CN102573161B - 微波装置及其流通管 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种使用了单模的空腔谐振器的微波装置，能够增多被处理液的流量而实现均匀且高效的处理。本发明的一方式的微波装置具备：单模的空腔谐振器，其具有形成为四棱柱状空腔或圆柱状空腔的照射室；流通管，其以使轴线沿着所述照射室内产生的电场方向的方式设置于所述照射室；障碍机构，其具有与穿过所述流通管而流动的被处理液不同的介电常数，且收容在所述流通管内而扰乱所述被处理液的流动。

Description

微波装置及其流通管

技术领域

以下公开一种照射微波而用于对物质实施加热、促进化学反应等处理的装置所相关的技术。

背景技术

近些年，发现了微波能促进物质的化学反应，因而在生物化学等领域中，对利用了微波的化学反应装置的兴趣不断升高。此种促进化学反应或加热用的微波装置中，在试管或烧瓶等中收容被处理液而进行处理的所谓电子炉灶(電子レンジ)类型的批式装置当前成为主流。然而，在批式中，处理能力存在界限，因此正在研究形成流通路，一边使被处理液在该流通路中流动一边照射微波而进行处理的流动式的装置(参照专利文献1)。

专利文献1(Patent Literature 1)：Japanese Laid-open(Kokai)PatentApplication Publication No.2006-272055(日本已公开专利申请期刊第2006-272055号)

专利文献1的微波装置在方形导波管内配设有流通路，使用了空腔谐振器的情况下微波的吸收效率升高，结果是处理的效率良好。尤其是，若做成在单模的空腔谐振器形成有流通路的装置，则反应的再现性优良，而且，谐振时在空腔谐振器内产生的电磁场强，因此能够缩短处理时间。但是，在使用了空腔谐振器的微波装置的情况下，取得空腔谐振器与微波的调谐的结构变得困难。

在单模的空腔谐振器中，电磁场强反而会成为灾难，被处理液吸收的微波过大会成为难以调谐的原因。即，相对于蓄积在空腔谐振器中的微波能量，由被处理液吸收的每单位时间的能量过大，这两个量的比(所述微波能量/所述每单位时间的能量)乘以角频率而得到的式子定义的谐振的“Q”降低。Q降低时，不仅失去作为谐振器的特长，而且对于为了维持谐振所需的谐振频率而取得调谐(同調)这种情况本身也变得困难。

现实情况是，利用如下的应对方法来避免上述情况的发生，即，尽可能地减小流通路的截面积，与空腔容积相比，极力减小空腔谐振器内存在的被处理液的容积，减少由被处理液吸收的每单位时间的能量。即，通常的应对方法是极力减小圆筒直管即流通路的直径，抑制在流通路中流动的被处理液的每段时间的液量，即，抑制在空腔谐振器内存在的被处理液的容积。在该应对方法中，为了将Q保持为适当的值，而在当前通常的微波的频率2450MHz下进行动作的空腔谐振器的情况下，流通路不得不将直径形成为1.0mm以下。这样的话，难以说是面向实用化具有充分的处理能力。

发明内容

鉴于上述那样的背景，本发明涉及一种使用了单模的空腔谐振器的微波装置，其目的在于能够增多被处理液的流量而实现均匀且高效的处理。

本发明的第一方式的微波装置具备：

单模的空腔谐振器，其具有形成为四棱柱状空腔或圆柱状空腔的照射室；

流通管，其以使轴线沿着所述照射室内产生的电场方向的方式设置于所述照射室；

障碍机构，其具有与穿过所述流通管而流动的被处理液不同的介电常数，且收容在所述流通管内而扰乱所述被处理液的流动。

本发明的第二方式的微波装置具备：

单模的空腔谐振器，其具有形成为四棱柱状空腔或圆柱状空腔的照射室；

流通管，其形成为以包围中心轴的方式延伸的螺旋状而设置于所述照射室，其中该中心轴将所述照射室底面的中心彼此连结。

本发明的第三方式的流通管能够在包含单模的空腔谐振器而构成的微波装置中使用，该单模的空腔谐振器具有形成为四棱柱状空腔或圆柱状空腔的照射室，其中，

所述流通管收容有障碍机构，该障碍机构具有与穿过该流通管而流动的被处理液不同的介电常数，并扰乱所述被处理液的流动，

所述流通管以使轴线沿着所述照射室内产生的电场方向的方式设置于所述照射室。

本发明的第四方式的流通管能够在包含单模的空腔谐振器而构成的微波装置中使用，该单模的空腔谐振器具有形成为四棱柱状空腔或圆柱状空腔的照射室，其中，

在设置于所述照射室时，所述流通管形成为以包围中心轴的方式延伸的螺旋状，其中该中心轴将所述照射室底面的中心彼此连结。

附图说明

图1是表示微波装置的整体结构的第一例的框图。

图2表示空腔谐振器的第一实施方式，图2A是从与图1相同的侧面观察而得到的主视图，图2B是左侧视图，图2C是俯视图。

图3表示图2的空腔谐振器中的流通管配置状态，图3A是取下侧面壁而使照射室内可见的主视图，图3B是取下上侧的底面壁而使照射室内可见的俯视图，图3C是取下下侧的底面壁而使照射室内可见的仰视图。

图4是表示流通管的第一实施方式的图。

图5是表示流通管的第二实施方式的图。

图6表示流通管及支撑棒的夹具，图6A是主视图，图6B是左侧视图，图6C是右侧视图，图6D是俯视图，图6E是仰视图。

图7表示空腔谐振器的第二实施方式，图7A是从与图1相同的侧面观察而得到的主视图，图7B是左侧视图，图7C是俯视图。

图8是与第一实施方式的空腔谐振器内的电场相关而表示绕中心轴的圆周方向电场变化模拟(シミユレ一シヨン)结果的图。

图9是说明被处理液的流动方向与电场的关系的图。

图10是与第二实施方式(或第一实施方式)的空腔谐振器内的电场相关而表示中心轴方向的模拟结果的图。

图11是表示使被处理液向流通管流动的流动机构的第一例的图。

图12是表示微波装置的整体结构的第二例的框图。

图13表示空腔谐振器的第三实施方式，图13A是从与图12相同的侧面观察而得到的主视图，图13B是左侧视图，图13C是俯视图。

图14表示空腔谐振器的第四实施方式，图14A是从与图12相同的侧面观察而得到的主视图，图14B是左侧视图，图14C是俯视图。

图15是表示流通管的第三实施方式的图。

图16是说明第三实施方式的流通管的放大图。

图17是表示放入了障碍机构的流通管中的电场模拟结果的图。

图18是表示第一实施方式的流通管的实验结果的图。

图19是表示流通管的第四实施方式的与图16相当的图。

图20是表示流通管的第五实施方式的与图16相当的图。

图21是表示流通管的第六实施方式的图。

图22是表示流通管的第七实施方式的图。

图23是表示使被处理液向流通管流动的流动机构的第二例的图。

图中：

10、10’空腔谐振器

11、11’光阑(アイリス)

12、12’照射室

20 导波管

60 流通路

61、61’支撑棒

C、C’中心轴

110、110’空腔谐振器

112、112’照射室

119 圆筒构件

119a 凸缘

160、170、180、190 流通管

161 盖构件

161a 鼓出(膨出)部

162 位置保持构件

163、173、181 障碍机构

164、174、182 过滤体

171 内侧流路

172 外侧流路

C1 轴线

具体实施方式

本发明的一方式的流通管具有与被处理液的介电常数不同的介电常数，收容有使被处理液的流动紊乱的障碍机构。将该流通管设置于微波装置的照射室(谐振空腔)时，在被处理液所流动的流通管内，电场分布不再一样，产生减少平均的电场强度的作用，结果是，抑制被处理液对微波的吸收。其结果是，即使流通管的直径比以往变粗，而照射室内存在的被处理液的容积增多，也能抑制谐振频率的减少率，因此容易将对于各种被处理液的谐振频率收纳在规定的频带、例如ISM(Industry-Science-Medical)频带内，进而容易抑制Q的下降而取得调谐，从而能够增大照射室内存在的被处理液的容积而提高处理效率。

另外，本发明的另一方式的微波装置在空腔谐振器的照射室(谐振空腔)中产生与中心轴平行的电场。并且，在该照射室内，流通管设置成卷绕在照射室的中心轴上的螺旋状，因此在该流通管中流动的被处理液沿着横切电场的方向流动。根据该结构，被处理液、即电介质的边界成为横切电场的方向，因此每单位时间由被处理液吸收的能量减少，能抑制Q的下降。因此，即使使用比以往粗的流通管而增多被处理液的流量，Q的下降也格外平缓而能够保持为适当值。而且，通过将流通管形成为螺旋状，与直管式流通管的情况相比，照射室内的被处理液流动距离变长，被处理液的接受的微波的强度保持为恒定且能够获得照射室内滞留时间。以上的结果是，能够进行基于单模空腔谐振器的均匀且高效的处理。

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。

首先，图1表示与微波装置的整体结构相关的第一例。图示的微波装置是在空腔谐振器10安装导波管20及微波产生器30，并利用个人计算机等的控制器40进行控制的结构。

微波产生器30包括可变频率振荡器31及可变放大器32。通过可变频率振荡器31输出频率可变(例如2.4GHz～2.5GHz)的微波，并通过可变放大器32对该微波的功率进行可变放大。可变频率振荡器31的频率和可变放大器32的功率由控制器40控制。从微波产生器30输出的微波经由利用同轴电缆连接的隔离器33、方向性耦合器34等而向同轴导波管转换器21输送。经由同轴导波管转换器21被导波管20导波的微波穿过图2所示的光阑(アイリス)11，向在空腔谐振器10内形成的照射室12导入。

向照射室12导入微波时，通过向中心轴方向分离设置的两根天线50(例如环形的天线)来检测磁场的强度，并将该检测结果向控制器40输入。而且，如后述的图11所示，对被处理液的温度进行了测量后的结果也向控制器40输入。控制器40根据这些输入而控制微波产生器30。

进行微波照射开始的操作时，控制器40通过微波产生器30而开始微波输出，执行频率控制过程。频率控制过程是根据天线50产生的检测结果将从微波产生器30输出的微波的频率调谐成照射室12的谐振频率的控制。执行频率控制过程的控制器40扫描可变频率振荡器31的频率并根据天线50产生的检测结果来判断调谐频率。此时，控制器40优选将可变放大器32产生的功率在不对天线50的检测造成妨碍的范围内形成为最低限度的微弱功率。通过减弱向照射室12导入的微波的输出功率，而能够在频率控制过程的执行中抑制对被处理液带来的影响。

这种情况的微弱功率例如成为如下的值。可变放大器32通常由可变减衰部+放大部的组合构成，因此能够将该可变减衰部的减衰率为最大值(99％等)时的可变放大器32的输出功率形成为微弱功率。作为一例，微弱功率可以为100mW以下。

控制器40接着频率控制过程的调谐，而执行控制微波的功率的功率控制过程。功率控制过程是在微波照射开始前按照操作者所设定的条件而控制微波产生器30的可变放大器32，并控制微波的功率的过程。在功率控制过程中，控制器40按照天线50产生的检测结果(或被处理液的温度测量结果)，而调整从微波产生器30输出的微波的功率。若追求准确性，则可以使用天线50的检测结果及温度测量结果这双方。

作为一例，控制器40在微波的照射开始的最初执行频率控制过程，之后，执行功率控制过程，在该功率控制过程的执行中以恒定的间隔插入并执行频率控制过程。然后，在该频率控制过程中，控制器40控制可变放大器3b而以上述的微弱功率输出微波，并控制可变频率振荡器31而实现频率的调谐。

以上的微波装置中的空腔谐振器10的第一实施方式如图2所示。

图中的上下所示的两张对置的底面壁13、14大致为正方形，在该大致正方形的底面壁13、14的各边通过螺栓等固定长方形的侧面壁15、16、17、18，从而构成第一实施方式的空腔谐振器10。在第一实施方式的情况下，四个侧面壁15、16、17、18中的图2B所示的一个侧面壁15为了将导波管20连接而与导波管20的凸缘22对应地扩大面积，该扩张部分从底面壁13、14的端部露出。而且，四个侧面壁15、16、17、18中的图2A所示的一个侧面壁18，具有在向底面壁13、14抵接的端部开设的流通管插通口18a、18b。

在将这些底面壁13、14及侧面壁15、16、17、18组装而形成的长方体的空腔谐振器10中，形成有正四棱柱状空腔的照射室12，该照射室12具有基于底面壁13、14的大致正方形的底面及基于侧面壁15、16、17、18的长方形的侧面。向该照射室12导入微波的光阑11在形成照射室侧面的侧面壁15的中央部位开设矩形开口。第一实施方式的光阑11为长方形，其长轴与中心轴C平行地延伸，该中心轴C将照射室底面的中心彼此、即第一实施方式中的底面壁13、14的中心彼此连结。

从导波管20穿过耦合狭缝即光阑11而向正四棱柱状空腔的照射室12导入的微波在谐振时产生沿着中心轴C的方向的单模的电场。严格来说，若空腔谐振器10内什么也未进入，则激励出TM110模式的电磁场。因此，在照射室12产生大致与TM110模式的电磁场分布对应的分布的电磁场。

关于照射室12，作为其底面的大致正方形的1边的长度为L。另外，可容许对于L的正负百分之几(±数％)左右的尺寸差。在加热等通常的微波的频率为2450MHz的的情况下，照射室12内什么也没有时的L为86.5mm。然而实际上由于照射室12存在作为电介质的被处理液，因此受其影响而照射室12的谐振频率下降。因此，照射室12的L设计成比空时的尺寸小，优选设计为在照射室12内具有被处理液而谐振频率下降时能够进行谐振的值。而且，延长L时，会发生除了预定的单模下的谐振之外还在其附近的频率中以高次模式进行谐振的模式竞争那样的不良情况。考虑了这些条件而反复尝试了模拟等的结果是，在照射室12中作为底面的大致正方形的1边的长度L优选设计为向照射室12导入的微波的波长的75％以下。另外，在照射室12中作为各侧面的长方形的长边的长度H(正四棱柱的高度)只要是根据电场沿中心轴C的方向产生的情况而适当设计所需的长度即可。

从导波管20向空腔谐振器10耦合微波的光阑11将在照射室12激励的电磁场仅形成为预定的单模(TM110或后述的TM010)。在图2B所示的光阑11中，在其长边(侧缘)中，微波产生的电流向中心轴C的方向流动，由该电流引起，从而产生围绕中心轴C的磁场和与中心轴C平行的电场。光阑11的宽度(与中心轴C正交的方向)可以通过模拟及实验来求出最佳值。空腔谐振器10有可能会产生TE模式，但产生TE模式时会引起设想外的现象，因此需要极力抑制TE模式。在图2的导波管20及光阑11的关系中，关于中心轴C，只要确保结构上的对称性，图中的横向的电场就不会存在，从而能够抑制TE模式。

图3表示在这样的照射室12设置的流通管60的配置状态。

图3A是将正面的侧面壁18取下而表示照射室12的内部的图，图3B是将上侧的底面壁13取下而表示照射室12的内部的图，并且，图3C是将下侧的底面壁14取下而表示照射室12的内部的图。

流通管60将一根柔性管卷绕成螺旋状而形成，其材料使用微波的吸收少且相对介电常数(实数部)小的材料，例如PTFE或PP。卷绕成螺旋状的流通管60的卷绕直径的中心与照射室12的中心轴C大体一致(也可以是看起来一致的程度，例如容许几mm左右的误差)。因此，供被处理液流动的流通管60设置成围绕中心轴C而延伸的螺旋状。卷绕成螺旋状的流通管60从图2所示的流通管插通口18a、18b露出两端，而与被处理液的流动机构连接。该流通管60及为了将该流通管60设置成螺旋状而使用的支撑棒61的第一实施方式如图4所示。

第一实施方式的支撑棒61是利用与流通管60相同的PTFE或PP等不易吸收微波的原料构成的圆柱，其轴沿着中心轴C而配置在照射室12内。在图3的情况下，以支撑棒61的中心轴与照射室12的中心轴C大体一致的方式配置。螺旋槽61a呈一条状地跨度整个长度地凹陷设置在该支撑棒61的周面上，流通管60以该螺旋槽61a为引导而卷绕在支撑棒61的周围。通过形成螺旋槽61a，而能够以恒定的间距p来卷绕流通管60且能防止卷绕的流通管60的错位。

图5表示流通管60及支撑棒61’的第二实施方式。第二实施方式的支撑棒61’也与第一实施方式同样地是由PTFE或PP构成的圆柱，与第一实施方式同样地配置在照射室12内，但在其周面形成的螺旋槽61a’的间距比第一实施方式大，流通管60的间距p比第一实施方式宽。若流通管60的间距p不同，则被处理液留在照射室12内的时间改变，因此微波的照射时间改变。而且，由于间距p的不同，如图中右侧所示，流通管60的螺旋的斜率发生变化，相对于照射室12内的轴向的电场的、被处理液流动方向的轴向分量增减。即，微波中的电介质即被处理液的电介质边界的方向相对于电场的方向在正交与平行之间变化。由此，能够使被处理液的微波能量吸收发生变化(后述)。

支撑棒61、61’可以利用微波损失少且导热特性优异的氧化铝(酸化アルミニウム)来形成。在形成为氧化铝制的支撑棒61、61’的情况下，由于其导热良好，因此能够将流通管60下游的被处理液的热量向上游的被处理液传递，从而能够提高在流通管60中流动的被处理液的均温性。在伴随着微波照射的加热的作用下，被处理液的温度越朝向下游越升高，但通过将该热量经由支撑棒61、61’向上游侧传导，而能够改善化学反应所要求的均温性。在第二实施方式的支撑棒61’的情况下，还在内部形成有沿轴向贯通的流路61b’，在此作为制冷剂能够流动气体或液体。作为微波吸收少的制冷剂，例如列举有氟利昂(フロリナ一ト)(氟系非活性液体)。制冷剂向与被处理液的流动方向相反的方向流动，例如，在图5中被处理液从下向上流动时，制冷剂从上向下(箭头所示)流动。由此，能进一步提高均温性。而且，在基于微波的热反应处理中，有时存在要求照射强微波并同时将被处理液的温度抑制在容许水平内的情况。这种情况下，在以往的装置中，当被处理液的温度上升时，通过降低微波输出来应对，但若利用支撑棒61、61’的导热或制冷剂作用，则不用像以往那样降低微波输出即可。

用于将这样的卷绕在支撑棒61、61’上的螺旋状流通管60配置在照射室12内的固定位置的夹具(治具)62如图6所示。夹具62还是由PTEF或PP形成，包括相当于照射室12底面的大致正方形(1边大致为L)且彼此为相同形状的两张底面板62a及相当于照射室12侧面长边的长度(大致为H)的四根支柱62b，在对置的底面板62a的四角固定支柱62b而组装。支柱62b的固定例如通过工程塑料制的螺钉形成的螺纹紧固(ねじ止め)来进行。底面板62a的板厚为5mm左右，在正方形的中心部位开设有用于供支撑棒61、61’的端部61b、61c’嵌入的嵌合孔62c。在此，通过嵌入并固定支撑棒61、61’，而在将夹具62向照射室12插入时，沿着中心轴C配置支撑棒61、61’，且绕中心轴C配置螺旋状流通管60。

在底面板62a上的两个部位还开设有在相对于照射室12取出/放入夹具62时作为把手的把持孔62d。而且，在底面板62a上的与在空腔谐振器10的侧面壁18开设的流通管插通口18a、18b对应的部位形成有用于引出流通孔60的切口62e。在将支撑棒61(或支撑棒61’)的端部61b嵌入并固定于嵌合孔62c，并在该支撑棒61卷绕流通管60而将流通管60的端部经由切口62e引出的状态下，将这样的夹具62插入到照射室12。通过形成为使用夹具62将卷绕有流通管60的支撑棒61向照射室12插入的方式，而能够在照射室12内将流通管60始终配置在固定位置，处理的再现性优异。而且，通过更换夹具62，能够容易地更换流通管60。

图7表示空腔谐振器的第二实施方式。

第二实施方式的空腔谐振器10’具有圆柱状空腔的照射室12’，照射室12’的直径为L。

通过将正四棱柱状的主体构件挖通(くりぬき)(削出)成圆形，并在其两端螺栓紧固正方形的底面壁13’、14’而形成圆柱状空腔的照射室12’。并且，在照射室12’的形成侧面(即主体构件内周面)的侧面壁的一个部位，第二实施方式的情况下，在主体构件的外侧面15’、16’、17’、18’中的外侧面15’上开设有与第一实施方式同样的光阑11’。即，该光阑11’也是长轴与中心轴C’平行地延伸的矩形开口，该中心轴C’将照射室12’的两底面的中心彼此连结。而且，外侧面15’、16’、17’、18’中，图7A所示的一个外侧面18’具有在向底面壁13’、14’抵接的端部上开设的流通管插通口18a’、18b’。而且，为了对经由光阑11’将微波耦合的导波管20的凸缘22进行固定，相对于外侧面15’扩张形成锷部(鍔部)15a’。

在这样的圆柱状空腔的照射室12’中配置有与上述同样的流通管60及支撑棒61(61’)。与第一实施方式的空腔谐振器10同样地，卷绕成螺旋状的流通管60的卷绕直径的中心与照射室12’的中心轴C’大体一致，因此流通管60设置成包围中心轴C’而延伸的螺旋状。而且，支撑棒61也使其轴沿着中心轴C而配置在照射室12’内。

从导波管20穿过光阑11’而被导入照射室12’的微波在谐振时产生沿着中心轴C’的方向的单模的电场。照射室12’成为圆柱状空腔，因此在第二实施方式的情况下，即使空腔谐振器10’内什么也未进入，也激励出TM010模式的电磁场。在谐振的微波的频率为2450MHz的情况下，照射室12’内什么也没有时的直径L为93.7mm。另外，与第一实施方式的空腔谐振器10同样地，能够容许L的正负百分之几左右的尺寸差。

与第一实施方式的空腔谐振器10同样地，由于照射室12’中存在作为电介质的被处理液，因此受到其影响而照射室12’的谐振频率下降。因此，照射室12’的L也设计成比空时的尺寸小。而且，如上所述，延长L时会产生以高次模式进行谐振的模式竞争(モ一ド競合)那样的不良情况，因此考虑到这些条件，而在照射室12’中作为底面的圆形的直径L优选设计成向照射室12’导入的微波的波长的80％以下。另外，照射室12’的侧面的轴向长度H(圆柱的高度)只要根据电场沿中心轴C’的方向产生这一情况而适当设计成所需的长度即可。

对第一实施方式的空腔谐振器10和第二实施方式的空腔谐振器10’进行比较时，第一实施方式仅通过将六张板材相互组装就能够制作，导波管20的安装更容易，因此具有容易制作这样的优点。

在所有的实施方式的空腔谐振器10、10’中，支撑棒61(61’)的截面直径都是决定流通管60的螺旋卷绕直径d1的要素，但该d1如下设定。

在第一实施方式的空腔谐振器10的情况下，照射室12的横截面大致为正方形，因此电场在以中心轴C为中心围绕的圆周方向上根据场所不同而进行变化。即，电场沿着流通管60的流动的方向进行变化。图8模拟了该情况。图8的图形是沿着横轴取得圆周方向的角度而表示的电场变化的图形，参照该图可知，d1相对于L越大，即，从中心轴C到流通管60的中心(内径中心)的距离(d1/2)越长，沿着流通管60的电场的变化越大。因此，考虑到处理的均匀性时，优选为将d1抑制到不受该变化的影响的程度的大小。从模拟结果考虑时，若d1/L≤0.5，则能够将电场看作大致恒定，因此d1设定为照射室12的作为底面的大致正方形的1边L的50％以下，即，从中心轴C到流通管60的中心的距离即d1/2优选设定为25％以下。

参照图9及图10，说明电场对于在照射室12(12’)内流动的被处理液的方向。图9A表示流通管的流动方向与照射室12的中心轴C平行的情况，如本实施方式那样，图9B表示流通管60的流动方向是横切中心轴C的方向的情况。如上所述，电场的方向在照射室12中与中心轴C平行。由于在流通管中流动的被处理液被看作电介质，因此在图9A的情况下，电介质边界与电场平行，在图9B的情况下，电介质边界横切电场。电场与电介质边界平行时，电场的强度在电介质的内外变得相同。另一方面，在电介质边界横切电场时，电场的强度在电介质中减弱为相对介电常数分之1(严格来说是1/εr′)。即，在被处理液内，电场根据被处理液的流动方向进行变化。

电介质吸收的微波电力(每单位时间的能量)由下式给出。

式中，ω是角频率，ε₀是真空的介电常数即8.854×10^-12(Coulomb/m)。相对介电常数(复数)εr由εr＝εr′-jεr″来定义。

以水为例，水的εr′是80(常温)，εr″为10左右，因此图9B的情况与图9A的情况相比，电场成为1/80。

即，当水向流通管流动时，水沿着中心轴C流动的图9A的情况下的微波的吸收非常多，但水呈螺旋状地包围中心轴C而流动的图9B的情况下的微波的吸收大幅减少。

将供水流动的“直管”的流通管60沿中心轴C配设(即管的轴＝中心轴C)而利用第一实施方式的空腔谐振器10进行了实验的结果是，实际检测到了即使将该直管的内径减细成1.5mm，Q也下降到100左右的情况。Q小时，不易获得谐振，而且，即使获得谐振，蓄积在照射室12内的微波的能量也减少而无法产生强电场，从而失去作为谐振器的优点。

对第二实施方式(或第一实施方式)的空腔谐振器10’的照射室12’中的电场进行了模拟的结果如图10所示。假定在照射室12’中配置有卷绕于支撑棒61的螺旋状的流通管60(图中的○)。其中，为了便于计算，而流通管60形成各处为直径d1的环状。而且，设想水作为被处理液，流通管60自身的介电常数远小于水的介电常数，因此省略。图10的纵轴是中心轴C’的方向的距离，横轴是从中心轴C’向径向(中心轴正交方向)的距离。另外，图10所示的区域相当于图3A中所示的1/4区域W。

图10中表示的纵线是电力线，是电场的包络线，电场沿着该线。电力线或电场在水(由○表示)的附近极少且紊乱，但成为大致与中心轴C’平行的直线。即，电场与中心轴C’平行，在轴向上不变化。如图所示，以L＝93.7mm进行计算，因此空腔谐振器10’在照射室12’中什么都未进入时以2450MHz进行谐振，但在螺旋状的水进入时，谐振频率下降了36MHz。然而，与中心轴C’上存在直径1mm的水柱的情况相比，该下降程度小。而且，在与其相同内径的螺旋状流通管60进入到照射室12’的情况下，滞留在照射室12’内的水量成为40倍。

由上式可知，在照射室12’中配置有螺旋状的流通管60时，被处理液的每单位体积的微波能量吸收量大幅下降，因此综合性的微波能量的吸收量远小于沿着中心轴C’的“直管”的流通管的情况，因此，能够得到高的Q。

如以上所示，上述的微波装置在空腔谐振器的照射室中产生与中心轴平行的电场，并且，在螺旋状的流通管中流动的被处理液沿着横切电场的方向流动。根据该结构，被处理液、即电介质的边界成为横切电场的方向，因此每单位时间由被处理液吸收的能量减少，从而抑制Q的下降。因此，即使使用比以往粗的直径d2的流通管(作为一例是d2＝3mm)而被处理液的流量变多，Q的下降也格外变得平缓而能够保持为适当值。而且，通过将流通管形成为螺旋状，与直管式流通管的情况相比，照射室内的被处理液流动距离变长，能够将被处理液接受的微波的强度保持为恒定且获得照射室内滞留时间。上述的结果是，能够进行基于单模空腔谐振器的均匀且高效的处理。

使被处理液向流通管60流动的流动机构的一例如图11所示。另外，并不局限于图示的例子，也可以是使用送液泵而构成送液系统的流动机构等。

设置第一实施方式的空腔谐振器10，在其照射室12中如上所述收纳螺旋状的流通管60。从流通管插通口18a、18b引出的流通管60的两端中，从下侧引出的一端与积存有处理前的被处理液的容器70连接，从上侧引出的一端与积存有处理后的被处理液的容器80连接。处理前的容器70在注出口具备流量控制栓(コツク)71，而且能够调整上下位置。处理后的容器80中，被处理液从下端部位流入，到达上端部位的注出口后，将处理后的被处理液向烧杯(ビ一カ一)等排出。该流动机构是被处理液在照射室12内的流通管60中从下向上流动的结构，通过调整容器70的高度及流量控制栓71，而控制被处理液的流动。能够将处理后的被处理液在容器80内积存至处理前的容器70中的液面高度。

设置对从流通管插通口18a、18b引出的流通管60内的被处理液温度进行测量的非接触式温度计而进行处理前和处理后的温度测量，从而能够向图1的控制器40提供。

接下来，参照图12，说明与微波装置的整体结构相关的第二例。与上述第一例同样地，图示的微波装置是在空腔谐振器110组装导波管120及微波产生器130，并利用个人计算机等的控制器140进行控制的结构。

微波产生器130包括可变频率振荡器131及可变放大器132。通过可变频率振荡器131输出频率可变(例如2.4GHz～2.5GHz)的微波，并通过可变放大器132对该微波的功率进行可变放大。可变频率振荡器131的频率和可变放大器132的功率由控制器140控制。从微波产生器130输出的微波经由被同轴电缆连结的隔离器133、方向性耦合器134等向同轴导波管转换器121输送。经由同轴导波管转换器121而被导波管120导波的微波穿过图13(或图14)所示的光阑111(111’)，而被导入在空腔谐振器110(110’)内形成的谐振空腔的照射室112(112’)。

微波被导入照射室112(112’)时，利用向中心轴向分离设置的两根天线150(例如环形的天线)来检测磁场的强度，该检测结果向控制器140输入。例如，两个天线输出的一方用于观测，另一方用于控制。但是，并非必须设置两根天线。如后所述，测量了被处理液的温度的结果也向控制器140输入。控制器140根据上述输入而控制微波产生器130。

若进行微波照射开始的操作，则控制器140通过微波发射器130而开始微波输出，并实行频率控制过程。频率控制过程是按照天线150产生的检测结果，将从微波产生器130输出的微波的频率调谐成照射室112(112’)的谐振频率的控制。执行频率控制过程的控制器140扫描可变频率振荡器131的频率并根据天线150产生的检测结果来判断调谐频率。此时，控制器140优选将可变放大器132产生的功率在不对天线150进行的检测造成妨碍的范围内形成为最低限度的微弱功率。通过减弱向照射室112(112’)导入的微波的输出功率，而能够在频率控制过程的执行中抑制对被处理液带来的影响。

这种情况的微弱功率例如成为如下的值。可变放大器132通常由可变减衰部+放大部的组合构成，因此能够使该可变减衰部的减衰率为最大值(99％等)时的可变放大器132的输出功率为微弱功率。作为一例，微弱功率可以为100mW以下。

控制器140接着频率控制过程的调谐，而执行对控制微波的功率进行控制的功率控制过程。功率控制过程是在微波照射开始前按照操作者所设定的条件而控制微波产生器130的可变放大器132，并控制微波的功率的过程。在功率控制过程中，控制器140按照天线150产生的检测结果(或被处理液的温度测量结果)，而调整从微波产生器130输出的微波的功率。若追求准确性，则可以使用天线150的检测结果及温度测量结果这双方。

作为一例，控制器140在微波的照射开始的最初执行频率控制过程，之后，执行功率控制过程，在该功率控制过程的执行中以恒定的间隔插入并执行频率控制过程。然后，在该频率控制过程中，控制器140控制可变放大器132而以上述的微弱功率输出微波，并控制可变频率振荡器131而实现频率的调谐。

以上的微波装置中的空腔谐振器的第三实施方式如图13所示。

图中的上下所示的两张对置的底面壁113、114大致为正方形，在该大致正方形的底面壁113、114的各边通过螺栓等固定有长方形的侧面壁115、116、117、118，从而构成第三实施方式的空腔谐振器110。在该实施方式的情况下，四个侧面壁115、116、117、118中的图13B所示的一个侧面壁115为了将导波管120连接而与导波管120的凸缘122对应地扩大面积，该扩张部分从底面壁113、114的端部露出。

在将这些底面壁113、114及侧面壁115、116、117、118组装而形成的长方体的空腔谐振器110中，形成有四棱柱状(正四棱柱状)空腔的照射室112，该照射室112具有基于底面壁113、114的大致正方形的底面及基于侧面壁115、116、117、118的长方形的侧面。向该照射室112导入微波的光阑111在形成照射室侧面的侧面壁115的中央部位开设成矩形开口。第三实施方式的光阑111为长方形，其长轴与中心轴C平行地延伸，该中心轴C将照射室底面的中心彼此、即该例中的底面壁113、114的中心彼此连结。

从导波管20穿过耦合狭缝即光阑111而向正四棱柱状空腔的照射室112导入的微波在谐振时产生沿着中心轴C的方向的单模的电场。严格来说，若空腔谐振器110内什么也未进入，则激励出TM110模式的电磁场。因此，在照射室112产生大致与TM110模式的电磁场分布对应的分布的电磁场。

关于照射室112，作为其底面的大致正方形的1边的长度为L。另外，可容许对于L的正负百分之几左右的尺寸差。在加热等通常的微波的频率为2450MHz的的情况下，照射室112内什么也没有时的L为86.5mm。然而实际上由于照射室112存在作为电介质的被处理液，因此受其影响而照射室112的谐振频率下降。因此，照射室112的L设计成比空时的尺寸小，优选为是在照射室112内具有被处理液而谐振频率下降时能够进行谐振的值。而且，延长L时，会发生除了预定的单模下的谐振之外还在其附近的频率中以高次模式进行谐振的模式竞争那样的不良情况。考虑了这些条件而反复尝试了模拟等的结果是，在照射室112中作为底面的大致正方形的1边的长度L优选设计为向照射室112导入的微波的波长的75％以下。另外，在照射室112中作为各侧面的长方形的长边的长度H(正四棱柱的高度)只要根据电场沿中心轴C的方向产生这一情况而适当设计所需的长度即可。

从导波管120向空腔谐振器110耦合微波的光阑111将在照射室112激励的电磁场仅形成为预定的单模(TM110或后述的TM010)。在图13B所示的光阑111中，在其长边(侧缘)中，微波产生的电流向中心轴C的方向流动，由该电流引起，从而产生围绕中心轴C的磁场和与中心轴C平行的电场。光阑111的宽度(与中心轴C正交的方向)可以通过模拟及实验来求出最佳值。空腔谐振器110有可能会产生TE模式，但产生TE模式时会引起设想外的现象，因此需要极力抑制TE模式。在图13的导波管20及光阑111的关系中，只要确保关于中心轴C的结构上的对称性，图中的横向的电场就不会存在，从而能够抑制TE模式。

图14表示空腔谐振器的第四实施方式。

第四实施方式的空腔谐振器110’具有圆柱状空腔的照射室112’，照射室112’的直径为L。

通过将正四棱柱状的主体构件挖通(削出)成圆形，并在其两端螺栓紧固正方形的底面壁113’、114’而形成圆柱状空腔的照射室112’。并且，在照射室112’的形成侧面(即主体构件内周面)的侧面壁的一个部位，在该例的情况下，在主体构件的外侧面115’、116’、117’、118’中的外侧面115’上开设有与第三实施方式的空腔谐振器110的情况同样的光阑111’。即，该光阑111’也是长轴与中心轴C’平行地延伸的矩形开口，该中心轴C’将照射室112’的两底面的中心彼此连结。而且，为了对经由光阑111’将微波耦合的导波管120的凸缘122进行固定，而相对于外侧面15’扩张形成锷部115a’。

从导波管120穿过光阑111’而被导入照射室112’的微波在谐振时产生沿着中心轴C’的方向的单模的电场。照射室112’成为圆柱状空腔，因此在第四实施方式的情况下，即使空腔谐振器110’内什么也未进入，也激励出TM010模式的电磁场。在谐振的微波的频率为2450MHz的情况下，照射室12’内什么也没有时的直径L为93.7mm。另外，与第三实施方式的空腔谐振器110同样地，容许L的正负百分之几左右的尺寸差。

与第三实施方式的空腔谐振器110同样地，由于照射室112’中存在作为电介质的被处理液，因此受到其影响而照射室112’的谐振频率下降。因此，照射室112’的L也设计成比空时的尺寸小。而且，如上所述，延长L时会产生以高次模式进行谐振的模式竞争那样的不良情况，因此考虑到这些条件，而在照射室112’中作为底面的圆形的直径L优选设计成向照射室112’导入的微波的波长的80％以下。另外，照射室112’的侧面的轴向长度H(圆柱的高度)只要根据电场沿中心轴C’的方向产生的情况而适当设计成所需的长度即可。

对第三实施方式的空腔谐振器110和第二实施方式的空腔谐振器110’进行比较时，第三实施方式仅通过将六张板材相互组装就能够制作，导波管120的安装更容易，因此具有容易制作这样的优点。

参照图15及图16，说明在上述第三及第四实施方式的空腔谐振器110、110’的照射室112、112’设置的流通管的第三实施方式。

第三实施方式的流通管160是微波吸收的比较少(或没有吸收)的材质，作为一例是石英玻璃制，形成为贯通照射室112、112’的长度的直管。该流通管160在照射室112、112’中设置成，其轴线C1沿着照射室112、112’的电场方向即中心轴C、C’，尤其是在本实施方式的情况下，轴线C1与中心轴C、C’大体一致(容许几mm的误差)。如上所述，由于照射室112、112’的中心轴C、C’与电场方向一致且电场最强，因此通过使轴线C1与该中心轴C、C’大体一致地设置流通管160，而能够最高效率地处理被处理液。如此，图15的剖视图表示使轴线C1与中心轴C、C’大体一致地设置流通管160的结构。

在构成空腔谐振器110、110’的底面壁113、114(113’、114’)的中央部位，朝外竖立设置有50mm左右的高度的圆筒构件119，以免照射室112、112’内产生的微波向外逃散并对流通管160进行保持。圆筒构件119以直径20mm左右(对应于流通管160的尺寸而适当设计)在下端部分沿周向设置有凸缘119a。在与底面壁113、114(113’、114’)的外侧面设置的相应形状的凹部中，收容有凸缘119a，通过带六角孔的螺栓等进行紧固来固定。固定的圆筒构件119的内部空间与在底面壁113、114(113’、114’)的凹部中央设置的贯通孔113a、114a(113’a、114’a)连通。而且，固定的圆筒构件119的中心轴与照射室112、112’的中心轴C、C’大体一致。

在流通管160的一端侧规定部位安装有金属制或天然树脂、合成树脂制的圆板形的盖构件161。在本实施方式的情况下，该盖构件161与底面壁113、113’一侧的圆筒构件119嵌合。即，在盖构件161的内侧面上形成有与圆筒构件119的内径相应的直径的鼓出部161a，通过该鼓出部161a与圆筒构件119嵌合，从而将盖构件161固定，安装有该盖构件161的流通管160由圆筒构件119保持。另外，盖构件161也可以形成为旋入圆筒构件119的方式。

在一端侧安装有盖构件161的流通管160以另一端侧为前(图中下方)，穿过位于图中上方的底面壁113、113’的圆筒构件119而插入到照射室112、112’内。插入的流通管160的另一端侧穿过照射室112、112’，而进入到位于相反侧的底面壁114、114’的圆筒构件119内。用于使流通管160的另一端侧贯通而进行定位的位置保持构件162通过旋入等而固定在该圆筒构件119的前端侧部位内。位置保持构件162以圆板形在中央开设有与流通管160的外径相应的直径的贯通孔，使流通管160的另一端侧穿过该贯通孔，从而以中心轴C、C’和轴线C1大体一致的方式定位，在此基础上，流通管160的另一端侧向外突出。由此，一端侧由盖构件161保持，穿过圆筒构件119而在照射室112、112’内垂下，另一端侧穿过相反侧的圆筒构件119，从位置保持构件162向外突出，从而将流通管160设置于照射室112、112’。通过利用空腔谐振器110、110’的向外方呈烟囱状突出的圆筒构件119来设置流通管160，而防止从照射室112、112’向外的微波泄漏。

如此，通过形成为将安装有盖构件161的流通管160穿过并插入圆筒构件119的方式，而能够更换设置不同直径的流通管160。即，能够对应于每单位时间的处理量等而选择并更换适当的直径的流通管160，来实施微波处理。

如图16所示，在设置于照射室112、112’的流通管160中收容有障碍机构163。障碍机构163例如在流通管160的两端(或仅在下端)塞入脱脂棉、无纺布等过滤材料164来形成盖，从而被保持在流通管160中。该图16所示的障碍机构163是收容在流通管160内的同一材料的多个粒体(作为球体进行说明，但也可以是球体以外)163，由于该障碍机构163存在，而在流通管160内流动的被处理液的流动被扰乱。即，障碍机构163不仅减少流通管160内的被处理液容积，还具有以下的重要功能。

若流通管160内什么都没有，则通过该流通管160而流动的被处理液成为层流，但由于障碍机构163存在，被处理液的流动发生紊乱。因障碍机构163而形成紊流，从而产生被处理液的搅拌作用，能够得到促进被处理液的化学反应的结果。

另外，障碍机构163由介电常数与被处理液不同的材料形成。本实施方式的障碍机构163由比被处理液的介电常数低且微波吸收少(或不吸收)的材料、例如氧化铝(氧化铝)、氟树脂、石英或硼硅酸(ホウケイ)玻璃形成。在上述的紊流的基础上，由于被处理液与障碍机构163的介电常数不同，因此在被处理液所流动的流通管160内，电场分布不再一样，并且电场的强度平均性地降低。

详细而言，首先，为了加快被处理液的反应，而需要考虑如下的两个事项。

(1)需要考虑将适当的活性化能量迅速地给予被处理液的情况。但是，局部性地给予过多时会成为副生成物产生的主要原因。因此，需要将活性化能量在短时间内均匀地给予照射室内的被处理液。

(2)需要考虑增加在被处理液内发生反应的物质相互的接触机会的情况。即，即使实现均匀加热，但只要被处理液在流通管内以层流的方式流动，就无法达到反应的充分的加速。因此，需要想办法在流通管内有意地产生被处理液的紊流。

其次，为了均匀且迅速地给予活性化能量，而需要考虑在照射室内的电场的强的部分配置被处理液。例如，沿着照射室的中心轴C、C’来配置流通管等。然而，这种情况下，在水等的微波吸收大的被处理液中，Q的下降不断进展，谐振频率大幅下降，从而会产生偏离规定的频带，例如偏离ISM频带这样的风险。

相对于上述的紊流的有意的生成、Q的下降抑制、ISM频带的维持这三个观点，障碍机构163适当地发挥作用。另外，可以使障碍机构163担载用于化学反应的催化剂(固体催化剂)，而且，也可以将障碍机构163利用作为基座。

与上述功能相关地在图17中表示作为被处理液使水向收容有障碍机构163的石英制的流通管160流动时的电场模拟的一例。图17A表示障碍机构163为氧化铝粒体，而使相对于水的相对介电常数低时的结果，图17B表示障碍机构163的相对介电常数与水相等时的结果。以水的相对介电常数为80，氧化铝粒体的相对介电常数为10进行了计算。作为被处理液的水由于相对介电常数大，因此具有使谐振频率下降的现象显著，微波吸收大，大幅地降低Q的特征。因此，在现有技术中，需要将流通管的内径限制成1mm以下。

如图17A所示，由于发挥上述的功能的障碍机构163的存在，而在流通管160内，电场分布紊乱而不再一样，尤其是水中的电场的强度平均性地减弱。并且，与电场的平方成比例的微波吸收减少，能抑制Q的下降。另一方面，图17B的情况下电场分布不变，保持为较强的状态，因此可知会带来谐振频率和Q的下降。即，通过将介电常数与被处理液不同的障碍机构163收容于流通管160而扰乱流动，从而抑制谐振频率的下降及Q的下降，在ISM频带内容易得到谐振，在装置的设计方面极其有利。

图18A是准备外径3mm和4mm(内径1.6mm和2.4mm)的玻璃制流通管160，在其中收容直径0.5mm和1mm的氧化铝粒体障碍机构163，并放入到TM110的图13所示的空腔谐振器110中进行了实验的结果的图。纵轴是照射室112内的微波频率，横轴分配有条件1～7。条件1是照射室112什么也未进入的条件，条件2是将空的流通管160安置于照射室112的条件，条件3是将收容有直径1mm的障碍机构163的流通管160安置于照射室12且不使被处理液(水)流动的条件，条件4是将收容有直径0.5mm的障碍机构163的流通管160安置于照射室112且不使被处理液(水)流动的条件，条件5是将收容有直径1mm的障碍机构163的流通管160安置于照射室112且使被处理液(水)流动的条件，条件6是将收容有直径0.5mm的障碍机构163的流通管160安置于照射室112且使被处理液(水)流动的条件，条件7是将未收容有障碍机构163的空的流通管160安置于照射室112且使被处理液(水)流动的条件。在条件7中，ISM频带偏离越大，频率越下降，但与此相比，在条件5及条件6中，可知将频率的下降减少为在ISM频带内能够控制的程度。即，相对于什么都没有时的条件1下的频率，条件5、6的频率下降范围收敛在100MHz内，从而能够容易控制。

没有障碍机构的流通管中的Q的计算例如图18B所示。通常Q的值为100以下时难以搜索谐振，但例如在水的情况下，流通管内径超过1.5mm时Q下降，可知难以进行调谐控制。该Q的下降通过收容障碍机构163来抑制，而能够使流通管160变粗。

如以上所述，对由被处理液吸收的微波进行抑制的结果是，流通管160的直径比现有技术变粗，例如为3mm或4mm(内径1.5mm以上)，即使被处理液的流量增多，也能抑制Q的下降而容易取得调谐。即，能够增加被处理液的流量而提高处理效率。

图19表示流通管的第四实施方式。作为一例，该实施方式的流通管170是石英玻璃制，且具有内侧流路171和围绕该内侧流路171的外侧流路172的双重管结构。与第三实施方式的流通管160同样地，在对该内侧流路171的周围进行包围的外侧流路172中收容有直径小的多个粒体的障碍机构173。内侧流路171的内径形成为1.5mm以下而抑制流量，并抑制在其中流动的液体对微波的吸收。外侧流路172对具有上述的作用的障碍机构173进行收容，因此能够使直径变粗而增多被处理液的流量。在外侧流路172的两端堵塞脱脂棉、无纺布等过滤体174而形成盖。根据该第四实施方式，能够使与被处理液不同的例如水等冷却液向内侧流路171流动。

图20表示流通管的第五实施方式。作为一例，该实施方式的流通管180是石英玻璃制，且是例如内径3mm以上的直管。在该流通管180中收容有卷绕成螺旋的线状的障碍机构181，该障碍机构181由与第三实施方式的流通管160同样的材料形成。流通管180的两端塞入脱脂棉、无纺布等过滤体182，而形成盖，以免障碍机构181脱落。这样的螺旋状的障碍机构181中，也能够使在流通管180内流动的被处理液发生紊流，从而能够发挥与第三实施方式的流通管160同样的功能。障碍机构181除了卷绕成螺旋之外，也可以采用呈网状交叉等妨碍层流的其他形状。

除以上之外，流通管也可以形成为三重管结构，这种情况下，可以使用最内侧的流路作为上述流路171，并使用最外侧的流路作为上述流路172。并且，可以形成为在它们之间的中间流路收容图20的第五实施方式那样的螺旋状的障碍机构的例子。在该例子中，若充分地使螺旋状障碍机构变粗，则在中间流路内能够使被处理液以螺旋状态流动。

图21表示流通管的第六实施方式。该实施方式在第三实施方式的流通管160的两端安装有热收缩管(チユ一ブ)165，因此在这些热收缩管165的前端安装有后述的连接件。如图21B所示，在第六实施方式的情况下，在两端安装有热收缩管165，因此预先将盖构件161及位置保持构件162这双方与流通管160连通，从而保持为在安装于两端的热收缩管165处不会脱落。该流通管160以位置保持构件162为下的方式穿过上侧圆筒构件119而向照射室112、112’插入。并且，将向照射室112、112’内垂下的流通管160的前端侧的热收缩管165及位置保持构件162插入到下侧圆筒构件119内，将热收缩管165以从圆筒构件119向外突出的方式进行安置。位置保持构件162留在圆筒构件119中，与第三实施方式的流通管160的情况同样地，保持流通管160的前端侧位置。即，将流通管160安置后的状态与第三实施方式相同。

图22表示改变了流通管的形状的第七实施方式。与上述实施方式同样地，该实施方式的流通管190的材质是石英或硼硅酸(ホウケイ)玻璃等，但穿过盖构件161及位置保持构件162的两端的直管部分以外的中间部分形成为螺旋管。其中，与上述实施方式的流通管同样地，螺旋式的流通管190也使用盖构件161、位置保持构件162、圆筒构件119，且该螺旋中心的轴线C1设置成与中心轴C、C’大体一致。

在流通管190中，两端的直管部分与螺旋管部分的边界部位(两端处的螺旋管部分开始部位)形成为在将流通管190设置于照射室112、112’时，该边界部位位于圆筒构件119中。即，螺旋管部分的形成长度比照射室112、112’(长度H)长，螺旋管部分形成为到达圆筒构件119中的长度。在该螺旋式流通管190中收容有与上述各实施方式的流通管同样的障碍机构。

在第七实施方式的情况下，增多流通管190的螺旋的匝数(巻き数)(间距)时，管长变长而处理时间增加，相反地减少螺旋的匝数时，管长变短而处理时间减少。因此，可以对应于被处理液而选择更换适当的匝数、粗细的流通管190，来进行微波处理。另外，在螺旋式流通管的情况下，关于被处理液流动的方向，由于增加了横切照射室内电场方向的方向的流动，因此有时可以不收容障碍机构(参照上述第一及第二实施方式的流通管)。

关于第七实施方式的流通管190的螺旋卷绕直径d1，与第一及第二实施方式的流通管同样地如下设定。

在第三实施方式的空腔谐振器110的情况下，由于照射室112的横截面为大致正方形，因此电场在以中心轴C为中心围绕的圆周方向上根据场所不同而进行变化。即，电场沿着流通管190的流动的方向进行变化。该情况的模拟如图8所示。参照图8，如上所述，d1相对于照射室112的L越大，即，从中心轴C到流通管190的内径中心的距离(d1/2)越长，沿着流通管190的电场的变化越大。因此，考虑到处理的均匀性时，优选为将d1抑制到不受该变化的影响的程度的大小。从模拟结果考虑时，若d1/L≤0.5，则能够将电场看作大致恒定，因此d1设定为照射室112的作为底面的大致正方形的1边L的50％以下，即，从中心轴C到流通管190的内径中心的距离即d1/2，优选设定为25％以下。

使被处理液向上述第三至第七实施方式的流通管160、170、180、190流动的流动机构的第二例如图23所示。另外，并不局限于图示的例子，也可以是使用送液泵构成送液系统的流动机构等。

设置第三实施方式的空腔谐振器110，在其照射室112中使用圆筒构件119如上所述收纳上述实施方式的任一方式的流通管160、170、180、190。在从圆筒构件119引出的流通管160、170、180、190的两端安装有第六实施方式(图21)所示的热收缩管165。两端的热收缩管165中，从下侧伸出的热收缩管165经由连接件(ジヨイント)104与积存有处理前的被处理液的容器100的送液管101连接，而且，从上侧伸出的热收缩管165经由连接件104与积存有处理后的被处理液的容器102的送液管103连接。

处理前的容器100在注出口具备流量控制栓(コツク)105，而且，能够调整上下位置。处理后的容器102中，被处理液从下端部位流入，到达上端部位的注出口后，将处理后的被处理液向烧杯等排出。该流动机构是被处理液在照射室112内的流通管160、170、180、190中从下向上流动的结构，通过调整容器100的高度及流量控制栓105，而控制被处理液的流动。能够在容器102内将处理后的被处理液积存至处理前的容器100中的液面高度。

与处理后的容器102相连的送液管103经由T字管接头106而与连接件104连接。T字管接头106具备与连接件104连结的一个流入口和两个流出口，两个流出口的一方与送液管103连结。T字管接头106的另一方的流出口固定有基于热电偶等的温度测量器107而被堵塞。温度测量器107测量微波处理后的被处理液温度，并向图12的控制器140提供。

Claims (13)

1.一种微波装置，其特征在于，

具备：

单模的空腔谐振器，其具有形成为四棱柱状空腔或圆柱状空腔的照射室；

流通管，其以使轴线沿着所述照射室内产生的电场方向的方式设置于所述照射室；

障碍机构，其具有比穿过所述流通管而流动的被处理液的介电常数低的介电常数，且收容在所述流通管内而扰乱所述被处理液的流动，并且抑制所述空腔谐振器的Q值的降低。

2.根据权利要求1所述的微波装置，其特征在于，

所述空腔谐振器的所述照射室是底面为大致正方形且侧面为长方形的正四棱柱状空腔，

具有该照射室的所述空腔谐振器，具有设置在形成所述照射室侧面的侧面壁中的一个侧面壁上且长轴与中心轴平行地延伸的矩形开口的光阑，从该光阑向所述照射室内导入微波，其中该中心轴将所述照射室底面的中心彼此连结。

3.根据权利要求2所述的微波装置，其特征在于，

所述照射室底面的大致正方形的1边设计成向该照射室导入的微波的波长的75％以下。

4.根据权利要求1所述的微波装置，其特征在于，

所述空腔谐振器的所述照射室是圆柱状空腔，

具有该照射室的所述空腔谐振器，具有设置在形成所述照射室侧面的侧面壁中的一个部位且长轴与中心轴平行地延伸的矩形开口的光阑，从该光阑向所述照射室内导入微波，其中该中心轴将所述照射室的两底面的中心彼此连结。

5.根据权利要求1所述的微波装置，其特征在于，

所述流通管能够更换。

6.一种微波装置，其特征在于，

具备：

具有形成为四棱柱状空腔的照射室的TM110模式的空腔谐振器或具有形成为圆柱状空腔的照射室的TM010模式的空腔谐振器；

流通管，其设置于所述照射室并形成为以包围中心轴的方式延伸的螺旋状，其中该中心轴将所述照射室底面的中心彼此连结，所述流通管通过使被处理液沿着横切产生于所述照射室内的电场的方向流动，从而抑制所述空腔谐振器的Q值的下降。

7.根据权利要求6所述的微波装置，其特征在于，

所述空腔谐振器的所述照射室是底面为大致正方形且侧面为长方形的正四棱柱状空腔，

具有该照射室的所述空腔谐振器，具有设置在形成所述照射室侧面的侧面壁中的一个侧面壁上且长轴与所述中心轴平行地延伸的矩形开口的光阑，从该光阑向所述照射室内导入微波。

8.根据权利要求7所述的微波装置，其特征在于，

所述照射室底面的大致正方形的1边设计成向该照射室导入的微波的波长的75％以下。

9.根据权利要求7所述的微波装置，其特征在于，

从所述中心轴到所述流通管的中心的距离设定成所述照射室底面的大致正方形的1边的25％以下。

10.根据权利要求6所述的微波装置，其特征在于，

所述空腔谐振器的所述照射室是圆柱状空腔，

具有该照射室的所述空腔谐振器具有设置在形成所述照射室侧面的侧面壁的一个部位且长轴与所述中心轴平行地延伸的矩形开口的光阑，从该光阑向所述照射室内导入微波。

11.根据权利要求6所述的微波装置，其特征在于，

所述流通管能够更换。

12.一种流通管，其能够在包含单模的空腔谐振器而构成的微波装置中使用，该单模的空腔谐振器具有形成为四棱柱状空腔或圆柱状空腔的照射室，其特征在于，

所述流通管收容有障碍机构，该障碍机构具有比穿过该流通管而流动的被处理液的介电常数低的介电常数，并扰乱所述被处理液的流动，并且抑制所述空腔谐振器的Q值的降低，

所述流通管以使轴线沿着所述照射室内产生的电场方向的方式设置于所述照射室。

13.一种流通管，其能够在包含TM110模式的空腔谐振器或TM010模式的空腔谐振器而构成的微波装置中使用，所述TM110模式的空腔谐振器具有形成为四棱柱状空腔的照射室，所述TM010模式的空腔谐振器具有形成为圆柱状空腔的照射室，其特征在于，

在设置于所述照射室时，所述流通管形成为以包围中心轴的方式延伸的螺旋状，其中该中心轴将所述照射室底面的中心彼此连结，通过使被处理液沿着横切产生于所述照射室内的电场的方向流动，从而抑制所述空腔谐振器的Q值的下降。