微波加熱裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種微波加熱裝置，所述微波加熱裝置可以在不使用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下對(duì)被加熱物進(jìn)行均勻且高效的加熱，即使是形狀較小的被加熱物，也可以抑制該被加熱物的底部烤焦。所述微波加熱裝置構(gòu)成為，具有：收納被加熱物的加熱室（102）；產(chǎn)生微波的微波產(chǎn)生部（103）；傳送微波的波導(dǎo)管（104）；以及從波導(dǎo)管（104）向加熱室（102）內(nèi)放射微波的多個(gè)微波放射部（105a、105b、105c、105d），在加熱室（102）內(nèi)產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波，在載置被加熱物的加熱室（102）的底面（108）的中央部（144）產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分。
【專(zhuān)利說(shuō)明】微波加熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)被加熱物放射微波來(lái)進(jìn)行介電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，其經(jīng)由波導(dǎo)管將從作為代表性的微波產(chǎn)生部的磁控管放射的微波提供到金屬制的加熱室的內(nèi)部，對(duì)放置于加熱室內(nèi)部的被加熱物進(jìn)行介電加熱。因此，當(dāng)加熱室內(nèi)部的微波的電磁場(chǎng)分布不均勻時(shí)，不能對(duì)被加熱物進(jìn)行均勻加熱。
[0003]因此，作為對(duì)被加熱物進(jìn)行均勻加熱的方法，一般采用如下方法:使載置被加熱物的工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)來(lái)使被加熱物自身旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)、或者將被加熱物固定來(lái)使放射微波的天線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)等，利用任意的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)改變向被加熱物放射的微波的方向的同時(shí)進(jìn)行加熱，從而對(duì)被加熱物實(shí)現(xiàn)均勻的加熱。
[0004]另一方面，為了使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，期待在不具有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下進(jìn)行均勻加熱的方法，從而提出了一種利用電場(chǎng)的偏振面隨時(shí)間變化而旋轉(zhuǎn)的圓偏振波的方法。介電加熱原本就是基于通過(guò)微波的電場(chǎng)對(duì)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，使用電場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的圓偏振波對(duì)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9所示，在美國(guó)專(zhuān)利第4301347號(hào)說(shuō)明書(shū)(專(zhuān)利文獻(xiàn)I)中，公開(kāi)了使用在波導(dǎo)管I上交叉的X字型的圓偏振波開(kāi)口 2的結(jié)構(gòu)。并且，如圖10所示，在日本特許第3510523號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)中，公開(kāi)了在波導(dǎo)管I上沿著相互垂直的方向延伸設(shè)置的2個(gè)長(zhǎng)方形狹縫狀的開(kāi)口 3、4的結(jié)構(gòu)，并且二者以彼此對(duì)置且相離的方式進(jìn)行配置。而且，如圖11所示，在日本特開(kāi)2005 - 235772號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)中公開(kāi)了在與波導(dǎo)管I結(jié)合的貼片天線(xiàn)5的平面部分形成缺口 6來(lái)產(chǎn)生圓偏振波的結(jié)構(gòu)。
[0006]并且，雖然與圓偏振波無(wú)關(guān)，但如圖12所示，在日本特開(kāi)平10 — 284246號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)4)中，公開(kāi)了以波長(zhǎng)的1/4的間隔排列多個(gè)長(zhǎng)方形狹縫9、并以彼此不同的相位放射微波的結(jié)構(gòu)。
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:美國(guó)專(zhuān)利第4301347號(hào)說(shuō)明書(shū)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利第3510523號(hào)公報(bào)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2005 - 235772號(hào)公報(bào)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)平10 - 284246號(hào)公報(bào)
[0011]然而，關(guān)于上述利用了圓偏振波的現(xiàn)有的微波加熱裝置，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I?3中任一情況下，雖然都利用了圓偏振波，但都存在沒(méi)有達(dá)到可以不需要驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)這種程度的均勻效果的課題。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I?3的任一個(gè)文獻(xiàn)中，都只是僅僅記載了與以往僅具有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相比，通過(guò)圓偏振波和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的協(xié)同效應(yīng)可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)均勻化的內(nèi)容。具體而言，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，如圖9所示，在波導(dǎo)管I的末端具有被稱(chēng)作移相器7的旋轉(zhuǎn)體，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中具有用于使被加熱物旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺(tái)(未圖示)，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中記載了除轉(zhuǎn)臺(tái)8以外還使貼片天線(xiàn)5旋轉(zhuǎn)的被用作攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I?3的任一個(gè)文獻(xiàn)中，都沒(méi)有記載如果使用圓偏振波則可以不需要驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況。這是因?yàn)?，如果只靠圓偏振波的放射而不設(shè)置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，則與一般的具有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、例如使載置被加熱物的工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)以及使天線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)等的情況相比，微波的攪拌不充分，因而均勻性較差。
[0012]并且，在不設(shè)置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下，放射到加熱室內(nèi)的微波被壁面反復(fù)反射，均成為駐波。以下，將在該加熱室內(nèi)產(chǎn)生的駐波稱(chēng)作倉(cāng)內(nèi)駐波。放射到加熱室內(nèi)的微波成為倉(cāng)內(nèi)駐波所需的時(shí)間從加熱時(shí)間整體來(lái)看只是一瞬間，在絕大部分時(shí)間內(nèi)，被加熱物被倉(cāng)內(nèi)駐波的照射。因此，特別是，在對(duì)土豆這樣的形狀較小的被加熱物進(jìn)行加熱的情況下，微波過(guò)于集中于被加熱物，有可能被加熱物的底部烤焦。
[0013]另一方面，加熱效率和均勻性可以說(shuō)存在二律背反的關(guān)系。即，為了提高均勻性，最好使工作臺(tái)或天線(xiàn)旋轉(zhuǎn)。然而，在該情況下，開(kāi)口或天線(xiàn)等微波放射部和負(fù)載的位置關(guān)系也根據(jù)工作臺(tái)或天線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作而變化，其結(jié)果，由于從磁控管觀察到的負(fù)載阻抗變化，因而不能總是在高效率狀態(tài)(使磁控管側(cè)的阻抗和負(fù)載側(cè)的阻抗匹配的狀態(tài))下使磁控管動(dòng)作，加熱效率下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明旨在解決上述現(xiàn)有的微波加熱裝置中的課題，目的在于提供一種微波加熱裝置，所述微波加熱裝置可以在不使用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下，對(duì)被加熱物進(jìn)行均勻且高效的加熱，并且即使是形狀較小的被加熱物，也可以抑制該被加熱物的底部烤焦。
[0015]為了解決上述以往的微波加熱裝置中的課題，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；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(gè)微波放射部，所述微波加熱裝置構(gòu)成為:在所述加熱室內(nèi)產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波，在載置所述被加熱物的所述加熱室的底面的中央部產(chǎn)生所述倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分。
[0016]本發(fā)明的微波加熱裝置可以在不使用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下，對(duì)被加熱物進(jìn)行均勻且高效的加熱，并且即使是形狀較小的被加熱物，也可以抑制該被加熱物的底部烤焦。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的微波加熱裝置的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0018]圖2示意性示出實(shí)施方式I的微波加熱裝置中的主要部分，其中(a)是俯視剖面圖，(b)是主視剖面圖。
[0019]圖3是說(shuō)明實(shí)施方式I的微波加熱裝置的波導(dǎo)管的示意圖。
[0020]圖4是說(shuō)明在實(shí)施方式I的微波加熱裝置中的波導(dǎo)管中設(shè)置有圓筒形狀的駐波穩(wěn)定部的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0021]圖5是說(shuō)明在實(shí)施方式I的微波加熱裝置中的波導(dǎo)管中設(shè)置有半球狀的駐波穩(wěn)定部的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0022]圖6示意性示出在實(shí)施方式I的微波加熱裝置中，在加熱室內(nèi)產(chǎn)生的倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的位置以及在波導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生的管內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的位置，其中，(a)是俯視圖，(b)是Al-Al線(xiàn)剖面圖，(c)是示出微波放射部與管內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的位置關(guān)系的說(shuō)明圖，(d)是Bl-Bl線(xiàn)剖面圖。[0023]圖7示意性示出在本發(fā)明的實(shí)施方式2的微波加熱裝置中，在加熱室內(nèi)產(chǎn)生的倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的位置以及在波導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生的管內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的位置，其中，Ca)是俯視圖，(b)是A2-A2線(xiàn)剖面圖，(c)是示出微波放射部與管內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的位置關(guān)系的說(shuō)明圖，(d)是B2-B2線(xiàn)剖面圖。
[0024]圖8是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3的微波加熱裝置中的開(kāi)口形狀的示意圖。
[0025]圖9是現(xiàn)有的通過(guò)X字型的開(kāi)口來(lái)產(chǎn)生圓偏振波的微波加熱裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖10是現(xiàn)有的通過(guò)垂直的兩個(gè)長(zhǎng)方形狹縫來(lái)產(chǎn)生圓偏振波的微波加熱裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖11是現(xiàn)有的通過(guò)貼片天線(xiàn)來(lái)產(chǎn)生圓偏振波的微波加熱裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖12是說(shuō)明現(xiàn)有的微波加熱裝置中的波導(dǎo)管與多個(gè)長(zhǎng)孔之間的位置關(guān)系的示意圖。
[0029]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0030]101:微波爐(微波加熱裝置)；102:加熱室；103:磁控管(微波產(chǎn)生部)；104:波導(dǎo)管，105a、105b、105c、105d、205a、205b、411、412、413、414、415、416、417:開(kāi)口(微波放射部)；106:載直臺(tái)；107:管軸；108:底面;109、110:中心軸；111:末端部；112a:弟一駐波穩(wěn)定部；112b:第二駐波穩(wěn)定部；112c:第三駐波穩(wěn)定部；113a、113b、201a、201b:管內(nèi)駐波的波腹，126:H 面；127:E 面;134、135、136:駐波穩(wěn)定部；141a、141b、141c、141d、241a、241b、241c、241d:倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹；142、242:倉(cāng)內(nèi)駐波的波節(jié)；143:被加熱物；144:中央部；243:管內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分。
【具體實(shí)施方式】
[0031]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；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(gè)微波放射部，該微波加熱裝置構(gòu)成為，在所述加熱室內(nèi)產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波，在載置所述被加熱物的所述加熱室的底面的中央部，產(chǎn)生所述倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分。
[0032]在這樣構(gòu)成的微波加熱裝置中，通過(guò)從多個(gè)微波放射部向加熱室內(nèi)放射微波，由此，與單一微波放射部相比，可以從多個(gè)部位放射微波，因此，即使不設(shè)置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可以一定程度地對(duì)被加熱物進(jìn)行均勻加熱。并且，在具有所述結(jié)構(gòu)的微波加熱裝置中，在未設(shè)置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下，可以不需要驅(qū)動(dòng)所需要的功耗，除此以外，還可以抑制負(fù)載側(cè)的阻抗相對(duì)于微波產(chǎn)生部側(cè)的阻抗的變化，可以抑制加熱效率的下降。
[0033]并且，在具有所述結(jié)構(gòu)的微波加熱裝置中，由于構(gòu)成為在載置被加熱物的加熱室的底面的中央部產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分(即，倉(cāng)內(nèi)駐波的既不是波腹又不是波節(jié)的部分)，因而通常，可以抑制對(duì)載置在該中央部的被加熱物的加熱效率的下降，并且即使是形狀小的被加熱物，也可以抑制該被加熱物的底部烤焦。另外，在構(gòu)成為在加熱室的底面的中央部產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹的情況下，當(dāng)加熱形狀小的被加熱物時(shí)，很有可能微波過(guò)于集中在被加熱物而使該被加熱物的底部烤焦。并且，在構(gòu)成為在加熱室的底面的中央部產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波節(jié)的情況下，由于波節(jié)即是微波最弱的位置，因而即使要在中央加熱形狀小的被加熱物，微波也幾乎不會(huì)直接照射到被加熱物，這是因?yàn)榈韧谶M(jìn)入加熱室的微波被吸收的量少，因而微波回到微波產(chǎn)生部的量變多。起因于此，有時(shí)加熱效率下降。[0034]另外，為了在加熱室的底面的中央部產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分，例如構(gòu)成為倉(cāng)內(nèi)駐波按照在所述加熱室的寬度方向和進(jìn)深方向上分別產(chǎn)生偶數(shù)個(gè)波腹的模式被傳送即可。
[0035]并且，為了在加熱室的底面的中央部產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分，例如構(gòu)成為在所述波導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生管內(nèi)駐波，所述管內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分與加熱室的底面的中央部對(duì)置即可。由于波導(dǎo)管和加熱室經(jīng)由多個(gè)微波放射部連接，因而波導(dǎo)管內(nèi)的管內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)與加熱室內(nèi)的倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)容易一致。因此，通過(guò)如上這樣構(gòu)成，可以在加熱室的底面的中央部產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分。
[0036]并且，優(yōu)選構(gòu)成為彼此相鄰的四個(gè)微波放射部的中央部在俯視時(shí)與所述加熱室的底面的中央部一致。微波放射部將波導(dǎo)管與加熱室連接，成為用于將波導(dǎo)管內(nèi)的微波放射到加熱室的出口。因此，在微波放射部中，微波的電場(chǎng)容易變強(qiáng)，容易形成管內(nèi)駐波的波腹和倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹。由此，通過(guò)如上這樣構(gòu)成，四個(gè)微波放射部的各自的附近容易成為倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹，可以在加熱室的底面的中央部更可靠地產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分。
[0037]另外，所述微波放射部?jī)?yōu)選以放射圓偏振波的開(kāi)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(chǎng)，從微波放射部的中心渦旋地向加熱室內(nèi)放射微波，可以對(duì)圓周方向均勻地加熱。其結(jié)果，可以對(duì)加熱室整體均勻地放射微波，可以在不使用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下對(duì)加熱室內(nèi)的被加熱物均勻加熱。
[0038]并且，所述微波放射部?jī)?yōu)選由兩個(gè)長(zhǎng)孔交叉的大致X字狀的開(kāi)口構(gòu)成。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)從波導(dǎo)管可靠地放射圓偏振波。
[0039]以下，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的微波加熱裝置的優(yōu)選實(shí)施方式。另外，雖然在以下實(shí)施方式的微波加熱裝置中對(duì)微波爐進(jìn)行說(shuō)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，還包含利用了介電加熱的加熱裝置、含水垃圾處理機(jī)或半導(dǎo)體制造裝置等微波加熱裝置。并且，本發(fā)明不限于以下實(shí)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。
[0040](實(shí)施方式I)
[0041]圖1和圖2是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式I的微波加熱裝置的圖。圖1是示出實(shí)施方式I的微波加熱裝置的整體結(jié)構(gòu)的立體圖，圖2示意性示出作為實(shí)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)管以及加熱室等。在圖2中，(a)是從上方觀察到的加熱室等的剖面圖，(b)是從正面觀察到的剖面圖。
[0042]作為代表性的微波加熱裝置的微波爐101具有:加熱室102，其能夠收納作為代表性的被加熱物的食品(未圖示)；磁控管103，其是產(chǎn)生微波的代表性的微波產(chǎn)生部；波導(dǎo)管104，其將從磁控管103放射出的微波導(dǎo)入到加熱室102 ;微波放射部，其將波導(dǎo)管104內(nèi)的微波放射到加熱室102內(nèi)；以及載置臺(tái)106，其載置食品。另外，實(shí)施方式I中的微波放射部由形成在波導(dǎo)管104的上表面(與加熱室102相對(duì)的面)的4個(gè)開(kāi)口 105a、105b、105c、105d構(gòu)成。
[0043]實(shí)施方式I中的加熱室102是橫向較長(zhǎng)的長(zhǎng)方體形狀，并構(gòu)成為由載置臺(tái)106覆蓋加熱室102的底面整體。載置臺(tái)106被設(shè)置成以不使作為微波放射部的開(kāi)口 105a、105b、105c、105d露出于加熱室102內(nèi)的方式進(jìn)行覆蓋。載置臺(tái)106的上表面(載置面)平坦地形成，使得使用者容易拿出或放入食品并在載置臺(tái)106沾有污潰時(shí)容易擦拭干凈。作為實(shí)施方式I中的載置臺(tái)106，為了使來(lái)自開(kāi)口 105a、105b、105c、105d的微波放射到加熱室102內(nèi)，載置臺(tái)106由玻璃或陶瓷等微波容易透過(guò)的材料構(gòu)成。
[0044]波導(dǎo)管104與加熱室102的連接狀態(tài)被連接成使波導(dǎo)管104的微波的傳送方向成為加熱室102的寬度方向(圖2中的左右方向)。并且，各開(kāi)口 105a、105b、105c、105d以X字形狀的開(kāi)口形狀構(gòu)成，以便可以放射圓偏振波，其中，所述X字形狀的開(kāi)口形狀是由細(xì)長(zhǎng)的長(zhǎng)方形的2個(gè)長(zhǎng)孔(狹縫)在中心點(diǎn)相互交叉而成。4個(gè)開(kāi)口 105a、105b、105c、105d以在俯視時(shí)不與平行于波導(dǎo)管104傳送方向的寬度方向的中心軸(以下，稱(chēng)作管軸)107交叉的方式，關(guān)于管軸107線(xiàn)對(duì)稱(chēng)地配置。并且，波導(dǎo)管104以在俯視時(shí)管軸107與加熱室102的底面108的前后方向的中心軸109 —致的方式配置。
[0045]并且，開(kāi)口 105a、105b和開(kāi)口 105c、105d關(guān)于加熱室102的底面108的左右方向的中心軸110線(xiàn)對(duì)稱(chēng)地配置。即，4個(gè)開(kāi)口 105a、105b、105c、105d關(guān)于加熱室102的底面108前后左右均對(duì)稱(chēng)地配置。并且，在波導(dǎo)管104的傳送方向上，開(kāi)口 105a、105b從中心軸110起以管內(nèi)波長(zhǎng)Ag的1/2的間隔來(lái)配置。同樣，在波導(dǎo)管104的傳送方向上，開(kāi)口 105c、105d從中心軸110起以管內(nèi)波長(zhǎng)λ g的1/2的間隔來(lái)配置。
[0046]并且，在波導(dǎo)管104內(nèi)產(chǎn)生駐波。以下，將該駐波稱(chēng)為管內(nèi)駐波。該駐波具有由磁控管103的振蕩頻率和波導(dǎo)管104的形狀決定的管內(nèi)波長(zhǎng)λ g。管內(nèi)駐波每隔管內(nèi)波長(zhǎng)λ g的1/2重復(fù)波腹和波節(jié)，在波導(dǎo)管104的末端部111必定成為波節(jié)。
[0047]另外，在圖2中的(b)中，示出在波導(dǎo)管104內(nèi)產(chǎn)生的管內(nèi)駐波的圖形。駐波穩(wěn)定部112a、112b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112a、112b具有與作為所謂的匹配元件而公知的短線(xiàn)調(diào)諧器等非常相似的結(jié)構(gòu)，設(shè)置在與管內(nèi)駐波的波節(jié)對(duì)應(yīng)的位置。即，駐波穩(wěn)定部112a、112b從末端部111起每隔管內(nèi)波長(zhǎng)Ag的1/2的間隔來(lái)配置一個(gè)。這里，將這些駐波穩(wěn)定部從末端部111側(cè)起依次稱(chēng)為第一駐波穩(wěn)定部112a、第二駐波穩(wěn)定部112b。
[0048]波導(dǎo)管104被配置成使第一駐波穩(wěn)定部112a和第二駐波穩(wěn)定部112b關(guān)于加熱室102的底面108的左右方向的中心軸110線(xiàn)對(duì)稱(chēng)。其結(jié)果，如圖2的(b)所示，管內(nèi)駐波的波腹113a、113b處于關(guān)于中心軸110對(duì)稱(chēng)的位置。并且，開(kāi)口 105a、105b位于與在終端部111和第一駐波穩(wěn)定部112a之間產(chǎn)生的管內(nèi)駐波的波腹113a對(duì)置的位置。開(kāi)口 105c、105d位于與在第一駐波穩(wěn)定部112a和第二駐波穩(wěn)定部112b之間產(chǎn)生的管內(nèi)駐波的波腹113b對(duì)置的位置。
[0049]并且，如圖1所示，微波爐101具有能夠?qū)訜崾?02的前表面進(jìn)行開(kāi)閉的門(mén)114。通過(guò)關(guān)閉門(mén)114，使波導(dǎo)管104和加熱室102形成封閉空間，微波被封閉在該封閉空間。該被封閉的微波必然會(huì)產(chǎn)生某種駐波。
[0050]對(duì)如上構(gòu)成的實(shí)施方式I的微波加熱裝置中的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0051]從磁控管103放射出的微波在波導(dǎo)管104內(nèi)被傳送，一部分從開(kāi)口 105a、105b、105c、105d放射到加熱室102內(nèi)，其余部分被終端部111反射。并且，由于加熱室102是封閉空間，因而放射到加熱室102內(nèi)的微波的一部分通過(guò)開(kāi)口 105a、105b、105c、105d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)生某種駐波。以下，將在加熱室102內(nèi)產(chǎn)生的駐波稱(chēng)作倉(cāng)內(nèi)駐波。特別是，在波導(dǎo)管104內(nèi)容易產(chǎn)生管內(nèi)波長(zhǎng)λ g的駐波。[0052]另外，在被加熱物為一定量以上等被加熱物容易吸收微波的條件下，通過(guò)開(kāi)口105a、105b、105c、105d返回到波導(dǎo)管104內(nèi)的微波的量較少。因此，駐波穩(wěn)定。與此相對(duì)，在被加熱物是少量等被加熱物難以吸收微波的條件下，在作為微波放射部的開(kāi)口的數(shù)量較多的情況下，由于開(kāi)口 105a、105b、105c、105d與加熱室102連通，因而波導(dǎo)管104內(nèi)的管內(nèi)駐波被打亂。
[0053]與此相對(duì)，在實(shí)施方式I的微波爐101中，由于在波導(dǎo)管104內(nèi)配置有駐波穩(wěn)定部112a、112b，因而可以使管內(nèi)駐波的波節(jié)的位置固定。其結(jié)果，可以固定各開(kāi)口附近的駐波的振幅和相位，可以將從各開(kāi)口 105a、105b、105c、105d朝向加熱室102內(nèi)放射的微波放射量控制為同等量。
[0054]并且，由于開(kāi)口 105a、105b、105c、105d是X字形狀的開(kāi)口形狀，因而微波作為圓偏振波被放射到加熱室102內(nèi)。圓偏振波以開(kāi)口 105a、105b、105c、105d為中心在周向上使電場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)被放射。因此，在加熱室102內(nèi)，微波在各開(kāi)口的周?chē)鶆虻乇环派洹?br> [0055]接著，對(duì)圓偏振波進(jìn)行說(shuō)明。圓偏振波是在移動(dòng)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(chē)自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng))等。圓偏振波是電場(chǎng)的偏振面相對(duì)于行進(jìn)方向根據(jù)時(shí)間而旋轉(zhuǎn)的微波，且具有如下特征:當(dāng)形成圓偏振波時(shí)，電場(chǎng)的方向根據(jù)時(shí)間持續(xù)變化，而電場(chǎng)強(qiáng)度的大小不產(chǎn)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(xiàn)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(duì)被加熱物實(shí)現(xiàn)均勻加熱。另外，圓偏振波根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向被分類(lèi)為右旋偏振波(CW:clockwise,順時(shí)針)和左旋偏振波(CCW:counter clockwise,逆時(shí)針)這兩種，但在加熱領(lǐng)域中性能沒(méi)有特別的差異。
[0056]作為放射圓偏振波的結(jié)構(gòu)，有上述專(zhuān)利文獻(xiàn)I和專(zhuān)利文獻(xiàn)2那樣由波導(dǎo)管的壁面開(kāi)口構(gòu)成的結(jié)構(gòu)、和專(zhuān)利文獻(xiàn)3所示的由貼片天線(xiàn)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的實(shí)施方式I的微波爐中，與專(zhuān)利文獻(xiàn)I所示結(jié)構(gòu)同樣地構(gòu)成為:在波導(dǎo)管104的上表面(H面)形成開(kāi)口105a、105b、105c、105d而放射圓偏振波。
[0057]圓偏振波原來(lái)主要用于通信領(lǐng)域，因而一般討論的是向開(kāi)放空間進(jìn)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(shí)施方式I的微波加熱裝置中，產(chǎn)生了朝向封閉空間進(jìn)行放射且反射波返回到波導(dǎo)管104內(nèi)而與來(lái)自磁控管103的微波(行波)合成的駐波，根據(jù)該駐波進(jìn)行論述，其中，所述封閉空間是通過(guò)波導(dǎo)管104和加熱室102而與外部相隔離。但是，可以認(rèn)為在從開(kāi)口 105a、105b、105c、105d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(huì)失去平衡，在波導(dǎo)管104內(nèi)再次恢復(fù)為穩(wěn)定的駐波之前，會(huì)產(chǎn)生行波。因此，通過(guò)將開(kāi)口 105a、105b、105c、105d設(shè)定為圓偏振波放射形狀，能夠利用上述圓偏振波的特長(zhǎng)，可以使加熱室102內(nèi)的加熱分布更加均勻化。
[0058]另外，為了從設(shè)置在方形波導(dǎo)管104上的開(kāi)口 105a、105b、105c、105d輸出圓偏振波，可以如圖2的(a)中所示的例子那樣，構(gòu)成為:使兩個(gè)具有寬度的長(zhǎng)孔(狹縫)在中央處交叉，成為相對(duì)于微波傳送方向傾斜45度的開(kāi)口形狀，并將該開(kāi)口形狀配置在與波導(dǎo)管104的微波傳送方向的管軸107不交叉的位置。
[0059]接著，使用圖3對(duì)作為微波傳送部的波導(dǎo)管104進(jìn)行說(shuō)明。圖3是示意性示出最簡(jiǎn)單的普通波導(dǎo)管104的內(nèi)部空間的圖。最簡(jiǎn)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(zhǎng)方形(寬度aX高度b)、且長(zhǎng)度方向?yàn)楣茌S方向的長(zhǎng)方體構(gòu)成。對(duì)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(zhǎng)為λ^時(shí)，通過(guò)在波導(dǎo)管的寬度a (微波波長(zhǎng)入(|/2)、高度13(< λ/2)的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，從而以TElO模式傳送微波。
[0060]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(chǎng)分量而不存在電場(chǎng)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。
[0061]這里，在波導(dǎo)管104內(nèi)的管內(nèi)波長(zhǎng)Ag的說(shuō)明之前，對(duì)自由空間的波長(zhǎng)λ ^進(jìn)行說(shuō)明。公知的是，對(duì)于一般的微波爐的微波而言，自由空間的波長(zhǎng)λ0約為120_。不過(guò)，自由空間的波長(zhǎng)Xci可以根據(jù)X^ = c/f準(zhǔn)確地求出。這里，c是速度，恒定為光速3.0X 108m/s，而f是頻率，具有2.4~2.5GHz (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(dòng)和負(fù)載條件而變化，因而結(jié)果，自由空間的波長(zhǎng)Xci也變化，并且波長(zhǎng)Xci在從最小120mm (2.5GHz時(shí))到最大125mm (2.4GHz時(shí))的范圍內(nèi)變化。
[0062]回到波導(dǎo)管104的說(shuō)明，還考慮到自由空間的波長(zhǎng)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(jìn)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(chǎng)在其中平行地渦旋的面，稱(chēng)作H面126，左右的窄幅面是指與電場(chǎng)平行的面，稱(chēng)作E面127。另外，將微波在波導(dǎo)管104內(nèi)傳送時(shí)的波長(zhǎng)表不為管內(nèi)波長(zhǎng)λ g,并且λ g = λ。/ V (I —(λ。/ (2Xa))2),管內(nèi)波長(zhǎng)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(zhǎng)Ag的確定與高度b的尺寸無(wú)關(guān)。即，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處電場(chǎng)為0，在寬度方向的中央(圖2所示的管軸107上)電場(chǎng)最大。由此，磁控管103構(gòu)成為在電場(chǎng)最大的波導(dǎo)管104的寬度方向的中央部(管軸107上)耦合。
[0063]另外，如圖2的(a)所示，在實(shí)施方式I的微波爐的結(jié)構(gòu)中，放射圓偏振波的開(kāi)口105a、105b、105c、105d是使長(zhǎng)孔(狹縫)垂直而成為X字形狀的開(kāi)口，成為從波導(dǎo)管104的H面(上表面)的寬度方向的中央偏向于一側(cè)來(lái)配置從而可以產(chǎn)生圓偏振波的形狀。根據(jù)放射圓偏振波的開(kāi)口相對(duì)于波導(dǎo)管104的H面的寬度方向的中央部(管軸107上)偏向哪一側(cè)而分為右旋偏振波或左旋偏振波。
[0064]這里，在開(kāi)放空間的通信領(lǐng)域與封閉空間的加熱領(lǐng)域中存在一些不同點(diǎn)，因而在此追加說(shuō)明。在通信領(lǐng)域中，為了避免與其他微波的混合而僅想收發(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(jìn)行發(fā)送，接收側(cè)也選擇與其對(duì)應(yīng)的最佳的接收天線(xiàn)。另一方面，在加熱領(lǐng)域中，不是具有指向性的接收天線(xiàn)，而是由沒(méi)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(méi)有問(wèn)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，如專(zhuān)利文獻(xiàn)I那樣，在微波放射部只有單一開(kāi)口的情況下，最好將被加熱物載置于該開(kāi)口的正上方，但是，如果偏離開(kāi)口部而在前后位置上或者左右位置上進(jìn)行載置，則無(wú)論如何都是接近開(kāi)口的部位容易被加熱，遠(yuǎn)離開(kāi)口的部位難以被加熱，其結(jié)果，在被加熱物中產(chǎn)生加熱不勻。因此，優(yōu)選設(shè)置多個(gè)圓偏振波開(kāi)口。因此，如圖2所示，在實(shí)施方式的微波爐101中，配置了 4個(gè)開(kāi)口 105a、105b、105c、105d。
[0065]接下來(lái)，使用圖4、圖5對(duì)駐波穩(wěn)定部進(jìn)行說(shuō)明。[0066]圖4示出在圖3中說(shuō)明的波導(dǎo)管104中設(shè)置了圓筒狀的駐波穩(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(guò)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。在具有這樣的結(jié)構(gòu)的駐波穩(wěn)定部134、135設(shè)置于波導(dǎo)管104內(nèi)的情況下，雖然這些駐波穩(wěn)定部作為波導(dǎo)管104內(nèi)的突出部會(huì)妨礙微波的傳送，但是在該駐波穩(wěn)定部134、135的上方容易產(chǎn)生駐波的波節(jié)。因此，通過(guò)在希望產(chǎn)生駐波的波節(jié)的位置的下方設(shè)置駐波穩(wěn)定部134、135，可以使駐波的位置穩(wěn)定而不變化。并且，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(xiàn)調(diào)諧器等非常相似的結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有可通過(guò)對(duì)形狀(尤其是高度)和位置進(jìn)行微調(diào)來(lái)確定駐波的波節(jié)并且可以進(jìn)行匹配這兩個(gè)功能。圖4示出駐波穩(wěn)定部134的高度高于駐波穩(wěn)定部135的示例。
[0067]并且，如圖4所示，在設(shè)駐波穩(wěn)定部134與駐波穩(wěn)定部135的距離為(λ g/2) Xn的情況下(Ag為管內(nèi)波長(zhǎng)，η為整數(shù))，可以在兩處產(chǎn)生駐波的波節(jié)。其結(jié)果，可以在駐波穩(wěn)定部134與駐波穩(wěn)定部135之間產(chǎn)生完美的駐波。例如，在η = I時(shí)，在駐波穩(wěn)定部134、135的上方產(chǎn)生駐波的波節(jié)，在駐波穩(wěn)定部134與駐波穩(wěn)定部135的中間部產(chǎn)生駐波的波腹。并且，在η=2時(shí)，在駐波穩(wěn)定部134、135的上方產(chǎn)生駐波的波節(jié)，在駐波穩(wěn)定部134與駐波穩(wěn)定部135的中間部也產(chǎn)生駐波的波節(jié)。因此，可以在駐波穩(wěn)定部134與駐波穩(wěn)定部135之間產(chǎn)生完美的駐波。
[0068] 圖5示出在圖3中說(shuō)明的波導(dǎo)管104上設(shè)置了半球狀的駐波穩(wěn)定部136的結(jié)構(gòu)。圖5所示的駐波穩(wěn)定部136例如可以通過(guò)將波導(dǎo)管104的H面壓制成朝內(nèi)部突出而形成。在該情況下，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。
[0069]接下來(lái)，使用圖6對(duì)加熱室102中產(chǎn)生的倉(cāng)內(nèi)駐波進(jìn)行說(shuō)明。
[0070]圖6示意性示出在實(shí)施方式I的微波爐中、在加熱室102內(nèi)產(chǎn)生的倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的位置、以及在波導(dǎo)管104內(nèi)產(chǎn)生的管內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的位置。在圖6中，(a)是從上方觀察加熱室102的俯視圖，(b)是(a)的Al-Al線(xiàn)剖面圖，(c)是示出作為微波放射部的開(kāi)口與管內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的位置關(guān)系的說(shuō)明圖，(d)是(a)的Bl-Bl線(xiàn)剖面圖。在圖6的(a)、(b)、(d)中，用實(shí)線(xiàn)圍起設(shè)想為存在倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹的區(qū)域，用虛線(xiàn)圍起設(shè)想為存在倉(cāng)內(nèi)駐波的波節(jié)的區(qū)域。在圖6的(c)中，用實(shí)線(xiàn)圍起設(shè)想為存在管內(nèi)駐波的波腹的區(qū)域，用虛線(xiàn)圍起設(shè)想為存在管內(nèi)駐波的波節(jié)的區(qū)域。圖6的(a)是示出加熱室102的頂面處的倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的分布的圖，而加熱室102的底面處的倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的分布也基本相同。并且，在圖6的(b)和(d)中，為了說(shuō)明管內(nèi)駐波與倉(cāng)內(nèi)駐波的位置關(guān)系，還示出與加熱室102連接的波導(dǎo)管104。
[0071]當(dāng)在加熱室102內(nèi)不存在天線(xiàn)、工作臺(tái)等用于攪拌微波的部件的情況下，加熱室102內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波。當(dāng)把加熱室102基本看作長(zhǎng)方體時(shí)，可以認(rèn)為其是長(zhǎng)方體形狀的空腔諧振器。通常，使用自由空間的波長(zhǎng)Xci，由下式(式I)表示各邊長(zhǎng)度由X、y、Z表示的長(zhǎng)方體形狀的空腔諧振器的駐波。
[0072][式I]
Ix2 ,s2 ,?2
[0073]丄=(JIL) + n I + P )
Ao Uxj \2yj \2zj[0074]倉(cāng)內(nèi)駐波的模式m、n、p表示在x、y、z的方向上被傳送的駐波的數(shù)量，如果是家庭用微波爐那種程度的大小，則x、y、z大于倉(cāng)內(nèi)駐波的I個(gè)波長(zhǎng)的量的長(zhǎng)度，因而存在若干滿(mǎn)足上述(式I)的m、η、P的組合。此外,在圖6中，設(shè)m、η、P分別為4、4、I。另外,在實(shí)施方式I中，倉(cāng)內(nèi)駐波按照在加熱室102的寬度方向(X方向)和進(jìn)深方向(y方向)上分別產(chǎn)生偶數(shù)個(gè)波腹的傳送模式(以下，稱(chēng)作偶數(shù)/偶數(shù)模式)被傳送。
[0075]另外，磁控管103的振蕩頻率不是固定的，而是隨著磁控管自身的溫度、微波的反射狀態(tài)而變化。并且，微波的波長(zhǎng)也根據(jù)磁控管103的振蕩頻率的變化而變化。因此，如果沒(méi)有磁控管的溫度等各種信息，則無(wú)法準(zhǔn)確地把握實(shí)際的倉(cāng)內(nèi)駐波的傳送模式。因此，為了準(zhǔn)確地掌握倉(cāng)內(nèi)駐波的實(shí)際傳送模式，例如在加熱室102的壁面開(kāi)設(shè)微小的孔來(lái)實(shí)際測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度，或使用CAE (例如有限元法等)顯示加熱室102內(nèi)的電磁場(chǎng)進(jìn)行可視化即可。
[0076]另外，倉(cāng)內(nèi)駐波的傳送模式容易受到放射微波的開(kāi)口 105a、105b、105c、105d的位置的影響。其原因是，開(kāi)口 105a、105b、105c、105d是不斷放射微波的部分，因而在該開(kāi)口附近容易產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹。因此，如圖6的(b)、(c)、(d)所示，在與管內(nèi)駐波的波腹113a對(duì)置的位置設(shè)置有開(kāi)口 105a、105b的情況下，在該開(kāi)口 105a、105b附近產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹141a、141b。同樣，如圖6的(b)、(C)、(d)所示，在與管內(nèi)駐波的波腹113b對(duì)置的位置設(shè)置有開(kāi)口 105c、105d的情況下，在該開(kāi)口 105c、105d的附近產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹141c、141d。其結(jié)果，如圖6的(a)所示，在位于波腹141a、141b的中央部、波腹141a、141c的中央部、波腹141b、141d的中央部、波腹141c、141d的中央部分別產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波節(jié)142。并且，在位于4個(gè)倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹141a、141b、141c、141d的中央部的加熱室102的底部108的中央部144產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分(B卩，既不是波腹又不是波節(jié)的部分)。
[0077]以下，對(duì)實(shí)施方式I的微波爐101中的作用和效果進(jìn)行說(shuō)明。
[0078]在實(shí)施方式I的微波爐101中，通過(guò)從多個(gè)開(kāi)口 105a、105b、105c、105d向加熱室102內(nèi)放射微波，與單一開(kāi)口相比，可以從各種位置放射微波，因而即使不設(shè)置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可以一定程度地均勻加熱被加熱物143。并且，在未設(shè)置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下，可以不需要驅(qū)動(dòng)所需要的功耗，除此以外，還可以抑制負(fù)載側(cè)的阻抗相對(duì)于磁控管103側(cè)的阻抗的變化，可以抑制加熱效率的下降。
[0079]并且，實(shí)施方式I的微波爐101構(gòu)成為在加熱室102的底面108的中央部144產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分(即，倉(cāng)內(nèi)駐波的既不是波腹又不是波節(jié)的部分)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通常，可以抑制對(duì)載置在加熱室102的底面108的中央部144上的被加熱物143的加熱效率的下降，并且即使是形狀小的被加熱物143，也可以抑制該被加熱物143的底部烤焦。另外，在構(gòu)成為在加熱室102的底面108的中央部144產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹的情況下，當(dāng)加熱形狀小的被加熱物143時(shí)，很有可能微波過(guò)于集中在被加熱物143而使該被加熱物143的底部烤焦。并且，在構(gòu)成為在加熱室102的底面108的中央部144產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波節(jié)的情況下，由于波節(jié)即是微波最弱的位置，因而即使要在中央加熱形狀小的被加熱物143，微波也幾乎不會(huì)直接照射到被加熱物143，這是因?yàn)榈韧谶M(jìn)入加熱室102的微波被吸收的量少，因而微波回到磁控管103的量變多。起因于此，有時(shí)加熱效率下降。
[0080]另外，被加熱物143通常被載置于盤(pán)上，該盤(pán)多被載置于加熱室102的底面108的中央部144。并且，大多數(shù)情況下，作為被加熱物143的推薦載置位置，在載置臺(tái)106的中央部印有圓形的記號(hào)。其結(jié)果，被加熱物143被放置于加熱室102的底面108的中央部144的概率極高。特別是，在使用較大的盤(pán)的情況下，很難將該較大的盤(pán)放置在偏離加熱室102的底面108的中央部144的位置。
[0081]并且，實(shí)施方式I的微波爐101構(gòu)成為:倉(cāng)內(nèi)駐波按照在加熱室102的寬度方向和進(jìn)深方向上分別產(chǎn)生偶數(shù)個(gè)波腹的偶數(shù)/偶數(shù)模式被傳送。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以在加熱室102的底面108的中央部144更可靠地產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分。
[0082]并且，實(shí)施方式I的微波爐構(gòu)成為彼此相鄰的四個(gè)開(kāi)口 105a、105b、105c、105d的中央部在俯視時(shí)與加熱室102的底面108的中央部144 一致。各開(kāi)口使波導(dǎo)管104與加熱室102相連，成為用于將波導(dǎo)管104內(nèi)的微波放射到加熱室102的出口。因此，在開(kāi)口105a、105b、105c、105d中，微波的電場(chǎng)容易變強(qiáng)，容易成為管內(nèi)駐波的波腹和倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹。因此，通過(guò)如上這樣構(gòu)成，四個(gè)開(kāi)口 105a、105b、105c、105d各自的附近容易成為倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹141a、141b、141c、141d，可以在加熱室102的底面108的中央部144更可靠地產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分。
[0083]并且，實(shí)施方式I的微波爐101構(gòu)成為:開(kāi)口 105a、105b、105c、105d對(duì)著加熱室102內(nèi)放射圓偏振波。由此，實(shí)施方式I的微波爐101可以產(chǎn)生以4個(gè)開(kāi)口 105a、105b、105c、105d為中心進(jìn)行圓偏振波特有的360度全方向旋轉(zhuǎn)的電場(chǎng)，從各開(kāi)口的中心渦旋地向加熱室102內(nèi)放射微波，沿圓周方向進(jìn)行均勻加熱。其結(jié)果，可以對(duì)加熱室102的整體均勻地放射微波，可以在不使用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下對(duì)加熱室102內(nèi)的被加熱物均勻地加熱。
[0084]而且，在實(shí)施方式I的微波爐102中，放射圓偏振波的4個(gè)開(kāi)口 105a、105b、105c、105d以?xún)蓚€(gè)長(zhǎng)孔(狹縫)交叉而成的X字形狀構(gòu)成。因此，在實(shí)施方式I的結(jié)構(gòu)中，可以以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)從波導(dǎo)管104可靠地放射圓偏振波。另外，本發(fā)明的微波加熱裝置的微波放射部并不限定于放射圓偏振波的開(kāi)口形狀，例如，也可以是簡(jiǎn)單的圓形或矩形的開(kāi)口形狀。
[0085](實(shí)施方式2)
[0086]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2的微波加熱裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖7示意性示出在實(shí)施方式2的微波爐中、在加熱室102內(nèi)產(chǎn)生的倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的位置、以及在波導(dǎo)管104內(nèi)產(chǎn)生的管內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的位置。在圖7中，Ca)是從上方觀察加熱室102的俯視圖，(b)是(a)的A2 — A2線(xiàn)剖面圖，(c)是示出作為微波放射部的開(kāi)口與管內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的位置關(guān)系的說(shuō)明圖，(d)是(a)的B2 - B2線(xiàn)剖面圖。在圖7的(a)、(b)、(d)中，用實(shí)線(xiàn)圍起被設(shè)想為存在倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹的區(qū)域，用虛線(xiàn)圍起被設(shè)想為存在倉(cāng)內(nèi)駐波的波節(jié)的區(qū)域。在圖7的(c)中，用實(shí)線(xiàn)圍起被設(shè)想為存在管內(nèi)駐波的波腹的區(qū)域，用虛線(xiàn)圍起被設(shè)想為存在管內(nèi)駐波的波節(jié)的區(qū)域。圖7的(b)是示出加熱室102的頂面處的倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的分布的圖，但是加熱室102的底面處的倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)的分布也大致相同。并且，在圖7的(b)和(d)中，為了說(shuō)明管內(nèi)駐波與倉(cāng)內(nèi)駐波的位置關(guān)系，還示出與加熱室102連接的波導(dǎo)管104。
[0087]在實(shí)施方式2的微波爐中，設(shè)上述的倉(cāng)內(nèi)駐波的模式m、n、p分別為4、4、1。S卩，在實(shí)施方式2中，倉(cāng)內(nèi)駐波按照在加熱室102的寬度方向(X方向)和進(jìn)深方向(y方向)上分別產(chǎn)生偶數(shù)個(gè)波腹的偶數(shù)/偶數(shù)模式被傳送。
[0088]在實(shí)施方式2的微波爐中，作為微波放射部，取代開(kāi)口 105a、105b而設(shè)置有矩形的開(kāi)口 205a，取代開(kāi)口 105c、105d而設(shè)置有矩形的開(kāi)口 205b。開(kāi)口 205a、205b被設(shè)置成在俯視時(shí)穿過(guò)波導(dǎo)管104的管軸107。并且，在波導(dǎo)管104中，在俯視時(shí)管軸107相對(duì)于加熱室102的底面108的前后方向的中心軸109靠前(例如，管內(nèi)波長(zhǎng)的1/4左右近前)配置。由此，開(kāi)口 205a、205b位于在俯視時(shí)不穿過(guò)中心軸109的位置。并且，開(kāi)口 205a、205b關(guān)于加熱室102的底面108的左右方向的中心軸110線(xiàn)對(duì)稱(chēng)地配置。
[0089]并且，在波導(dǎo)管104的傳送方向上，開(kāi)口 205a、205b以管內(nèi)波長(zhǎng)λ g的1/2的間隔來(lái)配置。并且，開(kāi)口 205a、205b設(shè)置在與管內(nèi)駐波的波腹201a、201b對(duì)置的位置。因此，在開(kāi)口 205a附近產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹241a，在開(kāi)口 205b附近產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹241b。其結(jié)果，如圖7的(b)所示，在關(guān)于加熱室102的底面108的前后方向的中心軸109與開(kāi)口205a、205b線(xiàn)對(duì)稱(chēng)的位置產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹241c、241d。并且，在波腹241a、241b的中央部、波腹241a、241c的中央部、波腹241b、241d的中央部、波腹241c、241d的中央部分別產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波節(jié)242。并且，在位于4個(gè)倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹241a、241b、241c、241d的中央部的加熱室102的底部108的中央部144產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分。另外，力口熱室102的底部108的中央部144位于和管內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分243對(duì)置的位置。
[0090]以下，對(duì)實(shí)施方式2的作用和效果進(jìn)行說(shuō)明。
[0091]實(shí)施方式2的微波爐通過(guò)從多個(gè)開(kāi)口 205a、205b向加熱室102內(nèi)放射微波，與單一開(kāi)口相比，可以從各種位置放射微波，因而即使不設(shè)置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可以一定程度地均勻加熱被加熱物143。并且，在未設(shè)置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下，可以不需要驅(qū)動(dòng)所需要的功耗，除此以外，還可以抑制負(fù)載側(cè)的阻抗相對(duì)于磁控管103側(cè)的阻抗的變化，可以抑制加熱效率的下降。
[0092]并且，實(shí)施方式2的微波爐構(gòu)成為在加熱室102的底面108的中央部144產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分(即，既不是波腹又不是波節(jié)的部分)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通常，可以抑制對(duì)載置在加熱室102的底面108的中央部144上的被加熱物143的加熱效率的下降，并且即使是形狀小的被加熱物143，也可以抑制該被加熱物143的底部烤焦。
[0093]并且，實(shí)施方式的微波爐構(gòu)成為:倉(cāng)內(nèi)駐波按照在加熱室102的寬度方向和進(jìn)深方向上分別產(chǎn)生偶數(shù)個(gè)波腹的偶數(shù)/偶數(shù)模式被傳送。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以在加熱室102的底面108的中央部144更可靠地產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分。
[0094]并且，實(shí)施方式2的微波爐構(gòu)成為:在波導(dǎo)管104內(nèi)產(chǎn)生管內(nèi)駐波，并使管內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分243與加熱室102的底面108的中央部144對(duì)置。波導(dǎo)管104與加熱室102經(jīng)由多個(gè)開(kāi)口 205a、205b相連，因而容易使波導(dǎo)管104內(nèi)的管內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)與加熱室102內(nèi)的倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹和波節(jié)一致。因此，通過(guò)如上這樣構(gòu)成，可以在加熱室102的底面108的中央部144更可靠地產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分。
[0095]另外，能夠選擇加熱室102的x、y、z的尺寸，使得倉(cāng)內(nèi)駐波的傳送模式為偶數(shù)/偶數(shù)模式，但是通常，加熱室102的側(cè)面和頂面具有凹凸，并不是完全的長(zhǎng)方體。在該情況下，有效的方法是，對(duì)凹凸進(jìn)行平均而把側(cè)面和頂面視為平面，根據(jù)由該平面形成的長(zhǎng)方體，選擇加熱室102的x、y、z的尺寸，使得倉(cāng)內(nèi)駐波的傳送模式成為偶數(shù)/偶數(shù)模式。并且，在該情況下，優(yōu)選的是，實(shí)際測(cè)定電場(chǎng)強(qiáng)度或通過(guò)CAE確認(rèn)一致性等，來(lái)進(jìn)行微調(diào)。
[0096]另外，實(shí)際上，在加熱室102內(nèi)存在作為被加熱物的食品，該食品通常為一定程度上介電常數(shù)較高的電介質(zhì)。已知的是，在電介質(zhì)中可看到微波的波長(zhǎng)被壓縮至介電常數(shù)的平方根(root)的倒數(shù)倍。因此，考慮到該情況，最好將加熱室102的X、y、z的尺寸設(shè)計(jì)為稍小。
[0097]另外，一般的微波爐是箱型，構(gòu)成為通過(guò)開(kāi)閉設(shè)置在前方的門(mén)114，拿出或放入被加熱物。因此，有時(shí)會(huì)難以把握進(jìn)深方向的尺寸，即使要將被加熱物載置在加熱室102的底面108的中央部144，也稍近前載置。并且，在是想在加熱中確認(rèn)烹調(diào)的進(jìn)度狀況的使用者的情況下，由于加熱室102內(nèi)的被加熱物經(jīng)由門(mén)114的透明部分可以良好觀察，因而有時(shí)會(huì)有意地將被加熱物稍靠近前載置。因此，在實(shí)施方式2中，如圖7的(a)所示，將開(kāi)口 205a、205b配置在加熱室102的稍靠近前的位置。由此，即使在被加熱物被載置在加熱室102的稍近前的情況下，也可以高效地加熱該被加熱物。
[0098](實(shí)施方式3)
[0099]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式3的微波加熱裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖8是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式3的微波加熱裝置、例如微波爐中的作為微波放射部的開(kāi)口形狀的圖。在實(shí)施方式3的結(jié)構(gòu)中，與實(shí)施方式I的結(jié)構(gòu)不同之處在于開(kāi)口形狀，其它方面應(yīng)用了實(shí)施方式I的結(jié)構(gòu)。
[0100]以下，作為微波放射部，對(duì)放射圓偏振波的由至少兩個(gè)以上的長(zhǎng)孔(狹縫)構(gòu)成的開(kāi)口形狀進(jìn)行描述。
[0101]如圖8所示，開(kāi)口 411?417分別由兩個(gè)以上的長(zhǎng)孔構(gòu)成。在開(kāi)口 411?417中，只要是至少I(mǎi)個(gè)長(zhǎng)孔的長(zhǎng)邊相對(duì)于微波傳送方向(箭頭418)傾斜的形狀即可。因此，可以是像開(kāi)口 415和開(kāi)口 416那樣長(zhǎng)孔不交叉的形狀，或者像開(kāi)口 414那樣由3個(gè)長(zhǎng)孔構(gòu)成的形狀。
[0102]另外，作為由兩個(gè)長(zhǎng)孔(狹縫)構(gòu)成的放射圓偏振波的微波放射部，關(guān)于開(kāi)口的最佳形狀的條件，可列舉以下3點(diǎn)。
[0103]第I點(diǎn)是各個(gè)長(zhǎng)孔的長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為波導(dǎo)管419內(nèi)的管內(nèi)波長(zhǎng)λ g的大約1/4以上。
[0104]第2點(diǎn)是兩個(gè)長(zhǎng)孔相互垂直、并且各個(gè)長(zhǎng)孔的長(zhǎng)邊相對(duì)于傳送方向418傾斜(例如45。)。
[0105]第3點(diǎn)是電場(chǎng)的分布不以與波導(dǎo)管419的傳送方向418平行且通過(guò)作為微波放射部的開(kāi)口的中心的直線(xiàn)為軸而線(xiàn)對(duì)稱(chēng)。例如，在以TElO模式傳送微波的情況下，電場(chǎng)以波導(dǎo)管419的寬度方向420的中心線(xiàn)即管軸421 (參照?qǐng)D8)為對(duì)稱(chēng)軸而對(duì)稱(chēng)分布，因而最佳條件是配置成:開(kāi)口的形狀不關(guān)于管軸421線(xiàn)對(duì)稱(chēng)，即開(kāi)口的中心不在管軸421上。
[0106]并且，圖8示出長(zhǎng)孔(狹縫)垂直的結(jié)構(gòu)，但也可以不垂直而傾斜地構(gòu)成長(zhǎng)孔，成為以橫向(傳送方向)變長(zhǎng)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(kāi)口(微波放射部)的情況下，雖然從正圓變形為橢圓，但也可以放射圓偏振波，可以在不減小圓偏振波開(kāi)口的長(zhǎng)孔的情況下使開(kāi)口的中心更靠近波導(dǎo)管的寬度方向的端部側(cè)。其結(jié)果，可以主要在波導(dǎo)管的寬度方向(與傳送方向垂直的方向)上進(jìn)一步擴(kuò)展微波的范圍。
[0107]并且，作為本發(fā)明的實(shí)施方式3的結(jié)構(gòu)中的開(kāi)口形狀，如圖8所示，可以設(shè)為開(kāi)口413那樣的L字型形狀、開(kāi)口 415那樣的T字型形狀的結(jié)構(gòu)。并且，可以如開(kāi)口 415、416那樣相離地配置各個(gè)長(zhǎng)孔(狹縫)。此外，兩個(gè)長(zhǎng)孔(狹縫)也可以不是垂直的關(guān)系，例如可以?xún)A斜30度左右而形成。
[0108]并且，在實(shí)施方式3的結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成作為微波放射部的開(kāi)口的長(zhǎng)孔(狹縫)不限于長(zhǎng)方形。例如，通過(guò)以曲線(xiàn)形狀(R)構(gòu)成開(kāi)口部分的角部、或者將開(kāi)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(kāi)口的考慮方式，認(rèn)為只要組合一個(gè)方向較長(zhǎng)、與該一個(gè)方向垂直的方向較短的兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口即可。
[0109]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0110]本發(fā)明的微波加熱裝置可以向被加熱物均勻地照射微波，因而可以有效利用于進(jìn)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，所述微波加熱裝置具有: 收納被加熱物的加熱室； 產(chǎn)生微波的微波產(chǎn)生部； 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(gè)微波放射部， 所述微波加熱裝置構(gòu)成為: 在所述加熱室內(nèi)產(chǎn)生倉(cāng)內(nèi)駐波， 在載置所述被加熱物的所述加熱室的底面的中央部產(chǎn)生所述倉(cāng)內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波加熱裝置，其中， 所述倉(cāng)內(nèi)駐波按照在所述加熱室的寬度方向和進(jìn)深方向上分別產(chǎn)生偶數(shù)個(gè)波腹的傳送模式被傳送。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波加熱裝置，其中， 所述微波加熱裝置構(gòu)成為: 在所述波導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生管內(nèi)駐波， 所述管內(nèi)駐波的波腹與波節(jié)之間的部分與所述加熱室的底面的中央部對(duì)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的微波加熱裝置，其中， 彼此相鄰的四個(gè)微波放射部的中央部在俯視時(shí)與所述加熱室的底面的中央部一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的微波加熱裝置，其中， 所述微波放射部以放射圓偏振波的開(kāi)口形狀構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微波加熱裝置，其中， 所述微波放射部由兩個(gè)長(zhǎng)孔交叉的X字形狀的開(kāi)口構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H05B6/72GK103916998SQ201310738046
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月8日
【發(fā)明者】吉野浩二, 貞平匡史, 細(xì)川大介, 久保昌之, 信江等隆, 大森義治 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社