JP2006523921A5

JP2006523921A5 -

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Publication number: JP2006523921A5
Application number: JP2006506533A
Authority: JP
Filing date: 2004-04-15
Publication date: 2011-01-06
Anticipated expiration: 2024-04-15

Description

この目的のため、本発明は、処理すべき対象物を収納するようになっている１つのアプリケータと、伝播導波路を介してアプリケータにマイクロ波又は無線波の出力を供給する複数の発振器を備え、３つの前記発振器からそれぞれ発振されるマイクロ波又は無線波を伝播する３つの前記伝播導波路が３つの直交軸を有する１つの三面体を形成する３つのプレート上にそれぞれ取り付けられ、かつ前記伝播導波路が前記発振器が相互にデカップルされた状態で前記アプリケータに前記出力を供給するために前記三面体を構成する三面の対称軸を基準として対称に配置されるマイクロ波又は無線波装置であって、３つの前記伝播導波路(101-103, 201-203)は、それぞれ長方形断面を有し、３つの前記プレート上に３つの前記長方形断面の各短辺(91-93)が相互に直交したままになるように、それぞれ取り付けられることを特徴とする装置を対象とする。

本発明による３つの伝播導波路は、電界をそれぞれ軸ＯＸに平行に、軸ＯＹに平行に、軸ＯＺに平行に伝播させるようにアプリケータ内に到達させるために、符号ＯＸ、ＯＹ、ＯＺの３つの直交軸を有する三面体の３つの面上に対称的に配置される。面ＹＯＺ及びＺＯＸに対する、面ＸＯＹ内に配置された伝播導波路の影像はすべてこの面ＸＯＹ内にあり、電界はＯＸに平行である。更に、これらの影像は、分極がＯＸに平行な、即ち他の２つの発振器から発せられる分布の電界の分極に対し直角な電界分布を発する。従って、アプリケータが空であるか均一な物体が挿入されている限り、３つの発振器はデカップルされる。

図１及び図２を参照すると、本発明の第一の実施形態によるマイクロ波装置は、例えば液体など処理すべき対象３を収納するためのアプリケータ１と、３つの伝播導波路１０１、１０２及び１０３を介してアプリケータ１にマイクロ波又は無線波の出力を供給する（図示しない）３つの発振器とを備える。伝播導波路は、軸ＯＸ、ＯＹ及びＯＺで示す３つの直交軸を有する三面体を形成する３つのプレート７１、７２、７３にそれぞれ取り付けられ、３つの発振器によってそれぞれ発生するマイクロ波を伝播する。３つの伝播導波路１０１、１０２及び１０３は三面体を構成する三面の対称軸Δを基準として対称に配置される。更に、各３つの伝播導波路１０１、１０２又は１０３は、それが取り付けられているプレート７１、７２又は７３に対し直角な長手伝播方向Ｌ１、Ｌ２又はＬ３に沿って延びる。

図６を参照すると、３つの伝播導波路４０１、４０２、４０３が、カレントループ４１１、４１２及び４１３を端部とする同軸ケーブルである点が第一の参考形態と異なる。３つの伝播導波路４０１、４０２、４０３は、プレート７１、７２及び７３に対し直角な長手伝播方向Ｌ１、Ｌ２及びＬ３に延び、露出端４２１、４２２及び４２３が３つの直交軸を有する三面体の対応するプレートに固定されているカレントループ４１１、４１２及び４１３を経てアプリケータ内に到達する。３つの伝播導波路４０１、４０２及び４０３は三面体を構成する三面の対称軸Δに対し対称に配置される。カレントループによって誘導される磁界のベクトルは、相互に直交した状態を保つように、各カレントループの面に対し直角な軸Ａの方向を向いている。ここでもこの配置により３つの発振器は相互にデカップルされた状態で３つのアプリケータに供給することができる。

有利には、先述の実施形態、参考形態のそれぞれについて、伝播導波路１０１−１０３、２０１−２０３又は３０１−３０３は、アプリケータ１内に収納された対象物の形状に応じて発振器のデカップリングを調節するために、ＯＸ、ＯＹ、ＯＺの符号を付した３つの直交軸を有する三面体を構成する三面の対称軸（Δ）に対する対称性を維持しつつ、長手伝播方向を中心とする回転及びこれらの伝播導波路が取り付けられているプレート７１−７３に平行な移動によって変化する位置を占める。

図８Ａ及び図８Ｂに示すように、伝播導波路１０１は伝播導波路に溶接された円形フランジ８０１を介して取り外し可能な状態で取り付けられる。フランジ８０１は、対応する１２個の孔を含む中間プレート５０１にボルトで固定するために、ある円上に等間隔で配置した１２個の単純孔を備える。中間プレートは、３つの直交軸を有する三面体のプレート７１に固定するためのボルトを挿入するための４つの孔６０１も備える。中間プレート５０１及びフランジ８０１の１２個の孔により、伝播導波路１０１は、導波路の伝播方向Ｌ１を中心とする回転において変化する位置を占めることができ、回転のピッチは連続する２つの孔の角距離によって決められる。孔６０１は、伝播導波路１０１がプレート７１に対し平行な移動によっても変化する位置を占めるように、３つの直交軸を有する三面体のプレート７１に平行に延びる。このように３つの導波路の位置は、三面体を構成する三面の対称軸（Δ）に対する３つの導波路の位置対称性を維持しつつ、回転においても平行移動においても可変である。孔６０１の方向は、一般的に、３つの直交軸を有する三面体の面７１−７３に対するプレート５０１の位置によって異なることに留意すべきである。

アプリケータに供給している発振器の間の複素反射係数Ｒ及び複素透過係数Ｔを規定することが可能である。図７を参照すると、係数Ｒ及びＴは、各導波路１０１、１０２又は１０３の断面の中心の座標値ｘ１、ｙ１又はｙ２、ｚ２又はｚ３、ｘ３の関数であり、各導波路は、３つの直交軸を有する三面体の面内の電界が成す角度θ１又はθ２又はθ３のアプリケータ内に到達し、三面体の表面には、導波路１０１、１０２又は１０３が、三面体の頂点Ｏで処理すべき対象物から距離をとって配置される。伝播導波路間の伝達は、３つの発振器間にデカップリングを再度確立するために上に示す３つの値を適切に選択することによりなくすことができる。また、周知であって当該伝播導波路内に配置されたアダプタにより、各発振器が見る複素反射係数Ｒをなくすことができる。

反応装置は例えば直径が３０ｃｍに等しい円形断面の円筒形である。図１を参照すると、本発明の第一の実施形態によるマイクロ波装置が使用される。即ち、長方形断面の短辺９１、９２及び９３が２つずつ直交するように、長方形断面の３つの伝播導波路１０１、１０２及び１０３が３つの直交軸を有する三面体ＯＸ、ＯＹ、ＯＺの３つの面７１、７２及び７３上にそれぞれ取り付けられる。三面体を構成する三面の対称軸Δを反応装置の中心軸に一致させた状態で反応装置の上方に配置される。

図１０の炉は金属製支持体１１０に旋回可能に取り付けられた、円形断面で耐火アルミナシリカ製の円筒形るつぼ１１１である。るつぼには数リットルの溶解ガラス１１３を入れることができる。本発明の第一の実施形態によるマイクロ波装置により加熱が得られる。３つの直交軸を有する三面体は、三面の対称軸Δをるつぼの中心軸Ａに一致させることにより、アプリケータの上方に配置される。３つの室内発振器はそれぞれ１．２ｋＷの出力を発生するので合計照射出力は３．６ｋＷとなる。３つの伝播導波路１０１、１０２及び１０３を具備する３つの直交軸を有する三面体ＯＸ、ＯＹ、ＯＺは、ガラス職人が溶解ガラスをすくいに来たときるつぼに手が届くように、ヒンジ１１４を中心として動く。炉が開いている時には発振器は切の状態になっていることは明らかである。

図１は本発明の第一の実施形態によるマイクロ波装置の略図である。図２は図１に示す第一の実施形態による三面体の面に対し直角に配置された、長方形断面の３つの伝播導波路を示す原理図である。図３は第二の実施形態による三面体の面に対し平行に配置された、長方形断面の３つの伝播導波路を示す原理図である。図４Ａは伝播導波路の長辺内に形成されるスリットを有する、長方形断面の伝播導波路の略図である。図４Ｂは伝播導波路の長辺内に形成されるスリットを有する、長方形断面の伝播導波路の略図である。図５は第一の参考形態による三面体の面に対し直角に配置された、同軸ケーブルの形態の無線周波数装置の伝播導波路を示す原理図である。図６は第二の参考形態による三面体の面に対し直角な面内に配置されたカレントループの形態の無線周波数装置の伝播導波路を示す原理図である。図７は図１に示し、長手伝播方向を軸とする回転において取り外し可能で、導波路が取り付けられている三面体の面に対し平行に移動するように取り付けられた、長方形断面の３つの伝播導波路の原理図である。図８Ａは回転において取り外し可能で３つの直交軸を有する三面体の板のうちの１つの上を移動するように取り付けられた図１による装置の伝播導波路の略図である。図８Ｂは回転において取り外し可能で３つの直交軸を有する三面体の板のうちの１つの上を移動するように取り付けられた図１による装置の伝播導波路の略図である。図９は円形断面のアプリケータが脱水反応装置である、本発明の第一の実施形態によるマイクロ波によって発生する電磁場の分布を示す図である。図１０はアプリケータがガラス炉である、本発明の第一の実施形態によるマイクロ波装置の略図である。

Claims

処理すべき対象物(3, 113)を収納するようになっている１つのアプリケータ(1, 111)と、伝播導波路を介してアプリケータにマイクロ波又は無線波の出力を供給する複数の発振器を備え、３つの前記発振器からそれぞれ発振されるマイクロ波又は無線波を伝播する３つの前記伝播導波路(101-103, 201-203)が３つの直交軸を有する１つの三面体(OX, OY, OZ)を形成する３つのプレート(71-73)上にそれぞれ取り付けられ、かつ前記伝播導波路が前記発振器が相互にデカップルされた状態で前記アプリケータに前記出力を供給するために前記三面体を構成する三面の対称軸(Δ)を基準として対称に配置されるマイクロ波又は無線波装置であって、３つの前記伝播導波路(101-103, 201-203)は、それぞれ長方形断面を有し、３つの前記プレート上に３つの前記長方形断面の各短辺(91-93)が相互に直交したままになるように、それぞれ取り付けられることを特徴とする装置。