JP2007048492A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 加熱室内の左右前後にバランスよく高周波エネルギーを放射して加熱室内の被加熱物を均一に加熱する。
【解決手段】 加熱室１の底部に備えられた誘電体からなる被加熱物載置板２と、この被加熱物載置板２の下側で加熱室１の中央部に設けられた高周波供給室３と、この高周波供給室３の底面に設けられた結合穴６と、この結合穴６から高周波エネルギーを加熱室１内に放射するように導波管５を介して接続されたマグネトロン４と、前記結合穴６を貫通した内導体８と、この内導体８と高周波供給室３側で連結された回転アンテナ７と、前記内導体８と導波管５側で連結された誘電体軸１０と、この誘電体軸１０を駆動する駆動部９とからなる高周波加熱装置において、前記結合穴６は内導体８を基準にして高周波エネルギーの給電側と反対方向の開口面積を広くし、前記内導体８は高周波供給室３の底面中央部に設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、加熱室の底部より高周波エネルギーを放射して加熱室内の被加熱物を加熱する高周波加熱装置に関するものである。

従来のこの種の高周波加熱装置は、図７、図８に示すような構造のものが知られている。図７は従来の高周波加熱装置の構成を示す要部側面断面図、図８は従来の高周波加熱装置の結合穴を中心とした平面図である。

図において、加熱室１の底部に固着された誘電体からなる被加熱物載置板２と、この被加熱物載置板２の下側で加熱室１の中央部に設けられた高周波供給室３と、高周波エネルギーを発生するマグネトロン４と、マグネトロン４を取り付ける導波管５と、マグネトロン４から発生した高周波エネルギーを高周波供給室３に放射するため高周波供給室３の底面中央部に設けられた結合穴６と、この結合穴６の中心に貫通させた内導体８と、この内導体８と高周波供給室３側で連結された回転アンテナ７と、内導体８と導波管５側で連結された誘電体軸１０と、この誘電体軸１０を駆動する駆動部９とからなり、結合穴６の開口形状は円形開口形状で高周波供給室３の底面中央に設けられている。

このような構成の高周波加熱装置における高周波エネルギーを使用した加熱を説明する。マグネトロン４で発生した高周波エネルギーは、導波管５を伝播し、高周波供給室３の底面中央部の結合穴６を貫通した内導体８から、駆動部９によって回転している回転アンテナ７によって各方向に散乱されながら、加熱室１に供給され、被加熱物を加熱する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２８６２２９号公報

しかしながら、上記の従来技術において、結合穴６から加熱室１内に放射される高周波エネルギーの分布は、マグネトロン４が装着され高周波エネルギーを供給している高周波エネルギーの給電側、すなわち上記の従来例では加熱室１の右側が強く、逆にマグネトロン４が加熱室１正面から見て左側に装着されている場合は、加熱室１の左側に放射される高周波エネルギーが強くなる傾向が強く、一様な高周波エネルギーの分布が得られにくいという問題があった。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、加熱室の底部に備えられた誘電体からなる被加熱物載置板と、この被加熱物載置板の下側で加熱室の中央部に設けられた高周波供給室と、この高周波供給室の底面に設けられた結合穴と、この結合穴から高周波エネルギーを加熱室内に放射するように導波管を介して接続されたマグネトロンと、前記結合穴を貫通した内導体と、この内導体と高周波供給室側で連結された回転アンテナと、前記内導体と導波管側で連結された誘電体軸と、この誘電体軸を駆動する駆動部とからなる高周波加熱装置において、前記結合穴は内導体を基準にして高周波エネルギーの給電側と反対方向の開口面積を広くし、前記内導体は高周波供給室の底面中央部に設けたものである。

本発明の高周波加熱装置は、上記のように構成したことにより、高周波エネルギーの給電側とは反対方向の結合穴から高周波エネルギーが多く放射されるようになり、加熱室内の高周波エネルギーの左右前後の分布がほぼ均一となるため、加熱むらの少ない高周波加熱装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施例を図１〜図６を参照して説明する。図１は本発明の一実施例を示す高周波加熱装置の要部側面断面図、図２は同じく高周波加熱装置の結合穴を中心とした要部平面図（回転アンテナは省略）、図３は同じく高周波加熱装置の結合穴近傍の拡大図、図４は同じく高周波加熱装置の結合穴近傍の拡大図、図５は同じく加熱室内の観察面における高周波エネルギー分布の解析結果を示す図、図６は従来の高周波加熱装置の加熱室内の観察面における高周波エネルギー分布の解析結果を示す図である。

図１において、被加熱物載置板２は誘電体からなり加熱室１の底部に固定するか、または取外せるように備えられている。３は高周波供給室で、被加熱物載置板２の下側の加熱室１の中央部に設けられている。マグネトロン４は、高周波エネルギーを発生する。

導波管５は、マグネトロン４が取り付けられ、高周波エネルギーを後記する結合穴６を介して高周波供給室３に導くためのものである。

結合穴６は、高周波供給室３の底面中央部に設けられ、マグネトロン４から発生した高周波エネルギーを高周波供給室３に放射する。回転アンテナ７は、高周波供給室３内で回転し、高周波エネルギーを加熱室１内に拡散させる。

内導体８は、高周波供給室３の底面中央部に設けられており、結合穴６を貫通していて、導波管５から高周波供給室３内に位置している。そして、結合穴６と内導体８と導波管５とで同軸導波管変換器を構成し、導波管５内を伝送してきたＴＥ１０伝送モードをＴＥＭ伝送モードに変換し、回転アンテナ７に高周波エネルギーを供給している。

駆動部９は、導波管５の下部に据え付けられている。誘電体軸１０は、一方が駆動部９に連結され、他方が導波管５側に位置した内導体８に連結されており、回転アンテナ７は高周波供給室３側に位置した内導体８に連結され駆動部９により回転自在としている。

図３は結合穴６近傍の拡大図である。結合穴６の開口形状は長円開口となっており、内導体８は高周波供給室３の底面中央部で結合穴６を貫通して設けられている。そして、結合穴６は内導体８を基準にして高周波エネルギーの給電側と反対方向（加熱室１の右側）の開口面積を広くしている。

すなわち、具体的寸法の一例を示すと、結合穴６の長円開口半径Ｒは１５ｍｍ、内導体８の半径ｒは７．５ｍｍ、長円開口のＬは５ｍｍとし、高周波エネルギーの給電側と反対方向に結合穴６を５ｍｍ延長して高周波エネルギーの給電側と反対方向の結合穴６の開口面積を広くしている。

なお、本実施例では結合穴６の形状は長円開口とし、高周波エネルギーの給電側と反対方向結合穴６の開口面積を広くしているが、これは図４（ａ）に示すように楕円形でも図４（ｂ）に示すような長方形状でも良く、結合穴６の形状は本実施例の限りではない。

次に、以上の構成による作用を説明する。

マグネトロン４から発生した高周波エネルギーは、導波管５を伝播し、高周波供給室３の底面中央部に設けられた結合穴６を貫通した内導体８から、駆動部９によって回転している回転アンテナ７によって各方向に散乱されながら、高誘電体で構成された被加熱物載置板２を通して加熱室１に供給され、被加熱物を加熱する。

図５は、上記構成において加熱室１に何も入れない状態で、回転アンテナ７により加熱室１内に高周波エネルギーを供給した時の、加熱室１内の観察面における高周波エネルギーの分布をコンピュータで解析した結果を示すもので、図１のＡ−Ａ´から見たｘ−ｚ面で解析した結果である。これによると、ｘ−ｚ面の高周波エネルギーは、ほぼ左右前後対称に分布している。

これに対し、図７、図８に示す従来例の構成において同様に図７のＡ−Ａ‘から見たｘ−ｚ面での高周波エネルギーの分布の解析結果を示す図６によれば、高周波エネルギーは、高周波エネルギーの給電側（図の右側）が強く、左右非対称に分布している。

なお図５、図６においては、明るい部分ほど高周波エネルギーの放射が強い部分を示している。

このように、結合穴６は内導体８を基準にして高周波エネルギーの給電側と反対方向の開口面積を広くしたことにより、高周波エネルギーの給電側とは反対方向の結合穴６から高周波エネルギーが多く放射されるようになり、加熱室１内の高周波エネルギーの左右前後の分布がほぼ均一となるため、加熱むらの少ない高周波加熱装置を提供することができる。

本発明の一実施例を示す高周波加熱装置の構成を示す要部側面断面図である。 同じく、高周波加熱装置の結合穴を中心とした要部平面図（回転アンテナは省略）である。 同じく、高周波加熱装置の結合穴近傍の拡大図である。 同じく、高周波加熱装置の結合穴近傍の拡大図である。 同じく、加熱室内の観察面における高周波エネルギー分布の解析結果を示す図である。 従来の高周波加熱装置の加熱室内の観察面における高周波エネルギー分布の解析結果を示す図である。 従来の高周波加熱装置の構成を示す要部側面断面図である。 従来の高周波加熱装置の結合穴を中心とした要部平面図（回転アンテナは省略）である。

符号の説明

１ 加熱室
２ 被加熱物載置板
３ 高周波供給室
４ マグネトロン
５ 導波管
６ 結合穴
７ 回転アンテナ
８ 内導体
１０ 誘電体軸

Claims (1)

1. 加熱室の底部に備えられた誘電体からなる被加熱物載置板と、この被加熱物載置板の下側で前記加熱室の中央部に設けられた高周波供給室と、この高周波供給室の底面に設けられた結合穴と、この結合穴から高周波エネルギーを前記加熱室内に放射するように導波管を介して接続されたマグネトロンと、前記結合穴を貫通した内導体と、この内導体と高周波供給室側で連結された回転アンテナと、前記内導体と前記導波管側で連結された誘電体軸と、この誘電体軸を駆動する駆動部とからなる高周波加熱装置において、前記結合穴は内導体を基準にして高周波エネルギーの給電側と反対方向の開口面積を広くし、前記内導体は高周波供給室の底面中央部に設けたことを特徴とする高周波加熱装置。

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