專利名稱：微波加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向被加熱物照射微波功率的微波加熱裝置，尤其涉及進(jìn)行食品用包裝等所收納的單人份食品的加熱加工或殺菌等的微波加熱裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為利用微波功率來(lái)加熱食品等被加熱物的輻照腔體(applicator)，微波爐等廣為人知。使用該種微波爐來(lái)對(duì)食品用包裝所收納的單人份食品進(jìn)行再加熱也廣被采用。該情況下，通常來(lái)講，作為微波照射室的微波爐內(nèi)的形狀為立方體，并且微波爐內(nèi)容積遠(yuǎn)大于單人份食品的容積。由此，作為被照射物的單人份食品未均勻地照射到微波，產(chǎn)生所謂加熱不均勻問(wèn)題。因此，微波爐利用攪亂微波的攪拌器(金屬制旋轉(zhuǎn)葉片)、使托盤(承盤放置臺(tái))旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤等達(dá)到微波照射的均勻化。另外，微波爐內(nèi)越大，則爐內(nèi)壁面的微波損失越大，結(jié)果加熱效率(食品吸收微波功率與向微波爐內(nèi)供給的微波功率之比)變差。因此，人們鉆研出了通過(guò)使用多個(gè)微波產(chǎn)生器對(duì)微波爐內(nèi)均勻地進(jìn)行照射等來(lái)減少被加熱物的加熱不均勻，提高加熱效率。另外，使用矩形導(dǎo)波管和圓形導(dǎo)波管將微波集中在被加熱物附近來(lái)提高加熱效率的技術(shù)也被公開(kāi)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。根據(jù)該技術(shù)，在矩形導(dǎo)波管中安裝磁控管 (magnetron)，利用從矩形導(dǎo)波管向圓形導(dǎo)波管傳送的微波功率使微波功率集中在該圓形導(dǎo)波管所收納的被加熱物，因此能夠有效地對(duì)該被加熱物進(jìn)行加熱?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)昭63-299084號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題在工業(yè)用途上進(jìn)行單人份食品的加熱加工或殺菌的情況下，均勻照射微波功率是理所當(dāng)然的，對(duì)于能夠最大限度地提高加熱效率來(lái)照射被加熱物的單人份食品專用微波加熱裝置的要求正在提高。另外，從微波加熱裝置的可靠性的角度，要求微波加熱裝置不需要在作為微波照射室的輻照腔體內(nèi)設(shè)置攪拌器或轉(zhuǎn)盤這樣的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等。另外，在專利文獻(xiàn) 1公開(kāi)的技術(shù)中，不使用攪拌器或轉(zhuǎn)盤這樣的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)也能提高加熱效率，但是在被加熱物并非與圓形導(dǎo)波管形狀相似的情況下，有時(shí)不能使微波集中在該被加熱物。該情況下，不能提高加熱效率。該課題在家用和營(yíng)業(yè)用微波加熱裝置(微波爐)中是相同的。本發(fā)明是鑒于以上問(wèn)題而提出的發(fā)明，其目的在于提供能夠不使用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)地將微波均勻并且有效照射向被加熱物、以及使照射的微波功率為高輸出功率的微波加熱裝置。用于解決課題的手段為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的微波加熱裝置的結(jié)構(gòu)為具備傳送微波功率的導(dǎo)波管及輻照腔體，其中輻照腔體為向被加熱物均勻分散從該導(dǎo)波管傳送來(lái)的微波的形狀，并且具有介電常數(shù)大于1的介電板，經(jīng)由該介電板向被加熱物照射從導(dǎo)波管照射來(lái)的微波功率，另外，為了使照射的微波功率為高輸出功率，采用了以電場(chǎng)方向正交的方式連接而成的 T型導(dǎo)波管。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使介電常數(shù)大于1并且介電損失小的介電板(例如，聚四氟乙烯等氟樹(shù)脂板)的形狀最佳化，能夠利用微波通過(guò)氟樹(shù)脂板時(shí)的波長(zhǎng)縮短效應(yīng)使微波產(chǎn)生折射，從而向被加熱物均勻地照射微波。其結(jié)果，即使在輻照腔體(微波照射室)內(nèi)不設(shè)置使微波散亂的攪拌器或使被加熱物旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤等，也能夠向被加熱物有效均勻地照射微波。本發(fā)明采用的T型導(dǎo)波管即便使兩個(gè)磁控管同時(shí)工作也不存在相互的微波干擾， 并且能夠?qū)?lái)自各磁控管的微波功率之和向輻照腔體供給，因此，在能夠?qū)γ嫦蜉椪涨惑w的微波照射口數(shù)量受到制約的狹小空間穩(wěn)定供給高輸出微波功率的同時(shí)，能夠相對(duì)于磁控管個(gè)數(shù)削減導(dǎo)波管的個(gè)數(shù)。


圖1是使用進(jìn)行微波合成的T型導(dǎo)波管的本發(fā)明實(shí)施方式涉及的微波加熱裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施方式涉及的輻照腔體的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖3是表示與圖1所示功率監(jiān)視導(dǎo)波管的WRJ-2導(dǎo)波管連接部位的發(fā)射器的開(kāi)口部的立體圖。圖如是圖1所示T型微波合成導(dǎo)波管6的剖視側(cè)面圖，并記載有尺寸。圖4b是表示圖如中C面的附圖，并記載有尺寸。圖如是表示圖如中B面的附圖，并記載有尺寸。圖5是表示圖4的T型微波合成導(dǎo)波管6中C面的電場(chǎng)方向的附圖。圖6a是本發(fā)明實(shí)施方式的微波加熱裝置的效果與比較例進(jìn)行對(duì)比并實(shí)際測(cè)量的溫度分布圖，表示比較例的實(shí)際測(cè)量結(jié)果。圖6b是本發(fā)明實(shí)施方式的微波加熱裝置的效果與比較例進(jìn)行對(duì)比并實(shí)際測(cè)量的溫度分布圖，表示本發(fā)明實(shí)施方式的實(shí)際測(cè)量結(jié)果。
具體實(shí)施例方式圖1是使用進(jìn)行微波合成的T型導(dǎo)波管的本發(fā)明實(shí)施方式涉及的微波加熱裝置的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，微波加熱裝置10具備以下結(jié)構(gòu)磁控管la、lb、磁控管專用的發(fā)射器 (磁控管結(jié)合器)h、2b、錐形部(taper) 3a、3b、功率監(jiān)視導(dǎo)波管^、4b、錐形導(dǎo)波管fe、5b、 以及由主導(dǎo)波管6a與副導(dǎo)波管6b構(gòu)成的T型微波合成導(dǎo)波管6和加熱容器即輻照腔體8。 并且，磁控管Ia為第1磁控管，磁控管Ib為第2磁控管，二者均產(chǎn)生頻率為2. 45GHz的微波。主導(dǎo)波管由連接在磁控管Ia(第1磁控管)的發(fā)射器(launcher)加、錐形部3a、 功率監(jiān)視導(dǎo)波管如、錐形導(dǎo)波管fe及主導(dǎo)波管6a構(gòu)成，副導(dǎo)波管由連接在磁控管Ib (第2 磁控管)的發(fā)射器2b、錐形部北、功率監(jiān)視導(dǎo)波管4b、錐形導(dǎo)波管恥及副導(dǎo)波管6b構(gòu)成。磁控管la、Ib是二極真空管的一種，分別安裝于開(kāi)口部寬95. 3mm、高54. 6mm的發(fā)射器h、2b。另外，所謂開(kāi)口部的寬，是與磁控管la、lb所產(chǎn)生微波的行進(jìn)方向正交的X軸方向的長(zhǎng)度，所謂開(kāi)口部的高，是與微波的行進(jìn)方向正交的Y軸方向的長(zhǎng)度。發(fā)射器h、2b形成為錐形部一體型，具有用于接合到2. 45GHz用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)波管 WRJ_2(寬度尺寸109. 2mm、高度尺寸54. 6mm)的錐形部3a、3b。因此，發(fā)射器2a、2b經(jīng)由該錐形部3a、!3b與由WRJ-2的導(dǎo)波管構(gòu)成的功率監(jiān)視導(dǎo)波管^、4b的一端連接。另外，功率監(jiān)視導(dǎo)波管^、4b是用于測(cè)定通過(guò)在功率監(jiān)視導(dǎo)波管^、4b本身內(nèi)部所構(gòu)成的WRJ-2導(dǎo)波管內(nèi)的行進(jìn)波功率及反射波功率的裝置。另外，所謂行進(jìn)波功率，是從磁控管la、lb向輻照腔體8傳送的微波功率，所謂反射波功率，是在輻照腔體8等反射而向磁控管la、Ib傳送的微波功率。另外，功率監(jiān)視導(dǎo)波管如、仙的另一端與錐形導(dǎo)波管如、恥的一端連接，錐形導(dǎo)波管fe、5b的另一端與由主導(dǎo)波管6a及副導(dǎo)波管6b構(gòu)成的T型微波合成導(dǎo)波管6連接。從而構(gòu)成在T型微波合成導(dǎo)波管6合成的磁控管la、lb的微波功率照射到輻照腔體8內(nèi)部的被加熱物(未圖示)。這樣，具有90度方向差的兩個(gè)微波電場(chǎng)(即主微波的電場(chǎng)方向IOa與副微波的電場(chǎng)方向IOb)從主導(dǎo)波管6a的C面?zhèn)裙┙o到圖1、2所示輻照腔體(微波照射室)8內(nèi)。因此，向輻照腔體8的供給功率成為在主導(dǎo)波管6a中傳送的微波功率與在副導(dǎo)波管6b中傳送的微波功率的和。這樣，能夠向輻照腔體8供給將2種微波功率合成后的高輸出微波功率。圖2是本發(fā)明中輻照腔體8的結(jié)構(gòu)剖視圖。如圖2所示，輻照腔體8為圓筒型， 從使加熱效率最大化的觀點(diǎn)，以最小限度的容積來(lái)構(gòu)成，其容積的內(nèi)徑為Φ 150mm、高度為 75mm。在該種容積中，在金屬制放置臺(tái)11的上表面載置有食品等被加熱物12。另外，被加熱物12的上部配置有具有圓錐狀缺口的氟樹(shù)脂間隔件13。該氟樹(shù)脂間隔件13的外徑為Φ 150mm，厚度為30mm，在與被加熱物12相對(duì)的面形成有圓錐狀的缺口。 該缺口的形狀為圓錐形狀，底面的直徑為Φ 130mm，從底面到頂面的高度為20mm，頂部的直徑為Φ20πιπι。這樣，在T型導(dǎo)波管7合成后的微波功率經(jīng)由具有圓錐狀缺口的氟樹(shù)脂間隔件13照射到被加熱物12。S卩，T型導(dǎo)波管7位于圓筒狀輻照腔體8的上表面?zhèn)?，在其正下方，具有圓錐狀缺口形狀的氟樹(shù)脂間隔件13安裝在圓筒狀的輻照腔體8的內(nèi)表面。因此，從T型導(dǎo)波管7傳送來(lái)的具有90度電場(chǎng)方向差的合成微波功率經(jīng)由氟樹(shù)脂間隔件13照射到被加熱物12即食品。氟樹(shù)脂一般而言介電常數(shù)ε為2左右(頻率為 2. 45GHz時(shí))，由于微波損失(tan δ )少，因此一般作為微波透射材料用于隔離板等用途。亦即，使用氟樹(shù)脂作為薄的隔離板，不使從被加熱物12產(chǎn)生的水蒸氣或油的蒸氣流入導(dǎo)波管內(nèi)。通過(guò)氟樹(shù)脂的微波的速度為真空中的1/V^ ,波長(zhǎng)也為真空中波長(zhǎng)λ ο的1/‘倍。 亦即，微波通過(guò)氟樹(shù)脂間隔件13期間微波的波長(zhǎng)縮短，因此通過(guò)使氟樹(shù)脂間隔件13的形狀具有圓錐狀缺口而達(dá)到最佳化，能夠使微波產(chǎn)生折射從而分散到被加熱物12整體，實(shí)現(xiàn)均勻照射，因此能夠有效地對(duì)被加熱物12照射微波。進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，由于具有圓錐狀缺口形狀的氟樹(shù)脂間隔件13呈現(xiàn)與光學(xué)系統(tǒng)的凹透鏡相同的折射作用，因此從T型導(dǎo)波管7向輻照腔體8內(nèi)部導(dǎo)入的合成微波因氟樹(shù)脂間隔13而折射，分散到被加熱物12整體。而且，由于氟樹(shù)脂間隔件13接近被加熱物12， 因此合成微波能夠以分散狀態(tài)向被加熱物12的區(qū)域集中照射。因此，即使輻照腔體8的容積比被加熱物12大，只要使氟樹(shù)脂間隔件13的形狀與被加熱物12的形狀相匹配地達(dá)到最佳化，就能夠使微波向被加熱物12集中，并且均勻照射到被加熱物12，因此能夠有效地加熱被加熱物12。另外，在由金屬板或沖孔金屬構(gòu)成的金屬制放置臺(tái)11的下部設(shè)有用于接受排放液的排放液承盤14以及用于排出排放液的排液孔15。如果使用微波透射性的材質(zhì)構(gòu)成放置臺(tái)來(lái)取代金屬制放置臺(tái)11，并使用金屬材料來(lái)構(gòu)成該排放液承盤14，則能夠通過(guò)排放液承盤14反射從上部照射來(lái)的微波，照射到被加熱物12。由此，能夠更加有效地加熱被加熱物12。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的微波加熱裝置，通過(guò)使聚四氟乙烯等氟樹(shù)脂板的形狀達(dá)到最佳化，能夠利用微波出入于氟樹(shù)脂板時(shí)使微波折射的現(xiàn)象，向被加熱物12均勻地照射微波。即，即使輻照腔體8內(nèi)沒(méi)有使微波散亂的攪拌器或使被照射物旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤等，也能夠向被加熱物12均勻地照射微波。并且，能夠?qū)Ρ患訜嵛?2選擇性照射微波，并且選擇性照射到微波的被加熱物12能夠均勻加熱。關(guān)于T型導(dǎo)波管，具體敘述其要點(diǎn)。圖3是表示與圖1所示功率監(jiān)視導(dǎo)波管4a、4b的WRJ-2導(dǎo)波管連接部位的發(fā)射器 2a,2b的開(kāi)口部的立體圖。具體表示錐形一體型發(fā)射器h、2b的錐形部3a、!3b與功率監(jiān)視導(dǎo)波管^、4b連接的部位的開(kāi)口部。如圖3所示，發(fā)射器h、2b與功率監(jiān)視導(dǎo)波管^、4b 連接的部位的開(kāi)口部的尺寸如下寬度尺寸a = 109. 2mm，高度尺寸b = 54. 6mm。圖4是表示圖1所示T型微波合成導(dǎo)波管6的詳細(xì)尺寸的附圖，圖如表示T型微波合成導(dǎo)波管6的剖視圖，圖4b表示圖如的C面，圖如表示圖如的B面。如圖如所示， 該T型微波合成導(dǎo)波管6由主導(dǎo)波管6a與副導(dǎo)波管6b正交構(gòu)成。另外，被傳送來(lái)自磁控管Ia(第1磁控管)的微波功率的主導(dǎo)波管6a的開(kāi)口部(A 面)的尺寸與圖4(b)所示C面同樣為80mmX80mm(80mm平方)。S卩，來(lái)自磁控管Ia的微波功率經(jīng)由發(fā)射器加、功率監(jiān)視導(dǎo)波管如及錐形導(dǎo)波管fe傳送到T型微波合成導(dǎo)波管6的主導(dǎo)波管6a的一端，即A面?zhèn)鹊?0mm平方的開(kāi)口部。來(lái)自另一磁控管Ib (第2磁控管)的微波功率傳送構(gòu)成T型微波合成導(dǎo)波管6的副導(dǎo)波管6b。該副導(dǎo)波管6b與主導(dǎo)波管的側(cè)面正交配置，與主導(dǎo)波管6a的結(jié)合開(kāi)口部(B 面)的尺寸如圖4c所示為SOmmX 40mm。亦即，與磁控管Ib所產(chǎn)生的微波的行進(jìn)方向(管軸方向)正交的X軸方向(寬a)的尺寸為80mm，與磁控管Ib所產(chǎn)生的微波的行進(jìn)方向(管軸方向)正交的Y軸方向(高b)的尺寸為40mm。另外，與方形導(dǎo)波管的管軸方向(Z軸方向)垂直的內(nèi)剖面為長(zhǎng)方形，為了便于說(shuō)明，稱該長(zhǎng)方形的一條邊的尺寸為寬a，與其成直角的另一條邊的尺寸稱為高b。亦即，寬 (a)及高(b)與導(dǎo)波管實(shí)際配置方向無(wú)關(guān)。在該種尺寸構(gòu)成(亦即，與T型微波合成導(dǎo)波管6的主導(dǎo)波管6a的開(kāi)口部(A面) 的尺寸為80mmX80mm，副導(dǎo)波管6b的開(kāi)口部(B面)的尺寸為80mmX40mm)的情況下，磁控管Ia振蕩而向主導(dǎo)波管6a傳送的微波功率所形成的電場(chǎng)方向與磁控管Ib振蕩而向副導(dǎo)波管6b傳送的微波功率所形成的電場(chǎng)方向互相正交。
圖5是表示圖4的T型微波合成導(dǎo)波管6中C面的電場(chǎng)方向的附圖。S卩，圖5表示從主導(dǎo)波管6a的C面?zhèn)?亦即，對(duì)圖1的輻照腔體8照射的面?zhèn)?觀察時(shí)的、來(lái)自磁控管Ia并在主導(dǎo)波管6a中傳送的微波的電場(chǎng)方向(以下稱作主微波的電場(chǎng)方向IOa)與來(lái)自磁控管Ib并在副導(dǎo)波管6b中傳送的微波的電場(chǎng)方向(以下稱作副微波的電場(chǎng)方向IOb)。 如圖5所示，主微波的電場(chǎng)方向IOa與副微波的電場(chǎng)方向IOb正交，具有90度的方向差。如此具有90度方向差的兩種微波電場(chǎng)從主導(dǎo)波管6a的C面?zhèn)裙┙o到圖1的輻照腔體(微波照射室)8，其供給功率為磁控管Ia的微波功率與磁控管Ib的微波功率的和。 因此，能夠向輻照腔體8的被加熱物照射磁控管la、lb的微波功率合成后的高輸出的微波功率。此時(shí)，T型微波合成導(dǎo)波管6中，磁控管Ia的微波功率與磁控管Ib的微波功率合成，且互不引起微波干擾。磁控管Ia的微波功率與磁控管Ib的微波功率不引起微波干擾的原因在于磁控管la、lb彼此形成的電場(chǎng)方向具有90度方向差，并且，為了不傳送來(lái)自電場(chǎng)方向具有90度方向差的對(duì)方磁控管的微波，限制了導(dǎo)波管的部分尺寸。以下針對(duì)互不引起微波干擾的原因詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。在主導(dǎo)波管6a內(nèi)傳送的微波的管內(nèi)波長(zhǎng)Xg可以由下述式⑴表示。Xg=入/[1-(入/2&)2]1/2 (1)在此，λ為電波的自由空間波長(zhǎng)(光速/微波的頻率)(m)，微波的頻率為2. 45GHz 的情況下，λ = 30萬(wàn)km/2. 45GHz = 12.2cm。亦即，自由空間波長(zhǎng)λ為12.2cm。另外， 寬(a)為主導(dǎo)波管6a及副導(dǎo)波管6b的寬度尺寸(相對(duì)于微波電場(chǎng)方向的垂直面的寬度尺寸)，根據(jù)圖3及圖4，相對(duì)于正交的2方向的電場(chǎng)成分，垂直面的寬度尺寸的各成分均為 8cm。亦艮口寬(a)為8cm。因此，將λ = 12. 2cm、a = 8cm代入式(1)，則管內(nèi)波長(zhǎng)Xg為18. 9cm。亦艮P， 2. 45GHz的自由空間波長(zhǎng)12. 2cm在a = b = 8cm的導(dǎo)波管內(nèi)波長(zhǎng)增長(zhǎng)為18. 9cm,能夠直接傳送具有正交的2方向的電場(chǎng)成分的微波。另一方面，如圖3所示，結(jié)合有磁控管Ia的發(fā)射器加及功率監(jiān)視導(dǎo)波管如的高度尺寸為(b) = 5. 46cm。高度b面間所產(chǎn)生的微波電場(chǎng)的截止波長(zhǎng)成為λ c = 10. 9cm,由于短于2. 45GHz的自由空間波長(zhǎng)12. 2cm,因此高度b面間的微波電場(chǎng)不能在發(fā)射器加傳送。 亦即，從磁控管Ib傳送來(lái)的微波電場(chǎng)傳送到主導(dǎo)波管，但不傳送到高度尺寸(b) =5. 46cm 的功率監(jiān)視導(dǎo)波管如、發(fā)射器加。因此，來(lái)自磁控管Ib的微波能夠在T型微波合成導(dǎo)波管 6的C面與來(lái)自磁控管Ia的微波合成而使電場(chǎng)強(qiáng)度高輸出化，但不會(huì)對(duì)磁控管Ia引起微波干擾。接著，考察來(lái)自磁控管Ia的微波是否傳送到副導(dǎo)波管6b側(cè)并引起微波干擾。磁控管Ia所形成微波電場(chǎng)的方向與副導(dǎo)波管6b的微波行進(jìn)方向平行，微波不會(huì)傳送到副導(dǎo)波管6b。亦即，由于相對(duì)于微波行進(jìn)方向并不形成微波電場(chǎng)，因此來(lái)自磁控管Ia的微波不向磁控管Ib傳送，不引起微波干擾。如以上說(shuō)明的那樣，現(xiàn)有微波加熱裝置由于為了不使2個(gè)磁控管相互受到微波干擾而使磁控管交替工作，因此不能使能夠向輻照腔體供給的微波功率達(dá)到高輸出化。但是， 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的微波加熱裝置10，即使2個(gè)磁控管la、lb同時(shí)工作，也能夠相互不引起微波干擾地向輻照腔體8供給高輸出微波功率。
將多個(gè)磁控管的微波功率合成從而達(dá)到高輸出的嘗試可見(jiàn)于例如日本專利第 2525506號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)昭61-181093號(hào)公報(bào)、日本專利第38881 號(hào)公報(bào)。日本專利第2525506號(hào)公報(bào)中記載的發(fā)明中，為了防止微波干擾，使作為微波照射口的2個(gè)導(dǎo)波管軸所形成的角度為銳角交叉θ。該情況下，構(gòu)成為下述微波加熱裝置 輻照腔體較大，由于其空間充足，因此以銳角交叉θ設(shè)置2個(gè)導(dǎo)波管，從該2個(gè)導(dǎo)波管供給微波。但是，在被加熱物小的情況下，由于空間不充足，因此不能將多臺(tái)微波功率供給用的導(dǎo)波管安裝成既定角度。日本特開(kāi)昭61-181093號(hào)公報(bào)所記載的發(fā)明中公開(kāi)了下述技術(shù)一面以2個(gè)磁控管不同時(shí)工作的方式進(jìn)行占空控制，一面從各微波供給導(dǎo)波管向輻照腔體(微波爐內(nèi))的被加熱物均勻地照射微波。根據(jù)該技術(shù)，由于2個(gè)磁控管不同時(shí)工作，因此能夠防止上述的微波干擾。另外，日本專利第3888124號(hào)公報(bào)記載的發(fā)明中公開(kāi)了下述技術(shù)將多個(gè)磁控管產(chǎn)生的微波功率用一個(gè)導(dǎo)波管合成，并將合成后的微波功率向輻照腔體進(jìn)行供給。根據(jù)該技術(shù)，由于能夠向無(wú)電極燈為負(fù)載的狹小空間供給高輸出的微波功率，因此能夠在一個(gè)導(dǎo)波管的一面?zhèn)劝惭b有2個(gè)磁控管。該情況下，同樣為了防止2個(gè)磁控管相互的微波干擾，交替切換驅(qū)動(dòng)電源的供給，使2個(gè)磁控管交替工作，實(shí)質(zhì)上是對(duì)2個(gè)磁控管進(jìn)行占空控制。圖6是本發(fā)明實(shí)施方式的微波加熱裝置的效果與比較例進(jìn)行對(duì)比并實(shí)際測(cè)量的溫度分布圖，圖6a表示比較例的實(shí)際測(cè)量結(jié)果，圖6b表示本實(shí)施方式的實(shí)際測(cè)量結(jié)果。即， 該圖是按照有無(wú)圖2所示具有圓錐狀缺口的氟樹(shù)脂間隔件13，以紅外線放射溫度計(jì)實(shí)際測(cè)量微波加熱圓形包裝中收納的食品的情況下的溫度分布。圖6a表示不存在氟樹(shù)脂間隔件 13的情況的溫度分布，圖6b表示存在氟樹(shù)脂間隔件13的情況的溫度分布。由圖6a、圖6b明顯可知，存在氟樹(shù)脂間隔件13的情況下(圖6b)，微波均勻地照射到被加熱物12，且加熱溫度也增高。亦即，通過(guò)使用本發(fā)明的微波加熱裝置，被加熱物12 的加熱效率提高，且能夠使微波均勻地向被加熱物12照射。S卩，如果使用介電常數(shù)大于1、介電損失(tan δ)小、且設(shè)置有最適宜于介電體的缺口的間隔件，即可呈現(xiàn)與上述實(shí)施方式同樣的作用效果。這樣，由于只要使微波均勻地向被加熱物12照射，即不再需要使用用于干擾微波的金屬制旋轉(zhuǎn)葉片(攪拌器)、或使被照射物旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤，因此不再需要旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，能夠進(jìn)一步提高微波加熱裝置的可靠性。以上是基于實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明具體地進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在不脫離其要旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種變更。例如，不限于聚四氟乙烯等(氟樹(shù)脂)， 即使夾設(shè)具有圓錐狀缺口的硅樹(shù)脂制間隔件，也能夠使微波均勻地照射到被加熱物12。另外，在外環(huán)形狀呈現(xiàn)為環(huán)狀的食品、或在盛裝在托盤中的狀態(tài)下中央部凹陷的食品的情況下，比起對(duì)中央部集中照射微波，對(duì)周圍照射微波更能進(jìn)行良好的加熱(加熱所需時(shí)間縮短)。該種情況下，適當(dāng)改變間隔件的形狀，使微波比起被加熱物12的中央更多地照射到周圍。或者，對(duì)于中央部隆起的食品，中央部的加熱慢。該種情況下，適當(dāng)改變間隔件的形狀，使微波更多地照射到被加熱物12的中央部。另外，通過(guò)使用間隔件13等能夠?qū)椪涨惑w8內(nèi)密封加壓，能夠防止水分從食品流失，并能夠通過(guò)充滿于輻照腔體8內(nèi)部的蒸汽對(duì)被加熱物12進(jìn)行均勻加熱。
另外，通過(guò)使間隔件13能夠更換，從而僅更換間隔件13就能夠完全改變微波加熱裝置的加熱特性。
通過(guò)該種處理，能夠進(jìn)行適應(yīng)于食品形狀、目的的加熱。 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
根據(jù)本發(fā)明，由于被加熱物的加熱效率高，并且能夠向被加熱物均勻照射，因此能夠有效用于進(jìn)行單人份食品的加熱加工或殺菌等的微波加熱裝置等。符號(hào)說(shuō)明
la ^-磁控管(第1磁控·
Ib --磁控管(第2磁控·
2a、2b 發(fā)射器
3a、3b 錐形部
4a、4b 功率監(jiān)視導(dǎo)波管(WRJ-
5a、5b 錐形導(dǎo)波管
6 T型微波合成導(dǎo)波管
6a ^-主導(dǎo)波管
6b ^-副導(dǎo)波管
7 T型導(dǎo)波管
8 福照腔體
10 --微波加熱裝置
IOa 主微波的電場(chǎng)方向
IOb 副微波的電場(chǎng)方向
11 --金屬制放置臺(tái)
12 --被加熱物
13 --介電板(氟樹(shù)脂間隔件)
14 --排放液承盤
15 --排液孔
權(quán)利要求
1.一種微波加熱裝置，其特征在于，具備導(dǎo)波管，其傳送微波功率；及輻照腔體，其為向被加熱物均勻分散從所述導(dǎo)波管傳送來(lái)的微波的形狀，并且該輻照腔體具有介電常數(shù)大于1的介電板，經(jīng)由該介電板向被加熱物照射從所述導(dǎo)波管照射來(lái)的微波功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波加熱裝置，其特征在于，所述輻照腔體為圓筒形，所述介電板為圓板狀氟樹(shù)脂間隔件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波加熱裝置，其特征在于，所述氟樹(shù)脂間隔件設(shè)有圓錐形缺口，使得從所述導(dǎo)波管照射來(lái)的微波功率向所述被加熱物均勻分散。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波加熱裝置，其特征在于，所述輻照腔體為圓筒形，所述介電板為圓板狀硅樹(shù)脂制間隔件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微波加熱裝置，其特征在于，所述硅樹(shù)脂制間隔件設(shè)有圓錐形缺口，使得從所述導(dǎo)波管照射來(lái)的微波功率向所述被加熱物均勻分散。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波加熱裝置，其特征在于，所述導(dǎo)波管為傳送第一微波功率的主導(dǎo)波管與傳送第二微波功率的副導(dǎo)波管以各自的微波所產(chǎn)生的電場(chǎng)方向正交的方式連接而成的T型導(dǎo)波管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微波加熱裝置，其特征在于，以如下方式?jīng)Q定所述主導(dǎo)波管上形成的發(fā)射器的開(kāi)口部的尺寸使基于所述發(fā)射器的開(kāi)口部的尺寸決定的截止波長(zhǎng)短于從所述副導(dǎo)波管向所述主導(dǎo)波管傳送的微波的自由空間波長(zhǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的微波加熱裝置，其特征在于，以如下方式?jīng)Q定所述副導(dǎo)波管的開(kāi)口部的尺寸使基于所述副導(dǎo)波管的開(kāi)口部的尺寸決定的截止波長(zhǎng)短于從所述主導(dǎo)波管向所述副導(dǎo)波管傳送的微波的自由空間波長(zhǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的微波加熱裝置，其特征在于，所述第一磁控管以及所述第二磁控管所產(chǎn)生的微波的頻率為2. 45GHz,所述主導(dǎo)波管的開(kāi)口部的尺寸為寬SOmmX高80mm，所述副導(dǎo)波管的開(kāi)口部的尺寸為寬 80_X 高 40_，所述發(fā)射器的開(kāi)口部的尺寸為寬109. 2mmX高54. 6mm。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供一種微波加熱裝置，其能夠不使用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)地向被加熱物均勻并且有效照射微波。在輻照腔體(8)的最小限度的容積中，在金屬制放置臺(tái)(11)的上表面載置有食品等被加熱物(12)。另外，被加熱物(12)的上部配置有具有圓錐狀缺口的氟樹(shù)脂間隔件(13)。而且，在T型導(dǎo)波管(7)合成后的微波經(jīng)由具有圓錐狀缺口的氟樹(shù)脂間隔件(13)照射到被加熱物(12)。由此，從T型導(dǎo)波管(7)傳送來(lái)的具有90度電場(chǎng)方向差的合成微波通過(guò)氟樹(shù)脂間隔件(13)的波長(zhǎng)縮短作用而產(chǎn)生折射，并集中在被加熱物(12)的區(qū)域均勻照射。因此，即使不設(shè)置轉(zhuǎn)盤等，也能夠均勻有效地對(duì)被加熱物(12)進(jìn)行加熱。
文檔編號(hào)H05B6/70GK102308668SQ20108000703
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者久我真澄, 古屋慎一郎, 天野裕文, 小倉(cāng)利夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社佐竹