(57)【要約】【課題】  飲食物を均一に加熱するための電子レンジを提供する。【解決手段】  電磁波を発生させるマグネトロン５７と、前記マグネトロンから発生した電磁波をキャビティに導く導波管５６と、前記導波管の排出口に設けられ、前記マグネトロンから電磁波を受けて電界方向及び位相が互いに異なる２つの偏波を発生させる攪拌機６０とを含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を発生させるマグネトロンと、
前記マグネトロンから発生した電磁波をキャビティに導く導波管と、
前記導波管の排出口に設けられ、前記マグネトロンから電磁波を受けて電界方向及び位相が互いに異なる２つの偏波を発生させる攪拌機とを含むことを特徴とする電子レンジ。
【請求項２】
前記攪拌機は円板状であることを特徴とする請求項１に記載の電子レンジ。
【請求項３】
前記攪拌機は多角形の板状であることを特徴とする請求項１に記載の電子レンジ。
【請求項４】
前記攪拌機はその周縁で向かい合う一対の切欠部分を有することを特徴とする請求項１に記載の電子レンジ。
【請求項５】
前記攪拌機が正多角形の板である場合、前記一対の切欠部分は前記攪拌機で向かい合う２つの頂点位置に各々位置することを特徴とする請求項４に記載の電子レンジ。
【請求項６】
前記一対の切欠部分の深さ、または大きさは、前記マグネトロンから発生する電磁波の周波数により決定されることを特徴とする請求項４に記載の電子レンジ。
【請求項７】
前記マグネトロンから発生する電磁波の周波数は、前記一対の切欠部分の深さ、または大きさにより決定されることを特徴とする請求項４に記載の電子レンジ。
【請求項８】
前記攪拌機の回転軸は偏心していることを特徴とする請求項１に記載の電子レンジ。
【請求項９】
前記攪拌機により発生する２つの偏波の電界方向は互いに垂直であることを特徴とする請求項１に記載の電子レンジ。
【請求項１０】
前記攪拌機により発生する２つの偏波の位相差は９０°であることを特徴とする請求項１に記載の電子レンジ。
【請求項１１】
前記攪拌機により発生する２つの偏波の振幅は同一であることを特徴とする請求項１に記載の電子レンジ。
【請求項１２】
電磁波を発生させるマグネトロンと、
前記マグネトロンから発生した電磁波をキャビティに導く導波管と、
前記導波管の排出口に設けられ、周縁で向かい合う一対の切欠部分を有する攪拌機とを含むことを特徴とする電子レンジ。
【請求項１３】
前記攪拌機は円板状であることを特徴とする請求項１２に記載の電子レンジ。
【請求項１４】
前記攪拌機は正多角形の板状であることを特徴とする請求項１２に記載の電子レンジ。
【請求項１５】
前記一対の切欠部分の深さ、または大きさは、前記マグネトロンから発生する電磁波の周波数により決定されることを特徴とする請求項１２に記載の電子レンジ。
【請求項１６】
前記マグネトロンから発生する電磁波の周波数は、前記一対の切欠部分の深さ、または大きさにより決定されることを特徴とする請求項１２に記載の電子レンジ。
【請求項１７】
前記攪拌機の回転軸は、前記一対の切欠部分をつなぐ直線と４５°の角度差のある仮想の直線上に位置することを特徴とする請求項１２に記載の電子レンジ。
【請求項１８】
前記攪拌機により発生する２つの偏波の電界方向は互いに垂直であることを特徴とする請求項１２に記載の電子レンジ。
【請求項１９】
前記攪拌機により発生する２つの偏波の位相差は９０°であることを特徴とする請求項１２に記載の電子レンジ。
【請求項２０】
前記攪拌機により発生する２つの偏波の振幅は同一であることを特徴とする請求項１２に記載の電子レンジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子レンジ(microwave oven)に関し、特に飲食物を均一に加熱する電子レンジに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子レンジは熱伝導及び熱輻射などを用いた従来の外部加熱方式の調理器具とは異なり、マグネトロンにより発生した約２４５０ＭＨｚの超高周波を用いて食品を調理する。全ての食品は電気的に不導体、即ち中性(neutral)であるが、その食品を構成している分子は正電荷と負電荷を帯びている分子の双極子からなっている。このような食品に電界を加えると、食品を構成しているあらゆる分子の正電荷の部分は負極に向かい、負電荷の部分は正極に向かって整列する。そして、電界の方向が変わると、予め整列していた分子は変化した電界の方向に回転する。このように分子の反復的な整列過程で分子間の摩擦が生じるため、食品内に熱が発生するようになり、食品は加熱される。電子レンジは１秒に約２４億５千万回も電界の方向が変わる超高周波を食品に当てるため、食品を構成する分子は１秒に２４億５千万回も回転するようになり、それだけ大きい摩擦熱が発生する。
【０００３】
最近は電子レンジ内で食品を万遍に加熱するために、様々な方法が提案されている。この中の１つは食品を回転させながら加熱するターンテーブル方式で、もう１つはマイクロ波の放射条件を変化させて加熱状態を改善するために攪拌翼(Stirrer fan)や回転アンテナ(rotating antenna)を用いる方式である。この方式は導波管内からキャビティ内に放射するマイクロ波の攪拌翼や回転アンテナを用いて分散させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような加熱方式は円周方向において食品を均一に加熱することができるという長所があるが、直径方向では食品を均一に加熱することができないという短所がある。
【０００５】
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、飲食物を均一に加熱することができる電子レンジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る電子レンジは、電磁波を発生させるマグネトロンと、前記マグネトロンから発生した電磁波をキャビティに導く導波管と、前記導波管の排出口に設けられ、前記マグネトロンから電磁波を受けて電界方向及び位相が互いに異なる２つの偏波を発生させる攪拌機とを含む。
【０００７】
前記攪拌機は円板状であるか、或いは多角形の板状である。前記攪拌機はその周縁で向かい合う一対の切欠部分(removed portions)を有する。前記攪拌機が正多角形の板である場合、前記一対の切欠部分は前記攪拌機で向かい合う２つの頂点位置に各々位置する。前記一対の切欠部分の深さ、または大きさは、前記マグネトロンから発生する電磁波の周波数により決定される。
【０００８】
前記攪拌機により発生する２つの偏波の振幅は同一であるが、前記２つの偏波の電界方向は互いに垂直であり、かつ前記２つの偏波の位相差は９０°である。また、前記攪拌機の回転軸は中心になく、偏心している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電子レンジは次のような効果がある。
第一に、円偏波の攪拌機は複数のモードを生成させるため、飲食物を均一に加熱することができる。
第二に、本発明は円偏波を発生するために、複雑な構造の攪拌機を求めてはいない。単に、攪拌機の周縁の一定部分が切欠かれた構造である。したがって、攪拌機の製作が簡単で、かつ容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る電子レンジの好適な実施の形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明に係る電子レンジを示す構成図である。図１に示したように、キャビティ５２が電子レンジのケース５１内に設けられ、前記ケース５１の一側に電装室(device chamber)５３が備えられる。また、前記電装室５３の内部には電磁波を発生するマグネトロン５７と、電磁波の発生に必要な他のデバイスと、冷却ファン及びマイクロコンピュータなどのようなデバイスが備えられる。そして、前記キャビティ５２の底にはターンテーブル５４が設けられ、前記ターンテーブル５４はモータ５５の回転子(rotator)に連結される。
【００１２】
また、前記マグネトロン５７により発生した電磁波(すなわち、マイクロ波)を前記キャビティ５２に導くための導波管(waveguide)５６が設けられる。図１で前記導波管５６は前記キャビティ５２上に設けられているが、前記導波管５６を前記キャビティ５２の左右、または下方に設けることもできる。前記導波管５６内に電磁波を供給する前記マグネトロン５７のフィーダー(feeder)５７ａは前記導波管５６の内部に設けられる。そして、電磁波を分散させる攪拌機(stirrer)６０が前記導波管５６の排出口に設けられ、前記攪拌機６０を回転させるモータ５９が前記キャビティ５２の外部に設けられる。
【００１３】
前記攪拌機６０は円板状、または多角形の板状になっており、前記攪拌機６０の周縁には一対の切欠部分がある。前記２つの切欠部分は中心点を介して向かい合い、対称である。前記攪拌機６０の回転軸は中心点になく、偏心(eccentric)している。これは前記攪拌機６０により発生する２つの偏波が対称しているためである。
【００１４】
第１実施例に係る攪拌機６０を図２と図３を参照して説明する。図２と図３に示したように、前記攪拌機６０は円板状である。前記攪拌機６０の周縁に中心点Ｏを通過して延びる仮想の直線ｉ１上で向かい合う一対の切欠部分６１がある。前記切欠部分６１は対称(symmetric)である。図２で四角形状の切欠部分６１が示されている。前記切欠部分６１の形態を四角形以外の形態に変形することもできる。
【００１５】
前記攪拌機６０の回転軸６２は中心点Ｏになく、偏心している。前記中心点Ｏを通過して延びる仮想の直線ｉ１と、これと直交する仮想の直線ｉ２があると仮定した場合、前記回転軸６２は前記２つの直線ｉ１、ｉ２の間の領域に位置する。前記攪拌機６０から発生する２つの偏波の振幅が全く同一であり、また２つの偏波の位相が正確に互いに９０°の位相差があるために、前記回転軸６２は前記直線ｉ１との距離と前記直線ｉ２との距離とが同一な領域に位置する。前記攪拌機６０の回転軸６２は前記マグネトロン５７により発生した電磁波を前記攪拌機６０に伝達する給電点(feeding point)の役割をする。前記回転軸６２は前記マグネトロン５７から電磁波を受けて前記攪拌機６０の表面に提供する。
【００１６】
前記直線ｉ１方向の電流により共振周波数が発生し、前記直線ｉ２方向の電流によりまた別の共振周波数が発生する。この２つの周波数の間で円偏波の発生する周波数が生じ、この周波数から円偏波の複数のパターンが発生する。前記２つの周波数の振幅は同一であるが、前記切欠部分６１により、前記周波数の位相は互いに９０°の差が生じる。
【００１７】
前記攪拌機６０の半径、即ち中心点Ｏから外周までの距離により前記攪拌機６０の共振周波数が異なる。図６のように、短軸ｉ１の長さは長軸ｉ２の長さに比べて短いため、短軸ｉ１方向の電流による共振周波数ｆｂは長軸ｉ２方向の電流による共振周波数ｆａより更に高い。前記切欠部分６１の深さ、または大きさは、前記マグネトロン５７から受ける電磁波の周波数ｆｏにより好適に設定される。例えば、前記周波数ｆｏが高いほど、前記切欠部分６１の深さ、または大きさを大きくし、前記周波数ｆｏが低いほど、前記切欠部分６１の深さ、または大きさを小さくする。もし、前記切欠部分６１の深さ、または大きさが固定され、前記周波数ｆｏが調節されなければならない時は、前記周波数ｆｏは前記切欠部分６１の深さ、または大きさにより設定される。前記電磁波の周波数ｆｏが前記共振周波数ｆａおよび共振周波数ｆｂの正確に中間であれば、前記攪拌機６０は正確に対称となる２つの偏波を発生できる。また、振幅が同一で、かつ互いに垂直な２つの偏波は図７及び図８のように円偏波に変換する。前記電磁波の周波数ｆｏが前記共振周波数ｆａおよび共振周波数ｆｂの正確に中間でなければ、前記攪拌機６０は楕円偏波を発生させる。
【００１８】
前記キャビティ５２内の飲食物を均一に加熱するためには前記攪拌機６０が様々な偏波を発生しなければならない。即ち、電界の形態が相異する多数の偏波を発生しなければならない。本発明は互いに直交する２つの偏波を発生するだけでなく、前記攪拌機６０の共振回数（共振周波数）により変形された電界の形態を有する多様なモードの偏波を発生させるため、飲食物を均一に加熱できる。
【００１９】
第２実施例に係る攪拌機を図４と図５を参照し、説明する。図４と図５に示したように、第２実施例に係る攪拌機６０ａは正方形の板状になっている。前記攪拌機６０ａは、四角形以外の形態も可能である。前記攪拌機６０ａが正方形の場合、前記攪拌機６０ａは、中心点Ｏを通過して延びる仮想の対角線ｉ３上で向かい合う一対の切欠部分６１ａを有する。前記攪拌機６０ａが正多角形の場合、前記攪拌機６０ａは向かい合った一対の頂点位置に一対の切欠部分を有する。前記切欠部分６１ａは三角形であり、互いに対称的な形態である。
【００２０】
前記攪拌機６０ａの回転軸６２ａは中心点Ｏになく、偏心している。前記仮想の対角線ｉ３と、これと垂直な仮想の対角線ｉ４があると仮定した場合、前記回転軸６２ａは前記２つの対角線ｉ３、ｉ４の間に位置する。前記攪拌機６０ａから発生する２つの偏波の振幅が全く同一であり、２つの偏波の位相が正確に互いに９０°の位相差が生じるために、前記回転軸６２ａは、前記対角線ｉ３との距離と前記直線ｉ４との距離が同一な領域に位置しなければならない。即ち、前記回転軸６２ａは前記対角線ｉ３と４５°の角度差がある仮想の直線上に位置する。
【００２１】
前記回転軸６２ａは前記マグネトロン５７から電磁波を受け、前記攪拌機６０ａの表面に提供すると共に、前記攪拌機６０ａが回転するようになると、電磁波による前記攪拌機６０ａの表面上の電流の流れによって共振周波数が発生する。前記対角線ｉ３の両端に形成される電流と前記対角線ｉ４の両端に形成される電流は相異する周波数を発生する。前記２つの周波数の振幅は同一であるが、前記切欠部分６１ａにより前記周波数の位相は互いに９０°の位相差が生じる。
【００２２】
前記攪拌機６０ａの共振周波数は中心点Ｏからエッジまでの距離により異なるようになる。したがって、前記マグネトロン５７から受けた電磁波の共振周波数ｆｏは、長軸ｉ４の磁界による共振周波数ｆａと短軸ｉ３の磁界による共振周波数ｆｂとの中間になるように、前記切欠部分６１ａの大きさを好適に設定しなければならない。前記電磁波の共振周波数ｆｏが前記共振周波数ｆａおよび共振周波数ｆｂの正確に中間であれば前記攪拌機６０ａは円偏波を発生することができる。
【００２３】
本発明は単一構造の攪拌機に対称的な切欠部分６１を形成することにより、縮退(重畳)した２つのモードがある程度の差を有する２つの周波数として分けられて、その中間領域の周波数の振幅が同一で、かつ位相が９０°の位相差のある周波数が生じる。その周波数から円偏波が発生する。
【００２４】
前記説明した実施例以外にも、本発明はその趣旨と範疇から逸脱することなく、多くの他の特定形態として具体化することができるという事実は、該当技術に通常の知識を有する者には自明である。したがって、上述した実施例は制限的ではなく、例示的であることと看做さなければならず、これにより本発明は上述した詳細な説明に限定されず、各請求項の範疇及びその同等範囲内で変更されることもある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る電子レンジを示す構成図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る攪拌機を示す斜視図である。
【図３】図２の攪拌機の構造を示す上面図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る攪拌機を示す斜視図である。
【図５】図４の攪拌機の構造を示す上面図である。
【図６】攪拌翼の長軸と短軸の周波数を示すグラフである。
【図７】攪拌機から発生する円偏波のパターンを示す図である。
【図８】攪拌機が回転するにつれて、キャビティ内で発生する円偏波の輻射パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
５１    ケース
５２    キャビティ
５３    電装室
５４    ターンテーブル
５５    モータ
５６    導波管
５９    モータ
６０    攪拌機
６０ａ    攪拌機
６２    回転軸
６２ａ    回転軸
【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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