JP7505588B2 - Heating electromagnetic wave control body and article with heating electromagnetic wave control body - Google Patents
Heating electromagnetic wave control body and article with heating electromagnetic wave control body Download PDFInfo
- Publication number
- JP7505588B2 JP7505588B2 JP2022569812A JP2022569812A JP7505588B2 JP 7505588 B2 JP7505588 B2 JP 7505588B2 JP 2022569812 A JP2022569812 A JP 2022569812A JP 2022569812 A JP2022569812 A JP 2022569812A JP 7505588 B2 JP7505588 B2 JP 7505588B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnetic wave
- antenna
- heating
- wave control
- antennas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 138
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 15
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 2
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 235000012041 food component Nutrition 0.000 description 2
- 239000005417 food ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/72—Radiators or antennas
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
Description
本発明は、加熱用電磁波で物品を加熱する装置に用いられる加熱用電磁波制御体及び加熱用電磁波制御体付き物品に関する。 The present invention relates to a heating electromagnetic wave control body used in an apparatus for heating an article with a heating electromagnetic wave, and an article equipped with a heating electromagnetic wave control body.
電子レンジ内で用いられる包装において、マイクロ波を、遮蔽する部分、透過する部分、吸収して発熱する部分、をそれぞれ設けることによって、焦げ目をつけたりバランスよく加熱させたりすることを目的とした用具が特許文献1に開示されている。Patent Document 1 discloses a device for packaging used in microwave ovens that is designed to brown food and heat it in a balanced manner by providing microwave-shielding areas, microwave-transmitting areas, and areas that absorb and generate heat.
特許文献1に示されている用具は、加熱対象である餅に被せて用いられる。この用具は、アルミニウム箔による遮蔽体でマイクロ波を遮蔽し、アルミニウム箔の開口をマイクロ波の透過部とし、アルミナとアルミニウムの混合材料やその他の金属類による発熱体を備え、発熱体の渦電流のジュール熱により餅を直接加熱するように構成されている。The device shown in Patent Document 1 is used by placing it over the rice cake to be heated. This device blocks microwaves with an aluminum foil shield, with openings in the aluminum foil as microwave transmission areas, and is equipped with a heating element made of a mixture of alumina and aluminum and other metals, and is configured to directly heat the rice cake with Joule heat from eddy currents in the heating element.
特許文献1に記載の用具では、次のような課題がある。The device described in Patent Document 1 has the following problems:
・発熱体の熱が食品に直接伝わるように、発熱体を食品に接触させる必要があり、食品が発熱体側に貼りつきやすい。 - The heating element needs to be in contact with the food so that the heat can be transferred directly to the food, which means the food tends to stick to the heating element.
・用具が食品に直接接するので、衛生面での懸念がある。 - Since the utensils come into direct contact with food, there are concerns about hygiene.
・加熱を促進する発熱体が高温となるため、電子レンジから取り出す際にやけどなどの危険性が高まる。 - The heating element that promotes heating becomes very hot, increasing the risk of burns when removing the food from the microwave.
・加熱を抑制したい部分に対してはマイクロ波が遮蔽されるため、全体として熱効率が低下する。 - Microwaves are blocked from areas where heating is desired to be suppressed, resulting in reduced overall thermal efficiency.
・発熱体や遮蔽体に金属を用いるので、金属が発熱して燃える懸念がある。 - Since metal is used for the heating element and shielding, there is a concern that the metal may heat up and burn.
そこで、本発明の目的は、加熱用電磁波を受けて、加熱対象物品に対し照射される電磁波を制御することで、物品の選択的加熱又は選択的非加熱を可能とした加熱用電磁波制御体及び加熱用電磁波制御体付き物品を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to provide a heating electromagnetic wave control body and an article with a heating electromagnetic wave control body that receives heating electromagnetic waves and controls the electromagnetic waves irradiated to an article to be heated, thereby enabling selective heating or non-heating of the article.
本発明の加熱用電磁波制御体は、電磁波加熱装置で加熱される物品と共に前記電磁波加熱装置の内部に配置されて、前記物品へ照射される電磁波を制御する加熱用電磁波制御体であって、複数のアンテナを備え、これら複数のアンテナ同士の間に、他部に比べて加熱されやすい領域又は加熱されにくい領域を有する。The heating electromagnetic wave control body of the present invention is a heating electromagnetic wave control body that is placed inside an electromagnetic wave heating device together with an item to be heated by the electromagnetic wave heating device and controls the electromagnetic waves irradiated to the item, and is equipped with a plurality of antennas, and has areas between these antennas that are more easily or less easily heated than other areas.
本発明の加熱用電磁波制御体付き物品は、電磁波加熱装置で加熱される物品と、当該物品と共に前記電磁波加熱装置の内部に配置されて、前記物品へ照射される電磁波を制御する加熱用電磁波制御体と、を有し、前記加熱用電磁波制御体は、複数のアンテナを備え、これら複数のアンテナ同士の間に、他部に比べて加熱されやすい領域又は加熱されにくい領域を有する。The article with a heating electromagnetic wave control body of the present invention comprises an article to be heated by an electromagnetic wave heating device, and a heating electromagnetic wave control body that is placed inside the electromagnetic wave heating device together with the article and controls the electromagnetic waves irradiated to the article, and the heating electromagnetic wave control body has a plurality of antennas, and between these multiple antennas there are areas that are more easily heated or less easily heated than other areas.
本発明によれば、加熱用電磁波を受けて、加熱対象物品に対し照射される電磁波を制御することで、物品の選択的加熱又は選択的非加熱を行うので、次のような効果を奏する。 According to the present invention, by receiving electromagnetic waves for heating and controlling the electromagnetic waves irradiated to an item to be heated, the item is selectively heated or not heated, thereby achieving the following effects:
・加熱用電磁波制御体はアンテナの再放射を利用するため、アンテナを物品に接触させる必要がなく、物品の貼り付き等が回避できる。 - Because the heating electromagnetic wave control device utilizes the re-radiation of an antenna, there is no need to bring the antenna into contact with the item, which prevents the item from sticking.
・加熱用電磁波制御体はアンテナの再放射を利用するため、発熱体のような高温部を発生させることなく、物品の選択的加熱が可能となり、安全性が向上する。 - Because the heating electromagnetic wave control device utilizes antenna re-radiation, it is possible to selectively heat items without generating high temperature areas like a heating element, improving safety.
・加熱用電磁波制御体が物品に直接接しないので、物品が食品等である場合の衛生面での懸念がない。 - Since the heating electromagnetic wave control body does not come into direct contact with the item, there are no hygiene concerns when the item is food, etc.
・加熱を促進する発熱体が無いので、発熱体が高温になることによる問題が生じない。 - Since there is no heating element to promote heating, there are no problems caused by the heating element becoming too hot.
・加熱用電磁波が遮蔽されるわけではないので、全体の熱効率が低下しない。 - Since the heating electromagnetic waves are not blocked, the overall thermal efficiency does not decrease.
・放射体の放射効率は高いため、放射体の発熱を抑えることができる。 - The radiation efficiency of the radiator is high, so heat generation from the radiator can be reduced.
以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明又は理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせは可能である。第2の実施形態以降では第1の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。 Hereinafter, several specific examples will be given with reference to the drawings to show multiple forms for implementing the present invention. The same symbols are used for the same parts in each drawing. For convenience, the embodiments are shown separately, taking into consideration ease of explanation or understanding of the main points, but partial substitution or combination of configurations shown in different embodiments is possible. From the second embodiment onwards, description of matters common to the first embodiment will be omitted, and only the differences will be described. In particular, similar effects resulting from similar configurations will not be mentioned in each embodiment.
《第1の実施形態》
図1は第1の実施形態に係る加熱用電磁波制御体付き物品201の加熱状態を示す図である。加熱用電磁波制御体付き物品201は電磁波加熱装置(電子レンジ)300の庫内55に入れられる。電磁波加熱装置300は、高圧トランス51、マグネトロン52、アンテナ53、導波管54、庫内55、ターンテーブル56等を備える。
First Embodiment
1 is a diagram showing the heated state of an
マグネトロン52は高圧トランス51からの高電圧を電源としてマイクロ波発振する。アンテナ53から放射されるマイクロ波は導波管54を伝搬し、庫内55内に照射される。加熱用電磁波制御体付き物品201はこのマイクロ波を受けて発熱する。なお、マグネトロン52や庫内55などの電磁波加熱装置300の構成要素の配置関係は、図1に示したものに限定されない。例えば、庫内55に対して、下方もしくは上下両方にマグネトロン52や導波管54があってもよい。The
図2(A)は加熱用電磁波制御体付き物品201の斜視図である。図2(B)はその縦断面図である。
Figure 2(A) is a perspective view of an
加熱用電磁波制御体付き物品201は物品100と加熱用電磁波制御体101とを備える。物品100は例えば樹脂容器でパックされた弁当である。The
加熱用電磁波制御体101は第1アンテナ11及び第2アンテナ12で構成されている。上記樹脂容器はPP(ポリプロピレン)やPS(ポリスチレン)等の樹脂成型体であり、第1アンテナ11及び第2アンテナ12は、例えばアルミニウムの蒸着膜やアルミニウム箔のパターンニングにより形成された導体パターンである。The heating electromagnetic
第1アンテナ11及び第2アンテナ12は、図1に示した電磁波加熱装置300により放射される電磁波を受けて電磁波を再放射する。電磁波加熱装置300の庫内55の電磁波、第1アンテナ11による再放射の電磁波及び第2アンテナ12による再放射の電磁波は干渉する。この干渉によって、第1アンテナ11と第2アンテナ12との間の領域Z1における電磁波の振幅を、領域ZAにおける電磁波の振幅に比べて強める。つまり、第1アンテナ11と第2アンテナ12との間の領域Z1は、その他部である領域ZAに比べて加熱されやすくなる。The
第1アンテナ11及び第2アンテナ12はいずれも円状又は概円状の導体であり、包装体21に設けられている。
The
第1アンテナ11と第2アンテナ12とは、互いに対向し、当該対向の方向での平面視で重なる。The
図3(A)、図3(B)は、第1アンテナ11と第2アンテナ12との間隔の例を示す斜視図である。図3(A)に示す例では、互いに対向する第1アンテナ11と第2アンテナ12との間隔Dは電磁波の半波長(λ/2)を超え、1波長(λ)未満である。また、図3(B)に示す例では、互いに対向する第1アンテナ11と第2アンテナ12との間隔Dは電磁波の半波長(λ/2)以下である。
Figures 3(A) and 3(B) are perspective views showing examples of the distance between the
なお、電磁波の波長と対比する際の第1アンテナ11と第2アンテナ12との間隔Dは、この第1アンテナ11と第2アンテナ12との間に存在する部材の誘電性及び透磁性による波長短縮効果のため、実際の物理長と異なる場合がある。
The distance D between the
後に示すように、第1アンテナ11と第2アンテナ12との間隔が図3(A)に示す関係であれば、この第1アンテナ11と第2アンテナ12とで挟まれる領域が選択的加熱部である。この選択的加熱部はその他の領域に比べて加熱効率が高い。また、第1アンテナ11と第2アンテナ12との間隔Dが図3(B)に示す関係であれば、この第1アンテナ11と第2アンテナ12とで挟まれる領域が選択的非加熱部である。この選択的非加熱部はその他の領域に比べて加熱効率が低い。As will be described later, if the distance between the
図4(A)は、選択的加熱部に高効率で加熱すべき食材を配置した例であり、図4(B)は、選択的非加熱部に非加熱食材を配置した例である。選択的加熱部では食材F1は高効率で加熱され、選択的非加熱部では食材F2は加熱効率が低い。 Figure 4 (A) is an example in which ingredients to be heated with high efficiency are placed in the selective heating section, and Figure 4 (B) is an example in which non-heated ingredients are placed in the selective non-heating section. In the selective heating section, ingredient F1 is heated with high efficiency, while ingredient F2 is heated with low efficiency in the selective non-heating section.
図5は、電磁波加熱装置300の庫内55内の電磁波と、その電磁波を受けてアンテナ(この例では第1アンテナ11)から再放射される電磁波との関係を示す図である。図5中の太い矢印は庫内55内の電磁波(入射波)の電界方向を示し、細い矢印は第1アンテナ11により再放射された電磁波の電界方向を示す。
Figure 5 is a diagram showing the relationship between the electromagnetic waves in the
断面において、第1アンテナ11の近傍領域Z0では、入射波の電界を打ち消す方向に電界が向く電磁波(位相差がほぼ180度の電磁波)が再放射される。このことにより、第1アンテナ11の近傍領域Z0では電界強度は弱められる。In the cross section, in the area Z0 near the
一方、第1アンテナ11からλ/2程度離れた領域Z01では、第1アンテナ11からの再放射の電磁波の電界方向は入射波の電界方向と揃い(同相となり)、領域Z01での電界強度は高まる。On the other hand, in region Z01, which is about λ/2 away from the
図6及び図7は、第1アンテナ11と第2アンテナ12との間隔Dにおける電界の強度を示す図である。
Figures 6 and 7 are diagrams showing the electric field strength at the distance D between the
図6のように、第1アンテナ11と第2アンテナ12との間隔Dがλ/2を超えλ未満であれば、第1アンテナ11からの再放射の電磁波と入射波の電磁波とが同相又はほぼ同相となる領域Z1が拡がる。As shown in Figure 6, if the distance D between the
一方、図7のように、第1アンテナ11と第2アンテナ12との間隔Dがλ/2以下であれば、第1アンテナ11からの再放射の電磁波と入射波の電磁波とが逆相又はほぼ逆相となる領域Z2が第1アンテナ11と第2アンテナ12との間に形成される。On the other hand, as shown in Figure 7, if the distance D between the
図8は第1アンテナ11及び第2アンテナ12の大きさについての例を示す斜視図である。この例では、円形の第1アンテナ11及び第2アンテナ12の直径φは電磁波の1/4波長以上3/4波長以下(3λ/4≧φ≧λ/4)である。この大きさであることにより、第1アンテナ11及び第2アンテナ12の面方向の大きさが電磁波の波長の1/2に近くなり、第1アンテナ11及び第2アンテナ12から高効率で再放射される。
Figure 8 is a perspective view showing an example of the size of the
図9(A)、図9(B)、図9(C)は、それぞれアンテナの支持構造を示す部分断面図である。図9(A)に示す例では、第1アンテナ11は絶縁基材22に支持されている。例えば、絶縁基材22は電気絶縁体であり、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)、PE(ポリイミド)、LCP(液晶ポリマー)等の樹脂フィルムである。第1アンテナ11は例えばアルミニウムの蒸着膜やアルミニウム箔である。図9(B)に示す例では、第1アンテナ11の片面に粘着剤層24が形成されている。図9(C)に示す例では、絶縁基材22の第1面に第1アンテナ11が形成されていて、絶縁基材22の第2面に粘着剤層24が形成されている。9(A), 9(B), and 9(C) are partial cross-sectional views showing the support structure of the antenna. In the example shown in FIG. 9(A), the
図9(A)において、絶縁基材22は、例えば、アンテナを、物品を包装する包装体に形成する場合の包装体である。図9(B)、図9(C)に示す粘着剤層24付きの第1アンテナ11は、例えば、物品を包装する包装体や容器に貼付される。In Fig. 9(A), the insulating
以上に示した例では第1アンテナ11について示したが、第2アンテナ12等、他の複数のアンテナに関しても同様である。
The above example shows the
本実施形態によれば、次のような効果を奏する。 This embodiment provides the following effects:
(a)物品の選択的加熱部を設定できる。また、物品の選択的非加熱部を設定できる。(a) It is possible to set selective heating sections of an item. It is also possible to set selective non-heating sections of an item.
(b)加熱用電磁波制御体を物品に接触させる必要がないので、両者が貼り付くことがない。 (b) There is no need to bring the heating electromagnetic wave control body into contact with the item, so the two do not stick to each other.
(c)アンテナの再放射で加熱を促進するため、それ自体が発熱する「発熱体」を近接させることなく、食品の選択的加熱が可能となり、安全性が向上する。(c) Since heating is promoted by re-radiation from the antenna, it is possible to selectively heat food without placing it in close proximity to a "heating element" that generates heat by itself, thereby improving safety.
(d)入力電磁波を遮断するわけではないので、エネルギー利用効率が高い。 (d) Since it does not block input electromagnetic waves, energy utilization efficiency is high.
《第2の実施形態》
第2の実施形態では、以上に示した加熱用電磁波制御体が備えるアンテナとは形状が異なるアンテナについて例示する。
Second Embodiment
In the second embodiment, an antenna having a different shape from the antenna provided in the heating electromagnetic wave control body described above will be illustrated.
図10(A)、図10(B)は、第2の実施形態に係る加熱用電磁波制御体を構成する2つのアンテナの斜視図である。図10(A)に示す加熱用電磁波制御体は第1アンテナ11と第2アンテナ12とで構成されるが、第1アンテナ11は開口部APを有するリング状の導体であり、第2アンテナ12は円状の導体である。図10(B)に示す加熱用電磁波制御体では、第1アンテナ11と第2アンテナ12のいずれも開口部APを有するリング状の導体である。
Figures 10(A) and 10(B) are perspective views of two antennas constituting a heating electromagnetic wave control body according to the second embodiment. The heating electromagnetic wave control body shown in Figure 10(A) is composed of a
図11は第2の実施形態に係る別の加熱用電磁波制御体を構成する2つのアンテナの斜視図である。図11に示す加熱用電磁波制御体は第1アンテナ11と第2アンテナ12とで構成されるが、第1アンテナ11は外形が円状で、複数の開口部APを有する導体であり、第2アンテナ12は円状の導体である。
Figure 11 is a perspective view of two antennas constituting another heating electromagnetic wave control body according to the second embodiment. The heating electromagnetic wave control body shown in Figure 11 is composed of a
このように、加熱用電磁波制御体を構成する複数のアンテナは、そのいずれか又は全てに開口部を有していてもよい。図10(A)、図10(B)、図11に示した加熱用電磁波制御体を、図2(A)、図2(B)に示した加熱用電磁波制御体101に適用すれば、加熱用電磁波制御体付き物品201の樹脂容器内の視認性が阻害されない、という作用効果を奏する。In this way, any or all of the multiple antennas constituting the heating electromagnetic wave control body may have openings. If the heating electromagnetic wave control body shown in Figures 10(A), 10(B), and 11 is applied to the heating electromagnetic
特に、大きな開口部を形成するよりも、図11に示した例のように、複数の小さな開口部を分散配置すれば、開口部を設けることによる、アンテナとしての動作への影響を小さくできる。In particular, rather than forming a large opening, by distributing multiple small openings as in the example shown in Figure 11, the impact of providing the openings on the operation of the antenna can be reduced.
《第3の実施形態》
第3の実施形態では、以上に示した加熱用電磁波制御体が備えるアンテナとは形状が異なるアンテナについて例示する。
Third Embodiment
In the third embodiment, an antenna having a different shape from the antenna provided in the heating electromagnetic wave control body described above will be illustrated.
図12(A)、図12(B)、図12(C)は、いずれも第3の実施形態に係る加熱用電磁波制御体が備える1つのアンテナの平面図である。また、図12(D)は第3の実施形態に係る加熱用電磁波制御体が備える1つのアンテナの斜視図である。 Figures 12(A), 12(B), and 12(C) are all plan views of one antenna provided in a heating electromagnetic wave control body according to the third embodiment. Also, Figure 12(D) is a perspective view of one antenna provided in a heating electromagnetic wave control body according to the third embodiment.
アンテナは、図12(A)に示すように線状や棒状であってもよいし、図12(B)に示すように長方形状であってもよいし、図12(C)に示すように楕円状や長円状であってもよい。また、図12(D)に示すドーム型などの立体であってもよい。The antenna may be linear or rod-shaped as shown in Fig. 12(A), rectangular as shown in Fig. 12(B), elliptical or oval as shown in Fig. 12(C), or three-dimensional, such as a dome-shaped antenna as shown in Fig. 12(D).
本実施形態によれば、いろいろなバリエーションの加熱ムラを実現できる。また、曲面にも容易に貼り付けることができる。 This embodiment can achieve a wide variety of uneven heating effects. It can also be easily attached to curved surfaces.
《第4の実施形態》
第4の実施形態では、加熱用電磁波制御体付き物品における加熱用電磁波制御体の配置に関して幾つかの例を示す。
Fourth embodiment
In the fourth embodiment, some examples of the arrangement of the heating electromagnetic wave control body in the product with the heating electromagnetic wave control body will be shown.
図13は加熱用電磁波制御体付き物品204Aの縦断面図である。加熱用電磁波制御体付き物品204Aは、第1アンテナ11及び第2アンテナ12による加熱用電磁波制御体104と物品100とを備える。物品100は例えば樹脂容器でパックされた弁当である。第1アンテナ11は樹脂容器のカバーの内面に設けられていて、第2アンテナ12は樹脂容器の本体部の内面に設けられている。このように、加熱用電磁波制御体を構成する複数のアンテナは物品100の内部に配置されていてもよい。なお、図13に示す例では、第1アンテナ11と第2アンテナ12との間隔Dが、D≦λ/2の関係にあって、この第1アンテナ11と第2アンテナ12との間の領域Z2は他の領域ZAに比べて加熱効率が悪い。つまり、第1アンテナ11と第2アンテナ12との間の領域Z2は、その他部である領域ZAに比べて加熱されにくくなる。すなわち、加熱用電磁波制御体104は選択的非加熱部に設けられている。
Figure 13 is a longitudinal cross-sectional view of an
図14は加熱用電磁波制御体付き物品204B,204Cの斜視図である。加熱用電磁波制御体付き物品204B,204Cは、いずれも物品100の上下面ではなく物品100の互いに対向する側面に第1アンテナ11及び第2アンテナ12を備える。このように、物品100の側部に配置した複数のアンテナによって加熱用電磁波制御体を構成することもできる。
Figure 14 is a perspective view of
《第5の実施形態》
第5の実施形態では、加熱用電磁波制御体を構成する第1アンテナ11と第2アンテナ12との間隔Dの違いによる加熱/非加熱の作用についてのシミュレーション結果を示す。
Fifth embodiment
In the fifth embodiment, a simulation result is shown regarding the heating/non-heating effect depending on the difference in the distance D between the
図15は、幅Wx=300mm、奥行=300mm、高さH=400mmの空間の中央に、第1アンテナ11及び第2アンテナ12による加熱用電磁波制御体を配置した様子を示す斜視図である。第1アンテナ11及び第2アンテナ12は直径60mmの円状の導体である。この空間に平面波進行方向が+X方向、偏波方向がY方向の電磁波が入射する条件で、空間内の温度分布をシミュレーションした。
Figure 15 is a perspective view showing a heating electromagnetic wave control body consisting of a
図16は、第1アンテナ11と第2アンテナ12との間隔Dを変化させたときの、空間内の中央のYZ面における温度分布を示す図である。ここで、濃度の薄さが温度の高さに対応する。電磁波の周波数は2.45GHzであるので、λ≒120mmである。
Figure 16 shows the temperature distribution in the YZ plane at the center of the space when the distance D between the
D=20mm、D=40mm、D=60mmのように、D≦λ/2であるとき、第1アンテナ11と第2アンテナ12とで挟まれた領域の電界強度は弱い。そのため、この第1アンテナ11と第2アンテナ12とで挟まれた領域は選択的非加熱領域として作用する。When D≦λ/2, such as D=20 mm, D=40 mm, and D=60 mm, the electric field strength of the area sandwiched between the
一方、D=80mm、D=100mm、D=120mmのように、λ>D>λ/2であるとき、第1アンテナ11と第2アンテナ12とで挟まれた領域の電界強度は強い。そのため、この第1アンテナ11と第2アンテナ12とで挟まれた領域は選択的加熱領域として作用する。On the other hand, when λ>D>λ/2, such as D=80 mm, D=100 mm, and D=120 mm, the electric field strength in the area sandwiched between the
図17は、幅Wx=300mm、奥行=300mm、高さH=400mmの空間の中央に、第1アンテナ11及び第2アンテナ12による加熱用電磁波制御体を配置した様子を示す斜視図である。第1アンテナ11は内径40mm、外径60mmのリング状の導体であり、第2アンテナ12は直径60mmの円状の導体である。第1アンテナ11の形状以外は図15に示した構成と同じである。
Figure 17 is a perspective view showing a heating electromagnetic wave control body consisting of a
図18は、図16に示した例と同様に、第1アンテナ11と第2アンテナ12との間隔Dを変化させたときの、空間内の中央のYZ面における温度分布を示す図である。
Figure 18 shows the temperature distribution in the YZ plane at the center of the space when the distance D between the
D=20mm、D=40mm、D=60mmのように、D≦λ/2であるとき、第1アンテナ11と第2アンテナ12とで挟まれた領域の電界強度は弱い。そのため、この第1アンテナ11と第2アンテナ12とで挟まれた領域は選択的非加熱領域として作用する。When D≦λ/2, such as D=20 mm, D=40 mm, and D=60 mm, the electric field strength of the area sandwiched between the
一方、D=80mm、D=100mm、D=120mmのように、λ>D>λ/2であるとき、第1アンテナ11と第2アンテナ12とで挟まれた領域の電界強度は強い。そのため、この第1アンテナ11と第2アンテナ12とで挟まれた領域は選択的加熱領域として作用する。On the other hand, when λ>D>λ/2, such as D=80 mm, D=100 mm, and D=120 mm, the electric field strength in the area sandwiched between the
《第6の実施形態》
第6の実施形態では、加熱用電磁波制御体による加熱抑制効果について例示する。
Sixth embodiment
In the sixth embodiment, the heating suppression effect by a heating electromagnetic wave control body will be illustrated.
図19は第6の実施形態に係る被測定構造の縦断面図である。図19において、ダミー食材Fは、四片の板が十字状に組み合わされたFR4による部材である。各片の幅は50mm、高さは40mmである。第1アンテナ11は内径40mm、外径60mmのリング状の導体であり、第2アンテナ12は直径60mmの円状の導体である。第1アンテナ11の上部には物品の上部の外装を模した絶縁体板100U、第2アンテナ12の下部には物品の下部の外装を模した絶縁体板100Bが配置されている。これらの構造体が電子レンジのターンテーブル56に載置されている。このように、第1アンテナ11と第2アンテナ12との間隔D≦λ/2であるので、第1アンテナ11と第2アンテナ12とで挟まれた領域は選択的非加熱領域である。
Figure 19 is a longitudinal cross-sectional view of the structure to be measured according to the sixth embodiment. In Figure 19, the dummy food F is a member made of FR4 in which four plates are combined in a cross shape. Each plate has a width of 50 mm and a height of 40 mm. The
図20(A)は本実施形態の被測定構造によるサーモカメラの測定結果、図20(B)は比較例としての被測定構造によるサーモカメラの測定結果である。この比較例の被測定構造では第1アンテナ11及び第2アンテナ12を備えていない。この例では、1800Wで15秒加熱したときの温度上昇を測定した。なお、構造が視認しやすいように、加熱後に第1アンテナ11および絶縁体板100Uを取り除いた状態で測定を行った。
Figure 20 (A) shows the results of a thermo camera measurement of the measured structure of this embodiment, and Figure 20 (B) shows the results of a thermo camera measurement of a measured structure as a comparative example. The measured structure of this comparative example does not have the
比較例では、ダミー食材Fの上部の温度上昇は23.9℃、中央部の温度上昇は28.6℃、下部の温度上昇は36.1℃であるのに対し、本実施形態では、ダミー食材Fの上部の温度上昇は22.7℃、中央部の温度上昇は18.7℃、下部の温度上昇は15.9℃である。比較例に対し、本実施形態のダミー食材Fの上部の温度上昇比は22.7/23.9=0.95、中央部の温度上昇比は18.7/28.6=0.65、下部の温度上昇比は15.9/36.1=0.44である。このように、本実施形態によれば、約45%の加熱抑制効果が得られる。In the comparative example, the temperature rise of the dummy food F is 23.9°C at the top, 28.6°C at the center, and 36.1°C at the bottom, whereas in this embodiment, the temperature rise of the dummy food F is 22.7°C at the top, 18.7°C at the center, and 15.9°C at the bottom. Compared to the comparative example, the temperature rise ratio of the dummy food F in this embodiment is 22.7/23.9 = 0.95 at the top, 18.7/28.6 = 0.65 at the center, and 15.9/36.1 = 0.44 at the bottom. Thus, according to this embodiment, a heating suppression effect of approximately 45% is obtained.
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形及び変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。Finally, the description of the above-mentioned embodiments is illustrative in all respects and is not restrictive. Those skilled in the art may make appropriate modifications and changes. The scope of the present invention is indicated by the claims, not by the above-mentioned embodiments. Furthermore, the scope of the present invention includes modifications from the embodiments within the scope of the claims and the scope equivalent thereto.
例えば、以上に示した各実施形態では、第1アンテナ11と第2アンテナ12とが、当該対向方向での平面視で全体が重なる例を示したが、第1アンテナ11及び第2アンテナ12の平面視で、第1アンテナ11と第2アンテナ12とが部分的に重なる構成であってもよい。For example, in each of the embodiments described above, an example has been shown in which the
また、以上に示した各実施形態では、それぞれの外形が同じ第1アンテナ11及び第2アンテナ12を設けた例を示したが、各アンテナの外形は異なっていてもよい。
In addition, in each of the embodiments described above, an example is shown in which a
また、図2に示した例では、物品の容器を覆う包装体に加熱用電磁波制御体101を形成したが、物品の容器に貼り付けるラベルやシールに加熱用電磁波制御体101を形成してもよい。
In addition, in the example shown in Figure 2, the heating electromagnetic
また、加熱用電磁波制御体は、物品を収める容器に設けることに限らず、選択的加熱対象物又は選択的非加熱対象物に直接的に配置してもよい。 In addition, the heating electromagnetic wave control body need not necessarily be provided in a container that holds an item, but may be placed directly on the selectively heated object or the selectively non-heated object.
また、加熱用電磁波制御体は、容器や包装体に設けることに限らず、対象物品に被せるカバー等に設けてもよい。 In addition, the heating electromagnetic wave control body need not necessarily be provided on a container or packaging body, but may also be provided on a cover or the like that is placed over the target item.
また、例えば、放射体としての導体パターンは金属箔をパターンニングすること以外に導電性ペーストの印刷により形成してもよい。 For example, the conductor pattern as a radiator may be formed by printing a conductive paste in addition to patterning a metal foil.
AP…開口部
F…ダミー食材
F1,F2…食材
Z0…近傍領域
Z01…領域
Z1,Z2…領域
11…第1アンテナ
12…第2アンテナ
21…包装体
22…絶縁基材
24…粘着剤層
51…高圧トランス
52…マグネトロン
53…アンテナ
54…導波管
55…庫内
56…ターンテーブル
100…物品
100B,100U…絶縁体板
101,104…加熱用電磁波制御体
201,204A,204B,204C…加熱用電磁波制御体付き物品
300…電磁波加熱装置
AP...Opening F...Dummy food ingredients F1, F2...Food ingredient Z0...Nearby area Z01...Areas Z1, Z2...
Claims (11)
複数のアンテナを備え、
前記複数のアンテナは、互いに対向し、当該対向の方向での平面視で重なる部分を有し、
前記複数のアンテナのうち、互いに対向する2つのアンテナの間隔は前記電磁波の1波長未満であり、
前記複数のアンテナ同士の間に、他部に比べて加熱されやすい領域又は加熱されにくい領域を有する、
加熱用電磁波制御体。 A heating electromagnetic wave control unit that is placed inside an electromagnetic wave heating device together with an article to be heated by the electromagnetic wave heating device and controls electromagnetic waves irradiated to the article,
Equipped with multiple antennas,
the plurality of antennas face each other and have overlapping portions in a plan view in the facing direction,
a distance between two of the plurality of antennas facing each other is less than one wavelength of the electromagnetic wave;
Between the plurality of antennas, there is a region that is more easily heated or less easily heated than other portions,
Electromagnetic wave control unit for heating.
請求項1に記載の加熱用電磁波制御体。 Each of the plurality of antennas is composed of a substantially circular conductor.
The heating electromagnetic wave control body according to claim 1 .
請求項2に記載の加熱用電磁波制御体。 At least one of the plurality of antennas facing each other has an opening.
The heating electromagnetic wave control body according to claim 2 .
請求項1から3のいずれかに記載の加熱用電磁波制御体。 Among the plurality of antennas, the distance between two mutually opposing antennas is equal to or less than half the wavelength of the electromagnetic wave.
4. The heating electromagnetic wave control body according to claim 1 .
請求項1から3のいずれかに記載の加熱用電磁波制御体。 Among the plurality of antennas, the distance between two mutually opposing antennas is greater than half the wavelength of the electromagnetic wave and less than one wavelength.
4. The heating electromagnetic wave control body according to claim 1 .
請求項4又は5に記載の加熱用電磁波制御体。 The diameter of the antenna is equal to or greater than ¼ wavelength of the electromagnetic wave, and equal to or less than ¾ wavelength.
6. The heating electromagnetic wave control body according to claim 4 or 5 .
請求項4から6のいずれかに記載の加熱用電磁波制御体。 The plurality of antennas are disposed at two locations on either side of a predetermined location of the article.
7. The heating electromagnetic wave control body according to claim 4 .
請求項1から7のいずれかに記載の加熱用電磁波制御体。 The plurality of antennas are formed on a packaging body that packages the article.
The heating electromagnetic wave control body according to any one of claims 1 to 7 .
請求項1から7のいずれかに記載の加熱用電磁波制御体。 The plurality of antennas are formed on an insulating substrate attached to the article.
The heating electromagnetic wave control body according to any one of claims 1 to 7 .
複数のアンテナを備え、Equipped with multiple antennas,
前記複数のアンテナ同士の間に、他部に比べて加熱されやすい領域又は加熱されにくい領域を有し、Between the plurality of antennas, there is a region that is more easily heated or less easily heated than other portions,
前記複数のアンテナはそれぞれ概円状の導体で構成されており、Each of the plurality of antennas is formed of a substantially circular conductor,
前記複数のアンテナのうち、互いに対向する少なくとも一方のアンテナは開口部を有する、At least one of the plurality of antennas facing each other has an opening.
加熱用電磁波制御体。Electromagnetic wave control unit for heating.
前記加熱用電磁波制御体は、複数のアンテナを備え、前記複数のアンテナは、互いに対向し、当該対向の方向での平面視で重なる部分を有し、前記複数のアンテナのうち、互いに対向する2つのアンテナの間隔は前記電磁波の1波長未満であり、これら複数のアンテナ同士の間に、他部に比べて加熱されやすい領域又は加熱されにくい領域を有する、
加熱用電磁波制御体付き物品。 An article to be heated by an electromagnetic wave heating device, and a heating electromagnetic wave control body that is disposed inside the electromagnetic wave heating device together with the article and controls the electromagnetic waves irradiated to the article,
The heating electromagnetic wave control body includes a plurality of antennas, the plurality of antennas facing each other and having overlapping portions in a planar view in the facing direction, the distance between two of the plurality of antennas facing each other is less than one wavelength of the electromagnetic wave, and the plurality of antennas have an area between them that is more easily heated or less easily heated than other areas.
An item with an electromagnetic wave control device for heating.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020206549 | 2020-12-14 | ||
JP2020206549 | 2020-12-14 | ||
PCT/JP2021/042895 WO2022130915A1 (en) | 2020-12-14 | 2021-11-24 | Heating electromagnetic wave control body and heating electromagnetic wave control body-mounted product |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2022130915A1 JPWO2022130915A1 (en) | 2022-06-23 |
JPWO2022130915A5 JPWO2022130915A5 (en) | 2023-06-01 |
JP7505588B2 true JP7505588B2 (en) | 2024-06-25 |
Family
ID=82059084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022569812A Active JP7505588B2 (en) | 2020-12-14 | 2021-11-24 | Heating electromagnetic wave control body and article with heating electromagnetic wave control body |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7505588B2 (en) |
WO (1) | WO2022130915A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN209893774U (en) * | 2019-01-04 | 2020-01-03 | 青岛海尔股份有限公司 | Refrigerator and freezer |
JP2024011760A (en) * | 2022-07-15 | 2024-01-25 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | Microwave irradiation device, microwave irradiation method, and food manufacturing method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3049071B2 (en) | 1989-02-09 | 2000-06-05 | アルキャン・インターナショナル・リミテッド | Microwave heating method and apparatus for food etc. |
JP2016523775A (en) | 2013-05-24 | 2016-08-12 | グラフィック パッケージング インターナショナル インコーポレイテッドGraphic Packaging International,Inc. | Package for food vapor and microwave combined heating |
US20170043936A1 (en) | 2015-08-11 | 2017-02-16 | Graphic Packaging International, Inc. | Microwave Heating Package With Polarized Shield |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09185991A (en) * | 1995-12-28 | 1997-07-15 | New Japan Radio Co Ltd | Receptacle for frozen food |
JP4183662B2 (en) * | 2004-07-21 | 2008-11-19 | 東洋アルミエコープロダクツ株式会社 | Food heating method using microwave oven and food heating set for microwave oven |
JP5064924B2 (en) * | 2006-08-08 | 2012-10-31 | パナソニック株式会社 | Microwave processing equipment |
WO2008091760A1 (en) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Graphic Packaging International, Inc. | Even heating microwavable container |
WO2017182076A1 (en) * | 2016-04-20 | 2017-10-26 | Vorwerk & Co. Interholding Gmbh | System for preparing and method for operating a system for preparing at least one food |
JP6923109B1 (en) * | 2019-09-02 | 2021-08-18 | 株式会社村田製作所 | An article with an electromagnetic wave controller for heating and an electromagnetic wave controller for heating |
-
2021
- 2021-11-24 WO PCT/JP2021/042895 patent/WO2022130915A1/en active Application Filing
- 2021-11-24 JP JP2022569812A patent/JP7505588B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3049071B2 (en) | 1989-02-09 | 2000-06-05 | アルキャン・インターナショナル・リミテッド | Microwave heating method and apparatus for food etc. |
JP2016523775A (en) | 2013-05-24 | 2016-08-12 | グラフィック パッケージング インターナショナル インコーポレイテッドGraphic Packaging International,Inc. | Package for food vapor and microwave combined heating |
US20170043936A1 (en) | 2015-08-11 | 2017-02-16 | Graphic Packaging International, Inc. | Microwave Heating Package With Polarized Shield |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022130915A1 (en) | 2022-06-23 |
JPWO2022130915A1 (en) | 2022-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7505588B2 (en) | Heating electromagnetic wave control body and article with heating electromagnetic wave control body | |
US3271169A (en) | Food package for microwave heating | |
US5864123A (en) | Smart microwave packaging structures | |
US3946188A (en) | Microwave heating apparatus with browning feature | |
US4888459A (en) | Microwave container with dielectric structure of varying properties and method of using same | |
JP6923109B1 (en) | An article with an electromagnetic wave controller for heating and an electromagnetic wave controller for heating | |
JPH0212831B2 (en) | ||
ATE256613T1 (en) | PATTERNED MICROWAVE SUSCEPTOR | |
CN108702819B (en) | Electric oven with reflected energy direction regulation | |
US11191134B2 (en) | Microwave heating apparatus with rotatable antenna and method thereof | |
Regier | Microwavable food packaging | |
Choi et al. | Design of noninvasive hyperthermia system using transmit-array lens antenna configuration | |
US4343976A (en) | Energy feed system for a microwave oven | |
Horikoshi et al. | Engineering of microwave heating | |
US11191133B2 (en) | Direct heating through patch antennas | |
JP6645068B2 (en) | Microwave heating equipment | |
JP4966649B2 (en) | Microwave heating device | |
JPS63178971A (en) | Microwave vessel and usage of said vessel | |
JP7041870B2 (en) | RFID tag with frequency selection plate and microwave oven heating container | |
JP4036052B2 (en) | Microwave heating device | |
EP4238459A1 (en) | Cooking vessel | |
JPH09185991A (en) | Receptacle for frozen food | |
JP7021741B2 (en) | Frequency selection plate and microwave oven heating container | |
JP4966650B2 (en) | Microwave heating device | |
JP3588943B2 (en) | High frequency heating device with browning plate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230313 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230313 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240514 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240527 |