JP2558877B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は複数のマグネトロンを設けた高周波加熱装置
の給電の制御に関するものである。

従来の技術 一般に、電子レンジに代表される高周波加熱装置にお
いて、業務用に使用されるものなどでは、高出力化への
対応手段として複数のマグネトロンを使用し、加熱室に
対し複数の給電手段より高周波を印加するようにしてい
る。そしてこの種の加熱装置の普遍的な課題としてマグ
ネトロンの相互干渉に関するものがあげられる。一方の
マグネトロンにより発せられた高周波エネルギーが他方
給電口より他方のマグネトロンへ侵入し、そのマグネト
ロンを加熱するほかマグネトロンの作用空間に対し影響
を与え、夫々他方のマグネトロンの発振効率を低下さ
せ、さらにはマグネトロンから発するスプリアス電波を
増加させるなど種々の弊害を有していた。第４図及び第
５図はこれ等の問題点を解決すべくなされた従来の例で
ある。

これらの図において、装置本１内には加熱室２が形成
されており、この加熱室２の上壁６及び低壁７の中央部
分に給電口8,9が開設されている。各給電口8,9は夫々、
導波管15,16を介して、加熱室２外に設けた高周波発生
装置としてのマグネトロン13,14に高周波的に結合され
ており、適宜被加熱物Ａに対し上下両面より高周波を印
加して加熱を行う構造となっている。そして、互いに逆
側のマグネトロンに対する悪影響を防止する為に導波管
の管軸方向とその方向に合わせた給電口の方向を互いに
対しもっとも影響の少ない90゜に交差する構造としてい
る。

発明が解決しようとする課題 この種の加熱装置における高速調理の実現のため高出
力化を行わんとする時、管軸方向と、開口方向を90゜ず
らすだけでは不充分となる。即ち、第三番目の高周波給
電口を第二の給電口に対しさらに90゜ずらすと、第三の
給電口は第一の給電口と同一方向となる訳で第一の給電
口と第三の給電口の干渉は避けられない。又、加熱室２
の割合に対し加熱室２を構成する各側壁の外側にマグネ
トロンを配することが必要となり、加熱室２以外の必要
スペースが必然的に大きくなってしまうのである。本発
明は、係る従来の問題点を解決するためになされたもの
で、高周波給電手段とマグネトロンの駆動電源に工夫を
加えてマグネトロンの相互干渉を押さえ、加熱効率の低
下や、スプリアス電波の発生を防いだ上で、本体装置全
体形状をコンパクト化し省スペース化にも対応し得るよ
うにすることを目的とするものである。

課題を解決するための手段 このような目的を達成するために本発明では、本体内
に加熱室を設け該加熱室を構成する加熱室の上壁及び低
壁に対し、夫々、加熱室の前後の中心線上で左右の中心
より対称な位置、且つ上壁側と底壁にて異なる距離をお
いて各々二つの同軸アンテナに電界撹拌手段を付加した
高周波給電手段を設け、さらに該高周波給電手段の周囲
には円形の互いに接しない加熱室外へ突出する絞り部を
設けると供に、該高周波給電手段を軸方向が同一の導波
管に結合されたマグネトロンにより高周波の励振を行
い、該高周波給電手段への高周波の励振に係る半波発振
を行うマグネトロンの発振位相において、加熱室の上壁
左側の高周波給電手段と加熱室の底壁右側の高周波給電
手段へ高周波を励振するマグネトロンの発振位相を同相
となるように、加熱室の上壁右側の高周波給電手段と加
熱室の底壁左側の高周波給電手段へ高周波を励振するマ
グネトロンの発振位相を同相となるように、さらに上壁
あるいは底壁上の左右の高周波給電手段へ高周波を励振
するマグネトロンの発振位相が逆相になる構成したこと
に特徴を有するものである。

作用 上記構成によれば同軸アンテナにより、高周波の加熱
室に置ける輻射方向を加熱室の上壁面あるいは底壁面と
平行とし、互いに異なる壁面上の給電手段に対し高周波
エネルギーが到達し難くなると同時に、給電手段周囲の
加熱室外へ突出する絞り部により各壁面の中央部近傍で
高周波は加熱室の中央部へ向かって曲げられ、同一壁面
上の他の給電手段へは侵入しにくくなる。更に、同一壁
面上の他の給電手段及び対向する壁面上で近いほうの給
電手段を介して夫々のマグネトロンへ侵入した高周波は
マグネトロンが非発振の位相であり相互干渉を生じるこ
とがなく、相互干渉を考慮する必要のある同相での動作
するマグネトロンにかかる給電手段は対角部に位置する
物、即ち被加熱物の裏側の物だけであり相互干渉を生じ
る高周波は夫々が被加熱物により吸収されるか反射され
対角の給電手段へは非常に到達しにくくなり相互干渉が
大幅に減少する。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。第１図〜第３図はこの実施例の高周波加熱装置を示
している。尚これらの図において、従来例と同一の構成
を有する部分には同一符号を付すものとする。

１はこの高周波加熱装置の装置本体であって、この装
置本体１内には加熱室が形成されている。加熱室２は直
方体上に構成され、その前壁３に被加熱物Ａを出し入れ
する開口部４を形成しこの開口部４の前面に扉５を取り
つけている。この加熱室２の上壁には円形の高周波の給
電口8a,8bが、底壁７には同じく円形の高周波の給電口9
a,9bが開設してある。これらの給電口の中心位置は夫々
加熱室２の前後の中心線CL1上で左右方向の中心線CL2に
対し対称な点としている。更に上壁６上の給電口8aと8b
との距離ａ＝220mm、底壁６上の給電口9aと9bとの距離
ｂ＝200mmと異なる値としている。各給電口の周囲には
加熱室外へ突出する絞り部10a,10b,11a,11bが設けてあ
る。各絞り部とも、絞りの根元の径がφ180mm、先端の
径がφ140mm、突出深さ20mmとしている。

加熱室の側壁12a,12bの外部には高周波発生器として
のマグネトロン13a,13b及び14a,14bが設けられ、この各
マグネトロン13a,13b及び14a,14bと前記給電口8a,8b及
び給電口9a,9bとの間に導波管15a,15b,16a,16bを介装し
て、この各導波管により各マグネトロン13a,13b及び14
a,14bで発生した高周波を各々に対応する給電口8a,8b及
び9a,9bに導くようにしている。導波管15a,15b,16a,16b
の夫々の管軸方向はすべて同一方向、実施例においては
中心線CL1と同一方向である。他の実施例として中心線C
L2と同一方向の場合もありうる。要求される本体１の外
形寸法に応じ、例えば、奥行き寸法が制約される場合は
本実施例の如く、又、左右の幅寸法に制約がある場合
は、他の実施例の如くと適宜いずれかの配置とする。

各給電口8a,8b及び9a,9bには、各導波管15a,15b,16a,
16bと加熱室２を高周波電界結合を行う同軸アンテナ17
a,17b及び18a,18bが配設されており、この各同軸アンテ
ナ17a,17b及び18a,18bは駆動モーター19a,19b及び20a,2
0bの誘電体製の出力軸により回動自在に軸支してあり、
導波管15a,15b,16a,16b内で高周波電界を受けると共
に、その先端面つまり加熱室側端面21a,21b,22a,22bと
各絞り部10a,10b,11a,11bの先端面との間に高周波電界
を生じ、加熱室内へ高周波の励振を行うものである。

前記各同軸アンテナ17a,17b及び18a,18bの先端面21a,
21b,22a,22bには夫々、金属製の電界撹拌翼23a,23b,24
a,24bが、回転軸即ち同軸アンテナ17a,17b及び18a,18b
と直交する状態でかしめ加工により固着してある。この
金属製の電界撹拌翼23a,23b,24a,24bは夫々扇型平面を
有しており、装置本体１の動作中常時回動して電界撹拌
翼として動作すると共に、各同軸アンテナ17a,17b及び1
8a,18bの発した高周波が直接他の同軸アンテナへ侵入す
るのを防ぐ作用も行う物である。又、上方の同軸アンテ
ナ17a,17bの下部近傍には誘電体製の仕切り板25を設け
てあり、これによって被加熱物Ａや使用者が回転する電
界撹拌翼23a,23bに接触しないようにしている。更に、
下方の同軸アンテナ18a,18bの上方近傍には被加熱物Ａ
を載置する誘電体製の載置台26を設けてあり、この載置
台により電界撹拌翼の回転域を覆って使用時の安全性を
確保している。

これらの構成におけるマグネトロン13a,13b及び14a,1
4bに対する駆動電源の回路は、第３図の如くである。各
マグネトロンはそれぞれ個別の電源トランス27a,27b,28
a,28bにより適正な電圧に変換、半波倍電圧整流された
電力を電源とし電源の半サイクルは高周波を発振し、他
の半サイクルは非発振の動作をくり返すいわゆる半波発
振を行うものである。ここで、同軸アンテナ17aを高周
波励振するマグネトロン13aに電力を供給する電源トラ
ンス27aと同軸アンテナ17bを高周波励振するマグネトロ
ン13bに電力を供給する電源トランス27bは互いに逆位相
に接続される。同様に同軸アンテナ18aを高周波励振す
るマグネトロン14aに電力を供給する電源トランス28aと
同軸アンテナ18bを高周波励振するマグネトロン14bに電
力を供給する電源トランス28bは互いに逆位相に接続さ
れる。さらに同軸アンテナ17aを高周波励振するマグネ
トロン13aに電力を供給する電源トランス27aと上下の壁
面を隔てて対向し同軸アンテナ18aを高周波励振するマ
グネトロン14aに電力を供給する電源トランス28aは互い
に逆位相に接続される。つまり、同相の電力で動作する
マグネトロンは高周波励振される給電手段としての同軸
アンテナが対角部に位置するもの、即ち上壁６左に位置
する同軸アンテナ17aを高周波励振するマグネトロン13a
と被加熱物を挟んだ裏側の同軸アンテナ18bを高周波励
振するマグネトロン14b及び、上壁６右に位置する同軸
アンテナ17bを高周波励振するマグネトロン13bと被加熱
物を挟んだ裏側の同軸アンテナ18aを高周波励振するマ
グネトロン14aとなる構成としている。

以上の電源トランスの接続を行い更に電源との間に高
周波の発振制御に係る操作スイッチ29と制御回路30を設
けて使用者の適宜の操作の要に供するようにしている。

上記構成によれば同軸アンテナ17a,17b及び18a,18bに
より、高周波の加熱室２に置ける幅射方向を加熱室の上
壁６面あるいは底壁７面と並行とし、互いに異なる壁面
上の給電手段としての同軸アンテナに高周波エネルギー
が到着し難くなると同時に、給電手段周囲の加熱室外へ
突出する絞り部10a,10b,11a,11bにより上壁６壁面、底
壁７面の中央部近傍で高周波は加熱室の中央部へ向かっ
て曲げられ、同一壁面上の他の給電手段即ち、同軸アン
テナ17aにて励振された高周波は同軸アンテナ17bへは侵
入しにくくなる。同様、同軸アンテナ17bにて励振され
た高周波は同軸アンテナ17aへは侵入しにくくなる。
又、同軸アンテナ18aにて励振された高周波は同軸アン
テナ18bへは侵入しにくくなる。同様、同軸アンテナ18b
にて励振された高周波は同軸アンテナ18aへは侵入しに
くなる。

次に、上下の壁面を隔てて対向する同軸アンテナ17a
と同軸アンテナ18aの場合は同軸アンテナの位置を異に
したため励振するモードが異なり、互いに相手の同軸ア
ンテナを励振しにくくその上で、対向するアンテナを介
して夫々のマグネトロン13a或いは14aへ侵入した高周波
は、マグネトロンが非発振の位相であり相互干渉を生じ
ることがない。

又、同一壁面上に、例えば上壁６上に配置された同軸
アンテナ17aに結合されるマグネトロン13aと他の同軸ア
ンテナ17bに結合されたマグネトロン13bも同様非発振の
位相にしか相手の高周波は侵入して来ないため、上記同
様相互干渉を生じることがない。

相互干渉を考慮する必要のある同相での動作するマグ
ネトロン13aに対するマグネトロン14b、マグネトロン13
bに対するマグネトロン14aにかかる給電手段即ち、同軸
アンテナ17aに対する同軸アンテナ18b、同軸アンテナ17
bに対する同軸アンテナ18aは被加熱物を挟んだ対角部に
位置し、相互干渉を生じる高周波は前述の絞り部10a,10
b,11a,11b夫々により加熱室２中央部へ向かって方向を
曲げられ、対角の給電手段としての同軸アンテナ17aに
対し18b又、同軸アンテナ17bに対し18aへは非常に到着
しにくくなり、さらに途中に介在する被加熱物Ａにより
吸収されるか反射され、結果、直接同相で動作するマグ
ネトロン即ち、マグネトロン13aに対するマグネトロン1
4b、マグネトロン13bに対するマグネトロン14aへ向かう
量が押さえられ相互干渉は大幅に減少する。

こうしてそれぞれのマグネトロンは、互いに相互干渉
を受けることがなくなり、異常加熱を生じたり有害なス
プリアス電波を発生するといった不都合を生じることは
ない。

発明の効果 以上説明したように本発明によればそれぞれのマグネ
トロンは、互いに相互干渉を受けることがなくなり、異
常加熱を生じたり有害なスプリアス電波を発生するとい
った不都合を生じる事が無く長寿命を確保した上でマグ
ネトロン４個即ち、従来の２倍の高出力が得られた。そ
して加熱装置本体の外形寸法も導波管の管軸方向が同一
でもよいことから、約マグネトロンの大きさの分だけ幅
或いは奥行き寸法を小さくすることが可能となった。

このことは特に堅牢で耐久性があり、高出力化と設置
スペース減少の両方が要求されるホテル，レストランの
厨房室やコンビニエンスストア等のカウンターに設置さ
れる業務用の高周波加熱装置として効果的であった。更
に本発明を実現するための構成として、同軸アンテナ
と、電界撹拌翼、更には、絞り部の構造の組合せが、そ
れぞれのアンテナを発した高周波を加熱室中央部に向か
わせることになり、このことが被加熱物の中心部を加熱
するエネルギーとなり、従来、給電手段を加熱室中央以
外に配するこの種の加熱装置にあって困難であった比較
的大きな被加熱物の中心部の加熱が可能となり、高出力
化に合わせた均一加熱を可能にすることもできた。そし
て、更に互いのマグネトロンの相互干渉による加熱を減
少させた分の高周波は、被加熱物を加熱するエネルギー
として配分されるための装置本体の加熱効率も更に向上
することができたのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装置の正面
断面図、第２図は同高周波加熱装置の平面断面図、第３
図は同高周波加熱装置におけるマグネトロンの駆動に係
る電源回路を示す回路図、第４図及び第５図は従来の高
周波加熱装置の構成図である。 １……装置本体、２……加熱室、６……上壁、７……底
壁、8a,8b,9a,9b……給電口、10a,10b,11a,11b……絞り
部、13a,13b,14a,14b……マグネトロン、17a,17b,18a,1
8b……同軸アンテナ、27a,27b,28a,28b……電源トラン
ス。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体内に加熱室を設け該加熱室を構成する
   加熱室上壁及び加熱室底壁に対し、夫々、加熱室の前後
   の中心線上で左右の中心より対称な位置、且つ上下異な
   る距離をおいて各々二つの高周波給電手段を設け、さら
   に該高周波給電手段の周囲には円形の加熱室外へ突出す
   る絞り部を設けると供に、該高周波給電手段への高周波
   の励振に掛かる半波発振を行うマグネトロンの発振位相
   において、加熱室上壁の左側の高周波給電手段と加熱室
   底壁の右側の高周波給電手段へ高周波を励振するマグネ
   トロンの発振位相を同相となるように、又、加熱室上壁
   の右側の高周波給電手段と加熱室底壁の左側の高周波給
   電手段へ高周波を励振するマグネトロンの発振位相を同
   相となるように回路構成を成したことを特徴とする高周
   波加熱装置。