JPS62177890A - マイクロ波オーブン - Google Patents
マイクロ波オーブンInfo
- Publication number
- JPS62177890A JPS62177890A JP61301885A JP30188586A JPS62177890A JP S62177890 A JPS62177890 A JP S62177890A JP 61301885 A JP61301885 A JP 61301885A JP 30188586 A JP30188586 A JP 30188586A JP S62177890 A JPS62177890 A JP S62177890A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slot
- excitation system
- axis
- waveguide
- rotation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/72—Radiators or antennas
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明はマイクロ波調理オーブンに関するものであり、
更に詳しくは空胴内のエネルギ分布の時間平均一様性を
向上したこのようなオーブンに対する改良された励振シ
ステムに関するものである。
更に詳しくは空胴内のエネルギ分布の時間平均一様性を
向上したこのようなオーブンに対する改良された励振シ
ステムに関するものである。
マイクロ波オーブン励振システムの設計で絶えず問題に
なるのは、空胴内のエネルギの空間分布が一様でないこ
とによって生じる調理空胴内のホット・スポットおよび
コールド・スポットをなくすことである。この問題に対
する多数の異なる方法が従来技術で開示されてきた。例
えば米国特許第4,463,239号に開示された1つ
の方法では、調理空胴内のエネルギ分布の良好な時間平
均一様性を有効に実現する効率のよい低いプロフィール
の励振システムが提供されている。しかし、この方法は
比較的長い空胴に適用すると調理性能が低下する。
なるのは、空胴内のエネルギの空間分布が一様でないこ
とによって生じる調理空胴内のホット・スポットおよび
コールド・スポットをなくすことである。この問題に対
する多数の異なる方法が従来技術で開示されてきた。例
えば米国特許第4,463,239号に開示された1つ
の方法では、調理空胴内のエネルギ分布の良好な時間平
均一様性を有効に実現する効率のよい低いプロフィール
の励振システムが提供されている。しかし、この方法は
比較的長い空胴に適用すると調理性能が低下する。
本発明は上記米国i許に開示されたシステムを改良する
ことであり、上記米国特許の構造の比較的簡単で低プロ
フィールの特徴を保持しながら、長い調理空胴内の調理
性能を向上することである。
ことであり、上記米国特許の構造の比較的簡単で低プロ
フィールの特徴を保持しながら、長い調理空胴内の調理
性能を向上することである。
発明の要約
本発明によれば、導電性の壁によって形成されたほぼ長
方形の細長い室からなる共振型の調理空胴をそなえたマ
イクロ波オーブンにおいて、空胴内のエネルギ分布の時
間平均一様性を向上するための改良された励振システム
が提供される。空胴の頂壁に沿ってほぼ中央に伸びる長
方形の導波管がマグネトロンからのエネルギを調理空胴
に結合する。導波管と調理空胴との間の共通の壁に円形
の開口が形成され、この開口は空胴の壁に対して横方向
中央の位置に配置される。この開口は回転可能に取り付
けられた金属の円形の放射ディスク・アンテナによって
実質的にふさがれている。ディスク・アンテナは共通壁
の空胴側で開口とオーバラップしている。ディスク・ア
ンテナはその最も外側の周縁から空胴の中に放射して背
景放射を形成することにより空胴のエネルギ分布の一様
性を向上するように構成されている。本発明の好ましい
一形式では、ディスク・アンテナの直径は1.5乃至2
自由空間波長程度の直径になっている。
方形の細長い室からなる共振型の調理空胴をそなえたマ
イクロ波オーブンにおいて、空胴内のエネルギ分布の時
間平均一様性を向上するための改良された励振システム
が提供される。空胴の頂壁に沿ってほぼ中央に伸びる長
方形の導波管がマグネトロンからのエネルギを調理空胴
に結合する。導波管と調理空胴との間の共通の壁に円形
の開口が形成され、この開口は空胴の壁に対して横方向
中央の位置に配置される。この開口は回転可能に取り付
けられた金属の円形の放射ディスク・アンテナによって
実質的にふさがれている。ディスク・アンテナは共通壁
の空胴側で開口とオーバラップしている。ディスク・ア
ンテナはその最も外側の周縁から空胴の中に放射して背
景放射を形成することにより空胴のエネルギ分布の一様
性を向上するように構成されている。本発明の好ましい
一形式では、ディスク・アンテナの直径は1.5乃至2
自由空間波長程度の直径になっている。
主要なエネルギ放射機構はディスク・アンテナ中に形成
された一対の横向きの放射スロットとして形成される。
された一対の横向きの放射スロットとして形成される。
第1のスロットはディスク・アンテナの回転軸線から伸
びる第1の半径線に対してほぼ横切る向きに配置される
。第2のスロットは第1の半径線に対して90″の角度
で回転軸線から伸びる第2の半径線に対して横切る向き
に配置されている。第1のスロットは上記第2のスロッ
トに対して半径方向外側に配置される。第1および第2
のスロットは、第1のスロットが導波管の縦軸線に対し
て垂直になるようにそろったときはそれぞれ直列スロッ
トおよび分路スロットとして作用するように配置される
。第1および第2のスロットは、また、第1のスロット
が導波管の縦軸線に平行になるようにそろったときはそ
れぞれ分路スロットおよび直列スロットとして作用する
。
びる第1の半径線に対してほぼ横切る向きに配置される
。第2のスロットは第1の半径線に対して90″の角度
で回転軸線から伸びる第2の半径線に対して横切る向き
に配置されている。第1のスロットは上記第2のスロッ
トに対して半径方向外側に配置される。第1および第2
のスロットは、第1のスロットが導波管の縦軸線に対し
て垂直になるようにそろったときはそれぞれ直列スロッ
トおよび分路スロットとして作用するように配置される
。第1および第2のスロットは、また、第1のスロット
が導波管の縦軸線に平行になるようにそろったときはそ
れぞれ分路スロットおよび直列スロットとして作用する
。
第1のスロットは、ディスクの1/4回転毎に強い結合
点を通過して導波管内を伝搬するエネルギに強く結合さ
れるように半径方向位置に配置される。強い結合点は導
波管の短絡終端部から1/2管内波長のほぼ整数倍のと
ころに回転軸線を配置することによって設定される。第
2のスロットは、比較的中位の結合が行なわれるように
半径方向に隔たって配置される。この構成により、ディ
スク・アンテナはその周縁から放射して、アンテナの回
転につれて強度が変化する比較的一定の背景放射パター
ンを作る。第1のスロットは交互に比較的強く結合され
た直列放射スロットおよび分路放射スロットとして作用
する。同時に、第2のスロットはディスク・アンテナの
1/4回転毎に交互に比較的中位に結合された分路放射
スロットおよび直列放射スロットとして作用する。ディ
スクの周縁からの放射は中心から最も離れた空胴の外側
領域を照射し、第1のスロットは回転軸線と外側領域と
の中間にある領域を照射し、最も内側の第2のスロット
は空胴の中心部分を照射する。
点を通過して導波管内を伝搬するエネルギに強く結合さ
れるように半径方向位置に配置される。強い結合点は導
波管の短絡終端部から1/2管内波長のほぼ整数倍のと
ころに回転軸線を配置することによって設定される。第
2のスロットは、比較的中位の結合が行なわれるように
半径方向に隔たって配置される。この構成により、ディ
スク・アンテナはその周縁から放射して、アンテナの回
転につれて強度が変化する比較的一定の背景放射パター
ンを作る。第1のスロットは交互に比較的強く結合され
た直列放射スロットおよび分路放射スロットとして作用
する。同時に、第2のスロットはディスク・アンテナの
1/4回転毎に交互に比較的中位に結合された分路放射
スロットおよび直列放射スロットとして作用する。ディ
スクの周縁からの放射は中心から最も離れた空胴の外側
領域を照射し、第1のスロットは回転軸線と外側領域と
の中間にある領域を照射し、最も内側の第2のスロット
は空胴の中心部分を照射する。
本発明の好ましい一形式では、対向する空胴壁からの反
射によって生じる空胴の中心近くでの反射波干渉を最小
限にするため、スロットは回転軸線から半径方向に1/
8波長の奇数倍離れたところに配置される。
射によって生じる空胴の中心近くでの反射波干渉を最小
限にするため、スロットは回転軸線から半径方向に1/
8波長の奇数倍離れたところに配置される。
本発明の好ましい一形式では、各スロットは長さがほぼ
1/2波長の長方形のルーバ付きスロットで構成される
。スロットには長方形のフランジの付いたルーバが設け
られる。フランジは各スロットの最も内側の縁に沿って
形成され、ディスク・アンテナの回転軸線がら空胴の内
部に向って離れるように伸びて、スロット平面に対して
鋭角を形成する。スロットのルーバは、垂直フィールド
成分が増大させ、スロットから放射されるマイクロ波エ
ネルギの方向を変えるように作用して、空胴の中の被加
熱負荷に対する結合の一様性を向上させる。
1/2波長の長方形のルーバ付きスロットで構成される
。スロットには長方形のフランジの付いたルーバが設け
られる。フランジは各スロットの最も内側の縁に沿って
形成され、ディスク・アンテナの回転軸線がら空胴の内
部に向って離れるように伸びて、スロット平面に対して
鋭角を形成する。スロットのルーバは、垂直フィールド
成分が増大させ、スロットから放射されるマイクロ波エ
ネルギの方向を変えるように作用して、空胴の中の被加
熱負荷に対する結合の一様性を向上させる。
本発明の新規性のある特徴は特許請求の範囲に記載しで
あるが、以下の図面を参照した詳細な説明により本発明
の構成と内容はより明らかとなろう。
あるが、以下の図面を参照した詳細な説明により本発明
の構成と内容はより明らかとなろう。
発明の詳細な説明
第1図および第2図には全体的に10で表わしたマイク
ロ波オーブンが示されている。外側キャビネットは6個
のキャビネット壁、すなわち、頂壁12)底壁14、後
壁16.2つの側壁18および20、ならびに一部がち
ょうつがいで支持されたドア22で形成され、かつ一部
が制御パネル23で形成された前壁を含む。外側キャビ
ネットの内側の空間は一般に調理空胴24および制御器
隔室26に分けられている。調理空胴は頂壁28、底壁
30、側壁32および34を含む。空胴の後壁はキャビ
ネットの後壁16であり、空胴の前壁はドア22の内側
面36によって形成される。空胴24の公称寸法は高さ
8.875インチ(22゜54cm)、幅18インチ(
45,72cm) 、奥行12.5インチ(31,’
75cm)である。底壁30の両側には上向きのテー
パ一部分37が含まれている。部分37は底壁の主壁部
分を高くなったシェルフ支持部分38に接続する。シェ
ルフ支持部分38はシェルフ39を底壁30から約3/
4インチ(1,9cm)上に支持する。シェルフ39は
パイロセラム(Pyroceram )またはネオセラ
ム(Neoeeram)という商標で市販されているも
ののようなマイクロ波を通す誘電体で作られ、空胴24
の中に加熱すべき負荷を支持するために底壁30に近接
してそれにほぼ平行に空胴24の中に配置される。
ロ波オーブンが示されている。外側キャビネットは6個
のキャビネット壁、すなわち、頂壁12)底壁14、後
壁16.2つの側壁18および20、ならびに一部がち
ょうつがいで支持されたドア22で形成され、かつ一部
が制御パネル23で形成された前壁を含む。外側キャビ
ネットの内側の空間は一般に調理空胴24および制御器
隔室26に分けられている。調理空胴は頂壁28、底壁
30、側壁32および34を含む。空胴の後壁はキャビ
ネットの後壁16であり、空胴の前壁はドア22の内側
面36によって形成される。空胴24の公称寸法は高さ
8.875インチ(22゜54cm)、幅18インチ(
45,72cm) 、奥行12.5インチ(31,’
75cm)である。底壁30の両側には上向きのテー
パ一部分37が含まれている。部分37は底壁の主壁部
分を高くなったシェルフ支持部分38に接続する。シェ
ルフ支持部分38はシェルフ39を底壁30から約3/
4インチ(1,9cm)上に支持する。シェルフ39は
パイロセラム(Pyroceram )またはネオセラ
ム(Neoeeram)という商標で市販されているも
ののようなマイクロ波を通す誘電体で作られ、空胴24
の中に加熱すべき負荷を支持するために底壁30に近接
してそれにほぼ平行に空胴24の中に配置される。
制御器隔室26の中にはマグネトロン40が取り付けら
れている。マグネトロン40は通常、家の壁面のコンセ
ントから利用できる120ボルトの交流電源のような適
当な電源(図示しない)に接続したとき中心周波数がほ
ぼ2455メガヘルツのマイクロ波エネルギ出カブロー
ブ42に発生するように構成されている。
れている。マグネトロン40は通常、家の壁面のコンセ
ントから利用できる120ボルトの交流電源のような適
当な電源(図示しない)に接続したとき中心周波数がほ
ぼ2455メガヘルツのマイクロ波エネルギ出カブロー
ブ42に発生するように構成されている。
制御器隔室26の正面開口が制御パネル23によって閉
じられている。マイクロ波オーブンを完成するためには
他の多数の部品が必要であるが、図や説明をわかりやす
くするために本発明に関連した要素だけを図示し説明す
る。このような他の要素はすべて通常のものであり、当
業者には周知のものである。
じられている。マイクロ波オーブンを完成するためには
他の多数の部品が必要であるが、図や説明をわかりやす
くするために本発明に関連した要素だけを図示し説明す
る。このような他の要素はすべて通常のものであり、当
業者には周知のものである。
マイクロ波オーブン10に適用した本発明による励磁シ
ステムの構造について次に説明する。マイクロ波エネル
ギ源はマグネトロン40である。
ステムの構造について次に説明する。マイクロ波エネル
ギ源はマグネトロン40である。
マグネトロン40のマグネトロン出カブローブ42から
マイクロ波エネルギは空胴の頂壁28に沿ってほぼ中央
を伸びる長方形の供給導波管48を介して調理空胴24
に結合されている。導波管48は断面がほぼ長方形であ
り、はぼU字形断面の部材50と空胴の頂壁28の一部
とによって形成される。空胴の頂壁28は導波管48お
よび空胴24に対して共通の壁を形成する。導電性の端
壁52がマグネトロン40から遠い方にある導波管48
の短絡終端部を構成する。部材50は溶接等の適当な手
段により空胴の頂壁28に取り付けるための適当なフラ
ンジ54を含む。導波管48の寸法はTEIO伝搬モー
ドを支持するような寸法になっている。詳しく述べると
、幅(空胴の正面から後側の方向に伸びる寸法)は1/
2管内波長より大きいが1管内波長より小さく、高さは
1/2管内波長より小さい。ここで用いている「管内波
長」という用語は導波管48の中を伝搬するマイクロ波
エネルギの波長と定義される。図示の実施例では、導波
管48の高さの公称値は1インチ(2,54cm)であ
り、幅の公称値は3.83インチ(9,73cm)であ
る。管内波長は約6.15インチ(15,62cm)で
ある。
マイクロ波エネルギは空胴の頂壁28に沿ってほぼ中央
を伸びる長方形の供給導波管48を介して調理空胴24
に結合されている。導波管48は断面がほぼ長方形であ
り、はぼU字形断面の部材50と空胴の頂壁28の一部
とによって形成される。空胴の頂壁28は導波管48お
よび空胴24に対して共通の壁を形成する。導電性の端
壁52がマグネトロン40から遠い方にある導波管48
の短絡終端部を構成する。部材50は溶接等の適当な手
段により空胴の頂壁28に取り付けるための適当なフラ
ンジ54を含む。導波管48の寸法はTEIO伝搬モー
ドを支持するような寸法になっている。詳しく述べると
、幅(空胴の正面から後側の方向に伸びる寸法)は1/
2管内波長より大きいが1管内波長より小さく、高さは
1/2管内波長より小さい。ここで用いている「管内波
長」という用語は導波管48の中を伝搬するマイクロ波
エネルギの波長と定義される。図示の実施例では、導波
管48の高さの公称値は1インチ(2,54cm)であ
り、幅の公称値は3.83インチ(9,73cm)であ
る。管内波長は約6.15インチ(15,62cm)で
ある。
マグネトロンのプローブ42から放射されるエネルギに
対するマイクロ波エネルギ発射領域56はプローブ42
の上面と側面を囲む導波管部材50の伸長部によって形
成される。支持フランジ57が発射領域の底部を囲んで
いる。導電性の端壁58はプローブ42から約3/4イ
ンチ(1,91cm)離れており、発射領域短絡導波管
終端部を形成する。この間隔は適正な電力出力および動
作特性のためのマグネトロン製造者の推奨に従っている
。発射領域56の幅は導波管48の幅と同じであるが、
高さは2インチ(5,08cm)程度である。開口端に
面する湾曲部59が空胴の側壁32と頂壁28との交点
に形成される。
対するマイクロ波エネルギ発射領域56はプローブ42
の上面と側面を囲む導波管部材50の伸長部によって形
成される。支持フランジ57が発射領域の底部を囲んで
いる。導電性の端壁58はプローブ42から約3/4イ
ンチ(1,91cm)離れており、発射領域短絡導波管
終端部を形成する。この間隔は適正な電力出力および動
作特性のためのマグネトロン製造者の推奨に従っている
。発射領域56の幅は導波管48の幅と同じであるが、
高さは2インチ(5,08cm)程度である。開口端に
面する湾曲部59が空胴の側壁32と頂壁28との交点
に形成される。
第2図および第3図に示すように、円形のディスク・ア
ンテナ部材62が空胴の頂壁28に平行な平面内で回転
するように空胴24の中に取り付けられる。ディスク・
アンテナ62を取り付けるために、導波管48の幅に等
しい直径を有する円形開口64が導波管48と共通な空
胴の頂壁28の部分に形成される。ディスク・アンテナ
62は全体を72で表わした一体成形されたプラスチッ
ク部材72によって支持される。この部材72は半円形
の平坦な台部分74および垂直に伸びる円筒形の中央シ
ャフト部分76を有する。ディスク・アンテナ62はポ
リスルホンのスナップ・ボタン(図示しない)によって
支持部材72の台部分74に取り付けられる。ディスク
・アンテナ62を回転させるための駆動電動機80が、
パンケーキ形のフィルタ/取付はブラケット82によっ
て導波管48の頂壁の外側の面に取り付けられている。
ンテナ部材62が空胴の頂壁28に平行な平面内で回転
するように空胴24の中に取り付けられる。ディスク・
アンテナ62を取り付けるために、導波管48の幅に等
しい直径を有する円形開口64が導波管48と共通な空
胴の頂壁28の部分に形成される。ディスク・アンテナ
62は全体を72で表わした一体成形されたプラスチッ
ク部材72によって支持される。この部材72は半円形
の平坦な台部分74および垂直に伸びる円筒形の中央シ
ャフト部分76を有する。ディスク・アンテナ62はポ
リスルホンのスナップ・ボタン(図示しない)によって
支持部材72の台部分74に取り付けられる。ディスク
・アンテナ62を回転させるための駆動電動機80が、
パンケーキ形のフィルタ/取付はブラケット82によっ
て導波管48の頂壁の外側の面に取り付けられている。
電動機80の駆動シャフト84は導波管48の頂壁を貫
通して伸びる。支持部材72の垂直に伸びる円筒形のシ
ャフト部分76の中には上向きの盲穴が形成されており
、この盲穴は電動機シャフト84を受は入れて、ディス
ク・アンテナ62をシャフト84で回転可能に支持させ
る。開口64およびディスク・アンテナ62を取り囲む
プラスチックのカバー88が弾性タブ90によって空胴
の頂壁28に取り付けられる。この弾性タブ90はこの
目的のために開口64のまわりに環状に分布した壁28
の中の小さなスロットを通って突き出てる。
通して伸びる。支持部材72の垂直に伸びる円筒形のシ
ャフト部分76の中には上向きの盲穴が形成されており
、この盲穴は電動機シャフト84を受は入れて、ディス
ク・アンテナ62をシャフト84で回転可能に支持させ
る。開口64およびディスク・アンテナ62を取り囲む
プラスチックのカバー88が弾性タブ90によって空胴
の頂壁28に取り付けられる。この弾性タブ90はこの
目的のために開口64のまわりに環状に分布した壁28
の中の小さなスロットを通って突き出てる。
カバー88および支持部材72は耐熱性が高くかつ誘電
損失が低いプラスチック材料で作ることが好ましい。支
持部材72に適した材料はテフロン(Tcflon)と
いう商標で販売されている合成フッ化物樹脂である。カ
バー88は支持部材72からの低い電波強度にさらされ
るので、ポリプロピレン等のようなより安価なプラスチ
ック材料で作ることができる。
損失が低いプラスチック材料で作ることが好ましい。支
持部材72に適した材料はテフロン(Tcflon)と
いう商標で販売されている合成フッ化物樹脂である。カ
バー88は支持部材72からの低い電波強度にさらされ
るので、ポリプロピレン等のようなより安価なプラスチ
ック材料で作ることができる。
以下、第3図および第4図を参照してディスク・アンテ
ナ部材とそのスロットの幾何学的形状と寸法について更
に詳細に説明する。しかし、ここに説明する実施例の特
定の寸法は必らずしも有用な値の限度または発明の範囲
の限界を表わすものではなく、例示にすぎないことに留
意されたい。
ナ部材とそのスロットの幾何学的形状と寸法について更
に詳細に説明する。しかし、ここに説明する実施例の特
定の寸法は必らずしも有用な値の限度または発明の範囲
の限界を表わすものではなく、例示にすぎないことに留
意されたい。
同様に、本発明の動作理論の現在わかっていることにつ
いての以下の説明は当業者の便宜のために行なうもので
あり、ここに説明している発明を詳細な動作理論に限定
するものであるとみなすべきでない。
いての以下の説明は当業者の便宜のために行なうもので
あり、ここに説明している発明を詳細な動作理論に限定
するものであるとみなすべきでない。
空胴の頂壁28に対するディスクの直径と間隔はディス
クがその周縁でマイクロ波エネルギを放射して空胴内に
比較的静的な背景放射パターンが得られるように選択さ
れる。ディスクの直径を・1.5自由空間波長より大き
いが2自由空間波長より小さい直径とし、ディスクと空
胴の頂壁との間の垂直間隔を0.2インチ(5,1mm
)乃至0.3インチ(7,6mm)程度(これは約0.
05自由空間波長に相当する)にすることによって良好
な放射が行なわれることが経験的に明らかになった。例
示の実施例では、ディスクの直径を公称8インチ(20
,32c+n)としくこれは約13/8自由空間波長に
相当する)、頂壁28とディスクとの間の垂直間隔を公
称0.25インチ(6,4mm)とした。これらの寸法
により、スロットのない平坦なディスクでは、例示の実
施例の調理空胴に対して1に近いインピーダンス整合が
得られる。
クがその周縁でマイクロ波エネルギを放射して空胴内に
比較的静的な背景放射パターンが得られるように選択さ
れる。ディスクの直径を・1.5自由空間波長より大き
いが2自由空間波長より小さい直径とし、ディスクと空
胴の頂壁との間の垂直間隔を0.2インチ(5,1mm
)乃至0.3インチ(7,6mm)程度(これは約0.
05自由空間波長に相当する)にすることによって良好
な放射が行なわれることが経験的に明らかになった。例
示の実施例では、ディスクの直径を公称8インチ(20
,32c+n)としくこれは約13/8自由空間波長に
相当する)、頂壁28とディスクとの間の垂直間隔を公
称0.25インチ(6,4mm)とした。これらの寸法
により、スロットのない平坦なディスクでは、例示の実
施例の調理空胴に対して1に近いインピーダンス整合が
得られる。
しかし、ディスク・アンテナからの周辺放射は、導波管
からのエネルギを調理空胴に結合するための二次的な機
構である。空胴内にエネルギを結合するための主要な機
構は、ディスク82中に形成された2個の横向きの長方
形で細長い放射スロット92および94で構成される。
からのエネルギを調理空胴に結合するための二次的な機
構である。空胴内にエネルギを結合するための主要な機
構は、ディスク82中に形成された2個の横向きの長方
形で細長い放射スロット92および94で構成される。
第1のスロット92は、ディスクの回転軸線から伸びる
第1の半径線96に対してほぼ横切る向きに配置され、
その横方向中心がディスクの回転軸線から約3/8自由
空間波長のところにある。第2のスロット94は、第1
の半径線に対して90’の角度でディスクの回転軸線か
ら伸びる第2の半径線98に対して横切る向きに配置さ
れる。このスロットの横方向中心は回転軸線から約1/
8自由空間波長のところにある。各スロットにはルーバ
が設けられ、ルーバは長方形のフランジ100で構成さ
れる(第5図参照)。フランシト00は各スロットの最
も内側の縁に沿って形成されて、スロットの軸線から空
胴24の内部に向って離れるように伸び、スロットの平
面に対して鋭角を形成する。
第1の半径線96に対してほぼ横切る向きに配置され、
その横方向中心がディスクの回転軸線から約3/8自由
空間波長のところにある。第2のスロット94は、第1
の半径線に対して90’の角度でディスクの回転軸線か
ら伸びる第2の半径線98に対して横切る向きに配置さ
れる。このスロットの横方向中心は回転軸線から約1/
8自由空間波長のところにある。各スロットにはルーバ
が設けられ、ルーバは長方形のフランジ100で構成さ
れる(第5図参照)。フランシト00は各スロットの最
も内側の縁に沿って形成されて、スロットの軸線から空
胴24の内部に向って離れるように伸び、スロットの平
面に対して鋭角を形成する。
この構成により、第1および第2のスロット92および
94は、(第3図に示すように)第1のスロットの縦軸
線を導波管の縦軸線に平行にそろえたときはそれぞれ分
路スロットおよび直列スロットとして作用し、また第1
のスロットの縦軸線を導波管の縦軸線に対して垂直にそ
ろえたときはそれぞれ直列スロットおよび分路スロット
として作用するように配向配置されている。
94は、(第3図に示すように)第1のスロットの縦軸
線を導波管の縦軸線に平行にそろえたときはそれぞれ分
路スロットおよび直列スロットとして作用し、また第1
のスロットの縦軸線を導波管の縦軸線に対して垂直にそ
ろえたときはそれぞれ直列スロットおよび分路スロット
として作用するように配向配置されている。
空胴の両側壁に対して横方向中心に配置された回転軸線
からほぼ1/8自由自由波長の奇数倍(スロット92に
ついては約378波長、スロット94については約1/
8波長)だけ離れた位置にスロットが配置されているた
め、一方の壁から各スロットに到来する反射エネルギは
他方の対向する側壁からの反射エネルギに対して約1/
4自由空間波長だけ位相がずれている。これにより空胴
24の中心近くの破壊的な干渉が最小限となり、中心の
コールド・スポットが防止される。
からほぼ1/8自由自由波長の奇数倍(スロット92に
ついては約378波長、スロット94については約1/
8波長)だけ離れた位置にスロットが配置されているた
め、一方の壁から各スロットに到来する反射エネルギは
他方の対向する側壁からの反射エネルギに対して約1/
4自由空間波長だけ位相がずれている。これにより空胴
24の中心近くの破壊的な干渉が最小限となり、中心の
コールド・スポットが防止される。
マグネトロンのプローブ42および回転軸線と端壁52
との間のそれぞれの縦方向距離は、適当なインピーダン
ス整合および導波管からディスク82のスロットへのエ
ネルギの良好な結合が得られるように選択される。スロ
ットに対する最適な結合を得るためには、スロットが分
路スロットとして作用する位置にそろったときに最大フ
ィールド点に近接して配置されるように回転軸線は導波
管の最大フィールド点に近接していなければならない。
との間のそれぞれの縦方向距離は、適当なインピーダン
ス整合および導波管からディスク82のスロットへのエ
ネルギの良好な結合が得られるように選択される。スロ
ットに対する最適な結合を得るためには、スロットが分
路スロットとして作用する位置にそろったときに最大フ
ィールド点に近接して配置されるように回転軸線は導波
管の最大フィールド点に近接していなければならない。
例示の実施例では、端壁52はマグネトロンのプローブ
42から15.80インチ(40,13cm)、ディス
ク・アンテナ62の回転軸線から4.61インチ(11
,71cm)のところに配置される。スロット92は回
転軸線から半径方向の距離約2インチ(5,08cm)
のところに配置されている。したがって、スロット92
は、直列スロットとして作用する位置にそろったとき、
最も近い位置では導波管短絡終端部すなわち端壁52か
ら約2.6インチ(fs、6cm)、最も遠い位置では
6.6インチ(16,76cm)のところに配置される
。これらの位置はそれぞれ、導波管48の短絡終端部か
ら1/2管内波長(約3.1インチすなわち約7.87
cm)の倍数に等しい距離のところに存在する最小導波
管フィールド点に近接している(0.5インチ以内すな
わち1.27cm以内)。同様に、分路スロットとして
作用する位置にそろったとき、各スロットは導波管短絡
終端部からほぼ4.61インチ(11,71cm)のと
ころに配置される。この位置は、導波管から各方向のス
ロットに対する結合をほぼ最適にするため、短絡終端部
から3/4管内波長の所に生ずる最大フィールド点に近
接している。内側のスロット94は導波管48の回転軸
線の近くにあるので、ディスク・アンテナの角度位置に
拘わらず中位の結合が行なわれる。その結果、時間平均
で考えると外側のスロット92はディスク・アンテナの
すべての角度位置に対して内側のスロットより密に結合
された支配的なスロットとなる。例示の実施例では、各
スロットは長さが2.5インチ(6,35cm)で幅が
0,5インチ(1,27■)であり、0.375インチ
(9,5報)のルーバがディスクから下向きに伸び、デ
ィスク平面からフランジ100の一番下側の縁の先端ま
で測った垂直方向の距離は0.14インチ乃至0.16
インチ(3,6mm乃至4.1mm)である。
42から15.80インチ(40,13cm)、ディス
ク・アンテナ62の回転軸線から4.61インチ(11
,71cm)のところに配置される。スロット92は回
転軸線から半径方向の距離約2インチ(5,08cm)
のところに配置されている。したがって、スロット92
は、直列スロットとして作用する位置にそろったとき、
最も近い位置では導波管短絡終端部すなわち端壁52か
ら約2.6インチ(fs、6cm)、最も遠い位置では
6.6インチ(16,76cm)のところに配置される
。これらの位置はそれぞれ、導波管48の短絡終端部か
ら1/2管内波長(約3.1インチすなわち約7.87
cm)の倍数に等しい距離のところに存在する最小導波
管フィールド点に近接している(0.5インチ以内すな
わち1.27cm以内)。同様に、分路スロットとして
作用する位置にそろったとき、各スロットは導波管短絡
終端部からほぼ4.61インチ(11,71cm)のと
ころに配置される。この位置は、導波管から各方向のス
ロットに対する結合をほぼ最適にするため、短絡終端部
から3/4管内波長の所に生ずる最大フィールド点に近
接している。内側のスロット94は導波管48の回転軸
線の近くにあるので、ディスク・アンテナの角度位置に
拘わらず中位の結合が行なわれる。その結果、時間平均
で考えると外側のスロット92はディスク・アンテナの
すべての角度位置に対して内側のスロットより密に結合
された支配的なスロットとなる。例示の実施例では、各
スロットは長さが2.5インチ(6,35cm)で幅が
0,5インチ(1,27■)であり、0.375インチ
(9,5報)のルーバがディスクから下向きに伸び、デ
ィスク平面からフランジ100の一番下側の縁の先端ま
で測った垂直方向の距離は0.14インチ乃至0.16
インチ(3,6mm乃至4.1mm)である。
本発明のこのアンテナ構成によって得られる付加的な利
点は、回転軸線を最大フィールド点(端壁52によって
位置が定められる導波管短絡終端部からほぼ3/4管内
波長の所)に配置できること、および適正なインピーダ
ンス整合を得るために付加的な空胴または導波管の同調
を必要としないことである。
点は、回転軸線を最大フィールド点(端壁52によって
位置が定められる導波管短絡終端部からほぼ3/4管内
波長の所)に配置できること、および適正なインピーダ
ンス整合を得るために付加的な空胴または導波管の同調
を必要としないことである。
ディスクの周縁からの背景放射と回転スロットからのダ
イナミック放射とを組み合わせて、外側のスロットによ
りオーブンの中間領域を照射し、内側のスロットにより
空胴の中央部分を照射し、ディスクの周縁からの放射に
より空胴の最も外側の領域を照射することにより、前述
の米国特許第4463239号に開示された単一スロッ
ト構成またはスロットのない簡単なディスクを使用した
場合に比べ著しく改良された調理性能が得られることが
経験的に明らかになった。その理由の1つは、内側およ
び外側のスロットが分路位置と直列位置の間を動くので
、ディスクの回転につれて両スロットからの放射が変化
して、空胴内の放射パターンが時間的に変るためと考え
られる。ディスりの周縁から伝搬するエネルギについて
は比較的に静的すなわち一定の放射パターンとなり、そ
の強度はディスクの回転につれて変る。これは、各回転
の間にスロットによってインピーダンスが変化するため
に、導波管からのエネルギの分布が周縁放射とスロット
放射の間で変るからである。また、スロットにルーバを
設けたことにより平坦なスロットのみの場合に比べて調
理性能が向上した。
イナミック放射とを組み合わせて、外側のスロットによ
りオーブンの中間領域を照射し、内側のスロットにより
空胴の中央部分を照射し、ディスクの周縁からの放射に
より空胴の最も外側の領域を照射することにより、前述
の米国特許第4463239号に開示された単一スロッ
ト構成またはスロットのない簡単なディスクを使用した
場合に比べ著しく改良された調理性能が得られることが
経験的に明らかになった。その理由の1つは、内側およ
び外側のスロットが分路位置と直列位置の間を動くので
、ディスクの回転につれて両スロットからの放射が変化
して、空胴内の放射パターンが時間的に変るためと考え
られる。ディスりの周縁から伝搬するエネルギについて
は比較的に静的すなわち一定の放射パターンとなり、そ
の強度はディスクの回転につれて変る。これは、各回転
の間にスロットによってインピーダンスが変化するため
に、導波管からのエネルギの分布が周縁放射とスロット
放射の間で変るからである。また、スロットにルーバを
設けたことにより平坦なスロットのみの場合に比べて調
理性能が向上した。
これはルーバによりスロットから放射されるエネルギの
垂直フィールド成分が大きくなり、負荷に対する結合が
改善されるためと考えられる。
垂直フィールド成分が大きくなり、負荷に対する結合が
改善されるためと考えられる。
本発明の特定の実施例を図示し説明したが、当業者には
多数の変形および変更を考えることができよう。したが
って、特許請求の範囲は本発明の趣旨と範囲内に入るこ
のような変形および変更をすべて包含するものである。
多数の変形および変更を考えることができよう。したが
って、特許請求の範囲は本発明の趣旨と範囲内に入るこ
のような変形および変更をすべて包含するものである。
第1図は本発明の励振システムを適用したマイクロ波オ
ーブンの斜視図である。第2図は第1図の線2−2に沿
って見たマイクロ波オーブンの概略断面図である。第3
図は導波管と放射ディスク・アンテナの取り付けの細部
構造を示すために一部を取り除いた第1図のオーブンの
部分的な上面図である。第4図は本発明の一実施例によ
る回転ディスク・アンテナの平面図である。第5図は1
つの放射スロットのルーバ構造を示すための第4図の線
5−5に沿って見た部分的な断面図である。 (主な符号の説明) 24・・・空胴、28・・・空胴の頂壁、40・・・マ
グネトロン、48・・・供給導波管、52・・・端壁(
導波管短絡終端部)、62・・・ディスク・アンテナ、
64・・・開口、92.94・・・スロット、96.9
8・・・半径線、100・・・フランジ。
ーブンの斜視図である。第2図は第1図の線2−2に沿
って見たマイクロ波オーブンの概略断面図である。第3
図は導波管と放射ディスク・アンテナの取り付けの細部
構造を示すために一部を取り除いた第1図のオーブンの
部分的な上面図である。第4図は本発明の一実施例によ
る回転ディスク・アンテナの平面図である。第5図は1
つの放射スロットのルーバ構造を示すための第4図の線
5−5に沿って見た部分的な断面図である。 (主な符号の説明) 24・・・空胴、28・・・空胴の頂壁、40・・・マ
グネトロン、48・・・供給導波管、52・・・端壁(
導波管短絡終端部)、62・・・ディスク・アンテナ、
64・・・開口、92.94・・・スロット、96.9
8・・・半径線、100・・・フランジ。
Claims (14)
- (1)導電性の壁をそなえたマイクロ波オーブン調理空
胴に対する励振システムに於いて、調理空胴の1つの壁
の外表面に沿って伸びる長方形の供給導波管であって、
当該導波管の1つの壁は調理空胴の上記1つの壁の少な
くとも一部分と共通であり、この共通の壁には上記空胴
に対して横方向の中央に位置する円形の開口が形成され
ている当該供給導波管、 上記導波管に結合されて上記導波管の中にマイクロ波エ
ネルギ伝搬モードを設定するマイクロ波エネルギ発生器
、 上記導波管に設けられて、上記円形開口に対して上記発
生器とは反対の側に配置された短絡終端部、 上記共通壁に平行な平面内で回転するように空胴の中に
取り付けられ、回転軸線が上記円形開口と同軸になるよ
うに配置された円形の金属製の放射ディスク・アンテナ
であって、その最も外側の周縁からエネルギを放射する
当該ディスク・アンテナ、ならびに 上記ディスクの中に形成された2個の横向きの細長い放
射スロットであって、当該スロットの内の第1のスロッ
トは上記ディスク・アンテナの上記回転軸線から伸びる
第1の半径線に対してほぼ横切る向きに配置され、当該
スロットの内の第2のスロットは上記第1半径線に対し
て90°の角度で上記回転軸線から伸びる第2の半径線
に対して横切る向きに配置されており、上記第1のスロ
ットは上記第2のスロットに対して半径方向外側の位置
であって上記導波管内を伝搬するエネルギに対して比較
的強く結合するように選定された位置に配置され、上記
第2のスロットは上記導波管のエネルギに対して比較的
中位の結合を行なうように配置されている当該2個の放
射スロットを備えている励振システム。 - (2)特許請求の範囲第(1)項記載の励振システムに
於いて、上記ディスク・アンテナの直径が1.5乃至2
自由空間波長の範囲にあり、上記ディスク・アンテナの
上記共通壁に対する垂直方向の間隔が約0.05自由空
間波長である励振システム。 - (3)特許請求の範囲第(1)項記載の励振システムに
於いて、上記第1のスロットは上記回転軸線から半径方
向に約3/8自由空間波長のところに配置され、上記第
2のスロットは上記回転軸線から半径方向に約1/8自
由空間波長のところに配置されている励振システム。 - (4)特許請求の範囲第(2)項の励振システムに於い
て、上記第1のスロットは上記回転軸線から半径方向に
約3/8自由空間波長のところに配置され、上記第2の
スロットは上記回転軸線から半径方向に約1/8自由空
間波長のところに配置されている励振システム。 - (5)特許請求の範囲第(3)項記載の励振システムに
於いて、上記スロットから放射されるエネルギの垂直電
界成分を増大させてオーブン内の被加熱負荷に対する結
合を向上するために上記スロットにルーバが設けられて
いる励振システム。 - (6)特許請求の範囲第(4)項記載の励振システムに
於いて、上記スロットから放射されるエネルギの垂直電
界成分を増大させてオーブン内の被加熱負荷に対する結
合を向上するために上記スロットにルーバが設けられて
いる励振システム。 - (7)特許請求の範囲第(6)項記載の励振システムに
於いて、上記のルーバ付きのスロットの各々は、該スロ
ットの最も内側の縁に沿って形成された長方形のフラン
ジを有し、上記フランジは上記回転軸線から上記空胴の
内部に向って離れるように伸びて、スロット平面に対し
て鋭角を形成している励振システム。 - (8)特許請求の範囲第(5)項記載の励振システムに
於いて、上記のルーバ付きのスロットの各々は、該スロ
ットの最も内側の縁に沿って形成された長方形のフラン
ジを有し、上記フランジは上記回転軸線から上記空胴の
内部に向って離れるように伸びて、スロット平面に対し
て鋭角を形成している励振システム。 - (9)導電性の壁をそなえたマイクロ波オーブン調理空
胴に対する励振システムに於いて、調理空胴の1つの壁
の外表面に沿って伸びる長方形の供給導波管であって、
当該導波管の1つの壁は上記調理空胴の上記1つの壁の
少なくとも一部分と共通であり、この共通の壁には上記
調理空胴に対して横方向の中央に位置する円形の開口が
形成されている当該供給導波管、 上記導波管に結合されて上記導波管の中にマイクロ波エ
ネルギ伝搬モードを設定するマイクロ波エネルギ発生器
、 上記導波管に設けられて、上記円形開口に対して上記発
生器とは反対の側に配置された短絡終端部であって、上
記円形開口の中心近くに最大フィールド点を設定するよ
うに配置されている当該短絡終端部、 上記共通壁に平行な平面内で回転するように上記空胴内
に取り付けられ、回転軸線が上記円形開口と同軸であり
、直径が1.5乃至2自由空間波長の範囲にあり、上記
共通壁に対する垂直方向の間隔が上記共通壁との間でエ
ネルギを伝搬するのに十分な間隔であって、最も外側の
周縁からエネルギを放射する円形の金属製のディスク・
アンテナ、ならびに 上記ディスク・アンテナの中に形成された2個の横向き
の細長い放射スロットであって、当該スロットの内の第
1のスロットは上記ディスク・アンテナの上記回転軸線
から伸びる第1の半径線に対してほぼ横切る向きに配置
され、上記第1のスロットの縦軸中心線は上記回転軸線
から約3/8自由空間波長のところで上記第1の半径線
と交わり、当該スロットの内の第2のスロットは上記第
1の半径線に対して90°の角度で上記回転軸線から伸
びる第2の半径線に対して横切る向きに配置され、上記
第2のスロットの縦軸中心線は上記回転軸線から約1/
8自由空間波長のところで上記第2の半径線と交わり、
上記第1のスロットは、上記導波管の縦軸線に対して垂
直になるようにそろったときは最小導波管フィールド点
のすぐ近くを通るように横方向に位置決めされた直列ス
ロットとして作用し、かつ上記導波管の縦軸線に平行に
なるようにそろったときは最大導波管フィールド点のす
ぐ近くを通るように横方向に位置決めされた分路スロッ
トとして作用するように配置され、上記第2のスロット
は上記アンテナ回転時に最大導波管フィールド点の比較
的すぐ近くにとどまるように横方向に位置決めされてい
る当該2個の放射スロットを備え、 上記ディスク・アンテナがその周縁から放射して、アン
テナの回転につれて強度の変化する比較的静的な背景放
射パターンを形成し、また上記ディスク・アンテナの1
/4回転毎に、上記第1のスロットが交互に強く結合さ
れた直列スロットおよび分路スロットとして作用すると
共に、上記第2のスロットが中位に結合された分路スロ
ットおよび直列スロットとして作用して、上記アンテナ
の回転時に動的放射パターンを形成することを特徴とす
る励振システム。 - (10)特許請求の範囲第(9)項記載の励振システム
に於いて、上記各スロットは長さが約1/2波長で、幅
が0.10波長より小さい長方形のスロットである励振
システム。 - (11)特許請求の範囲第(10)項記載の励振システ
ムに於いて、上記スロットから放射されるエネルギの垂
直電界成分を増大させてオーブン内の被加熱負荷に対す
る結合を向上するために上記スロットにルーバが設けら
れている励振システム。 - (12)特許請求の範囲第(9)項記載の励振システム
に於いて、上記スロットから放射されるエネルギの垂直
電界成分を増大させてオーブン内の被加熱負荷に対する
結合を向上するために上記スロットにルーバが設けられ
ている励振システム。 - (13)特許請求の範囲第(12)項記載の励振システ
ムに於いて、上記のルーバ付きのスロットの各々は、該
スロットの最も内側の縁に沿って形成された長方形のフ
ランジを有し、上記フランジは上記回転軸線から上記空
胴の内部に向って離れるように伸びて、スロット平面に
対して鋭角を形成している励振システム。 - (14)特許請求の範囲第(11)項記載の励振システ
ムに於いて、上記の各ルーバ付きのスロットの各々は、
該スロットの最も内側の縁に沿って形成された長方形の
フランジを有し、上記フランジは上記回転軸線から上記
空胴の内部に向って離れるように伸びて、スロット平面
に対して鋭角を形成している励振システム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/813,638 US4642435A (en) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | Rotating slot antenna arrangement for microwave oven |
US813638 | 1985-12-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62177890A true JPS62177890A (ja) | 1987-08-04 |
JPH0719659B2 JPH0719659B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=25212982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61301885A Expired - Fee Related JPH0719659B2 (ja) | 1985-12-26 | 1986-12-19 | マイクロ波オーブン |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4642435A (ja) |
JP (1) | JPH0719659B2 (ja) |
KR (1) | KR940005059B1 (ja) |
CA (1) | CA1263452A (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4967050A (en) * | 1987-11-11 | 1990-10-30 | Imanishi Kinzoku Kogyo Kabushiki Kaisha | High frequency cooking device with ceiling mounted semi-spherical reflector |
GB2212368A (en) * | 1987-11-24 | 1989-07-19 | Imarflex Mfg | High-frequency energy cooking devices |
US6097018A (en) * | 1998-04-06 | 2000-08-01 | Lg Electronics Inc. | Circular polarization generating system for microwave oven |
FR2798549B1 (fr) * | 1999-09-10 | 2002-01-11 | Brandt Cooking | Antenne pour four a micro ondes |
JP2001244064A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 電子レンジ |
JP4024145B2 (ja) * | 2002-12-27 | 2007-12-19 | 三洋電機株式会社 | 電子レンジ |
WO2009048642A1 (en) * | 2007-10-11 | 2009-04-16 | Accelbeam Devices Llc | Microwave reactor |
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