤを有している。導波路１００は、内部空間１０４の長さが、２７．０ｍｍのＷＬ１、２７．０ｍｍのＷＬ２、２７．０ｍｍのＷＬ３、２７．０ｍｍのＷＬ４および１５８．０ｍｍのＷＬ５の５つのセクションに分割されるよう、９０度の曲りを有している。この場合、動作中、個々のマグネトロン１２０の周波数が切欠き１１０を通ってマイクロ波を導波路１００の内部空間１０４へ伝搬させる。４つの導波路の各々は１５８ミリメートルの波長を有しており、導波路１００の第２の端部１０２、および第２の端部１０２から１波長（λ）、例えば１５８ミリメートルの中間位置１０６は、マグネトロンのための短絡後部壁空間として作用している。したがって導波路１００の第２の端部１０２からマイクロ波が漏れることはない。本発明者らは、導波路１００の第５のセクション（ＷＬ５）は、短絡が導波路１００の第５のセクションと第４のセクションとの間（すなわち中間位置１０６）に配置されるよう、波長（λ）の倍数（例えば２波長すなわち３１６ミリメートル）でなければならないことを認識した。導波路１００の第５のセクション（ＷＬ５）の長さは変更が可能であることは当業者には認識されよう。
【００４２】
２４３５〜２４７５メガヘルツの広範囲にわたる周波数範囲に適応するために、インピーダンス撹拌器（impedance stirrer）すなわち変調器１３０（図８を参照されたい）が発射箱８０に結合されており、発射箱空洞８２内で回転し、それにより発射箱空洞８２内を伝搬するマイクロ波のインピーダンスを変えるように構成されている。インピーダンス変調器１３０は、駆動軸１３６および駆動電動機１３８によって駆動される金属ブレード１３４を有するロータ１３２を有している。インピーダンス変調器１３０は、マグネトロン１２０の負荷平面の位相角を変え、かつ、好ましいＳＷＲを設定し、次にマグネトロン１２０の発振周波数を設定するように構成されている。
【００４３】
図１５を参照すると、発射箱アセンブリ６２を最適化するために、発射箱アセンブリ６２が３７７．０オームの自由空間インピーダンス中へ動作するよう、整合板１１４と発射箱空洞８２との間の距離が較正される。個々の発射箱アセンブリ６２を較正するために、発射箱アセンブリ６２はオーブン１０から開放され、かつ、整合板１１４が大気中、例えば自由空間へ上に向かって延びるように配置されている（図１５を参照されたい）。ネットワークアナライザ１４０が発射箱アセンブリ６２に取り付けられており、マグネトロン１２０はターンオンされている。整合板１１４の脚部１１６は、期待されるＳＷＲが達成され、ネットワークアナライザによって測定されるインピーダンスが自由空間インピーダンス（例えば３７７オーム）であるよう、整合板１１４と発射箱空洞８２との間の距離の調整を可能にする調整可能締結具を含む。次に、発射箱アセンブリ６２が駆動側壁４６に結合され（図１６）、較正中に決定された自由空間インピーダンスに一致する、すなわち自由空間インピーダンスを複製するよう、整合板１１４と発射箱空洞８２との間の距離がもう一度調整される。したがってマイクロ波発射箱セクション１８およびマイクロ波チャンバ３１内のインピーダンスは、自由空間インピーダンスに合理的に設定され、あるいは自由空間インピーダンスに等しいことが合理的に理解され、したがってマイクロ波チャンバ３１内のインピーダンスは、マイクロ波チャンバ３１を通って運ぶ食品製品の装荷を変えることによって不変を維持する。
【００４４】
図６に戻ると、本発明者らは、ベルト５０に対する発射箱アセンブリ６２の位置は、オーブン１０の動作の有効で、かつ、効果的な動作のために重要であることをも決定した。詳細には、ベルト５０は、駆動側壁４６から少なくとも４分の１波長（λ／４）の位置に配置される（図６の距離ＢＯを参照されたい）。すなわちベルト５０は、駆動側壁４６から２８ミリメートルを超える位置に配置される（発射箱８０内を伝搬するマイクロ波エネルギーは、上で考察したように１１２ミリメートルの波長（λ）を有していることに留意されたい）。したがって本発明者らは、マイクロ波のＥ界成分およびＨ界成分は、マイクロ波チャンバ３１内を別様に伝搬することを観察した。詳細には、Ｅ界すなわち電圧は、整合板１１４の周囲の周りを伝搬し、一方、Ｈ界すなわち電流は駆動側壁４６へ伝搬し、かつ、ベルト５０へジャンプする。すなわちマイクロ波のＨ界すなわち電流成分は駆動側壁４６に沿って伝搬し、整合板１１４に接触することはなく（例えば駆動側壁４６およびベルト５０に沿った電圧はゼロである）、一方、Ｅ界すなわち電圧は整合板１１４の周囲１１５に存在する。駆動側壁４６に沿って、Ｈ界すなわち電流の最大値、およびゼロＥ界すなわち電圧が存在するため、Ｈ界すなわち電流はベルト５０へジャンプし、すなわちベルト５０へ流れ、かつ、ベルト５０を横切り、それにより食品製品がマイクロ波発射箱セクション１８を通って運ばれる際に、食品製品を調理する。したがって食品製品を処理するためのＥ界の強度すなわち印加は、マイクロ波エネルギー発生デバイスを有する従来のオーブンの中で食品を処理するために使用されるＥ界と比較するとより低く、食品製品を処理するためのＨ界の強度すなわち印加は、マイクロ波エネルギー発生デバイスを有する従来のオーブンの中で食品を処理するために使用されるＨ界と比較するとより高い。さらに、放出されるマイクロ波エネルギーのＨ界成分が主として食品製品を調理する。
【００４５】
図２および図１１に戻ると、オーブン１０の同じ側壁４６、４７上の複数の（２つの）発射箱アセンブリ６２間の距離は、チャンバ３０内のマイクロ波エネルギーを最大化するための重要な要因である。詳細には、本発明者らは、同じ側壁４６、４７上の発射箱アセンブリ６２は、発射箱アセンブリ６２から伝搬するエネルギーを効果的に１０．０〜１５．０％だけ低減する、整合板１１４間の交差結合にさらされることを観察した。失われるエネルギーを最小化するために、発射箱アセンブリ６２の整合板１１４は、互いに５波長（５λ）の間隔を隔てて置かれている。すなわち本発明者らは、同じ側壁４６、４７上の発射箱アセンブリ６２間の距離（それらの中心間の距離）は、５波長以上（例えば５×１２０ｍｍ＝６００ｍｍ、図１１の第１の長手方向の距離Ｓ１を参照されたい）でなければならないことを決定した。したがって側壁４６、４７のうちの一方の適切に間隔を隔てた発射箱アセンブリ６２は、発射箱アセンブリ６２間の結合が最小で、最大マイクロ波伝送を達成する（例えば「漏話」が防止される）。
【００４６】
図５および図１７を参照すると、マイクロ波チャンバ３１内を伝搬するマイクロ波エネルギーを最大化するためには、駆動側壁４６上の発射箱アセンブリ６２と、アイドル側壁４７上の発射箱アセンブリ６２との間の距離も重要である。すなわち本発明者らは、発射箱アセンブリ６２は、最短で５波長（５λ）の間隔を隔てて置かなければならないことを決定した（図５の第１の横方向の距離Ｓ２を参照されたい。第１の横方向の距離Ｓ２はマイクロ波空洞の深さＣＤに等しいことに留意されたい）。互いに反対側の発射箱アセンブリ６２間の第１の横方向の距離Ｓ２は、マグネトロン１２０が互いに加熱しあうことを防止し、交差結合効果を最小化し、同じ側壁４６、４７上に配置された発射箱アセンブリ６２間で観察されるエネルギーの損失を効果的に克服する、互いに反対側の側壁４６、４７上の整合板１１４間の結合を生成することになる（駆動側壁４６の上に置かれた発射箱アセンブリ６２によって失われる例えば１０〜１５％のエネルギーは、反対側のアイドル側壁４７上の発射箱アセンブリ６２間の結合効果によって獲得される）。図１８は、マイクロ波チャンバ３１内のベルト５０上の食品製品Ｐを示したものである。さらに、本発明者らは、互いに反対側の側壁４６、４７上の個々の発射箱アセンブリ６２を最適化し、それにより最大マイクロ波伝送および他の発射箱アセンブリ６２間の最小結合（すなわち「漏話」を防止する）を達成するためには、互いに反対側の側壁４６、４７上の個々の発射箱アセンブリ６２間の距離は、「自由空間」波長の奇数倍（すなわち３、５、７倍）であることをも認識した。
【００４７】
したがって上で説明したマイクロ波発射箱システム６０の動作によれば、ベルト５０に沿って伝搬するマイクロ波エネルギーのＨ界成分によって、マイクロ波チャンバ３１を通るベルト５０によって運ばれる食品製品が処理される（例えば調理され、焦げ目が付けられ、焼かれる）ことになる。簡単な実験（図１９を参照されたい）では、いくつかのピザＰ１がマイクロ波発射箱セクション１８内に完全に配置され、いくつかのピザＰ２がマイクロ波発射箱セクション１８および対流セクション１６内の途中に配置されるよう、冷凍ピザがベルト５０の上に装荷された。本発明者らは、マイクロ波発射箱システム６０が起動されると、マイクロ波エネルギーのＨ界成分がベルト５０中へ伝搬し、伝導によってピザを加熱し、それによりピザの材料を温め、少なくとも部分的に調理することを観察した。したがって完全にマイクロ波チャンバ３１内に存在しているピザＰ１は、伝導加熱に完全に露出され、一方、マイクロ波チャンバ３１内の途中にすぎないピザＰ２は、半分しか伝導加熱に露出されない。すなわちマイクロ波チャンバ３１内のピザＰ２の最初の半分が調理／加熱され、一方、マイクロ波チャンバ３１の外側（例えば対流セクション１６）のピザＰ２の残りの半分は調理／加熱されない。マイクロ波エネルギーのＨ界成分は、マイクロ波発射箱セクション１８およびマイクロ波チャンバ３１中へ留まり、その中の食品製品を調理／加熱するにすぎない。
【００４８】
マイクロ波発射箱システム６０を備えたマイクロ波チャンバ３１内の食品製品の処理（例えば調理、加熱）に加えて、食品製品は、チャンバ３０（マイクロ波チャンバ３１を含む）内の対流加熱システム２００によって処理される。図５に戻ると、対流加熱システム２００は、第２の対流セクション２０のチャンバ３０内に配置された第１の発熱体２０２を含み、いくつかの例では、第２の発熱体（図示せず）は、第１の対流セクション１６のチャンバ３０内に配置されている。発熱体２０２は、チャンバ３０内の空気を加熱し、それによりチャンバ３０を通るベルト５０によって運ばれる食品製品を処理（すなわち加熱、調理）するように構成されている。ファン２０４はチャンバ３０内に配置されており、温められた空気あるいは対流した空気を食品製品の上に強制し、それにより食品製品を処理するように構成されている。ファン２０４は、ファン２０４によって運ばれた空気が回り道経路をたどり、あるいはループ空気流になるようにチャンバ３０内に配向されている（例えばファン２０４から垂直方向に下に向かい、ベルト５０を通って、端部壁４３、４４に向かって半径方向に外側に向かい、かつ、ファン２０４に向かって垂直方向に上に向かうように配向されており、また図４のフロー矢印を参照されたい）。ループ空気流およびオーブンの構成要素についてのさらなる説明のために、本明細書に組み込まれている米国特許第６，６０４，４５２号が参照されている。発熱体２０２は、バーナー、放射電気コイル、熱オイルコイルおよび／同様のものなどの任意の適切な発熱体であってもよい。
【００４９】
図２を参照すると、対流加熱システム２００は、オペレータによって設定される、チャンバ３０を通って運ばれる個々の食品製品のための事前選択済み処理要求事項に従ってチャンバ３０（図４）から空気を排気するように構成されている空気排気システム２１０を含む。すなわち空気排気システム２１０は、チャンバ３０を通って運ばれている食品製品のための最適温度（湿球温度および乾球温度）および湿度を維持するように構成されている。空気排気システム２１０は、端部壁４３、４４に画定された開口４５に配置された排気ダクト２１２を有している。また、空気排気システム２１０は、チャンバ３０の中に蒸気を注入するように構成される蒸気注入システム（図示せず）をも含むことができる。任意の適切な空気循環構成要素またはデバイス（例えばダクト、センサ、風味注入器）を空気排気システム２１０と共に含むことも可能であり、それによりチャンバ３０を通って運ばれる食品製品を処理することができることは当業者には認識されよう。例示的空気排気システムのさらなる説明のために、本明細書に組み込まれている米国特許第６，６０４，４５２号が参照されている。
【００５０】
図２０〜図２１を参照すると、オーブン１０は、側壁４６、４７に結合されている、マイクロ波発射箱システム６０および／または発射箱アセンブリ６２を側壁４６、４７上で支持するための支持フレーム２２０を含む。図２１は、支持フレーム２２０および側壁４６の分解側面図を示したものである。支持フレーム２２０が側壁４６に結合されると、マイカガスケット２２２およびシリコーンガスケット２２４が結合され、すなわち支持フレーム２２０と発射箱アセンブリ６２との間に挟まれる。図２１は、支持フレーム２２０と一体の整合板１１４の脚部１１６を示していることに留意されたい。
【００５１】
図１に戻ると、オーブン１０は、マイクロ波発射箱システム６０および／または発射箱アセンブリ６２を覆い、損傷および／または環境条件（例えばほこり、湿気）からそれらを保護するマイクロ波エンクロージャ２３０を含む。また、マイクロ波エンクロージャ２３０は、マグネトロン１２０に結合され、動作中、マグネトロン１２０を冷却するように構成されるマグネトロン冷却システム２４０（図２２を参照されたい）をも保護する。マグネトロン冷却システム２４０は、水冷ジャケット、水／グリコール系システム、ファン、熱交換機および／同様のものなどの任意の適切な冷凍または冷却システムを含むことができる。
【００５２】
図１、図４および図２３〜図２４を参照すると、オーブン１０は、チャンバ３０内に配置された、ベルト５０の垂直方向に真下の、冷たいグリースおよび／または食品製品がチャンバ３０で運ばれ、かつ、処理されている間に食品製品から落下し得る他の液体を集めるための水冷床システム２５０を含むことができる（図２３〜図２４は、互いに隣接して配置された４つのオーブン１０のための水冷床システム２５０を示していることに留意されたい）。水冷床システム２５０は、グリース除去システム２５５につながっているドレン２５４に向かって傾斜している傾斜床パネル２５２、およびベルト５０および／または傾斜床パネル２５２の上に水を噴霧するように構成される水噴霧器（図示せず）を含む。グリース除去システム２５５は、グリースをオーブン１０から離れる方向に輸送することができる多数のパイプを含むことができ、グリース除去システム２５５は、グリースをオーブン１０から離れる方向に輸送するように構成される弁、タンク、パイプおよび／またはポンプを含むことができる。グリース除去システム２５５は、オーブンに取り付けることができ、またはオーブンと一体であっても、あるいはオーブンから独立していてもよい（例えばグリース除去システム２５５は、オーブン１０が収納される建物のコンクリート床の中に構築することができる）。また、水冷床システム２５０は、ベルト５０を冷却および／または洗浄し、それにより食品製品によって残され得る残留成分をベルト５０から除去するように構成することも可能である。
【００５３】
任意の数の水冷床システム２５０を任意の数のオーブン１０と共に利用することができる（例えば１つのオーブン１０に１つの水冷床システム２５０、２つのオーブン１０に２つの水冷床システム２５０）ことは当業者には認識されよう。特定の例では、循環ポンプは、圧力調節弁によって手動で設定することができる圧力で、システムを通って水を循環させるように構成される。水の圧力を知覚または検出するための流量計を含むことができ、それにより水冷床システム２５０のパネルが冷却された水を受け取ることを確証することができる。ポンプ供給される水流は、傾斜床パネル２５２を通る冷却水の流れを制御し、かつ、傾斜床パネル２５２から戻る水の温度を制限するために、コントローラ４００（図３３を参照して以下で説明される）によって、抵抗温度検出器（例えばＲＴＤ２）からのフィードバックに基づいてＶＦＤ制御される。水冷床システム２５０をバイパスさせ、温度制御された水を傾斜床パネル２５２から戻る水と混合するための変調弁が含まれている。変調弁は、傾斜床パネル２５２およびバイパス水ラインからの混合された水温を制限するために、抵抗温度検出器（例えばＲＴＤ３）からのフィードバックに基づいてコントローラ４００によって制御される。特定の例では、過剰のグリースをオーブン１０からドレンへ運ぶために、間欠的に、また、逆プロセスシーケンスで、熱い水が個々のオーブンまたはゾーンのドレントラフ中に噴霧される。コントローラ４００が入口電磁弁を制御して冷たい水を追加し、水温をカ氏＋／−５．０度に維持するよう、抵抗温度検出器（例えばＲＴＤ１）からのフィードバックに基づいて床冷却システムの温度を維持するべく冷たい水をタンクから追加することができる。タンク内の過剰の水は、ベルト洗浄セクション、または熱い水を必要とするオーブン１０の任意の他の領域へオーバーフローする。
【００５４】
図２５〜図３１を参照すると、オーブン１０は、オーブン１０内のマイクロ波エネルギーを監視し、オーブン１０からのマイクロ波エネルギーの漏れを防止するためのマイクロ波計装を備えている。オーブンからのマイクロ波エネルギーの量に関連する規制は、生物学的限界内におけるマイクロ波エネルギーへの健康に有害な人体露出を防止するために、様々な権力によって示されている。例えば米国では、共通の規格は、マイクロ波発生機器からの総マイクロ波エネルギーリークを規定しており、例えば放出規格は、１平方センチメートル当たり５．０ミリワット未満でなければならず、生物学的規格は、１平方センチメートル当たり１０．０ミリワットである。したがって本発明者らは、オーブン１０から漏れるマイクロ波の量を検出するためのシステム監視機器を開発した。例えばマイクロ波エネルギー監視検出器は、Ｅ界およびＨ界の両方をサポートするための螺旋構成を有する、広く知られているタイプのものであってもよい。これらの例では、螺旋構成を有するアンテナの個々の脚部は、マイクロ波検出ダイオードおよび増幅器回路機構への結合を有する、広く知られているホイートストンブリッジ回路中に供給される。
【００５５】
図２５は、上部チョークアセンブリ２８１、下部チョークアセンブリ２８２、穴あきスクリーンシステム２９０およびフード３００を備えた例示的オーブン１０（上で説明した）の横断面斜視図を示したものである。チョークアセンブリ２８１、２８２は、チャンバ３０の入口および出口に存在し、いくつかの例では、チョークアセンブリ２８１、２８２は、チャンバ３０の内側に配置されている。チョークアセンブリ２８１、２８２は、マイクロ波エネルギーをトラップするように構成されており、４分の１波長（λ／４）３１ｍｍの寸法（例えば長手方向の幅）を有している。図２６〜図２７は、下流側端部壁４４の開口４５におけるチョークアセンブリ２８１、２８２を示したものである。図２８は、マイクロ波発射箱セクション１８の両側のチャンバ３０内に配置されたチョークアセンブリ２８１、２８２を示したものである。チョークアセンブリ２８１、２８２は、マイクロ波発射箱セクション１８の下流側に配置され、それにより上流側端部壁４３の開口４５に対するマイクロ波の漏れを防止することができることは当業者には認識されよう。
【００５６】
図２５および図２９を参照すると、オーブン１０は、マイクロ波を吸収し、マイクロ波を含有し、および／またはオーブン１０からのマイクロ波の漏れを防止するように構成された穴あきパネルアセンブリ２９０を含む。穴あきパネルアセンブリ２９０は、マイクロ波を吸収し、および／またはマイクロ波をオーブン１０の中心に向かって偏向させるために様々な角度で互いに溶接されている複数のパネル２９２を含む。また、パネル２９２は、傾斜床パネル２５２にも位置するか、あるいは傾斜床パネル２５２に接続することも可能である。パネル２９２は、ファン２０４から運ばれた加熱された空気をチャンバ３０および／またはマイクロ波空洞を通って循環させることができる穿孔を含む。本発明者らは、穴あきパネル２９２は、食品製品上への加熱された空気の一様な分配、およびマイクロ波チャンバ３１からのファン２０４の部分的な遮蔽を促進することをも観察した。
【００５７】
図２５および図３０〜図３１を参照すると、オーブン１０は、端部壁４３、４４の開口４５に配置され、開口４５を通って漏れ得るマイクロ波エネルギーを吸収するように構成されているフード３００を含む。フード３００は、ガスケット３０４（例えばマイカ）中に覆い隠され、フレーム３０６によってオーブン１０上で支持されているマイクロ波吸収タイル３０２を含む。タイル３０２の配向は変えることができる（例えば水平方向、傾斜）。ガスケット３０４は、タイル３０２の劣化を防止する。
【００５８】
図３３を参照すると、オーブン１０は、オーブン１０およびオーブン１０の構成要素の動作を制御するように構成されるソフトウェアを含むコンピュータ計算システム３９０を含むことができる。詳細には、コントローラ４００を含むことができ、オーブン１０の構成要素と通信して、オーブン１０によって処理される食品製品に関連するユーザ入力デバイス４７０に入力されるユーザ入力に基づいてそれらの構成要素を制御することができる。例えばコントローラ４００は、チャンバ３０を通って食品製品を運ぶためのベルト５０を備えたコンベヤの速度を制御し、かつ、調整するように構成することができる。コントローラ４００は、ユーザ入力、チャンバ３０内の温度センサ、および／またはチャンバ３０内の湿度センサに基づいて対流加熱システム２００を制御し、それによりチャンバ３０内の温度および湿度を所望のレベルに維持することができる。
【００５９】
図３３は、オーブン１０のためのコンピュータコントローラ４００を備えた例示的計算システム３９０の略図である。様々な構成要素が有線または無線通信リンク４１０を介してコンピュータコントローラ４００と通信している。コンピュータコントローラ４００は、プロセッサ４０１およびメモリ４０２を含む。コンピュータコントローラ４００は、計算システム３９０内のどこにでも位置することができ、および／または計算システム３９０から離れて位置し、ネットワーク、周辺インタフェース、および有線および／または無線通信リンク４１０を介して、オーブン１０の様々な構成要素と通信することができる。図３３は１つのコンピュータコントローラ４００を示しているが、計算システム３９０は、２つ以上のコンピュータコントローラを含むことができる。以下で開示される方法の部分は、単一のコンピュータコントローラによって、あるいはいくつかの個別のコンピュータコントローラ４００によって実施することができる。
【００６０】
いくつかの例では、コンピュータコントローラ４００は、処理システム、記憶システム、ソフトウェア、および周辺デバイスと通信するための入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースを含む計算システムを含むことができる。システムは、プログラムされた命令のセットを実施するハードウェアおよび／またはソフトウェアの中で実現することができる。例えば処理システムは、調理方法を使用してプログラムされた、対流加熱システム２００、マイクロ波発射箱システム６０およびベルト５０を備えたコンベヤを動作させ、かつ、制御するように処理システムを導くソフトウェアなどのソフトウェアを記憶システムからロードし、かつ、実行する。計算システムは、通信接続することができる１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。処理システムは、制御ユニットおよび処理ユニットを含むマイクロプロセッサ、および記憶システムからソフトウェアを検索し、かつ、実行する半導体ハードウェア論理などの他の回路機構を備えることができる。処理システムは、単一の処理デバイス内で実現することができるが、既存のプログラム命令に従って協同する複数の処理デバイスまたはサブ−システムにわたって分散させることも可能である。処理システムは、本明細書において説明されている様々な機能を実施するためのコンピュータ実行可能命令のセットを含む１つのソフトウェアモジュールまたは多くのソフトウェアモジュールを含むことができる。
【００６１】
本明細書において使用されているように、「コンピュータコントローラ」または「コントローラ」という用語は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、組合せ論理回路、書替可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、コードを実行するプロセッサ（共有、専用またはグループ）、説明されている機能性を提供する他の適切な構成要素、またはシステム−オン−チップ（ＳｏＣ）におけるようなそれらのいくつかまたはすべての組合せを意味することができ、それらの一部であってもよく、あるいはそれらを含むことができる。コンピュータコントローラは、処理システムによって実行されるコードを記憶するメモリ（共有、専用またはグループ）を含むことができる。「コード」という用語は、ソフトウェア、ファームウェアおよび／またはマイクロコードを含むことができ、プログラム、ルーチン、機能、クラスおよび／またはオブジェクトを意味することができる。「共有」という用語は、複数のコンピュータコントローラからのいくつかまたはすべてのコードを単一の（共有）プロセッサを使用して実行することができることを意味している。さらに、複数のコンピュータコントローラからのいくつかまたはすべてのコードは、単一の（共有）メモリによって記憶することができる。「グループ」という用語は、単一のコンピュータコントローラからのいくつかまたはすべてのコードをプロセッサのグループを使用して実行することができることを意味している。さらに、単一のコンピュータコントローラからのいくつかまたはすべてのコードは、メモリのグループを使用して記憶することができる。
【００６２】
記憶システムは、処理システムによる読出しが可能で、かつ、ソフトウェアを記憶することができる任意の記憶媒体を備えることができる。記憶システムは、コンピュータ可読命令、データ構造、ソフトウェアプログラムモジュールまたは他のデータなどの情報を記憶するための任意の方法または技術で実現される、揮発性および不揮発性の、取外し可能および非取外し可能な媒体を含むことができる。記憶システムは、単一の記憶デバイスとして、または複数の記憶デバイスまたはサブ−システムにわたって実現することができる。記憶システムは、処理システムと通信することができるメモリコントローラなどの追加要素を含むことができる。記憶媒体の非制限の例には、ランダムアクセスメモリ、リードオンリメモリ、磁気ディスク、光ディスク、フラッシュメモリ、仮想および非仮想メモリ、様々なタイプの磁気記憶デバイス、または所望の情報を記憶するために使用することができ、命令実行システムによってアクセスすることができる任意の他の媒体がある。記憶媒体は、一時的記憶媒体であっても、あるいは非一時的有形コンピュータ可媒体などの非一時的記憶媒体であってもよい。
【００６３】
コンピュータコントローラ４００は、Ｉ／Ｏインタフェースおよび有線または無線リンクであってもよい通信リンクを介して、制御システムの１つまたは複数の構成要素と通信している。コンピュータコントローラ４００は、通信リンクを介して制御信号を送り、かつ、受け取ることにより、制御システムおよびその様々なサブシステムの１つまたは複数の動作特性を監視し、かつ、制御することができる。一例では、通信リンクはコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バスであるが、他のタイプのリンクを使用することも可能である。本明細書において示されている通信リンクの接続の範囲は、図式的な目的のためのものにすぎず、通信リンクは、簡潔にするために図にはすべての接続は示されていないが、実際、コンピュータコントローラ４００と、周辺デバイスまたは本明細書において言及されているオーブン１０の構成要素の各々との間の通信を提供していることに留意されたい。
【００６４】
コンピュータコントローラ４００は、コンピュータ実行可能命令に従って、それには限定されないが、命令信号、ユーザ入力デバイス４７０を介して受け取られる入力、またはセンサからの情報などの入力信号を、それには限定されないが構成要素制御信号などの出力信号に機能的に変換する。入力信号の各々は、入力信号の各々を使用して実施しなければならない機能の数、および／または入力信号の各々を使用して制御しなければならないシステムまたは構成要素の数に応じて２つ以上の分岐に分割することができる。入力信号は、分岐信号を通って、コンピュータコントローラ内の複数のソフトウェアモジュールに供給することができる。ソフトウェアモジュールに入力される厳密な信号は、対応する制御入力デバイスまたはセンサから直接得ることができ、あるいはいくつかの方法、例えば増幅器を通ってスケーリングするか、あるいはデジタル−アナログコンバータまたはアナログ−デジタルコンバータを使用してデジタル信号からアナログ信号に、あるいはアナログ信号からデジタル信号に変換することによって事前に処理することができる。２つ以上の入力信号を結合して出力信号を提供することができ、その場合、個々の入力信号を同じソフトウェアモジュールに入力することができ、あるいはそれぞれ個別のソフトウェアモジュールに提供することができることを認識されたい。２つ以上の信号を使用して出力信号を生成する場合、サマー、セレクターまたは平均化モジュールなどの事後処理モジュールを使用して入力信号が出力信号に結合されることに留意されたい。
【００６５】
コンピュータコントローラ４００について提供された説明は概念的なものであり、当業者は、このようなコンピュータコントローラ４００を実現するための多くの方法を認識するため、概ね解釈すべきである。これらは、入力信号または分岐信号を受け取り、入力信号を使用して計算を実施し、それにより対応する出力信号またはアクチュエータ制御信号を生成するデジタルマイクロプロセッサを使用した実施態様を含む。また、所望の出力を生成するようになされた回路素子を備えるアナログコンピュータを使用することも可能である。さらに、所定のデータポイントまたは較正されたデータポイントを含んだルック−アップテーブルを任意の方法で記憶し、それにより所与の入力信号に対応する所望の出力を提供することも可能である。
【００６６】
また、コントローラ４００は、マイクロ波チャンバ３１を通って運ばれる食品製品の量または数に基づいて、マイクロ波発射箱システム６０、マグネトロン１２０、ベルト５０を備えたコンベヤおよび／または対流加熱システム２００をも制御することができる。コントローラ４００は、ビデオ検出器、マイクロ波エネルギー検出器、湿度センサ、温度センサ、赤外線センサ、などの様々な検出器およびセンサと通信し、知覚された食品製品に基づいて、異なる構成要素、例えば特定のマグネトロン１２０を選択的にターンオンおよびターンオフするように構成されている。例えばオーブン１０の中へ移動している食品製品が「全」装荷であることを装荷センサが知覚すると、コントローラ４００は、規定されたマイクロ波エネルギーによって食品製品が加熱され、調理されるよう、すべてのマグネトロン１２０をターンオンする。別の例では、食品製品の装荷がより少ないこと（すなわち食品製品の「全装荷」未満であること）を装荷センサが知覚すると、コントローラ４００は、より少ない装荷の食品製品が適切な量のマイクロ波エネルギーによって加熱され、マイクロ波エネルギーが不必要に廃棄されないよう、食品製品および食品製品に対する事前プログラム済み調理要求事項（例えば温度、継続期間）に基づいて特定のマグネトロン１２０（例えば個々の発射箱アセンブリ６２内の２つのマグネトロンのみ）をターンオフする。また、コントローラ４００は、ベルト５０を備えたコンベヤをも制御し、それにより食品製品がオーブン１０を通って運ばれる速度すなわちレートを変えることができる。
【００６７】
また、コントローラ４００は、オーブン１０の外部表面に配置された、オーブン１０から漏れるマイクロ波エネルギーを検出するためのマイクロ波監視検出器４２０とも通信することができる。マイクロ波監視検出器が閾値（例えば最大許容マイクロ波エネルギーリーク値）を超えるマイクロ波を知覚すると、コントローラ４００は、マイクロ波発射箱システム６０および／またはオーブン１０の一部または複数の部分を遮断する。指示器によって問題に対する警告をオペレータに発することができる。
【００６８】
特定の例では、食品製品を処理するための食品処理機械は、空洞を画定するハウジング、空洞を通って長手方向に食品製品を運ぶための金属を備えるベルトを有するコンベヤ、および食品製品が空洞を通って運ばれる際に、加熱された空気が食品製品を加熱するよう、空洞内の空気を加熱するための対流加熱システムを含む。マイクロ波発射箱システムは、マイクロ波エネルギーを空洞中に、長手方向に対して直角の横方向に放出し、それにより食品製品が空洞を通って運ばれる際に、食品製品をさらに加熱するように構成される。
【００６９】
特定の例では、ベルトは、空洞を通って連続的に運ばれる連続ベルトである。特定の例では、機械は、マイクロ波発射箱セクションを有しており、マイクロ波発射箱システムは、その中にマイクロ波エネルギーを放出し、それにより食品製品を加熱する。マイクロ波エネルギーは、電界成分および磁界成分を含み、磁界成分はベルトに沿って横方向に伝搬し、それにより食品製品を加熱する。ハウジングは、第１の側壁および第２の反対側の側壁を有し、それぞれコンベヤに沿って長手方向に延び、マイクロ波発射箱システムは、第１の側壁に結合され、マイクロ波エネルギーを第２の側壁に向かって横方向に導く第１の発射箱アセンブリ、および第２の側壁に結合され、マイクロ波エネルギーを第１の側壁に向かって横方向に導く第２の発射箱アセンブリを含む。第１の発射箱アセンブリは、第２の発射箱アセンブリと垂直方向および長手方向に整列している。第１の側壁は第１の開口を有し、第２の側壁は第２の開口を有している。第１の発射箱アセンブリは、第１の開口を通って空洞中にマイクロ波エネルギーを放出し、第２の発射箱アセンブリは、第２の開口を通って空洞中にマイクロ波エネルギーを放出する。
【００７０】
特定の例では、第１の発射箱アセンブリは、第１の側壁に結合され、かつ、空洞内に配置された整合板を有しており、それにより第１の発射箱アセンブリから放出するマイクロ波エネルギーの共振モードを結合し、第２の発射箱アセンブリは、第２の側壁に結合され、かつ、空洞内に配置された整合板を有しており、それにより第２の発射箱アセンブリから放出するマイクロ波エネルギーの共振モードを結合している。第１の発射箱アセンブリの整合板は、第１の横方向の距離だけ第２の発射箱アセンブリの整合板から間隔を隔てており、それにより第１の発射箱アセンブリおよび第２の発射箱アセンブリによって放出されるマイクロ波エネルギーの交差結合効果を最小化している。マイクロ波エネルギーは波長を有しており、第１の横方向の距離が５波長に等しい。
【００７１】
特定の例では、第１の発射箱アセンブリおよび第２の発射箱アセンブリは、それぞれ４つの同一の導波路および個々の導波路に結合されたマグネトロンを有している。マグネトロンはマイクロ波エネルギーを生成し、導波路はマイクロ波エネルギーを空洞中に導く。第１の発射箱アセンブリは、第１の側壁に結合された、第１の開口を覆い、第１の側壁におけるマイクロ波エネルギーの漏れを防止するためのチョーク板を有している。第２の発射箱アセンブリは、第２の側壁に結合された、第２の開口を覆い、第２の側壁におけるマイクロ波エネルギーの漏れを防止するためのチョーク板を有している。第１の発射箱アセンブリのチョーク板は、第１の開口を取り囲むチョークチャネルを有しており、チョークチャネルは、第１の開口から４分の１波長の距離に間隔を隔てた中心線を有しており、それにより第１の開口からのマイクロ波エネルギーの漏れを防止するインピーダンス抑制を形成している。第２の発射箱アセンブリのチョーク板は、第２の開口を取り囲むチョークチャネルを有しており、チョークチャネルは、第２の開口から４分の１波長の距離に間隔を隔てた中心線を有しており、それにより第２の開口からのマイクロ波エネルギーの漏れを防止するインピーダンス抑制を形成している。
【００７２】
特定の例では、ハウジングは、ベルトが通って延び食品製品が空洞の中に受け取られる開口を備えた上流側端部壁、およびベルトが通って延び食品製品が空洞から分配される開口を備えた下流側端部壁を有している。上流側端部壁の開口および下流側端部壁の開口には、上部チョークアセンブリがベルトの上方に垂直方向に配置され、および下部チョークアセンブリがベルトの下方に垂直方向に配置されており、それにより上流側端部壁の開口および下流側端部壁の開口を通ったマイクロ波エネルギーの漏れを防止している。特定の例では、上部チョークアセンブリおよび下部チョークアセンブリは、４分の１波長の幅を有している。第１の複数の穴あきパネルがコンベヤの上方に垂直方向に配置され、および、第２の複数のパネルがコンベヤの下方に垂直方向に配置された穴あきパネルアセンブリがそれによりマイクロ波エネルギーを吸収し、またはマイクロ波エネルギーをコンベヤおよび食品製品に向かって偏向させ、空洞からのマイクロ波エネルギーの漏れを防止している。第１の複数の穴あきパネルおよび第２の複数の穴あきパネルは、食品製品が対流によって調理されるよう、空気の通過を可能にする。
【００７３】
特定の例では、マイクロ波発射箱システムは、第１の側壁に結合された、マイクロ波エネルギーを第２の側壁に向かって横方向に放出するための第３の発射箱アセンブリをさらに含む。第３の発射箱アセンブリは、第１の発射箱アセンブリの整合板から第１の長手方向の距離だけ間隔を隔てた整合板を有しており、それにより第３の発射箱アセンブリおよび第１の発射箱アセンブリによって放出されるマイクロ波エネルギーの交差結合効果を最小化している。特定の例では、マイクロ波発射箱システムは、機械、すなわち第２の側壁に結合された、マイクロ波エネルギーを第１の側壁に向かって横方向に放出するための第４の発射箱アセンブリをさらに含む。第４の発射箱アセンブリは、第２の発射箱アセンブリの整合板から第１の長手方向の距離だけ間隔を隔てた整合板を有しており、それにより第４の発射箱アセンブリおよび第２の発射箱アセンブリによって放出されるマイクロ波エネルギーの交差結合効果を最小化している。第３の発射箱アセンブリは、第４の発射箱アセンブリと垂直方向および長手方向に整列している。特定の例では、第１の長手方向の距離は５波長に等しい。
【００７４】
特定の例では、対流加熱システムは、空洞内の空気を加熱するように構成された発熱体、および食品製品が加熱されるよう、加熱された空気を空洞内の循環経路に沿って運ぶように構成されたファンを含む。特定の例では、第１の発射箱アセンブリは、空洞中に放出されるマイクロ波エネルギーを生成するためのマグネトロンを有しており、第２の発射箱アセンブリは、空洞中に放出されるマイクロ波エネルギーを生成するためのマグネトロンを有している。特定の例では、コントローラは、コントローラが第１の発射箱アセンブリのマグネトロンおよび第２の発射箱のマグネトロンを選択的に起動することができるよう、第１の発射箱アセンブリのマグネトロンおよび第２の発射箱アセンブリのマグネトロンと通信し、かつ、それらを制御している。特定の例では、オーブンから漏れるマイクロ波エネルギーを検出するためのマイクロ波監視検出器が含まれている。コントローラは、マイクロ波監視検出器と通信しており、マイクロ波監視検出器によって検出されたマイクロ波エネルギーが最大許容マイクロ波エネルギーリーク値以上になると、発射箱アセンブリまたはマグネトロンのうちの少なくとも一方を遮断するように構成されている。特定の例では、開口から漏れ得るマイクロ波エネルギーを吸収するために、第１の端部壁の開口および第２の端部壁の開口に隣接してフードが配置されている。
【００７５】
特定の例では、食品製品を処理するための食品処理機械は、空洞を備えたハウジング、長手方向に延びている、中に第１の開口を有する第１の側壁、第１の側壁とは反対側の、長手方向に延びている、中に第２の開口を有する第２の側壁、食品製品が空洞の中へ受け取られる開口を備えた上流側端部壁、および食品製品が空洞から分配される開口を備えた下流側端部壁を含む。上流側端部壁および下流側端部壁は、それぞれ長手方向に対して直角の横方向に延びている。金属を備えたベルトを有するコンベヤは、上流側端部壁の開口および下流側端部壁の開口を通って延びており、このコンベヤは、空洞を通って長手方向に食品製品を運ぶためのものである。対流加熱システムは、食品製品が空洞を通って運ばれる際に、加熱された空気が食品製品を調理するよう、空洞内の空気を加熱し、マイクロ波発射箱システムは、マイクロ波エネルギーを空洞中に放出し、それにより食品製品が空洞を通って運ばれる際に、食品製品をさらに加熱する。マイクロ波発射箱システムは、マイクロ波エネルギーを第１の開口を通って第２の側壁に向かって横方向に導く、第１の側壁に結合された第１の発射箱アセンブリ、およびマイクロ波エネルギーを第２の開口を通って第１の側壁に向かって横方向に導く、第２の側壁に結合された第２の発射箱アセンブリを有している。第１の発射箱アセンブリは、第１の開口からのマイクロ波エネルギーの漏れを防止する、第１の側壁に結合されたチョーク板を有しており、第２の発射箱アセンブリは、第２の開口からのマイクロ波エネルギーの漏れを防止する、第２の側壁に結合されたチョーク板を有している。
【００７６】
特定の例では、第１のマイクロ波発射箱のチョーク板は、第１の開口を取り囲むチョークチャネルを有しており、チョークチャネルは、第１の開口から４分の１波長の距離に間隔を隔てた中心線を有しており、それにより第１の開口からのマイクロ波エネルギーの漏れを防止するインピーダンス抑制を形成している。第２の発射箱アセンブリのチョーク板は、第２の開口を取り囲むチョークチャネルを有しており、チョークチャネルは、第２の開口から４分の１波長の距離に間隔を隔てた中心線を有しており、それにより第２の開口からのマイクロ波エネルギーの漏れを防止するインピーダンス抑制を形成している。特定の例では、上流側端部壁の開口および下流側端部壁の開口では、上部チョークアセンブリはベルトの垂直方向に上方であり、および、下部チョークアセンブリは垂直方向にベルトの下方であり、それにより上流側端部壁の開口および下流側端部壁の開口を通ったマイクロ波エネルギーの漏れを防止している。上部チョークアセンブリおよび下部チョークアセンブリは、それぞれ４分の１波長の幅を有している。
【００７７】
特定の例では、第１の複数の穴あきパネルがコンベヤの上方に垂直方向に配置され、および、第２の複数のパネルがコンベヤの下方に垂直方向に配置された穴あきパネルアセンブリが含まれている。第１の複数の穴あきパネルおよび第２の複数の穴あきパネルがマイクロ波エネルギーを吸収し、またはマイクロ波エネルギーをコンベヤおよび食品製品に向かって偏向させ、空洞からのマイクロ波エネルギーの漏れを防止している。第１の複数の穴あきパネルおよび第２の複数の穴あきパネルは、食品製品が加熱された空気の対流によって調理されるよう、空気の通過を可能にする。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【国際調査報告】
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