JP2012042195A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギー損失の少ない、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱できる高周波加熱装置を提供する。
【解決手段】食品１２を加熱する加熱室１３と、加熱室１３内に電磁波を供給するマグネトロン３２と、加熱室１３底面１７に複数の長円形状の凸面部２５からなる凸面部群と、底面１７に対向する放射面を有する回転アンテナ４０を備えた高周波加熱装置であって、食品１２に吸収されずに底面１７の部分に照射される電磁波を凸面部２５による乱反射によって拡散させ、食品の加熱に効率良く利用でき、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、食品などの被加熱物に電磁波を与えて加熱する高周波加熱装置に関するものである。

代表的な高周波加熱装置である電子レンジについて、図１２を参照にしながら説明する。従来、この種の高周波加熱装置は一般的に、電磁波放射部であるマグネトロン１から出た電磁波が、導波管２を介して伝送され、加熱室３内では加熱室３の形状と開口部４の位置で決まる定在波となって分布し、食品５は定在波の電界成分と食品５の誘電損失に応じて発熱する。

食品の単位体積当り吸収される電力Ｐ［Ｗ／ｍ３］は、加えられる電界の強さＥ［Ｖ／ｍ］、周波数ｆ［Ｈｚ］、および食品の比誘電率εｒ、誘電正接ｔａｎδにより（数１）として表される。

しかし、加熱室３の中には電磁波の定在波が生じ、均一な電界を作り難い。このため、食品を均一に加熱することができない。食品５の加熱分布は電磁波の定在波分布によって決まるため、加熱分布のむらを抑えるために、食品を乗せる置き台のターンテーブル６を回転運動させて同心円上の加熱分布の均一化を図っている。

ターンテーブルタイプの多くは、加熱室３内への電磁波の給電点（電磁波が加熱室に入るところ、本背景技術では開口部４のこと）が天面上もしくは側面に位置して固定されており、加熱室内の定在波分布が常に一定であるように思えるが、実際は食品の形状や誘電定数により電磁波の吸収度合いが変わるなどの影響があり、給電点から遠ざかるにしたがって定在波分布が乱れやすくなる。

また、他の均一化の手段として、加熱室３内で金属板により電磁波を撹拌するスタラーや、導波管の出口自体の金属部を回転させる回転導波管と呼ばれるもので電磁波の入射角を変え、定在波の位置を変えることが行なわれている。

しかしながら、上記従来の電子レンジにおいては、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱することに関して、まだ不十分であった。

そこで、加熱室の内面に凹凸面を設けて、電磁波を乱反射させることが行なわれている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

実公昭４８−０２４２０６号公報 実開昭４７−０３４５５３号公報

しかしながら、上記従来の特許文献１や特許文献２のような構成において、加熱室の底面に関しては、凹凸を設けるという発想がなく、したがって、底面に照射される電磁波を、食品の加熱のために効率良く利用できていなかった。このため、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱できないという課題を有していた。

そして、特に図１３に示すような、食品５はじっとしたままであって加熱室３上方の開口部４部分に設けた放射アンテナ８を回転させて電磁波を撹拌放射する、いわゆる回転アンテナ方式の高周波加熱装置においては、加熱むらを避けるために垂直下方に指向性を有するアンテナを用いることが好ましい。一般的に特定の方向に電磁波の放射指向性を有するアンテナは、逆に同方向からの入射に対して、電波を受ける方である吸い込み性能にも優れるので、強指向性型アンテナの放射方向にこれに対向する壁面が有る場合は、反射波が戻ることで被加熱物の加熱効率が低下するという課題があった。

また、グリルやオーブンに電磁波加熱を組み合わせた高周波加熱装置では、金属板で形成されたトレーが食品載置用として使用されることが多いので、トレーで遮蔽されないよう電磁波の放射位置を図１３のように上方に設けることになる。このようなグリルやオーブンと電磁波を組み合わせた上方給電の高周波加熱装置では垂直下方に指向性をもつ電磁波放射構成が望ましい。そして、例えばオーブンによる熱風加熱と電磁波加熱を組み合わせた同時加熱を行う場合は前述の金属トレーが使用されるが、一方で電磁波加熱単独で加熱を行う場合は、十分な加熱能力を得るために同時加熱の場合よりも高出力で高周波を放射するので、金属トレーでのスパークや発熱が生じないように、代わって電磁波透過特性を有するセラミックトレーや網９が被加熱物の載置のために用いられる。したがって、特にグリルやオーブンと電磁波との同時加熱機能を有する上方給電の加熱装置では、電磁波による単独加熱の場合に、食品載置用の電磁波透過性の網９を電磁波が通過して、アンテナに対向した壁面からの反射波が強指向性型アンテナに戻ることで被加熱物の加熱効率が低下するという課題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、加熱室の底面に照射される電磁波を効率良く利用して、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱できる高周波加熱装置を提供することを目的としている。

上記従来の課題を解決するために、本発明の高周波加熱装置は、内部に載置された被加熱物を電磁波加熱するための加熱室と、前記加熱室に電磁波を放射するため設けられた電磁波発生手段と、電磁波の放射面を有する放射アンテナとを備え、前記放射面は前記被加熱物を挟んで前記加熱室の一つの壁面板に対向するよう設けられ、前記放射面に対向している前記加熱室の前記壁面板に、前記加熱室内に突出する複数の凸面部からなる凸面部群が形成されていることを特徴とするものである。

上記構成により、底面板に照射される電磁波は、底面板上の凸面部によって乱反射し、加熱室の隅々に拡散する。これにより、食品に吸収されずに底面板に照射された電磁波が直接放射アンテナに向かって反射しにくくできる。放射性能の良いアンテナは電磁波の吸い込みにも優れるので、放射アンテナに戻る電磁波を防止することで食品の加熱に効率良く利用できるようになる。そして、底面板の部分に照射される電磁波を乱反射によって拡散させ、食品の加熱に効率良く利用でき、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱できる。また、電磁波を集束させてしまうような凹面がないので、より効率的に電磁波を拡散することができると共に、配置された凸面部は底面板の後方から前方への前方方向に長円形状をしているので、底面板の清掃もし易い。

本発明の実施の形態１における高周波加熱装置のドアを開いた状態の概略斜視図 本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の正面断面図 本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の網の平面図 本発明の実施の形態１における高周波加熱装置の加熱室内から天面側を見た平面図 本発明の実施の形態２における高周波加熱装置のドアを開いた状態の概略斜視図 本発明の実施の形態２における高周波加熱装置の正面断面図 本発明の実施の形態２における高周波加熱装置の網の平面図 本発明の実施の形態３における高周波加熱装置のドアを開いた状態の概略斜視図 本発明の実施の形態３における高周波加熱装置の加熱室内から天面側を見た平面図 本発明の実施の形態４における高周波加熱装置のドアを開いた状態の概略斜視図 本発明の実施の形態４における高周波加熱装置の加熱室内から天面側を見た平面図 従来の高周波加熱装置の側面断面図 他の従来の高周波加熱装置の側面断面図

第１の発明は、内部に載置された被加熱物を電磁波加熱するための加熱室と、前記加熱室に電磁波を放射するため設けられた電磁波発生手段と、電磁波の放射面を有する放射アンテナとを備え、前記放射面は前記被加熱物を挟んで前記加熱室の一つの壁面板に対向するよう設けられ、前記放射面に対向している前記加熱室の前記壁面板に、前記加熱室内に突出する複数の凸面部からなる凸面部群が形成されていることを特徴としているものである。

本発明によれば、放射アンテナに対向している壁面板に照射される電磁波は、壁面板に形成した凸面部によって乱反射し、加熱室の隅々に拡散する。これにより、食品に吸収されずに壁面板の部分に照射される電磁波を乱反射によって拡散させ、放射アンテナに戻る方向の電磁波を防止できるとともに、拡散によって食品の加熱に電磁波を効率良く利用でき、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱できる。

第２の発明は、特に第１の発明の放射アンテナを、前記加熱室の天面近傍に設けるとともに、前記加熱室の底面板に前記凸面部群が形成され、前記底面板と前記被加熱物との間に所定の距離を有したものである。

本発明によれば、底面板に照射される電磁波は、底面板に形成した凸面部によって乱反射し、加熱室の隅々に拡散する。これにより、加熱室上方の天面開口部分に設けた放射アンテナを回転させて電磁波を撹拌放射する、いわゆる回転アンテナ方式の上方給電の加熱装置において、食品に吸収されずに底面板の部分に照射される電磁波を乱反射によって拡散させ、放射アンテナに戻る方向の電磁波を防止できる。また、底面板で乱反射した電磁波の一部は所定距離上方の食品に向かい、上方給電であっても食品が下方からも加熱されるので、拡散によって食品の加熱に電磁波を効率良く利用でき、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱できる。

第３の発明は、特に第２の発明の凸面部を、平面視が底面板の後方から前方方向に長円形状をなすように形成したものである。

本発明によれば、配置された凸面部は底面板の後方から前方への前方方向に長円形状をしているので、効率よい食品加熱とともに底面板の清掃もし易い。

第４の発明は、特に第２または第３のいずれか１つの発明の凸面部を、前記底面板の左右両側方が密に、中央は疎になるように設けたものである。

本発明によれば、食品が一般的に載置される左右幅方向の中央付近は凸面部の数が少なく、左右両端近傍が密になっているので、食品に吸収されず底面に到達した電磁波はこの凸面部群によって乱反射する。したがって、電磁波が食品の下部に回り込み、食品が下部から電磁波を吸収し加熱の高効率化を図ることができる。さらにこの部分の底面に凸面部を配置することで、電磁波を乱反射によって拡散させ、食品の加熱に効率良く利用でき、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱できる。

第５の発明は、特に第４の発明において、被加熱物を載置する網を前記加熱室内に備え、前記網の左右方向の棒材間隔の粗密と凸面部の粗密を逆転して配置したものである。

本発明によれば、食品を載置する網の棒材間隔は、食品が一般的に載置される中央付近は間隔が狭く強度を向上させることができる。一方、左右幅方向の両端近傍の棒材間隔は広くなり、電磁波加熱する際に網上の食品が載置されない両端近傍から電磁波が網の下部に回り込みやすくなり、食品が下部から電磁波を吸収し、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１を図１〜図４を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態１にかかる高周波加熱装置のドアを開いた状態の概略斜視図、図２は本実施の形態にかかる高周波加熱装置の正面断面図、図３は本実施の形態にかかる高周波加熱装置の網の平面図、図４は本実施の形態にかかる高周波加熱装置の加熱室内から天面側を見た平面図である。

図１および図２に示されるように、高周波加熱装置の本体１１には被加熱物である食品１２を内部に収納して、食品１２を電磁波加熱調理を行う加熱室１３が設けられ、この加熱室１３前面には食品１２を出し入れできるドア１４が開閉自在に設けられる。

加熱室１３は、壁面板である左側壁１５、右側壁１６、底面１７、天面１８および後壁１９を有する。左側壁１５および右側壁１６には、底面１７に対し略並行に加熱室内に突出した支持部として、上から順に上レール２１と中レール２２と下レール２３が上下に三段設けられており、食品１２を載せられて加熱室１３の幅を有する網２４を底面１７から所定距離だけ上方に保持することが可能である。

これらのレール２１、２２、２３は、食品を上ヒータ３１の輻射熱や対流熱で加熱調理する場合に用いる金属製の角皿（図示せず）や、網２４を載せられるようになっており、所要時に、角皿や網２４を案内して加熱室１３内へ出し入れさせるためのものである。

底面１７には、加熱室１３内へ突出する凸面部２５が複数形成され、凸面部群となって
いる。この底面１７に配置された凸面部２５は、底面１７の後方から前方への前方方向に平面視で長円形状をしている。

なお、加熱室１３を構成する壁面１５〜１９は、電磁波のシールのために金属で形成された壁面であり、壁面の凸面形状であるレール２１、２２、２３と凸面部２５は、これらの金属壁面を絞り加工することにより、一体に形成されている。

図２において、加熱室１３内には上ヒータ３１が設けられ、網２４の上に載せられた食品１２を上ヒータ３１で上方から輻射加熱できる。加熱室１３の外側右上方には電磁波発生手段であるマグネトロン３２が水平方向に設けられ、上ヒータ３１の輻射熱や対流熱と電磁波との少なくともいずれかを供給して食品を加熱処理することができるようになっている。ヒータ３１としては、環状のシーズヒータが使用される。

上ヒータ３１にはその表面に接触するように上ヒータ熱電対３３が設けられ、マグネトロン３２からの電磁波の影響を受けないように金属管で覆われて上ヒータ３１のヒータ輻射量検出手段を構成している。加熱室１３の壁面には庫内温度検出手段であるサーミスタ３４が固定されており、上ヒータ熱電対３３とサーミスタ３４は制御手段３５に電気的に接続され、それぞれの出力に基づき、上ヒータ３１への通電を制御して加熱量を加減制御できるようになっている。

このサーミスタ３４は、直径が３〜７ｍｍの略円柱形状で加熱室１３壁面から突き出すように設けられていて、その先端は略球面形状に角丸めされて、電磁波放射による電界の集中が生じないように配慮されている。これにより、食品１２を電磁波加熱する際に、このサーミスタ３４において損失が生じることを防止し、効率よく食品を加熱できる。

右方から見て約７０ｍｍのマグネトロン３２は水平方向に配置されて、Ｌ字状に内部通路が構成された導波管３６に接続されている。天面１８の略中央付近の天面開口部３７上方に設けられた円錐形のドーム３８により、導波管３６の給電口３９と加熱室１３が接続されて連通し、マグネトロン３２から発生する電磁波の通路が構成されている。

ドーム３８内の電磁波を受ける位置には電波撹拌手段としての回転アンテナ４０が設けられている。そして、マグネトロン３２からの電磁波を、回転アンテナ４０に照射することにより、この回転アンテナ４０によって電磁波を加熱室１３内に撹拌しながら供給するようになっている。

回転アンテナ４０は、結合孔である給電口３９に貫通して設けた垂直軸素子４０ａと、垂直軸素子４０ａに垂直に接合された平板素子４０ｂとで形成されている。垂直軸素子４０ａ、平板素子４０ｂともに電気良導体であるアルミニウムで構成されており、回転アンテナ４０は垂直軸素子４０ａに連接したマイクロ波損失の小さい誘電体よりなる回転軸（図示せず）を介してアンテナモータ４０ｃにより回転駆動される。

平板素子４０ｂには導波管３６から導かれた電磁波が垂直軸素子４０ａを介して導かれ、面状の共振電流が励振される。この共振電流により平板素子４０ｂに対して垂直方向に最大値を有する指向性の強い放射パターンを発生することになる。したがって、平板素子４０ｂが放射アンテナである回転アンテナ４０の放射面であり、この平板素子４０ｂが加熱室１３の底面１７に対向するように回転アンテナ４０が配置されている。

ドーム３８下端部には回転アンテナ４０に汚れが付着しないようにマイカ製のカバー４１が脱着可能なように天面１８にビス止めされて設けられている。上ヒータ３１は直接電磁波の影響を受けないようにするため、ドーム３８下開口部の直下は避けて配置されてい
る。なお、カバー４１は低損失誘電材料であるマイカを用いたが、セラミックやガラスでも同様に構成できるものである。

また、給電口３９が設けられている側である天面１８と対向する底面１７には、凸面部２５が配置されている。

底面１７に配置された凸面部２５は、図２に示すように断面は円弧形状をなし、前後の両端は球面形状になっている。このように、凸面部２５が円弧形状断面からなるので、電磁波の拡散効果を高くすることができる結果、より均一な加熱が行なえる。そして、底面１７に凸面部２５が複数形成され、凸面部群となっているので、底面１７に到達した電磁波はこの凸面部群によって乱反射し、加熱室の隅々に拡散する。これにより、食品に吸収されずに底面１７の部分に照射される電磁波を乱反射によって拡散させ、放射アンテナに戻る方向の電磁波を防止できる。

また、底面１７で乱反射した電磁波の一部は所定距離上方の網２４に載った食品１２に向かい、上方給電であっても食品が下方からも加熱されるので、拡散によって食品の加熱に電磁波を効率良く利用でき、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱できる。さらに、電磁波を集束させてしまうような凹面がないので、より効率的に電磁波を拡散することができると共に、配置された凸面部２５は底面１７の後方から前方への前方方向に長円形状をしているので、底面板の清掃もし易い。

角皿（図示せず）や網２４を加熱室１３内の所定の高さに支持する上レール２１、中レール２２、下レール２３はそれぞれ、角皿や網２４を載置する上面を略水平面となるように形成されるとともに、その側面から下面にかけては垂直または下方を向く面に形成されて、略三角形断面または略台形断面形状の壁面の凸面形状となっている。また、上面と側面との交差部などの各稜線部は電磁波放射による電界の集中が生じないように角丸めで配慮されている。

そして、このレールの垂直または下方に向いている面は、下レール２３から上レール２１へ順に、垂直に近い角度から順次下方向きの角度、すなわち順次小さい仰角になっている。この下レール２３から上レール２１へ順に仰角が小さくなっているレールの側面角度は、食品１２が電磁波加熱される際に、網２４が所定の高さのレールに載置されるとき、網２４の左右幅方向の中心線からレールの側面を結ぶ線が、レール側面の略法線になるように形成するとよい。

これにより、回転アンテナ４０部分から放射された電磁波が、加熱室１３の底面１７などの壁面や食品１２表面で反射されて、側壁のレール２１、２２、２３に到達したときに、レールでの反射波が食品１２の近傍に向かい、回転アンテナ４０やマグネトロン３２側に戻る確率が小さくなるので、電磁波を乱反射によって拡散させ、食品の加熱に効率良く利用でき、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱できる。

なお、左側壁１５と右側壁１６設けられた上レール２１、中レール２２、下レール２３は、ドア１４側である前方部分で途切れてそれぞれ２分割されている。このレールの途切れた部分には、角皿や網２４を前方途中まで引き出しても落下することがないように、角皿や網２４の厚みよりやや上方に上支持部４６が壁面の凸面形状として上下に三段設けられている。

この上支持部４６の底面は網２４の支持のために略水平に形成されるとともに、側面は９０度より小さい仰角を有して形成されているので、レール２１、２２、２３の側面の作用・効果と同様に、電磁波を反射させ、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱でき
る。

また、レールの途切れた部分と上支持部４６とは、それぞれ水平方向に所定の距離（ここでは１０ｍｍ）の間隔を離し、上下を互い違いに配置することにより、壁面の凸面形状同士間の隙間に起こる電界の集中を防ぎ高効率化を実現することができる。

図３に食品を載置する網の平面図を示す。

図３において、網２４は、角丸みを有する長方形形状のステンレス棒材に、長円形状の５つのステンレス棒材が組み合わせられ、溶接接合されて形成されている。また、棒材の間隔は１／４λ以上となっている（λは波長）。なお、ここで使用しているマグネトロン３２の発振周波数より１／４λは約３ｃｍとなっている。また、網２４の棒材の数については加熱室１３の大きさ、載置する食品によって適宜変わるものである。

電磁波加熱する際、網２４の棒材において端面が露出していると電界が集中して発熱するが、本実施の形態では棒材が長円形状で構成され棒材の端面の露出がないため、電界が集中することによる発熱が最小限となりエネルギー損失の少ない高効率の高周波加熱装置を提供することができる。

また、棒材の間隔を１／４λ以上にすることにより、電磁波が網２４の下部に回り込み、食品１２が下部から電磁波を吸収し高効率化を図ることができる。

なお、網２４はめっき処理の鋼材等を用いることもできる。

図４に加熱室１３内から天面１８側を見た平面図を示す。

図４において、上ヒータ３１は直接電磁波の影響を受けないようにするため、ドーム３８下の電磁波給電口である天面開口部３７の直下は避けるような間隔で、蛇行状に曲げられた形状を有している。そして、耐熱性絶縁材料であるセラミック製の保持具４７により天面１８に設置されている。

これにより、天面開口部３７から食品１２への電磁波の放射を邪魔するなど悪影響をおよぼさず、また保持具４７が絶縁材料なので端面で電界集中による損失が生じることなく、食品１２の加熱に電磁波を効率良く利用できる。

なお、本実施の形態では、凸面部として円弧形状断面の平面視長円形状のものを説明したが、断面形状は楕円面、放物面その他の、段差や角のない凸湾曲面であれば良い。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を、図５〜図７を参照して説明する。以下の説明において、上述の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図５は本発明の実施の形態２における高周波加熱装置のドアを開いた状態の概略斜視図、図６は本実施の形態にかかる高周波加熱装置の正面断面図、図７は本実施の形態にかかる高周波加熱装置の網の平面図である。

図５および図６、図７に示されるように、加熱室１３は、電磁波のシールのために金属で形成された壁面１５〜１９で構成されており、各壁面の交わる部分は角にＲを設けられるように、特に両側壁１５、１６と底面１７との角、底面１７と後壁１９との角、後壁１９と両側壁１５、１６との角にＲを設けられるように、金属壁面を絞り加工したものを平
面部で接続加工することにより形成されている。これにより、加熱室１３壁面の角にＲを設けたり、底面を大きな円弧にすることにより壁面で反射した電磁波が食品１２に向かいやすくなり、より効率の良い加熱を行うことができる。

底面１７には、加熱室１３内へ突出する凸面部２５が複数形成され、凸面部群となっている。これにより、底面１７に照射される電磁波は、凸面部２５によって乱反射し、加熱室１３の隅々に拡散する。したがって、加熱室１３上方の天面開口部３７部分に回転アンテナ４０を有する上方給電の加熱装置において、食品に吸収されずに底面１７の部分に照射される電磁波を乱反射によって拡散させ、回転アンテナ４０に戻る方向の電磁波を防止できるとともに、拡散によって食品の加熱に電磁波を効率良く利用でき、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱できる。

この底面１７に配置された凸面部２５は、底面１７の後方から前方への前方方向に平面視で長円形状をしている。これにより、底面板の汚れを前方方向であるドア１４の方向へふき取りやすくなるので、清掃が容易になる。

また、一般的に食品が載置される左右幅方向の中央付近は凸面部２５の数が少なく、両端近傍が密になっている。したがって、左右両端近傍で食品１２に吸収されずに底面１７に到達した電磁波は、この凸面部群によって乱反射するようになっている。

食品１２を載置する網５１は、角丸みを有する長方形形状のステンレス棒材に、長円形状の５つのステンレス棒材が組み合わせられ、溶接接合されて形成されている。

また、棒材の間隔は、一般的に食品が載置される中央付近は間隔が狭く１／４λ以下であるが、強度を向上させることができる。一方、左右幅方向の両端近傍の棒材間隔は１／４λ以上となっている。

そして、底面１７の左右幅方向の両端近傍では、底面１７の凸面部２５が密になっている部分と、網５１の棒材間隔が１／４λ以上に広くなっている部分がおよそ一致している。なお、ここで使用しているマグネトロン３２の発振周波数より１／４λは約３ｃｍとなっている。また、網２４の棒材の数については加熱室１３の大きさ、載置する食品によって適宜変わるものである。

これは、電磁波加熱する際、食品の大きさによって網５１上の食品が載置されない両端近傍の棒材間隔を１／４λ以上にすることにより、電磁波が網５１の下部に回り込み、食品１２が下部から電磁波を吸収し高効率化を図ることができる。

さらにこの部分の底面１７に凸面部２５を配置することで、食品１２に吸収されず底面１７に到達した電磁波はこの凸面部群によって乱反射する。底面板で乱反射した電磁波の一部は所定距離上方の食品に向かい、上方給電であっても食品が下方からも加熱されるので、拡散によって食品の加熱に電磁波を効率良く利用でき、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱できる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３を、図８および図９を参照して説明する。以下の説明において、上述の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図８は本発明の実施の形態３における高周波加熱装置のドアを開いた状態の概略斜視図、図９は本実施の形態にかかる高周波加熱装置の加熱室内から天面側を見た平面図である。

図８および図９に示されるように、加熱室１３は、電磁波のシールのために金属で形成された壁面１５〜１９で構成されており、各壁面の交わる部分は角にＲを設けられ形成されている。また、加熱室１３壁面は鋼板の表面をホーロー塗装されて構成されている。

底面１７には、加熱室１３内へ突出する凸面部５２が複数形成され、凸面部群となっている。この底面１７に配置された凸面部５２は球面形状をなし、奥行き方向に２個以上並ぶ大きさ（例えば半径１５０ｍｍで高さ１０ｍｍの球面）で各々間隔をあけて配置されている。左右の幅方向には両端近傍に１列ずつで計２列配置されている。そして、底面１７の左右幅方向の両端近傍では、底面１７の凸面部５２が配置されている部分と、網５１の棒材間隔が１／４λ以上に広くなっている部分がおよそ一致している。

これによって、電磁波加熱する際、電磁波のうち網５１の両端近傍付近のものは、１／４λ以上の棒材間隔から網５１の下部に回り込み、この部分の底面１７に凸面部５２を配置することで、食品１２に吸収されず底面１７に到達した電磁波はこの凸面部群によって乱反射する。このようにして電磁波を乱反射によって拡散させ、食品の加熱に効率良く利用でき、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱できる。

加熱室１３の上方に設けられた上ヒータ５３は直接電磁波の影響を受けないようにするため、ドーム３８下の電磁波給電口である天面開口部３７の直下は避けるような間隔で、蛇行状に曲げられた形状を有している。蛇行しているヒータの左右幅方向の間隔は、図９に示すように間隔が狭く１／４λ（ここでは約３ｃｍ）以下に形成してある。そして、耐熱性絶縁材料であるセラミック製の保持具４７により天面１８に設置されている。

これにより、天面開口部３７から食品１２への電磁波放射に対する上ヒータ５３でのエネルギー損失を防止するとともに、天面１８に到達する電磁波量を減少させることができるので、ホーロー塗装の塗膜で電磁波がエネルギー損失することを抑えることができる。

特に、食品の油成分などが加熱室内の熱で上昇して汚れが付着しやすい天面１８に、セルフクリーニング触媒を混合したホーロー塗装を実施した場合には、通常のホーロー塗装よりもエネルギー損失が増大するが、１／４λ以下の間隔に形成したヒータにより天面１８に到達する電磁波量を減少させることで、この損失の増大を防止することが可能となり、食品１２の加熱に電磁波を効率良く利用できる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４を、図１０および図１１を参照して説明する。以下の説明において、上述の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１０は本発明の実施の形態４における高周波加熱装置のドアを開いた状態の概略斜視図、図１１は本実施の形態にかかる高周波加熱装置の加熱室内から天面側を見た平面図である。

図１０および図１１に示されるように、加熱室１３は、電磁波のシールのために金属で形成された壁面１５〜１９で構成されており、各壁面の交わる部分は角にＲを設けられ形成されている。また、加熱室１３壁面は鋼板の表面をホーロー塗装されて構成されている。

底面１７には、加熱室１３内へ突出する凸面部５４が２個形成され、凸面部群となっている。この底面１７に配置された凸面部５４は球面形状をなし、左右の幅方向に並ぶ大きさ（例えば半径３００ｍｍで高さ１０ｍｍの球面）で各々間隔をあけて配置されている。
そして、底面１７の左右幅方向の両端近傍では、底面１７の凸面部５４が配置されている部分と、網５１の棒材間隔が１／４λ以上に広くなっている部分がおよそ一致している。

これによって、電磁波加熱する際、電磁波のうち網５１の両端近傍付近のものは、１／４λ以上の棒材間隔から網５１の下部に回り込み、この部分の底面１７に凸面部５４を配置することで、食品１２に吸収されず底面１７に到達した電磁波はこの凸面部群によって乱反射する。このようにして電磁波を乱反射によって拡散させ、食品の加熱に効率良く利用でき、加熱分布のむらを抑えて効率よく食品を加熱できる。

加熱室１３の上方に設けられた上ヒータ５５は直接電磁波の影響を受けないようにするため、ドーム３８下の電磁波給電口である天面開口部３７の直下は避けるような間隔で、蛇行状に曲げられた形状を有している。

蛇行しているヒータの間隔は、左右幅方向の間隔と中央部奥行き方向の間隔共に図１１に示すように間隔が狭く、１／４λ（ここでは約３ｃｍ）以下に形成してある。そして、セラミック製の保持具４７により天面１８に設置されている。

これにより、天面開口部３７から食品１２への電磁波放射に対する上ヒータ５３でのエネルギー損失を防止するとともに、天面１８に到達する電磁波量を減少させることができるので、ホーロー塗装の塗膜で電磁波がエネルギー損失することを抑えることができる。特に、天面１８にセルフクリーニング触媒を混合したホーロー塗装を実施した場合には、通常のホーロー塗装よりもエネルギー損失が増大するが、１／４λ以下の間隔に形成したヒータにより天面１８に到達する電磁波量を減少させることで、この損失の増大を防止することが可能となり、食品１２の加熱に電磁波を効率良く利用できる。

以上のように本発明にかかる高周波加熱装置は、エネルギー損失の少ない高効率の加熱が可能となるので、電磁波のひとつであるマイクロ波機能を使用する調理器具としての電子レンジ、オーブン電子レンジ、電気オーブン、業務用の各種マイクロ波加熱、解凍装置であるとか、乾燥装置などの工業分野での加熱調理器、陶芸加熱、焼結あるいは生体化学反応等の用途に適用できる。

１２ 食品
１３ 加熱室
１７ 底面
２５、５２、５４ 凸面部（凸面部群）
３２ マグネトロン（電磁波発生手段）
４０ 回転アンテナ

Claims (5)

1. 内部に載置された被加熱物を電磁波加熱するための加熱室と、
   前記加熱室に電磁波を放射するため設けられた電磁波発生手段と、
   電磁波の放射面を有する放射アンテナとを備え、
   前記放射面は前記被加熱物を挟んで前記加熱室の一つの壁面板に対向するよう設けられ、前記放射面に対向している前記加熱室の前記壁面板に、前記加熱室内に突出する複数の凸面部からなる凸面部群が形成されていることを特徴とする高周波加熱装置。
2. 前記放射アンテナは、前記加熱室の天面近傍に設けられるとともに、前記加熱室の底面板に前記凸面部群が形成され、前記底面板と前記被加熱物との間に所定の距離を有した請求項１に記載の高周波加熱装置。
3. 前記凸面部は、平面視が底面板の後方から前方方向に長円形状をなすように形成された請求項２に記載の高周波加熱装置。
4. 前記凸面部は、前記底面板の左右両側方が密に、中央は疎になるように設けられた請求項２または請求項３のいずれか１項記載の高周波加熱装置。
5. 被加熱物を載置する網を前記加熱室内に備え、前記網の左右方向の棒材間隔の粗密と凸面部の粗密を逆転して配置した請求項４に記載の高周波加熱装置。

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