微波加熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供微波加熱裝置，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)部的情況下對加熱室內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。通過以管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍的間隔配置從波導(dǎo)管（104）向加熱室（102）內(nèi)放射微波的多個微波放射部（105），能夠使得相同振幅的駐波的部分與多個微波放射部（105）相對。其結(jié)果，能夠從各個開口（105）向加熱室（102）內(nèi)放射同等量的微波。
【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行感應(yīng)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的微波爐經(jīng)由波導(dǎo)管將從作為代表性的微波產(chǎn)生單元的磁控管放射的微波提供到金屬制的加熱室的內(nèi)部，對放置于加熱室內(nèi)部的被加熱物進行感應(yīng)加熱。因此，當加熱室內(nèi)部的微波的電磁場分布不均勻時，不能對被加熱物進行均勻加熱。
[0003]因此，作為對被加熱物進行均勻加熱的方法，一般采用如下方法:一邊利用使載置被加熱物的工作臺旋轉(zhuǎn)而使被加熱物自身旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)、或者將被加熱物固定而使放射微波的天線旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)等任意的驅(qū)動機構(gòu)改變向被加熱物放射的微波的方向，一邊進行加熱，從而對被加熱物實現(xiàn)均勻的加熱。
[0004]另一方面，為了使結(jié)構(gòu)簡單，期待在不具有驅(qū)動機構(gòu)的情況下進行均勻加熱的方法，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。感應(yīng)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行加熱的原理而進行的，因此認為，使用電場發(fā)生旋轉(zhuǎn)的圓偏振波對于加熱的均勻化是有效的。
[0005]例如，作為具體的圓偏振波的產(chǎn)生方法，如圖11所示，在美國專利第4301347號說明書(專利文獻I)中，公開了使用了波導(dǎo)管I上交叉的X字型的圓偏振波開口 2的結(jié)構(gòu)。此外，如圖12所示，在日本特許第3510523號公報(專利文獻2)中，公開了波導(dǎo)管I上沿著相互垂直的方向延伸設(shè)置的兩個長方形狹縫狀的開口 3、4以彼此相對且相離的方式進行配置的結(jié)構(gòu)。并且，如圖13所示，在日本特開2005 - 235772號公報(專利文獻3)中公開了在與波導(dǎo)管I結(jié)合的貼片天線5的平面部分中形成切口 6來產(chǎn)生圓偏振波的結(jié)構(gòu)。
[0006]此外，雖然與圓偏振波無關(guān)，但如圖14所示，在日本特開平10 — 284246號公報(專利文獻4)中，公開了按照波長的1/4的間隔排列了多個長方形狹縫137、138、139、140，以不同的相位放射微波的結(jié)構(gòu)。
[0007]【專利文獻I】美國專利第4301347號說明書
[0008]【專利文獻2】日本特許第3510523號公報
[0009]【專利文獻3】日本特開2005-235772號公報
[0010]【專利文獻4】日本特開平10-284246號公報
[0011]但是，關(guān)于上述利用了圓偏振波的以往的微波加熱裝置，在專利文獻I~3中，雖然都利用了圓偏振波，但都存在沒有達到可以不使用驅(qū)動機構(gòu)這樣的程度的均勻效果的問題。在專利文獻I~3的任意一個文獻中，都只是僅僅記載了與以往僅具有驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)相比，通過圓偏振波和驅(qū)動機構(gòu)的協(xié)同效應(yīng)能夠進一步實現(xiàn)均勻化的技術(shù)。具體而言，在專利文獻I中，如圖11所示在波導(dǎo)管I的終端具有被稱作移相器7的旋轉(zhuǎn)體，在專利文獻2中具有用于使被加熱物旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺(未圖示)，在專利文獻3中記載了除轉(zhuǎn)臺8以外還使貼片天線5旋轉(zhuǎn)而用作攪拌機的 結(jié)構(gòu)。在專利文獻I~3的任意一個文獻中，都沒有記載如果使用圓偏振波則不需要驅(qū)動機構(gòu)的情況。這是因為，如果僅利用圓偏振波的放射而不設(shè)置驅(qū)動機構(gòu)，則與一般的具有驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)(例如使載置被加熱物的工作臺旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)、或者使天線旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)等)相比，微波的攪拌不充分，因此均勻性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于解決上述以往的微波加熱裝置中的問題，提供一種能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對被加熱物進行均勻加熱的微波加熱裝置。
[0013]為了解決上述以往的微波加熱裝置中的問題，本發(fā)明的微波加熱裝置具有:
[0014]收納被加熱物的加熱室；
[0015]產(chǎn)生微波的微波產(chǎn)生部；
[0016]傳送微波的波導(dǎo)管；以及
[0017]從所述波導(dǎo)管向所述加熱室內(nèi)放射微波的多個微波放射部，
[0018]在所述波導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生駐波，
[0019]所述多個微波放射部在所述波導(dǎo)管的傳送方向上以管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍的間隔進行配置。
[0020]本發(fā)明的微波加熱裝置可以提供能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對被加熱物進行均勻加熱的微波加熱裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是示出本發(fā)明的實施方式I的微波加熱裝置的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0022]圖2示意性示出實施方式I的微波加熱裝置中的主要部分，(a)是俯視剖面圖，(b)是主視剖面圖。
[0023]圖3是說明實施方式I的微波加熱裝置中的波導(dǎo)管的立體圖。
[0024]圖4是以實施方式I的微波加熱裝置的波導(dǎo)管的終端部為放射邊界的仿真結(jié)果，Ca)是仿真模型的俯視圖像圖，(b)是加熱室內(nèi)的電場強度分布的俯視剖面圖。
[0025]圖5是說明在實施方式I的微波加熱裝置的波導(dǎo)管中設(shè)置了圓筒形狀的駐波穩(wěn)定部的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0026]圖6是說明在實施方式I的微波加熱裝置的波導(dǎo)管中設(shè)置了半球狀的駐波穩(wěn)定部的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0027]圖7是示意性示出實施方式I的微波加熱裝置的變形例的主要部分的主視剖面圖。
[0028]圖8示意性示出本發(fā)明的實施方式2的微波加熱裝置中的主要部分，Ca)是俯視剖面圖，(b)是主視剖面圖。
[0029]圖9示意性示出本發(fā)明的實施方式3的微波加熱裝置中的主要部分，Ca)是俯視剖面圖，(b)是主視剖面圖。
[0030]圖10是說明本發(fā)明的實施方式4的微波加熱裝置中的開口形狀的示意圖。
[0031]圖11是通過X字型的開口產(chǎn)生圓偏振波的以往的微波加熱裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖12是通過垂直的兩個長方形狹縫產(chǎn)生圓偏振波的以往的微波加熱裝置的結(jié)構(gòu)圖。[0033]圖13是通過貼片天線產(chǎn)生圓偏振波的以往的微波加熱裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0034]圖14是說明以往的微波加熱裝置中的波導(dǎo)管與多個長孔之間的位置關(guān)系的示意圖。
[0035]標號說明
[0036]101:微波爐(微波加熱裝置)
[0037]102、128、202、302:加熱室
[0038]103、201、301:磁控管(微波產(chǎn)生部)
[0039]104、1:30、203、303、419:波導(dǎo)管
[0040]105、129、204、304、411、412、413、414、415、416、417:開口(微波放射部)
[0041]108、216、316、421:管軸
[0042]111、131、218、317:終端部
[0043]112、134、135、136、219:駐波穩(wěn)定部
【具體實施方式】
[0044]本發(fā)明的微波加熱裝置構(gòu)成為具有收納被加熱物的加熱室、產(chǎn)生微波的微波產(chǎn)生部、傳送微波的波導(dǎo)管和從所述波導(dǎo)管向所述加熱室內(nèi)放射微波的多個微波放射部，在所述波導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生駐波，所述多個微波放射部在所述波導(dǎo)管的傳送方向上以管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍的間隔進行配置。在這樣構(gòu)成的微波加熱裝置中，波導(dǎo)管內(nèi)的駐波在傳送方向上每隔管內(nèi)波長的1/2波長重復(fù)著波腹(產(chǎn)生最大振幅的部位)和波節(jié)(基本不產(chǎn)生振幅的部位)。因此，通過以管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍的間隔配置多個微波放射部，能夠使得相同振幅的駐波與多個微波放射部相對。其結(jié)果，能夠從各個微波放射部向加熱室內(nèi)放射同等量的微波，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0045]另外，一般而言，當微波放射部增加時，波導(dǎo)管內(nèi)的微波容易放射到加熱室內(nèi)。由此，在微波按順序放射到加熱室內(nèi)時，難以維持波導(dǎo)管內(nèi)的駐波，駐波的狀態(tài)不穩(wěn)定。其結(jié)果，與各個微波放射部相對的微波的相位發(fā)生移動且振幅也發(fā)生變動。因此，本發(fā)明的微波加熱裝置優(yōu)選具有用于穩(wěn)定所述波導(dǎo)管內(nèi)的駐波的位置的駐波穩(wěn)定部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過具有駐波穩(wěn)定部，能夠抑制駐波的紊亂，使得相同振幅的駐波與多個微波放射部相對。由此，能夠從各個微波放射部向加熱室內(nèi)放射同等量的微波，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0046]此外，優(yōu)選的是，駐波穩(wěn)定部構(gòu)成為在波導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生駐波的波節(jié)，并且駐波穩(wěn)定部配置在所述傳送方向上與波導(dǎo)管的終端部相距管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍的距離的位置處。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠從波導(dǎo)管的終端部起每隔管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍，更加可靠地形成駐波的波節(jié)，能夠抑制駐波的紊亂，使得相同振幅的駐波與多個微波放射部相對。由此，能夠從各個微波放射部向加熱室內(nèi)放射同等量的微波，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0047]此外，優(yōu)選的是，在所述傳送方向上以所述管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍的間隔配置有多個所述駐波穩(wěn)定部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠從波導(dǎo)管的終端部起每隔管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍，更加可靠地形成駐波的波節(jié)，能夠抑制駐波的紊亂，使得相同振幅的駐波與多個微波放射部相對。由此，能夠從各個微波放射部向加熱室內(nèi)放射同等量的微波，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0048]此外，優(yōu)選的是，所述多個微波放射部和所述多個駐波穩(wěn)定部在所述傳送方向上交替地配置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑽⒉ǚ派洳亢婉v波穩(wěn)定部配置在波導(dǎo)管內(nèi)的駐波的相位不同的位置處，使得駐波穩(wěn)定部與微波放射部相離。由此，例如能夠抑制由于相互過于接近、從而駐波穩(wěn)定部妨礙了從微波放射部向加熱室的微波放射等問題的發(fā)生。此外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于駐波穩(wěn)定部在波導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生駐波的波節(jié)，因此配置于彼此相鄰的駐波穩(wěn)定部之間的微波放射部容易與駐波中振幅最大的波腹部分相對。由此，能夠提高從微波放射部向加熱室的微波放射量，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0049]此外，優(yōu)選的是，所述多個微波放射部分別由開口構(gòu)成，所述開口以俯視時不與所述波導(dǎo)管的寬度方向的中心軸交叉的方式形成，所述多個微波放射部在所述傳送方向上以所述管內(nèi)波長的1/2的間隔進行配置，并且俯視時相對于所述中心軸配置于兩側(cè)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在傳送方向上以能夠得到相同振幅的最小間隔來配置開口，并且在波導(dǎo)管的寬度方向上也配置了多個開口，因此能夠配置更多的開口。此外，在最普通的TElO模式中，在波導(dǎo)管的寬度方向的中心，電場最大，在波導(dǎo)管的寬度方向的兩端，電場為O。即，電場具有關(guān)于波導(dǎo)管的寬度方向的中心對稱的特性。因此，在如上這樣將開口相對于波導(dǎo)管的寬度方向的中心軸配置于兩側(cè)時，各個開口容易放射同等量的微波。因此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在傳送方向上和波導(dǎo)管的寬度方向上都具有能夠放射同等量的微波的多個開口，能夠向加熱室內(nèi)大范圍地放射微波，因此，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0050]此外，也可以是，所述多個微波放射部分別由開口構(gòu)成，所述開口以俯視時不與所述波導(dǎo)管的寬度方向的中心軸交叉的方式形成，所述多個微波放射部在所述傳送方向上以所述管內(nèi)波長的1/2的偶數(shù)倍的間隔進行配置，并且俯視時相對于所述中心軸配置于單偵U。此處，如果每隔管內(nèi)波長的1/2波長進行觀察，駐波的振幅相同且方向相反，如果每隔管內(nèi)波長的1/2的偶數(shù)倍進行觀察，駐波的振幅相同且方向也相同。因此，通過在傳送方向上以管內(nèi)波長的1/2的偶數(shù)倍的間隔配置多個開口，由此將多個開口配置在對應(yīng)于駐波的振幅相同且方向也相同的部分的位置處。其結(jié)果，能夠從各個開口向加熱室內(nèi)同時照射相同方向的微波，能夠抑制由于從各個開口放射的微波方向相反、從而微波彼此抵消的情況(干擾)。因此，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0051]此外，也可以是，所述多個微波放射部分別由開口構(gòu)成，所述開口以俯視時不與所述波導(dǎo)管的寬度方向的中心軸交叉的方式形成，所述多個微波放射部在所述傳送方向上以所述管內(nèi)波長的1/2的奇數(shù)倍的間隔進行配置，并且俯視時相對于所述中心軸交替配置于兩側(cè)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在僅關(guān)注于中心軸的任意一側(cè)時，通過在傳送方向上以管內(nèi)波長的1/2的偶數(shù)倍的間隔配置開口，能夠得到與上述同樣的效果。另外，該情況下，擔心從隔著中心軸配置于兩側(cè)的開口放射的微波彼此發(fā)生干擾。但是，相鄰的開口間的距離在傳送方向上是管內(nèi)波長的1/2的奇數(shù)倍的距離，而各個開口以不與中心軸交叉的方式形成，因此在波導(dǎo)管的寬度方向也隔開了一定距離(例如波導(dǎo)管的寬度的一半左右的距離)。因此，通過將多個開口相對于中心軸交替配置于兩側(cè)，能夠增大開口之間的直線距離，不易引起上述干擾。因此，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。[0052]此外，優(yōu)選的是，所述微波放射部由放射圓偏振波的開口形狀構(gòu)成。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生以微波放射部為中心在圓偏振波特有的360度全方向上旋轉(zhuǎn)的電場,從微波放射部的中心渦旋地向加熱室內(nèi)放射微波，能夠?qū)A周方向均勻地加熱。其結(jié)果，能夠?qū)訜崾业恼w均勻地放射微波，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0053]此外，優(yōu)選的是，所述微波放射部由兩個長孔交叉的X字形狀的開口構(gòu)成。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)從波導(dǎo)管可靠地放射圓偏振波。
[0054]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對微波爐進行說明，但微波爐只是例示，本發(fā)明的微波加熱裝置不限于微波爐，還包含利用了感應(yīng)加熱的加熱裝置、生垃圾處理機或半導(dǎo)體制造裝置等微波加熱裝置。此外，本發(fā)明不限于以下實施方式的具體結(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。
[0055](實施方式I)
[0056]圖1和圖2是說明本發(fā)明的實施方式I的微波加熱裝置的圖。圖1是示出實施方式I的微波加熱裝置的整體結(jié)構(gòu)的立體圖，圖2示意性示出了作為實施方式I的微波加熱裝置中的主要部分的微波產(chǎn)生部、波導(dǎo)管和加熱室等。在圖2中，(a)是從上方觀察加熱室等的剖面圖，(b)是從正面觀察到的剖面圖。
[0057]作為代表性的微波加熱裝置的微波爐101具有:可收納作為代表性的被加熱物的食品(未圖不)的加熱室102 ;作為產(chǎn)生微波的代表性的微波產(chǎn)生部的磁控管103 ;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 ;將波導(dǎo)管104內(nèi)的微波放射到加熱室102內(nèi)的微波放射部105 ;和載置食品的載置臺107。另外，實施方式I中的微波放射部105由形成于波導(dǎo)管104的上表面(與加熱室102相對的表面)的6個開口 105構(gòu)成。
[0058]實施方式I中的加熱室102是橫長的長方體形狀，且構(gòu)成為，利用載置臺107覆蓋了加熱室102的整個底面。載置臺107被設(shè)置成:將作為微波放射部的開口 105覆蓋成不露出于加熱室102內(nèi)。載置臺107的上表面(載置面)平坦地形成，使得使用者容易拿出、放入食品，并且在載置臺107上沾有污潰時容易擦拭干凈。作為實施方式I中的載置臺107，為了使來自開口 105的微波放射到加熱室102內(nèi)，載置臺107由玻璃或陶瓷等容易使微波透過的材料構(gòu)成。
[0059]關(guān)于波導(dǎo)管104與加熱室102的連接狀態(tài)，連接成使得波導(dǎo)管104的微波傳送方向成為加熱室102的寬度方向(圖2中的左右方向)。此外，各個開口 105以能夠放射圓偏振波的方式，由X字形狀的開口形狀構(gòu)成，該X字形狀的開口形狀是使細長的長方形的兩個長孔(狹縫)相互在中心點處交叉而成的。6個開口 105以俯視時不和波導(dǎo)管104的與傳送方向平行的寬度方向中心軸(以下稱作管軸)108交叉的方式，關(guān)于管軸108線對稱地配置。此外，在俯視時，波導(dǎo)管104配置成管軸108通過加熱室102的底面109的前后方向的中心。6個開口 105關(guān)于加熱室102的底面109的左右方向的中心軸110線對稱地配置。即，6個開口 105關(guān)于加熱室102的底面109，前后/左右都是對稱地配置。此外，在波導(dǎo)管104的傳送方向上，開口 105以管內(nèi)波長Ag的1/2的間隔進行配置。此外，在波導(dǎo)管104內(nèi)產(chǎn)生管內(nèi)駐波，而該管內(nèi)駐波具有由磁控管103的振蕩頻率和波導(dǎo)管104的形狀決定的管內(nèi)波長λ g。管內(nèi)駐波每隔管內(nèi)波長λ g的1/2波長重復(fù)著波腹和波節(jié),在波導(dǎo)管104的終端部111處必定成為波節(jié)。[0060]另外，在圖2的(b)中，圖示了在波導(dǎo)管104內(nèi)產(chǎn)生的管內(nèi)駐波的圖像。駐波穩(wěn)定部112例如由突出到波導(dǎo)管104內(nèi)的導(dǎo)電性材料構(gòu)成。駐波穩(wěn)定部112具有與作為所謂的匹配元件而公知的短線調(diào)諧器等非常相似的結(jié)構(gòu)，設(shè)置于與管內(nèi)駐波的波節(jié)對應(yīng)的位置處。即，駐波穩(wěn)定部112從終端部111起，每隔管內(nèi)波長Ag的1/2的間隔合計配置有3個。此外，開口 105設(shè)置于與管內(nèi)駐波的波腹對應(yīng)的位置。S卩，開口 105與駐波穩(wěn)定部112在波導(dǎo)管104的傳送方向上交替地配置。
[0061]此外，如圖1所示，微波爐101具有能夠?qū)訜崾?02的前面進行開閉的門116。通過關(guān)閉門116，在波導(dǎo)管104和加熱室102中形成封閉空間，將微波封閉在該封閉空間中。該被封閉的微波必定會產(chǎn)生一定的駐波。
[0062]對如上構(gòu)成的實施方式I的微波加熱裝置的動作進行說明。
[0063]從磁控管103放射的微波在波導(dǎo)管104內(nèi)傳送，其一部分從開口 105放射到加熱室102內(nèi)，其余的微波在終端部111處被反射。此外，由于加熱室102是封閉空間，因此放射到加熱室102內(nèi)的微波的一部分通過開口 105返回到波導(dǎo)管104內(nèi)。其結(jié)果，在波導(dǎo)管104和加熱室102內(nèi)產(chǎn)生一定的駐波。尤其在波導(dǎo)管104內(nèi)容易產(chǎn)生管內(nèi)波長λ g的駐波。該情況下，通過以管內(nèi)波長λ g的1/2的整數(shù)倍的間隔配置多個開口 105，能夠使得各個開口 105面對著管內(nèi)駐波的波腹或波節(jié)等、振幅相同的部分。由此，能夠從各個開口 105向加熱室102內(nèi)放射同等量的微波。
[0064]另外，在被加熱物的量額大等、被加熱物容易吸收微波的條件下，通過開口 105返回到波導(dǎo)管104內(nèi)的微波的量少。因此，通過以管內(nèi)波長Ag的1/2的整數(shù)倍的間隔配置多個開口 105，能夠更加均勻地向加熱室102的整體放射微波。與此相對，在被加熱物的量額少等、被加熱物不易吸收微波的條件下，在開口 105的數(shù)量較多的情況下，由于開口 105與加熱室102連通，因此會擾亂波導(dǎo)管104內(nèi)的駐波。此外，該情況下，即使稍微改變被加熱物的分量、材質(zhì)或放置方式，也會擾亂波導(dǎo)管104內(nèi)的駐波，無法固定各個開口 105附近的管內(nèi)駐波的振幅和相位。其結(jié)果，無法控制向加熱室102內(nèi)放射的微波的放射量，無法對加熱室102的整體均勻地放射微波。
[0065]與此相對，在實施方式I的微波爐101中，由于在波導(dǎo)管104內(nèi)配置了駐波穩(wěn)定部112，因此能夠固定管內(nèi)駐波的波節(jié)的位置。其結(jié)果，能夠固定各個開口 105附近的駐波的振幅和相位，能夠?qū)母鱾€開口 105向加熱室102內(nèi)的微波的放射量控制為同等量。
[0066]此外，由于開口 105是X字形狀的開口形狀，由此微波作為圓偏振波放射到加熱室102內(nèi)。圓偏振波是一邊使電場以開口 105為中心沿周向旋轉(zhuǎn)一邊進行放射。此外，圖2的(a)所示，開口 105關(guān)于加熱室102的底面109在前后方向以及左右方向上均對稱配置。因此，能夠向加熱室102內(nèi)均勻地放射微波，能夠?qū)Ψ胖迷诘酌?09上的被加熱物的周圍均勻地放射微波。
[0067]接著，對圓偏振波進行說明。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:不停車自動收費系統(tǒng))等。圓偏振波是電場的偏振面相對于行進方向根據(jù)時間而旋轉(zhuǎn)的微波，且具有如下特征:當形成圓偏振波時，電場的方向根據(jù)時間持續(xù)變化，而電場強度的大小不發(fā)生變化。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，但在加熱領(lǐng)域中性能沒有特別的差異。
[0068]作為放射圓偏振波的結(jié)構(gòu)，有上述專利文獻I和專利文獻2那樣由波導(dǎo)管的壁面開口構(gòu)成的結(jié)構(gòu)、和專利文獻3所示的由貼片天線構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的實施方式I的微波爐中，與專利文獻I所示的結(jié)構(gòu)同樣，是在波導(dǎo)管104的上表面(H面)上形成開口 105來放射圓偏振波的結(jié)構(gòu)。 [0069]圓偏振波原來主要用于通信領(lǐng)域，因此一般討論的是向開放空間進行放射且不返回反射波的、所謂的行波。另一方面，在本發(fā)明的實施方式I的微波加熱裝置中，產(chǎn)生了朝向封閉空間進行放射且反射波返回到波導(dǎo)管104內(nèi)而與來自磁控管103的微波(行波)合成的駐波，根據(jù)該駐波進行論述，其中，所述封閉空間是通過波導(dǎo)管104和加熱室102而與外部相隔離。但是已知的是，在從開口 105向加熱室102內(nèi)放射微波的瞬間波導(dǎo)管104內(nèi)的駐波會失去平衡，在波導(dǎo)管104內(nèi)再次返回到穩(wěn)定的駐波之前的期間內(nèi)產(chǎn)生了行波。因此，通過將開口 105設(shè)為圓偏振波放射形狀，能夠利用上述圓偏振波的特長，能夠使得加熱室102內(nèi)的加熱分布更加均勻。
[0070]另外，為了從設(shè)置于方形波導(dǎo)管104的開口 105輸出圓偏振波,如圖2的(a)中不出的例子那樣，可以設(shè)為如下結(jié)構(gòu):使具有寬度的兩個長孔(狹縫)在中央處交叉，將相對于微波傳送方向傾斜了 45度的開口形狀配置在不與波導(dǎo)管104的微波傳送方向的管軸108交叉的位置處。
[0071]接著，使用圖3對作為微波傳送部的波導(dǎo)管104進行說明。圖3是示意性示出最簡單的普通波導(dǎo)管104的內(nèi)部空間的圖。最簡單的普通波導(dǎo)管104是方形波導(dǎo)管，如圖3所示，其內(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。對于這種方形波導(dǎo)管，公知的是:設(shè)微波在自由空間內(nèi)的波長為λ。時，通過在波導(dǎo)管的寬度a (微波的波長λ(l/2)、高度b ? λ/2)的范圍內(nèi)進行選擇，從而以TElO模式傳送微波。
[0072]TElO模式是指在波導(dǎo)管104內(nèi)波導(dǎo)管104的傳送方向上僅存在磁場分量而不存在電場分量的、H波(TE波；橫電波傳送Transverse Electric Wave)中的傳送模式。另外，TElO模式以外的傳送模式基本不適用于微波加熱裝置的波導(dǎo)管104。
[0073]此處，在波導(dǎo)管104內(nèi)的管內(nèi)波長λ g的說明之前，對自由空間的波長λ ^進行說明。公知的是，對于一般微波爐的微波而言，自由空間的波長λ0約為120_。不過，自由空間的波長λ ο可以用\ = c/f準確求出。此處，c是速度，固定為光速3.0 ~k IO8 [m/s],而f是頻率，具有2.4~2.5 [GHz] (ISM頻帶)的帶寬。作為微波產(chǎn)生部的磁控管的振蕩頻率f根據(jù)波動和負載條件而發(fā)生變化，結(jié)果是，自由空間的波長λ ^也發(fā)生變化，且波長入0在從最小120 [mm] (2.5GHz時)到最大125 [mm] (2.4GHz時)的范圍內(nèi)變化。
[0074]返回到波導(dǎo)管104的話題，還考慮到自由空間的波長勺范圍，一般而言，作為波導(dǎo)管104，大多從寬度a為80~100mm、高度b為15~40mm左右的范圍內(nèi)進行選擇。在圖3所示的波導(dǎo)管104中，上下的寬幅面是指磁場在其中平行地渦旋的面，稱作H面126，左右的窄幅面是指與電場平行的面，稱作E面127。另外，將微波在波導(dǎo)管104內(nèi)傳送時的波長表不為管內(nèi)波長λ g,并且λ g = λ。/ V (I —(λ。/ (2Xa))2),管內(nèi)波長λ g根據(jù)波導(dǎo)管104的寬度a的尺寸而變化，但管內(nèi)波長Ag的確定與高度b的尺寸無關(guān)。另外，在TElO模式中，在波導(dǎo)管104的寬度方向(與微波的傳送方向垂直的方向)的兩端(E面)127中電場為0，在寬度方向的中央(圖2所示的管軸108上)電場最大。因此，磁控管103成為與電場最大的波導(dǎo)管104的寬度方向的中央(管軸108上)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。
[0075]另外，在實施方式I的微波爐的結(jié)構(gòu)中，如圖2的(a)所示，放射圓偏振波的開口105是使長孔(狹縫)垂直而形成X字形狀的開口，是從波導(dǎo)管104的H面(上表面)的寬度方向的中央偏向于一側(cè)進行配置而能夠產(chǎn)生圓偏振波的形狀。根據(jù)放射圓偏振波的開口相對于波導(dǎo)管104的H面的寬度方向的中央(管軸108上)靠近哪一側(cè)而分為右旋偏振波、左旋偏振波。
[0076]以下，對放射圓偏振波的X字形狀的開口的特征進行說明。圖4是仿真結(jié)果。由于圖4所示的仿真結(jié)果是仿真得到的，因此與實際不同，是將加熱室128的壁面全部設(shè)為放射邊界(不反射微波的邊界條件)、且波導(dǎo)管130上形成的開口 129僅為一個的簡單結(jié)構(gòu)。此夕卜，將波導(dǎo)管130的終端部131也設(shè)為放射邊界(不反射微波的邊界條件)。圖4的(a)是從上方觀察仿真模型時的模型形狀。圖4的(b)是分析結(jié)果，是示出從上方觀察到的加熱室128內(nèi)的電場強度分布的俯視剖面的等高線圖。觀察圖4的(b)，在加熱室128內(nèi)電場像圓偏振波那樣地渦旋，成為以開口 129為中心在波導(dǎo)管130的傳送方向132(紙面的左右方向)和波導(dǎo)管的寬度方向133 (紙面的上下方向)上都均勻的電場分布。
[0077]此處，在開放空間的通信領(lǐng)域與封閉空間的加熱領(lǐng)域中，有一些不同點，因此追加說明。在通信領(lǐng)域中，為了避免與其他微波的混合而僅收發(fā)所需的信息，發(fā)送側(cè)限定為右旋偏振波和左旋偏振波中的任意一方進行發(fā)送，接收側(cè)也選擇與其對應(yīng)的最佳的接收天線。另一方面，在加熱領(lǐng)域中，不是具有指向性的接收天線，而是由沒有特別指向性的食品等被加熱物接收微波，因此重要之處僅僅在于要讓微波均勻地照射到被加熱物的整體。因此，在加熱領(lǐng)域中，即使右旋偏振波和左旋偏振波并存也沒有問題，相反，需要盡可能地防止由于被加熱物的載置位置和形狀引起不均勻的分布。例如，如圖4的仿真結(jié)構(gòu)那樣，在微波放射部僅有單一的開口 129的情況下，可以將被加熱物載置到該開口 129的正上方，但在開口部129的前后位置、或左右位置上偏離地載置被加熱物時，終究是離開口 129近的部位容易受到加熱，而離開口 129遠的部位不易受到加熱，結(jié)果在被加熱物中產(chǎn)生了加熱不勻。因此，優(yōu)選設(shè)置多個圓偏振波開口。在實施方式I的微波爐101中，如圖2所示，關(guān)于加熱室102的加熱區(qū)域?qū)ΨQ地、以良好的平衡性配置了 6個開口 105。
[0078]接著，使用圖5和圖6對駐波穩(wěn)定部進行說明。
[0079]圖5示出了在圖3中說明的波導(dǎo)管104中設(shè)置了圓筒形狀的駐波穩(wěn)定部134、135的結(jié)構(gòu)。駐波穩(wěn)定部134、135由鋁或不銹鋼等導(dǎo)電性材料構(gòu)成，通過焊接或螺釘固定于波導(dǎo)管104的H面126的寬度方向的中心部。此外，駐波穩(wěn)定部134、135具有與作為所謂的匹配元件而公知的短線調(diào)諧器等非常相似的結(jié)構(gòu)，同時具有可通過對形狀(尤其是高度)和位置進行微調(diào)來確定駐波的波節(jié)并且能夠進行匹配這兩個功能。在圖5中，示出了駐波穩(wěn)定部134比駐波穩(wěn)定部135的高度高的例子。
[0080]圖6示出了在圖3中說明的波導(dǎo)管104中設(shè)置了半球狀的駐波穩(wěn)定部136的結(jié)構(gòu)。圖6所示的駐波穩(wěn)定部136例如可以通過將波導(dǎo)管104的H面沖壓成向內(nèi)部突出而形成。該情況下，駐波穩(wěn)定部136可以用與波導(dǎo)管104相同的材料構(gòu)成，不需要為了形成駐波穩(wěn)定部136而另外設(shè)置部件。[0081]以下說明實施方式I的微波爐101的作用和效果。
[0082]如上所述，實施方式I的微波爐101具有收納被加熱物的加熱室102、產(chǎn)生微波的磁控管103、傳送微波的波導(dǎo)管104、和從波導(dǎo)管104向加熱室102內(nèi)放射微波的多個開口105。在波導(dǎo)管104內(nèi)產(chǎn)生駐波，多個開口 105在波導(dǎo)管104的傳送方向上以管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍的間隔進行配置。在這樣構(gòu)成的實施方式I的微波爐101中，波導(dǎo)管104內(nèi)的駐波在傳送方向上每隔管內(nèi)波長的1/2波長重復(fù)著波腹(產(chǎn)生最大振幅的部位)和波節(jié)(基本不產(chǎn)生振幅的部位)。因此，通過以管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍的間隔配置多個開口 105，能夠使得相同振幅的駐波與多個開口 105相對。其結(jié)果，能夠從各個開口 105向加熱室102內(nèi)放射同等量的微波，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室102內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0083]此外，一般而言，當開口 105的數(shù)量增加時，波導(dǎo)管104內(nèi)的微波容易放射到加熱室102內(nèi)。由此，在微波按順序放射到加熱室102內(nèi)時，難以維持波導(dǎo)管104內(nèi)的駐波，駐波的狀態(tài)不穩(wěn)定。其結(jié)果，與各個開口 105相對的微波的相位發(fā)生移動且振幅也發(fā)生變動。與此相對，實施方式I的微波爐101具有用于穩(wěn)定波導(dǎo)管104內(nèi)的駐波的位置的駐波穩(wěn)定部112，因此能夠抑制駐波的紊亂，使得相同振幅的駐波(在圖2的情況下為駐波的波腹)與多個開口 105相對。由此，能夠從各個開口 105向加熱室102內(nèi)放射同等量的微波，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室102內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0084]此外，在實施方式I的微波爐101中，駐波穩(wěn)定部112構(gòu)成為在波導(dǎo)管104內(nèi)產(chǎn)生駐波的波節(jié)，并且駐波穩(wěn)定部112被配置在波導(dǎo)管104的傳送方向上與波導(dǎo)管104的終端部111相距管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍的距離的位置處。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠從波導(dǎo)管104的終端部111起每隔管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍，更加可靠地形成駐波的波節(jié)，能夠抑制駐波的紊亂，使得相同振幅的駐波與多個開口 105相對。由此，能夠從各個開口 105向加熱室102內(nèi)放射同等量的微波，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室102內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0085]此外，在實施方式I的微波爐101中，在波導(dǎo)管104的傳送方向上以管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍的間隔配置有多個駐波穩(wěn)定部112。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠從波導(dǎo)管104的終端部111起每隔管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍，更加可靠地形成駐波的波節(jié)，能夠抑制駐波的紊亂，使得相同振幅的駐波與多個開口 105相對。由此，能夠從各個開口 105向加熱室102內(nèi)放射同等量的微波，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室102內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0086]此外，在實施方式I的微波爐101中，在波導(dǎo)管104的傳送方向上交替地配置了多個開口 105和多個駐波穩(wěn)定部112。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)㈤_口 105和駐波穩(wěn)定部112配置在波導(dǎo)管104內(nèi)的駐波的相位不同的位置，使得駐波穩(wěn)定部112與開口 105相離。由此，例如能夠抑制由于相互過于接近、從而駐波穩(wěn)定部112妨礙了從開口 105向加熱室的微波放射等問題的發(fā)生。此外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于駐波穩(wěn)定部112在波導(dǎo)管104內(nèi)產(chǎn)生駐波的波節(jié)，因此配置于彼此相鄰的駐波穩(wěn)定部112之間的開口 105容易與駐波中振幅最大的波腹部分相對。由此，能夠提高從開口 105向加熱室102內(nèi)的微波放射量，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室102內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0087]此外，在實施方式I的微波爐101中，多個開口 105分別以俯視時不與波導(dǎo)管104的管軸108交叉的方式形成，并且在傳送方向上以管內(nèi)波長的1/2的間隔進行配置，并且俯視時相對于管軸108配置于兩側(cè)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在傳送方向上以能夠得到相同振幅的最小間隔配置開口 105，并且在寬度方向上也配置了多個開口 105，因此能夠配置更多的開口。此外，在最普通的TElO模式中，在波導(dǎo)管104的寬度方向的中心，電場最大，在波導(dǎo)管104的寬度方向的兩端，電場為O。即，電場具有關(guān)于波導(dǎo)管104的管軸108對稱的特性。因此，在如上那樣將開口 105配置于管軸108的兩側(cè)時，各個開口 105容易放射同等量的微波。因此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在傳送方向上和波導(dǎo)管104的寬度方向上都具有能夠放射同等量的微波的多個開口 105，能夠向加熱室102內(nèi)大范圍地放射微波，因此能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室102內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0088]此外，實施方式I的微波爐101構(gòu)成為開口 105對加熱室102內(nèi)的放熱區(qū)域放射圓偏振波。由此，從圖4的仿真結(jié)果可知，實施方式I的微波爐101能夠產(chǎn)生以開口 105為中心在圓偏振波特有的360度全方向上旋轉(zhuǎn)的電場，從開口 105的中心渦旋地向加熱室102內(nèi)放射微波，能夠?qū)A周方向均勻地加熱。其結(jié)果，能夠?qū)訜崾?02的整體均勻地放射微波，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室102內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0089]并且，在實施方式I的微波爐101中，放射圓偏振波的開口 105由兩個長孔(狹縫)彼此交叉的X字形狀構(gòu)成。因此，在實施方式I的結(jié)構(gòu)中，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)從波導(dǎo)管104可靠地放射圓偏振波。
[0090]另外，各個開口 105優(yōu)選為相同大小、相同形狀。由此，能夠使得從各個開口 105向加熱室102內(nèi)放射的微波的量成為同等量，能夠?qū)訜崾?02內(nèi)的被加熱物進行更均勻的加熱。
[0091]此外，俯視時相對于管軸108配置于里側(cè)(圖2的(a)的上側(cè))或隔著管軸配置于相反側(cè)(圖2的(a)的下側(cè))的多個開口 105優(yōu)選在與管軸108平行的方向上排列地設(shè)置。換言之，俯視時，連接管軸108的至少一側(cè)配置的多個開口 105的中心的假想直線優(yōu)選設(shè)置成與管軸108平行。由此，能夠使得從波導(dǎo)管104供給到各個開口 105的微波的量成為同等量，能夠?qū)訜崾?02內(nèi)的被加熱物進行更均勻的加熱。
[0092]另外，在專利文獻4 (日本特開平10 - 284246號公報)中，如圖14所示，示出了多個長方形狹縫137、138、139、140在傳送方向上以管內(nèi)波長的1/4的間隔進行配置的結(jié)構(gòu)。在圖14所示的結(jié)構(gòu)中，彼此相鄰的長方形狹縫中的一方設(shè)置于與正弦波的波腹對應(yīng)的位置處，彼此相鄰的長方形狹縫中的另一方設(shè)置于與正弦波的波節(jié)對應(yīng)的位置處。例如，長方形狹縫137設(shè)置于與正弦波的波腹對應(yīng)的位置處，與該長方形狹縫137相鄰的長方形狹縫138設(shè)置于與正弦波的波節(jié)對應(yīng)的位置處。此外，長方形狹縫139設(shè)置于與正弦波的波腹對應(yīng)的位置處，與該長方形狹縫139相鄰的長方形狹縫140設(shè)置于與正弦波的波節(jié)對應(yīng)的位置處。并且，長方形狹縫138設(shè)置于與正弦波的波節(jié)對應(yīng)的位置處，與該長方形狹縫138相鄰的長方形狹縫139設(shè)置于與正弦波的波腹對應(yīng)的位置處。
[0093]與此相對，在實施方式I的微波爐101中，多個開口 105全部設(shè)置于與波導(dǎo)管104內(nèi)的駐波的波腹對應(yīng)的位置處。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使得從各個開口 105向加熱室102內(nèi)的微波的放射量均勻。由此，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室102內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0094]另外，在實施方式I的微波爐101中，多個開口 105全部設(shè)置于與波導(dǎo)管104內(nèi)的駐波的波腹對應(yīng)的位置處，但本發(fā)明不限于此。例如，也可以如圖7所示，將多個開口 105全部設(shè)置于從波導(dǎo)管104內(nèi)的波腹偏離了相同長度的位置處。利用該結(jié)構(gòu)，也能夠使得從各個開口 105向加熱室102內(nèi)的微波的放射量均勻。由此，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室102內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0095]另外，在實施方式I中，在論述開口 105或駐波穩(wěn)定部112的間隔時，使用了波導(dǎo)管104的傳送方向上的管內(nèi)波長λ g的1/2這樣的表述來進行說明，但管內(nèi)波長λ g的1/2允許一定程度的范圍。由于波導(dǎo)管104內(nèi)的微波的管內(nèi)波長為Ag，因此如果是管內(nèi)波長Ag的1/8左右的偏離，則認為是沒有較大變化的允許范圍。這是因為，在考慮正弦波時，如果偏離了 1/4波長，則最大或最小要變化到0，O是最大或最小要變化到的，這是較大的變化。但是，如果偏離了相當于1/4波長的一半的1/8波長左右，則基本沒有大小關(guān)系的轉(zhuǎn)換，且維持著相同趨勢。管內(nèi)波長Ag用Ag = A0/ VCl-CA0/ (2Xa))2)表示。如上所述，自由空間的波長λ ^是120~125mm，在實施方式I中的波導(dǎo)管104的寬度a為寬度a =IOOmm 的情況下，管內(nèi)波長 Xg 為 150mm (2.5GHz)~160mm (2.4GHz)，其 1/8 為 18.75 ~20mm。因此，對于傳送方向上的管內(nèi)波長λ g的1/2而言，以管內(nèi)波長λ g的恰好1/2 (=75~80mm)為基準，管內(nèi)波長λ g的1/8的進一步的1/2以內(nèi)的偏離是允許范圍。具體而言，偏離的允許范圍是9.375~10mm。因此,考慮到該偏離的允許范圍，管內(nèi)波長λ g的1/2為最小65mm~最大90mm。 [0096]另外，在實施方式I中，在論述與波導(dǎo)管104的傳送方向相關(guān)的開口之間的距離時，僅考慮了沿著波導(dǎo)管壁面(與加熱室底面對應(yīng)的面)連接各個開口 105的中心的直線距離中的傳送方向的分量。如上所述，在假定為用相同厚度、相同比重的板材來構(gòu)成各開口形狀的情況下，開口 105的中心表示該板材的重心位置。
[0097](實施方式2)
[0098]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式2的微波加熱裝置進行說明。圖8是說明作為本發(fā)明的實施方式2的微波加熱裝置的微波爐中的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖，示意性示出了微波產(chǎn)生部、波導(dǎo)管和加熱室等。在圖8中，(a)是從上方觀察加熱室等的剖面圖，(b)是從正面觀察加熱室等的剖面圖。在以下的作為實施方式2的微波加熱裝置的微波爐中，以與實施方式I的不同點為中心進行說明。另外，在實施方式2的說明中，對具有與上述實施方式I相同功能的結(jié)構(gòu)要素標注相同的參考標號，并省略說明。
[0099]在作為實施方式2的微波加熱裝置的微波爐中，具有:將從作為微波產(chǎn)生部的磁控管201放射的微波引導(dǎo)至加熱室202的彎成L字形狀(參照圖8的(b))的波導(dǎo)管203:作為將波導(dǎo)管203內(nèi)的微波放射到加熱室202內(nèi)的微波放射部的兩個開口 204 ;以及載置作為被加熱物的食品(未圖示)的載置臺208。作為微波產(chǎn)生部的兩個開口 204形成于波導(dǎo)管203的上表面。
[0100]形成于加熱室202下方的底部空間209是為了在形成于波導(dǎo)管203的上表面的開口 204、與作為加熱室202的實質(zhì)上的底面的載置臺208之間確保一定的距離而設(shè)置的。底部空間209是使加熱室202的底面210的中央部分以下方通過斜面而變窄的方式突出所形成的。底部空間209的下表面?zhèn)扔刹▽?dǎo)管203的上表面構(gòu)成，底部空間209的上表面?zhèn)扔奢d置臺208的下表面構(gòu)成。載置臺208利用油灰(putty)或密封件等固定于加熱室202的底面210的外側(cè)部分，由此封閉成使得開口 204不露出到加熱室202內(nèi)。載置臺208形成得比底面210稍小。[0101]各個開口 204以俯視時不和波導(dǎo)管203的與傳送方向平行的寬度方向中心軸(以下稱作管軸)216交叉的方式，相對于管軸216配置于單側(cè)。此外，以連接兩個開口 204各自的中心(或重心)的線217在俯視時與加熱室202的前后方向(圖8的(a)的上下方向)的中心線一致的方式，連接了波導(dǎo)管203和加熱室202。S卩，兩個開口 204關(guān)于加熱室202的底面210前后方向?qū)ΨQ地進行配置。此外，兩個開口 204在波導(dǎo)管203中的傳送方向上隔開管內(nèi)波長Ag進行配置。此外，兩個開口 204分別配置于與管內(nèi)駐波的波腹對應(yīng)的位置處。
[0102]此外，為了穩(wěn)定管內(nèi)駐波，在與波導(dǎo)管203的終端部218相隔管內(nèi)波長λ g的3/2的位置處設(shè)置有駐波穩(wěn)定部219。駐波穩(wěn)定部219固定了管內(nèi)駐波的波節(jié)，且設(shè)置成:波導(dǎo)管203的終端部218與駐波穩(wěn)定部219之間的中央和加熱室202的底面210的左右方向的中心線220 —致。此外，兩個開口 204的中央也設(shè)置成與加熱室202的底面210的左右方向的中心線220 —致。由此，開口 204成為關(guān)于加熱室202的底面210的左右方向?qū)ΨQ的配置。
[0103]如圖8的(a)所示，開口 204是使長孔(狹縫)交叉而形成X字形狀的開口，是偏向于波導(dǎo)管203的管軸216的一側(cè)(在圖8的(a)中為上側(cè))進行配置而能夠放射圓偏振波的形狀。此外，雖然在加熱室202的左右方向上配置有兩個開口 204，但在前后方向上僅配置了 I個開口 204。因此，難以在加熱室202的前后方向上均勻地放射微波。因此，在實施方式2中，形成開口 204的兩個長孔(狹縫)不交叉成直角，而是如圖8的(a)所示，以在傳送方向上相對的角度成為銳角的方式而交叉。即，各個開口 204形成為加熱室202的前后方向的長度較短的X字形狀。通過這樣地形成開口 204，放射到加熱室202內(nèi)的微波成為在加熱室202的前后方向上具有擴展度的橢圓偏振波，能夠均勻地放射到加熱室202內(nèi)。
[0104]在實施方式2的微波爐中，多個開口 204分別以俯視時不與波導(dǎo)管203的管軸216交叉的方式形成，在傳送方向上以管內(nèi)波長的1/2的偶數(shù)倍的間隔進行配置，并且俯視時相對于管軸216配置于單側(cè)。此處，每隔管內(nèi)波長的1/2波長進行觀察，駐波的振幅相同且方向相反，如果每隔管內(nèi)波長的1/2的偶數(shù)倍進行觀察，駐波的振幅和方向都相同。因此，通過在傳送方向上以管內(nèi)波長的1/2的偶數(shù)倍的間隔配置多個開口 204，由此將多個開口204配置在對應(yīng)于駐波的振幅相同且方向也相同的部分的位置處。其結(jié)果，能夠從各個開口 204向加熱室202內(nèi)同時照射相同方向的微波，能夠抑制從各個開口 204放射的微波的方向彼此相反、從而微波彼此抵消的情況(干擾)。因此，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室202內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0105](實施方式3)
[0106]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式3的微波加熱裝置進行說明。圖9是說明作為本發(fā)明的實施方式3的微波加熱裝置的微波爐中的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖，示意性示出了微波產(chǎn)生部、波導(dǎo)管和加熱室等。在圖9中，(a)是從上方觀察加熱室等的剖面圖，(b)是從正面觀察加熱室等的剖面圖。在以下的作為實施方式3的微波加熱裝置的微波爐中，以與上述實施方式I和實施方式2的不同點為中心進行說明。另外，在實施方式3的說明中，對具有與上述實施方式I以及實施方式2相同功能的結(jié)構(gòu)要素標注相同的參考標號，并省略說明。
[0107]在作為實施方式3的微波加熱裝置的微波爐中，具有:將從作為微波產(chǎn)生部的磁控管301放射的微波引導(dǎo)至加熱室302的彎成L字狀(參照圖9的(b))的波導(dǎo)管303、作為將波導(dǎo)管303內(nèi)的微波放射到加熱室302內(nèi)的微波放射部的3個開口 304、以及載置作為被加熱物的食品(未圖示)的載置臺308。作為微波產(chǎn)生部的3個開口 304形成于波導(dǎo)管303的上表面。
[0108]各個開口 304以俯視時不和波導(dǎo)管303的與傳送方向平行的寬度方向中心軸(以下稱作管軸)316交叉的方式，相對于管軸316交替配置于兩側(cè)。此外，管軸316被配置成，俯視時管軸316通過加熱室302的底面310的前后方向的中心。此外，3個開口 304在波導(dǎo)管303中的傳送方向上以管內(nèi)波長Ag的1/2的間隔進行配置。此外，3個開口 304分別配置于與管內(nèi)駐波的波腹對應(yīng)的位置處。
[0109]此外，在實施方式3的微波爐中，為了使管內(nèi)駐波穩(wěn)定，對波導(dǎo)管303的長度進行優(yōu)化。管內(nèi)駐波在波導(dǎo)管303的終端部317處，由于電場為0，因此必定成為波節(jié)，與此相對，在磁控管301的放射天線312處，由于是微波的產(chǎn)生源，因此容易成為波腹。因此，在實施方式3的微波爐中，將從放射天線312到終端部317的長度(LI + L2)設(shè)為管內(nèi)波長的1/4的奇數(shù)倍。由此，管內(nèi)駐波在放射天線312處穩(wěn)定地成為波腹，并且在終端部317處穩(wěn)定地成為波節(jié)。此外，在實施方式3的微波爐中，3個開口 304的中央通過加熱室302的底面310的左右方向的中心線320。由此，開口 304成為關(guān)于加熱室302的底面310的左右方向?qū)ΨQ的配置。
[0110]在實施方式3的微波爐中，多個開口 304以不與波導(dǎo)管303的管軸316交叉的方式形成，并且在傳送方向上以管內(nèi)波長的1/2的奇數(shù)倍的間隔進行配置，并且俯視時交替配置于管軸316的兩側(cè)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在僅關(guān)注于管軸316的里側(cè)(圖9的(a)的上側(cè))時，通過在傳送方向上以管內(nèi)波長的1/2的偶數(shù)倍的間隔配置開口 304，能夠得到與上述實施方式2同樣的效果。并且在實施方式3的微波爐中，在隔著管軸316的相反側(cè)(圖9的(a)的下側(cè))，還設(shè)置有通過加熱室302的左右方向的中心線320的開口 304，因此能夠向加熱室302內(nèi)更均勻地放射微波。另外，該情況下，擔心從隔著管軸316配置于兩側(cè)的開口 304放射的微波彼此發(fā)生干擾。但是，相鄰的開口 304間的距離是傳送方向上的管內(nèi)波長的1/2的奇數(shù)倍的距離，而各個開口 304以不與管軸316交叉的方式形成，因此各個開口 304在波導(dǎo)管303的寬度方向也隔開了一定距離(例如波導(dǎo)管的寬度的一半左右的距離)。因此，通過將多個開口 304交替配置于管軸316的兩側(cè)，能夠增大開口 304間的直線距離，不易引起上述干擾。因此，能夠在不使用驅(qū)動機構(gòu)的情況下對加熱室302內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0111]另外，從配置于管軸316的里側(cè)(圖9的(a)的上側(cè))的開口放射的圓偏振波、與從隔著管軸316配置于相反側(cè)(圖9的(b)的下側(cè))的開口 304放射的圓偏振波的旋轉(zhuǎn)方向彼此相反。即，成為左旋圓偏振波和右旋圓偏振波的關(guān)系。因此，左旋圓偏振波和右旋圓偏振波在加熱室302內(nèi)復(fù)雜地混合在一起，能夠?qū)Ρ患訜嵛镞M行更加均勻的加熱。
[0112](實施方式4)
[0113]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式4的微波加熱裝置進行說明。圖10是說明本發(fā)明的實施方式4的微波加熱裝置、例如微波爐中的作為微波放射部的開口形狀的圖。在實施方式4的結(jié)構(gòu)中，與實施方式I至實施方式3的結(jié)構(gòu)的不同點為開口形狀，其他方面應(yīng)用實施方式I至實施方式3的結(jié)構(gòu)。
[0114]在實施方式4的微波加熱裝置中，特別對作為微波放射部的、由放射圓偏振波的至少2個以上的長孔(狹縫)構(gòu)成的開口形狀進行描述。
[0115]如圖10所示，開口 411?417分別由2個以上的長孔構(gòu)成。開口 411?417只要是至少I個長孔的長邊相對于微波傳送方向(箭頭418)傾斜的形狀即可。因此，可以是像開口 415和開口 416那樣長孔不交叉的形狀、或者是像開口 414那樣由3個長孔構(gòu)成的形狀。
[0116]另外，作為由兩個長孔(狹縫)構(gòu)成的放射圓偏振波的微波放射部的開口的最佳形狀的條件，可列舉以下3點。
[0117]第I點是各個長孔的長邊的長度為波導(dǎo)管419內(nèi)的管內(nèi)波長Ag的大約1/4以上。
[0118]第2點是兩個長孔相互垂直、并且各個長孔的長邊相對于傳送方向418傾斜(例如45。)。
[0119]第3點是以與波導(dǎo)管419的傳送方向418平行、并且通過作為微波放射部的開口的中心的直線為軸，電場的分布不呈軸對稱。例如，在以TElO模式傳送微波的情況下，電場以作為波導(dǎo)管419的寬度方向420的中心線的管軸421 (參照圖10)為對稱軸而對稱分布，因此最佳條件是配置成:開口形狀關(guān)于管軸421不呈軸對稱，即開口的中心不處于管軸421上。
[0120]此外，在圖10中示出了長孔(狹縫)垂直的結(jié)構(gòu)，但可以如實施方式2的圖8所示，不垂直而傾斜地構(gòu)成長孔，成為以橫向(傳送方向)變長的方式將X字形狀壓扁而得到的X字形狀。在使用了這樣壓扁后的X字形狀的開口(微波放射部)的情況下，雖然從正圓變形為橢圓，但是也能夠放射圓偏振波，能夠在不減小圓偏振波開口的長孔的情況下使開口的中心進一步靠近波導(dǎo)管的寬度方向的端部側(cè)。其結(jié)果，能夠主要在波導(dǎo)管的寬度方向(與傳送方向垂直的方向)上進一步擴展微波的范圍。
[0121]此外，作為本發(fā)明的實施方式4的結(jié)構(gòu)中的開口形狀，如圖10所示，可以設(shè)為開口413那樣的L字型形狀、開口 415那樣的T字型形狀的結(jié)構(gòu)。此外，可以如開口 415、416那樣相離地配置各個長孔(狹縫)。此外，兩個長孔(狹縫)可以不是垂直的關(guān)系，例如可以傾斜30度左右而形成。
[0122]此外，在實施方式4的結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成作為微波放射部的開口的長孔(狹縫)不限于長方形。例如，通過以曲線形狀(R)形成開口部分的角部、或者將開口部分構(gòu)成為橢圓狀，也能夠產(chǎn)生圓偏振波。作為基本的圓偏振波開口的考慮方式，認為只要組合一個方向較長、與該一個方向垂直的方向較短的兩個細長開口即可。
[0123]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0124]本發(fā)明的微波加熱裝置能夠向被加熱物均勻地照射微波，因此能夠有效利用于進行作為被加熱物的食品等的加熱加工或殺菌等的加熱裝置等。
【權(quán)利要求】
1.一種微波加熱裝置，其具有: 收納被加熱物的加熱室； 產(chǎn)生微波的微波產(chǎn)生部； 傳送微波的波導(dǎo)管；以及 從所述波導(dǎo)管向所述加熱室內(nèi)放射微波的多個微波放射部， 在所述波導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生駐波， 所述多個微波放射部在所述波導(dǎo)管的傳送方向上以管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍的間隔進行配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波加熱裝置，其中， 所述微波加熱裝置具有用于穩(wěn)定所述波導(dǎo)管內(nèi)的駐波的位置的駐波穩(wěn)定部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波加熱裝置，其中， 所述駐波穩(wěn)定部構(gòu)成為在所述波導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生駐波的波節(jié)，并且所述駐波穩(wěn)定部配置在所述傳送方向上與所述波導(dǎo)管的終端部相距所述管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍的距離的位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波加熱裝置，其中， 在所述傳送方向上以所述管內(nèi)波長的1/2的整數(shù)倍的間隔配置有多個所述駐波穩(wěn)定部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微波加熱裝置，其中， 所述多個微波放射部和所述多個駐波穩(wěn)定部在所述傳送方向上交替地配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的微波加熱裝置，其中， 所述多個微波放射部分別由開口構(gòu)成，所述開口以俯視時不與所述波導(dǎo)管的寬度方向的中心軸交叉的方式形成，所述多個微波放射部在所述傳送方向上以所述管內(nèi)波長的1/2的間隔進行配置，并且俯視時相對于所述中心軸配置于兩側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的微波加熱裝置，其中， 所述多個微波放射部分別由開口構(gòu)成，所述開口以俯視時不與所述波導(dǎo)管的寬度方向的中心軸交叉的方式形成，所述多個微波放射部在所述傳送方向上以所述管內(nèi)波長的1/2的偶數(shù)倍的間隔進行配置，并且俯視時相對于所述中心軸配置于單側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的微波加熱裝置，其中， 所述多個微波放射部分別由開口構(gòu)成，所述開口以俯視時不與所述波導(dǎo)管的寬度方向的中心軸交叉的方式形成，所述多個微波放射部在所述傳送方向上以所述管內(nèi)波長的1/2的奇數(shù)倍的間隔進行配置，并且俯視時相對于所述中心軸交替配置于兩側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的微波加熱裝置，其中， 所述微波放射部由放射圓偏振波的開口形狀構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微波加熱裝置，其中， 所述微波放射部由兩個長孔交叉的X字形狀的開口構(gòu)成。
【文檔編號】H05B6/74GK103582199SQ201310330410
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】吉野浩二, 貞平匡史, 細川大介, 大森義治, 信江等隆 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社