JP2000150137A - Microwave heating apparatus - Google Patents
Microwave heating apparatusInfo
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- JP2000150137A JP2000150137A JP32055298A JP32055298A JP2000150137A JP 2000150137 A JP2000150137 A JP 2000150137A JP 32055298 A JP32055298 A JP 32055298A JP 32055298 A JP32055298 A JP 32055298A JP 2000150137 A JP2000150137 A JP 2000150137A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波エネル
ギを用いて被加熱物を誘電加熱するマイクロ波加熱装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave heating apparatus for dielectrically heating an object to be heated using microwave energy.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の代表的なマイクロ波加熱装置とし
て電子レンジがある。電子レンジにおいては、マイクロ
波供給手段として、マグネトロンが放射したマイクロ波
を導波管を介して加熱室に供給するのが一般的である。
被加熱物としての食品は、マイクロ波の電界成分と食品
の誘電定数に応じて発熱する。食品の単位体積当たり吸
収される電力Ｐ［Ｗ／ｍ3］は、加えられる電界の強さ
Ｅ［Ｖ／ｍ］、周波数ｆ［Ｈｚ］、および食品の比誘電
率εr、誘電正接tanδにより（数１）として表される。2. Description of the Related Art There is a microwave oven as a conventional typical microwave heating apparatus. In a microwave oven, as a microwave supply means, a microwave radiated by a magnetron is generally supplied to a heating chamber via a waveguide.
Food as an object to be heated generates heat according to the electric field component of the microwave and the dielectric constant of the food. The power P [W / m 3 ] absorbed per unit volume of food is determined by the applied electric field strength E [V / m], the frequency f [Hz], and the relative permittivity εr and dielectric loss tangent tan δ of the food ( It is expressed as Equation 1).
【０００３】[0003]
【数１】 (Equation 1)
【０００４】ここで、加熱室内のマイクロ波は、加熱室
の形状と、加熱室と導波管の結合部に形成される給電開
口部の位置によって、何らかの定在波を生じる。電子レ
ンジでは、周波数ｆが一定（主として約２４５０ＭＨ
ｚ）であるから定在波分布も一定となり、食品の加熱分
布は概ね定在波分布によって決まるため、定在波分布に
従った加熱むらを生じる。Here, the microwave in the heating chamber generates some standing wave depending on the shape of the heating chamber and the position of the power supply opening formed at the joint between the heating chamber and the waveguide. In a microwave oven, the frequency f is constant (mainly about 2450 MH
z), the standing wave distribution is also constant, and the heating distribution of the food is substantially determined by the standing wave distribution, so that uneven heating occurs according to the standing wave distribution.
【０００５】食品が加熱室内に無くて、加熱室が直方体
の場合は、加熱室を空胴共振器と考えることができて、
加熱室の寸法と給電開口部の位置により、立ちうる定在
波分布を求めることができる。通常、加熱室形状を三次
元で表し、各方向の寸法をｘ、ｙ、ｚとする時、それぞ
れの方向に電界の強いところ（定在波の腹）を数えて
ｍ、ｎ、ｐだけあれば、そのモードは（ｍｎｐ）である
という。モードは（数２）を満たすｍ、ｎ、ｐの組合せ
となる。（ｘ、ｙ、ｚはmm単位、ｍ、ｎ、ｐは整数、ｆ
＝２４５０ＭＨｚの場合は波長λo≒１２２mm）If the food is not in the heating chamber and the heating chamber is a rectangular parallelepiped, the heating chamber can be considered as a cavity resonator,
A standing wave distribution that can stand can be obtained based on the size of the heating chamber and the position of the power supply opening. Normally, when the shape of the heating chamber is represented in three dimensions and the dimensions in each direction are x, y, and z, the places where the electric field is strong in each direction (the antinode of the standing wave) are counted by m, n, and p. For example, the mode is (mnp). The mode is a combination of m, n, and p that satisfies (Equation 2). (X, y, z are mm units, m, n, p are integers, f
= 2450 MHz, wavelength λo 波長 122 mm)
【０００６】[0006]
【数２】 (Equation 2)
【０００７】たとえばλo＝１２２mmでモード（４３
１）をたてようと思えば、（数２）をほぼ満たす寸法の
ｘ＝３３０mm、ｙ＝３００mm、ｚ＝２１５mmなどを選ぶ
ことができる。ただし、一般的な電子レンジの寸法で
は、同時に（数２）を満たすモードが複数個考えられる
のが普通である。For example, when λo = 122 mm, the mode (43
If it is desired to make 1), it is possible to select x = 330 mm, y = 300 mm, z = 215 mm, etc., which almost satisfy (Equation 2). However, in general microwave oven dimensions, it is common to consider a plurality of modes that simultaneously satisfy (Equation 2).
【０００８】次に給電開口部の位置によるモードの限定
について説明する。給電開口部から加熱室へマイクロ波
が出る場合、給電開口部を挟み込むような逆向きの強電
界が生じるため、給電開口部の中央は電界が弱く（定在
波の節）なるような状態が安定となる。よって給電開口
部の中央が定在波の腹となるようなモードは起こりにく
くなり、モードを限定することができる。Next, the limitation of the mode depending on the position of the power supply opening will be described. When microwaves are emitted from the power supply opening to the heating chamber, a strong electric field is generated in the opposite direction to sandwich the power supply opening, so that the center of the power supply opening has a weak electric field (a node of a standing wave). Become stable. Therefore, a mode in which the center of the power supply opening becomes the antinode of the standing wave is unlikely to occur, and the mode can be limited.
【０００９】一方、食品がある場合は、食品の誘電率に
よる波長圧縮の影響などで（数２）からずれが生じるこ
とも知られている。[0009] On the other hand, it is also known that when there is food, deviation from (Equation 2) occurs due to the influence of wavelength compression due to the dielectric constant of the food.
【００１０】さて以上のような原理に基づいて生じる定
在波分布に対して、被加熱物の加熱の均一化を図る手段
として、一般的には電波攪拌方式、被加熱物回転方式、
複数給電方式あるいは加熱室壁面の凹凸形状などが実用
化されている。Means for uniformly heating the object to be heated with respect to the standing wave distribution generated on the basis of the above-described principle are generally a radio wave stirring system, an object rotating system, and the like.
Plural power supply systems or uneven shapes on the wall of the heating chamber have been put to practical use.
【００１１】電波攪拌方式は、加熱室内に設けた金属性
の板状羽根を回転駆動させる構成からなる。この方式
は、マイクロ波空間を形成する金属境界面や被加熱物の
表面で反射を繰り返しながら伝搬しているマイクロ波が
金属性の板状羽根によっても反射する。この金属性の板
状羽根からのマイクロ波の反射は、板状羽根が無い場合
と比べて、マイクロ波空間内でのマイクロ波の伝搬経路
を増加させるものであり、被加熱物全体にマイクロ波を
乱反射させて被加熱物の加熱の均一化を促進させるもの
である。The radio wave stirring system has a structure in which a metallic plate-like blade provided in a heating chamber is rotated. In this method, a microwave propagating while being repeatedly reflected on a metal boundary surface forming a microwave space or on a surface of an object to be heated is also reflected by a metallic plate-like blade. The reflection of microwaves from the metallic plate-like blades increases the propagation path of the microwaves in the microwave space as compared to the case without the plate-like blades, and the microwaves propagate to the entire object to be heated. Is diffusely reflected to promote uniform heating of the object to be heated.
【００１２】被加熱物回転方式は、被加熱物を載置する
ターンテーブルを回転駆動させる構成からなる。この方
式では、マイクロ波空間構造とその内部に収納した被加
熱物の種類や形状等により決定されたマイクロ波空間内
に生じるマイクロ波の伝搬分布に対して、被加熱物の方
を移動させ被加熱物全体にマイクロ波を伝搬させ被加熱
物の加熱の均一化を促進させるものである。The heating object rotating system has a structure in which a turntable on which an object to be heated is mounted is driven to rotate. In this method, the object to be heated is moved by moving the object to be heated with respect to the microwave propagation distribution generated in the microwave space determined by the type, shape, etc. of the microwave space structure and the object to be heated housed therein. The microwave is propagated to the entire heating object to promote uniform heating of the object to be heated.
【００１３】複数給電方式は、加熱室を形成する金属境
界面の複数の個所からマイクロ波を給電する構成からな
る。この方式は、単一の給電と比べて最も大きな特徴
は、位相の異なった複数のマイクロ波が加熱室内に給電
されることである。位相の異なるマイクロ波を伝搬させ
ることにより、上記電波攪拌方式と同様に加熱室内にマ
イクロ波の乱反射状態を生じさせるものである。[0013] The multiple power supply system has a configuration in which microwaves are supplied from a plurality of locations on a metal boundary surface forming a heating chamber. The most significant feature of this method as compared with a single power supply is that a plurality of microwaves having different phases are supplied to the heating chamber. By transmitting microwaves having different phases, irregular reflection of microwaves is generated in the heating chamber in the same manner as in the above-described radio wave stirring method.
【００１４】加熱室壁面の凹凸形状方式は、加熱室を形
成する金属境界面に凹凸を設けた構成からなる。この方
式は、凹凸を有する金属境界面によってマイクロ波を乱
反射させるものである。The uneven shape of the wall surface of the heating chamber has a structure in which unevenness is provided on a metal boundary surface forming the heating chamber. In this method, microwaves are irregularly reflected by a metal interface having irregularities.
【００１５】さらに加熱の均一化を図るその他の方法と
して、加熱分布を推定できるような何らかの情報を検出
し、検出結果に応じてマイクロ波の放射方向を制御する
ものがある。Further, as another method for making the heating uniform, there is a method of detecting some information that can estimate the heating distribution and controlling the radiation direction of the microwave according to the detection result.
【００１６】特開平８−３２１３７８号公報には、ター
ンテーブルと、ターンテーブル下の回転アンテナ（ある
いは回転導波管）を有し、被加熱物の温度や重量などの
検出結果に基づいて、各々の位置制御を行う例が示され
ている。Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8-321378 has a turntable and a rotating antenna (or a rotating waveguide) below the turntable, and based on the detection results such as the temperature and weight of the object to be heated, The example of performing the position control of FIG.
【００１７】特開平１０−１７２７５０号公報には、同
様の検出結果に基づいて、ターンテーブルは無くても、
複数の放射アンテナを切り替えてかつ位置制御すること
で任意の部位を加熱できる例が示されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-172750 discloses that, based on a similar detection result, even if there is no turntable,
An example in which an arbitrary part can be heated by switching a plurality of radiation antennas and controlling the position is shown.
【００１８】これら２件の例は、マイクロ波によって発
生した加熱むらを補うように、指向性のあるマイクロ波
の放射手段を制御するので、均一化の効果が極めて高い
ものである。In these two examples, the directivity of the microwave radiating means is controlled so as to compensate for the uneven heating generated by the microwave, so that the uniforming effect is extremely high.
【００１９】また被加熱物の加熱の効率化を図る手段と
して、可変マッチング方式がある。可変マッチング方式
は、マグネトロンが放射したマイクロ波を導波管を介し
て加熱室に供給する際、導波管内に可変マッチング素子
を配置し、操作キーや検知手段に基づいて被加熱物に関
する情報（量、大きさ、形状など）を推定し、最もマッ
チングが取れる（マイクロ波のマグネトロンへの反射を
できるだけ少なくして効率的に加熱室へ伝送する）よう
に可変マッチング素子の位置を制御するものである。As a means for increasing the efficiency of heating the object to be heated, there is a variable matching method. In the variable matching method, when supplying the microwave radiated by the magnetron to the heating chamber through the waveguide, a variable matching element is arranged in the waveguide, and information on the object to be heated is determined based on operation keys and detection means ( Estimate the amount, size, shape, etc.) and control the position of the variable matching element so that the best matching can be achieved (microwave reflection to the magnetron is minimized and transmitted to the heating chamber efficiently). is there.
【００２０】特開平５−２６６９７６号公報には、ポス
ト状の可変マッチング素子を、加熱室上面に配置した導
波管内で平行移動させて位置制御する例が示されてい
る。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-266976 discloses an example in which a post-shaped variable matching element is parallel-moved in a waveguide disposed on the upper surface of a heating chamber to control the position.
【００２１】また特開平６−１０４０７８号公報には、
金属板からなる可変マッチング素子を、加熱室上面に配
置した導波管内で回転または停止させて位置制御する例
が示されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-104078 discloses that
An example is shown in which a variable matching element made of a metal plate is rotated or stopped in a waveguide disposed on the upper surface of a heating chamber to control the position.
【００２２】[0022]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電波攪拌方式のマイクロ波空間は、金属性板状羽根によ
って反射されるマイクロ波をマイクロ波空間内に均一に
乱反射させることに物理的限界がある。これは、マイク
ロ波の伝搬速度に対して、金属性板状羽根の回転速度が
あまりに遅いことによるものであり、金属性板状羽根の
回転速度を制御したとしても被加熱物全体に均一にマイ
クロ波を伝搬させることは非常に難しい。従って、被加
熱物の種類や量によっては、不測の不均一な加熱分布が
生じることを抑制することが難しいという問題を有して
いた。However, the conventional microwave space of the radio wave stirring system has a physical limitation in uniformly and irregularly reflecting the microwave reflected by the metallic plate-like blade into the microwave space. . This is because the rotation speed of the metallic plate-like blade is too slow relative to the microwave propagation speed. It is very difficult to propagate waves. Therefore, there is a problem that it is difficult to suppress occurrence of unexpected and uneven heating distribution depending on the type and amount of the object to be heated.
【００２３】また、被加熱物回転方式は、被加熱物の種
類や量によってマイクロ波空間内に生じるマイクロ波分
布は自ずと決まってしまうため、一つの被加熱物に対応
して生じたマイクロ波分布がその被加熱物を均一に加熱
することに対して不適であってもその電磁波分布を変更
することができないという問題を有していた。In the rotating method of the object to be heated, the microwave distribution generated in the microwave space is determined by the kind and amount of the object to be heated. However, there is a problem that the electromagnetic wave distribution cannot be changed even if the object to be heated is unsuitable for heating it uniformly.
【００２４】また、複数給電方式は、理想的な挙動とし
ては前述したとおりであるが、一つの給電部から放射さ
れるマイクロ波の挙動が他の給電部から放射されたマイ
クロ波からの影響を受ける。このため、給電部が複数個
あっても、その複数の給電構成によって決定される特定
のマイクロ波伝搬がマイクロ波空間内に生じるので、被
加熱物の種類や量によっては、不測の不均一な加熱分布
が生じることを抑制することが難しいという問題を有し
ていた。In the multiple feed system, the ideal behavior is as described above, but the behavior of the microwave radiated from one feed section is affected by the influence of the microwave radiated from the other feed section. receive. For this reason, even if there are a plurality of power supply units, specific microwave propagation determined by the plurality of power supply configurations occurs in the microwave space, and depending on the type and amount of the object to be heated, unexpected unevenness may occur. There was a problem that it was difficult to suppress generation of a heating distribution.
【００２５】また、マイクロ波空間壁面の凹凸形状構造
は、被加熱物の加熱の均一化を促進できうる乱反射をマ
イクロ波空間内に生じさせるには、壁面全体にいわゆる
ゴルフボールのディンプルのような凹凸を配するととも
にそのディンプルの深さ寸法あるいは突出寸法を使用す
るマイクロ波の波長に対して無視できない寸法、例えば
１／１０波長寸法以上にすることが必要である。この結
果、マイクロ波空間の構成が複雑となり実用性に難しい
構成を強いられるという問題を有していた。In order to generate irregular reflection in the microwave space, which can promote uniform heating of the object to be heated, the uneven structure of the wall surface of the microwave space requires the entire wall surface to be like a so-called dimple of a golf ball. It is necessary to provide unevenness and to make the depth dimension or projection dimension of the dimple a dimension that cannot be ignored for the wavelength of the microwave to be used, for example, 1/10 wavelength dimension or more. As a result, there has been a problem that the configuration of the microwave space is complicated and a configuration that is difficult for practical use is forced.
【００２６】また、加熱分布を推定できるような何らか
の情報を検出し、検出結果に応じてマイクロ波の放射方
向を制御するものは、加熱の均一化という面では理想的
である。しかし、マイクロ波の放射方向を制御するため
に、ターンテーブルや回転アンテナや回転導波管を組み
合わせたり、複数個用いたりしなければならない。ま
た、回転アンテナや回転導波管を導体を用いて構成して
マイクロ波を供給する場合、長さは少なくとも１／４波
長以上（半波長ダイポールアンテナ等は半波長）必要で
ある上、回転アンテナや回転導波管に給電するための構
成も必要である。加えて、大きなエネルギーのマイクロ
波を放射する手段を駆動することになるので、安全性や
信頼性を確保するための工夫（たとえばスパークを防止
するために、アンテナと加熱室壁面との距離をとらない
といけないとか）も必要である。よって構成が大掛かり
で複雑になるという問題を有していた。また同様に、安
全性や信頼性を確保するための検討に手間がかかるとい
う問題を有していた。It is ideal to detect some information that can estimate the heating distribution and control the microwave radiation direction according to the detection result in terms of uniform heating. However, in order to control the radiation direction of the microwave, it is necessary to combine a turntable, a rotating antenna, and a rotating waveguide, or use a plurality of them. When a rotating antenna or a rotating waveguide is formed using a conductor to supply microwaves, the length must be at least 1/4 wavelength or more (half wavelength for a half-wave dipole antenna or the like). Also, a configuration for supplying power to the rotating waveguide is required. In addition, because it drives the means that emits microwaves of high energy, it is necessary to take measures to ensure safety and reliability (for example, in order to prevent sparks, measure the distance between the antenna and the wall of the heating chamber). Is necessary. Therefore, there was a problem that the configuration was large and complicated. In addition, similarly, there is a problem that it takes time to study to secure safety and reliability.
【００２７】さらに、可変マッチング方式は、マグネト
ロンと加熱室の間でマイクロ波が反射してマグネトロン
に戻ってしまうのを防ぐために、マグネトロンと加熱室
の間（導波管内）に可変マッチング素子を配置しなけれ
ばならない。そして被加熱物に応じて可変マッチング素
子の位置を制御する事で加熱の効率化を図るので、被加
熱物に関する情報を得るためには必ず操作キーや検出手
段と連動して位置制御しなければならない。さらに可変
マッチング方式は、根本的な問題として、マグネトロン
から加熱室内へ伝送されるマイクロ波の量を変える事は
できるが、加熱分布を変えるものではなく、加熱分布の
均一化を図ることはできないという問題を有していた。Further, in the variable matching method, a variable matching element is arranged between the magnetron and the heating chamber (in the waveguide) in order to prevent microwaves from being reflected between the magnetron and the heating chamber and returning to the magnetron. Must. Since the heating efficiency is improved by controlling the position of the variable matching element according to the object to be heated, in order to obtain information on the object to be heated, the position must be controlled in conjunction with the operation keys and the detecting means. No. In addition, the variable matching method has a fundamental problem that it can change the amount of microwave transmitted from the magnetron into the heating chamber, but it does not change the heating distribution and cannot make the heating distribution uniform. Had a problem.
【００２８】[0028]
【課題を解決するための手段】上記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、前記加熱室にマイクロ波を供給するマイクロ
波供給手段と、前記加熱室の底面を形成する金属面に設
けた開口部と、前記開口部のインピーダンスを変更可能
なインピーダンス可変手段とを有し、前記インピーダン
ス可変手段は、前記開口部に接続されて終端が閉じられ
た溝部と、前記溝部内の誘電体からなる可動部と、前記
可動部を駆動する駆動手段とを備えている。To solve the above-mentioned problems, a microwave heating apparatus according to the present invention comprises a heating chamber for accommodating an object to be heated, microwave supply means for supplying microwaves to the heating chamber, An opening provided on a metal surface forming a bottom surface of the heating chamber, and impedance changing means capable of changing the impedance of the opening, wherein the impedance changing means is connected to the opening and has a closed end. A movable portion made of a dielectric material in the groove portion, and a driving unit for driving the movable portion.
【００２９】上記発明によれば、マイクロ波供給手段か
ら加熱室内に供給されたマイクロ波により、加熱室を形
成する金属面に生じる高周波電流の流れは開口部によっ
て流れが分断されるので、マイクロ波は開口部に接続し
たインピーダンス可変手段の溝部内へ伝搬する。溝部を
伝搬するマイクロ波は溝部の終端まで伝搬し、この終端
で反射して再び開口部を経て加熱室内を伝搬する。溝部
内のマイクロ波伝搬経路の途中に設けた誘電体からなる
可動部は、溝部内のマイクロ波伝搬条件を変化させる。
このマイクロ波伝搬条件を変化させることで開口部に生
じるインピーダンス値を零から理想的には無限大まで変
えることができる。According to the above invention, the flow of the high-frequency current generated on the metal surface forming the heating chamber by the microwave supplied from the microwave supply means into the heating chamber is divided by the opening. Propagates into the groove of the variable impedance means connected to the opening. The microwave propagating through the groove propagates to the end of the groove, reflects at this end, and propagates again through the opening through the heating chamber. The movable part made of a dielectric material provided in the middle of the microwave propagation path in the groove changes the microwave propagation conditions in the groove.
By changing the microwave propagation conditions, the impedance value generated at the opening can be changed from zero to ideally to infinity.
【００３０】この開口部は高周波電流の流れを分断する
ように設けられており、開口部のインピーダンスを零に
すると、高周波電流の流れは分断されない。一方、開口
部のインピーダンスを無限大にすると高周波電流は全く
流れなくなる。開口部のインピーダンスの変化は、加熱
室に生じうるマイクロ波分布を変化させる。また、開口
部に入射するマイクロ波の入射波と反射波との位相差
は、開口部のインピーダンスが零の場合１８０度であ
り、開口部のインピーダンスが無限大の場合０度とな
る。従って開口部のインピーダンスを変えることで加熱
室内にマイクロ波を多重伝搬させ、さまざまなマイクロ
波分布を形成させることができ、被加熱物全体の加熱の
均一化を促進させることができる。特に本発明では、開
口部を加熱室の底面に設けており、被加熱物と近い位置
でインピーダンスを変化させるので、最も効果的に被加
熱物の加熱分布を変えることができ、被加熱物全体の加
熱の均一化を最も促進させることができる。The opening is provided so as to cut off the flow of the high-frequency current. When the impedance of the opening is set to zero, the flow of the high-frequency current is not cut off. On the other hand, when the impedance of the opening is made infinite, no high-frequency current flows at all. The change in the impedance of the opening changes the microwave distribution that can occur in the heating chamber. The phase difference between the incident wave and the reflected wave of the microwave incident on the opening is 180 degrees when the impedance of the opening is zero, and is 0 degrees when the impedance of the opening is infinite. Therefore, by changing the impedance of the opening, microwaves can be multiply propagated in the heating chamber to form various microwave distributions, and uniform heating of the entire object to be heated can be promoted. In particular, in the present invention, since the opening is provided on the bottom surface of the heating chamber and the impedance is changed at a position close to the object to be heated, the heating distribution of the object to be heated can be changed most effectively, and the entire object to be heated can be changed. The most uniform heating can be promoted.
【００３１】[0031]
【発明の実施の形態】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、前記加熱室にマイクロ波
を供給するマイクロ波供給手段と、前記加熱室の底面を
形成する金属面に設けた開口部と、前記開口部のインピ
ーダンスを変更可能なインピーダンス可変手段とを有
し、前記インピーダンス可変手段は、前記開口部に接続
されて終端が閉じられた溝部と、前記溝部内の誘電体か
らなる可動部と、前記可動部を駆動する駆動手段を備え
ている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The microwave heating apparatus of the present invention
A heating chamber for storing an object to be heated, microwave supply means for supplying microwaves to the heating chamber, an opening provided on a metal surface forming a bottom surface of the heating chamber, and an impedance of the opening can be changed. Impedance changing means, the impedance changing means being connected to the opening and having a closed-ended groove, a movable portion made of a dielectric material in the groove, and a driving device for driving the movable portion. It has.
【００３２】そして、マイクロ波供給手段から加熱室内
に供給されたマイクロ波により、加熱室を形成する金属
面に生じる高周波電流の流れは開口部によって流れが分
断されるので、マイクロ波は開口部に接続したインピー
ダンス可変手段の溝部内へ伝搬する。溝部を伝搬するマ
イクロ波は溝部の終端まで伝搬し、この終端で反射して
再び開口部を経て加熱室内を伝搬する。溝部内のマイク
ロ波伝搬経路の途中に設けた可動部は、溝部内のマイク
ロ波伝搬条件を変化させる。このマイクロ波伝搬条件を
変化させることで開口部に生じるインピーダンス値を零
から理想的には無限大まで変えることができる。Then, the flow of the high-frequency current generated on the metal surface forming the heating chamber is divided by the opening by the microwave supplied from the microwave supply means into the heating chamber. The light propagates into the groove of the connected impedance variable means. The microwave propagating through the groove propagates to the end of the groove, reflects at this end, and propagates again through the opening through the heating chamber. The movable part provided in the middle of the microwave propagation path in the groove changes the microwave propagation conditions in the groove. By changing the microwave propagation conditions, the impedance value generated at the opening can be changed from zero to ideally to infinity.
【００３３】この開口部は高周波電流の流れを分断する
ように設けられており、開口部のインピーダンスを零に
すると、高周波電流の流れは分断されない。一方、開口
部のインピーダンスを無限大にすると高周波電流は全く
流れなくなる。開口部のインピーダンスの変化は、加熱
室に生じるマイクロ波分布を変化させる。また、開口部
に入射するマイクロ波の入射波と反射波との位相差は、
開口部のインピーダンスが零の場合１８０度であり、開
口部のインピーダンスが無限大の場合０度となる。The opening is provided so as to block the flow of the high-frequency current. If the impedance of the opening is set to zero, the flow of the high-frequency current is not broken. On the other hand, when the impedance of the opening is made infinite, no high-frequency current flows at all. The change in the impedance of the opening changes the microwave distribution generated in the heating chamber. Also, the phase difference between the incident wave and the reflected wave of the microwave incident on the opening is
When the impedance of the opening is zero, it is 180 degrees, and when the impedance of the opening is infinite, it is 0 degrees.
【００３４】従って、開口部のインピーダンスを変える
ことで加熱室内にマイクロ波を多重伝搬させ、さまざま
なマイクロ波分布を形成させることができ、被加熱物全
体の加熱の均一化を促進させることができる。特に本発
明では、開口部を加熱室の底面に設けており、被加熱物
と近い位置でインピーダンスを変化させるので、最も効
果的に被加熱物の加熱分布を変えることができ、被加熱
物全体の加熱の均一化を最も促進させることができる。Therefore, by changing the impedance of the opening, microwaves can be multiply propagated in the heating chamber to form various microwave distributions, and uniform heating of the whole object to be heated can be promoted. . In particular, in the present invention, since the opening is provided on the bottom surface of the heating chamber and the impedance is changed at a position close to the object to be heated, the heating distribution of the object to be heated can be changed most effectively, and the entire object to be heated can be changed. The most uniform heating can be promoted.
【００３５】また、マイクロ波加熱装置は、開口部上に
加熱室の底面全体を覆う被加熱物載置用の載置台を有し
ている。Further, the microwave heating apparatus has a mounting table for mounting an object to be heated, which covers the entire bottom surface of the heating chamber above the opening.
【００３６】そして、載置台が底面全体を覆うので、タ
ーンテーブルを用いた時のようなコーナー部のデッドス
ペースがなく、被加熱物をどこにでも置くことができた
り、底面と同等のサイズの被加熱物を置いて、加熱の均
一化を図る事ができる。加えて、載置台が開口部を塞ぐ
役割をも果たすので、専用の開口部用のカバーを不要に
できる。Since the mounting table covers the entire bottom surface, there is no dead space at the corners as in the case of using a turntable, and the object to be heated can be placed anywhere, and the mounting surface having the same size as the bottom surface can be used. By placing a heated object, uniform heating can be achieved. In addition, since the mounting table also plays a role of closing the opening, a dedicated cover for the opening can be eliminated.
【００３７】また、マイクロ波加熱装置は、被加熱物を
収納する加熱室と、前記加熱室にマイクロ波を供給する
マイクロ波供給手段と、前記加熱室を形成する金属面に
設けた開口部と、前記開口部のインピーダンスを変更可
能なインピーダンス可変手段とを有し、前記開口部の位
置は、前記開口部が無い場合に前記加熱室内に生じる定
在波の節の位置としている。Further, the microwave heating apparatus comprises: a heating chamber for accommodating an object to be heated; microwave supply means for supplying microwaves to the heating chamber; and an opening provided on a metal surface forming the heating chamber. And impedance changing means capable of changing the impedance of the opening, and the position of the opening is a position of a node of a standing wave generated in the heating chamber when the opening is not provided.
【００３８】そして、開口部の位置は、開口部が無い場
合に加熱室内に生じる定在波の節の位置としており、定
在波の節の位置では基本的に電界が弱いので、開口部の
電界も弱くなり、インピーダンス可変手段への電界集中
を避ける事ができる。従って安全性、信頼性の高い均一
加熱ができる。The position of the opening is the position of the node of the standing wave generated in the heating chamber when there is no opening. At the position of the node of the standing wave, the electric field is basically weak. The electric field is also weakened, so that electric field concentration on the impedance variable means can be avoided. Accordingly, uniform heating with high safety and reliability can be achieved.
【００３９】また、請求項４のマイクロ波加熱装置は、
開口部の位置は、実用的な被加熱物において、前記開口
部が無い場合に加熱室内に生じる定在波の節の位置とし
ている。The microwave heating device according to claim 4 is
The position of the opening is a position of a node of a standing wave generated in the heating chamber when there is no opening in a practical object to be heated.
【００４０】そして、被加熱物の大きさや形状や誘電特
性によっては定在波が変化する可能性があるが、実用的
な被加熱物において加熱室内に生じる定在波の節の位置
に開口部を設けるので、確実にインピーダンス可変手段
への電界集中を避ける事ができる。従って安全性、信頼
性の高い均一加熱ができる。The standing wave may change depending on the size, shape, and dielectric characteristics of the object to be heated, but the opening is formed at the position of the node of the standing wave generated in the heating chamber in the practical object to be heated. Is provided, electric field concentration on the impedance variable means can be reliably avoided. Accordingly, uniform heating with high safety and reliability can be achieved.
【００４１】また、マイクロ波加熱装置は、被加熱物を
収納する加熱室と、前記加熱室にマイクロ波を供給する
マイクロ波供給手段と、前記加熱室を形成する金属面に
設けた開口部と、前記開口部のインピーダンスを変更可
能なインピーダンス可変手段とを有し、前記インピーダ
ンス可変手段は、前記開口部に接続されて終端が閉じら
れた溝部と、前記溝部内で回転可能な板状の誘電体から
なる可動部と、前記可動部を回転駆動する駆動手段とを
有し、前記誘電体の幅広面が前記溝部の深さ方向に対し
て垂直な時に前記開口部のインピーダンスを零または零
に近い値としている。Further, the microwave heating apparatus comprises: a heating chamber for storing an object to be heated; microwave supply means for supplying microwaves to the heating chamber; and an opening provided on a metal surface forming the heating chamber. An impedance variable means capable of changing the impedance of the opening, the impedance variable means being connected to the opening and having a closed-ended groove, and a plate-shaped dielectric rotatable in the groove. A movable section comprising a body, and a driving unit for rotating the movable section, wherein the impedance of the opening is set to zero or zero when the wide surface of the dielectric is perpendicular to the depth direction of the groove. They are close values.
【００４２】そして、可動部が溝部の深さ方向に対して
垂直（この状態を可動部の基準の角度０とする）の時に
開口部のインピーダンスを零または零に近い値とするの
で、可動部の角度が０から変化するにつれて溝部内のマ
イクロ波の実効長が短くなっていき、開口部のインピー
ダンスがずれて増えていく。従って開口部のインピーダ
ンスを容易に零以上で変化させる事ができ、加熱の均一
化を促進させることができる。When the movable portion is perpendicular to the depth direction of the groove (this state is defined as a reference angle 0 of the movable portion), the impedance of the opening is set to zero or a value close to zero. As the angle changes from 0, the effective length of the microwave in the groove decreases, and the impedance of the opening shifts and increases. Therefore, the impedance of the opening can be easily changed to zero or more, and uniform heating can be promoted.
【００４３】また、マイクロ波加熱装置は、可動部が溝
部の深さ方向に対して垂直な時に、前記溝部内に定在波
を１個たてることで開口部のインピーダンスを零または
零に近い値としている。Further, in the microwave heating apparatus, when the movable portion is perpendicular to the depth direction of the groove, one standing wave is applied in the groove to reduce the impedance of the opening to zero or close to zero. Value.
【００４４】そして、開口部のインピーダンスを零また
は零に近い値にするためには、溝部内の定在波を１以上
の自然数個たてれば良いが、溝部内に定在波を１個たて
るので、最も深さの浅い溝部で開口部のインピーダンス
を零または零に近い値にできる。すなわち、最も小型の
構成で加熱の均一化を促進させることができる。In order to set the impedance of the opening to zero or a value close to zero, it is sufficient to form one or more natural numbers of standing waves in the groove, but one standing wave is formed in the groove. Therefore, the impedance of the opening can be made zero or a value close to zero in the groove portion having the smallest depth. That is, uniform heating can be promoted with the smallest configuration.
【００４５】また、マイクロ波加熱装置は、可動部が溝
部の深さ方向に対して水平な時に開口部のインピーダン
スを無限大または無限大に近い値としている。In the microwave heating apparatus, the impedance of the opening is set to infinity or a value close to infinity when the movable part is horizontal to the depth direction of the groove.
【００４６】そして、可動部が垂直の時に開口部のイン
ピーダンスを零または零に近い値として、かつ水平の時
に開口部のインピーダンスを無限大または無限大に近い
値とするので、可動部の角度により開口部のインピーダ
ンスを零または零に近い値から無限大または無限大に近
い値の全範囲で変化させる事ができ、任意のインピーダ
ンスでより一層加熱の均一化を促進させることができ
る。When the movable part is vertical, the impedance of the opening is set to zero or a value close to zero, and when the movable part is horizontal, the impedance of the opening is set to infinity or a value close to infinity. The impedance of the opening can be changed in the entire range from zero or a value close to zero to infinity or a value close to infinity, and uniform heating can be further promoted with an arbitrary impedance.
【００４７】また、マイクロ波加熱装置は、可動部が溝
部の深さ方向に対して水平な時に、前記溝部内に定在波
を１／２個たてることで開口部のインピーダンスを無限
大または無限大に近い値としている。In the microwave heating apparatus, when the movable part is horizontal to the depth direction of the groove, the impedance of the opening is made infinite or less by halving the standing wave in the groove. The value is close to infinity.
【００４８】そして、開口部のインピーダンスを無限大
または無限大に近い値にするためには、溝部内の定在波
を（２ｎ−１）／２個（ただしｎは１以上の自然数）た
てれば良いが、溝部内に定在波を１／２個たてるので、
最も深さの浅い溝部で開口部のインピーダンスを無限大
または無限大に近い値にできる。すなわち、最も小型の
構成で加熱の均一化を促進させることができる。To set the impedance of the opening to infinity or a value close to infinity, it is necessary to form (2n-1) / 2 standing waves in the groove (where n is a natural number of 1 or more). Good, but 1/2 standing wave in the groove
The impedance of the opening can be set to infinity or a value close to infinity in the groove portion having the smallest depth. That is, uniform heating can be promoted with the smallest configuration.
【００４９】さらに、マイクロ波加熱装置は、被加熱物
を収納する加熱室と、前記加熱室にマイクロ波を供給す
るマイクロ波供給手段と、前記加熱室を形成する金属面
に設けた開口部と、前記開口部のインピーダンスを変更
可能なインピーダンス可変手段とを有し、前記インピー
ダンス可変手段は、前記開口部に接続されて終端が閉じ
られた溝部と、前記溝部内の誘電体からなると、前記可
動部を駆動する駆動手段とを有し、前記溝部は、深さが
１／４波長に満たない導波管形状で構成している。Further, the microwave heating apparatus comprises a heating chamber for accommodating an object to be heated, microwave supply means for supplying microwaves to the heating chamber, and an opening provided on a metal surface forming the heating chamber. An impedance variable means capable of changing the impedance of the opening, wherein the impedance variable means comprises: a groove connected to the opening and having a closed end; And a driving unit for driving the portion, wherein the groove is formed in a waveguide shape having a depth of less than １ ／ wavelength.
【００５０】そして、インピーダンス可変手段が、開口
部に接続されて終端が閉じられた溝部と、溝部内の誘電
体からなる可動部と、可動部を駆動する駆動手段とを有
し、溝部を、深さが１／４波長に満たない導波管形状と
したので、従来の回転アンテナや回転導波管の常識では
考えられない極めて小さな構成で開口部のインピーダン
スを変化させて、加熱の均一化を促進させることができ
る。The impedance varying means has a groove connected to the opening and having a closed end, a movable portion made of a dielectric material in the groove, and a driving means for driving the movable portion. Since the waveguide shape is less than 1/4 wavelength in depth, the impedance of the opening is changed with an extremely small configuration that cannot be considered with the conventional knowledge of conventional rotating antennas and rotating waveguides, and uniform heating is achieved. Can be promoted.
【００５１】[0051]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００５２】（実施例１）図１は本発明の実施例１を示
すマイクロ波加熱装置の概要を説明するためのブロック
図である。被加熱物１を加熱室２に収納し、マイクロ波
供給手段３から加熱室２にマイクロ波を供給し、加熱室
２の底面４を形成する金属面に開口部５を設けている。
インピーダンス可変手段６は、開口部５のインピーダン
スを変更可能なもので、開口部５に接続されて終端が閉
じられた溝部７の中に駆動自在な誘電体からなる可動部
８を構成し、駆動手段９により可動部体８を駆動するこ
とで開口部５のインピーダンスを変更し、さまざまな加
熱分布を発生させて均一化を図っている。(Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram for explaining an outline of a microwave heating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. An object to be heated 1 is housed in a heating chamber 2, a microwave is supplied from a microwave supply means 3 to the heating chamber 2, and an opening 5 is provided in a metal surface forming a bottom surface 4 of the heating chamber 2.
The impedance varying means 6 is capable of changing the impedance of the opening 5 and forms a movable portion 8 made of a drivable dielectric in a groove 7 connected to the opening 5 and having a closed end. By driving the movable portion 8 by means 9, the impedance of the opening 5 is changed, and various heating distributions are generated to achieve uniformity.
【００５３】（実施例２）図２は本発明の実施例２を示
し、マイクロ波加熱装置として代表的な電子レンジの要
部構成断面図である。食品などに代表される被加熱物１
を、加熱室２の底面４全体を覆う載置台１０上に載置
し、代表的なマイクロ波供給手段であるマグネトロン１
１からのマイクロ波を導波管１２を介して加熱室２に供
給し、被加熱物１を加熱している。導波管１２と加熱室
２の結合は給電開口部１３にて行い、マイクロ波が透過
可能な給電開口カバー１４が給電開口部１３を塞いでい
る。加熱室２の底面４を形成する金属面に開口部５を設
け、インピーダンス可変手段６により開口部５のインピ
ーダンスを変更可能としている。インピーダンス可変手
段６は、開口部５に接続されて終端が閉じられた溝部７
の中に駆動自在な低誘電損失材料の誘電体からなる可動
部８を構成し、代表的な駆動手段であるステッピングモ
ータ１５により可動部８を回転駆動させている。(Embodiment 2) FIG. 2 shows Embodiment 2 of the present invention and is a cross-sectional view of a main part of a typical microwave oven as a microwave heating apparatus. Heated object 1 such as food
Is placed on a mounting table 10 that covers the entire bottom surface 4 of the heating chamber 2, and the magnetron 1 as a typical microwave supply means is
Microwaves 1 are supplied to the heating chamber 2 via the waveguide 12 to heat the object 1 to be heated. The coupling between the waveguide 12 and the heating chamber 2 is performed at the power supply opening 13, and the power supply opening cover 14 that can transmit microwaves covers the power supply opening 13. An opening 5 is provided in the metal surface forming the bottom surface 4 of the heating chamber 2, and the impedance of the opening 5 can be changed by the impedance changing means 6. The impedance variable means 6 includes a groove 7 connected to the opening 5 and having a closed end.
The movable portion 8 made of a drivable dielectric material of a low dielectric loss material is formed in the inside, and the movable portion 8 is rotationally driven by a stepping motor 15 which is a typical driving means.
【００５４】インピーダンス可変手段６の作用について
は、加熱室２内のマイクロ波により、加熱室２の底面４
を形成する金属面に生じる高周波電流の流れは開口部５
によって流れが分断されるので、マイクロ波は開口部５
に接続したインピーダンス可変手段６の溝部７内へ伝搬
する。溝部７を伝搬するマイクロ波は溝部７の終端１６
まで伝搬し、この終端で反射して再び開口部５を経て加
熱室２内を伝搬する。溝部７内のマイクロ波伝搬経路の
途中に設けた可動部８は、溝部７内のマイクロ波伝搬条
件を変化させる。このマイクロ波伝搬条件を変化させる
ことで開口部５に生じるインピーダンス値を理想的には
零から無限大まで変えることができる。The function of the impedance varying means 6 is as follows.
The flow of the high-frequency current generated on the metal surface forming the
The flow is interrupted by the
To the inside of the groove 7 of the impedance varying means 6 connected to The microwave propagating through the groove 7 is terminated at the end 16 of the groove 7.
Then, the light is reflected at this terminal and propagates again through the opening 5 in the heating chamber 2. The movable section 8 provided in the middle of the microwave propagation path in the groove 7 changes the microwave propagation conditions in the groove 7. By changing the microwave propagation conditions, the impedance value generated in the opening 5 can be ideally changed from zero to infinity.
【００５５】この開口部５は高周波電流の流れを分断す
るように設けられており、開口部５のインピーダンスを
零にすると、高周波電流の流れは分断されない。一方、
開口部５のインピーダンスを無限大にすると高周波電流
は全く流れなくなる。開口部５のインピーダンスの変化
は、加熱室２に生じうるマイクロ波分布を変化させる。The opening 5 is provided so as to cut off the flow of the high-frequency current. When the impedance of the opening 5 is reduced to zero, the flow of the high-frequency current is not cut off. on the other hand,
When the impedance of the opening 5 is made infinite, no high-frequency current flows at all. The change in the impedance of the opening 5 changes the microwave distribution that can occur in the heating chamber 2.
【００５６】また、開口部５に入射するマイクロ波の入
射波と反射波との位相差は、開口部５のインピーダンス
が零の場合１８０度であり、開口部５のインピーダンス
が無限大の場合０度となる。従って開口部５のインピー
ダンスを変えることで加熱室２内にマイクロ波を多重伝
搬させる事で、さまざまな加熱分布を発生させて均一化
を図っている。The phase difference between the incident wave and the reflected wave of the microwave incident on the opening 5 is 180 degrees when the impedance of the opening 5 is zero and 0 when the impedance of the opening 5 is infinite. Degree. Therefore, by changing the impedance of the opening 5 and causing the microwaves to propagate in the heating chamber 2 in a multiplex manner, various heating distributions are generated to achieve uniformity.
【００５７】本実施例では、底面４に開口部５を設けて
いるので、被加熱物１と近い位置でインピーダンスを変
化させるので、最も効果的に加熱分布を変える事がで
き、均一化を最も促進させる事ができる。In this embodiment, since the opening 5 is provided in the bottom surface 4, the impedance is changed at a position close to the object 1 to be heated. Therefore, the heating distribution can be changed most effectively, and Can be promoted.
【００５８】また本実施例では、載置台１０が底面４全
体を覆うので、ターンテーブルを用いた時のようなコー
ナー部のデッドスペースがなく、被加熱物１をどこにで
も置くことができたり、底面４と同等のサイズの被加熱
物１を置いて、加熱の均一化を図る事ができる。加え
て、載置台１０が開口部５を塞ぐ役割も果たすので、専
用の開口部用のカバーを不要にできる。In this embodiment, since the mounting table 10 covers the entire bottom surface 4, there is no dead space at the corners when a turntable is used, and the object 1 can be placed anywhere. By placing the object to be heated 1 having the same size as the bottom surface 4, uniform heating can be achieved. In addition, since the mounting table 10 also plays a role of closing the opening 5, a dedicated cover for the opening can be eliminated.
【００５９】また本実施例では、溝部７を開口部５から
直下に伸ばすのではなく左側に折り曲げた位置に終端１
６を構成している。この構成により溝部７の高さ方向の
寸法を薄くできる効果がある。Further, in this embodiment, the terminal 1 is not extended right below the opening 5 but is bent leftward.
6. This configuration has an effect that the dimension of the groove 7 in the height direction can be reduced.
【００６０】また本実施例では、ステッピングモータ１
５により可動部８を回転駆動させるので、可動部８の幅
広面が終端１６に対する角度（溝部の深さ方向に対する
角度）を垂直状態１７にしたり、水平状態１８にした
り、あるいは中間の角度にしたりと、容易に精度良く位
置決めする事ができる。この構成により加熱分布をこま
やかに変更できる効果がある。In this embodiment, the stepping motor 1
Since the movable portion 8 is driven to rotate by 5, the wide surface of the movable portion 8 changes the angle with respect to the terminal end 16 (the angle with respect to the depth direction of the groove) to the vertical state 17, the horizontal state 18, or an intermediate angle. Thus, the positioning can be easily performed with high accuracy. With this configuration, there is an effect that the heating distribution can be finely changed.
【００６１】さらに本実施例では、制御手段１９が、操
作キーに代表されるような使用者が設定する設定手段２
０により、ステッピングモータ１５による可動部８の位
置制御と、マグネトロン１１からのマイクロ波の発振制
御を行うものである。この構成により加熱分布と加熱出
力（あるいは加熱時間）の双方を組み合わせて制御でき
るので、使用者の希望に合った加熱分布を実現できる効
果がある。Further, in this embodiment, the control means 19 is a setting means 2 which is set by a user as represented by an operation key.
0 controls the position of the movable section 8 by the stepping motor 15 and controls the oscillation of the microwave from the magnetron 11. With this configuration, both the heating distribution and the heating output (or the heating time) can be controlled in combination, so that there is an effect that a heating distribution that meets the user's wish can be realized.
【００６２】（実施例３）図３は本発明の実施例３を示
すマイクロ波加熱装置の構成図である。加熱室２のｘ、
ｙ、ｚ方向の電界の強いところ（定在波の腹）を破線２
１ａ、２１ｂ、それぞれの電界の向きを２２ａ、２２ｂ
として示しており、モードは（２０１）である。図中２
３ａ、２３ｂ、２３ｃは開口部としてふさわしい位置を
示しており、それぞれ定在波の節の位置と言える。開口
部２３ａは、ｘ−ｚ平面の定在波の腹２１ａ、２１ｂの
中間の位置なので定在波の節である。開口部２３ｂのｙ
−ｚ平面と開口部２３ｃのｘ−ｙ平面には定在波の腹／
節が無く、面全体が電界の節である。(Embodiment 3) FIG. 3 is a configuration diagram of a microwave heating apparatus showing Embodiment 3 of the present invention. X of the heating chamber 2,
The place where the electric field in the y and z directions is strong (the antinode of the standing wave) is indicated by a broken line 2
1a, 21b, the direction of each electric field is 22a, 22b
And the mode is (201). 2 in the figure
Reference numerals 3a, 23b, and 23c denote positions suitable as openings, and can be said to be positions of nodes of the standing wave. The opening 23a is a node of the standing wave because it is located at an intermediate position between the antinodes 21a and 21b of the standing wave on the xz plane. Y of the opening 23b
The anti-node of the standing wave is located on the -z plane and the xy plane of the opening 23c.
There are no nodes and the entire surface is a node of the electric field.
【００６３】本実施例では、開口部２３ａ、２３ｂ、２
３ｃを定在波の節の位置に構成しており、開口部近傍の
電界が弱いため、インピーダンス可変手段への電界の集
中を避ける事ができる。従って安全性、信頼性の高い均
一加熱ができる。In this embodiment, the openings 23a, 23b, 2
3c is formed at the position of the node of the standing wave, and since the electric field near the opening is weak, concentration of the electric field on the impedance varying means can be avoided. Accordingly, uniform heating with high safety and reliability can be achieved.
【００６４】（実施例４）図４は本発明の実施例４を示
す電子レンジの要部構成断面図である。前述の実施例で
示した符号と同一符号で同一機能のものについては一部
説明を省略する。本実施例では、開口部５やインピーダ
ンス可変手段６を天面に構成し、開口部５を開口カバー
２４で覆う構成としている。開口部５は、被加熱物１が
有る状態での天面上の定在波の腹２５ａ、２５ｂの中間
に位置し、すなわち定在波の節の位置に構成していると
言える。ちなみに図中のモードはｘ方向に３、ｙ方向に
１である。(Embodiment 4) FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a microwave oven according to Embodiment 4 of the present invention. Descriptions of the same reference numerals and the same functions as those shown in the above-described embodiments are partially omitted. In the present embodiment, the opening 5 and the impedance varying means 6 are configured on the top surface, and the opening 5 is covered with the opening cover 24. It can be said that the opening 5 is located in the middle between the antinodes 25a and 25b of the standing wave on the top surface in the state where the object 1 is present, that is, at the position of the node of the standing wave. Incidentally, the mode in the figure is 3 in the x direction and 1 in the y direction.
【００６５】本実施例では、被加熱物１が有る状態での
定在波の節の位置に開口部５を設けるので、確実にイン
ピーダンス可変手段６への電界集中を避ける事ができ
る。従って安全性、信頼性の高い均一加熱ができる。In this embodiment, since the opening 5 is provided at the position of the node of the standing wave in the state where the article 1 to be heated is present, the electric field can be reliably prevented from being concentrated on the impedance varying means 6. Accordingly, uniform heating with high safety and reliability can be achieved.
【００６６】また本実施例では、ターンテーブル２６上
に被加熱物１を載置しており、ターンテーブル２６はシ
ャフト２７を介してモータ２８により回転駆動されてい
る。また温度検知手段２９は被加熱物の温度分布を検出
するもので、制御手段３０は、温度検出手段２９からの
信号により、駆動手段９やモータ２８の駆動制御とマグ
ネトロン１１の発振制御を行うものである。発生する温
度分布を見ながら分布を変えるので、被加熱物毎に適切
な均一加熱ができる。In this embodiment, the object to be heated 1 is placed on a turntable 26, and the turntable 26 is driven to rotate by a motor 28 via a shaft 27. The temperature detecting means 29 detects the temperature distribution of the object to be heated, and the control means 30 controls the driving of the driving means 9 and the motor 28 and the oscillation control of the magnetron 11 by a signal from the temperature detecting means 29. It is. Since the distribution is changed while observing the generated temperature distribution, appropriate uniform heating can be performed for each object to be heated.
【００６７】（実施例５）図５〜図７に本発明の実施例
５を示す。Fifth Embodiment FIGS. 5 to 7 show a fifth embodiment of the present invention.
【００６８】図５、図６はインピーダンス可変手段の構
成図である。前述の実施例で示した符号と同一符号で同
一機能のものについては一部説明を省略する。図５は可
動部８の幅広面が溝部７の深さ方向に対して垂直な状
態、図６は可動部８の幅広面が溝部７の深さ方向に対し
て水平な状態を示し、（ａ）は溝部７の幅広面を見た上
面図、夫々（ｂ）は夫々の（ａ）のＡ−Ａ'縦断面図を
示している。本実施例では、溝部７は直方体であり、長
方形の開口部５の長辺ａ＝８０ｍｍ、短辺ｂ＝３０ｍｍ
のまま終端１６まで深さＬ＝４１．５ｍｍだけ引き伸ば
した形状としている。また可動部８は、長辺ｃ＝７８ｍ
ｍ、短辺ｄ＝２７ｍｍ、厚さｔ＝６．２ｍｍで、可動部
８の中心は終端１６から距離ＬＢ＝２０ｍｍの位置にあ
る。また可動部８の材料として低誘電損失のものを用い
ており、代表的な誘電特性は、比誘電率εr＝１２．
３、誘電正接tanδ＝０．００３６である。以上の条件
により、溝部７内に入射したマイクロ波は可動部８によ
り反射するものと透過するものに分かれる。誘電体８を
透過したものは終端１６で反射するが、再度可動部８に
より反射するものと透過するものに分かれる。というよ
うな現象を繰り返し、結局は溝部７内に図中の楕円形状
の破線（等電界強度線図）で示したような電界分布３
１、３２を発生させる。FIGS. 5 and 6 show the configuration of the impedance varying means. Descriptions of the same reference numerals and the same functions as those shown in the above-described embodiments are partially omitted. FIG. 5 shows a state in which the wide surface of the movable portion 8 is perpendicular to the depth direction of the groove portion 7, and FIG. 6 shows a state in which the wide surface of the movable portion 8 is horizontal to the depth direction of the groove portion 7. () Shows a top view of the wide surface of the groove 7, and (b) shows a vertical cross-sectional view taken along the line AA 'of (a). In this embodiment, the groove 7 is a rectangular parallelepiped, and the long side a = 80 mm and the short side b = 30 mm of the rectangular opening 5.
The shape is extended to the terminal end 16 by a depth L = 41.5 mm. The movable part 8 has a long side c = 78 m.
m, short side d = 27 mm, thickness t = 6.2 mm, and the center of the movable portion 8 is located at a distance LB = 20 mm from the terminal end 16. A material having a low dielectric loss is used as the material of the movable portion 8, and a typical dielectric characteristic is a relative dielectric constant εr = 12.
3. The dielectric loss tangent tan δ = 0.0036. Under the above conditions, the microwaves incident on the groove 7 are divided into those that are reflected by the movable part 8 and those that are transmitted. Those that have passed through the dielectric 8 are reflected at the terminating end 16, but are again divided into those that are reflected by the movable part 8 and those that are transmitted. After all, the electric field distribution 3 as shown by the elliptical broken line (equivalent electric field intensity diagram) in the figure in the groove 7 is eventually obtained.
1, 32 are generated.
【００６９】図５の場合、電界分布３１は、ａ方向に
１、ｂ方向に０、Ｌ方向に１の（１０１）モードの定在
波になり、開口部５で電界が弱くなる。すなわち、あた
かも開口部５におけるインピーダンスを零にして、入射
波と反射波の位相差を１８０度としたような状態（開口
部５を金属板で塞いでいるのと同じ状態）を実現してい
るのである。In the case of FIG. 5, the electric field distribution 31 is a (101) mode standing wave of 1 in the a direction, 0 in the b direction, and 1 in the L direction. That is, a state is realized as if the impedance at the opening 5 is zero and the phase difference between the incident wave and the reflected wave is 180 degrees (the same state as when the opening 5 is closed with a metal plate). It is.
【００７０】一方図６の場合、電界分布３２は、ａ方向
に１、ｂ方向に０、Ｌ方向には１／２の定在波になり、
開口部５で電界が強くなる。これは溝部７の深さ方向へ
のマイクロ波の実効長が図５の２倍程に長くなったとも
言える。すなわち、あたかも開口部５におけるインピー
ダンスを無限大にして、入射波と反射波の位相差を０と
したような状態を実現しているのである。On the other hand, in the case of FIG. 6, the electric field distribution 32 is a standing wave of 1 in the direction a, 0 in the direction b, and 1/2 in the direction L.
The electric field becomes stronger at the opening 5. This can be said that the effective length of the microwave in the depth direction of the groove 7 has become about twice as long as that of FIG. That is, a state is realized as if the impedance at the opening 5 is infinite and the phase difference between the incident wave and the reflected wave is zero.
【００７１】本実施例においては、可動部８の幅広面が
溝部７の深さ方向に対して垂直（この状態を可動部８の
基準の角度０とする）の時に開口部５のインピーダンス
を零とするので、可動部８の角度が０から変化するにつ
れて溝部内のマイクロ波の実効長が短くなっていき、開
口部のインピーダンスがずれて増えていく。そして可動
部８の幅広面が溝部７の深さ方向に対して水平（角度９
０度）の時に開口部５のインピーダンスを無限大とする
ので、可動部８の角度により開口部５のインピーダンス
を零から無限大の全範囲で変化させる事ができ、任意の
インピーダンスでより一層加熱の均一化を促進させるこ
とができる。In this embodiment, when the wide surface of the movable portion 8 is perpendicular to the depth direction of the groove portion 7 (this state is referred to as a reference angle 0 of the movable portion 8), the impedance of the opening portion 5 becomes zero. Therefore, as the angle of the movable portion 8 changes from 0, the effective length of the microwave in the groove decreases, and the impedance of the opening shifts and increases. The wide surface of the movable portion 8 is horizontal (at an angle of 9
(0 degree), the impedance of the opening 5 is made infinite when the angle of the movable part 8 changes the impedance of the opening 5 in the entire range from zero to infinity. Can be promoted.
【００７２】また、開口部５のインピーダンスを零にす
るためには、溝部７内の定在波を１以上の自然数個たて
れば良いが、溝部７内に定在波を１個たてるので、最も
深さの浅い（Ｌの短い）溝部７で開口部５のインピーダ
ンスを零にできる。同様に、開口部５のインピーダンス
を無限大にするためには、溝部７内の定在波を（２ｎ−
１）／２個（ただしｎは１以上の自然数）たてれば良い
が、溝部７内に定在波を１／２個たてるので、最も深さ
の浅い（Ｌの短い）溝部７で開口部５のインピーダンス
を無限大にできる。すなわち、最も小型の構成で加熱の
均一化を促進させることができる。Further, in order to make the impedance of the opening 5 zero, it is sufficient to form one or more natural waves of the standing wave in the groove 7. However, since one standing wave is formed in the groove 7, The impedance of the opening 5 can be made zero by the groove portion 7 having the smallest depth (short L). Similarly, in order to make the impedance of the opening 5 infinite, the standing wave in the groove 7 is changed to (2n−
1) / 2 pieces (where n is a natural number of 1 or more) may be formed. However, since one-half standing waves are formed in the groove portion 7, the opening portion is formed by the groove portion 7 having the smallest depth (short L). 5 can be made infinite. That is, uniform heating can be promoted with the smallest configuration.
【００７３】さて本実施例の溝部７について、別の視点
から説明を加える。溝部７をいかに小型化しようと考え
ても、マイクロ波が入射できるためには寸法ａ、ｂに制
限がある。溝部７を長さＬの短い導波管と考えて説明す
ると、少なくとも長辺ａはマイクロ波の波長λoの半分
より大きくないといけない。一般の導波管では、長辺ａ
方向に１、短辺ｂ方向に０なる（１０）モードを立てる
ために、λo／２＜ａ＜λo、ｂ＜λo／２に選んでい
る。本実施例では、λo＝１２２ｍｍとおくと、６１ｍ
ｍ＜ａ＜１２２ｍｍ、ｂ＜６１ｍｍを満たさなければな
らないので、ａ＝８０ｍｍ、ｂ＝３０ｍｍを選んでい
る。さらに導波管内を伝搬する方向（溝の深さ方向）の
管内波長λgの定義は、長辺ａ方向の電界の強いところ
の数をｍ、短辺ｂ方向の電界の強いところの数をｎとす
れば（数３）となる。前述の通り（１０）モードすなわ
ちｍ＝１、ｎ＝０を採用すると（数４）となる。The groove 7 of this embodiment will be described from another viewpoint. No matter how small the groove 7 is, the dimensions a and b are limited in order for microwaves to be incident. If the groove 7 is described as a waveguide having a short length L, at least the long side a must be larger than half the wavelength λo of the microwave. In a general waveguide, the long side a
Λo / 2 <a <λo and b <λo / 2 are selected in order to establish a (10) mode in which the direction is 1 and the short side b is 0. In this embodiment, if λo = 122 mm, 61 m
Since m <a <122 mm and b <61 mm must be satisfied, a = 80 mm and b = 30 mm are selected. Further, the definition of the guide wavelength λg in the direction of propagation in the waveguide (the depth direction of the groove) is defined as m where the electric field in the direction of the long side a is strong, and n is the number of places where the electric field in the short side b direction is strong. Then, (Equation 3) is obtained. As described above, when the (10) mode is adopted, that is, when m = 1 and n = 0, (Equation 4) is obtained.
【００７４】[0074]
【数３】 (Equation 3)
【００７５】[0075]
【数４】 (Equation 4)
【００７６】よって本実施例のように、ａ＝８０mm、ｂ
＝３０mmならλg≒１８８mmになる。（ただし寸法はす
べて板厚を含まない内寸であり、導波管内は真空または
空気層のみの場合である。）１波長につき電界の強いと
ころが２回発生するから、逆に、導波管内を伝搬する方
向（溝部７の深さ方向）に定在波モードを１つだけ立て
るためには、λg／２≒９４mm必要となり、定在波モー
ドを１／２だけ立てるためにはλg／４≒４７mm必要と
なる。一方、本実施例の場合、可動部８を垂直あるいは
水平に用いる事で、いずれも４１．５ｍｍ、すなわちλ
g／４未満で実現できているのである。一般に導波管に
限らず回転アンテナなど導体を用いてマイクロ波を扱う
ものは、長さは少なくとも１／４波長以上（半波長ダイ
ポールアンテナ等は半波長）必要であり、本発明に小型
化の効果がある事はあきらかである。Therefore, as in this embodiment, a = 80 mm, b
= 30 mm, λg ≒ 188 mm. (However, all dimensions are internal dimensions that do not include the plate thickness, and the inside of the waveguide is only a vacuum or air layer.) Since one place where the electric field is strong twice per wavelength is generated, conversely, the inside of the waveguide is In order to make only one standing wave mode in the propagating direction (the depth direction of the groove 7), λg / 2mm94 mm is required, and in order to make the standing wave mode １ ／, λg / 4 ≒. 47mm is required. On the other hand, in the case of the present embodiment, by using the movable portion 8 vertically or horizontally, both are 41.5 mm,
It can be realized with less than g / 4. In general, not only waveguides but also rotating antennas that handle microwaves using conductors need to have a length of at least 1/4 wavelength (half wavelength for half-wave dipole antennas and the like). It is obvious that it works.
【００７７】図７は、インピーダンス可変手段と導波管
の構成図を示し、（ａ）はインピーダンス可変手段でＬ
＝４１．５ｍｍ、（ｂ）は深さ方向に定在波モードを１
／２だけ立てる導波管でＬ１＝４７ｍｍ（深さがλg／
４）、（ｃ）は深さ方向に定在波モードを１つだけ立て
る導波管でＬ２＝９４ｍｍ（深さがλg／２）である。FIG. 7 shows a configuration diagram of the impedance variable means and the waveguide. FIG.
= 41.5 mm, (b) shows one standing wave mode in the depth direction.
L1 = 47mm (wavelength is λg /
4) and (c) are waveguides in which only one standing wave mode is set up in the depth direction, and L2 = 94 mm (depth is λg / 2).
【００７８】また導波管の場合は、開口部５のインピー
ダンスを変化させるためには、図７（ｂ）と（ｃ）およ
びその間の条件を作り出さなければならない。たとえ
ば、（ｃ）のような深さＬ２＝９４ｍｍの導波管内に金
属の反射板を入れ、開口部５からの距離を４７ｍｍ〜９
４ｍｍの間で動かす事が考えられる。この場合は導波管
自体が長くなるのに加えて反射板の駆動距離も大きくな
ってしまう。In the case of a waveguide, in order to change the impedance of the opening 5, the conditions shown in FIGS. 7B and 7C and the conditions therebetween must be created. For example, a metal reflector is placed in a waveguide having a depth L2 = 94 mm as shown in FIG.
It is conceivable to move it between 4 mm. In this case, the driving distance of the reflector increases in addition to the length of the waveguide itself.
【００７９】本実施例は、溝部７を、深さが１／４波長
に満たない導波管形状としたので、従来の回転アンテナ
や回転導波管の常識では考えられない極めて小さな構成
で開口部のインピーダンスを変化させて、加熱の均一化
を促進させることができる。In the present embodiment, the groove 7 is formed in a waveguide shape having a depth of less than 1/4 wavelength, so that the opening is formed with an extremely small configuration which cannot be considered with the common sense of conventional rotary antennas and rotary waveguides. By changing the impedance of the section, uniform heating can be promoted.
【００８０】なお、可動部の材料として比誘電率と誘電
正接の数値を示したが、この値だけに限定されるもので
はない。我々の実験では、誘電率εrが７〜２０の範囲
で同様の結果を確認しているし、誘電率εrを大きくす
る場合は、厚さｔを薄くする事で同様の効果が得られる
事も分かってきている。また誘電正接tanδについて
は、（数１）から明らかなように、値が小さいほどマイ
クロ波を吸収しにくいので、値の小さいものを選んでい
るにすぎない。よって我々の実験ではアルミナ、ムライ
ト、コージライトなどで検討はしているが、これらに限
定されるものではなく、低損失誘電材料として考えうる
他のセラミック系、ガラス系、さらにはこれら以外のも
のでも良い。Although the numerical values of the relative permittivity and the dielectric loss tangent are shown as the material of the movable portion, the present invention is not limited to these values. In our experiments, similar results were confirmed when the permittivity εr was in the range of 7 to 20, and when increasing the permittivity εr, the same effect could be obtained by reducing the thickness t. I understand. As is clear from (Equation 1), the smaller the value of the dielectric loss tangent tan δ is, the more difficult it is to absorb microwaves. Therefore, only a small value is selected. Therefore, in our experiments, we examined alumina, mullite, cordierite, etc., but are not limited to these, and other ceramics, glasses, and other materials that can be considered as low-loss dielectric materials But it is good.
【００８１】（実施例６）図８は本発明の実施例６のイ
ンピーダンス可変手段の構成図である。溝部７の深さ方
向の２つの定在波として、電界分布３３ａ、３３ｂを立
てており、開口部５で電界が弱くなるようにしている。
本実施例では、可動部８が開口部５から遠いので、加熱
室内の熱が伝わりにくく、誘電率や誘電正接の温度特性
の影響を抑えることができる。よって加熱分布の精度を
良くすることができる。(Embodiment 6) FIG. 8 is a diagram showing the configuration of an impedance varying means according to Embodiment 6 of the present invention. Electric field distributions 33a and 33b are provided as two standing waves in the depth direction of the groove 7 so that the electric field is weakened at the opening 5.
In this embodiment, since the movable portion 8 is far from the opening 5, heat in the heating chamber is not easily transmitted, and the influence of the temperature characteristics of the dielectric constant and the dielectric loss tangent can be suppressed. Therefore, the accuracy of the heating distribution can be improved.
【００８２】（実施例７）図９は本発明の実施例７のイ
ンピーダンス可変手段の構成図である。溝部７の深さ方
向の２つの定在波としての電界分布３４ａ、３４ｂと、
１／２の定在波としての電界分布３４ｃを立てており、
開口部５で電界が強くなるようにしている。(Embodiment 7) FIG. 9 is a diagram showing the configuration of an impedance varying means according to Embodiment 7 of the present invention. Electric field distributions 34a and 34b as two standing waves in the depth direction of the groove 7;
An electric field distribution 34c as a standing wave of 1/2 is established,
The opening 5 makes the electric field stronger.
【００８３】（実施例８）図１０は本発明の実施例８の
インピーダンス可変手段の構成図である。まず誘電体か
らなる可動部８ａは溝部７の深さ方向に垂直（角度０
度）で、その時の電界分布３５ａは定在波が１つなので
開口部５のインピーダンスが零である。また可動部８ｂ
は垂直から角度４５度まで動かした状態で、その時の電
界分布３５ｂは定在波が１／２で開口部５のインピーダ
ンスが無限大である。さらに可動部８ｃは水平（角度９
０度）で、その時の電界分布３５ｃは定在波が１／２以
下で開口部５のインピーダンスは大きいが無限大ではな
いものである。本実施例では、開口部５のインピーダン
スを零から無限大まで変えるのに９０度動かす必要はな
く、４５度動かすだけで良いので、駆動エネルギーが少
なくてすむ。(Eighth Embodiment) FIG. 10 is a diagram showing the configuration of an impedance varying means according to an eighth embodiment of the present invention. First, the movable portion 8a made of a dielectric is perpendicular to the depth direction of the groove 7 (at an angle of 0).
In this case, the impedance of the opening 5 is zero because the electric field distribution 35a at that time has one standing wave. The movable part 8b
Is a state moved from the vertical to an angle of 45 degrees, and the electric field distribution 35b at that time has a standing wave of 1/2 and the impedance of the opening 5 is infinite. Further, the movable portion 8c is horizontal (angle 9).
0 degree), the electric field distribution 35c at that time is such that the standing wave is not more than 1/2 and the impedance of the opening 5 is large but not infinite. In this embodiment, it is not necessary to move the opening 5 by 90 degrees to change the impedance of the opening 5 from zero to infinity, but only by moving the opening 5 by 45 degrees, so that less driving energy is required.
【００８４】なお、上記実施例では、開口部のインピー
ダンスが零あるいは無限大としてきたが、実際はこれに
限定するものではなく、零に近い値あるいは無限大に近
い値で良い。このことについて説明を加える。In the above embodiment, the impedance of the opening is set to zero or infinity. However, the present invention is not limited to this, and may be a value close to zero or a value close to infinity. This will be explained.
【００８５】開口部のインピーダンスは、開口部からイ
ンピーダンス可変手段を見たインピーダンスと、開口部
から加熱室を見たインピーダンスの合成のインピーダン
スとなる。仮に、開口部からインピーダンス可変手段を
見たインピーダンスをＺＬとし、開口部から加熱室を見
たインピーダンスをＺＡとし、規格化インピーダンスＺ
＝ＺＬ／ＺＡとおくと、開口部の反射係数Γは（数５）
で表される。The impedance of the opening is a combined impedance of the impedance as viewed from the opening through the impedance varying means and the impedance as viewed from the opening through the heating chamber. Suppose that the impedance when the impedance varying means is viewed from the opening is ZL, the impedance when the heating chamber is viewed from the opening is ZA, and the normalized impedance Z is
= ZL / ZA, the reflection coefficient 開口 of the opening is (Equation 5)
It is represented by
【００８６】[0086]
【数５】 (Equation 5)
【００８７】この反射係数Γは、加熱室内のマイクロ波
が開口部を通ってインピーダンス可変手段に入る時の反
射のしやすさを表しており、マイクロ波回路の分野で良
く用いられる指標である。The reflection coefficient Γ represents the ease of reflection when the microwave in the heating chamber enters the impedance varying means through the opening, and is an index often used in the field of microwave circuits.
【００８８】まずΓ＝−１のときには、開口部があたか
も金属による短絡面であるかのように振る舞うが、これ
を実現するためには（数５）からも明らかなようにＺＬ
＝０であればよい。このＺＬ＝０が、上記実施例で述べ
てきたインピーダンスを零にするということに他ならな
い。可動部の位置によりＺＬ＝０とすれば、ＺＡによら
ずΓ＝−１が実現できるので理想的である。ただしＺＬ
が零でなくても零に近い値であればΓ≒−１にできるこ
とも容易に推定できる。ＺＬが零でない場合は、ＺＡと
の関係が問題になってくる。ＺＬが零に近いというのは
ＺＬ＜＜ＺＡ（すなわちＺ＜＜１）ということである
が、ＺＡは加熱室やマイクロ波供給手段の設計あるいは
被加熱物によって変動するので、のぞましくはＺＬ＜Ｚ
Ａ／１０（すなわちＺ＜０．１）である。また実使用上
はΓ≒−０．５まで許すとして、ＺＬ＜ＺＡ／３（すな
わちＺ＜０．３３）である。First, when Γ = −1, the opening behaves as if it were a short-circuited surface made of metal. To realize this, ZL is evident from (Equation 5).
= 0. This ZL = 0 is nothing more than making the impedance described in the above embodiment zero. If ZL = 0 according to the position of the movable part, 部 = −1 can be realized regardless of ZA, which is ideal. However, ZL
Even if is not zero, it can be easily estimated that if it is a value close to zero, it can be set to Γ ≒ −1. When ZL is not zero, the relationship with ZA becomes a problem. The fact that ZL is close to zero means that ZL << ZA (that is, Z << 1), but ZA fluctuates depending on the design of the heating chamber and the microwave supply means or the object to be heated. ZL <Z
A / 10 (that is, Z <0.1). In actual use, ZL <ZA / 3 (that is, Z <0.33) assuming that Γ ≒ -0.5 is permitted.
【００８９】次にΓ＝１のときには、開口部があたかも
自由空間に開放されているかのように振る舞うが、これ
を実現するためには（数５）からも明らかなようにＺＬ
＝∞であればよい。このＺＬ＝∞が、上記実施例で述べ
てきたインピーダンスを無限大にするということに他な
らない。可動部の位置によりＺＬ＝∞とすれば、ＺＡに
よらずΓ＝１が実現できるので理想的である。ただしＺ
Ｌが無限大でなくても無限大に近い値であればΓ≒１に
できることも容易に推定できる。ＺＬが無限大でない場
合は、ＺＡとの関係が問題になってくる。ＺＬが無限大
に近いというのはＺＬ＞＞ＺＡ（すなわちＺ＞＞１）と
いうことであるが、ＺＡは前述の通り変動するので、の
ぞましくはＺＬ＞１０ＺＡ（すなわちＺ＞１０）であ
る。また実使用上はΓ≒０．５まで許すとして、ＺＬ＞
３ＺＡ（すなわちＺ＞３）である。Next, when Γ = 1, the opening behaves as if it were open to free space. To realize this, as is apparent from (Equation 5), ZL
= ∞. This ZL = ∞ is nothing other than making the impedance described in the above embodiment infinite. If ZL = ∞ depending on the position of the movable part, Γ = 1 can be realized regardless of ZA, which is ideal. Where Z
Even if L is not infinity, it can easily be estimated that if it is a value close to infinity, it can be set to Γ ≒ 1. If ZL is not infinity, the relationship with ZA becomes a problem. The fact that ZL is close to infinity means that ZL >> ZA (that is, Z >> 1), but since ZA varies as described above, it is preferable that ZL> 10ZA (that is, Z> 10). is there. Also, in actual use, up to $ 0.5 is allowed, ZL>
3ZA (that is, Z> 3).
【００９０】なお、上記実施例では溝部を直方体形状と
しているが、これに限定する物ではなく、円筒形状、円
錐などでも良い。開口部を形成できて、溝部内にマイク
ロ波を伝送できさえすれば、いろいろな形状で同様のこ
とが可能である。In the above embodiment, the groove is formed in a rectangular parallelepiped shape. However, the present invention is not limited to this. The same is possible in various shapes as long as the opening can be formed and the microwave can be transmitted in the groove.
【００９１】なお、上記実施例では可動部を直方体の板
状としているが、これに限定する物ではなく、楕円、卵
型、筒状などでも良い。可動部の位置によって開口部の
インピーダンスを変更できさえすれば、いろいろな形状
で同様のことが可能である。In the above-described embodiment, the movable portion is formed in a rectangular parallelepiped plate shape. However, the present invention is not limited to this. The same is possible in various shapes as long as the impedance of the opening can be changed depending on the position of the movable part.
【００９２】なお、上記実施例では、可動部を回転させ
て位置制御する例を示したが、回転のみに限定される物
ではなく、往復運動でも良い。開口部のインピーダンス
を変なお、図示しないが、可動部を駆動して位置制御す
る場合、可動部の位置や角度を検知する手段を設ける方
法がある。たとえば位置や角度を直接検出しても良い
し、溝部内の電界分布を検出しても良いし、いろいろな
方法が考えられる。In the above-described embodiment, an example in which the position is controlled by rotating the movable portion has been described. However, the present invention is not limited to the rotation alone, and may be a reciprocating motion. Although not shown, the impedance of the opening may be changed, but when the position is controlled by driving the movable part, there is a method of providing a means for detecting the position and angle of the movable part. For example, the position and angle may be directly detected, the electric field distribution in the groove may be detected, and various methods may be considered.
【００９３】また、可動部を位置制御しなくても、一定
回転や往復運動させるだけで均一になることも考えられ
る。It is also conceivable that even if the position of the movable portion is not controlled, the movable portion can be made uniform only by performing a constant rotation or a reciprocating motion.
【００９４】[0094]
【発明の効果】以上のように本発明によれば以下の効果
を有する。As described above, the present invention has the following effects.
【００９５】（１）開口部のインピーダンスを変えるこ
とで加熱室内にマイクロ波を多重伝搬させ、さまざまな
マイクロ波分布を形成させることができ、被加熱物全体
の加熱の均一化を促進させることができる。特に開口部
を加熱室の底面に設けており、被加熱物と近い位置でイ
ンピーダンスを変化させるので、最も効果的に被加熱物
の加熱分布を変えることができ、被加熱物全体の加熱の
均一化を最も促進させることができる。(1) By changing the impedance of the opening, microwaves can be multiply propagated in the heating chamber and various microwave distributions can be formed, and uniform heating of the whole object to be heated can be promoted. it can. In particular, the opening is provided at the bottom of the heating chamber, and since the impedance is changed at a position close to the object to be heated, the heating distribution of the object to be heated can be changed most effectively, and the uniform heating of the entire object to be heated can be achieved. Can be promoted most.
【００９６】（２）載置台が底面全体を覆うので、ター
ンテーブルを用いた時のようなコーナー部のデッドスペ
ースがなく、被加熱物をどこにでも置くことができた
り、底面と同等のサイズの被加熱物を置いて、加熱の均
一化を図る事ができる。加えて、載置台が開口部を塞ぐ
役割をも果たすので、専用の開口部用のカバーを不要に
できる。(2) Since the mounting table covers the entire bottom surface, there is no dead space at the corners as when a turntable is used, and the object to be heated can be placed anywhere, or the size of the bottom surface is equivalent to By placing an object to be heated, uniform heating can be achieved. In addition, since the mounting table also plays a role of closing the opening, a dedicated cover for the opening can be eliminated.
【００９７】（３）開口部の位置は、開口部が無い場合
に加熱室内に生じる定在波の節の位置としており、定在
波の節の位置では基本的に電界が弱いので、開口部の電
界も弱くなり、インピーダンス可変手段への電界集中を
避ける事ができる。従って安全性、信頼性の高い均一加
熱ができる。(3) The position of the opening is the position of the node of the standing wave generated in the heating chamber when there is no opening. At the position of the node of the standing wave, the electric field is basically weak. Is also weakened, and electric field concentration on the impedance varying means can be avoided. Accordingly, uniform heating with high safety and reliability can be achieved.
【００９８】（４）実用的な被加熱物において加熱室内
に生じる定在波の節の位置に開口部を設けるので、確実
にインピーダンス可変手段への電界集中を避ける事がで
きる。従って安全性、信頼性の高い均一加熱ができる。(4) Since the aperture is provided at the position of the node of the standing wave generated in the heating chamber in a practical object to be heated, electric field concentration on the impedance variable means can be reliably avoided. Accordingly, uniform heating with high safety and reliability can be achieved.
【００９９】（５）誘電体からなる可動部の幅広面が溝
部の深さ方向に対して垂直（この状態を可動部の基準の
角度０とする）の時に開口部のインピーダンスを零また
は零に近い値とするので、可動部の角度が０から変化す
るにつれて溝部内のマイクロ波の実効長が短くなってい
き、開口部のインピーダンスがずれて増えていく。従っ
て開口部のインピーダンスを容易に零以上で変化させる
事ができ、加熱の均一化を促進させることができる。(5) When the wide surface of the movable portion made of a dielectric material is perpendicular to the depth direction of the groove (this state is defined as a reference angle 0 of the movable portion), the impedance of the opening is set to zero or zero. Since the values are close to each other, as the angle of the movable portion changes from 0, the effective length of the microwave in the groove decreases, and the impedance of the opening shifts and increases. Therefore, the impedance of the opening can be easily changed to zero or more, and uniform heating can be promoted.
【０１００】（６）開口部のインピーダンスを零または
零に近い値にするためには、溝部内の定在波を１以上の
自然数個たてれば良いが、溝部内に定在波を１個たてる
ので、最も深さの浅い溝部で開口部のインピーダンスを
零または零に近い値にできる。すなわち、最も小型の構
成で加熱の均一化を促進させることができる。(6) To set the impedance of the opening to zero or a value close to zero, one or more natural numbers of standing waves in the groove may be provided, but one standing wave in the groove may be used. Therefore, the impedance of the opening can be set to zero or a value close to zero in the groove having the smallest depth. That is, uniform heating can be promoted with the smallest configuration.
【０１０１】（７）誘電体からなる可動部が垂直の時に
開口部のインピーダンスを零または零に近い値として、
かつ水平の時に開口部のインピーダンスを無限大または
無限大に近い値とするので、可動部の角度により開口部
のインピーダンスを零または零に近い値から無限大また
は無限大に近い値の全範囲で変化させる事ができ、任意
のインピーダンスでより一層加熱の均一化を促進させる
ことができる。(7) When the movable part made of a dielectric material is vertical, the impedance of the opening is set to zero or a value close to zero,
In addition, since the impedance of the opening is set to infinity or a value close to infinity when it is horizontal, the impedance of the opening is changed from zero or a value close to zero to an infinity or a value close to infinity depending on the angle of the movable part. It can be changed, and uniform heating can be further promoted with an arbitrary impedance.
【０１０２】（８）開口部のインピーダンスを無限大ま
たは無限大に近い値にするためには、溝部内の定在波を
（２ｎ−１）／２個（ただしｎは１以上の自然数）たて
れば良いが、溝部内に定在波を１／２個たてるので、最
も深さの浅い溝部で開口部のインピーダンスを無限大ま
たは無限大に近い値にできる。すなわち、最も小型の構
成で加熱の均一化を促進させることができる。(8) In order to set the impedance of the opening to infinity or a value close to infinity, (2n-1) / 2 standing waves in the groove (where n is a natural number of 1 or more) are set. However, since the standing wave is set to 1/2 in the groove, the impedance of the opening can be set to infinity or a value close to infinity in the groove having the smallest depth. That is, uniform heating can be promoted with the smallest configuration.
【０１０３】（９）インピーダンス可変手段が、開口部
に接続されて終端が閉じられた溝部と、溝部内の誘電体
からなる可動部と、可動部を駆動する駆動手段とを有
し、溝部を、深さが１／４波長に満たない導波管形状と
したので、従来の回転アンテナや回転導波管の常識では
考えられない極めて小さな構成で開口部のインピーダン
スを変化させて、加熱の均一化を促進させることができ
る。(9) The impedance variable means has a groove connected to the opening and having a closed end, a movable portion made of a dielectric material in the groove, and driving means for driving the movable portion. Since the depth of the waveguide is less than 1/4 wavelength, the impedance of the opening is changed with a very small configuration that cannot be considered with the conventional knowledge of conventional rotating antennas and rotating waveguides, and uniform heating is achieved. Can be promoted.
【図１】本発明の実施例１のマイクロ波加熱装置のブロ
ック図FIG. 1 is a block diagram of a microwave heating apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例２の電子レンジの一部断面図FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a microwave oven according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施例３のマイクロ波加熱装置の構成
図FIG. 3 is a configuration diagram of a microwave heating apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施例４の電子レンジの構成断面図FIG. 4 is a configuration sectional view of a microwave oven according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】（ａ）本発明の実施例５のインピーダンス可変
手段の構成上面図 （ｂ）図５（ａ）のＡ−Ａ’線断面図FIG. 5A is a top view of a configuration of an impedance variable unit according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
【図６】（ａ）本発明の実施例５のインピーダンス可変
手段の上面図 （ｂ）図６（ａ）のＡ−Ａ’線断面図FIG. 6A is a top view of an impedance varying unit according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
【図７】（ａ）本発明の実施例５のインピーダンス可変
手段の断面図 （ｂ）同導波管の断面図 （ｃ）同導波管の断面図FIG. 7A is a cross-sectional view of an impedance variable unit according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 7B is a cross-sectional view of the waveguide.
【図８】（ａ）本発明の実施例６を示すインピーダンス
可変手段の上面図 （ｂ）図８（ａ）のＡ−Ａ’線断面図8 (a) is a top view of an impedance variable means showing a sixth embodiment of the present invention, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 8 (a).
【図９】（ａ）本発明の実施例７を示すインピーダンス
可変手段の上面図 （ｂ）図９（ａ）のＡ−Ａ’線断面図FIG. 9A is a top view of an impedance variable unit according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
【図１０】（ａ）本発明の実施例８を示すインピーダン
ス可変手段の上面図 （ｂ）図１０（ａ）のＡ−Ａ’線断面図FIG. 10A is a top view of an impedance varying means according to an eighth embodiment of the present invention. FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
１ 被加熱物 ２ 加熱室 ３ マイクロ波供給手段 ４ 底面 ５、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ 開口部 ６ インピーダンス可変手段 ７ 溝部 ８ 可動部 ９ 駆動手段 １０ 載置台 １１ マグネトロン（マイクロ波供給手段） １５ ステッピングモータ（駆動手段） １６ 終端 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heated object 2 Heating chamber 3 Microwave supply means 4 Bottom surface 5, 23a, 23b, 23c Opening 6 Impedance variable means 7 Groove part 8 Movable part 9 Driving means 10 Mounting table 11 Magnetron (microwave supply means) 15 Stepping motor ( Driving means) 16 terminal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福本 明美 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 谷 知子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K090 AA01 BA01 BB15 BB16 CA24 EB04 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Akemi Fukumoto 1006 Ojimon Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Terms (reference) 3K090 AA01 BA01 BB15 BB16 CA24 EB04
Claims (9)
にマイクロ波を供給するマイクロ波供給手段と、前記加
熱室の底面を形成する金属面に設けた開口部と、前記開
口部のインピーダンスを変更可能なインピーダンス可変
手段とを有し、前記インピーダンス可変手段は、前記開
口部に接続されて終端が閉じられた溝部と、前記溝部内
の誘電体と、前記誘電体からなる可動部を駆動する駆動
手段とを有する構成としたマイクロ波加熱装置。1. A heating chamber for accommodating an object to be heated, microwave supply means for supplying a microwave to the heating chamber, an opening provided on a metal surface forming a bottom surface of the heating chamber, and the opening Impedance changing means capable of changing the impedance of the movable part, the impedance changing means being connected to the opening and having a groove closed at the end, a dielectric in the groove, and a movable part comprising the dielectric And a driving means for driving the device.
物載置用の載置台を有する構成とした請求項１記載のマ
イクロ波加熱装置。2. The microwave heating apparatus according to claim 1, further comprising a mounting table for mounting an object to be heated, which covers the entire bottom surface of the heating chamber on the opening.
にマイクロ波を供給するマイクロ波供給手段と、前記加
熱室を形成する金属面に設けた開口部と、前記開口部の
インピーダンスを変更可能なインピーダンス可変手段と
を有し、前記開口部の位置は、前記開口部が無い場合に
前記加熱室内に生じる定在波の節の位置としたマイクロ
波加熱装置。3. A heating chamber for accommodating an object to be heated, microwave supply means for supplying a microwave to the heating chamber, an opening provided on a metal surface forming the heating chamber, and an impedance of the opening. A microwave heating device, comprising: impedance changing means that can change the position of the opening, wherein the position of the opening is a position of a node of a standing wave generated in the heating chamber when the opening is not provided.
て、前記開口部が無い場合に加熱室内に生じる定在波の
節の位置とした請求項３記載のマイクロ波加熱装置。4. The microwave heating apparatus according to claim 3, wherein the position of the opening is a position of a node of a standing wave generated in the heating chamber when the opening is absent in a practical object to be heated.
にマイクロ波を供給するマイクロ波供給手段と、前記加
熱室を形成する金属面に設けた開口部と、前記開口部の
インピーダンスを変更可能なインピーダンス可変手段と
を有し、前記インピーダンス可変手段は、前記開口部に
接続されて終端が閉じられた溝部と、前記溝部内で回転
可能な板状の誘電体からなる可動部と、前記誘電体を回
転駆動する駆動手段とを有し、前記誘電体の幅広面が前
記溝部の深さ方向に対して垂直な時に前記開口部のイン
ピーダンスを略零としたマイクロ波加熱装置。5. A heating chamber for accommodating an object to be heated, microwave supply means for supplying microwaves to the heating chamber, an opening provided on a metal surface forming the heating chamber, and an impedance of the opening. Variable impedance means that can be changed, the impedance variable means is connected to the opening, the groove is closed at the end, and a movable portion made of a plate-shaped dielectric rotatable in the groove, And a driving unit for driving the dielectric to rotate, wherein the impedance of the opening is substantially zero when the wide surface of the dielectric is perpendicular to the depth direction of the groove.
に、前記溝部内に定在波を１個たてることで開口部のイ
ンピーダンスを零または零に近い値とした請求項５記載
のマイクロ波加熱装置。6. An impedance of the opening is set to zero or a value close to zero by applying one standing wave in the groove when the movable part is perpendicular to the depth direction of the groove. The microwave heating device as described in the above.
に開口部のインピーダンスを無限大または無限大に近い
値とした請求項５または６記載のマイクロ波加熱装置。7. The microwave heating apparatus according to claim 5, wherein the impedance of the opening is set to infinity or a value close to infinity when the movable part is horizontal to the depth direction of the groove.
に、前記溝部内に定在波を１／２個たてることで開口部
のインピーダンスを無限大または無限大に近い値とした
請求項７記載のマイクロ波加熱装置。8. When the movable portion is horizontal with respect to the depth direction of the groove, half of the standing wave is applied to the groove to reduce the impedance of the opening to infinity or a value close to infinity. The microwave heating device according to claim 7, wherein
にマイクロ波を供給するマイクロ波供給手段と、前記加
熱室を形成する金属面に設けた開口部と、前記開口部の
インピーダンスを変更可能なインピーダンス可変手段と
を有し、前記インピーダンス可変手段は、前記開口部に
接続されて終端が閉じられた溝部と、前記溝部内の誘電
体からなる可動部と、前記可動部を駆動する駆動手段と
を有し、前記溝部は、深さが１／４波長に満たない導波
管形状で構成したマイクロ波加熱装置。9. A heating chamber for accommodating an object to be heated, microwave supply means for supplying a microwave to the heating chamber, an opening provided on a metal surface forming the heating chamber, and an impedance of the opening. The impedance variable means includes a groove connected to the opening and having a closed end, a movable part made of a dielectric material in the groove, and driving the movable part. A microwave heating device comprising: a driving unit configured to perform the driving, and the groove portion has a waveguide shape having a depth of less than 波長 wavelength.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP32055298A JP4186279B2 (en) | 1998-11-11 | 1998-11-11 | Microwave heating device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP32055298A JP4186279B2 (en) | 1998-11-11 | 1998-11-11 | Microwave heating device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000150137A true JP2000150137A (en) | 2000-05-30 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
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- 1998-11-11 JP JP32055298A patent/JP4186279B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2021072221A (en) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | 日本無線株式会社 | Microwave heating device |
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| JP4186279B2 (en) | 2008-11-26 |
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