JP2013125670A - マイクロ波加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導波管の幅方向よりも外側にもマイクロ波が放射され、駆動部が無くても被加熱物の加熱分布を均一化するマイクロ波加熱装置を提供する。
【解決手段】被加熱物を収納する加熱室１０２と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段１０３と、マイクロ波を伝送する導波管１０４と、前記加熱室１０２内にマイクロ波を放射するマイクロ波放射部１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０を前記導波管１０４の幅方向（電界および伝送方向に対して直角方向）に複数配置する構成とすることにより、導波管の幅方向に構成した複数のマイクロ波放射部からマイクロ波を放射するので、導波管の幅方向にマイクロ波が広がり、導波管の幅方向よりも外側にもマイクロ波が放射され、駆動部が無くても被加熱物の加熱分布を均一化することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加熱物にマイクロ波を放射して誘電加熱する電子レンジ等のマイクロ波加熱装置に関するものである。

代表的なマイクロ波加熱装置の電子レンジは、代表的なマイクロ波発生手段であるマグネトロンから放射されたマイクロ波を導波管を介して金属製の加熱室の内部に供給し、加熱室内部に置かれた被加熱物を誘電加熱するものである。よって加熱室内部のマイクロ波の電磁界分布が不均一であると、被加熱物を均一に加熱することができない。

そこで、被加熱物を均一に加熱する方法として、テーブルを回転させて被加熱物自体を回転させる構成や、被加熱物は固定したままでマイクロ波を放射するアンテナのほうを回転させる構成など、何らかの駆動部を用いて被加熱物に放射されるマイクロ波の向きを変えながら加熱して均一化をはかる方法が一般的であった。

一方、構成を簡単にするために駆動部を持たずに均一加熱する方法が期待されており、時間的に電界の偏波面が回転する円偏波を利用する方法が提案されている。本来、誘電加熱は誘電損失を有する被加熱物をマイクロ波の電界によって加熱する原理に基づくため、電界が回転することは均一化に効果があるものと考えられる。たとえば具体的な円偏波の発生方法としては、特許文献１には図１０のように導波管１上で交差するＸ字型の円偏波開口２を用いる方式が示され、特許文献２には図１１のように導波管１上で直交する向きの二つの長方スリット状の開口３、４を対向させつつも離して配置する方法が示され、特許文献３には図１２のように導波管１に結合させたパッチアンテナ５の平面形状に切り欠き６を設ける方法が記載されている。

米国特許第４３０１３４７号明細書 特許第３５１０５２３号公報 特開２００５−２３５７７２号公報

しかしながら、前記従来のマイクロ波加熱装置は、特許文献１〜３のいずれの場合においても、円偏波を利用してはいるものの、駆動部無しにできるほどの均一効果はないという問題があった。いずれの特許文献も、円偏波と駆動部の相乗効果で従来の駆動部のみよりも均一になるということを記載しているに過ぎない。

具体的には、特許文献１では図１０のように導波管の終端に位相シフター７と呼ばれる回転体を有し、特許文献２では被加熱物を回転させるターンテーブル（図示せず）を有し、特許文献３ではターンテーブル８に加えてパッチアンテナ５をも回転させて攪拌機として利用する構成を記載している。いずれも円偏波を用いれば駆動部無しにできるとは記載されていないのである。これは、もし円偏波で駆動部を無しにすると、一般的な駆動部有りの構成（たとえばテーブルを回転させるとかアンテナを回転させるなどの構成）に比べて均一性が劣るためである。

本発明は前記課題を解決するものであり、駆動部を用いないで、被加熱物を均一に加熱
できるマイクロ波加熱装置を提供することを目的とする。とりわけ、図１０や図１１のように導波管の開口から円偏波を放射する場合、導波管の幅よりも外側には開口が存在しえないので、導波管の幅方向にマイクロ波を広げることにより均一に加熱できるようにすることを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のマイクロ波加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段と、マイクロ波を伝送する導波管と、前記加熱室内にマイクロ波を放射するマイクロ波放射部を前記導波管の幅方向（電界および伝送方向に対して直角方向）に複数配置する構成としている。

上記構成により、導波管の幅方向に構成した複数のマイクロ波放射部からマイクロ波を放射するので、導波管の幅方向にマイクロ波が広がり、導波管の幅方向よりも外側にもマイクロ波が放射され、駆動部が無くても被加熱物の加熱分布を均一化するマイクロ波加熱装置を提供することができる。

本発明のマイクロ波加熱装置は、導波管の幅方向に構成した複数のマイクロ波放射部からマイクロ波を放射するので、導波管の幅方向にマイクロ波が広がり、導波管の幅方向よりも外側にもマイクロ波が放射され、駆動部が無くても被加熱物の加熱分布を均一化することができる。

本発明の実施の形態１におけるマイクロ波加熱装置の斜視図 本発明の実施の形態１におけるマイクロ波加熱装置の断面図（ａ）平面断面図（ｂ）正面断面図 同マイクロ波加熱装置における導波管と開口の位置関係を説明する説明図 同マイクロ波加熱装置における導波管を説明する説明図 同マイクロ波加熱装置における導波管の終端部を放射境界としたシミュレーション結果（ａ）シミュレーションモデルの平面イメージ図（ｂ）庫内の電界強度分布の平面断面図 本発明の実施の形態２におけるマイクロ波加熱装置の平面断面図 同マイクロ波加熱装置における導波管と開口の位置関係を説明する説明図 本発明の実施の形態３におけるマイクロ波加熱装置の導波管と開口の位置関係を説明する説明図 本発明の実施の形態４におけるマイクロ波加熱装置の断面図（ａ）平面断面図（ｂ）正面断面図 従来のＸ字型の開口で円偏波を発生させるマイクロ波加熱装置の構成図 従来の直交する二つの長方スリットで円偏波を発生させるマイクロ波加熱装置の構成図 従来のパッチアンテナで円偏波を発生させるマイクロ波加熱装置の構成図

第１の発明のマイクロ波加熱装置は、被加熱物を収納する加熱室と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段と、マイクロ波を伝送する導波管と、前記加熱室内にマイクロ波を放射するマイクロ波放射部を前記導波管の幅方向（電界および伝送方向に対して直角方向）に複数配置する構成としている。これにより、幅方向の複数のマイクロ波放射部によって導波管の幅方向にマイクロ波を広げることができ、駆動部を用いなくても被加熱物を均一に加熱することができる。

第２の発明は、マイクロ波放射部は、導波管の幅方向の中央よりも端部寄りに配置する構成としている。これにより、導波管の幅方向のより遠方にマイクロ波を広げることができ、被加熱物を均一に加熱することができる。

第３の発明は、マイクロ波放射部の中心は、導波管の幅方向の端部から１／４よりも端部寄りに配置する構成としている。これにより、導波管の中央側で両方のマイクロ波放射部からのマイクロ波が合算されて中央側のマイクロ波が強くなるのを防ぐとともに、確実に、かつ具体的に導波管の端部寄りにマイクロ波放射部の中心を配置することができ、導波管の幅方向のより遠方にマイクロ波を広げることができ、被加熱物を均一に加熱することができる。

第４の発明は、マイクロ波放射部は、導波管の幅方向の中央にかからない構成としている。これにより、導波管の中央側で両方のマイクロ波放射部からのマイクロ波が合算されて中央側のマイクロ波が強くなるのを防ぐとともに、確実に、かつ具体的に導波管の端部寄りにマイクロ波放射部を配置することができ、導波管の幅方向のより遠方にマイクロ波を広げることができ、被加熱物を均一に加熱することができる。また、マイクロ波放射部の両方ともが導波管の幅方向の中央にかかるとつながってしまい、独立してマイクロ波を放射することができなくなるが、それを防ぐことができる。

第５の発明は、マイクロ波放射部は、導波管の幅方向の端部にかかる構成としている。これにより、これ以上はあり得ない最も端の位置にマイクロ波放射部を配置できるので、導波管の幅方向に最もマイクロ波を広げることができ、駆動部を用いなくても被加熱物を均一に加熱することができる。

第６の発明は、少なくとも二つのマイクロ波放射部は、導波管の幅方向の中央からみて対象に配置する構成としている。これにより、二つの放射部から導波管の幅方向に均等にマイクロ波を広げることができ、被加熱物を均一に加熱することができる。

第７の発明は、少なくとも二つのマイクロ波放射部は、円偏波を放射する構成としている。マイクロ波放射部が円偏波開口の場合は、円偏波開口の中心から渦を巻くようにマイクロ波が放射されるので、他の開口に比べると円周方向に均一に加熱することができる。特に導波管の幅方向に対称に配置すると渦の巻き方が互いに逆になるので、導波管の中央側での向きは同方向となり、打消し合うことがない。よって放射したマイクロ波を無駄にせずに広げることができ、被加熱物を均一に加熱することができる。

第８の発明は、円偏波を放射するマイクロ波放射部は、二つの長孔が交差する略Ｘ字状の構成としている。これにより、簡単な構成で確実に円偏波を放射することができる。

以下、本発明に係るマイクロ波加熱装置の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態のマイクロ波加熱装置においては電子レンジについて説明するが、電子レンジは例示であり、本発明のマイクロ波加熱装置は電子レンジに限定されるものではなく、誘電加熱を利用した加熱装置、生ゴミ処理機、あるいは半導体製造装置などのマイクロ波加熱装置を含むものである。また、本発明は、以下の実施の形態の具体的な構成に限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく構成が本発明に含まれる。

（実施の形態１）
図１〜図３は、本発明の実施の形態１におけるマイクロ波加熱装置の説明図である。図１は全体構成を示す斜視図、図２は同マイクロ波加熱装置の断面のイメージ図、図３は同マイクロ波加熱装置の導波管と開口の位置関係を示す図である。

代表的なマイクロ波加熱装置である電子レンジ１０１は、被加熱物（図示せず）を収納可能な加熱室１０２と、マイクロ波を発生させる代表的なマイクロ波発生手段であるマグネトロン１０３と、マグネトロン１０３から放射されたマイクロ波を加熱室１０２に導く導波管１０４と、導波管１０４内のマイクロ波を加熱室１０２内に放射するマイクロ波放射部として導波管１０４のＨ面に設けたＸ字型の円偏波開口１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０を有している。

また、円偏波開口１０５，１０６，１０７、１０８、１０９、１１０は、それぞれの重心位置から導波管１０４の終端部１１１までの距離を、管内波長λｇの１／４の略奇数倍（円偏波開口１０５、１０８からはλｇ／４，円偏波開口１０６，１０９からは３λｇ／４，円偏波開口１０７，１１０からは５λｇ／４）としている。

さらに円偏波開口は、導波管１０４の幅方向の中央１１２よりも幅方向の端部１１３，１１４に寄せられて配置され、円偏波開口１０５，１０６，１０７は端部１１３寄りに、円偏波開口１０８，１０９，１１０は端部１１４寄りに、それぞれ配置されている。

また電子レンジ１０１は、図１のように、円偏波開口１０５，１０６，１０７、１０８，１０９，１１０の上部をカバーしつつ被加熱物を載置する載置台１１５と、被加熱物の出し入れのためのドア１１６を有する。ここで載置台１１５は、ガラスやセラミックなどマイクロ波が透過しやすい材料で構成する。

ここで円偏波は、移動通信および衛星通信の分野で広く用いられている技術であり、身近な使用例としては、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ
Ｓｙｓｔｅｍ）「ノンストップ自動料金収受システム」などが挙げられる。円偏波は、電界の偏波面が電波の進行方向に対して時間に応じて回転するマイクロ波であり、円偏波を形成すると電界の方向が時間に応じて変化し続けて、時間的に電界強度の大きさが変化しないという特徴を有している。この円偏波をマイクロ波加熱装置に適用すれば、従来の直線偏波によるマイクロ波加熱と比較して、被加熱物を特に円偏波の周方向に対して均一に加熱することが期待される。なお、円偏波は回転方向から右旋偏波（ＣＷ：ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）と左旋偏波（ＣＣＷ：ｃｏｕｎｔｅｒ ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）の２種類に分類されるが、加熱の分野では特に性能に違いはない。

円偏波としては特許文献１や特許文献２のように導波管壁面の開口で構成するものや、特許文献３に示されたようなパッチアンテナで構成するものがあるが、本実施の形態の円偏波開口１０５，１０６，１０７、１０８，１０９，１１０は、特許文献１に示されたものと同様に導波管１０４のＨ面に形成して円偏波を放射するものである。

ここで図４を用いて導波管について説明する。最も単純で一般的な導波管は、図４のように一定の長方形の断面（幅ａ×高さｂ）を伝送方向に伸ばした直方体からなり、マイクロ波の波長をλとしたときに、導波管の幅ａ（マイクロ波の波長λ＞ａ＞λ／２）、高さｂ（＜λ／２）の範囲に選ぶことにより、ＴＥ１０モードでマイクロ波を伝送することが知られている。電子レンジでは波長λは約１２０ｍｍであり、一般的には幅ａを８０〜１００ｍｍ、高さｂを１５〜４０ｍｍ程度に選ぶことが多い。このとき図４の上下の面を磁界が平行に渦巻く面という意味でＨ面１１７，１１８と呼び、左右の面を電界に平行な面という意味でＥ面１１９，１２０と呼ぶ。ちなみにマイクロ波が導波管内を伝送されるときの波長は、管内波長λｇとあらわされ、λｇ＝λ／√（１−（λ／（２×ａ））＾２）となり、幅ａ寸法によって変化するが、高さｂ寸法には無関係に決まる。ちなみにＴＥ１０モードでは、導波管の幅方向の両端（Ｅ面）１１９，１２０で電界が０、幅方向の中央で電界が最大となる。よってマグネトロン１０３は電界が最大となる導波管の幅方向の中
央に結合させる構成とする。

本実施の形態の円偏波開口１０５，１０６，１０７、１０８，１０９，１１０は、図２、図３のように、長孔を直交させてＸ字型を為す開口で、導波管１０４のＨ面の中央からどちらか片側に偏らせて配置することで円偏波を発生できる形状であり、Ｈ面のどちらに寄せるかで右旋偏波か左旋偏波に分かれることになる。

図５はシミュレーション結果である。加熱室１２１の壁面は放射境界（マイクロ波が反射しない境界条件）とし、Ｘ字型の円偏波開口１２２が１つだけの簡単な構成で、導波管１２３の終端部１２４も放射境界（マイクロ波が反射しない境界条件）としたものである。図５（ａ）は上から見たモデル形状、図５（ｂ）は解析結果であり上から見た加熱室内の電界強度のコンタ図である。図５（ｂ）を見ると、円偏波らしく電界が渦を巻いており、円偏波開口１２２を中心として導波管の伝送方向１２５（紙面の左右方向）、導波管の幅方向１２６（紙面の上下方向）とも均等な電界分布を発生すると思われる。

ここで、開放空間の通信分野と閉空間の加熱の分野では、いくつか異なる点があるので説明を加える。通信分野では、他のマイクロ波との混在を避けて必要な情報のみを送受信したいから、送信側は右旋偏波か左旋偏波のどちらかに限定して送信し、受信側もそれに合わせた最適な受信アンテナを選ぶことになる。一方、加熱の分野では、指向性を有する受信アンテナの代わりに特に指向性のない食品などの被加熱物がマイクロ波を受けるので、マイクロ波が全体に均等に当たることのみが重要となる。よって加熱の分野では右旋偏波と左旋偏波が混在しても問題はないが、逆に被加熱物の置き位置や形状によって不均等な分布になるのをできるだけ防ぐ必要がある。

たとえば図５のように単一の円偏波開口１２２の場合、被加熱物を円偏波開口１２２の真上に置くと良いが、前後あるいは左右にずらして置くと、どうしても円偏波開口１２２に近い部位が加熱されやすく、遠い部位は加熱されにくく、結果として加熱ムラが生じてしまう。よって円偏波開口を複数にするほうが望ましい。本実施の形態では、図２のように、導波管の伝送方向に３列、導波管の幅方向に２列で、合計６つの円偏波開口１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０を配置している。特に円偏波開口１０５と１０８、１０６と１０９、１０７と１１０は互いに偏波の方向（図５の渦が巻く向き）が逆になるが、このように配置することは通信分野では考えられないことであり、本発明で初めて実現させた加熱分野ならではの配置と言える。

以下に、本実施の形態における作用、効果を説明する。

本実施の形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジ１０１は、被加熱物を収納する加熱室と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段と、マイクロ波を伝送する導波管と、前記加熱室内にマイクロ波を放射するマイクロ波放射部を前記導波管の幅方向（電界および伝送方向に対して直角方向）に複数配置する構成としている。これにより、幅方向の複数のマイクロ波放射部によって導波管の幅方向にマイクロ波を広げることができ、駆動部を用いなくても被加熱物を均一に加熱することができる。

また、本実施の形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジ１０１は、マイクロ波放射部は、導波管の幅方向の中央よりも端部寄りに配置する構成としている。図３より、円偏波開口１０５は導波管の幅方向の中央１１２よりも端部１１３に近い配置であり、円偏波開口１０８は導波管の幅方向の中央１１２よりも端部１１４に近い配置である。マイクロ波放射部が円偏波開口の場合は図５からも明らかなように、円偏波開口の中心１２７、１２８から渦を巻くようにマイクロ波が放射されるので、導波管の幅方向の端部１１３，１１４寄りに円偏波開口の中心１２７、１２８を配置することにより、導波管の幅方向のよ
り遠方にマイクロ波を広げることができ、被加熱物を均一に加熱することができる。

なお、導波管１０４の幅方向の中央１１２側は両方の円偏波開口１０５，１０８からのマイクロ波が合算されるので、円偏波開口１０５，１０８を導波管１０４の端部１１３，１１４寄りに配置したからと言って、導波管１０４の幅方向の中央１１２側のマイクロ波が弱くなりすぎるようなことはない。

また、本実施の形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジ１０１は、マイクロ波放射部の中心は、導波管の幅方向の端部から１／４よりも端部寄りに配置する構成としている。これは図３に示す通り、円偏波開口１０５の中心１２７から導波管１０４の端部１１３までの距離１２９を導波管の幅ａの１／４（＝ａ／４）より短くしているし、同様に円偏波開口１０８の中心１２８から導波管１０４の端部１１４までの距離１３０を導波管の幅ａの１／４（＝ａ／４）より短くしている。これにより、導波管１０４の中央１１２側で両方の円偏波開口１０５，１０８からのマイクロ波が合算されて中央１１２側のマイクロ波が強くなるのを防ぐとともに、確実に、かつ具体的に導波管の端部１１３，１１４寄りに円偏波開口の中心１２７、１２８を配置することができ、導波管の幅方向のより遠方にマイクロ波を広げることができ、被加熱物を均一に加熱することができる。

また、本実施の形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジ１０１は、マイクロ波放射部は、導波管の幅方向の中央にかからない構成としている。これは図３に示す通り、円偏波開口１０５、１０８が導波管の幅方向の中央１１２にかからない構成である。これにより、導波管１０４の中央１１２側で両方の円偏波開口１０５，１０８からのマイクロ波が合算されて中央１１２側のマイクロ波が強くなるのを防ぐとともに、確実に、かつ具体的に導波管の端部１１３，１１４寄りに円偏波開口の中心１２７、１２８を配置することができ、導波管の幅方向のより遠方にマイクロ波を広げることができ、被加熱物を均一に加熱することができる。また、円偏波開口１０５、１０８の両方ともが導波管の幅方向の中央１１２にかかると開口がつながってしまい、独立してマイクロ波を放射することができなくなる（円偏波開口とは言えない構成となり、円偏波のように周囲に均等にマイクロ波を放射できなくなる）が、それを防ぐことができる。

また、本実施の形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジ１０１は、少なくとも二つのマイクロ波放射部は、導波管の幅方向の中央からみて対象に配置する構成としている。これにより、二つの放射部から導波管の幅方向に均等にマイクロ波を広げることができ、被加熱物を均一に加熱することができる。特に本実施の形態では、配置だけでなくマイクロ波放射部の形状自体が、導波管の中央１１２に線対称の形状なので、完全に導波管の幅方向に均等にマイクロ波を広げることができる。

また、本実施の形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジ１０１は、少なくとも二つのマイクロ波放射部は、円偏波を放射する構成としている。マイクロ波放射部が円偏波開口の場合は図５からも明らかなように、円偏波開口の中心１２７、１２８から渦を巻くようにマイクロ波が放射されるので、他の開口に比べると円周方向に均一に加熱することができる。特に導波管の幅方向に対称に配置すると渦の巻き方が互いに逆になるので、導波管の中央側での向きは同方向となり、打消し合うことがない。よって放射したマイクロ波を無駄にせずに広げることができ、被加熱物を均一に加熱することができる。

さらに、本実施の形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジ１０１は、円偏波を放射するマイクロ波放射部は、二つの長孔が交差する略Ｘ字状の構成としている。これにより、簡単な構成で確実に円偏波を放射することができる。

（実施の形態２）
図６、図７は、本発明の実施の形態２におけるマイクロ波加熱装置の説明図である。図６は断面のイメージ図、図７は導波管と開口の位置関係を示す図である。前述の実施の形態と同等の構成や機能については、発明のポイントでない限り説明を省略する。

マイクロ波放射部としての円偏波開口１３１，１３２，１３３を千鳥状に配置しており、円偏波開口１３１，１３３は中央１１２より図６の紙面の下側、円偏波開口１３２は中央１１２より図６の紙面の上側に寄せられた配置で、その結果、導波管１０４の幅方向の二か所に配置されている構成である。

また図７のように、円偏波開口１３１の形状を大きくして外形寸法１３４が導波管の幅ａの１／２よりも大きくなる構成であり、その結果、円偏波開口１３１の中心１３５は端部１１３から幅ａの１／４よりも内寄りの距離１３６に位置し、円偏波開口１３１が導波管の幅方向の中央１１２にかかる構成となり、さらに円偏波開口１３１の端部１３７が導波管の幅方向の端部１１３にかかる構成である。これは円偏波開口からの放射量を増やしたい場合に、開口を大きくする構成として実施するものである。

特に本発明に関して、本実施の形態のマイクロ波加熱装置である電子レンジ１０１は、マイクロ波放射部は、導波管の幅方向の端部にかかる構成としている。これにより、これ以上はあり得ない最も端の位置にマイクロ波放射部を配置できるので、導波管の幅方向に最もマイクロ波を広げることができ、駆動部を用いなくても被加熱物を均一に加熱することができる。

（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３におけるマイクロ波加熱装置の説明図であり、導波管と開口の位置関係を示す図である。前述の実施の形態と同等の構成や機能については、発明のポイントでない限り説明を省略する。

マイクロ波放射部としての円偏波開口１３８，１３９を配置しており、実施例１，２とは異なり、長孔を直交させずに傾斜させて構成することによりＸ字が押しつぶされたような形状としている。この構成により、円偏波開口１３８，１３９の長孔を小さくすることなくマイクロ波放射部の中心１４０，１４１をより導波管１０４の端部１１３，１１４に寄せることができる。その結果、端部１１３からの距離１４２、端部１１４からの距離１４３を、ａ／４よりもさらに小さくできるので、導波管の幅方向にマイクロ波を広げることができ、駆動部を用いなくても被加熱物を均一に加熱することができる。

（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４におけるマイクロ波加熱装置の説明図であり、加熱室断面のイメージ図である。前述の実施の形態と同等の構成や機能については、発明のポイントでない限り説明を省略する。

マイクロ波放射部として円偏波開口１４４を多数配置しているが、特に今までと異なるのは、導波管１０４の幅ａを広くして幅ａ＞λとしている点である。これにより、ＴＥ１０モードではなく、ＴＥ２０モードでマイクロ波を伝送することができる。ちなみにＴＥ２０モードでは導波管の幅方向の中央１４５で電界が０，導波管を１／４に分割する位置１４６，１４７で電界が最大になる。よってマグネトロン１０３は電界が最大となる導波管の幅方向の１／４の位置１４７に結合させる構成とする。円偏波開口１４４は、導波管の幅方向の端部１４８，１４９の間で、電界最大の位置１４６，１４７にはかからないように、かつ千鳥状に配置している。

本実施の形態のマイクロ波加熱装置においては、導波管１０４の幅を広げることで加熱
室の大部分をカバーできるので、前述の実施の形態ほど外側までマイクロ波を広げる必要はない。導波管の幅に応じてマイクロ波放射部の位置を最適化すればよい。

なお、本実施の形態の円偏波給電手段は、導波管上で交差するＸ字型の円偏波開口を例にして示したが、Ｘ字型に限定されるものではない。導波管上で交差する向きの二つの長方スリットがあれば良いと考えられる。あるいは交差しなくても、Ｌ字型やＴ字型に構成したり、特許文献２のように離して配置するときにも応用できる可能性がある。特許文献２によれば図１０（ｂ）のように、二つのスリットは直交関係でなくても３０度程度なら傾けても良いとも示されている。また長孔とは言うものの、長方形に限定されるものではない。開口のコーナー部にＲをつけるとか楕円状にするなどしても円偏波を発生することは可能であろう。基本的な円偏波開口の考え方としては、一方向に長めでその直角方向には短めである長細い形状のものを二つ組み合わせればよいと推察される。

以上のように、本発明のマイクロ波加熱装置は、マイクロ波を被加熱物に均一に照射することができるので、食品の加熱加工や殺菌などを行うマイクロ波加熱装置などに有効に利用することができる。

１０１ 電子レンジ（マイクロ波加熱装置）
１０２，１２１ 加熱室
１０３ マグネトロン（マイクロ波発生手段）
１０４，１２３ 導波管
１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０，１２２，１３１，１３２，１３３，１３８，１３９，１４４ 円偏波開口（マイクロ波放射部）
１１２，１４５ 導波管の幅方向の中央
１１３，１１４，１４８，１４９ 導波管の幅方向の端部
１１９，１２０ Ｅ面（導波管の幅方向の端部）
１２７，１２８，１３５，１４０，１４１ マイクロ波放射部の中心

Claims (8)

1. 被加熱物を収納する加熱室と、
   マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段と、
   マイクロ波を伝送する導波管と、
   前記加熱室内にマイクロ波を放射するマイクロ波放射部を前記導波管の幅方向（電界および伝送方向に対して直角方向）に複数配置する構成としたマイクロ波加熱装置。
2. マイクロ波放射部は、導波管の幅方向の中央よりも端部寄りに配置する構成とした請求項１記載のマイクロ波加熱装置。
3. マイクロ波放射部の中心は、導波管の幅方向の端部から１／４よりも端部寄りに配置する構成とした請求項１または２記載のマイクロ波加熱装置。
4. マイクロ波放射部は、導波管の幅方向の中央にかからない構成とした請求項１または２記載のマイクロ波加熱装置。
5. マイクロ波放射部は、導波管の幅方向の端部にかかる構成とした請求項１または２記載のマイクロ波加熱装置。
6. 少なくとも二つのマイクロ波放射部は、導波管の幅方向の中央からみて対象に配置する構成とした請求項１ないし５のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱装置。
7. 少なくとも二つのマイクロ波放射部は、円偏波を放射する構成とした請求項１ないし６のいずれか１項に記載のマイクロ波加熱装置。
8. 円偏波を放射するマイクロ波放射部は、二つの長孔が交差する略Ｘ字状の構成とした請求項７記載のマイクロ波加熱装置。