微波加熱裝置的制作方法

本文的公開涉及通過微波對食品等被加熱物進行微波加熱的微波爐等微波加熱裝置。

背景技術：

在作為代表性微波加熱裝置的微波爐中，將作為代表性微波生成部的磁控管所生成的微波供給到金屬制的加熱室的內部，對載置于加熱室內的被加熱物進行微波加熱。

近年來，能夠將加熱室內的整個平坦的底面用作載置臺的微波爐已被投入實際使用。在這樣的微波爐中，為了在載置臺整體的范圍內對被加熱物進行均勻加熱，在載置臺的下方設置旋轉天線(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1所公開的旋轉天線具有與波導管磁場耦合的波導管構造，波導管對來自磁控管的微波進行傳播。

圖12是示出專利文獻1所公開的微波爐100的結構的正面剖視圖。如圖12所示，在微波爐100中，磁控管101所生成的微波在波導管102內傳播并到達耦合軸109。

旋轉天線103具有從上方的俯視時的扇形狀，通過耦合軸109而與波導管102連結，被電機105驅動而旋轉。耦合軸109將在波導管102內傳播來的微波耦合到波導管構造的旋轉天線103，并作為旋轉天線103的旋轉中心而發揮功能。

旋轉天線103具有放射微波的放射口107和低阻抗部106。從放射口107放射的微波被供給到加熱室104內，對載置在加熱室104的載置臺108上的被加熱物(未圖示)進行微波加熱。

使旋轉天線103在載置臺108的下方旋轉，以實現加熱室104內的加熱分布的均勻化。

除了對加熱室內的整體進行均勻加熱的功能(均勻加熱)以外，例如，在冷凍的食品和室溫的食品載置于加熱室內的情況下，為了同時完成對這些食品的加熱，還需要局部且集中地對載置有冷凍食品的區域放射微波的功能(局部加熱)。

為了實現局部加熱，提出了如下的微波爐：根據紅外線傳感器所檢測到的加熱室內的溫度分布，控制旋轉天線的停止位置(例如，參照專利文獻2)。

圖13是示出專利文獻2所公開的微波爐200的結構的正面剖視圖。如圖13所示，在微波爐200中，磁控管201所生成的微波經由波導管202而到達波導管構造的旋轉天線203。

旋轉天線203在從上方的俯視時具有：形成于其一邊并放射微波的放射口207；以及形成于其他三邊的低阻抗部206。從放射口207放射的微波經由供電室209供給到加熱室204內，對載置于加熱室204內的被加熱物進行微波加熱。

專利文獻2所公開的微波爐具有紅外線傳感器210來檢測加熱室204內的溫度分布。控制部211根據紅外線傳感器210所檢測到的溫度分布來控制旋轉天線203的旋轉、位置以及放射口207的朝向。

專利文獻2所公開的旋轉天線203構成為借助電機205而在形成于加熱室204的載置臺208的下方的供電室209的內部旋轉并在圓弧狀的軌道上移動。根據微波爐200，旋轉天線203的放射口207旋轉并移動，能夠對紅外線傳感器210所檢測到的被加熱物的低溫部分進行集中加熱。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特公昭63-53678號公報

專利文獻2：日本特許第2894250號公報

技術實現要素：

在專利文獻1所公開的微波爐100中，旋轉天線103構成為以配置于載置臺108的下方的耦合軸109為中心旋轉。微波從旋轉天線103的前端的放射口107放射。

通過該結構，無法對載置于載置臺108的中央區域的被加熱物直接照射微波，不一定能夠進行均勻加熱。

根據專利文獻2所公開的微波爐200，能夠對被加熱物進行均勻加熱和局部加熱。但是，本結構由于需要用于使旋轉天線203在載置臺208的下方旋轉并移動的機構，因此，存在構造復雜、裝置大型化的問題。

本文的公開解決上述以往的問題點，目的在于提供一種能夠對載置于加熱室內的載置面、尤其是載置于加熱室內的載置面的中央區域的被加熱物進行均勻加熱的更小型的微波加熱裝置。

本文公開的一個方式的微波加熱裝置具有：加熱室，其收納被加熱物；微波生成部，其生成微波；以及波導管構造天線，其具有前方開口和限定出波導管構造部的頂面、側壁面，將微波從前方開口放射到加熱室。波導管構造部具有與頂面接合并使微波耦合到波導管構造部的內部空間的耦合部。

波導管構造部具有在頂面形成的至少一個微波吸出開口，從微波吸出開口向加熱室內放射圓偏振波。耦合部與波導管構造部的接合部分構成為，沿著管軸方向的長度比沿著與管軸方向垂直的方向的長度短。

根據本方式，能夠構成可對載置于加熱室內的載置面、尤其是載置于加熱室內的載置面的中央區域的被加熱物進行均勻加熱的更小型的微波加熱裝置。

附圖說明

圖1是示出本文公開的實施方式的微波加熱裝置的概略結構的剖視圖。

圖2a是示出本實施方式的微波加熱裝置中的供電室的立體圖。

圖2b是示出本實施方式的微波加熱裝置中的供電室的俯視圖。

圖3是示出本實施方式的微波加熱裝置中的旋轉天線的分解立體圖。

圖4是示出通常的方形波導管的立體圖。

圖5a是示出具有放射線偏振波的長方形槽形狀的開口的波導管的h面的俯視圖。

圖5b是示出具有放射圓偏振波的交叉槽形狀的開口的波導管的h面的俯視圖。

圖5c是示出波導管與被加熱物之間的位置關系的主視圖。

圖6a是示出圖5a所示的波導管的情況下的實驗結果的特性圖。

圖6b是示出圖5b所示的波導管的情況下的實驗結果的特性圖。

圖7是示出“有負載”的情況下的實驗結果的特性圖。

圖8a是示意性地示出本實施方式中的吸出效果的剖視圖。

圖8b是示意性地示出本實施方式中的吸出效果的剖視圖。

圖9a是示出實驗中使用的旋轉天線的一例的平面形狀的示意圖。

圖9b是示出實驗中使用的旋轉天線的一例的平面形狀的示意圖。

圖9c是示出實驗中使用的旋轉天線的一例的平面形狀的示意圖。

圖10a是示出實驗中使用的旋轉天線的一例的平面形狀的示意圖。

圖10b是示出實驗中使用的旋轉天線的一例的平面形狀的示意圖。

圖11是示出本實施方式的波導管構造部的俯視圖。

圖12是示出專利文獻1所公開的微波爐的正面剖視圖。

圖13是示出專利文獻2所公開的微波爐的正面剖視圖。

具體實施方式

本文公開的第1方式的微波加熱裝置具有：加熱室，其收納被加熱物；微波生成部，其生成微波；以及波導管構造天線，其具有前方開口和限定出波導管構造部的頂面、側壁面，將微波從前方開口放射到加熱室。波導管構造部具有與頂面接合并使微波耦合到波導管構造部的內部空間的耦合部。

波導管構造部具有在頂面形成的至少一個微波吸出開口，從微波吸出開口向加熱室內放射圓偏振波。耦合部與波導管構造部的接合部分構成為，沿著管軸方向的長度比沿著與管軸方向垂直的方向的長度短。

根據本方式，能夠構成可對載置于加熱室內的載置面、尤其是載置于加熱室內的載置面的中央區域的被加熱物進行均勻加熱的更小型的微波加熱裝置。

除了第1方式以外，第2方式的微波加熱裝置還具有使波導管構造天線旋轉的驅動部。耦合部具有耦合軸和凸緣。耦合軸與驅動部連結，包含波導管構造天線的旋轉中心。凸緣繞耦合軸設置，構成接合部分。凸緣的沿著管軸方向的長度比沿著與管軸方向垂直的方向的長度短。

根據本方式，能夠更均勻地對載置于載置面的中央區域的被加熱物進行加熱。

除了第1方式以外，第3方式的微波加熱裝置還具有使波導管構造天線旋轉的驅動部。耦合部具有耦合軸，所述耦合軸與驅動部連結，包含波導管構造天線的旋轉中心。接合部分中的耦合部的截面的沿著管軸方向的長度比沿著與管軸方向垂直的方向的長度短。

根據本方式，能夠更均勻地對載置于載置面的中央區域的被加熱物進行加熱。

除了第1方式至第3方式中的任意一個方式以外，根據第4方式的微波加熱裝置，微波吸出開口具有兩個縫隙交叉的交叉槽形狀，微波吸出開口設置于與管軸偏離的位置處。根據本方式，能夠更可靠地從微波吸出開口放射圓偏振波。

除了第1方式至第4方式中的任意一個方式以外，根據第5方式的微波加熱裝置，波導管構造部具有關于管軸對稱的至少兩個微波吸出開口，耦合部的附近的區域中的兩個微波吸出開口的距離比遠離耦合部的區域中的兩個微波吸出開口的距離長。

根據本方式，能夠通過從微波吸出開口放射的圓偏振波更均勻地對加熱室內進行加熱。

除了第1方式至第5方式中的任意一個方式以外，根據第6方式的微波加熱裝置，波導管構造部的頂面具有設置于接合部分的凹部。根據本方式，能夠更均勻地對載置于載置面的中央區域的被加熱物進行加熱。

以下，參照附圖對本文公開的微波加熱裝置的優選的實施方式進行說明。

在以下的實施方式中，使用微波爐作為本文公開的微波加熱裝置的一例，但不限于此，包含利用了微波加熱的加熱裝置、生活垃圾處理機或者半導體制造裝置等。本文的公開不限于以下的實施方式所示的具體的結構，包含基于同樣的技術思想的結構。

另外，在以下的附圖中，有時對同一或者同等的部位標注同一標號，省略重復的說明。

圖1是示出作為本文公開的實施方式的微波加熱裝置的微波爐的概略結構的正面剖視圖。在以下的說明中，微波爐的左右方向是指圖1中的左右方向，前后方向是指圖1中的進深方向。

如圖1所示，本實施方式的微波爐1具有加熱室2a、供電室2b、磁控管3、波導管4、旋轉天線5以及載置臺6。載置臺6具有用于載置食品等被加熱物(未圖示)的平坦的上表面。加熱室2a是載置臺6的上側空間，供電室2b是載置臺6的下側空間。

載置臺6覆蓋設置有旋轉天線5的供電室2b，劃分出加熱室2a與供電室2b并且構成加熱室2a的底面。由于載置臺6的上表面(載置面6a)是平坦的，因此，容易拿出和放入被加熱物，容易擦掉附著于載置面6a的污物等。

由于載置臺6使用玻璃、陶瓷等容易透過微波的材料，因此，從旋轉天線5放射的微波透過載置臺6而供給到加熱室2a。

磁控管3是生成微波的微波生成部的一例。波導管4是設置于供電室2b的下方并將磁控管3所生成的微波傳輸到耦合部7的傳播部的一例。旋轉天線5設置于供電室2b的內部空間，將通過波導管4和耦合部傳輸的微波從前方開口13放射到供電室2b內。

旋轉天線5是具有波導管構造部8和耦合部7的波導管構造天線，該波導管構造部8具有供微波在其內部空間傳播的箱形的波導管構造，該耦合部7使波導管4內的微波耦合到波導管構造部8的內部空間。耦合部7具有與作為驅動部的電機15連結的耦合軸7a、以及將波導管構造部8與耦合部7接合的凸緣7b。

電機15根據來自控制部17的控制信號而被驅動，使旋轉天線5以耦合部7的耦合軸7a為中心旋轉，并停止在期望的方向。由此，變更來自旋轉天線5的微波的放射方向。耦合部7使用鍍鋁鋼板等金屬，與耦合部7連結的電機15的連結部分例如使用氟樹脂。

耦合部7的耦合軸7a貫通將波導管4與供電室2b連通的開口，耦合軸7a與貫通的開口之間具有規定(例如，5mm以上)的間隙。通過耦合軸7a將波導管4與旋轉天線5的波導管構造部8的內部空間耦合，將微波從波導管4高效地傳播到波導管構造部8。

在加熱室2a的側面上部設置有紅外線傳感器16。紅外線傳感器16是將加熱室2a內的溫度、即載置于載置臺6的被加熱物的表面溫度作為被加熱物的狀態而檢測的狀態檢測部的一例。紅外線傳感器16檢測假想地劃分為多個的加熱室2a的各區域的溫度，并將這些檢測信號發送到控制部17。

控制部17根據紅外線傳感器16的檢測信號進行磁控管3的振蕩控制以及電機15的驅動控制。

本實施方式具有紅外線傳感器16作為狀態檢測部的一例，但狀態檢測部不限于此。例如，可以將檢測被加熱物的重量的重量傳感器、拍攝被加熱物的圖像的圖像傳感器等用作狀態檢測部。在未設置狀態檢測部的結構中，控制部17可以根據預先存儲的程序和使用者的選擇，進行磁控管3的振蕩控制以及電機15的驅動控制。

圖2a是示出取下載置臺6的狀況下的供電室2b的立體圖。圖2b是示出與圖2a相同狀況的供電室2b的俯視圖。

如圖2a以及圖2b所示，在配置于加熱室2a的下方的、通過載置臺6而與加熱室2a劃分開的供電室2b設置有旋轉天線5。旋轉天線5中的耦合軸7a的旋轉中心g位于供電室2b的前后方向以及左右方向的中心、即載置臺6的前后方向以及左右方向的中心的下方。

供電室2b具有由其底面11和載置臺6的下表面構成的內部空間。供電室2b的內部空間包含耦合部7的旋轉中心g，具有關于供電室2b的左右方向的中心線j(參照圖2b)對稱的形狀。在供電室2b的內部空間的側壁面形成有向內側突出的凸部18。凸部18包含設置于左側的側壁面的凸部18a以及設置于右側的側壁面的凸部18b。

在凸部18b的下方設置有磁控管3。從磁控管3的天線3a放射的微波在設置于供電室2b的下方的波導管4內傳播，通過耦合部7傳輸到波導管構造部8。

供電室2b的側壁面2c具有用于將從旋轉天線5沿水平方向放射的微波反射到上方的加熱室2a的傾斜。

圖3是示出旋轉天線5的具體例的分解立體圖。如圖3所示，波導管構造部8具有限定出其內部空間的頂面9以及側壁面10a、10b、10c。

頂面9包含三個直線狀的緣部、一個圓弧狀的緣部以及供耦合部7接合的凹部9a，與載置臺6相對配置(參照圖1)。側壁面10a、10b、10c分別從頂面9的三個直線狀的緣部向下方彎折而形成。

在圓弧狀的緣部未設有側壁面，在其下方形成有開口。該開口作為對在波導管構造部8的內部空間內傳播的微波進行放射的前方開口13而發揮功能。即，側壁面10b與前方開口13相對設置，側壁面10a、10c互相相對設置。

在側壁面10a的下緣部設置有處于波導管構造部8的外側且在與側壁面10a垂直的方向上延伸的低阻抗部12。低阻抗部12與供電室2b的底面11隔開微小的間隙地平行地形成。通過低阻抗部12抑制了在與側壁面10a垂直的方向上泄漏的微波。

為了確保與供電室2b的底面11之間的一定的間隙，可以在低阻抗部12的下表面形成用于安裝絕緣樹脂制間隔件(未圖示)的保持部19。

在低阻抗部12上，多個縫隙12a設置為以恒定間隔而周期性地從側壁面10a沿著垂直方向延伸。通過多個縫隙12a抑制了與側壁面10a平行的方向的微波的泄漏。縫隙12a之間的間隔根據在波導管構造部8內傳播的波長而適當確定。

關于側壁面10b以及側壁面10c，也同樣地，在下緣部分別設置具有多個縫隙12a的低阻抗部12。

本實施方式的旋轉天線5具有形成為圓弧狀的前方開口13，但本文的公開不限于該形狀，可以具有直線狀或者曲線狀的前方開口13。

如圖3所示，頂面9包含多個微波吸出開口14、即第1開口14a和具有比第1開口14a小的開口的第2開口14b。在波導管構造部8的內部空間內傳播來的微波從前方開口13和多個微波吸出開口14放射。

形成于耦合部7的凸緣7b例如通過鉚接、點焊、螺紋緊固或者焊接等與波導管構造部8的頂面9的下表面接合，旋轉天線5與耦合部7被固定。

在本實施方式中，由于旋轉天線5具有后述的波導管構造部8，因此，能夠對載置于載置臺6的被加熱物進行均勻加熱。特別地，在位于旋轉天線5的旋轉中心g(參照圖2a、圖2b)的上方的載置面6a的中央區域，能夠高效且均勻地進行加熱。以下，對本實施方式中的波導管構造進行詳細說明。

[波導管構造]

首先，為了理解波導管構造部8的特征，使用圖4對通常的波導管300進行說明。如圖4所示，最簡單且常見的波導管300是具有長方形的截面303和沿著波導管300的管軸v的進深的方形波導管，該長方形的截面303具有寬度a和高度b。管軸v穿過截面303的中心，是沿著微波的傳輸方向z延伸的波導管300的中心線。

當設自由空間中的微波的波長為λ0時，可知當從λ0＞a＞λ0/2以及b＜λ0/2的范圍內選擇寬度a以及高度b時，微波以te10模式在波導管300內傳播。

te10模式是指在波導管300內的微波傳輸方向z上存在磁場成分而不存在電場成分的、h波(te波；電氣的橫波傳輸(transverseelectricwave：橫電波))的傳輸模式。

自由空間中的微波的波長λ0通過式(1)來求出。

λ0＝c/f…(1)

在式(1)中，光的速度c為大約2.998×10⁸[m/s]，振蕩頻率f在微波爐的情況下為2.4～2.5[ghz](ism波段)。由于振蕩頻率f根據磁控管的偏差和負載條件而變動，因此，自由空間中的波長λ0在最小120[mm](2.5ghz時)至最大125[mm](2.4ghz時)之間變動。

當是在微波爐中使用的波導管300的情況下，考慮自由空間中的波長λ0的范圍等，大多在波導管300的寬度a為80～100mm、高度b為15～40mm的范圍內進行設計。

一般情況下，在圖4所示的波導管300中，作為其上表面以及下表面的寬幅面301是指磁場在其中平行地渦旋的面，稱作h面，作為左右側面的窄幅面302是指平行于電場的面，稱作e面。為了簡便，在以下所示的俯視圖中，有時將管軸v投影于h面上而得的h面上的直線稱為管軸v。

如果將來自磁控管的微波的波長規定為波長λ0，將在波導管內傳播時的微波的波長規定為管內波長λg，則λg通過式(2)來求出。

因此，管內波長λg根據波導管300的寬度a而變化，但與高度b無關。在te10模式中，在波導管300的寬度方向w的兩端(e面)、即窄幅面302上，電場為0，在寬度方向w的中央，電場最大。

在本實施方式中，將與圖4所示的波導管300同樣的原理應用于圖1以及圖3所示的旋轉天線5。在旋轉天線5中，頂面9和供電室2b的底面11是h面，側壁面10a、10c是e面。

側壁面10b是用于使旋轉天線5內的微波全部向前方開口13的方向反射的反射端。在本實施方式中，具體而言，波導管300的寬度a是106.5mm。

在頂面9形成多個微波吸出開口14。微波吸出開口14包含兩個第1開口14a和兩個第2開口14b。兩個第1開口14a關于旋轉天線5的波導管構造部8的管軸v對稱。同樣地，兩個第2開口14b關于管軸v對稱。第1開口14a以及第2開口14b形成為不跨越管軸v。

通過將第1開口14a以及第2開口14b配置于與波導管構造部8的管軸v(準確而言是將管軸v投影到頂面9上而得的頂面9上的直線)偏離的位置處的構造，能夠從微波吸出開口14更可靠地放射圓偏振波。通過放射圓偏振波的微波，能夠對載置面6a的中央區域進行均勻加熱。

另外，根據將第1開口14a以及第2開口14b設置于管軸v的左右的哪一個區域來確定電場的旋轉方向、即右旋偏振波(cw：clockwise)或者左旋偏振波(ccw：counterclockwise)。

在本實施方式中，微波吸出開口14分別設置為不跨越管軸v。但是，本文的公開不限于此，即使在這些開口的一部分跨越管軸v的結構中，也能夠放射圓偏振波。在該情況下，產生了變形的圓偏振波。

[圓偏振波]

接下來，對圓偏振波進行說明。圓偏振波是廣泛用于移動通信和衛星通信領域中的技術。作為身邊的使用例，例如可列舉etc(electronictollcollectionsystem)、即不停車收費系統。

圓偏振波是電場的偏振面相對于行進方向而根據時間旋轉的微波，具有電場的方向根據時間而持續變化、電場強度的大小不變化的特征。

如果將該圓偏振波應用于微波加熱裝置，則與以往的利用線偏振波的微波加熱相比，尤其可期待在圓偏振波的周向上對被加熱物進行均勻加熱。另外，右旋偏振波以及左旋偏振波都能夠得到同樣的效果。

圓偏振波原本主要用于通信領域，由于以向開放空間的放射作為對象，因此，通常研究的是沒有反射波的、所謂的行波。另一方面，在本實施方式中，在作為封閉空間的加熱室2a內產生反射波，產生的反射波可能與行波合成而產生駐波。

然而，由于食品吸收微波，因此除了反射波會變弱之外，在從微波吸出開口14放射微波的瞬間，駐波的平衡會被破壞，可認為在再次產生駐波為止的期間內產生了行波。因此，根據本實施方式，能夠利用上述圓偏振波的特長，能夠進行加熱室2a內的均勻加熱。

這里，對開放空間中的通信領域、和封閉空間中的介電加熱的領域的差異點進行說明。

在通信領域中，為了可靠地收發信息，使用右旋偏振波或左旋偏振波中的某一方，在接收側，使用具有與其相應的指向性的接收天線。

另一方面，在微波加熱的領域中，替代具有指向性的接收天線，由食品等不具有指向性的被加熱物接收微波，因此，重要的是微波對被加熱物整體進行照射。因此，在微波加熱的領域中，是右旋偏振波還是左旋偏振波不重要，即使在右旋偏振波與左旋偏振波混合的狀態下，也沒問題。

[微波的吸出效果]

這里，對作為本實施方式的特征的、微波從旋轉天線的吸出效果進行說明。在本實施方式中，微波的吸出效果是指在食品等被加熱物處于附近的情況下，從微波吸出開口14吸出波導管構造內的微波。

圖5a是具有設有用于產生線偏振波的開口的h面的波導管400的俯視圖。圖5b是具有設有用于產生圓偏振波的開口的h面的波導管500的俯視圖。圖5c是示出波導管400或者500與被加熱物22之間的位置關系的主視圖。

如圖5a所示，開口401是設置為與波導管400的管軸v交叉的長方形縫隙。開口401放射線偏振波的微波。如圖5b所示，兩個開口501分別是由以直角交叉的兩個長方形縫隙構成的交叉槽(crossslot)形狀的開口。兩個開口501關于波導管500的管軸v對稱。

這些開口都關于波導管的管軸v對稱，寬度為10mm，長度為lmm。在這些結構中，使用cae對未配置被加熱物22的“無負載”的情況、和配置有被加熱物22的“有負載”的情況進行了分析。

在“有負載”的情況下，如圖5c所示，在恒定的被加熱物22的高度30mm、2種被加熱物22的底面積(100mm方形、200mm方形)、3種被加熱物22的材質(冷凍牛肉、冷藏牛肉、水)的條件下，以從波導管400、500到被加熱物22的底面的距離d為參數進行了測量。

為了將“無負載”的情況下的來自開口的放射功率作為基準，在圖6a和圖6b中示出“無負載”的情況下的、開口的長度與放射功率之間的關系。

圖6a表示圖5a所示的開口401的情況下的特性，圖6b表示圖5b所示的開口501的情況下的特性。在圖6a以及圖6b中，橫軸是開口的長度l[mm]，縱軸是設在波導管內傳播的功率為1.0w時的、從開口401、501分別放射的微波的功率[w]。

為了與“有負載”的情況進行比較，選擇在“無負載”的情況下放射功率為0.1w時的長度l，即，在圖6a所示的曲線圖中，選擇長度l為45.5mm的情況，在圖6b所示的曲線圖中，選擇長度l為46.5mm的情況。

圖7包含六個曲線圖，這六個曲線圖表示在長度l為上述長度(45.5mm、46.5mm)并且在“有負載”的情況下，對具有2種底面積(100mm方形、200mm方形)的3種食品(冷凍牛肉、冷藏牛肉、水)進行了分析的結果。

在圖7所包含的各曲線圖中，橫軸是從被加熱物22至波導管的距離d[mm]，縱軸是設“無負載”時的放射功率為1.0時的相對的放射功率。即，表示與“無負載”的情況相比，在“有負載”的情況下，被加熱物22將何種程度的微波從波導管400、500吸出。

在圖7所示的各曲線圖中，虛線表示直線形狀(i字形狀)的開口401的情況下的特性(圖中用“i”表示)，實線表示兩個交叉槽形狀(x字形狀)的開口501的情況下的特性(圖中用“2x”表示)。

在六個曲線圖的任意一個中，均是開口501比開口401的放射功率大，尤其是在距離d為20mm以下的、與實際的微波爐的情況同等的距離下，能夠識別出存在2倍左右的差。因此，可知無論被加熱物22的種類、底面積如何，產生圓偏振波的開口都比產生線偏振波的開口的微波的吸出效果強。

詳細研究的話，關于被加熱物22的種類，尤其在距離d為10mm以下時，介電常數和介電損耗較小的冷凍牛肉的吸出效果較強，而介電常數和介電損耗較大的水的吸出效果較弱。

在冷藏牛肉或者水的情況下，當距離d增大時，尤其是線偏振波的放射功率下降至1以下。原因被認為是放射功率被來自被加熱物22的反射功率抵消。關于被加熱物22的底面積，在100mm方形和200mm方形時，放射功率基本相同，因此，認為對微波的吸出效果的影響小。

發明人通過使用了各種各樣的開口形狀的實驗，對能夠放射圓偏振波的開口的條件進行了研究。結果得到了以下的結論。產生圓偏振波的優選的條件包含了：將開口配置為與波導管的管軸v偏離、以及開口形狀為交叉槽形狀的開口。最有效地放射圓偏振波的微波、即吸出效果強的是具有交叉槽形狀的開口。

圖8a以及圖8b是示意性地示出本實施方式中的吸出效果的剖視圖。旋轉天線5的前方開口13在圖8a以及圖8b的雙方中，朝向圖中的左方。被加熱物22在圖8a中配置于耦合部7的上方，在圖8b中載置于載置面6a的左角。即，在圖8a以及圖8b所示的兩個狀態下，從耦合部7到被加熱物22的距離不同。

在圖8a所示的狀態下，被加熱物22接近微波吸出開口14、尤其接近第1開口14a，認為產生了從第1開口14a的吸出效果。其結果，從耦合部7朝向前方開口13行進的微波的大部分從第1開口14a成為圓偏振波的微波而放射到被加熱物22，對被加熱物22進行加熱。

另一方面，在圖8b所示的狀態下，由于被加熱物22遠離微波吸出開口14，因此，認為不怎么產生從微波吸出開口14的吸出效果。其結果，從耦合部7朝向前方開口13行進的微波的大部分保持線偏振波的微波而從前方開口13放射到被加熱物22，對被加熱物22進行加熱。

如上所述，認為通過本實施方式的微波吸出開口14引起了如下的特殊現象：在與微波吸出開口14接近地配置食品時，放射功率增大，在與微波吸出開口14遠離的位置處配置食品時，放射功率減小。

[基于波導管構造部的均勻加熱]

以下，對基于本實施方式的波導管構造部的均勻加熱進行說明。發明人使用具有各種形狀的波導管構造的旋轉天線進行實驗，發現了最適于均勻加熱的波導管構造。

圖9a、圖9b、圖9c是分別示出實驗所使用的旋轉天線的三個例子的平面形狀的示意圖。

如圖9a所示，波導管構造部600具有兩個第1開口614a和兩個第2開口614b。第1開口614a具有交叉槽形狀，各長方形縫隙以相對于波導管構造部600的管軸v呈45度的角度的方式設置于耦合部7的附近。第2開口614b比第1開口614a小，設置為與耦合部7遠離。

如圖9b所示，波導管構造部700與波導管構造部600不同，具有一個第1開口714a，該第1開口714a具有與第1開口614a同樣的交叉槽形狀。

如圖9c所示，波導管構造部800與波導管構造部600不同，包含具有t字形狀的兩個第1開口814a。即，第1開口814a與第1開口614a不同，在兩個長方形縫隙的一方不具有從交叉部分朝耦合部7的方向延伸的部分。

圖9a～圖9c所示的波導管構造部中共同的是設置有多個交叉槽形狀的微波吸出開口、以及同樣大小的第1開口設置于同樣的位置和同樣大小的第2開口設置于同樣的位置。特別地，第2開口614b、第2開口714b以及第2開口814b相同。

使用具有圖9a～圖9c所示的波導管構造的旋轉天線，在相同加熱條件下使用載置于載置面6a的中央區域的冷凍御好燒進行實驗，通過cae進行驗證。御好燒是將包含各種各樣的材料在內的生面團煎制而得的烙餅狀的料理。

可知在圖9a所示的波導管構造部600的情況下，從這些開口輸出的圓偏振波發生干涉，引起了如下現象：位于耦合部7上方的載置面6a的中央區域的被加熱物的部分的溫度與其周圍的部分相比異常地不上升(以下，稱為耦合部7附近的溫度下降)。

在圖9b所示的波導管構造部700的情況下，抑制了耦合部7附近的溫度下降。在圖9c所示的波導管構造部800的情況下，也同樣地抑制了耦合部7附近的溫度下降。

如上所述，能夠確認通過在耦合部7的附近不設置開口、或者在耦合部7的附近僅設置一個開口的波導管構造，能夠抑制耦合部7附近的溫度下降，進行加熱室2a內的均勻加熱。

而且，發明人對微波吸出開口的形狀進行實驗，發現了能夠實現加熱分布的進一步均勻化的波導管構造。

利用圖9c所示的波導管構造部800的第1開口814a，由于放射與通過交叉槽形狀的開口形成的圓形的圓偏振波不同的、所謂的變形的圓偏振波，因此，從加熱室2a中的均勻加熱的觀點考慮，未能得到優選的結果。

因此，為了抑制兩個圓偏振波之間的干涉并且形成盡可能接近圓的形狀的圓偏振波，對具有圖10a、圖10b所示的形狀的第1開口914a進行了研究。

以下，使用附圖對具有第1開口914a的波導管構造部進行詳細敘述。

圖10a、圖10b是分別示出設置有上述第1開口914a的波導管構造部900a、波導管構造部900b的平面形狀的示意圖。

如圖10a、圖10b所示，波導管構造部900a、900b都具有相同的第1開口914a以及第2開口914b。

第1開口914a在兩個長方形縫隙的一方具有如下交叉槽形狀：從交叉部分朝耦合部7的方向延伸的部分的長度比從交叉部分朝耦合部7的相反方向延伸的部分短。研究的結果是確認出：利用第1開口914a，除了能夠抑制兩個圓偏振波之間的干涉而進行均勻加熱以外，上述吸出效果也比圖9c所示的第1開口814a強。

第1開口914a中的、從交叉部分朝耦合部7的方向延伸部分的長度根據規格而適當設定，使得不產生兩個圓偏振波之間的干涉。

波導管構造部900a具有整體平坦的頂面。另一方面，波導管構造部900b在凸緣7b與頂面接合的接合部分形成有向下方凹陷的凹形狀的接合區域(作為階差區域的凹部909a)(例如參照圖3)。因此，在波導管構造部900b的頂面，接合區域與載置臺之間的距離比其他部分大。

同樣地，使用具有上述波導管構造的旋轉天線，在相同加熱條件下使用載置于載置面6a的中央區域的冷凍御好燒進行實驗，并通過cae進行驗證。

其結果，由于第1開口914a實質上具有交叉槽形狀，因此，波導管構造部900a能夠抑制兩個圓偏振波之間的干涉并且產生近似于圓的形狀的圓偏振波。

此外，通過第1開口914a，增強了吸出效果，抑制了耦合部7附近的溫度下降。此外還可知，通過形成于波導管構造部900b的頂面的凹形狀的接合區域，能夠抑制耦合部7附近的溫度下降。

[本實施方式的波導管構造部]

以下，對基于從上述那樣的各種實驗得到的見解的、本實施方式的旋轉天線的具體的結構例進行說明。根據上述見解，能夠根據微波加熱裝置的規格等利用各種變形例。

圖11是示出具有本實施方式的波導管構造部8的旋轉天線的俯視圖。

如圖11所示，波導管構造部8具有設置于頂面9的多個微波吸出開口14。多個微波吸出開口14包含第1開口14a、以及具有比第1開口14a小的開口的第2開口14b。第1開口14a以及第2開口14b實質上具有交叉槽形狀。

通過將第1開口14a的中心點p1以及第2開口14b的中心點p2配置于與波導管構造部8的管軸v偏離的位置處的構造，微波吸出開口14能夠放射圓偏振波。這里，第1開口14a的中心點p1以及第2開口14b的中心點p2分別是形成第1開口14a以及第2開口14b的兩個縫隙的交叉區域的中心點。

在本實施方式中，第1開口14a以及第2開口14b配置為不跨越波導管構造部8的管軸v。第1開口14a、第2開口14b的各長方形縫隙的長度方向相對于管軸v實質上具有45℃的傾斜。

如圖11所示，第1開口14a形成為接近頂面9的凹部9a。凹部9a是從頂面9朝與從第1開口14a放射的微波的行進方向相反的方向(下方)突出設置的階差區域(參照圖3)。兩個第1開口14a關于管軸v對稱。

第2開口14b比第1開口14a遠離耦合部7，形成于前方開口13的附近。與第1開口14a同樣地，兩個第2開口14b關于管軸v對稱。

第1開口14a具有如下特征：在兩個槽中，沿著從中心點p1朝向管軸v的方向延伸的部分的長度比沿著從中心點p1朝向側壁面10a的方向延伸的部分的長度短。

如圖3所示，設置于耦合部7的凸緣7b具有沿著微波的傳輸方向z的長度比沿著波導管構造部8的寬度方向w的長度短的形狀。即，耦合部7沿著微波的傳輸方向z的長度比沿著與傳輸方向z垂直的方向的長度短。利用凸緣7b，能夠使從中心點p1朝向耦合部7延伸的縫隙的前端形成于更接近耦合部7的位置處。

在本實施方式中，由于凸緣7b與凹部9a的反面側接合，因此，凹部9a構成為比例如tox鉚接的突出、焊接痕跡、螺釘、螺母的頭部等由于凸緣7b的接合而在凹部9a的正面側產生的突起的高度深。根據本實施方式，不會產生突起與載置臺6的下表面接觸等問題。

圖11所示的波導管構造部8具有設置于耦合部7的上方的頂面9的凹部9a，具有與圖10b所示的波導管構造部900b同樣的結構。根據圖11所示的波導管構造部8，與波導管構造部900b同樣地，能夠抑制耦合部7附近的溫度下降。作為其理由，認為有如下兩個理由。

第一個是，當在第1開口14a的上方載置有被加熱物的情況下，作為從第1開口14a放射的圓偏振波的微波的一部分由被加熱物反射。反射后的微波在形成于凹部9a的上表面與載置臺6的下表面之間的空間內反復反射，其結果，更強地對被加熱物進行加熱。

第二個是，在本實施方式中，形成有凹部9a的部分的波導管構造部8的內部空間比其他部分窄。從耦合軸7a傳播到波導管構造部8內的微波的大部分在從凹部9a附近的狹窄空間朝向遠離凹部9a的寬廣空間行進時，通過吸出效果而從第1開口14a放射，較強地對載置于載置面6a的中央區域的被加熱物進行加熱。

以下，對本實施方式中的第1開口14a的形狀進行詳細敘述。

如圖11所示，第1開口14a包含縫隙20a、20b，它們具有在中心點p1交叉的交叉槽形狀。第1開口14a的各縫隙的長軸相對于管軸v具有45度的角度。

縫隙20a從中心點p1的右下延伸至左上，具有從中心點p1至右下的前端的第1長度a、和從中心點p1至左上的前端的第3長度c。縫隙20a的右下的前端朝向耦合部7而接近凹部9a。

縫隙20b從中心點p1的左下延伸至右上，具有從中心點p1至左下的前端的第2長度b、和從中心點p1至右上的前端的第4長度d。即，第1長度a是從中心點p1到縫隙20a、20b的前端的長度中的、到最接近耦合部7的前端的長度。

第3長度c與第4長度d相同，它們實質上相當于在波導管構造部8內傳播的微波的實質上的波長的1/4。第2長度b比第3長度c以及第4長度d短，第1長度a在它們當中最短。

此外，縫隙20a與管軸v的距離x比縫隙20b與管軸v的距離y長。即，在頂面9中，兩個第1開口14a之間的凹部9a附近的區域比遠離凹部9a的區域寬。

在兩個第1開口14a之間的區域不平坦的情況下，在波導管構造部8內產生了混亂的電磁場，對形成圓偏振波帶來了不好的影響，因此，優選在兩個第1開口14a之間設置更寬廣的平坦的區域。根據本實施方式，通過設置于兩個第1開口14a之間的更寬廣的平坦的區域，能夠形成混亂少的圓偏振波，得到強的吸出效果。

在本實施方式中，兩個第1開口14a之間的距離為在波導管構造部8內傳播的微波的波長的1/8以上。根據發明人的實驗，當兩個第1開口14a具有與耦合軸7a的軸徑(18mm)實質上一致的距離時，得到了優選的結果。

另一方面，第2開口14b具有如下的交叉槽形狀：兩個具有相同長度的縫隙在各自的中心垂直。第2開口14b的各縫隙的長軸相對于管軸v具有45度的角度。在本實施方式中，第2開口14b的各縫隙的長軸的長度是與第1開口14a的第3長度c以及第4長度d相等的長度。

本實施方式的耦合部7具有上述形狀的凸緣7b，但凸緣7b的形狀不限于此，能夠根據規格等而適當變更。

例如，如果使凸緣7b的沿著管軸v的方向的部分更短，則能夠使第1開口14a更接近耦合部7而設置。使用與第1開口14a之間具有缺口的凸緣7b等，利用凸緣7b的形狀，也能夠使第1開口14a更接近耦合部7而設置。

如果對凸緣7b的形狀進行設計，則無需減小接合部分的面積，就能夠使耦合部7與波導管構造部8的接合強化，能夠抑制產品的偏差。

即使在耦合軸7a具有例如半圓、橢圓、長方形的截面的情況下，或者將具有這樣的截面形狀的耦合軸7a與波導管構造部8直接接合的情況下，也能夠得到與本實施方式同樣的效果。利用不設置凸緣7b的結構，能夠進一步擴大用于形成第1開口14a的空間。

根據本實施方式，得到了較強的吸出效果，由此，能夠抑制耦合部7附近的溫度下降，并進行載置面6a的中央區域的均勻加熱。

在本實施方式中，微波吸出開口具有交叉槽形狀，但本文公開的微波吸出開口不限于此。即使微波吸出開口是交叉槽狀以外的形狀，只要是能夠產生圓偏振波的形狀即可。

實驗的結果是推斷出了，用于從波導管構造部產生圓偏振波的必要條件是在與管軸偏離的位置處組合配置大致細長的兩個開口。

構成微波吸出開口14的縫隙不限于長方形。例如，在帶有圓角的開口或橢圓形的開口的情況下，也能夠產生圓偏振波。

為了抑制電場的集中，更優選帶有圓角的開口。在本實施方式中，如圖3、圖9a～圖9c、圖10a、圖10b、圖11所示，第1開口14a以及第2開口14b所包含的縫隙在前端以及交叉部分具有圓角。即，在微波吸出開口14所包含的兩個縫隙中，交叉部分附近的寬度比端部附近的寬度寬。

在本實施方式中，凹部9a形成于頂面9的耦合部7的上方，但本文公開的波導管構造部8不限于此。

例如，可以考慮從開口放射的微波的傳播狀況等而在微波吸出開口14與波導管構造部8的旋轉中心之間設置凹部9a。可以在與微波吸出開口14相比更靠近波導管構造部8的旋轉中心的一側的頂面9，設置向波導管構造部8的內部空間突出的凸部。

即，波導管構造部8具有如下的階差區域即可，該階差區域設置于與微波吸出開口14相比更靠近耦合部7的一側的頂面9的一部分上，高度比頂面9的其他部分低。

產業上的可利用性

本文的公開除了微波爐以外，還能夠在干燥裝置、陶藝用加熱裝置、生活垃圾處理機、半導體制造裝置等各種工業用途的微波加熱裝置中使用。

標號說明

1、100、200：微波爐；2a、104、204：加熱室；2b、209：供電室；2c、10a、10b、10c：側壁面；3、101、201：磁控管；3a：天線；4、102、202、400、500：波導管；5、103、203：旋轉天線；6、108、208：載置臺；6a：載置面；7：耦合部；7a、109：耦合軸；7b：凸緣；8、600、700、800、900a、900b：波導管構造部；9：頂面；9a、909a：凹部；11：底面；12、106、206：低阻抗部；12a、20a、20b：縫隙；13：前方開口；14：微波吸出開口；14a、614a、714a、814a、914a：第1開口；14b、614b、714b、814b、914b：第2開口；15、105、205：電機；16、210：紅外線傳感器；17、211：控制部；18、18a、18b：凸部；19：保持部；22：被加熱物；107、207：放射口；300：波導管；301：寬幅面；302：窄幅面；303：截面；401、501：開口。