CN111052861A - 微波加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微波加热装置,能够控制对加热对象物进行加热的加热区域。本发明的微波加热装置具有:加热室(10),其收容加热对象物(12);微波产生部(30),其是使用半导体元件构成的,并且产生1个或多个微波;波导管(11),其将所述1个或多个微波引导至所述加热室;周期结构体(20),其具有在所述波导管内沿第一方向(X方向)周期性地排列的多个凸部(21),该周期结构体使所述1个或多个微波以表面波模式传播;1个或多个供电部(40),其与所述微波产生部连接,并且向所述波导管供给所述1个或多个微波;以及控制部(50),其通过对所述1个或多个微波的频率进行控制,来对加热所述加热对象物的加热区域进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及微波加热装置。
背景技术
作为微波加热装置,例如已知有使用被称为磁控管的真空管的微波处理装置(例如参照专利文献1)。
在专利文献1中公开了一种微波处理装置,其具有:收容加热对象物的加热室、使微波振荡的振荡源、载置加热对象物的载置台、将微波引导至载置台的波导管、以及与波导管相关联地设置的周期结构体。在专利文献1的微波处理装置中,使用磁控管作为振荡源。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2015/129233号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在专利文献1的微波处理装置中,在控制对加热对象物进行加热的加热区域这一点上还有改善的余地。
因此,本发明的目的在于解决上述课题,提供一种能够容易地控制对加热对象物进行加热的加热区域的微波加热装置。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,本发明的一个方式的微波加热装置具有:
加热室,其收容加热对象物;
微波产生部,其是使用半导体元件构成的,并且产生1个或多个微波;
波导管,其将所述1个或多个微波引导至所述加热室;
周期结构体,其具有在所述波导管内沿第一方向周期性地排列的多个凸部,该周期结构体使所述1个或多个微波以表面波模式传播;
1个或多个供电部,其与所述微波产生部连接,并且向所述波导管供给所述1个或多个微波;以及
控制部,其通过对所述1个或多个微波的频率进行控制,来对加热所述加热对象物的加热区域进行控制。
本发明的一个方式的微波加热装置具有:
加热室,其收容加热对象物;
微波产生部,其是使用半导体元件构成的,并且产生多个微波;
波导管,其将所述多个微波引导至所述加热室;
周期结构体,其具有在所述波导管内沿第一方向周期性地排列的多个凸部,该周期结构体使所述多个微波以表面波模式传播;
多个供电部,其与所述微波产生部连接,并且向所述波导管供给所述多个微波;以及
控制部,其通过对所述多个微波之间的相位差进行控制,来对加热所述加热对象物的加热区域进行控制,
所述多个供电部中的至少2个供电部以彼此具有间隔的方式沿所述第一方向配置。
发明效果
根据本发明的微波加热装置,能够容易地控制对加热对象物进行加热的加热区域。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的微波加热装置的一例的概略剖视结构图。
图2是示出周期结构体的多个凸部之间的沿面距离的图。
图3是本发明的实施方式1的微波加热装置的一例的控制框图。
图4A是示出电场分布分析中使用的分析模型的图。
图4B是示出电场分布分析中使用的分析模型的图。
图5是使用图4A和图4B所示的分析模型变更了微波的振荡频率时的电场分布分析的结果的一例,并且是分析模型的负荷正下方的俯视剖视图。
图6A是示出变形例的周期结构体的图。
图6B是示出另一变形例的周期结构体的图。
图7是本发明的实施方式2的微波加热装置的一例的概略剖视结构图。
图8是本发明的实施方式2的微波加热装置的一例的控制框图。
图9A是示出电场分布分析中使用的分析模型的图。
图9B是示出电场分布分析中使用的分析模型的图。
图10是使用图9A和图9B所示的分析模型变更了2个微波的振荡频率时的电场分布分析的结果的一例,并且是分析模型的负荷正下方的俯视剖视图。
图11是使用图9A和图9B所示的分析模型变更了2个微波的相位差时的电场分布分析的结果的一例,并且是分析模型的负荷正下方的俯视剖视图。
图12是从进深方向观察本发明的实施方式3的微波加热装置的一例时的概略剖视结构图。
图13是从宽度方向观察本发明的实施方式3的微波加热装置的一例时的概略剖视结构图。
图14是示出本发明的实施方式3的微波加热装置的4个供电部的位置关系的一例的图。
图15是本发明的实施方式3的微波加热装置的一例的控制框图。
图16A是示出电场分布分析中使用的分析模型的图。
图16B是示出电场分布分析中使用的分析模型的图。
图17是使用图16A和图16B所示的分析模型变更了4个微波的振荡频率和相位差时的电场分布分析的结果的一例,并且是分析模型的负荷正下方的俯视截面。
图18是变形例的微波加热装置的概略剖视结构图。
图19是变形例的周期结构体的概略结构图。
图20是沿A-A线剖切图19的周期结构体后的概略剖视图。
图21是另一变形例的周期结构体的概略结构图。
图22是另一变形例的周期结构体的概略结构图。
具体实施方式
(作为本公开的基础的知识)
在微波加热装置中,要求控制对加热对象物进行加热的加热区域。具体而言,要求根据被加热的加热对象物,以加热室内的期望区域为目标进行加热或者均匀地对加热室内整体进行加热。
例如,在加热室内收容2个不同的加热对象物进行加热的情况下,要求按照对一个加热对象物进行加热而不对另一个加热对象物加热的方式对加热区域进行控制。
但是,例如在专利文献1所示的微波加热装置中,由于使用磁控管,因此难以对加热区域进行控制。
在使用磁控管的微波加热装置中,多数情况下是采用转台方式或旋转天线方式。在转台方式中,由于被加热部移动,因此难以进行选择加热。另外,即使在旋转天线方式中,根据天线的形状、特别是直径等,可进行选择加热的范围被限定得较窄,并且即使在范围内,也难以实现充分的选择加热性能。另外,以当前的供电方式无法实现选择加热性能和微波炉的本质功能即均匀加热性能的兼顾。
本申请发明人们发现通过利用使用半导体元件构成的微波产生部和周期结构体,对从微波产生部振荡出的1个或多个微波的频率和/或相位差进行控制,能够容易地对加热区域进行控制,来完成了以下发明。
本发明的第1方式的微波加热装置具有:
加热室,其收容加热对象物;
微波产生部,其是使用半导体元件构成的,并且产生1个或多个微波;
波导管,其将所述1个或多个微波引导至所述加热室;
周期结构体,其具有在所述波导管内沿第一方向周期性地排列的多个凸部,该周期结构体使所述1个或多个微波以表面波模式传播;
1个或多个供电部,其与所述微波产生部连接,并且向所述波导管供给所述1个或多个微波;以及
控制部,其通过对所述1个或多个微波的频率进行控制,来对加热所述加热对象物的加热区域进行控制。
在本发明的第2方式的微波加热装置中,也可以是,所述1个或多个供电部配置于所述周期结构体。
在本发明的第3方式的微波加热装置中,也可以是,所述微波产生部产生具有相同频率的多个微波,所述多个供电部中的至少2个供电部以彼此具有间隔的方式沿所述第一方向配置。
在本发明的第4方式的微波加热装置中,具有:
加热室,其收容加热对象物;
微波产生部,其是使用半导体元件构成的,并且产生多个微波;
波导管,其将所述多个微波引导至所述加热室;
周期结构体,其具有在所述波导管内沿第一方向周期性地排列的多个凸部,该周期结构体使所述多个微波以表面波模式传播;
多个供电部,其与所述微波产生部连接,并且向所述波导管供给所述多个微波;以及
控制部,其通过对所述多个微波之间的相位差进行控制,来对加热所述加热对象物的加热区域进行控制,
所述多个供电部中的至少2个供电部以彼此具有间隔的方式沿所述第一方向配置。
在本发明的第5方式的微波加热装置中,也可以是,所述控制部对所述多个微波的频率进行控制,所述多个微波的频率相同。
在本发明的第6方式的微波加热装置中,也可以是,所述多个供电部配置于所述周期结构体。
在本发明的第7方式的微波加热装置中,也可以是,所述周期结构体的所述多个凸部沿所述第一方向以及与所述第一方向不同的第二方向周期性地排列。
在本发明的第8方式的微波加热装置中,也可以是,沿所述第一方向配置的所述多个凸部之间的第一沿面距离与沿所述第二方向配置的所述多个凸部之间的第二沿面距离不同,
所述第一沿面距离是在沿着所述第一方向配置的相邻的所述多个凸部之间沿着所述周期结构体的表面的最小距离,
所述第二沿面距离是在沿着所述第二方向配置的相邻的所述多个凸部之间沿着所述周期结构体的表面的最小距离。
在本发明的第9方式的微波加热装置中,也可以是,所述周期结构体被配置在所述加热室的底部、上部、以及侧部中的至少一个部位上。
以下,参照附图对本公开的实施方式进行说明。另外,在各图中,为了便于说明,夸张地示出各要素。
(实施方式1)
[整体结构]
对本发明的实施方式1的微波加热装置的一例进行说明。图1是本发明的实施方式1的微波加热装置1A的一例的概略剖视结构图。图1中的X、Y、Z方向分别表示微波加热装置1A的宽度方向、进深方向、高度方向。
如图1所示,微波加热装置1A具有加热室10、波导管11、周期结构体20、微波产生部30、供电部40、以及控制部50。在实施方式1中,微波加热装置1A具有1个供电部40。另外,微波加热装置1A通过控制部50控制从微波产生部30产生的1个微波的频率。
<加热室>
加热室10具有收容加热对象物12的大致长方体结构。加热室10具有由金属材料构成的多个壁面以及为了收容加热对象物12而开闭的开闭门。在加热室10的内部配置有载置加热对象物12的载置台13。载置台13被配置在加热室10的底部。
<波导管>
波导管11是将微波引导至加热室10内的微波传输路径。波导管11被配置在加热室10的底部。在波导管11的内部配置有周期结构体20。另外,在实施方式1中记载了利用波导管11向周期结构体20供应微波的结构,但并不限定于此,也可以是,使用在多个凸部之间产生电场的天线进行供电的结构。
<周期结构体>
周期结构体20具有在波导管11内沿第一方向(X方向)周期性地排列的多个凸部21,并且使微波以表面波模式传播。具体而言,向周期结构体20供给的微波是慢波(Slowwave),并且在表面波模式(Surface wave mode)下传播。并且,在表面波模式下在周期结构体20上进行传播的微波被供给到加热室10内。
在实施方式1中,多个凸部21是由与微波的传播方向垂直地排列的多个金属制的板状结构体构成的。多个凸部21以彼此具有间隔的方式沿着第一方向排列。另外,多个凸部21是由同一板状结构体构成的。
具体而言,周期结构体20是通过排列从波导管11向加热室10延伸的多个金属制的板材(多个凸部21)构成的。周期结构体20形成在整个波导管11内部。
优选的是,周期结构体20的多个凸部21之间的沿面距离是从微波产生部30产生的微波的1/4波长的整数倍。另外,沿面距离是指在多个凸部21之间沿着周期结构体20的表面的最小距离。
微波在每1/4波长处重复波腹(电场最大值)和波节(电场最小值/零电场)。通过将多个凸部21之间的沿面距离设为微波的1/4波长的整数倍,无论将哪个凹凸内的电场分布相比较,都能够设为相同的分布。这是因为能够向相邻的凸部以不会产生相位偏移的方式传输微波。因此,能够对作为加热对象物的1个食品均匀地进行加热。特别是,在将周期结构体20的多个凸部21之间的沿面距离设为1/4波长的奇数倍的情况下,由于凹部的底面是金属,并且成为电场的波节,因此凸部21的上表面成为电场的波腹,除了能够均匀加热之外,还可以实现高效率的加热。
图2是示出周期结构体20的多个凸部21之间的沿面距离L1的图。在图2中,为了容易理解,用阴影线强调示出了沿面距离L1。如图2所示,沿面距离L1是在相邻的第一凸部21a与第二凸部21b之间沿着周期结构体20的表面的最小距离。具体而言,沿面距离是以第一凸部21a的顶部为起点、通过在第一凸部21a与第二凸部21b之间形成的凹部并且以第二凸部21b的顶部为终点的最小距离。
<微波产生部>
微波产生部30是使用半导体元件构成并且产生微波的半导体振荡器。微波产生部30与供电部40连接。具体而言,从微波产生部30输出的微波从供电部40向波导管11内部的周期结构体20供给。并且,微波在表面波模式下在周期结构体20中传播并被供给到加热室10内。另外,微波产生部30由控制部50进行控制。
图3示出微波加热装置1A的一例的控制框图。如图3所示,微波产生部30具有频率控制部31和放大部32。
频率控制部31根据从电源51供给的电力,使微波振荡并且控制其振荡频率。频率控制部31例如是具有包括电容器、电感器、电阻器等电子部件和晶体管的反馈电路的半导体振荡电路。半导体振荡电路通过对包含在反馈电路中的谐振电路的谐振频率进行变更,能够容易地变更其振荡频率。
放大部32对从频率控制部31输出的微波进行放大。放大部32例如是包括晶体管等的放大电路。
频率控制部31、放大部32以及电源51是由控制部50控制的。
<供电部>
供电部40与微波产生部30连接,并且将从微波产生部30输出的微波向波导管11供给。供电部40被配置于配置在加热室10的底部的波导管11。在实施方式1中,供电部40是在波导管11的底部设置的供电端口(开口)。另外,供电部40被配置于周期结构体20。具体而言,供电部40被配置在周期结构体20的相邻的2个凸部21之间。
供电部40例如是由在从上侧观察时为矩形状的供电端口形成的。
<控制部>
控制部50通过控制微波的频率来控制对加热对象物12进行加热的加热区域。具体而言,控制部50通过控制微波产生部30的频率控制部31来控制微波的频率。
控制部50通过控制微波的频率,能够控制在周期结构体20中传播的微波的延迟量。由此,能够控制从波导管11向加热室10内供给的微波的指向性。
构成控制部50的要素例如具有存储使这些要素发挥功能的程序的存储器(未图示)和CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)等对应于处理器的处理电路(未图示),处理器也可以通过执行程序而作为这些要素发挥作用。
[实施方式1中的加热控制的分析结果的一例]
对微波加热装置1A的加热控制的分析结果的一例进行说明。作为加热控制的分析,使用微波加热装置1A的分析模型,进行了电场分布分析。另外,电场分布分析是使用COMSOL Multiphysics(COMSOL AB公司制造)进行的。
图4A和图4B分别示出了在电场分布分析中使用的分析模型60A。图4A示出从上方观察分析模型60A的图。图4B示出从正面观察分析模型60A的图。另外,在图4A和图4B中,将加热室10的左侧的区域称为第一区域R1,将加热室10的右侧的区域称为第二区域R2。
如图4A和图4B所示,分析模型60A具有微波加热装置1A的构成要素,并且,在加热室10内的载置第12上载置有2个加热对象物61。在分析模型60A中,供电部40被配置在加热室10的左侧的第一区域R1。
2个加热对象物61分别以彼此具有间隔的方式被配置在加热室10内的左右的区域。具体而言,从上方观察分析模型60A时,在比加热室10的中心靠左侧的第一区域R1配置一个加热对象物61,在比加热室10中心靠右侧的第二区域R2配置另一个的加热对象物61。
在分析模型60A中,加热室10是金属导体,载置台13是玻璃板。另外,加热对象物(负荷)61使用水和冰。
在使用分析模型60A的电场分布分析中,将微波的振荡频率作为参数,调查从上方观察加热室10时的电场分布。
使用分析模型60A的电场分布分析的条件如表1所示。
【表1】
另外,表1中Port1表示第一供电部40。
图5示出使用分析模型60A变更了微波的振荡频率时的电场分布分析的结果的一例,并且示出分析模型60A的负荷61正下方的俯视剖视图。另外,图5示出加热对象物61为水的情况下的分析结果。如图5所示,通过变更微波的振荡频率,能够在加热室10内使电场分布发生变化。
在振荡频率为2400MHz的情况下,电场集中形成在加热室10的中央区域。另外,在加热室10的侧壁附近没有形成电场。即,微波被集中供给到加热室10的中央区域。因此,当将振荡频率设定为2400MHz时,能够在加热室10的中央集中形成加热区域。
在振荡频率为2420MHz的情况下,电场集中形成在加热室10的中央靠左的区域。另外,在比加热室10的中央靠右侧的区域(第二区域R2)没有形成电场。即,微波被集中供给到加热室10的中央靠左的区域。因此,当将振荡频率设定为2420MHz时,能够在加热室10的中央靠左的区域集中形成加热区域。
在振荡频率为2440MHz的情况下,电场集中形成在加热室10的中央靠左的区域。另外,电场形成在加热室10的右侧区域(第二区域R2)的整体。即,微波被集中供给到加热室10的中央靠左的区域,并且被供给到加热室10的右侧区域的整体。因此,当将振荡频率设定为2440MHz时,能够集中在加热室10的中央靠左的区域形成加热区域,同时能够在加热室10的右侧区域的整体形成加热区域。另外,能够使加热室10的中央靠左的区域的加热比其他区域的加热强。
在振荡频率为2460MHz的情况下,电场形成在整个加热室10。即,微波被供给到整个加热室10。因此,当将振荡频率设定为2440MHz时,能够在整个加热室10形成加热区域。
在振荡频率为2480MHz的情况下,电场形成在整个加热室10。另外,加热室10的右侧区域的电场分布比左侧区域(第一区域R1)的电场分布广。即,微波被供给到整个加热室10,并且比起左侧区域更集中地供给到右侧区域。因此,当将振荡频率设定为2480MHz时,在整个加热室10形成加热区域,同时能够比起加热室10的左侧区域在右侧区域更广地形成加热区域。
在振荡频率为2500MHz的情况下,电场形成在整个加热室10。另外,比起加热室10的右侧区域,电场更集中地形成在左侧区域。即,微波被供给到整个加热室10,并且比起加热室10的右侧区域更集中地供给到左侧区域。因此,当将振荡频率设定为2500MHz时,在整个加热室10上形成加热区域,同时能够使加热室10的左侧区域的加热比右侧区域的加热强。
这样,通过调节被供给到加热室10内的微波的振荡频率,能够使在加热室10内形成的加热区域发生变化。另外,能够调节加热区域中的火力、即加热的强弱。另外,图5所示的分析结果示出了关于加热对象物61是水的例子,但对于加热对象物61是冰的例子而言,也能够得到同样的分析结果。
另外,上述微波加热装置1A的加热控制的分析结果只是一例,频带不限于2400MHz以上且2500MHz以下。微波加热装置1A的加热控制也可以应用于不同的频带。例如,频带也可以被设定在10MHz以上且10GHz以下的范围内。即使在设定为这样的频带的情况下,微波加热装置1A也能够对加热区域进行控制。
[效果]
根据实施方式1的微波加热装置1A,能够起到以下效果。
微波加热装置1A将从微波产生部30产生的1个微波从1个供电部40供给到波导管11内的周期结构体20。由于微波产生部30是使用半导体元件构成的,因此能够通过控制部50容易地控制微波的频率。通过这样的结构,能够控制从波导管11供给到加热室10内的微波的指向性。由此,能够容易地控制对加热对象物12进行加热的加热区域。
根据微波加热装置1A,通过控制微波的频率,能够以期望的区域为目标进行加热。例如,能够以加热室10的左侧区域为目标进行加热,或者以中央区域为目标进行加热。另外,微波加热装置1A通过控制微波的频率,还能够均匀地对加热室10整体进行加热。并且,微波加热装置1A通过控制微波的频率,还能够在加热区域中控制加热的强弱(火力)。
根据微波加热装置1A,能够根据加热对象物12的状态来调节针对加热对象物12的加热。例如,在微波加热装置1A具有检测加热对象物12的温度的温度检测部的情况下,控制部50基于由温度检测部检测出的温度,控制从微波产生部30振荡的微波的频率。由此,能够根据加热对象物12的温度,控制加热区域和/或加热区域中的加热的强弱。其结果是,能够调节针对加热对象物12的加热。
另外,根据微波加热装置1A,还能够通过图像传感器识别加热对象物12,并且根据识别出的加热对象物12来控制微波的频率。
根据微波加热装置1A,供电部40配置于周期结构体20。通过这样的结构,从供电部40供给的微波容易在周期结构体20中传播,由此能够更容易地进行加热区域的控制。换言之,容易控制微波的朝向。
另外,在实施方式1中,对构成周期结构体20的多个凸部21在第一方向(X方向)上排列的例子进行了说明,但并不限定于此。例如,也可以是,多个凸部21沿Y方向排列。
或者,也可以是,多个凸部21排列在第一方向(X方向)和与第一方向不同的第二方向(Y方向)上。在这种情况下,多个凸部21例如也可以是由多个圆柱部件、或者多个方形部件、或者它们的组合形成的。
另外,对周期结构体20构成为排列多个金属制的板状结构体(多个凸部21)而成的例子进行了说明,但并不限定于此。图6A和图6B分别示出变形例的周期结构体20a、20b。如图6A所示,周期结构体20a例如可以由对1张板进行加工后得到的波状板构成。即,也可以是,将1张板加工成波状,来形成多个凸部21。或者,如图6B所示,周期结构体20b例如也可以由凹凸板(冲压板)构成。即,也可以是,对1张板进行冲压,来形成多个凸部21。通过这样结构,能够期待周期结构体的制造成本降低、材料减少、以及组装性提高。
这样,通过变更周期结构体20的形状,能够详细地控制微波的朝向。由此,能够提高微波的指向性。其结果是,加热区域的控制变得更加容易,从而能够增加加热方式。
在实施方式1中,对周期结构体20被配置在加热室10的底部的例子进行了说明,但并不限定于此。例如,周期性结构20只要设置在加热室10的底部、上部以及侧部中的至少1处即可。在这种情况下,对于波导管11而言,也设置在加热室10的底部、上部以及侧部中的至少1处。
在实施方式1中,对微波加热装置1A具有产生1个微波的微波产生部30和1个供电部40的例子进行了说明,但并不限定于此。例如,微波产生部30也可以具有产生多个微波的结构。另外,也可以是,通过多个供电部40向波导管11内部供给多个微波。
在这种情况下,从微波产生部30产生的多个微波的频率可以是相同的。例如,微波产生部30也可以具有分配来自频率控制部31的输出的分配部。由此,在微波产生部30中,通过分配从频率控制部31输出的微波,能够产生多个微波。其结果是,能够减少部件数量,并且能够在削减成本的同时实现空间的节省。
另外,也可以是,多个供电部40中的至少2个供电部沿周期结构体20的多个凸部21排列的第一方向(X方向)以彼此具有间隔的方式排列配置。通过这样的结构,从供电部40供给的微波沿与排列有多个凸部21的方向交叉的方向在周期结构体20中传播。由此,从供电部40输出的微波容易在表面波模式下在周期结构体20中传播。
在实施方式1中,对供电部40配置于周期结构体20的例子进行了说明,但并不限定于此。供电部40也可以不配置于周期结构体20。供电部40只要被配置在从供电部40输出的微波能够在周期结构体20中传播的位置处即可。
在实施方式1中,对供电部40例如是由在从上侧观察时为矩形的供电端口形成的例子进行了说明,但并不限定于此。供电部40的形状例如可以是圆形、椭圆形或多边形等。
(实施方式2)
对本发明的实施方式2的微波加热装置进行说明。另外,在实施方式2中,主要对与实施方式1的不同点进行说明。在实施方式2中,对与实施方式1相同或同等的结构附加相同的标号进行说明。另外,在实施方式2中,省略与实施方式1重复的记载。
图7示出本发明的实施方式2的微波加热装置1B的一例的概略剖视结构图。图8示出微波加热装置1B的一例的控制框图。如图7和图8所示,在实施方式2中,与实施方式1的不同点在于,具有2个供电部40a、40b,微波产生部30a产生2个微波,以及通过控制部50控制2个微波的相位差。
<供电部>
微波加热装置1B具有2个供电部40a、40b作为多个供电部。2个供电部40a、40b沿周期结构体20的多个凸部21排列的方向以彼此具有间隔的方式进行配置。在实施方式2中是中间隔着加热室10的中央区域且以彼此具有间隔的方式沿第一方向(X方向)配置的。
在本说明书中,从进深方向(Y方向)观察微波加热装置1B时,将在比加热室10的中心靠左侧的区域配置的供电部40a称为第一供电部40a,将在右侧的区域配置的供电部40b称为第二供电部40b。
第一供电部40a和第二供电部40b被配置在波导管11的底部。具体而言,第一供电部40a和第二供电部40b被配置于配置在波导管11的内部的周期结构体20。另外,第一供电部40a和第二供电部40b与微波产生部30a连接。在实施方式2中,第一供电部40a和第二供电部40b具有与实施方式1的供电部40相同的形状。
<微波产生部>
微波产生部30a是使用半导体元件构成且产生2个微波的半导体振荡器。微波产生部30a分别向第一供电部40a和第二供电部40b供给微波。
在本说明书中,将向第一供电部40a供给的微波称为第一微波,将向第二供电部40b供给的微波称为第二微波。
如图8所示,微波产生部30a具有频率控制部31、分配部33、第一相位控制部34a、第一放大部32a、第二相位控制部34b以及第二放大部32b。在实施方式2中,第一放大部32a和第二放大部32b具有与实施方式1的放大部32相同的结构。另外,构成微波产生部30a的这些要素由控制部50进行控制。
由频率控制部31产生的微波通过分配部33被分配为第一微波和第二微波。第一微波被提供给第一相位控制部34a,第二微波被提供给第二相位控制部34b。另外,由于通过分配部33将频率控制部31产生的微波分配为第一微波和第二微波,因此第一微波的频率和第二微波的频率相同。即,微波产生部30a产生相同频率的多个微波。
第一相位控制部34a控制第一微波的相位。第二相位控制部34b控制第二微波的相位。具体而言,第一相位控制部34a和第二相位控制部34b由控制部50进行控制。控制部50控制第一相位控制部34a和第二相位控制部34b,来设定第一微波与第二微波之间的相位差。
由第一相位控制部34a设定了相位的第一微波被提供给第一放大部32a。第一微波被第一放大部32a放大后,从第一供电部40a被提供给波导管11内部的周期结构体20。
由第二相位控制部34b设定了相位的第二微波被提供给第二放大部32b。第二微波被第二放大部32b放大后,从第二供电部40b被提供给波导管11内部的周期结构体20。
这样,在实施方式2中,控制部50在微波产生部30a中产生2个微波,并且除了对2个微波的频率进行控制之外,还对相位差进行控制。
[实施方式2中的加热控制的分析结果的一例]
对微波加热装置1B的加热控制的分析结果的一例进行说明。作为加热控制的分析,使用微波加热装置1B的分析模型,进行了电场分布分析。另外,电场分布分析是使用COMSOL Multiphysics(COMSOL AB公司制造)进行的。
图9A和图9B分别示出在电场分布分析中使用的分析模型60B。图9A示出从上方观察分析模型60B的图。图9B示出从正面观察分析模型60B的图。另外,在图9A和图9B中,将加热室10的左侧区域称为第一区域R1,将加热室10的右侧区域称为第二区域R2。
如图9A和图9B所示,分析模型60B具有微波加热装置1B的构成要素,并且在加热室10内的载置第12上载置有2个加热对象物61。分析模型60B与实施方式1的分析模型60A(参照图4A和图4B)相比,其不同点在于具有2个供电部40a、40b。具体而言,在分析模型60B中,第一供电部40a被配置在加热室10的左侧的第一区域R1,第二供电部40b被配置在加热室10的右侧的第二区域R2。另外,在实施方式2中,在从上方观察分析模型60B时,第一供电部40a和第二供电部40b被配置在相对于加热室10的左右方向的中心彼此对称的位置处。
分析模型60B的其他结构与分析模型60A相同。
在使用分析模型60B的电场分布分析中,将第一微波和第二微波的振荡频率以及相位差作为参数,调查从上方观察加热室10时的电场分布。
使用分析模型60B的电场分布分析的条件如表2所示。
【表2】
另外,表2中的Port1表示第一供电部40a,Port2表示第二供电部40b。
图10是使用分析模型60B变更了2个微波的振荡频率时的电场分布分析的结果的一例,并且示出分析模型60B的负荷61正下方的俯视截面。另外,图10示出加热对象物61为水时的分析结果。
如图10所示,通过变更从第一供电部40a和第二供电部40b分别供给的第一微波和第二微波的振荡频率,能够在加热室10内使电场分布发生变化。另外,第一微波和第二微波具有相同的振荡频率。
在振荡频率为2400MHz的情况下,电场集中形成在加热室10的中央。另外,在加热室10的侧壁附近没有形成电场。即,微波被集中供给到加热室10的中央。因此,当将振荡频率设定为2400MHz时,能够在加热室10的中央集中形成加热区域。
在振荡频率为2440MHz的情况下,电场集中形成在加热室10的中央,并且在左侧区域和右侧区域也形成电场。即,微波被供给到大致整个加热室10,并且被集中供给到加热室的中央的区域。因此,当将振荡频率设定为2440MHz时,能够在整个加热室10上形成加热区域,同时使加热室10的中央的区域的加热比其他区域的加热强。
在振荡频率为2500MHz的情况下,电场均匀地形成在整个加热室10。即,微波被均匀地供给到整个加热室10。即,微波被均匀地供给到整个加热室10。因此,当将振荡频率设定为2500MHz时,在整个加热室10形成加热区域,并且能够均匀地加热整个加热室10。
这样,与实施方式1相同,在实施方式2中也可以通过控制被供给到加热室10内的2个微波的振荡频率,使在加热室10内形成的加热区域发生变化。
图11是使用分析模型60B变更了2个微波的相位差时的电场分布分析的结果的一例,并且示出分析模型60B的负荷正下方的俯视截面。另外,图11示出加热对象物61为水时的分析结果。
在图11所示的电场分布分析中,通过相对于从第一供电部40a输出的第一微波,对从第二供电部40b输出的第二微波的相位进行调节来设定了第一微波与第二微波之间的相位差。
如图11所示,通过变更从第一供电部40a和第二供电部40b分别供给的第一微波与第二微波之间的相位差,能够在加热室10内使电场分布发生变化。另外,第一微波和第二微波的振荡频率是2500MHz。
在相位差为0°的情况下,电场均匀地形成在整个加热室10。即,微波被均匀地供给到整个加热室10。即,微波被均匀地供给到整个加热室10。因此,当将振荡频率设定为2500MHz时,能够在整个加热室10形成加热区域,并且均匀地加热整个加热室10。
在相位差为90°的情况下,比起加热室10的右侧区域,电场更集中地形成在左侧区域。即,比起加热室10的右侧区域,微波更集中地供给到左侧区域。因此,当将相位差设定为90°时,与加热室10的右侧区域相比,能够使加热区域集中形成在左侧区域。
在相位差为180°的情况下,电场均匀地形成在整个加热室10。即,微波被均匀地供给到整个加热室10。因此,当将相位差设定为180°时,能够在整个加热室10形成加热区域,并且能够均匀地加热整个加热室10。
在实施方式2中,当从上方观察分析模型60B时,第一供电部40a和第二供电部40b被配置在彼此左右对称的位置处。因此,虽然在图11中未图示,但是在相位差为270°的情况下,电场分布与相位差为90°的情况是左右相反的。具体而言,在相位差为270°的情况下,比起加热室10的左侧区域,电场更集中形成在右侧区域。即,比起加热室10的左侧区域,微波更集中地供给到右侧区域。因此,当将相位差设定为270°时,与加热室10的左侧区域相比,能够使加热区域集中形成在右侧区域。
这样,通过控制被供给到加热室10内的2个微波的相位差,能够使在加热室10内形成的加热区域发生变化。
另外,图10和图11所示的分析结果示出加热对象物61为水的例子,但对于加热对象物61为冰的例子而言,也能够得到同样的分析结果。
上述微波加热装置1B的加热控制的分析结果只是一例,频带不限定于2400MHz以上且2500MHz以下。微波加热装置1B加热控制也可以应用在不同的频带。例如,频带也可以设定在10MHz以上且10GHz以下的范围内。另外,相位差也不限定于90°、180°、270°。例如,相位差也可以设定在0°以上且360°以下的范围内。即使在设定为这样的频带和/或相位差的情况下,微波加热装置1B也能够对加热区域进行控制。
[效果]
根据实施方式2的微波加热装置1B,能够起到以下的效果。
微波加热装置1B将从微波产生部30产生的2个微波从2个供电部40供给到波导管11内的周期结构体20。另外,微波加热装置1B通过控制部50控制从微波产生部30产生的2个微波的频率和相位差。通过这样的结构,能够控制被供给到加热室10内的2个微波的指向性。由此,微波加热装置1B能够更精细地控制对加热对象物12进行加热的加热区域。
控制器50可以通过2个微波的频率和相位差的组合来控制各种加热模式。例如,控制器50可以容易地制作出多个加热模式,这些加热模式以加热室10的左侧、右侧、中央以及整体等期望的区域为目标进行加热。另外,也能够容易地调节对加热区域进行加热的火力的强弱。
另外,在实施方式2中,对控制部50控制2个微波的频率和相位差的例子进行了说明,但并不限定于此。例如,也可以是,控制部50不控制2个微波的频率,而控制相位差。即使在这种情况下,也能够控制被供给到加热室10内的微波的指向性,能够控制加热区域。
在实施方式2中,对微波加热装置1B具有产生2个微波的微波产生部30a、2个供电部40a、40b的例子进行了说明,并不限定于此。例如,也可以是,微波产生部30a具有产生2个以上的微波的结构。另外,也可以是,通过2个以上的供电部向加热室10内供给多2个以上的微波。
在实施方式2中,对第一供电部40a和第二供电部40b被配置在第一方向(X方向)上的例子进行了说明,但并不限定于此。例如,也可以是,配置在与第一方向不同的第二方向(Y方向)上。在该情况下,周期结构体20的多个凸部21也可以沿第二方向周期性地配置。在这样的结构中,也能够对加热区域进行控制。
在实施方式2中,对微波产生部30a具有1个频率控制部31的例子进行了说明,但并不限定于此。例如,微波产生部30a也可以具有多个频率控制部31。通过这样的结构,能够控制多个微波的各自的振荡频率。
(实施方式3)
对本发明的实施方式3的微波加热装置进行说明。另外,在实施方式3中,主要对与实施方式1和2的不同点进行说明。在实施方式3中,对与实施方式1和2相同或同等的结构附加相同的标号进行说明。另外,在实施方式3中,省略与实施方式1和2重复的记载。
图12示出从进深方向观察本发明的实施方式3的微波加热装置1C的一例时的概略剖视结构图。图13示出从宽度方向观察微波加热装置1C的一例时的概略剖视结构图。图14是示出微波加热装置1C的4个供电部40a、40b、40c、40d的位置关系的图。图15示出微波加热装置1C的一例的控制框图。
如图12~图15所示,在实施方式3中,与实施方式1和2的不同点在于,具有4个供电部40a、40b、40c、40d,微波产生部30b产生4个微波,周期结构体20c是由在第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)上周期性地配置的多个凸部21c构成的,以及通过控制部50控制4个微波的频率和相位差。
<供电部>
如图12~图15所示,微波加热装置1C具有4个供电部40a、40b、40c、40d作为多个供电部。如图14所示,2个供电部40a、40b按照彼此具有间隔的方式沿第一方向(X方向)配置。剩余的2个供电部40c、40d按照彼此具有间隔的方式沿与第一方向不同的第二方向(Y方向)配置。
在本说明书中,从高度方向(Z方向)观察微波加热装置1C时,将在第一方向(X方向)上被配置在左侧的供电部40a称为第一供电部40a,将被配置在右侧的供电部40b称为第二供电部40b。另外,将在第二方向(Y方向)上被配置在下侧(正面侧)的供电部40c称为第三供电部40c,将被配置在上侧(里侧)的供电部40d称为第四供电部40d。
4个供电部40a、40b、40c、40d被配置在加热室10的底部。具体而言,4个供电部40a、40b、40c、40d被配置于配置在加热室10的底部的周期结构体20c。另外,4个供电部40a、40b、40c、40与微波产生部30b连接。在实施方式3中,4个供电部40a、40b、40c、40d具有相同形状。
<周期结构体>
周期结构体20c是由在第一方向(X方向)和与第一方向不同的第二方向(Y方向)上周期性地配置的多个凸部21c构成的。具体而言,多个凸部21c沿第一方向和第二方向周期性地配置有沿高度方向(Z方向)延伸的圆柱状的多个凸部件。4个供电部40a、40b、40c、40d被配置在多个凸部21c之间。
<微波产生部>
微波产生部30b是使用半导体元件构成且产生4个微波的半导体振荡器。微波产生部30b分别向4个供电部40a、40b、40c、40d供给微波。
在本说明书中,将分别向第一供电部40a、第二供电部40b、第三供电部40c以及第四供电部40d供给的微波称为第一微波、第二微波、第三微波以及第四微波。
如图15所示,微波产生部30b具有频率控制部31、3个分配部33a、33b、33c、4个相位控制部34a、34b、34c、34d以及4个放大部32a、32b、32c、32d。在实施方式2中,分配部33a、33b、33c分别具有与实施方式2的分配部33相同的结构。4个放大部32a、32b、32c、32d分别具有与实施方式1的放大部32相同的结构。另外,构成微波产生部30b的这些要素是由控制部50控制的。
在本说明书中,3个分配部33a、33b、33c被分别称为第一分配部33a、第二分配部33b以及第三分配部33c。4个相位控制部34a、34b、34c、34d被分别称为第一相位控制部34a、第二相位控制部34b、第三相位控制部34c以及第四相位控制部34d。4个放大部32a、32b、32c、32d被分别称为第一放大部32a、第二放大部32b、第三放大部32c以及第四放大部32d。
由频率控制部31振荡的微波通过3个分配部33a、33b、33c被分配成4个微波。具体而言,由频率控制部31振荡的微波通过第一分配部33a被分配成2个微波。
通过第一分配部33a分配出的1个微波被供给到第二分配部33b,并且通过第二分配部33b分配为第一微波和第二微波。通过第一分配部33a分配出的另一个微波被供给到第三分配部33c,并且通过第三分配部33c分配为第三微波和第四微波。
第一微波、第二微波、第三微波以及第四微波被分别供给到第一相位控制部34a、第二相位控制部34b、第三相位控制部34c以及第四相位控制单元34d。另外,由于通过3个分配部33a、33b、33c将由频率控制部31产生的微波分配为4个微波,因此4个微波的频率是相同的。
4个相位控制部34a、34b、34c、34d分别控制所供给的微波的相位。具体而言,4个相位控制部34a、34b、34c、34d是由控制部50控制的。控制部50控制4个相位控制部34a、34b、34c、34d,来设定4个微波的相位差。
通过4个相位控制部34a、34b、34c、34d设定了相位的4个微波被分别供给到4个放大部32a、32b、32c、32d。4个微波分别被4个放大部32a、32b、32c、32d放大后,从4个供电部40a、40b、40c、40d被供给到周期结构体20c。
这样,在实施方式2中,在微波产生部30b中,振荡4个微波,并且控制4个微波的频率和相位差。
[实施方式3中的加热控制的分析结果的一例]
对微波加热装置1C的加热控制的分析结果的一例进行说明。作为加热控制的分析,使用微波加热装置1C的分析模型进行了电场分布分析。另外,电场分布分析是使用COMSOL Multiphysics(COMSOL AB公司制造)进行的。
图16A和图16B分别示出在电场分布分析中使用的分析模型60C。图16A示出从上方观察分析模型60C的图。图16B示出从正面观察分析模型60C的图。另外,在图16A和图16B中,从上方观察加热室10时,将加热室10的左侧区域称为第一区域R1,将右侧区域称为第二区域R2,将下侧(正面侧)区域称为第三区域R3,将上侧(里侧)区域称为第四区域R4。
如图16A和图16B所示,分析模型60C具有微波加热装置1C的构成要素,并且在加热室10内的载置第12上载置有2个加热对象物61。与实施方式1的分析模型60A(参照图4A和图4B)和实施方式2的分析模型60B(参照图9A和图9B)相比,分析模型60C的不同点在于,具有4个供电部40a、40b、40c、40d。具体而言,在分析模型60C中,第一供电部40a、第二供电部40b、第三供电部40c以及第四供电部40d分别被配置在加热室10的第一区域R1、第二区域R2、第三区域R3以及第四区域R4中。在实施方式3中,当从上方观察分析模型60C时,第一供电部40a和第二供电部40b被配置在相对于加热室10的左右方向的中心彼此对称的位置处。另外,当从上方观察分析模型60C时,第三供电部40c和第四供电部40d被配置在相对于加热室10的进深方向的中心彼此对称的位置处。
另外,在分析模型60C中,与分析模型60A和分析模型60B的不同点在于,周期结构体20c是由在第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)上周期性地配置的多个凸部21c构成的。
分析模型60C的其他结构与分析模型60A和分析模型60B相同。
在使用分析模型60C的电场分布分析中,以4个微波的振荡频率和相位差作为参数,调查从上方观察加热室10时的电场分布。
使用分析模型60C的电场分布分析的条件如表3所示。
【表3】
另外,表3中的Port1表示第一供电部40a,Port2表示第二供电部40b,Port3表示第三供电部40c,Port4表示第四供电部40d。
图17是使用分析模型60C变更了4个微波的振荡频率和相位差的情况下的电场分布分析的结果的一例,并且示出分析模型60C的负荷61正下方的俯视截面。另外,图17示出加热对象物61为水时的分析结果。
在图17所示的电场分布分析中,通过相对于从第一供电部40a输出的第一微波,对从第二供电部40b、第三供电部40c以及第四供电部40d分别输出的第二微波、第三微波以及第四微波的相位进行调节来设定了相位差。
在图17所示的电场分布分析中,作为相位差的设定的一例,将第一微波与第二微波之间的相位差设定为90°,将第一微波与第三微波之间的相位差设定为0°,将第一微波与第四微波之间的相位差设定为90°。将该设定条件称为相位差条件1。另外,在图17所示的电场分布分析中,作为相位差的设定的另一例,将第一微波与第二微波之间的相位差设定为180°,将第一微波与第三微波之间的相位差设定为0°,将第一微波与第四微波之间的相位差设定为180°。将该设定条件称为相位差条件2。
在图17所示的电场分布分析中,在相位差条件1和2下,使4个微波的振荡频率发生变化,分析了加热室10内的电场分布。另外,第一微波、第二微波、第三微波以及第四微波具有相同的振荡频率。
如图17所示,通过变更从4个供电部40a、40b、40c、40d分别供给的第一微波、第二微波,第三微波以及第四微波的振荡频率和相位差,能够在加热室10内使电场分布发生变化。
在相位差条件1下,在振荡频率为2480MHz和2490MHz的情况下,与加热室10的右侧区域相比,电场集中形成在左侧区域。即,微波被集中供给到加热室10的左侧区域。因此,在相位差条件1下,当将振荡频率设定为2480MHz和2490MHz时,能够在加热室10的左侧区域集中形成加热区域。另外,能够使加热室10的左侧区域的加热比右侧区域的加热强。
在相位差条件2下,在振荡频率为2400MHz、2410MHz以及2420MHz的情况下,电场均匀地形成在整个加热室10。即,微波被均匀地供给到整个加热室10。因此,在相位差条件2下,当将振荡频率设定为2400MHz、2410MHz以及2420MHz时,在加热室10整体形成加热区域,从而能够均匀地对加热室10整体进行加热。
在相位差条件2下,在振荡频率为2440MHz的情况下,电场集中形成在加热室10的中央区域。即,微波被集中供给到加热室10的中央。因此,在相位差条件2下,当将振荡频率设定为2440MHz时,能够在加热室10的中央集中形成加热区域。另外,能够使加热室10的中央区域的加热比其他区域的加热强。
在实施方式3中,在从上方观察分析模型60C时,第一供电部40a和第二供电部40b被配置在相对于加热室10的左右方向的中心彼此对称的位置处。另外,当从上方观察分析模型60C时,第三供电部40c和第四供电部40d被配置在相对于加热室10的进深方向的中心彼此对称的位置处。因此,虽然在图17中未图示,但在作为相位差条件3,在将第一微波与第二微波之间的相位差设定为270°,将第一微波与第三微波之间的相位差设定为0°,将第一微波与第四微波之间的相位差设定为270°的情况下,相位差条件3的电场分布成为与相位差条件1的电场分布相反的分布。具体而言,在相位差条件3中,在振荡频率为2480MHz和2490MHz的情况下,与加热室10的左侧区域相比,电场集中形成在右侧区域。即,微波被集中供给到加热室10的右侧区域。因此,在相位差条件3下,当将振荡频率设定为2480MHz和2490MHz时,能够在加热室10的右侧区域集中形成加热区域。另外,能够使加热室10的右侧区域的加热比左侧区域的加热强。
这样,与实施方式1和2相同,在实施方式3中,通过控制被供给到加热室10内的4个微波的振荡频率和相位差,能够控制在加热室10内形成的加热区域。另外,图17所示的分析结果示出了加热对象物61为水的例子,但对于加热对象物61为冰的例子而言也能够得到同样的分析结果。
另外,上述微波加热装置1C的加热控制的分析结果只是一例,频带不限定于2400Mz以上且2500MHz以下。微波加热装置1C的加热控制也可以应用于不同的频带。例如,频带也可以设定在10MHz以上且10GHz以下的范围内。另外,相位差也不限定于90°、180°、270°。例如,相位差也可以设定在0°以上且360°以下的范围内。即使在设定为这样的频带和/或相位差的情况下,微波加热装置1C也能够对加热区域进行控制。
[效果]
根据实施方式3的微波加热装置1C,能够起到以下的效果。
微波加热装置1C将从微波产生部30b产生的4个微波从4个供电部40a、40b、40c、40d供给到周期结构体20c。另外,微波加热装置1C通过控制部50控制从微波产生部30b产生的4个微波的频率和相位差。通过这样的结构,能够控制被供给到加热室10内的4个微波的指向性。由此,微波加热装置1C能够更精细地控制对加热对象物12进行加热的加热区域。
控制部50可以通过4个微波的频率和相位差的组合来控制各种加热模式。例如,控制部50能够容易地制作出对加热室10的左侧、右侧、中央、正面侧、里侧以及整体等进行加热的多个加热模式。另外,也能够容易地调节对加热区域进行加热的火力的强弱。
周期结构体20c是由在第一方向(X方向)和与第一方向(X方向)不同的第二方向(Y方向)上周期性地排列的多个凸部21c构成的。通过这样的结构,能够更容易地控制从4个供电部40a、40b、40c、40d向周期结构体20c供给的4个微波的指向性。
第一供电部40a和第二供电部40b以中间隔着加热室10的中央区域且彼此具有间隔的方式沿第一方向(X方向)配置。第三供电部40c和第四供电部40d以中间隔着加热室10的中央区域且彼此具有间隔的方式沿第二方向(Y方向)排列。通过这样的结构,从第一供电部40a和第二供电部40b输出的微波容易沿着第一方向传播,从第三供电部40c和第四供电部40d输出的微波容易沿着第二方向传播。由此,能够容易地将微波朝向第一方向和第二方向输出,从而能够容易地在加热室10的左右方向(第一方向)和进深方向(第二方向)上形成加热区域。
另外,在实施方式3中,对周期结构体20c被配置在加热室10的底部的例子进行了说明,但并不限定于此。例如,周期性结构20c只要设置在加热室10的底部、上部和/或侧部即可。
图18示出变形例的微波加热装置1D的概略剖视结构图。如图18所示,也可以将周期结构体20d配置在加热室10的底部和两侧部。具体而言,在加热室10的底部和两侧部配置波导管11。构成周期结构体20d的多个凸部21d被配置在配置于加热室10的底部和两侧部的波导管11的内部。
另外,在图18所示的微波加热装置1D中,在配置于加热室10的侧部的周期结构体20d处配置有第五供电部40e和第六供电部40f。通过这样的结构,还能够从加热室10的侧部向加热室10内供给微波。由此,能够更容易地控制加热区域。另外,不仅能够从加热室10的下方进行微波辐射,还能够从加热室10的侧方或上方进行微波辐射,从而能够实现均匀加热性能的提高。
在实施方式1~3中,对周期结构体20、20c、20d为周期性地排列多个凸部21、21c、21d而成的结构的例子进行了说明,但不限定于此。图19示出变形例的周期结构体20e的概略结构。图20是沿A-A线剖切图19的周期结构体20e的概略剖视图。
如图19和图20所示,也可以是,周期结构体20e具有将多个谐振导体22周期性地排列在第一方向(X方向)和与第一方向不同的第二方向(Y方向)上的结构。在图19所示的周期结构体20e中,多个谐振导体22以纵3列、横3行的方式进行排列。供电部40g配置于周期结构体20e的中央的谐振导体22。
多个谐振导体22各自具有矩形状的平板和设置于平板的底面的棒状部件。多个谐振导体22例如是由金属等导体形成的。
当多个谐振导体22的配置间隔为微波的1/4波长时微波最容易在周期结构体20e中传播。另外,在通过4供电振荡出具有同一频率的微波的情况下,通过将多个谐振导体22的配置间隔设为不同的结构,能够改变在各个方向上容易传输的频率,来加热模式的控制性提高。
图21和图22分别示出其他变形例的周期结构体20f、20g的概略结构。如图21和图22所示,在周期结构体20f、20g中,多个谐振导体23具有圆板状平板和被设置在平板的底面的棒状部件。
在图21所示的周期结构体20f中,4个谐振导体23以纵2列、横2行的方式进行排列。在周期结构体20f的中央、即在4个谐振导体23之间形成的空间内配置有供电部40h。
在图22所示的周期结构体20g中,9个谐振导体23以纵3列、横3行的方式进行排列。在周期结构体20g的中央的谐振导体23配置有供电部40i。
图21和图22所示的周期结构体20f、20g的其他结构与图19所示的周期结构体20e相同。
在这样的结构中,也能够容易地对加热区域进行控制。并且,能够实现微波加热装置的低高度化。
参照附图,按照与优选的实施方式相关联的方式对本发明充分进行了记述,但是,对于熟知本技术的人员而言可以明确的是还能够进行各种变形、修改。这样的变形、修改应被理解为只要没有超出基于所附的权利要求书的本发明的范围就包含在其中。
产业上的可利用性
本发明的微波加热装置能够容易地控制对加热对象物进行加热的加热区域,因此例如作为微波加热器等烹饪家电是有用的。例如,在对作为对象物的食品辐射微波进行感应加热的加热烹饪器,特别是与烤箱、烤架、过热蒸汽等其他的加热并用的加热烹调器中是有用的。
标号说明
1A、1B、1C、1D:微波加热装置;10:加热室;11:导波管;12:加热对象物;13:载置台;20、20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g:周期结构体;21、21a、21b、21c、21d:凸部;22:谐振导体;23:谐振导体;30、30a、30b:微波产生部;31:频率控制部;32、32a、32b、32c、32d:放大部;33、33a、33b、33c:分配部;34a、34b、34c、34d:相位控制部;40、40a、40b、40c、40d、40e、40f、40g、40h、40i:供电部;50:控制部;60A、60B、60C:分析模型;61:加热对象物;R1、R2、R3、R4:区域。
Claims (9)
1.一种微波加热装置,其具有:
加热室,其收容加热对象物;
微波产生部,其是使用半导体元件构成的,并且产生1个或多个微波;
波导管,其将所述1个或多个微波引导至所述加热室;
周期结构体,其具有在所述波导管内沿第一方向周期性地排列的多个凸部,该周期结构体使所述1个或多个微波以表面波模式传播;
1个或多个供电部,其与所述微波产生部连接,并且向所述波导管供给所述1个或多个微波;以及
控制部,其通过对所述1个或多个微波的频率进行控制,来对加热所述加热对象物的加热区域进行控制。
2.根据权利要求1所述的微波加热装置,其中,
所述1个或多个供电部配置于所述周期结构体。
3.根据权利要求1或2所述的微波加热装置,其中,
所述微波产生部产生具有相同频率的多个微波,
所述多个供电部中的至少2个供电部以彼此具有间隔的方式沿所述第一方向配置。
4.一种微波加热装置,其具有:
加热室,其收容加热对象物;
微波产生部,其是使用半导体元件构成的,并且产生多个微波;
波导管,其将所述多个微波引导至所述加热室;
周期结构体,其具有在所述波导管内沿第一方向周期性地排列的多个凸部,该周期结构体使所述多个微波以表面波模式传播;
多个供电部,其与所述微波产生部连接,并且向所述波导管供给所述多个微波;以及
控制部,其通过对所述多个微波之间的相位差进行控制,来对加热所述加热对象物的加热区域进行控制,
所述多个供电部中的至少2个供电部以彼此具有间隔的方式沿所述第一方向配置。
5.根据权利要求4所述的微波加热装置,其中,
所述控制部对所述多个微波的频率进行控制,
所述多个微波的频率相同。
6.根据权利要求2~5中的任意一项所述的微波加热装置,其中,
所述多个供电部配置于所述周期结构体。
7.根据权利要求1~6中的任意一项所述的微波加热装置,其中,
所述周期结构体的所述多个凸部沿所述第一方向以及与所述第一方向不同的第二方向周期性地排列。
8.根据权利要求7所述的微波加热装置,其中,
沿所述第一方向配置的所述多个凸部之间的第一沿面距离与沿所述第二方向配置的所述多个凸部之间的第二沿面距离不同,
所述第一沿面距离是在沿着所述第一方向配置的相邻的所述多个凸部之间沿着所述周期结构体的表面的最小距离,
所述第二沿面距离是在沿着所述第二方向配置的相邻的所述多个凸部之间沿着所述周期结构体的表面的最小距离。
9.根据权利要求1~8中的任意一项所述的微波加热装置,其中,
所述周期结构体被配置于所述加热室的底部、上部、以及侧部中的至少一个部位。
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