微波加熱裝置制造方法
【專利摘要】在微波加熱裝置中，將微波從微波產(chǎn)生部（103、203）傳送供給到加熱室（102、202）的波導(dǎo)管（104、204）具有：向加熱室內(nèi)供給作為圓偏振波的微波的第1微波供給部（105a、105b、106a、106b、107a、107b、205、206、207）；以及向加熱室內(nèi)供給與圓偏振波不同的微波的第2微波供給部（108、109、110、208、209、210）。
【專利說明】微波加熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及向被加熱物放射微波來進(jìn)行介質(zhì)加熱的微波爐等微波加熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為代表性的微波加熱裝置之一的微波爐經(jīng)由波導(dǎo)管將從作為微波產(chǎn)生部的磁控管放射的微波供給到金屬制的加熱室的內(nèi)部，對配置于加熱室內(nèi)部的被加熱物進(jìn)行介質(zhì)加熱。因此，當(dāng)加熱室內(nèi)部的微波的電磁場分布不均勻時，存在不能對被加熱物進(jìn)行均勻加熱的問題。
[0003]作為均勻地對加熱室內(nèi)部的被加熱物進(jìn)行加熱的方法，有使載置被加熱物的工作臺旋轉(zhuǎn)而使被加熱物在加熱室內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)、或者在固定被加熱物的狀態(tài)下使放射微波的天線旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)等。由此，在對被加熱物進(jìn)行均勻加熱的方法中，一般是如下結(jié)構(gòu):一邊使用任意的驅(qū)動機(jī)構(gòu)改變放射到被加熱物的微波的方向，一邊進(jìn)行加熱，從而實現(xiàn)被加熱物的均勻加熱。
[0004]最近，為了使結(jié)構(gòu)簡單，探求在不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)的情況下實現(xiàn)均勻化的加熱方法，從而提出了利用電場的偏振面根據(jù)時間而旋轉(zhuǎn)的圓偏振波的方法。介質(zhì)加熱原本就是基于通過微波的電場對具有介電損耗的被加熱物進(jìn)行加熱的原理而進(jìn)行的，因此認(rèn)為，使電場旋轉(zhuǎn)對于均勻化是有效的。
[0005]作為具體的圓偏振波的產(chǎn)生方法，例如有美國專利第4301347號說明書(專利文獻(xiàn)I)、日本特許第3510523號公報(專利文獻(xiàn)2)以及日本特開2005 — 235772號公報(專利文獻(xiàn)3)所公開的結(jié)構(gòu)。圖17是示出專利文獻(xiàn)I所公開的微波加熱裝置中的波導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)的圖。圖18是示出專利文獻(xiàn)2所公開的微波加熱裝置中的波導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)的圖。圖19是示出專利文獻(xiàn)3所公開的微波加熱裝置及其天線的結(jié)構(gòu)的圖。
[0006]如圖17所示，在專利文獻(xiàn)I中示出了使用在波導(dǎo)管I的管壁上交叉的I個X字型的圓偏振波開口 2的方式。如圖18所示，在專利文獻(xiàn)2中示出了如下結(jié)構(gòu):在波導(dǎo)管I的管壁的同一面上具有以長度方向交叉的方式配置的兩個長方形狹縫狀的開口 3、4，該結(jié)構(gòu)是兩個開口 3、4形成在相離的位置而輸出圓偏振波的結(jié)構(gòu)。此外，如圖19所示，在專利文獻(xiàn)3中示出了設(shè)置有與波導(dǎo)管I結(jié)合且旋轉(zhuǎn)的貼片天線5的例子，示出了在貼片天線5的圓周的一部分中設(shè)有切口 6的結(jié)構(gòu)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:美國專利第4301347號說明書
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特許第3510523號公報
[0011]專利文獻(xiàn)3:日本特開2005-235772號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明所要解決的課題[0013]然而，對于上述那樣的專利文獻(xiàn)I?3所公開的以往的微波加熱裝置中的任意一個而言，雖然都具有利用圓偏振波的結(jié)構(gòu)，但都不是可期待在不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)的情況下實現(xiàn)均勻加熱這種程度的效果的結(jié)構(gòu)。專利文獻(xiàn)I?3的任意I個文獻(xiàn)所公開的微波加熱裝置均是如下結(jié)構(gòu):與使用了微波(線偏振波)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)的以往結(jié)構(gòu)相比，能夠通過圓偏振波和驅(qū)動機(jī)構(gòu)的協(xié)同效應(yīng)進(jìn)一步實現(xiàn)均勻化。
[0014]具體而言，在專利文獻(xiàn)1(參照圖17)所公開的微波加熱裝置中，在波導(dǎo)管I的末端部分具有被稱作移相器7的旋轉(zhuǎn)體，通過該移相器7的旋轉(zhuǎn)，變更在波導(dǎo)管I內(nèi)傳送過程中的微波的相位而形成了圓偏振波。在專利文獻(xiàn)2 (參照圖18)中公開了如下的微波加熱裝置，其替代形成線偏振波的以往的波導(dǎo)管，而使用了具有一組長方形狹縫狀的兩個開口 3、4的波導(dǎo)管I。該專利文獻(xiàn)2所公開的微波加熱裝置是如下結(jié)構(gòu):不是形成像由交叉的X字形狀的開口形成的圓偏振波那么規(guī)則的正圓的微波，而是利用離散配置的開口 3、4來形成大致成為圓偏振波的微波，并與轉(zhuǎn)臺一并使用。在專利文獻(xiàn)3 (參照圖19)中記載了除轉(zhuǎn)臺8以外還使貼片天線5旋轉(zhuǎn)而用作攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)。在專利文獻(xiàn)I?3的任意I個文獻(xiàn)中，均沒有記載即使不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)，只要僅使用圓偏振波就能夠?qū)崿F(xiàn)對被加熱物的均勻加熱的情況。這是因為，在不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)而只利用來自波導(dǎo)管的圓偏振波對被加熱物進(jìn)行了加熱的情況下，與以往的使用了來自波導(dǎo)管的線偏振波和普通的驅(qū)動機(jī)構(gòu)(例如使轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)、或者使天線旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu))的結(jié)構(gòu)相比，均勻加熱劣化。
[0015]本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有課題而完成的，其目的在于，提供一種能夠在利用了圓偏振波且不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)的情況下對被加熱物均勻進(jìn)行加熱的微波加熱裝置。
[0016]用于解決課題的手段
[0017]為了解決上述現(xiàn)有的課題，本發(fā)明的微波加熱裝置具有:收納被加熱物的加熱室；產(chǎn)生微波的微波產(chǎn)生部；以及將微波從所述微波產(chǎn)生部傳送供給到所述加熱室的波導(dǎo)管，
[0018]所述波導(dǎo)管具有:第I微波供給部，其向所述加熱室內(nèi)供給作為圓偏振波的微波；以及第2微波供給部，其向所述加熱室內(nèi)供給具有與來自所述第I微波供給部的圓偏振波不同的加熱區(qū)域的微波。
[0019]如上那樣構(gòu)成的本發(fā)明的微波加熱裝置利用第I微波供給部向加熱室內(nèi)供給圓偏振波，并且利用第2微波供給部供給具有與來自第I微波供給部的圓偏振波不同的加熱區(qū)域(放射方向)的微波，由此能夠?qū)H使用圓偏振波時較弱的部分的加熱區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)充，即使不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)也能夠?qū)Ρ患訜嵛镞M(jìn)行均勻加熱。
[0020]發(fā)明的效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種可在利用了圓偏振波且不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)的情況下對被加熱物進(jìn)行均勻加熱的微波加熱裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是示出本發(fā)明的實施方式I的作為微波加熱裝置的微波爐的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0023]圖2是從上方觀察本發(fā)明的實施方式I的微波爐中的加熱室的底面和波導(dǎo)管時的示意圖。
[0024]圖3是從正面觀察本發(fā)明的實施方式I的微波爐中的加熱室和波導(dǎo)管時的示意圖。[0025]圖4是說明普通的波導(dǎo)管的示意圖。
[0026]圖5是示出以波導(dǎo)管的末端部為放射邊界的仿真結(jié)果的圖，圖5的(a)是仿真模型的俯視圖像，圖5的(b)是加熱室內(nèi)的電場強(qiáng)度分布的俯視剖面圖。
[0027]圖6是示出以波導(dǎo)管的末端部為反射邊界的仿真結(jié)果的圖，圖6的(a)是加熱室內(nèi)的電場強(qiáng)度分布的俯視剖面圖，圖6的(b)是加熱室內(nèi)的電場強(qiáng)度分布的主視剖面圖。
[0028]圖7是從上方觀察在本發(fā)明的實施方式I的結(jié)構(gòu)中未形成輔助微波供給單元的情況下的加熱室的底面和波導(dǎo)管時的示意圖。
[0029]圖8是示出波導(dǎo)管的H面中的導(dǎo)電電流的流動的圖像。
[0030]圖9是示出本發(fā)明的實施方式2的作為微波加熱裝置的微波爐的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0031]圖10是從上方觀察本發(fā)明的實施方式2的微波爐中的加熱室的底面和波導(dǎo)管時的示意圖。
[0032]圖11是從正面觀察本發(fā)明的實施方式3的微波爐中的加熱室和波導(dǎo)管時的示意圖。
[0033]圖12是說明普通的波導(dǎo)管的示意圖。
[0034]圖13是示出以波導(dǎo)管的末端部為放射邊界的仿真結(jié)果的圖，圖13的(a)是仿真模型的俯視圖像，圖13的(b)是加熱室內(nèi)的電場強(qiáng)度分布的俯視剖面圖。
[0035]圖14是示出以波導(dǎo)管的末端部為反射邊界的仿真結(jié)果的圖，圖14的(a)是加熱室內(nèi)的電場強(qiáng)度分布的俯視剖面圖，圖14的(b)是加熱室內(nèi)的電場強(qiáng)度分布的主視剖面圖。
[0036]圖15是從上方觀察在本發(fā)明的實施方式I的結(jié)構(gòu)中未形成輔助微波供給單元的情況下的加熱室的底面和波導(dǎo)管時的示意圖。
[0037]圖16是示出波導(dǎo)管的H面中的導(dǎo)電電流的流動的圖像圖。
[0038]圖17是示出專利文獻(xiàn)I所公開的以往的微波加熱裝置中的波導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)的圖。
[0039]圖18是示出專利文獻(xiàn)2所公開的以往的微波加熱裝置中的波導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)的圖。
[0040]圖19是示出專利文獻(xiàn)3所公開的以往的微波加熱裝置及其天線的結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實施方式】
[0041]本發(fā)明的第I方式的微波加熱裝置具有:收納被加熱物的加熱室；產(chǎn)生微波的微波產(chǎn)生部；以及將微波從所述微波產(chǎn)生部傳送供給到所述加熱室的波導(dǎo)管，所述波導(dǎo)管包含:第I微波供給部，其向所述加熱室內(nèi)供給作為圓偏振波的微波；以及第2微波供給部，其向所述加熱室內(nèi)供給具有與來自所述第I微波供給部的圓偏振波不同的加熱區(qū)域的微波。
[0042]這樣構(gòu)成的本發(fā)明的第I方式的微波加熱裝置利用第I微波供給部向加熱室內(nèi)供給圓偏振波，并且利用第2微波供給部供給具有與來自第I微波供給部的圓偏振波不同的加熱區(qū)域的微波，由此，能夠?qū)H使用圓偏振波時較弱的部分的加熱區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)充，即使不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)也能夠使被加熱物的加熱分布均勻化。
[0043]在本發(fā)明的第2方式的微波加熱裝置中，所述第I方式的所述第I微波供給部是設(shè)置于所述波導(dǎo)管的與所述加熱室相對的H面上的圓偏振波開口，所述第2微波供給部是設(shè)置于所述波導(dǎo)管的開口。
[0044]這樣構(gòu)成的本發(fā)明的第2方式的微波加熱裝置是容易從設(shè)置于波導(dǎo)管的H面上的圓偏振波開口向加熱室放射作為圓偏振波的微波的結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明的第2方式的微波加熱裝置除了能夠從圓偏振波開口可靠地向加熱室放射作為圓偏振波的微波以外，還能夠從第2微波供給部的開口輔助地將微波供給到加熱室內(nèi)，因此能夠以極其簡單的結(jié)構(gòu)，在不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)的情況下使被加熱物的加熱分布均勻化。
[0045]在本發(fā)明的第3方式的微波加熱裝置中，所述第2方式的所述第2微波供給部是線偏振波開口，所述線偏振波開口被設(shè)置于所述波導(dǎo)管的設(shè)有所述第I微波供給部的H面上，向所述加熱室內(nèi)供給作為線偏振波的微波。
[0046]這樣構(gòu)成的本發(fā)明的第3方式的微波加熱裝置是容易從設(shè)置于波導(dǎo)管的H面上的圓偏振波開口和線偏振波開口向加熱室放射圓偏振波和線偏振波的微波的結(jié)構(gòu)。
[0047]在本發(fā)明的第4方式的微波加熱裝置中，所述第2方式或第3方式的所述第2微波供給部是具有將所述波導(dǎo)管的寬度方向作為長度方向的細(xì)長形狀、且被配置于所述波導(dǎo)管的寬度方向的大致中央部的開口。
[0048]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明的第4方式的微波加熱裝置中，第2微波供給部的開口具有在波導(dǎo)管的寬度方向上細(xì)長的長孔形狀，并被配置于波導(dǎo)管的寬度方向的大致中央部，因此阻礙在波導(dǎo)管的管壁中沿著管軸方向(包含傳送方向的方向)流動的電流，以在第2微波供給部的開口中的管軸方向的相對端部產(chǎn)生電位差的方式建立了電場，從而能夠在波導(dǎo)管的管軸方向上較強(qiáng)地放射微波。其結(jié)果，能夠利用第2微波供給部對僅用第I微波供給部無法加熱的區(qū)域進(jìn)行加熱，能夠在不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)的情況下使被加熱物的加熱分布均勻化。
[0049]在本發(fā)明的第5方式的微波加熱裝置中，設(shè)為如下結(jié)構(gòu):所述第2方式?第4方式的所述圓偏振波開口被配置于波導(dǎo)管內(nèi)的駐波的電場的波腹位置處，來自所述圓偏振波開口的微波放射在所述波導(dǎo)管的寬度方向上的傳播較強(qiáng)，在所述波導(dǎo)管的管軸方向上的傳播較弱。
[0050]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明的第5方式的微波加熱裝置中，可以按照對來自所述圓偏振波開口的微波放射進(jìn)行補(bǔ)充的方式，利用第2微波供給部的開口形成加熱區(qū)域，以消除加熱不均，能夠在不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)的情況下實現(xiàn)加熱分布的均勻化。
[0051]在本發(fā)明的第6方式的微波加熱裝置中，構(gòu)成為:所述第2方式?第5方式的從所述圓偏振波開口的中心位置到所述波導(dǎo)管的末端部為止的傳送方向上的距離被設(shè)為管內(nèi)波長的1/4的大致奇數(shù)倍，所述圓偏振波開口被配置于所述波導(dǎo)管內(nèi)的駐波的電場的波腹處。
[0052]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明的第6方式的微波加熱裝置中，如果僅使用從圓偏振波開口放射的圓偏振波，則容易產(chǎn)生波導(dǎo)管的寬度方向上的傳播較強(qiáng)、管軸方向上的傳播較弱的狀態(tài)，但通過使用第2微波供給部的開口，能夠?qū)訜釁^(qū)域進(jìn)行補(bǔ)充從而消除加熱不均，即使不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)也能夠使被加熱物的加熱分布均勻化。
[0053]在本發(fā)明的第7方式的微波加熱裝置中，構(gòu)成為:所述第2方式?第6方式的所述第I微波供給部的圓偏振波開口和所述第2微波供給部的開口被配置于所述波導(dǎo)管的管軸方向上的不同位置處。
[0054]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明的第7方式的微波加熱裝置中，成為如下結(jié)構(gòu):能夠在第I微波供給部的圓偏振波開口與第2微波供給部的開口位置不相互重疊的情況下容易地實現(xiàn)
波導(dǎo)管。[0055]在本發(fā)明的第8方式的微波加熱裝置中，所述第2方式?第7方式的所述第2微波供給部中的至少I個開口被配置于所述波導(dǎo)管中的傳送方向的大致末端位置處。
[0056]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明的第8方式的微波加熱裝置中，第2微波供給部中的開口具有在波導(dǎo)管的寬度方向上細(xì)長的長孔形狀，因此能夠在不與圓偏振波開口重疊的情況下容易地形成該開口。
[0057]在本發(fā)明的第9方式的微波加熱裝置中，所述第2方式?第8方式的所述第2微波供給部中的至少I個開口被配置于所述第I微波供給部中的兩個圓偏振波開口之間。
[0058]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明的第9方式的微波加熱裝置中，能夠容易地構(gòu)成，并且能夠利用第2微波供給部消除第I微波供給部的加熱不均，即使不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)也能夠使被加熱物的加熱分布均勻化。
[0059]在本發(fā)明的第10方式的微波加熱裝置中，所述第2方式或第3方式的所述第2微波供給部是具有將所述波導(dǎo)管的管軸方向作為長度方向的細(xì)長形狀、且被配置于所述波導(dǎo)管的沿著管軸方向延伸的中心軸的外側(cè)位置處的開口。
[0060]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明的第10方式的微波加熱裝置中，第2微波供給部的開口是在波導(dǎo)管的管軸方向上細(xì)長的長孔形狀，且被配置于沿著管軸方向延伸的中心軸的外側(cè)位置處，因此阻礙在波導(dǎo)管的管壁中沿著寬度方向流動的電流，以在第2微波供給部的開口中的寬度方向上的相對端部產(chǎn)生電位差的方式建立了電場，能夠在波導(dǎo)管的寬度方向上較強(qiáng)地放射微波。其結(jié)果，能夠利用第2微波供給部對僅用第I微波供給部無法加熱的區(qū)域進(jìn)行加熱，能夠在不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)的情況下使被加熱物的加熱分布均勻化。
[0061]本發(fā)明的第11方式的微波加熱裝置是在所述第2方式、第3方式或第10方式中，設(shè)為如下結(jié)構(gòu):所述圓偏振波開口被配置于波導(dǎo)管內(nèi)的駐波的電場的波節(jié)位置處，來自所述圓偏振波開口的微波放射在所述波導(dǎo)管的寬度方向上的傳播較弱，在所述波導(dǎo)管的管軸方向上的傳播較強(qiáng)。
[0062]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明的第11方式的微波加熱裝置中，可以按照對來自所述圓偏振波開口的微波放射進(jìn)行補(bǔ)充的方式，利用第2微波供給部的開口形成加熱區(qū)域，以消除加熱不均，能夠在不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)的情況下實現(xiàn)加熱分布的均勻化。
[0063]本發(fā)明的第12方式的微波加熱裝置是在所述第2方式、第3方式、第10方式或第11方式中，設(shè)為如下結(jié)構(gòu):從所述圓偏振波開口的中心位置到所述波導(dǎo)管的末端部為止的傳送方向上的距離被設(shè)為管內(nèi)波長的1/2的大致整數(shù)倍，所述圓偏振波開口被配置于所述波導(dǎo)管內(nèi)的駐波的電場的波節(jié)處。
[0064]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明的第12方式的微波加熱裝置中，如果僅使用從圓偏振波開口放射的圓偏振波，則容易產(chǎn)生波導(dǎo)管的寬度方向上的傳播較弱、管軸方向上的傳播較強(qiáng)的狀態(tài)，但通過使用第2微波供給部的開口，能夠?qū)訜釁^(qū)域進(jìn)行補(bǔ)充從而消除加熱不均，即使不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)也能夠使被加熱物的加熱分布均勻化。
[0065]本發(fā)明的第13方式的微波加熱裝置是在所述第2方式、第3方式、第10方式、第11方式或第12方式中，在所述H面中的以所述波導(dǎo)管的沿著管軸方向延伸的中心軸為邊界的兩側(cè)區(qū)域中，在一方的區(qū)域中交替地配置所述第I微波供給部的圓偏振波開口和所述第2微波供給部的開口，在另一方的區(qū)域中交替地配置所述第2微波供給部的開口和所述第I微波供給部的圓偏振波開口，在所述波導(dǎo)管的寬度方向上配置所述第I微波供給部的圓偏振波開口和所述第2微波供給部的開口。
[0066]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明的第13方式的微波加熱裝置中，能夠利用第2微波供給部對第I微波供給部的加熱不均進(jìn)行補(bǔ)充，即使不使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)也能夠使被加熱物的加熱分布均勻化。
[0067]以下，參照附圖來說明本發(fā)明的微波加熱裝置的優(yōu)選實施方式。另外，雖然在以下實施方式的微波加熱裝置中是對微波爐進(jìn)行說明，但微波爐只是例示，本發(fā)明不限于微波爐，還能夠應(yīng)用于利用了介質(zhì)加熱的加熱裝置、生垃圾處理機(jī)或半導(dǎo)體制造裝置等微波加熱裝置。此外，本發(fā)明包含適當(dāng)?shù)亟M合以下敘述的各實施方式中說明的任意結(jié)構(gòu)的情況，在組合后的結(jié)構(gòu)中起到各自的效果。并且，本發(fā)明不限于以下實施方式中說明的具體的微波爐的結(jié)構(gòu)，基于同樣的技術(shù)思想的結(jié)構(gòu)也包含在本發(fā)明中。
[0068](實施方式I)
[0069]圖1?圖3是用于說明本發(fā)明的實施方式I的作為微波加熱裝置的例示的微波爐的圖。圖1是示出實施方式I的作為微波加熱裝置的微波爐的整體結(jié)構(gòu)的立體圖，圖2是從上方觀察實施方式I的微波爐中的加熱室的底面和波導(dǎo)管時的示意圖，圖3是從正面觀察該微波爐中的加熱室和波導(dǎo)管時的示意圖。
[0070]如圖1所示，在實施方式I的作為微波加熱裝置的微波爐101中具備進(jìn)行開閉的門113，以向加熱室102中放入被加熱物(未圖示)或者從加熱室102中拿出被加熱物(未圖示)。圖1示出了微波爐101的門113打開后的狀態(tài)。
[0071]如圖1?圖3所示，作為代表性的微波加熱裝置的微波爐101具有:可收納被加熱物(未圖不)的加熱室102 ;作為產(chǎn)生微波的微波產(chǎn)生部的磁控管103 ;以及將從磁控管103放射的微波引導(dǎo)至加熱室102的波導(dǎo)管104。此外，在微波爐101中，在波導(dǎo)管104的H面(在實施方式I中，是與加熱室102相對的面)上形成有多個X字形狀的開口即圓偏振波開口 105a、105b、106a、106b、107a、107b，來作為第I微波供給部，所述第I微波供給部是使用在波導(dǎo)管104內(nèi)傳送的微波向加熱室102內(nèi)傳播圓偏振波的圓偏振波供給單元。并且，在微波爐101中，如果僅使用圓偏振波開口，則加熱分布不均勻，因此為了實現(xiàn)加熱分布的進(jìn)一步的均勻化，在波導(dǎo)管104的H面(在實施方式I中，是與加熱室102相對的面)上形成有長孔形狀的線偏振波開口 108、109、110，來作為第2微波供給部，所述第2微波供給部是將波導(dǎo)管104內(nèi)的一部分微波供給到加熱室102內(nèi)的輔助微波供給單元。
[0072]在波導(dǎo)管104的H面中，關(guān)于各個圓偏振波開口 105a、105b、106a、106b、107a、107b的形成位置，從各個圓偏振波開口的中心位置到波導(dǎo)管104的末端部111為止的傳送方向上的距離是管內(nèi)波長λ g的1/4的大致奇數(shù)倍。這里，在假定為用相同厚度的板材來構(gòu)成各開口形狀的情況下，圓偏振波開口 105a、105b、106a、106b、107a、107b的中心位置表示該板材的重心位置。此外,在波導(dǎo)管104內(nèi)的傳送空間中，將作為微波產(chǎn)生部的磁控管103的微波輸出位置作為始端部，波導(dǎo)管104的末端部111是指波導(dǎo)管104的傳送方向的末端位置即波導(dǎo)管104的封閉部分的內(nèi)壁面。另外，管內(nèi)波長Ag的1/4的大致奇數(shù)倍包含了管內(nèi)波長λ g的1/4的奇數(shù)倍的數(shù)值的±10%的范圍。
[0073]如圖3所示，在實施方式I的微波加熱裝置中，從離末端部111最近的各圓偏振波開口 105a、105b的中心位置到波導(dǎo)管104的末端部111為止的傳送方向上的距離為λ g/4,從各圓偏振波開口 106a、106b的中心位置到波導(dǎo)管104的末端部111為止的傳送方向上的距離為3 λ g/4,從離末端部11最遠(yuǎn)的各圓偏振波開口 107a、107b的中心位置到波導(dǎo)管104的末端部111為止的傳送方向上的距離為5 λ g/4。
[0074]此外，在波導(dǎo)管104的H面中，在沿著管軸方向(圖2中的左右方向)延伸的波導(dǎo)管104的中心軸P的兩側(cè)，成對地設(shè)置了作為第I微波供給部的圓偏振波開口 105a和105b、106a和106b、107a和107b。這樣，由于在波導(dǎo)管104的沿著管軸方向延伸的中心軸P的兩側(cè)設(shè)置了圓偏振波開口 105a和105b、106a和106b、107a和107b，因此構(gòu)成為從波導(dǎo)管104的中心軸P的兩側(cè)的位置向加熱室102可靠地放射圓偏振波。
[0075]在實施方式I的波導(dǎo)管104中，與作為第I微波供給部的圓偏振波開口 105a、105b、106a、106b、107a、107b 一起，還形成有線偏振波開口 108、109、110，作為輔助微波供給單元即第2微波供給部。如圖2所示，作為第2微波供給部的線偏振波開口 108、109、110是將波導(dǎo)管104的寬度方向(圖2中的上下方向)作為長度方向的細(xì)長的長孔形狀，以與波導(dǎo)管104的沿著管軸方向延伸的中心軸P交叉的方式，與中心軸P正交地形成線偏振波開口 108、109、110。即，線偏振波開口 108、109、110的中心位置(重心位置)處于波導(dǎo)管104中的沿著管軸方向延伸的中心軸P上。
[0076]如之后詳細(xì)說明的那樣，在實施方式I中，第I線偏振波開口 108形成于波導(dǎo)管104的E面中的末端部111的附近。第2線偏振波開口 109在波導(dǎo)管104中的管軸方向的中心軸P上，形成于第I圓偏振波開口對(105a、105b)與第2圓偏振波開口對(106a、106b)之間的區(qū)域中。并且，第3線偏振波開口 110在波導(dǎo)管104中的管軸方向的中心軸P上，形成于第2圓偏振波開口對(106a、106b)與第3圓偏振波開口對(107a、107b)之間的區(qū)域中。
[0077]此外，如圖1所示，在實施方式I的作為微波加熱裝置的微波爐101中，在加熱室102內(nèi)設(shè)置有載置臺112，所述載置臺112覆蓋圓偏振波開口 105a、105b、106a、106b、107a、107b和線偏振波開口 108、109、110的上部，用于載置被加熱物。實施方式I中的載置臺112由玻璃或陶瓷等微波容易透過的材料構(gòu)成。
[0078]本發(fā)明中利用的圓偏振波是在移動通信和衛(wèi)星通信的領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的技術(shù)，作為身邊的使用例，可舉出ETC (Electronic Toll Collection System:不停車自動收費(fèi)系統(tǒng))等。圓偏振波是電場的偏振面相對于電波的行進(jìn)方向根據(jù)時間而旋轉(zhuǎn)的微波，且具有如下特征:當(dāng)形成圓偏振波時，電場的方向根據(jù)時間持續(xù)變化，而電場強(qiáng)度的大小不隨時間變化。如果將該圓偏振波應(yīng)用到微波加熱裝置，則與以往的利用線偏振波的微波加熱相比，尤其可期待在圓偏振波的周向上對被加熱物實現(xiàn)均勻加熱。另外，圓偏振波根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向被分類為右旋偏振波(CW:clockwise,順時針)和左旋偏振波(CCW:counter clockwise,逆時針)這兩種，但兩者的加熱性能沒有差異。
[0079]在實施方式I的微波爐101中，構(gòu)成為:在波導(dǎo)管104的H面中的沿著管軸方向延伸的中心軸P的兩側(cè)形成有X字形狀的圓偏振波開口 105a、105b、106a、106b、107a、107b,從各圓偏振波開口 105a、105b、106a、106b、107a、107b向加熱室102內(nèi)放射圓偏振波。圓偏振波開口 105a、105b、106a、106b、107a、107b的X字形狀是使細(xì)長的長方形形狀的兩條狹縫在中心點處彼此正交而構(gòu)成的。
[0080]接著，使用圖4來說明作為微波傳送單元的波導(dǎo)管。圖4是示意性示出最簡單的普通波導(dǎo)管的內(nèi)部空間的圖。如圖4所示，最簡單的普通波導(dǎo)管的內(nèi)部空間由與管軸方向垂直的截面為長方形(寬度aX高度b)、且長度方向為管軸方向的長方體構(gòu)成。[0081]公知的是:設(shè)從微波產(chǎn)生部(磁控管103)輸出的波長為λ ( λ =(光速)/ (振蕩頻率))時，通過將波導(dǎo)管的寬度a設(shè)定為比微波的一波長(λ )短、且比半波長(λ /2)長(λ>a> λ/2)，并將波導(dǎo)管的高度b設(shè)定得比半波長(λ/2)短(b< λ/2)，使得該波導(dǎo)管以TElO模式傳送微波。在微波爐中,波長λ為大約120mm, —般而言,將波導(dǎo)管的寬度a設(shè)為80~IOOmm的范圍內(nèi)，將高度b設(shè)為15~40mm的范圍內(nèi)。
[0082]在圖4所示的波導(dǎo)管中，上下相對的面是指磁場在其中平行地渦旋的面，稱作H面114、115，左右相對的面是指與電場平行的面，稱作E面116、117。
[0083]另外，在將來自微波產(chǎn)生部的微波(波長:λ )供給到波導(dǎo)管內(nèi)并在波導(dǎo)管內(nèi)傳送時，如果將此時的微波的波長設(shè)為管內(nèi)波長(傳送波長)并用Ag來表示，則管內(nèi)波長(傳送波長)Ag如下式(I)那樣表示。
[0084]【式I】
【權(quán)利要求】
1.一種微波加熱裝置，該微波加熱裝置具有: 收納被加熱物的加熱室； 產(chǎn)生微波的微波產(chǎn)生部；以及 波導(dǎo)管，其將微波從所述微波產(chǎn)生部傳送供給到所述加熱室， 所述波導(dǎo)管具有: 第I微波供給部，其向所述加熱室內(nèi)供給作為圓偏振波的微波；以及第2微波供給部，其向所述加熱室內(nèi)供給具有與來自所述第I微波供給部的圓偏振波不同的加熱區(qū)域的微波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波加熱裝置，其中， 所述第I微波供給部是設(shè)置于所述波導(dǎo)管的與所述加熱室相對的H面上的圓偏振波開Π, 所述第2微波供給部是設(shè)置于所述波導(dǎo)管的開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波加熱裝置，其中， 所述第2微波供給部是線偏振波開口，所述線偏振波開口被設(shè)置于所述波導(dǎo)管的設(shè)有所述第I微波供給部的H面上，向所述加熱室內(nèi)供給作為線偏振波的微波。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的微波加熱裝置，其中， 所述第2微波供給部是具有將所述波導(dǎo)管的寬度方向作為長度方向的細(xì)長形狀、且被配置于所述波導(dǎo)管的寬度方向的大致中央部的開口。
5.根據(jù)權(quán)利要求2~4中的任意一項所述的微波加熱裝置，其中， 所述微波加熱裝置為如下結(jié)構(gòu):所述圓偏振波開口被配置于波導(dǎo)管內(nèi)的駐波的電場的波腹位置處，來自所述圓偏振波開口的微波放射在所述波導(dǎo)管的寬度方向上的傳播較強(qiáng)，在所述波導(dǎo)管的管軸方向上的傳播較弱。
6.根據(jù)權(quán)利要求2~5中的任意一項所述的微波加熱裝置，其中， 所述微波加熱裝置構(gòu)成為:從所述圓偏振波開口的中心位置到所述波導(dǎo)管的末端部為止的傳送方向上的距離被設(shè)為管內(nèi)波長的1/4的大致奇數(shù)倍，所述圓偏振波開口被配置于所述波導(dǎo)管內(nèi)的駐波的電場的波腹處。
7.根據(jù)權(quán)利要求2~6中的任意一項所述的微波加熱裝置，其中， 所述微波加熱裝置構(gòu)成為:所述第I微波供給部的圓偏振波開口和所述第2微波供給部的開口被配置于所述波導(dǎo)管的管軸方向上的不同位置處。
8.根據(jù)權(quán)利要求2~7中的任意一項所述的微波加熱裝置，其中， 所述第2微波供給部中的至少I個開口被配置于所述波導(dǎo)管中的傳送方向的大致末端位置處。
9.根據(jù)權(quán)利要求2~8中的任意一項所述的微波加熱裝置，其中， 所述第2微波供給部中的至少I個開口被配置于所述第I微波供給部中的兩個圓偏振波開口之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的微波加熱裝置，其中， 所述第2微波供給部是具有將所述波導(dǎo)管的管軸方向作為長度方向的細(xì)長形狀、且被配置于所述波導(dǎo)管的沿著管軸方向延伸的中心軸的外側(cè)位置處的開口。
11.根據(jù)權(quán)利要求2、3、10中的任意一項所述的微波加熱裝置，其中，所述微波加熱裝置為如下結(jié)構(gòu):所述圓偏振波開口被配置于波導(dǎo)管內(nèi)的駐波的電場的波節(jié)位置處，來自所述圓偏振波開口的微波放射在所述波導(dǎo)管的寬度方向上的傳播較弱，在所述波導(dǎo)管的管軸方向上的傳播較強(qiáng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2、3、10、11中的任意一項所述的微波加熱裝置，其中， 所述微波加熱裝置為如下結(jié)構(gòu):從所述圓偏振波開口的中心位置到所述波導(dǎo)管的末端部為止的傳送方向上的距離被設(shè)為管內(nèi)波長的1/2的大致整數(shù)倍，所述圓偏振波開口被配置于所述波導(dǎo)管內(nèi)的駐波的電場的波節(jié)處。
13.根據(jù)權(quán)利要求2、3、10、11、12中的任意一項所述的微波加熱裝置，其中， 在所述H面中的以所述波導(dǎo)管的沿著管軸方向延伸的中心軸為邊界的兩側(cè)區(qū)域中，在一方的區(qū) 域中交替地配置所述第I微波供給部的圓偏振波開口和所述第2微波供給部的開口，在另一方的區(qū)域中交替地配置所述第2微波供給部的開口和所述第I微波供給部的圓偏振波開口，在所述波導(dǎo)管的寬度方向上配置所述第I微波供給部的圓偏振波開口和所述第2微波供給部的開口。
【文檔編號】H05B6/70GK103650636SQ201280032050
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月27日
【發(fā)明者】吉野浩二, 貞平匡史, 細(xì)川大介, 大森義治, 信江等隆 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社