微波处理装置的制作方法

本公开涉及对收纳在加热室中的被加热物进行加热的微波处理装置(microwavetreatmentdevice)。

背景技术：

以往，微波处理装置包含具有多个旋转天线的装置(例如，参照专利文献1)。专利文献1所记载的微波处理装置的目的在于，使用多个旋转天线向加热室内的大范围放射微波，由此降低加热不均。

在现有技术中，还包含构成为具有放射微波的多个放射部、并且控制从多个放射部放射的微波的相位差的微波处理装置(例如，参照专利文献2)。专利文献2中记载的微波处理装置的目的在于，通过相位差控制使微波分布发生变化，由此，进行均匀加热和集中加热。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－47322号公报

专利文献2：日本特开2008－66292号公报

技术实现要素：

但是，在专利文献1所记载的微波处理装置中，微波分布几乎没有变动。在专利文献2所记载的微波处理装置中，由于下述理由，难以对各种形状、种类、量的被加热物进行期望的加热处理。

即，即使进行相位差控制，驻波也仅移动半个波长左右，微波分布几乎不变动。即使要对多个微波进行空间合成来控制加热室内的微波分布，由于微波分布本身会因被加热物的影响而发生变化，因此，无法再现所期望的加热。若使多个放射部动作或停止，则放射位置较大地偏移，能够使微波分布较大地变动。但是，供给电力变小，烹调时间变长。

本公开是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够在短时间内将各种形状、种类、量的被加热物加热到期望的状态的微波处理装置。

本公开的一个方式的微波处理装置具有多个放射部、传输线路以及多个供电部。多个放射部包含第1放射部、第2放射部和第3放射部，并放射微波。传输线路具有环状线路结构，该环状线路结构具有包含第1分支部、第2分支部和第3分支部的多个分支部，传输线路向分别与第1分支部、第2分支部和第3分支部连接的第1放射部、第2放射部和第3放射部传输微波。多个供电部包含以微波的波长的四分之一以下的间隔配置在传输线路上的第1供电部和第2供电部，并向传输线路传输微波。

根据本方式，能够选择性地切换放射微波的放射部。由此，能够实现所期望的加热分布。其结果是，能够在短时间内将各种形状、种类、量的被加热物加热到所期望的状态。

附图说明

图1是示出本公开实施方式1的微波处理装置的结构的概略图。

图2是示出实施方式1的微波处理装置中的传输线路的结构以及线路长度的概略图。

图3是示出实施方式1的微波处理装置中的传输线路的结构以及线路长度的概略图。

图4是实施方式1的微波处理装置中的传输线路的立体图。

图5是示出本公开实施方式2的微波处理装置中的传输线路的结构的概略图。

图6是示出本公开实施方式4的微波处理装置中的传输线路的结构的概略图。

具体实施方式

本公开第1方式的微波处理装置具有多个放射部、传输线路以及多个供电部。多个放射部包含第1放射部、第2放射部和第3放射部，并放射微波。传输线路具有环状线路结构，该环状线路结构具有包含第1分支部、第2分支部和第3分支部的多个分支部，传输线路向分别与第1分支部、第2分支部和第3分支部连接的第1放射部、第2放射部和第3放射部传输微波。多个供电部包含以微波的波长的四分之一以下的间隔配置在传输线路上的第1供电部和第2供电部，并向传输线路传输微波。

在本公开第2方式的微波处理装置中，在第1方式的基础上，第1分支部与第1供电部之间和第1分支部与第2供电部之间以相等的间隔进行配置，第2分支部和第3分支部分别配置成与第1分支部隔开微波的波长的四分之一。

在本公开第3方式的微波处理装置中，在第1方式的基础上，第1供电部和第2供电部相对于传输线路垂直地传输微波。

在本公开第4方式的微波处理装置中，在第1方式的基础上，通过从第1供电部和第2供电部供给到传输线路的两个微波之间的相位差控制，从多个放射部中选择性地切换放射微波的放射部。

在本公开第5方式的微波处理装置中，在第1方式的基础上，第1供电部和第2供电部以微波的波长的四分之一的间隔进行配置。

在本公开第6方式的微波处理装置中，在第1方式的基础上，传输线路的一周的长度被设定为微波的波长的整数倍、微波的波长的一半以及第1供电部与第2供电部的间隔的2倍之和。

在本公开第7方式的微波处理装置中，在第1方式的基础上，传输线路具有包含直线部和曲线部的长圆形状。

在本公开第8方式的微波处理装置中，在第1方式的基础上，具有第1供电控制电路和第2供电控制电路。第1供电控制电路和第2供电控制电路分别包含多个供电部、多个分支部、多个放射部以及传输线路。第1供电控制电路所包含的第1放射部与第2供电控制电路所包含的第1放射部相同。

在本公开第9方式的微波处理装置中，在第8方式的基础上，还具有收纳被加热物的加热室。第1放射部配置在加热室的载置台的中央部的下方。

在本公开第10方式的微波处理装置中，在第8方式的基础上，第1放射部是贴片天线，第1供电控制电路和第2供电控制电路相对于第1放射部垂直地传输微波。

在本公开第11方式的微波处理装置中，在第1方式的基础上，第2放射部包含多个放射部，第3放射部包含多个放射部。

以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。在以下的说明中，对相同或相应的部分标注相同的标号，省略重复的说明。

(实施方式1)

图1是示出本公开实施方式1的微波处理装置50的结构的概略图。如图1所示，本实施方式的微波处理装置具有加热室1、振荡部3、分配部4、相位改变部5、放大部6a、6b、传输线路7以及放射部8a、8b、8c。

加热室1收纳食品等被加热物2。振荡部3具有例如由半导体构成的振荡源而产生微波。分配部4将由振荡部3产生的微波分配为两部分，并将所分配的微波供给到相位改变部5和放大部6a。

相位改变部5使由分配部4分配的微波的相位发生变化。放大部6a对由分配部4分配的微波进行放大。放大部6b对由相位改变部5改变了相位的微波进行放大。

供电部9a、9b配置在传输线路7上。供电部9a将由放大部6a放大后的微波传输到传输线路7。供电部9b将由放大部6b放大后的微波传输到传输线路7。

放射部8a、8b、8c将经由传输线路7传输的微波放射到加热室1内。加热室1内的被加热物2被由放射部8a、8b、8c放射的微波加热。

传输线路7和放射部8a、8b、8c配置于载置被加热物2的、加热室1内的载置台1a的下方。

放射部8a、8b、8c分别相当于第1放射部、第2放射部、第3放射部。供电部9a、9b分别相当于第1供电部、第2供电部。

图2是示出本实施方式的微波处理装置中的传输线路7的结构以及线路长度的概略图。特别地，图2示出供电部9a、9b之间的路径长度。如图2所示，传输线路7具有包含直线部和曲线部的长圆形状的环状线路结构。在传输线路7的直线部设置有分支部10a、10b、10c。

由供电部9a、9b传输到传输线路7的微波在传输线路7上合成。在传输线路7上合成的微波经由分支部10a、10b、10c供给到放射部8a、8b、8c。分支部10a、10b、10c分别相当于第1分支部、第2分支部、第3分支部。

供电部9a、9b与传输线路7的直线部相互接近地设置。在本实施方式中，供电部9a、9b以微波的波长的四分之一以下的间隔配置。供电部9a、9b相对于传输线路7垂直地传输微波。即，传输线路7具有t字形状的耦合线路结构。由此，在供电部9a、9b中，微波被均等地分支为两部分。

对如上构成的微波处理装置的动作、作用进行说明。

如图2所示，供电部9a、9b之间的传输线路7上的路径包含大致绕传输线路7一周的路径11和以最短距离连结供电部9a、9b的路径13。

如果将路径13的长度、即供电部9a与供电部9b之间的间隔设为α(α为微波的波长的四分之一以下)[mm]，则路径11的长度被设定为微波的波长的整数倍、微波的波长的一半以及α之和[mm]。即，传输线路7的一周的长度是微波的波长的整数倍、微波的波长的一半以及供电部9a、9b之间的间隔的2倍之和。

由于路径11、13具有上述长度，因此，从供电部9a在两个路径中传播的两个微波在供电部9b中以相反相位合成，相互抵消(参照表1)。其结果是，能够抑制微波从供电部9a向供电部9b透过。同样，也能够抑制微波从供电部9b向供电部9a透过。

[表1]

这样，由于抑制了供电部9a、9b之间的微波的透过，因此，能够防止过大的电力流入放大部6a、6b，能够防止放大部6a、6b的损伤。由此，能够抑制所供给的电力的损失而提高放射效率。其结果是，能够实现高效的加热。

图3是示出本实施方式的微波处理装置中的传输线路7的结构以及线路长度的概略图。特别地，图3示出供电部与分支部之间的路径长度以及分支部与分支部之间的路径长度。

如图3所示，供电部9a与分支部10a之间的传输线路7的长度被设定为相位长度11a。供电部9b与分支部10a之间的传输线路7的长度被设定为相位长度11b。分支部10a与分支部10b之间的传输线路7的长度被设定为相位长度12a。分支部10a与分支部10c之间的传输线路7的长度被设定为相位长度12b。

相位长度是将传输线路的长度l(mm)和在传输线路中传播的微波的波长λ(mm)代入下式1而得到的值。相位长度的单位是“度”。

[式1]

(int函数将自变量四舍五入成最接近的整数。)

相位长度11a被设定为0度。由此，当微波在供电部9a与分支部10a之间的路径11中传播的情况下，传播后的微波的相位与传播前的微波的相位相同。相位长度11b也被设定为0度。由此，当微波在供电部9b与分支部10a之间的路径11中传播的情况下，传播后的微波的相位与传播前的微波的相位相同。

相位长度12a被设定为90度。由此，当微波在分支部10a与分支部10b之间的路径11中传播的情况下，传播后的微波的相位比传播前的微波的相位超前90度。相位长度12b也被设定为90度。由此，当微波在分支部10a与分支部10c之间的路径11中传播的情况下，传播后的微波的相位比传播前的微波的相位超前90度。

表2示出了由放大部6a放大后的微波具有与由放大部6b放大后的微波相同相位的情况下的、传输线路7的作用。

[表2]

从放大部6a到供电部9a的相位长度和从放大部6b到供电部9b的相位长度为0度，因此从放大部6a到分支部10a的相位长度和从放大部6b到分支部10a的相位长度均为0度。

因此，在由放大部6a放大后的微波与由放大部6b放大后的微波具有相同相位的情况下，在分支部10a中，两个微波重叠而被放大(参照表2)。其结果，向放射部8a供给放大后的微波。

由于相位长度12a为90度，因此从放大部6a到分支部10b的相位长度相对于从放大部6a到分支部10a的相位长度(0度)减少90度。另一方面，从放大部6b到分支部10b的相位长度相对于从放大部6b到分支部10a的相位长度(0度)增加90度。因此，从放大部6b到分支部10b的相位长度比从放大部6a到分支部10b的相位长度大180度。

因此，在由放大部6a放大后的微波和由放大部6b放大后的微波具有相同相位的情况下，在分支部10b中，两个微波相互抵消(参照表2)。其结果是，不向放射部8b供给微波。

同样，在分支部10c，两个微波相互抵消，不向放射部8c供给微波。这样，在由放大部6a放大后的微波和由放大部6b放大后的微波具有相同相位的情况下，高频电力选择性地仅被供给到放射部8a。

表3示出由放大部6a放大后的微波具有与由放大部6b放大后的微波相反相位的情况下的传输线路7的作用。

[表3]

在由放大部6a放大后的微波和由放大部6b放大后的微波具有相反相位的情况下，传输线路7与表2所示的情况相反地作用。

即，在分支部10b、10c中，两个微波重叠而被放大(参照表3)。其结果，向放射部8b、8c供给放大后的微波。在分支部10a中，两个微波相互抵消(参照表3)。其结果是，不向放射部8a供给微波。

这样，在由放大部6a放大后的微波和由放大部6b放大后的微波具有相反相位的情况下，高频电力选择性地被供给到放射部8b、8c。

在本实施方式中，使用相位改变部5，进行由放大部6a放大后的微波和由放大部6b放大后的微波之间的相位差控制。由此，能够从放射部8a～8c中选择性地切换放射微波的放射部。其结果是，能够按照意图来操作加热室1内的微波分布。

图4是本实施方式的微波处理装置中的传输线路7的立体图。如图4所示，传输线路7由接近加热室1的壁面配置的微带线构成。供电部9a、9b通过将贯通加热室1的壁面1b的同轴芯线与传输线路7连接而构成。分支部10a、10b、10c由从传输线路7分支的微带线线构成。放射部8a、8b、8c是由微带线构成的天线。

在本实施方式中，振荡部3具有由半导体构成的振荡源。但是，振荡部3也可以由磁控管等其他振荡源构成。

(实施方式2)

图5是示出本公开实施方式2的微波处理装置中的传输线路的结构的概略图。

如图5所示，本实施方式的微波处理装置具有供电控制电路15a和供电控制电路15b。供电控制电路15a、15b分别配置在加热室1的载置台1a的下方的右侧、左侧。

供电控制电路15a包含供电部9a、供电部9b、传输线路7a、放射部8a、放射部8b以及放射部8c。供电控制电路15b包含供电部9c、供电部9d、环状线路结构的传输线路7b、放射部8a、放射部8d以及放射部8e。

供电控制电路15a、15b共用放射部8a，供电控制电路15a、15b都能够向放射部8a传输微波。放射部8a配置在载置台1a的中央部的下方。

传输线路7a、7b与实施方式1的传输线路7同样，具有包含直线部和曲线部的长圆形状的环状线路结构。供电部9a、9b配置在传输线路7a的直线部。供电部9c、9d配置在传输线路7b的直线部。

分配部4将由振荡部3产生的微波分配为四部分，并将所分配的微波供给到相位改变部5a、5b、5c和放大部6a。相位改变部5a、5b、5c使由分配部4分配的微波的相位发生变化。

放大部6a对由分配部4分配的微波进行放大。放大部6b对由相位改变部5a改变了相位的微波进行放大。放大部6c对由相位改变部5b改变了相位的微波进行放大。放大部6d对由相位改变部5c改变了相位的微波进行放大。

供电部9a将由放大部6a放大后的微波传输到传输线路7a。供电部9b将由放大部6b放大后的微波传输到传输线路7a。供电部9c将由放大部6c放大后的微波传输到传输线路7b。供电部9d将由放大部6d放大后的微波传输到传输线路7b。

在传输线路7a的直线部配置有分支部10a、分支部10b、分支部10c。在传输线路7b的直线部配置有分支部10d、分支部10e、分支部10f。

由供电部9a、9b传输到传输线路7a的微波在传输线路7a上合成。在传输线路7a上合成的微波经由分支部10a、10b、10c供给到放射部8a、8b、8c。

由供电部9c、9d传输到传输线路7b的微波在传输线路7b上合成。在传输线路7b上合成的微波经由分支部10d、10e、10f供给到放射部8a、8d、8e。

在本实施方式中，放射部8a、8b、8c分别相当于供电控制电路15a中的第1放射部、第2放射部、第3放射部。供电部9a、9b分别相当于供电控制电路15a中的第1供电部、第2供电部。分支部10a、10b、10c分别相当于供电控制电路15a中的第1分支部、第2分支部、第3分支部。

放射部8a、8d、8e分别相当于供电控制电路15b中的第1放射部、第2放射部、第3放射部。供电部9c、9d分别相当于供电控制电路15b中的第1供电部、第2供电部。分支部10d、10e、10f分别相当于供电控制电路15b中的第1分支部、第2分支部、第3分支部。

即，供电控制电路15a中的第1放射部与供电控制电路15b中的第1放射部相同。

放射部8a～8e是贴片天线。放射部8a具有正方形形状。放射部8a具有分别配置在相邻的两边的供电部14a、供电部14b。供电部14a、14b相对于放射部8a垂直地传输微波。

根据本结构，传输到放射部8a的两个微波具有相互垂直的激励方向，相互不干涉。由此，能够抑制微波透过供电控制电路15a、15b之间。

另外，虽然在图5中没有准确地图示，但放射部8a～8e与载置台1a平行地配置。

在本实施方式中，使用相位改变部5a，进行由放大部6a放大后的微波和由放大部6b放大后的微波之间的相位差控制。由此，能够从放射部8a、8b、8c中选择性地切换放射微波的放射部。其结果是，能够按照意图来操作加热室1内的右侧的微波分布。

使用相位改变部5b、5c，进行由放大部6c放大后的微波与由放大部6d放大后的微波之间的相位差控制。由此，能够从放射部8a、8d、8e中选择性地切换放射微波的放射部。其结果是，能够按照意图来操作加热室1内的左侧的微波分布。

另外，能够使用相位改变部5b、5c使由放大部6c、6d放大后的微波的相位与由放大部6a、6b放大后的微波的相位不同。

(实施方式3)

接着，对本公开实施方式3的微波处理装置进行说明。本实施方式的微波处理装置具有与图1～图3所示的实施方式1大致相同的结构。

本实施方式与实施方式1的不同之处在于，传输线路7中的路径13、即供电部9a、9b的间隔具有微波的波长的四分之一的长度。以下，参照图2对本实施方式的微波处理装置进行说明。

表4示出了由放大部6a放大后的微波具有与由放大部6b放大后的微波相同相位的情况下的传输线路7的作用。

[表4]

由于路径13的长度为微波的波长的四分之一，因此路径13的相位长度13a为90度。如上所述，从放大部6a到供电部9a的相位长度和从放大部6b到供电部9b的相位长度为0度。

因此，如表4所示，来自放大部6b的微波的相位经由路径13在供电部9a超前90度。来自放大部6b的微波在供电部9a与来自放大部6a的微波合成。在供电部9a合成的微波在路径11中沿逆时针方向传播。

同样，来自放大部6a的微波的相位经由路径13在供电部9b超前90度。来自放大部6a的微波在供电部9b与来自放大部6b的微波合成。在供电部9b合成的微波在路径11中沿顺时针方向传播。这样，在放大部6a、6b供给相同相位的微波的情况下，从供电部9a、9b向路径11传输均等的两个微波。

表5示出了由放大部6b放大后的微波具有相对于由放大部6a放大后的微波超前90度的相位的情况下的、传输线路7的作用。

[表5]

如表5所示，来自放大部6b的微波的相位经由路径13在供电部9a超前90度。因此，在供电部9a中，来自放大部6b的微波具有与来自放大部6a的微波相反的相位。其结果，这些微波在供电部9a合成并相互抵消，不在路径11中传播。

另一方面，来自放大部6a的微波的相位经由路径13在供电部9b超前90度。因此，在供电部9b中，来自放大部6a的微波具有与来自放大部6b的微波相同的相位。其结果，这些微波在供电部9b重合而被放大。由供电部9b合成的微波在路径11中沿顺时针方向传播。

这样，在由放大部6b放大后的微波具有相对于由放大部6a放大后的微波超前90度的相位的情况下，放大后的微波从供电部9b在路径11中沿顺时针方向传播。该微波主要供给到离供电部9b最近的放射部8c。

表6示出了由放大部6b放大后的微波具有相对于由放大部6a放大后的微波滞后90度的相位的情况下的、传输线路7的作用。

[表6]

如表6所示，来自放大部6b的微波的相位经由路径13在供电部9a超前90度。因此，在供电部9a中，来自放大部6b的微波具有与来自放大部6a的微波相同的相位。其结果，这些微波在供电部9a重合而被放大。在供电部9a合成的微波在路径11中沿逆时针方向传播。

另一方面，来自放大部6a的微波的相位经由路径13在供电部9b超前90度。因此，在供电部9b中，来自放大部6a的微波具有与来自放大部6b的微波相反的相位。其结果，这些微波在供电部9b合成并相互抵消，不在路径11中传播。

这样，在由放大部6b放大后的微波具有相对于由放大部6a放大后的微波滞后90度的相位的情况下，放大后的微波从供电部9a在路径11中沿逆时针方向传播。该微波主要供给到离供电部9a最近的放射部8a。

(实施方式4)

图6是示出本公开实施方式4的微波处理装置中的传输线路7的结构的概略图。

如图6所示，本实施方式的微波处理装置具有配置在加热室1的载置台1a的下方的传输线路7和放射部8a、8b、8c、8d、8e。放射部8a配置在中央部。放射部8b、8d配置在右侧。放射部8c、8e配置在左侧。放射部8a～8e是贴片天线。

放射部8a与传输线路7的分支部10a连接。在传输线路7的分支部10b上连接有分支为两部分的传输线路16b。放射部8b和放射部8d与传输线路16b的各分支目的地连接。在传输线路7的分支部10c上连接有分支为两部分的传输线路16c。放射部8c和放射部8e与传输线路16c的各分支目的地连接。

在本实施方式中，放射部8a相当于第1放射部。放射部8b、8d相当于第2放射部。放射部8c、8e相当于第3放射部。即，第2放射部和第3放射部包含多个放射部。

另外，虽然在图6中没有准确地图示，但放射部8a～8e与载置台1a平行地配置。

在本实施方式中，与实施方式3同样，传输线路7中的路径13的长度、即供电部9a、9b的间隔为微波的波长的四分之一。路径13的相位长度13a为90度。

因此，在由放大部6b放大后的微波具有相对于由放大部6a放大后的微波超前90度的相位的情况下(参照实施方式3中的表5)，重合而放大后的微波主要供给到放射部8c、8e。其结果，配置在放射部8c、8e附近的被加热物2被较强地加热。

在由放大部6b放大后的微波具有相对于由放大部6a放大后的微波滞后90度的相位的情况下(参照实施方式3中的表6)，重合而放大后的微波主要供给到放射部8b、8d。其结果，配置在放射部8b、8d附近的被加热物2被较强地加热。

根据本实施方式，通过与实施方式3同样的相位差控制，能够实现所期望的大范围的加热分布。其结果，能够在短时间内将各种形状、种类、量不同的被加热物加热到所期望的状态。

产业上的可利用性

如上所述，本公开的微波处理装置能够在抑制微波透过多个供电部之间的同时，从多个放射部中选择放射微波的放射部。由此，能够提高加热效率，实现所期望的加热分布。本公开可应用于利用介电加热的加热装置、生活垃圾处理机、作为半导体制造装置的等离子体产生用电源的高频电源等。

标号说明

1：加热室；1a：载置台；1b：壁面；2：被加热物；3：振荡部；4：分配部；5、5a、5b、5c：相位改变部；6a、6b、6c、6d：放大部；7、7a、7b、16b、16c：传输线路；8a、8b、8c、8d、8e：放射部；9a、9b、9c、9d、14a、14b：供电部；10a、10b、10c、10d、10e、10f：分支部；11、13：路径；11a、11b、12a、12b、13a：相位长度；15a、15b：供电控制电路。