JP6682870B2 - マイクロ波照射装置、排気浄化装置、加熱装置及び化学反応装置 - Google Patents

マイクロ波照射装置、排気浄化装置、加熱装置及び化学反応装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6682870B2
JP6682870B2 JP2016007943A JP2016007943A JP6682870B2 JP 6682870 B2 JP6682870 B2 JP 6682870B2 JP 2016007943 A JP2016007943 A JP 2016007943A JP 2016007943 A JP2016007943 A JP 2016007943A JP 6682870 B2 JP6682870 B2 JP 6682870B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microwave
heated
resonator
frequency
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016007943A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017130307A (ja
Inventor
忠紘 今田
忠紘 今田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2016007943A priority Critical patent/JP6682870B2/ja
Priority to US15/364,224 priority patent/US10301989B2/en
Publication of JP2017130307A publication Critical patent/JP2017130307A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6682870B2 publication Critical patent/JP6682870B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/027Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
    • F01N3/028Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means using microwaves
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/6447Method of operation or details of the microwave heating apparatus related to the use of detectors or sensors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/66Circuits
    • H05B6/68Circuits for monitoring or control
    • H05B6/686Circuits comprising a signal generator and power amplifier, e.g. using solid state oscillators
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/70Feed lines
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/70Feed lines
    • H05B6/701Feed lines using microwave applicators
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves
    • H05B6/80Apparatus for specific applications

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

本発明は、マイクロ波照射装置、排気浄化装置、加熱装置及び化学反応装置に関するものである。
現在、排気に含まれるPM(Particulate matter)等の微粒子を捕集する装置として、DPF(Diesel Particulate Filter)が用いられた排気浄化装置が実用化されている。このような排気浄化装置は、使用によりDPFにPM等の微粒子が堆積するため、DPFを再生することが求められる。DPFを再生する方法としては、例えば、マイクロ波照射装置から放射されたマイクロ波等の高周波電磁波を用いる方法が開示されている(例えば、特許文献1〜3)。具体的には、この方法は、DPFにマイクロ波等の電磁波を照射することにより、DPFに堆積しているPM等の微粒子を加熱し、燃焼させることにより、DPFの再生を行う方法である。
また、マイクロ波照射装置は、食品を加熱する食品加熱装置や化学反応装置等においても用いられている。
特開2006−140063号公報 特開平4−179817号公報 特許第4995351号公報 特許第2689722号公報 特開2002−70530号公報
上述した排気浄化装置では、DPFの再生は、DPFにマイクロ波等の電磁波を照射することにより、PM等の微粒子が誘電加熱され、酸化分解されることにより行われる。しかしながら、DPF内に均一な強度でマイクロ波を照射することは困難であり、DPF内では、マイクロ波の強度の強い部分と弱い部分とが生じるため、温度むらが生じる。このため、DPF内において、PM等の微粒子が除去される領域とあまり除去されない領域とが生じ、DPFの再生が完全にはなされない。
ところで、照射されるマイクロ波の強度を均一にする方法として、2つのアンテナより位相の異なるマイクロ波を照射する方法がある。しかしながら、この方法では、アンテナ近くのマイクロ波の波長の半分以下のところでは、照射されるマイクロ波は弱くなるため、マイクロ波の強度の弱い部分が生じ、この部分においては、被加熱物が加熱されにくく、均一には加熱されない。このようにマイクロ波を照射した際に、マイクロ波の強度の強い部分と弱い部分が生じることは、食品加熱装置や化学反応装置等においても同様である。
このため、照射されるマイクロ波の強度の強い部分と弱い部分が生じにくく、被加熱物を均一に加熱することのできるマイクロ波照射装置が求められている。
本実施の形態の一観点によれば、被加熱物が入れられる筐体部と、前記筐体部の周囲に設けられた複数のマイクロ波共振器と、前記複数のマイクロ波共振器同士を接続するマイクロ波伝導部と、周波数の異なるマイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、前記マイクロ波発生部において発生させるマイクロ波の周波数を制御する制御部と、前記被加熱物の温度を測定する計測器と、を有し、前記マイクロ波共振器は、前記マイクロ波発生部において発生させた前記マイクロ波共振器の共振周波数のマイクロ波を共振させ、前記筐体部に入れられた前記被加熱物に照射するものであって、前記複数のマイクロ波共振器のうちの一のマイクロ波共振器と、他の一のマイクロ波共振器とは、共振周波数が異なるものであって、前記制御部は、前記計測器により測定した前記被加熱物の温度に基づき、前記被加熱物の温度が低い部分においてマイクロ波が強くなるような周波数のマイクロ波を前記マイクロ波発生部において発生させることを特徴とする。
開示のマイクロ波照射装置によれば、被加熱物を均一に加熱することができる。
第1の実施の形態におけるマイクロ波照射装置の構造の説明図 第1の実施の形態におけるマイクロ波照射装置の構造の要部拡大図 導波管共振器の構造の説明図 マイクロ波発生装置に用いられる半導体装置の構造図 第1の実施の形態における排気浄化装置の構造の説明図 排気浄化装置における温度分布の説明図(1) 排気浄化装置における温度分布の説明図(2) 第2の実施の形態における加熱装置の構造図 第3の実施の形態における化学反応装置の構造図
実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
〔第1の実施の形態〕
第1の実施の形態におけるマイクロ波照射装置について図1に基づき説明する。図1(a)は、本実施の形態におけるマイクロ波照射装置の断面図であり、図1(b)は、図1(a)における一点鎖線1A−1Bにおいて切断した断面図である。本実施の形態におけるマイクロ波照射装置は、被加熱物10が入れられている金属等の材料により形成された筐体部20と、筐体部20の外側の周囲に設けられた複数の導波管共振器30a〜30hを有している。複数の導波管共振器30a〜30hは、各々がマイクロ波共振器となるものである。各々の導波管共振器30a〜30hは、マイクロ波導波管41及びマイクロ波同軸管42により接続されており、更に、マイクロ波導波管41の1つがマイクロ波発生部50が接続されている。本実施の形態においては、複数のマイクロ波導波管41とマイクロ波同軸管42とにより、マイクロ波を伝搬させるマイクロ波伝導部40が形成されている。
具体的には、各々の導波管共振器30a〜30hにおいて、筐体部20と接続されている側の反対側には、各々にマイクロ波導波管41が接続されており、各々のマイクロ波導波管41同士が、マイクロ波同軸管42により接続されている。マイクロ波発生部50において発生したマイクロ波は、マイクロ波伝導部40であるマイクロ波導波管41及びマイクロ波同軸管42を伝搬し、各々の導波管共振器30a〜30hに供給される。
複数の導波管共振器30a〜30hは、共振するマイクロ波の周波数が相互に異なるように形成されている。マイクロ波発生部50は、制御部60における制御により、発生させるマイクロ波の周波数を変化させることができるものであり、各々の導波管共振器30a〜30hにおける共振周波数となるマイクロ波を発生させることができる。
導波管共振器30a〜30hは、例えば、図3における導波管共振器30に代表して示されるように、四角い筒状で形成されており、内部は空洞となっている。導波管共振器30は、両端の入口と出口の開口は若干狭くなっており、入口と出口とにおいてマイクロ波の反射が繰り返されることにより、マイクロ波の共振器として機能する。このような導波管共振器30においては、導波管共振器30の長さLを変えることにより、共振周波数を変えることができる。
各々の導波管共振器30a〜30hは、出口が筐体部20と接続されており、入口がマイクロ波導波管41と接続されている。導波管共振器30a〜30hにおいては、導波管共振器30a〜30hにおいて共振した周波数のマイクロ波は、筐体部20の内部に設置されている被加熱物10に向けて放射され、被加熱物10が加熱される。
本実施の形態においては、被加熱物10の温度分布を計測する不図示の放射温度計が設けられていてもよい。このような、放射温度計により、被加熱物10の温度分布を計測し、不図示の制御部における制御により、マイクロ波発生部50において温度が低い部分のマイクロ波が強くなるような周波数のマイクロ波を発生させる制御を行ってもよい。
本実施の形態におけるマイクロ波照射装置においては、複数の導波管共振器30a〜30hは、共振周波数がすべて異なるものであってもよく、また、複数の導波管共振器30a〜30hにおける一部と他の一部における共振周波数が異なるものであってもよい。
また、マイクロ波発生部50は、発生させるマイクロ波の周波数を変化させることができるものであるため、マイクロ波発生部50には、半導体素子、具体的には、窒化物半導体を用いたHEMT等が用いられている。
窒化物半導体を用いたHEMTは、図4に示されるように、SiC等の基板210の上に、窒化物半導体層を積層することにより形成されている。即ち、基板210の上に、AlNにより形成された核形成層211、電子走行層212、電子供給層213が順に積層されている。電子走行層212は、GaNにより形成されており、電子供給層213は、AlGaNまたはInAlNにより形成されている。これにより、電子走行層212において、電子供給層213との界面近傍には2DEG212aが生成される。ゲート電極231、ソース電極232、ドレイン電極233は、電子供給層213の上に形成される。
本実施の形態における排気浄化装置においては、マイクロ波発生部50において、発生させるマイクロ波の周波数を変化させている。このようにマイクロ波発生部50において周波数を変化させて発生させたマイクロ波は、導波管共振器30a〜30hのいずれかにおいて共振し、共振したマイクロ波が筐体部20内に放射される。マイクロ波の周波数を変えることにより、マイクロ波が共振する導波管共振器が変わるため、各々の導波管共振器30a〜30hにおいて共振した周波数のマイクロ波が、マイクロ波が共振した導波管共振器より、筐体部20内に放射される。これにより、筐体部20内に設置されている被加熱物10を均一に加熱することができる。
次に、第1の実施の形態における排気浄化装置について図5に基づき説明する。図5(a)は、本実施の形態における排気浄化装置の排気が流れる方向に沿った断面図であり、図5(b)は、図5(a)における一点鎖線5A−5Bにおいて切断した断面図である。
本実施の形態における排気浄化装置は、本実施の形態におけるマイクロ波照射装置を含むものである。即ち、本実施の形態における排気浄化装置は、被加熱物となる微粒子捕集部110、筐体部120、導波管共振器30a〜30h、マイクロ波導波管41、マイクロ波同軸管42、マイクロ波発生部50、制御部60、放射温度計70等を有している。円筒状の筐体部120の周囲には、導波管共振器30a〜30hが設けられており、導波管共振器30a〜30hにおいて共振したマイクロ波が、筐体部120の内部に設置された微粒子捕集部110に向けて放射されるように形成されている。尚、導波管共振器30a〜30hは、好ましくは排気浄化装置の排気が流れる方向の下流側に設けられている。
微粒子捕集部110は、DPF等により形成されている。DPFは、例えば、隣り合う通気口が交互に閉じられたハニカム構造により形成されており、排気は入口の通気口とは異なる通気口より排出される。
筐体部120は、ステンレス等の金属材料により形成されており、微粒子捕集部110の周囲を覆う筐体本体部120a、筐体本体部120aに接続されている吸入口120b及び排出口120cを有している。本実施の形態における排気浄化装置においては、エンジン等からの排気ガス等の排気は、破線矢印Aに示される方向より、吸入口120bから筐体部120内に入り、筐体本体部120a内に設置されている微粒子捕集部110を通ることにより浄化される。この後、微粒子捕集部110において浄化された排気は、排出口120cより破線矢印Bに示される方向に排出される。
本実施の形態における排気浄化装置においては、マイクロ波発生部50において、発生させるマイクロ波の周波数を変化させている。このようにマイクロ波発生部50において発生させたマイクロ波は、導波管共振器30a〜30hのいずれかにおいて共振し、共振したマイクロ波が筐体部120内に放射される。マイクロ波の周波数を変えることにより、マイクロ波が共振する導波管共振器が変わるため、各々の導波管共振器30a〜30hにおいて共振した周波数のマイクロ波が、マイクロ波が共振した導波管共振器より、筐体部120内に放射される。これにより、筐体部120内に設置されている微粒子捕集部110を均一に加熱することができ、
放射温度計70は、微粒子捕集部110における温度を各々の領域ごとに測定することができるものである。放射温度計70は、制御部60に接続されており、放射温度計70において測定した温度分布の情報に基づき、制御部60は、マイクロ波発生部50において発生させる周波数の制御を行ってもよい。尚、放射温度計70に代えて、複数の熱電対を微粒子捕集部110に埋め込み、微粒子捕集部110における各々の領域の温度を測定するものであってもよい。
次に、微粒子捕集部110を加熱した際に最高となる温度の温度分布のシミュレーション結果について説明する。図6は、本実施の形態における排気浄化装置において、マイクロ波発生部50において周波数を変化させながらマイクロ波を発生させた場合の微粒子捕集部110における最高となる温度の温度分布を示す。尚、導波管共振器30aにおける共振周波数は2.42GHzであり、導波管共振器30bにおける共振周波数は2.43GHzであり、導波管共振器30cにおける共振周波数は2.44GHzである。導波管共振器30dにおける共振周波数は2.45GHzであり、導波管共振器30eにおける共振周波数は2.46GHzであり、導波管共振器30fにおける共振周波数は2.47GHzである。導波管共振器30gにおける共振周波数は2.48GHzであり、導波管共振器30hにおける共振周波数は2.49GHzである。このため、マイクロ波発生部50において発生させるマイクロ波の周波数は、2.42GHz〜2.49GHzの範囲で変化させている。
図7は、マイクロ波発生部50において発生させるマイクロ波の周波数が単一の場合の微粒子捕集部110における最高となる温度の温度分布を示す。具体的には、図7に示される排気浄化装置は、被加熱物となる微粒子捕集部110、筐体部120、マイクロ波伝導部240、マイクロ波発生部250等を有している。筐体部120とマイクロ波発生部250とは、マイクロ波伝導部240により接続されている。マイクロ波発生部250において発生させた2.45GHzのマイクロ波は、マイクロ波伝導部240を介し、筐体部120の内部に設置された微粒子捕集部110に照射される。
図6に示されるように、本実施の形態における排気浄化装置においては、微粒子捕集部110を加熱した際に最高となる温度は、400℃〜500℃の範囲であり、微粒子捕集部110の全体が略均一に加熱されている。また、筐体部120の近傍となる微粒子捕集部110の周辺部分の温度も400℃以上となっている。従って、微粒子捕集部110の中心部分においても、周辺部分においても、堆積しているPM等の微粒子を略均一に燃焼させて除去することができる。よって、堆積しているPM等の微粒子を殆ど残すことなく、微粒子捕集部110の再生を完全、または、完全に近い状態で行うことができる。
一方、図7に示されるように、単一の周波数のマイクロ波を照射した場合では、微粒子捕集部110の温度は、筐体部120の近傍となる周辺部分が350℃以下であり、中心部分の450℃〜500℃と比べて低くなっている。このため、微粒子捕集部110において、温度の高い中心部分では、堆積しているPM等の微粒子を燃焼させて除去することができるが、周辺部分では、温度が低いため、堆積しているPM等の微粒子を燃焼させて除去することが十分には行われない。このため、微粒子捕集部110の再生は、不完全なものとなる。
以上のように、本実施の形態におけるマイクロ波照射装置においては、被加熱物となる微粒子捕集部110を略均一に加熱することができる。
〔第2の実施の形態〕
次に、第2の実施の形態における加熱装置について説明する。本実施の形態における加熱装置は、第1の実施の形態におけるマイクロ波照射装置と同様のマイクロ波照射装置を有しているものであり、食品等を加熱する際に用いられる。
具体的には、図8に示されるように、本実施の形態における加熱装置は、被加熱物310が入れられている金属等の材料により形成された筐体部320と、筐体部320の外側の周囲に設けられた複数の導波管共振器330a〜330cを有している。複数の導波管共振器330a〜330cは、各々がマイクロ波伝導部40により接続されており、更に、マイクロ波発生部50が接続されている。
複数の導波管共振器330a〜330cは、共振するマイクロ波の周波数が相互に異なるように形成されている。具体的には、導波管共振器330aにおける共振周波数は周波数f、導波管共振器330bにおける共振周波数は周波数f、導波管共振器330cにおける共振周波数は周波数fとなるように形成されており、周波数f、f、fは相互に異なっている。
マイクロ波発生部50は、制御部60における制御により、発生させるマイクロ波の周波数を変化させることができる。例えば、被加熱物310が弁当等であって、弁当には、ご飯310a、肉310b、野菜310cが入っている場合について考える。本実施の形態においては、被加熱物310である弁当に入れられているご飯310aと肉310bは加熱するが、野菜310cは加熱しない場合について説明する。被加熱物310となる弁当は、筐体部320の内部において、導波管共振器330aの上にご飯310a、導波管共振器330bの上に肉310b、導波管共振器330cの上に野菜310cが位置するように置く。
この後、マイクロ波発生部50において、周波数fを発生させる。周波数fは導波管共振器330aにおける共振周波数であるため、周波数fのマイクロ波は、導波管共振器330aにおいて共振し、被加熱物310である弁当のご飯310aに向けて照射される。尚、周波数fは、導波管共振器330b及び導波管共振器330cにおける共振周波数ではないため、導波管共振器330b及び導波管共振器330cからは、マイクロ波は殆ど照射されない。従って、被加熱物310である弁当のご飯310aのみを加熱することができる。
次に、マイクロ波発生部50において、周波数fを発生させる。周波数fは導波管共振器330bにおける共振周波数であるため、周波数fのマイクロ波は、導波管共振器330bにおいて共振し、被加熱物310である弁当の肉310bに向けて照射される。尚、周波数fは、導波管共振器330a及び導波管共振器330cにおける共振周波数ではないため、導波管共振器330a及び導波管共振器330cからは、マイクロ波は殆ど照射されない。従って、被加熱物310である弁当の肉310bのみを加熱することができる。
これにより、被加熱物310となる弁当において、ご飯310aと肉310bは加熱されるが、野菜310cは加熱されないようにすることができる。また、本実施の形態においては、放射温度計70により温度測定を行いながら、制御部60における制御により、マイクロ波発生部50において発生させるマイクロ波の周波数を変化させてもよい。
尚、上記外の内容については、第1の実施の形態と同様である。
〔第3の実施の形態〕
次に、第3の実施の形態における化学反応装置について説明する。本実施の形態における化学反応装置は、第1の実施の形態におけるマイクロ波照射装置を有しているものでる。
具体的には、図9に示されるように、本実施の形態における化学反応装置は、不図示の被加熱物が入れられている金属等の材料により形成された筐体部420と、筐体部420の外側の周囲に設けられた複数の導波管共振器430を有している。複数の導波管共振器430は、各々がマイクロ波伝導部40により接続されており、更に、マイクロ波発生部50が接続されている。
複数の導波管共振器430は、共振するマイクロ波の周波数が異なるように形成されている。本実施の形態においては、放射温度計70により、筐体部420の内部における温度分布を測定し、温度が低い部分においては、マイクロ波が強くなるような周波数のマイクロ波をマイクロ波発生部50において発生させる。このような制御は、制御部60において行われる。
本実施の形態においては、放射温度計70を用いた場合について説明したが、被加熱物が加熱の状態や温度により、色等が変化する場合には、光等の電磁波を検出するための素子、例えば、受光素子や撮像素子等を用いてもよい。
尚、上記外の内容については、第1の実施の形態と同様である。
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
被加熱物が入れられる筐体部と、
前記筐体部の周囲に設けられた複数のマイクロ波共振器と、
前記複数のマイクロ波共振器同士を接続するマイクロ波伝導部と、
周波数の異なるマイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、
を有し、
前記マイクロ波共振器は、前記マイクロ波発生部において発生させた前記マイクロ波共振器の共振周波数のマイクロ波を共振させ、前記筐体部に入れられた前記被加熱物に照射するものであって、
前記複数のマイクロ波共振器のうちの一のマイクロ波共振器と、他の一のマイクロ波共振器とは、共振周波数が異なるものであることを特徴とするマイクロ波照射装置。
(付記2)
前記マイクロ波発生部において発生させるマイクロ波の周波数を制御する制御部と、
前記被加熱物の温度を測定する計測器と、
を有し、
前記制御部は、前記計測器により測定した前記被加熱物の温度に基づき、前記被加熱物の温度が低い部分においてマイクロ波が強くなるような周波数のマイクロ波を前記マイクロ波発生部において発生させることを特徴とする付記1に記載のマイクロ波照射装置。
(付記3)
前記計測器は、温度計であることを特徴とする付記2に記載のマイクロ波照射装置。
(付記4)
前記計測器は、電磁波を検出する素子であることを特徴とする付記2に記載のマイクロ波照射装置。
(付記5)
マイクロ波発生部は、窒化物半導体により形成された半導体素子を含むものであることを特徴とする付記1から4のいずれかに記載のマイクロ波照射装置。
(付記6)
前記複数のマイクロ波共振器における共振周波数は、すべて異なることを特徴とする付記1から5のいずれかに記載のマイクロ波照射装置。
(付記7)
前記マイクロ波共振器は、導波管共振器であることを特徴とする付記1から6のいずれかに記載のマイクロ波照射装置。
(付記8)
付記1から7のいずれかに記載のマイクロ波照射装置と、
排気に含まれる微粒子を捕集する微粒子捕集部と、
前記微粒子捕集部を覆う筐体本体部と、前記筐体本体部に接続されている前記排気の吸入口及び排出口と、を備えた筐体部と、
を有し、
前記微粒子捕集部が前記被加熱物であって、
前記微粒子捕集部には、前記マイクロ波照射装置からマイクロ波が照射されることを特徴とする排気浄化装置。
(付記9)
付記1から7のいずれかに記載のマイクロ波照射装置を有し、
前記被加熱物には、前記マイクロ波照射装置からマイクロ波が照射され、加熱されることを特徴とする加熱装置。
(付記10)
付記1から7のいずれかに記載のマイクロ波照射装置を有し、
前記被加熱物には、前記マイクロ波照射装置からマイクロ波が照射され、加熱されることを特徴とする化学反応装置。
10 被加熱物
20 筐体部
30a〜30h 導波管共振器
40 マイクロ波伝導部
41 マイクロ波導波管
42 マイクロ波同軸管
50 マイクロ波発生部
60 制御部
70 放射温度計
110 微粒子捕集部
120 筐体部
120a 筐体本体部
120b 吸入口
120c 排出口

Claims (6)

  1. 被加熱物が入れられる筐体部と、
    前記筐体部の周囲に設けられた複数のマイクロ波共振器と、
    前記複数のマイクロ波共振器同士を接続するマイクロ波伝導部と、
    周波数の異なるマイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、
    前記マイクロ波発生部において発生させるマイクロ波の周波数を制御する制御部と、
    前記被加熱物の温度を測定する計測器と、
    を有し、
    前記マイクロ波共振器は、前記マイクロ波発生部において発生させた前記マイクロ波共振器の共振周波数のマイクロ波を共振させ、前記筐体部に入れられた前記被加熱物に照射するものであって、
    前記複数のマイクロ波共振器のうちの一のマイクロ波共振器と、他の一のマイクロ波共振器とは、共振周波数が異なるものであって、
    前記制御部は、前記計測器により測定した前記被加熱物の温度に基づき、前記被加熱物の温度が低い部分においてマイクロ波が強くなるような周波数のマイクロ波を前記マイクロ波発生部において発生させることを特徴とするマイクロ波照射装置。
  2. 前記計測器は、温度計であることを特徴とする請求項に記載のマイクロ波照射装置。
  3. マイクロ波発生部は、窒化物半導体により形成された半導体素子を含むものであることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロ波照射装置。
  4. 請求項1からのいずれかに記載のマイクロ波照射装置と、
    排気に含まれる微粒子を捕集する微粒子捕集部と、
    前記微粒子捕集部を覆う筐体本体部と、前記筐体本体部に接続されている前記排気の吸入口及び排出口と、を備えた筐体部と、
    を有し、
    前記微粒子捕集部が前記被加熱物であって、
    前記微粒子捕集部には、前記マイクロ波照射装置からマイクロ波が照射されることを特徴とする排気浄化装置。
  5. 請求項1からのいずれかに記載のマイクロ波照射装置を有し、
    前記被加熱物には、前記マイクロ波照射装置からマイクロ波が照射され、加熱されることを特徴とする加熱装置。
  6. 請求項1からのいずれかに記載のマイクロ波照射装置を有し、
    前記被加熱物には、前記マイクロ波照射装置からマイクロ波が照射され、加熱されることを特徴とする化学反応装置。
JP2016007943A 2016-01-19 2016-01-19 マイクロ波照射装置、排気浄化装置、加熱装置及び化学反応装置 Active JP6682870B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016007943A JP6682870B2 (ja) 2016-01-19 2016-01-19 マイクロ波照射装置、排気浄化装置、加熱装置及び化学反応装置
US15/364,224 US10301989B2 (en) 2016-01-19 2016-11-29 Microwave applicator, exhaust gas purifier, heater, and chemical reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016007943A JP6682870B2 (ja) 2016-01-19 2016-01-19 マイクロ波照射装置、排気浄化装置、加熱装置及び化学反応装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017130307A JP2017130307A (ja) 2017-07-27
JP6682870B2 true JP6682870B2 (ja) 2020-04-15

Family

ID=59314432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016007943A Active JP6682870B2 (ja) 2016-01-19 2016-01-19 マイクロ波照射装置、排気浄化装置、加熱装置及び化学反応装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10301989B2 (ja)
JP (1) JP6682870B2 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018150853A (ja) * 2017-03-10 2018-09-27 富士通株式会社 マイクロ波照射装置、排気浄化装置、自動車及び管理システム
JP6880848B2 (ja) * 2017-03-10 2021-06-02 富士通株式会社 マイクロ波照射装置、排気浄化装置、自動車及び管理システム
JP6793622B2 (ja) * 2017-11-07 2020-12-02 国立研究開発法人産業技術総合研究所 水素製造装置
US11268330B2 (en) 2020-02-25 2022-03-08 Saudi Arabian Oil Company Wired swivel in wellbore drilling
US11655685B2 (en) 2020-08-10 2023-05-23 Saudi Arabian Oil Company Downhole welding tools and related methods
US11549329B2 (en) 2020-12-22 2023-01-10 Saudi Arabian Oil Company Downhole casing-casing annulus sealant injection
US11828128B2 (en) 2021-01-04 2023-11-28 Saudi Arabian Oil Company Convertible bell nipple for wellbore operations
US11598178B2 (en) 2021-01-08 2023-03-07 Saudi Arabian Oil Company Wellbore mud pit safety system
CN112996166B (zh) * 2021-02-23 2022-08-02 湖南城市学院 一种渐变式木材微波膨化用谐振腔及渐变式木材制备方法
US11448026B1 (en) 2021-05-03 2022-09-20 Saudi Arabian Oil Company Cable head for a wireline tool
US11859815B2 (en) 2021-05-18 2024-01-02 Saudi Arabian Oil Company Flare control at well sites
US11905791B2 (en) 2021-08-18 2024-02-20 Saudi Arabian Oil Company Float valve for drilling and workover operations
US11913298B2 (en) 2021-10-25 2024-02-27 Saudi Arabian Oil Company Downhole milling system

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2626783B1 (fr) * 1988-02-05 1990-07-20 Renault Dispositif d'elimination par micro-ondes des particules carbonees contenues dans les gaz d'echappement de moteurs thermiques
JPH07102604B2 (ja) 1990-09-11 1995-11-08 積水化成品工業株式会社 熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡体の耐候性改良方法
JP2002070530A (ja) 2000-08-24 2002-03-08 Hitachi Hometec Ltd 内燃機関用マイクロ波フィルタ再生装置
US7303603B2 (en) * 2004-11-12 2007-12-04 General Motors Corporation Diesel particulate filter system with meta-surface cavity
JP2006140063A (ja) 2004-11-12 2006-06-01 Toyota Central Res & Dev Lab Inc マイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置
JP4151645B2 (ja) * 2004-11-29 2008-09-17 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化装置及びその制御方法
US7138615B1 (en) * 2005-07-29 2006-11-21 Gm Global Technology Operations, Inc. Control system for microwave regeneration for a diesel particulate filter
WO2009008474A1 (ja) * 2007-07-11 2009-01-15 Tokyo Electron Limited プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
US7931727B2 (en) * 2007-09-17 2011-04-26 Gm Global Technology Operations, Inc. Microwave mode shifting antenna system for regenerating particulate filters
CN102067723B (zh) * 2008-06-25 2013-05-01 松下电器产业株式会社 微波加热装置
CN102511198B (zh) 2009-12-09 2013-10-30 松下电器产业株式会社 高频加热装置及高频加热方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017130307A (ja) 2017-07-27
US20170204757A1 (en) 2017-07-20
US10301989B2 (en) 2019-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6682870B2 (ja) マイクロ波照射装置、排気浄化装置、加熱装置及び化学反応装置
US7513921B1 (en) Exhaust gas filter apparatus capable of regeneration of a particulate filter and method
JP6733275B2 (ja) マイクロ波加熱装置及び排気浄化装置
JP6855884B2 (ja) 排気浄化装置、内燃装置、発電装置及び自動車
JP5568322B2 (ja) 粒子状物質の堆積量検出装置
US10603617B2 (en) Microwave irradiation apparatus and exhaust gas purification apparatus
JP2010249128A (ja) 粒子状物質の堆積量検出装置
US10850221B2 (en) Fine particle detector and exhaust gas purification apparatus
JPWO2011118669A1 (ja) 粒子状物質の検出方法
US10626777B2 (en) Exhaust purification device and vehicle
JP2006140063A (ja) マイクロ波加熱方法及びマイクロ波加熱装置
JP6699187B2 (ja) 排気浄化装置
US20180347422A1 (en) Fine particle detector and exhaust gas purification apparatus
JP2016053341A (ja) 排気浄化装置
JP2016200063A (ja) 排気浄化装置
JP6604111B2 (ja) フィルタ装置
JP6645353B2 (ja) 排気浄化装置
JP6551095B2 (ja) 排気浄化装置
US20150300226A1 (en) Em energy application for treating exhaust gases
JP2010223165A (ja) 粒子状物質の堆積量検出装置
JP2017162668A (ja) マイクロ波加熱装置
JP5982305B2 (ja) 排気ガス処理装置
JP2002295232A (ja) 内燃機関用マイクロ波フィルタ再生装置
JP2016044650A (ja) 排気浄化装置
JPH0617638A (ja) 排ガス浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180912

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190716

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190723

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190919

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200225

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200309

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6682870

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150