JPS5861593A - 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ものでありさらに詳
しく言えば高周波加熱熱源の出力端からアンテナ側を見
た負荷インピーダンスが互いに異なる加熱室励振用アン
テナを少なくとも２個以上２７　、 有する高周波加熱装置に関するものでありその目的とす
るところは被加熱物へ供給できる高周波パワーの量を高
め高効率な高周波加熱装置を提供するところにある。

高周波加熱装置の加！！！、熱源が発生する高周波パワ
ーは最適な加熱システムすなわち加熱熱源と被加熱物を
含む加熱室とがインピーダンス整合のとれた状態におい
て、伝送系の損失を無視するならばすべての高周波パワ
ーが被加熱物へ供給されつる。しかしながら、被加熱物
？含む加熱室のインピーダンスｃ以下負荷インピーダン
スと言う）は、被加熱物の量や種類によって変化するた
め、加熱熱源とのインピーダンス整合をすべての被加熱
物に対して十分な状態に形成させるためには何らかのイ
ンピーダンス変換手段の介入が不可欠である。

インピーダンス変換手段としては加熱熱源の発振周波数
を変化させるものやインビーダンス変換器を高周波パワ
ー伝送系に付加させるものが考えられる。前者に対して
は加熱熱源をボルテージチヱーナブルマグネトロン（マ
グネトロン印加電圧に同調した発振周波数を生ずるマグ
ネトロン）で構成する方法や固体素子を用いた電圧制御
型発振器あるいは容量制御型発振器が考えられるが１本
発明は後者に属するものであり、インピーダンス変換器
としてアツテナ部を利用したところに特徴を有する。

以下図面全参照して説明する。

第１図は本発明一実施例を示す高周波加熱装置の構成で
ｆ）５＃ 被加熱物を収容する加熱室１の一壁面に形状が互いに異
なるアンテナが２個２，３設けられて１）る。これらの
アンテナは誘電体層４の片面にノくターン配設された高
周波パワー伝送線路に夫々接続された長さρ１，１２な
るアンテナ支柱部と直径’１）ａ２なる円盤頂部とから
形成されている。

５．６は同軸スイッチ、７はサーキュレータである。

第２図は第１図の主要部平面図である。

高周波加熱熱源が発生する高周波ノくワー（図中矢印で
示す）はサーキュレータフの端子Ｓ１に入ｅ１０「隻 力される。同軸スイッチ５，６は印加電圧が供給される
と導通状態となり、供給がなされない場合には入力端は
グランドとショート状態に出力端はオープン状態になる
ものである。

今同軸スイッチ６に印加電圧が供給された場合叡 を考えると高層液加ｗＪの出力端であるサーキュレータ
７の端子Ｓ１に伝送入力された高周波パワーは端子Ｓ２
　　より出力され同軸スイッチ６およびマイクロストリ
ップ伝送線路８を伝送してアンテナ２へ給電される。一
方向軸スイッチ５に印加電圧が供給された場合には、サ
ーキューレータ７の端子Ｓ１に入力された高周波パワー
゛は同軸スイッチ６がショート状態であるため端子Ｓ３
より出力され同軸スイッチ６およびマイクロストリップ
伝送線路９を伝送して、アンテナ３へ給電される。以上
のように同軸スイッチに供給する印加電圧を制御するこ
とにより用いるイセ加熱室励振用アンテナを選択するも
のである。なお同軸スイッチ出力端よりアンテナ給電部
に至るマイクロストリップ伝送線路の長さは（２ｎ＋１
）λ、／４．ｎ＝０，１，２・・・・・・λ２；伝送波
長なる長さで構成されており。

アンテナ２より高周波パワーが加熱室内へ放射されてい
る場合には、アンテナ３は受信アンテナになるが、同軸
スイッチ出力端がオープン状態であることとマイクロス
トリップ伝送線路長が（２ｎ＋１）λ２／４であること
によシ、アンテナ３の受信端は等測的にショート状態が
形成されているため加熱室内へ放射された高周波パワー
は、アンテナ３を介して加熱室外へ取り出されることは
なく、１つのアンテナしか有さない加熱装置と同様の働
きがなされる。

第３図は本発明一実施例を示すアンテナ形状寸法に対ス
る負荷インピーダンスの周波数特性図である。

アンテナ形状（図においてはアンテナ支柱部の長さ！の
みを変える）を変化させれば、同一負荷であっても、負
荷インピーダンス（被加熱物を含む加熱室インピーダン
ス）は異なる。なお図に示すデータはアンテナ給電部を
基準面として得られたものである。アンテナ部がインピ
ーダンス変換器の役割を演じていることが図よりわかる
。同一アンテナ形状のみ（たとえばＩｔ　＝　２０　ｍ
ｂ　）の場合には水負荷２００部に対してはインピーダ
ンス整合が達成されているが水負荷１０００ＱＧに対し
ては整合が不十分であり被加熱物へ供給できる高周波パ
ワーの量は減少する。しかしこの水負荷１０００ＣＣに
対してＩｌ＝２６ｗｎなるアンテナを準備すればρ＝２
０ｕなるアンテナを用いた水負荷２００ＣＧに対する負
荷インピーダンス特性に近い特性が得られ加熱物へ供給
できる高周波パワーの量ははｙ同量になることがわかる
。

すなわち被加熱物に供給できる高周波パワーの量を高く
維持できる被加熱物の量や種類に応じた何種類かのアン
テナを設ｉることにより、各被加熱物に応じて使用する
アンテナを選択し高効率な加熱装置を提供できる。

なお以上の説明においてはアンテナを互いに異なる形状
で構成することによシ負荷インピーダンスが互いに異な
る値を有する機構構成を示したが。

同一形状のアンテナを用い、高周波加熱熱源の出万端か
らアンテナに至るまでの伝送路長を互いに異ならしめた
り、伝送路のインピーダンスを互いに異ならしめたりし
て高周波加熱熱源の出力端ｉ＝ら個々のアンテナ側を見
た負荷インピーダンスを互いに異なる値を有せしめる構
成とすることも可能である。

なお本発明一実施例においては２種類のアンテナを備え
たものについて説明したが、これに限るものではない。

さらにはアンテナ形状も本発明一実施例に限るものでは
ない。

また本発明のアンテナ形状寸法に対する負荷インピーダ
ンスの周波数特性はＩ　Ｓ、Ｍ周波数帯の１つである９
１５Ｖｈ帯に対して示したが、他のＩＳＭ周波数帯（た
とえば２４５ｏＩＩｈ帯）においても本発明の主旨であ
るアンテナ部をインピーダンス変換器に利用する場合に
おいては応用展開できる。

以上本発明は被加熱物の肴や種類に応じて最適な加熱室
励振アンテナを選択するべく形状〃；互いに異なる少な
くとも２個以上のアンテナ部を有する高周波加熱装置を
提供するものであり、被カロ熱物の量や種類に対し高周
波加熱熱源が発生する高周波パワーを高効率に被加熱物
に供給でき、加熱時間の短縮、加熱に寄与しない高周波
パワー量が減少し省エネルギ化がはかれること２反射パ
ワーを減せしめることにより高周波加熱熱源の保護手段
が容易になる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例を示す高周波加熱装置の構成図
、第２図は第１図の主要部平面図、第３図は本発明一実
施例を示すアンテナ形状寸法に対する負荷インピルダン
スの周波教書・線図である０１・・・・・・被加熱物を
収容する加熱室、２，３゜・・・・・・アンテナ、５．
６・・・・・同軸スイッチ（アンテナを切換選択するも
の）、Ｓ　・・・・・　高周波加熱熱源の出力端。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ＩＩ
　　図 １３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高周波加熱熱源が発生する高周波パワーを被加熱
   物を収容する加熱室へ給電して加熱室内を励振させるア
   ンテナを少なくとも２個以上有し、前記高周波加熱熱源
   の出力端から前記アンテナ側を見た負荷インピーダンス
   が互いに異なる値を有する構成とし、被加熱物の量・種
   類に応じて用いるアンテナを切換選択する構成とした高
   周波加熱装置。
2. （２）負荷インピータンスの互いに異なる値を有する構
   成は、前記アンテナを互いに異なる形状とした特許請求
   の範囲第１項に記載の高周波加熱装置。