微波加热装置制造方法及图纸

技术编号:19078117 阅读:16 留言:0更新日期:2018-09-29 18:56
构成为具有加热室(103),并且在作为形成加热室(103)的壁面的至少一部分的上壁面(108)上具有反射角度控制装置(118),该反射角度控制装置(118)控制微波的反射角度,从而控制加热室(103)内的驻波分布。由此,在从微波放射装置(104)放射的微波不由被加热物(102)直接吸收而被壁面反射时,利用反射角度控制装置(118)控制微波的反射角度,因此,能够将加热室(103)内的驻波分布控制为与通常不同的分布,能够提高局部加热性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微波加热装置
本专利技术涉及向被加热物放射微波而进行介质加热的微波炉等微波加热装置。
技术介绍
作为代表性的微波加热装置的微波炉将从作为代表性的微波放射装置的磁控管放射的微波供给到用金属覆盖的加热室的内部,利用微波的电场成分对放置于加热室内部的作为代表性的被加热物的食品进行介质加热。这时,为了安全,加热室用金属覆盖,以抑制微波向外部的泄漏。因此,加热室内的微波被封闭而反复反射,但加热室的尺寸充分大于微波的波长(在微波炉中为大约120mm),因此,在加热室内产生一些驻波。当产生驻波时,具有电场始终较强的位置(驻波的波腹)和电场始终较弱的位置(驻波的波节),加热方法根据将食品放置于哪个位置而发生改变。当位于电场较强的“波腹”时,被较好地加热,当位于电场较弱的“波节”时,不太被加热。这正是微波炉的加热不匀的主要原因,可能产生如下情况:食品的特定部分是热的,但其他部分却是凉的。为了防止由于这种驻波引起的加热不匀,开发出了使设置于加热室内并载置食品的工作台旋转而使加热室内的食品的位置移动的结构(即,转台方式)、以及食品不移动而使放射微波的天线旋转的结构(旋转天线方式)等。这些方法无法消除驻波,但想要稍微均匀地对食品进行加热。另一方面,还存在想要实现如与均匀加热相反地仅对食品的特定部分进行加热的局部加热的动向。例如,想要通过控制微波放射指向性较高的天线的朝向,对食品的特定部位尽可能照射微波的直接波,从而对食品的特定部位局部地进行加热。当利用该技术时,在食品为一种的情况下,能够一边利用红外线传感器等检测食品的温度,一边将微波放射指向性较高的天线朝向温度较低部位放射微波,从而进行均匀加热(例如,参照专利文献1)。此外,在食品为两种以上的情况下,还可期待仅对特定的一种集中地进行加热。作为具体例,有时对冷冻米饭和冷藏配菜这两种同时进行加热。两者的初始温度完全不同(例如,-20℃和8℃),但想加工成相同程度的温度(例如,70℃),因此,加热所需的能量分别不同,其比率为(70℃-(-20℃)):(70℃-8℃)≒1.5:1左右。因此,通过将微波放射指向性较高的天线朝向更需要能量的冷冻米饭照射微波的直接波,在加热室内局部地进行加热,其结果,能够同时结束两种食品的烹调(例如,参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2008-59834号公报专利文献2:日本特开2013-120005号公报
技术实现思路
但是,现有的微波炉的局部加热的性能存在限度。例如,当想要对两种食品中的一个食品进行局部加热时,即使使用在目前的微波炉用的天线中指向性最高的天线,能够集中在各个食品上的能量比率也限制在2:1左右。当然,如果具有将对各个食品进行加热的能量比率集中为2:1左右的性能,则在上述冷冻米饭和冷藏配菜这两种的情况下,加热所需的能量比率为1.5:1,能够集中的能量比率大于该比率,因此,没有问题。但是,在想要通过微波炉进行加热的食品中具有将汉堡包和生蔬菜盛放于一个盘中的食品。在该情况下,原本期望“仅加热汉堡包,完全不加热生蔬菜”,但无法进行这样程度的局部加热,生蔬菜也多少会被加热。具体而言,在将载置有汉堡包和生蔬菜的盘放置于餐桌上的情况下,汉堡包和生蔬菜的初始温度均为室温(例如,20℃),如果想在将汉堡包加热至适当温度(例如,70℃)时将生蔬菜抑制为吃起来不过热的温度(例如,体温37℃)以下,则所需的能量的比率为(70℃-20℃):(37℃-20℃)≒3:1左右。这需要集中使对上述冷冻米饭和冷藏配菜进行加热所需的能量比率1.5:1的2倍的能量的性能,即使是目前的微波炉用的天线中微波放射指向性最高的天线,能量比率2:1也是不够的。为何目前的微波炉的基于天线的局部加热的限度使对两种食品的加热能量集中的比率为2:1左右,必须考虑反射波、驻波的影响。原本,即使将微波放射指向性较高的天线朝向食品,实际上向食品照射了微波的直接波,也不一定吸收全部微波。存在由食品的表面反射或者穿透食品的微波。这样,通过微波的直接波的第一次碰撞没被吸收的微波全部被加热室的壁面反射后成为反射波,反射波的一部分与生蔬菜发生碰撞,当被壁面反复反射而产生驻波时,位于驻波的波腹的生蔬菜特别被加热,在短时间内温度上升。这里,调查和考察了驻波的机制。在加热室内没有食品的无负载的情况下,能够将加热室认作大致长方体的空腔谐振器,如果是空腔谐振器的驻波模式,则能够通过(式1)进行计算。这里,λ0表示微波的自由空间波长,X、y、z表示空腔谐振器的各边的长度,m、n、P表示在X、y、z的方向上产生的驻波的波腹波节的数量,称作“模式mnp”等。当为家庭用微波炉程度的大小时,X、y、z为200mm至500mm左右,大于自由空间波长(大约120mm),因此,可能存在多个满足上述(式1)的m、n、P的组合。这里,使用电磁场模拟对驻波分布的一例进行说明。图25是用作电磁场模拟的模型的微波炉1的立体图。设加热室2为长方体,未图示磁控管,但将由磁控管激励的微波在波导管3的供电点4处定义为2.45GHz的电场。波导管3在与加热室2的边界处设定开口5、开口6,定义为能够单独开闭。图26、图27是虽然示出电磁场模拟的结果但用图25的对称轴15(16)-15(16)剖切而仅示出内侧(+y侧)的一半的图。图26示出仅使开口5开放的情况,图16示出仅使开口6开放的情况。图26、图27均用等电场强度线图来图示出通过有限要素法进行稳态分析的电场分布。认为越是年轮状的图案复杂的位置,电场越强(驻波的波腹)即可。图26、图27即是示出加热室形状相同且开口的位置不同的情况下的驻波的差异的图。在图26中,仅使开口5开放,关于驻波的波腹的数量,在加热室2内的x方向上产生4个,在y方向上产生3个,在z方向上产生1个,为“模式431”。在图27中,仅使开口6开放,关于驻波的波腹的数量,在加热室2内的x方向上产生5个,在y方向上产生1个,在z方向上产生1个,为“模式511”。如上所述,可知:即使加热室形状相同,仅使开口的位置不同,驻波也不同,食品容易被加热的位置发生变化。但是,从加热室2中心观察时,任意驻波模式都为关于X、y、z全部的方向对称的分布。这样,加热室2内没有食品的情况还很简单,但即使是相同的结构,当具有食品(介电常数ε的电介质)时,也较麻烦。已知在电介质的内部中传播的波长被压缩(有效波长λ=λ0/√ε)。因此,当具有食品时,以加热室2相应地稍微变宽的方式起作用,因此,由于具有食品,有可能产生又一(要说是哪个的话,阶数高的)驻波。此外,食品具有各种各样的种类、形状,因此,难以估计产生了何种驻波。此外,微波炉1中可使用的频率范围在相当大的范围(2.4~2.5GHz)内被容许,特别是,在微波放射装置为磁控管的情况下,不控制振荡频率,而具有固体偏差。除此以外,即便对于一个磁控管,由于振荡频率也根据磁控管自身的温度或与负载侧的匹配状态(反射率)的不同等而较容易地发生偏差。频率与波长成反比,为λ0=c/f(c为光速,是固定的),因此,当频率f发生变化时,波长λ0也发生变化,其结果,(式1)的λ0发生变化,驻波发生变化。此外,加热室2的形状不是严格意义上的长方体。例如,在加热室2的壁面上,通过对形成壁面的金属板进行拉深加工而成本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种微波加热装置,其具有:加热室;以及微波放射装置,其向所述加热室内放射微波而对被加热物进行加热,该微波加热装置构成为:在形成所述加热室的壁面的至少一部分上具有反射角度控制装置,该反射角度控制装置控制微波的反射角度,从而控制所述加热室内的驻波分布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.17 JP 2016-027505;2017.01.10 JP 2017-001551.一种微波加热装置,其具有:加热室;以及微波放射装置,其向所述加热室内放射微波而对被加热物进行加热,该微波加热装置构成为:在形成所述加热室的壁面的至少一部分上具有反射角度控制装置,该反射角度控制装置控制微波的反射角度,从而控制所述加热室内的驻波分布。2.根据权利要求1所述的微波加热装置,其中,所述反射角度控制装置构成为:通过基于反射位置的反射相位的差异来控制反射角度。3.根据权利要求2所述的微波加热装置,其中,所述反射角度控制装置构成为:通过使反射相位以逐渐减小的方式进行排列,从而使反射角度...

【专利技术属性】
技术研发人员:吉野浩二大森义治贞平匡史久保昌之桥本修须贺良介
申请(专利权)人:松下电器产业株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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