JPH1140340A - 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１８を有する
１／２波長の整数倍の長さの平行線路１９を設け、その
平行線路１９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
ロ波加熱装置としては、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）が備
えられ、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いるた
め、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パワーを放射することが
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、上記従来考案は、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が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、マグネトロン発振
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平行線路を設け、
そ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、その載置棚は金属体で構成した被加熱物を
載置する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
面には周縁部に開口部を有する平行線路が設けられ、か
つ、その平行線路の線路の長さを波長の１／２の整数倍
とする構成としている。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。

【００１５】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。

【００１６】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対して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。

【００１７】加熱室１の寸法は、幅（Ｘ方向）310・奥
行（Ｙ方向）310・高さ（Ｚ方向)225（mm）であり、導
波管のマイクロ波進行方向の断面寸法は、幅90・高さ40
（mm）である。したがって、管内波長λｇは、λｇ＝14
0（mm）となる。

【００１８】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。

【００１９】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１３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が、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。

【００２０】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、給電口８から放射されるマイクロ波の放射方向を変
える効果を高めるためである。しかし、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。

【００２１】φ1は、載置面１３の直径を示し、φ1＝24
0（mm）である。

【００２２】図３において、１８は開口部で、１９は載
置面１３に設けた平行線路、２０は脚部１４に設けた平
行線路である。平行線路１９の線路長はφ1(＝240mm）
相当で、自由空間波長λに対しそのλ／２の４倍として
いる。なお、加熱室に被加熱物を収納している場合に
は、加熱室の波長はおおむね自由空間波長で論ずること
ができる。

【００２３】各部の寸法は、Ｌ5＝20、Ｌ6＝Ｌ7＝Ｌ8＝
10、Ｌ9＝90（mm）である。

【００２４】Ｌ5は平行線路１９の線路の間隔、Ｌ6は開
口部１８の間隔を示す。Ｌ7は開口部１８の長さ寸法
で、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１５よりも開口部１８を給電口８に近づけること
で、開口部１８と給電口（２）の電磁結合を高めるため
である。

【００２５】Ｌ8は平行線路２０の線路の間隔で、Ｌ9は
脚部の高さ寸法であり、平行線路２０の線路長でもあ
る。そのＬ9については、Ｌ9＝λ／４＝90（mm）として
いる。

【００２６】本発明の一実施例の構成は以上のとおりで
あり、次にその動作について説明する。

【００２７】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４及び
図５に示すような電磁結合が生じる。

【００２８】図４において、周縁部１５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。

【００２９】図５において、開口部１８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方向の放射にも電
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６及び図7を用いて説明する。

【００３０】図６において、開口部１８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方向の電磁結が支配的となる。

【００３１】給電口８と開口部１８とが電磁結合する
と、平行線路１９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、先端が閉じた１／２波長系の平行
線路においては逆相であり、図７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ためである。

【００３２】Ｇ方向及びＨ方向は、被加熱物への直射方
向で、乱反射を低減させる方向である。

【００３３】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。

【００３４】

【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、 載置棚の被加熱物を載置する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。

【００３５】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平行線路を設け、
そ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。

【００３６】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。

【００３７】被加熱物が２００cc（上段に１００cc、下
段に１００cc）の負荷特性は、本発明よれば、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２の要部拡大図を示す。

【図５】図２の要部拡大図を示す。

【図６】図３の要部拡大図を示す。

【図７】図６の要部拡大図を示す。

【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 開口部 １９、２０ 平行線路

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、こ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、その周縁部には開口部（１８）を
   有する平行線路（２０）が設けられ、かつその平行線路
   の長さを波長の１／２の整数倍としたことを特徴とする
   マイクロ波加熱装置。