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JP6578804B2 - Microwave heating device - Google Patents

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JP6578804B2 JP2015158825A JP2015158825A JP6578804B2 JP 6578804 B2 JP6578804 B2 JP 6578804B2 JP 2015158825 A JP2015158825 A JP 2015158825A JP 2015158825 A JP2015158825 A JP 2015158825A JP 6578804 B2 JP6578804 B2 JP 6578804B2
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  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)

Description

本発明は、マイクロ波加熱装置に関するものである。   The present invention relates to a microwave heating apparatus.

電子レンジ等のマイクロ波加熱装置では、マグネトロンよりマイクロ波が加熱室内に放射され、加熱室内に置かれている加熱対象となる被加熱体が放射されたマイクロ波を吸収することにより加熱される。この際、マグネトロンから放射されたマイクロ波は、加熱室内において反射を繰り返しながら、被加熱体に吸収される。このような構造の電子レンジ等のマイクロ波加熱装置においては、加熱室に放射されるマイクロ波の電力は、被加熱体の位置に殆ど依存することはないため、加熱室内の任意の位置に被加熱体を置いても加熱することができる。   In a microwave heating apparatus such as a microwave oven, microwaves are emitted from a magnetron into a heating chamber, and a heated object to be heated placed in the heating chamber is heated by absorbing the emitted microwaves. At this time, the microwave radiated from the magnetron is absorbed by the heated object while being repeatedly reflected in the heating chamber. In a microwave heating apparatus such as a microwave oven having such a structure, the microwave power radiated to the heating chamber hardly depends on the position of the object to be heated. Heating can also be performed by placing a heating element.

特開平10−172750号公報JP-A-10-172750 特開2004−213976号公報JP 2004-213976 A

上述した電子レンジ等のマイクロ波加熱装置では、加熱室内に置かれている被加熱体に、マイクロ波を放射することにより被加熱体を加熱する。従って、加熱室内には、様々な大きさの被加熱体を入れることができるように比較的大きく作られており、このため、マイクロ波加熱装置は、比較的大型なものとなる。よって、小型であっても被加熱体を加熱することが可能なマイクロ波加熱装置が求められている。   In the microwave heating apparatus such as the microwave oven described above, the object to be heated is heated by radiating microwaves to the object to be heated placed in the heating chamber. Accordingly, the heating chamber is made relatively large so that heated objects of various sizes can be placed therein. Therefore, the microwave heating apparatus is relatively large. Therefore, there is a demand for a microwave heating apparatus that can heat the object to be heated even if it is small.

ところで、マイクロ波加熱装置としては、アンテナを用いた構造のものがあり、アンテナを用いたマイクロ波加熱装置では、アンテナから被加熱体に向けてマイクロ波を放射し、放射されたマイクロ波を被加熱体が吸収することにより加熱される。   By the way, there is a structure using an antenna as a microwave heating apparatus. In a microwave heating apparatus using an antenna, a microwave is emitted from an antenna toward a heated object, and the emitted microwave is covered. The heating element is heated by absorption.

アンテナを用いたマイクロ波加熱装置は、アンテナと被加熱体との距離が十分に離れている(例えば、放射されるマイクロ波の1波長以上離れている)場合には、被加熱体が置かれる位置に依存して、アンテナから放射されるマイクロ波の電力が変化することはない。これは、アンテナと被加熱体との距離が十分に離れている場合には、アンテナと被加熱体との距離が変化しても、アンテナのインピーダンスが変化しないからである。尚、マイクロ波における1波長の長さは、例えば、周波数2.4GHzの場合では、約12.5cmである。   In a microwave heating apparatus using an antenna, the object to be heated is placed when the distance between the antenna and the object to be heated is sufficiently long (for example, one wavelength or more away from the emitted microwave). Depending on the position, the power of the microwave radiated from the antenna does not change. This is because when the distance between the antenna and the heated object is sufficiently large, the impedance of the antenna does not change even if the distance between the antenna and the heated object changes. Note that the length of one wavelength in the microwave is, for example, about 12.5 cm in the case of a frequency of 2.4 GHz.

しかしながら、アンテナを用いたマイクロ波加熱装置を小型化した場合には、マイクロ波を放射するアンテナと被加熱体との距離が短くなる。このようにアンテナと被加熱体との距離が短くなると、アンテナと被加熱体との距離に依存して、アンテナのインピーダンスが変化するため、アンテナの特性が変わり、アンテナから放射されるマイクロ波の電力は、被加熱体との距離に依存して大きく変化する。これにより、使用者が被加熱体を任意の位置に置くと、被加熱体が加熱されない場合が生じる。   However, when a microwave heating device using an antenna is downsized, the distance between the antenna that radiates microwaves and the object to be heated is shortened. When the distance between the antenna and the object to be heated becomes shorter as described above, the impedance of the antenna changes depending on the distance between the antenna and the object to be heated, so that the characteristics of the antenna change, and the microwave radiated from the antenna changes. The electric power varies greatly depending on the distance to the object to be heated. Thereby, when a user puts a to-be-heated body in arbitrary positions, the case to which a to-be-heated body is not heated will arise.

以上のように、アンテナを用いたマイクロ波加熱装置は、大きさを単に小さくしただけでは、被加熱体が加熱されなくなる場合があり、現状のマイクロ波加熱装置の構成を維持したままで、マイクロ波加熱装置を小型化することは困難である。よって、小型化することが可能な新たな構造のマイクロ波加熱装置が求められている。   As described above, the microwave heating apparatus using the antenna may not be heated when the size is simply reduced, and the microwave heating apparatus is maintained while maintaining the current configuration of the microwave heating apparatus. It is difficult to reduce the size of the wave heating device. Therefore, there is a demand for a microwave heating device having a new structure that can be miniaturized.

本実施の形態の一観点によれば、複数のアンテナユニットと、前記アンテナユニットに接続されたマイクロ波発生器と、を有し、前記アンテナユニットは、アンテナと、前記アンテナを覆う誘電体部材とを含むものであって、各々の前記アンテナユニットは、前記誘電体部材の表面が、被加熱体と接するように設置されており、前記アンテナは、近傍界においてマイクロ波を放射するアンテナであり、前記アンテナユニット間を弾性部材により接続することにより環状に形成されているものであって、前記環状に形成された輪の中に前記被加熱体を入れ、前記弾性部材の復元力により、前記被加熱体に、複数の前記アンテナユニットが接触していることを特徴とする。
According to one aspect of the present embodiment, the antenna unit includes a plurality of antenna units and a microwave generator connected to the antenna unit, and the antenna unit includes an antenna and a dielectric member that covers the antenna. and comprise a, each of the antenna unit, the surface of the dielectric member being disposed in contact with the body to be heated, wherein the antenna, Ri antenna der for radiating microwaves near field The antenna unit is formed in an annular shape by connecting with an elastic member, and the heated body is put into the annularly formed ring, and the restoring force of the elastic member the heated body, characterized that you have to contact the plurality of antenna units.

開示のマイクロ波加熱装置によれば、マイクロ波加熱装置を小型化することができる。   According to the disclosed microwave heating apparatus, the microwave heating apparatus can be reduced in size.

アンテナを用いたマイクロ波加熱装置の構造図Structure diagram of microwave heating device using antenna アンテナと被加熱体との距離とマイクロ波の反射|S11|との相関図Correlation diagram between distance between antenna and heated object and microwave reflection | S11 | アンテナを用いたマイクロ波加熱装置の説明図Illustration of microwave heating device using antenna 第1の実施の形態におけるマイクロ波加熱装置の説明図Explanatory drawing of the microwave heating apparatus in 1st Embodiment 第1の実施の形態におけるアンテナユニットの説明図Explanatory drawing of the antenna unit in 1st Embodiment 第1の実施の形態におけるマイクロ波加熱装置のアンテナと被加熱体との距離とマイクロ波の反射|S11|との相関図Correlation diagram between the distance between the antenna and the object to be heated in the first embodiment and the reflection of microwave | S11 | 第2の実施の形態におけるマイクロ波加熱装置の説明図Explanatory drawing of the microwave heating device in 2nd Embodiment 第2の実施の形態におけるアンテナユニットの説明図Explanatory drawing of the antenna unit in 2nd Embodiment 第3の実施の形態におけるアンテナユニットの説明図(1)Explanatory drawing (1) of the antenna unit in 3rd Embodiment 第3の実施の形態におけるアンテナユニットの説明図(2)Explanatory drawing (2) of the antenna unit in 3rd Embodiment

実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。   The form for implementing is demonstrated below. In addition, about the same member etc., the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

〔第1の実施の形態〕
最初に、アンテナを用いたマイクロ波加熱装置を小型化した場合の問題点について説明する。尚、本願においては、アンテナから放射されるマイクロ波の波長をλとした場合に、アンテナからの距離Dが、アンテナとの距離の近いD≦λ/2πとなる領域を近傍界、アンテナとの距離が遠いD>λ/2πとなる領域を遠方界と記載する場合がある。
[First Embodiment]
First, problems when the microwave heating apparatus using an antenna is reduced in size will be described. In this application, when the wavelength of the microwave radiated from the antenna is λ, a region where the distance D from the antenna is D ≦ λ / 2π, which is close to the antenna, is a near field, A region where D> λ / 2π having a long distance may be referred to as a far field.

アンテナを用いたマイクロ波加熱装置を小型化した場合には、アンテナと被加熱体との距離が近くなるため、上述したように、アンテナと被加熱体との距離に応じて、アンテナのインピーダンスが変化し、アンテナから放射されるマイクロ波の電力も大きく変化する。即ち、マイクロ波を放射するアンテナと被加熱体との距離が近い近傍界においては、アンテナと被加熱体との距離に依存して、アンテナのインピーダンスが変化するため、アンテナから放射されるマイクロ波の電力も大きく変化する。   When the microwave heating device using the antenna is downsized, the distance between the antenna and the heated object is short, and as described above, the impedance of the antenna depends on the distance between the antenna and the heated object. The power of the microwave radiated from the antenna changes greatly. In other words, in the near field where the distance between the antenna that radiates microwaves and the heated object is short, the impedance of the antenna changes depending on the distance between the antenna and the heated object. The power of the will also change greatly.

従って、アンテナから所定の距離離れた位置に置かれた被加熱体を加熱することができるように、アンテナと被加熱体との距離を考慮してアンテナを設計することも可能である。しかしながら、このようなアンテナを用いた場合には、所定の距離からずれた位置に置かれている被加熱体は加熱されない場合がある。このことを具体的に、図1に基づき説明する。   Therefore, the antenna can be designed in consideration of the distance between the antenna and the heated object so that the heated object placed at a position away from the antenna by a predetermined distance can be heated. However, when such an antenna is used, an object to be heated placed at a position shifted from a predetermined distance may not be heated. This will be specifically described with reference to FIG.

図1は、アンテナを有するマイクロ波加熱装置の構造を示す。このマイクロ波加熱装置は、被加熱体10、被加熱体10を加熱するマイクロ波を放射するアンテナ20及びマイクロ波発生器30等を有している。アンテナ20とマイクロ波発生器30はケーブル40により接続されており、被加熱体10及びアンテナ20は、加熱室50内に設置されている。マイクロ波発生器30において発生させたマイクロ波、例えば、周波数2.4GHzのマイクロ波は、ケーブル40を介しアンテナ20に送られ、アンテナ20より放射される。   FIG. 1 shows the structure of a microwave heating apparatus having an antenna. The microwave heating apparatus includes an object to be heated 10, an antenna 20 that radiates microwaves that heat the object to be heated 10, a microwave generator 30, and the like. The antenna 20 and the microwave generator 30 are connected by a cable 40, and the heated object 10 and the antenna 20 are installed in the heating chamber 50. Microwaves generated by the microwave generator 30, for example, microwaves having a frequency of 2.4 GHz, are sent to the antenna 20 through the cable 40 and radiated from the antenna 20.

近傍界においては、アンテナ20と被加熱体10との距離Dに依存しインピーダンスが変化する。従って、被加熱体10が置かれている位置が、加熱される所定の位置である場合には、被加熱体10は加熱されるが、所定の位置からずれている場合には、マイクロ波はアンテナ20から殆ど放射されることなく反射され、被加熱体10は加熱されない。即ち、被加熱体10が置かれている位置が、所定の位置からずれている場合には、マイクロ波はアンテナ20から殆ど放射されることなく反射され、マイクロ波発生器30に戻る。よって、アンテナ20からはマイクロ波は放射されず、被加熱体10は加熱されない。   In the near field, the impedance changes depending on the distance D between the antenna 20 and the object to be heated 10. Therefore, when the position where the object to be heated 10 is placed is a predetermined position to be heated, the object to be heated 10 is heated, but when the position is deviated from the predetermined position, the microwave is The object 20 is reflected almost without being radiated, and the object to be heated 10 is not heated. That is, when the position where the object to be heated 10 is placed deviates from a predetermined position, the microwave is reflected almost without being radiated from the antenna 20 and returns to the microwave generator 30. Therefore, microwaves are not radiated from the antenna 20 and the heated object 10 is not heated.

図2は、被加熱体10とアンテナ20との距離Dと、アンテナ20からマイクロ波発生器30に戻る反射|S11|との関係を示す。図2に示されるように、近傍界においては、反射|S11|が最も低くなる最適な距離Dtが存在しており、アンテナ20から最適な距離Dtだけ離れた位置に被加熱体10を設置した場合に、被加熱体10が最も加熱される。しかしながら、最適な距離Dtからずれた位置に被加熱体10を設置した場合には反射が多くなるため、被加熱体10は殆ど加熱されない。   FIG. 2 shows the relationship between the distance D between the object to be heated 10 and the antenna 20 and the reflection | S11 | that returns from the antenna 20 to the microwave generator 30. As shown in FIG. 2, in the near field, there is an optimum distance Dt at which the reflection | S11 | is lowest, and the heated object 10 is installed at a position away from the antenna 20 by the optimum distance Dt. In this case, the heated object 10 is heated most. However, when the heated object 10 is installed at a position deviated from the optimum distance Dt, reflection is increased, so that the heated object 10 is hardly heated.

例えば、図3(a)に示されるように、アンテナ20から最適な距離Dtだけ離れた位置に被加熱体10が置かれた場合には、アンテナ20からマイクロ波が放射され、被加熱体10が加熱される。しかしながら、図3(b)に示されるように、アンテナ20と被加熱体10との距離Dが、アンテナ20から最適な距離Dtとずれている場合には、アンテナ20から放射されるマイクロ波は急激に減少するため、被加熱体10は加熱されない。具体的には、最適な距離Dtから2mm程度ずれた位置に被加熱体10を置いた場合には、アンテナ20から放射されるマイクロ波は、1/10〜1/100と急激に減少するため、被加熱体10は殆ど加熱されなくなる。   For example, as shown in FIG. 3A, when the heated object 10 is placed at a position away from the antenna 20 by the optimum distance Dt, microwaves are radiated from the antenna 20, and the heated object 10 Is heated. However, as shown in FIG. 3B, when the distance D between the antenna 20 and the object to be heated 10 deviates from the optimum distance Dt from the antenna 20, the microwave radiated from the antenna 20 is Since it decreases rapidly, the heated object 10 is not heated. Specifically, when the object to be heated 10 is placed at a position shifted by about 2 mm from the optimum distance Dt, the microwave radiated from the antenna 20 rapidly decreases to 1/10 to 1/100. The heated object 10 is hardly heated.

また、加熱対象となる被加熱体10の大きさは、一様ではなく様々な大きさのものが存在している。例えば、被加熱体10としては、ペットボトルの容器に入っている飲料等が考えられるが、世の中には、様々な大きさのペットボトルが存在している。従って、様々な大きさのペットボトルに入れられた飲料等を加熱することを可能とするためには、加熱室50の内部を余裕をもって大きめに作製することが必要となる。この場合、図3(c)に示すように、被加熱体10の大きさが小さいと、使用者が被加熱体10を加熱室50内の中央に置いた場合には、アンテナ20と被加熱体10との距離Dが最適な距離Dtよりも長くなるため、被加熱体10は殆ど加熱されない。   In addition, the size of the object to be heated 10 to be heated is not uniform and there are various sizes. For example, the heated object 10 may be a beverage or the like contained in a plastic bottle container, but there are various types of plastic bottles in the world. Therefore, in order to be able to heat beverages and the like contained in various sizes of PET bottles, it is necessary to make the inside of the heating chamber 50 large with a margin. In this case, as shown in FIG. 3C, when the size of the heated object 10 is small, when the user places the heated object 10 in the center of the heating chamber 50, the antenna 20 and the heated object Since the distance D to the body 10 is longer than the optimum distance Dt, the body to be heated 10 is hardly heated.

従って、図1に示されるようなアンテナを用いたマイクロ波加熱装置を小型化した場合には、被加熱体10が置かれる位置、即ち、アンテナ20と被加熱体10との距離Dが、加熱に最適となる位置に厳密に設置をしないと、被加熱体が加熱されない。これでは、マイクロ波加熱装置としては、使い勝手が悪く、実用的ではない。   Therefore, when the microwave heating apparatus using the antenna as shown in FIG. 1 is miniaturized, the position where the object to be heated 10 is placed, that is, the distance D between the antenna 20 and the object to be heated 10 is determined by the heating. The object to be heated will not be heated unless it is strictly installed at the optimal position. In this case, as a microwave heating apparatus, it is inconvenient and not practical.

(マイクロ波加熱装置)
次に、本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置について図4に基づき説明する。尚、図4(a)は、本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置の斜視図であり、図4(b)は、上面図である。本実施の形態におけるアンテナ装置は、図4に示されるように、複数のアンテナユニット110を有しており、アンテナユニット110とアンテナユニット110との間は、バネやゴム等の弾性部材150により接続され、環状に形成されている。即ち、本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、各々のアンテナユニット110間を弾性部材150に接続することにより、複数のアンテナユニット110と、各々のアンテナユニット110間を接続する弾性部材150とにより、環状に形成されている。また、各々のアンテナユニット110は、マイクロ波発生器160とケーブル170等により接続されている。本実施の形態においては、加熱対象となる被加熱体100を環状に形成された本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置の輪の中に入れ、各々のアンテナユニット110により、被加熱体100の周囲が囲まれている状態にする。
(Microwave heating device)
Next, the microwave heating apparatus in this Embodiment is demonstrated based on FIG. 4A is a perspective view of the microwave heating apparatus in the present embodiment, and FIG. 4B is a top view. As shown in FIG. 4, the antenna device in the present embodiment has a plurality of antenna units 110, and the antenna unit 110 and the antenna unit 110 are connected by an elastic member 150 such as a spring or rubber. It is formed in an annular shape. That is, the microwave heating apparatus according to the present embodiment connects the antenna units 110 to the elastic member 150, thereby providing a plurality of antenna units 110 and the elastic member 150 connecting the antenna units 110. It is formed in an annular shape. Each antenna unit 110 is connected to the microwave generator 160 by a cable 170 or the like. In the present embodiment, the object to be heated 100 to be heated is placed in a ring of the microwave heating device in the present embodiment formed in an annular shape, and each antenna unit 110 surrounds the object to be heated 100. Is surrounded.

図5に示されるように、アンテナユニット110は、金属等の材料により形成されたアンテナ120と、アンテナ120を覆う第1の誘電体部材131、第2の誘電体部材132とを有している。アンテナユニット110において、被加熱体100と接する第1の誘電体部材131の面を表面110a、表面110aとは反対の第2の誘電体部材132の面を裏面110bと記載する場合がある。尚、図5(a)は、アンテナユニット110の分解斜視図であり、図5(b)は、xy面における断面図であり、図5(c)は、yz面における断面図である。   As shown in FIG. 5, the antenna unit 110 includes an antenna 120 formed of a material such as metal, and a first dielectric member 131 and a second dielectric member 132 that cover the antenna 120. . In the antenna unit 110, the surface of the first dielectric member 131 in contact with the object to be heated 100 may be referred to as a front surface 110a, and the surface of the second dielectric member 132 opposite to the front surface 110a may be referred to as a back surface 110b. 5A is an exploded perspective view of the antenna unit 110, FIG. 5B is a sectional view in the xy plane, and FIG. 5C is a sectional view in the yz plane.

アンテナ120は、金属等の材料により形成されており、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、パッチアンテナ等を用いることができる。アンテナ120を覆う第1の誘電体部材131及び第2の誘電体部材132は、セラミックスや樹脂等の誘電体材料のうち、マイクロ波を吸収しにくい材料により形成されている。具体的には、第1の誘電体部材131及び第2の誘電体部材132は、石英、アルミナ、ガラスエポキシ樹脂等が好ましく、本実施の形態においては、第1の誘電体部材131及び第2の誘電体部材132は、アルミナにより形成されている。   The antenna 120 is formed of a material such as metal, and a monopole antenna, a dipole antenna, a patch antenna, or the like can be used. The first dielectric member 131 and the second dielectric member 132 that cover the antenna 120 are formed of a dielectric material such as ceramics or resin that hardly absorbs microwaves. Specifically, the first dielectric member 131 and the second dielectric member 132 are preferably made of quartz, alumina, glass epoxy resin, or the like. In the present embodiment, the first dielectric member 131 and the second dielectric member 132 are the same. The dielectric member 132 is made of alumina.

本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、アンテナユニット110の表面110a、即ち、第1の誘電体部材131における面が、被加熱体100の外側と接触するように設置される。アンテナユニット110は、ある所定の距離で反射が最も低くなるため、第1の誘電体部材131の厚さtは、この所定の距離を考慮した値、例えば、所定の距離と略同じ約9mmとなるように形成されている。   The microwave heating apparatus in the present embodiment is installed so that the surface 110 a of the antenna unit 110, that is, the surface of the first dielectric member 131 is in contact with the outside of the heated object 100. Since the antenna unit 110 has the lowest reflection at a predetermined distance, the thickness t of the first dielectric member 131 is a value that takes this predetermined distance into account, for example, approximately 9 mm, which is substantially the same as the predetermined distance. It is formed to become.

また、第1の誘電体部材131及び第2の誘電体部材132を比誘電率の高い材料により形成した場合には、実効的な波長が短くなるため、より一層の小型化が可能となる。このような比誘電率の高い材料としては、強誘電体等が挙げられる。   Further, when the first dielectric member 131 and the second dielectric member 132 are formed of a material having a high relative dielectric constant, the effective wavelength is shortened, so that further miniaturization is possible. Examples of such a material having a high relative dielectric constant include a ferroelectric.

本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、弾性部材150を伸ばし、環状に形成されたマイクロ波加熱装置の輪の中に、被加熱体100を入れ、弾性部材150の復元力により、被加熱体100とアンテナユニット110とを接触させる。従って、本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、弾性部材150により接続されているアンテナユニット110の表面110aが、被加熱体100の周囲と接触している状態で、被加熱体100に設置される。   In the microwave heating apparatus according to the present embodiment, the elastic member 150 is stretched, and the object to be heated 100 is placed in a ring of the microwave heating apparatus formed in an annular shape. 100 and the antenna unit 110 are brought into contact with each other. Therefore, the microwave heating apparatus in the present embodiment is installed in the heated object 100 in a state where the surface 110a of the antenna unit 110 connected by the elastic member 150 is in contact with the periphery of the heated object 100. The

図6は、本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置において、アンテナ120からの距離Dとマイクロ波の反射|S11|との関係を示す。マイクロ波の反射|S11|が低いほど、アンテナ120よりマイクロ波が多く放射されるため、反射が最も低くなる所定の距離に被加熱体100を設置することにより、被加熱体100を効率よく加熱することができる。図6に示されるように、被加熱体100が置かれたアンテナ120からの距離Dが約9mmのときに、反射|S11|が最も低くなる。尚、図6は、アンテナ120はパッチアンテナを用い、被加熱体100が水の場合において得られた計算結果である。   FIG. 6 shows the relationship between the distance D from the antenna 120 and the microwave reflection | S11 | in the microwave heating apparatus according to the present embodiment. The lower the microwave reflection | S11 |, the more microwaves are radiated from the antenna 120. Therefore, the heated object 100 is efficiently heated by installing the heated object 100 at a predetermined distance where the reflection is lowest. can do. As shown in FIG. 6, the reflection | S11 | is lowest when the distance D from the antenna 120 on which the heated object 100 is placed is about 9 mm. FIG. 6 shows a calculation result obtained when the antenna 120 is a patch antenna and the heated object 100 is water.

本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、図6に基づき、第1の誘電体部材131の厚さtは、反射が最も低くなる所定の距離と略等しくなるように形成されている。また、図4に示すように、マイクロ波加熱装置の第1の誘電体部材131の面、即ち、アンテナユニット110の表面110aが、被加熱体100の周囲と接触するように設置される。従って、アンテナ120と被加熱体100との距離が反射が最も低くなる距離に保たれ、アンテナ120のインピーダンスが変化することもないため、被加熱体100を効率よく加熱することができる。   The microwave heating apparatus in the present embodiment is formed so that the thickness t of the first dielectric member 131 is substantially equal to a predetermined distance at which reflection is lowest based on FIG. Further, as shown in FIG. 4, the surface of the first dielectric member 131 of the microwave heating apparatus, that is, the surface 110 a of the antenna unit 110 is installed so as to be in contact with the periphery of the heated object 100. Therefore, the distance between the antenna 120 and the object to be heated 100 is kept at a distance at which reflection is lowest, and the impedance of the antenna 120 does not change, so that the object to be heated 100 can be efficiently heated.

また、本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、被加熱体100の周囲を囲むように設置されるため、マイクロ波加熱装置を小さくすることができ、更に、被加熱体100が置かれる位置等を考慮することなく、被加熱体100を効率よく加熱することができる。また、弾性部材150が伸縮するため、環状に形成された本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置の輪の形状や大きさを自由に変えることができる。従って、被加熱体100の形状や大きさに依存することなく、被加熱体100を効率よく加熱することができる。   Further, since the microwave heating device in the present embodiment is installed so as to surround the periphery of the object to be heated 100, the microwave heating device can be made smaller, and further, the position where the object to be heated 100 is placed, etc. Can be efficiently heated without considering the above. Further, since the elastic member 150 expands and contracts, the shape and size of the ring of the microwave heating device in the present embodiment formed in an annular shape can be freely changed. Therefore, the heated body 100 can be efficiently heated without depending on the shape and size of the heated body 100.

〔第2の実施の形態〕
次に、第2の実施の形態におけるマイクロ波加熱装置について、図7に基づき説明する。本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、アンテナユニットの裏面に、接地電位に接続されている接地電極が設けられているいわゆるバックショート構造のものである。尚、図7(a)は、本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置の斜視図であり、図7(b)は、上面図である。
[Second Embodiment]
Next, the microwave heating apparatus in 2nd Embodiment is demonstrated based on FIG. The microwave heating apparatus in this embodiment has a so-called back short structure in which a ground electrode connected to the ground potential is provided on the back surface of the antenna unit. FIG. 7A is a perspective view of the microwave heating apparatus in the present embodiment, and FIG. 7B is a top view.

本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、図7に示されるように、複数のアンテナユニット210を有しており、アンテナユニット210とアンテナユニット210との間は、バネやゴム等の弾性部材150により接続されており、環状に形成されている。即ち、本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、各々のアンテナユニット210間を弾性部材150に接続することにより、複数のアンテナユニット210と、各々のアンテナユニット210間を接続する弾性部材150とにより、環状に形成されている。また、各々のアンテナユニット210は、マイクロ波発生器160とケーブル170等により接続されている。本実施の形態においては、加熱対象となる被加熱体100を環状に形成された本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置の輪の中に入れ、各々のアンテナユニット210により、被加熱体100の周囲が囲まれるように設置される。   As shown in FIG. 7, the microwave heating apparatus in the present embodiment has a plurality of antenna units 210, and an elastic member 150 such as a spring or rubber is provided between the antenna units 210 and 210. And are formed in an annular shape. That is, the microwave heating apparatus according to the present embodiment connects the antenna units 210 to the elastic member 150, thereby providing a plurality of antenna units 210 and the elastic member 150 connecting the antenna units 210. It is formed in an annular shape. Each antenna unit 210 is connected to the microwave generator 160 by a cable 170 or the like. In the present embodiment, the object to be heated 100 to be heated is put in a ring of the microwave heating device in the present embodiment formed in an annular shape, and each antenna unit 210 surrounds the object to be heated 100. It is installed to be surrounded.

図7及び図8に示されるように、アンテナユニット210は、金属等の材料により形成されたアンテナ120と、アンテナ120を覆う第1の誘電体部材131、第2の誘電体部材132とを有している。尚、図8(a)は、アンテナユニット210の分解斜視図であり、図8(b)は、xy面における断面図であり、図8(c)は、yz面における断面図である。   As shown in FIGS. 7 and 8, the antenna unit 210 includes an antenna 120 formed of a material such as metal, and a first dielectric member 131 and a second dielectric member 132 that cover the antenna 120. is doing. 8A is an exploded perspective view of the antenna unit 210, FIG. 8B is a cross-sectional view in the xy plane, and FIG. 8C is a cross-sectional view in the yz plane.

アンテナユニット210は、被加熱体100と接するアンテナユニット210の表面110aが被加熱体100と接し、表面110aとは反対のアンテナユニット210の裏面110b、即ち、第2の誘電体部材132の面には、接地電極230が形成されている。この接地電極230は、ケーブル270により、マイクロ波発生器160における接地電位と接続されている。このように、アンテナユニット210の裏面に、接地電極230を形成し、接地電極230を接地電位に接続することにより、アンテナ120から漏れるマイクロ波を遮断することができる。即ち、本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、アンテナ120は近傍界においてマイクロ波が放射されるように設計されているため、アンテナユニット210の裏面110b側には殆どマイクロ波が放射されない。しかしながら、僅かなマイクロ波であっても、マイクロ波が放射されると電子機器等において支障が生じる場合がある。このため、アンテナユニット210の裏面110bに接地電極230を形成し、接地電極230を接地電位に接続することにより、アンテナユニット210の裏面110b側から放射されるマイクロ波の遮断性を高めている。   In the antenna unit 210, the surface 110a of the antenna unit 210 in contact with the heated body 100 is in contact with the heated body 100, and the back surface 110b of the antenna unit 210 opposite to the front surface 110a, that is, on the surface of the second dielectric member 132. The ground electrode 230 is formed. The ground electrode 230 is connected to the ground potential in the microwave generator 160 by a cable 270. As described above, by forming the ground electrode 230 on the back surface of the antenna unit 210 and connecting the ground electrode 230 to the ground potential, the microwave leaking from the antenna 120 can be blocked. That is, in the microwave heating apparatus according to the present embodiment, the antenna 120 is designed so that microwaves are radiated in the near field, so that almost no microwaves are radiated to the back surface 110 b side of the antenna unit 210. However, even a slight microwave may cause trouble in an electronic device or the like when the microwave is emitted. For this reason, the ground electrode 230 is formed on the back surface 110b of the antenna unit 210, and the ground electrode 230 is connected to the ground potential, thereby improving the shielding property of the microwave radiated from the back surface 110b side of the antenna unit 210.

尚、上記以外の内容については、第1の実施の形態と同様である。   The contents other than the above are the same as in the first embodiment.

〔第3の実施の形態〕
次に、第3の実施の形態におけるマイクロ波加熱装置について、図9及び図10に基づき説明する。尚、図9(a)は、本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置の斜視図であり、図9(b)は、上面図である。また、図10(a)は、本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置が被加熱体に取り付けられている状態の斜視図であり、図10(b)は、上面図である。
[Third Embodiment]
Next, the microwave heating apparatus in 3rd Embodiment is demonstrated based on FIG.9 and FIG.10. FIG. 9A is a perspective view of the microwave heating apparatus in the present embodiment, and FIG. 9B is a top view. FIG. 10A is a perspective view of a state in which the microwave heating apparatus according to the present embodiment is attached to an object to be heated, and FIG. 10B is a top view.

本実施の形態におけるアンテナ装置は、図9及び図10に示されるように、複数のアンテナユニット110が、柔軟性を有する巻き付け部材380の表面の一方の端より他方の端に向かって順に所定の間隔で取り付けられている。この際、アンテナユニット110は、アンテナユニット110の表面110aとなる第1の誘電体部材131の面が露出するように、アンテナユニット110の裏面110b側が、巻き付け部材380に取り付けられている。巻き付け部材380の表面の他方の端には、マジックテープ(登録商標)等の接着部材381が設けられており、巻き付け部材380の裏面は、この接着部材381が接触等した際に、張り付けられるように形成されている。   As shown in FIG. 9 and FIG. 10, the antenna device according to the present embodiment includes a plurality of antenna units 110 that are predetermined in order from one end of the surface of the flexible winding member 380 toward the other end. Installed at intervals. At this time, the antenna unit 110 is attached to the winding member 380 on the back surface 110b side of the antenna unit 110 so that the surface of the first dielectric member 131 that becomes the front surface 110a of the antenna unit 110 is exposed. An adhesive member 381 such as Velcro (registered trademark) is provided at the other end of the surface of the winding member 380, and the back surface of the winding member 380 is attached when the adhesive member 381 comes into contact with the surface. Is formed.

従って、本実施の形態におけるアンテナ装置は、アンテナユニット110が取り付けられている巻き付け部材380を被加熱体100の周囲に巻き付けて、巻き付け部材380の裏面に、接着部材381を張り付けることにより、被加熱体100に取り付けられる。よって、本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、被加熱体100に巻き付けられた状態で取り付けられている。   Therefore, the antenna device according to the present embodiment wraps the winding member 380 to which the antenna unit 110 is attached around the heated body 100, and attaches the adhesive member 381 to the back surface of the winding member 380. It is attached to the heating body 100. Therefore, the microwave heating apparatus in the present embodiment is attached in a state of being wound around the object to be heated 100.

また、本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、被加熱体100の周囲に巻き付けられているため、マイクロ波加熱装置を小さくすることができ、被加熱体100が置かれる位置等を考慮することなく、被加熱体100を効率よく加熱することができる。更に、本実施の形態におけるマイクロ波加熱装置は、被加熱体100の周囲に巻き付けられているため、被加熱体100の大きさに依存することなく、被加熱体100を効率よく加熱することができる。   Moreover, since the microwave heating apparatus in this Embodiment is wound around the to-be-heated body 100, a microwave heating apparatus can be made small and the position etc. where the to-be-heated body 100 is placed are considered. The heated object 100 can be efficiently heated. Furthermore, since the microwave heating apparatus in this embodiment is wound around the object 100 to be heated, the object 100 can be efficiently heated without depending on the size of the object 100 to be heated. it can.

尚、上記以外の内容については、第1の実施の形態と同様である。   The contents other than the above are the same as in the first embodiment.

以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。   Although the embodiment has been described in detail above, it is not limited to the specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope described in the claims.

上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
複数のアンテナユニットと、
前記アンテナユニットに接続されたマイクロ波発生器と、
を有し、
前記アンテナユニットは、アンテナと、前記アンテナを覆う誘電体部材とを含むものであって、
各々の前記アンテナユニットは、前記誘電体部材の表面が、被加熱体と接するように設置されており、
前記アンテナは、近傍界においてマイクロ波を放射するアンテナであることを特徴とするマイクロ波加熱装置。
(付記2)
前記アンテナと前記被加熱体との間における前記誘電体部材の厚さは、前記マイクロ波発生器において発生したマイクロ波の波長をλとした場合に、λ/2π以下であることを特徴とする付記1に記載のマイクロ波加熱装置。
(付記3)
前記アンテナと前記被加熱体との間における前記誘電体部材の厚さは、前記アンテナから前記マイクロ波発生器に反射されるマイクロ波が最も低くなるように形成されていることを特徴とする付記2に記載のマイクロ波加熱装置。
(付記4)
前記アンテナユニット間を弾性部材により接続することにより環状に形成されているものであって、
前記環状に形成された輪の中に前記被加熱体を入れ、前記弾性部材の復元力により、前記被加熱体に、複数の前記アンテナユニットを接触していることを特徴とする付記1から3のいずれかに記載のマイクロ波加熱装置。
(付記5)
複数の前記アンテナユニットは、巻き付け部材に取り付けられており、
複数の前記アンテナユニットが取り付けられている巻き付け部材が、前記被加熱体に巻き付けられていることを特徴とする付記1から3のいずれかに記載のマイクロ波加熱装置。
(付記6)
前記アンテナユニットの表面とは反対側の裏面には、接地電極が形成されており、
前記接地電極は、接地されていることを特徴とする付記1から5のいずれかに記載のマイクロ波加熱装置。
In addition to the above description, the following additional notes are disclosed.
(Appendix 1)
A plurality of antenna units;
A microwave generator connected to the antenna unit;
Have
The antenna unit includes an antenna and a dielectric member that covers the antenna,
Each of the antenna units is installed such that the surface of the dielectric member is in contact with the object to be heated,
The microwave heating apparatus, wherein the antenna is an antenna that radiates microwaves in a near field.
(Appendix 2)
The thickness of the dielectric member between the antenna and the object to be heated is λ / 2π or less, where λ is the wavelength of the microwave generated in the microwave generator. The microwave heating apparatus according to appendix 1.
(Appendix 3)
The thickness of the dielectric member between the antenna and the heated object is formed so that the microwave reflected from the antenna to the microwave generator is the lowest. 2. The microwave heating apparatus according to 2.
(Appendix 4)
It is formed in an annular shape by connecting the antenna units with an elastic member,
Appendices 1 to 3, wherein the object to be heated is placed in the ring formed in an annular shape, and a plurality of the antenna units are in contact with the object to be heated by a restoring force of the elastic member. The microwave heating device according to any one of the above.
(Appendix 5)
The plurality of antenna units are attached to a winding member,
4. The microwave heating apparatus according to any one of appendices 1 to 3, wherein a winding member to which the plurality of antenna units are attached is wound around the object to be heated.
(Appendix 6)
A ground electrode is formed on the back surface opposite to the front surface of the antenna unit,
6. The microwave heating apparatus according to any one of appendices 1 to 5, wherein the ground electrode is grounded.

10 被加熱体
20 アンテナ
30 マイクロ波発生器
40 ケーブル
100 被加熱体
110 アンテナユニット
120 アンテナ
131 第1の誘電体部材
132 第2の誘電体部材
150 弾性部材
160 マイクロ波発生器
170 ケーブル
10 Heated object 20 Antenna 30 Microwave generator 40 Cable 100 Heated object 110 Antenna unit 120 Antenna 131 First dielectric member 132 Second dielectric member 150 Elastic member 160 Microwave generator 170 Cable

Claims (5)

複数のアンテナユニットと、
前記アンテナユニットに接続されたマイクロ波発生器と、
を有し、
前記アンテナユニットは、アンテナと、前記アンテナを覆う誘電体部材とを含むものであって、
各々の前記アンテナユニットは、前記誘電体部材の表面が、被加熱体と接するように設置されており、
前記アンテナは、近傍界においてマイクロ波を放射するアンテナであり、
前記アンテナユニット間を弾性部材により接続することにより環状に形成されているものであって、
前記環状に形成された輪の中に前記被加熱体を入れ、前記弾性部材の復元力により、前記被加熱体に、複数の前記アンテナユニットが接触していることを特徴とするマイクロ波加熱装置。
A plurality of antenna units;
A microwave generator connected to the antenna unit;
Have
The antenna unit includes an antenna and a dielectric member that covers the antenna,
Each of the antenna units is installed such that the surface of the dielectric member is in contact with the object to be heated,
The antenna, Ri antenna der for radiating microwaves in the near field,
It is formed in an annular shape by connecting the antenna units with an elastic member,
The put object to be heated in said annular formed wheels, by the restoring force of the elastic member, the the object to be heated, a microwave heating apparatus which is characterized that you have to contact the plurality of antenna units .
複数のアンテナユニットと、
前記アンテナユニットに接続されたマイクロ波発生器と、
を有し、
前記アンテナユニットは、アンテナと、前記アンテナを覆う誘電体部材とを含むものであって、
各々の前記アンテナユニットは、前記誘電体部材の表面が、被加熱体と接するように設置されており、
前記アンテナは、近傍界においてマイクロ波を放射するアンテナであり、
複数の前記アンテナユニットは、巻き付け部材に取り付けられており、
複数の前記アンテナユニットが取り付けられている巻き付け部材が、前記被加熱体に巻き付けられていることを特徴とするマイクロ波加熱装置。
A plurality of antenna units;
A microwave generator connected to the antenna unit;
Have
The antenna unit includes an antenna and a dielectric member that covers the antenna,
Each of the antenna units is installed such that the surface of the dielectric member is in contact with the object to be heated,
The antenna is an antenna that radiates microwaves in the near field;
The plurality of antenna units are attached to a winding member,
A plurality of said wound member on which the antenna unit is attached, the features and to luma microwave heating apparatus that is wrapped heated body.
前記アンテナと前記被加熱体との間における前記誘電体部材の厚さは、前記マイクロ波発生器において発生したマイクロ波の波長をλとした場合に、λ/2π以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロ波加熱装置。 The thickness of the dielectric member between the antenna and the object to be heated is λ / 2π or less, where λ is the wavelength of the microwave generated in the microwave generator. The microwave heating device according to claim 1 or 2 . 前記アンテナと前記被加熱体との間における前記誘電体部材の厚さは、前記アンテナから前記マイクロ波発生器に反射されるマイクロ波が最も低くなるように形成されていることを特徴とする請求項に記載のマイクロ波加熱装置。 The thickness of the dielectric member between the antenna and the object to be heated is formed so that the microwave reflected from the antenna to the microwave generator is the lowest. Item 4. The microwave heating apparatus according to Item 3 . 前記アンテナユニットの表面とは反対側の裏面には、接地電極が形成されており、
前記接地電極は、接地されていることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載のマイクロ波加熱装置。
A ground electrode is formed on the back surface opposite to the front surface of the antenna unit,
The ground electrode is a microwave heating apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is grounded.
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