JPS58112298A - 高周波加熱装置 - Google Patents

高周波加熱装置

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JPS58112298A
JPS58112298A JP56213466A JP21346681A JPS58112298A JP S58112298 A JPS58112298 A JP S58112298A JP 56213466 A JP56213466 A JP 56213466A JP 21346681 A JP21346681 A JP 21346681A JP S58112298 A JPS58112298 A JP S58112298A
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waveguide
center
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electric field
heating
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治男 松島
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/6408Supports or covers specially adapted for use in microwave heating apparatus
    • H05B6/6411Supports or covers specially adapted for use in microwave heating apparatus the supports being rotated
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/72Radiators or antennas

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は現実的に均一な加熱を可能とするターンテーブ
ル方式の高周波加熱装置に関するものである。
従来、電子レンジの均一加熱に関する提案が非常に多数
されてきているが、実用されているものは数える程しか
なく、しかも客観的に均一と評されるものはほとんどな
いといえる。ある特定の負荷に対して均一であっても、
形状や材質が異なった負荷に対しては均一でなくなって
しまうのである。原因は種々考えられるが、第1に考え
られるのは次の様な事と思われる。電子レンジの加熱室
は一般にほぼ直方体の空胴共振器であるから、中に負荷
を全く入れない時の電界は数学的に解く事ができる。し
かし内部に任意の形状、材質の誘電体を入れた場合、電
界分布は当然変わるはずであるが、一般には数学的に解
くことが困難である。
また別の形状、材質の誘電体を入れると、さらに別の電
界分布が得られるはずであるがこれもどの様に電界が変
わったかを正確に知る事はできない。
実際の製品化においてはカットアンドトライにより種々
の負荷に対してできるだけ均一に加熱される様に種々検
討されるが、実際の負荷は非常にバラエティに富んでい
るのでまだ満足できるものが実現されていないと思われ
る。現在、方式とじて最も均一加熱が可能と考えられて
いるのはターンテーブル(回転載置台)方式である。現
在一般市販の主力機種が全てこの方式である点からも理
解されよう。しかしこの方式にも欠点がある。それは負
荷の中央部が弱い事である。電子レンジは他の加熱方式
にくらべ、負荷の周囲からだけでなく、内部からも加熱
されると一般に言われるが、やはり周囲がより強く加熱
される。勿論ターンテーブル方式の製品の中にも中央部
の強い製品もある。
しかし平面状の薄い負荷に対し中央が強い製品も、太き
なかたまり状の負荷に対しては中央が弱く、逆にかたま
りの中央が強い製品は平面状の中央が弱い。従来からの
提、案の中には中央部を強くするというものもあるが、
仮に負荷が入ってない空胴共振器内の中央部の電界が強
くとも、任意の負荷が入った場合には中央が強いとは言
えない。実際の加熱結果から見ると中央が弱くなる例が
多い。
以上の点にかんがみて、本発明は負荷の形状にかかわら
ず中央部が強く加熱されるターンテーブル方式を提供す
ることを目的とする。
本発明は、ターンテーブル(回転載置台)方式の高周波
加熱装置において、ターンテーブルの下方より給電しか
つターンテーブルの回転軸の中心と給電する導波管の中
心とをm−(nは正の整数)n だけ離す構成とし、従来にないより均一した高周波加熱
を可能とするものである。
以下、本発明の一実施例について図面に基づき説明する
第1図において電子レンジのステンレス薄板製の加熱室
1はほぼ直方体形状で、底面2には中央に穴3″thあ
け、これを貫通してシリコン樹脂製の回転軸4を設ける
。回転軸4はその下に設けられた駆動用モータ6に結合
、固定される。加熱室1の底面2には3ケ所に凹部6を
設けここにステンマス製のシャフト7及び4ふっ化エチ
レン樹脂製のローラ8を入れる。3つのローラ8の上に
、結晶化ガラス製の円形の回転載置台9を載せる。この
回転載置台9の下面には凹所1oを設け、”−前記回転
軸4の凸部11と嵌合させる3、穴3のすぐ横には導波
管12を設け、その開口は結晶化ガラス製の開口カバー
13で塞ぎ、周囲をシリコンゴムで固定する。導波管1
2の他端付近にはマグネトロン14を取付ける。
第2図において、アルミナイズド鋼板の薄板を溶接して
作られた導波管12は、水平ブロック16と垂直ブロッ
ク16の二つからなる。水平フ゛ロック16は2枚の板
を折曲げ、溶接して作られ、その断面形状において本実
施例では幅C=s・5(’II。
高さh =3clIIとしており、一端近傍に丸穴17
があけられ、ここに前記のマグネトロン14のアンテナ
18が垂直に挿入され取付けられる。一方垂直ブロック
16は1枚の板を折曲げ、溶接して作られ、その断面形
状において、幅IL=3傷、長さb=2B、6cllで
ある。さらにこの垂直ブロック16の底面の部分は、長
手方向に9・63ずつ3等分され、中央の9.5cIR
にわたる部分は開ロム19を形成し、ここに前記水平ブ
ロック16の開口B2oを一致させ、溶接により固定す
る。こうして第1図に示す一種の曲り導波管12を形成
する。
第3図は加熱室1の底面2の概略平面図で、導波管12
の一点鎖線で示す中心線と回転軸4の回転中心点Moと
は、幅9・6備の!−(2−375cIII)の距離q
だけずらした構成とする。以上で均一加熱性能の優れた
電子レンジが実現できる。
以下、その理論的説明を行なう。導波管12の水平ブロ
ック16は断面積の大きさが9.64X3傷であり、3
a11の辺と平行に発振周波数2.450融のマグネト
ロン14のアンテナ18が結合されているので良く知ら
れる様に’Tlr:o、、モードで励振される。垂直ブ
ロック16は断面積の大きさが28.6CIII×3c
IIIであり、底面の中央の開ロム19に巾が173で
T Ko、、モードに励振された導波管12の水平ブロ
ック16の開口B20が結合されているので、”0.5
モードが励振される。従って垂直ブロック16の内部に
は第3図の矢印ムで示す電界が誘起される。
一般に断面積幅aaII×長さbcIliの矩形導波管
の遮断波長λ0は、 (m、nは0または正の整数) で表わされ、2,450&の波長が12.24cmであ
るからこれを代入して、 (見)2+(’−)2<(−□)2  ・・・・・・?
)a     b     6.12 が2.4501iが伝送される条件である。2L=3゜
b=28.5を代入するとm=o、n=1.2,3゜4
が条件を満たす。つまり本実施例の垂直ブロック16は
TEOol・TE012・TE013・TE014の4
種類のモードが伝送可能であるが、底面の長さbの−に
ある中心線上に幅Cの中心線上が電界最大となるTKO
,1モードの導波管12の水平ブロック16が結合され
ているので、中心線上の電界がOであるTEO,2! 
T Eo、4は励振し得ない。また長さ2 B−5/7
+1の三等分点Rに対応する位置が、導波管12の水平
ブロック15の壁面Wであり、ここの電界は0であるか
ら導波管12の垂直ブロック16はTEo、6モードで
励振されると考えられる。これを確認するには、熱によ
り色の変化する負荷、例えば塩化コバルト水溶液に浸し
た濾紙を、導波管12の垂直ブロック16を塞ぐ位置に
置き、加熱すわば、第3図の矢印に対応した部分が変色
する。
19の中心点を原点M1とした平面座標である。長さ2
8.5 anの方向をy軸2幅3αの方向をX軸とし、
回転軸の回転中心点MOの座標上の位置e(p。
q)とする。この点MOを中心に半径rの円を描く。
導波管12の垂直ブロック16がTEo、nモードで励
振されているとすると、y軸上の電界強度EはX = 
E(、C05by        ・・−・・・(3)
EoはX軸上の電界強度、bは導波管12のy軸方向の
長さく b =2 s、sz )である。
で表わされる。半径rは r=、/”マ]T=T下    ・・・・・・(4)と
なる。これヲ(3)に代入すると E=EOcos   (r”−p’+q ) −=−(
,6)半径rの円はy軸との交点を2つ持つがら各々交
点y1.y2とすると両者の間には yl−2q−y2          ・旧・・(6)
の関係がある。今、幅aの寸法が十分小さいとして半径
rの円周上の各点が回転載置台9が一回転する間に受け
る電力をPとすると、電力は電界の2乗に比例し、交点
71172の2個所で加熱を受けるので ・・・・・・(7) となる。これを簡略化すると 従って q=±i        ・・・・・・(9)
ならば P■i〒         ・・・・・・(1
0)となる。
上式より半径rが小さい程、つまり回転載置台9上の中
央部が強く加熱され、半径rが犬きくなると、つまり周
辺部は半径rに反比例した加熱を受ける。。望まれてい
た中央がより強い加熱が得られたわけである。
前述した様に、空胴共振器内部であれば、仮ジに計算上
、無負荷の時に強い電界が得られても、負荷が入ればそ
の位置の電界が強いとは限らない。
その点、導波管12内の電界は、少なくとも開口A19
゛までは計算通りの電界分布を有している。
前述の濾紙の例で明らかであろう。勿論、導波管12の
内部に任意の負荷を挿入すれば、電界分布は乱れること
は言うまでもない。このように不実施例は計算通りの電
界分布を有している導波管12の開口A19のすぐ真上
に負荷を置くことにより、加熱分布を計算し得たもので
ある。
開ロム19から負荷までの距離が大きくなる程、計算結
果とは異なった加熱が得られる。捷た開口カバー13や
、回転載置台9の高周波損失が大きい程、計算結果から
はずれることは明らかである。
なお上記実施例において回転軸4の上の部分は全く加熱
を受けないが実調理とのかねあいで、いかに小さくする
かは設計上の問題である。また本実施例ではT IC0
,5モードを用いたが、TEg、n(nは正の整数)モ
ードであれば同様の結果が得られる0 以上のように、本発明によれば、うすい半回状の負荷に
対しても、また大きな塊状の負荷に対しても中央部の強
い加熱分布が得られ、従来にない均一加熱が可能である
高周波加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は不発明による高周波加熱装置の要部側面断面図
、第2図は同装置の導波管の外観分解斜視図、第3図は
同装置の底面部の概略平面図、第4図は同装置の要部作
用説明図である。 1・・・・・・加熱室、2・・・・・・底面、4・・・
・・・回転軸、9;・・・・・回転載置台、12・・・
・・・導波管、14・・・・・・マグネトロン、15・
・・・・・水平ブロック、16・・・・・・垂直ブロッ
ク、19.20・・・・・・開口。 代理人の氏名 弁理士 中 庸 敏 男 ほか1名第1
図 // 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 食品を収納する加熱室と、前記加熱室の底面部に置かれ
    かつ回転する回転載置台と、前記回転載置台の下方でか
    つ前記底面外に設けられたnl正の整数としたときTI
    co、nモードに励振される導波管と、前記導波管を介
    して前記加熱室の内部へ高周波を給電する高周波発振器
    とを備え、前記回転載置台の回転の中心は前記導波管の
    前記底面との結合部に設けられた開口の中心から前記導
    波管の長さb方向におよそ上の距離だけ離れたかつ長 
    n さ方向に直交する直線上に位置する構成とした高周波加
    熱装置。
JP56213466A 1981-12-25 1981-12-25 高周波加熱装置 Granted JPS58112298A (ja)

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US06/451,781 US4501944A (en) 1981-12-25 1982-12-21 Turntable type high-frequency heating apparatus
CA000418244A CA1194558A (en) 1981-12-25 1982-12-21 High-frequency heating apparatus
AU91727/82A AU535993B2 (en) 1981-12-25 1982-12-21 High frequency heating apparatus
EP82307032A EP0084272B1 (en) 1981-12-25 1982-12-22 High-frequency heating apparatus
DE8282307032T DE3276784D1 (en) 1981-12-25 1982-12-22 High-frequency heating apparatus

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