JPH1116675A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波加熱装置の加熱室内にマイクロ波エネ
ルギ−強度の一定な回転電界を生成することができるよ
うにするとともに、被加熱物をより均一に加熱すること
ができるようにする。 【解決手段】 Ｈ面壁９に第１のマグネトロン１を取り
付けた第１の導波管３と、Ｈ面壁10に第２のマグネトロ
ン２を取り付けるとともに、同他端を第１の導波管の第
１のマグネトロンの設けられた側とは反対側の端部にお
いて互いのＨ面が直交するように接続した第２の導波管
４と、それぞれの導波管の接続部に形成された加熱室５
と、それぞれの導波管の接続部の管壁に開設された開口
７と、加熱室内において被加熱物を電界のＥ面に対して
直角な方向に往復移動させるための被加熱物移動装置19
で高周波加熱装置を構成し、加熱室内にマイクロ波エネ
ルギ−強度の一定な回転電界を生成するとともに、被加
熱物をより均一に加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被加熱物を加熱するの
に２個のマグネトロンを使用する高周波加熱装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】被加熱物を良好に加熱するための加熱手
法が進歩し、従来困難とされていた最適加熱が可能とな
りつつある。

【０００３】こうした状況において、加熱室内のマイク
ロ波電界の強度を増大させるために２個のマグネトロン
を使用した高周波加熱装置の例が見られる。たとえば実
開昭５９−１３６１９４号公報のように、それぞれに１
個ずつマグネトロンを装着した２本の導波管を互いに直
交させて接続したものを加熱室内の天井部に取り付け
て、マイクロ波を加熱室の上部から被加熱物に対して放
射する高周波加熱装置が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述例の２個のマグネ
トロンを使用した高周波加熱装置では、加熱室内に大出
力のマイクロ波エネルギ−を供給することは出来るもの
の、被加熱物は概して外側部分だけが急激に加熱されて
しまい、内側の加熱が十分に出来ないという問題があっ
た。つまり、加熱室内に生成された電界の向きが一定で
あり回転していないために、その電界のマイクロ波エネ
ルギ−強度が加熱室内において均一でないという問題が
あった。さらに、各導波管がそれぞれのＥ面が直交する
ように接続するいわゆるＨベンド接続されているため、
それらマグネトロンのそれぞれから放射されるマイクロ
波は導波管内を電播して合流する際に、それぞれのマイ
クロ波に位相ずれが生じていると、時として加熱出力が
低下してしまう場合があるという問題があった。

【０００５】また、導波管内を伝播するマイクロ波によ
る電界の強度は、導波管内の管壁に接触する箇所ではゼ
ロであり、その箇所から管壁に対して垂直方向に離れて
いく程強くなる特性があるため、加熱室に設置された被
加熱物は、加熱室の内壁付近と加熱室の中央付近とで、
均一な加熱がされにくいという問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解決するために、２個のマグネトロンから加熱室内に供
給されるマイクロ波の電界の向きに着目する。

【０００７】まず、マイクロ波を加熱室に対して９０度
異なる方向から均一に電播させる必要がある。そのため
に、第１のマグネトロンを加熱室のたとえば縦方向部
に、第２のマグネトロンを加熱室の前述の縦方向とは異
なる横方向部に設置する。より詳しくいうと、第１のマ
グネトロンを第１の導波管の一端のＨ面壁に取り付け、
第２のマグネトロンを第２の導波管の一端のＨ面壁に取
り付けるとともに、その第２の導波管の他の一端を第１
の導波管における第１のマグネトロンが設置されていな
い端部においてお互いのＨ面が直交するようにいわゆる
Ｅベンド接続をさせる。そして、この接続部の各導波管
によって形成された空間を、被加熱物が収納される加熱
室とする。

【０００８】その際、加熱室内につくられる電界の向き
を単に一定方向ではなく、時間的に変化させて回転させ
る必要がある。そのために、第１の導波管の管長と第２
の導波管の管長の差をλｇ／４とする。

【０００９】また、加熱室に設置される被加熱物がその
全体を均一に加熱が行われるようにするために、被加熱
物を電界のＥ面に直角な方向に対して前後に往復移動さ
せる被加熱物移動装置を加熱室内に装備することとす
る。

【００１０】

【発明の実施形態】第１のマグネトロンからマイクロ波
が放射され、第１の導波管内から加熱室内にかけて、第
１の導波管のＨ面と垂直な方向に第１の電界をつくる。
また、同じように第２のマグネトロンからマイクロ波が
放射され、第２の導波管内から加熱室内にかけて、第２
の導波管のＨ面と垂直な方向すなわち第１の導波管のＨ
面と平行な方向に電界をつくる。ここで、第１のマグネ
トロンのマイクロ波と第２のマグネトロンのマイクロ波
は出力が同じで位相が９０度異なっており、その状況の
もとで、第１のマグネトロンの電界ベクトルと第２のマ
グネトロンの電界ベクトルの直交合成によって生成され
る電界ベクトルが向きを時間的に変化させることによ
り、回転電界となる。

【００１１】加熱室内における回転電界の強度は、各導
波管のＨ面に対しては一定であるが、各導波管のＨ面と
直角にあたるいわゆるＥ面に対しては加熱室内のＥ面壁
側を最小にして、そのＥ面壁側から垂直方向に離れるに
したがい強くなり加熱室中央部付近で最大となる。そこ
で、加熱室内に設置される被加熱物を加熱室内のＥ面壁
側に向けて往復移動させることの出来る移動装置を加熱
室底部に設けることで、被加熱物は一定な強度の電界内
に設置された状態と同様の作用を得て均一に加熱される
ようになる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。

【００１３】図１は本発明の高周波発生装置の概念構成
図であり、図２、図３は本発明の高周波発生装置の断面
図である。これらの図において１は被加熱物にマイクロ
波を放射する第１のマグネトロンであり、２は第１のマ
グネトロン１と同じ出力のマイクロ波を放射する第２の
マグネトロンである。３は長手方向の一端のＨ面壁にこ
の第１のマグネトロン１を取り付けた第１の導波管であ
り、４は長手方向の一端のＨ面壁に第２のマグネトロン
を取り付け、もう一方の一端を第１の導波管３の第１の
マグネトロン１が装着されていない一端において直交さ
せいわゆるＥベンド接続をした第２の導波管である。５
は第１の導波管３と第２の導波管４とのＥベンド接続部
に設けられた、被加熱物を設置するための加熱室であ
る。６は電源制御装置であり、７はこの加熱室に被加熱
物を出し入れするための開口、８はこの開口７を開閉自
在に塞ぐためのドアである。９は第１のマグネトロン１
が装着される第１の導波管３のＨ面壁であり、10は第２
のマグネトロン２が装着される第２の導波管４のＨ面壁
である。11は加熱室５内に設置される被加熱物であり、
12は第１のマグネトロン１によるマイクロ波で、13は第
２のマグネトロン２によるマイクロ波である。14は第１
のマグネトロン１のマイクロ波12による電界であり、15
は第２のマグネトロン２のマイクロ波13による電界であ
る。16は第１のマグネトロン１のマイクロ波12による電
界14のベクトルであり、17は第２のマグネトロン２のマ
イクロ波13による電界15のベクトルである。18はそれら
電界ベクトル16、17による合成電界ベクトルである。

【００１４】図４は本発明の概念構成図である図１のＡ
−Ａ′線における断面図であり、19は加熱室５内におい
て被加熱物11を開口７に対して前後に往復移動させるた
めの被加熱物移動装置である。

【００１５】次にこのように構成された実施例の動作を
説明する。図２において、まず、電源制御装置６を作動
させるとマグネトロン１に通電されてマイクロ波12を放
射し、また同じようにマグネトロン２もマイクロ波13を
放射する。マイクロ波12は加熱室５に向けてＨ面壁９と
垂直な向きに電界14をつくりながら電播し、マイクロ波
13も加熱室５に向けてＨ面壁10と垂直な向きに電界15を
つくりながら電播する。つまり電界14と電界15はお互い
の向きが直角になるようにつくられるわけである。電界
14のマイクロ波エネルギ−の強度は電界ベクトル16の矢
印の長さであり、この電界ベクトル16は加熱室５内にＨ
面壁９と垂直な方向で進入する。同じように電界15のマ
イクロ波エネルギ−の強度は電界ベクトル17の矢印の長
さであり、この電界ベクトル17はＨ面壁10と垂直な方
向、つまりＨ面壁９と平行な方向で加熱室５内に進入す
る。加熱室５内に電播したマイクロ波12およびマイクロ
波13は加熱室５内でお互いに合流し、電界ベクトル16と
電界ベクトル17がベクトル合成される。ここで合成され
た電界のマイクロ波エネルギ−の強度は、電界ベクトル
16がＨ面壁９に対して平行であり、また電界ベクトル17
がＨ面壁９に対して垂直であるのでそれぞれの電界ベク
トル16（垂直電界ベクトル）と電界ベクトル17（水平電
界ベクトル）との和になる。また、導波管３と導波管４
の管長差をλｇ／４としているので、加熱室５内のマイ
クロ波12とマイクロ波13はそれぞれの位相が異なる。そ
のため、図３に示すように加熱室５内の電界ベクトル16
（垂直電界ベクトル）と電界ベクトル17（水平電界ベク
トル）はお互いに向きが時々刻々と変化するため、合成
される電界ベクトル18に回転が生じる。したがって、加
熱室５内の合成電界は回転電界として、電界の強度を一
定に保持したままで回転するのである。それにより、加
熱室５内全体における電界の強度は回転電界の効果で導
波管３のＨ面壁９側に対して常に均一となり、加熱室５
内における導波管３のＨ面壁９側に対して被加熱物11を
均一に加熱することができる。

【００１６】また、マイクロ波の特性により、加熱室５
内において導波管３のＨ面壁９側と直角なＥ面壁20に対
しては電界の強度が、Ｅ面壁20側を最小にしてＥ面壁側
から離れるにしたがい強くなり加熱室中央部付近で最大
になることから、加熱室内底部に設けた被加熱物移動装
置が被加熱物を各導波管のＥ面に対してすなわち開口に
向かって接近離反するよう往復移動させることにより、
被加熱物を均一に加熱することができるようになる。そ
の結果、加熱室５内に設置された被加熱物11は、その内
側、外側を一定なエネルギ−のマイクロ波で均一に加熱
されるわけである。さらにドア８が開かれた時には、被
加熱物11が加熱室５内のいかなる位置にあっても、ドア
８の手前つまり開口７際まで被加熱物は自動的に移動し
てくる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、出力が同
じで位相のことなるそれぞれのマイクロ波を、両者の電
界ベクトルが直角に合成されるように加熱室内へ電播さ
せることにより、加熱室内に強度の一定なマイクロ波エ
ネルギ−の回転電界を発生させることができるととも
に、電界強度の小さい加熱室の内壁側に対して被加熱物
を往復移動させることができるので、被加熱物の均一な
加熱ができ、たとえばブロック状の冷凍食品を内側まで
均一な温度で解凍できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概念構成図である。

【図２】本発明の一実施例の断面図である。

【図３】本発明の一実施例の断面図である。

【図４】本発明の一実施例の図１のＡ−Ａ′断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 第１のマグネトロン ２ 第２のマグネトロン ３ 第１の導波管 ４ 第２の導波管 ５ 加熱室 ６ 電源制御装置 ７ 開口 ８ ドア ９ 第１の導波管のＨ面壁 １０ 第２の導波管のＨ面壁 １１ 被加熱物 １２ 第１のマグネトロンによるマイクロ波 １３ 第２のマグネトロンによるマイクロ波 １４ 第１のマグネトロンのマイクロ波による電界 １５ 第２のマグネトロンのマイクロ波による電界 １６ 第１のマグネトロンのマイクロ波による電界ベク
トル １７ 第２のマグネトロンのマイクロ波による電界ベク
トル １８ 第１のマグネトロンのマイクロ波と第２のマグネ
トロンのマイクロ波とによる合成電界ベクトル １９ 被加熱物移動装置 ２０ 第１の導波管のＥ面壁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のマグネトロン（１）と、長手方向
   の一端のＨ面壁にこの第１のマグネトロンを取り付けた
   第１の導波管（３）と、第２のマグネトロン（２）と、
   長手方向の一端のＨ面壁にこの第２のマグネトロンを取
   り付けるとともに同他端を前記第１の導波管の前記第１
   のマグネトロンの設けられた側とは反対側の端部におい
   て互いのＨ面が直交するように接続した第２の導波管
   （４）と、前記第１の導波管と前記第２の導波管の接続
   部に形成された加熱室（５）と、この加熱室の内外に被
   加熱物を出し入れするために前記第１の導波管と前記第
   ２の導波管の接続部の管壁に開設された開口（７）と、
   前記加熱室内において被加熱物を電界のＥ面に対して直
   角な方向に往復移動させるための被加熱物移動装置（１
   ９）とで構成されていることを特徴とする高周波加熱装
   置。