特許 7329736 高周波加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-10

(45)【発行日】2023-08-21

(54)【発明の名称】高周波加熱装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 6/72 20060101AFI20230814BHJP

   H05B 6/76 20060101ALI20230814BHJP

【ＦＩ】

H05B6/72 C

H05B6/76 C

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020572183

(86)(22)【出願日】2020-02-03

(86)【国際出願番号】 JP2020003934

(87)【国際公開番号】W WO2020166410

(87)【国際公開日】2020-08-20

【審査請求日】2022-01-14

(31)【優先権主張番号】P 2019023095

(32)【優先日】2019-02-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】前田 和樹

(72)【発明者】

【氏名】細川 大介

(72)【発明者】

【氏名】大森 義治

【審査官】根本 徳子

(56)【参考文献】

【文献】特公昭４９－０４６８０９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２４５４２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０２２７１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２４９４１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－２０１０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００６３６７６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００９－１８７８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４３７３９７１（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００５－１２４０６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ６／４６－６／８０

Ｆ２４Ｃ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属製の壁面を有し、被加熱物を収容するように構成された加熱室と、
高周波電力を発生させる発生部と、
分岐した複数のループ部を含むループアンテナを有し、前記発生部から発生された前記高周波電力を前記加熱室に放射する放射部と、
前記発生部から発生される高周波電力の周波数を制御する制御部と、を備え、
前記発生部により発生された高周波電力は、分岐した前記複数のループ部に供給されるように構成され、
前記複数のループ部が互いに異なる長さを有し、前記複数のループ部の各々の長さが、前記高周波電力の波長の半分の整数倍であり、
前記制御部は、前記複数のループ部の一つのループ部に共振を発生させるための周波数を有する前記高周波電力を前記発生部に出力させることで、前記複数のループ部の主に前記一つのループ部に前記高周波電力を放射させるように構成され、
前記制御部は、前記複数のループ部の他のループ部に共振を発生させるための周波数を有する前記高周波電力を前記発生部に出力させることで、前記複数のループ部の主に前記他のループ部に前記高周波電力を放射させるように構成された、高周波加熱装置。

【請求項2】

前記発生部が、２．４～２．５ＧＨｚの帯域のいずれかの周波数の高周波電力を発生させる、請求項１に記載の高周波加熱装置。

【請求項3】

前記ループアンテナが、前記高周波電力が供給される分岐点から前記複数のループ部まで延在する複数の伝送路を有し、前記複数の伝送路が前記加熱室の壁面と平行である、請求項１または２に記載の高周波加熱装置。

【請求項4】

前記複数の伝送路の各々の長さが、前記高周波電力の波長の１／４以上かつ半分以下である、請求項３に記載の高周波加熱装置。

【請求項5】

金属製の壁面を有し、被加熱物を収容するように構成された加熱室と、
高周波電力を発生させる発生部と、
複数のループ部を含むループアンテナを有し、前記発生部から発生された前記高周波電
力を前記加熱室に放射する放射部と、を備え、
前記加熱室から突出するように、前記ループアンテナの上方の前記加熱室の外側に配置されたチョーク構造体をさらに備え、前記チョーク構造体が、前記加熱室の前記壁面と接する表面に設けられたスリットと、前記スリットから延在する空洞とを有する、高周波加熱装置。

【請求項6】

前記空洞の深さが、前記高周波電力の波長の１／４である、請求項５に記載の高周波加熱装置。

【請求項7】

前記スリットの幅が１ｍｍ以上５ｍｍ以下である、請求項５または６に記載の高周波加熱装置。

【請求項8】

前記スリットの長さが前記高周波電力の波長の半分より長い、請求項５～７のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。

【請求項9】

前記チョーク構造体が、前記壁面を挟んで、前記ループアンテナと交差するように配置される、請求項５～８のいずれか１項に記載の高周波加熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、高周波発生部を備えた高周波加熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、高周波加熱装置では、加熱室の壁面に設けられた給電口から供給された高周波電力により被加熱物が加熱される。特許文献１に記載された高周波加熱装置は、複数の給電口を有し、複数の給電口のそれぞれから放射される電力量を変化させることができる。これにより、従来の高周波加熱装置は、加熱室内の電磁界分布を時間的に変化させて、被加熱物を均一に加熱しようとしていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭５９－２９３９７号公報

【発明の概要】

【0004】

しかしながら、従来の高周波加熱装置は、高周波電力を加熱室の壁面に設けられた給電口に導く導波管を必要とする。このため、装置が大型化したり、高周波電力が導波管を伝送する際にエネルギーロスが発生したりする。

【0005】

本開示の一態様の高周波加熱装置は、加熱室と発生部と放射部とを備える。加熱室は、金属製の壁面を有し、被加熱物を収容するように構成される。発生部は、高周波電力を発生させる。放射部は、複数のループ部を含むループアンテナを有し、発生部から発生された高周波電力を加熱室に放射する。

【0006】

本態様によれば、高周波電力を伝送する導波管を設けることなく、被加熱物を均一に加熱したり、部分的に加熱したりすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本開示の実施の形態１に係る高周波加熱装置の構成を模式的に示す図である。

【図2】図２は、実施の形態１におけるループアンテナの構成を模式的に示す図である。

【図3】図３は、本開示の実施の形態２に係る高周波加熱装置の構成を模式的に示す図である。

【図4】図４は、本開示の実施の形態３における加熱室の壁面近傍の構成を模式的に示す図である。

【図5】図５は、本開示の実施の形態４に係る高周波加熱装置の構成を模式的に示す図である。

【図6】図６は、実施の形態４におけるループアンテナとチョーク構造体との構成を模式的に示す図である。

【図7】図７は、実施の形態４におけるチョーク構造体の斜視図である。

【図8】図８は、実施の形態４におけるループアンテナとチョーク構造体との位置関係を示す構成図である。

【図9】図９は、実施の形態４における加熱室の壁面近傍の構成を模式的に示す図である。

【図10A】図１０Ａは、ループアンテナが２．４ＧＨｚの周波数の高周波電力を放射する様子を模式的に示す図である。

【図10B】図１０Ｂは、ループアンテナが２．５ＧＨｚの周波数の高周波電力を放射する様子を模式的に示す図である。

【図10C】図１０Ｃは、ループアンテナが２．４５ＧＨｚの周波数の高周波電力を放射する様子を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示の第１の態様の高周波加熱装置は、加熱室と発生部と放射部とを備える。加熱室は、金属製の壁面を有し、被加熱物を収容するように構成される。発生部は、高周波電力を発生させる。放射部は、複数のループ部を含むループアンテナを有し、発生部から発生された高周波電力を加熱室に放射する。

【0009】

本開示の第２の態様において、第１の態様に基づきながら、発生部から発生される高周波電力の周波数を制御するように構成された制御部をさらに備える。

【0010】

本開示の第３の態様において、第１の態様に基づきながら、発生部は、２．４～２．５ＧＨｚの帯域のいずれかの周波数の高周波電力を発生させる。

【0011】

本開示の第４の態様において、第３の態様に基づきながら、複数のループ部は互いに異なる長さを有する。

【0012】

本開示の第５の態様において、第１の態様に基づきながら、複数のループ部の各々の長さは、高周波電力の波長の半分の整数倍である。

【0013】

本開示の第６の態様において、第１の態様に基づきながら、ループアンテナは、高周波電力が供給される分岐点から複数のループ部まで延在する複数の伝送路を有する。複数の伝送路は加熱室の壁面と平行である。

【0014】

本開示の第７の態様において、第６の態様に基づきながら、複数の伝送路の各々の長さは、高周波電力の波長λの１／４以上かつ半分以下である。

【0015】

本開示の第８の態様において、第１の態様に基づきながら、加熱室から突出するように、ループアンテナの上方の加熱室の外側に配置されたチョーク構造体をさらに備える。チョーク構造体は、加熱室の壁面と接する表面に設けられたスリットと、スリットから延在する空洞とを有する。

【0016】

本開示の第９の態様において、第８の態様に基づきながら、空洞の深さは、高周波電力の波長λの約１／４である。

【0017】

本開示の第１０の態様において、第８の態様に基づきながら、スリットの幅が１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。

【0018】

本開示の第１１の態様において、第８の態様に基づきながら、スリットの長さは高周波電力の波長λの半分より長い。

【0019】

本開示の第１２の態様において、第８の態様に基づきながら、チョーク構造体は、壁面を挟んで、ループアンテナと交差するように配置される。

【0020】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下のすべての図面において、同一または相当部分には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

【0021】

（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１に係る高周波加熱装置の構成を模式的に示す。図１は、本実施の形態の高周波加熱装置を正面から見た図である。図１に示すように、本実施の形態１の高周波加熱装置は、加熱室１と、発生部２と、ループアンテナ３とを備える。

【0022】

加熱室１の壁面５は、ホーロー、鉄などの電導性材料で構成される。発生部２は半導体増幅器を含み、マイクロ波などの高周波電力を発生させる。発生部２により発生された高周波電力は、同軸線２０と接続部２１とを介して分岐点７からループアンテナ３に供給される。

【0023】

ループアンテナ３は、高周波電力を加熱室１に放射する放射部である。ループアンテナ３により放射された高周波電力は、加熱室１内に載置された被加熱物４を加熱する。ループアンテナ３は一般的に銅製である。しかし、ループアンテナ３は、高周波を伝導可能であれば必ずしも銅製でなくてもよい。

【0024】

図２は、ループアンテナ３の構成を示すため、下方から加熱室１の上側の壁面５を見た図である。図１、図２に示すように、ループアンテナ３は、二つの伝送路（伝送路６Ａ、６Ｂ）と二つのループ部（ループ部３Ａ、３Ｂ）とを有する。

【0025】

伝送路６Ａは、分岐点７で接続部２１に接続された一端を有し、加熱室１の壁面５に平行に延在する。伝送路６Ａの他端は、接続点Ｐ１でループ部３Ａに接続される。

【0026】

伝送路６Ｂは、分岐点７で接続部２１に接続された一端を有し、加熱室１の壁面５に平行に、かつ、伝送路６Ａとは異なる方向に延在する。伝送路６Ａ、６Ｂのなす角度はＴである。伝送路６Ｂの他端は、接続点Ｑ１でループ部３Ｂに接続される。

【0027】

ループ部３Ａは、接続点Ｐ１で伝送路６Ａと接続された一端と、接続点Ｐ２で壁面５に接続された他端とを有する。ループ部３Ａは、接続点Ｐ１から壁面５に垂直に延在する伝送路と、壁面５に平行かつ伝送路６Ａに平行な伝送路と、接続点Ｐ２から壁面５に垂直に延在する伝送路とを有する。

【0028】

ループ部３Ｂは、接続点Ｑ１で伝送路６Ｂと接続された一端と、接続点Ｑ２で壁面５に接続された他端とを有する。ループ部３Ｂは、接続点Ｑ１から壁面５に垂直に延在する伝送路と、壁面５に平行かつ伝送路６Ｂに平行な伝送路と、接続点Ｐ２から壁面５に垂直に延在する伝送路とを有する。

【0029】

発生部２により発生された高周波電力により、ループアンテナ３に高周波電流が流れる。この高周波電流により電磁界が励振される。ループ部３Ａにより励振される電磁界は、ループ部３Ａが形成する平面に垂直に（図２のＹ軸に沿って）伝播する。ループ部３Ｂにより励振される電磁界は、ループ部３Ｂが形成する平面に垂直に（図２のＺ軸に沿って）伝播する。

【0030】

高周波電力の周波数が、ループ部３Ａ、３Ｂの伝送路の長さに対する共振周波数と一致する場合、ループアンテナ３からの加熱室１内への放射効率が高くなる。ループ部３Ａの伝送路の長さとは、ループ部３Ａを構成する伝送路の接続点Ｐ１から接続点Ｐ２までの長さである。ループ部３Ｂの伝送路の長さとは、ループ部３Ｂを構成する伝送路の接続点Ｑ１から接続点Ｑ２までの長さである。

【0031】

本実施の形態では、ループアンテナ３は、互いに異なる励振方向を有する少なくとも二つのループ部を有する。これにより、複数の方向に高周波電力を放射することができる。

【0032】

本実施の形態では、ループアンテナ３は二つのループ部を有する。しかし、本開示はこれに限定されない。ループアンテナ３が三つ以上のループ部を有する場合でも、同様の効果を得ることができる。

【0033】

図２に示すように、角度Ｔが９０°より小さい場合、または、角度Ｔが２７０°より大きい場合、ループ部３Ａ、３Ｂの励振方向の差が小さい。このため、ループ部３Ａ、３Ｂにより加熱室１内に生じる電磁界分布は互いに類似する。

【0034】

この場合、加熱室１内に、被加熱物４全体をカバーする電磁界分布が生じない。その結果、あまり均一加熱の効果は得られない。すなわち、ループ部３Ａ、３Ｂの間の角度Ｔは９０°以上かつ２７０°以下が好ましい。

【0035】

なお、本実施の形態では、ループアンテナ３は加熱室１の上側の壁面５に設けられる。しかし、ループアンテナ３は加熱室１の側方の壁面に設けてもよい。

【0036】

（実施の形態２）
図３は、本開示の実施の形態２に係る高周波加熱装置の構成を模式的に示す。図３は、本実施の形態の高周波加熱装置を正面から見た図である。

【0037】

本実施の形態の高周波加熱装置は、発生部２から発生される高周波電力の周波数を制御する制御部３０を有する。本実施の形態では、発生部２は、ＩＳＭバンド（Industrial, Scientific and Medical Radio Band）である２．４～２．５ＧＨｚの帯域のいずれかの周波数の高周波電力を出力する。

【0038】

自由空間における２．４ＧＨｚの高周波電力の波長λ１は約１２．５０ｃｍである。自由空間における２．５ＧＨｚの高周波電力の波長λ２は約１２．００ｃｍである。本実施の形態では、ループ部３Ａの伝送路の長さは、波長λ１の約半分に設定される。ループ部３Ｂの伝送路の長さは、波長λ２の約半分に設定される。

【0039】

制御部３０が、２．４ＧＨｚの高周波電力を出力するように発生部２を制御すると、ループ部３Ａに共振が発生し、高周波電流は主にループ部３Ａに流れる。その結果、主にループ部３Ａから加熱室１に高周波電力が放射される（図３の矢印１２Ａ参照）。

【0040】

制御部３０が、２．５ＧＨｚの高周波電力を出力するように発生部２を制御すると、ループ部３Ｂに共振が発生し、高周波電流は主にループ部３Ｂに流れる。その結果、主にループ部３Ｂから加熱室１に高周波電力が放射される（図３の矢印１３Ａ参照）。

【0041】

すなわち、発生部２が２．４ＧＨｚの高周波電力を出力すると、ループ部３Ａの近くに載置された被加熱物４を集中的に加熱することができる。発生部２が２．５ＧＨｚの高周波電力を出力すると、ループ部３Ｂに近くに載置された被加熱物４を集中的に加熱することができる。

【0042】

発生部２が２．４ＧＨｚの高周波電力と２．５ＧＨｚの高周波電力とを所定の時間間隔で交互に出力すると、被加熱物４の全体を均一に加熱することができる。このようにして、被加熱物４を均一に加熱したり、部分的に加熱したりすることができる。

【0043】

上述のように、本実施の形態では、ループ部３Ａの伝送路の長さが波長λ１の約半分に設定され、ループ部３Ｂの伝送路の長さが波長λ２の約半分に設定される。しかし、本開示はこれに限定されない。ループ部３Ａの伝送路の長さが波長λ１の約半分の整数倍に設定され、ループ部３Ｂの伝送路の長さが波長λ２の約半分の整数倍に設定されれば、同様の効果が得られる。

【0044】

（実施の形態３）
図４は、本開示の実施の形態３に係る高周波加熱装置の加熱室１の壁面５近傍の構成を模式的に示す。

【0045】

図４に示すように、本実施の形態では、伝送路６Ａ、６Ｂの長さが実施の形態１よりも長い。具体的には、伝送路６Ａ、６Ｂの長さは約５ｃｍに設定される。

【0046】

伝送路６Ａ、６Ｂを長くすると、ループ部３Ａとループ部３Ｂとの間の距離が増加する。このため、ループ部３Ａ、３Ｂにより励振される二つの電磁界の干渉が小さくなり、加熱室１内の電磁界の分布が変化する。その結果、加熱効率が向上する。

【0047】

なお、高周波電力の波長をλとした場合、伝送路６Ａ、６Ｂの各々の長さは、波長λの１／４以上かつ波長λの半分以下であることが望ましい。

【0048】

（実施の形態４）
図５は、本開示の実施の形態４に係る高周波加熱装置の構成を模式的に示す。図６は、本実施の形態におけるループアンテナ３およびチョーク構造体８Ａ、８Ｂの構成を模式的に示す。図６は、ループアンテナ３とチョーク構造体８Ａ、８Ｂとの位置関係を示すため、下方から加熱室１の上側の壁面５を見た図である。図７は、斜め下方から見たチョーク構造体８Ａ、８Ｂの斜視図である。

【0049】

図５に示すように、加熱室１から突出するように、ループアンテナ３の上方の加熱室１の外側にチョーク構造体８Ａ、８Ｂが配置される。図７に示すように、チョーク構造体８Ａ、８Ｂは、平らな直方体形状の金属体である。

【0050】

図５、図７に示すように、チョーク構造体８Ａ、８Ｂの、加熱室１の壁面５と接する表面には、同じ形状および大きさのスリット９Ａ、９Ｂがそれぞれ設けられる。スリット９Ａ、９Ｂは、長さＬ（長手方向の大きさ）、幅Ｗ（短手方向の大きさ）を有する。チョーク構造体８Ａ、８Ｂの内部には、それぞれスリット９Ａ、９Ｂから延在する深さＤの空洞が設けられる。

【0051】

加熱室１の壁面５には、スリット９Ａ、９Ｂと同じ形状および大きさの二つの開口部が設けられる。チョーク構造体８Ａは、スリット９Ａが壁面５の二つの開口部の一方に対向するように配置される。チョーク構造体８Ｂは、スリット９Ｂが壁面５の二つの開口部の他方に対向するように配置される。この構成により、スリット９Ａ、９Ｂと二つの開口部とを介して、加熱室１は、チョーク構造体８Ａ、８Ｂの内部の空洞とそれぞれ連通する。

【0052】

図６に示すように、伝送路６Ａ、６Ｂは、互いにほぼ直交するように延在する。ループ部３Ａ、３Ｂは、それぞれ伝送路６Ａ、６Ｂと同じ方向に延在する。その結果、ループ部３Ａ、３Ｂは、互いにほぼ直交するように延在する。

【0053】

チョーク構造体８Ａは、壁面５を挟んで、チョーク構造体８Ａのほぼ中央でループアンテナ３と交差するように配置される。チョーク構造体８Ｂは、壁面５を挟んで、チョーク構造体８Ｂのほぼ中央でループアンテナ３と交差するように配置される。本実施の形態では、伝送路６Ａ、６Ｂは、チョーク構造体８Ａ、８Ｂとそれぞれ直交する。

【0054】

発生部２により発生された高周波電力は、伝送路６Ａ、６Ｂを、それぞれチョーク構造体８Ａ、８Ｂに垂直に流れる。チョーク構造体８Ａ、８Ｂの空洞の深さＤが高周波電力の波長λの１／４であるとき、スリット９Ａ、９Ｂから見たチョーク構造体８Ａ、８Ｂの空洞内のインピーダンスは無限大となる。

【0055】

本構成では、ｃ／λ（ｃは光の速度）の周波数の高周波電力は、チョーク構造体８Ａ、８Ｂにより全反射される。すなわち、チョーク構造体８Ａ、８Ｂは、所定の周波数の高周波電力を遮断してループ部３Ａ、３Ｂに供給しないようにすることができる。

【0056】

チョーク構造体８Ａ、８Ｂの内部の空洞は、図７に示すように深さ方向にまっすぐな形状でも良く、途中で折り曲がった形状でも良い。

【0057】

チョーク構造体８Ａ、８Ｂは、スリット９Ａ、９Ｂの幅Ｗが狭いほど、より高い電力遮断性能を有する。しかしながら、幅Ｗを狭くし過ぎると、幅方向の電界が強くなり過ぎる可能性がある。逆に幅Ｗを広くし過ぎると、電力遮断性能が低下する。そのため、使用する電力量と必要な電力遮断性能との関係に鑑みて、幅Ｗを設定する必要がある。具体的には、幅Ｗは１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが望ましい。

【0058】

スリット９Ａ、９Ｂの長さＬは、高周波電力の波長λの半分よりも長く設定される。チョーク構造体８Ａ、８Ｂを矩形の導波管と考えると、導波管内を通過可能な電磁波の最大波長（管内遮断波長）は、スリット９Ａ、９Ｂの幅Ｗの２倍より小さい。

【0059】

すなわち、スリット９Ａ、９Ｂの幅Ｗが波長λの半分よりも狭いと、電磁波はチョーク構造体８Ａ、８Ｂ内を通過することができない。スリット９Ａ、９Ｂの幅Ｗを広くすると、チョーク構造体８Ａ、８Ｂ内の空洞の表面積が増大し、空洞の内壁に沿って流れる電流の経路が長くなる。このため、遮断周波数はより低周波の方に移行する。

【0060】

図８は、本実施の形態におけるループアンテナ３およびチョーク構造体８Ａ、８Ｂの他の構成を模式的に示す。図８は、ループアンテナ３とチョーク構造体８Ａ、８Ｂとの位置関係を示すため、下方から加熱室１の上側の壁面５を見た図である。

【0061】

図８に示すように、本構成では、図６に示す構成から、チョーク構造体８Ａを伝送路６Ａに対して垂直に移動させ、チョーク構造体８Ｂを伝送路６Ｂに対して垂直に移動させる。しかし、本構成では、図６に示す構成と同様に、チョーク構造体８Ａ、８Ｂは、ループアンテナ３の伝送路６Ａ、６Ｂとそれぞれ重なり合う。

【0062】

言い換えると、本構成では、チョーク構造体８Ａは、壁面５を挟んで、チョーク構造体８Ａの中央以外でループアンテナ３と交差するように配置される。チョーク構造体８Ｂは、壁面５を挟んで、チョーク構造体８Ｂの中央以外でループアンテナ３と交差するように配置される。

【0063】

この構成により、遮断周波数が変化し、遮断精度が変化する。その結果、チョーク構造体８Ａ、８Ｂの配置の自由度が向上し、遮断周波数の微妙なずれを調整することもできる。

【0064】

（実施の形態５）
図９は、本開示の実施の形態５に係る高周波加熱装置における、加熱室１の壁面５近傍の構成を模式的に示す。図９に示すように、本実施の形態では、ループ部３Ａの伝送路の長さは、自由空間における２．４ＧＨｚの高周波電力の波長λ１の約半分に設定される。ループ部３Ｂの伝送路の長さは、自由空間における２．５ＧＨｚの高周波電力の波長λ２の約半分に設定される。

【0065】

本実施の形態の高周波加熱装置は、加熱室１から突出するように、ループアンテナ３の上方の加熱室１の外側に配置されたチョーク構造体８Ａ、８Ｂを有する。チョーク構造体８Ａ内の空洞の深さＤ１は、波長λ２の約１／４である。チョーク構造体８Ｂ内の空洞の深さＤ２は、波長λ１の約１／４である。

【0066】

発生部２が２．４ＧＨｚの周波数の高周波電力を出力する場合、上述のように、ループ部３Ａに共振が発生する。このため、大部分の電流がループ部３Ａに流れる（図９の矢印１２Ｂ参照）。一部の電流はループ部３Ｂに向かうが、チョーク構造体８Ａがこの電流のほとんどを遮断し反射する（図９の矢印１３Ｂ参照）。その結果、ほぼすべての電流がループ部３Ａに流れ、ループ部３Ａから高周波電力が放射される（図９の矢印１２Ｃ参照）。

【0067】

本実施の形態では、分岐点７とスリット９Ｂとの間の最短距離は、波長λ１の約１／４に設定される。このため、チョーク構造体８Ｂで反射された電流の位相は、発生部２からループ部３Ａに直接向かう電流の位相と同じになる。これにより、ループ部３Ａに流れる電流が強められる。

【0068】

分岐点７とスリット９Ａとの間の最短距離は、波長λ２の約１／４に設定される。従って、発生部２が２．５ＧＨｚの周波数の高周波電力を出力する場合、上記とは逆に、ほぼすべての電流がループ部３Ｂに流れ、ループ部３Ｂから高周波電力が放射される。

【0069】

図１０Ａは、ループアンテナが２．４ＧＨｚの周波数の高周波電力を放射する様子を模式的に示す。図１０Ｂは、ループアンテナが２．５ＧＨｚの周波数の高周波電力を放射する様子を模式的に示す。図１０Ｃは、ループアンテナが２．４５ＧＨｚの周波数の高周波電力を放射する様子を模式的に示す。

【0070】

図１０Ａに示すように、２．４ＧＨｚの周波数の高周波電力の場合、チョーク構造体８Ｂがこの高周波電力をほぼ遮断する。その結果、ループ部３Ａから高周波電力が放射される。

【0071】

図１０Ｂに示すように、２．５ＧＨｚの周波数の高周波電力の場合、チョーク構造体８Ａがこの高周波電力をほぼ遮断する。その結果、ループ部３Ｂから高周波電力が放射される。

【0072】

図１０Ｃに示すように、２．４５ＧＨｚの周波数の高周波電力の場合、チョーク構造体８Ａ、８Ｂともにこの高周波電力を遮断できない。その結果、ループ部３Ａ、３Ｂの両方からほぼ均等に高周波電力が放射される。

【0073】

このように、高周波電力の周波数を変化させることによって、加熱室１内に異なるパターンで高周波電力を放射することができる。これにより、電磁界分布を変化させることができ、被加熱物を均一に加熱したり、部分的に加熱したりすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0074】

本開示に係る高周波加熱装置は、誘電加熱を利用した加熱装置や生ゴミ処理機などに適用可能である。

【符号の説明】

【0075】

１ 加熱室
２ 発生部
３ ループアンテナ
３Ａ、３Ｂ ループ部
４ 被加熱物
５ 壁面
６Ａ、６Ｂ 伝送路
７ 分岐点
８Ａ、８Ｂ チョーク構造体
９Ａ、９Ｂ スリット
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１３Ａ、１３Ｂ 矢印
２０ 同軸線
２１ 接続部
３０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】