JPH10284246A - 電子レンジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品の負荷量とはかかわりなしに電子レンジ
の出力を一様に保持させ、また、食品の負荷量の変動に
伴うインピーダンスの変化を最小化してキャビティー内
の電界分布を一様に保持させる電子レンジを提供する。 【解決手段】 マグネトロンから生成されたマイクロ波
を導波管２１を通してキャビティー４０内に噴射してキ
ャビティー４０内の食品を誘電加熱して調理をする電子
レンジにおいて、前記導波管が前記マグネトロンから生
成されたマイクロ波を多岐に分割してキャビティー４０
内に噴射させ、分割されたそれぞれのマイクロ波を相違
する位相としてキャビティー４０内に噴射させるように
なっていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波を食品
に加えて食品を加熱調理する電子レンジに係り、とく
に、調理をしようとする食品の負荷変動による導波管の
インピーダンス変化を最小化して食品の負荷量とはかか
わりなしに電子レンジの出力を一様に保持させるととも
に、キャビティー内の電界分布を一様に保持させるよう
になっている電子レンジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子レンジは、マグネト
ロンから生成されたマイクロ波を導波管を通してキャビ
ティー内に噴射してキャビティー内に位置された食品を
誘電加熱して調理をするようになっている。図ｌは、従
来の実施形態１による電子レンジの導波管の概略断面図
であり、図２は図１に示す導波管の噴射構造解析図であ
って、導波管１の一側面にはマグネトロン３が挿入され
るマグネトロン挿入口９が形成され、該導波管ｌの他側
面には前記マグネトロン３から生成されたマイクロ波を
キャビティー内に噴射するための長方形の開口部７が形
成されている。

【０００３】前記マグネトロン３から生成されたマイク
ロ波は、導波管１を通してキャビティー５内に噴射さ
れ、該マイクロ波がキャビティー５内の食品に加えられ
て食品を誘電加熱するようになる。ここで、図２に示す
ように、マグネトロン３の出力（ｐｏｅｗｒ）をＰｉｎ
といい、キャビティー５内の特定位置にたいする出力を
Ｐｏｕｔであるとすれば、Ｐｏｕｔは下記の数式（１）
〜（３）により求められる。

【数１】

【数２】

【数３】

【０００４】前記数式（１）〜（３）において、Ｅｓは
マグネトロン３から生成されたマイクロ波により形成さ
れた電界エネルギー、つまり、入力電界エネルギーであ
り、Ｅｙはキャビティー５内の特定位置での電界エネル
ギー、つまり、出力電界エネルギーである。前記マグネ
トロン３の出力は、前記マグネトロンから生成されたマ
イクロ波により形成された電界の強さＥｓを自乗した値
として得られる。さらに、前記マグネトロン３から生成
されたマイクロ波は特定位相、つまり、サイン波である
ため、キャビティー５内の特定位置での電界エネルギー
Ｅｙは前記マイクロ波により形成された電界エネルギー
Ｅｓにサイン項ｓｉｎ（ｘ）を掛けられた形であり、こ
の電界エネルギーＥｙの自乗値がキャビティー内の特定
位置での出力Ｐｏｕｔである。

【０００５】したがって、キャビティー５内の特定位置
での出力Ｐｏｕｔはマグネトロンの出力Ｐｉｎにサイン
項ｓｉｎ（ｘ）を掛けられた形となるが、このサイン項
ｓｉｎ（ｘ）は調理をしようとする食品の負荷の変動に
伴ってその値つまり、位相が変化するため、キャビティ
ー５内の特定位置での出力Ｐｏｕｔもまた負荷の変動に
伴って変化するようになる。上記のように、食品の負荷
量の変動に伴う導波管のインピーダンス特性は、図３の
極性図のように図示でき、図３ではマイクロ波の周波数
の範囲が２．４４〜２．４７ＧＨｚの状態で負荷が２０
００ｃｃの水、１０００ｃｃの水、５００ｃｃの水、１
００ｃｃの水の場合の導波管のインピーダンス特性を示
したものである。

【０００６】図３に示すように、負荷が２０００ｃｃの
水の場合には、定在波比ＶＳＷＲ、すなわち、導波管の
インピーダンスが小となり、電子レンジの出力が大にな
る反面、負荷が１００ｃｃの水の場合には定在波比ＶＳ
ＷＲ、すなわち、導波管のインピーダンスが大となり電
子レンジの出力が少なくなる。すなわち、食品の負荷量
が大の場合には電子レンジの出力がやや高いが、負荷量
が少ないときには導波管のインピーダンスが増加されて
電子レンジの出力が低下するという問題点があった。ま
た、調理をしようとする食品の負荷量の変化により導波
管のインピーダンス変化が大きくなりキャビティー内の
電界の分布が一様にならないとの問題点があった。

【０００７】さらに、電子レンジの出力を向上させるた
めには導波管のインピーダンスとキャビティーのインピ
ーダンスをマッチングさせるべきであるが、上記のごと
き構造の導波管は特定のキャビティーとインピーダンス
マッチングをもつように設計されるため、１つの導波管
を数種のキャビティーに適用できず、それぞれのキャビ
ティーごとに導波管を別に設計しなければならないとい
う難点があった。

【０００８】一方、１９９４年４月２２日付の特開平６
−１１１９３３号に開示された電子レンジのウェーブガ
イドシステムは、電子レンジのキャビティー内の食品の
均一加熱性能を向上させ、導波管を短かく構成して電気
部品の配置を容易ならしめるものであって、図４に示す
ように、一側壁に一対の相違する電波供給穴１１ａ、１
１ｂを有し、調理をしようとする食品を収納するキャビ
ティー１２と、前記電波供給穴１１ａ、１１ｂをもつ側
壁から隔離され、前記電波供給穴１１ａ、１１ｂ間に位
置され、λｇの周波数をもつマイクロ波をアンテナ１３
を通して生じるマグネトロン１４と、アンテナ１３から
λｇ／４の距離をおいて隔離され、アンテナ１３にたい
し平行な段落面を有し、電波供給穴１１ａ、１１ｂをカ
バーし、前記マグネトロン１４を支持し、前記電波供給
穴１１ａ、１１ｂを通ったマイクロ波を前記キャビティ
ー１２にガイドする導波管１５を具備し、前記マグネト
ロン１４から発生された電波により前記導波管１５内で
定在波を形成してから、前記電波供給穴１１ａ、１１ｂ
を通して前記キャビティー１２内に放射して食品を一様
に加熱する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かように構
成された上記従来の電子レンジのウェーブガイドシステ
ムは、キャビティー１２の一側に一対の相違する電波供
給穴を穿設し、マグネトロンから生じたマイクロ波を前
記一対の電波供給穴に通してキャビティー内に放射する
ことにより、単にマイクロ波の分散性能を改善して食品
の均一加熱性能を向上させたものであって、食品の負荷
量の変動に伴う電子レンジの出力変動に適切に対応でき
ないという問題点があった。

【００１０】そこで、本発明は、上記種々の問題点を解
決するためになされたものであって、導波管の構造を改
善して調理をしようとする食品の負荷量の変動によるイ
ンピーダンスの変化を最小化して食品の負荷量とはかか
わりなしに電子レンジの出力を一様に保持させる電子レ
ンジを提供することにある。さらに、本発明のほかの目
的は、食品の負荷量の変動に伴うインピーダンスの変化
を最小化してキャビティー内の電界分布を一様に保持さ
せる電子レンジを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による電子レンジは、導波管がマグネトロ
ンに結合されて前記マグネトロンから生成されたマイク
ロ波を伝達された入力導波管と、前記入力導波管に連通
されて入力導波管を通して伝達されたマイクロ波をキャ
ビティー内に噴射する第ｌの出力導波管と、前記入力導
波管に連通されて入力導波管を通して伝達されたマイク
ロ波を前記第１の出力導波管を通じてキャビティー内に
噴射されるマイクロ波と相違した位相をもつようにして
キャビティー内に噴射する第２の出力導波管とからな
り、前記マグネトロンから生成されたマイクロ波を多岐
に分割して、この分割されたマイクロ波が相違する位相
をもつようにしてキャビティー内に噴射させることによ
り食品の負荷量の変動によるインピーダンスの変化を最
小化して食品の負荷量とはかかわりなしに電子レンジの
出力を一様に保持させ、キャビティー内の電界分布を一
様に保持させうることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による一実施形態に
ついて添付図面に沿って詳述する。図５は、本発明の実
施形態１による電子レンジの導波管の概略図であって、
図５に示す導波管はキャビティーの上部でマイクロ波を
キャビティー内に噴射させるトップフィーディング方式
の導波管である。図５に示すように、本発明の実施形態
ｌによる導波管は、一体に形成された入力導波管２１
と、第１、２の出力導波管２３、２５とからなり、該第
１、２の出力導波管は中間スタープ２７により分離形成
され、前記第１、２の出力導波管２３、２５にはマイク
ロ波をキャビティー内に噴射させる複数の開口部２９が
それぞれ配成されている。

【００１３】前記入力導波管２１は図示のないマグネト
ロンと結合されてマグネトロンから生成されたマイクロ
波を第１、２の出力導波管２３、２５に伝達されるよう
になっており、前記第１の出力導波管２３は前記入力導
波管２１に連通されて入力導波管２１を通して伝達され
た開口部２９を通してマイクロ波をキャビティー内に噴
射するようになっている。さらに、第２の出力導波管２
５は、前記入力導波管２１に連通されて入力導波管２１
を通して伝達されたマイクロ波を前記第ｌの出力導波管
２３を通してキャビティー内に噴射されたマイクロ波と
相違する位相をもつようにしてキャビティー内に噴射さ
れるようになっている。

【００１４】ここで、前記第１、２の出方導波管２３、
２５は、それぞれサイン波とコサイン波をキャビティー
内に噴射するように設計され、第１の出力導波管２３を
通してキャビティー内に噴射されるマイクロ波はサイン
波であり、前記第２の出力導波管２５を通してキャビテ
ィーに噴射されるマイクロ波はコサイン波である。

【００１５】さらに、図６は本発明の実施形態２による
電子レンジの導波管の概略斜視図であって、図６に示す
導波管はキャビティーの側面でマイクロ波をキャビティ
ー内に噴射する方式の導波管である。図６に示すよう
に、本発明の実施形態２による導波管は、一体形に形成
された入力導波管３１と、第１、２の出力導波管３３、
３５とからなり、該第１、２の出力導波管３３、３５は
前記入力導波管３１の下部の両側に形成されている。

【００１６】さらに、前記第１、２の出力導波管３３、
３５は中間スターブ３７により分離されて形成され、前
記第１、２の出力導波管３３、３５にはマイクロ波をキ
ャビティー４０内に噴射させる２つの開口部３９がそれ
ぞれ配設されている。前記入力導波管３１は、図示のな
いマグネトロンが挿固されたマグネトロン挿入口４１が
形成され、前記マグネトロンと結合されてマグネトロン
から生成されたマイクロ波を第１、２の出力導波管３
３、３５に伝達するようになっており、前記第１の出力
導波管３３は前記入力導波管３１に連通されて入力導波
管３１を通して伝達されたマィクロ波をキャビティー４
０内に噴射されるようになっている。

【００１７】さらに、第２の出力導波管３５は前記入力
導波管３１に連通されて入力導波管３１を通して伝達さ
れたマイクロ波を前記第１の出力導波管３３を通じてキ
ャビティー４０内に噴射されるマイクロ波と相違する位
相をもつようにしてキャビティー４０内に噴射するよう
になっている。ここで、前記第１、２の出力導波管３
３、３５はそれぞれサイン波とコサイン波をキャビティ
ー４０内に噴射するように設計され、第１の出力導波管
３３を通じてキャビティー４０内に噴射されたマイクロ
波はサイン波であり、前記第２の出力導波管３５を通し
てキャビティー４０内に噴射されたマイクロ波はコサイ
ン波である。

【００１８】さらに、前記第１、２の出力導波管３３、
３５の長さは位相が零（０）となる位置に決定されるた
め、第２の出力導波管３５の長さより第１の出力導波管
３３の長さが反位相長めに設計され、第１、２の出力導
波管３３、３５で相違する位相、すなわち、サイン波と
コサイン波が出力される。また、前記第１、２の出力導
波管３３、３５間に位置された中間スターブ３７の高さ
と幅を調整することにより、導波管のインピーダンスを
自在に調整することができる。

【００１９】さらに、前記第１、２の出力導波管３３、
３５に形成された開口部３９は下記のような数式（４）
を満足させるように設計される。

【数４】 前記数式（４）においてＸ、Ｙはそれぞれ開口部の伝導
率であり、Ｇ１、Ｇ２はそれぞれ出力導波管の伝導率で
ある。以下、上記のごとく構成された本発明の実施形態
１、２の作用、効果について述べる。本発明の実施形態
１では、マイクロ波が入力導波管２１を通して第１、２
の出力導波管２３、２５に伝達される。すなわち、マグ
ネトロンから生成されたマイクロ波の一部は第１の出力
導波管２３に伝達され、残余部分は第２の出力導波管２
５に伝達される。

【００２０】さらに、前記第１、２の出力導波管２２、
２５は、前記入力導波管２１を通して伝達されたマイク
ロ波を開口部２９を通してキャビティー内に噴射する。
この際、前記第１、２の出力導波管２３、２５は相違す
る位相のマイクロ波、すなわち、サイン波とコサイン波
をそれぞれキャビティー内に出力する。一方、本発明の
実施形態２では、前記の本発明の実施形態１と同様に、
マグネトロンから生成されたマイクロ波が入力導波管３
１を通して入力導波管３１の下部に位置された第１、２
の出力導波管３３、３５に伝達される。

【００２１】さらに、前記第１、２の出力導波管３３、
３５は、前記入力導波管３１を通して伝達されたマイク
ロ波を開口部３９を通してキャビティー４０内に噴射す
るようになっているが、この際、前記第１、２の出力導
波管３３、３５は相違する位相のマイクロ波、すなわ
ち、サイン波とコサイン波をそれぞれ出力する。図７は
本発明の実施形態２による電子レンジ導波管の噴射構造
解析図であって、図７に示す導波管の噴射構造解析図は
本発明の実施形態１においても同様に適用されうる。

【００２２】本発明の実施形態２による電子レンジにお
いてマグネトロンの出力Ｐｉｎにたいするキャビティー
４０内の特定位置での出力Ｐｏｕｔは数式（５）〜（１
２）により求められる。

【数５】

【数６】

【数７】

【数８】

【数９】

【数１０】

【数１１】

【数１２】 前記数式（５）〜（１２）において、Ｅｏはマグネトロ
ンから生成されたマイクロ波により形成された電界エネ
ルギー、つまり、入力電界エネルギーであり、Ｅｙはキ
ャビティー内の特定位置での電界エネルギー、つまり、
出力電界エネルギーである。

【００２３】前記マグネトロンの出力Ｐｉｎはマグネト
ロンから生成されたマイクロ波により形成された電界エ
ネルギーＥｏを自乗値で求められるが、該マイクロ波が
第１、２の出力導波管３３、３５を通じてそれぞれサイ
ン波とコサイン波に出力される。さらに、キャビティー
４０内の特定位置でのそれぞれの電界エネルギーＥｙ１
Ｅｙ２、Ｅｙ３、Ｅｙ４は前記それぞれの出力導波管３
３、３５に伝達されたマイクロ波により形成された電界
エネルギーＥ’ｏにサイン項ｓｉｎ（ｘ）とコサイン項
ｃｏｓ（ｘ）をそれぞれ掛けて求められ、該電界エネル
ギーＥｙ１、Ｅｙ２、Ｅｙ３、Ｅｙ４をそれぞれ自乗し
て加算した値がキャビティー内の特定位置での出力Ｐｏ
ｕｔである。

【００２４】したがって数式１２に表されたように、キ
ャビティー４０内の特定位置での出力Ｐｏｕｔはマグネ
トロンの出力Ｐｉｎと同様に一定である。すなわち、電
子レンジの出力はそれぞれの出力導波管３３、３５の開
口部３９で噴射されたマイクロ波エネルギーの和で表さ
れるが、前記それぞれの開口部３９を通して噴射される
マイクロ波が相互に対称される大きさと位相を有してい
るため、マイクロ波エネルギーの大きさはそれぞれの開
口部３９を通して噴射されるマイクロ波の和となり位相
は相互に相殺されて一定の出力を発生するようになる。

【００２５】さらに、図８は本発明の実施形態２による
導波管のインピーダンスの変化を示す極性図であって、
本発明の実施形態１により導波管にも同様に適用され
る。図８に示すように、第１の出力導波管３３の開口部
３９を閉塞して負荷変動をあたえてインピーダンスを測
定すると、図８の極性図の左側Ａに示すよう導波管のイ
ンピーダンス、すなわち、定在波比と位相が変化され
る。さらに、第２の出力導波管３５の開口部３９を閉塞
して負荷の変動をあたえてインピーダンスを測定する
と、図８の極性図の右側Ｂに示すように、導波管のイン
ピーダンス、すなわち、定在波比と位相が変換される。

【００２６】すなわち、第１の出力導波管３３の開口部
３９を閉塞して負荷変動をあたえる場合の導波管のイン
ピーダンスの変化と、第２の出力導波管３５の開口部３
９を閉塞して負荷変動をあたえる場合の導波管のインピ
ーダンスの変化は相反されるため、これらの和はインピ
ーダンスの変化が相殺されインピーダンスの変化が相対
的に少なくなる。上記のように、導波管の食品の負荷量
の変動に伴なうインピーダンスの特性は、図９の極性図
のように図示でき、この図９では図３と同様にマイクロ
波の周波数の範囲が２．４４〜２．４７ＧＨｚなる状態
で負荷が２０００ｃｃの水、１０００ｃｃの水、５００
ｃｃの水、１００ｃｃの水の場合の導波管のインピーダ
ンス特性を図示したものである。

【００２７】図９に示すインピーダンスの変化特性は図
３に示すインピーダンスの変化特性と比較してみると、
本発明では定在波比ＶＳＷＲ、すなわち、導波管のイン
ピーダンスが従来に比して少なくなり、電子レンジの出
力が大きい。とりわけ、負荷が少ない場合、定在波比Ｖ
ＳＷＲ、すなわち、導波管のインピーダンスがきわめて
小となり電子レンジの出力が大となる。また、調理をし
ようとする食品の負荷量の変化により導波管のインピー
ダンス変化が小となり、電界の分布が一様になる。

【００２８】

【発明の効果】上述のように、本発明は、マグネトロン
から生成されたマイクロ波を多岐に分割してキャビティ
ー内に噴射するが、分割されたそのマイクロ波が相違す
る位相をもつようにしてキャビティー内に噴射すること
により、調理をしようとする食品の負荷の変動により導
波管のインピーダンスの変化を最小化して食品の負荷量
とはかかわりなしに電子レンジの出力を所定に保持させ
るとともに、キャビティー内の電界分布を一様に保持さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の実施形態１による電子レンジの導波管
の概略断面図。

【図２】 図１の導波管の噴射構造解析図。

【図３】 図１の導波管の負荷別インピーダンスの特性
を示す極性図。

【図４】 従来の実施形態２による電子レンジの導波管
の概略断面図。

【図５】 本発明の実施形態１による電子レンジの導波
管の概略図。

【図６】 本発明の実施形態２による電子レンジの導波
管の概略斜視図。

【図７】 本発明の実施形態２による電子レンジの導波
管の噴射構造解析図。

【図８】 本発明の実施形態による導波管のインピーダ
ンス特性を示す極性図。

【図９】 本発明の実施形態２による導波管の負荷別イ
ンピーダンス特性を示す極性図。

【符号の説明】

２１、３１…入力導波管 ２３、３３…第１の出力導波
管 ２５、３５…第２の出力導波管 ２７、３７…中間
スターブ ２９、３９…開口部 ４０…キャビティー
４１…マグネトロン挿入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辛 鍾燮 大韓民国京畿道水原市勸善區細柳二洞1166 −10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネトロンから生成されたマイクロ波
   を導波管を通してキャビティー内に噴射してキャビティ
   ー内の食品を誘電加熱して調理をする電子レンジにおい
   て、前記導波管が前記マグネトロンから生成されたマイ
   クロ波を多岐に分割してキャビティー内に噴射させるよ
   うになっているが、分割されたそれぞれのマイクロ波を
   相違する位相としてキャビティー内に噴射させるように
   なっていることを特徴とする電子レンジ。
2. 【請求項２】 前記導波管は、前記マグネトロンに結合
   されて前記マグネトロンから生成されたマイクロ波を伝
   達された入力導波管と、前記入力導波管に連通されて入
   力導波管を通して伝達されたマイクロ波をキャビティ内
   に噴射させる第１の出力導波管と、前記入力導波管に連
   通されて入力導波管を通して伝達されたマイクロ波を前
   記第１の出力導波管を通じてキャビティー内に噴射され
   るマイクロ波と相違の位相をもつようにしてキャビティ
   ー内に噴射する第２の出力導波管とからなることを特徴
   とする請求項１に記載の電子レンジ。
3. 【請求項３】 前記第２の出力導波管は、前記マグネト
   ロンから生成されたマィクロ波を前記第１の出力導波管
   を通じてキャビティー内に噴射されるマイクロ波と９０
   度の位相差をもつようにしてキャビティー内に噴射され
   るようになっていることを特徴とする請求項２に記載の
   電子レンジ。
4. 【請求項４】 前記第１、２の出力導波管は、導波管内
   の中間部に位置されたスターブにより分離されてそれぞ
   れ形成された構造となっていることを特徴とする請求項
   ２に記載の電子レンジ。
5. 【請求項５】 前記第１、２の出力導波管は、マイクロ
   波をキャビティー内に噴射する少なくとも１つ以上の開
   口部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載
   の電子レンジ。