專利名稱:微波處理裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及利用微波對對象物進行處理的微波處理裝置。
背景技術:
作為利用微波來處理對象物的裝置有微波爐。微波爐中,由微波發生裝置 產生的微波發射到金屬制的加熱室內部。由此,配置于加熱室內部的對象物利 用微波進行加熱。
以往,作為微波爐的微波發生裝置,采用磁控管。在這種情況下,由磁控 管產生的微波通過波導管供給加熱室內部。
這里,當加熱室內部的微波的電磁波分布不均勻時,就無法均勻加熱對象 物。因此,提出了將磁控管產生的微波通過第一和第二波導管來供給加熱室內 部的微波爐(參照專利文獻l)。
專利文獻l:日本專利特開2004-47322號公報
發明內容
將磁控管產生的微波供給加熱室內部用的波導管,是由中空的金屬管形 成。因而,專利文獻l的微波爐中,需要多個形成第一和第二波導管的金屬管。 從而使得微波爐大型化。
另外,專利文獻l中記載了將磁控管產生的微波、從設置成能夠旋轉的多 個發射天線發射的要點。在這種情況下,為了確保各發射天線的旋轉空間,微 波爐也會大型化。
本發明的目的在于提供一種以所希望的電磁波分布向對象物供給微波、并 且實現充分小型化的微波處理裝置。
(1)按照本發明的一個方面的微波處理裝置,是利用微波對對象物進行 處理的微波處理裝置,包括產生微波的微波發生部;以及將微波發生部產生 的微波向對象物發射的至少第一和第二發射部,構成為使得第一和第二發射部發射的微波的相位差發生變化。
該微波處理裝置中,由微波發生部產生的微波從第一和第二發射部向對象 物發射。由此,從第一發射部發射的微波與從第二發射部發射的微波在對象物 周邊發生干涉。
這里,當改變從第一和第二發射部發射的微波的相位差時,從第一和第二 發射部發射的微波的干涉狀態就發生變化。從而,對象物周邊的電磁波分布發 生變化。因而,能夠以所希望的電磁波分布向對象物供給微波。其結果,能夠 對對象物進行均勻處理,還能對對象物所希望的部分進行集中處理。
在這種情況下,由于不需要用于移動對象物以及第一和第二發射部的機構 和空間,因此能夠實現微波處理裝置的充分小型化和低成本化。
(2) 按照本發明的另一個方面的微波處理裝置,是利用微波對對象物進 行處理的微波處理裝置,包括產生微波的微波發生部;將微波發生部產生的 微波向對象物發射的至少第一和第二發射部;以及使得第一和第二發射部發射 的微波的相位差改變的第一變相部,將第一和第二發射部配置成使得發射的微 波互相干涉。
該微波處理裝置中,由微波發生部產生的微波從第一和第二發射部向對象 物發射。
第一和第二發射部配置成使得發射的微波互相干涉。由此,從第一發射部 發射的微波與從第二發射部發射的微波發生干涉。
第一變相部使第一和第二發射部發射的微波的相位差發生變化。從而,第 一和第二發射部發射的微波的干涉狀態發生變化。由此,對象物周邊的電磁波
分布發生變化。因而,能夠以所希望的電磁波分布向對象物供給微波。其結果, 能夠對對象物進行均勻處理,或者能夠對對象物所希望的部分進行集中處理。
在這種情況下,由于不需要用于移動對象物以及第一和第二發射部的機構 和空間,因此能夠實現微波處理裝置的充分小型化和低成本化。
(3) 第一和第二發射部也可以設置成彼此相對。
在這種情況下,通過將對象物配置在第一發射部和第二發射部之間,可以 確實地從第一和第二發射部向對象物發射微波。另外,由于第一和第二發射部 彼此相對,因此,從第一發射部發射的微波和從第二發射部發射的微波確實發 生干涉。
(4) 微波處理裝置還可以包括對來自第一和第二發射部的反射功率進行檢測的檢測部;以及對微波發生部進行控制的控制部,控制部改變微波發生 部產生的微波的頻率,同時從第一和第二發射部向對象物發射微波,根據檢測 部檢測出的反射功率為最小或極小的頻率,決定處理對象物用的微波的頻率作 為處理頻率,并由微波發生部產生所決定的處理頻率的微波。
在這種情況下,改變微波發生部產生的微波的頻率,同時從第一和第二發 射部向對象物發射微波。此時,根據檢測部檢測出的、來自第一和第二發射部 的反射功率為最小或極小的頻率,決定處理對象物用的微波的頻率作為處理頻 率。由微波發生部產生所決定的處理頻率的微波。
這樣,由干根據來自第一和第二發射部的反射功率為最小或極小的頻率來 決定處理頻率,并將該處理頻率的微波用于對象物的處理,因此能夠降低處理 對象物時產生的反射功率。從而,提高微波處理裝置的功率轉換效率。
另外,即使因反射功率而引起微波發生部發熱時,也可以降低發熱量。其 結果,防止因反射功率而引起的微波發生部的損壞和故障。
(5) 控制部也可以在處理對象物之前,改變微波發生部產生的微波的頻 率,同時從第一和第二發射部向對象物發射微波,根據檢測部檢測出的反射功 率為最小或極小的頻率,決定處理對象物用的微波的頻率作為處理頻率。
在這種情況下,處理對象物之前,改變微波發生部產生的微波的頻率,同 時從第一和第二發射部向對象物發射微波。此時,根據檢測部檢測出的、來自 第一和第二發射部的反射功率為最小或極小的頻率,決定處理對象物用的微波 的頻率作為處理頻率。
由此,在開始處理對象物時,可以由微波發生部產生所決定的處理頻率的 微波。從而,能夠降低開始處理對象物時產生的反射功率。其結果,防止因反 射功率而引起的微波發生部的損壞和故障。
(6) 控制部也可以在處理對象物過程中,改變微波發生部產生的微波的 頻率,同時從第一和第二發射部向對象物發射微波,根據檢測部檢測出的反射 功率為最小或極小的頻率,決定處理對象物用的微波的頻率作為處理頻率。
在這種情況下,處理對象物過程中,改變微波發生部產生的微波的頻率, 同時從第一和第二發射部向對象物發射微波。此時,根據檢測部檢測出的、來 自第一和第二發射部的反射功率為最小或極小的頻率,決定處理對象物用的微 波的頻率作為處理頻率。
由此,即使是在處理對象物過程中,例如每經過預定的時間、或反射功率超過預先確定的閾值時,也可以用所決定的處理頻率的微波對對象物進行處 理。由此,進行對象物的處理,同時抑制隨時間變化的反射功率的增加。從而, 提高微波處理裝置的功率轉換效率。
另外,即使因反射功率而引起微波發生部發熱時,也可以降低發熱量。其 結果,防止因反射功率而引起的微波發生部的損壞和故障。 .
(7) 也可以是第一發射部沿第一方向發射微波,第二發射部沿與第一方 向相反的第二方向發射微波,微波處理裝置還可以包括第三發射部,該第三發 射部沿與第一方向交叉的第三方向向對象物發射微波發生部產生的微波。
在這種情況下,從第一發射部沿第一方向向對象物發射微波,從第二發射 部沿與第一方向相反的第二方向向對象物發射微波。另外,從第三發射部沿與 第一方向交叉的第三方向向對象物發射微波。
這樣,由于可以從不同的第一、第二和第三方向向對象物發射微波,因此, 能夠有效地加熱對象物,而與微波的方向性無關。
(8) 微波發生部也可以包括第一和第二微波發生部,第一和第二發射部
向對象物發射由第一微波發生部產生的微波,第三發射部向對象物發射由第二 微波發生部產生的微波。
在這種情況下,由于公用的第一微波發生部產生的微波從第一和第二發射 部向對象物發射,因此可以容易地用第一變相部改變從第一和第二發射部發射 的微波的相位差。
另外,由于第二微波發生部產生的微波從第三發射部向對象物發射,因此 能夠分別獨立地控制從第三發射部發射的微波的頻率、與從第一和第二發射部 發射的微波的頻率。從而,能夠充分降低處理對象物時產生的反射功率。其結 果,充分地提高了微波處理裝置的功率轉換效率。
(9) 也可以是第一發射部沿第一方向發射微波,第二發射部沿與第一方
向相反的第二方向發射微波,微波處理裝置還可以包括第三發射部,該第三 發射部沿與第一方向交叉的第三方向向對象物發射微波發生部產生的微波;以
及第四發射部,該第四發射部沿與第三方向相反的第四方向向對象物發射微波 發生部產生的微波,第三和第四發射部設置成彼此相對。
在這種情況下,從第一發射部沿第一方向向對象物發射微波,從第二發射 部沿與第一方向相反的第二方向向對象物發射微波。另外,從第三發射部沿與 第一方向交叉的第三方向向對象物發射微波,從第四發射部沿與第三方向相反的第四方向向對象物發射微波。
這樣,由于可以從不同的第一、第二、第三和第四方向向對象物發射,因 此,能夠更加有效地加熱對象物,而與微波的方向性無關。
(10) 微波處理裝置還可以包括使得第三和第四發射部發射的微波的相位 差改變的第二變相部。
通過改變彼此相對的第三和第四發射部發射的微波的相位差,可以改變第 三發射部和第四發射部之間的電磁波分布。因而,能夠以所希望的電磁波分布 向對象物供給微波。其結果,能夠對對象物進行均勻處理,或者對對象物所希 望的部分進行集中處理。
在這種情況下,由于不需要用于移動對象物以及第一、第二、第三和第四 發射部的機構和空間,因此能夠實現微波處理裝置的充分小型化和低成本化。
(11) 微波發生部也可以包括第一和第二微波發生部,第一和第二發射部 向對象物發射由第一微波發生部產生的微波,第三和第四發射部向對象物發射 由第二微波發生部產生的微波。
在這種情況下,由于公用的第一微波發生部產生的微波從第一和第二發射 部向對象物發射,因此可以容易地用第一變相部改變從第一和第二發射部發射 的微波的相位差。
另外,由于公用的第二微波發生部產生的微波從第三和第四發射部向對象 物發射,因此可以容易地用第二變相部改變從第三和第四發射部發射的微波的 相位差。
從而,能夠分別獨立地控制第一和第二發射部發射的微波的頻率、與第三 和第四發射部發射的微波的頻率。
從而,能夠更加充分地降低處理對象物時產生的反射功率。其結果,更加 充分地提高了微波處理裝置的功率轉換效率。
(12) 對象物的處理是加熱處理,微波處理裝置還可以包括為了加熱而容 納對象物的加熱室。在這種情況下,通過將對象物容納于加熱室的內部,可以 進行對象物的加熱處理。
根據本發明,通過改變彼此相對的第一和第二發射部發射的微波的相位 差,可以改變第一發射部和第二發射部之間的電磁波分布。因而,能夠以所希 望的電磁波分布向對象物供給微波。其結果,能夠對對象物進行均勻處理,或 者對對象物所希望的部分進行集中處理。在這種情況下,由于不需要用于移動對象物以及第一和第二發射部的機構 和空間,因此能夠實現微波處理裝置的充分小型化和低成本化。
圖l是表示第一實施方式的微波爐結構的框圖。
圖2是構成圖1的微波爐的微波發生裝置的大概側面圖。 圖3是圖2的微波發生裝置的一部分電路結構的示意圖。 圖4是表示圖1的微機控制步驟的流程圖。 圖5是表示圖1的微機控制步驟的流程圖。 圖6是用于說明從圖1的天線發射的微波相互干涉的圖。 圖7是用于說明從圖1的天線發射的微波的相位差發生變化時的微波相互 干涉的圖。
圖8是表示調査從相對的兩個天線發射的微波的相位差、與殼體內部的電 磁波分布的關系用的實驗內容及其實驗結果的圖。
圖9是表示調查從相對的兩個天線發射的微波的相位差、與殼體內部的電 磁波分布的關系用的實驗內容及其實驗結果的圖。
圖10是表示調査從相對的兩個天線發射的微波的相位差、與殼體內部的電 磁波分布的關系用的實驗內容及其實驗結果的圖。
圖ll是用于說明微波的頻率掃描和頻率提取處理的具體例子的圖。
圖12是表示第二實施方式的微波爐結構的框圖。
圖13是表示第二實施方式的微波爐結構的框圖。
圖14是表示第三實施方式的微波爐結構的框圖。
圖15是表示第四實施方式的微波爐結構的框圖。
具體實施例方式
下面,說明本發明的一個實施方式的微波處理裝置。在以下的說明中,作 為微波處理裝置的一個例子,對微波爐進行說明。 第一實施方式 (1-1)微波爐的結構和工作概況
圖l是表示第一實施方式的微波爐結構的框圖。如圖1所示,本實施方式的 微波爐1包括微波發生裝置100和殼體501。殼體501內設置有三個天線A1、 A2、
9A3。
本實施方式中,殼體501內的三個天線A1、 A2、 A3中的兩個天線A1、 A2 配置成在水平方向上彼此相對。
微波發生裝置100包括電壓供給部200;微波發生部300;功率分配器350; 具有同一結構的三個變相器351a、 351b、 351c;具有同一結構的三個微波放大 部400、 410、 420;具有同一結構的三個反射功率檢測裝置600、 610、 620;以 及微機700。微波發生裝置100通過電源插頭10與工業電源連接。
微波發生裝置100中,電壓供給部200將工業電源提供的交流電壓轉換成可 變電壓和直流電壓,將可變電壓供給微波發生部300,將直流電壓供給微波放 大部400、 410、 420。
微波發生部300根據電壓供給部200提供的可變電壓,產生微波。功率分配 器350將微波發生部300產生的微波大致等分到變相器351a、 351b、 351c。例如, 在以輸入到變相器351a的微波的相位為基準時,功率分配器350使輸入到變相器 351b的微波的相位滯后180度,使入射到變相器351c的微波的相位滯后90度。
變相器351a、 351b、 351c各自分別包含例如變容二極管。變相器351a、 351b、 351c各自分別由微機700控制,調整所提供的微波的相位。
此外,變相器351a、 351b、 351c各自分別也可以包含例如PIN二極管和多 個線路,來代替變容二極管。
例如,通過控制變相器351a、 351b中的至少一個,可以改變從相對的兩個 天線A1、 A2發射的微波的相位差。詳細內容將在后文中闡述。
微波放大部400、 410、 420利用電壓供給部200提供的直流電壓而工作,分 別對變相器351a、 351b、 351c提供的微波進行放大。電壓供給部200、微波發生 部300、和微波放大部400、 410、 420的結構和工作的詳細內容將在后文中闡述。
反射功率檢測裝置600、 610、 620包括檢波二極管;定向耦合器;以及 終端器等,向設置于殼體501內的天線A1、 A2、 A3提供被微波放大部400、 410、 420放大了的微波。從而,在殼體501內從天線A1、 A2、 A3發射微波。
此時,從天線A1、 A2、 A3向反射功率檢測裝置600、 610、 620提供反射功 率。反射功率檢測裝置600、 610、 620將與所供給的反射功率的大小相對應的 反射功率檢測信號提供給微機700。
殼體501內設置有檢測對象物溫度用的溫度傳感器TS。將溫度傳感器TS獲 得的對象物的溫度測定值提供給微機700。微機700控制電壓供給部200、微波發生部300、和變相器351a、 351b、 351c。
詳細內容將在后文中闡述。
(1-2)微波發生裝置結構的詳細情況
圖2是構成圖1的微波爐1的微波發生裝置100的大概側面圖,圖3是圖2的微 波發生裝置100的一部分電路結構的示意圖。
根據圖2和圖3,說明微波發生裝置100的各個構成部的詳細情況。此外, 圖2和圖3中,省略功率分配器350、變相器351a、 351b、 351c、微波放大部410、 420、反射功率檢測裝置600、 610、 620、以及微機700的圖示。
圖2的電壓供給部200包括整流電路201 (圖3)和電壓控制裝置202 (圖3)。 電壓控制裝置202包含變壓器202a和電壓控制電路202b。整流電路201和電壓控 制裝置202容納于利用樹脂等絕緣材料構成的殼體IM1 (圖2)內。
圖2的微波發生部300包括散熱片301和電路基板302。電路基板302上形成 有圖3的微波發生器303。電路基板302設置于散熱片301上。電路基板302和微 波發生器303位于散熱片301上,容納于金屬殼體IM2內。微波發生器303由例如
晶體管等電路元件構成。
微波發生器303與圖1的微機700連接。從而,微波發生器303的動作可通過 微機700控制。
圖2的微波放大部400包括散熱片401和電路基板402。電路基板402上形成 有圖3的三個放大器403、 404、 405。電路基板402設置于散熱片401上。電路基 板402和放大器403,404,405位于散熱片401上,容納于金屬殼體IM3內。放大器 403、 404、 405由使用GaN (氮化鎵)、SiC (碳化硅)等的晶體管等高耐熱性
且高耐壓的半導體元件構成。
如圖3所示,微波發生器303的輸出端子通過電路基板302上形成的線路L1、 圖l的功率分配器350和變相器351a (圖3中未圖示)、同軸電纜CC1、以及電路 基板402上形成的線路L2,與放大器403的輸入端子連接。此外,同軸電纜CC1 和線路L2在絕緣連結部MC中連接。
放大器403的輸出端子通過電路基板402上形成的線路L3,與功率分配器 406的輸入端子連接。功率分配器406將從放大器403經過線路L3輸入的微波分 成兩份而輸出。
功率分配器406的兩個輸出端子通過電路基板402上形成的線路L4、 L5,與 放大器404和放大器405各自的輸入端子連接。
11放大器404和放大器405各自的輸出端子通過電路基板402上形成的線路 L6、 L8,與功率合成器407的輸入端子連接。功率合成器407將輸入的各個微波 合成。功率合成器407的輸出端子通過電路基板402上形成的線路L7,與同軸電 纜CC2的一端連接。該同軸電纜CC2中插入了圖1的反射功率檢測裝置600。
同軸電纜CC2的另一端與設置于殼體501內的天線A1連接。此外,同軸電 纜CC2和線路L7在絕緣連結部MC中連接。
從工業電源PS向整流電路201的一對輸入端子和變壓器202a的初級線圈提 供交流電壓Vcx。交流電壓Vcx例如為100(V)。與整流電路201的一對輸出端子 連接有高電位側的電源線LV1和低電位側的電源線LV2。
整流電路201對工業電源PS提供的交流電壓Vcc:進行整流,將直流電壓VDD 施加到電源線LV1、 LV2之間。直流電壓VDD例如為140(V)。放大器403、 404、 405的電源端子與電源線LV1連接,放大器403、 404、 405的接地端子與電源線 LV2連接。
變壓器202a的次級線圈與電壓控制電路202b的一對輸入端子連接。變壓器 202a對交流電壓Vcx:進行降壓。電壓控制電路202b將能夠從利用變壓器202a降 壓后的交流電壓進行任意調整的可變電壓VvA,提供給微波發生器303。可變電 壓VvA為例如可在0 10(V)之間進行調整的電壓。
微波發生器303根據電壓控制電路202b提供的可變電壓VvA,產生微波。微 波發生器303產生的微波通過線路L1 (圖l的功率分配器350和變相器351a 351c)、同軸電纜CC1以及線路L2,提供給放大器403。
放大器403對微波發生器303提供的微波的功率進行放大。經放大器403放 大的微波通過線路L3、功率分配器406、以及線路L4、 L5,提供給放大器404、 405。
放大器404、 405對放大器403提供的微波的功率進行放大。經放大器404和 放大器405放大的微波,分別通過線路L6、 L8輸入到功率合成器407,利用功率 合成器407合成而輸出,通過線路L7和同軸電纜CC2提供給天線A1。從放大器 404、 405提供給天線A1的微波向殼體501內發射。 (1-3)微機控制步驟
圖4和圖5是表示圖1的微機700的控制步驟的流程圖。
圖1的微機700根據用戶操作的對象物加熱指令,進行以下所示的微波處理。
12如圖4所示,微機700首先使自身內置的定時器開始測量工作(步驟Sll)。 然后,通過控制圖1的微波發生部300,將預先確定的第一輸出功率設定為微波 爐l的輸出功率(步驟S12)。該第一輸出功率要小于后文所述的第二輸出功率。 關于第一輸出功率的決定方法將在后文中闡述。
然后,微機700在微波爐l所使用的2400MHz 2500MHz的全頻帶范圍內對 微波發生部300產生的微波的頻率進行掃描,并且存儲圖l的反射功率檢測裝置 600、 610、 620檢測出的反射功率與頻率的關系(步驟S13)。將該頻帶稱之為 ISM (工業、科學及醫療)頻帶。
此外,微機700也可以僅存儲反射功率顯示極小值時的反射功率與頻率的 關系,來代替存儲掃描微波頻率時全頻帶范圍內的反射功率與頻率的關系。在 這種情況下,可以減小微機700內的存儲裝置的使用區域。
接著,微機700進行從ISM頻帶提取特定頻率的頻率提取處理(步驟S14)。
在該頻率提取處理中,例如,從所存儲的反射功率識別特定的反射功率(例 如最小值),提取獲得該反射功率時的頻率作為正式加熱頻率。該具體例將在 后文中闡述。
此外,當微機700僅存儲多組反射功率顯示為最小值時的反射功率與頻率 的關系時,從所存儲的多個頻率中提取特定的頻率作為正式加熱頻率。
然后,微機700將預先確定的第二輸出功率設定為微波爐1的輸出功率(步 驟S15)。
該第二輸出功率是對配置于圖1的殼體501內的對象物進行加熱用的功率, 相當于微波爐l的最大輸出功率(額定輸出功率)。例如,當微波爐l的額定輸 出功率為950W時,預先設定第二輸出功率為950W。
然后,微機700以第二輸出功率使正式加熱頻率的微波從天線A1、 A2、 A3 向殼體501內發射(步驟S16)。從而,對配置于殼體501內的對象物進行加熱 (正式加熱)。
這里,微機700通過控制圖l的變相器351a和變相器351b中的至少一個,使 得相對的兩個天線A1、 A2發射的微波的相位差連續或分段地變化(步驟S17)。
之后,微機700判斷圖1的溫度傳感器TS所檢測的對象物溫度是否達到目標 溫度(例如7(TC)(步驟S18)。此外,目標溫度可以預先設置成固定,也可 以由用戶手動地任意設定。
當對象物溫度未達到目標溫度時,微機700判斷反射功率檢測裝置600檢測出的反射功率是否超過預先確定的閾值(步驟19)。閎值的決定方法將在后文 中闡述。
當反射功率未超過預先確定的閾值時,微機700根據定時器的測量值,判 斷步驟S11中定時器開始測量工作時開始、是否經過了預定的時間(例如10秒) (步驟S20)。
當未經過預定時間時,微機700維持以第二輸出功率發射正式加熱頻率的
微波的狀態,同時重復步驟S18 S20的動作。
步驟S18中,當對象物溫度達到目標溫度時,微機700結束微波處理。 另外,步驟S19中,當反射功率超過預先確定的閾值時,微機700回到步驟
Sll的動作。
步驟S20中,當經過了預定時間時,微機700如圖5所示,對定時器進行復 位,并且使定時器再次開始測量工作(步驟S21)。
這里,微機700通過控制圖l的變相器351a和變相器351b中的至少一個,使 得相對的兩個天線A1、 A2發射的微波的相位差回到0度(步驟S22)。
然后,與步驟S12 —樣,微機700將第一輸出功率設定為微波爐1的輸出功 率(步驟S23)。
接著,微波700將步驟S16中提取的正式加熱頻率設定為基準頻率,在包含 該基準頻率的一定范圍的頻帶(例如基準頻率的士5MHz范圍內的頻帶)內,對 微波頻率進行部分掃描,并且存儲反射功率檢測裝置600檢測出的反射功率與 頻率的關系(步驟S24),
此外,這里微機700也可以僅存儲反射功率顯示極小值時的反射功率與頻 率的關系,來代替存儲掃描微波頻率時在上述部分頻帶范圍內的反射功率與功 率的關系。在這種情況下,可以減小微機700內的存儲裝置的使用區域。
步驟S24中的成為掃描對象的頻帶范圍,比步驟S13中的成為掃描對象的頻 帶范圍即ISM頻帶要窄。因而,與步驟S13的掃描所需時間相比,步驟S24的掃 描所需時間縮短了。
然后,微機700進行頻率再提取處理(步驟S25),從在步驟S24中成為掃 描對象的頻帶范圍內再次提取特定頻率。該頻率再提取處理是與步驟S14的頻 率提取處理相同的處理。
然后,微機700將上述第二輸出功率設定為微波爐1的輸出功率(步驟S26)。
接著,微機700以第二輸出功率使新提取出的正式加熱頻率的微波從天線說明書第12/23頁
Al、 A2、 A3向殼體501內發射(步驟S27)。
這里,與步驟S17的動作一樣,微機700通過控制圖l的變相器351a和變相 器351b中的至少一個,使得相對的兩個天線A1、 A2發射的微波的相位差連續或 分段地變化(步驟S28)。
然后,微機700進行與上述步驟S18 S20同樣的步驟S29 S31的動作。另 外,步驟S30中,當反射功率超過預先確定的閾值時,微機700回到圖4的步驟 Sll的動作。步驟S31中,當經過了預定時間時,微機700回到步驟S21的動作。 (1-4)相對天線所發射的微波的相位差
如上所述,在步驟S17和步驟S28中,對對象物進行正式加熱時,微機700 改變相對的兩個天線A1、 A2發射的微波的相位差。對微機700進行的上述控制 的理由進行說明。
如上所述,殼體501內的三個天線A1、 A2、 A3中的兩個天線A1、 A2,配 置成在水平方向上彼此相對。從而,可認為在連接相對的兩個天線A1、 A2的軸 線上,天線A1、 A2發射的微波相互干涉。
圖6是用于說明從圖1的天線A1、 A2發射的微波相互干涉的圖。圖6 (a)表 示從天線A1、 A2以相同相位(相位差為O度)發射微波的狀態。
如圖6 (a)所示,天線A1、 A2發射的微波的強度呈正弦波的形狀變化。此 外,圖6 (a)中,為了清楚地顯示天線A1、 A2發射的微波的強度,使天線A1、 A2的位置在縱向上錯開。
圖6 (b)、圖6 (c)、圖6 (d)和圖6 (e)中表示位置xl、 x2、 x3、 x4上 的微波強度隨時間的變化。位置xl、 x2、 x3、 x4在連接天線Al、 A2的軸線cx 上排列。圖6 (b) 圖6 (e)中,縱軸表示微波強度,橫軸表示時間。
位置xl x4上的微波強度是通過對天線Al、 A2發射的微波進行合成而得 到的。若比較圖6 (b) 圖6 (e),則微波強度的振幅在位置xl顯示最大值。 另外,在位置x2、 x4為中等程度,在位置x3為0。
微波爐1中,微波強度的振幅越大的位置,對象物的溫度上升值就越高。 而微波強度的振幅越小的位置,對象物的溫度上升值就越低。
因而,本例中,在位置xl能夠將對象物的溫度上升到最高,在位置x2、 x4 能夠將對象物的溫度上升到中等程度。另一方面,在位置x3幾乎無法使對象物 的溫度上升。
這里,假設天線A1、 A2發射的微波的相位差發生變化的情況。圖7是用于說明從圖1的天線A1、A2發射的微波的相位差發生變化時的微波相互干涉的圖。
如圖7 (a)所示,當天線A1、 A2發射的微波的相位差發生變化時,從天線 Al、 A2發生的微波的相互干涉狀態也發生變化。
圖7 (b)、圖7 (c)、圖7 (d)和圖7 (e)中表示位置xl、 x2、 x3、 x4上 的微波強度隨時間的變化。圖7 (b) 圖7 (e)中也是縱軸表示微波強度,橫 軸表示時間。
若比較圖7 (b) 圖7 (e),則微波強度的振幅在位置xl、 x3、 x4為中等 程度,在位置x2為0。
因而,在這種情況下,在位置xl、 x3、 x4能夠將對象物的溫度上升到中等 程度。而另一方面,在位置x2幾乎無法使對象物的溫度上升。
如上所述,本發明人認為通過改變相對發射的微波的相位差,可以容易地 改變微波的相互干涉狀態,認為其結果是通過改變微波的相位差,能夠容易地 改變微波爐l內的微波強度分布(電磁波分布)。
此外,雖然上述內容中說明了位于連接天線Al、A2的軸線cx上的微波干涉, 但可認為天線A1、 A2所發射的微波的相互干涉也發生在連接天線A1、 A2的軸 線cx的周邊的空間內。
本發明人為了確認電磁波分布的不均勻性隨著相對的兩個天線A1、 A2發
射的微波的相位差而發生變化,進行了以下實驗。
圖8 圖10是表示調查相對的兩個天線A1、 A2發射的微波的相位差、與殼 體501內部的電磁波分布的關系用的實驗內容及其實驗結果的圖。
圖8 (a)表示圖1的殼體501的橫向截面圖。在本實驗中,首先在殼體501 的內部配置多個加入了預定量的水的杯子CU。
然后,使相對的兩個天線A1、 A2發射微波。之后,經過預定時間并停止 微波發射,在各個杯子CU內的中心部(圖8 (a)的P點)測量利用微波發射而 引起的水溫上升值。
在天線A1發射的電磁波與天線A2發射的電磁波之間設定多個相位差,對 每一個設定的相位差多次發射微波。此外,本實驗中,將相位差設定為0度 320度范圍內且每隔40度。
這樣,本發明人通過測量配置于殼體501內部的水平面內的水的溫度上升 值,來調査微波的電磁波分布。根據本實驗,可以判斷為在水溫上升值高的區 域,電磁波的能量強,在水溫上升值低的區域,電磁波的能量弱。圖8 (b)中利用基于水溫上升值的等溫線,表示將微波相位差設定為O度 時的實驗結果。同樣地,圖8 (c) 圖10 (j)中表示將微波相位差設定在40 度 320度的范圍內且每隔40度時的實驗結果。
這樣,根據圖8 (c) 圖10 (j)所示的實驗結果,水溫上升值在殼體501 內有很大差異。另外,通過所設定的相位差的變化,使得溫度上升值的差異發 生變化。
例如,如圖9 (e)和圖9 (f)所示,將相位差設定為120度和160度時,在 靠近殼體501的一個側面的區域HR1內溫度上升值非常高。
另一方面,如圖IO (i)和圖IO (j)所示,將相位差設定為280度和320度 時,在靠近殼體501的另一個側面的區域HR2內溫度上升值非常高。
由此,本發明人注意到殼體501內的電磁波分布的不均勻性會根據上述相 位差而發生變化,發現在正式加熱對象物時,通過改變相對的兩個天線A1、 A2 發射的微波的相位差,能夠均勻地加熱對象物,以及能夠集中加熱對象物的特 定部分。
本實施方式中,利用上述步驟S17和步驟S28的動作,在正式加熱對象物時, 能夠均勻地加熱配置于殼體501內的對象物。
由于通過改變相位差、可以改變殼體501內的電磁波分布,因此,不需要 在殼體501內移動配置于殼體501內的對象物。而且,也不需要移動發射微波的 天線來改變電磁波分布。
因而,不需要移動對象物和天線用的機構,并且殼體501內也不需要確保 對象物和天線移動用的空間。其結果,實現微波爐l的低成本化和小型化。
本實施方式中,微機700可連續或分段地改變相位差,在分段改變相位差 的情況下,相位差可以是每隔例如40度變化,也可以是每隔45度變化。在這種 情況下,每一個階段發生變化的相位差的值并不限于上文所述,將其設定成越 小越好。從而,可以進一步減少對象物的不均勻加熱。
相位差變化的周期可以預先設置成固定的,也可以由用戶手動地任意設定。
當相位差變化的周期設定為固定時,可以設定為例如在30秒內從0度變化 到360度,也可以設定為在10秒內從0度變化到360度。
相位差的變化并不一定要在0度 360度的范圍內進行。例如,預先將多個 相位差的值、和與該相位差的值相對應的電磁波分布的關系存儲于微機700的
17內置存儲器中。
在這種情況下,微機700可以根據對象物的加熱狀態而有選擇地設定多個
相位差的值。
具體地說,是在殼體501內配置多個溫度傳感器TS。在這種情況下,可以 對多個部分測定對象物溫度,可以掌握對象物的溫度分布。
此時,微機700根據內置存儲器中存儲的相位差與電磁波分布的關系設定 相位差,使得在對象物溫度低的部分,電磁波的能量變強。從而,可以更加均 勻地加熱對象物。
(1-5)第一輸出功率的決定方法
如上所述,圖l的微波爐l中,在用第二輸出功率加熱對象物之前,用第一 輸出功率進行微波頻率的掃描,從而進行頻率提取處理。這是根據下述理由。
由微波發射所產生的反射功率會根據微波頻率而變化。這里,當構成圖3 的微波發生部300和微波放大部400、 410、 420的電路元件因反射功率而發熱時, 由圖2的散熱片301、 401進行散熱,但是當反射功率大到超過散熱片301、 401 的散熱能力時,有時就會導致設置于散熱片301、 401上的電路元件發熱、損壞。
因此,本實施方式中,以反射功率不超過散熱片301、 401的散熱能力那樣 來決定第一輸出功率。
(1-6)頻率提取處理和頻率再提取處理 (l-6-a)
本實施方式的微波爐l中,在正式加熱對象物之前,進行微波頻率的掃描 和頻率提取處理(參照圖4的步驟S13、 S14)。
圖ll是用于說明微波頻率的掃描和頻率提取處理的具體例子的圖。 圖ll (a)中用曲線圖表示掃描微波頻率時的反射功率的變化。圖ll (a) 中,縱軸表示反射功率,橫軸表示微波頻率。
另外,本例中,為了方便說明,在圖ll (a)中僅示出圖1的天線A1的反射功率。
如上所述,本實施方式的微波爐l中,在正式加熱對象物之前,在ISM頻帶 的全頻帶范圍內掃描微波頻率(參照箭頭SW1)。微機700存儲反射功率與頻
率的關系。
微機700通過頻率提取處理,提取出例如反射功率為最小時的頻率fl作為正 式加熱頻率。本例中僅說明了天線A1的反射功率,但實際上是測量天線A1、
18A2、 A3的全部反射功率,提取反射功率為最小時的頻率fl作為正式加熱頻率。 由此,以第二輸出功率將正式加熱頻率fl的微波從天線Al向殼體501內的
對象物發射。其結果,能夠降低反射功率,同時進行對象物的加熱。
此外,以例如每0.1MHz用0.001秒進行掃描。這時,ISM頻帶的全頻帶范圍
內的上述掃描需要l秒的時間。 (l-6-b)
取決于頻率的反射功率的變化(以下稱之為反射功率頻率特性)是根據殼 體501內的對象物的位置、大小、組成以及溫度等而變化。因而,當用微波爐l 加熱對象物、對象物的溫度上升時,反射功率的頻率特性也發生變化。
圖ll (b)中用曲線圖表示因對象物加熱而引起的反射功率頻率特性的變 化。圖ll (b)中,縱軸表示反射功率,橫軸表示微波頻率。另外,用實線表 示正式加熱前的掃描時的反射功率頻率特性,用虛線表示因正式加熱而使得對 象物加熱時的反射功率頻率特性。
與上述同樣,為了方便說明,在圖ll (b)中僅示出圖1的天線A1的反射功率。
通過反射功率的頻率特性變化,使得反射功率為最小和極小時的頻率發生 變化。圖ll (b)中,用標號gl表示對象物被加熱時反射功率為最小的頻率。
這樣,反射功率的頻率特性也取決于對象物的溫度而發生變化。因而,本 實施方式的微波爐l中,在對對象物進行正式加熱時,每經過預定時間就進行 微波頻率的掃描和頻率再提取處理(參照圖5的步驟S24、 S25)。
但是,此時的掃描是在將就要掃描之前的正式加熱時所設定的頻率fl作為 基準頻率、在該基準頻率的土5MHz的范圍內的頻帶中進行的(參照箭頭SW2)。 從而,再次提取新的反射功率為最小的頻率gl,作為新的正式加熱頻率。
通過在包含即將掃描之前所設定的正式加熱頻率的、 一定范圍的部分頻帶 內進行微波頻率的掃描,可以縮短掃描所需的時間。例如,當以每0.1MHz用 O.OOl秒進行掃描時,在基準頻率的i5MHz的范圍內的頻帶中進行掃描所需的時 間為0.1秒。
此外,雖然本實施方式中是以預定的時間間隔進行部分頻帶范圍內的頻率 掃描和頻率再提取處理,但該時間間隔最好是設定為使得反射功率的頻率特性 不會因對象物的加熱而發生大的變化那樣、例如10秒。 (1-7)反射功率的閾值本實施方式的微波爐l中,在正式加熱對象物時,判斷反射功率是否超過
預先確定的閾值(參照圖4的步驟S18和圖5的步驟S30)。
這里,閾值是由例如在頻率提取處理時檢測出的反射功率的最小值加上 50W所得到的值而決定的。從而,當反射功率大到超出開始正式加熱時的值有 50W時,微機700在ISM頻帶的全頻帶內掃描微波頻率,進行頻率提取處理。
從而,能夠防止正式加熱對象物過程中反射功率顯著變大。另外,即使是 在通過對象物被加熱、而使得反射功率的頻率特性發生大變化的情況下,也由 于在ISM頻帶的全頻帶內掃描微波頻率,進行頻率提取處理,因此一直能夠降 低反射功率。
(1-8)頻率提取處理的其他例
頻率提取處理也可以如下所述那樣進行。如圖ll (a)所示,存在例如反 射功率的頻率特性有多個極小值的情況。此時,微機700也可以提取與多個極
小值分別對應的頻率fl、 f2、 f3作為正式加熱頻率。
在這種情況下,微機700也可以按順序切換正式加熱頻率fl、 f2、 f3。例如, 微機700從正式加熱對象物開始,每隔3秒按順序切換正式加熱頻率fl、 f2、 f3。 這樣,即使是在掃描時存在多個同一等級的極小值的情況下,也可以通過 以與多個極小值對應的多個頻率進行正式加熱,以各極小值頻率的微波對對象 物進行正式加熱。 (1-9)效果 (l陽9-a)
本實施方式的微波爐l中,在正式加熱對象物時,相對的兩個天線A1、 A2 發射的微波的相位差發生變化。從而,均勻地加熱配置于殼體501內的對象物。
由于通過改變相位差可以改變殼體501內的電磁波分布,因此,不需要在 殼體501內移動對象物。而且,也不需要移動發射微波的天線來改變電磁波分布。
從而,不需要移動對象物和天線用的機構,并且殼體501內也不需要確保 對象物和天線移動用的空間。其結果,實現微波爐l的低成本化和小型化。 (l-9-b)
如圖1所示,在微波爐1的殼體501內,除相對的兩個天線A1、 A2之外,還 以不與天線A1、 A2相對的狀態設置有天線A3。這是根據下述理由。
微波有方向性。因而,取決于殼體501內對象物的配置狀態和形狀,天線Al、 A2發射的微波有時就無法有效地加熱對象物。
因而,本例中,除沿水平方向發射微波的天線A1、 A2外,還設置有從下 方豎直向上發射微波的天線A3。從而,能夠有效地加熱對象物,而與微波的方 向性無關。
(l-9-c)
本實施方式的微波爐l中,在正式加熱對象物之前,通過頻率提取處理提 取出對象物加熱時所產生的反射功率為最小的微波頻率。通過使用所提取的頻 率作為正式加熱頻率,來提高微波爐l的功率轉換效率。
另外,在頻率提取處理中,將微波爐l的輸出功率設定為要比正式加熱時 充分小的第一輸出功率。從而,即使是在掃描微波頻率時,因反射功率而使得 構成微波發生部300和微波放大部400的電路元件發熱的情況下,也可以利用散 熱片301、 401進行充分散熱。
其結果,確實地防止設置于散熱片301、 401上的電路元件因反射功率而引 起的損壞。
(l-9-d)
本實施方式中,如圖1所示,將沿水平方向相對的兩個天線A1、 A2設置于 殼體501的豎直方向的比中間部略靠下。從而,在使用微波爐l時,能夠有效地 加熱配置于殼體501內的下部的對象物。 (1-10)變形例
第一實施方式中,每當開始以第二輸出功率進行正式加熱時,微機700就 改變相對的天線A1、 A2發射的微波的相位差(參照圖4的步驟S17),每當停 止正式加熱時,就使微波的相位差回到O (參照圖5的步驟S22),但并不一定 要將相位差返回到O。微機700也可以在步驟S22中將相位差設定為預先確定的值。
本實施方式中,對通過在正式加熱對象物時改變微波的相位差而均勻地加 熱對象物的例子進行了說明,但也可以通過在微機700內置的存儲器中預先存 儲相位差與電磁波分布的關系,根據該關系來改變相位差,從而集中加熱對象 物所希望的部分。
例如,在殼體501內,在放置對象物的部分的大致中間部分,設定電磁場 很強。在這種情況下,即使是小的對象物,也能有效地加熱。
第二輸出功率雖然采用微波爐l的最大輸出功率,但第二輸出功率也可以
21田用尸于切地仕葸議疋。
另外,本實施方式中,微機700根據圖1的溫度傳感器TS所測量的對象物溫 度的測量值來判斷微波處理的結束,但微波處理也可以根據用戶手動設定的結 束時間而結束。
本實施方式的微波爐l中,若天線A1、 A2發射的微波發生相互干涉,就不 一定需要相對地配置天線A1、 A2。
圖12是表示圖1的天線A1、 A2的其它配置例的圖。圖12 (a)的例子中,天 線A1水平地配置于殼體501的一個側面的上部,天線A2水平地配置于殼體501 的另一個側面的大致中間部。
圖12 (b)的例子中,天線A1配置于殼體501的一個側面的上部,使其面向 殼體501的下表面的大致中間部,天線A2水平地配置于殼體501的另一個側面的 大致中間部。
圖12 (c)的例子中,天線A1配置于殼體501的下面的大致中間部,使其向 殼體501的另一個側面側傾斜,天線A2水平地配置于殼體501的另一個側面的大 致中間部。
在這些情況下,也通過從天線A1、 A2發射微波,從而在兩束微波之間發 生相互干涉。其結果,通過改變兩束微波的相位差,來改變殼體501內的電磁 波分布。
第二實施方式
第二實施方式的微波爐在以下方面不同于第一實施方式的微波爐l。 (2-1)微波爐的結構和工作概況
圖13是表示第二實施方式的微波爐結構的框圖。如圖13所示,第二實施方 式的微波爐1的微波發生裝置100的結構不同于第一實施方式的微波爐1 (圖l)。
本實施方式的微波爐l中,微波發生裝置100包括電壓供給部200;具有 同一結構的兩個微波發生部300、 310;功率分配器360;具有同一結構的兩個 變相器351a、 351b;具有同一結構的三個微波放大部400、 410、 420;具有同一 結構的三個反射功率檢測裝置600、 610、 620;以及微機700。
這里,微波發生部310的結構與第一實施方式中說明的微波發生部300的相同。
通過將電源插頭10與工業電源連接,向電壓供給部200供給交流電壓。 電壓供給部200將工業電源提供的交流電壓轉換成可變電壓和直流電壓,將可變電壓供給微波發生部300、 310,將直流電壓供給微波放大部400、 410、 420。
微波發生部300根據電壓供給部200提供的可變電壓,產生微波。功率分配 器360將微波發生部300產生的微波大致等分到變相器351a、 351b。
變相器351a、 351b各自分別由微機700控制,調整所提供的微波的相位。 由變相器351a、 351b進行的微波相位的調整與第一實施方式相同。
微波放大部400、 410利用電壓供給部200提供的直流電壓而工作,分別對 變相器351a、 351b提供的微波進行放大。經放大的微波通過反射功率檢測裝置 600、 610,提供給殼體501內沿水平方向相對的天線A1、 A2。
微波發生部310也是根據電壓供給部200提供的可變電壓,產生微波。微波 發生部310產生的微波提供給微波放大器420。
微波放大器420利用電壓供給部200提供的直流電壓而工作,對微波發生部 300產生的微波進行放大。經放大的微波通過反射功率檢測裝置620,提供給殼 體501內的天線A3。 (2-2)效果
如上所述,本實施方式中,從天線A3發射的微波的發生源(微波發生部 310),不同于從彼此相對的天線A2、A3發射的微波的發生源(微波發生部300)。
從而,可以控制從天線A3發射的微波的頻率,使其為不同于從其它天線 Al、 A2所發射的微波的頻率的頻率。由此,能夠進一步提高功率轉換效率。
從天線A3發射的微波的傳輸路徑中,不需要設置功率分配器和變相器的結 構。從而,簡化微波爐l的結構,實線低成本化和小型化。
第三實施方式
第三實施方式的微波爐在以下方面不同于第一實施方式的微波爐l。 (3-1)微波爐的結構和工作概況
圖14是表示第三實施方式的微波爐結構的框圖。如圖14所示,第三實施方 式的微波爐1的微波發生裝置100的結構不同于第一實施方式的微波爐1 (圖l)。
本實施方式的微波爐l中,微波發生裝置100包括電壓供給部200;微波 發生部300;具有同一結構的三個功率分配器350A、 350B、 350C;具有同一結 構的四個變相器351a、 351b、 351c、 351d;具有同一結構的四個微波放大部400、 410、 420、 430;具有同一結構的四個反射功率檢測裝置600、 610、 620、 630; 以及微機700。
23<formula>formula see original document page 24</formula>通a將電源灑大iu與丄亞甩源迕拔,問甩比i開浩、都2uui開結、父抓電達。
電壓供給部200將工業電源提供的交流電壓轉換成可變電壓和直流電壓, 將可變電壓供給微波發生部300,將直流電壓供給微波放大部400、 410、 420、 430。
微波發生部300根據電壓供給部200提供的可變電壓,產生微波,并提供給 功率分配器350A。
功率分配器350A將所提供的微波大致等分給功率分配器350B、 350C。功 率分配器350B將所提供的微波大致等分給變相器351a、 351b。另外,功率分配 器350C將所提供的微波大致等分給變相器351c、 351d。
變相器351a、 351b、 351c、 351d各自分別由微機700控制,調整所提供的微 波的相位。詳細內容將在后文中闡述。
微波放大部400、 410利用電壓供給部200提供的直流電壓而工作,分別對 變相器351a、 351b提供的微波進行放大。經放大的微波通過反射功率檢測裝置 600、 610,提供給殼體501內沿水平方向相對的天線A1、 A2。
另外,微波放大部420、 430也是利用電壓供給部200提供的直流電壓而工 作,分別對變相器351c、 351d提供的微波進行放大。經放大的微波通過反射功 率檢測裝置620、 630,提供給殼體501內沿豎直方向相對的天線A3、 A4。 (3-2)微波相位的調整
如圖14所示,在殼體501內以彼此沿水平方向相對的方式設置天線A1、 A2, 以彼此沿豎直方向相對的方式設置天線A3、 A4。
這里,在天線Al發射的微波的傳輸路徑上設置有變相器351a,在天線A2 發射的微波的傳輸路徑上設置有變相器351b。
另外,在天線A3發射的微波的傳輸路徑上設置有變相器351c,在天線A4 發射的微波的傳輸路徑上設置有變相器351d。
從而,在本實施方式中,微機700對與相對的天線A1、 A2對應的兩個變相 器351a、 351b,進行與第一實施方式相同的處理。即,對對象物進行正式加熱 時,微機700改變相對的兩個天線A1、 A2發射的微波的相位差。
另外,微機700對與相對的天線A3、 A4對應的兩個變相器351c、 351d,進 行與第一實施方式相同的處理。即,對對象物進行正式加熱時,微機700改變 相對的兩個天線A3、 A4發射的微波的相位差。 (3-3)效果
24本實施方式中,沿水平方向相對的天線A1、 A2發射的微波的相位差發生 變化,并且沿豎直方向相對的天線A3、 A4發射的微波的相位差也發生變化。從 而,殼體501內的電磁波分布充分變化,對配置于殼體501內的對象物進行更加 均勻的加熱。
另外,本實施方式中,配置于殼體501內的對象物被沿水平方向相對的天 線A1、 A2發生的微波加熱,同時被沿豎直方向相對的天線A3、 A4發生的微波 加熱。從而,能夠充分有效地加熱對象物,而與微波的方向性無關。
第四實施方式
第四實施方式的微波爐在以下方面不同于第一實施方式的微波爐l。 (4-1)微波爐的結構和工作概況
圖15是表示第四實施方式的微波爐結構的框圖。如圖15所示,第四實施方 式的微波爐1的微波發生裝置100的結構不同于第一實施方式的微波爐1 (圖l)。
本實施方式的微波爐l中,微波發生裝置100包括電壓供給部200;微波 發生部300、 310;具有同一結構的兩個功率分配器370、 380;具有同一結構的 四個變相器351a、 351b、 351c、 351d;具有同一結構的四個微波放大部400、 410、 420、 430;具有同一結構的四個反射功率檢測裝置600、 610、 620、 630;以及 微機700。
通過將電源插頭10與工業電源連接,向電壓供給部200供給交流電壓。 電壓供給部200將工業電源提供的交流電壓轉換成可變電壓和直流電壓,
將可變電壓供給微波發生部300,310,將直流電壓供給微波放大部400、410、420、
430。
微波發生部300根據電壓供給部200提供的可變電壓,產生微波,并提供給 功率分配器370。功率分配器370將微波發生部300產生的微波大致等分到變相 器351a、 351b。
另外,微波發生部310根據電壓供給部200提供的可變電壓,產生微波,并 提供給功率分配器380。功率分配器380將微波發生部310產生的微波大致等分 到變相器351c、 351d。
變相器351a、 351b、 351c、 351d各自分別由微機700控制,調整所提供的微 波的相位。
這里,由變相器351a、 351b、 351c、 351d進行的微波相位的調整與第三實 施方式相同地進行。微波放大部400、 410利用電壓供給部200提供的直流電壓而工作,分別對 變相器351a、 351b提供的微波進行放大。經放大的微波通過反射功率檢測裝置 600、 610,提供給殼體501內沿水平方向相對的天線A1、 A2。
另外,微波放大部420、 430也是利用電壓供給部200提供的直流電壓而工 作,分別對變相器351c、 351d提供的微波進行放大。經放大的微波通過反射功 率檢測裝置620、 630,提供給殼體501內沿豎直方向相對的天線A3、 A4。 (4-2)效果
本實施方式中也一樣,沿水平方向相對的天線A1、 A2發射的微波的相位 差發生變化,并且沿豎直方向相對的天線A3、 A4發射的微波的相位差也發生變 化。從而,殼體501內的電磁波分布充分變化,對配置于殼體501內的對象物進 行更加均勻的加熱。另外,還能夠充分有效地加熱對象物,而與微波的方向性無關。
本實施方式中,從天線A1、 A2發射的微波的發生源(微波發生部300), 不同于從天線A3、 A4發射的微波的發生源(微波發生部310)。
從而,可以控制從天線A1、 A2發射的微波的頻率,使其為不同于從其它 天線A3、 A4所發射的微波的頻率的頻率。由此,能夠進一步提高功率轉換效率。
權利要求的各構成要素與實施方式的各部分的對應
下面,說明權利要求的各構成要素與實施方式的各部分對應的例子,但本 發明并不限于下述的例子。
上述第一^^第四實施方式中,微波爐l是微波處理裝置的例子,微波發生 部300、 310是微波發生部的例子,天線A1是第一發射部的例子,天線A2是第二 發射部的例子。
另外,變相器351a、 351b是第一變相部的例子,反射功率檢測裝置600、 610、 620、 630是檢測部的例子,微機700是控制部的例子。
還有,天線A3是第三發射部的例子,微波發生部300是第一微波發生部的 例子,微波發生部310是第二微波發生部的例子,天線A4是第四發射部的例子, 變相器351c、 351d是第二變相部的例子。
工業上的實用性
本發明可用于微波爐、等離子體發生裝置、干燥裝置、以及促進酶反應的 裝置等產生微波的處理裝置。
權利要求
1. 一種微波處理裝置,是利用微波處理對象物的微波處理裝置,其特征在于,包括產生微波的微波發生部;以及將所述微波發生部產生的微波向對象物發射的至少第一和第二發射部,構成為使得所述第一和第二發射部發射的微波的相位差發生變化。
2. —種微波處理裝置,是利用微波處理對象物的微波處理裝置,其特征在于,包括產生微波的微波發生部;將所述微波發生部產生的微波向對象物發射的至少第一和第二發射部;以及使得所述第一和第二發射部發射的微波的相位差改變的第一變相部,所述第一和第二發射部配置成使得發射的微波互相干涉。
3. 如權利要求l所述的微波處理裝置,其特征在于,所述第一和第二發射部設置成彼此相對。
4. 如權利要求l所述的微波處理裝置,其特征在于,還包括對來自所述第一和第二發射部的反射功率進行檢測的檢測部;以及控制所述微波發生部的控制部,所述控制部改變所述微波發生部產生的微波的頻率,同時從所述第一和第二發射部向對象物發射微波,根據所述檢測部檢測出的反射功率為最小或極小的頻率,決定處理對象物用的微波的頻率作為處理頻率,并由所述微波發生部產生所述決定的處理頻率的微波。
5. 如權利要求4所述的微波處理裝置,其特征在于,所述控制部在對象物的處理前,改變所述微波發生部產生的微波的頻率,同時從所述第一和第二發射部向對象物發射微波,根據所述檢測部檢測出的反射功率為最小或極小的頻率,決定處理對象物用的微波的頻率作為處理頻率。
6. 如權利要求4所述的微波處理裝置,其特征在于,所述控制部在對象物的處理中,改變所述微波發生部產生的微波的頻率,同時從所述第一和第二發射部向對象物發射微波,根據所述檢測部檢測出的反射功率為最小或極小的頻率,決定處理對象物用的微波的頻率作為處理頻率。
7. 如權利要求1所述的微波處理裝置,其特征在于,所述第一發射部沿第一方向發射微波,所述第二發射部沿與第一方向相反 的第二方向發射微波,所述微波處理裝置還包括第三發射部,該第三發射部沿與所述第一方向交 叉的第三方向向對象物發射所述微波發生部產生的微波。
8. 如權利要求7所述的微波處理裝置,其特征在于, 所述微波發生部包括第一和第二微波發生部,所述第一和第二發射部向對象物發射由所述第一微波發生部產生的微波, 所述第三發射部向對象物發射由所述第二微波發生部產生的微波。
9. 如權利要求l所述的微波處理裝置,其特征在于,所述第一發射部沿第一方向發射微波,所述第二發射部沿與第一方向相反 的第二方向發射微波,所述微波處理裝置還包括第三發射部,該第三發射部沿與所述第一方向交叉的第三方向向對象物發 射所述微波發生部產生的微波;以及第四發射部,該第四發射部沿與所述第三方向相反的第四方向向對象物發 射所述微波發生部產生的微波,所述第三和第四發射部設置成彼此相對。
10. 如權利要求9所述的微波處理裝置,其特征在于,還包括使得所述第三和第四發射部發射的微波的相位差改變的第二變相部。
11. 如權利要求10所述的微波處理裝置,其特征在于, 所述微波發生部包括第一和第二微波發生部,所述第一和第二發射部向對象物發射由所述第一微波發生部產生的微波, 所述第三和第四發射部向對象物發射由所述第二微波發生部產生的微波。
12. 如權利要求1所述的微波處理裝置,其特征在于, 對象物的處理為加熱處理,所述微波處理裝置還包括為了加熱而容納對象物的加熱室。
全文摘要
微波爐包括微波發生裝置和殼體。殼體內設置有三個天線。將兩個天線配置為沿水平方向彼此相對。微波發生裝置中,由微波發生部產生的微波經功率分配器大致等分到變相器。各個變相器分別對所提供的微波的相位進行調整。從而,相對的兩個天線發射的微波的相位差發生變化。然后,從天線發射微波。
文檔編號H05B6/74GK101502170SQ200780029280
公開日2009年8月5日 申請日期2007年8月7日 優先權日2006年8月8日
發明者三原誠, 信江等隆, 安井健治 申請人:松下電器產業株式會社