微波加热装置的制造方法_2

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的正面剖视 图。在以下的说明中,微波炉的左右方向指的是图1中的左右方向,而前后方向指的是图1中 的进深方向。
[0054] 如图1所示,本实施方式的微波炉1具有加热室2a、供电室2b、磁控管3、波导管4、旋 转天线5、载置台6。载置台6具有用于载置食品等被加热物(未图示)的平坦上表面。加热室 2a是载置台6的上侧空间,供电室2b是载置台6的下侧空间。
[0055]载置台6覆盖了设有旋转天线5的供电室2b,其将加热室2a与供电室2b划分开来并 构成加热室2a的底面。载置台6的上表面(载置面6a)较为平坦,因而被加热物的出入较为容 易,易于拭去附着于载置面6a上的污物等。
[0056] 载置台6使用了玻璃、陶瓷等微波易于透过的材料,因此从旋转天线5放射的微波 会透过载置台6而被供给至加热室2a。
[0057] 磁控管3是生成微波的微波生成部的一例。波导管4设置于供电室2b的下方,是将 磁控管3生成的微波传递至耦合部7的传播部的一例。旋转天线5设置于供电室2b的内部空 间,将通过波导管4和耦合部而传递的微波从前方开口 13放射到供电室2b内。
[0058] 旋转天线5是波导管结构天线,其具有:波导管结构部8,该波导管结构部8具有供 微波在其内部空间传播的箱形的波导管结构;以及耦合部7,该耦合部7将波导管4内的微波 与波导管结构部8的内部空间相耦合。耦合部7具有:连结于作为驱动部的电动机15的耦合 轴7a;以及将波导管结构部8与耦合部7接合的凸缘7b。
[0059] 电动机15根据来自控制部17的控制信号而被驱动,使旋转天线5以耦合部7的耦合 轴7a为中心旋转,并使旋转天线5停止于期望的方向。由此来变更来自旋转天线5的微波的 放射方向。耦合部7使用镀铝钢板等金属,电动机15的与耦合部7连结的连结部分例如使用 氟树脂。
[0060] 耦合部7的耦合轴7a贯通了将波导管4与供电室2b连通的开口,在耦合轴7a与贯通 的开口之间具有规定(例如,5_以上)的间隙。通过耦合轴7a,使得波导管4与旋转天线5的 波导管结构部8的内部空间相耦合,使得微波从波导管4高效地向波导管结构部8传播。
[0061 ]加热室2a的侧表面上部设有红外线传感器16。红外线传感器16是检测加热室2a内 的温度、即检测被载置于载置台6上的被加热物的表面温度以作为被加热物的状态的状态 检测部的一例。红外线传感器16检测被假想地划分为多个部分的加热室2a的各区域的温 度,并将这些检测信号发送给控制部17。
[0062] 控制部17根据红外线传感器16的检测信号,进行磁控管3的振荡控制和电动机15 的驱动控制。
[0063] 在本实施方式中,作为状态检测部的一例而具有红外线传感器16,然而状态检测 部不限于此。例如,还可以将检测被加热物的重量的重量传感器、对被加热物的图像摄影的 图像传感器等用作状态检测部。在不设置状态检测部的结构中,可以根据预先存储的程序 和使用者的选择,由控制部17进行磁控管3的振荡控制和电动机15的驱动控制。
[0064] 图2A是表示去除了载置台6后的状况下的供电室2b的立体图。图2B是表示与图2A 相同状况下的供电室2b的俯视图。
[0065]如图2A和图2B所示,在供电室2b内设有旋转天线5,该供电室2b配置于加热室2a的 下方,而且该供电室2b与加热室2a之间被载置台6划分开。旋转天线5的耦合轴7a的旋转中 心G位于供电室2b的前后方向和左右方向上的中心、即载置台6的前后方向和左右方向上的 中心的下方。
[0066]供电室2b具有由其底面11和载置台6的下表面构成的内部空间。供电室2b的内部 空间具有关于供电室2b的左右方向的中心线J(参照图2B)对称的形状,其中,所述中心线J 包含耦合部7的旋转中心G。在供电室2b的内部空间的侧壁面上,形成有向内侧突出的凸部 18。凸部18包括设置于左侧的侧壁面上的凸部18a、以及设置于右侧的侧壁面上的凸部18b。 [0067]凸部18b的下方设有磁控管3。从磁控管3的天线3a放射的微波在设置于供电室2b 的下方的波导管4内传播,被耦合部7传递给波导管结构部8。
[0068]供电室2b的侧壁面2c具有用于将从旋转天线5在水平方向上放射的微波向上方的 加热室2a反射的倾斜。
[0069]图3是表示旋转天线5的具体例的分解立体图。如图3所示,波导管结构部8具有规 定其内部空间的顶面9和侧壁面10a、10b、10c〇
[0070] 顶面9包括三个直线状的缘部、一个圆弧状的缘部、以及接合有耦合部7的凹部9a, 且顶面9被配置为面对载置台6(参照图1)。侧壁面10a、10b、10c是从顶面9的三个直线状的 缘部起,分别向下方折弯地形成的。
[0071] 圆弧状的缘部未设有侧壁面,而在其下方形成有开口。该开口作为放射在波导管 结构部8的内部空间中传播的微波的前方开口 13而发挥功能。即,侧壁面10b被设置为面对 前方开口 13,而侧壁面10a、10c被设置为彼此相对。
[0072] 侧壁面10a的下缘部设有低阻抗部12,该低阻抗部12处于波导管结构部8的外方且 在垂直于侧壁面l〇a的方向上延伸。低阻抗部12形成为与供电室2b的底面11隔开微小的间 隙且与供电室2b的底面11平行。通过低阻抗部12,来抑制在垂直于侧壁面10a的方向上泄漏 的微波。
[0073] 为了确保与供电室2b的底面11之间的一定间隙,可以在低阻抗部12的下表面上形 成用于安装绝缘树脂制间隔件(未图示)的保持部19。
[0074] 低阻抗部12被设置为多个缝隙12a隔开一定间隔周期性地从侧壁面10a起在垂直 方向上延伸。通过多个缝隙12a,来抑制平行于侧壁面10a的方向上的微波的泄漏。缝隙12a 之间的间隔可根据在波导管结构部8内传播的波长而适当确定。
[0075] 侧壁面10b和侧壁面10c也是同样地在下缘部处分别设有具备多个缝隙12a的低阻 抗部12。
[0076] 本实施方式的旋转天线5具有形成为圆弧状的前方开口 13,然而本发明不限于这 种形状,也可以具有直线状或曲线状的前方开口 13。
[0077] 如图3所示,顶面9包括多个微波吸出开口 14、即第1开口 14a、以及具有小于第1开 口 14a的开口的第2开口 14b。在波导管结构部8的内部空间中传播来的微波从前方开口 13和 多个微波吸出开口 14放射出去。
[0078] 形成于耦合部7的凸缘7b通过例如铆接、点焊、螺钉紧固或焊接等而接合于波导管 结构部8的顶面9的下表面上,旋转天线5与耦合部7固定起来。
[0079] 在本实施方式中,旋转天线5具有后述的波导管结构部8,因此能够实现对被载置 于载置台6上的被加热物的均匀加热。尤其能够在位于旋转天线5的旋转中心G(参照图2A、 图2B)的上方的载置面6a的中央区域处,高效地且均匀地加热。以下,具体说明本实施方式 的波导管结构。
[0080] 波导管结构
[0081] 首先,为了理解波导管结构部8的特征,使用图4对一般的波导管300进行说明。如 图4所示,最为单纯的普通波导管300是具备长方形的剖面303、以及沿着波导管300的管轴V 的进深的方形波导管,其中,剖面303具有宽度a和高度b。管轴V是通过剖面303的中心,且在 微波的传送方向Z上延伸的波导管300的中心线。
[0082]已知的是,在设自由空间中的微波的波长为λ〇时,如果从AQ>a>A Q/^Pb<AQ/2的 范围内选择宽度a和高度b,则微波会在波导管300内以TE10模式传播。
[0083] TE10模式是指在波导管300内的微波传送方向Z上,存在磁场成分但不存在电场成 分的、Η波(TE波;横向电波(Transverse Electric Wave))的传送模式。
[0084] 自由空间中的微波的波长λ〇可通过式(1)求出。
[0085] A〇 = c/f ---(1)
[0086] 在式(1)中,光的速度c约为2.998 X 108[m/s],在微波炉的情况下,振荡频率f为 2.4~2.5[6抱](131频段)。振荡频率€会根据磁控管的差异和负载条件而发生变动,因此自 由空间内的波长λ〇在最小120 [mm] (2 · 5GHz时)至最大125 [mm] (2 · 4GHz时)之间变动。
[0087] 在用于微波炉的波导管300的情况下,考虑到自由空间内的波长λ〇的范围等,而大 多以80~100mm的范围设计波导管300的宽度a,以15~40mm的范围设计高度b。
[0088] 通常,关于图4所示的波导管300,作为其上表面和下表面的大宽度面301是指磁场 于其中平行地涡旋的面,因而称作Η面,作为左右的侧表面的小宽度面302是指平行于电场 的面,因而称作Ε面。为了简便起见,在以下所示的俯视图中,有时将管轴V投影于Η面上而得 到的Η面上的直线称作管轴V。
[0089] 如果将来自磁控管的微波的波长规定为波长λ〇,并将在波导管内传播时的微波的 波长规定为管内波长Ag,则Ag可通过式(2)求出。
[0090]
[0091] 因此,管内波长Ag虽然会根据波导管300的宽度a而发生变化,然而与高度b无关。 在TE10模式中,在波导管300的宽度方向W的两端(E面)、即小宽度面302处电场为0,而在宽 度方向W的中央处电场最大。
[0092] 在本实施方式中,对于图1和图3所示的旋转天线5,应用与图4所示的波导管300同 样的原理。在旋转天
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