JP6533783B2 - Microwave irradiation device - Google Patents

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Description

本発明は、複数のマグネトロンが設けられたキャビティを有するマイクロ波照射装置に関する。   The present invention relates to a microwave irradiation apparatus having a cavity provided with a plurality of magnetrons.

マイクロ波に、従来の加熱法とは異なる化学反応促進効果が認められることは公知であり、かかる効果はマイクロ波効果、マイクロ波電界効果、若しくは非熱的効果と呼ばれている。マイクロ波の応用分野は、有機化学、無機化学、セラミックス、医療など幅広く、例えば、有機化学反応としては、ポリエステル樹脂の製造、或いは、銅フタロシニアンの製造が知られている。   It is known that microwaves have chemical reaction promoting effects different from those of conventional heating methods, and such effects are called microwave effects, microwave electric field effects, or non-thermal effects. The field of application of microwaves is wide, such as organic chemistry, inorganic chemistry, ceramics, medicine, etc. For example, as organic chemistry reaction, production of polyester resin or production of copper phthalocyanine is known.

マイクロ波透過材を通してのマイクロ波照射態様には、空中照射方式と液中照射方式があり、加熱効率の観点からは、マイクロ波が被加熱物の直接照射される液中照射方式の方が優れているとされる。また、液中照射方式ではマイクロ波が被加熱物に直接照射されるため、熱電対や撹拌軸等の金属製部品に高出力のマイクロ波エネルギーが直接作用することを防ぐという有利な効果を奏する場合がある。マイクロ波が誘電体に進入すると、熱に変化して急激に強度が弱くなるので、液中の金属製部品への作用は極めて限られたものとなるからである。例えば、25℃の水の場合、電力半減深度と言われるマイクロ波の電力密度が1/2に半減するまでの深さがわずか1.3cmであることが知られている。   The microwave irradiation mode through the microwave transmitting material includes air irradiation method and in-liquid irradiation method. From the viewpoint of heating efficiency, the in-liquid irradiation method in which the microwave is directly irradiated to the object to be heated is better It is said that Further, in the in-liquid irradiation method, since microwaves are directly irradiated to the object to be heated, there is an advantageous effect of preventing high-power microwave energy from directly acting on metal parts such as thermocouples and stirring shafts. There is a case. When the microwaves enter the dielectric, they are transformed into heat and the strength is sharply reduced, so that the action on the metal parts in the liquid is extremely limited. For example, in the case of water at 25 ° C., it is known that the depth to which the power density of the microwave, which is said to be the power half depth, is reduced to half is only 1.3 cm.

出願人は、特許文献1で、導波管からのマイクロ波が照射されるマイクロ波透過材で構成された照射部を有する管状容器と、撹拌軸に所定の間隔で配設された仕切板、および/または、管状容器の内壁に所定の間隔で配設された仕切板により構成する、管状容器を所定の間隔で仕切る仕切部材と、前記仕切部材間に位置する1以上の被加熱物の流れ方向とは逆方向の混合が発生する撹拌翼を有し、前記管状容器を軸通する撹拌軸と、マイクロ波加熱手段と、を備え、前記管状容器内を流れる被加熱物を、撹拌翼で撹拌しながらマイクロ波加熱するマイクロ波照射装置を提案した。   The applicant has disclosed in Patent Document 1 a tubular container having an irradiation unit made of a microwave transmitting material to which microwaves from a waveguide are irradiated, and a partition plate disposed at a predetermined interval on a stirring shaft, And / or a partition member configured by partition plates disposed at predetermined intervals on the inner wall of the tubular container, the partition member partitioning the tubular container at predetermined intervals, and the flow of one or more objects to be heated located between the partition members The apparatus has an agitation blade generating mixing in a direction opposite to the direction, and comprises an agitation shaft axially passing through the tubular container, and a microwave heating means, and the object to be heated flowing in the tubular container is the agitation blade We proposed a microwave irradiator for microwave heating with stirring.

特許文献2には、内面にマイクロ波の反射板を備え、積層接着したフィルムをロール状に巻いたフィルムロールをマイクロ波により加熱する加熱庫と、該加熱庫外に設置され、前記マイクロ波を発振して前記加熱庫にマイクロ波を照射するマイクロ波発振器と、前記加熱庫天井に設置され、前記マイクロ波を撹拌するスタラーファンとを備えたことを特徴とするフィルムロールの加熱装置が提案されている。   In Patent Document 2, there is provided a heating chamber for heating a film roll which is provided with a reflecting plate of microwaves on its inner surface and which is wound into a roll shape with a film laminated and adhered, and is installed outside the heating chamber. A film roll heating apparatus comprising: a microwave oscillator that oscillates and irradiates the heating chamber with microwaves; and a stirrer fan installed on the heating chamber ceiling and stirring the microwaves. It is done.

特許第5016984号公報Patent No. 5016984 gazette 特開2012−214000号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-214000

固体のマイクロ波加熱では、比較的大きな物体を加熱する場合、1つの高出力発振器で加熱すると、マイクロ波の片当たりによる温度ムラが増大するという課題があった。一方、複数の低出力発振器で加熱すると、均熱性は向上するがマイクロ波の干渉により加熱効率が低下するという課題があった。
複数照射におけるマイクロ波の干渉が考慮されており、干渉による加熱効率の低下の問題が解消されたキャビティ型のマイクロ波照射装置が求められていた。
In the microwave heating of a solid, when heating a relatively large object, when heated by one high-power oscillator, there is a problem that the temperature unevenness due to the partial contact of the microwave increases. On the other hand, when heating is performed by a plurality of low-power oscillators, there is a problem that the heat uniformity is improved but the heating efficiency is reduced due to the interference of microwaves.
There is a need for a cavity-type microwave irradiation apparatus in which the interference of microwaves in multiple irradiations is taken into consideration, and the problem of the decrease in heating efficiency due to the interference being eliminated.

そのため、本発明は、干渉による加熱効率の低下の問題が解消されたキャビティ型のマイクロ波照射装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a cavity type microwave irradiation apparatus in which the problem of the decrease in heating efficiency due to interference is eliminated.

発明者は、互いに向かい合わない複数方向からマイクロ波を照射し、回転反射盤を使用することで、マイクロ波の干渉を抑制するとともに高い均熱性を確保することを可能とした。また、干渉が抑制されることにより、複数照射においても高い加熱効率が確保される。さらには、加熱対象物のマイクロ波吸収が少ない場合の放電も防ぐことを可能としている。   The inventors have made it possible to suppress microwave interference and ensure high heat uniformity by irradiating microwaves from multiple directions not facing each other and using a rotary reflector. In addition, by suppressing the interference, high heating efficiency is ensured even in the case of multiple irradiation. Furthermore, it is possible to prevent discharge when the microwave absorption of the object to be heated is small.

マイクロ波の干渉について補足の説明をする。
互いに向かい合う2本の導波管からマイクロ波を照射して加熱対象物を加熱した場合、互いに強め合うときには加熱効率が向上するが、弱め合うときには逆に効率が低下するという課題がある。汎用的なマグネトロンの場合、発振周波数に幅があるため、最も高効率となるような干渉の制御は大変困難であり、効率が著しく低下することもある。さらに、中に入れる加熱対象物の大きさや位置が異なれば、電磁界分布も異なるものとなるところ、加熱対象物毎に干渉を考慮にいれた制御条件を設定することは現実的ではない。そこで、発明者は、干渉を極力抑えることにより、発振器(マグネトロン)の個数に正比例する加熱効率を得ることを目的として種々の改良を施し、マイクロ波の干渉を最小限とすることを可能とした。具体的には次の改良を施した。
A supplementary explanation of microwave interference is given.
When microwaves are irradiated from two waveguides facing each other to heat the object to be heated, the heating efficiency is improved when mutually strengthening each other, but there is a problem that the efficiency is reduced when they are mutually weakened. In the case of a general-purpose magnetron, since there is a wide range of oscillation frequencies, it is very difficult to control interference with the highest efficiency, and the efficiency may be significantly reduced. Furthermore, if the size and position of the heating object to be put in are different, the electromagnetic field distribution will also be different, but it is not realistic to set control conditions in consideration of interference for each heating object. Therefore, the inventor has made various improvements for the purpose of obtaining a heating efficiency that is directly proportional to the number of oscillators (magnetrons) by minimizing the interference, and has made it possible to minimize the microwave interference. . Specifically, the following improvements were made.

(1)互いに向かい合わない方向からマイクロ波を照射すること。
(2)マイクロ波を回転反射盤で拡散し、ランダムに反射させること。
(3)回転反射盤を穴あき構造にすること、反射盤に切り欠き部を設けることで、よりランダムな反射とすること。
(4)回転に使用するモータには、敢えてステッピングモータを採用せず、例えばシンクロナスモータやインダクションモータを使用することで、たとえ干渉が生じたとしてもそれが持続しない仕様とする。
(1) Irradiating microwaves from directions not facing each other.
(2) Diffuse microwaves on a rotary reflector and reflect them randomly.
(3) A more random reflection by providing a holed structure for the rotary reflector and providing a notch in the reflector.
(4) Do not use a stepping motor as the motor used for rotation, for example, use a synchronous motor or an induction motor, for example, so that even if interference occurs, it does not last.

すなわち、本発明は、以下の技術手段から構成される。
本発明のマイクロ波照射装置は、マグネトロンからのマイクロ波を照射する照射口を有する複数個の照射部と、複数個の照射部が設けられたキャビティと、前記キャビティの一面を開閉する扉と、制御部とを備えたマイクロ波照射装置であって、前記複数個の照射部が、前記キャビティの前記扉が設けられた面以外の内壁面に、相互に対面しないようにそれぞれ設けられ、前記照射部が、反射盤を備え、前記マグネトロンから照射されたマイクロ波が、前記反射盤を介してキャビティ内に間接照射されることを特徴とする。
上記マイクロ波照射装置において、前記照射部が、反射盤と、反射盤が収納される凹部と、凹部を覆う板と、凹部の内側面に設けられた照射口とを備える導波管を有しない照射部であることを特徴としてもよく、この場合、前記複数個の照射部が有する照射口が、相互に対向しないように配置されることを特徴とすることが好ましく、前記キャビティ内の空間が、立方体状または直方体状の形状であり、前記照射部が、3個の照射部からなることを特徴とすることがより好ましい。
That is, the present invention comprises the following technical means.
The microwave irradiator according to the present invention comprises: a plurality of irradiators each having an irradiance port for irradiating a microwave from a magnetron; a cavity provided with the plurality of irradiators; and a door for opening and closing one surface of the cavity. A microwave irradiation device comprising a control unit, wherein the plurality of irradiation units are provided on inner wall surfaces other than the surface on which the door of the cavity is provided so as not to face each other; The apparatus is characterized in that the unit includes a reflecting plate, and the microwaves emitted from the magnetron are indirectly irradiated into the cavity through the reflecting plate.
In the above-mentioned microwave irradiation apparatus, the irradiation unit does not have a waveguide including a reflecting plate, a recess in which the reflecting plate is accommodated, a plate covering the recess, and an irradiation port provided on the inner side surface of the recess. The irradiation portion may be characterized, in which case the irradiation openings of the plurality of irradiation portions are preferably arranged not to face each other, and the space in the cavity is It is more preferable that it is a cube shape or rectangular solid shape, and the said irradiation part consists of three irradiation parts.

上記3個の照射部を備えるマイクロ波照射装置において、被照射物の温度を測定することが可能な放射型温度センサを備え、前記制御部が、前記放射型温度センサの検出値に基づき前記3個の照射部から照射されるマイクロ波の出力を制御することを特徴としてもよく、この場合、さらに、光ファイバ型温度センサと、光ファイバ型温度センサを挿入可能な被照射物の収納容器とを備えることを特徴とすることが好ましく、前記制御部が、前記光ファイバ型温度センサおよび前記放射型温度センサの検出値に基づき前記3個の照射部から照射されるマイクロ波の出力を制御することを特徴とすることがより好ましく、前記放射型温度センサを複数備え、前記制御部が、一又は複数の放射型温度センサの検出値に基づき一又は複数の照射部から照射されるマイクロ波の出力を制御する制御系統を複数備えることを特徴とすることがさらに好ましい。
上記放射型温度センサを備えるマイクロ波照射装置において、前記放射型温度センサが、前記キャビティの複数の内壁面に配置されていることを特徴としてもよい。
上記放射型温度センサを備えるマイクロ波照射装置において、前記放射型温度センサが、アレイ配置された複数の前記放射型温度センサからなることを特徴としてもよい。
上記放射型温度センサを備えるマイクロ波照射装置において、前記放射型温度センサが、前記キャビティの上部または側部に設けられていること、さらに、被照射物を前記キャビティの中心または中心付近に配置するための、マイクロ波透過性材からなる台を備えることを特徴とすることが好ましく、この場合、前記台が、前記キャビティの底面からマイクロ波の1/4波長以上の高さに被照射物を配置可能であることを特徴とすることがより好ましい。
上記マイクロ波照射装置において、前記反射盤が、複数の反射羽根を備え、さらに、前記反射盤を回転させる回動装置を備えることを特徴としてもよく、この場合、前記反射盤が、側面視切頭円錐台形であることを特徴とすることが好ましく、前記反射羽根が、3〜10枚の穴あき構造の反射羽根からなることを特徴とすることがより好ましい。
上記マイクロ波照射装置において、前記照射部が、前記照射口を除く内面を金属板で覆ったチャンバーを備え、チャンバー内に前記マグネトロンが設置されることを特徴としてもよい。
上記マイクロ波照射装置において、卓上型であることを特徴としてもよい。
The microwave irradiation apparatus including the three irradiation units includes a radiation type temperature sensor capable of measuring the temperature of the object to be irradiated, and the control unit is configured to calculate the third value based on a detection value of the radiation type temperature sensor. The present invention may be characterized in that the output of the microwaves emitted from the individual irradiation units may be controlled, and in this case, an optical fiber temperature sensor, and a storage container for the irradiation object to which the optical fiber temperature sensor can be inserted. Preferably, the control unit controls the output of the microwaves irradiated from the three irradiation units based on the detection values of the optical fiber type temperature sensor and the radiation type temperature sensor. It is more preferable to be characterized in that a plurality of the radiation type temperature sensors are provided, and the control unit is based on the detection values of one or more radiation type temperature sensors from one or more irradiation units. It is further preferably characterized in that it comprises a plurality of control systems for controlling the output of the microwave Isa.
In the microwave irradiation apparatus including the radiation type temperature sensor, the radiation type temperature sensor may be disposed on a plurality of inner wall surfaces of the cavity.
In the microwave irradiator including the radiation-type temperature sensor, the radiation-type temperature sensor may include a plurality of the radiation-type temperature sensors arranged in an array.
In the microwave irradiation apparatus provided with the above-mentioned radiation type temperature sensor, the radiation type temperature sensor is provided on the upper part or the side part of the cavity, and further, the object to be irradiated is arranged at the center or near the center of the cavity It is preferable that the table is provided with a table made of a microwave transparent material, and in this case, the table has an object to be irradiated at a height of 1/4 wavelength or more of the microwave from the bottom surface of the cavity. More preferably, it is characterized in that it can be arranged.
In the above-mentioned microwave irradiator, the reflecting plate may be provided with a plurality of reflecting vanes, and may further be provided with a rotating device for rotating the reflecting plate. In this case, the reflecting plate has a side view. It is preferable to be characterized by having a frusto-conical shape, and it is more preferable to be characterized by that the reflective blade is composed of 3 to 10 reflective blades having a perforated structure.
In the above-mentioned microwave irradiation apparatus, the irradiation unit may include a chamber in which an inner surface excluding the irradiation port is covered with a metal plate, and the magnetron may be installed in the chamber.
The microwave irradiation apparatus described above may be a tabletop type.

本発明によれば、干渉による加熱効率の低下の問題が解消されたキャビティを有するマイクロ波照射装置を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the microwave irradiation apparatus which has a cavity by which the problem of the fall of the heating efficiency by interference was eliminated.

実施形態例に係るマイクロ波照射装置の斜視図である。It is a perspective view of the microwave irradiation device concerning an example of an embodiment. 実施形態例に係るマイクロ波照射装置のキャビティを示す透過斜視図である。It is a transmission perspective view showing a cavity of a microwave irradiation device concerning an example of an embodiment. 実施形態例に係る照射口および屋根部の構造を示す斜視図である。It is a perspective view showing the structure of the irradiation mouth and the roof concerning the example of an embodiment. 実施形態例に係るマイクロ波の間接照射の説明図である。It is an explanatory view of indirect irradiation of the microwave concerning an example of an embodiment. 実施形態例に係る反射盤の上面図である。It is a top view of a reflective board concerning an example of an embodiment. 実施形態例に係る反射盤の斜視図である。It is a perspective view of a reflective board concerning an example of an embodiment. 実験例1に係る熱画像であり、(a)は一方向照射の熱画像、(b)は三方向照射の熱画像である。It is a thermal image which concerns on Experimental example 1, (a) is a thermal image of one-directional irradiation, (b) is a thermal image of three-directional irradiation. 実験例2に係る熱画像であり、(a)は反射盤を用いずに三方向照射した場合の熱画像、(b)は反射盤を回転させずに三方向照射した場合の熱画像、(c)は反射盤を回転させながら三方向照射した場合の熱画像である。(A) shows a thermal image when irradiated in three directions without using a reflector, (b) shows a thermal image when irradiated in three directions without rotating a reflector, (a) c) is a thermal image when irradiating in three directions while rotating the reflector. 実験例3に係るネットワークアナライザの測定結果であり、(a)は反射盤を用いずに照射した場合の測定結果、(b)は回転する反射盤を用いて照射した場合の測定結果である。It is a measurement result of the network analyzer which concerns on Experimental example 3, (a) is a measurement result at the time of irradiating without using a reflection board, (b) is a measurement result at the time of irradiating using a rotating reflection board. (a)は比較例1の装置の構成図、(b)は実験例4の装置の構成図である。(A) is a block diagram of the apparatus of the comparative example 1, (b) is a block diagram of the apparatus of experiment example 4. FIG. (a)は比較例1の装置シミュレーション結果、(b)は実験例4の装置シミュレーション結果である。(A) is a device simulation result of Comparative Example 1, (b) is a device simulation result of Experimental Example 4. (a)は実験例5−1の装置シミュレーション結果、(b)は実験例5−2の装置シミュレーション結果である。(A) is an apparatus simulation result of Experimental example 5-1, (b) is an apparatus simulation result of Experimental example 5-2. 実験例6のシステムの構成図である。It is a block diagram of the system of Experimental example 6. FIG. 実験例6に係る台の斜視図である。It is a perspective view of the stand concerning experimental example 6. FIG. 実験例6に係る温度測定結果およびマイクロ波の出力であり、(a)は放射型温度センサの測定温度に基づき制御した結果、(b)は光ファイバ型温度センサの測定温度に基づき制御した結果である。It is a temperature measurement result and the output of a microwave which concern on Experimental example 6, (a) is a result of controlling based on the measurement temperature of a radiation type temperature sensor, (b) is a result controlled based on a measurement temperature of an optical fiber type temperature sensor It is. 実験例7のシステムの構成図である。It is a block diagram of the system of Experimental example 7. FIG.

本発明の好ましい実施形態例に係るマイクロ波照射装置を説明する。
図1は、実施形態例に係るマイクロ波照射装置1の斜視図である。実施形態例のマイクロ波照射装置1は、直方体状の筐体2の内部に設けられたキャビティ3と、上下にスライド開閉する扉4と、操作部5と、を備えた卓上型のマイクロ波照射装置である。
A microwave irradiator according to a preferred embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view of a microwave irradiation apparatus 1 according to an embodiment. The microwave irradiation apparatus 1 according to the embodiment has a table-top microwave irradiation including a cavity 3 provided inside a rectangular parallelepiped casing 2, a door 4 that slides open and close up and down, and an operation unit 5. It is an apparatus.

キャビティ3は、底面が550mmの正方形、高さが400mmの直方体状の空間で有り、300mm四方の被照射物へのマイクロ波照射が可能である。キャビティ3の内壁の三面には、マグネトロン6a〜6cを有する照射部7a〜7cがそれぞれ配置されている。照射部7a〜7cの配置する面は図示の場所に限定されず、キャビティ3の内壁を構成する六面のうち、扉4が設けられた面を除く五面のいずれの場所に配置してもよい。但し、均一加熱の観点からは、照射部7a〜7cのそれぞれがキャビティ3の内壁面の実質的に中心に位置するような配置とすることが好ましい。マグネトロン6a〜6cは、いずれも周波数2.45GHz、出力1kWの同一仕様のものである。すなわち、実施形態例のマイクロ波照射装置1によれば、3kWの出力をもって最大サイズ400×400×300(mm)の加熱対象物にマイクロ波を照射することが可能である。
操作部5には操作用のボタンが設けられており、予め設定された照射パターンを選択することが可能である。操作部5の背面側には、プロセッサと記憶装置を備え制御部(図示せず)が配置されている。制御部は、記憶装置に記憶された所定のプログラムに基づきマグネトロン6a〜6cの出力を制御する。被照射物の温度を測定することが可能な温度センサを1または複数個設置し、温度センサの検出値に基づき、複数個の照射部から照射されるマイクロ波の出力を独立に制御することで加熱対象物の温度を制御できるように構成してもよい。
The cavity 3 is a rectangular space having a square bottom surface of 550 mm and a height of 400 mm, and can irradiate a 300 mm square object to be irradiated with microwaves. On three surfaces of the inner wall of the cavity 3, irradiation units 7a to 7c having magnetrons 6a to 6c are respectively disposed. The surface on which the irradiation units 7a to 7c are disposed is not limited to the illustrated position, and among the six surfaces constituting the inner wall of the cavity 3, the surface may be disposed on any of the five surfaces except the surface provided with the door 4 Good. However, from the viewpoint of uniform heating, it is preferable that the irradiation units 7 a to 7 c be disposed substantially at the center of the inner wall surface of the cavity 3. Each of the magnetrons 6a to 6c is of the same specification with a frequency of 2.45 GHz and an output of 1 kW. That is, according to the microwave irradiation apparatus 1 of the example of embodiment, it is possible to irradiate a microwave to the heating object of largest size 400x400x300 (mm) with the output of 3 kW.
The operation unit 5 is provided with operation buttons, and it is possible to select a preset irradiation pattern. On the back side of the operation unit 5, a processor and a storage device are provided, and a control unit (not shown) is disposed. The control unit controls the outputs of the magnetrons 6a to 6c based on a predetermined program stored in the storage device. By installing one or more temperature sensors capable of measuring the temperature of the object to be irradiated, and independently controlling the output of the microwaves emitted from the plurality of irradiation units based on the detection value of the temperature sensor You may comprise so that the temperature of a heating target can be controlled.

照射部7a〜7cは、額縁状の枠71a〜71cと、凹部72a〜72cと、凹部の内側面に設けられた開口である照射口73a〜73cと、照射口73a〜73cの上部を覆う屋根部74a〜74cと、反射盤8a〜8cが取り付けられる回転軸75a〜75c、凹部72a〜72cを覆う板76a〜76c(図2では図示省略)とを備えている。   The irradiation units 7a to 7c are frame-shaped frames 71a to 71c, concave portions 72a to 72c, irradiation openings 73a to 73c which are openings provided on the inner side surface of the concave portions, and a roof covering the upper portions of the irradiation openings 73a to 73c. Portions 74a to 74c, rotary shafts 75a to 75c to which the reflection plates 8a to 8c are attached, and plates 76a to 76c (not shown in FIG. 2) covering the concave portions 72a to 72c.

照射部7a〜7cは、図2に示すように、各壁面の中心に回転軸75a〜75cが位置するように配置されている(なお、図2では反射盤8a〜8cを図示省略している。)。照射部7a〜7cは、底面に載置された被照射物に効率よくマイクロ波を照射できるように、互いに対面しない方向に設けられている。具体的には、照射部7aはキャビティ3の背面に、照射部7bはキャビティ3の右側面に、照射部7cはキャビティ3の底面に設けられている。実施形態例では照射部7a〜7cを3つ設けているが、出力が下がってもよい場合は2つとすることもできる。重要なことは、各照射部が互いに対面しないようにすることである。従って、設置できるマグネトロンの個数は、キャビティ3の形状が六面体である場合には3個が上限となり、八面体である場合には4個が上限となり、十面体である場合には5個が上限となる。   The irradiation units 7a to 7c are disposed such that the rotation axes 75a to 75c are positioned at the centers of the wall surfaces as shown in FIG. 2 (note that the reflection plates 8a to 8c are not shown in FIG. 2). ). The irradiation units 7a to 7c are provided in directions that do not face each other so that the irradiation targets placed on the bottom can be efficiently irradiated with the microwaves. Specifically, the irradiation unit 7 a is provided on the back surface of the cavity 3, the irradiation unit 7 b is provided on the right side of the cavity 3, and the irradiation unit 7 c is provided on the bottom of the cavity 3. Although three irradiation parts 7a-7c are provided in embodiment example, when an output may fall, it can also be two. The important thing is to prevent each irradiation part from facing each other. Therefore, the upper limit of the number of magnetrons that can be installed is three when the shape of the cavity 3 is a hexahedron, four when it is an octahedron, and five when it is a decahedron. It becomes.

より好ましくは、図2とは異なり、照射口73a〜73cを相互に対向しないように配置する。ここで、照射口が相互に対向しないように配置するためには、隣接する照射部の各照射口を、最も距離が離れた内側面に配置しないことにより実現することができる。例えば、図2において、照射部7bの照射口73bを対向する内側面に設け(すなわち、180度転回)、照射部7cの照射口73cを対向する内側面に設け(すなわち、180度転回)することが開示される。もっとも、照射口が相互に対向するように配置されても、各照射口から照射されたマイクロ波が反射盤により遮られ(切り欠き部を通過すること無く)、対向する照射口に入射しないようになっていれば、干渉の影響は問題とならないと考えられる。   More preferably, unlike in FIG. 2, the irradiation ports 73 a to 73 c are disposed so as not to face each other. Here, in order to arrange the irradiation ports so as not to face each other, it can be realized by not arranging the respective irradiation ports of the adjacent irradiation parts on the inner side surface farthest away from each other. For example, in FIG. 2, the irradiation port 73 b of the irradiation unit 7 b is provided on the opposite inner side (ie, 180 ° turn), and the irradiation opening 73 c of the irradiation unit 7 c is provided on the opposite inner side (ie, 180 ° turn) Is disclosed. However, even if the irradiation ports are arranged so as to face each other, the microwaves irradiated from the respective irradiation ports are blocked by the reflecting plate (without passing through the notch) and are not incident on the opposing irradiation ports If this is the case, the effect of interference is considered not to be a problem.

図3および図4に示すように、照射口73の奥には、マグネトロン6が配置されている。このように実施形態例のマイクロ波照射装置1は、導波管を有しない構造となっているので、筐体2の大きさをコンパクトに構成することが可能である(図1に示す試作品における筐体2の幅は約82cmであり、操作部5を含めた幅は約98cmである。)。各照射口73の上部は、金属製の屋根部74により覆われており、照射口73の内側には照射口を除く面が金属製内壁面からなるチャンバー77が設けられており、各チャンバー内にマグネトロン6が設置される。このように照射面(照射口)以外の周囲を金属板で覆うチャンバー77を設けることにより、直接的な反射波の吸収を防ぎ、加熱効率の向上(例えば、被照射物が水の場合90%以上)を実現している。また、屋根部74には、マイクロ波がマグネトロン6の上方から直接キャビティ内に照射され、加熱ムラの原因となることを防ぐ効果もある。実施形態例ではチャンバー77をSUSにより構成した。   As shown in FIGS. 3 and 4, the magnetron 6 is disposed at the back of the irradiation port 73. As described above, since the microwave irradiation apparatus 1 according to the embodiment has a structure without the waveguide, the size of the housing 2 can be compact (prototype shown in FIG. 1). The width of the housing 2 in the is about 82 cm, and the width including the operation unit 5 is about 98 cm. The upper portion of each irradiation port 73 is covered by a metal roof portion 74, and a chamber 77 whose surface excluding the irradiation port is a metal inner wall surface is provided inside the irradiation port 73, and the inside of each chamber is provided. And the magnetron 6 is installed. Thus, by providing the chamber 77 which covers the surroundings other than the irradiation surface (irradiation port) with a metal plate, direct reflection of the reflected wave is prevented from being absorbed, and the heating efficiency is improved (for example, 90% when the object to be irradiated is water) Or more). The roof portion 74 also has the effect of preventing microwaves from being irradiated directly into the cavity from above the magnetron 6 and causing uneven heating. In the embodiment, the chamber 77 is made of SUS.

回転軸75a〜75cは、それぞれモータ等の回動装置(図示せず)と連結されており、反射盤8a〜8cを所望の速度で回転させることが可能である。
照射口73a〜73cから照射されるマイクロ波は、回転する皿状の反射盤8a〜8cで反射されてキャビティ内の空間へ間接照射(ランダム照射)されるので、干渉の問題を解消することが可能である(図4参照)。
The rotating shafts 75a to 75c are respectively connected to a rotating device (not shown) such as a motor, and can rotate the reflectors 8a to 8c at a desired speed.
Since the microwaves irradiated from the irradiation ports 73a to 73c are reflected by the rotating dish-like reflecting disks 8a to 8c and indirectly irradiated (randomly irradiated) to the space in the cavity, the problem of interference can be eliminated. Yes (see FIG. 4).

照射部7a〜7cには、キャビティ3の内壁面と面一となるように板76a〜76cが配置されている。板76a〜76cの材質は、マイクロ波を透過し、ある程度の耐熱性と強度があれば特に限定されないが、例えば、石英、アルミナ、テフロン(登録商標)、ポリプロピレン、ネオセラムを用いて構成することが可能である。キャビティ3の底面に照射部7を設けない場合には、板76a〜76cに要求される耐熱性と強度の要求レベルを下げることが可能である。   Plates 76a to 76c are disposed in the irradiation sections 7a to 7c so as to be flush with the inner wall surface of the cavity 3. The material of the plates 76a to 76c is not particularly limited as long as it transmits microwaves and has a certain degree of heat resistance and strength, but may be made of, for example, quartz, alumina, Teflon (registered trademark), polypropylene, or neoceram. It is possible. When the irradiation unit 7 is not provided on the bottom surface of the cavity 3, it is possible to lower the required levels of heat resistance and strength required for the plates 76a to 76c.

反射盤8a〜8cは、図5に示すように、穴あき構造を有する4枚の反射羽根81と、円盤状の切頭部82とから構成されている。反射羽根の枚数は例示の4枚に限定されないが、ランダム照射を実現するためには反射羽根の枚数は3枚以上であることが好ましく、例えば3〜10枚の反射羽根を用いて皿状の反射盤8を構成する。反射羽根81の穴あき構造は例示の形状に限定されず、多数の穴からなる穴あき構造(例えば、マイクロ波が透過可能な大きさの穴を有するパンチングメタル、ハニカム構造、格子構造)としてもよい。各反射羽根には、反射羽根の面積の例えば20〜70%を占める穴を設ける。
また、各反射羽根の間には反射羽根と実質的に同じ大きさの切り欠き部83を設けることが好ましい。反射盤8は金属製であり、実施形態例ではSUSにより構成した。
As shown in FIG. 5, the reflectors 8a to 8c are composed of four reflecting blades 81 having a perforated structure and a disc-like truncated head 82. Although the number of reflective blades is not limited to four as illustrated, it is preferable that the number of reflective blades be three or more in order to realize random irradiation, and for example, three to ten reflective blades are used to form a dish The reflection plate 8 is configured. The holed structure of the reflective blade 81 is not limited to the illustrated shape, and may be a holed structure consisting of a large number of holes (for example, a punching metal having holes of a size capable of transmitting microwaves, a honeycomb structure, a lattice structure) Good. Each reflective blade is provided with a hole that occupies, for example, 20 to 70% of the area of the reflective blade.
Further, it is preferable to provide notches 83 of substantially the same size as the reflective blades between the reflective blades. The reflecting plate 8 is made of metal, and in the embodiment, it is made of SUS.

図6は、実施形態例に係る反射盤8a〜8cの斜視図である。
一定の長さを有する回転軸75a〜75cに取り付けられた反射盤8a〜8cは、各反射羽根81が凹部72a〜72cの底面に向かうような皿状の形状であり、側方視切頭円錐形(円錐台形)である。換言すれば、回転軸75と鋭角を構成するように取り付けられる反射羽根81を有することで、凹部72a〜72cの底面と反射羽根81の先端との隙間Gが小さくなるように構成されている。このような構成とすることにより、マグネトロン6a〜6cから照射されたマイクロ波が反射羽根81に当たらずに素通りすることが回避され、反射率を高めている。他方で、凹部72a〜72cの底面と反射羽根81との隙間Gが小さくなり過ぎると、これらの間で低負荷時(被照射物によるマイクロ波の吸収が少ない時)に放電Dが生じるという問題がある。すなわち、凹部72a〜72cの底面と反射羽根81との隙間Gを大きくすると反射率が低下する一方、隙間Gを小さくすると放電の可能性が高まるというトレードオフの関係にある。この隙間Gの大きさをどの程度に設定するかは個々の装置の構成により異なるが、一般には隙間Gの大きさを5〜20mmの範囲で設定することが開示される。
FIG. 6 is a perspective view of reflectors 8a to 8c according to the embodiment.
Reflectors 8a to 8c attached to rotary shafts 75a to 75c having a fixed length have a dish shape such that each reflective blade 81 is directed to the bottom surface of the concave portions 72a to 72c, and the side view truncated cone It is shaped (conical). In other words, by providing the reflective blade 81 attached so as to form an acute angle with the rotation shaft 75, the gap G between the bottom of the concave portions 72a to 72c and the tip of the reflective blade 81 is reduced. With such a configuration, the microwaves irradiated from the magnetrons 6a to 6c are prevented from passing through without hitting the reflecting blade 81, and the reflectance is enhanced. On the other hand, when the gap G between the bottoms of the concave portions 72a to 72c and the reflective blade 81 becomes too small, there is a problem that the discharge D is generated at the time of low load (when absorption of microwaves by the irradiated object is small) between them. There is. That is, the larger the gap G between the bottom surfaces of the concave portions 72a to 72c and the reflective blade 81, the lower the reflectance, while the smaller the gap G, the trade-off relationship is that the possibility of discharge increases. The extent to which the size of the gap G is set depends on the configuration of each device, but generally, it is disclosed to set the size of the gap G in the range of 5 to 20 mm.

マイクロ波照射装置1は、一定以上の大きさの固体をマイクロ波加熱する用途に適している。本発明のマイクロ波照射装置によれば、400mm四方の底面を有する容器(型)に充填された個体を加熱することが可能である。従来、近赤外線により加熱する装置も用いられていたが、装置サイズが大きくて重く(例えば、千数百Kg)、価格も高価であった。この点、本発明のマイクロ波照射装置は、装置サイズが小さく、構造上価格を抑えることが可能であり、しかも短時間での処理が可能である。   The microwave irradiation apparatus 1 is suitable for the use which carries out microwave heating of the solid of a fixed size or more. According to the microwave irradiation apparatus of the present invention, it is possible to heat an individual filled in a container (mold) having a bottom surface of 400 mm square. Conventionally, an apparatus for heating by near-infrared light has also been used, but the apparatus size is large and heavy (for example, several thousand Kg), and the price is also expensive. In this respect, the microwave irradiation apparatus of the present invention has a small apparatus size, can reduce the structural cost, and can process in a short time.

《実験例1》
三方向照射による均熱性を検証すべく、マイクロ波照射装置1により、段ボール箱(W280mm×W280mm×H160mm)の昇温実験を行った。実験例1では、反射盤8を回転させながらマイクロ波を照射して、段ボール箱を10℃/minで50℃まで昇温し、放射型温度センサで温度を計測した。
図7(a)は一方向照射の熱画像、(b)は三方向照射の熱画像である。(a)では最大温度と最小温度との差(同図中、三角で図示の箇所の温度差)が40.9℃であったのに対し、(b)は最大温度と最小温度との差が13.5℃であった。実験例1により一方向照射では片当たりによる温度ムラ大きくなるが、三方向照射によれば均一加熱が実現できることが確認された。
Experiment 1
In order to verify the thermal uniformity by three-direction irradiation, temperature rising experiments of a cardboard box (W 280 mm × W 280 mm × H 160 mm) were performed by the microwave irradiation device 1. In Experimental Example 1, microwaves were irradiated while rotating the reflecting plate 8, the temperature of the cardboard box was raised to 50 ° C. at 10 ° C./min, and the temperature was measured by a radiation type temperature sensor.
FIG. 7A is a thermal image of one-way irradiation, and FIG. 7B is a thermal image of three-direction irradiation. In (a), the difference between the maximum temperature and the minimum temperature (the temperature difference at the location shown by a triangle in the figure) was 40.9 ° C., whereas in (b) the difference between the maximum temperature and the minimum temperature Was 13.5 ° C. According to the experimental example 1, it is confirmed that the temperature unevenness due to one contact increases in the one-direction irradiation, but the uniform heating can be realized by the three-direction irradiation.

《実験例2》
反射盤8の撹拌作用を検証すべく、マイクロ波照射装置1により、実験例1と同じ段ボール箱の昇温実験を行った。実験例2では、反射盤回転あり、反射盤回転なし、反射盤なしの三条件でマイクロ波を照射して、段ボール箱を10℃/minで50℃まで昇温し、放射型温度センサで温度を計測した。
図8(a)は反射盤を用いずに三方向照射した場合の熱画像、(b)は反射盤8を回転させずに三方向照射した場合の熱画像、(c)は反射盤8を回転させながら三方向照射した場合の熱画像である。(a)は最大温度と最小温度との差が31.7℃、(b)は最大温度と最小温度との差が15.1℃、(c)は最大温度と最小温度との差が13.5℃であった。温度ムラの程度は(c)が最も小さく、(a)が最も大きいことが確認された。
Experiment 2
In order to verify the stirring action of the reflecting plate 8, the same temperature rising experiment of the same cardboard box as the experimental example 1 was performed by the microwave irradiation apparatus 1. In Experimental Example 2, microwaves were irradiated under three conditions: reflector rotation, reflector rotation, and reflector absence, and the temperature of the cardboard box was raised to 50 ° C. at 10 ° C./min. Was measured.
8 (a) shows a thermal image in the case of three-directional irradiation without using a reflecting disk, FIG. 8 (b) shows a thermal image in the case of irradiating in three directions without rotating the reflecting disk 8, and FIG. It is a thermal image at the time of irradiating three directions, making it rotate. The difference between the maximum temperature and the minimum temperature is 31.7 ° C, the difference between the maximum temperature and the minimum temperature is 15.1 ° C, and the difference between the maximum temperature and the minimum temperature is 13 It was .5 ° C. It was confirmed that the degree of temperature unevenness was the smallest in (c) and the largest in (a).

《実験例3》
反射盤8による干渉抑制作用を検証すべく、マイクロ波照射装置1のキャビティ内をネットワークアナライザにより測定した。実験例3では、テストプローブをキャビティ3の左側面から挿入し、キャビティへの入射を測定した。図9(a)は反射盤を用いずに照射した場合の測定結果、(b)は回転する反射盤を用いて照射した場合の測定結果である。これらの測定結果から、マイクロ波は反射盤の有無に関係無くキャビティ内に入射することが分かる。
Experiment 3
In order to verify the interference suppression effect by the reflecting plate 8, the inside of the cavity of the microwave irradiation apparatus 1 was measured by a network analyzer. In Experimental Example 3, a test probe was inserted from the left side of the cavity 3 and the incidence to the cavity was measured. FIG. 9 (a) shows the measurement result in the case of irradiation without using a reflection plate, and FIG. 9 (b) shows the measurement result in the case of irradiation using a rotating reflection plate. From these measurement results, it can be seen that the microwaves enter the cavity regardless of the presence or absence of the reflector.

水5Lを被照射物として加熱効率の比較実験を行った。(1)反射盤を用いず三方向照射(1kW×3)した場合の加熱効率は85%であったが、(2)回転する反射盤を用いて三方向照射した場合の加熱効率は90%となった。(3)反射盤を用いず一方向照射(1kW)した場合の加熱効率と(4)回転する反射盤を用いて一方向照射(1kW)した場合の加熱効率は同じであった。
以上の実験結果より、一方向照射では反射盤が加熱効率に影響しないが、三方向照射では反射盤により加熱効率が向上することが確認された。従って、回転する反射盤を用いることで、複数方向照射におけるマイクロ波の干渉を抑制できることが実証されたといえる。
A comparative experiment of heating efficiency was conducted using 5 L of water as an irradiation object. (1) The heating efficiency was 85% when irradiated in three directions (1 kW x 3) without using a reflector, but (2) 90% when heated in three directions using a rotating reflector. It became. (3) The heating efficiency in the case of one-direction irradiation (1 kW) without using a reflector and (4) the heating efficiency in the case of one-way irradiation (1 kW) using a rotating reflector were the same.
From the above experimental results, it was confirmed that the reflection efficiency does not affect the heating efficiency in the one-direction irradiation, but the heating efficiency is improved by the reflection efficiency in the three-direction irradiation. Therefore, it can be said that interference of microwaves in irradiation in a plurality of directions can be suppressed by using a rotating reflector.

《実験例4》
装置の内部に仮想の吸収体を設置したモデルで2つのマグネトロンが対面配置された比較例1の装置と、装置の内部に仮想の吸収体を設置したモデルで2つのマグネトロンが対面しないように配置された実験例4の装置とでシミュレーションを実施した。比較例1の装置の構成を図10(a)に、実験例4の装置の構成を図10(b)に示す。シミュレーションには、AET社のCST STUDIO SUITE 2013を使用した。比較例1の装置シミュレーション結果を図11(a)に、実験例4の装置シミュレーション結果を図11(b)に示す。
Sパラメータを比較したところ、比較例1および実施例4の装置ともS1,1の値は低いのに対し、S2,1の値は比較例1の装置の方が実験例4の装置に比べ著しく高くなっていることが分かる。
以上より、マグネトロンが対面配置された場合、一方のマイクロ波が他方のマイクロ波の給電面に影響することが確認された。
Experiment 4
Arranged so that the two magnetrons do not face each other in the device of Comparative Example 1 in which two magnetrons are arranged facing each other in a model in which a virtual absorber is installed inside the device, and in the model where a virtual absorber is installed in an inside of the device The simulation was performed with the apparatus of Experimental Example 4 as described above. The configuration of the device of Comparative Example 1 is shown in FIG. 10 (a), and the configuration of the device of Experimental Example 4 is shown in FIG. 10 (b). For simulation, AET's CST STUDIO SUITE 2013 was used. The device simulation result of Comparative Example 1 is shown in FIG. 11 (a), and the device simulation result of Experimental Example 4 is shown in FIG. 11 (b).
When the S parameters were compared, the values of S1, 1 in the devices of Comparative Example 1 and Example 4 were low, while the values of S2, 1 were significantly higher in the device of Comparative Example 1 than in the device of Experimental Example 4. You can see that it is getting higher.
From the above, it was confirmed that when the magnetrons are disposed facing each other, one microwave affects the other microwave feeding surface.

《実験例5》
2枚の反射羽根を有する反射盤および2つの対向するマグネトロンを備える実験例5−1の装置と、8枚の反射羽根を有する反射盤および2つの対向するマグネトロンを備える実験例5−2の装置とでシミュレーションを実施した。シミュレーションには、AET社のCST STUDIO SUITE 2013を使用した。実験例5−1の装置シミュレーション結果を図12(a)に、実験例5−2の装置シミュレーション結果を図12(b)に示す。
Sパラメータを比較したところ、実験例5−1および実験例5−2の装置ともに低い値を示した。
以上より、8枚の反射羽根を有する反射盤はもちろん、2枚の反射羽根を有する反射盤でも、2つの対向するマグネトロンの干渉を防ぐ効果があることが確認された。
Experiment 5
The device of Experimental Example 5-1 provided with a reflecting plate having two reflecting vanes and two opposed magnetrons, the device of Experimental Example 5 provided with a reflecting plate having eight reflecting vanes and two opposed magnetrons The simulation was carried out. For simulation, AET's CST STUDIO SUITE 2013 was used. The device simulation result of Experimental Example 5-1 is shown in FIG. 12 (a), and the device simulation result of Experimental Example 5-2 is shown in FIG. 12 (b).
When S parameter was compared, the apparatus of Experimental example 5-1 and Experimental example 5-2 showed the low value with both.
From the above, it has been confirmed that the reflection board having eight reflection vanes as well as the reflection board having two reflection vanes has an effect of preventing the interference of two opposing magnetrons.

《実験例6》
実験例6のシステムは、(1)被照射物のマイクロ波の照射を阻害せずに、被照射物を加熱均一性と吸収効率のバランスがとれる高さに配置すること、(2)被照射物の温度を直接的または間接的に測定し、マイクロ波の出力を制御することで、被照射物の加熱を目標温度の範囲に制御することを実現可能とするものである。
図13に示すように、実験例6のシステムは、マイクロ波照射装置1、台9、容器10、光ファイバ型温度センサ11、および、放射型温度センサ16を備えている。実験例6の装置1も、筐体2、キャビティ3、扉4、操作部5、マグネトロン6a〜6cを有する照射部7a〜7c(図示せず)、および、反射盤8a〜8c(図示せず)を備えるが、実験例1と同様の構成であるので、説明を割愛する。以下各要素を説明する。
Experimental Example 6
The system of Experimental Example 6 (1) arranges the irradiation object at a height at which the uniformity of the heating uniformity and the absorption efficiency can be balanced without inhibiting the irradiation of the microwave of the irradiation object, (2) the irradiation By directly or indirectly measuring the temperature of the object and controlling the output of the microwave, it is possible to control the heating of the object to be irradiated within the target temperature range.
As shown in FIG. 13, the system of Experimental Example 6 includes a microwave irradiation apparatus 1, a stand 9, a container 10, an optical fiber temperature sensor 11, and a radiation temperature sensor 16. The apparatus 1 of Experimental Example 6 also includes a housing 2, a cavity 3, a door 4, an operation unit 5, irradiation units 7a to 7c (not shown) having magnetrons 6a to 6c, and reflection disks 8a to 8c (not shown) However, since the configuration is the same as that of the experimental example 1, the description will be omitted. Each element will be described below.

後述する台9に設置された容器10は、マイクロ波の被照射物が収納される密閉型容器である。この容器10はマイクロ波透過性の材料(例えば、ガラスまたはテフロン(登録商標))から構成されており、内容物がマイクロ波を吸収することで加熱が行われる。これとは異なり、容器10をマイクロ波吸収性の材料(例えば、SiCやカーボンを含有した高分子またはシリコーンゴム)から構成し、容器10からの熱伝導により内容物の均一加熱を行うようにしてもよい。   A container 10 installed on a platform 9 described later is a sealed container in which an object to be irradiated with microwaves is stored. The container 10 is made of a microwave transparent material (for example, glass or Teflon (registered trademark)), and the content is heated by absorbing the microwave. Unlike this, the container 10 is made of a microwave absorbing material (for example, a polymer or silicone rubber containing SiC or carbon), and the contents are uniformly heated by heat conduction from the container 10. It is also good.

容器10には、減圧を可能とするための真空チューブ13を装着可能である。パイプ継手14を介して真空ポンプ15と接続された真空チューブ13を容器10に挿入し、容器10内を減圧することが可能である。マイクロ波による放電を抑制するため、真空チューブ13にはシリコーンゴム等、パイプ継手14にはポリプロピレン等の樹脂を用いて構成する。
実験例6のシステムの変形例として、2つのパイプ継手14を設け、2本の真空チューブ13を容器10に挿入し、容器10の雰囲気置換をすることもできる。この変形例においては、容器10に挿入する真空チューブ13を2本とするか1本とするかで容器10の雰囲気置換と減圧を切り替えることもできる。
The container 10 can be equipped with a vacuum tube 13 for enabling a reduced pressure. The vacuum tube 13 connected to the vacuum pump 15 via the pipe fitting 14 can be inserted into the container 10 to reduce the pressure in the container 10. In order to suppress discharge due to microwaves, the vacuum tube 13 is made of silicone rubber or the like, and the pipe joint 14 is made of a resin such as polypropylene.
As a modification of the system of Experimental Example 6, two pipe joints 14 may be provided, two vacuum tubes 13 may be inserted into the container 10, and the atmosphere of the container 10 may be replaced. In this modification, the atmosphere replacement and the pressure reduction of the container 10 can be switched depending on whether the number of vacuum tubes 13 inserted into the container 10 is two or one.

光ファイバ型温度センサ11は、容器10の内容物の温度を測定する接触型の温度センサである。光ファイバ型温度センサ11の感温部である先端にはアルミナ製あるいはガラス製の保護管が被せられ、保護管を容器10に挿入される。光ファイバ型温度センサ11は、光検出器12と接続されており、光検出器12が測定した温度に基づきマグネトロン6a〜6c(図示せず)の出力が制御される。光ファイバ型温度センサ11は、例えば、感温部に蛍光体を用いた蛍光式センサであり、測定可能温度範囲は−20〜400℃である。   The optical fiber type temperature sensor 11 is a contact type temperature sensor that measures the temperature of the contents of the container 10. A protective tube made of alumina or glass is put on the tip of the temperature sensor 11 of the optical fiber type temperature sensor 11, and the protective tube is inserted into the container 10. The optical fiber type temperature sensor 11 is connected to the light detector 12, and the outputs of the magnetrons 6a to 6c (not shown) are controlled based on the temperature measured by the light detector 12. The optical fiber type temperature sensor 11 is, for example, a fluorescence type sensor using a fluorescent substance in a temperature sensitive part, and a measurable temperature range is −20 to 400 ° C.

放射型温度センサ16は、容器10の表面温度を測定する非接触型の温度センサである。放射型温度センサ16は、容器10の表面温度のモニターやマグネトロン6a〜6c(図示せず)の出力制御に用いられる。放射型温度センサ16は、例えば、赤外線や可視光線の強度を測定する温度センサであり、測定可能温度範囲は−25〜380℃である。図示とは異なり、複数の放射型温度センサがアレイ配置(例えば8×8個)された面状センサにより構成してもよい。放射型温度センサをアレイ配置した場合、被照射物の温度分布を取得することができるので、温度分布に基づき、三方向(照射部7a〜7c)からの出力をそれぞれ動的に変化させることが可能となる。面状センサを構成するにあたっては、階乗個の放射型温度センサを縦横同数個配置することが好ましい。   The radiation type temperature sensor 16 is a noncontact temperature sensor that measures the surface temperature of the container 10. The radiation type temperature sensor 16 is used to monitor the surface temperature of the container 10 and to control the output of the magnetrons 6a to 6c (not shown). The radiation type temperature sensor 16 is, for example, a temperature sensor that measures the intensity of infrared light or visible light, and the measurable temperature range is −25 to 380 ° C. Unlike the illustration, a plurality of radiation type temperature sensors may be configured by planar sensors arranged in an array (for example, 8 × 8). When the radiation-type temperature sensors are arranged in an array, the temperature distribution of the object to be irradiated can be acquired, so that the outputs from the three directions (irradiation units 7a to 7c) can be dynamically changed based on the temperature distribution. It becomes possible. In order to form the planar sensor, it is preferable to arrange the number of radial temperature sensors in the longitudinal and lateral directions.

放射型温度センサ16は、マイクロ波照射装置1のキャビティ3の上面または側面の上部に設置される。容器10から発せられる赤外線や可視光線が台9によって遮られることがないようにするためである。均一加熱およびフェイルセーフの観点からは、放射型温度センサ16を複数台設置することが好ましく、複数の内壁面に放射型温度センサ16を設置することがより好ましく、照射部と同数以上の内壁面に放射型温度センサ16を設置することがさらに好ましい。複数台の放射型温度センサ16を用いたマイクロ波の出力制御については後述する。   The radiation type temperature sensor 16 is installed on the upper surface or the side surface of the cavity 3 of the microwave irradiation device 1. This is to prevent infrared light and visible light emitted from the container 10 from being blocked by the table 9. From the viewpoint of uniform heating and fail-safety, it is preferable to install a plurality of radiation type temperature sensors 16, and it is more preferable to install the radiation type temperature sensors 16 on a plurality of inner wall surfaces, It is further preferable to install the radiation type temperature sensor 16 on the The output control of microwaves using a plurality of radiation type temperature sensors 16 will be described later.

台9は、キャビティ3の中心または中心付近に容器10を配置することにより、マイクロ波の吸収効率を高めると共に均一加熱を実現するためのものである。台9は、組み立て自在な複数の部材からなり、容器10の大きさが変わった場合には、載置する高さを調整することが可能である。台9は、マイクロ波透過性の材料(例えば、ポリプロピレンやテフロン(登録商標)などの樹脂やガラス)で構成されているので、容器10へのマイクロ波照射を阻害することはない。図14に示すように、台9は、2つの脚部91、2つの梁部92、天板93、ゴムパッド94を備えている。   The pedestal 9 is for disposing the container 10 at or near the center of the cavity 3 to increase the microwave absorption efficiency and to achieve uniform heating. The stand 9 is composed of a plurality of members which can be assembled, and when the size of the container 10 is changed, the mounting height can be adjusted. The table 9 is made of a microwave transparent material (for example, resin or glass such as polypropylene or Teflon (registered trademark)), and therefore, the table 9 does not inhibit the microwave irradiation to the container 10. As shown in FIG. 14, the platform 9 includes two legs 91, two beams 92, a top plate 93, and a rubber pad 94.

脚部91は、梁部92を支持し、組み付ける段数によって梁部92の高さを調整するものである。2つの脚部91および2つの梁部92は、記号「#」の形状をなすように組み付けられる。すなわち、2つの脚部91が並行に間隔を空けて置かれ、2つの梁部92が2つの脚部91を橋渡しするように組み付けられる。梁部92は、その両端付近には凹部を備え、当該凹部に脚部91が差し込まれて組み付けられる。脚部91の底面側には、高さ増し用の脚部(図示せず)を組み付けることができる。脚部91は、その底面に円筒状の凹部91bが設けられており、高さ増し用の脚部の上面に設けられた凸部を差し込んで組み付けることができる。脚部91および梁部92に設けられた穴91a、92aは、減量のためのものである。   The legs 91 support the beam 92 and adjust the height of the beam 92 depending on the number of steps to be assembled. The two legs 91 and the two beams 92 are assembled in the form of the symbol "#". That is, two legs 91 are spaced apart in parallel, and two beams 92 are assembled so as to bridge the two legs 91. The beam portion 92 is provided with a recess near its both ends, and the leg portion 91 is inserted into the recess and assembled. A leg for increasing height (not shown) can be attached to the bottom side of the leg 91. The leg portion 91 is provided with a cylindrical recess 91b on the bottom surface thereof, and can be assembled by inserting the protrusion provided on the upper surface of the leg portion for height increase. The holes 91a, 92a provided in the leg 91 and the beam 92 are for weight loss.

天板93は、台9に載せられる容器10を支持するためのものである。天板93は、その裏面に2つの平行な溝93aが設けられており、当該溝93aに梁部92が差し込まれて組み付けられる。
脚部91、梁部92、および、天板93には、例えば、ポリプロピレンが用いられる。
ゴムパッド94は、容器10が高温となった際、熱による天板93の変形や劣化を防止するためのものである。ゴムパッド94は、熱伝導を抑制させるために格子状をなしているが、高度の均一加熱が求められる条件下においてはゴムパッド94を設けなくともよい。
The top plate 93 is for supporting the container 10 placed on the table 9. The top plate 93 is provided with two parallel grooves 93a on its back surface, and the beam portion 92 is inserted into the grooves 93a and assembled.
For the leg portion 91, the beam portion 92, and the top plate 93, for example, polypropylene is used.
The rubber pad 94 is for preventing deformation or deterioration of the top plate 93 due to heat when the container 10 becomes high temperature. The rubber pads 94 are in a grid shape to suppress heat conduction, but the rubber pads 94 may not be provided under conditions where a high degree of uniform heating is required.

台9の高さは、例えば、キャビティ底面に位置する照射部7からマイクロ波の1/4〜1波長離れた位置に容器10が位置するように調整する。この際、容器10が照射口から離れるほど局所的にマイクロ波が当たることはなくなるため均熱性は向上するが、マイクロ波の吸収効率は低下することを考慮する必要がある。別の観点からは、容器10がキャビティの中心または中心付近に位置するように、台9の高さを調整する。   The height of the table 9 is adjusted, for example, so that the container 10 is positioned at a position 1⁄4 to 1 wavelength away from the irradiation unit 7 located on the bottom of the cavity. At this time, it is necessary to take into consideration that the microwave absorption efficiency is reduced although the soaking property is improved because the microwaves are less likely to be hit locally as the container 10 is separated from the irradiation port. From another point of view, the height of the platform 9 is adjusted so that the container 10 is located at or near the center of the cavity.

台9を設けることにより、放射型温度センサ16を備えるマイクロ波照射装置1において、三方向照射による均一加熱を実現することが可能となる。三方向照射による均一加熱を実現するためには、各方向からのマイクロ波照射の出力を動的に変化させることが重要である。各方向からのマイクロ波照射の出力を動的に変化させるためには、複数台の放射型温度センサ16を複数面に設置することが好ましく、より好ましくは三面以上に放射型温度センサ16を設置する。
台9に置かれた容器10の表面温度を測定するためには、台9による遮蔽の無いキャビティの側面または上面に放射型温度センサ16を設置する必要があるところ、照射部7a〜7cをキャビティの側面二面と底面に設置すると、複数台の放射型温度センサ16の設置の自由度が高まる。
By providing the table 9, in the microwave irradiation apparatus 1 provided with the radiation type temperature sensor 16, it becomes possible to realize uniform heating by three-direction irradiation. In order to realize uniform heating by three-way irradiation, it is important to dynamically change the output of microwave irradiation from each direction. In order to change the output of microwave irradiation from each direction dynamically, it is preferable to install a plurality of radiation type temperature sensors 16 on a plurality of surfaces, and more preferably to install radiation type temperature sensors 16 on 3 or more surfaces Do.
In order to measure the surface temperature of the container 10 placed on the table 9, it is necessary to set the radiation type temperature sensor 16 on the side surface or the upper surface of the unshielded cavity by the table 9, and When installed on the two side surfaces and the bottom surface of the above, the degree of freedom of installation of the plurality of radiation type temperature sensors 16 is increased.

被照射物の温度に応じたマイクロ波の出力制御は、マグネトロン6a〜6cに対し、光ファイバ型温度センサ11および/または放射型温度センサ16による測定温度の変化(昇温・降温の傾き等)をフィードバックする制御(例えば、PID制御(Proportional−Integral−Derivative Controller))をすることが開示される。
複数台の温度センサに基づき、複数の制御系統(例えば、底面からの出力を制御する第一系統と側面二面からの出力を制御する第二系統)を制御部に設けることにより、よりきめの細かい均一加熱が実現される。照射口73a〜73cと同じ内壁面に照射口と同数の温度センサを設け、照射部毎にマイクロ波出力を独立制御してもよい。被照射物が立方体でない形状(例えば、薄い形状)の場合は、独立制御をしないと焦げが生じやすくなる。フィードバック制御に用いる温度センサは、光ファイバ型温度センサと放射型温度センサを併用することが好ましいが、以下に述べるように、光ファイバ型温度センサの方が制御の精度は高い。
The output control of microwaves according to the temperature of the object to be irradiated changes in the measurement temperature by the optical fiber type temperature sensor 11 and / or the radiation type temperature sensor 16 with respect to the magnetrons 6a to 6c (inclination of temperature rise / drop) It is disclosed to control to feed back (for example, PID control (Proportional-Integral-Derivative Controller)).
By providing a plurality of control systems (for example, a first system that controls the output from the bottom and a second system that controls the outputs from the two side surfaces) based on a plurality of temperature sensors in the control unit, Fine uniform heating is realized. The same number of temperature sensors as the irradiation ports may be provided on the same inner wall surface as the irradiation ports 73a to 73c, and microwave output may be independently controlled for each irradiation unit. When the object to be irradiated has a non-cube shape (for example, a thin shape), charring tends to occur unless the independent control is performed. The temperature sensor used for feedback control preferably uses a combination of an optical fiber type temperature sensor and a radiation type temperature sensor. However, as described below, the control precision of the optical fiber type temperature sensor is higher.

図15は、台9により容器10をキャビティ3の中心付近に配置し、マイクロ波の出力制御方法として(a)放射型温度センサ16の測定温度を用いた場合、(b)光ファイバ型温度センサ11の測定温度を用いた場合の測定温度とマイクロ波出力の変化を示す。実線は測定温度または出力、点線は目標温度を示す。
(a)、(b)いずれの場合も制御に用いた温度センサの測定温度を目標温度に追従させることができたが、放射型温度センサ16の制御では、光ファイバ型温度センサ11の制御よりもマイクロ波出力が安定せず、温度保持中も光ファイバ型センサが示す内容物の温度が上昇した。このことは表面温度を計測する放射型温度センサは放熱の影響を受けやすく、内容物の温度を一定に保つには、放熱を考慮した温度制御が必要であることを示している。
FIG. 15 shows the case where the container 10 is arranged near the center of the cavity 3 by the table 9 and the measurement temperature of the radiation type temperature sensor 16 is used as a microwave output control method (b) an optical fiber type temperature sensor It shows changes in measured temperature and microwave output when measured temperature is used. The solid line indicates the measured temperature or output, and the dotted line indicates the target temperature.
In both cases (a) and (b), the measured temperature of the temperature sensor used for control could be made to follow the target temperature, but in the control of the radiation type temperature sensor 16, the control of the optical fiber type temperature sensor 11 Also, the microwave output was not stable, and the temperature of the contents indicated by the optical fiber type sensor increased while the temperature was maintained. This indicates that the radiation type temperature sensor that measures the surface temperature is susceptible to heat radiation, and that temperature control considering heat radiation is necessary to keep the temperature of the contents constant.

以上のことから、光ファイバ型温度センサ11を用い、内容物の温度を直接制御に用いることで、被照射物(容器10の内容物)の温度を正確に制御することが可能であるとことが確認された。
光ファイバ型温度センサ11と放射型温度センサ16を併用し、光ファイバ型温度センサ11を内容物の温度制御に、放射型温度センサ16を容器10の表面温度のモニターとして用いれば、正確な温度制御をしつつ、異常発熱等を検知することができる。また、非接触型の放射型温度センサ16は容器10に挿入する等のセッティングが不要であるため、正確な温度制御が不要な場合は、放射型温度センサ16のみを用いて温度制御を簡便に行うこともできる。
From the above, it is possible to accurately control the temperature of the irradiated object (the content of the container 10) by using the optical fiber type temperature sensor 11 for direct control of the temperature of the content. Was confirmed.
If the optical fiber type temperature sensor 11 is used for temperature control of the contents, and the radiation type temperature sensor 16 is used as a monitor of the surface temperature of the container 10 by using the optical fiber type temperature sensor 11 and the radiation type temperature sensor 16 in combination, accurate temperature Abnormal heating and the like can be detected while performing control. In addition, since setting such as insertion into the container 10 is not necessary for the non-contact type radiation type temperature sensor 16, if accurate temperature control is not necessary, temperature control can be simplified simply using the radiation type temperature sensor 16 It can also be done.

以上の実験結果より、台9および放射型温度センサ16を備え、放射型温度センサ16をキャビティ3に設けた構成により、(1)被照射物を加熱均一性と吸収効率のバランスのとれたキャビティ3の中心付近に配置することが可能となる。また、光ファイバ型温度センサ11を備え、放射型温度センサ16または光ファイバ型温度センサ11で測定した温度を用いてマグネトロンの出力の制御を行い、(2)被照射物の正確な温度制御が可能となることが確認できた。   From the above experimental results, (1) a cavity having a balanced heating uniformity and absorption efficiency due to the configuration provided with the base 9 and the radiation type temperature sensor 16 and the radiation type temperature sensor 16 provided in the cavity 3 It becomes possible to arrange near the center of 3. In addition, an optical fiber type temperature sensor 11 is provided, and the output of the magnetron is controlled using the temperature measured by the radiation type temperature sensor 16 or the optical fiber type temperature sensor 11, (2) accurate temperature control of the object to be irradiated It has been confirmed that this is possible.

《実験例7》
実験例7のシステムは、実験例6のシステムに対し、容器10内の雰囲気置換を可能とする構成の変更を加えたものであり、容器10にガスを吸排気する真空チューブ13を挿通するためのシールドパイプを備える点で、実験例6のシステムと異なる。
図16に示すように、実験例7のシステムは、マイクロ波照射装置1、台9、容器10、光ファイバ型温度センサ11、放射型温度センサ16、第一および第二のシールドパイプ17、18を備えている。実験例7の装置1も、筐体2、キャビティ3、扉4、操作部5、マグネトロン6a〜6cを有する照射部7a〜7c(図示せず)、および、反射盤8a〜8c(図示せず)を備えるが、実験例1と同様の構成であるので、説明を割愛する。なお、実験例6と同一の構成要素については同一の符号を付すことで説明を割愛する場合がある。
Experimental Example 7
The system of Experimental Example 7 is the system of Experimental Example 6 with the change of the configuration that enables the atmosphere substitution in the container 10 added, in order to insert the vacuum tube 13 for sucking and discharging the gas into the container 10 Differs from the system of Experimental Example 6 in that the shield pipe of
As shown in FIG. 16, the system of Experimental Example 7 includes a microwave irradiator 1, a stand 9, a container 10, an optical fiber temperature sensor 11, a radiation temperature sensor 16, and first and second shield pipes 17 and 18. Is equipped. The apparatus 1 of Experimental Example 7 also includes a housing 2, a cavity 3, a door 4, an operation unit 5, irradiation units 7a to 7c (not shown) having magnetrons 6a to 6c, and reflection disks 8a to 8c (not shown) However, since the configuration is the same as that of the experimental example 1, the description will be omitted. In addition, about the component same as Experimental example 6, description may be omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

第一および第二のシールドパイプ17、18は、マイクロ波照射装置1の筐体2に外部とキャビティ3を連通するように設けられている。第一のシールドパイプ17には容器10に吸気するための真空チューブ13が挿通され、第二のシールドパイプ18には容器10から排気するための真空チューブ13が挿通される。第一および第二のシールドパイプ17、18は、内径が真空チューブ13よりも大きいため、複数の真空チューブ13を挿入することができる。なお、第一および第二のシールドパイプ17、18は1つのシールドパイプとしてもよく、この場合、吸気用および排気用の真空チューブ13の両方、または排気用の真空チューブ13が1つのシールドパイプに挿通される。   The first and second shield pipes 17 and 18 are provided in the casing 2 of the microwave irradiation apparatus 1 so as to communicate the cavity 3 with the outside. A vacuum tube 13 for suctioning air into the container 10 is inserted through the first shield pipe 17, and a vacuum tube 13 for exhausting air from the container 10 is inserted through the second shield pipe 18. The first and second shield pipes 17, 18 have a larger inner diameter than the vacuum tube 13, so a plurality of vacuum tubes 13 can be inserted. The first and second shield pipes 17 and 18 may be one shield pipe. In this case, both the intake and exhaust vacuum tubes 13 or the exhaust vacuum tube 13 is one shield pipe. It is inserted.

容器10には、吸気用および排気用の2本の真空チューブ13が挿入される。雰囲気置換を行う場合、吸気用の真空チューブ13に外部から置換用のガスを送気し、排気用の真空チューブ13から容器10内のガスを排出する。減圧を行う場合、吸気用の真空チューブ13は使用せず、途中にコックを設けて閉じるか、ピンチコック等で真空チューブを閉じることで塞ぎ、排気用の真空チューブ13に真空ポンプ15を接続して容器10内を減圧する。   Two vacuum tubes 13 for intake and exhaust are inserted into the container 10. In the case of atmosphere replacement, gas for replacement is externally supplied to the suction vacuum tube 13, and the gas in the container 10 is discharged from the vacuum tube 13 for exhaustion. When performing pressure reduction, do not use the vacuum tube 13 for suction, either provide a cock and close it midway, or close the vacuum tube with a pinch cock or the like to close it, and connect the vacuum pump 15 to the vacuum tube 13 for evacuation. The pressure inside the container 10 is reduced.

実験例7のシステムによれば、第一および第二のシールドパイプ17、18に複数の真空チューブ13を挿通することができるため、キャビティ3内に複数の容器10をセットし、容器10ごとに雰囲気置換または減圧を行うことができる。また、マイクロ波照射装置1外部からキャビティ3内に物理的にアクセスが可能となるので、光ファイバ型温度センサやファイバスコープを挿通して容器10の温度や外観をモニターすることもできる。
実験例7のシステムにおいても、実験例6のシステムと同様、(1)被照射物を加熱均一性と吸収効率のバランスのとれたキャビティ3の中心付近に配置することが可能であり、(2)被照射物の正確な温度制御が可能である。
According to the system of Experimental Example 7, since the plurality of vacuum tubes 13 can be inserted into the first and second shield pipes 17 and 18, the plurality of containers 10 are set in the cavity 3. Atmosphere replacement or depressurization can be performed. Further, since the inside of the cavity 3 can be physically accessed from the outside of the microwave irradiation apparatus 1, it is possible to monitor the temperature and the appearance of the container 10 by inserting an optical fiber type temperature sensor or a fiberscope.
Also in the system of the experimental example 7, as in the system of the experimental example 6, (1) the object to be irradiated can be disposed near the center of the cavity 3 in which the heating uniformity and the absorption efficiency are well-balanced ) Accurate temperature control of the object to be irradiated is possible.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。上記実施形態には様々な変更・改良を加えることが可能であり、そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。   As mentioned above, although the preferable embodiment of this invention was described, the technical scope of this invention is not limited to the description of the said embodiment. Various modifications and improvements can be added to the above-described embodiment, and modifications in which such modifications or improvements are added are also included in the technical scope of the present invention.

1 マイクロ波照射装置
2 筐体
3 キャビティ
4 扉
5 操作部
6 マグネトロン
7 照射部
8 反射盤
9 台
10 容器
11 光ファイバ型温度センサ
12 光検出器
13 真空チューブ
14 パイプ継手
15 真空ポンプ
16 放射型温度センサ
17 シールドパイプ
18 シールドパイプ
71 枠
72 凹部
73 照射口
74 屋根部
75 回転軸
76 板
81 反射羽根
82 切頭部
83 切り欠き部
91 脚部
92 梁部
93 天板
94 ゴムパッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 microwave irradiation apparatus 2 case 3 cavity 4 door 5 operation part 6 magnetron 7 irradiation part 8 reflecting plate 9 base 10 container 11 optical fiber type temperature sensor 12 photodetector 13 vacuum tube 14 pipe joint 15 vacuum pump 16 radiation type temperature Sensor 17 Shield pipe 18 Shield pipe 71 Frame 72 Recess 73 Irradiation port 74 Roof 75 Rotation shaft 76 Plate 81 Reflective blade 82 Cut head 83 Notch 91 Leg 92 Beam 93 Top plate 94 Rubber pad

Claims (17)

マグネトロンからのマイクロ波を照射する照射口を有する複数個の照射部と、
複数個の照射部が設けられたキャビティと、
前記キャビティの一面を開閉する扉と、
制御部とを備えたマイクロ波照射装置であって、
前記複数個の照射部が、前記キャビティの前記扉が設けられた面以外の内壁面に、相互に対面しないようにそれぞれ設けられ、
前記照射部が、前記照射口を除く内面を金属板で覆ったチャンバーおよび反射盤を備え、前記チャンバー内に設置された前記マグネトロンから照射されたマイクロ波が、前記反射盤を介してキャビティ内に間接照射されることを特徴とするマイクロ波照射装置。
A plurality of irradiation units having irradiation ports for irradiating microwaves from a magnetron;
A cavity provided with a plurality of irradiation units;
A door for opening and closing one side of the cavity;
A microwave irradiator including a controller;
The plurality of irradiation units are provided on inner wall surfaces other than the surface on which the door of the cavity is provided so as not to face each other.
The irradiator includes a chamber and a reflector, the inner surface of which is covered with a metal plate except for the irradiator, and microwaves emitted from the magnetron installed in the chamber enter the cavity through the reflector. A microwave irradiation apparatus characterized by being indirectly irradiated.
マグネトロンからのマイクロ波を照射する照射口を有する複数個の照射部と、
複数個の照射部が設けられたキャビティと、
前記キャビティの一面を開閉する扉と、
制御部とを備えたマイクロ波照射装置であって、
前記複数個の照射部が、前記キャビティの前記扉が設けられた面以外の内壁面に、相互に対面しないようにそれぞれ設けられ、
前記照射部が、反射盤および反射盤が収納される凹部を備え、前記マグネトロンから照射されたマイクロ波が、前記反射盤を介してキャビティ内に間接照射されること、
前記複数個の照射部が有する照射口が、前記凹部の内側面に相互に対向しないように配置されることを特徴とするマイクロ波照射装置。
A plurality of irradiation units having irradiation ports for irradiating microwaves from a magnetron;
A cavity provided with a plurality of irradiation units;
A door for opening and closing one side of the cavity;
A microwave irradiator including a controller;
The plurality of irradiation units are provided on inner wall surfaces other than the surface on which the door of the cavity is provided so as not to face each other.
The irradiation unit includes a reflecting plate and a recess in which the reflecting plate is accommodated, and microwaves emitted from the magnetron are indirectly irradiated into the cavity through the reflecting plate.
A microwave irradiator according to claim 1, wherein the irradiation ports of the plurality of irradiators are disposed so as not to face each other on the inner side surface of the recess.
マグネトロンからのマイクロ波を照射する照射口を有する複数個の照射部と、
複数個の照射部が設けられた立方体状または直方体状の内部空間を有するキャビティと、
前記キャビティの一面を開閉する扉と、
制御部とを備えたマイクロ波照射装置であって、
前記複数個の照射部が、前記キャビティの前記扉が設けられた面以外の内壁面に、相互に対面しないようにそれぞれ設けられ、
前記照射部が、それぞれ反射盤を備えた3個の照射部からなり、前記マグネトロンから照射されたマイクロ波が、前記反射盤を介してキャビティ内に間接照射されることを特徴とするマイクロ波照射装置。
A plurality of irradiation units having irradiation ports for irradiating microwaves from a magnetron;
A cavity having a cubic or rectangular solid interior space provided with a plurality of irradiation parts;
A door for opening and closing one side of the cavity;
A microwave irradiator including a controller;
The plurality of irradiation units are provided on inner wall surfaces other than the surface on which the door of the cavity is provided so as not to face each other.
The irradiation unit comprises three irradiation units each provided with a reflecting disk, and the microwave irradiated from the magnetron is indirectly irradiated into the cavity through the reflecting disk. apparatus.
前記キャビティ内の空間が、立方体状または直方体状の形状であり、
前記照射部が、3個の照射部からなることを特徴とする請求項1または2のマイクロ波照射装置。
The space in the cavity has a cubic or rectangular shape,
The microwave irradiator according to claim 1 or 2, wherein the irradiator comprises three irradiators.
被照射物の温度を測定することが可能な放射型温度センサを備え、
前記制御部が、前記放射型温度センサの検出値に基づき前記複数個の照射部から照射されるマイクロ波の出力を制御することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかのマイクロ波照射装置。
It has a radiant temperature sensor that can measure the temperature of the object to be irradiated,
The microwave irradiation apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit controls the output of the microwaves irradiated from the plurality of irradiation units based on the detection value of the radiation type temperature sensor. .
さらに、光ファイバ型温度センサと、光ファイバ型温度センサを挿入可能な被照射物の収納容器とを備えることを特徴とする請求項5のマイクロ波照射装置。  The microwave irradiator according to claim 5, further comprising an optical fiber type temperature sensor and a storage container for an object to be irradiated in which the optical fiber type temperature sensor can be inserted. 前記制御部が、前記光ファイバ型温度センサおよび前記放射型温度センサの検出値に基づき前記3個の照射部から照射されるマイクロ波の出力を制御することを特徴とする請求項6のマイクロ波照射装置。  7. The microwave according to claim 6, wherein said control unit controls the output of microwaves irradiated from said three irradiation units based on detection values of said optical fiber type temperature sensor and said radiation type temperature sensor. Irradiation device. 前記放射型温度センサを複数備え、
前記制御部が、一又は複数の放射型温度センサの検出値に基づき一又は複数の照射部から照射されるマイクロ波の出力を制御する制御系統を複数備えることを特徴とする請求項7のマイクロ波照射装置。
A plurality of the radiation type temperature sensors,
8. The micro-computer according to claim 7, wherein the control unit comprises a plurality of control systems for controlling the output of the microwaves emitted from the one or more irradiation units based on the detection value of the one or more radiation type temperature sensors. Wave irradiation device.
前記放射型温度センサが、前記キャビティの複数の内壁面に配置されていることを特徴とする請求項8のマイクロ波照射装置。  9. A microwave irradiator according to claim 8, wherein the radiation type temperature sensor is disposed on a plurality of inner wall surfaces of the cavity. 前記放射型温度センサが、アレイ配置された複数の前記放射型温度センサからなることを特徴とする請求項8または9のマイクロ波照射装置。  The microwave irradiation apparatus according to claim 8 or 9, wherein the radiation temperature sensor comprises a plurality of radiation temperature sensors arranged in an array. 前記放射型温度センサが、前記キャビティの上部または側部に設けられていること、
さらに、被照射物を前記キャビティの中心または中心付近に配置するための、マイクロ波透過性材からなる台を備えることを特徴とする請求項5ないし10のいずれかのマイクロ波照射装置。
The radiation temperature sensor being provided at the top or the side of the cavity;
The microwave irradiator according to any one of claims 5 to 10, further comprising a table made of a microwave transparent material for arranging the object to be irradiated at or near the center of the cavity.
前記台が、前記キャビティの底面からマイクロ波の1/4波長以上の高さに被照射物を配置可能であることを特徴とする請求項11のマイクロ波照射装置。  The microwave irradiation apparatus according to claim 11, wherein the pedestal is capable of arranging the object to be irradiated at a height of 1/4 wavelength or more of the microwave from the bottom surface of the cavity. 前記反射盤が、複数の反射羽根を備え、
さらに、前記反射盤を回転させる回動装置を備えることを特徴とする請求項1ないし12のいずれかのマイクロ波照射装置。
The reflecting plate comprises a plurality of reflecting vanes,
The microwave irradiation device according to any one of claims 1 to 12, further comprising a pivoting device for pivoting the reflecting plate.
前記反射盤が、側面視切頭円錐台形であり、前記照射口と実質的に直交する方向にマイクロ波を反射することを特徴とする請求項13のマイクロ波照射装置。  The microwave irradiator according to claim 13, wherein the reflector is frusto-conical in a side view, and reflects microwaves in a direction substantially orthogonal to the irradiation port. 前記反射羽根が、3〜10枚の穴あき構造の反射羽根からなることを特徴とする請求項13または14のマイクロ波照射装置。  The microwave irradiation device according to claim 13 or 14, wherein the reflecting blade is composed of 3 to 10 perforated reflecting blades. 前記照射部が、前記照射口を除く内面を金属板で覆ったチャンバーを備え、チャンバー内に前記マグネトロンが設置されることを特徴とする請求項2ないし15のいずれかのマイクロ波照射装置。  The microwave irradiator according to any one of claims 2 to 15, wherein the irradiator comprises a chamber in which an inner surface excluding the irradiator is covered with a metal plate, and the magnetron is installed in the chamber. 前記照射部が導波管を有しない照射部であり、卓上型であることを特徴とする請求項1ないし16のいずれかのマイクロ波照射装置。  The microwave irradiator according to any one of claims 1 to 16, wherein the irradiator is an irradiator without a waveguide and is a tabletop type.
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JPS4824193Y1 (en) * 1970-07-20 1973-07-13
JPS4871113U (en) * 1971-12-15 1973-09-07
JPH05302724A (en) * 1992-02-28 1993-11-16 Sharp Corp Heating apparatus and heating method
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