JPS5931030Y2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は高周波加熱装置に関するもので、特にマイクロ
波発振器で発生したマイクロ波を加熱室内に放射するア
ンテナを改良したものである。

第１図は加熱室の下部からマイクロ波を供給する従来形
高周波加熱装置の側断面図である。

この第１図において、マグネトロン１で゛発生したマイ
クロ波は、導波管２を通って加熱室３の底部に設けられ
た結合棒５に結合する。

この結合棒５は結合孔４を回転自在に貫通して、加熱室
３と導波管２を結合する。

この結合棒５の加熱室３側には、加熱室底面に平行に張
出したアンテナ６が取付けられ、マイクロ波が放射され
るようになっている。

仕切板７は高周波低損失の誘電体でできており、アンテ
ナ６の保護装置となるとともに被加熱物８の載置台を兼
ねている。

結合棒５はモータ１０によって回転駆動され、これによ
ってアンテナ６から放射されるマイクロ波が時々刻々と
変化して加熱ムラが改善されるようになっている。

なお、９は結合棒５の軸受であり、高周波低損失材料で
作られている。

また、アンテナ６は第２図に示すごとく、先端部を加熱
室中央方向へ直角に折り曲げて、一種のモノポールアン
テナを形成し、マイクロ波が無理なく加熱室内に放射で
きるようになっている。

しかし、従来のこのような構造のアンテナにおいては、
つぎに述べるような欠点があった。

第１の欠点は、加熱ムラが比較的大きいということであ
る。

特に、ピザパイやシューマイのように割合偏平な食品の
場合に顕著であり、中央がら外側へ行く程（アンテナ回
転中心から離れる程）加熱の度合が強く、ドーナツ状の
加熱ムラが生じてしまうことである。

第２の欠点は、アンテナ先端の折り曲げ片が比較的長い
ために、仕切板７と加熱室底面との距離を大きく取らな
ければならず、その分だけ調理室としての有効空間が狭
ばめられてしまうということで゛ある。

モノポールアンテナにおいては、折り曲げ片の長さは約
＋波長必要であり、使用するマイクロ波の周波数２．４
５ ＧＨｚにおいては約３Ｑ ｍｍとなるため、最低で
も３５ ｍｍ程度は無駄な空間となってしまう。

なお、従来のアンテナ形状としては、第３図に示したよ
うな単なる平板状のものもあるが、この場合には本来マ
イクロ波伝送線路として働いて、本格的な放射アンテナ
としては不向きであり、高率のよい放射は行なえない。

また、線路長を適当に選ぶ゛と（例えば士波長）放射し
ないこともないが、整合が取り難いことと、極めて狭帯
域になってしまうために、実用的とはいえない。

従来のアンテナ形状ではなぜドーナツ状の加熱ムラが生
じてしまうかを説明しておく。

従来のアンテナの先端は直角に折り曲げられているが、
この部分からマイクロ波が放射される様子を第４図に示
した。

この第４図において、アンテナ６と加熱室３の底面とで
ス） ＩＪツブ線路を形成しているからアース導体１１
に対する鏡像として表わされる平行平板伝送線路と見做
すことができる。

したがって符号１２で示されるマイクロ波電解が左から
右へ伝送され、アンテナの先端では電解は平孔となって
空間に広がって放射される。

したがってアンテナ先端がちょうどダイポールアンテナ
になったことと等価になる。

そしてその場合には、大部分のマイクロ波エネルギーは
符号１３で示される矢印の方向に放射される。

すなわち、右方向に放射され、左方向、上方向および紙
面の表裏方向にはあまり放射されない。

したがって、アンテナ６から放射されたマイクロ波は、
一度加熱室壁面に当って反射した後食品８に照射される
わけである。

そしてアンテナは回転しているから、どの瞬間にも同様
のことが起きているため、マイクロ波は食品を外側から
照射し、加熱するため、食品にドーナツ状の加熱ムラを
生じさせてしまうのである。

以上の説明かられかるように、マイクロ波の放射方向が
、アンテナ回転軸に対して放射状の場合に、食品にドー
ナツ状の加熱ムラが生じることから、マイクロ波を直接
食品に照射するようにしてやれば、この問題は解決され
るはずである。

本考案はこの点に着目し、アンテナ回転軸と同一方向に
大きな放射成分を有するループアンテナを備えて、加熱
ムラを解消させたものである。

以下実施例図を用いて、本考案を詳細に説明する。

第５図は本考案の一実施例を示したものでありアンテナ
６の一部分が半円状になっていて、更に先端部に約＋λ
の平担部を備えている。

このアンテナ構造において、ａの部分は一端を結合棒５
に結合し、加熱室底壁１６とでス） ＩＪツブ線路によ
る伝送線路を形成している。

ｂの部分は放射部である。

Ｃの部分は前記ａと同様に伝送線路であるが、長さが約
士λでかつ先端が開放であるため、ｂ片がその先端部に
おいて加熱室底壁１６と短絡となり、第５図のアンテナ
は等価的に第６図のように表わされる すなわち、鏡像によってアース導体１１を軸に対称構造
となるから、ｂ片はループアンテナとなり、ａ片は平行
平板線路となる。

また、符号１５は等価的な発振源で、ループアンテナに
マイクロ波を供給する源である。

周知のごとく、ループアンテナの指向特性は無指向性９
円形構造の中心からみた放射方向に一様に放射されるか
ら、この本考案のアンテナ構造においても、符号１７の
矢印で示した方向に放射され、その波面は符号１８のよ
うに円形となり、波面１７上での電力は大体一様と見做
すことができる。

したがって、第１図のアンテナをこの第５図のアンテナ
に置き換えてやれば、偏平な食品たとえばピザパイのよ
うなものを加熱調理する場合にも、従来のドーナツツ形
とは逆に中央部がより良好に加熱されるようになり、多
くの場合理想的な加熱状態を実攬するこができる。

また、この構造によれば、これまでの通常の高周波加熱
装置すなわち、マイクロ波を加熱室天井から放射してス
タークで攪拌するものや、ターンテーブルにより食品を
移動させるものがやはりドーナツツ形の加熱ムラを生じ
ていたのに比べて、やはり良好な加熱を行なうことがで
きる。

なお、第５図のアンテナ構造においては、ｂ片の半径は
約１５ｍｍで良好な放射を行なうので、加熱室底壁と仕
切板７との間隔は２５ ｍｍもあれば十分であり、従来
例に比べてｌＱｍｍ以上も有効空間をひろげることがで
きる。

以上述べたごとく、本考案によれば、簡単な構造のアン
テナにより従来得られなかった良好な加熱状態を実現す
ることができ、かつ加熱室の有効空間を大きくすること
ができる。

なお、第７図ないし第９図は本考案のアンテナの他の実
施例を示すもので、いずれも食品の中央部を良好に加熱
できるようにしたものであり、中央部と周囲との加熱差
を少なくするように工夫されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の側断面図、第２図および第３図は従来
形アンテナの斜視図、第４図は従来アンテナのマイクロ
波照射状態を示す説明図、第５図は本考案のアンテナの
斜視図、第６図は第５図の等価的動作説明図、第７図な
いし第９図は本考案に用いることができる種々アンテナ
の斜視図である。 ２・・・・・・導波管、４・・・・・・結合孔、５・・
・・・・結合棒、６・・・・・・アンテナ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. マグネトロンで発生したマイクロ波を導波管を介して加
   熱室底部へ導き、この導波管と加熱室を通しる結合孔に
   結合棒を回転自在に備え、この結合棒の加熱室側にアン
   テナを形成したものにおいて、アンテナ先端の士λの長
   さ部分を加熱室底壁と平行にしてループアンテナを形成
   したことを特徴とする高周波加熱装置。