JPH1140339A - マイクロ波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱室に被加熱物を上下２段に重ねて、回転
させながら同時に加熱するマイクロ波加熱装置におい
て、上下段に等しい量の被加熱物を収納した場合に両被
加熱物を均等にかつ高効率に加熱できるようにする。 【解決手段】 そのため、加熱室１の側壁に設けた給電
口８の上下方向寸法の略中央部に、金属体で構成した載
置棚３の周縁部１５を配置し、その載置面１３で仕切ら
れる上部空間１６と下部空間１７にマイクロ波を均等分
散させる。かつ、その載置面１３に開口部２２を有する
１／２波長の整数倍の長さの複数個平行線路１８、１
９、２０を設け、それらの平行線路１８、１９、２０か
らマイクロ波を２次放射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱室内に収納さ
れる食品を加熱調理するマイクロ波加熱装置に関し、特
に、被加熱物を２段に重ねて回転皿に載置して、同時に
加熱調理する機能を備えているものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被加熱物を２段に重ねて回転皿上
に載置して同時に加熱調理する機能を備えているマイク
ロ波加熱装置には、実開昭６４−１３０４号の考案が知
られていた。

【０００３】その考案というのは、被加熱物を収納する
加熱室を備え、その加熱室にはマイクロ波を供給する給
電口と被加熱物を載置する回転皿（下段の丸皿）を備
え、その給電口は加熱室の側壁に設けられ、その回転皿
は被加熱物を載置する載置棚（上段の丸皿）を有し、そ
の載置棚は被加熱物を載置する載置面と脚部とを有する
ものであり、その載置面を給電口の上下方向寸法の略中
央部に設けた構成のものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種のマイクロ波加
熱装置にあっては、被加熱物を載置する載置棚の載置面
が給電口の上下方向寸法の略中央部に設けられており、
少なくとも上下段の両空間に等しい量の被加熱物を収納
した場合には、その載置面で仕切られる上部空間と下部
空間には均等なマイクロ波を放射することができる。

【０００５】ただし、マイクロ波の上下段への均等分散
は載置棚の材質に依存するが、上述従来の考案では、そ
の点についての言及が全くされていない。すなわち、載
置棚が誘電体で構成されている場合には、マイクロ波が
載置棚（上段の丸皿）を通過し、その上に載せられてい
る被加熱物がその直射を受け、上下方向の均等分散はで
きない。したがって、上述従来考案は載置棚が金属体で
構成されていることを前提としている。

【０００６】しかしながら、この前提において、上記従
来の考案は上下段の両空間に均等なマイクロ波を放射す
るという効果はあるが、逆に加熱効率を低下させるとい
う問題を有していた。すなわち、この種のマイクロ波加
熱装置では、マイクロ波が加熱室内で乱反射を繰返しな
がら被加熱物に吸収されるため、その時に流れるうず電
流によって抵抗損失が生じ、加熱効率を低下させてい
た。この傾向は被加熱物の量か少ないほど顕著にあらわ
れる。シュミレーションの結果では、発振器から発振さ
れたマイクロ波が被加熱物に吸収されるまでに繰り返す
乱反射は数百回にも及ぶことがあった。

【０００７】一般に、被加熱物が定格負荷量（２０００
cc）時の吸収電力に対する軽負荷時（２０００cc以下）
の吸収電力の低減比率を負荷特性と称している。被加熱
物が２００cc（上段に１００cc、下段に１００cc）の負
荷特性は、定格負荷量時に対し約６０％程度まで低下す
ることがあった。これは、うず電流による抵抗損失が大
きな要因になっていた。

【０００８】従来技術には、以上のような課題が残され
ていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものあり、その要点とするところは、 被加熱物を載置する載置棚の載置面を金属体で構成
し、その周縁部を給電口の上下方向寸法の略中央部に配
置させ、載置面で仕切られる加熱室の上部空間と下部空
間にマイクロ波の一部を均等分散させる。

【００１０】かつ、その載置面には、周縁部に開口部
を有する１／２波長の整数倍の長さの複数個の平行線路
を設け、それらの平行線路から被加熱物にマイクロ波を
２次放射し、乱反射の回数を減らす。

【００１１】これらによって、上下段への均等分散と高
効率加熱の両立をはかる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は上記のとおりのものであ
り、周縁部と給電口の位置関係により上下段の空間への
マイクロ波を均一分散するとともに、平行線路からのマ
イクロ波の２次放射によって乱反射の回数を減らし、均
等分散と高効率加熱の両立をはかるものである。

【００１３】そのために、被加熱物を収納する加熱室を
備え、その加熱室には、マイクロ波を供給する給電口と
被加熱物を載置する回転皿を備え、その給電口は加熱室
の側壁に設けられ、その回転皿は被加熱物を載置する載
置棚を有し、その載置棚は被加熱物を載置するために金
属体で構成した載置面と脚部を有し、その載置面の周縁
部を給電口の上下方向の略中央部に設けるとともに、そ
の載置面の周縁部には開口部を有する複数個の平行線路
を設け、かつ、それらの平行線路の線路の長さをそれぞ
れ波長の１／２の整数倍とする構成としている。

【００１４】複数個の平行線路を設けて作用効果を高め
るためには、 それぞれの平行線路の開口部寸法や線路の間隔を略同
一とする、 平行線路の一つを載置面の中央に設ける、 中央の平行線路に対して他の平行線路を左右対称に配
置する、等の実施の形態がある。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。

【００１６】図１において、１はマイクロ波加熱装置の
加熱室で、２は被加熱物を載置する回転皿である。この
回転皿２は耐熱性のある誘電体で構成されている。３は
回転皿２上に着脱自在に設けられた金属製の載置棚であ
る。４は載置棚３に載せられた被加熱物、５は回転皿２
に載せられた被加熱物、６は加熱装置の本体、７は操作
パネルを示す。

【００１７】図２において、８は給電口で加熱室１の側
壁（垂直壁）に設けられている。９はマグネトロンで、
１０は導波管であり、１１は回転皿２を支持する金属製
の支持台である。支持台１１はモータ１２に連結してお
り、このモータ１２の駆動力で回転する。回転皿２は支
持台１１上に着脱自在に設けられ、さらにその上には載
置棚３が載せられる。載置棚３は、載置面１３と脚部１
４からなる構造体で、載置面１３は直径3φ（mm）のス
テンレス製鋼材を円形網状に組んだものである。又、脚
部１４は、周縁部１５の一部を外周方向にＵ字型に伸ば
し、それを載置面１３対し直角方向に折り曲げ、周縁部
１５と一体的に成形したものである。

【００１８】加熱室１寸法は、幅（Ｘ方向）310・奥行
（Ｙ方向）310・高さ（Ｚ方向）225（mm）であり、導波
管１０のマイクロ波進行方向の断面の寸法は、幅90・高
さ40（mm）である。したがって、管内波長λｇは、λｇ
＝140（mm）となる。

【００１９】回転皿２は加熱室１の底部中央に配置さ
れ、載置棚３の周縁部１５は、給電口８の上下方向の中
央部と略同一となる位置に配置される。

【００２０】各部の寸法は、それぞれＬ1＝100、Ｌ2＝9
0、Ｌ3＝60、Ｌ4＝35（mm）である。 Ｌ1とＬ2は、載
置棚３の載置面１５で区切られる上部空間１６と下部空
間１７の上下方向寸法である。本実施例では、全く同一
ではない。その差は10（mm）であり、導波管の管内波長
λｇに対し、λｇ／４以下としている。この程度の差で
あれば略同一とみなすことができ、その影響は少ない。
上部空間１６と下部空間１７は略等しいので、マイクロ
波の放射特性に影響する共振モードや共振Ｑ等の基本特
性は略同一となる。

【００２１】Ｌ3は給電口８の上下方向寸法で、Ｌ4は載
置棚３の載置面１３の周縁部１５と給電口８間の距離で
ある。Ｌ4は、Ｌ4＝λｇ／４とし、Ｌ3より小さくして
いる。これは、周縁部１５と給電口８との電磁結合を高
めるためである。Ｌ4がλg／４を大幅に超えると、周縁
部１５と給電口８との電磁結合が弱まり、加熱室への直
射成分が増えることになる。又、Ｌ4がＬ3より大きいと
同じく両者の電磁結合が弱まり、加熱室への直射成分が
増えることになる。

【００２２】図３及び図４において、１８、１９、２０
は載置面１３に設けた平行線路で、２１は脚部１４に設
けた平行線路である。

【００２３】各部の寸法は、Ｌ5＝240、Ｌ6＝Ｌ11＝Ｌ1
2＝20、Ｌ7＝Ｌ8＝Ｌ14＝10、Ｌ9＝Ｌ10＝120、Ｌ13＝9
0（mm）である。

【００２４】Ｌ5は載置面１３の直径であり、平行線路
１８の線路長に相当する。したがって、平行線路１８の
線路長は、自由空間波長λに対しλ／２の４倍としてい
る。なお、加熱室１に被加熱物を収納している場合に
は、加熱室内の波長は、おおむね自由空間波長で論ずる
ことができる。

【００２５】Ｌ6は平行線路１８の間隔、Ｌ7は開口部２
２間隔を示す。Ｌ8は開口部２２の長さ寸法であり、載
置面１３の周縁部１５から外側に突き出ている部位の長
さである。Ｌ7＝10（mm）としている理由は、周縁部１
５よりも開口部２２を給電口８に近づけ、周縁部１５よ
りも開口部２２の電磁結合を高めるためである。

【００２６】Ｌ8及びＬ9はそれぞれ平行線路１９、２０
の線路長で、λ／２の120（mm）としている。Ｌ11及び
Ｌ12は同じく平行線路１９、２０の間隔である。

【００２７】Ｌ13は脚部１４の高さ寸法で、平行線路２
１の線路長に相当する。Ｌ14は平行線路２１の間隔を示
す。そのＬ13については、Ｌ13＝λ／４＝90（mm）とし
ている。

【００２８】本発明の一実施例の構成は以上のとおりで
あるが、以下のような構成上の配慮がある。

【００２９】まず、それぞれの平行線路の開口部寸法や
線路の間隔を略同一としていることである。すなわち、
載置面１３に設けた各平行線路１８、１９、２０はいず
れも線路長以外の寸法は略等しい構成にしている。これ
は、各平行線路の２次放射特性をバランスさせて均一分
散化をはかるためである。

【００３０】次に、平行線路１８、１９、２０の一つを
載置面１３の中央に設けていることである。被加熱物は
回転皿２や載置棚３の中央に置かれるチャンスが多いの
で、中央部での加熱を強化し、高効率加熱を行うためで
ある。

【００３１】さらに、中央の平行線路１８に対して他の
平行線路１９、２０を左右対称に配置していることであ
る。これによって、２次放射の均一分散をはかってい
る。

【００３２】次にその動作について説明する。

【００３３】図２において、マグネトロン９より発っせ
られる電波は導波管１０を経て給電口８から加熱室１に
供給される。この時、給電口８近傍において、図５及び
図６に示すような電磁結合が生じる。

【００３４】図５において、周縁部１３と給電口８が対
向している場合には、マイクロ波は図中Ａ方向とＢ方向
にに放射される。Ａ方向及びＢ方向のマイクロ波の強さ
（結合度）は、給電口８と周縁部１５の位置関係と上下
段の被加熱物の条件で決る。載置棚３の周縁部１５は給
電口８の上下方向の略中央に位置しており、上部空間１
６と下部空間１７は等しいので、少なくとも上下段の両
空間に等しい量の被加熱物を収納した場合には、Ａ方向
及びＢ方向、すなわち、上下方向に均等なマイクロ波が
放射される。被加熱物は均等分散されたマイクロ波によ
って加熱されるわけである。

【００３５】図６において、開口部２２と給電口８が対
向している場合には、マイクロ波はＡ方向及びＢ方向に
均等に放射される他に、Ｅ方向及びＦ方向放射にも電磁
結合が生じる。Ｅ方向及びＦ方向への電磁結合ついて
は、図７及び図８を用いて説明する。

【００３６】図７において、開口部２２からＥ方向（１
／２波長系の平行線路）を見たインピーダンスは低イン
ピーダンスとなり、Ｆ方向（１／４波長系の平行線路）
を見たインピーダンスは高インピーダンスとなる。その
ため、Ｆ方向に対しＥ方向の電磁結合が支配的に強ま
る。したがって、Ｆ方向脚部１４に設けた平行線路２１
への電磁結合は実質的にゼロとなり、載置面１３に設け
た平行線路１８、１９、２０にのみ電磁結合が生じる。

【００３７】給電口８と開口部２２とが電磁結合する
と、それぞれの平行線路１８、１９、２０にはマイクロ
波電流Ｉ1とＩ2が流れる。Ｉ1とＩ2の位相関係は、１／
２波長系の平行線路においては逆相であり、図８に示す
ように、マイクロ波は載置面１３に直交するＧ方向及び
Ｈ方向に支配的に２次放射される。これは、Ｉ1とＩ2に
よって励起される磁界が重なり合う相互作用による。

【００３８】Ｇ方向及びＨ方向の２次放射は被加熱物に
直角に向かう方向であり、乱反射の回数を低減させる。
それぞれの平行線路１８、１９、２０からはＧ方向及び
Ｈ方向の２次放射が生じる。被加熱物は、Ａ及びＢ方向
の均等分散のマイクロ波とＨ及びＧ方向の２次放射波に
よって加熱される。

【００３９】つまり、被加熱物は、図５及び図６の状態
を繰り返しながら加熱される。

【００４０】以上によって、上下段に置かれた量の等し
い被加熱物は、両者とも均等にかつ高効率に加熱される
ことになる。

【００４１】

【発明の効果】以上本発明によれば、次の効果を得る。
すなわち、 被加熱物を載置する載置棚の載置面を金属体で構成
し、その周縁部を給電口の上下方向寸法の略中央部に配
置させ、載置面で仕切られる加熱室の上部空間と下部空
間にマイクロ波の一部を均等分散させる。

【００４２】かつ、その載置面には、周縁部に開口部
を有する１／２波長の整数倍の長さの複数個の平行線路
を設け、それらの平行線路からマイクロ波の一部を２次
放射させ、乱反射の回数を減らす。

【００４３】これらによって、上下段への均等分散と高
効率加熱を両立させる。

【００４４】被加熱物が２００cc（上段に１００cc、下
段に１００cc）の負荷特性は、本発明によれば、約８０
％（改善率約１３０％）まで改善できた。また、両被加
熱物の温度上昇の差も僅少で、均等分散においても実用
上問題のないものとすることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の正面図で、ドアを取り除いた状態を示
す。

【図２】図１の要部断面図を示す。

【図３】実施例の載置棚の斜視図を示す。

【図４】図３の載置棚の載置面の平面図を示す。

【図５】図２の要部拡大図で、給電口に載置棚の周縁部
が対向している状態を示す。

【図６】図２の要部拡大図で、給電口に平行線路の開口
部が対向している状態を示す。

【図７】図３の要部拡大図を示す。

【図８】図７の要部拡大断面図を示す。

【符号の説明】

１ 加熱室 ２ 回転皿 ３ 載置棚 ８ 給電口 １３ 載置面 １４ 脚部 １５ 周縁部 １６ 上部空間 １７ 下部空間 １８、１９、２０、２１ 平行線路 ２２ 開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 厳夫 千葉県柏市新十余二３番地１ 株式会社日 立ホームテック内 (72)発明者 久田 敏彦 千葉県柏市新十余二３番地１ 株式会社日 立ホームテック内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加熱物を収納する加熱室（１）を備
   え、その加熱室にはマイクロ波を供給する給電口（８）
   と被加熱物を載置する回転皿（２）を備え、その給電口
   は前記加熱室の側壁に設けられ、その回転皿は被加熱物
   を載置する載置棚（３）を有し、その載置棚は被加熱物
   を載置するために金属体で構成した載置面（１３）と脚
   部（１４）を有し、その載置面の周縁部（１５）を前記
   給電口の上下方向の略中央部に設けるとともに、その周
   縁部に開口部（２２）を有する複数個の平行線路（１
   ８、１９、２０）を設け、それらの平行線路の長さをい
   ずれも１／２波長の整数倍としたことを特徴とするマイ
   クロ波加熱装置。