JP2005235732A - 電子レンジ - Google Patents

Abstract

【課題】 キャビティ内で食物を均一に加熱させることのできる電子レンジを提供する。
【解決手段】 本発明による電子レンジは、その内部に食物が収容されるキャビティと、マイクロ波を発生させるマグネトロンと、マイクロ波を前記マグネトロンから前記キャビティの内部へ案内する少なくとも二つのスロットが形成された導波管と、前記マイクロ波の干渉状態を周期的に変化させるために、前記キャビティの内部に回転可能に設置される撹拌送風機とを含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子レンジに関し、より詳細には食物をより均一に加熱することのできる電子レンジに関する。

一般に、電子レンジ（ＭＷＯ：microwave oven）は、マイクロ波（秒当約２,４５０ＭＨｚ）を使用して食物の分子配列を撹乱させる時に発生する分子間の摩擦熱によって食物を調理する器具である。

前記電子レンジの内部には食物を加熱するキャビティが形成され、前記キャビティの一側にはマイクロ波を発生させるマグネトロンが設けられる。前記マイクロ波はキャビティの内部で特定の共振モードを有する。前記マイクロ波のエネルギーは前記キャビティ内部の一定部分に集中する。したがって、食物を均一に加熱するための特定方法が要求される。この方法は、食物をキャビティの内部で移動させる第一方法と、マイクロ波の放射条件を変化させる第二方法とを必要とする。

前記第一方法では、食物は、不均一マイクロ波エネルギーが形成されたキャビティの内側に沿って移動する。ここで前記第一方法の代表例として、ターンテーブル法では食物を載せたターンテーブルを回転させる。回転する食物は円周方向には均一に加熱される。しかし、食物の半径方向の加熱は不均一である。

他方、第二方法は、キャビティ内部に放射されたマイクロ波のモードを変化させることで、マイクロ波が一部分に継続的に集中することを防止する。第二方法の代表的な例として、撹拌送風機、または回転アンテナを用いる方法がある。この方法では、導波管を介してキャビティ内に放射されるマイクロ波エネルギーの発射条件を変化させて多様なモードのマイクロ波を発射する。

一方、ＯＴＲ(Over The Range)型の電子レンジは、電子レンジ上にフードを有する。ＯＴＲ型電子レンジは、厨房家具に内蔵されるビルトインタイプの電子レンジとして使用される。
厨房家具は室の壁面に沿って設置されるので、その大きさが制限される。このような制限のため、一般的に電子レンジは側方に長く形成されるので、その内部に形成されたキャビティは幅が広く、深さは幅に比べて小さい。

もし、前記キャビティの内部にターンテーブルを設置すれば、前記ターンテーブルの半径は前記キャビティの深さによって制限される。したがって、前記ＯＴＲ型の電子レンジに、ターンテーブルを設置することは空間利用の観点で望ましくない。ＯＴＲ型の電子レンジのキャビティ内には、側方に長い長円形皿が設けられるが、この皿は回転しない。

したがって、前記キャビティ内で食物を載せる皿は、回転運動ではなく、直線往復運動をすることが好ましい。このように前記皿が直線往復運動する電子レンジはサイドバイサイド(side by side)型電子レンジと呼ばれる。

しかしながら、かかるサイドバイサイド型電子レンジは次のような問題点を有する。

前記サイドバイサイド電子レンジは、その構造上直線運動のストロークが極めて小さい。
したがって、多様なモードを有するマイクロ波がキャビティ内に放射されるにも拘わらず、ターンテーブルに比べて食物が不均一に加熱される可能性が高い。
また、撹拌送風機を回転させ、マイクロ波のパターンを多様なモードに変更させる場合にも上記のような理由から加熱パターンの不均一を解消しにくい。

本発明は上記の問題点を解決するために成されたもので、その目的は、キャビティ内で食物を均一に加熱させることのできる電子レンジを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明による電子レンジの一実施形態は、 その内部に食物が収容されるキャビティと、マイクロ波を発生させるマグネトロンと、前記マイクロ波を前記マグネトロンから前記キャビティの内部へ案内するための少なくとも二つ以上のスロットが形成された導波管と、前記マイクロ波の干渉状態を周期的に変化させるために、前記キャビティの内部に回転可能に設置された撹拌送風機とを含む。

前記スロットは、前記導波管内に形成された磁界の強度の頂点近くに形成される。前記撹拌送風機の両側のスロットは略λｇ／２の間隔で形成されることが好ましい。ここでλｇは導波管内のマイクロ波の波長をいう。

好適には、前記撹拌送風機の回転軸は、前記導波管を貫通して設置される。

好適には、前記撹拌送風機の回転軸は、前記導波管内に形成された電界の強度の頂点近くに設置される。好適には、前記撹拌送風機の回転軸は、前記キャビティの一側の中央部近くに設置される。前記撹拌送風機に隣接したスロットと、前記撹拌送風機の回転軸との間隔はλｇ／４であることが好ましい。ここで、λｇは、導波管内のマイクロ波の波長をいう。

好適には、前記キャビティの内部には一方向に沿って直線往復運動するトレイが設けられる。
前記スロットは一方向に沿って配列され、かつ前記トレイの上には皿が設けられてよい。

好適には、前記スロットは‘Ｔ’字形、或いは‘Ｌ’字形を有する。または、前記スロットは所定幅を有する直線形、或いは任意変形形状であってよい。

本発明による他の形態の電子レンジは、その内部に食物が収容されるキャビティと、マイクロ波を発生させるマグネトロンと、前記マイクロ波を前記マグネトロンから前記キャビティの内部へ案内するための少なくとも二つのスロットが形成された導波管とを含むことを特徴とする。

好適には、前記スロットを介して放射されたマイクロ波は相互に干渉して、前記キャビティの長手方向に沿って規則的にマイクロ波円を形成するように、前記スロットは前記キャビティの長手方向に配列される。

前記スロットは、前記導波管内に形成された磁界の強度の頂点近くに形成され、前記スロット間の間隔はλｇ／２からなることが好ましい。ここでλｇは前記導波管内のマイクロ波の波長をいう。

前記電子レンジは、前記スロットから放射されたマイクロ波の相互干渉状態を変化させるために、前記キャビティの一側の中央部近くに回転可能に設置された撹拌送風機をさらに含むことが望ましい。
好適には、前記撹拌送風機の回転軸は、隣接したスロット間の中央部近くを貫通して設置される。

前記撹拌送風機の回転軸は、前記導波管内に形成された電界の強度の頂点近くに設置され、前記撹拌送風機の回転軸と、それに隣接したスロットとの間隔はλｇ／２である。ここでλｇは前記導波管内のマイクロ波の波長をいう。

本発明による電子レンジには次のような効果がある。

第一、本発明による電子レンジには多数個のスロットが形成され、前記各スロットから放射されたマイクロ波が相互に干渉して、食物の移動方向に沿って側方へ広く分布される。また、干渉マイクロ波の状態は撹拌送風機によって周期的に変化する。即ち、前記導波管に多数個のスロットを形成することによって、前記キャビティの内部に多数の定常波モードが形成され、前記撹拌送風機によってこのモードがさらに多様化される。また、前記撹拌送風機の規則的回転によって前記モードを規則的に変化させる。結果的に、前記多数個のスロット及び撹拌送風機によってさらに多数のモードを形成させることより、サイドバイサイド型電子レンジで食物はより均一に加熱され得る。

第二、一般の電子レンジでも多数個のスロットと撹拌送風機とを同時に使用することで、マイクロ波の振幅や位相を調節できる。したがって、本発明は食物の加熱に適したマイクロ波のより多くの組み合わせを提供できる、改善された設計の自由度を有する。

第三、前記キャビティの内部に、高温領域が相対的により短い間隔で形成されるので、トレイのストロークが小さい場合にも食物の均一加熱を可能にする。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。ここで、同一部は、同一名称及び同一符号を付し、その付加的な説明は省略する。

以下、添付の図１乃至図３を参照にして、本発明による電子レンジを具体的に説明する。

図１は、本発明による電子レンジの好ましい実施形態を示す正面図で、図２は、本発明による電子レンジを示す斜視図である。
図１及び図２に示すように、本発明による電子レンジは、キャビティ１、トレイ３、マグネトロン４、及び導波管６を含む。また、前記電子レンジは撹拌送風機８をさらに含む。前記キャビティ１及び導波管６の内側面は、マイクロ波を反射する材料で形成される。

前記キャビティ１内部の底面上には、直線往復運動可能なトレイ３が備えられ、かつ前記トレイ３の上には食物の入れるための皿３ａが設置される。

一般的に、サイドバイサイド型の電子レンジは、厨房家具の一側に内蔵される。前記厨房家具は室の壁面に沿って設置されるので、前記電子レンジの寸法が制限される。そのような制限条件のため、一般的に前記電子レンジは左右方向に長く形成されるので、その内部に形成されたキャビティは幅が広く、深さは幅に比べて小さい。
したがって、前記キャビティ１の幅は広く、その深さは幅に比べて小さいので、前記トレイ３は側方へ往復運動をするように設置される。

一方、マグネトロン４は、前記キャビティ１の外側の一側に備えられかつ導波管６に連結される。より詳細には、マグネトロンのアンテナ部５がマイクロ波を放射するために前記導波管６の一端に挿入される。

図２に示すように、前記導波管６は、キャビティ１の内部空間に連通する。前記導波管６は、キャビティの上面ばかりでなく、一側または底面に備えられてよい。

一方、前記マグネトロン４で発生したマイクロ波は、前記導波管６内で相互に交叉する磁界と電界を形成する。この場合、磁界および電界は周期的強度のサイン波を有する。

前記キャビティ１には少なくとも二つのスロット７が形成される。前記導波管６は、前記スロット７を介してキャビティ１の内部空間に連通する。したがって、前記マグネトロン４で発生したマイクロ波は、前記スロット７を介して前記キャビティ１の内部へ放射される。この際、前記スロット７を介して放射されたマイクロ波は相互に干渉する。

また、前記撹拌送風機８は、前記導波管６を貫通して、前記キャビティ１の一側に回転可能に設置される。前記撹拌送風機の回転軸８ａはモーター（図示せず）に連結される。前記撹拌送風機８は、前記導波管６内に形成された電界を誘導して放射する。したがって、マイクロ波の干渉状態は前記スロット７を介して放射された多様なモードと撹拌送風機により周期的に変化するモードを有する。
したがって、前記スロット７と撹拌送風機８との調和的な構成によってより多様モードのマイクロ波がキャビティ１の内部で形成される。

以下、前記スロットと撹拌送風機の構成についてより詳細に説明する。

前記マグネトロンからのマイクロ波は、前記導波管の内側面で反射した反射波と重なる。重合した波は定常波と呼ばれ、かつλｇ／２の波長を有する。ここで、‘λｇ’は、導波管６内で形成された進行モードの波長である。

前記スロット７は、導波管６の内部に形成される定常波の磁界の強度の頂点近くに形成されることが好ましい。

前記スロットを介してキャビティの内部に放射されるマイクロ波の強度は、前記定常波の磁界の強度に比例する。したがって、前記各スロット７は、前記磁界の強度の頂点近くに形成されることが好ましい。
即ち、前記磁界の強度の頂点は、略λｇ／２の間隔であるので前記スロットは、それぞれ略λｇ／２の間隔で形成される。

また、導波管６を貫通する撹拌送風機の軸８ａは、導波管で形成される定常波の電界が最大の点に設置される。即ち、前記撹拌送風機の軸８ａは、二つのスロット間の中央付近に位置決めされる。したがって、前記撹拌送風機８の軸と前記スロット７との間隔は略λｇ／４である。

前記導波管６を貫通してキャビティ１の内部に備えられた撹拌送風機８は、定常波の電界から前記キャビティ１の内部へ種々のモードの定常波を誘導し、かつ前記マイクロ波を周期的に変化させる。したがって、前記スロット７を介してキャビティ１の内部に放射されたマイクロ波によって形成された電界は、前記撹拌送風機８の回転によって誘導されて、周期的に変化し、これによって各マイクロ波の干渉状態が変化する。

一方、前記マイクロ波は多様なモードを有するが、食物を加熱するのに適したモードは一定の範囲に制限される。したがって、食物を均一に加熱するには、前記マイクロ波の振幅および位相を適切に組み合わせて所望モードを形成する必要がある。
このために、前記撹拌送風機と多数個のスロットは、所望モードのマイクロ波を作るために適切に組み合わされる。この際、所望モードのマイクロ波の形成をさらに多様にすることにより、食物をより均一に加熱できる。

前記撹拌送風機８の両側にはそれぞれ一つ以上のスロット７が形成される。この際、前記各スロット７は、前記皿３ａの往復運動方向に沿って配列され、かつ相互間に所定の間隔を置く。

上述したように、前記スロット７のうち前記撹拌送風機８に隣接したスロットと、前記撹拌送風機の軸８ａとの間隔Ｄは略λｇ／４であることが好ましい。ここで前記‘λｇ’は前記導波管６内のマイクロ波の波長をいう。したがって、前記撹拌送風機の軸８ａは、定常波の電界の強度の頂点に位置する。

一方、前記キャビティ１内の食物をより均一に加熱するために、前記スロット７を二つまたはそれ以上多数個形成することが好ましい。図示した二つのスロット７の外に、前記撹拌送風機の軸８ａを基準に対称に多数個のスロットが形成されることが好ましい。この場合、前記スロットは、磁界の強度の頂点近くに位置決めする必要があるので、前記スロット間の間隔はλｇ／４となる。

前記スロット間の間隔条件は、キャビティ１の内部に強いマイクロ波を放射するための条件である。したがって、放射されるマイクロ波の位相及び振幅を調節するために、前記間隔条件は変更が可能である。

一方、相互に交叉する磁界及び電界の特性を考慮して、前記スロット７は‘Ｔ’字形である。また、前記スロットは‘┐’字形あるいは所定の幅を有する直線形、または他のいずれの形状であってもよい。

以上で説明したようなスロットと撹拌送風機の構成は、ターンテーブルが適用される電子レンジにも適用可能である。

以下、本発明による電子レンジの作用について詳細に説明する。

前記マグネトロン４から発射されたマイクロ波は導波管６に沿って伝達される。前記マイクロ波は、スロット７を介してキャビティ１の内部に放射される。前記放射されたマイクロ波の位相および振幅は、撹拌送風機とスロットとの間隔、各スロット間の間隔、そして各スロットの大きさ及び形状によって変化する。前記マイクロ波は前記スロット７を介してキャビティ１の内部に放射される。複数個のスロット７は、前記スロット７から放射されるマイクロ波が相互に干渉するように、食物の直線往復運動方向に沿って規則的間隔で形成される。

この場合に、前記キャビティ内部の電磁エネルギーは、前記キャビティの適正モードの一形態で存在する。さらに、そのモード（定常波分布）は、食物及びキャビティの大きさ及び形態によって異なる形態をとる。

一方、前記マイクロ波の干渉状態は、回転する撹拌送風機８によって周期的に変化する。前記キャビティ１の上方に設置された撹拌送風機８が回転すると、前記キャビティ内に形成された電界が誘導されかつ変化する。これにより、前記キャビティ１の内部に放射されたマイクロ波のモードが変化し、かつこれと同時にマイクロ波の干渉状態が周期的に変化する。

図３は本発明による電子レンジのキャビティ内に放射されるマイクロ波の分布を示す斜視図面である。
図３に示すように、前記スロット７を介して放射されたマイクロ波は相互に干渉し、かつ前記キャビティ１の側方向へ規則的に形成される。即ち、前記キャビティ１内へ放射されるマイクロ波のエネルギーは、前記キャビティ１の底面の側方向に規則的に分布する。したがって、単一のスロットの場合に比べて、前記マイクロ波がキャビティ１の側方向においてより均一に分布される。

これと同時に、撹拌送風機８が回転することにより、前記マイクロ波の分布が周期的に変化する。したがって、前記キャビティ１の一部分に放射されるマイクロ波が常にその部分に集中することが防止される。また、前記トレイ３が直線往復運動する場合には、食物がより均一に加熱される。

図３に示すように、前記キャビティ１の底面へ向けて放射されたマイクロ波の強度は、干渉波形の分布をなす。前記マイクロ波の強度が大きいと食物の加熱温度が高くなるので、前記マイクロ波の分布は温度分布と同じである。前記スロット７を通過したマイクロ波は相互に干渉するので、前記皿３ａの往復運動方向に沿って多数の円形マイクロ波の干渉形状が形成される。したがって、前記皿３ａを直線往復運動させると、食物が均一に加熱される。

円形マイクロ波の中央部は最高温度領域であり、かつその高温領域間の間隔は、従来技術に比べて短い。したがって、食物が隣接した高温領域間の距離を往復する場合にも均一に加熱され得る。即ち、前記トレイ３のストロークが小さくても食物の加熱がより一層均一に行われる。

本発明による電子レンジの一実施形態を示す正面図である。 本発明による電子レンジを示す斜視図である。 本発明による電子レンジのキャビティの底面に放射されたマイクロ波によって形成された温度分布を示す図面である。

符号の説明

１ キャビティ
２ フード
３ トレイ
３ａ 皿
４ マグネトロン
５ フィーダー
６ 導波管
７ スロット
８ 撹拌送風機

Claims (20)

1. 内部に食物が収容されるキャビティと、
   マイクロ波を発生させるマグネトロンと、
   前記マイクロ波を前記マグネトロンから前記キャビティの内部へ案内するための少なくとも二つのスロットが形成された導波管と、
   前記マイクロ波の干渉状態を周期的に変化させるために、前記キャビティの内部に回転可能に設置された撹拌送風機とを含む電子レンジ。
2. 前記スロットは、前記導波管内に磁界の強度の頂点近くに形成されている、請求項１記載の電子レンジ。
3. 前記撹拌送風機の両側に形成されたスロット間の間隔は略λｇ／２であり、ここでλｇは導波管内のマイクロ波の波長である、請求項２記載の電子レンジ。
4. 前記撹拌送風機の回転軸は、前記導波管を貫通している、請求項１記載の電子レンジ。
5. 前記撹拌送風機の回転軸は、前記導波管内に電界の強度の頂点近くに設置されている、請求項１記載の電子レンジ。
6. 前記撹拌送風機の回転軸は、前記キャビティの一側の中央部近くに設置されている、請求項５記載の電子レンジ。
7. 前記撹拌送風機の回転軸と隣接したスロットとの間隔はλｇ／４であり、ここでλｇは導波管内のマイクロ波の波長である、請求項５記載の電子レンジ。
8. 前記キャビティの内部には一方向に沿って直線往復運動するトレイが設置されている、請求項１記載の電子レンジ。
9. 前記スロットは、一方向に沿って配列されている、請求項８記載の電子レンジ。
10. 前記トレイの上に皿がさらに設けられている、請求項８記載の電子レンジ。
11. 前記スロットは‘Ｔ’字形である、請求項１記載の電子レンジ。
12. 前記スロットは‘Ｌ’字形である、請求項１記載の電子レンジ。
13. 前記スロットは、所定幅を有する直線である、請求項１記載の電子レンジ。
14. その内部に食物が収容されるキャビティと、
    マイクロ波を発生させるマグネトロンと、
    前記マイクロ波を前記マグネトロンから前記キャビティの内部へ案内するための少なくとも二つのスロットが形成された導波管とを含む電子レンジ。
15. 前記スロットを介して放射されたマイクロ波は相互に干渉して、前記キャビティの長手方向に沿って規則的にマイクロ波円を形成するように、前記スロットが前記キャビティの長手方向に配列されている、請求項１４記載の電子レンジ。
16. 前記スロットは、前記導波管内に形成された磁界の強度の頂点近くに形成されている、請求項１４記載の電子レンジ。
17. 前記スロット間の間隔は略λｇ/２であり、ここでλｇは前記導波管内のマイクロ波の波長である、請求項１６記載の電子レンジ。
18. 前記スロットから放射されたマイクロ波が相互に干渉する状態を変化させるために、前記キャビティの一側の中央部上に撹拌送風機が回転可能にさらに設置されている、請求項１４記載の電子レンジ。
19. 前記撹拌送風機の回転軸は、隣接したスロット相互間の略中央部を貫通して設置されている、請求項１８記載の電子レンジ。
20. 前記撹拌送風機の回転軸は、前記導波管内に形成された電界の強度の頂点近くに設置され、前記撹拌送風機の回転軸と、それに隣接したスロットとの間隔がλｇ／２であり、ここでλｇは前記導波管内のマイクロ波の波長である、請求項１４記載の電子レンジ。

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