JP2005019195A

JP2005019195A - High frequency heating arrangement

Info

Publication number: JP2005019195A
Application number: JP2003182311A
Authority: JP
Inventors: Shuji Ikeda; 修二池田; Koji Yoshino; 浩二吉野; Susumu Idomoto; 晋井戸本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high frequency heating arrangement having high heating efficiency by reducing a loss at a bent part, in a structure wherein the E surface of a wave guide is bent. <P>SOLUTION: This high frequency heating arrangement is to heat an object to be heated by guiding a microwave radiated from a magnetron 31 into a heating chamber 33 by the wave guide 27. It is structured so that the bent parts 58, 59 are provided on the E surface of the wave guide 27, and when the wave length of the microwave is λ, and the width of the wave guide is a, the angle θ of the bent parts satisfies θ< cos<SP>-1</SP>(λ/2a). Thereby, since the width of the guide wave 27 is not less than λ/2 at the bent parts, the loss by the bent parts of the E surface of the wave guide can be reduced, and heating efficiency can be enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波により被加熱物を加熱する高周波加熱装置の加熱効率の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
代表的な高周波加熱装置である電子レンジの一般的な構成は、マグネトロンから放射されたマイクロ波を導波管により加熱室に導き、加熱室内の食品を加熱するものである。このときのマイクロ波はたとえば２４５０ＭＨｚという極めて高い周波数のため、導波管などの伝送線路にも独特の理論研究がなされている。ここでは電子レンジ用の導波管に使用されるＴＥ１０モードと呼ばれる基本的な伝送モードについて図８を用いて説明する。導波管１は金属からなり、幅ａのＨ面２と高さｂのＥ面３を各々対向させて構成される直方体形状の伝送線路であり、Ｈ面の中央にマグネトロン４のアンテナ５を装着してアンテナ５から放射されるマイクロ波を、たとえば図８の左向きに伝送するものである。このときマイクロ波の自由空間の波長をλとして、幅ａをλ／２＜ａ＜λ、高さｂをｂ＜λ／２に選ぶと（数１）で表される管内波長λｇで導波管１内を伝送することになる。
【０００３】
【数１】

【０００４】
たとえば一般的には、２４５０ＭＨｚのマイクロ波の場合、λ＝１２２ｍｍ、ａ＝８０ｍｍ、ｂ＝４０ｍｍなどとしてλｇ＝１８９ｍｍとなる。ＴＥ１０モードというのは、導波管の断面を見たときに、電界の強弱の変化が幅方向に１、高さ方向に０（つまり一定）ということを示すと考えるとわかりやすい。これを図８に二通りの表現で示してみる。第一の表現は矢印６での表現であり、矢は電界の向き、太さは電界の強さを示すということにすると、電界は下方のＨ面から上方のＨ面に向かう上向きの電界であり、幅方向に関しては中央で電界が最大となり両端で０に近づくが、高さ方向に関しては一定である。これはある瞬間を示しており、マイクロ波は時間とともに管内波長λｇで導波管内を左向きに移動するので、電界の向きも上向きと下向きを交互に繰り返すことになる。第二の表現は破線の曲線７での表現であり、導波管の断面を特性図を示す領域に見立て、幅方向はそのまま幅方向の位置とし、高さ方向には電界の強さをとり、下方のＨ面を０、上方のＨ面を最大、としたものである。幅方向の中央で電界が最大となり両端で０に近づくことを表現できている。
【０００５】
また導波管の幅ａが狭い場合について、ａ＜λ／２となると、マイクロ波は導波管内を伝送できなくなることが一般に知られている。
【０００６】
次に、導波管を曲げる場合について説明する。電子レンジでは導波管の高さに対してマグネトロンのサイズが大きいので、導波管のＨ面を曲げる（たとえば加熱室の天井壁面または底壁面から右側壁面に向けてＬ字状に曲げる）ことにより、マグネトロンの位置を右側壁面側に導くものが散見されるが、Ｅ面を曲げるものはあまり見当たらない。よって電子レンジとは異なるもののマイクロ波を導波管を用いて伝送するという点で共通の、プラズマ処理装置に示されるＥ面Ｙ分岐の導波管について図９を用いて説明する（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
これは特許文献１参照に示される構成で、マイクロ波源８から放射されたマイクロ波は、導波管９、整合器１０を介して、Ｅ面をＬ字状に曲げた導波管１１により向きを変え、その後Ｅ面をＹ字状に分岐して導波管１２ａ、導波管１２ｂへと伝送される。ここで注目したいのは導波管１１の曲げ部１３である。曲げ部１３は導波管１１を直角に曲げた対角線をカットした形状であり、結果として内側の曲げ部１４が一つの曲げなのに対して、外側の曲げ部１５ａ、１５ｂが二つの曲げから構成されている。また曲げ部１３の前後で導波管の幅ａ１＝ａ２＝ａとすると、内側の曲げ部１４から外側の曲げ部１５ａ、１５ｂ間に伸ばした垂線はａ／√２となり、幅の最小値となる。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２８１４４１６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の図９の導波管１３のような、Ｅ面を直角に曲げて対角線をカットした導波管を電子レンジに用いると、加熱効率が低下する傾向があった。これは導波管の曲げ部による損失が大きくなるためと考えられた。一般的な電子レンジの導波管の幅ａ＝８０ｍｍの場合、Ｅ面を直角に曲げて対角線をカットすることにより曲げ部の幅の最小値がａ／√２＝８０／√２＝５６となり、５６＜λ／２（＝６１）となって、導波管全体の中のごく一部の領域とはいえマイクロ波が伝送しにくくなるからではないかと考えられた。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するもので、導波管のＥ面を曲げる構成において、曲げ部による損失を低減し、加熱効率の高い高周波加熱装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の高周波加熱装置は、マグネトロンから放射されるマイクロ波を導波管により加熱室内に導いて被加熱物を加熱するもので、導波管のＥ面に曲げ部を設け、マイクロ波の波長λ、導波管の幅ａとして、その曲げ部の角度θは、θ＜ｃｏｓ^−１（λ／２ａ）を満たす構成としている。
【００１２】
これにより、導波管の幅が曲げ部においてもλ／２を下回らないので、導波管のＥ面の曲げ部による損失を低減することができ、加熱効率の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
請求項１の高周波加熱装置は、マグネトロンから放射されるマイクロ波を導波管により加熱室内に導いて被加熱物を加熱するもので、導波管のＥ面に曲げ部を設け、マイクロ波の波長λ、導波管の幅ａとして、その曲げ部の角度θは、θ＜ｃｏｓ^−１（λ／２ａ）を満たす構成としている。
【００１４】
これにより、導波管の幅が曲げ部においてもλ／２を下回らないので、導波管のＥ面の曲げ部による損失を低減することができ、加熱効率の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【００１５】
請求項２の高周波加熱装置は、内側の曲げ部を外側の曲げ部と同等以上にマグネトロン寄りに構成している。
【００１６】
これにより内側の曲げ部と外側の曲げ部の距離が広がり、曲げ部で導波管の幅が狭くなるのを防ぐことができる。よって導波管のＥ面の曲げ部による損失を低減することができ、加熱効率の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【００１７】
請求項３の高周波加熱装置は、内側の曲げ部の角度θｉｎと外側の曲げ部の角度θｏｕｔが異なり、θｉｎ≧θｏｕｔを満たす構成としている。
【００１８】
これにより内側の曲げ部以降と外側の曲げ部以降の距離が徐々に広がり、曲げ部以降に導波管の幅が狭くなるのを防ぐことができる。よって導波管のＥ面の曲げ部以降の損失を低減することができ、加熱効率の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【００１９】
請求項４の高周波加熱装置は、少なくとも２箇所に曲げ部を有し、第一の曲げ部と第二の曲げ部の向きを逆向きに構成している。
【００２０】
これにより第一の曲げ部で発生しようとする電磁界の乱れと第二の曲げ部で発生しようとする電磁界の乱れを打ち消しあうことができるので、各々の電磁界の乱れに起因する導波管内の損失を低減することができ、加熱効率の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【００２１】
請求項５の高周波加熱装置は、第一の曲げ部と第二の曲げ部の距離ｘは、両者間の管内波長の平均値をλ’として、ｘ＜λ’／２を満たす構成としている。
【００２２】
これにより第一の曲げ部で電磁界が乱されても、半波と離れていない第二の曲げ部で電磁界が戻されるので、電磁界が乱れている領域を狭くすることができる。よって導波管の損失を低減することができ、加熱効率の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【００２３】
請求項６の高周波加熱装置は、マグネトロン寄りに配置された第一の曲げ部においては、内側の曲げ部を外側の曲げ部と同等以上にマグネトロン寄りに構成し、加熱室寄りに配置された第ニの曲げ部においては内側の曲げ部を外側の曲げ部と同等以上に加熱室寄りに構成している。
【００２４】
これにより第一の曲げ部、第ニの曲げ部とも、内側の曲げ部と外側の曲げ部の距離が広がり、曲げ部で導波管の幅が狭くなるのを防ぐことができる。よって導波管のＥ面の曲げ部による損失を低減することができ、加熱効率の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【００２５】
請求項７の高周波加熱装置は、マグネトロン寄りに配置された第一の曲げ部における内側の曲げ部の角度θｉｎ１と外側の曲げ部の角度θｏｕｔ１はθｉｎ１≧θｏｕｔ１を満たし、加熱室寄りに配置された第ニの曲げ部における内側の曲げ部の角度θｉｎ２と外側の曲げ部の角度θｏｕｔ２はθｉｎ２≦θｏｕｔ２を満たす構成としている。
【００２６】
これにより第一の曲げ部においては内側の曲げ部以降と外側の曲げ部以降の距離が徐々に広がり、曲げ部以降に導波管の幅が狭くなるのを防ぐことができる。また第二の曲げ部においては、第一の曲げ部で導波管の幅が徐々に広くなった場合に、逆に徐々に狭くして元に戻す作用があり、導波管の幅が広がりすぎて電磁界が乱れるのを防ぐことができる。よって導波管のＥ面の曲げ部による損失と、導波管の幅の変化に起因する損失を低減することができ、加熱効率の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【００２７】
請求項８の高周波加熱装置は、導波管は、Ｅ面の曲げ部に隣接してＨ面にも曲げ部を有し、前記Ｈ面の曲げ部によって加熱室の少なくとも二つの壁面にわたる構成としている。
【００２８】
これによりＥ面の曲げ部による電磁界の乱れと、Ｈ面の曲げ部による電磁界の乱れとを、隣接させて打ち消しあうことができる。よって導波管の損失を低減することができ、加熱効率の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【００２９】
請求項９の高周波加熱装置は、曲げ部の近傍に導波管のＨ面をくぼませた整合部を構成している。
【００３０】
これによりＥ面の曲げ部による電磁界の乱れと、整合部のためにＨ面をくぼませたことによる電磁界の乱れとを、近傍で打ち消しあうことができる。よって導波管の損失を低減することができ、加熱効率の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
（実施例１）
図１〜図４は、本発明の実施例１における高周波加熱装置の構成図である。図１は接合前の各部材を示す斜視図であり、図２は接合後の状態を正面からみた断面構成図であり、図３は図２の構成を右から見た断面構成図であり、図４と図５は導波管を上から見た構成図である。
【００３３】
まず主に図１〜図３を用いて高周波加熱装置全体の概要を説明する。左側壁面１８と後壁面１９と右側壁面２０とを共通の壁面部材で構成しているが、この部材はあらかじめフッ素コーティングを施した材料から構成し、各壁面が汚れにくくまた汚れをふき取りやすくしている。底壁面２１の中央下部には横長の管ヒータ２２（発熱体）を装着し、周囲を反射板２３で覆うことで、下方からの輻射加熱の均一化を図っている。天井壁面２４は、手前の横長のしぼり２５の中に管ヒータ２６（発熱体）を装着し、しぼり２５の形状により、上方からの輻射加熱の均一化を図っている。また天井壁面２４の後方には、導波管２７からのマイクロ波を庫内に伝送する給電口２８を形成している。底壁面２１と天井壁面２４は、いずれも管ヒータ２２、２６により温度が高くなるので、フッ素コーティングしていない別の部材で構成している。各壁面を形成する左側壁面１８、後壁面１９、右側壁面２０、底壁面２１、天井壁面２４と、導波管２７、開口面２９を、電気抵抗溶接（プロジェクション溶接、スポット溶接）やカシメにより機械的かつ電気導通的に接合している。またドア３０は、開口面２９に対向して装着され開閉自在に構成される。マグネトロン３１は、アンテナ３２からマイクロ波を発生するもので、マイクロ波は導波管２７、給電口２８を介して、天井壁面２４の中央後方から庫内に伝送され、庫内に配置された被加熱物（図示せず）を加熱する構成である。ここで５つの壁面（左側壁面１８、後壁面１９、右側壁面２０、底壁面２１、天井壁面２４）により形成される空間を、被加熱物を加熱するための空間ということで加熱室３３と呼ぶことにする。
【００３４】
天井壁面２４の右側の端面には、Ｌ字状の導波管２７の水平部分が重なる端面重なり部Ａ３４と、端面重なり部Ａ３４の終端をＬ字状に折り曲げた終端部Ａ３５と、端面を水平なままにした端面Ａ３６を終端部Ａ３５の前後に形成している。右側壁面２０の上側の端面には、導波管２７の垂直部分が重なった端面重なり部Ｂ３７と、端面重なり部Ｂ３７の終端に終端部Ｂ３８を終端部Ａ３５と対向させて構成し、終端部Ｂ３８の前後の端面をＬ字状に折り曲げた端面Ｂ３９を端面Ａ３６と対向させて構成している。そして終端部Ａ３５と終端部Ｂ３８とを、端面Ａ３６と端面Ｂ３９とを、それぞれカシメにより約２２ｍｍピッチで機械的かつ電気導通的に接合している。
【００３５】
また、マグネトロン３１を右側壁面２０側に配置しつつも、天井壁面２４がわからマイクロ波を加熱室３３内に導いているので、庫内高さを低くしてターンテーブルや回転アンテナを持たない構成としても、マイクロ波による加熱分布を充分に均一にすることができる。またマグネトロン３１を右側壁面２０側に配置すると、従来と同様に右側壁面２０側にまとめて部品を配置できるので、効率的な部品配置ができる。それとともに天井壁面２４側にはマグネトロン３１を配置しなくて良いので、天井壁面２４側のデッドスペースを少なくすることができ、特に上下方向にコンパクトな構成を実現できる。
【００３６】
本実施例では、上側のヒータである管ヒータ２６に対してはしぼり２５形状を最適化し、下側のヒータである管ヒータ２２に対しては反射板２３を最適化するなどにより、上下ともヒータ分布を良くしつつ、庫内高さを小さくして効率向上を実現している。そして、たとえばトースト（図示せず）は庫内に装着されたアミ４０上に載置され、上下両面から効率的に焼き上げるものである。
【００３７】
また、導波管２７のＬ字状のコーナー部分５４を斜めにカットした形状としており、ビス孔４９が導波管２７にかからない構成である。よって、マグネトロン３１をマグネトロン取付け板４２に容易にビス締めできて、導波管２７内にビスが突出することが無く、導波管２７内のスパークの原因となるのを防ぐことができる。
【００３８】
また、マグネトロン３１のアンテナ３２を右側壁面２０に対向させて配置しており、右側壁面２０は終端部Ｂ３８の下部を加熱室３３内側に膨出させてアンテナ３２との干渉を避ける膨出部５５を形成している。よってアンテナ３２と膨出部５５との距離が絶縁距離を確保できる範疇で、導波管２７の厚みを薄くすることができる。本実施例では、膨出部５５の深さを約１０ｍｍとすることで、アンテナ３２の長さが約３０ｍｍ、導波管２７の厚みを約３０ｍｍとしている。膨出部５５により導波管２７の厚みをアンテナ３２の長さ同等まで薄くしている。
【００３９】
さらに、終端部Ａ３５と終端部Ｂ３８を接合する時に、接合治具が膨出部にあたるのを避けるため、膨出部５５は半球状の上部をカットした形状５６とし、これにより終端部Ａ３５と終端部Ｂ３８をフラットな形状に維持している。
【００４０】
次に、図４と図５を中心に導波管２７の形状について説明を加える。
【００４１】
図４は導波管を上方のＨ面５７から見た構成で、導波管のＥ面に、マグネトロン寄りに第一の曲げ部（内側）５８、第一の曲げ部（外側）５９、加熱室寄りに第二の曲げ部（内側）６０、第二の曲げ部（外側）６１の合計４つの曲げ部を構成している。また曲げ部の角度はそれぞれ、θｉ１＝４０度、θｏ１＝２５度、θｉ２＝２５度、θｏ２＝４０度である。そしてマグネトロン寄りの第一の曲げ部（内側）５８は第一の曲げ部（外側）５９とマグネトロンから等しい距離にあり、加熱室寄りの第二の曲げ部（内側）６０は第二の曲げ部（外側）６１よりもマグネトロン寄りに構成されている。そして導波管の幅はａ３＝ａ４＝８０ｍｍである。
【００４２】
第一の曲げ部の角度については、θｉ１＝４０度、θｏ１＝２５度と異なる角度であるが、導波管全体としての曲がり角度は両者の平均値をとって３２．５度と考えることにする。また図４ではあまりにも複雑なので、簡単のためにまず図５を参照する。図５はマグネトロンから等距離にあって同じ角度で曲がっている内側の曲げ部６２と外側の曲げ部６３を有するものである。
【００４３】
このときマグネトロン寄りの導波管の幅ａ５、加熱室寄りの導波管の幅ａ６とすると、曲げ角度θを用いてａ６＝ａ５ｃｏｓθとなる。よってａ６の方が必ずａ５よりも小さくなってしまう。そしてこの場合は加熱室寄りに他の曲げ部が無い限りａ６は一定である。ａ６が一定の場合にはａ６がλ／２より小さくなるとマイクロ波が伝送されなくなるので、ａ６＞λ／２にしなければならないので、ａ６＝ａ５ｃｏｓθ＞λ／２となり、その結果、θ＜ｃｏｓ^−１｛λ／２（ａ５）｝となる。一例としてλ＝１２２、ａ５＝８０を代入するとθ＜４０．２度でなければならない。
【００４４】
この考え方を、幅が一定でないとか、内側の角度と外側の角度が異なる場合にも拡大して導波管の曲げ部近傍に適用したことが本発明のポイントである。再度図４に戻ると、導波管全体としての曲がり角度に適用した場合、３２．５度＜４０．２度を満たしており、本実施例の形状を用いて実測した結果、加熱効率が良く実用に耐えられるレベルであることを確認できた。
【００４５】
以上をまとめると、本実施例は、マイクロ波の波長λ、導波管の幅ａとして、その曲げ部の角度θは、θ＜ｃｏｓ^−１（λ／２ａ）を満たす構成としている。
【００４６】
よって、導波管の幅が曲げ部においてもλ／２を下回らないので、導波管のＥ面の曲げ部による損失を低減することができ、加熱効率の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【００４７】
また、θｉ１≧θｏ１を満たす構成としている。
【００４８】
これにより第一の曲げ部以降の導波管の幅が徐々に広がり、曲げ部以降に導波管の幅が狭くなるのを防いでいる。よって第一の曲げ部以降の損失を低減することができる。
【００４９】
また、第一の曲げ部と第二の曲げ部の向きを逆向きに構成している。
【００５０】
これにより第一の曲げ部で発生しようとする電磁界の乱れと第二の曲げ部で発生しようとする電磁界の乱れを打ち消しあうことができるので、各々の電磁界の乱れに起因する導波管内の損失を低減することができる。特に本実施例の導波管は、第一の曲げ部よりもマグネトロン寄りの部分と、第二の曲げ部よりも加熱室よりの部分とは並行であり、かつ導波管の幅も同じ（ａ３＝ａ４）に戻すことができており、電磁界の乱れが少ないと考えられる。
【００５１】
また、第一の曲げ部（内側）５８と第一の曲げ部（外側）５９との中央と、第二の曲げ部（内側）６０と第二の曲げ部（外側）６１の中央との距離ｘ＝６０ｍｍとしている。第一の曲げ部（内側）５８と第一の曲げ部（外側）５９間の距離を８０ｍｍ、第二の曲げ部（内側）６０と第二の曲げ部（外側）６１間の距離を８５ｍｍとして（数１）に代入し、両者の管内波長の平均値λ’を求めると１８２ｍｍとなる。これはｘ＜λ’／２を満たす構成である。
【００５２】
これにより第一の曲げ部で電磁界が乱されても、半波と離れていない第二の曲げ部で電磁界が戻されるので、電磁界が乱れている領域を狭くすることができる。よって導波管の損失を低減することができる。
【００５３】
また、マグネトロン寄りに配置された第一の曲げ部においては、第一の曲げ部（内側）５８を第一の曲げ部（外側）５９と同等のマグネトロン寄りに構成し、加熱室寄りに配置された第ニの曲げ部においては第二の曲げ部（内側）６０を第二の曲げ部（外側）６１と同等以上に加熱室寄りに構成している。
【００５４】
これにより内側の曲げ部と外側の曲げ部の距離が広がり、曲げ部で導波管の幅が狭くなるのを防ぐことができる。よって導波管のＥ面の曲げ部による損失を低減することができる。
【００５５】
また、マグネトロン寄りに配置された第一の曲げ部における内側の曲げ部の角度θｉ１と外側の曲げ部の角度θｏ１はθｉ１＝４０≧θｏ１＝２５、加熱室寄りに配置された第ニの曲げ部における内側の曲げ部の角度θｉ２と外側の曲げ部の角度θｏ２はθｉ２＝２５≦θｏ２＝４０としている。
【００５６】
これにより第一の曲げ部においては第一の曲げ部（内側）５８と第一の曲げ部（外側）５９以降の距離が徐々に広がり、曲げ部以降に導波管の幅が狭くなるのを防ぐことができる。また第二の曲げ部においては、第二の曲げ部（内側）６０と第二の曲げ部（外側）６１以降の距離が狭くなり、第一の曲げ部で導波管の幅が広くなった分を元に戻し、導波管の幅が広がりすぎて電磁界が乱れるのを防ぐことができる。よって導波管のＥ面の曲げ部による損失と、導波管の幅の変化に起因する損失を低減することができる。
【００５７】
また導波管２７は、Ｅ面の曲げ部｛第一の曲げ部（内側）５８と第一の曲げ部（外側）５９｝に隣接してＨ面にも曲げ部を有し、Ｈ面の曲げ部によって加熱室の天井壁面２４と右側壁面２０にわたる構成としている。Ｈ面の曲げ部の近傍はやはり電磁界に乱れが生じている。
【００５８】
これによりＥ面の曲げ部による電磁界の乱れと、Ｈ面の曲げ部による電磁界の乱れとを、隣接させることになり、打ち消しあうことができる。導波管の損失を低減することができる。
【００５９】
また曲げ部の近傍に導波管のＨ面をくぼませた整合部６４を構成している。電子レンジではこのような整合部を導波管壁面に設けることは珍しくないが、整合部の近傍はやはり電磁界に乱れが生じている。
【００６０】
これによりＥ面の曲げ部による電磁界の乱れと、整合部６４による電磁界の乱れとを、近傍で打ち消しあうことができる。よって導波管の損失を低減することができる。
【００６１】
なお本実施例では、第一の曲げ部も第二の曲げ部も内側と外側に１個ずつの曲げ部を有し、曲げ部の数のバランスがとれている。よってＥ面の片側にのみ損失が集中することがない。
【００６２】
（実施例２）
図６は、本発明の実施例２における高周波加熱装置の導波管をＨ面からみた構成図である。
【００６３】
内側の曲げ部６５の角度θｉと外側の曲げ部６６の角度θｏが異なり、θｉ≧θｏを満たす構成としている。
【００６４】
これにより内側の曲げ部６５以降と外側の曲げ部６６以降の距離が徐々に広がり、曲げ部以降に導波管の幅が狭くなるのを防ぐことができる。よって導波管のＥ面の曲げ部以降の損失を低減することができ、加熱効率の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【００６５】
特に本実施例では、内側の曲げ部６５が外側の曲げ部６６よりも加熱室寄りに配置されており、本来は曲げ部以降に導波管幅がせまくなりがちな構成である。その不利な状況を曲げ角度でカバーしていることになる。
【００６６】
（実施例３）
図７は、本発明の実施例３における高周波加熱装置の導波管をＨ面からみた構成図である。
【００６７】
請求項２の高周波加熱装置は、内側の曲げ部６７を外側の曲げ部６８よりもマグネトロン寄りに構成している。
【００６８】
これにより内側の曲げ部６７と外側の曲げ部６８の距離が広がり、曲げ部で導波管の幅が狭くなるのを防ぐことができる。よって導波管のＥ面の曲げ部による損失を低減することができ、加熱効率の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【００６９】
特に本実施例では、内側の曲げ角度θｉが外側の曲げ角度θｏよりも小さい構成であり、本来は曲げ部で導波管幅がせまくなりがちな構成である。その不利な状況を曲げ部の位置でカバーしていることになる。ただし、曲げ部以降の距離が長くなると導波管幅がせまくなってしまうので、あまり加熱室寄りの距離を延ばすことができない。
【００７０】
【発明の効果】
以上、本発明の高周波加熱装置は、マグネトロンから放射されるマイクロ波を導波管により加熱室内に導いて被加熱物を加熱するもので、導波管のＥ面に曲げ部を設け、マイクロ波の波長λ、導波管の幅ａとして、その曲げ部の角度θは、θ＜ｃｏｓ^−１（λ／２ａ）を満たす構成としている。
【００７１】
これにより、導波管の幅が曲げ部においてもλ／２を下回らないので、導波管のＥ面の曲げ部による損失を低減することができ、加熱効率の高い高周波加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における高周波加熱装置の接合前の各部材を示す斜視構成図
【図２】同、接合後の状態を正面からみた断面構成図
【図３】同、接合後の状態を右からみた断面構成図
【図４】同、導波管を上からみた構成図
【図５】同、第一の曲げ部に着目したときの導波管を上からみた構成図
【図６】本発明の実施例２における高周波加熱装置の導波管を上からみた構成図
【図７】本発明の実施例３における高周波加熱装置の導波管を上からみた構成図
【図８】従来の電子レンジの導波管の斜視構成図
【図９】従来のプラズマ処理装置の断面構成図
【符号の説明】
２７導波管
３１マグネトロン
３３加熱室
５８第一の曲げ部（内側）
５９第一の曲げ部（外側）
６０第二の曲げ部（内側）
６１第二の曲げ部（外側）
６２、６５、６７内側の曲げ部
６３、６６、６８外側の曲げ部
６４整合部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in heating efficiency of a high-frequency heating apparatus that heats an object to be heated by microwaves.
[0002]
[Prior art]
A general configuration of a microwave oven, which is a typical high-frequency heating device, is to guide microwaves emitted from a magnetron to a heating chamber by a waveguide and heat food in the heating chamber. Since the microwave at this time has a very high frequency of, for example, 2450 MHz, a unique theoretical study has been made on transmission lines such as waveguides. Here, a basic transmission mode called a TE10 mode used in a waveguide for a microwave oven will be described with reference to FIG. The waveguide 1 is made of metal and is a rectangular parallelepiped transmission line configured by facing an H surface 2 having a width a and an E surface 3 having a height b, and an antenna 5 of a magnetron 4 is provided at the center of the H surface. The microwaves that are attached and radiated from the antenna 5 are transmitted to the left in FIG. 8, for example. At this time, if the wavelength of the free space of the microwave is λ, the width a is selected as λ / 2 <a <λ, and the height b is selected as b <λ / 2, the light is guided at the in-tube wavelength λg represented by (Equation 1). It will be transmitted through the tube 1.
[0003]
[Expression 1]

[0004]
For example, in general, in the case of a microwave of 2450 MHz, λg = 189 mm, where λ = 122 mm, a = 80 mm, b = 40 mm, and the like. The TE10 mode is easy to understand when the cross section of the waveguide is considered to indicate that the change in the strength of the electric field is 1 in the width direction and 0 (that is, constant) in the height direction. This is illustrated in two ways in FIG. The first expression is the expression of the arrow 6, where the arrow indicates the direction of the electric field, and the thickness indicates the strength of the electric field. The electric field is an upward electric field from the lower H plane to the upper H plane. In the width direction, the electric field is maximum at the center and approaches 0 at both ends, but is constant in the height direction. This shows a certain moment, and since the microwave moves to the left in the waveguide with the wavelength λg in the tube with time, the direction of the electric field alternately repeats upward and downward. The second expression is expressed by a dashed curve 7. The cross section of the waveguide is regarded as a region showing the characteristic diagram, the width direction is set as the position in the width direction, and the electric field strength is taken in the height direction. The lower H surface is 0, and the upper H surface is maximum. It can be expressed that the electric field becomes maximum at the center in the width direction and approaches 0 at both ends.
[0005]
Further, it is generally known that when the width a of the waveguide is narrow, if a <λ / 2, microwaves cannot be transmitted through the waveguide.
[0006]
Next, a case where the waveguide is bent will be described. In a microwave oven, the magnetron size is large relative to the height of the waveguide, so the H surface of the waveguide is bent (for example, bent in an L shape from the ceiling wall or bottom wall of the heating chamber toward the right wall). Therefore, there are some things that guide the position of the magnetron to the right wall surface side, but there are not many things that bend the E plane. Therefore, a common E-plane Y-branch waveguide shown in the plasma processing apparatus will be described with reference to FIG. 9 in that microwaves different from those in a microwave oven are transmitted using a waveguide (for example, a patent) Reference 1).
[0007]
This is the configuration shown in Patent Document 1, and the microwave radiated from the microwave source 8 is directed through the waveguide 9 and the matching unit 10 by the waveguide 11 whose E surface is bent in an L shape. Then, the E plane is branched into a Y shape and transmitted to the waveguide 12a and the waveguide 12b. Attention should be paid to the bent portion 13 of the waveguide 11. The bent portion 13 has a shape obtained by cutting a diagonal line obtained by bending the waveguide 11 at a right angle. As a result, the inner bent portion 14 is a single bend, whereas the

outer bent portions

15a and 15b are composed of two bends. ing. If the waveguide width a1 = a2 = a before and after the bent portion 13, the perpendicular extending from the inner bent portion 14 to the

outer bent portions

15a, 15b is a / √2, which is the minimum width. Become.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2814416 [0009]
[Problems to be solved by the invention]
When a waveguide in which the E plane is bent at right angles and the diagonal line is cut, such as the conventional waveguide 13 in FIG. 9, is used in a microwave oven, the heating efficiency tends to decrease. This is thought to be due to an increase in loss due to the bent portion of the waveguide. When the width of a general microwave waveguide is a = 80 mm, the minimum value of the width of the bent portion is a / √2 = 80 / √2 = 56 by bending the E plane at a right angle and cutting the diagonal line. 56 <λ / 2 (= 61), and it was thought that microwaves could hardly be transmitted even though only a small part of the entire waveguide.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-frequency heating device that reduces the loss caused by a bent portion and has high heating efficiency in a configuration in which the E surface of a waveguide is bent.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the high-frequency heating device of the present invention guides a microwave radiated from a magnetron into a heating chamber by a waveguide and heats an object to be heated. The angle θ of the bent portion satisfies θ <cos ⁻¹ (λ / 2a) as the wavelength λ of the microwave and the width a of the waveguide a.
[0012]
Thereby, since the width of the waveguide does not fall below λ / 2 even at the bent portion, loss due to the bent portion of the E surface of the waveguide can be reduced, and a high-frequency heating device with high heating efficiency is provided. Can do.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The high-frequency heating apparatus according to claim 1 is a device that heats an object to be heated by guiding a microwave radiated from a magnetron into a heating chamber through a waveguide. A bending portion is provided on the E surface of the waveguide, As the wavelength λ and the width a of the waveguide, the angle θ of the bent portion satisfies θ <cos ⁻¹ (λ / 2a).
[0014]
Thereby, since the width of the waveguide does not fall below λ / 2 even at the bent portion, loss due to the bent portion of the E surface of the waveguide can be reduced, and a high-frequency heating device with high heating efficiency is provided. Can do.
[0015]
The high-frequency heating device according to claim 2 is configured such that the inner bent portion is closer to the magnetron than the outer bent portion.
[0016]
Accordingly, the distance between the inner bent portion and the outer bent portion is widened, and the width of the waveguide can be prevented from being narrowed at the bent portion. Therefore, the loss due to the bent portion of the E surface of the waveguide can be reduced, and a high-frequency heating device with high heating efficiency can be provided.
[0017]
The high-frequency heating apparatus according to claim 3 is configured such that the angle θin of the inner bent portion and the angle θout of the outer bent portion are different and satisfy θin ≧ θout.
[0018]
Thereby, the distance after the inner bent portion and the outer bent portion gradually increases, and the width of the waveguide after the bent portion can be prevented from narrowing. Therefore, the loss after the bent part of the E surface of the waveguide can be reduced, and a high-frequency heating device with high heating efficiency can be provided.
[0019]
The high-frequency heating device according to claim 4 has bent portions at least at two locations, and the first bent portion and the second bent portion are configured in opposite directions.
[0020]
As a result, the disturbance of the electromagnetic field to be generated in the first bending portion and the disturbance of the electromagnetic field to be generated in the second bending portion can be canceled out. Loss in the tube can be reduced, and a high-frequency heating device with high heating efficiency can be provided.
[0021]
The high-frequency heating apparatus according to claim 5 is configured such that the distance x between the first bent portion and the second bent portion satisfies x <λ ′ / 2, where λ ′ is the average value of the in-tube wavelengths between the two.
[0022]
As a result, even if the electromagnetic field is disturbed in the first bending portion, the electromagnetic field is returned in the second bending portion that is not separated from the half wave, so that the region where the electromagnetic field is disturbed can be narrowed. Therefore, the loss of the waveguide can be reduced, and a high-frequency heating device with high heating efficiency can be provided.
[0023]
The high-frequency heating device according to claim 6 is configured such that, in the first bending portion disposed closer to the magnetron, the inner bending portion is configured to be closer to the magnetron than the outer bending portion, and is disposed closer to the heating chamber. In the second bent portion, the inner bent portion is configured closer to the heating chamber than the outer bent portion.
[0024]
As a result, both the first bent portion and the second bent portion can increase the distance between the inner bent portion and the outer bent portion, thereby preventing the waveguide from being narrowed at the bent portion. Therefore, the loss due to the bent portion of the E surface of the waveguide can be reduced, and a high-frequency heating device with high heating efficiency can be provided.
[0025]
In the high-frequency heating device according to claim 7, the angle θin1 of the inner bending portion and the angle θout1 of the outer bending portion in the first bending portion arranged near the magnetron satisfy θin1 ≧ θout1, and are arranged near the heating chamber. An angle θin2 of the inner bent portion and an angle θout2 of the outer bent portion in the second bent portion are configured to satisfy θin2 ≦ θout2.
[0026]
Thereby, in the first bent portion, the distance after the inner bent portion and after the outer bent portion gradually increases, and the width of the waveguide after the bent portion can be prevented from being narrowed. In the second bent portion, when the width of the waveguide is gradually increased in the first bent portion, there is an action of gradually narrowing and returning to the original, and the width of the waveguide is increased. Therefore, it is possible to prevent the electromagnetic field from being disturbed. Therefore, the loss due to the bent portion of the E surface of the waveguide and the loss due to the change in the width of the waveguide can be reduced, and a high-frequency heating device with high heating efficiency can be provided.
[0027]
In the high-frequency heating device according to claim 8, the waveguide has a bent portion on the H surface adjacent to the bent portion on the E surface, and the bent portion of the H surface extends over at least two wall surfaces of the heating chamber. Yes.
[0028]
Thereby, the disturbance of the electromagnetic field due to the bent portion of the E surface and the disturbance of the electromagnetic field due to the bent portion of the H surface can be canceled by being adjacent to each other. Therefore, the loss of the waveguide can be reduced, and a high-frequency heating device with high heating efficiency can be provided.
[0029]
The high-frequency heating device according to claim 9 forms a matching portion in which the H surface of the waveguide is recessed in the vicinity of the bent portion.
[0030]
Thereby, the disturbance of the electromagnetic field due to the bent portion of the E surface and the disturbance of the electromagnetic field due to the depression of the H surface for the matching portion can be canceled in the vicinity. Therefore, the loss of the waveguide can be reduced, and a high-frequency heating device with high heating efficiency can be provided.
[0031]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0032]
(Example 1)
FIGS. 1-4 is a block diagram of the high frequency heating apparatus in Example 1 of this invention. FIG. 1 is a perspective view showing each member before joining, FIG. 2 is a sectional configuration view when the state after joining is seen from the front, and FIG. 3 is a sectional configuration view seen from the right of the configuration of FIG. 4 and 5 are structural views of the waveguide viewed from above.
[0033]
First, an outline of the entire high-frequency heating apparatus will be described mainly with reference to FIGS. The left wall surface 18, the rear wall surface 19 and the right wall surface 20 are made of a common wall member, but this member is made of a material coated with fluorine in advance so that each wall surface is hard to get dirty and easy to wipe off. Yes. A horizontally long tube heater 22 (heating element) is attached to the lower center portion of the bottom wall surface 21 and the periphery is covered with a reflecting plate 23 to achieve uniform radiation heating from below. The ceiling wall surface 24 is provided with a tube heater 26 (a heating element) in a horizontally narrowed aperture 25 on the near side, and the shape of the aperture 25 makes uniform radiation heating from above. A power feeding port 28 for transmitting the microwave from the waveguide 27 into the cabinet is formed behind the ceiling wall surface 24. Since both the bottom wall surface 21 and the ceiling wall surface 24 are heated by the

tube heaters

22 and 26, they are constituted by other members not coated with fluorine. The left wall surface 18, the rear wall surface 19, the right wall surface 20, the bottom wall surface 21, the ceiling wall surface 24, the waveguide 27, and the opening surface 29, which form each wall surface, are machined by electrical resistance welding (projection welding, spot welding) or caulking. And electrical connection. The door 30 is mounted to face the opening surface 29 and can be opened and closed. The magnetron 31 generates microwaves from an antenna 32, and the microwaves are transmitted from the center rear of the ceiling wall surface 24 through the waveguide 27 and the feeding port 28 into the cabinet, and are placed in the cabinet. In this configuration, a heated object (not shown) is heated. Here, the space formed by the five wall surfaces (the left wall surface 18, the rear wall surface 19, the right wall surface 20, the bottom wall surface 21, and the ceiling wall surface 24) is referred to as a heating chamber 33 because it is a space for heating an object to be heated. I will decide.
[0034]
On the right end surface of the ceiling wall surface 24, an end surface overlapping portion A34 where the horizontal portion of the L-shaped waveguide 27 overlaps, a terminal end portion A35 where the end of the end surface overlapping portion A34 is bent in an L shape, and the end surface horizontally The left end face A36 is formed before and after the end portion A35. The upper end surface of the right side wall surface 20 includes an end surface overlapping portion B37 in which the vertical portion of the waveguide 27 overlaps, and a termination portion B38 is configured to face the termination portion A35 at the end of the end surface overlapping portion B37. An end surface B39 obtained by bending the front and rear end surfaces into an L shape is opposed to the end surface A36. The end portion A35 and the end portion B38, and the end surface A36 and the end surface B39 are joined mechanically and electrically conductively by caulking at a pitch of about 22 mm.
[0035]
In addition, while the magnetron 31 is disposed on the right wall surface 20 side, the ceiling wall surface 24 guides the microwave into the heating chamber 33, so that the inside height is lowered and the turntable and the rotating antenna are not provided. However, the heating distribution by the microwave can be made sufficiently uniform. If the magnetron 31 is arranged on the right wall surface 20 side, the components can be arranged together on the right wall surface 20 side as in the conventional case, so that efficient component arrangement can be performed. At the same time, since the magnetron 31 does not have to be disposed on the ceiling wall surface 24 side, the dead space on the ceiling wall surface 24 side can be reduced, and a compact configuration can be realized particularly in the vertical direction.
[0036]
In this embodiment, the upper and lower heaters are optimized by optimizing the shape of the aperture 25 for the tube heater 26 that is the upper heater and optimizing the reflector 23 for the tube heater 22 that is the lower heater. While improving the distribution, the height inside the cabinet is reduced to improve efficiency. For example, a toast (not shown) is placed on the top 40 mounted in the cabinet, and is efficiently baked from both the upper and lower sides.
[0037]
Further, the L-shaped corner portion 54 of the waveguide 27 is cut obliquely, and the screw hole 49 does not cover the waveguide 27. Therefore, the magnetron 31 can be easily screwed to the magnetron mounting plate 42 so that the screw does not protrude into the waveguide 27 and can prevent sparks in the waveguide 27.
[0038]
Further, the antenna 32 of the magnetron 31 is disposed so as to face the right wall surface 20, and the right wall surface 20 bulges the lower part of the terminal end B 38 toward the inside of the heating chamber 33 to avoid interference with the antenna 32. Is forming. Therefore, the thickness of the waveguide 27 can be reduced within the range in which the distance between the antenna 32 and the bulging portion 55 can ensure the insulation distance. In this embodiment, the depth of the bulging portion 55 is about 10 mm, so that the length of the antenna 32 is about 30 mm and the thickness of the waveguide 27 is about 30 mm. The bulging portion 55 reduces the thickness of the waveguide 27 to the same length as the antenna 32.
[0039]
Further, in order to prevent the joining jig from hitting the bulging portion when the terminal portion A35 and the terminal portion B38 are joined, the bulging portion 55 has a shape 56 in which the hemispherical upper portion is cut. Part B38 is maintained in a flat shape.
[0040]
Next, the shape of the waveguide 27 will be described with reference to FIGS.
[0041]
FIG. 4 shows the structure of the waveguide as viewed from the upper H-plane 57. On the E-plane of the waveguide, the first bent portion (inner side) 58, the first bent portion (outer side) 59, and the heating are located near the magnetron. A total of four bent portions, that is, a second bent portion (inner side) 60 and a second bent portion (outer side) 61 are formed near the room. The angles of the bent portions are θi1 = 40 degrees, θo1 = 25 degrees, θi2 = 25 degrees, and θo2 = 40 degrees, respectively. The first bent portion (inner side) 58 near the magnetron is at an equal distance from the first bent portion (outer side) 59 and the magnetron, and the second bent portion (inner side) 60 near the heating chamber is the second bent portion. It is configured closer to the magnetron than (outside) 61. The width of the waveguide is a3 = a4 = 80 mm.
[0042]
The angle of the first bending portion is different from θi1 = 40 degrees and θo1 = 25 degrees, but the bending angle of the entire waveguide is 32.5 degrees, taking the average of both. To do. Also, since it is too complicated in FIG. 4, reference is first made to FIG. 5 for simplicity. FIG. 5 shows an inner bent portion 62 and an outer bent portion 63 which are equidistant from the magnetron and bent at the same angle.
[0043]
At this time, if the width a5 of the waveguide near the magnetron and the width a6 of the waveguide near the heating chamber are set, a6 = a5 cos θ using the bending angle θ. Therefore, a6 is always smaller than a5. In this case, a6 is constant as long as there is no other bent portion near the heating chamber. When a6 is constant, microwaves are not transmitted when a6 is smaller than λ / 2. Therefore, since a6> λ / 2 must be satisfied, a6 = a5 cos θ> λ / 2, and as a result, θ <cos ^{− 1} {λ / 2 (a5)}. As an example, if λ = 122 and a5 = 80 are substituted, θ <40.2 degrees must be satisfied.
[0044]
The point of the present invention is that this idea is applied to the vicinity of the bent portion of the waveguide by expanding even when the width is not constant or when the inner angle and the outer angle are different. Returning to FIG. 4 again, when applied to the bending angle of the entire waveguide, 32.5 degrees <40.2 degrees is satisfied, and as a result of actual measurement using the shape of this example, the heating efficiency is good. It was confirmed that it was at a level that could withstand practical use.
[0045]
In summary, in this embodiment, the microwave wavelength λ and the waveguide width a are set such that the angle θ of the bent portion satisfies θ <cos ⁻¹ (λ / 2a).
[0046]
Therefore, since the width of the waveguide does not fall below λ / 2 even at the bent portion, loss due to the bent portion of the E surface of the waveguide can be reduced, and a high-frequency heating device with high heating efficiency can be provided. it can.
[0047]
Further, the configuration satisfies θi1 ≧ θo1.
[0048]
This gradually increases the width of the waveguide after the first bent portion, and prevents the width of the waveguide from becoming narrow after the bent portion. Therefore, the loss after the first bent portion can be reduced.
[0049]
Moreover, the direction of the 1st bending part and the 2nd bending part is comprised in the reverse direction.
[0050]
As a result, the disturbance of the electromagnetic field to be generated in the first bending portion and the disturbance of the electromagnetic field to be generated in the second bending portion can be canceled out. Loss in the pipe can be reduced. In particular, in the waveguide of this example, the portion closer to the magnetron than the first bent portion is parallel to the portion closer to the heating chamber than the second bent portion, and the width of the waveguide is the same ( It is possible to return to a3 = a4), and it is thought that there is little disturbance of the electromagnetic field.
[0051]
Further, the distance between the center of the first bent portion (inner side) 58 and the first bent portion (outer side) 59 and the center of the second bent portion (inner side) 60 and the second bent portion (outer side) 61. x = 60 mm. The distance between the first bent part (inner side) 58 and the first bent part (outer side) 59 is 80 mm, and the distance between the second bent part (inner side) 60 and the second bent part (outer side) 61 is 85 mm. Substituting into (Equation 1) and obtaining the average value λ ′ of the in-tube wavelengths, it is 182 mm. This is a configuration satisfying x <λ ′ / 2.
[0052]
As a result, even if the electromagnetic field is disturbed in the first bending portion, the electromagnetic field is returned in the second bending portion that is not separated from the half wave, so that the region where the electromagnetic field is disturbed can be narrowed. Therefore, the loss of the waveguide can be reduced.
[0053]
Moreover, in the 1st bending part arrange | positioned near a magnetron, the 1st bending part (inner side) 58 is comprised near the magnetron equivalent to the 1st bending part (outside) 59, and it arrange | positions near a heating chamber. In the second bent portion, the second bent portion (inner side) 60 is configured closer to the heating chamber than the second bent portion (outer side) 61.
[0054]
Accordingly, the distance between the inner bent portion and the outer bent portion is widened, and the width of the waveguide can be prevented from being narrowed at the bent portion. Therefore, the loss due to the bent portion of the E surface of the waveguide can be reduced.
[0055]
Further, the angle θi1 of the inner bending portion and the angle θo1 of the outer bending portion in the first bending portion arranged near the magnetron are θi1 = 40 ≧ θo1 = 25, and the second bending portion arranged near the heating chamber. The angle θi2 of the inner bent portion and the angle θo2 of the outer bent portion are set to θi2 = 25 ≦ θo2 = 40.
[0056]
As a result, in the first bent portion, the distance after the first bent portion (inner side) 58 and the first bent portion (outer side) 59 gradually increases, and the width of the waveguide becomes narrower after the bent portion. Can be prevented. In the second bent portion, the distance between the second bent portion (inner side) 60 and the second bent portion (outer side) 61 is narrowed, and the width of the waveguide is increased in the first bent portion. It is possible to prevent the electromagnetic field from being disturbed because the width of the waveguide is excessively widened. Therefore, it is possible to reduce the loss due to the bending portion of the E surface of the waveguide and the loss due to the change in the width of the waveguide.
[0057]
The waveguide 27 has a bent portion on the H surface adjacent to the bent portion of the E surface {first bent portion (inner side) 58 and first bent portion (outer side) 59}. The bent portion extends over the ceiling wall surface 24 and the right wall surface 20 of the heating chamber. In the vicinity of the bent portion of the H surface, the electromagnetic field is also disturbed.
[0058]
Thereby, the disturbance of the electromagnetic field due to the bent portion of the E surface and the disturbance of the electromagnetic field due to the bent portion of the H surface are adjacent to each other and can be canceled out. The loss of the waveguide can be reduced.
[0059]
Further, a matching portion 64 is formed in which the H surface of the waveguide is recessed near the bent portion. In a microwave oven, it is not uncommon to provide such a matching portion on the wall surface of the waveguide, but the electromagnetic field is also disturbed in the vicinity of the matching portion.
[0060]
Thereby, the disturbance of the electromagnetic field due to the bent portion of the E surface and the disturbance of the electromagnetic field due to the matching portion 64 can be canceled in the vicinity. Therefore, the loss of the waveguide can be reduced.
[0061]
In this embodiment, each of the first bent portion and the second bent portion has one bent portion on the inner side and the outer side, and the number of bent portions is balanced. Therefore, the loss does not concentrate only on one side of the E plane.
[0062]
(Example 2)
FIG. 6 is a configuration diagram of the waveguide of the high-frequency heating device according to the second embodiment of the present invention as viewed from the H plane.
[0063]
The angle θi of the inner bending portion 65 and the angle θo of the outer bending portion 66 are different, and θi ≧ θo is satisfied.
[0064]
As a result, the distance between the inner bent portion 65 and after and the outer bent portion 66 and thereafter gradually increases, and the width of the waveguide after the bent portion can be prevented from narrowing. Therefore, the loss after the bent part of the E surface of the waveguide can be reduced, and a high-frequency heating device with high heating efficiency can be provided.
[0065]
In particular, in this embodiment, the inner bent portion 65 is disposed closer to the heating chamber than the outer bent portion 66, and the waveguide width tends to become narrower after the bent portion. This disadvantageous situation is covered by the bending angle.
[0066]
Example 3
FIG. 7 is a configuration diagram of the waveguide of the high-frequency heating device according to the third embodiment of the present invention as seen from the H plane.
[0067]
In the high frequency heating apparatus according to the second aspect, the inner bent portion 67 is configured closer to the magnetron than the outer bent portion 68.
[0068]
Accordingly, the distance between the inner bent portion 67 and the outer bent portion 68 is increased, and the width of the waveguide can be prevented from being narrowed at the bent portion. Therefore, the loss due to the bent portion of the E surface of the waveguide can be reduced, and a high-frequency heating device with high heating efficiency can be provided.
[0069]
In particular, in this embodiment, the inner bending angle θi is smaller than the outer bending angle θo, and the waveguide width tends to be narrow at the bent portion. The disadvantageous situation is covered by the position of the bent portion. However, if the distance after the bent portion is increased, the width of the waveguide is reduced, so that the distance closer to the heating chamber cannot be increased.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, the high-frequency heating device of the present invention heats the object to be heated by guiding the microwave radiated from the magnetron into the heating chamber through the waveguide, and the microwave is provided on the E surface of the waveguide. The angle θ of the bent portion is set to satisfy θ <cos ⁻¹ (λ / 2a).
[0071]
Thereby, since the width of the waveguide does not fall below λ / 2 even at the bent portion, loss due to the bent portion of the E surface of the waveguide can be reduced, and a high-frequency heating device with high heating efficiency is provided. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective configuration diagram showing members before joining of a high-frequency heating device in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram showing the state after joining from the front. FIG. FIG. 4 is a structural view of the waveguide viewed from the top. FIG. 5 is a structural view of the waveguide viewed from the top when focusing on the first bent portion. FIG. 6 is a top view of the waveguide of the high-frequency heating device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a top view of the waveguide of the high-frequency heating device according to the third embodiment of the present invention. ] Perspective configuration diagram of a conventional microwave oven waveguide [FIG. 9] Cross-sectional configuration diagram of a conventional plasma processing apparatus [Explanation of symbols]
27 Waveguide 31 Magnetron 33 Heating chamber 58 First bent portion (inner side)
59 First bend (outside)
60 Second bend (inside)
61 Second bent part (outside)
62, 65, 67 Inner bent

parts

63, 66, 68 Outer bent parts 64 Aligned parts

Claims

In a high-frequency heating apparatus that heats an object to be heated by guiding a microwave radiated from a magnetron into a heating chamber using a waveguide, a bending portion is provided on the E surface of the waveguide, and the microwave wavelength λ A high-frequency heating apparatus configured such that, as the width a, the angle θ of the bent portion satisfies θ <cos ⁻¹ (λ / 2a).

The high-frequency heating device according to claim 1, wherein the inner bent portion is configured to be closer to the magnetron than the outer bent portion.

The high-frequency heating device according to claim 1, wherein the angle θin of the inner bent portion is different from the angle θout of the outer bent portion and satisfies θin ≧ θout.

The high-frequency heating device according to claim 1, wherein the high-frequency heating device has bending portions at least at two locations, and the first bending portion and the second bending portion are oriented in opposite directions.

The high-frequency heating device according to claim 4, wherein the distance x between the first bent portion and the second bent portion satisfies x <λ '/ 2, where λ' is an average value of the in-tube wavelengths between them.

In the first bending part arranged closer to the magnetron, the inner bending part is made closer to the magnetron than the outer bending part, and in the second bending part arranged closer to the heating chamber, the inner bending part is arranged. The high-frequency heating device according to claim 4, wherein the portion is configured closer to the heating chamber than the outer bending portion.

The inner bend angle θin1 and the outer bend angle θout1 in the first bend disposed near the magnetron satisfy θin1 ≧ θout1, and the inner bend in the second bend disposed near the heating chamber. The high-frequency heating device according to claim 4, wherein the angle θin2 of the portion and the angle θout2 of the outer bent portion satisfy θin2 ≦ θout2.

The high-frequency heating device according to claim 1, wherein the waveguide has a bent portion on the H surface adjacent to the bent portion on the E surface, and the bent portion of the H surface extends over at least two wall surfaces of the heating chamber. .

2. The high frequency heating apparatus according to claim 1, wherein a matching portion is formed by recessing an H surface of the waveguide in the vicinity of the bent portion.