JP2013171648A - Microwave heating device - Google Patents
Microwave heating device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013171648A JP2013171648A JP2012033714A JP2012033714A JP2013171648A JP 2013171648 A JP2013171648 A JP 2013171648A JP 2012033714 A JP2012033714 A JP 2012033714A JP 2012033714 A JP2012033714 A JP 2012033714A JP 2013171648 A JP2013171648 A JP 2013171648A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microwave
- heating chamber
- opening
- heating
- openings
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子レンジ等のマイクロ波加熱装置に関し、特にマイクロ波給電部の構造に特徴を有するマイクロ波加熱装置に関するものである。 The present invention relates to a microwave heating apparatus such as a microwave oven, and more particularly to a microwave heating apparatus characterized by the structure of a microwave power feeding unit.
マイクロ波により被加熱物を加熱処理するマイクロ波加熱装置の代表的な装置としては、電子レンジがある。電子レンジにおいては、マイクロ波発生手段において発生したマイクロ波が金属製の加熱室の内部に放射され、加熱室内部の被加熱物は放射されたマイクロ波により加熱処理される。 A typical microwave heating apparatus that heats an object to be heated with a microwave is a microwave oven. In the microwave oven, the microwave generated by the microwave generating means is radiated into the metal heating chamber, and the object to be heated in the heating chamber is heated by the radiated microwave.
従来の電子レンジにおけるマイクロ波発生手段としては、マグネトロンが用いられている。マグネトロンにより生成されたマイクロ波は、導波管を介して加熱室内部に放射される。加熱室内部におけるマイクロ波の電磁界分布が不均一であると、被加熱物を均一にマイクロ波加熱することができない。 A magnetron is used as a microwave generating means in a conventional microwave oven. Microwaves generated by the magnetron are radiated into the heating chamber through the waveguide. If the electromagnetic field distribution of the microwave in the heating chamber is not uniform, the object to be heated cannot be heated by microwaves uniformly.
被加熱物を均一に加熱する手段として、被加熱物を載置するテーブルを回転させて被加熱物を回転させる構造、被加熱物を固定してマイクロ波を放射するアンテナを回転させる構造を有するマイクロ波加熱装置が一般的であった。 As means for uniformly heating an object to be heated, a structure for rotating the object to be heated by rotating a table on which the object to be heated is rotated, and a structure for rotating an antenna for radiating microwaves while fixing the object to be heated are provided. A microwave heating device was common.
例えば、従来のマイクロ波加熱装置では、導波管内部に回転アンテナ、アンテナシャフトなどの回転機構が配置されており、アンテナモータによって回転アンテナを回転させながらマグネトロンを駆動することで、加熱室内のマイクロ波分布の不均一さを低減している。 For example, in a conventional microwave heating apparatus, a rotating mechanism such as a rotating antenna and an antenna shaft is arranged inside a waveguide. By driving the magnetron while rotating the rotating antenna by an antenna motor, The non-uniformity of wave distribution is reduced.
また、特許文献1に記載されているように、マグネトロンの上部に回転可能なアンテナを設け、該回転アンテナの羽根に送風ファンからの冷却風をあてることにより、該送風ファンの風力でアンテナを回転させ、加熱室内のマイクロ波分布を変化させているマイクロ波加熱装置が提案されている。 Further, as described in Patent Document 1, a rotatable antenna is provided on the upper part of the magnetron, and the antenna is rotated by the wind of the blower fan by applying cooling air from the blower fan to the blades of the rotary antenna. There has been proposed a microwave heating apparatus that changes the microwave distribution in the heating chamber.
一方、マイクロ波加熱による被加熱物の不均一加熱の低減と共にコストダウンおよび給電部の省スペース化を図った特許文献2に記載されているように、円偏波を加熱室内部に放射する単一のマイクロ波放射部を有したマイクロ波加熱装置が提案されている。 On the other hand, as described in Patent Document 2 which reduces the uneven heating of the object to be heated by microwave heating and reduces the cost and saves the space of the power feeding unit, it simply radiates circularly polarized waves into the heating chamber. A microwave heating apparatus having a single microwave radiating portion has been proposed.
しかしながら、前記従来の構成の電子レンジのようなマイクロ波加熱装置では、なるべく簡易的な構造で、被加熱物を効率良く、ムラ無く加熱することが求められているが、これまで提案されていた構造では種々の問題があった。 However, in the microwave heating apparatus such as the microwave oven having the above-described conventional configuration, it is required to efficiently heat an object to be heated with a simple structure as much as possible, and has been proposed so far. There were various problems with the structure.
特に電子レンジは、高出力化の技術開発が進み、国内では定格高周波出力1000Wが商品化されている。電子レンジは、熱伝導によって食品を加熱するのではなく、マイクロ波を用いて直接食品を加熱できる利便性が商品の大きな特徴であるが、不均一加熱が未解
決の中での高出力化は不均一加熱の問題をより顕在化させることになる。
In particular, microwave ovens have been developed with high output technology, and a rated high frequency output of 1000 W has been commercialized in Japan. Microwave ovens are notable for heating food by heat conduction, but the convenience of being able to heat food directly using microwaves is a major feature of the product. The problem of non-uniform heating will become more apparent.
従来のマイクロ波加熱装置が抱える構造上の問題としては、加熱の不均一さを低減するためにテーブルまたはアンテナを回転させる機構を必要としており、このためテーブルやアンテナやこれらを回転させるためのモーターなどの設置スペースを確保しなければならず、電子レンジの構造の制限や小型化を阻害していたことであり、低コスト化の実現や信頼性、耐久性の確保を困難にするものであった。 A structural problem with conventional microwave heating devices is that a mechanism that rotates the table or antenna is required to reduce the non-uniformity of heating, and therefore the table, antenna, and motor for rotating them are required. It was necessary to secure an installation space such as a microwave oven, which had hindered restrictions on the structure and miniaturization of the microwave oven, making it difficult to reduce costs and ensure reliability and durability. It was.
また特許文献2に記載されているような、円偏波を加熱室内部に放射する単一のマイクロ波放射部を有したマイクロ波加熱装置については、回転機構を有していないという利点はあるもののマイクロ波加熱による十分な均一加熱が実現されておらず、さらに改善の余地があった。以上の課題背景によりマイクロ波加熱による被加熱物の加熱の不均一さの低減と共に、これら機構を不要とするマイクロ波加熱装置が要望されている。 Further, as described in Patent Document 2, the microwave heating apparatus having a single microwave radiating unit that radiates circularly polarized light into the heating chamber has an advantage of not having a rotation mechanism. However, sufficient uniform heating by microwave heating has not been realized, and there is room for further improvement. Due to the background of the above problems, there is a demand for a microwave heating apparatus that reduces the unevenness of heating of an object to be heated by microwave heating and eliminates these mechanisms.
従来の加熱室壁面の一箇所に設けたマイクロ波放射開口に対し被加熱物自体をテーブルに載置して回転させる方式やアンテナを回転させて加熱室のマイクロ波を攪拌させる方式ではなく、回転機構を用いずに均一加熱を実現する場合においては、被加熱物を収容する加熱室に広くマイクロ波を分散して放射することが必要であるが、この場合の加熱室にマイクロ波を放射する開口としては単一ではなく、できるだけ放射量が分散するように複数配置にすることが有効である。さらに放射開口の配置とともに、配置したそれぞれの開口からのマイクロ波の放射量を適正に配分することが有効である。望ましくは開口数を多くしたうえで、それぞれの開口からの放射される電力が小さくなるように制限する構成が被加熱物の加熱の均一化を促進するうえで重要である。逆に開口数を少なくして一つの開口から放射される電力を大きくした場合には加熱の均一化には限界がある。特に加熱室に複数の被加熱物を収納して加熱する場合などにおいては被加熱物が同じ種類であっても、その並べ方によっては均一に加熱することが困難である。 Rotate instead of the conventional method of placing the object to be heated on the table and rotating it against the microwave radiation opening provided at one place on the wall surface of the heating chamber, or the method of rotating the antenna to stir the microwave in the heating chamber In the case of realizing uniform heating without using a mechanism, it is necessary to disperse and radiate microwaves widely in a heating chamber that accommodates an object to be heated. In this case, microwaves are radiated to the heating chamber. It is effective to arrange a plurality of openings so that the amount of radiation is dispersed as much as possible. Furthermore, it is effective to appropriately distribute the amount of microwave radiation from each of the arranged openings together with the arrangement of the radiation openings. Desirably, a configuration in which the numerical aperture is increased and the electric power radiated from each aperture is limited to be small is important for promoting uniform heating of the object to be heated. Conversely, when the numerical aperture is decreased and the power radiated from one aperture is increased, there is a limit to uniform heating. In particular, when heating a plurality of objects to be heated in a heating chamber, even if the objects to be heated are of the same type, it is difficult to uniformly heat them depending on how they are arranged.
一方、電子レンジなどのマイクロ波加熱装置においては一般的に、マイクロ波発生装置であるマグネトロンから発生するマイクロ波は長方形断面の伝送路でなる導波管を伝送して加熱室に供給される構成である。このような構成においてマイクロ波を加熱室に供給する開口の配置は導波管と加熱室が接続される範囲に限られてしまう。限られた領域に複数の開口を狭い間隔で配置する場合、開口周辺の変形を防止して加熱室壁面の十分な強度を確保することは均一加熱を実現するうえでの課題である。この課題を解決することにより、たとえば接続される導波管のマイクロ波の伝送方向に対して直角(つまり導波管の幅方向)に複数並べて配置することができ、さらにマイクロ波の伝送方向にも複数配置することもでき、これら開口は接近して配置することが可能となるので限られた領域に多くの開口を設けることが可能となり加熱室に収納する被加熱物の加熱の均一化が安定して促進できることになる。 On the other hand, in a microwave heating apparatus such as a microwave oven, generally, a microwave generated from a magnetron, which is a microwave generation apparatus, is transmitted through a waveguide having a rectangular cross section and supplied to a heating chamber. It is. In such a configuration, the arrangement of the openings for supplying the microwaves to the heating chamber is limited to the range where the waveguide and the heating chamber are connected. In the case where a plurality of openings are arranged at a narrow interval in a limited region, it is a problem to achieve uniform heating to prevent deformation around the openings and to ensure sufficient strength of the wall surface of the heating chamber. By solving this problem, for example, a plurality of waveguides can be arranged side by side at right angles to the microwave transmission direction of the connected waveguide (that is, in the width direction of the waveguide). These openings can be arranged close to each other, so that a large number of openings can be provided in a limited area, and the heating of the object to be heated stored in the heating chamber can be made uniform. It can be promoted stably.
本発明は前記課題を解決するものであり、壁面の強度を十分確保したうえで加熱室の壁面に複数の放射開口を設け複数設けたマイクロ波の放射開口から加熱室内にバランスよくマイクロ波を放射することで、可動部材を介在させない簡単な構成で被加熱物を均一にマイクロ波加熱させることができる信頼性、耐久性の面においても優れたマイクロ波加熱装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and after sufficiently securing the strength of the wall surface, a plurality of radiation openings are provided on the wall surface of the heating chamber, and microwaves are radiated in a balanced manner from the microwave radiation openings provided in the heating chamber. Thus, an object of the present invention is to provide a microwave heating apparatus that is excellent in terms of reliability and durability, in which an object to be heated can be uniformly microwave-heated with a simple configuration with no movable member interposed.
前記従来の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供給するマイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段が発生したマイクロ波を前記加熱室に伝送する導波管と、前記導波管から前記加熱室にマイクロ波を放射する複数の開口を備え、前記開口の周辺に変形防止手段を
設けたものである。
In order to solve the above-described conventional problems, a microwave heating apparatus according to the present invention includes a heating chamber that houses an object to be heated, a microwave generation unit that generates a microwave to be supplied to the heating chamber, and the microwave generation unit. A waveguide for transmitting generated microwaves to the heating chamber, a plurality of openings for radiating microwaves from the waveguide to the heating chamber, and a deformation preventing means are provided around the openings. .
これにより加熱室内にマイクロ波を放射させる複数の開口は接近して配置することができるので、導波管と接続する限られた領域に設けた複数の開口に分散してマイクロ波をバランスよく放射させることができるため、加熱室内に収納した様々な種類・形状・量からなる被加熱物を安定に均一加熱することができる。 As a result, a plurality of openings for radiating microwaves can be placed close to each other in the heating chamber, so that the microwaves are distributed in a balanced manner and distributed in a plurality of openings provided in a limited area connected to the waveguide. Therefore, it is possible to stably and uniformly heat an object to be heated having various types, shapes, and amounts stored in the heating chamber.
本発明のマイクロ波加熱装置は、加熱室にマイクロ波を供給する複数の開口を備え、開口の周辺に変形防止手段を設けた構成としたものであり、これにより複数の開口は接近して配置することができるので、導波管と接続する限られた領域に設けた複数の開口に分散してマイクロ波をバランスよく放射させることができるため、加熱室内に収納した様々な種類・形状・量からなる被加熱物を安定に均一加熱することができる。したがって被加熱物を収納処理する加熱室において、放射されたマイクロ波を攪拌させるための回転アンテナや被加熱物自体を載置回転させるためのターンテーブルなどの可動部材を介在させることなく被加熱物の加熱の均一化を安定に促進できるので、攪拌のための回転機構やその動力も必要なく、小型シンプルな構成で経済的で信頼性、耐久性に優れたマイクロ波加熱装置を提供することができる。 The microwave heating apparatus of the present invention has a configuration in which a plurality of openings for supplying microwaves to the heating chamber are provided, and a deformation preventing means is provided around the opening, whereby the plurality of openings are arranged close to each other. Since the microwaves can be distributed and distributed in a balanced manner in a limited area connected to the waveguide, various types, shapes, and quantities stored in the heating chamber The object to be heated can be stably and uniformly heated. Therefore, in the heating chamber for storing the object to be heated, the object to be heated is not involved with a movable member such as a rotating antenna for stirring the emitted microwave or a turntable for rotating the object to be heated. It is possible to provide a microwave heating device that is economical, reliable, and durable with a small and simple configuration, without the need for a rotating mechanism and power for stirring. it can.
第1の発明は、被加熱物を収納する加熱室と、前記加熱室に供給するマイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段が発生したマイクロ波を前記加熱室に伝送する導波管と、前記導波管から前記加熱室にマイクロ波を放射する複数の開口を備え、前記開口の周辺に変形防止手段を設けたものであり、これにより加熱室内にマイクロ波を放射させる複数の開口は接近して配置することができるので、導波管と接続する限られた領域に設けた複数の開口に分散してマイクロ波をバランスよく放射させることができるため、加熱室内に収納した様々な種類・形状・量からなる被加熱物を安定に均一加熱することができる。 1st invention transmits the microwave which the heating chamber which accommodates a to-be-heated material, the microwave generation means which generates the microwave supplied to the heating chamber, and the microwave generation means generates to the heating chamber A waveguide and a plurality of openings for radiating microwaves from the waveguide to the heating chamber are provided, and deformation preventing means are provided around the openings, thereby radiating microwaves into the heating chamber. Since multiple openings can be arranged close to each other, they can be dispersed in multiple openings provided in a limited area connected to the waveguide and radiate microwaves in a balanced manner. It is possible to stably and uniformly heat an object to be heated of various types, shapes and amounts.
第2の発明は、特に第1の発明の変形防止手段は開口を取り囲むように加熱室の内側に向かって凸状に構成したものであり、これにより加熱室壁面の開口周辺の変形を防止しつつマイクロ波を放射させる複数の開口は接近して配置することができる。さらに加熱室で発生する水が開口から導波管内部へ浸入することを防止する構成を兼ねて実現することが
できるので信頼性、耐久性の面でも優れた装置を提供できる。
In the second invention, in particular, the deformation preventing means of the first invention is constructed so as to protrude toward the inside of the heating chamber so as to surround the opening, thereby preventing deformation of the heating chamber wall surface around the opening. However, a plurality of openings for emitting microwaves can be arranged close to each other. Further, since it can be realized to prevent water generated in the heating chamber from entering the inside of the waveguide from the opening, a device excellent in reliability and durability can be provided.
第3の発明は、特に第1または第2の発明の加熱室は金属板の壁面で構成され、変形防止手段は開口を構成する壁面と一体にプレス加工にて形成されたものであり、これにより加熱室や導波管の壁面を構成する金属板の厚みを厚くすることなく、また特別に補強部材を設ける必要もなく壁面を構成する金属板で一体にして確実に変形を防止することができる。 In the third invention, in particular, the heating chamber of the first or second invention is constituted by a wall surface of a metal plate, and the deformation preventing means is formed by pressing integrally with the wall surface constituting the opening. Therefore, it is possible to prevent deformation without fail by integrating the metal plate constituting the wall surface without increasing the thickness of the metal plate constituting the wall surface of the heating chamber or the waveguide, and without requiring a special reinforcing member. it can.
第4の発明は、特に第1の発明の開口を構成する金属板の端面は、変形防止手段を設けて加熱室内部に向けて構成したものであり、これにより開口を構成する金属板の端面は電界強度の強い導波管の内部に向かないように構成することができるので開口の形状を問わず電界集中によるスパークの発生を防止することができる。 In the fourth aspect of the invention, the end face of the metal plate that constitutes the opening of the first aspect of the invention is particularly directed to the inside of the heating chamber by providing a deformation preventing means, whereby the end face of the metal plate that constitutes the opening. Can be configured so as not to be directed to the inside of the waveguide having a strong electric field strength, and therefore, it is possible to prevent the occurrence of sparks due to electric field concentration regardless of the shape of the opening.
第5の発明は、特に第1の発明の変形防止手段はマイクロ波伝送路の反射電力を調整する導波管の内壁に設けたインピーダンス整合用素子であり、これにより開口の周辺に設けた整合素子により兼ねて変形を防止することができる。 In the fifth invention, in particular, the deformation preventing means of the first invention is an impedance matching element provided on the inner wall of the waveguide for adjusting the reflected power of the microwave transmission line, and thereby the matching provided around the opening. Deformation can also be prevented by serving as an element.
第6の発明は、特に第1の発明の変形防止手段は加熱室に放射されたマイクロ波を乱反射させる加熱室内に向かって凸面状の乱反射体であり、これにより開口の周辺に設けた乱反射体により兼ねて変形を防止することができる。 In the sixth aspect of the invention, the deformation preventing means of the first aspect of the invention is a irregular reflector that is convex toward the heating chamber that diffusely reflects the microwave radiated to the heating chamber, and thereby the diffuse reflector provided around the opening. Therefore, deformation can be prevented.
第7の発明は、特に第1乃至第6のいずれか1つの発明の開口は、円偏波を放射する開口形状を含むものであり、これによりクロス開口からは回転電界のマイクロ波を放射することにより可動部の無い構成において加熱室内のマイクロ波分布を時間的に変化させることができ、被加熱物へ回転電界のマイクロ波を直接入射させて加熱の均一化を促進させることができる。 In the seventh invention, in particular, the aperture of any one of the first to sixth inventions includes an aperture shape that radiates circularly polarized waves, whereby a microwave of a rotating electric field is radiated from the cross aperture. Accordingly, the microwave distribution in the heating chamber can be temporally changed in a configuration having no movable part, and the microwave of the rotating electric field can be directly incident on the object to be heated to promote uniform heating.
弟8の発明は、特に第1乃至第7のいずれか1つの発明における各開口から放射可能なマイクロ波の放射量は、全開口を合わせて放射される最大放射量に関連して決定されるものであり、これにより加熱室へのマイクロ波の放射量を確保しつつ、一つの開口からの最大放射量がそれぞれ決定されることにより、加熱室に放射されるマイクロ波の量が特定の開口に大きく偏ることを防止することができるので加熱室内に収納した様々な種類・形状・量からなる被加熱物を安定に均一加熱することができる。また複数の開口を導波管の伝送方向に並べて配置しマイクロ波の伝送にともなって放射開口から順次加熱室内にマイクロ波が放射される構成においても配置における伝送量の偏りを防止することができる。 In the invention of the younger brother 8, in particular, the amount of microwave radiation that can be radiated from each opening in any one of the first to seventh inventions is determined in relation to the maximum amount of radiation emitted from all the apertures. As a result, the maximum amount of radiation from one opening is determined while ensuring the amount of microwave radiation to the heating chamber. Therefore, it is possible to stably and uniformly heat an object to be heated of various types, shapes, and amounts stored in the heating chamber. In addition, even in a configuration in which a plurality of openings are arranged side by side in the transmission direction of the waveguide and microwaves are sequentially emitted from the radiation openings into the heating chamber along with the transmission of the microwaves, it is possible to prevent an uneven transmission amount in the arrangement. .
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるマイクロ波加熱装置の要部断面模式図である。図2は、本発明の実施の形態1におけるマイクロ波加熱装置の開口部とその周辺の構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a microwave heating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of the opening of the microwave heating apparatus and its periphery in the first embodiment of the present invention.
図1、図2において本発明のマイクロ波加熱装置は、被加熱物を収納する金属材料で閉じられた空間から構成した加熱室200、加熱室200に供給するマイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段50、マイクロ波発生手段50が発生するマイクロ波を伝送する導波管100を備える。導波管100の一端側にはマイクロ波発生手段50が装着されている。 1 and 2, the microwave heating apparatus according to the present invention includes a heating chamber 200 constituted by a space closed with a metal material that houses an object to be heated, and a microwave generation means for generating microwaves to be supplied to the heating chamber 200. 50. A waveguide 100 for transmitting the microwave generated by the microwave generating means 50 is provided. A microwave generation means 50 is attached to one end side of the waveguide 100.
ここで導波管100は、マイクロ波加熱装置で使用されるマイクロ波の周波数や出力に対応して一対の幅面と一対の高さ面に囲まれた長方形断面の伝送路で構成されている。一般的な矩形導波管では、伝送路の幅の寸法aと高さ寸法bは、伝送する波長λから、λ/2<a<λ、b<λ/2の範囲で形状を選ぶことでTE10モードと呼ばれる形態で伝送される。マイクロ波発生手段50が2450MHzの周波数で発振する場合には波長λが約120mmなので、幅寸法aは70〜110mm、高さ寸法bは15〜40mmなどで選定される。具体的には本実施例において幅100mm、高さ30mmに設定されている。 Here, the waveguide 100 includes a transmission path having a rectangular cross section surrounded by a pair of width surfaces and a pair of height surfaces corresponding to the frequency and output of the microwave used in the microwave heating apparatus. In a general rectangular waveguide, the width dimension a and the height dimension b of the transmission line are selected by selecting the shape in the range of λ / 2 <a <λ and b <λ / 2 from the wavelength λ to be transmitted. It is transmitted in a form called TE10 mode. When the microwave generating means 50 oscillates at a frequency of 2450 MHz, since the wavelength λ is about 120 mm, the width dimension a is selected from 70 to 110 mm, the height dimension b is selected from 15 to 40 mm, and the like. Specifically, in this embodiment, the width is set to 100 mm and the height is set to 30 mm.
さらに導波管100を接合する加熱室200の底面壁に開口300が複数構成されており、マイクロ波発生手段50で発生するマイクロ波は複数の開口300から加熱室200内に直接放射される。また、加熱室200における複数の開口300を配置した底面壁の上方には被加熱物を載置する低誘電損失材料のガラス板で構成した載置板500を備える。この載置板500と開口300を配置した底面壁とは20mm〜30mmの隙間をもって配置され底壁面から載置板500の外形に向かって広がる傾斜面が設けてある。 Further, a plurality of openings 300 are formed in the bottom wall of the heating chamber 200 to which the waveguide 100 is joined, and the microwaves generated by the microwave generating means 50 are directly radiated into the heating chamber 200 from the plurality of openings 300. Further, a mounting plate 500 made of a glass plate of a low dielectric loss material on which an object to be heated is mounted is provided above the bottom wall where the plurality of openings 300 are arranged in the heating chamber 200. The mounting plate 500 and the bottom wall on which the opening 300 is disposed are arranged with a gap of 20 mm to 30 mm, and an inclined surface that extends from the bottom wall surface toward the outer shape of the mounting plate 500 is provided.
開口300の配置に関しては、マイクロ波発生手段50で発生し導波管100を伝送するマイクロ波の周波数帯の中心周波数(たとえば、2460MHz)における導波管100内の管内波長λgに基づき配置している。複数の開口300は円偏波を放射させる開口である。 The opening 300 is arranged based on the guide wavelength λg in the waveguide 100 at the center frequency (for example, 2460 MHz) of the microwave frequency band generated by the microwave generation means 50 and transmitted through the waveguide 100. Yes. The plurality of openings 300 are openings that radiate circularly polarized waves.
円偏波とは、移動通信および衛星通信の分野で広く用いられている技術であり、身近な使用例としては、ETC(Electronic Toll Collection System)「ノンストップ自動料金収受システム」などが挙げられる。円偏波は、電界の偏波面が電波の進行方向に対して時間に応じて回転するマイクロ波であり、円偏波を形成すると電界の方向が時間に応じて変化し続けるので、開口から放射されるマイクロ波の放射角度も変化し続けるという特徴を有している。 Circular polarization is a technique widely used in the field of mobile communication and satellite communication. Examples of familiar use include an ETC (Electronic Toll Collection System) “non-stop automatic toll collection system” and the like. Circular polarization is a microwave in which the polarization plane of the electric field rotates with respect to the traveling direction of the radio wave according to time, and when the circular polarization is formed, the direction of the electric field continues to change with time. The characteristic is that the microwave radiation angle continues to change.
これにより、従来のマイクロ波加熱装置に用いられている直線偏波によるマイクロ波加熱と比較して、広範囲にわたってマイクロ波が分散放射されて、被加熱物を均一にマイクロ波加熱することができるようになる。特に、円偏波の周方向に対して均一加熱の傾向が強い。なお、円偏波は回転方向から右旋偏波(CW:clockwise)と左旋偏波(CCW:counter clockwise)の2種類に分類されるが、加熱性能に違いはない。 Thereby, compared with the microwave heating by the linearly polarized wave used in the conventional microwave heating apparatus, the microwave is dispersed and radiated over a wide range so that the object to be heated can be microwave heated uniformly. become. In particular, there is a strong tendency for uniform heating in the circumferential direction of circular polarization. Note that circularly polarized waves are classified into two types, that is, right-handed polarization (CW: clockwise) and left-handed polarization (CCW: counterclockwise) from the direction of rotation, but there is no difference in heating performance.
具体的には図2に示すように導波管100におけるマイクロ波の伝送方向に対して所定角度(たとえば略45度と略135度)の開口を組合せたクロス開口形状としている。これにより導波管100内をマイクロ波が終端に向かって伝送するときに導波管の幅の中心に対して偏心して設けたクロス開口から放射されるマイクロ波は電界方向が刻々変化する円偏波を放射するので被加熱物へ回転電界のマイクロ波を直接入射させて加熱の均一化をさらに促進することができる。 Specifically, as shown in FIG. 2, a cross opening shape is formed by combining openings at predetermined angles (for example, approximately 45 degrees and approximately 135 degrees) with respect to the microwave transmission direction in the waveguide 100. As a result, when the microwave is transmitted through the waveguide 100 toward the end, the microwave radiated from the cross opening provided eccentrically with respect to the center of the width of the waveguide is a circular polarization whose electric field direction changes every moment. Since waves are radiated, microwaves of a rotating electric field can be directly incident on an object to be heated to further promote uniform heating.
開口の長さ(導波管におけるマイクロ波の伝送方向に対して所定角度にて開口した開口の長手方向の長さ)は、導波管を伝送する周波数帯の中心周波数(たとえば2460MHz)の自由空間での伝搬波長λの1/4以上、たとえば45mmにしている。 The length of the opening (the length in the longitudinal direction of the opening opened at a predetermined angle with respect to the microwave transmission direction in the waveguide) is free of the center frequency (for example, 2460 MHz) of the frequency band transmitting the waveguide. It is set to 1/4 or more of the propagation wavelength λ in space, for example, 45 mm.
ひとつの開口からの放射できる最大エネルギーは開口の形状寸法により調整できるものであるが、望ましくは配置されるすべての開口をあわせて加熱室に放射できる全エネルギーが、各開口毎に放射できる最大エネルギーの合算となるように設定することであり、特定の開口にエネルギーが偏って放射することを確実に抑制することができる。本実施の形
態において開口300は導波管100におけるマイクロ波の伝送方向に5個と導波管100の幅(伝送方向とは直角)方向に2個の合計10個が配置されており、各開口から放射可能なマイクロ波の放射量は、全開口を合わせて放射される最大放射量に関連して決定されるものであり、ひとつの開口から放射されるエネルギーはマイクロ波発生手段50から伝送されて加熱室200内に放射されるマイクロ波のエネルギーの約10〜20%のエネルギーを放射する開口寸法に設定されている。
The maximum energy that can be radiated from one opening can be adjusted by the geometry of the opening, but the total energy that can be radiated to the heating chamber is preferably the maximum energy that can be radiated for each opening. Therefore, it is possible to reliably suppress the energy from being biased toward a specific opening. In the present embodiment, a total of ten openings 300 are arranged in the waveguide 100, ie, five in the microwave transmission direction and two in the width direction of the waveguide 100 (perpendicular to the transmission direction). The amount of microwave radiation that can be radiated from the aperture is determined in relation to the maximum amount of radiation radiated from all the apertures, and the energy radiated from one aperture is transmitted from the microwave generation means 50. The opening size is set so as to radiate about 10 to 20% of the energy of the microwave radiated into the heating chamber 200.
たとえば最大出力1000Wの装置で10個の開口を配置した場合について、ひとつの開口からの最大出力を均等配分して100Wに制限することに支障はない。この場合、装置の最大出力で加熱する場合には各開口から放射されるエネルギーは均等となる。またこの装置を500Wの出力で加熱する場合でも、ひとつの開口から放射されるエネルギーは制限されるので100Wを越えることがなく、被加熱物を開口配置に対して偏って配置して加熱される場合にも加熱ムラを抑制することができる。さらにこのことは配置する開口の数を多くしてひとつの開口から放射されるエネルギーを小さく制限していくことが加熱の均一化を促進するうえで有効である。また開口の配置間隔を上記した管内波長λgの略1/4としたことで隣接する開口からの放射の位相差により互いの干渉を防止するものである。 For example, in the case where 10 openings are arranged in a device with a maximum output of 1000 W, there is no problem in uniformly limiting the maximum output from one opening to 100 W. In this case, when heating at the maximum output of the apparatus, the energy radiated from each opening becomes equal. Even when this device is heated at an output of 500 W, the energy radiated from one opening is limited, so that it does not exceed 100 W, and the object to be heated is arranged with a bias with respect to the opening arrangement. Even in this case, uneven heating can be suppressed. Furthermore, it is effective to promote uniform heating by increasing the number of openings to be arranged and limiting the energy radiated from one opening to be small. In addition, the arrangement interval of the openings is set to approximately ¼ of the above-mentioned guide wavelength λg, thereby preventing mutual interference due to a phase difference of radiation from adjacent openings.
開口300周辺には変形防止手段400が設けられていて、導波管100を接続する領域の加熱室200の壁面に開口300を複数配置する構成において開口形状の保持とその周辺の変形を防止する構成となっている。なお開口300からの放射量は本実施例においては加熱室200の対称性から各開口均等に配分した構成であるが、たとえば前後左右非対称な形状の加熱室などにおいては、これに対応して開口サイズを変えて放射量を配分しても良い。 A deformation preventing means 400 is provided around the opening 300 to prevent the opening shape from being held and its peripheral deformation in a configuration in which a plurality of openings 300 are arranged on the wall surface of the heating chamber 200 in the region where the waveguide 100 is connected. It has a configuration. In this embodiment, the amount of radiation from the opening 300 is equally distributed due to the symmetry of the heating chamber 200. For example, in a heating chamber having an asymmetrical shape in the front / rear and left / right directions, the corresponding opening is provided. The amount of radiation may be distributed by changing the size.
以下、マイクロ波加熱装置の動作と作用について説明を行う。載置板500に被加熱物が載置され使用者により加熱開始指示が行われると、マイクロ波加熱装置は、マイクロ波発生手段であるマイクロ波発生手段50が動作し導波管100内にマイクロ波を発生し伝送されて複数の開口300から加熱室200に直接放射されて被加熱物が加熱される。載置板500に載置された被加熱物は複数の開口300から放射されるマイクロ波によって加熱されるものであるが、設けた開口の一つからの放射量を抑制し、複数の開口から放射させることができる。つまり、回転アンテナなどを介在させることなく被加熱物の種類や大きさ配置に対応して被加熱物の加熱の均一化を高いレベルで促進するためには、マイクロ波の放射は開口ごとにできるだけ分散することが有効である。 Hereinafter, operation | movement and an effect | action of a microwave heating apparatus are demonstrated. When an object to be heated is placed on the placing plate 500 and a heating start instruction is given by the user, the microwave heating unit 50, which is a microwave generating unit, operates in the microwave heating apparatus, and the microwave 100 is placed in the waveguide 100. Waves are generated and transmitted, and directly radiated from the plurality of openings 300 to the heating chamber 200 to heat the object to be heated. The object to be heated placed on the placement plate 500 is heated by the microwaves radiated from the plurality of openings 300. However, the amount of radiation from one of the provided openings is suppressed, and the plurality of openings are used. Can be radiated. In other words, in order to promote uniform heating of the object to be heated at a high level corresponding to the type and size arrangement of the object to be heated without interposing a rotating antenna or the like, microwave radiation can be performed for each opening as much as possible. It is effective to disperse.
一方、電子レンジなどでは加熱室を構成する金属壁面は強度や加工性、製品重量の制約などの観点から一般的に厚さ0.5mm程度の薄板で構成されている。従来の回転駆動させるアンテナ軸を導波管の開口に挿入した方式のように、マイクロ波を同軸で導出する構成や開口が単一の構成では、開口配置における強度的な影響は複数の開口を設ける場合に比べて小さかった。これに対して複数の開口を加熱室に配置しようとすると開口を構成する壁面の強度の低下や開口形状の変形を招くことから開口の形状や配置が制限されてしまい、十分な加熱の均一化を促進することが困難であった。さらに複数の開口を近接して配置する構成における課題としては機械的応力以外にも熱応力がある。これはマイクロ波により開口間の金属壁面を流れる高周波電流によるものであるが、開口それぞれの間のすきまが狭くなることは高周波電流が開口周辺に集中し熱変形するものであるが、変形防止手段を設けることにより開口それぞれの間の円面距離が長くなるので高周波電流集中による熱変形を防止する効果がある。 On the other hand, in a microwave oven or the like, the metal wall surface constituting the heating chamber is generally formed of a thin plate having a thickness of about 0.5 mm from the viewpoints of strength, workability, and product weight. In a configuration in which microwaves are derived coaxially or in a configuration with a single aperture, such as the conventional method in which the antenna shaft to be rotationally driven is inserted into the waveguide aperture, the strength of the aperture arrangement has multiple apertures. It was small compared to the case of providing. On the other hand, if an attempt is made to arrange a plurality of openings in the heating chamber, the shape and arrangement of the openings will be limited because the strength of the walls constituting the openings will be reduced and the shape of the openings will be deformed. It was difficult to promote. Further, as a problem in the configuration in which a plurality of openings are arranged close to each other, there is thermal stress in addition to mechanical stress. This is due to the high-frequency current flowing through the metal wall between the openings by microwaves, but the narrow gap between the openings concentrates the high-frequency current around the openings and causes thermal deformation. Since the circular distance between the openings becomes longer by providing, there is an effect of preventing thermal deformation due to high-frequency current concentration.
本発明のマイクロ波加熱装置においてはマイクロ波の分散放射を実現しつつ変形防止手段400の効果により加熱に必要な放射量を確保するために限られた領域に開口を近接し
て配置することが可能である。さらに複数の開口を配置して加熱室壁面の強度を低下させることがない。
In the microwave heating apparatus of the present invention, an opening may be arranged close to a limited region in order to ensure the amount of radiation necessary for heating by the effect of the deformation preventing means 400 while realizing the dispersion radiation of the microwave. Is possible. Furthermore, a plurality of openings are not disposed to reduce the strength of the heating chamber wall surface.
図1、図2に示すように変形防止手段400は開口300のクロス開口形状の周辺に沿って、開口300を取り囲むように加熱室200の内側に向かって凸状に設けられている。これにより加熱室で発生する水が開口から導波管内部へ浸入することを兼ねて防止する効果がある。また変形防止手段400は開口300を構成する金属板と一体にプレス加工で構成できるものであり本実施の形態においては金属板の端面が加熱室200内に向かうようにバーリング加工により構成している。これにより加熱室や導波管の壁面を構成する金属板の厚みを厚くすることなく、また特別に補強部材を設ける必要もなく壁面を構成する金属板で一体にして確実に変形を防止することができる。さらに金属板端面が電界強度の高い導波管の伝送路に向かない構成にすることにより金属端面の突起部に電界が集中することで発生するスパークを防止する効果がある。 As shown in FIGS. 1 and 2, the deformation preventing means 400 is provided in a convex shape toward the inside of the heating chamber 200 so as to surround the opening 300 along the periphery of the cross opening shape of the opening 300. This has the effect of preventing water generated in the heating chamber from entering the inside of the waveguide from the opening. Further, the deformation preventing means 400 can be formed by pressing integrally with the metal plate constituting the opening 300. In this embodiment, the deformation preventing means 400 is formed by burring so that the end surface of the metal plate faces the heating chamber 200. . As a result, the metal plate constituting the wall of the heating chamber and the waveguide does not need to be thickened, and there is no need to provide a special reinforcing member. Can do. Further, the structure in which the end face of the metal plate is not suitable for the transmission path of the waveguide having a high electric field strength has an effect of preventing sparks generated by the concentration of the electric field on the protrusion on the end face of the metal.
なお変形防止手段の形状としては本実施例に限らず図3の(A)から(D)に示すような構成でもよい。図3(A)に示す変形防止手段420は金属板をカール加工したものであり(B)に示す変形防止手段430は金属板をヘミング加工したものであり(C)に示す変形防止手段440はビード加工したものであり(D)に示す変形防止手段450は絞り(もしくは段押し)した面に開口を設けたものであり同様の効果が得られるものである。 Note that the shape of the deformation preventing means is not limited to the present embodiment, and may be configured as shown in FIGS. The deformation preventing means 420 shown in FIG. 3A is obtained by curling a metal plate. The deformation preventing means 430 shown in FIG. 3B is obtained by hemming a metal plate. The deformation preventing means 440 shown in FIG. The deformation preventing means 450 shown in (D) is a bead-processed one, and an opening is provided on the drawn (or stepped) surface, and the same effect can be obtained.
またなお、図4、図5に示す変形防止手段410のように複数の開口にまたがって周囲に設けてもよいし、開口形状に沿って設けてもよいし、これ以外にも開口間隔が狭くなる範囲に部分的に設ける構成でも良い。 Further, like the deformation preventing means 410 shown in FIGS. 4 and 5, it may be provided around the plurality of openings, may be provided along the shape of the opening, or the opening interval is narrow in addition to this. The structure which is partially provided in a certain range may be used.
またなお、図6、図7に示すように変形防止手段460は加熱室200内に放射されるマイクロ波を乱反射させるために開口360の周辺に配置した加熱室200内に向かって凸球面状の乱反射体と兼ねて構成したものであり、これにより開口の周辺に設けた乱反射体によるマイクロ波放射の拡散効果と兼ねて変形を防止することができる。また変形防止手段460(乱反射体)は開口360の周辺に配置することで変形防止の作用とともに効果的にマイクロ波を拡散し、かつ載置板500の下側に配置することは被加熱物を加熱室200内に収納するうえでも邪魔になったり見栄えを損ねることもない。 Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the deformation preventing means 460 has a convex spherical shape toward the inside of the heating chamber 200 disposed around the opening 360 in order to diffusely reflect the microwave radiated into the heating chamber 200. This also serves as a diffuse reflector, thereby preventing deformation due to the diffusion effect of microwave radiation by the diffuse reflector provided around the opening. Further, the deformation preventing means 460 (diffuse reflector) is disposed around the opening 360 so that it effectively diffuses the microwave together with the deformation preventing action, and is disposed below the mounting plate 500 so that the object to be heated is disposed. Even when housed in the heating chamber 200, it does not get in the way or impair the appearance.
(実施の形態2)
次に図8、図9を用いて本発明の他の実施の形態のマイクロ波加熱装置について説明する。図8は、本発明の実施の形態2におけるマイクロ波加熱装置の要部断面模式図であり図9は本発明の実施の形態2におけるマイクロ波加熱装置の開口部とその周辺の構成図である。
(Embodiment 2)
Next, a microwave heating apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the main part of the microwave heating apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a configuration diagram of the opening of the microwave heating apparatus according to the second embodiment of the present invention and its surroundings. .
図8、図9が実施の形態1と相違する構成は、変形防止手段の構成にある。図7に示す変形防止手段470は導波管100の伝送路内に突出して設けたものである。すなわち図8に示すように、導波管100におけるマイクロ波の伝送方向に複数列配置された開口に対応してマイクロ波伝送路におけるマイクロ波発生手段50方向への反射電力を調整する導波管の内壁に設けたインピーダンス整合用素子と兼ねて変形防止手段470を設けたものである。クロス開口の端が4方向から近接して機械的応力や熱応力の大きくなる領域に変形防止手段470を設けて変形を防止することができ、インピーダンス整合用素子の作用で伝送方向に複数の開口を配置してもそれぞれの開口からの放射されるマイクロ波のエネルギーを均一に配分することが可能となる。これにより加熱室内に収納した様々な種類・形状・量からなる被加熱物を安定に均一加熱することができる。 8 and 9 differ from the first embodiment in the configuration of the deformation preventing means. The deformation preventing means 470 shown in FIG. 7 is provided so as to protrude into the transmission path of the waveguide 100. That is, as shown in FIG. 8, a waveguide that adjusts the reflected power toward the microwave generating means 50 in the microwave transmission path corresponding to the openings arranged in a plurality of rows in the microwave transmission direction in the waveguide 100. The deformation preventing means 470 is provided in combination with the impedance matching element provided on the inner wall of this. The deformation prevention means 470 can be provided in the region where the end of the cross opening is close to the four directions and the mechanical stress and the thermal stress increase, and the deformation can be prevented. Even if it arrange | positions, it becomes possible to distribute uniformly the energy of the microwave radiated | emitted from each opening. Thereby, the to-be-heated object which consists of various kinds, shapes, and quantity accommodated in the heating chamber can be stably and uniformly heated.
以上のように、本発明のマイクロ波加熱装置は、被加熱物へのマイクロ波の均一照射が実現でき、さらにはマイクロ波を供給するための特別な可動部を設ける必要がないので信頼性、耐久性の面においても優れたものである。食品の加熱加工や殺菌などを行うマイクロ波加熱装置などに有効に利用することができる。 As described above, the microwave heating apparatus of the present invention can realize uniform irradiation of microwaves to the object to be heated, and further, has no need to provide a special movable part for supplying microwaves, It is also excellent in terms of durability. It can be effectively used in a microwave heating apparatus that performs heating processing and sterilization of food.
50 マイクロ波発生手段
100 導波管
200 加熱室
300 開口
400 変形防止手段
50 Microwave generation means 100 Waveguide 200 Heating chamber 300 Opening 400 Deformation prevention means
Claims (8)
前記加熱室に供給するマイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段と、
前記マイクロ波発生手段が発生したマイクロ波を前記加熱室に伝送する導波管と、
前記導波管から前記加熱室にマイクロ波を放射する複数の開口を備え、
前記開口の周辺に変形防止手段を設けたマイクロ波加熱装置。 A heating chamber for storing an object to be heated;
Microwave generation means for generating a microwave to be supplied to the heating chamber;
A waveguide for transmitting the microwave generated by the microwave generating means to the heating chamber;
A plurality of openings for radiating microwaves from the waveguide to the heating chamber;
A microwave heating apparatus provided with deformation preventing means around the opening.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012033714A JP2013171648A (en) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Microwave heating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012033714A JP2013171648A (en) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Microwave heating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013171648A true JP2013171648A (en) | 2013-09-02 |
Family
ID=49265488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012033714A Pending JP2013171648A (en) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Microwave heating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013171648A (en) |
-
2012
- 2012-02-20 JP JP2012033714A patent/JP2013171648A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10045403B2 (en) | Microwave heating device | |
WO2013018358A1 (en) | Microwave heating device | |
JP5991595B2 (en) | Microwave heating device | |
US8803051B2 (en) | Microwave oven | |
JP5895247B2 (en) | Microwave heating device | |
WO2013171990A1 (en) | Microwave heating device | |
WO2013005420A1 (en) | Microwave heating device | |
WO2013005438A1 (en) | Microwave heating device | |
JP6179814B2 (en) | Microwave heating device | |
JP2013098106A (en) | Microwave heating device | |
JP6111421B2 (en) | Microwave heating device | |
JP2013171648A (en) | Microwave heating device | |
JP2014229532A (en) | Microwave heating apparatus | |
JP6212705B2 (en) | Microwave heating device | |
JP2013109887A (en) | Microwave heating device | |
JP2013105690A (en) | Microwave heating device | |
WO2019225413A1 (en) | Microwave processing device | |
JP2013098021A (en) | Microwave heating device | |
JP2014053231A (en) | Microwave heating device | |
JP2013109987A (en) | Microwave heating device | |
JP2010108711A (en) | Microwave oven | |
JP2013125670A (en) | Microwave heating device | |
JP2014089942A (en) | Microwave heating device | |
JP6424332B2 (en) | Microwave heating device | |
JP2013120632A (en) | Microwave heating device |