JPS58181291A - 高周波加熱装置 - Google Patents

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】 本発明は高周波加熱装置に関する。

現在のこの種装置における高周波供給手段としてはマグ
ネトロンが使用されている。また、斯るマグネトロンか
ら発せられたマイクロ波を加熱室への伝送する手段とし
ては、マグネトロンの出力インピーダンスとのマツチン
グ等の観点から導波管が用いられている。

ところが斯る導波管を用いると装置が大型となるという
問題が生じる。そこで、高周波供給手段から発せられた
マイクロ波を同軸ケーブルで伝送しアンテナ放射により
加熱室内にマイクロ波を供給する方法が提案されている
。このような構成では同軸ケーブルがフレキシブルで、
かつ、導波管より容積が小となるので、装置が小型化で
きる。

しかし、斯る構成において従来提案されているアンテナ
は同軸ケーブルの内導体を加熱室の中へ張出した電界結
合や、ループ状にした磁界結合といった単純な結合方法
のものであった。このようなアンテナでは加熱室内のイ
ンピーダンスが一定のときはマツチングがとれるが、そ
れが変化するとマツチングがとれないという問題が生じ
る。

本弁明は、上記の諸点に鑑みてなされたもので以下図面
に基づいて本発明を説明する。

第１図は本発明の実施例を示し、（１）は加熱室、（２
）は該加熱室内に配されたアンテナ、（３）は該アンテ
ナに接続されたマイクロ波伝送手段としての同軸ケーブ
ル、（４）は該ケーブルを介して上記アンテナ（２）に
マイクロ波を供給する高周波供給手段であり、該手段は
マグネトロンもしくは固体発振器がらなる。

上記アンテナ（２）は第２図に示す如く、内導体（５）
と外導体（６）とからなる同軸線路において外導体（６
）にスＩＪ　、ト（７）が設けられると共に斯る外導体
（６）の外周面には、金属片（８）（８１、、の夫々の
一端が電気的に接続されている。また斯るアンテナ（２
）と同軸ケーブル（３）との接続はアンテナ（２）の内
導体（５）を同軸ケーブル（３）の心線と、外導体（６
）を同軸ケーブル（３）の外径線と夫々電気的に接続す
ることにより行える。また斯るアンテナ（２）は単に同
軸ケーブル（３）を加熱室（１）内に引き込み、外径線
を部分的に除去する（スリットの形成）と共に除去され
なかった外径線に一端が電気的に接続された金属片を装
着するｊごけでもよい。

更に斯るアンテナ（２）の他端は、加熱室（１）の内壁
に収着された絶縁性材料からなる冶具（９）により支持
されている。

第６図は同軸ケーブル（３）中をＴＥＭモードでマイク
ロ波か伝送された際のアンテナ（２）における電磁界を
示す。尚図中電気力線及び磁力線は夫々実線及び破線で
ホしである。また図中（１ａ）は加熱室天面、（１ｂ）
は上記アンテナ（２）と平行に位置する加熱室の一側壁
である。

第４図ム、Ｂは第６図のＡ−Ａ断面を示す。図から明ら
かな如く、斯乙部分での電磁界は同軸ケーブル（３）内
と同様に周知の’ｌ’　Ｅ　Ｍモードモードとなってい
る。つまり電気力線は内導体（５）から外導体（６）に
向って放射状に存在し、磁力線は内導体（５）を中心と
して同心円状に存在する。従ってエネルギーは外導体（
６）内に存在することとなる。

第４図Ｂは第６図のＢ−Ｂ断面斜視図を示す。

内導体（５）が露出している場合（ス！Ｊ　、　ト（７
１部分）には、斯る部分での電磁界は電気力線が内導体
（５）から天＋ｆｉ（１−）及び−側壁（１ｂ）に夫々
直交するように存在する平行２線モードとなる。従って
電気力線が直交する面（以下イメージ線路００）とする
）と内導体（５）との２線内にエネルギーが存在するこ
ととなる。

ところがアンテナ（２）のインピーダンスは不連続であ
るため内導体（５）とイメージ線路α０）との間に発生
する電磁界に乱れが生じ、また斯る電磁界は外導体（６
）に装着された金属片（８）で発生する電磁界と結合す
る。この結果、金員片（８）での電磁界は放射モードと
なり、アンテナ（２）より加熱室（１）内にマイクロ波
エネルギーが発振されることとなる。またこの時、放射
されるマイクロ波の指向方向は上記金属片（８）（８）
・・・の延在方向と一致する。

本発明音の実験によれば上記金属片（８）（８１・・・
の長さｌ、によって加熱室（１）とアンテナ（２）との
インピーダンスマツチングが変化することが確認された
。

例えば加熱室（１）として寸法が幅Ｌ　１＝　３７５　
ｍｍ１奥行ｔｚ＝４１４ｍｍ、高さｔａ　＝　２４８　
ｍｍのものを用い、アンテナ（２）としては第２図に示
す如く内導体（５）の直径’ｒ　１　””　３　ｍ　ｍ
、外導体（６）の直径Ｔ２ニアｍｍ、スリット幅Ｂ　１
　＝　２３　ｍ　ｍ　。

スリット間隔Ｂ２　”’　６０　ｍ　ｍ　（各外導体の
延在方向の長さ）のものを用い、上記金属片（８１（８
）・・・の長さＬを１５ｍｍ、３［１ｍｙｒ＋、　６［
ｊｍｍとすると共に加熱室（１）内の負荷（水）を５０
０ＣＣ１１ｔ、２Ｌとしてインピーダンスマツチングを
調べた。

向このときのマイクロ波の波長は約２４５０ＭＩ（２で
あった。

第５図は斯る実験結果を示すスミスチャートであり、図
中○印は負荷が５００ＣＣのとき、Δ印は負荷が１ｔの
とき、Ｘ印は負荷が２ｔのときを示す。

第５図から明らかな如く、金属片（８）の長さがＬ−３
３ｍｍのとき負荷が変動しても定在波比Ｖ。

８−４以内の範囲でマツチングがとれることが判った。

斯る定在波比ｖ、ｓ＝４以内でのマツチングとは実用的
なマツチングであり、かつ従来の導波管による給電の場
合と同程度のマツチングである。

験によれば発振波長の１／４波長の長さにしたとき最も
インピーダンスマツチングが良好となるという結果が得
られている。

また、上記アンテナのスリット幅Ｂ１、スリ。

ト間隔Ｂ２は加熱室（１）とのインピーダンスマッチン
グにより決めればよく、上記実施例寸法に限るものでは
なく、かつ金属片（８）からのマイクロ波放射を均一に
なすべく、１つのアンテナにおいてスリット幅Ｂ１及び
間隔Ｂ２を変化させてもよい。

更に本実施例ではアンテナ（２）を加熱室（１）の天面
（１ａ）と−側壁（１ｂ）とで構成されるコーナーに近
接配置したが、これに限るものではなく配設位置１こ限
定はない。しかし、このようにコーナーに配設すると加
熱室の有効体積を広くとることができ、かつコーナーリ
フレクタ効果によりマイクロ波エネルギーを加熱室の略
中央に集中させる１ことも可能である。

更に、本実施例の全ての金属片（８）の延在方向は加熱
室底面の略中央に向っているが、アンテナ（２）から放
射されるマイクロ波は上記金属片（８）の延在方向に指
向性を有しているので各金属片（８）の延在方向を異な
らしめて種々の指向性を有したマイクロ波を放射させ、
加熱室内の電界分布を均一にすることも可能である。

また、同軸線路の内導体（５）と外導体（６）とは通常
低誘電物質、例えばプラスチックにより相対的に固定さ
れているが、外導体（６）を内導体（５）を中心に回転
自在に装着してもよく、このように構成しｔこ場合、調
理の種類によって加熱室（１）奢こ対して相対的に金属
片（８）（８）・・・の延在方向を変化させることが可
能であるので、調理の種類にあった電界をつくることが
でき大変便利である。

以上の説明から明らかな如く、本発明の高周波加熱装置
では負荷の変動に対しても良好なインピーダンスマツチ
ングがとれ、かつアンテナ給電であるので装置自体も小
型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本弁明の実施例を示し、第１図は斜
視透視図、第２図及び第６図は要部拡大斜視図、第４図
ムは第６図のムーＡ線断面図、第４図Ｂは第６図のＢ−
Ｂ線断面斜視図、第５図はスミスチャートである。 （１）・・・・・・加熱室、（２）・・・・・・アンテ
ナ、（４）・・・・・・高周波供給手段、（５）・・・
・・・内導体、（６）・・・・・・外導体、（７）・・
・・・・スリ　ット、（８）・・・・・・金属片。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱室、該加熱室内に配設されたアンテナ、該ア
   ンテナを介して加熱室内にマイクロ波を供給する高周波
   供給手段を具備せる高周波加熱装置において、上記アン
   テナは同軸線路からなり、その外導体にスリットが形成
   されると共に、上記外導体外周面には金属片の一端が電
   気的に接続されたことを特徴とする高周波加熱装置。