CN112352469B - 微波加热装置 - Google Patents

Abstract

具备配置在加热室(1)的壁面并向加热室(1)内放射微波的放射元件(3)、在内部密闭有气体(41)并在两端部具有电极(42)的中空电介质构件(4)以及具有等离子体控制部(101)和电流调整部(102)的控制部(100)，所述等离子体控制部(101)控制中空电介质构件(4)的状态，所述电流调整部(102)与中空电介质构件(4)的电极(42)连接并基于等离子体控制部(101)的控制调整向电极(42)施加的电流，沿着配置有放射元件(3)的壁面以外的壁面配置有至少1个以上中空电介质构件(4)，等离子体控制部(101)将中空电介质构件(4)的状态控制为气体反射微波的等离子状态、气体吸收微波的等离子状态及气体使微波透射的气体状态中的任一种状态。

Description

微波加热装置

技术领域

本发明涉及使用微波进行被加热物的加热的技术。

背景技术

如微波炉所代表的那样使用微波加热被加热物的技术被广为人知。然而，在利用微波的加热中，如下情况成为问题：在成为加热室内产生的微波的驻波的波节的位置，加热中使用的能量(以下，称为加热能量)较小而产生加热不均。

作为解决该问题的方法，已知使用旋转工作台使被加热物旋转并使被加热物接受的加热能量搅拌的方法、通过使微波放射装置旋转从而搅拌在加热炉内产生的加热能量的分布的方法。

并且，在专利文献1中，提出了使用等离子体进行加热能量的均衡化的方法。专利文献1公开的高频加热装置利用反射电磁波这一等离子体的性质，将加热能量均衡化。在该加热装置中，通过在加热炉内的被加热物的下部配置多个在内部产生等离子体的氖管，从微波产生源向加热室内部供给的微波到达氖管且微波的加热能量较高的情况下，在氖管内产生等离子体，并向加热能量较低的地方反射微波，从而使微波的加热能量均衡化。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭51-087837号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述专利文献1记载的高频加热装置中，微波不一定到达加热能量较高的氖管，有时微波不接触被加热物而在加热室内能量损失。并且，由于在封闭的空间中放射的微波的束具有扩展，所以在紧密相邻的氖管之间，不能大幅地形成能量的高低。如以上那样，在专利文献1记载的高频加热装置中，存在如下课题：控制微波的反射方向较困难，加热能量的均衡化的效果下降。

本发明为解决上述课题而做出，其目的在于利用等离子体控制加热室内的加热能量的分布，并实现加热能量的均衡化。

用于解决课题的手段

本发明的微波加热装置具备：加热室，所述加热室能够在内部容纳被加热物，并具有由导体构成的壁面；微波产生部，所述微波产生部产生微波；放射元件，所述放射元件配置于壁面，并向加热室内放射由微波产生部产生的微波；中空电介质构件，所述中空电介质构件在内部密闭有气体并在两端部具有电极；以及控制部，所述控制部具有等离子体控制部和电流调整部，所述等离子体控制部控制中空电介质构件的状态，所述电流调整部与中空电介质构件的电极连接，并基于等离子体控制部的控制调整向电极施加的电流，沿着配置有放射元件的壁面以外的壁面，配置至少1个以上中空电介质构件，等离子体控制部将中空电介质构件的状态控制为气体反射微波的等离子状态、气体吸收微波的等离子状态及气体使微波透射的气体状态中的任一种状态。

发明的效果

根据本发明，能够利用等离子体控制加热室内的加热能量的分布。由此，能够实现加热室内的加热能量的均衡化，并消除被加热物的加热不均。

附图说明

图1是示出实施方式1的微波加热装置的结构的侧方示意图。

图2是示出实施方式1的微波加热装置的内部结构的俯视示意图。

图3是示出实施方式1的微波加热装置的中空电介质构件的结构的图。

图4是示出实施方式2的微波加热装置的内部结构的俯视示意图。

图5是示出实施方式3的微波加热装置的结构的侧方示意图。

图6是示出实施方式3的微波加热装置的内部结构的俯视示意图。

图7A及图7B是示出实施方式3的微波加热装置的驻波的位置的图。

图8是示出实施方式4的微波加热装置的控制部的结构的框图。

图9A及图9B是示出实施方式4的微波加热装置的控制部的硬件结构例的图。

图10是示出实施方式4的微波加热装置的控制部的动作的流程图。

图11是示出实施方式5的微波加热装置的控制部的结构的框图。

图12是示出实施方式4、5的微波加热装置的其他结构例的图，是示出微波加热装置的内部结构的俯视示意图。

图13是示出实施方式6的微波加热装置的结构的侧方示意图。

图14是示出实施方式6的微波加热装置的控制部的结构的框图。

图15是示出实施方式6的微波加热装置的内部结构的俯视示意图。

图16是示出实施方式6的微波加热装置的控制部的动作的流程图。

图17是示出实施方式6的微波加热装置的中空电介质构件的其他配置例的图。

图18是示出实施方式6的微波加热装置的中空电介质构件的其他配置例的图。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本发明，根据附图说明用于实施本发明的方式。

实施方式1.

图1是示出实施方式1的微波加热装置10的结构的侧方示意图。

图2是示出实施方式1的微波加热装置10的内部结构的俯视示意图。在图2中，省略了加热室1的上表面、微波产生部2及放射元件3的记载。在后述的其他实施方式中的俯视示意图中也同样如此。

微波加热装置10具备加热室1、微波产生部2、放射元件3、中空电介质构件4及控制部100。

加热室1是能够在内部容纳被加热物X并具有由导体构成的壁面的框体。微波产生部2具备微波振荡器21、微波放大器22及微波振荡控制部23。微波振荡器21是基于微波振荡控制部23的控制振荡产生微波的设备。微波放大器22是使微波振荡器21振荡产生的微波放大的设备。微波振荡控制部23控制微波振荡器21中的微波的振荡。

放射元件3与微波产生部2连接，向加热室1内放射在该微波产生部2中产生的微波。放射元件3配置在加热室1内的上表面的壁面、底面的壁面或侧面的壁面中的任一个。在图1中，示出放射元件3配置在加热室1内的上表面的壁面的情况。

中空电介质构件4响应于利用后述的控制部100的电流调整部102进行的电流的施加，使等离子体产生。

图3是示出实施方式1的微波加热装置10的中空电介质构件4的结构的图。

中空电介质构件4在内部填充有气体41并密闭，在两端部配置有电极42。电极42与电流调整部102连接。中空电介质构件4内部的气体41根据从电流调整部102施加的电流，切换为使等离子体产生的等离子状态和不产生等离子体的气体状态。

中空电介质构件4优选由低介电损耗且低介电常数的构件构成。另外，填充在中空电介质构件4的内部的气体41优选包含第18族元素(稀有气体元素)的气体，但也可以使用氮或氧等介质、氮与氧的混合介质。另外，为了调整等离子体的生成程度，可以添加Hg或FRACTOGEL(注册商标)TMAE等其他介质而构成气体41。

沿着加热室1的室内的壁面中的、配置有放射元件3的面以外的任意壁面配置至少1个以上中空电介质构件4。在图2中，示出沿着加热室1的侧面的壁面1a配置有6根中空电介质构件4并沿着侧面的壁面1b配置有6根中空电介质构件4的情况。此外，配置中空电介质构件4的壁面及中空电介质构件4的配置根数不限定于图2所示的结构，能够适当设定。

控制部100具备等离子体控制部101及电流调整部102。

等离子体控制部101进行电流调整部102的控制。等离子体控制部101例如具有计时器(未图示)，根据计时器的计数切换电流的施加模式，并控制电流调整部102。在此，施加模式是设定有多个施加条件作为模式的信息，所述施加条件为对哪个中空电介质构件4施加、施加的电流的电流值及施加时间等。

电流调整部102基于等离子体控制部101的控制，调整施加于中空电介质构件4的电极42的电流。具体而言，电流调整部102通过对施加于中空电介质构件4的电极42的电流进行调整，从而将填充在中空电介质构件4的内部的气体41设定为产生等离子体的等离子状态或使微波透射而不产生等离子体的气体状态。另外，电流调整部102在中空电介质构件4的气体41为等离子状态的情况下，进一步进行施加的电流的电流值的调整，并进行将等离子状态在反射微波的反射模式和吸收微波的吸收模式之间切换的设定。

电流调整部102基于等离子体控制部101的控制，将配置的中空电介质构件4中的至少1根以上中空电介质构件4的内部的气体41的状态设定为等离子状态。由此，入射到加热室1内的微波由等离子状态的中空电介质构件4反射或吸收，加热室1内的加热能量分布发生变化。通过预先对等离子状态的设定准备多个模式，电流调整部102按时间切换等离子状态的模式，从而使加热室1内的加热能量的分布均衡化，并抑制被加热物X的加热不均。

在图2的例子中，示出将配置在侧面的壁面1a上的6根中空电介质构件4中的1根中空电介质构件4a的气体41的状态设定为等离子状态并将其他中空电介质构件4设定为气体状态的情况。此外，设定为等离子状态的中空电介质构件4不限定于1根中空电介质构件4a，也可以将多个中空电介质构件4设定为等离子状态。

如以上那样，根据本实施方式1，具备中空电介质构件4和控制部100，所述中空电介质构件4在内部密闭有气体41并在两端部具有电极42，所述控制部100具有控制中空电介质构件4的状态的等离子体控制部101和与中空电介质构件4的电极42连接并基于等离子体控制部101的控制调整向电极42施加的电流的电流调整部102，沿着配置有放射元件3的壁面以外的壁面配置有至少1个以上中空电介质构件4，等离子体控制部101构成为将中空电介质构件4的状态控制为气体反射微波的等离子状态、气体吸收微波的等离子状态及气体使微波透射的气体状态中的任一种状态。

由此，能够将中空电介质构件4的状态切换为气体反射微波的等离子状态、气体吸收微波的等离子状态及气体使微波透射的气体状态中的任一种状态，能够变更加热室内的微波的加热能量的分布。因此，能够使微波的加热能量均衡化，并抑制被加热物的加热不均。

实施方式2.

图4是示出实施方式2的微波加热装置10的内部结构的俯视示意图。在图4中，省略控制部100的记载。

另外，向与实施方式1的微波加热装置10的构成要素相同或相当的部分标注与在实施方式1中使用的附图标记相同的附图标记并省略或简化说明。

沿着加热室1的室内的壁面中的、配置有放射元件3的面以外的至少1个壁面，并列配置有2个以上中空电介质构件4。在图4中，示出在侧面的壁面1a并列配置有8根中空电介质构件4并在侧面的壁面1b并列配置有8根中空电介质构件4的情况。

电流调整部102基于等离子体控制部101的控制，将配置的中空电介质构件4中的、2个以上并列的中空电介质构件4设为反射微波的等离子状态。在图4中，示出将沿着侧面的壁面1a并列配置的8根中空电介质构件4a设为反射微波的等离子状态的情况。此外，在图4中，示出将沿着侧面的壁面1b并列配置的8根中空电介质构件4b设为不产生等离子体的气体状态的情况。通过将并列的2个以上中空电介质构件4设为反射微波的等离子状态，从而形成反射微波的假想反射面。利用中空电介质构件4形成的反射面，使入射到加热室1内的微波反射，使加热室1内的加热能量分布变化。

接着，电流调整部102基于等离子体控制部101的控制，将设为反射微波的等离子状态的中空电介质构件4a的状态设为使微波透射而不产生等离子体的气体状态。即，电流调整部102通过基于等离子体控制部101的控制，在等离子状态和气体状态之间切换中空电介质构件4a，从而切换反射面的形成和形成的反射面的消失。通过利用中空电介质构件4引起的反射面的形成和消失，加热能量的分布按时间变化而均衡化，抑制被加热物X的加热不均。

如以上那样，根据本实施方式2，沿着配置有放射元件3的壁面以外的至少1个壁面并列配置有2个以上中空电介质构件4，等离子体控制部101构成为将并列配置的中空电介质构件4中的、2个以上中空电介质构件的状态控制为反射微波的等离子状态。

由此，能够形成基于等离子体的假想反射面，并变更加热室内的微波的加热能量的分布。因此，能够使微波的加热能量均衡化，并抑制被加热物的加热不均。

实施方式3.

图5是示出实施方式3的微波加热装置10的结构的侧方示意图。

图6是示出实施方式3的微波加热装置10的内部结构的俯视示意图。

在图5及图6中，省略控制部100的记载。另外，向与实施方式1、2的微波加热装置10的构成要素相同或相当的部分标注与在实施方式1、2中使用的附图标记相同的附图标记并省略或简化说明。

沿着加热室1的室内的壁面中的、作为配置有放射元件3的面以外的壁面且隔着被加热物X相向的至少2个以上各壁面(第一壁面及第二壁面)，配置有至少2个以上中空电介质构件4。并且，中空电介质构件4配置在与壁面分别相距约0.25波长的位置。

在图5及图6中，示出在加热室1的侧面的壁面1a(第一壁面)并列配置有8根中空电介质构件4a且在加热室1的侧面的壁面1b(第二壁面)并列配置有8根中空电介质构件4b的情况。另外，中空电介质构件4a配置在与壁面1a相距0.25波长的位置，中空电介质构件4b配置在与壁面1b相距0.25波长的位置。通过将多个并列配置的中空电介质构件4设为反射微波的等离子状态，从而形成反射微波的假想反射面。利用中空电介质构件4形成的反射面，使入射到加热室1内的微波反射，使加热室1内的加热能量分布变化。

此外，中空电介质构件4的配置数量不限定于图6所示的根数，只要是利用隔着被加热物X相向的中空电介质构件4形成假想反射面的配置数量即可，能够适当设定。

电流调整部102基于等离子体控制部101的控制，将沿着相向的一方的壁面1a并列配置的中空电介质构件4a的列设为反射微波的等离子状态。另一方面，将沿着与壁面1a相向的另一方的壁面1b并列配置的中空电介质构件4b的列设为使微波透射而不产生等离子体的气体状态(以下，称为第一状态)。

接着，电流调整部102基于等离子体控制部101的控制，将沿着壁面1a并列配置的处于反射微波的等离子状态的中空电介质构件4a的列设为气体状态，将沿着与壁面1a相向的另一方的壁面1b并列配置的气体状态下的中空电介质构件4b的列设为反射微波的等离子状态(以下，称为第二状态)。

等离子体控制部101进行如下控制：以预先设定的时间间隔交替地切换上述第一状态和第二状态。电流调整部102通过基于等离子体控制部101的控制调整施加的电流，从而对于中空电介质构件4a、4b的列以预先设定的时间间隔交替切换上述第一状态和第二状态。由此，变更在加热室1的室内产生的微波的驻波的位置。

参照图7说明在加热室1的室内产生的微波的驻波的位置的变化。

图7是示出实施方式3的微波加热装置10的驻波的位置的图。

另外，图7A示出上述第一状态下的微波的驻波的位置，图7B示出上述第二状态下的微波的驻波的位置。

如图7A及图7B所示，中空电介质构件4a的列位于与壁面1a相距0.25波长的位置，中空电介质构件4b的列位于与壁面1b相距0.25波长的位置，所述壁面1b隔着被加热物X与壁面1a相向。

首先，如图7A所示，电流调整部102基于等离子体控制部101的控制，将中空电介质构件4a的列设为反射微波的等离子状态，将中空电介质构件4b的列设为气体状态(第一状态)。如图7A所示，在第一状态下，利用中空电介质构件4a的列形成假想反射面A。通过形成的假想反射面A反射微波，从而成为图7A所示的驻波B的波形。驻波B的波节位于位置Ba，驻波B的波腹位于位置Bb。

接着，如图7B所示，电流调整部102基于等离子体控制部101的控制，将中空电介质构件4b的列设为反射微波的等离子状态，将中空电介质构件4a的列设为气体状态(第二状态)。如图7B所示，在第二状态下，利用中空电介质构件4b的列形成假想反射面C。通过形成的假想反射面C反射微波，从而成为图7B所示的驻波D的波形。驻波D的波节位于位置Da，驻波D的波腹位于位置Db。

在第一状态下驻波的波节的位置(图7A中的位置Ba)与在第二状态下驻波的波腹的位置(例如图7B中的位置Db)一致。同样地，在第二状态下驻波的波节的位置(图7B中的位置Da)与在第一状态下驻波的波腹的位置(例如图7A中的位置Bb)一致。通过切换第一状态和第二状态，从而在图7A及图7B的例子中，驻波的波节的位置移动用箭头E示出的距离。

通过等离子体控制部101及电流调整部102将中空电介质构件4的状态切换为第一状态和第二状态，从而驻波的波节及波腹的位置移动，加热能量分布作为时间平均被均衡化，抑制被加热物X的加热不均。

如以上那样，根据本实施方式3，在与配置有放射元件3的壁面以外的壁面1a相距约0.25波长的位置并列配置有2个以上中空电介质构件4，在与配置有放射元件3的壁面以外且隔着被加热物X与壁面1a相向的壁面1b相距约0.25波长的位置并列配置有2个以上中空电介质构件4，等离子体控制部101构成为进行切换第一状态和第二状态的控制，在所述第一状态下，将沿着壁面1a并列配置的中空电介质构件4a设为反射微波的等离子状态，并将沿着壁面1b并列配置的中空电介质构件4b设为使微波透射的气体状态，在所述第二状态下，将沿着壁面1b并列配置的中空电介质构件4b设为反射微波的等离子状态，将沿着壁面1a并列配置的中空电介质构件4a设为使微波透射的气体状态。

由此，驻波的波节及波腹的位置移动，能够使加热能量分布作为时间平均而均衡化。因此，能够抑制被加热物的加热不均。

实施方式4.

在本实施方式4中，示出基于加热室1的室内的温度分布，控制向中空电介质构件4施加的电流的结构。

图8是示出实施方式4的微波加热装置10的控制部100A的结构的框图。

实施方式4的微波加热装置10的控制部100A为在实施方式1-3所示的控制部100中追加数据处理部103及数据库104而构成。

此外，以下，向与实施方式1-3的微波加热装置10的构成要素相同或相当的部分标注与在实施方式1-3中使用的附图标记相同的附图标记并省略或简化说明。

控制部100A由数据处理部103、数据库104、等离子体控制部101及电流调整部102构成。控制部100A以有线或无线方式与设置于加热室1的温度监测器200连接。温度监测器200例如由温度传感器等构成，取得示出加热室1内的温度分布的温度信息。温度监测器200能够取得加热室1内的温度信息即可，设置在适当的位置。

数据处理部103参照从温度监测器200输入的温度信息，判定在被加热物X的附近区域中是否有未被加热的区域。在此，对于被加热物X的附近区域而言，例如在加热室1内预先设定有被推荐放置被加热物X的位置的情况下，设定为从该位置起规定的距离以内的区域。另外，也可以根据拍摄加热室1内而得到的拍摄数据确定被加热物X，将该被加热物X存在的区域设定为被加热物X的附近区域。

数据处理部103在判定为被加热物X的附近区域中有未被加热的区域的情况下，参照数据库104，取得与从温度监测器200输入的温度信息对应的控制条件。数据处理部103将取得的控制条件向等离子体控制部101输出。数据库104是关联地存储温度信息和控制条件的存储区域，所述控制条件示出向中空电介质构件4的电极42施加的电流值及施加时间。

等离子体控制部101根据从数据处理部103输入的控制条件，控制电流调整部102。电流调整部102基于等离子体控制部101的控制，调整施加于中空电介质构件4的电极42的电流。

接着，说明微波加热装置10的硬件结构例。

图9A及图9B是示出实施方式4的微波加热装置10的控制部100A的硬件结构例的图。

微波加热装置10的控制部100A中的数据处理部103、等离子体控制部101及电流调整部102的各功能利用处理电路实现。即，微波加热装置10的控制部100A具备用于实现上述各功能的处理电路。该处理电路可以如图9A所示为作为专用的硬件的处理电路100a，也可以如图9B所示为执行存储于存储器100c的程序的处理器100b。

如图9A所示，在数据处理部103、等离子体控制部101及电流调整部102为专用的硬件的情况下，处理电路100a例如对应于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并联程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field-programmable Gate Array：现场可编程门阵列)或将它们组合而成的电路。可以分别由处理电路实现数据处理部103、等离子体控制部101及电流调整部102的各部分的功能，也可以将各部分的功能汇总并由1个处理电路实现。

如图9B所示，在数据处理部103、等离子体控制部101及电流调整部102为处理器100b的情况下，各部分的功能利用软件、固件或软件与固件的组合实现。软件或固件记述为程序，并存储于存储器100c。通过处理器100b读出并执行存储于存储器100c的程序，从而实现数据处理部103、等离子体控制部101及电流调整部102的各功能。即，数据处理部103、等离子体控制部101及电流调整部102具备用于存储程序的存储器100c，所述程序在由处理器100b执行时结果上执行后述的图10所示的各步骤。另外，也可以说这些程序使计算机执行数据处理部103、等离子体控制部101及电流调整部102的步骤或方法。

在此，处理器100b例如是指CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、处理装置、运算装置、处理器、微处理器、微型计算机或DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)等。

存储器100c例如可以是RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable ROM：可擦可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically EPROM：电可擦可编程只读存储器)等非易失性或易失性半导体存储器，也可以是硬盘、软盘等磁盘，也可以是微型盘、CD(Compact Disc：压缩光盘)、DVD(Digital Versatile Disc：数字多功能光盘)等光盘。

此外，关于数据处理部103、等离子体控制部101及电流调整部102的各功能，也可以用专用的硬件实现一部分，由软件或固件实现一部分。这样，微波加热装置10中的处理电路能够利用硬件、软件、固件或它们的组合实现上述各功能。

接着，说明控制部100A的动作。

图10是示出实施方式4的微波加热装置10的控制部100A的动作的流程图。

数据处理部103当从温度监测器200取得温度信息时(步骤ST1)，参照被加热物X的附近区域的温度信息，进行是否有未被加热的区域的判定(步骤ST2)。在有未被加热的区域的情况下(步骤ST2：是)，数据处理部103参照数据库104，取得与在步骤ST1中取得的温度信息对应的控制条件(步骤ST3)。数据处理部103将取得的控制条件向等离子体控制部101输出。等离子体控制部101基于输入的控制条件，控制电流调整部102(步骤ST4)。电流调整部102基于步骤ST4的控制，向中空电介质构件4的电极42施加电流(步骤ST5)。其后，流程图返回到步骤ST1的处理。

另一方面，在没有未被加热的区域的情况下(步骤ST2：否)，数据处理部103参照被加热物X的温度，进行是否达到设定的温度的判定(步骤ST6)。在被加热物X的温度未达到设定的温度的情况下(步骤ST6：否)，数据处理部103向等离子体控制部101指示以当前的控制条件继续加热(步骤ST7)。等离子体控制部101基于从数据处理部103输入的指示，控制电流调整部102(步骤ST8)。电流调整部102基于步骤ST8的控制，向中空电介质构件4的电极42施加电流(步骤ST9)。其后，流程图返回到步骤ST1的处理。

另一方面，在被加热物X的温度达到设定的温度的情况下(步骤ST6：是)，数据处理部103向等离子体控制部101指示加热的结束(步骤ST10)。等离子体控制部101基于从数据处理部103输入的指示，控制电流调整部102，停止电流的施加(步骤ST11)，结束处理。

此外，在上述流程图中，示出了基于在步骤ST6的判定处理中判定的被加热物X的温度结束加热的处理，但也可以设为根据预先设定的加热时间结束加热的处理。

如以上那样，根据实施方式4，控制部100A构成为：具备数据处理部103，所述数据处理部103取得示出加热室1内的温度分布的温度信息，参照存储有控制中空电介质构件4的状态的控制条件的数据库104，取得与取得的温度信息对应的控制条件，等离子体控制部101根据数据处理部103取得的控制条件，控制中空电介质构件4的状态，电流调整部102基于等离子体控制部的控制调整向电极施加的电流。

由此，能够基于加热室内的温度分布控制中空电介质构件4的等离子状态。能够抑制被加热物的加热不均。

此外，在上述实施方式4中，示出了微波加热装置10具备数据库104的结构，但也可以设为外部装置具有数据库104的结构。

实施方式5.

在本实施方式5中，示出使用温度监测器200取得的温度信息更新数据库104的结构。

图11是示出实施方式5的微波加热装置10的控制部100B的结构的框图。

实施方式5的控制部100B具备数据处理部103a代替在实施方式4中示出的控制部100A的数据处理部103，并追加更新处理部105而构成。

此外，以下，向与实施方式4的微波加热装置10的控制部100A的构成要素相同或相当的结构标注与在实施方式4中使用的附图标记相同的附图标记并省略或简化说明。

数据处理部103a将从温度监测器200输入的温度信息中的、利用等离子体控制部101及电流调整部102变更中空电介质构件4的等离子状态后的温度信息输出到更新处理部105。更新处理部105从数据处理部103a受理等离子状态变更后的温度信息的输入。更新处理部105将受理的等离子状态变更后的温度信息存储于数据库104。数据库104关联地存储等离子状态变更前的温度信息、控制条件及等离子状态变更后的温度信息。

数据处理部103a在基于从温度监测器200输入的温度信息取得控制条件时，也参照等离子状态变更后的温度信息，取得成为作为目标的温度分布的控制条件。通过更新处理部105使用等离子状态变更后的温度信息更新数据库104，从而数据处理部103能够取得使被加热物X成为适当的加热状态的控制信息。

另外，更新处理部105也可以设为如下结构：使用示出在等离子状态变更后温度信息怎样变化的信息，进行控制条件的学习处理。更新处理部105基于控制条件的学习结果，更新存储于数据库104的控制条件。通过更新处理部105对控制条件进行学习处理，从而能够迅速地进行最优的等离子状态的控制。

接着，说明控制部100B的硬件结构例。此外，省略与实施方式4相同的结构的说明。

控制部100B中的数据处理部103a及更新处理部105是图9A所示的处理电路100a或图9B所示的执行存储于存储器100c的程序的处理器100b。

如以上那样，根据实施方式5，控制部100B构成为：具备更新处理部105，所述更新处理部105进行如下更新：经由数据处理部103取得等离子体控制部101变更等离子状态后的温度信息，将变更等离子状态前后的温度信息与控制条件关联并存储于数据库104，数据处理部103参照更新后的数据库104，基于当前的温度信息及施加电流前后的温度信息，取得控制条件。

由此，能够重复多次更新处理，加热到被加热物没有加热不均的状态。另外，能够存储变更等离子状态后的信息，更容易取得成为期望的温度分布的控制条件。

另外，根据实施方式5，由于更新处理部105构成为使用示出在等离子状态变更后温度信息怎样变化的信息并进行控制条件的学习处理，所以能够对于加热室内的温度分布进行最优的等离子状态的控制。

此外，在上述实施方式4及实施方式5中，对应用于图2、图4及图6所示的实施方式1-3的微波加热装置10的控制部100A、100B进行了说明。但是，应用控制部100A、100B的微波加热装置10不限定于图2、图4及图6所示的结构，例如可以是图12所示的微波加热装置10。

图12是示出实施方式4、5的微波加热装置10的其他结构例的图，是示出微波加热装置10的内部结构的俯视示意图。在图12中，省略控制部100A、100B的记载。

沿着与配置有放射元件3的面(例如图1所示的上表面)交叉的加热室1的侧面的全部壁面1a、1b、1c、1d并列配置中空电介质构件4。另外，使中空电介质构件4的并列的列层叠多层地配置。在图12的例子中，示出使沿着壁面1a并列的中空电介质构件4的列层叠3层地配置的情况。同样地，示出使沿着壁面1b并列的中空电介质构件4的列层叠3层地配置，使沿着壁面1c并列的中空电介质构件4的列层叠2层地配置，使沿着壁面1d并列的中空电介质构件4的列层叠2层地配置的情况。

控制部100A、100B进行如下控制：基于从温度监测器200输入的温度信息，将多个中空电介质构件4中的相邻的任意的中空电介质构件4设为反射模式的等离子状态。另外，进行将其他中空电介质构件4设为使所述微波透射的气体状态的控制。由此，利用中空电介质构件4构成任意的反射面。在图12的例子中，示出形成假想反射面F的情况。通过基于从温度监测器200输入的温度信息控制假想反射面的形成，从而控制微波的反射方向，并控制加热区域。能够基于从温度监测器200输入的温度信息进行更有效的加热控制。

这样，根据实施方式5的其他结构，沿着与配置有放射元件3的壁面交叉的壁面1a、1b、1c、1d并列配置中空电介质构件4，且使沿着该壁面1a、1b、1c、1d并列的列层叠多层地配置，等离子体控制部101构成为进行如下控制：根据数据处理部103取得的控制条件控制向电极42施加的电流，将相邻的任意3个以上中空电介质构件4设为反射微波的等离子状态，将其他中空电介质构件设为使微波透射的气体状态。

由此，能够形成与加热室内的温度分布对应的假想反射面，并进行与温度分布对应的加热区域的控制。因此，能够进行与温度分布对应的更有效的加热控制。

实施方式6.

在本实施方式6中，示出集中加热加热室1内的某区域的结构。

图13是示出实施方式6的微波加热装置10A的结构的侧方示意图。此外，在图13中，省略控制部100C的记载。

图14是示出实施方式6的微波加热装置10A的控制部100C的结构的框图。

实施方式6的微波加热装置10A为在实施方式4所示的微波加热装置10的微波产生部2中追加设置相位器24而构成。另外，设置2个放射元件3而构成。并且，设置控制部100C代替实施方式4中示出的微波加热装置10的控制部100A而构成。

此外，以下，向与实施方式4的微波加热装置10的构成要素相同或相当的部分标注与在实施方式4中使用的附图标记相同的附图标记并省略或简化说明。

放射元件3a和放射元件3b配置于在空间上分离的位置，向加热室1内放射在微波产生部2中产生的微波。放射元件3a、3b的种类可以是任意的种类。另外，放射元件3的数量可以排列2个以上，如果是同一直线上，则能够排列多个放射元件3。

微波产生部2的相位器24与放射元件3a、3b连接。相位器24对从各放射元件3a、3b放射的微波的相位设置差。利用相位器24设置的相位差，从放射元件3a、3b放射的微波的放射方向被控制在至少一个方向。

由于加热室1是密闭的空间，所以会产生驻波，不能够自由地控制微波的束。因此，等离子体控制部101将至少1根以上中空电介质构件4控制为吸收模式的等离子状态。由此，加热室1内的微波由中空电介质构件4吸收。通过吸收微波，从而抑制加热室内的驻波，加热室1与开放的空间同样地，微波的束被控制。

参照图14说明控制部100C的详细情况。

控制部100C的数据处理部103b与实施方式4同样地，参照从温度监测器200输入的温度信息，判定在被加热物X的附近区域中是否有未被加热的区域。在判定为在被加热物X的附近区域中有未被加热的区域的情况下，数据处理部103b对相位器24输出控制指示，使之对放射的微波的相位设置差。另外，在数据处理部103b对相位器24输出控制指示使之对放射的微波的相位设置差的情况下，从数据库104取得将至少1根以上中空电介质构件4控制为吸收模式的等离子状态的控制条件。数据库104存储相位器24对微波的相位设置差的情况下的控制条件。

图15是示出实施方式6的微波加热装置10A的内部结构的俯视示意图。

中空电介质构件4沿着壁面并列配置，所述壁面与在放射元件3a、3b的排列方向上延伸的直线交叉。在图15的例子中，示出沿着壁面1a并列配置中空电介质构件4a且中空电介质构件4b沿着壁面1b并列配置的情况，所述壁面1a与在放射元件3a、3b的排列方向上延伸的直线交叉，所述壁面1b与在放射元件3a、3b的排列方向上延伸的直线交叉。

等离子体控制部101基于数据处理部103b取得的控制条件，将至少1个中空电介质构件4设为吸收模式的等离子状态，并将其他中空电介质构件4控制为反射模式的等离子状态。在图15的例子中，示出等离子体控制部101将沿着壁面1a配置的中空电介质构件4a的列中的1根中空电介质构件4c设为吸收模式的等离子状态并将其他中空电介质构件4a控制为反射模式的等离子状态的情况。同样地，示出将沿着壁面1b配置的中空电介质构件4b的列中的1根中空电介质构件4d设为吸收模式的等离子状态并将其他中空电介质构件4b控制为反射模式的等离子状态的情况。

通过设为图15所示的结构，从而能够变更朝向放射元件3a、3b的排列方向的、微波的放射方向。

接着，说明控制部100C的硬件结构例。此外，省略与实施方式4相同的结构的说明。

控制部100C中的数据处理部103b是图9A所示的处理电路100a或图9B所示的执行存储于存储器100c的程序的处理器100b。

接着，说明控制部100C的动作。

图16是示出实施方式6的微波加热装置10A的控制部100C的动作的流程图。

数据处理部103b当从温度监测器200取得温度信息时(步骤ST1)，参照被加热物X的附近区域的温度信息，进行是否有未被加热的区域的判定(步骤ST2)。在有未被加热的区域的情况下(步骤ST2：是)，数据处理部103b对相位器24输出控制指示，使之对放射的微波的相位设置差(步骤ST21)。

另外，数据处理部103b参照数据库104，取得对从放射元件3a、3b放射的微波的相位设置差的情况下的控制条件(步骤ST22)。数据处理部103b将取得的控制条件向等离子体控制部101输出。其后，流程图进入步骤ST4的处理。另一方面，在没有未被加热的区域的情况下(步骤ST2：否)，进入步骤ST6的处理。

以下说明微波加热装置10A的中空电介质构件4的其他配置例。微波加热装置10A的中空电介质构件4的配置只要是能够集中加热被加热物X的配置即可，能够适当设定。

图17是示出实施方式6的微波加热装置10A的中空电介质构件4的其他配置例的图。图17是示出加热室1的内部结构的俯视示意图。

在上述图13中，将放射元件3a、3b的排列方向设为一个方向，但也可以设为在相互正交的各直线上排列2个以上放射元件3的结构。相位器24对从各放射元件3放射的微波的相位设置差。利用相位器24设置的相位差，控制从全部放射元件3放射的微波的放射方向。

在该情况下，如图17所示，沿着壁面1a、1b及壁面1c、1d并列配置中空电介质构件4，所述壁面1a、1b与在放射元件3a、3b的排列方向上延伸的直线3A交叉，所述壁面1c、1d与在放射元件3c、3d的排列方向上延伸的直线3B交叉。即，在与配置有放射元件3的面(例如图13所示的上表面)交叉的全部壁面上，配置中空电介质构件4的列。等离子体控制部101将并列配置在各壁面1a、1b、1c、1d上的中空电介质构件4中的至少1个中空电介质构件4控制为吸收模式的等离子状态。

通过该结构，抑制在与4个以上放射元件3的排列面平行的面上驻波的产生，并二维地操作微波。由此，能够使微波束集中于与配置有4个以上放射元件3的平面平行的面上的任意点。

图18是示出实施方式6的微波加热装置10A的中空电介质构件4的其他配置例的图。图18是示出加热室1的内部结构的俯视示意图。

图18示出沿着加热室1的各壁面1a、1b、1c、1d并列地配置中空电介质构件4，且使该并列的列层叠2层并设为中空电介质构件4a、4b、4e、4f的列的情况。即，在与配置有放射元件3的面(例如图13所示的上表面)交叉的全部壁面，配置2层以上中空电介质构件4的列。

等离子体控制部101基于从数据处理部103b输入的控制条件，按中空电介质构件4a的列的层，按中空电介质构件4b的列的层，按中空电介质构件4e的列的层，并按中空电介质构件4f的列的层，对电流值设置差。等离子体控制部101进行如下控制：按中空电介质构件4的列的层，设为吸收效率不同的吸收模式的等离子状态。具体而言，等离子体控制部101对构成位于接近被加热物X的一侧的层的中空电介质构件4设定较小的电流值，对构成位于远离被加热物X的一侧的层的中空电介质构件4设定较大的电流值。由此，微波的吸收性能提高，能够进行与存在被加热物X的区域的波动阻抗匹配，并抑制微波向加热室1中央的反射。由此，能够更精细地控制微波的束，也精细地控制被加热物X的加热。

如以上那样，根据实施方式6，具备2个以上放射元件3a、3b，微波产生部2具有对2个以上放射元件3a、3b放射的微波的相位设置差的相位器24，沿着与在2个以上放射元件3a、3b的排列方向上延伸的直线交叉的壁面1a、1b并列配置有2个以上中空电介质构件4，等离子体控制部101构成为进行如下控制：将中空电介质构件4中的至少1个中空电介质构件4设为吸收微波的等离子状态。

由此，能够变更向放射元件的排列方向的、微波的放射方向，因此，能够使微波的束集中于想集中进行加热的区域，能够高效地加热应加热的区域。

另外，根据本实施方式6，放射元件3在第一排列方向上排列2个以上，且在第二排列方向上排列2个以上，相位器24对在第一排列方向及第二排列方向上配置的各放射元件3的相位设置差，沿着与在第一排列方向上延伸的直线交叉的壁面并列配置有2个以上中空电介质构件4，且沿着与在第二排列方向上延伸的直线交叉的壁面并列配置有2个以上中空电介质构件4，等离子体控制部101构成为进行如下控制：将沿着与在第一排列方向上延伸的直线交叉的壁面1a、1b配置的中空电介质构件4中的至少1个中空电介质构件4及沿着与在第二排列方向上延伸的直线交叉的壁面1c、1d配置的中空电介质构件4中的至少1个中空电介质构件4设为吸收微波的等离子状态。

由此，能够抑制与放射元件的排列面平行的面上的驻波的产生。因此，能够使微波的束集中于与放射元件的排列面平行的面上的任意点。

另外，根据本实施方式6，由于中空电介质构件4构成为：使沿着壁面1a、1b并列的列层叠多层地配置，且使沿着壁面1c、1d并列的列层叠多层地配置，所述壁面1a、1b与在第一排列方向上延伸的直线交叉，所述壁面1c、1d与第二排列方向交叉，所以能够有效地抑制在加热室内产生的驻波，并使向加热室放射的微波的束集中于被加热物。

此外，在上述实施方式6中，以应用于实施方式4的微波加热装置10的情况为例进行说明，但也可以应用于实施方式5的微波加热装置10。

除了上述以外，本发明也能够在其发明的范围内对各实施方式进行自由组合，或对各实施方式的任意构成要素进行变形、或省略各实施方式中的任意的构成要素。

产业上的可利用性

本发明的技术优选应用于利用等离子体抑制加热不均的加热装置等。

附图标记的说明

1加热室，1a、1b、1c、1d壁面，2微波产生部，3、3a、3b放射元件，4、4a、4b、4c、4d、4e、4f中空电介质构件，10、10A微波加热装置，21微波振荡器，22微波放大器，23微波振荡控制部，24相位器，41气体，42电极，100、100A、100B、100C控制部，101等离子体控制部，102电流调整部，103、103a、103b数据处理部，104数据库，105更新处理部，200温度监测器。

Claims (9)

1.一种微波加热装置，其中，具备：

加热室，所述加热室能够在内部容纳被加热物并具有由导体构成的壁面；

微波产生部，所述微波产生部产生微波；

放射元件，所述放射元件配置于所述壁面，并向所述加热室内放射由所述微波产生部产生的所述微波；

中空电介质构件，所述中空电介质构件在内部密闭有气体并在两端部具有电极；以及

控制部，所述控制部具有等离子体控制部和电流调整部，所述等离子体控制部控制所述中空电介质构件的状态，所述电流调整部与所述中空电介质构件的所述电极连接，并基于所述等离子体控制部的控制调整向所述电极施加的电流，

沿着配置有所述放射元件的壁面以外的所述壁面，配置至少1个以上所述中空电介质构件，

所述等离子体控制部将所述中空电介质构件的状态控制为所述气体反射所述微波的等离子状态、所述气体吸收所述微波的等离子状态及所述气体使所述微波透射的气体状态中的任一种状态。

2.根据权利要求1所述的微波加热装置，其特征在于，

沿着配置有所述放射元件的壁面以外的至少1个所述壁面并列配置有2个以上所述中空电介质构件，

所述等离子体控制部将所述并列配置的所述中空电介质构件中的2个以上中空电介质构件的状态控制为反射所述微波的等离子状态。

3.根据权利要求2所述的微波加热装置，其特征在于，

在与配置有所述放射元件的壁面以外的第一壁面相距0.25波长的位置并列配置有2个以上所述中空电介质构件，在与配置有所述放射元件的壁面以外且隔着所述被加热物与所述第一壁面相向的第二壁面相距0.25波长的位置并列配置有2个以上所述中空电介质构件，

所述等离子体控制部进行切换第一状态和第二状态的控制，在所述第一状态下，将沿着所述第一壁面并列配置的所述中空电介质构件设为反射所述微波的等离子状态，并将沿着所述第二壁面并列配置的所述中空电介质构件设为使所述微波透射的气体状态，在所述第二状态下，将沿着所述第二壁面并列配置的所述中空电介质构件设为反射所述微波的等离子状态，并将沿着所述第一壁面并列配置的所述中空电介质构件设为使所述微波透射的气体状态。

4.根据权利要求3所述的微波加热装置，其特征在于，

所述控制部具备数据处理部，所述数据处理部取得温度信息，参照存储有控制条件的数据库，取得与所述取得的温度信息对应的所述控制条件，所述温度信息示出所述加热室内的温度分布，所述控制条件控制所述中空电介质构件的状态，

所述等离子体控制部根据所述数据处理部取得的所述控制条件控制所述中空电介质构件的状态，

所述电流调整部基于所述等离子体控制部的控制，调整向所述电极施加的电流。

5.根据权利要求4所述的微波加热装置，其特征在于，

所述控制部具备更新处理部，所述更新处理部进行如下更新：经由所述数据处理部取得所述等离子体控制部变更所述等离子状态后的所述温度信息，将变更所述等离子状态前后的所述温度信息与所述控制条件关联并存储于所述数据库，

所述数据处理部参照更新后的所述数据库，基于当前的所述温度信息及施加所述电流前后的所述温度信息取得所述控制条件。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的微波加热装置，其特征在于，

所述中空电介质构件沿着与配置有所述放射元件的壁面交叉的壁面并列配置，且使沿着该壁面并列的列层叠多层地配置，

所述等离子体控制部进行如下控制：根据所述数据处理部取得的所述控制条件控制向所述电极施加的电流，将相邻的任意3个以上所述中空电介质构件设为反射所述微波的等离子状态，并将其他所述中空电介质构件设为使所述微波透射的气体状态。

7.根据权利要求2所述的微波加热装置，其特征在于，

所述微波加热装置具备2个以上所述放射元件，

所述微波产生部具有相位器，所述相位器对所述2个以上放射元件放射的所述微波的相位设置差，

所述中空电介质构件沿着与在所述2个以上放射元件的排列方向上延伸的直线交叉的所述壁面，并列配置有2个以上，

所述等离子体控制部进行如下控制：将所述中空电介质构件中的至少1个中空电介质构件设为吸收所述微波的等离子状态。

8.根据权利要求7所述的微波加热装置，其特征在于，

在第一排列方向上排列2个以上所述放射元件，且在第二排列方向上排列2个以上所述放射元件，

所述相位器对在所述第一排列方向及所述第二排列方向上配置的各所述放射元件的相位设置差，

沿着与在所述第一排列方向上延伸的直线交叉的所述壁面并列配置有2个以上所述中空电介质构件，且沿着与在所述第二排列方向上延伸的直线交叉的所述壁面并列配置有2个以上所述中空电介质构件，

所述等离子体控制部进行如下控制：将沿着与在所述第一排列方向上延伸的直线交叉的所述壁面配置的所述中空电介质构件中的至少1个中空电介质构件及沿着与在所述第二排列方向上延伸的直线交叉的所述壁面配置的所述中空电介质构件中的至少1个中空电介质构件设为吸收所述微波的等离子状态。

9.根据权利要求8所述的微波加热装置，其特征在于，

对于所述中空电介质构件而言，使沿着与在所述第一排列方向上延伸的直线交叉的所述壁面并列的列层叠多层地配置，且使沿着与所述第二排列方向交叉的所述壁面并列的列层叠多层地配置。

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