JP3293069B2 - 被加熱物の加熱方法及びその装置 - Google Patents
被加熱物の加熱方法及びその装置Info
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/70—Feed lines
- H05B6/707—Feed lines using waveguides
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/76—Prevention of microwave leakage, e.g. door sealings
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロ波を利用し
てオーブン内の被加熱物を加熱して乾燥、昇温、解凍、
調理、焙煎、殺菌、濃縮等を行なうための被加熱物の加
熱方法及びその装置に関する。
てオーブン内の被加熱物を加熱して乾燥、昇温、解凍、
調理、焙煎、殺菌、濃縮等を行なうための被加熱物の加
熱方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波を使用して被加熱物を加熱す
る場合において、マグネトロン本体から発振されたマイ
クロ波は導波管を通じて槽内に投入されるが、その投入
されたマイクロ波の一部は反射波として導波管を逆流し
てマグネトロンに戻り、エネルギーロスを発生させると
ともに発熱によってマグネトロンにダメージを与える結
果となる。これを防止するための従来技術は、導波管の
中途にマイクロ波の整合をとって反射波を低減させるた
めの整合器を装着することと、マイクロ波発振器の近傍
に反射波を吸収・消滅させるためのアイソレーターを装
着することであった。
る場合において、マグネトロン本体から発振されたマイ
クロ波は導波管を通じて槽内に投入されるが、その投入
されたマイクロ波の一部は反射波として導波管を逆流し
てマグネトロンに戻り、エネルギーロスを発生させると
ともに発熱によってマグネトロンにダメージを与える結
果となる。これを防止するための従来技術は、導波管の
中途にマイクロ波の整合をとって反射波を低減させるた
めの整合器を装着することと、マイクロ波発振器の近傍
に反射波を吸収・消滅させるためのアイソレーターを装
着することであった。
【０００３】また、オーブン内でマイクロ波を攪拌して
整合をとるための装着としてスターラーが一般的に使用
されてきた。
整合をとるための装着としてスターラーが一般的に使用
されてきた。
【０００４】また、オーブンに複数のマイクロ波投入口
を設置する場合は、それらの投入口から入射されるマイ
クロ波同士の干渉および反射波の増大を防ぐために、そ
れらのマイクロ波投入口の対面位置をずらしたり、長方
形状をしたマイクロ波投入口の場合、片側が横置きであ
れば、対面側を縦置きにし、かつ対面位置をずらしたり
して設置することが行われてきた。
を設置する場合は、それらの投入口から入射されるマイ
クロ波同士の干渉および反射波の増大を防ぐために、そ
れらのマイクロ波投入口の対面位置をずらしたり、長方
形状をしたマイクロ波投入口の場合、片側が横置きであ
れば、対面側を縦置きにし、かつ対面位置をずらしたり
して設置することが行われてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来技術によるところ
のアイソレーターや整合器は大変高価であり、マイクロ
波発振器を工業的に多数使用しようとする場合の導入コ
スト高の最大の要因となっており、それがマイクロ波と
いう高付加価値エネルギーの利用を狭めている結果とな
っていた。
のアイソレーターや整合器は大変高価であり、マイクロ
波発振器を工業的に多数使用しようとする場合の導入コ
スト高の最大の要因となっており、それがマイクロ波と
いう高付加価値エネルギーの利用を狭めている結果とな
っていた。
【０００６】また、マイクロ波をオーブン内で攪拌して
均一加熱を図るための装置としてスターラーが一般的に
使用されてきたが、スターラーは回転翼のため回転軸お
よびモーターを必要とするのでその設置スペースを多く
要し、マイクロ波導入口を多数設置することができず、
マイクロ波導入口の多数設置によって均一加熱をはかる
ことは困難であった。またスターラーでは回転しながら
入射波に干渉し攪拌するので、反射波の増減が常に現出
し、反射波を安定的に低減させることも困難であった。
均一加熱を図るための装置としてスターラーが一般的に
使用されてきたが、スターラーは回転翼のため回転軸お
よびモーターを必要とするのでその設置スペースを多く
要し、マイクロ波導入口を多数設置することができず、
マイクロ波導入口の多数設置によって均一加熱をはかる
ことは困難であった。またスターラーでは回転しながら
入射波に干渉し攪拌するので、反射波の増減が常に現出
し、反射波を安定的に低減させることも困難であった。
【０００７】また、オーブンに複数のマイクロ波導入口
を設置する場合、それらの投入口の対面位置をずらして
設置することは、微細な部分での均一加熱および整合に
微妙に悪影響を与え、加熱整合に問題があり、ひいては
反射波も十分には低減できなかった。殊に被加熱物を固
定して加熱する場合はそれが顕著に現れていた。
を設置する場合、それらの投入口の対面位置をずらして
設置することは、微細な部分での均一加熱および整合に
微妙に悪影響を与え、加熱整合に問題があり、ひいては
反射波も十分には低減できなかった。殊に被加熱物を固
定して加熱する場合はそれが顕著に現れていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】まず、オーブンに接続す
る導波管の形状を、オーブンに向かって入射するマイク
ロ波の進行を妨げない形、すなわちオーブン側の開口部
の断面積をマイクロ波発振器側の断面積よりも大きな形
状とする。すなわち、マイクロ波発振器側よりオーブン
側にむかってその断面積が徐々に広がるホーン状等と
し、この導波管内部の所定の位置に所定の大きさの円錐
形状、角錐形状または釣り鐘形状の反射器具をその底側
をオーブン側に向けた形で設けても、マイクロ波発振器
側からオーブン側へのマイクロ波入射波の進行を妨げな
い構造とする。そしてこの反射器具の底側でオーブンか
ら該導波管に向かう反射波の大半を反射させオーブンに
再度戻すことでマイクロ波発振器方向へのマイクロ波反
射波を格段に減少させる。
る導波管の形状を、オーブンに向かって入射するマイク
ロ波の進行を妨げない形、すなわちオーブン側の開口部
の断面積をマイクロ波発振器側の断面積よりも大きな形
状とする。すなわち、マイクロ波発振器側よりオーブン
側にむかってその断面積が徐々に広がるホーン状等と
し、この導波管内部の所定の位置に所定の大きさの円錐
形状、角錐形状または釣り鐘形状の反射器具をその底側
をオーブン側に向けた形で設けても、マイクロ波発振器
側からオーブン側へのマイクロ波入射波の進行を妨げな
い構造とする。そしてこの反射器具の底側でオーブンか
ら該導波管に向かう反射波の大半を反射させオーブンに
再度戻すことでマイクロ波発振器方向へのマイクロ波反
射波を格段に減少させる。
【０００９】さらに、オーブンにおけるマイクロ波投入
口と該導波管との間に、該導波管のオーブン側の開口部
と同じ大きさおよび形状の開口部を両口に有する所定の
長さの金属製のストレート管を設置して、該ストレート
管を通してマイクロ波をオーブンに投入することで加熱
整合を向上させることができ、ひいてはマイクロ波の反
射波を低減することにも寄与する。
口と該導波管との間に、該導波管のオーブン側の開口部
と同じ大きさおよび形状の開口部を両口に有する所定の
長さの金属製のストレート管を設置して、該ストレート
管を通してマイクロ波をオーブンに投入することで加熱
整合を向上させることができ、ひいてはマイクロ波の反
射波を低減することにも寄与する。
【００１０】 また、複数のマイクロ波投入口をオーブン
に設け、それぞれ向かい合うマイクロ波投入口を対面さ
せることで微細な整合を実現し精度の高い均一加熱を実
現する。マイクロ波投入口を対面させた場合、一般的に
はマイクロ波が対面するマイクロ波投入口に進入するの
で反射波が増え加熱整合を損なうのであるが、これを本
発明に係る導波管および反射器具との併設によって解決
し、さらに反射波を格段に減少させ加熱整合を格段に向
上させることに成功した。
に設け、それぞれ向かい合うマイクロ波投入口を対面さ
せることで微細な整合を実現し精度の高い均一加熱を実
現する。マイクロ波投入口を対面させた場合、一般的に
はマイクロ波が対面するマイクロ波投入口に進入するの
で反射波が増え加熱整合を損なうのであるが、これを本
発明に係る導波管および反射器具との併設によって解決
し、さらに反射波を格段に減少させ加熱整合を格段に向
上させることに成功した。
【００１１】 すなわち、本発明に係る被加熱物の加熱方
法は、マイクロ波による被加熱物を加熱する加熱方法で
あって、マイクロ波発振器から発振するマイクロ波をオ
ーブンに投入するための導波管の形状を、オーブンに向
かって入射するマイクロ波の進行を妨げない形状とし、
かつオーブン側の導波管開口部の断面積をマイクロ波発
振器側の導波管開口部の断面積よりも大きな形状とし、
該導波管内部の所定の位置に設けたマイクロ波の反射器
具によってオーブンから前記マイクロ波発振器側に向か
うマイクロ波の反射波の大部分を該反射散器具で反射さ
せてオーブン側に再度戻し得るようにしてマイクロ波の
反射波を低減し加熱整合を促進するようにしたものであ
る。
法は、マイクロ波による被加熱物を加熱する加熱方法で
あって、マイクロ波発振器から発振するマイクロ波をオ
ーブンに投入するための導波管の形状を、オーブンに向
かって入射するマイクロ波の進行を妨げない形状とし、
かつオーブン側の導波管開口部の断面積をマイクロ波発
振器側の導波管開口部の断面積よりも大きな形状とし、
該導波管内部の所定の位置に設けたマイクロ波の反射器
具によってオーブンから前記マイクロ波発振器側に向か
うマイクロ波の反射波の大部分を該反射散器具で反射さ
せてオーブン側に再度戻し得るようにしてマイクロ波の
反射波を低減し加熱整合を促進するようにしたものであ
る。
【００１２】 また 請求項１記載の被加熱物の加熱方法
は、上記オーブン側の導波管開口部の断面積をマイクロ
波発振器側の導波管開口部の断面積よりも大きな形状と
し、さらにその大きな形状としたオーブン側の導波管開
口部と同じ大きさで同じ形状の開口部を有する所定の長
さの金属製のストレート管を通してマイクロ波をオーブ
ンに投入することでマイクロ波の入射波の整合を向上せ
しめ、マイクロ波の反射波を低減し加熱整合を促進する
ようにしたものである。
は、上記オーブン側の導波管開口部の断面積をマイクロ
波発振器側の導波管開口部の断面積よりも大きな形状と
し、さらにその大きな形状としたオーブン側の導波管開
口部と同じ大きさで同じ形状の開口部を有する所定の長
さの金属製のストレート管を通してマイクロ波をオーブ
ンに投入することでマイクロ波の入射波の整合を向上せ
しめ、マイクロ波の反射波を低減し加熱整合を促進する
ようにしたものである。
【００１３】 そして、本発明に係るマイクロ波による被
加熱物を加熱する加熱方法は、オーブンのマイクロ波投
入口より所定の距離を置き、かつ該マイクロ波投入口の
正面の所定のオーブン内位置に設置した金属製の反射拡
散器具にて、オーブンに入射するマイクロ波を所定の率
でオーブン内に反射拡散し、かつ反射拡散されるマイク
ロ波の大部分をオーブン内の反射拡散器具の位置よりも
内側に導入し、マイクロ波の反射波を低減し加熱整合を
促進するようにしたものである。
加熱物を加熱する加熱方法は、オーブンのマイクロ波投
入口より所定の距離を置き、かつ該マイクロ波投入口の
正面の所定のオーブン内位置に設置した金属製の反射拡
散器具にて、オーブンに入射するマイクロ波を所定の率
でオーブン内に反射拡散し、かつ反射拡散されるマイク
ロ波の大部分をオーブン内の反射拡散器具の位置よりも
内側に導入し、マイクロ波の反射波を低減し加熱整合を
促進するようにしたものである。
【００１４】 また、マイクロ波による被加熱物を加熱す
る加熱方法は、オーブンに複数のマイクロ波投入口を設
け、向かい合うマイクロ波投入口をそれぞれ対面の位置
に設置しマイクロ波を投入することでマイクロ波による
均一加熱を促進してマイクロ波の反射波を低減し加熱整
合を促進するようにしたものである。
る加熱方法は、オーブンに複数のマイクロ波投入口を設
け、向かい合うマイクロ波投入口をそれぞれ対面の位置
に設置しマイクロ波を投入することでマイクロ波による
均一加熱を促進してマイクロ波の反射波を低減し加熱整
合を促進するようにしたものである。
【００１５】 さらに、マイクロ波による被加熱物を加熱
する加熱方法は、マイクロ波発振器から発振するマイク
ロ波をオーブンに投入するための該オーブンに接続する
導波管の形状を、オーブンに向かって入射するマイクロ
波の進行を妨げない形状とし、かつオーブン側の導波管
開口部の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の
断面積よりも大きな形状とし、該導波管内部の所定の位
置に設けたマイクロ波の反射器具によってオーブンから
前記マイクロ波発振器側に向かうマイクロ波の反射波の
大部分を該反射器具で反射させてオーブン側に再度戻
し、さらにその大きな形状としたオーブン側の導波管開
口部と同じ大きさで同じ形状の開口部を有する所定の長
さの金属製のストレート管を通してマイクロ波をオーブ
ンに投入するとともに、オーブンのマイクロ波投入口よ
りオーブン内側に所定の距離を置き、かつ該マイクロ波
投入口の正面の所定の位置に設置した金属製の反射拡散
器具にて、オーブンに入射するマイクロ波を所定の率で
反射拡散し、かつ反射拡散されるマイクロ波の大部分を
オーブン内の反射拡散器具の位置よりも内側に導入して
マイクロ波の反射波を低減し加熱整合を促進するように
したものである。
する加熱方法は、マイクロ波発振器から発振するマイク
ロ波をオーブンに投入するための該オーブンに接続する
導波管の形状を、オーブンに向かって入射するマイクロ
波の進行を妨げない形状とし、かつオーブン側の導波管
開口部の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の
断面積よりも大きな形状とし、該導波管内部の所定の位
置に設けたマイクロ波の反射器具によってオーブンから
前記マイクロ波発振器側に向かうマイクロ波の反射波の
大部分を該反射器具で反射させてオーブン側に再度戻
し、さらにその大きな形状としたオーブン側の導波管開
口部と同じ大きさで同じ形状の開口部を有する所定の長
さの金属製のストレート管を通してマイクロ波をオーブ
ンに投入するとともに、オーブンのマイクロ波投入口よ
りオーブン内側に所定の距離を置き、かつ該マイクロ波
投入口の正面の所定の位置に設置した金属製の反射拡散
器具にて、オーブンに入射するマイクロ波を所定の率で
反射拡散し、かつ反射拡散されるマイクロ波の大部分を
オーブン内の反射拡散器具の位置よりも内側に導入して
マイクロ波の反射波を低減し加熱整合を促進するように
したものである。
【００１６】 本発明に係る被加熱物の加熱方法は、マイ
クロ波による被加熱物を加熱する加熱方法であって、マ
イクロ波発振器から発振するマイクロ波をオーブンに投
入するための導波管の形状を、オーブンに向かって入射
するマイクロ波の進行を妨げない形状とし、かつオーブ
ン側の導波管開口部の断面積をマイクロ波発振器側の導
波管開口部の断面積よりも大きな形状とし、該導波管内
部の所定の位置に設けたマイクロ波の反射器具によって
オーブンから前記マイクロ波発振器側に向かうマイクロ
波の反射波の大部分を該反射器具で反射させてオーブン
側に再度戻し得るようにし、さらにその大きな形状とし
たオーブン側の導波管開口部と同じ大きさで同じ形状の
開口部を有する所定の長さの金属製のストレート管を通
してマイクロ波をオーブンに投入するとともに、オーブ
ン内のマイクロ波投入口より所定の距離を置き、かつ該
マイクロ波投入口の正面の所定の位置に設置した金属製
の反射拡散器具にて、オーブンに入射するマイクロ波を
所定の率で反射拡散し、かつ反射拡散されるマイクロ波
の大部分をオーブンにおける該反射拡散器具の位置より
も内側に導入し、さらにオーブンに複数のマイクロ波投
入口を設け、向かい合うマイクロ波投入口をそれぞれ対
面の位置に設置しマイクロ波を投入することでマイクロ
波による均一加熱を促進してマイクロ波の反射波を低減
し加熱整合を促進するようにしたものである。
クロ波による被加熱物を加熱する加熱方法であって、マ
イクロ波発振器から発振するマイクロ波をオーブンに投
入するための導波管の形状を、オーブンに向かって入射
するマイクロ波の進行を妨げない形状とし、かつオーブ
ン側の導波管開口部の断面積をマイクロ波発振器側の導
波管開口部の断面積よりも大きな形状とし、該導波管内
部の所定の位置に設けたマイクロ波の反射器具によって
オーブンから前記マイクロ波発振器側に向かうマイクロ
波の反射波の大部分を該反射器具で反射させてオーブン
側に再度戻し得るようにし、さらにその大きな形状とし
たオーブン側の導波管開口部と同じ大きさで同じ形状の
開口部を有する所定の長さの金属製のストレート管を通
してマイクロ波をオーブンに投入するとともに、オーブ
ン内のマイクロ波投入口より所定の距離を置き、かつ該
マイクロ波投入口の正面の所定の位置に設置した金属製
の反射拡散器具にて、オーブンに入射するマイクロ波を
所定の率で反射拡散し、かつ反射拡散されるマイクロ波
の大部分をオーブンにおける該反射拡散器具の位置より
も内側に導入し、さらにオーブンに複数のマイクロ波投
入口を設け、向かい合うマイクロ波投入口をそれぞれ対
面の位置に設置しマイクロ波を投入することでマイクロ
波による均一加熱を促進してマイクロ波の反射波を低減
し加熱整合を促進するようにしたものである。
【００１７】 本発明に係る被加熱物の加熱装置は、マイ
クロ波によるオーブン内の被加熱物を加熱する加熱装置
であって、オーブンに接続する導波管の形状を、オーブ
ンに向かって入射するマイクロ波の進行を妨げない形状
とし、かつオーブン側の導波管開口部の断面積をマイク
ロ波発振器側の導波管開口部の断面積よりも大きな形状
とし、該導波管の内部の所定の位置に、オーブンに向か
って入射するマイクロ波の進行を妨げない所定の大きさ
の側面円錐形、角錐形又は釣り鐘形状の金属製の反射器
具をその底側をオーブン側に向けた状態で取り付けたも
のである。
クロ波によるオーブン内の被加熱物を加熱する加熱装置
であって、オーブンに接続する導波管の形状を、オーブ
ンに向かって入射するマイクロ波の進行を妨げない形状
とし、かつオーブン側の導波管開口部の断面積をマイク
ロ波発振器側の導波管開口部の断面積よりも大きな形状
とし、該導波管の内部の所定の位置に、オーブンに向か
って入射するマイクロ波の進行を妨げない所定の大きさ
の側面円錐形、角錐形又は釣り鐘形状の金属製の反射器
具をその底側をオーブン側に向けた状態で取り付けたも
のである。
【００１８】請求項５ において、オーブン側の導波管開
口部の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断
面積よりも大きな形状とし、その大きな形状としたオー
ブン側の導波管開口部の先端に、断面積が同じ大きさで
同じ形状の所定の長さの金属製ストレート管を設置し、
そのストレート管をオーブンのマイクロ波投入口に接続
したものである。
口部の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断
面積よりも大きな形状とし、その大きな形状としたオー
ブン側の導波管開口部の先端に、断面積が同じ大きさで
同じ形状の所定の長さの金属製ストレート管を設置し、
そのストレート管をオーブンのマイクロ波投入口に接続
したものである。
【００１９】請求項６ 記載の金属製ストレート管をオー
ブンのマイクロ波投入口側に一体に形成するようにした
ものである。
ブンのマイクロ波投入口側に一体に形成するようにした
ものである。
【００２０】 マイクロ波によるオーブン内の被加熱物を
加熱する加熱装置であって、オーブン内に設置する金属
製で固定の反射拡散器具はオーブン内のマイクロ波投入
口の正面の位置にあり、マイクロ波投入口より所定の距
離を置いてオーブン内に設置し、入射するマイクロ波を
所定の率でオーブン内で反射拡散し、かつ反射拡散され
るマイクロ波の大部分をオーブン内の該反射拡散器具の
位置よりも内側に導入できる構造としたものである。
加熱する加熱装置であって、オーブン内に設置する金属
製で固定の反射拡散器具はオーブン内のマイクロ波投入
口の正面の位置にあり、マイクロ波投入口より所定の距
離を置いてオーブン内に設置し、入射するマイクロ波を
所定の率でオーブン内で反射拡散し、かつ反射拡散され
るマイクロ波の大部分をオーブン内の該反射拡散器具の
位置よりも内側に導入できる構造としたものである。
【００２１】 金属製で固定の反射拡散器具はオーブン内
のマイクロ波投入口の正面の位置にあり、マイクロ波投
入口より所定の距離を置いてオーブン内に設置し、該反
射拡散器具の構造は、複数枚数の断面Ｖ字型またはＵ字
型の所定の長さおよび所定の幅の羽根を中心近辺から放
射状に形成し、それらの羽根のＶ字またはＵ字の頂点線
側をオーブンのマイクロ波投入口に向けた構造としたも
のである。
のマイクロ波投入口の正面の位置にあり、マイクロ波投
入口より所定の距離を置いてオーブン内に設置し、該反
射拡散器具の構造は、複数枚数の断面Ｖ字型またはＵ字
型の所定の長さおよび所定の幅の羽根を中心近辺から放
射状に形成し、それらの羽根のＶ字またはＵ字の頂点線
側をオーブンのマイクロ波投入口に向けた構造としたも
のである。
【００２２】 金属製で固定の反射拡散器具はオーブン内
のマイクロ波投入口の正面の位置にあり、マイクロ波投
入口より所定の距離を置いてオーブン内に設置し、該反
射拡散器具は所定の大きさの側面円錐型、釣り鐘型ある
いは角錐型形状で形成し、その頂点側をマイクロ波投入
口側に向けた構造としたものである。
のマイクロ波投入口の正面の位置にあり、マイクロ波投
入口より所定の距離を置いてオーブン内に設置し、該反
射拡散器具は所定の大きさの側面円錐型、釣り鐘型ある
いは角錐型形状で形成し、その頂点側をマイクロ波投入
口側に向けた構造としたものである。
【００２３】 マイクロ波によるオーブン内の被加熱物を
加熱する加熱装置であって、オーブンに複数のマイクロ
波投入口を設け、向かい合うマイクロ波投入口をそれぞ
れ対面の位置に設置したものである。
加熱する加熱装置であって、オーブンに複数のマイクロ
波投入口を設け、向かい合うマイクロ波投入口をそれぞ
れ対面の位置に設置したものである。
【００２４】 マイクロ波によるオーブン内の被加熱物を
加熱する加熱装置であって、オーブンに接続する導波管
の形状を、オーブンに向かって入射するマイクロ波の進
行を妨げない形状とし、かつオーブン側の導波管開口部
の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断面積
よりも大きな形状とし、該導波管の内部の所定の位置
に、オーブンに向かって入射するマイクロ波の進行を妨
げない所定の大きさの側面円錐形、角錐形又は釣り鐘形
状の金属製の反射器具をその底側をオーブン側に向けた
状態で取り付け、さらにオーブン側の導波管開口部の断
面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断面積より
も大きな形状とし、その大きな形状としたオーブン側の
導波管開口部の先端に、断面積が同じ大きさで同じ形状
の所定の長さの金属製ストレート管を設置し、そのスト
レート管をオーブンのマイクロ波投入口に接続するか、
あるいはそのストレート管をオーブンのマイクロ波投入
口側に一体に形成して接続するとともに、オーブン内に
設置する金属製で固定の反射拡散器具はオーブン内のマ
イクロ波投入口の正面の位置にあり、マイクロ波投入口
より所定の距離を置いてオーブン内に設置し、入射する
マイクロ波を所定の率でオーブン内で反射拡散しかつ反
射拡散されるマイクロ波の大部分をオーブン内の該反射
拡散器具の位置よりも内側に導入できる構造としたもの
である。
加熱する加熱装置であって、オーブンに接続する導波管
の形状を、オーブンに向かって入射するマイクロ波の進
行を妨げない形状とし、かつオーブン側の導波管開口部
の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断面積
よりも大きな形状とし、該導波管の内部の所定の位置
に、オーブンに向かって入射するマイクロ波の進行を妨
げない所定の大きさの側面円錐形、角錐形又は釣り鐘形
状の金属製の反射器具をその底側をオーブン側に向けた
状態で取り付け、さらにオーブン側の導波管開口部の断
面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断面積より
も大きな形状とし、その大きな形状としたオーブン側の
導波管開口部の先端に、断面積が同じ大きさで同じ形状
の所定の長さの金属製ストレート管を設置し、そのスト
レート管をオーブンのマイクロ波投入口に接続するか、
あるいはそのストレート管をオーブンのマイクロ波投入
口側に一体に形成して接続するとともに、オーブン内に
設置する金属製で固定の反射拡散器具はオーブン内のマ
イクロ波投入口の正面の位置にあり、マイクロ波投入口
より所定の距離を置いてオーブン内に設置し、入射する
マイクロ波を所定の率でオーブン内で反射拡散しかつ反
射拡散されるマイクロ波の大部分をオーブン内の該反射
拡散器具の位置よりも内側に導入できる構造としたもの
である。
【００２５】 マイクロ波によるオーブン内の被加熱物を
加熱する加熱装置であって、オーブンに接続する導波管
の形状を、オーブンに向かって入射するマイクロ波の進
行を妨げない形状とし、かつオーブン側の導波管開口部
の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断面積
よりも大きな形状とし、該導波管の内部の所定の位置
に、オーブンに向かって入射するマイクロ波の進行を妨
げない所定の大きさの側面円錐形、角錐形又は釣り鐘形
状の金属製の反射器具をその底側をオーブン側に向けた
状態で取り付け、さらにオーブン側の導波管開口部の断
面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断面積より
も大きな形状とし、その大きな形状としたオーブン側の
導波管開口部の先端に、断面積が同じ大きさで同じ形状
の所定の長さの金属製ストレート管を設置し、そのスト
レート管をオーブンのマイクロ波投入口に接続するか、
あるいはそのストレート管をオーブンのマイクロ波投入
口側に一体に形成して接続するとともに、オーブン内に
設置する金属製で固定のマイクロ波反射拡散器具はオー
ブン内のマイクロ波投入口の正面の位置にあり、マイク
ロ波投入口より所定の距離を置いてオーブン内に設置
し、入射するマイクロ波を所定の率でオーブン内で反射
拡散しかつ反射拡散されるマイクロ波の大部分をオーブ
ン内の該反射拡散器具の位置よりも内側に導入できる構
造とし、さらにオーブンに複数のマイクロ波投入口を設
け、向かい合うマイクロ波投入口をそれぞれ対面の位置
に設置したものである。
加熱する加熱装置であって、オーブンに接続する導波管
の形状を、オーブンに向かって入射するマイクロ波の進
行を妨げない形状とし、かつオーブン側の導波管開口部
の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断面積
よりも大きな形状とし、該導波管の内部の所定の位置
に、オーブンに向かって入射するマイクロ波の進行を妨
げない所定の大きさの側面円錐形、角錐形又は釣り鐘形
状の金属製の反射器具をその底側をオーブン側に向けた
状態で取り付け、さらにオーブン側の導波管開口部の断
面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断面積より
も大きな形状とし、その大きな形状としたオーブン側の
導波管開口部の先端に、断面積が同じ大きさで同じ形状
の所定の長さの金属製ストレート管を設置し、そのスト
レート管をオーブンのマイクロ波投入口に接続するか、
あるいはそのストレート管をオーブンのマイクロ波投入
口側に一体に形成して接続するとともに、オーブン内に
設置する金属製で固定のマイクロ波反射拡散器具はオー
ブン内のマイクロ波投入口の正面の位置にあり、マイク
ロ波投入口より所定の距離を置いてオーブン内に設置
し、入射するマイクロ波を所定の率でオーブン内で反射
拡散しかつ反射拡散されるマイクロ波の大部分をオーブ
ン内の該反射拡散器具の位置よりも内側に導入できる構
造とし、さらにオーブンに複数のマイクロ波投入口を設
け、向かい合うマイクロ波投入口をそれぞれ対面の位置
に設置したものである。
【００２６】
【作用】マイクロ波のロスエネルギーである反射波のほ
とんどは、導波管内部で発生しているか、オーブンに一
旦導入されたマイクロ波がマイクロ波投入口から導波管
を逆流してくることで発生している。この原因として
は、オーブンと接続する導波管の構造そのものが反射波
を起こさせているか、オーブンからマイクロ波が進入し
やすい構造となっているか、加熱システムの全体的な整
合がよくないかの理由による。それであるならば、マイ
クロ波がオーブンに投入される時にはほぼ全量を投入で
きるように、少なくともオーブンに接続する導波管の構
造として入射するマイクロ波の進行を妨げない構造にす
ることが必要であり、またオーブン側からのマイクロ波
の反射波が導波管に進入しないようにするための逆止弁
的な機能を有する機構を設ける必要があり、同時に最も
重要な要素である加熱整合を格段に向上させる必要があ
る。
とんどは、導波管内部で発生しているか、オーブンに一
旦導入されたマイクロ波がマイクロ波投入口から導波管
を逆流してくることで発生している。この原因として
は、オーブンと接続する導波管の構造そのものが反射波
を起こさせているか、オーブンからマイクロ波が進入し
やすい構造となっているか、加熱システムの全体的な整
合がよくないかの理由による。それであるならば、マイ
クロ波がオーブンに投入される時にはほぼ全量を投入で
きるように、少なくともオーブンに接続する導波管の構
造として入射するマイクロ波の進行を妨げない構造にす
ることが必要であり、またオーブン側からのマイクロ波
の反射波が導波管に進入しないようにするための逆止弁
的な機能を有する機構を設ける必要があり、同時に最も
重要な要素である加熱整合を格段に向上させる必要があ
る。
【００２７】 実験によれば、請求項１と請求項６におけ
るごとくにオーブンに接続する導波管において、マイク
ロ波発振器から発振したマイクロ波の大半をオーブンに
導入するためには、導波管内部で反射波を発生させない
ことが重要であり、オーブンのマイクロ波投入口までの
導波管の断面積について調査を行ったところ、導波管の
すべての位置での比較で、マイクロ波発振器側に位置す
る導波管の断面積よりもオーブン側に位置する導波管の
断面積が小さくなってはならないこと、またオーブン側
に位置する導波管の断面積がマイクロ波発振器側に位置
する導波管の断面積よりも大きいか同等であっても、形
状が反射波を生む形状であってはならないことを確認し
た。したがって、導波管はマイクロ波発振器からの導波
管をそのままオーブンに接続するか、オーブンに近付く
につれてその断面積を広げた導波管を接続すればよいの
であるが、しかしながらこれではオーブンから導波管へ
のマイクロ波の反射波の進入は防ぐことができない。
るごとくにオーブンに接続する導波管において、マイク
ロ波発振器から発振したマイクロ波の大半をオーブンに
導入するためには、導波管内部で反射波を発生させない
ことが重要であり、オーブンのマイクロ波投入口までの
導波管の断面積について調査を行ったところ、導波管の
すべての位置での比較で、マイクロ波発振器側に位置す
る導波管の断面積よりもオーブン側に位置する導波管の
断面積が小さくなってはならないこと、またオーブン側
に位置する導波管の断面積がマイクロ波発振器側に位置
する導波管の断面積よりも大きいか同等であっても、形
状が反射波を生む形状であってはならないことを確認し
た。したがって、導波管はマイクロ波発振器からの導波
管をそのままオーブンに接続するか、オーブンに近付く
につれてその断面積を広げた導波管を接続すればよいの
であるが、しかしながらこれではオーブンから導波管へ
のマイクロ波の反射波の進入は防ぐことができない。
【００２８】 そこで、オーブンに接続する導波管の形状
を、オーブン側の開口部の断面積をマイクロ波発振器側
の開口部の断面積よりも大きくしたホーン状等の形状と
して、その内部にマイクロ波の反射波を進入させないた
めの逆止弁的な働きをする金属製の円錐形、角錐形また
は釣り鐘形状の反射器具をその底側をオーブン側に向け
た形で設置した。
を、オーブン側の開口部の断面積をマイクロ波発振器側
の開口部の断面積よりも大きくしたホーン状等の形状と
して、その内部にマイクロ波の反射波を進入させないた
めの逆止弁的な働きをする金属製の円錐形、角錐形また
は釣り鐘形状の反射器具をその底側をオーブン側に向け
た形で設置した。
【００２９】 オーブンへ入射していくマイクロ波の進行
を妨げないためには、導波管の形状や大きさと導波管内
部に設置する反射器具との関係を慎重に考慮する必要が
あり、それらの適切な組み合わせにてこれを実施しない
かぎりは反射波を減少させることはできない。例えば該
反射器具の大きさや形状や設置位置が不適切であった
り、該反射器具との関係で導波管の大きさや形状が不適
切であった場合は、マイクロ波に収束が起こり、該反射
器具のあるエリアで反射波化してしまうからである。
を妨げないためには、導波管の形状や大きさと導波管内
部に設置する反射器具との関係を慎重に考慮する必要が
あり、それらの適切な組み合わせにてこれを実施しない
かぎりは反射波を減少させることはできない。例えば該
反射器具の大きさや形状や設置位置が不適切であった
り、該反射器具との関係で導波管の大きさや形状が不適
切であった場合は、マイクロ波に収束が起こり、該反射
器具のあるエリアで反射波化してしまうからである。
【００３０】 一方、該反射器具の大きさと形状と設置位
置を適切に選択することで、オーブンから逆流するマイ
クロ波に対して、該反射器具が逆止弁的な作用を行うこ
とをパワーモニターによって確認した。なお、該反射器
具の底側は、平面になっていても空洞になっていても、
オーブンからのマイクロ波の反射波を十分反射でき、再
度アプリケーター側に戻す形状であればよいので、その
形状には拘束されない。
置を適切に選択することで、オーブンから逆流するマイ
クロ波に対して、該反射器具が逆止弁的な作用を行うこ
とをパワーモニターによって確認した。なお、該反射器
具の底側は、平面になっていても空洞になっていても、
オーブンからのマイクロ波の反射波を十分反射でき、再
度アプリケーター側に戻す形状であればよいので、その
形状には拘束されない。
【００３１】 実験を重ねた結果、オーブンに接続する導
波管とその導波管内部に設置する反射器具との良好なバ
ランスを得ることが、格段に反射波を減少させることが
できた。また加熱整合も、加熱効率を比較する実験から
格段に向上していることが判明した。
波管とその導波管内部に設置する反射器具との良好なバ
ランスを得ることが、格段に反射波を減少させることが
できた。また加熱整合も、加熱効率を比較する実験から
格段に向上していることが判明した。
【００３２】 さらに、請求項２におけるストレート管を
オーブンと請求項１および請求項５の導波管との間に設
置して加熱効率を測定したところ、さらに加熱整合が向
上していた。これはこのストレート管が整合器の役割を
果たしており、該導波管内部に設置した反射器具を経過
したオーブンに入射するマイクロ波および該反射器具に
よって再度反射されたオーブンからの反射波の整合を改
善しているからである。このストレート管は請求項１お
よび請求項５の導波管の一部として形成するか、あるい
はオーブンの一部として一体に形成してもよい。いずれ
にしても、マイクロ波発振器からオーブンにむけてマイ
クロ波が伝搬していく導波管に設けることが肝要であ
る。
オーブンと請求項１および請求項５の導波管との間に設
置して加熱効率を測定したところ、さらに加熱整合が向
上していた。これはこのストレート管が整合器の役割を
果たしており、該導波管内部に設置した反射器具を経過
したオーブンに入射するマイクロ波および該反射器具に
よって再度反射されたオーブンからの反射波の整合を改
善しているからである。このストレート管は請求項１お
よび請求項５の導波管の一部として形成するか、あるい
はオーブンの一部として一体に形成してもよい。いずれ
にしても、マイクロ波発振器からオーブンにむけてマイ
クロ波が伝搬していく導波管に設けることが肝要であ
る。
【００３３】 次に、マイクロ波の攪拌装置として従来は
スターラーが一般的に使用されてきたわけあるが、必ず
しも回転攪拌によって加熱整合を十分に向上させてはい
ない。なぜならば、実験によって、スターラーによって
回転攪拌を行っても一定の箇所に焦げを発生させるので
あり、アットランダムな攪拌は行われておらず、むしろ
マイクロ波に一定の流れをつくっているにすぎないこと
が判明しているからである。また、スターラーにては入
射波、反射波ともにエネルギー量に変動が発生すること
が観測されており、微細な加熱整合に影響がでている。
また、スターラーは回転装置であるためにオーブン内部
でスペースを多く必要とし、マイクロ波投入口を多く設
置して加熱整合をとることに対しては障害となるケース
が多かった。
スターラーが一般的に使用されてきたわけあるが、必ず
しも回転攪拌によって加熱整合を十分に向上させてはい
ない。なぜならば、実験によって、スターラーによって
回転攪拌を行っても一定の箇所に焦げを発生させるので
あり、アットランダムな攪拌は行われておらず、むしろ
マイクロ波に一定の流れをつくっているにすぎないこと
が判明しているからである。また、スターラーにては入
射波、反射波ともにエネルギー量に変動が発生すること
が観測されており、微細な加熱整合に影響がでている。
また、スターラーは回転装置であるためにオーブン内部
でスペースを多く必要とし、マイクロ波投入口を多く設
置して加熱整合をとることに対しては障害となるケース
が多かった。
【００３４】 そこで、スターラーに代わる反射拡散器具
を発明した。これは請求項８、９にて述べた、金属製で
固定の反射拡散器具である。この反射拡散器具はオーブ
ンに入射するマイクロ波を所定の率でオーブン内で反射
拡散できるように形成し、かつ反射拡散されるマイクロ
波の大部分をオーブン内の反射拡散器具の位置よりもオ
ーブン内側へ導入できるように形成したもので、オーブ
ン内のマイクロ波投入口の正面位置にマイクロ波投入口
より所定の距離をおいて設置するものである。実験を重
ね、マイクロ波投入口からの距離、入射するマイクロ波
を拡散する率、該反射拡散器具の形を追求したところ、
請求項８におけるごとくの風車型のマイクロ波反射拡散
器具や請求項９におけるごとくの円錐型、釣り鐘型ある
いは角錐型形状といった反射拡散器具の開発に至った。
を発明した。これは請求項８、９にて述べた、金属製で
固定の反射拡散器具である。この反射拡散器具はオーブ
ンに入射するマイクロ波を所定の率でオーブン内で反射
拡散できるように形成し、かつ反射拡散されるマイクロ
波の大部分をオーブン内の反射拡散器具の位置よりもオ
ーブン内側へ導入できるように形成したもので、オーブ
ン内のマイクロ波投入口の正面位置にマイクロ波投入口
より所定の距離をおいて設置するものである。実験を重
ね、マイクロ波投入口からの距離、入射するマイクロ波
を拡散する率、該反射拡散器具の形を追求したところ、
請求項８におけるごとくの風車型のマイクロ波反射拡散
器具や請求項９におけるごとくの円錐型、釣り鐘型ある
いは角錐型形状といった反射拡散器具の開発に至った。
【００３５】 固定の該反射拡散器具をマイクロ波投入口
からの所定の適切な距離をおいてオーブン内に設置し、
入射するマイクロ波に対して所定の反射拡散率を有する
該反射拡散器具を設置して調査したところ、反射波が格
段に減少しており、またマイクロ波加熱による被加熱物
の焦げも発生しなくなった。これは、加熱整合がスター
ラーによって行う攪拌よりも格段に向上していることを
示すものである。なお、固定の反射拡散器具の場合はマ
イクロ波の入射波、反射波ともにエネルギー量に変動が
認められないことも加熱整合の向上に寄与している。ま
た、該反射拡散器具は小型であり、マイクロ波投入口を
多数設置して加熱整合をとる方法の障害にはならない。
からの所定の適切な距離をおいてオーブン内に設置し、
入射するマイクロ波に対して所定の反射拡散率を有する
該反射拡散器具を設置して調査したところ、反射波が格
段に減少しており、またマイクロ波加熱による被加熱物
の焦げも発生しなくなった。これは、加熱整合がスター
ラーによって行う攪拌よりも格段に向上していることを
示すものである。なお、固定の反射拡散器具の場合はマ
イクロ波の入射波、反射波ともにエネルギー量に変動が
認められないことも加熱整合の向上に寄与している。ま
た、該反射拡散器具は小型であり、マイクロ波投入口を
多数設置して加熱整合をとる方法の障害にはならない。
【００３６】 次に、オーブンにマイクロ波投入口を複数
設けた場合に、それぞれを対面の位置に設置した場合で
あっても、請求項１および請求項５のオーブンに接続す
る導波管の内部に設置した反射器具のために、マイクロ
波投入口同士が干渉しあってマイクロ波の反射波を増大
させることはない。そして、比較として、マイクロ波投
入口を対面で設置すれば、マイクロ波投入口を対面させ
ないでずらして設置した場合よりも加熱整合が高いこと
を確認している。
設けた場合に、それぞれを対面の位置に設置した場合で
あっても、請求項１および請求項５のオーブンに接続す
る導波管の内部に設置した反射器具のために、マイクロ
波投入口同士が干渉しあってマイクロ波の反射波を増大
させることはない。そして、比較として、マイクロ波投
入口を対面で設置すれば、マイクロ波投入口を対面させ
ないでずらして設置した場合よりも加熱整合が高いこと
を確認している。
【００３７】 請求項３、請求項４、請求項１０ あるいは
請求項１１のごとくに本発明の事項を組み合わせてシス
テムを構築してマイクロ波の反射波と加熱整合を調査し
たところ下記の結果を得た。従来のシステムでスターラ
ーを用いて加熱実験を行ったところ、マイクロ波の反射
波は入射波に対して約２５％の多きを記録していた。こ
れに対し、請求項３と請求項１０のシステムでは、約８
％を記録し、請求項４と請求項１１のシステムでは、約
３％というレベルを実現することができた。一定の温度
へ到達するために加熱時間も短縮されており、これは加
熱整合の向上を示す。また、乾燥のための加熱において
は、従来のシステムでは発生していた不均一加熱による
被加熱物の焦げを無くすことができ、解凍のための加熱
においては、従来の解凍では発生していた不均一加熱に
よるドリップの流出を皆無にすることができた。
請求項１１のごとくに本発明の事項を組み合わせてシス
テムを構築してマイクロ波の反射波と加熱整合を調査し
たところ下記の結果を得た。従来のシステムでスターラ
ーを用いて加熱実験を行ったところ、マイクロ波の反射
波は入射波に対して約２５％の多きを記録していた。こ
れに対し、請求項３と請求項１０のシステムでは、約８
％を記録し、請求項４と請求項１１のシステムでは、約
３％というレベルを実現することができた。一定の温度
へ到達するために加熱時間も短縮されており、これは加
熱整合の向上を示す。また、乾燥のための加熱において
は、従来のシステムでは発生していた不均一加熱による
被加熱物の焦げを無くすことができ、解凍のための加熱
においては、従来の解凍では発生していた不均一加熱に
よるドリップの流出を皆無にすることができた。
【００３８】
【発明の実施の形態】実施例１ 幅５００ｍｍ、高さ５００ｍｍ、奥行き６００ｍｍのオ
ーブンを２台準備して各種の比較を行った。ともに整合
器を使用せず、角形導波管をそのままオーブンと接続使
用した場合の反射波と、オーブンと接続する導波管をホ
ーン状の形状としその内部のオーブン側開口部から８ｍ
ｍの位置に、該導波管のオーブン側の形状に合わせて円
錐形（円の直径７５ｍｍ、高さ８０ｍｍ）のアルミ製反
射器具を、円錐形の底面をオーブン側に向けて取り付け
た場合の反射波との比較をマイクロ波パワーモニターを
用いて測定した。この際使用した角形導波管の開口部サ
イズは５５ｍｍ×１１０ｍｍ、ホーン状の導波管のオー
ブン側の開口部は直径１３０ｍｍの円形を採用した。こ
の際、該ホーン状の導波管にはマイクロ波発振器側から
上記の角形導波管が接続されている。テストには１．５
ｋｗ出力のマイクロ波発振器を使用した乾燥装置を使用
し、被乾燥物には含水率７５％に調整したタオル２ｋｇ
を用いた。この場合には双方ともオーブン内部にスター
ラーが取り付けられている。まず、角形導波管をそのま
まオーブンに接続した場合には、１．５ｋｗマイクロ波
出力に対して０．４０から０．４５ｋｗの反射波を計測
した。次に、オーブンに接続する導波管を上記のごとく
ホーン状とし、その内部に円錐形の反射器具を取り付け
た場合には１．５ｋｗのマイクロ波出力に対して０．１
５から０．２５ｋｗの反射波であった。
ーブンを２台準備して各種の比較を行った。ともに整合
器を使用せず、角形導波管をそのままオーブンと接続使
用した場合の反射波と、オーブンと接続する導波管をホ
ーン状の形状としその内部のオーブン側開口部から８ｍ
ｍの位置に、該導波管のオーブン側の形状に合わせて円
錐形（円の直径７５ｍｍ、高さ８０ｍｍ）のアルミ製反
射器具を、円錐形の底面をオーブン側に向けて取り付け
た場合の反射波との比較をマイクロ波パワーモニターを
用いて測定した。この際使用した角形導波管の開口部サ
イズは５５ｍｍ×１１０ｍｍ、ホーン状の導波管のオー
ブン側の開口部は直径１３０ｍｍの円形を採用した。こ
の際、該ホーン状の導波管にはマイクロ波発振器側から
上記の角形導波管が接続されている。テストには１．５
ｋｗ出力のマイクロ波発振器を使用した乾燥装置を使用
し、被乾燥物には含水率７５％に調整したタオル２ｋｇ
を用いた。この場合には双方ともオーブン内部にスター
ラーが取り付けられている。まず、角形導波管をそのま
まオーブンに接続した場合には、１．５ｋｗマイクロ波
出力に対して０．４０から０．４５ｋｗの反射波を計測
した。次に、オーブンに接続する導波管を上記のごとく
ホーン状とし、その内部に円錐形の反射器具を取り付け
た場合には１．５ｋｗのマイクロ波出力に対して０．１
５から０．２５ｋｗの反射波であった。
【００３９】 実施例２ 次に、実施例１と同じ条件で、オーブンと実施例１にお
けるホーン状の導波管との間に請求項２のストレート管
を接続して反射波を調査した。その結果、マイクロ波の
反射波は０．１２ｋｗから０．１５ｋｗに減少している
ことを確認した。なお、マイクロ波投入口の形状が正８
角形のオーブンにての実験を行い、ホーン状の導波管の
オーブン側の開口部をマイクロ波投入口と同じ正８角形
に形成し、その内部に正８角錐の反射器具を実施例１と
同じ位置に設置してマイクロ波の反射波を計測したとこ
ろ、上記とほぼ同等の結果を得た。
けるホーン状の導波管との間に請求項２のストレート管
を接続して反射波を調査した。その結果、マイクロ波の
反射波は０．１２ｋｗから０．１５ｋｗに減少している
ことを確認した。なお、マイクロ波投入口の形状が正８
角形のオーブンにての実験を行い、ホーン状の導波管の
オーブン側の開口部をマイクロ波投入口と同じ正８角形
に形成し、その内部に正８角錐の反射器具を実施例１と
同じ位置に設置してマイクロ波の反射波を計測したとこ
ろ、上記とほぼ同等の結果を得た。
【００４０】 実施例３ 実施例２と同じ条件で、スターラーに代えて、請求項８
における風車状の反射拡散器具をオーブン内に設置し
た。羽根の枚数は８枚とし、羽根の長さは２４０ｍｍ、
羽根の形をV字状としVの三角形底辺の幅を２０ｍｍ、角
度を９０°、Vの頂点線側をマイクロ波投入口に向け
て、マイクロ波投入口からその頂点線までの距離を８０
ｍｍとして加熱を行いマイクロ波の反射波を測定した。
その結果、マイクロ波の反射波は０．０５ｋｗを記録し
た。これは入射波１．５ｋｗに対して、約３％の反射率
である。この反射率はマイクロ波のロス率と言い換える
ことができるので、大変効率的な加熱整合を実現してい
ると言えるものである。なお、実施例１のホーン状の導
波管をオーブンに接続した実験において、マイクロ波発
振器近傍に整合器を装着しても反射率は４％を切ること
ができなかった。なお、同条件にて、請求項９における
釣り鐘状の反射拡散器具をその頂点をマイクロ波投入口
に向けた状態で設置してマイクロ波の反射波を測定し
た。この釣り鐘状の反射拡散器具の底面の直径は８０ｍ
ｍ、高さは６０ｍｍを採用した。結果、反射波は０．０
７ｋｗであった。
における風車状の反射拡散器具をオーブン内に設置し
た。羽根の枚数は８枚とし、羽根の長さは２４０ｍｍ、
羽根の形をV字状としVの三角形底辺の幅を２０ｍｍ、角
度を９０°、Vの頂点線側をマイクロ波投入口に向け
て、マイクロ波投入口からその頂点線までの距離を８０
ｍｍとして加熱を行いマイクロ波の反射波を測定した。
その結果、マイクロ波の反射波は０．０５ｋｗを記録し
た。これは入射波１．５ｋｗに対して、約３％の反射率
である。この反射率はマイクロ波のロス率と言い換える
ことができるので、大変効率的な加熱整合を実現してい
ると言えるものである。なお、実施例１のホーン状の導
波管をオーブンに接続した実験において、マイクロ波発
振器近傍に整合器を装着しても反射率は４％を切ること
ができなかった。なお、同条件にて、請求項９における
釣り鐘状の反射拡散器具をその頂点をマイクロ波投入口
に向けた状態で設置してマイクロ波の反射波を測定し
た。この釣り鐘状の反射拡散器具の底面の直径は８０ｍ
ｍ、高さは６０ｍｍを採用した。結果、反射波は０．０
７ｋｗであった。
【００４１】 実施例４ 実施例３と同じ条件で、マイクロ波投入口を２口とし、
これらを対面させて反射波の測定を行ったところ、マイ
クロ波の反射波はさらに０．０２ｋｗのレベルまで減少
した。これは１．５ｋｗのマイクロ波を分岐導波管で２
口に分けて投入した結果、さらに加熱整合が向上したこ
とによる。また、タオルの乾燥時間もマイクロ波投入口
を２口に分けて乾燥を行った方が短かった。乾燥状態を
サーモラベルを各所に埋め込み、調査したところ、加熱
の到達温度誤差は最大で３℃を記録したにすぎなかっ
た。したがって、精度の高い均一加熱が行われており、
整合器を装備する必要が無く、かつ反射波の少なさか
ら、アイソレーターを装備する必要も無いことを確認し
た。
これらを対面させて反射波の測定を行ったところ、マイ
クロ波の反射波はさらに０．０２ｋｗのレベルまで減少
した。これは１．５ｋｗのマイクロ波を分岐導波管で２
口に分けて投入した結果、さらに加熱整合が向上したこ
とによる。また、タオルの乾燥時間もマイクロ波投入口
を２口に分けて乾燥を行った方が短かった。乾燥状態を
サーモラベルを各所に埋め込み、調査したところ、加熱
の到達温度誤差は最大で３℃を記録したにすぎなかっ
た。したがって、精度の高い均一加熱が行われており、
整合器を装備する必要が無く、かつ反射波の少なさか
ら、アイソレーターを装備する必要も無いことを確認し
た。
【００４２】
【発明の効果】マイクロ波を使用した装置は、電子レン
ジ以外の工業用途には普及が遅れているのが現状であっ
た。このことの大きな理由のひとつにアイソレーターや
整合器といった付帯設備が大変高価であることがあげら
れる。当該技術によりマグネトロンに損傷を与えずにか
つ高い加熱効率を得ながら、アイソレーターおよび整合
器を省略することができる。このことより装置の製造コ
ストを大幅に下げることができるのと同時に、加熱整合
性の高さから、低コストで品質の高い様々な商品の開発
に寄与する。
ジ以外の工業用途には普及が遅れているのが現状であっ
た。このことの大きな理由のひとつにアイソレーターや
整合器といった付帯設備が大変高価であることがあげら
れる。当該技術によりマグネトロンに損傷を与えずにか
つ高い加熱効率を得ながら、アイソレーターおよび整合
器を省略することができる。このことより装置の製造コ
ストを大幅に下げることができるのと同時に、加熱整合
性の高さから、低コストで品質の高い様々な商品の開発
に寄与する。
【００４３】 マイクロ波はＯＮ時点での瞬時の動作開始
およびＯＦＦ時点での瞬時の動作停止ができ、かつ物質
の内部を効率的に加熱できる大変有用なエネルギーであ
り、その普及には大変大きな効果が期待されるところで
ある。これを当技術によって、乾燥分野、濃縮分野、殺
菌分野、焙煎分野、解凍分野等の広い産業にわたって利
用していくことを可能とするものである。
およびＯＦＦ時点での瞬時の動作停止ができ、かつ物質
の内部を効率的に加熱できる大変有用なエネルギーであ
り、その普及には大変大きな効果が期待されるところで
ある。これを当技術によって、乾燥分野、濃縮分野、殺
菌分野、焙煎分野、解凍分野等の広い産業にわたって利
用していくことを可能とするものである。
【図１（１）】（ａ）は本発明の一実施例を示す概略説
明図で、導波管内に反射器具を設けた場合を示し、
（ｂ）は導波管にストレート管を設けた場合を示す。
明図で、導波管内に反射器具を設けた場合を示し、
（ｂ）は導波管にストレート管を設けた場合を示す。
【図１（２）】（ｃ）は導波管にストレート管を設けた
場合の概略説明図で、（ｄ）はオーブンとストレート管
を一体に形成した場合の概略説明図ある。
場合の概略説明図で、（ｄ）はオーブンとストレート管
を一体に形成した場合の概略説明図ある。
【図２】（ａ）は導波管の形状例および該導波管内部に
設置する反射器具の設置例を示す正面図、（ｂ）は
（ａ）の側面断面図で、（ｃ）は導波管の形状例および
該導波管内部に設置する反射器具の設置例を示す正面
図、（ｄ）は（ｃ）の側面断面図である。
設置する反射器具の設置例を示す正面図、（ｂ）は
（ａ）の側面断面図で、（ｃ）は導波管の形状例および
該導波管内部に設置する反射器具の設置例を示す正面
図、（ｄ）は（ｃ）の側面断面図である。
【図３】（ａ）は導波管内部に設置する反射器具の形状
例を示す正面概略図、（ｂ）は（ａ）の側面概略図で、
（ｃ）は導波管内部に設置する反射器具の形状例を示す
正面概略図、（ｄ）は（ｃ）の側面概略図である。
例を示す正面概略図、（ｂ）は（ａ）の側面概略図で、
（ｃ）は導波管内部に設置する反射器具の形状例を示す
正面概略図、（ｄ）は（ｃ）の側面概略図である。
【図４】オーブン内に設置する金属製で固定のマイクロ
波の反射拡散器具の設置例を示す概略説明図である。
波の反射拡散器具の設置例を示す概略説明図である。
【図５（１）】（ａ）は羽根型反射拡散器具の形状例を
示す概略正面図で、（ｂ）は（ａ）の概略側面図で、
（ｃ）は羽根型反射拡散器具の部分的斜視図である。
示す概略正面図で、（ｂ）は（ａ）の概略側面図で、
（ｃ）は羽根型反射拡散器具の部分的斜視図である。
【図５（２）】（ａ）は円錐型反射拡散器具の形状例を
示す概略説明図、（ｂ）は釣り鐘型反射拡散器具の形状
例を示す概略説明図、（ｃ）は角錐型反射拡散器具の形
状例を示す概略説明図である。
示す概略説明図、（ｂ）は釣り鐘型反射拡散器具の形状
例を示す概略説明図、（ｃ）は角錐型反射拡散器具の形
状例を示す概略説明図である。
【図６】（ａ）はオーブンのマイクロ波投入口の対面設
置の説明例を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図、
（ｃ）は（ａ）の平面図である。
置の説明例を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図、
（ｃ）は（ａ）の平面図である。
【図７】組合せ構造例を示す概略説明図である。
１ オーブン １ａ 投入口にフランジを有するオーブン １ｂ 投入口にストレート管を有するオーブン ２ オーブン内に設置した固定のマイクロ波の反射拡散
器具 ３ マイクロ波投入口 ４ マイクロ波投入口（あるいは請求項７のストレート
管）に接続する導波管 ５ ４の導波管内部の所定の位置に設置したマイクロ波
の反射器具 ６ 導波管 ７ マイクロ波発振器 ８ 接続フランジ ９ マイクロ波投入口および４の導波管に接続するスト
レート管
器具 ３ マイクロ波投入口 ４ マイクロ波投入口（あるいは請求項７のストレート
管）に接続する導波管 ５ ４の導波管内部の所定の位置に設置したマイクロ波
の反射器具 ６ 導波管 ７ マイクロ波発振器 ８ 接続フランジ ９ マイクロ波投入口および４の導波管に接続するスト
レート管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−223959（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−245183（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−65487（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−221886（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−141246（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−29884（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭60−42477（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 6/70 - 6/74
Claims (11)
- 【請求項１】 マイクロ波による被加熱物を加熱する加
熱方法であって、マイクロ波発振器から発振するマイク
ロ波をオーブンに投入するための該オーブンに接続する
導波管の形状を、オーブンに向かって入射するマイクロ
波の進行を妨げない形状とし、かつオーブン側の導波管
開口部の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の
断面積よりも大きな形状とし、該導波管内部の所定の位
置に設けたマイクロ波の反射器具がオーブンに向かって
入射するマイクロ波の進行を妨げない所定の大きさの側
面円錐形、角錐形又は釣り鐘形状であり、該反射器具の
底側をオーブン側に向けることによってオーブンから前
記マイクロ波発振器側に向かうマイクロ波の反射波の大
部分を該反射器具の底側で反射させてオーブン側に再度
戻し得るようにしてマイクロ波の反射波を格段に低減さ
せ加熱整合を促進させることを特徴とする被加熱物の加
熱方法。 - 【請求項２】 上記オーブン側の導波管開口部の断面積
をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断面積よりも大
きな形状とし、さらにその大きな形状としたオーブン側
の導波管開口部と同じ大きさで同じ形状の開口部を有す
る所定の長さの金属製のストレート管を通してマイクロ
波をオーブンに投入することでマイクロ波の入射波の整
合を向上せしめ、マイクロ波の反射波を格段に低減させ
加熱整合をさらに向上せしめることを特徴とする請求項
１記載の被加熱物の加熱方法。 - 【請求項３】 マイクロ波による被加熱物を加熱する加
熱方法であって、マイクロ波発振器から発振するマイク
ロ波をオーブンに投入するための該オーブンに接続する
導波管の形状を、オーブンに向かって入射するマイクロ
波の進行を妨げない形状とし、かつオーブン側の導波管
開口部の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の
断面積よりも大きな形状とし、該導波管内部の所定の位
置に設けたマイクロ波の反射器具によってオーブンから
前記マイクロ波発振器側に向かうマイクロ波の反射波の
大部分を該反射器具で反射させてオーブン側に再度戻し
得るようにし、さらにその大きな形状としたオーブン側
の導波管開口部と同じ大きさで同じ形状の開口部を有す
る所定の長さの金属製のストレート管を通してマイクロ
波をオーブンに投入するとともに、オーブンのマイクロ
波投入口よりオーブン内側に所定の距離を置き、かつ該
マイクロ波投入口の正面の所定の位置に設置した金属製
の反射拡散器具にて、オーブンに入射するマイクロ波を
所定の率で反射拡散し、かつ反射拡散されるマイクロ波
の大部分をオーブン内の該反射拡散器具の位置よりも内
側に導入してマイクロ波の反射波を格段に低減させ加熱
整合をさらに促進させることを特徴とする被加熱物の加
熱方法。 - 【請求項４】 マイクロ波による被加熱物を加熱する加
熱方法であって、マイクロ波発振器から発振するマイク
ロ波をオーブンに投入するための該オーブンに接続する
導波管の形状を、オーブンに向かって入射するマイクロ
波の進行を妨げない形状とし、かつオーブン側の導波管
開口部の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の
断面積よりも大きな形状とし、該導波管内部の所定の位
置に設けたマイクロ波の反射器具によってオーブンから
前記マイクロ波発振器側に向かうマイクロ波の反射波の
大部分を該反射器具で反射させてオーブン側に再度戻
し、さらにその大きな形状としたオーブン側の導波管開
口部と同じ大きさで同じ形状の開口部を有する所定の長
さの金属製のストレート管を通してマイクロ波をオーブ
ンに投入するとともに、オーブンのマイクロ波投入口よ
り所定の距離を置き、かつ該マイクロ波投入口の正面の
オーブン内の所定の位置に設置した金属製の反射拡散器
具にて、オーブンに入射するマイクロ波を所定の率で反
射拡散し、かつ反射拡散されるマイクロ波の大部分をオ
ーブンにおける該反射拡散器具の位置よりも内側に導入
し、さらにオーブンに複数のマイクロ波投入口を設け、
向かい合うマイクロ波投入口をそれぞれ対面の位置に設
置しマイクロ波を投入することでマイクロ波による均一
加熱を促進してマイクロ波の反射波を格段に低減させ加
熱整合をさらに促進させることを特徴とする被加熱物の
加熱方法。 - 【請求項５】 マイクロ波によるオーブン内の被加熱物
を加熱する加熱装置であって、オーブンに接続する導波
管の形状を、オーブンに向かって入射するマイクロ波の
進行を妨げない形状とし、かつオーブン側の導波管開口
部の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断面
積よりも大きな形状とし、該導波管の内部の所定の位置
に、オーブンに向かって入射するマイクロ波の進行を妨
げない所定の大きさの側面円錐形、角錐形又は釣り鐘形
状の金属製の反射器具をその底側をオーブン側に向けた
状態で取り付けたことを特徴とする被加熱物の加熱装
置。 - 【請求項６】 請求項５において、オーブン側の導波管
開口部の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の
断面積よりも大きな形状とし、その大きな形状としたオ
ーブン側の導波管開口部の先端に、断面積が同じ大きさ
で同じ形状の所定の長さの金属製ストレート管を設置
し、そのストレート管をオーブンのマイクロ波投入口に
接続したことを特徴とする請求項５記載の被加熱物の加
熱装置。 - 【請求項７】 請求項６記載の金属製ストレート管をオ
ーブンのマイクロ波投入口側に一体に形成したことを特
徴とする被加熱物の加熱装置。 - 【請求項８】 マイクロ波によるオーブン内の被加熱物
を加熱する加熱装置であって、オーブン内に設置する金
属製で固定のマイクロ波反射拡散器具はオーブン内のマ
イクロ波投入口の正面の位置にあり、マイクロ波投入口
より所定の距離を置いてオーブン内に設置し、該反射拡
散器具の構造は、複数枚数の断面Ｖ字型またはＵ字型の
所定の長さおよび所定の幅の羽根を中心近辺から放射状
に形成し、それらの羽根のＶ字またはＵ字の頂点線側を
オーブンのマイクロ波投入口に向けた構造としたことを
特徴とする被加熱物の加熱装置。 - 【請求項９】 金属製で固定のマイクロ波反射拡散器具
はオーブン内のマイクロ波投入口の正面の位置にあり、
マイクロ波投入口より所定の距離を置いてオーブン内に
設置し、該反射拡散器具は所定の大きさの側面円錐型、
釣り鐘型あるいは角錐型に形成し、その頂点側をマイク
ロ波投入口側に向けた構造としたことを特徴とする請求
項８記載の被加熱物の加熱装置。 - 【請求項１０】 マイクロ波によるオーブン内の被加熱物
を加熱する加熱装置であって、オーブンに接続する導波
管の形状を、オーブンに向かって入射するマイクロ波の
進行を妨げない形状とし、かつオーブン側の導波管開口
部の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断面
積よりも大きな形状とし、該導波管の内部の所定の位置
に、オーブンに向かって入射するマイクロ波の進行を妨
げない所定の大きさの側面円錐形、角錐形又は釣り鐘形
状の金属製の反射拡散器具をその底側をオーブン側に向
けた状態で取り付け、さらにオーブン側の導波管開口部
の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断面積
よりも大きな形状とし、その大きな形状としたオーブン
側の導波管開口部の先端に、断面積が同じ大きさで同じ
形状の所定の長さの金属製ストレート管を設置し、その
ストレート管をオーブンのマイクロ波投入口に接続する
か、あるいはそのストレート管をオーブンのマイクロ波
投入口側に一体に形成して接続するとともに、オーブン
内に設置する金属製で固定のマイクロ波反射拡散器具は
オーブン内のマイクロ波投入口の正面の位置にあり、マ
イクロ波投入口より所定の距離を置いてオーブン内に設
置し、入射するマイクロ波を所定の率でオーブン内で反
射拡散しかつ反射拡散されるマイクロ波の大部分をオー
ブン内の該反射拡散器具の位置よりも内側に導入できる
構造としたことを特徴とする被加熱物の加熱装置。 - 【請求項１１】 マイクロ波によるオーブン内の被加熱
物を加熱する加熱装置であって、オーブンに接続する導
波管の形状を、オーブンに向かって入射するマイクロ波
の進行を妨げない形状とし、かつオーブン側の導波管開
口部の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断
面積よりも大きな形状とし、該導波管の内部の所定の位
置に、オーブンに向かって入射するマイクロ波の進行を
妨げない所定の大きさの側面円錐形、角錐形又は釣り鐘
形状の金属製の反射拡散器具をその底側をオーブン側に
向けた状態で取り付け、さらにオーブン側の導波管開口
部の断面積をマイクロ波発振器側の導波管開口部の断面
積よりも大きな形状とし、その大きな形状としたオーブ
ン側の導波管開口部の先端に、断面積が同じ大きさで同
じ形状の所定の長さの金属製ストレート管を設置し、そ
のストレート管をオーブンのマイクロ波投入口に接続す
るか、あるいはそのストレート管をオーブンのマイクロ
波投入口側に一体に形成して接続するとともに、オーブ
ン内に設置する金属製で固定のマイクロ波反射拡散器具
はオーブン内のマイクロ波投入口の正面の位置にあり、
マイクロ波投入口より所定の距離を置いてオーブン内に
設置し、入射するマイクロ波を所定の率でオーブン内で
反射拡散しかつ反射拡散されるマイクロ波の大部分をオ
ーブン内の該反射拡散器具の位置よりも内側に導入でき
る構造とし、さらにオーブンに複数のマイクロ波投入口
を設け、向かい合うマイクロ波投入口をそれぞれ対面の
位置に設置したことを特徴とする被加熱物の加熱装置。
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