JP6111421B2 - マイクロ波加熱装置 - Google Patents
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Description
あるが、不均一加熱が未解決の中での高出力化は不均一加熱の課題をより顕在化させることになる。
マイクロ波放射を効率よく行い、回転機構を用いないで被加熱物を均一かつ高効率に加熱することが可能なマイクロ波加熱装置を提供することができる。
できる。
図1は、本発明の実施の形態1におけるマイクロ波加熱装置の断面図である。図1において、101は筐体、102は被加熱物、103は加熱室、104は載置部、105はマイクロ波供給手段、106は導波管、107は導波管構造アンテナ、108は結合軸、109はマイクロ波放射開口部、110は導波管構造アンテナ107の終端を固定端とし内部を伝送するマイクロ波を定在波とするための終端部であり、筐体101内にそれぞれが配置されている。なお、載置部104にはガラス板、マイクロ波供給手段105にはマグネトロン、導波管106には方形導波管、導波管構造アンテナ107には直方体状の多面体、結合軸108は導波管106内を伝送するマイクロ波を導波管構造アンテナ107に伝えるための同軸構造、マイクロ波放射開口部109は導波管構造アンテナ107に設けた開口部、終端部110は導波管構造アンテナ107内を伝送するマイクロ波の伝送方向の端部を金属板により閉塞する構造とすることでこの構成を容易に実現できる。
され、終端部110が固定端となることから図3(a)に示すような定在波301が形成される構成となっている。また、マイクロ波放射開口部109は、導波管構造アンテナ107上部に設けた開口であり加熱室103へマイクロ波を放射する構成となっている。また、本実施の形態においては、マイクロ波放射開口部109の重心が、導波管構造アンテナ107の導波管構造内に発生する定在波301の節に配置されるように構成されている。
図6は、本発明の実施の形態2におけるマイクロ波加熱装置のマイクロ波放射開口部と定在波の関係説明図であり、図6(a)は断面図、図6(b)は平面図である。なお、図面において、実施の形態1と同一動作を示す部分は同一番号を付与している。また、実施の形態2における基本的な動作は実施の形態1と同様である。以下、その動作、作用を説明する。
量を調節することで、複数の導波管構造アンテナ107へのエネルギー供給量を略均等化する構成とすることができるため、加熱室103全体をカバーするようにマイクロ波放射開口部109を配置することも可能となる。
図9は、本発明の実施の形態3における導波管構造アンテナの概略斜視図である。以下、その動作、作用を説明する。なお、図面において、実施の形態1〜2と同一動作を示す部分は同一番号を付与している。また、実施の形態3における基本的な動作は実施の形態1〜2と同様である。
図10は、本発明の実施の形態4におけるマイクロ波加熱装置の断面図および要部平面図、図11は、本発明の実施の形態4におけるマイクロ波加熱装置のマイクロ波放射開口部と定在波の関係説明図である。以下、その動作、作用を説明する。なお、図面において、実施の形態1〜3と同一動作を示す部分は同一番号を付与している。また、本実施の形態における基本的な動作は実施の形態1〜3と同様である。
するマイクロ波であり、円偏波を形成すると電界の方向が時間に応じて変化し続けるので、加熱室103内に放射されるマイクロ波の放射角度も変化し続け、時間的に電界強度の大きさが変化しないという特徴を有している。これにより、従来のマイクロ波加熱装置に用いられている直線偏波によるマイクロ波加熱と比較して、広範囲にわたってマイクロ波が分散放射されて、被加熱物を均一にマイクロ波加熱することができるようになる。特に、円偏波の周方向に対して均一加熱の傾向が強い。なお、円偏波は回転方向から右旋偏波(CW:clockwise)と左旋偏波(CCW:counter clockwise)の2種類に分類されるが、加熱性能に違いはない。
103 加熱室
104 載置部
105 マイクロ波供給手段
106 導波管
107 導波管構造アンテナ
108 結合軸
109 マイクロ波放射開口部
110 終端部
301 定在波
302 マイクロ波伝送方向
401 左右方向対称軸
402 奥行き方向対称軸
701 左右方向対称軸
702 奥行き方向対称軸
901 導波管構造部
902 フランジ部
1101 管軸
Claims (6)
- 被加熱物を入れる加熱室と、
前記被加熱物を載置する載置部と、
前記加熱室にマイクロ波を供給するためのマイクロ波供給手段と、
前記マイクロ波供給手段から供給されるマイクロ波を伝送するための導波管と、
前記加熱室にマイクロ波を放射するための1つまたは複数の導波管構造アンテナと、
前記導波管構造アンテナの終端を固定端としマイクロ波を定在波とするための終端部と、前記導波管から前記導波管構造アンテナへマイクロ波を伝えるための1つまたは複数の結合軸と、
前記導波管構造アンテナから前記加熱室へ放射するための複数のマイクロ波放射開口部を備えたマイクロ波加熱装置。 - 前記マイクロ波放射開口部は、前記結合軸と前記終端部の間に発生する定在波の節近傍に配置される請求項1記載のマイクロ波加熱装置。
- 前記マイクロ波放射開口部は、前記結合軸と前記終端部の間に発生する定在波の腹近傍に配置される請求項1記載のマイクロ波加熱装置。
- 導波管構造アンテナは直方体状の多面体として構成され、上面部にマイクロ波放射開口部が設けられ、下面部に導波管構造と接するフランジ部を備え、フランジ部はマイクロ波の伝送方向と平行に形成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載のマイクロ波加熱装置。
- 前記導波管構造アンテナが対称軸を持つよう構成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載のマイクロ波加熱装置。
- 前記マイクロ波放射開口部が、円偏波を放射する形状となっている請求項1〜5のいずれか1項に記載のマイクロ波加熱装置。
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