JPS58159B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１００ ｃｃ程度の軽負荷においても充分高周
波出力が負荷に吸収され、分布の均一化をはかる方法を
提供するものである。

従来の供電方式は大きく分けて２つあった。

その１つは直結方式であり、これは加熱室内に、高周波
発振器の電波放射体（アンテナ）を直接取り付けるもの
であり、分布の性能は適当な金属攪拌器との組合わせで
ある程度迄向上できる。

しかしながら発振器からみた動作点は、加熱室の寸法お
よび発振器の取り付は位置が決まると、可変領域が狭く
、分布は良いけれど出力が出にくいという問題およびそ
の逆がよくあった。

２つ目の点は導波管供電方式であり、これは発振器から
の電波な導波管で伝搬１、加熱室とは導波管に設けた開
口部により、電波結合をするというものである。

これは動作点の調整が楽であるが、分布向上の検討にお
いて、その加熱室励振部が孔（一般には矩形状）である
ため、解析がむずかしいこと、励振開口を加熱室の幾何
学的対称位置に設けても、加熱パターンは対称でないこ
と等々の問題があった。

本発明の供電方式は、上記問題を全て解決できるもので
ある。

すなわち、発振器からの電波を導波管内に伝搬させ、導
波管および加熱室に設けた基本的に円形をなす小開口（
λ／４前後の直径）に金属導体、プラスチックに金属メ
ッキしたものも含むものを同心位置に位置させることに
より、電波結合をするという構成をとるものであるが、
先ず分布の検討は金属導体であるので比較的解析が容易
である。

また開口が小さい円形様のものであるために開口位置を
加熱室の幾何学的対称位置に位置させれば、加熱パター
ンの対称性も容易に実現できる。

さらに出力の検討についても導波管に比べ金属導体をイ
ンピーダンス的に検討できるという点で一段と調整がし
やすいという特長をもたすことができるものである。

そこで種々の金属導体の形状を検討した結果、次に述べ
るような金属導体の形状が分布性能が良く、軽負荷出力
も良いことがわかった。

金属導体を厚さ２ｍｍの板金で製作した方が製作費も安
価でしかも精度も出やすく、また板金であれば金属導体
の断面が長方形となるため、円の断面形状より出力が出
やすくなるのである。

その理由を第５図、第６図により説明する。

第５図ａは金属導体４の断面が円である場合の加熱室の
平面図であり、金属導体４が回転した場合において、加
熱室５は略直方体であるので、金属導体４がＡの状態と
Ｂの状態ではインピーダンスは大きく異なる。

そのため高周波発振器の出力が最大になるＡの状態のイ
ンピーダンスからＢの状態のインピーダンスにずれてし
まう。

したがってＢ状態の時の出力は小さくなり、金属導体４
が回転した時の出力はＡ状態とＢ状態との平均の出力と
なり全体として出力が下ってしまう。

これに対し、本発明は導波管と加熱室を結合する金属導
体の断面が長方形であり、加熱室および導波管も略直方
体であるから、金属導体４が回転した場合のＡ状態とＢ
状態におけるインピーダン４の変化が少い。

したがってＡ状態においてもＢ状態においても高周波発
振器の出力最大のインピーダンス範囲内に入り、金属導
体４が回転した時の出力が大きくなり効率が良くなる。

すなわち導波管と加熱室とを電気的に接続する金属導体
の断面を長方形にすることにより、直方体の加熱室内を
金属導体が回転した時の負荷インピーダンスの変化を、
長方形断面の金属導体の回転のインピーダンスの変化に
より打ち消し合うようにすれば常に発振器の最高出力の
負荷インピーダンスで動作させることが可能である。

以下図面により本発明の一実施例について詳細に説明す
る。

マグネトロン１から出た電波は導波管２を通り、モータ
ー３で回転する厚さ２ｍｍ程度の板金で作られた金属導
体４に伝わり、直方体の加熱室５内の食品６に吸収され
る。

金属導体４はＴ字状をしており加熱室側の金属導体の左
右の長さは同一でも異っていてもよいが、少くとも一方
の先端をＬ字状に曲げる必要があることが分布の実験に
よりわかった。

８は低損失材料で作られた食品６を乗せる台である。

次に第２図において、金属導体４は板金で作られている
ため断面は長方形状をなしていて、Ｔ字状の金属導体４
が直方体の加熱室５の中を回転するにつれて変化する負
荷インピーダンスを打ち消し合うように設計すれば良い
。

７は導波管２と加熱室５との間の開口である。

以上の説明から、分布の良い、しかも軽負荷出力の出る
方法を提供するものである。

またインピーダンス調整のために第３図に示すように開
ロアを多角形状にするのも有力な手段である。

もちろんＴ字状の金属導体４の先端の両側を第４図のよ
うにＬ字状に曲げる方法も含まれることはいうまでもな
い。

以上説明したように本発明によれば次のような効果が期
待できる。

１ 負荷インピーダンスの整合がとりやすく、軽負荷に
おいても出力が出やすい。

２ 電波の放射体を動かしているので、例えば直結式の
マグネトロンを動かしているのと同様な効果が期待でき
、分布性能が良い。

３ 金属導体を板金で作ることにより安価にしかも精度
良く任意の形状が製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装置の断面
図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ断面図、第３図は第
２図に対応する他の実施例の断面図、第４図は金属導体
形状の他の実施例を示す断面図、第５図、第６図は金属
導体の回転状態とインピーダンスとの関係を説明する図
である。 １・・・・・・マグネトロン、２・・・・・・導波管、
４・・・・・・金属導体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高周波発振器からの高周波電磁波を断面矩形状の導
   波管を通じて断面矩形状の加熱室に送り込み、この導波
   管と加熱室内の間に開口を通じて電波的に結合する金属
   導体を回転させる構成とし、上記金属導体はＴ字状に形
   成し、かつ加熱室外の先端の少くとも一方をＬ字状に曲
   げたことを特徴とする高周波加熱装置。 ２ 上記金属導体を平板状に形成した特許請求の範囲第
   １項記載の高周波加熱装置。 ３ 加熱室と導波管の間の開口を多角形状とした特許請
   求の範囲第１項記載の高周波加熱装置。