CN109156054A - 高频加热装置 - Google Patents

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Abstract

高频加热装置(1a)具有第一生成部(8)、表面波激励体(9)以及第一耦合部(12)。第一生成部(8)生成微波。表面波激励体(9)具有在微波的传播方向上以规定的间隔周期性地配置的多个金属板(11)，使微波以表面波模式传播而对加热对象物(6)进行加热。第一耦合部(12)设置于表面波激励体(9)在微波的传播方向(D)上的中间部，使得由第一生成部(8)所生成的微波经由第一耦合部(12)被供给至表面波激励体(9)。根据本方式，能够更加均匀地对加热对象物进行加热。

Description

高频加热装置
技术领域
本发明涉及微波炉等高频加热装置。
背景技术
以往，开发出向表面波传输线路供给微波而对食品等加热对象物进行加热的高频加热装置。
例如，在专利文献1中，公开了如下的高频加热装置：通过向表面波传输线路直接供给微波，对载置于表面波传输线路上的冷冻寿司进行解冻。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-166133号公报
发明内容
在高频加热装置的领域中，如何更均匀地对加热对象物进行加热是长年的课题。本发明的目的在于，提供有助于解决上述课题的高频加热装置。
本发明的一个方式的高频加热装置具有第一生成部、表面波激励体以及第一耦合部。第一生成部生成微波。表面波激励体具有在微波的传播方向上以规定的间隔周期性地配置的多个金属板，使微波以表面波模式传播而对加热对象物进行加热。第一耦合部设置于表面波激励体在微波的传播方向上的中间部，使得由第一生成部所生成的微波经由第一耦合部被供给至表面波激励体。
根据本发明的高频加热装置，能够更加均匀地对加热对象物进行加热。
附图说明
图1是示意性地示出实施方式1的高频加热装置的结构的纵剖视图。
图2是示意性地示出实施方式1的高频加热装置的结构的横剖视图。
图3是在图2所示的横剖视图上示意性地示出表面波模式的微波在表面波激励体上传播的情形的图。
图4是示出本发明的实施方式2的表面波传输线路的结构的框图。
图5是示出本发明的实施方式3的表面波传输线路的结构的框图。
图6是示出本发明的实施方式4的表面波传输线路的结构的框图。
具体实施方式
本发明的第一方式的高频加热装置具有第一生成部、表面波激励体以及第一耦合部。
第一生成部生成微波。表面波激励体具有在微波的传播方向上以规定的间隔周期性地配置的多个金属板，使微波以表面波模式传播而对加热对象物进行加热。第一耦合部设置于表面波激励体在微波的传播方向上的中间部，使得由第一生成部所生成的微波经由第一耦合部被供给至表面波激励体。
本发明的第二方式的高频加热装置在第一方式的基础上，具有第二耦合部和第三耦合部。第二耦合部设置于表面波激励体在微波的传播方向上的一个端部。第三耦合部设置于表面波激励体在微波的传播方向上的另一个端部。
本发明的第三方式的高频加热装置在第二方式的基础上还具有分配器。分配器将由第一生成部所生成的微波分配给第一耦合部、第二耦合部以及第三耦合部。
本发明的第四方式的高频加热装置在第二方式的基础上还具有第二生成部和第三生成部。第二生成部生成具有与由第一生成部所生成的微波不同的频率的微波并供给至第二耦合部。第三生成部生成具有与由第一生成部所生成的微波不同的频率的微波并供给至第三耦合部。
根据本发明的第五方式的高频加热装置，在第四方式中，由第二生成部所生成的微波具有与由第三生成部所生成的微波不同的频率。
本发明的第六方式的高频加热装置在第二方式的基础上还具有第二生成部和分配器。第二生成部生成具有与由第一生成部所生成的微波不同的频率的微波。分配器将由第二生成部所生成的微波分配给第二耦合部和第三耦合部。
根据本发明的第七方式的高频加热装置，在第六方式中，由第二生成部所生成的微波具有与由第一生成部所生成的微波不同的频率。
以下，参照附图对本发明的高频加热装置的优选实施方式进行说明。具体而言，本发明的高频加热装置是微波炉。但是，本发明的高频加热装置不限于此，包含利用介质加热的加热装置、生活垃圾处理机、半导体制造装置等。
在以下的说明中，对相同或同等的构成要素标注相同的参照标号而省略重复的说明。
(实施方式1)
＜整体结构＞
图1、图2分别是示意性地示出本发明的实施方式1的高频加热装置1a的结构的纵剖视图、横剖视图。
如图1、图2所示，高频加热装置1a具有加热室2、生成部8、表面波激励体9、耦合部12以及控制部14。表面波激励体9包含设置在中间部的耦合部12、以及以夹着耦合部12的方式设置的表面波激励体9a和表面波激励体9b。
高频加热装置1a构成为利用以表面波模式在表面波激励体9的表面上传播的微波对载置于载置台4上的加热对象物6(在本实施方式中是加热对象物6a、6b)进行加热。
以下，对各个构成要素进行说明。
＜生成部＞
生成部8构成为具有磁控管和逆变器，被控制部14控制而生成微波。生成部8例如也可以具有固体振荡器和电力放大器而代替磁控管和逆变器。在本实施方式中，生成部8相当于第一生成部。
另外，图2示意性地示出了表面波模式的微波在表面波激励体9上传播的情形、以及加热对象物6在载置台4(在图2中未图示)上的载置位置。
＜表面波激励体＞
表面波激励体9设置在载置台4的下方。表面波激励体9使微波以表面波模式传播，对载置于载置台4上的加热对象物6进行加热。
表面波激励体9是具有周期构造的短截线型表面波激励体。表面波激励体9具有在金属板13上以规定的间隔配置的多个金属板11。
表面波激励体9的激励频率依赖于材料、尺寸等。在短截线型表面波激励体的情况下，通过适当选择金属板11的高度、间隔等，能够将激励频率设定为期望的值。一般来说，金属板11的高度越低则表面波激励体9的激励频率越高，金属板11的间隔越窄则表面波激励体9的激励频率越高。
金属板11各自彼此平行地配置。表面波激励体9a、9b使表面波在与金属板11垂直的方向、即金属板11的排列方向上传播。在表面波激励体9a、9b上以表面波模式传播的微波的传播方向D(图中的左右方向)与金属板11的排列方向一致。
＜耦合部＞
在表面波激励体9a、9b之间设置有间隙。在该间隙设置有用于向表面波激励体9a、9b供给微波的耦合部12。表面波激励体9a、9b之间的间隙位于表面波激励体9在微波的传播方向D上的中间部。
在本实施方式中，设置有耦合部12的中间部位于表面波激励体9的在微波的传播方向D上的恰好正中间。但是，中间部只要是整个表面波激励体9的除了微波的传播方向D上的端部以外的部分即可。在本实施方式中，耦合部12相当于第一耦合部。
在本实施方式中，微波经由耦合部12被供给至表面波激励体9a的右端和表面波激励体9b的左端。
图1、图2示出了具有箱形状的形状的耦合部12。但是，只要能够向表面波激励体9供给微波，则耦合部12的形状是任意的。
＜表面波激励体的作用＞
使用图3对表面波激励体9的作用进行说明。图3是在图2所示的横剖视图中示意性地示出表面波模式的微波在表面波激励体9上传播的情形、以及加热对象物6在载置台4(在图3中未图示)上的载置位置。
如图3所示，生成部8所生成的微波经由耦合部12被供给至表面波激励体9a、9b。
表面波激励体9a使表面波S1在远离表面波激励体9b的方向(传播方向D1)上传播。表面波激励体9b使表面波S2在远离表面波激励体9a的方向(传播方向D2)上传播。即，传播方向D1、D2互为相反方向。
通过向微波的传播方向D上的表面波激励体9的中间部供给微波，产生在彼此远离的方向上传播的两个表面波S1、S2。
在表面波激励体9a上传播的表面波S1对接近地载置在表面波激励体9a上的加热对象物6a进行加热。在表面波激励体9b上传播的表面波S2对接近地载置在表面波激励体9b上的加热对象物6b进行加热。
表面波S1、S2的一部分被加热对象物6吸收、或者距耦合部12的距离变远，由此表面波S1、S2的强度降低。但是，基本上表面波S1、S2具有大致相同程度的强度分布，从而将加热对象物6a、6b同等程度地加热。
现有的高频加热装置具有仅从表面波激励体在微波的传播方向上的端部供给微波的结构。在现有的结构中，随着表面波在传播方向上前进，微波的强度呈指数函数降低，从而加热的不均变大。
该现象在对较大的加热对象物进行加热的情况、以及图1、图2所示那样的同时加热多个加热对象物的情况下显著。
在本实施方式中，在表面波激励体9的微波的传播方向D上的中间部设置有耦合部12。在经由耦合部12供给微波时，表面波激励体9生成从中间部向一个端部传播的表面波S1和从中间部向另一个端部传播的表面波S2。
根据本实施方式，与仅从表面波激励体9的一个端部供给微波的情况相比，能够通过表面波S1、S2更加均匀地对加热对象物6a、6b进行加热。
(实施方式2)
针对本发明的实施方式2的高频加热装置1b，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。图4是示意性地示出高频加热装置1b的结构的横剖视图。图4示意性地示出了表面波模式的微波在表面波激励体9上传播的情形、以及加热对象物6在载置台4(在图4中未图示)上的载置位置。
如图4所示，高频加热装置1b除了实施方式1的结构之外还具有耦合部22、24和分配器26。
耦合部22、24以将由生成部8所生成的微波供给至表面波激励体9的方式分别设置在微波的传播方向D上的表面波激励体9的两端。在本实施方式中，耦合部22、24分别相当于第二、三耦合部。
具体而言，耦合部22以将微波供给至表面波激励体9a的方式设置在表面波激励体9a的与表面波激励体9b相反的一侧的端部。耦合部24以将微波供给至表面波激励体9b的方式设置在表面波激励体9b的与表面波激励体9a相反的一侧的端部。
经由耦合部22被供给的微波成为：在表面波激励体9a上从表面波激励体9a的左端起在朝向耦合部12的传播方向D2上传播的表面波S3。经由耦合部24被供给的微波成为：在表面波激励体9b上从表面波激励体9b的右端起在朝向耦合部12的传播方向D1上传播的表面波S4。
分配器26对由生成部8所生成的微波进行分配。如图4所示，分配器26对微波进行分配并供给至耦合部12、22、24。即，向耦合部12、22、24供给相同频率的微波。在分配器26的具体例中，包含有威尔金森型分配器、混频耦合器、电阻分配器等。
根据本实施方式，通过表面波S1、S3对加热对象物6a进行加热，通过表面波S2、S4对加热对象物6b进行加热。其结果是，与实施方式1相比，更加均匀地对加热对象物6a、6b进行加热。
在本实施方式中，由生成部8所生成的微波经由耦合部12、22、24被供给至表面波激励体9。因此，与设置专用于一个耦合部的生成部的情况相比，能够简化结构，从而能够降低制造成本。
(实施方式3)
针对本发明的实施方式3的高频加热装置1c，仅对与实施方式2的不同点进行说明。图5是示意性地示出高频加热装置1c的结构的横剖视图。图5示意性地示出了表面波模式的微波在表面波激励体9上传播的情形、以及加热对象物6在载置台4(在图5中未图示)上的载置位置。
如图5所示，高频加热装置1c还具有生成部32和生成部34。高频加热装置1c具有控制部36而代替控制部14，该控制部36构成为对生成部8、32、34进行控制。
高频加热装置1c不具有分配器26而具有与生成部32和生成部34分别连接的耦合部22、24。在本实施方式中，生成部32、34分别相当于第二、第三生成部。
根据本实施方式，除了源自经由耦合部12被供给的微波的表面波S1、S2之外，还通过源自经由耦合部22、24被供给的微波的表面波S3、S4对加热对象物6a、6b进行加热。
在本实施方式中，生成部8、32、34与耦合部12、22、24分别连接。因此，能够将由生成部8、32、34所生成的彼此不同的频率的微波分别供给至耦合部12、22、24。表面波S3能够具有与表面波S1、S2不同的频率，表面波S4能够具有与表面波S1、S2不同的频率。
由此，不会引起表面波S1和表面波S3相互干涉，而抑制了驻波的产生。不会引起表面波S2和表面波S4相互干涉，而抑制了驻波的产生。能够合成各频率的加热特性，从而获得更加高效地对加热对象物6进行加热的加热特性。
(实施方式4)
针对本发明的实施方式4的高频加热装置1d，仅对与实施方式3的不同点进行说明。图6是示意性地示出高频加热装置1d的结构的横剖视图。图6示意性地示出了表面波模式的微波在表面波激励体9上传播的情形、以及加热对象物6在载置台4(在图6中未图示)上的载置位置。
如图6所示，高频加热装置1d具有生成部42而代替生成部32、34。高频加热装置1d具有控制部46而代替控制部36，该控制部46构成为对生成部8、42进行控制。
高频加热装置1d具有分配器44，该分配器44构成为对由生成部42所生成的微波进行分配并供给至耦合部22、24。在本实施方式中，生成部42相当于第二生成部。
根据本实施方式，除了源自由耦合部12供给的微波的表面波S1、S2之外，还通过源自由耦合部22、24供给的微波的表面波S3、S4对加热对象物6a、6b进行加热。
在本实施方式中，生成部8与耦合部12连接，生成部42经由分配器44而与耦合部22、24连接。因此，能够将由生成部8、42所生成的彼此不同的频率的微波分别供给至耦合部12和耦合部22、24。表面波S3、S4能够具有与表面波S1、S2不同的频率。
由此，不会引起表面波S1和表面波S3相互干涉，而抑制了驻波的产生。不会引起表面波S2和表面波S4相互干涉，而抑制了驻波的产生。能够合成各频率的加热特性，从而获得更加高效地对加热对象物6进行加热的加热特性。
在本实施方式中，与耦合部12对应地设置有生成部8，与耦合部22、24对应地设置有生成部42。因此，与设置专用于一个耦合部的生成部的情况相比，能够简化结构，从而能够降低制造成本。
以上，对实施方式1～4进行了说明，但本发明不限于这些实施方式。
在实施方式1～4中，在微波的传播方向D上的表面波激励体9的中间部设置有耦合部12。但是，也可以在表面波激励体9的中间部设置多个耦合部。
在实施方式1～4中，表面波激励体9具有在其中间部的间隙中设置的耦合部12。但是，只要耦合部12设置在表面波激励体的中间部即可，表面波激励体9并不一定要在中间部具有间隙。
在实施方式2～4中，耦合部22、24分别设置在表面波激励体9的两端。但是，也可以是，仅在表面波激励体9的单侧的端部设置一个耦合部。
在实施方式3中，生成部8、32、34生成频率彼此不同的微波。但是，也可以存在这些微波具有相同的频率的情况。
工业上的可利用性
如上所述，本发明能够应用于微波炉、干燥装置、陶艺用加热装置、生活垃圾处理机、半导体制造装置等。
标号说明
1a、1b、1c、1d：高频加热装置；2：加热室；4：载置台；6、6a、6b：加热对象物；8：生成部(第一生成部)；9、9a、9b：表面波激励体；11、13：金属板；12：耦合部(第一耦合部)；14、36、46：控制部；22：耦合部(第二耦合部)；24：耦合部(第三耦合部)；26、44：分配器；32：生成部(第二生成部)；34：生成部(第三生成部)；42：生成部(第二生成部)。

Claims (7)

1.一种高频加热装置，其中，
该高频加热装置具有：
第一生成部，其构成为生成微波；
表面波激励体，其具有在所述微波的传播方向上以规定的间隔周期性地配置的多个金属板，构成为使所述微波以表面波模式传播而对加热对象物进行加热；以及
第一耦合部，其设置于所述表面波激励体在所述微波的传播方向上的中间部，使得由所述第一生成部所生成的所述微波被供给至所述表面波激励体。
2.根据权利要求1所述的高频加热装置，其中，
该高频加热装置还具有：
第二耦合部，其设置于所述表面波激励体在所述微波的传播方向上的一个端部；以及
第三耦合部，其设置于所述表面波激励体在所述微波的传播方向上的另一个端部。
3.根据权利要求2所述的高频加热装置，其中，
该高频加热装置还具有分配器，该分配器构成为将由所述第一生成部所生成的所述微波分配给所述第一耦合部、所述第二耦合部以及所述第三耦合部。
4.根据权利要求2所述的高频加热装置，其中，
该高频加热装置还具有：
第二生成部，其构成为生成具有与由所述第一生成部所生成的所述微波不同的频率的微波并供给至所述第二耦合部；以及
第三生成部，其构成为生成具有与由所述第一生成部所生成的所述微波不同的频率的微波并供给至所述第三耦合部。
5.根据权利要求4所述的高频加热装置，其中，
由所述第二生成部所生成的所述微波具有与由所述第三生成部所生成的所述微波不同的频率。
6.根据权利要求2所述的高频加热装置，其中，
该高频加热装置还具有：
第二生成部，其生成具有与由所述第一生成部所生成的所述微波不同的频率的微波；以及
分配器，其构成为将由所述第二生成部所生成的所述微波分配给所述第二耦合部和所述第三耦合部。
7.根据权利要求6所述的高频加热装置，其中，
由所述第二生成部所生成的所述微波具有与由所述第一生成部所生成的所述微波不同的频率。
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