JP7105521B1 - Waveguide device, microwave irradiation device, and microwave transmission method - Google Patents

Waveguide device, microwave irradiation device, and microwave transmission method Download PDF

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Abstract

【課題】対象物にマイクロ波を照射するキャビティ内における電磁界分布を容易に調整することができる導波管装置を提供する。【解決手段】導波管装置1は、対象物へのマイクロ波の照射が行われるキャビティの壁に、少なくとも一部が壁の外側に位置するように固定される、マイクロ波の第1の導波管10と、第1の導波管10からのマイクロ波をキャビティ内に導く第2の導波管20と、を備え、第2の導波管20は、キャビティ内におけるマイクロ波の出力方向を変更できるように第1の導波管10に接続されている。【選択図】図1A waveguide device capable of easily adjusting an electromagnetic field distribution in a cavity for irradiating an object with microwaves is provided. A waveguide device (1) is a first microwave guide fixed to a wall of a cavity in which an object is irradiated with microwaves so that at least a part of the waveguide is located outside the wall. A wave tube 10 and a second waveguide 20 for guiding microwaves from the first waveguide 10 into the cavity. is connected to the first waveguide 10 so as to change the . [Selection drawing] Fig. 1

Description

本発明は、マイクロ波を伝送するための導波管装置、導波管装置を有するマイクロ波照射装置、及びマイクロ波の伝送方法に関する。 The present invention relates to a waveguide device for transmitting microwaves, a microwave irradiation device having the waveguide device, and a microwave transmission method.

従来、キャビティ内部において、対象物にマイクロ波を照射することによって、対象物を反応させたり、対象物を乾燥させたりすることが行われている。そのようなキャビティ内におけるマイクロ波の照射において、マイクロ波の照射方向は固定されていた。 2. Description of the Related Art Conventionally, by irradiating an object with microwaves inside a cavity, the object is reacted or dried. In the irradiation of microwaves in such a cavity, the irradiation direction of microwaves was fixed.

対象物にマイクロ波を照射するためのキャビティの設計においては、電磁界解析のシミュレーションを行い、そのシミュレーション結果に応じて最適なマイクロ波の照射となるようにキャビティの形状、マイクロ波の照射位置、照射の方向などを決定していた。しかしながら、シミュレーション結果に基づいてキャビティを設計しても、反応器の壁面に付着する液滴等のシミュレーション上では再現できない要因や、液面が経時的に変化する反応系、設計後に液面の高さや反応器の内部構造を変更した場合などに起因して、反応器内部の電磁界分布が変わってしまい、必ずしも最適なマイクロ波の照射を実現できないこともある。そのような状況において、最適なマイクロ波の照射となるようにキャビティ内の電磁界分布を調整する必要が生じ、反応器を開けて電磁界分布を調整するための構造体を追加するなどの作業を伴うために工数の増大を招いていた。 In the design of the cavity for irradiating the target with microwaves, an electromagnetic field analysis simulation is performed, and according to the simulation results, the shape of the cavity, the microwave irradiation position, The direction of irradiation was determined. However, even if the cavity is designed based on the simulation results, there are factors that cannot be reproduced in the simulation, such as droplets adhering to the walls of the reactor, reaction systems in which the liquid level changes over time, and changes in the liquid level after design. When the internal structure of the reactor is changed, the electromagnetic field distribution inside the reactor changes, and optimal microwave irradiation may not necessarily be achieved. In such a situation, it becomes necessary to adjust the electromagnetic field distribution in the cavity so that the microwave irradiation is optimal, and work such as opening the reactor and adding a structure to adjust the electromagnetic field distribution , resulting in an increase in man-hours.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、対象物にマイクロ波を照射するキャビティ内における電磁界分布を容易に調整することができる導波管装置、マイクロ波照射装置、及びマイクロ波の伝送方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a waveguide device, a microwave oven, and a microwave oven, which can easily adjust the electromagnetic field distribution in a cavity for irradiating microwaves to an object. An object of the present invention is to provide a wave irradiation device and a microwave transmission method.

上記目的を達成するため、本発明の一態様による導波管装置は、対象物へのマイクロ波の照射が行われるキャビティの壁に、少なくとも一部が壁の外側に位置するように固定される、マイクロ波の第1の導波管と、第1の導波管からのマイクロ波を導波してキャビティ内に出力する第2の導波管と、を備え、第2の導波管は、キャビティ内におけるマイクロ波の出力方向を変更可能に第1の導波管に接続されている、ものである。 To achieve the above object, a waveguide device according to one aspect of the present invention is fixed to a wall of a cavity in which an object is irradiated with microwaves so that at least a portion thereof is positioned outside the wall. , a first waveguide for microwaves, and a second waveguide for guiding and outputting microwaves from the first waveguide into the cavity, wherein the second waveguide is , connected to the first waveguide so as to change the output direction of microwaves in the cavity.

また、本発明の一態様による導波管装置では、第1の導波管は、マイクロ波発生器で発生されたマイクロ波が入力される入力側導波管と、第1の中心軸を有する第1のジョイント部であって、入力側導波管に接続された第1の開口部と、第1の開口部と繋がる第2の開口部とが設けられた部分円柱状形状の中空部を有している第1のジョイント部とを含み、第2の導波管は、第2の中心軸を有する第2のジョイント部であって、第1の開口部からのマイクロ波が導かれる第3の開口部と、第3の開口部に繋がる第4の開口部とが設けられた部分円柱状形状を有しており、第2の中心軸を中心として中空部内において回動可能となるように配置された第2のジョイント部と、第4の開口部に接続され、キャビティ内にマイクロ波を出力する出力側導波管とを含んでもよい。 Further, in the waveguide device according to one aspect of the present invention, the first waveguide has an input side waveguide into which microwaves generated by the microwave generator are input, and a first central axis. a first joint portion, a partially cylindrical hollow portion provided with a first opening connected to the input-side waveguide and a second opening connected to the first opening; and the second waveguide has a second central axis, the second joint portion having a second central axis, the second joint portion through which microwaves from the first opening are guided. 3 and a fourth opening connected to the third opening, and has a partially cylindrical shape, so that it can rotate in the hollow part about the second central axis. and an output waveguide connected to the fourth opening for outputting microwaves into the cavity.

また、本発明の一態様による導波管装置では、第1の中心軸と第2の中心軸とが同軸であってもよい。 Further, in the waveguide device according to one aspect of the present invention, the first central axis and the second central axis may be coaxial.

また、本発明の一態様による導波管装置では、第1の開口部と第2の開口部とは、開口面が第1の中心軸と平行になるように設けられており、第3の開口部と第4の開口部とは、開口面が第2の中心軸と平行になるように設けられていてもよい。 Further, in the waveguide device according to the aspect of the present invention, the first opening and the second opening are provided so that the opening surfaces are parallel to the first central axis, and the third The opening and the fourth opening may be provided such that the opening surface is parallel to the second central axis.

また、本発明の一態様による導波管装置では、第1の導波管は、マイクロ波発生器で発生されたマイクロ波が入力される入力側導波管と、入力側導波管に接続された第1の開口部が周面に設けられ、第1の開口部と繋がる第2の開口部が中心軸方向の一端側に設けられた円柱状形状の第1の中空部を有している第1のジョイント部と、を含み、第2の導波管は、第1の中空部からのマイクロ波が導かれる第3の開口部が中心軸方向の一端側に設けられ、第3の開口部に繋がる第4の開口部が周面に設けられた円柱状形状の第2の中空部を有しており、第2の中空部の中心軸を中心として、第1のジョイント部に対して回動可能となるように第1のジョイント部に接続された第2のジョイント部と、第4の開口部に接続され、キャビティ内にマイクロ波を出力する出力側導波管と、を含んでもよい。 Further, in the waveguide device according to one aspect of the present invention, the first waveguide includes an input-side waveguide to which microwaves generated by the microwave generator are input, and is connected to the input-side waveguide. a cylindrical first hollow portion provided on the peripheral surface with a first opening, and a second opening connected to the first opening provided on one end side in the central axis direction; the second waveguide has a third opening through which the microwave from the first hollow is guided at one end in the central axis direction; A fourth opening connected to the opening has a cylindrical second hollow portion provided on the peripheral surface, and the center axis of the second hollow portion is the center, with respect to the first joint portion. a second joint portion connected to the first joint portion so as to be rotatable through the second joint portion; and an output side waveguide connected to the fourth opening portion and outputting microwaves into the cavity. It's okay.

また、本発明の一態様による導波管装置では、第1及び第2の中空部が同軸となるように繋がっていてもよい。 Further, in the waveguide device according to one aspect of the present invention, the first and second hollow portions may be coaxially connected.

また、本発明の一態様による導波管装置では、第2のジョイント部は、第1のジョイント部に対して第2の中空部の中心軸方向に移動可能に接続されていてもよい。 Moreover, in the waveguide device according to the aspect of the present invention, the second joint part may be connected to the first joint part so as to be movable in the central axis direction of the second hollow part.

また、本発明の一態様による導波管装置では、第1及び第2のジョイント部の隙間には、円環状のスペーサが設けられていてもよい。 Further, in the waveguide device according to one aspect of the present invention, an annular spacer may be provided in the gap between the first and second joint portions.

また、本発明の一態様による導波管装置では、第1の導波管がキャビティの壁に固定された場合に、キャビティの外部から第2のジョイント部を回動させることができる、第2のジョイント部に接続された操作部をさらに備えてもよい。 Further, in the waveguide device according to one aspect of the present invention, when the first waveguide is fixed to the wall of the cavity, the second joint section can be rotated from outside the cavity. You may further provide the operation part connected to the joint part of.

また、本発明の一態様によるマイクロ波照射装置は、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と、対象物へのマイクロ波の照射が行われるキャビティと、キャビティに固定され、マイクロ波発生器によって発生されたマイクロ波をキャビティの内部に導入する、導波管装置と、を備えたものである。 Further, a microwave irradiation device according to an aspect of the present invention includes a microwave generator that generates microwaves, a cavity that irradiates an object with microwaves, and a microwave that is fixed to the cavity and generated by the microwave generator. and a waveguide device for introducing the generated microwaves into the interior of the cavity.

また、本発明の一態様によるマイクロ波の伝送方法は、対象物へのマイクロ波の照射が行われるキャビティの外部から導波管装置を用いて内部にマイクロ波を伝送するためのマイクロ波の伝送方法であって、導波管装置は、キャビティの壁に、少なくとも一部が壁の外側に位置するように固定される、マイクロ波の第1の導波管と、第1の導波管からのマイクロ波を導波してキャビティ内に出力する第2の導波管と、を備え、第2の導波管は、キャビティ内におけるマイクロ波の出力方向を変更可能に第1の導波管に接続されており、第2の導波管のキャビティ内におけるマイクロ波の出力方向を変更するステップを備えたものである。 Further, a microwave transmission method according to an aspect of the present invention is a microwave transmission for transmitting microwaves from the outside of a cavity in which an object is irradiated with microwaves to the inside using a waveguide device. The method, wherein the waveguide device includes a microwave first waveguide secured to a wall of the cavity such that at least a portion is located outside the wall; and a second waveguide for guiding the microwave of and outputting it into the cavity, the second waveguide being capable of changing the output direction of the microwave within the cavity. with the step of redirecting the microwave output within the cavity of the second waveguide.

また、本発明の一態様によるマイクロ波の伝送方法では、キャビティ内の電磁界分布または対象物の状態をセンシングするステップをさらに備え、マイクロ波の出力方向を変更するステップでは、センシング結果を用いて、電磁界分布または対象物が所望の状態となるように第2の導波管のマイクロ波の出力方向を変更してもよい。 Further, the microwave transmission method according to an aspect of the present invention further includes the step of sensing the electromagnetic field distribution in the cavity or the state of the object, and the step of changing the output direction of the microwave uses the sensing result. , the microwave output direction of the second waveguide may be changed so that the electromagnetic field distribution or the object is in a desired state.

本発明の一態様による導波管装置、マイクロ波照射装置、及びマイクロ波の伝送方法によれば、キャビティ内におけるマイクロ波の出力方向を変更できるため、キャビティ内の電磁界分布を容易に調整することができるようになる。 According to the waveguide device, the microwave irradiation device, and the microwave transmission method according to one aspect of the present invention, since the output direction of the microwave within the cavity can be changed, the electromagnetic field distribution within the cavity can be easily adjusted. be able to

本発明の実施の形態1による導波管装置の斜視図1 is a perspective view of a waveguide device according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 同実施の形態による導波管装置の正面図The front view of the waveguide device by the embodiment 同実施の形態による導波管装置の側面図The side view of the waveguide device by the embodiment 同実施の形態による導波管装置の断面図Sectional drawing of the waveguide apparatus by the same embodiment 同実施の形態における第2の導波管の斜視図The perspective view of the 2nd waveguide in the same embodiment. 同実施の形態におけるマイクロ波照射装置の断面模式図Schematic cross-sectional view of the microwave irradiation device in the same embodiment 本発明の実施の形態2による導波管装置の斜視図FIG. 2 is a perspective view of a waveguide device according to Embodiment 2 of the present invention; 同実施の形態による導波管装置の正面図The front view of the waveguide device by the embodiment 同実施の形態による導波管装置の平面図2 is a plan view of the waveguide device according to the embodiment; FIG. 同実施の形態による導波管装置の断面図Sectional drawing of the waveguide apparatus by the same embodiment 同実施の形態による導波管装置の部分拡大断面図2 is a partially enlarged cross-sectional view of the waveguide device according to the embodiment; FIG. 同実施の形態におけるマイクロ波照射装置の断面模式図Schematic cross-sectional view of the microwave irradiation device in the same embodiment 同実施の形態におけるマイクロ波照射装置の断面模式図Schematic cross-sectional view of the microwave irradiation device in the same embodiment 同実施の形態におけるマイクロ波照射装置の断面模式図Schematic cross-sectional view of the microwave irradiation device in the same embodiment 本発明の実施の形態3による導波管装置の正面図FIG. 3 is a front view of a waveguide device according to Embodiment 3 of the present invention; 同実施の形態による導波管装置の側面図The side view of the waveguide device by the embodiment 同実施の形態における導波管装置の断面図Sectional drawing of the waveguide apparatus in the same embodiment 同実施の形態における導波管装置の断面図Sectional drawing of the waveguide apparatus in the same embodiment

以下、本発明の一態様による導波管装置、マイクロ波照射装置、及びマイクロ波の伝送方法について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。 Hereinafter, a waveguide device, a microwave irradiation device, and a microwave transmission method according to one aspect of the present invention will be described using embodiments. It should be noted that in the following embodiments, components denoted by the same reference numerals are the same or correspond to each other, and repetitive description may be omitted.

(実施の形態1)
本発明の実施の形態1による導波管装置、マイクロ波照射装置、及びマイクロ波の伝送方法について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による導波管装置は、部分円柱状形状の中空部を有する第1のジョイント部と、その中空部内において回動可能に配置された部分円柱状形状を有する第2のジョイント部とによって、第1及び第2の導波管が接続されているものである。
(Embodiment 1)
A waveguide device, a microwave irradiation device, and a microwave transmission method according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. The waveguide device according to the present embodiment includes a first joint portion having a partially cylindrical hollow portion, and a second joint portion having a partially cylindrical shape rotatably arranged in the hollow portion. connects the first and second waveguides.

図1は、本実施の形態による導波管装置1の斜視図であり、図2は、導波管装置1の正面図であり、図3は、導波管装置1の側面図であり、図4は、図2におけるIV-IV線断面図であり、図5は、第2の導波管20の斜視図である。図6は、キャビティ3、及びキャビティ3に装着された導波管装置1を有するマイクロ波照射装置100の断面模式図である。 1 is a perspective view of the waveguide device 1 according to the present embodiment, FIG. 2 is a front view of the waveguide device 1, FIG. 3 is a side view of the waveguide device 1, 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2, and FIG. 5 is a perspective view of the second waveguide 20. As shown in FIG. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a microwave irradiation device 100 having a cavity 3 and a waveguide device 1 attached to the cavity 3. As shown in FIG.

本実施の形態による導波管装置1は、図6で示されるように、対象物4へのマイクロ波の照射が行われるキャビティ3に固定され、キャビティ3の外部から内部にマイクロ波を導入するために用いられる。マイクロ波照射装置100は、導波管装置1と、キャビティ3と、マイクロ波発生器70とを備える。導波管装置1は、キャビティ3の壁に固定される第1の導波管10と、第1の導波管10からのマイクロ波を導波してキャビティ3内に出力する第2の導波管20とを備え、さらに第2の導波管20を回動させるための操作部51を備えることができる。第2の導波管20は、キャビティ3内におけるマイクロ波の出力方向を変更できるように第1の導波管10に接続されている。第1の導波管10がキャビティ3の壁に固定される際に、第1の導波管10の少なくとも一部、例えば、第1の導波管10におけるマイクロ波の入力側の端部が壁の外側に位置するように固定される。 The waveguide device 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, is fixed to the cavity 3 in which microwaves are applied to the object 4, and the microwaves are introduced from the outside to the inside of the cavity 3. used for A microwave irradiation device 100 includes a waveguide device 1 , a cavity 3 , and a microwave generator 70 . The waveguide device 1 includes a first waveguide 10 fixed to the wall of the cavity 3 and a second waveguide for guiding microwaves from the first waveguide 10 and outputting them into the cavity 3. The wave tube 20 may be provided, and an operation portion 51 for rotating the second waveguide 20 may be provided. A second waveguide 20 is connected to the first waveguide 10 so as to change the output direction of the microwave within the cavity 3 . When the first waveguide 10 is fixed to the wall of the cavity 3, at least part of the first waveguide 10, for example, the microwave input side end of the first waveguide 10 It is fixed so that it is located outside the wall.

第1の導波管10は、マイクロ波発生器70で発生されたマイクロ波が入力される入力側導波管11と、キャビティ3の壁に固定される第1のジョイント部12とを有している。
第1のジョイント部12は、入力側導波管11に接続される部分円柱状形状の第1の中空部13を有している。
The first waveguide 10 has an input side waveguide 11 to which the microwave generated by the microwave generator 70 is input, and a first joint portion 12 fixed to the wall of the cavity 3. ing.
The first joint portion 12 has a partially cylindrical first hollow portion 13 connected to the input-side waveguide 11 .

第2の導波管20は、第1の中空部13内において回動可能となるように配置される、部分円柱状形状を有している第2のジョイント部21と、第2のジョイント部21からのマイクロ波をキャビティ3内に出力する出力側導波管22とを有する。 The second waveguide 20 includes a second joint portion 21 having a partially cylindrical shape, which is arranged so as to be rotatable in the first hollow portion 13, and a second joint portion 21. and an output side waveguide 22 for outputting the microwave from 21 into the cavity 3 .

第1及び第2の導波管10、20はそれぞれマイクロ波を伝送するものであるため、マイクロ波を通過しない材料によって構成されることが好適である。マイクロ波を通過しない材料は、例えば、マイクロ波反射性の材料であってもよい。マイクロ波反射性の材料は、例えば、金属であってもよい。金属は、特に限定されるものではないが、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金などであってもよい。 Since the first and second waveguides 10 and 20 each transmit microwaves, they are preferably made of a material that does not transmit microwaves. A material impermeable to microwaves may be, for example, a microwave reflective material. A microwave reflective material may be, for example, a metal. The metal is not particularly limited, and may be, for example, stainless steel, carbon steel, aluminum, aluminum alloy, nickel, nickel alloy, copper, copper alloy, or the like.

キャビティ3内では、対象物4にマイクロ波を照射することによって、例えば、加熱、焼成、化学反応、乾燥、凍結乾燥、廃棄物処理、または殺菌などの処理が行われてもよい。キャビティ3は、例えば、加熱容器、リアクタ、乾燥容器、廃棄物処理用の容器、殺菌用の容器、またはキルンなどであってもよい。キャビティ3は、内部空間からマイクロ波が漏洩しないようにするため、マイクロ波を通過しない壁を有していることが好適である。そのため、キャビティ3の壁は、マイクロ波反射性の材料によって構成されてもよい。マイクロ波反射性の材料は、例えば、金属であってもよい。金属の例示は、上記のとおりである。マイクロ波が照射される対象物4は、例えば、固形物、粒状固体、または、粉体などの固体であってもよく、液体であってもよく、気体であってもよく、またはそれらの混合物であってもよい。キャビティ3内において、対象物4の撹拌が行われてもよく、または、そうでなくてもよい。マイクロ波照射装置100は、例えば、連続式の装置であってもよく、または、バッチ式の装置であってもよい。また、連続式の場合に、対象物4は例えば、継続的に移動してもよく、または、移動と停止を繰り返してもよい。 In the cavity 3, the object 4 may be irradiated with microwaves, for example by heating, baking, chemical reaction, drying, freeze-drying, waste disposal or sterilization. Cavity 3 may be, for example, a heating vessel, a reactor, a drying vessel, a waste treatment vessel, a sterilization vessel, or a kiln. The cavity 3 preferably has walls impermeable to microwaves in order to prevent microwaves from leaking from the internal space. As such, the walls of the cavity 3 may consist of a microwave reflective material. A microwave reflective material may be, for example, a metal. Examples of metals are given above. The object 4 to be irradiated with microwaves may be, for example, a solid such as a solid, a granular solid, or a powder, or may be a liquid, a gas, or a mixture thereof. may be Agitation of the object 4 may or may not take place within the cavity 3 . The microwave irradiation device 100 may be, for example, a continuous device or a batch device. Moreover, in the case of the continuous type, the object 4 may move continuously, or may repeat moving and stopping, for example.

導波管装置1は、マイクロ波発生器70によって発生されたマイクロ波をキャビティ3内に伝送する。マイクロ波を発生させるマイクロ波発生器70は、例えば、マグネトロン、クライストロン、ジャイロトロン、または半導体素子などを用いてマイクロ波を発生させてもよい。半導体素子を用いてマイクロ波を発生させるとは、一例として、半導体素子を用いてマイクロ波を発振させることであってもよく、半導体素子を用いてマイクロ波を増幅することであってもよい。マイクロ波の周波数の帯域は、例えば、915MHz、2.45GHz、5.8GHz、24GHzの付近であってもよく、その他の300MHzから300GHzの範囲内の周波数帯域であってもよい。導波管装置1におけるマイクロ波の導波路のサイズは、伝送対象のマイクロ波の周波数に応じたものになっていることが好適である。 Waveguide device 1 transmits microwaves generated by microwave generator 70 into cavity 3 . The microwave generator 70 that generates microwaves may generate microwaves using, for example, a magnetron, a klystron, a gyrotron, or a semiconductor device. Generating microwaves using a semiconductor element may mean, for example, oscillating microwaves using a semiconductor element or amplifying microwaves using a semiconductor element. The microwave frequency band may be, for example, around 915 MHz, 2.45 GHz, 5.8 GHz, 24 GHz, or another frequency band within the range of 300 MHz to 300 GHz. It is preferable that the size of the microwave waveguide in the waveguide device 1 corresponds to the frequency of the microwave to be transmitted.

第1の導波管10における入力側導波管11は、例えば、方形導波管であってもよく、円形導波管であってもよい。また、入力側導波管11は、例えば、直線導波管であってもよく、導波路が直角または他の角度に折れ曲がっており、コーナ部分の外周側が面取りされたコーナ導波管であってもよく、導波路が円弧状に湾曲しているベンド導波管であってもよい。また、入力側導波管11は、例えば、中空導波管であってもよい。第2の導波管20における出力側導波管22についても同様である。本実施の形態では、入力側導波管11、及び出力側導波管22が中空の直線状の方形導波管である場合について主に説明する。入力側導波管11のマイクロ波発生器70側の端部には、図1で示されるように、フランジ11aが設けられていてもよく、または、そうでなくてもよい。入力側導波管11のマイクロ波発生器70側の端部には、例えば、マイクロ波発生器70が接続されてもよく、または、マイクロ波発生器70に接続された導波管が接続されてもよい。 The input side waveguide 11 in the first waveguide 10 may be, for example, a rectangular waveguide or a circular waveguide. Also, the input-side waveguide 11 may be, for example, a straight waveguide, a corner waveguide in which the waveguide is bent at a right angle or another angle, and the outer circumference of the corner portion is chamfered. Alternatively, the waveguide may be a bend waveguide curved in an arc shape. Also, the input-side waveguide 11 may be, for example, a hollow waveguide. The same is true for the output side waveguide 22 in the second waveguide 20 . In this embodiment, the case where the input side waveguide 11 and the output side waveguide 22 are hollow straight rectangular waveguides will be mainly described. The end of the input-side waveguide 11 on the microwave generator 70 side may or may not be provided with a flange 11a as shown in FIG. For example, the microwave generator 70 may be connected to the end of the input-side waveguide 11 on the microwave generator 70 side, or a waveguide connected to the microwave generator 70 may be connected. may

第1の導波管10における第1のジョイント部12は、部分円柱状形状である第1の中空部13を有している。なお、本実施の形態では、第1のジョイント部12が、厚さが一定の面によって入力側導波管11と一体的に構成されており、第1のジョイント部12の外形も、第1の中空部13と同様に部分円柱状形状である場合、すなわち第1のジョイント部12が軸方向の両端が閉じている部分円筒状形状である場合について主に説明するが、そうでなくてもよい。第1のジョイント部12の外形が部分円柱状形状ではない場合には、例えば、第1のジョイント部12の外形は直方体形状であり、その直方体形状の内部に、部分円柱状形状の第1の中空部13が構成されていてもよい。 A first joint portion 12 in the first waveguide 10 has a first hollow portion 13 having a partially cylindrical shape. In this embodiment, the first joint portion 12 is integrally formed with the input-side waveguide 11 by a surface having a constant thickness, and the outer shape of the first joint portion 12 is also the same as that of the first joint portion 12. The case where the first joint portion 12 has a partially cylindrical shape like the hollow portion 13 of , that is, the case where the first joint portion 12 has a partially cylindrical shape with both ends in the axial direction closed will be mainly described. good. When the outer shape of the first joint portion 12 is not a partial cylindrical shape, for example, the outer shape of the first joint portion 12 is a rectangular parallelepiped shape, and the first partial cylindrical shape is placed inside the rectangular parallelepiped shape. A hollow portion 13 may be configured.

第1の中空部13には、第1の開口部14と、第2の開口部15とが設けられている。したがって、第1及び第2の開口部14、15は、第1の中空部13を介して繋がっている。第1の開口部14は、入力側導波管11に接続されている。第1の中空部13には、第2の開口部15側から、第2の導波管20の一部が挿入される。第1及び第2の開口部14、15は共に、開口面が第1の中空部13の中心軸に平行になるように設けられている。第1の中空部13は、円柱状形状の中空部の周面側に、そのような第1及び第2の開口部14、15が設けられていることによって、部分円柱状形状となったものである。したがって、第1の中空部13の中心軸とは、第1の中空部13における第1及び第2の開口部14、15以外の内周面の中心軸である。なお、円柱状形状の周面は、円柱状形状の軸方向に平行な筒状の面のことである。対向する一対の底面12cを有する部分円筒状形状である第1のジョイント部12における一対の底面12cにはそれぞれ、第2のジョイント部21の回動軸21aが挿入される貫通孔が設けられている。その貫通孔は第1の中空部13の中心軸上に位置している。 A first opening 14 and a second opening 15 are provided in the first hollow portion 13 . Therefore, the first and second openings 14 and 15 are connected via the first hollow portion 13 . The first opening 14 is connected to the input waveguide 11 . A portion of the second waveguide 20 is inserted into the first hollow portion 13 from the second opening 15 side. Both the first and second openings 14 and 15 are provided so that the opening surfaces are parallel to the central axis of the first hollow portion 13 . The first hollow portion 13 has a partially cylindrical shape by providing such first and second openings 14 and 15 on the peripheral surface side of the cylindrical hollow portion. is. Therefore, the central axis of the first hollow portion 13 is the central axis of the inner peripheral surface of the first hollow portion 13 other than the first and second openings 14 and 15 . Note that the peripheral surface of the columnar shape is a cylindrical surface parallel to the axial direction of the columnar shape. The pair of bottom surfaces 12c of the first joint portion 12, which has a pair of opposing bottom surfaces 12c and has a partially cylindrical shape, is provided with a through hole into which the rotation shaft 21a of the second joint portion 21 is inserted. there is The through hole is positioned on the central axis of the first hollow portion 13 .

本実施の形態では、第1及び第2の開口部14、15の開口面が平行であり、両開口面が第1の中空部13の中心軸を挟んで対向している場合について示しているが、そうでなくてもよい。第1及び第2の開口部14、15の開口面は平行でなくてもよい。 In this embodiment, the opening surfaces of the first and second openings 14 and 15 are parallel, and both opening surfaces face each other with the central axis of the first hollow portion 13 interposed therebetween. but it doesn't have to be. The opening surfaces of the first and second openings 14 and 15 may not be parallel.

円柱状形状は、円柱形状、すなわち中心軸に垂直な断面が正円である形状であってもよく、または、その断面が正円から少しずれた形状、例えば、楕円形状もしくは正多角形形状である形状であってもよい。軸方向に垂直な断面が正円である場合、及び正円から少しずれた形状である場合を含めて、円柱状形状(solid cylinder-like shape)と呼ぶ。円柱状形状は通常、中実である。円柱状形状が円柱形状である場合には、周面は円周面となる。また、外形は円柱状形状であるが、内部に円柱状形状の中空部を有する筒状の形状を円筒状形状(hollow cylinder-like shape)と呼ぶ。 The cylindrical shape may be a cylindrical shape, that is, a shape in which the cross section perpendicular to the central axis is a perfect circle, or a shape in which the cross section is slightly deviated from a perfect circle, such as an elliptical shape or a regular polygonal shape. It may be of some shape. It is called a solid cylinder-like shape, including cases where the cross section perpendicular to the axial direction is a perfect circle and cases where the shape is slightly deviated from a perfect circle. A cylindrical shape is usually solid. When the cylindrical shape is a cylindrical shape, the peripheral surface is a circular peripheral surface. A cylindrical shape having a cylindrical hollow portion inside is called a hollow cylinder-like shape, although the outer shape is cylindrical.

第1のジョイント部12がキャビティ3の壁に固定される際に、第1の中空部13の中心軸と、壁の面方向とが平行、または平行に近くなるように固定されることが好適である。第1のジョイント部12がキャビティ3に固定された際に、第2の開口部15がキャビティ3の内側を向くことが好適だからである。本実施の形態では、第1のジョイント部12がキャビティ3の壁に固定された際に、第1のジョイント部12の全体がキャビティ3の壁の外側に位置する場合について主に説明する。図1で示されるように、第1のジョイント部12には取り付け板12aが固定されていてもよい。そして、図6で示されるように、取り付け板12aをキャビティ3の壁にボルト5で固定することによって、第1のジョイント部12がキャビティ3に固定されてもよい。取り付け板12aには、第2の開口部15と同サイズ、同形状の開口部が設けられており、その開口部と、第1の開口部15とが取り付け板12aの法線方向から見て一致するように、両者が溶接等によって接続されてもよい。なお、第1のジョイント部12に取り付け板12aが設けられていない場合には、第1のジョイント部12は、例えば、溶接によってキャビティ3の壁に固定されてもよい。 When the first joint part 12 is fixed to the wall of the cavity 3, it is preferable that the central axis of the first hollow part 13 and the surface direction of the wall are parallel or nearly parallel. is. This is because it is preferable that the second opening 15 faces the inside of the cavity 3 when the first joint portion 12 is fixed to the cavity 3 . In this embodiment, the case where the first joint part 12 is entirely positioned outside the wall of the cavity 3 when the first joint part 12 is fixed to the wall of the cavity 3 will be mainly described. As shown in FIG. 1 , a mounting plate 12 a may be fixed to the first joint portion 12 . Then, as shown in FIG. 6, the first joint part 12 may be fixed to the cavity 3 by fixing the mounting plate 12a to the wall of the cavity 3 with bolts 5. As shown in FIG. The mounting plate 12a is provided with an opening having the same size and the same shape as the second opening 15. When viewed from the normal direction of the mounting plate 12a, the opening and the first opening 15 The two may be connected by welding or the like so as to match. If the first joint portion 12 is not provided with the mounting plate 12a, the first joint portion 12 may be fixed to the wall of the cavity 3 by welding, for example.

第2の導波管20における第2のジョイント部21は、部分円柱状形状を有しており、内部の第2の中空部23と繋がる第3及び第4の開口部24、25が設けられている。したがって、第3及び第4の開口部24、25は、第2の中空部23を介して繋がっている。第3の開口部24には、第1のジョイント部12の第1の開口部14からのマイクロ波が、第1の中空部13を介して導かれる。第3及び第4の開口部24、25は共に、開口面が第2のジョイント部21の部分円柱状形状の中心軸に平行になるように設けられている。第2のジョイント部21の部分円柱状形状の中心軸とは、第2のジョイント部21における第3及び第4の開口部24、25以外の周面の中心軸である。部分円柱状形状である第2のジョイント部21の対向する一対の底面21cにはそれぞれ、回動軸21aが設けられている。回動軸21aは、例えば、溶接、ネジなどによって底面21cに固定されてもよい。回動軸21aは、第2のジョイント部21の中心軸上に位置している。なお、図5では、第2の中空部23に回動軸21aが存在しない場合について示しているが、そうでなくてもよい。第2の中空部23に、回動軸21aが存在してもよい。この場合には、回動軸21aは、底面21cを貫通して設けられていてもよい。また、第2の中空部23に回転軸21aが存在する場合には、回転軸21aのうち、少なくとも第2の中空部23に存在する部分は、マイクロ波を反射しない材料によって構成されていることが好適である。マイクロ波を反射しない材料としては、マイクロ波透過性材料が好適である。マイクロ波透過性材料は、比誘電損失が小さい材料であり、特に限定されるものではないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂、石英、ガラス等であってもよい。マイクロ波透過性材料の比誘電損失は、例えば、マイクロ波処理装置100の稼働時のマイクロ波の周波数及び温度において、1より小さいことが好適であり、0.1より小さいことがより好適であり、0.01より小さいことがさらに好適である。第2の中空部23におけるマイクロ波の反射または吸収を低減する観点からは、第2の中空部23に回動軸21aが存在しないことが好適である。回動軸21aの一端には、図1等で示されるように、一方向に延びる操作部51が接続されている。なお、回動軸21aと操作部51とは一体として構成されてもよい。 The second joint part 21 in the second waveguide 20 has a partially cylindrical shape, and is provided with third and fourth openings 24 and 25 connected to the second hollow part 23 inside. ing. Therefore, the third and fourth openings 24 and 25 are connected via the second hollow portion 23 . Microwaves from the first opening 14 of the first joint portion 12 are guided to the third opening 24 via the first hollow portion 13 . Both the third and fourth openings 24 and 25 are provided so that the opening surfaces are parallel to the central axis of the partially cylindrical shape of the second joint portion 21 . The central axis of the partially cylindrical shape of the second joint portion 21 is the central axis of the peripheral surface of the second joint portion 21 other than the third and fourth openings 24 and 25 . A pair of opposed bottom surfaces 21c of the second joint portion 21, which has a partially cylindrical shape, is provided with a rotation shaft 21a. The rotating shaft 21a may be fixed to the bottom surface 21c by welding, screws, or the like, for example. The rotation shaft 21 a is positioned on the central axis of the second joint portion 21 . Note that FIG. 5 shows the case where the rotation shaft 21a is not present in the second hollow portion 23, but this need not be the case. A rotation shaft 21 a may be present in the second hollow portion 23 . In this case, the rotating shaft 21a may be provided so as to pass through the bottom surface 21c. Further, when the rotating shaft 21a is present in the second hollow portion 23, at least the portion of the rotating shaft 21a that is present in the second hollow portion 23 is made of a material that does not reflect microwaves. is preferred. A microwave-transmissive material is suitable as a material that does not reflect microwaves. The microwave transmissive material is a material with a small relative dielectric loss, and is not particularly limited, but may be, for example, a fluororesin such as polytetrafluoroethylene, quartz, glass, or the like. The relative dielectric loss of the microwave transparent material is preferably less than 1, more preferably less than 0.1, for example, at the microwave frequency and temperature during operation of the microwave processing apparatus 100. , is less than 0.01. From the viewpoint of reducing the reflection or absorption of microwaves in the second hollow portion 23, it is preferable that the second hollow portion 23 does not have the rotating shaft 21a. One end of the rotating shaft 21a is connected to an operating portion 51 extending in one direction, as shown in FIG. 1 and the like. Note that the rotating shaft 21a and the operating portion 51 may be configured as an integral unit.

第2の導波管20の第2のジョイント部21の第3の開口部24側を、第2の開口部15から第1の中空部13の内部に入れることができない場合、または、回動軸21aが溶接などによって底面21cに取り付けられる場合には、第2のジョイント部21の周囲において各面を溶接等によって接続することによって第1の導波管10を組み立ててもよい。一方、回動軸21aをネジなどによって底面21cに取り付けることができる場合であって、第2の導波管20の第2のジョイント部21の第3の開口部24側を、第2の開口部15から第1の中空部13の内部に入れることができる場合には、第2の導波管20を第1の導波管10の第1の中空部13に入れた後に、第1のジョイント部12の底面12cの貫通孔を介して回動軸21aを第2のジョイント部21に取り付けてもよい。 When the third opening portion 24 side of the second joint portion 21 of the second waveguide 20 cannot be put into the first hollow portion 13 from the second opening portion 15, or when the rotation When the shaft 21a is attached to the bottom surface 21c by welding or the like, the first waveguide 10 may be assembled by connecting the surfaces around the second joint portion 21 by welding or the like. On the other hand, in the case where the rotating shaft 21a can be attached to the bottom surface 21c with a screw or the like, the third opening 24 side of the second joint portion 21 of the second waveguide 20 is connected to the second opening. If it is possible to enter the first hollow portion 13 from the portion 15, after the second waveguide 20 is put into the first hollow portion 13 of the first waveguide 10, the first The rotating shaft 21 a may be attached to the second joint portion 21 through a through hole in the bottom surface 12 c of the joint portion 12 .

なお、本実施の形態では、第2のジョイント部21が、厚さが一定の面によって出力側導波管22と一体的に構成されており、第2のジョイント部21の内側の第2の中空部23も、第2のジョイント部21の外形と同様に部分円柱状形状である場合、すなわち第2のジョイント部21が軸方向の両端が閉じている部分円筒状形状である場合について主に説明するが、そうでなくてもよい。第2の中空部23が部分円柱状形状でない場合には、例えば、第2の中空部23は直方体形状であってもよい。 In addition, in the present embodiment, the second joint portion 21 is integrally formed with the output-side waveguide 22 by a surface having a constant thickness, and the second joint portion 21 inside the second joint portion 21 has a constant thickness. The case where the hollow portion 23 also has a partially cylindrical shape similar to the outer shape of the second joint portion 21, that is, the case where the second joint portion 21 has a partially cylindrical shape with both ends in the axial direction closed will be mainly described. I'll explain, but it doesn't have to be. When the second hollow portion 23 does not have a partially cylindrical shape, the second hollow portion 23 may have, for example, a rectangular parallelepiped shape.

本実施の形態では、第3及び第4の開口部24、25の開口面が平行であり、両開口面が第2のジョイント部21の部分円柱状形状の中心軸を挟んで対向している場合について示しているが、そうでなくてもよい。第3及び第4の開口部24、25の開口面は平行でなくてもよい。 In this embodiment, the opening surfaces of the third and fourth openings 24 and 25 are parallel, and both opening surfaces face each other across the central axis of the partially cylindrical shape of the second joint portion 21. Although shown as the case, it need not be. The opening surfaces of the third and fourth openings 24, 25 may not be parallel.

第2のジョイント部21は、第2のジョイント部21の部分円柱状形状の中心軸が、第1の中空部13の中心軸と同軸となり、第2のジョイント部21の部分円柱状形状の中心軸を中心として、第1の中空部13内において回動可能となるように配置される。より具体的には、回動軸21aが、第1のジョイント部12の底面12cの貫通孔を貫通することによって、第2のジョイント部21が、第1のジョイント部12の第1の中空部13内において回動可能となっていてもよい。なお、貫通孔と、回動軸21aとの隙間からマイクロ波が漏洩することを防止するため、例えば、図1等で示されるように、貫通孔の外側にマイクロ波の漏洩防止部6が設けられてもよい。マイクロ波の漏洩防止部6には、例えば、チョーク構造などのマイクロ波の漏洩防止機構が設けられていてもよい。 The second joint part 21 has a central axis of the partially cylindrical shape of the second joint part 21 that is coaxial with the central axis of the first hollow part 13, and the center of the partially cylindrical shape of the second joint part 21. It is arranged so as to be rotatable within the first hollow portion 13 about the axis. More specifically, the rotation shaft 21a passes through the through-hole of the bottom surface 12c of the first joint portion 12, so that the second joint portion 21 moves into the first hollow portion of the first joint portion 12. 13 may be rotatable. In order to prevent the microwave from leaking from the gap between the through hole and the rotating shaft 21a, for example, as shown in FIG. may be The microwave leakage prevention unit 6 may be provided with a microwave leakage prevention mechanism such as a choke structure.

第1のジョイント部12の周面12bの内周側と、第2のジョイント部21の周面21bの外周側との隙間は小さいことが好適である。また、その隙間を通るマイクロ波は、出力側導波管22から出力されるマイクロ波と比較して少ないことが好適である。なお、その隙間を通るマイクロ波は、第2の開口部14からキャビティ3の内に伝送され、キャビティ3の外部に漏洩することはないため、特に問題になることはない。 It is preferable that the gap between the inner peripheral side of the peripheral surface 12b of the first joint portion 12 and the outer peripheral side of the peripheral surface 21b of the second joint portion 21 is small. Also, it is preferable that the amount of microwaves passing through the gap is less than the amount of microwaves output from the output-side waveguide 22 . The microwave passing through the gap is transmitted from the second opening 14 into the cavity 3 and does not leak outside the cavity 3, so that there is no particular problem.

出力側導波管22は、第4の開口部24に接続される。そして、出力側導波管22は、図3の矢印A11で示されるように、第2のジョイント部21からのマイクロ波をキャビティ3内に出力する。上記したように、第2のジョイント部21は、第1の中空部13において回動可能となっている。そのため、例えば、図3の両矢印A12で示されるように第2のジョイント部21が回動することに応じて、出力側導波管22から出力されるマイクロ波の向きも変化することになる。この場合には、第2の導波管20は、第1のジョイント部12の第2の開口部14の範囲内において回動できる。 The output waveguide 22 is connected to the fourth opening 24 . Then, the output-side waveguide 22 outputs the microwave from the second joint section 21 into the cavity 3 as indicated by an arrow A11 in FIG. As described above, the second joint portion 21 is rotatable in the first hollow portion 13 . Therefore, for example, as the second joint portion 21 rotates as indicated by the double arrow A12 in FIG. 3, the direction of the microwave output from the output-side waveguide 22 also changes. . In this case, the second waveguide 20 can rotate within the range of the second opening 14 of the first joint part 12 .

操作部51は、第2のジョイント部21に接続されている。本実施の形態では、上記したように、操作部51は、第2のジョイント部21の回動軸21aに、同軸になるように接続されているものとする。操作部51は、図1等で示されるように、棒状の部材であってもよい。この操作部51を用いることによって、第1の導波管10がキャビティ3の壁に固定された場合に、キャビティ3の外部から第2のジョイント部21を回動させることができるようになる。操作部51による第2のジョイント部21の回動は、例えば、マイクロ波が照射されていない際に行われてもよく、マイクロ波が照射されている際に行われてもよい。後者の場合には、マイクロ波を照射しながらキャビティ3内におけるマイクロ波の出射方向を変化させることができる。 The operating portion 51 is connected to the second joint portion 21 . In the present embodiment, as described above, the operating portion 51 is coaxially connected to the rotation shaft 21a of the second joint portion 21 . The operating portion 51 may be a rod-shaped member as shown in FIG. 1 and the like. By using this operation part 51 , when the first waveguide 10 is fixed to the wall of the cavity 3 , the second joint part 21 can be rotated from the outside of the cavity 3 . The rotation of the second joint portion 21 by the operation portion 51 may be performed, for example, when the microwave is not irradiated, or may be performed when the microwave is irradiated. In the latter case, it is possible to change the emitting direction of the microwave within the cavity 3 while irradiating the microwave.

マイクロ波発生器70によって発生されたマイクロ波は、例えば、導波管を介して入力側導波管11のフランジ11a側の端部から入力され、入力側導波管11、第1のジョイント部12の第1の中空部13の少なくとも一部、第2のジョイント部21の第2の中空部23、及び出力側導波管22を介してキャビティ3内に出力される。すなわち、第1及び第2の導波管10、20は、入力側導波管11のフランジ11a側の端部から、出力側導波管22のマイクロ波が出力される側の端部まで、マイクロ波を伝送できるように繋がっている。なお、導波管装置1がキャビティ3に固定された後に、入力側導波管11の端部からマイクロ波が導入された際には、導波管装置1からキャビティ3の外にマイクロ波が漏洩しないようになっていることが好適である。そのため、マイクロ波が通過可能な隙間などが存在する場合には、適宜、チョーク構造などのマイクロ波の漏洩防止機構が設けられることが好適である。キャビティ3内の電磁界分布は、キャビティ3に導入されるマイクロ波の向きが変化することによって変化する。したがって、本実施の形態による導波管装置1を用いてキャビティ3内にマイクロ波を導入し、操作部51を操作してマイクロ波の出力方向を変化させることによって、キャビティ3内の電磁界分布を調整することができ、その結果として、例えば、対象物4への最適なマイクロ波の照射が行われるようにすることができる。なお、キャビティ3内の電磁界分布が所望の状態になっているかどうかは、例えば、マイクロ波をセンシングするセンサを用いて確認してもよく、対象物4の温度、状態等をセンシングすることによって確認してもよい。また、対象物4が所望の状態になっているかどうかを、例えば、対象物4の温度等をセンシングすることによって確認してもよい。そして、キャビティ3内の電磁界分布が所望の状態となるように、または、対象物4が所望の状態となるように、マイクロ波の出力方向を変更してもよい。 The microwave generated by the microwave generator 70 is input, for example, through a waveguide from the end of the input waveguide 11 on the flange 11a side, and is supplied to the input waveguide 11 and the first joint section. The light is output into the cavity 3 via at least part of the twelve first hollow portions 13 , the second hollow portion 23 of the second joint portion 21 , and the output-side waveguide 22 . That is, the first and second waveguides 10 and 20 extend from the flange 11a side end of the input side waveguide 11 to the microwave output side end of the output side waveguide 22. They are connected so that they can transmit microwaves. After the waveguide device 1 is fixed to the cavity 3, when microwaves are introduced from the end of the input-side waveguide 11, the microwaves are emitted from the waveguide device 1 to the outside of the cavity 3. It is preferred that it is leaktight. Therefore, if there is a gap or the like through which microwaves can pass, it is preferable to provide a microwave leakage prevention mechanism such as a choke structure as appropriate. The electromagnetic field distribution within the cavity 3 changes as the direction of microwaves introduced into the cavity 3 changes. Therefore, by introducing microwaves into the cavity 3 using the waveguide device 1 according to the present embodiment and changing the output direction of the microwaves by operating the operation part 51, the electromagnetic field distribution in the cavity 3 is can be adjusted so that, for example, the object 4 can be optimally irradiated with microwaves. Whether or not the electromagnetic field distribution in the cavity 3 is in a desired state may be confirmed using, for example, a sensor that senses microwaves. You can check. Further, whether or not the object 4 is in a desired state may be confirmed by sensing the temperature of the object 4, for example. Then, the output direction of the microwave may be changed so that the electromagnetic field distribution in the cavity 3 is in a desired state or the object 4 is in a desired state.

以上のように、本実施の形態による導波管装置1、マイクロ波照射装置100、及びマイクロ波の伝送方法によれば、キャビティ3の外部から内部にマイクロ波を伝送する際に、キャビティ3内において第2の導波管20によるマイクロ波の出力方向を変更することができ、その変更に応じて、キャビティ3内の電磁界分布を変化させることができる。したがって、例えば、キャビティ3内において最適なマイクロ波の照射が行われるように、キャビティ3内の電磁界分布を容易に調整することができるようになる。また、第1の導波管10が入力側導波管11及び第1のジョイント部12を有しており、第2の導波管20が第2のジョイント部21及び出力側導波管22を有していることによって、簡単な構成により、入力側導波管11のマイクロ波の伝送方向と、出力側導波管22におけるマイクロ波の伝送方向とのなす角度を容易に変化させることができるようになる。また、第1の導波管10をキャビティ3に固定した場合、第2の導波管20の角度を変化させたとしても、第1の導波管10に接続されているマイクロ波発生器70などの配置を変更する必要はない。したがって、マイクロ波発生器70の位置を固定した状態で、マイクロ波の照射角度を変更できることになる。 As described above, according to the waveguide device 1, the microwave irradiation device 100, and the microwave transmission method according to the present embodiment, when transmitting microwaves from the outside to the inside of the cavity 3, can change the output direction of the microwave from the second waveguide 20 at , and the electromagnetic field distribution in the cavity 3 can be changed according to the change. Therefore, for example, the electromagnetic field distribution within the cavity 3 can be easily adjusted so that the optimum microwave irradiation is performed within the cavity 3 . Further, the first waveguide 10 has an input-side waveguide 11 and a first joint portion 12, and the second waveguide 20 has a second joint portion 21 and an output-side waveguide 22. With a simple configuration, the angle formed by the microwave transmission direction of the input waveguide 11 and the microwave transmission direction of the output waveguide 22 can be easily changed. become able to. Further, when the first waveguide 10 is fixed to the cavity 3, even if the angle of the second waveguide 20 is changed, the microwave generator 70 connected to the first waveguide 10 There is no need to change the placement of . Therefore, the irradiation angle of the microwave can be changed while the position of the microwave generator 70 is fixed.

なお、本実施の形態において、出力側導波管22は、長手方向の長さを変化させることができる導波管、例えば、スライド式導波管であってもよい。スライド式導波管は、導波管の長手方向の長さを伸縮するためのスライド機構を有する導波管である。スライド式導波管のスライド機構は、例えば、ズームレンズ、望遠鏡などと同様の管または筒の伸縮機構であってもよい。スライド式導波管については、例えば、特開平8-288710号公報を参照されたい。このように、出力側導波管22をスライド式導波管とすることによって、マイクロ波の出力位置を変更することもでき、その変更に応じて、キャビティ3内の電磁界分布を調整することもできる。 In this embodiment, the output-side waveguide 22 may be a waveguide whose length in the longitudinal direction can be changed, such as a slide waveguide. A sliding waveguide is a waveguide having a sliding mechanism for expanding and contracting the longitudinal length of the waveguide. The sliding mechanism of the sliding waveguide may be, for example, a telescopic mechanism of a tube or tube similar to zoom lenses, telescopes, and the like. See, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-288710 for the slide type waveguide. Thus, by making the output side waveguide 22 a slide type waveguide, it is possible to change the output position of the microwave, and the electromagnetic field distribution in the cavity 3 can be adjusted according to the change. can also

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2による導波管装置、マイクロ波照射装置、及びマイクロ波の伝送方法について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による導波管装置は、円柱状形状の中空部を有する第1のジョイント部と、その中空部と繋がる円柱状形状の中空部を有する第2のジョイント部とが、各中空部の中心軸が同軸となるように繋がっており、第2のジョイント部が、第1のジョイント部に対して、中空部の中心軸を中心として回動可能に構成されているものである。
(Embodiment 2)
A waveguide device, a microwave irradiation device, and a microwave transmission method according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. The waveguide device according to the present embodiment includes a first joint portion having a cylindrical hollow portion and a second joint portion having a cylindrical hollow portion connected to the hollow portion. The second joint part is configured to be rotatable about the central axis of the hollow part with respect to the first joint part.

図7は、本実施の形態による導波管装置2の斜視図であり、図8は、入力側導波管31及び出力側導波管42が同じ側に位置している導波管装置2の正面図であり、図9は、導波管装置2の平面図であり、図10は、図8におけるX-X線断面図であり、図11は、図8のX-X線における第1のジョイント部32と第2のジョイント部41との接続部分の部分拡大断面図である。図12A~図12Cは、キャビティ3、及びキャビティ3に装着された導波管装置2を有するマイクロ波照射装置100の断面模式図である。 FIG. 7 is a perspective view of the waveguide device 2 according to this embodiment, and FIG. 8 is a waveguide device 2 in which the input-side waveguide 31 and the output-side waveguide 42 are located on the same side. 9 is a plan view of the waveguide device 2, FIG. 10 is a cross-sectional view along line XX in FIG. 8, and FIG. 11 is a cross-sectional view along line XX in FIG. 1 is a partially enlarged cross-sectional view of a connecting portion between a joint portion 32 and a second joint portion 41. FIG. 12A-12C are schematic cross-sectional views of a microwave irradiation device 100 having a cavity 3 and a waveguide device 2 attached to the cavity 3. FIG.

本実施の形態による導波管装置2も、実施の形態1の導波管装置1と同様に、図12A等で示されるように、対象物4へのマイクロ波の照射が行われるキャビティ3の外部から内部にマイクロ波を導入するために用いられる。マイクロ波照射装置100は、導波管装置2と、キャビティ3と、マイクロ波発生器70とを備える。導波管装置2は、キャビティ3の壁に固定される第1の導波管30と、第1の導波管30からのマイクロ波を導波してキャビティ3内に出力する第2の導波管40とを備え、さらに第2の導波管40を回動させるための操作部52と、スペーサ60とを備えることができる。第1の導波管30がキャビティ3の壁に固定される際に、第1の導波管30の少なくとも一部、例えば、第1の導波管30におけるマイクロ波の入力側の端部が壁の外側に位置するように固定される。第2の導波管40は、キャビティ3内におけるマイクロ波の出力方向を変更できるように第1の導波管30に接続されている。 Similar to the waveguide device 1 of the first embodiment, the waveguide device 2 according to the present embodiment also has a cavity 3 in which the object 4 is irradiated with microwaves, as shown in FIG. 12A and the like. Used to introduce microwaves from the outside to the inside. A microwave irradiation device 100 includes a waveguide device 2 , a cavity 3 and a microwave generator 70 . The waveguide device 2 includes a first waveguide 30 fixed to the wall of the cavity 3 and a second waveguide for guiding microwaves from the first waveguide 30 and outputting them into the cavity 3. A wave tube 40 may be provided, and an operation portion 52 for rotating the second waveguide 40 and a spacer 60 may be provided. When the first waveguide 30 is fixed to the wall of the cavity 3, at least part of the first waveguide 30, for example, the microwave input side end of the first waveguide 30, is It is fixed so that it is located outside the wall. A second waveguide 40 is connected to the first waveguide 30 so as to change the output direction of the microwave within the cavity 3 .

第1の導波管30は、マイクロ波発生器70で発生されたマイクロ波が入力される入力側導波管31と、キャビティ3の壁に固定される第1のジョイント部32とを有している。第1のジョイント部32は、入力側導波管31に接続される円柱状形状の第1の中空部33を有している。 The first waveguide 30 has an input side waveguide 31 to which the microwave generated by the microwave generator 70 is input, and a first joint portion 32 fixed to the wall of the cavity 3. ing. The first joint portion 32 has a cylindrical first hollow portion 33 connected to the input waveguide 31 .

第2の導波管40は、第1の中空部33と繋がる円柱状形状の第2の中空部43を有しており、第1のジョイント部32に対して回動可能に接続される第2のジョイント部41と、第2のジョイント部41からのマイクロ波をキャビティ3内に出力する出力側導波管42とを有する。 The second waveguide 40 has a cylindrical second hollow portion 43 connected to the first hollow portion 33 , and is rotatably connected to the first joint portion 32 . 2 joint portion 41 and an output side waveguide 42 for outputting the microwave from the second joint portion 41 into the cavity 3 .

なお、マイクロ波の照射によって行われる処理、マイクロ波発生器70、マイクロ波の周波数等は、実施の形態1と同様であり、その詳細な説明を省略する。また、入力側導波管31、出力側導波管42も、実施の形態1の入力側導波管11、出力側導波管22と同様のものであり、その詳細な説明を省略する。但し、本実施の形態では、一例として、出力側導波管42が、マイクロ波の進行方向を45度だけ変化させるコーナ導波管である場合について説明する。また、第1及び第2の導波管30、40は、マイクロ波を通過しない材料によって構成されることが好適である。マイクロ波を通過しない材料は、実施の形態1と同様である。 The processing performed by microwave irradiation, the microwave generator 70, the frequency of the microwave, and the like are the same as those in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted. Also, the input-side waveguide 31 and the output-side waveguide 42 are similar to the input-side waveguide 11 and the output-side waveguide 22 of Embodiment 1, and detailed description thereof will be omitted. However, in this embodiment, as an example, a case where the output-side waveguide 42 is a corner waveguide that changes the traveling direction of microwaves by 45 degrees will be described. Also, the first and second waveguides 30, 40 are preferably made of a material that does not transmit microwaves. Materials that do not transmit microwaves are the same as those in the first embodiment.

第1の導波管30における第1のジョイント部32は、円柱状形状である第1の中空部33を有している。なお、本実施の形態では、第1のジョイント部32が、厚さが一定の面によって構成されており、第1のジョイント部32の外形も、第1の中空部33と同様に円柱状形状である場合について説明するが、後述するように、そうでなくてもよい。 A first joint portion 32 in the first waveguide 30 has a first hollow portion 33 having a cylindrical shape. In the present embodiment, the first joint portion 32 is configured by a surface having a constant thickness, and the outer shape of the first joint portion 32 is also cylindrical like the first hollow portion 33. However, as will be described later, this need not be the case.

第1の中空部33には、第1及び第2の開口部34、35が設けられている。したがって、第1及び第2の開口部34、35は、第1の中空部33を介して繋がっている。第1の開口部34は、第1のジョイント部32の周面32aに設けられており、入力側導波管31に接続されている。本実施の形態では、第1の中空部33の中心軸方向と、入力側導波管31の長手方向とが直交するように入力側導波管31が第1のジョイント部32に接続される場合について主に説明するが、そうでなくてもよい。その他の角度で両者が接続されてもよい。入力側導波管31と第1のジョイント部32とは、例えば、溶接などによって接続されてもよい。第2の開口部35は、第1の中空部33の中心軸方向の一端側に設けられている。第2の開口部35は、第1の中空部33の中心軸に垂直な平面における第1の中空部33と同サイズ、同形状であってもよい。すなわち、第1のジョイント部32の中心軸方向の一端側の面は、全体が開口していてもよい。第1の中空部33の中心軸とは、第1の中空部33の周面の中心軸である。第1のジョイント部32は、軸方向の一端が底面32bによって閉じており、他端が開口しており、周面に第1の開口部34が設けられている円筒状形状であると言うこともできる。第1のジョイント部32の第2の開口部35と反対側の端面である底面32bには、長手方向に垂直な断面が円柱状形状である操作部52の通る貫通孔32cが設けられている。なお、貫通孔32cと、操作部52との隙間からマイクロ波が漏洩しないようにするため、チョーク構造などのマイクロ波の漏洩防止機構が設けられていてもよい。 First and second openings 34 and 35 are provided in the first hollow portion 33 . Therefore, the first and second openings 34 and 35 are connected via the first hollow portion 33 . The first opening 34 is provided on the peripheral surface 32 a of the first joint portion 32 and connected to the input waveguide 31 . In this embodiment, the input-side waveguide 31 is connected to the first joint portion 32 so that the central axis direction of the first hollow portion 33 and the longitudinal direction of the input-side waveguide 31 are orthogonal. The description is mainly for the case, but it does not have to be. Both may be connected at other angles. The input-side waveguide 31 and the first joint portion 32 may be connected by, for example, welding. The second opening 35 is provided on one end side of the first hollow portion 33 in the central axis direction. The second opening 35 may have the same size and shape as the first hollow portion 33 on a plane perpendicular to the central axis of the first hollow portion 33 . That is, the entire surface of the first joint portion 32 on the one end side in the central axis direction may be open. The central axis of the first hollow portion 33 is the central axis of the peripheral surface of the first hollow portion 33 . The first joint portion 32 has a cylindrical shape with one axial end closed by a bottom surface 32b, the other end open, and a first opening 34 provided on the peripheral surface. can also A bottom surface 32b, which is the end surface of the first joint portion 32 opposite to the second opening portion 35, is provided with a through hole 32c through which the operation portion 52 passes, which has a columnar cross section perpendicular to the longitudinal direction. . In order to prevent microwaves from leaking from the gap between the through hole 32c and the operation portion 52, a microwave leakage prevention mechanism such as a choke structure may be provided.

第1のジョイント部32がキャビティ3の壁に固定される際に、図12A等で示されるように、第1の中空部33の中心軸と、壁の面方向とが垂直、または垂直に近くなるように固定されてもよい。したがって、図12A等で示されるように、第1のジョイント部32の一部がキャビティ3の壁の内側に位置してもよい。第1のジョイント部32は、例えば、図12Aで示されるように、第2の開口部35側の端部がキャビティ3の内側に位置するように配置され、第1のジョイント部32の周面32aと同サイズ、同形状であるキャビティ3の開口部3aと、第1のジョイント部32の周面32aとを溶接することによってキャビティ3に固定されてもよい。なお、実施の形態1と同様に、第1のジョイント部32の外周側に取り付け板を設け、その取り付け板によって第1のジョイント部32をキャビティ3に固定してもよい。 When the first joint part 32 is fixed to the wall of the cavity 3, as shown in FIG. It may be fixed so that Therefore, a part of the first joint part 32 may be positioned inside the wall of the cavity 3 as shown in FIG. 12A and the like. For example, as shown in FIG. 12A , the first joint part 32 is arranged so that the end on the side of the second opening 35 is positioned inside the cavity 3 , and the peripheral surface of the first joint part 32 It may be fixed to the cavity 3 by welding the opening 3a of the cavity 3, which has the same size and shape as 32a, and the peripheral surface 32a of the first joint portion 32. FIG. As in the first embodiment, an attachment plate may be provided on the outer peripheral side of the first joint portion 32 and the first joint portion 32 may be fixed to the cavity 3 by the attachment plate.

第2の導波管40における第2のジョイント部41は、円柱状形状である第2の中空部43を有している。なお、本実施の形態では、第2のジョイント部41が、厚さが一定の面によって構成されており、第2のジョイント部41の外形も、第2の中空部43と同様に円柱状形状である場合について説明するが、後述するように、そうでなくてもよい。 A second joint portion 41 in the second waveguide 40 has a second hollow portion 43 having a cylindrical shape. In the present embodiment, the second joint portion 41 is configured by a surface having a constant thickness, and the outer shape of the second joint portion 41 is also cylindrical like the second hollow portion 43. However, as will be described later, this need not be the case.

第2の中空部43には、第3及び第4の開口部44、45が設けられている。したがって、第3及び第4の開口部44、45は、第2の中空部43を介して繋がっている。第3の開口部44は、第2の中空部43の中心軸方向の一端側に設けられている。第3の開口部44は、第2の中空部43の中心軸に垂直な平面における第2の中空部43と同サイズ、同形状であってもよい。すなわち、第2のジョイント部41の中心軸方向の一端側の面は、全体が開口していてもよい。第2の中空部43の中心軸とは、第2の中空部43の周面の中心軸である。第3の開口部44には、第1の中空部33からのマイクロ波が導かれる。第2のジョイント部41の第3の開口部44と反対側の端面である底面41bの内面側には、操作部52の一端が固定されていてもよい。この固定は、例えば、ねじ止め、溶接、または接着などによって行われてもよい。第4の開口部45は、第2のジョイント部41の周面41aに設けられており、出力側導波管42に接続されている。本実施の形態では、第2の中空部43の中心軸方向と、出力側導波管42の長手方向とが直交するように出力側導波管42が第2のジョイント部41に接続される場合について主に説明するが、そうでなくてもよい。その他の角度で両者が接続されてもよい。第2のジョイント部41と出力側導波管42とは、例えば、溶接などによって接続されてもよい。第2のジョイント部41は、軸方向の一端が底面41bによって閉じており、他端が開口しており、周面に第4の開口部45が設けられている円筒状形状であると言うこともできる。 Third and fourth openings 44 and 45 are provided in the second hollow portion 43 . Therefore, the third and fourth openings 44 and 45 are connected via the second hollow portion 43 . The third opening 44 is provided on one end side of the second hollow portion 43 in the central axis direction. The third opening 44 may have the same size and shape as the second hollow portion 43 on the plane perpendicular to the central axis of the second hollow portion 43 . That is, the entire surface of the second joint portion 41 on the one end side in the central axis direction may be open. The central axis of the second hollow portion 43 is the central axis of the peripheral surface of the second hollow portion 43 . Microwaves from the first hollow portion 33 are guided to the third opening 44 . One end of the operating portion 52 may be fixed to the inner surface side of the bottom surface 41 b that is the end surface of the second joint portion 41 opposite to the third opening portion 44 . This fixing may be done, for example, by screwing, welding or gluing. The fourth opening 45 is provided on the peripheral surface 41 a of the second joint portion 41 and connected to the output waveguide 42 . In this embodiment, the output-side waveguide 42 is connected to the second joint portion 41 so that the central axis direction of the second hollow portion 43 and the longitudinal direction of the output-side waveguide 42 are orthogonal. The description is mainly for the case, but it does not have to be. Both may be connected at other angles. The second joint part 41 and the output-side waveguide 42 may be connected by welding, for example. The second joint portion 41 has a cylindrical shape with one axial end closed by a bottom surface 41b, the other end open, and a fourth opening 45 provided on the peripheral surface. can also

第1及び第2のジョイント部32、41は、第1及び第2の中空部33、43が同軸となって繋がるように接続されている。また、第1及び第2のジョイント部32、41は、第2の中空部43の中心軸を中心として、第1のジョイント部32に対して第2のジョイント部41が回動可能となるように接続されている。そのため、図7で示されるように、第2のジョイント部41は、第1のジョイント部32に対して両矢印A22で示されるように回動可能となっている。第1及び第2のジョイント部32、41は、底面32b、41bが対向するように、第2のジョイント部41の内側に第1のジョイント部32が挿入されることによって繋がっていてもよく、第1のジョイント部32の内側に第2のジョイント部41が挿入されることによって繋がっていてもよい。本実施の形態では、図10等で示されるように、前者の場合について主に説明する。なお、前者の場合、すなわち第2のジョイント部41が外側である場合には、第2のジョイント部41の外形は、円柱状形状でなくてもよく、例えば、直方体形状などであってもよい。また、後者の場合、すなわち第1のジョイント部32が外側である場合には、第1のジョイント部32の外形は円柱状形状でなくてもよく、例えば、直方体形状などであってもよい。 The first and second joint portions 32 and 41 are connected so that the first and second hollow portions 33 and 43 are coaxially connected. Further, the first and second joint portions 32 and 41 are arranged so that the second joint portion 41 can rotate with respect to the first joint portion 32 about the central axis of the second hollow portion 43 . It is connected to the. Therefore, as shown in FIG. 7, the second joint portion 41 is rotatable with respect to the first joint portion 32 as indicated by a double arrow A22. The first and second joint portions 32 and 41 may be connected by inserting the first joint portion 32 inside the second joint portion 41 so that the bottom surfaces 32b and 41b face each other, The connection may be made by inserting the second joint portion 41 inside the first joint portion 32 . In this embodiment, as shown in FIG. 10 and the like, the former case will be mainly described. In the former case, that is, when the second joint portion 41 is on the outside, the outer shape of the second joint portion 41 may not be a cylindrical shape, and may be, for example, a rectangular parallelepiped shape. . In the latter case, that is, when the first joint portion 32 is on the outside, the outer shape of the first joint portion 32 may not be cylindrical, and may be, for example, a rectangular parallelepiped shape.

なお、第2のジョイント部41は、第1のジョイント部32に対して、第2の中空部43の中心軸方向に移動可能に接続されていてもよい。すなわち、図7で示されるように、第2のジョイント部41は、第1のジョイント部32に対して両矢印A23の方向に移動可能となっていてもよい。 The second joint portion 41 may be connected to the first joint portion 32 so as to be movable in the central axis direction of the second hollow portion 43 . That is, as shown in FIG. 7, the second joint portion 41 may be movable in the direction of the double arrow A23 with respect to the first joint portion 32. As shown in FIG.

第1及び第2のジョイント部32、41の隙間には、図11で示されるように、円環状のスペーサ60が設けられていてもよい。スペーサ60の個数は、1個であってもよく、2個以上であってもよい。スペーサ60は、例えば、電気絶縁性を有する材料によって構成されてもよい。電気絶縁性を有する材料は、例えば、樹脂、セラミックなどであってもよい。また、スペーサ60は、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂、セラミックなどのマイクロ波透過性材料によって構成されてもよい。図11において、例えば、図中の上側のスペーサ60は、第2のジョイント部41の内周面に固定されており、下側のスペーサ60は、第1のジョイント部32の外周面に固定されていてもよい。この場合には、2個のスペーサ60がストッパとしても機能することになり、第1のジョイント部32の外周側から第2のジョイント部41が抜けることを防止することができる。 An annular spacer 60 may be provided in the gap between the first and second joint portions 32 and 41, as shown in FIG. The number of spacers 60 may be one, or two or more. The spacer 60 may be made of, for example, an electrically insulating material. The electrically insulating material may be, for example, resin, ceramic, or the like. Alternatively, the spacer 60 may be made of a fluororesin such as polytetrafluoroethylene, or a microwave transparent material such as ceramic. In FIG. 11, for example, the upper spacer 60 in the drawing is fixed to the inner peripheral surface of the second joint portion 41, and the lower spacer 60 is fixed to the outer peripheral surface of the first joint portion 32. may be In this case, the two spacers 60 also function as stoppers, so that the second joint portion 41 can be prevented from coming off from the outer peripheral side of the first joint portion 32 .

なお、図11では、第2のジョイント部41の内側に第1のジョイント部32が挿入されるため、第1のジョイント部32の外周面と第2のジョイント部41の内周面との間にスペーサ60が配置されているが、逆の場合、すなわち第1のジョイント部32の内側に第2のジョイント部41が挿入される場合には、第2のジョイント部41の外周面と第1のジョイント部32の内周面との間にスペーサ60が配置されることになる。 In addition, in FIG. 11, since the first joint portion 32 is inserted inside the second joint portion 41, there is a gap between the outer peripheral surface of the first joint portion 32 and the inner peripheral surface of the second joint portion 41. When the spacer 60 is arranged in the opposite direction, that is, when the second joint portion 41 is inserted inside the first joint portion 32, the outer peripheral surface of the second joint portion 41 and the first The spacer 60 is arranged between the inner peripheral surface of the joint portion 32 of the .

第1及び第2のジョイント部32、41の隙間を通るマイクロ波は、出力側導波管42から出力されるマイクロ波と比較して少ないことが好適である。なお、その隙間を通るマイクロ波は、第2の開口部35からキャビティ3内に伝送され、キャビティ3の外部に漏洩することはないため、特に問題になることはない。 It is preferable that the amount of microwaves passing through the gap between the first and second joint portions 32 and 41 is less than the amount of microwaves output from the output-side waveguide 42 . The microwave passing through the gap is transmitted into the cavity 3 from the second opening 35 and does not leak outside the cavity 3, so that there is no particular problem.

出力側導波管42は、第4の開口部45に接続される。そして、出力側導波管42は、図9の矢印A25で示されるように、第2のジョイント部41からのマイクロ波をキャビティ3内に出力する。上記したように、第2のジョイント部41は、中心軸を中心として回動可能となっている。そのため、例えば、図9の両矢印A26で示されるように第2のジョイント部41が回動することに応じて、出力側導波管42から出力されるマイクロ波の向きも変化することになる。 The output waveguide 42 is connected to the fourth opening 45 . Then, the output-side waveguide 42 outputs the microwave from the second joint portion 41 into the cavity 3 as indicated by an arrow A25 in FIG. As described above, the second joint portion 41 is rotatable around the central axis. Therefore, for example, as the second joint portion 41 rotates as indicated by a double arrow A26 in FIG. 9, the direction of the microwave output from the output-side waveguide 42 also changes. .

操作部52は、第2のジョイント部41に接続されている。本実施の形態では、上記したように、操作部52は、第2のジョイント部41の底面41bの内側に、底面41bの円形状の中心を通る法線方向と同軸になるように接続されているものとする。この操作部52を用いることによって、第1の導波管30がキャビティ3の壁に固定された場合に、キャビティ3の外部から第2のジョイント部41を回動させることができる。例えば、図7、図9において、操作部52を両矢印A21、A24の方向に回動させることによって、第2のジョイント部41を両矢印A22、A26の方向に回動させることができる。また、例えば、操作部52を中心軸の軸方向に移動させることによって、第2のジョイント部41を図7の両矢印A23の方向に移動させることもできる。操作部52による第2のジョイント部41の回動または軸方向への移動は、例えば、マイクロ波が照射されていない際に行われてもよく、マイクロ波が照射されている際に行われてもよい。後者の場合には、マイクロ波を照射しながらキャビティ3内におけるマイクロ波の出射方向または出射位置を変化させることができる。操作部52は、例えば、マイクロ波反射性またはマイクロ波透過性の材料によって構成されてもよい。操作部52がマイクロ波透過性材料によって構成されている場合には、貫通孔32cからのマイクロ波の漏洩を防止するため、例えば、マイクロ波を減衰させるように貫通孔32cが設けられてもよく、貫通孔32cからのマイクロ波の漏洩を防止できるように電磁界分布が制御されてもよい。 The operating portion 52 is connected to the second joint portion 41 . In the present embodiment, as described above, the operation portion 52 is connected to the inside of the bottom surface 41b of the second joint portion 41 so as to be coaxial with the normal line passing through the circular center of the bottom surface 41b. It is assumed that there is By using this operating portion 52 , the second joint portion 41 can be rotated from outside the cavity 3 when the first waveguide 30 is fixed to the wall of the cavity 3 . For example, in FIGS. 7 and 9, by rotating the operating portion 52 in the directions of double arrows A21 and A24, the second joint portion 41 can be rotated in the directions of double arrows A22 and A26. Further, for example, by moving the operating portion 52 in the axial direction of the central axis, the second joint portion 41 can be moved in the direction of the double arrow A23 in FIG. The rotation or axial movement of the second joint portion 41 by the operation portion 52 may be performed, for example, when the microwave is not irradiated, or may be performed when the microwave is irradiated. good too. In the latter case, it is possible to change the emitting direction or the emitting position of the microwave within the cavity 3 while irradiating the microwave. The operating portion 52 may be constructed of, for example, a microwave reflective or microwave transparent material. When the operating portion 52 is made of a microwave-transmissive material, the through-hole 32c may be provided to attenuate the microwave, for example, in order to prevent leakage of the microwave from the through-hole 32c. , the electromagnetic field distribution may be controlled so as to prevent leakage of microwaves from the through hole 32c.

マイクロ波発生器70によって発生されたマイクロ波は、例えば、導波管を介して入力側導波管31の端部から入力され、入力側導波管31、第1のジョイント部32の第1の中空部33、第2のジョイント部41の第2の中空部43、及び出力側導波管42を介してキャビティ3内に出力される。すなわち、第1及び第2の導波管30、40は、入力側導波管31の端部から、出力側導波管42のマイクロ波が出力される側の端部まで、マイクロ波を伝送できるように繋がっている。なお、導波管装置2がキャビティ3に固定された後に、入力側導波管31の端部からマイクロ波が導入された際には、導波管装置2からキャビティ3の外にマイクロ波が漏洩しないようになっていることが好適である。そのため、マイクロ波が通過可能な隙間などが存在する場合には、適宜、チョーク構造などのマイクロ波の漏洩防止機構が設けられることが好適である。キャビティ3内の電磁界分布は、キャビティ3に導入されるマイクロ波の向きが変化することによって変化する。例えば、キャビティ3に導入されるマイクロ波の向きが図12Aで示される状況から、図12Bで示される状況に変化した場合に、キャビティ3内の電磁界分布は変化することになる。また、キャビティ3内の電磁界分布は、キャビティ3に導入されるマイクロ波の出力位置が変化することによって変化する。例えば、キャビティ3に導入されるマイクロ波の出力位置が図12Aで示される状況から、図12Cで示される状況に変化した場合に、キャビティ3内の電磁界分布は変化することになる。したがって、本実施の形態による導波管装置2を用いてキャビティ3内にマイクロ波を導入し、操作部52を操作してマイクロ波の出力方向、出力位置を変化させることによって、キャビティ3内の電磁界分布を調整することができ、その結果として、例えば、対象物4への最適なマイクロ波の照射が行われるようにすることができる。 The microwave generated by the microwave generator 70 is input from the end of the input-side waveguide 31 via a waveguide, for example, and is supplied to the input-side waveguide 31 and the first joint portion 32 . , the second hollow portion 43 of the second joint portion 41 , and the output-side waveguide 42 into the cavity 3 . That is, the first and second waveguides 30 and 40 transmit microwaves from the end of the input waveguide 31 to the microwave output end of the output waveguide 42. connected as possible. After the waveguide device 2 is fixed to the cavity 3, when microwaves are introduced from the end of the input-side waveguide 31, the microwaves are emitted from the waveguide device 2 to the outside of the cavity 3. It is preferred that it is leaktight. Therefore, if there is a gap or the like through which microwaves can pass, it is preferable to provide a microwave leakage prevention mechanism such as a choke structure as appropriate. The electromagnetic field distribution within the cavity 3 changes as the direction of microwaves introduced into the cavity 3 changes. For example, when the direction of microwaves introduced into the cavity 3 changes from the situation shown in FIG. 12A to the situation shown in FIG. 12B, the electromagnetic field distribution inside the cavity 3 changes. Also, the electromagnetic field distribution in the cavity 3 changes as the output position of the microwave introduced into the cavity 3 changes. For example, when the output position of the microwave introduced into the cavity 3 changes from the situation shown in FIG. 12A to the situation shown in FIG. 12C, the electromagnetic field distribution inside the cavity 3 changes. Therefore, by introducing microwaves into the cavity 3 using the waveguide device 2 according to the present embodiment, and changing the output direction and output position of the microwaves by operating the operation section 52, The electromagnetic field distribution can be adjusted so that, for example, an optimal microwave irradiation of the object 4 can be achieved.

以上のように、本実施の形態による導波管装置2、マイクロ波照射装置100、及びマイクロ波の伝送方法によれば、キャビティ3の外部から内部にマイクロ波を伝送する際に、キャビティ3内において第2の導波管20によるマイクロ波の出力方向を変更することができ、その変更に応じて、キャビティ3内の電磁界分布を変化させることができる。したがって、例えば、キャビティ3内において最適なマイクロ波の照射が行われるように、キャビティ3内の電磁界分布を容易に調整することができるようになる。また、第1の導波管30が入力側導波管31及び第1のジョイント部32を有しており、第2の導波管40が第2のジョイント部41及び出力側導波管42を有していることによって、簡単な構成により、第1及び第2の中空部33、43の軸方向から見た場合における、入力側導波管31のマイクロ波の伝送方向と、出力側導波管42におけるマイクロ波の伝送方向とのなす角度を容易に変化させることができると共に、第1及び第2のジョイント部32、41の中心軸方向における、出力側導波管42の出力側の端部の位置も容易に変化させることができるようになる。また、第1及び第2のジョイント部32、41の隙間にスペーサ60を配置することによって、両者の間隔を一定にすることができ、両者の間でスパークが発生する可能性を低減することができる。また、第1の導波管30はキャビティ3に固定されるため、第2の導波管40の角度を変化させたとしても、第1の導波管30に接続されているマイクロ波発生器70などの配置を変更する必要はない。したがって、マイクロ波発生器70の位置を固定した状態で、マイクロ波の照射角度または照射位置を変更できることになる。 As described above, according to the waveguide device 2, the microwave irradiation device 100, and the microwave transmission method according to the present embodiment, when transmitting microwaves from the outside to the inside of the cavity 3, , the output direction of the microwaves from the second waveguide 20 can be changed, and the electromagnetic field distribution in the cavity 3 can be changed according to the change. Therefore, for example, the electromagnetic field distribution within the cavity 3 can be easily adjusted so that the optimum microwave irradiation is performed within the cavity 3 . Further, the first waveguide 30 has an input-side waveguide 31 and a first joint portion 32, and the second waveguide 40 has a second joint portion 41 and an output-side waveguide 42. By having a simple configuration, when viewed from the axial direction of the first and second hollow portions 33 and 43, the transmission direction of the microwave of the input side waveguide 31 and the output side guide The angle between the wave tube 42 and the microwave transmission direction can be easily changed, and the output side of the output side waveguide 42 in the central axis direction of the first and second joint portions 32 and 41 The positions of the ends can also be easily changed. Further, by arranging the spacer 60 in the gap between the first and second joint parts 32, 41, the gap between the two can be kept constant, and the possibility of spark generation between the two can be reduced. can. Further, since the first waveguide 30 is fixed to the cavity 3, even if the angle of the second waveguide 40 is changed, the microwave generator connected to the first waveguide 30 There is no need to change the placement of 70, etc. Therefore, while the position of the microwave generator 70 is fixed, the irradiation angle or irradiation position of the microwave can be changed.

なお、本実施の形態では、第1及び第2のジョイント部32、41の隙間にスペーサ60を設ける場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。例えば、キャビティ3内においてスパークが発生しても問題ない場合などには、第1及び第2のジョイント部32、41の隙間にスペーサ60を設けなくてもよい。 In this embodiment, the case where the spacer 60 is provided in the gap between the first and second joint portions 32 and 41 has been mainly described, but this need not be the case. For example, if there is no problem even if a spark is generated in the cavity 3, the spacer 60 may not be provided in the gap between the first and second joint portions 32 and 41. FIG.

また、本実施の形態では、第2のジョイント部41が、第1のジョイント部32に対して中心軸方向に移動可能である場合、すなわち第1及び第2のジョイント部32、41がスライド式導波管になっている場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。第2のジョイント部41は、第1のジョイント部32に対して中心軸方向に移動可能になっていなくてもよい。 Further, in the present embodiment, when the second joint portion 41 is movable in the central axis direction with respect to the first joint portion 32, that is, when the first and second joint portions 32 and 41 are slidable. Although the case where it is a waveguide has been mainly described, it does not have to be. The second joint portion 41 does not have to be movable in the central axis direction with respect to the first joint portion 32 .

(実施の形態3)
本発明の実施の形態3による導波管装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による導波管装置では、実施の形態2の導波管装置と同様に、円柱状形状の中空部を有する第1のジョイント部と、その中空部と繋がる円柱状形状の中空部を有する第2のジョイント部とが、各中空部の中心軸が同軸となるように繋がっていると共に、第2のジョイント部の先端側に、実施の形態1の導波管装置と同様のマイクロ波の出力方向を変更可能な機構が設けられている。
(Embodiment 3)
A waveguide device according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. In the waveguide device according to the present embodiment, as in the waveguide device according to the second embodiment, a first joint portion having a cylindrical hollow portion and a cylindrical hollow portion connected to the hollow portion are provided. is connected so that the central axis of each hollow portion is coaxial, and a micro similar to the waveguide device of the first embodiment is provided on the tip side of the second joint portion A mechanism is provided that can change the output direction of the wave.

図13は、本実施の形態による導波管装置102の正面図であり、図14は、導波管装置102の左側面図である。図15は、図13におけるXV-XV線断面模式図であり、図16は、図13におけるXVI-XVI線断面模式図である。なお、図15では、外側操作部153と棒状部材147との接続状態を主に示しており、図16では、内側操作部154と棒状部材126との接続状態を主に示しており、それ以外の構成については適宜、省略している。本実施の形態による導波管装置102も、実施の形態1,2の導波管装置1,2と同様に、キャビティ3に装着され、マイクロ波発生器70で発生されたマイクロ波をキャビティ3内に導入するために用いられる。 FIG. 13 is a front view of waveguide device 102 according to this embodiment, and FIG. 14 is a left side view of waveguide device 102 . 15 is a schematic cross-sectional view along line XV-XV in FIG. 13, and FIG. 16 is a schematic cross-sectional view along line XVI-XVI in FIG. 15 mainly shows the state of connection between the outer operating portion 153 and the rod-shaped member 147, and FIG. 16 mainly shows the state of connection between the inner operating portion 154 and the rod-shaped member 126. The configuration of is omitted as appropriate. The waveguide device 102 according to the present embodiment is also mounted in the cavity 3 in the same manner as the waveguide devices 1 and 2 according to the first and second embodiments, and the microwave generated by the microwave generator 70 is used to introduce into

本実施の形態による導波管装置102は、キャビティ3の壁に固定される第1の導波管130と、第1の導波管130からのマイクロ波を導波してキャビティ3内に出力する第2の導波管140と、操作部152とを備える。操作部152は、円筒状形状の外側操作部153と、内側操作部154とを有する。内側操作部154は、外側操作部153の内部を貫通している本体部154aと、本体部154aに対して角度を有するように接続されている先端部154bとを有する。本体部154a及び先端部154bは、それぞれ一方向に延びる棒状部材であり、例えば、円柱状形状であってもよい。なお、外側操作部153と内側操作部154との隙間からマイクロ波が漏洩しないようにするため、チョーク構造などのマイクロ波の漏洩防止機構が設けられていてもよい。第1の導波管130がキャビティ3の壁に固定される際に、第1の導波管130の少なくとも一部、例えば、第1の導波管130におけるマイクロ波の入力側の端部が壁の外側に位置するように固定される。第2の導波管140は、キャビティ3内におけるマイクロ波の出力方向を変更できるように第1の導波管130に接続されている。 The waveguide device 102 according to this embodiment includes a first waveguide 130 fixed to the wall of the cavity 3 , and a microwave guided from the first waveguide 130 and output into the cavity 3 . and a second waveguide 140 and an operation portion 152 . The operating portion 152 has a cylindrical outer operating portion 153 and an inner operating portion 154 . The inner operating portion 154 has a main body portion 154a penetrating through the outer operating portion 153 and a distal end portion 154b connected to the main body portion 154a at an angle. The body portion 154a and the tip portion 154b are rod-shaped members extending in one direction, and may be cylindrical, for example. In order to prevent microwaves from leaking from the gap between the outer operating portion 153 and the inner operating portion 154, a microwave leakage prevention mechanism such as a choke structure may be provided. When the first waveguide 130 is fixed to the wall of the cavity 3, at least part of the first waveguide 130, for example, the microwave input side end of the first waveguide 130, is It is fixed so that it is located outside the wall. A second waveguide 140 is connected to the first waveguide 130 so as to change the output direction of the microwave within the cavity 3 .

第1の導波管130は、マイクロ波発生器70で発生されたマイクロ波が開口部131cから入力される入力側導波管131と、円柱状形状の第1の中空部を有しており、キャビティ3の壁に固定される第1のジョイント部132とを有する。第1のジョイント部132は、第1の中空部の中心軸方向の両端に開口部を有しており、その一端側に接続された入力側導波管131からのマイクロ波を第2の導波管140に導波する。 The first waveguide 130 has an input-side waveguide 131 to which the microwave generated by the microwave generator 70 is input through an opening 131c, and a first cylindrical hollow portion. , and a first joint portion 132 fixed to the wall of the cavity 3 . The first joint part 132 has openings at both ends in the central axis direction of the first hollow part, and the microwaves from the input-side waveguide 131 connected to one end of the openings are guided to the second waveguide. guided to wave tube 140 .

入力側導波管131は、導波路が直角に折れ曲がっており、コーナ部分の外周側が面取りされたコーナ導波管131aと、コーナ導波管131aに接続されており、方形導波管と円形導波管とを接続するための変換導波管131bとを有する。なお、コーナ導波管131aの断面は矩形であり、第1のジョイント部132の断面は円形であるため、変換導波管131bによって両者が接続される。コーナ導波管131aと変換導波管131bとは、例えば、フランジまたは溶接等によって接続されてもよい。また、変換導波管131bと第1のジョイント部132の入力側の端部も、例えば、フランジまたは溶接等によって接続されてもよい。また、コーナ導波管131aには、操作部152が貫通する貫通孔が設けられている。その貫通孔と操作部152との隙間からマイクロ波が漏洩しないようにするため、チョーク構造などのマイクロ波の漏洩防止機構が設けられていてもよい。また、外部操作部153及び内部操作部154は、例えば、マイクロ波反射性またはマイクロ波透過性の材料によって構成されてもよい。外部操作部153及び内部操作部154がマイクロ波透過性材料によって構成されている場合には、コーナ導波管131aの貫通孔からのマイクロ波の漏洩を防止するため、例えば、マイクロ波を減衰させるように貫通孔が設けられてもよく、貫通孔からのマイクロ波の漏洩を防止できるように電磁界分布が制御されてもよい。なお、入力側導波管131は、コーナ導波管131aに代えて、ベンド導波管を有していてもよい。 The input side waveguide 131 has a waveguide bent at right angles, and is connected to a corner waveguide 131a having a chamfered outer peripheral side of the corner portion and to the corner waveguide 131a. It has a conversion waveguide 131b for connecting with a wave tube. Since the cross section of the corner waveguide 131a is rectangular and the cross section of the first joint portion 132 is circular, they are connected by the conversion waveguide 131b. The corner waveguide 131a and the conversion waveguide 131b may be connected by, for example, flanges or welding. The conversion waveguide 131b and the input-side end of the first joint portion 132 may also be connected by, for example, a flange or welding. Further, the corner waveguide 131a is provided with a through hole through which the operating portion 152 passes. In order to prevent microwaves from leaking from the gap between the through hole and the operation part 152, a microwave leakage prevention mechanism such as a choke structure may be provided. Also, the external operation part 153 and the internal operation part 154 may be made of, for example, microwave reflective or microwave transmissive material. When the external operation part 153 and the internal operation part 154 are made of a microwave permeable material, in order to prevent microwaves from leaking from the through holes of the corner waveguide 131a, for example, the microwaves are attenuated. Through-holes may be provided as in the above, and the electromagnetic field distribution may be controlled so as to prevent microwaves from leaking through the through-holes. The input-side waveguide 131 may have a bend waveguide instead of the corner waveguide 131a.

第2の導波管140は、第1の中空部と繋がる円柱状形状の第2の中空部を有しており、第1のジョイント部132に対して回動可能に接続される第2のジョイント部141と、第2のジョイント部141からのマイクロ波をキャビティ3内に出力する出力側導波管142とを有する。第2のジョイント部141は、第2の中空部の中心軸方向の両端に開口部を有しており、その一端側に接続された出力側導波管142に、他端側から導入されたマイクロ波を導波する。 The second waveguide 140 has a cylindrical second hollow portion connected to the first hollow portion, and the second waveguide 140 is rotatably connected to the first joint portion 132 . It has a joint portion 141 and an output side waveguide 142 for outputting microwaves from the second joint portion 141 into the cavity 3 . The second joint part 141 has openings at both ends in the central axis direction of the second hollow part, and is introduced from the other end side into the output-side waveguide 142 connected to one end side thereof. It guides microwaves.

なお、第1のジョイント部132、及び第2のジョイント部141は、第1のジョイント部132に対する入力側導波管131接続位置が異なっており、第2のジョイント部141に対する出力側導波管142の接続位置が異なっている以外は、それぞれ実施の形態2の第1のジョイント部32、及び第2のジョイント部41と同様のものであり、詳細な説明を省略する。 The first joint portion 132 and the second joint portion 141 are different in connection position of the input side waveguide 131 with respect to the first joint portion 132, and the output side waveguide 131 with respect to the second joint portion 141 is different. They are the same as the first joint portion 32 and the second joint portion 41 of Embodiment 2, respectively, except that the connection position of 142 is different, and detailed description thereof will be omitted.

出力側導波管142は、円形導波管と方形導波管とを接続するための変換導波管146と、変換導波管146に接続されており、マイクロ波の出力方向を変更することができる方向変更機構101とを有する。なお、方向変更機構101におけるマイクロ波の入力側の端部が方形導波管であるとしている。一方、第2のジョイント部141の断面は円形であるため、変換導波管146によって方向変更機構101と第2のジョイント部141とが接続される。第2のジョイント部141と変換導波管146とは、例えば、フランジまたは溶接等によって接続されてもよい。また、変換導波管146bと方向変更機構101の入力側の端部も、例えば、フランジまたは溶接等によって接続されてもよい。また、方向変更機構101の入力側の端部が方形導波管ではなく、円形導波管である場合には、出力側導波管142は、変換導波管146を有していなくてもよい。この場合には、方向変更機構101の入力側の端部が直接、第2のジョイント部141の出力側の端部に接続されてもよい。 The output-side waveguide 142 is connected to a conversion waveguide 146 for connecting the circular waveguide and the rectangular waveguide, and to the conversion waveguide 146 to change the microwave output direction. and a direction changing mechanism 101 capable of It is assumed that the end of the direction changing mechanism 101 on the microwave input side is a rectangular waveguide. On the other hand, since the second joint portion 141 has a circular cross section, the direction changing mechanism 101 and the second joint portion 141 are connected by the conversion waveguide 146 . The second joint part 141 and the conversion waveguide 146 may be connected by, for example, a flange or welding. The conversion waveguide 146b and the input-side end of the direction changing mechanism 101 may also be connected by, for example, a flange or welding. Further, when the input side end of the direction changing mechanism 101 is not a rectangular waveguide but a circular waveguide, the output side waveguide 142 does not have the conversion waveguide 146. good. In this case, the input-side end of the direction changing mechanism 101 may be directly connected to the output-side end of the second joint portion 141 .

方向変更機構101は、変換導波管146に接続されるマイクロ波の第3の導波管110と、第3の導波管110からのマイクロ波を導波してキャビティ3に出力する第4の導波管120とを備える。第4の導波管120は、キャビティ3内におけるマイクロ波の出力方向を変更できるように第3の導波管110に接続されている。第3の導波管110は、マイクロ波が入力される入力側導波管111と、第3のジョイント部112を有する。第4の導波管120は、第4のジョイント部121と、第4のジョイント部121からのマイクロ波をキャビティ3内に出力する出力側導波管122とを有する。なお、第3の導波管110、第4の導波管120、入力側導波管111、第3のジョイント部112、第4のジョイント部121、出力側導波管122は、操作部51に代えて内側操作部154によって第4の導波管120が回動される以外は、それぞれ実施の形態1における第1の導波管10、第2の導波管20、入力側導波管11、第1のジョイント部12、第2のジョイント部21、出力側導波管22と同様のものであり、詳細な説明を省略する。 The direction changing mechanism 101 includes a third waveguide 110 for microwaves connected to the conversion waveguide 146 and a fourth waveguide 110 for guiding the microwaves from the third waveguide 110 and outputting them to the cavity 3 . and a waveguide 120 of . A fourth waveguide 120 is connected to the third waveguide 110 so as to change the output direction of the microwave within the cavity 3 . The third waveguide 110 has an input side waveguide 111 into which microwaves are input and a third joint portion 112 . The fourth waveguide 120 has a fourth joint portion 121 and an output side waveguide 122 that outputs microwaves from the fourth joint portion 121 into the cavity 3 . The third waveguide 110, the fourth waveguide 120, the input side waveguide 111, the third joint portion 112, the fourth joint portion 121, and the output side waveguide 122 are connected to the operation portion 51. The first waveguide 10, the second waveguide 20, and the input side waveguide in Embodiment 1, respectively, except that the fourth waveguide 120 is rotated by the inner operation portion 154 instead of 11, the first joint portion 12, the second joint portion 21, and the output-side waveguide 22, and detailed description thereof will be omitted.

操作部152は、導波管装置102がキャビティ3の壁に固定された場合に、キャビティ3の外部から第2のジョイント部141、及び第4のジョイント部121を回動させることができる。なお、第2のジョイント部141は、操作部152が有する外部操作部153によって操作され、第4のジョイント部121は、操作部152が有する内部操作部154によって操作される。 The operation part 152 can rotate the second joint part 141 and the fourth joint part 121 from the outside of the cavity 3 when the waveguide device 102 is fixed to the wall of the cavity 3 . The second joint portion 141 is operated by an external operation portion 153 of the operation portion 152 , and the fourth joint portion 121 is operated by an internal operation portion 154 of the operation portion 152 .

外部操作部153は、第2のジョイント部141の内周面に対して固定され、第2のジョイント部141を回動させることができる。なお、外部操作部153は、第2のジョイント部141の内周面に、他の部材を介して固定されてもよい。具体的には、図15で示されるように、外側操作部153は、4個の棒状部材147によって第2のジョイント部141の内周面に対して固定されてもよい。なお、図15では、棒状部材147の個数が4個である場合について示しているが、外側操作部153を第2のジョイント部141に固定するために用いられる棒状部材147の個数は問わない。棒状部材147の個数は、例えば、2個または3個であってもよく、5個以上であってもよい。なお、複数の棒状部材147は、第2の中空部の中心軸を中心として均等な角度で配置されることが好適である。外側操作部153が第2のジョイント部141に固定されていることによって、操作部152を回動させることによって、第2のジョイント部141を回動させることができる。なお、外側操作部153は、棒状部材147以外によって第2のジョイント部141に固定されてもよい。また、図13、図14では、外部操作部153が第2のジョイント部141の入力側の端部に固定されている場合について示しているが、そうでなくてもよい。外部操作部153は、それ以外の任意の位置において第2のジョイント部141に固定されてもよい。 The external operation portion 153 is fixed to the inner peripheral surface of the second joint portion 141 and can rotate the second joint portion 141 . Note that the external operation portion 153 may be fixed to the inner peripheral surface of the second joint portion 141 via another member. Specifically, as shown in FIG. 15 , the outer operating portion 153 may be fixed to the inner peripheral surface of the second joint portion 141 by four rod-shaped members 147 . Although FIG. 15 shows a case where the number of rod-shaped members 147 is four, the number of rod-shaped members 147 used to fix the outer operating portion 153 to the second joint portion 141 does not matter. The number of rod-shaped members 147 may be, for example, two, three, or five or more. It should be noted that the plurality of rod-like members 147 are preferably arranged at even angles around the central axis of the second hollow portion. Since the outer operating portion 153 is fixed to the second joint portion 141 , the second joint portion 141 can be rotated by rotating the operating portion 152 . Note that the outer operating portion 153 may be fixed to the second joint portion 141 by means other than the rod-shaped member 147 . 13 and 14 show the case where the external operation portion 153 is fixed to the input-side end portion of the second joint portion 141, but this need not be the case. The external operation portion 153 may be fixed to the second joint portion 141 at any other position.

内部操作部154は、第4のジョイント部121の偏心位置に接続され、第4のジョイント部121を回動させることができる。なお、内部操作部154は、第4のジョイント部121の偏心位置に、他の部材を介して接続されてもよい。具体的には、第4のジョイント部121の内部の中空部には棒状部材126が固定されていてもよい。この棒状部材126は、長手方向が第4のジョイント部121の部分円柱状形状の中心軸に垂直になり、また第4のジョイント部141の出力側導波管122に対して反対側の開口部の開口面と平行になるように設けられていてもよい。また、図16で示されるように、内側操作部154の先端部154bの先端は、軸部材154cによって、棒状部材147と回動可能に接続されてもよい。なお、その接続位置が棒状部材147の長手方向の中心ではないため、内部操作部154は第4のジョイント部121の偏心位置に接続されたことになり、外側操作部153を固定した状態で内側操作部154を図13、図14における図面の上下方向に移動させることによって、第4の導波管120を第3の導波管110に対して回動させることができる。 The internal operation part 154 is connected to the eccentric position of the fourth joint part 121 and can rotate the fourth joint part 121 . Note that the internal operation portion 154 may be connected to the eccentric position of the fourth joint portion 121 via another member. Specifically, a rod-like member 126 may be fixed to the hollow portion inside the fourth joint portion 121 . The rod-shaped member 126 has a longitudinal direction perpendicular to the central axis of the partial cylindrical shape of the fourth joint section 121 and an opening on the opposite side of the output-side waveguide 122 of the fourth joint section 141 . may be provided so as to be parallel to the opening surface of the Further, as shown in FIG. 16, the tip of the tip portion 154b of the inner operation portion 154 may be rotatably connected to the rod-shaped member 147 by a shaft member 154c. Since the connection position is not the center of the longitudinal direction of the rod-shaped member 147, the inner operation part 154 is connected to the eccentric position of the fourth joint part 121, and the outer operation part 153 is fixed to the inner side. The fourth waveguide 120 can be rotated with respect to the third waveguide 110 by moving the operating portion 154 in the vertical direction in FIGS. 13 and 14 .

なお、棒状部材126、147は、それぞれマイクロ波を反射しない材料によって構成されていることが好適である。マイクロ波を反射しない材料としては、マイクロ波透過性材料が好適である。また、第1及び第2のジョイント部132、141の隙間には、円環状のスペーサが設けられていてもよい。また、本実施の形態において、第2のジョイント部141の内側に第1のジョイント部132が挿入されていてもよい。この場合には、外側操作部153は、第2のジョイント部141の出力側の端部に固定されていてもよい。 It should be noted that the rod-shaped members 126 and 147 are preferably made of a material that does not reflect microwaves. A microwave-transmissive material is suitable as a material that does not reflect microwaves. Also, an annular spacer may be provided in the gap between the first and second joint portions 132 and 141 . Moreover, in the present embodiment, the first joint portion 132 may be inserted inside the second joint portion 141 . In this case, the outer operating portion 153 may be fixed to the output-side end of the second joint portion 141 .

以上のように、本実施の形態による導波管装置102によれば、操作部152を長手方向に移動させることによって、出力側導波管142の出力側の端部の位置を変化させることができる。さらに、操作部152を回動させることによって、または、外側操作部153に対して内側操作部154を長手方向に移動させることによって、マイクロ波の出力方向を変更することができる。なお、操作部152の回動に応じた第2の導波管140の回動中心軸の軸方向と、外側操作部153に対する内側操作部154の長手方向の移動に応じた第4の導波管120の回動中心軸の軸方向とは直交している。したがって、本実施の形態による導波管装置102では、キャビティ3内において、より多様な方向にマイクロ波を出力することができるようになる。 As described above, according to the waveguide device 102 according to the present embodiment, the position of the output-side end of the output-side waveguide 142 can be changed by moving the operating portion 152 in the longitudinal direction. can. Furthermore, by rotating the operating portion 152 or by moving the inner operating portion 154 in the longitudinal direction with respect to the outer operating portion 153, the output direction of the microwave can be changed. The axial direction of the rotation center axis of the second waveguide 140 according to the rotation of the operation portion 152 and the fourth waveguide according to the longitudinal movement of the inner operation portion 154 with respect to the outer operation portion 153. It is perpendicular to the axial direction of the central axis of rotation of the tube 120 . Therefore, in the waveguide device 102 according to the present embodiment, microwaves can be output in various directions within the cavity 3 .

また、実施の形態1~3では、操作部51、52、152が棒状の部材である場合について説明したが、操作部51、52、152は、第2のジョイント部21、41、141等を適切に操作できるのであれば、それ以外の形状であってもよい。 Further, in Embodiments 1 to 3, the operation portions 51, 52, and 152 are rod-shaped members, but the operation portions 51, 52, and 152 include the second joint portions 21, 41, 141, and the like. Other shapes are possible as long as they can be properly manipulated.

また、実施の形態1~3では、導波管装置1、2、102をキャビティ3に取り付けた際に、キャビティ3内におけるマイクロ波の出力方向を外部から調整するために操作部51、52、152が用いられる場合について説明したが、そうでなくてもよい。導波管装置1、2、102は、操作部51、52、152を備えていなくてもよい。この場合には、例えば、マイクロ波の照射を行っていない際に、キャビティ3を開けて出力側導波管22、42、142等の向きを変更することによって、キャビティ3内におけるマイクロ波の出力方向を調整してもよい。 Further, in Embodiments 1 to 3, when the waveguide devices 1, 2, and 102 are attached to the cavity 3, the operating portions 51, 52, Although the case where 152 is used has been described, this need not be the case. The waveguide devices 1 , 2 , 102 do not have to be provided with the operation sections 51 , 52 , 152 . In this case, for example, by opening the cavity 3 and changing the orientation of the output-side waveguides 22, 42, 142, etc., when microwave irradiation is not performed, the microwave output in the cavity 3 You can adjust the direction.

また、実施の形態1~3では、第1のジョイント部12、32、132がキャビティ3の壁に固定される場合について説明したが、そうでなくてもよい。第1の導波管10、30、130のいずれかの箇所がキャビティ3の壁に固定されてもよい。例えば、入力側導波管11、31、131がキャビティ3の壁に固定されてもよい。第1の導波管10、30、130のいずれかの箇所がキャビティ3の壁に固定される際には、少なくとも一部、例えば、マイクロ波の入力側の端部が、キャビティ3の壁の外側に位置するように固定されることが好適である。 In addition, in Embodiments 1 to 3, the case where the first joint portions 12, 32, 132 are fixed to the wall of the cavity 3 has been described, but this need not be the case. Any point of the first waveguide 10 , 30 , 130 may be fixed to the wall of the cavity 3 . For example, the input waveguides 11 , 31 , 131 may be fixed to the walls of the cavity 3 . When any part of the first waveguide 10, 30, 130 is fixed to the wall of the cavity 3, at least a part thereof, for example, the end on the input side of the microwave, is fixed to the wall of the cavity 3. It is preferably fixed so as to be located on the outside.

また、実施の形態1~3では、対象物へのマイクロ波の照射が行われるキャビティの壁に固定される、マイクロ波の第1の導波管と、第1の導波管からのマイクロ波をキャビティ内に導く第2の導波管と、を備え、第2の導波管が、キャビティ内におけるマイクロ波の出力方向を変更できるように第1の導波管に接続されている、導波管装置の一例について説明したが、導波管装置は、実施の形態1~3以外の構成であってもよい。例えば、第1の導波管の一端と、第2の導波管の一端とは、パンカールーバーと同様の機構によって接続されていてもよい。すなわち、第1の導波管は、マイクロ波発生器で発生されたマイクロ波が入力される入力側導波管と、入力側導波管に接続された第1の開口部と、第1の開口部と繋がる第2の開口部とが開口面が対向するように設けられた部分球体状形状の中空部を有している第1のジョイント部と、を含んでいてもよい。また、第2の導波管は、第1の開口部からのマイクロ波が導かれる第3の開口部と、第3の開口部に繋がる第4の開口部とが開口面が対向するように設けられた部分球体状形状を有しており、その部分球体状形状の中心が第1のジョイント部の中空部の中心と一致し、その部分球体状形状の中心を中心として第1のジョイント部の中空部内において回動可能となるように配置された第2のジョイント部と、第4の開口部に接続され、キャビティ内にマイクロ波を出力する出力側導波管と、を含んでいてもよい。ここで、部分球体状形状の中心は、開口部以外の周面の中心である。また、第3及び第4の開口部を繋ぐ中空部も、部分球体状形状であってもよい。また、第1のジョイント部の中空部は、球体状形状に開口部が設けられていることによって、部分球体状形状となったものである。球体状形状は、球体形状、すなわち任意の断面が正円である形状であってもよく、または、その断面が正円から少しずれた形状、例えば、楕円形状である形状であってもよい。 Further, in Embodiments 1 to 3, a microwave first waveguide fixed to the wall of the cavity in which the object is irradiated with microwaves, and the microwave from the first waveguide into the cavity, the second waveguide being connected to the first waveguide so as to change the output direction of the microwave within the cavity; Although an example of the wave tube device has been described, the waveguide device may have a configuration other than those of the first to third embodiments. For example, one end of the first waveguide and one end of the second waveguide may be connected by a mechanism similar to a panker louver. That is, the first waveguide includes an input-side waveguide into which microwaves generated by the microwave generator are input, a first opening connected to the input-side waveguide, and a first A first joint portion having a partially spherical hollow portion provided such that the opening surfaces face each other and a second opening portion connected to the opening portion may be included. In addition, the second waveguide is configured such that the opening surfaces of the third opening through which the microwave from the first opening is guided and the fourth opening connected to the third opening face each other. The center of the partially spherical shape coincides with the center of the hollow portion of the first joint portion, and the first joint portion is centered around the center of the partially spherical shape. and a second joint portion arranged so as to be rotatable in the hollow portion of, and an output side waveguide connected to the fourth opening portion and outputting microwaves into the cavity. good. Here, the center of the partially spherical shape is the center of the peripheral surface other than the opening. Further, the hollow portion connecting the third and fourth openings may also have a partially spherical shape. Further, the hollow part of the first joint part has a partially spherical shape by providing an opening in a spherical shape. The spherical shape may be a spherical shape, that is, a shape whose cross section is a perfect circle, or a shape whose cross section is slightly deviated from a perfect circle, such as an elliptical shape.

また、実施の形態1~3では、キャビティ3内におけるマイクロ波の出力方向を変更できる導波管装置について主に説明したが、そうでなくてもよい。上記したように、キャビティ3内におけるマイクロ波の出力位置を変更することによっても、キャビティ3内の電磁界分布を変化させることができる。したがって、導波管装置は、キャビティ3内におけるマイクロ波の出力位置を変更できるものであってもよい。この場合には、導波管装置は、対象物へのマイクロ波の照射が行われるキャビティの壁に固定される、マイクロ波の第1の導波管と、第1の導波管からのマイクロ波をキャビティ内に導く第2の導波管と、を備え、第2の導波管は、キャビティ内におけるマイクロ波の出力位置、すなわち第2の導波管の出力側の端部の位置を変更できるように第1の導波管に接続されている、ものであってもよい。出力位置の変更は、直線方向における位置の変更であってもよい。この場合には、例えば、第1及び第2の導波管によってスライド式導波管が構成されてもよい。 Further, in Embodiments 1 to 3, the waveguide device capable of changing the output direction of the microwave within the cavity 3 has been mainly described, but this need not be the case. As described above, the electromagnetic field distribution within the cavity 3 can also be changed by changing the output position of the microwave within the cavity 3 . Therefore, the waveguide device may be capable of changing the microwave output position within the cavity 3 . In this case, the waveguide device comprises a first microwave waveguide and a microwave from the first waveguide fixed to the wall of the cavity in which the object is irradiated with microwaves. a second waveguide for guiding the wave into the cavity, the second waveguide determining the output position of the microwave within the cavity, i.e. the position of the output end of the second waveguide; It may be mutably connected to the first waveguide. The change in output position may be a change in position in a linear direction. In this case, for example, a sliding waveguide may be configured by the first and second waveguides.

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。 Moreover, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and that various modifications are possible and are also included within the scope of the present invention.

1、2、102 導波管装置
3 キャビティ
10、30、130 第1の導波管
20、40、140 第2の導波管
11、31、111、131 入力側導波管
12、32、132 第1のジョイント部
21、41、141 第2のジョイント部
22、42、122、142 出力側導波管
51、52、152 操作部
60 スペーサ
70 マイクロ波発生器
100 マイクロ波照射装置
110 第3の導波管
120 第4の導波管
112 第3のジョイント部
121 第4のジョイント部
153 外側操作部
154 内側操作部
Reference Signs List 1, 2, 102 waveguide device 3 cavity 10, 30, 130 first waveguide 20, 40, 140 second waveguide 11, 31, 111, 131 input side waveguide 12, 32, 132 1st joint part 21, 41, 141 2nd joint part 22, 42, 122, 142 output side waveguide 51, 52, 152 operation part 60 spacer 70 microwave generator 100 microwave irradiation device 110 third Waveguide 120 Fourth waveguide 112 Third joint part 121 Fourth joint part 153 Outside operation part 154 Inside operation part

Claims (8)

対象物へのマイクロ波の照射が行われるキャビティの壁に、少なくとも一部が当該壁の外側に位置するように固定される、マイクロ波の第1の導波管と、
前記第1の導波管からのマイクロ波を導波して前記キャビティ内に出力する第2の導波管と、を備え、
前記第2の導波管は、前記キャビティ内におけるマイクロ波の出力方向を変更可能に前記第1の導波管に接続されており、
前記キャビティの外部から前記第2の導波管を回動させる操作部をさらに備える、導波管装置。
a first microwave waveguide fixed to the wall of the cavity in which the object is irradiated with microwaves so that at least a portion of the waveguide lies outside the wall;
a second waveguide that guides the microwave from the first waveguide and outputs it into the cavity;
The second waveguide is connected to the first waveguide so as to be able to change the output direction of microwaves in the cavity,
A waveguide device, further comprising an operation unit that rotates the second waveguide from outside the cavity.
前記第1の導波管は、
マイクロ波発生器で発生されたマイクロ波が入力される入力側導波管と、
第1の中心軸を有する第1のジョイント部であって、前記入力側導波管に接続された第1の開口部と、当該第1の開口部と繋がる第2の開口部とが設けられた中空部を有している第1のジョイント部と
を含み、
前記第2の導波管は、
第2の中心軸を有する第2のジョイント部であって、前記第1の開口部からのマイクロ波が導かれる第3の開口部と、当該第3の開口部に繋がる第4の開口部とが設けられており、前記第2の中心軸を中心として前記中空部内において回動可能となるように配置された第2のジョイント部と、
前記第4の開口部に接続され、前記キャビティ内にマイクロ波を出力する出力側導波管と
を含む、請求項1記載の導波管装置。
The first waveguide is
an input-side waveguide into which microwaves generated by a microwave generator are input;
A first joint portion having a first central axis, the first opening connected to the input waveguide, and a second opening connected to the first opening. a first joint portion having a hollow portion;
The second waveguide is
A second joint portion having a second central axis, the third opening through which microwaves from the first opening are guided, and a fourth opening connected to the third opening is provided, and a second joint portion arranged so as to be rotatable in the hollow portion about the second central axis;
2. The waveguide device according to claim 1, further comprising an output side waveguide connected to said fourth opening for outputting microwaves into said cavity.
前記第1の中心軸と前記第2の中心軸とが同軸である、請求項2記載の導波管装置。 3. The waveguide device according to claim 2, wherein said first central axis and said second central axis are coaxial. 前記第1の導波管は、
マイクロ波発生器で発生されたマイクロ波が入力される入力側導波管と、
前記入力側導波管に接続された第1の開口部が周面に設けられ、前記第1の開口部と繋がる第2の開口部が中心軸方向の一端側に設けられた第1の中空部を有している第1のジョイント部と、を含み、
前記第2の導波管は、
前記第1の中空部からのマイクロ波が導かれる第3の開口部が中心軸方向の一端側に設けられ、当該第3の開口部に繋がる第4の開口部が周面に設けられた第2の中空部を有しており、前記第2の中空部の中心軸を中心として、前記第1のジョイント部に対して回動可能となるように前記第1のジョイント部に接続された第2のジョイント部と、
前記第4の開口部に接続され、前記キャビティ内にマイクロ波を出力する出力側導波管と、を含む、請求項1記載の導波管装置。
The first waveguide is
an input-side waveguide into which microwaves generated by a microwave generator are input;
A first hollow having a peripheral surface provided with a first opening connected to the input-side waveguide, and a second opening connected to the first opening provided at one end in the central axis direction. a first joint portion having a portion;
The second waveguide is
A third opening through which microwaves from the first hollow are guided is provided on one end side in the central axis direction, and a fourth opening connected to the third opening is provided on the peripheral surface. 2 hollow portions, and is connected to the first joint portion so as to be rotatable about the central axis of the second hollow portion with respect to the first joint portion. 2 joints;
2. The waveguide device according to claim 1, further comprising an output side waveguide connected to said fourth opening for outputting microwaves into said cavity.
前記第1及び第2の中空部が同軸となるように繋がる、請求項4記載の導波管装置。 5. The waveguide device according to claim 4, wherein said first and second hollow portions are coaxially connected. マイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と、
対象物へのマイクロ波の照射が行われるキャビティと、
前記キャビティに固定され、前記マイクロ波発生器によって発生されたマイクロ波を前記キャビティの内部に導入する、請求項1から5のいずれか記載の導波管装置と、を備えたマイクロ波照射装置。
a microwave generator for generating microwaves;
a cavity in which the object is irradiated with microwaves;
and a microwave irradiation device according to any one of claims 1 to 5, which is fixed to said cavity and introduces microwaves generated by said microwave generator into said cavity.
対象物へのマイクロ波の照射が行われるキャビティの外部から導波管装置を用いて内部にマイクロ波を伝送するためのマイクロ波の伝送方法であって、
前記導波管装置は、
前記キャビティの壁に、少なくとも一部が当該壁の外側に位置するように固定される、マイクロ波の第1の導波管と、
前記第1の導波管からのマイクロ波を導波して前記キャビティ内に出力する第2の導波管と、を備え、
前記第2の導波管は、前記キャビティ内におけるマイクロ波の出力方向を変更可能に前記第1の導波管に接続されており、
前記キャビティの外部に設けられた操作部を操作することによって前記第2の導波管を回動させることで、前記第2の導波管の前記キャビティ内におけるマイクロ波の出力方向を変更するステップを備えたマイクロ波の伝送方法。
A microwave transmission method for transmitting microwaves from the outside of a cavity in which an object is irradiated with microwaves to the inside using a waveguide device,
The waveguide device is
a first microwave waveguide fixed to a wall of the cavity such that at least a portion of the waveguide lies outside the wall;
a second waveguide that guides the microwave from the first waveguide and outputs it into the cavity;
The second waveguide is connected to the first waveguide so as to change the output direction of microwaves in the cavity,
A step of changing the output direction of microwaves in the cavity of the second waveguide by rotating the second waveguide by operating an operation part provided outside the cavity. A microwave transmission method with
前記キャビティ内の電磁界分布または前記対象物の状態をセンシングするステップをさらに備え、
前記マイクロ波の出力方向を変更するステップでは、センシング結果を用いて、前記電磁界分布または前記対象物が所望の状態となるように前記第2の導波管のマイクロ波の出力方向を変更する、請求項7記載のマイクロ波の伝送方法。
further comprising sensing the electromagnetic field distribution in the cavity or the state of the object;
In the step of changing the output direction of the microwave, the sensing result is used to change the output direction of the microwave from the second waveguide so that the electromagnetic field distribution or the object is in a desired state. 8. The microwave transmission method according to claim 7.
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