JPS5936009Y2 - マイクロ波アンテナの構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は大電力のマイクロ波を用いて建造物の破壊や、
トンネル、海底などの堀削を行なう場合に好適なアンテ
ナの構造に関する。

近来、コンクリートや岩盤など強固な被破壊物を処理す
るのに、マイクロ波を照射して被破壊物の水分を膨張さ
せてクラックを生じさせ、破壊するという方法が採用さ
れ始めている。

この従来の方法は第１図に示すように矩形または円形の
導波管１に矢印３の方向にマイクロ波電力を印加し、ホ
ーン型アンテナ２あるいはホーン型同調アンテナをコン
クリート等の被破壊物４に向けてマイクロ波を放射する
。

この場合、マイクロ波電力をできるだけ有効に利用する
ため被破壊物４がらの反射は少なく同調するようにホー
ン型アンテナ２の位置を調整するが、普通の場合はホー
ン型アンテナ２と被破壊物４との距離は４〜１０ｃｍと
近接した距離となる。

この状態でマイクロ波加熱を行なうと、被破壊物４中の
水分が熱せられて膨張し、クラックを生じさせたり破壊
させたりすることができるが、加熱と同時に水蒸気が発
生して被破壊物４の表面を覆うようになる。

この水蒸気が発生するとホーン型アンテナ２の先端部と
被破壊物４の間に水蒸気を介してマイクロ波放電が発生
することが多い。

その放電の模様は第１図の５の部分に示すようにアンテ
ナの先端で有極放電となるが、場合によってはこの放電
がホーン内部に移って無極放電を起す可能性もある。

このマイクロ波放電が発生すると、その部分にマイクロ
波電力が消費されて被破壊物に有、効にマイクロ波電力
を吸収させることができなくなるため、この放電を可及
的速かに消滅させる必要がある。

そのため従来は放電が停止するまで、マイクロ波電力を
停止または弱くするか、あるいは横方向から強い気流を
吹付けて放電中のイオンを吹き飛ばして消滅させていた
。

前者の方法は著しく稼働を低下させ、また後者の方法は
アンテナ先端が遠い位置にある場合、あるいけ狭い場所
での作業には不適であり、効率良く作業できないという
欠点があった。

本考案はこの放電を速かに消滅させるため、ホーン型ア
ンテナに沿って空気を流し、アンテナ先端から気流を吹
付ける構造としたもので、以下図面により詳細に説明す
る。

第２図は本考案に係るホーン型アンテナの断面を示した
もので、第３図は第２図のＡ−Ａ側からみた側面図を示
したものである。

１〜４は第１図の場合と同じで、６は導波管１およびホ
ーン型アンテナ２の外部を包囲するごとく設けた外囲器
、７はアンテナ先端部に設けたホーン型アンテナ２と外
囲器６との空隙で、空気の流出口とするもの、８はホー
ン型アンテナ２の壁面に設けた小穴でやはり空気の流出
口とするもの、９は外部から送り込む空気流の方向を示
す。

一般に前記アンテナ先端での有極放電は１３ｍ／ｓｅｃ
以上の空気流により、またホーン内での無極放電は４
ｍ／ｓｅｃ以上の空気流により消滅することが知られて
いる。

いま、導波管の内部に空気流を作って放電を防止しよう
とすると、上記のように１３ｍ／ｓｅｃ以上の流速が必
要で、これを大きな導波管（一般にマイクロ波加熱に使
用される周波数は９１５ ＭＨｚまたは２４５０ ＭＨ
ｚで、たとえば２４５０ＭＨｚの矩形導波管で１０９．
２Ｘ５４．６ ｍｍ）でしかも末広がりとなるホーン型
アンテナの形状では先端で益々流速が落ち、上記の流速
を得ることは非常に難かしい。

しかし本考案に係る第２図のような構造にしておけば、
たとえば導波管１と外囲器６との間隙をＲ、アンテナ先
端部のアンテナと外囲器との間隙をｒとしＲ＞ｒとする
と、空気流のＲ部における流速が■、のときｒ部の流速
Ｖｒは■、＝ＶＲ−Ｒ／ｒとなり、ｖｒンＶＲとなる。

従って間隔Ｒおよびｒを適当に選ぶことにより、前記の
放電防止に必要な流速は容易に得ることができる。

また、前記のようにホーン内部に無極放電が発生する場
合は、ホーンの壁にマイクロ波に対しカットオフとなる
ような小穴またはスリットを設けることにより、同様に
放電防止に必要な流速を得ることができる。

このホーンの壁に設ける小穴またはスリットは、マイク
ロ波に対しカットオフとなりしかも必要空気流が得られ
る範囲内で形状、寸法、個数等は任意に設計できる。

また空隙７と小穴等８は共に用いる必要はなく、用途に
よる水蒸気の発生に応じて両者を組み合わせたり、ある
いはどちらか一方だけを利用することができるし、先端
部の空隙も全周にわたって設ける必要のないことは言う
までもない。

以上説明したように本考案による構造にすれば、放電を
防止するのに必要な空気流を容易に得ることができて放
電を防止でき、従来のように放電が発生してマイクロ波
を停止したり、弱くして待機する必要がなく、作業能率
が上がるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のホーン型アンテナで被破壊物にマイクロ
波を照射するときの断面図、第２図は本考案に係るホー
ン型アンテナの断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ側から
みた側面図である。 １・・・・・・導波管、２・・・・・・ホーン型アンテ
ナ、４・・・・・・被破壊物、６・・・・・・外囲器、
７，８・・・・・・空気の流出口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. マイクロ波を伝播する導波管に連結されたホーン型アン
   テナにおいて、前記導波管およびホーン型アンテナの外
   側に外囲器を設け、前記導波管およびホーン型アンテナ
   と該外囲器との間に空気の流通路を形威し、前記ホーン
   型アンテナの先端部の流通路を前記導波管部分の流通路
   より狭くした第１の流出口と、前記ホーン型アンテナの
   壁面に設けた複数個の小穴より戒る第２の流出口のいず
   れかを有し、あるいは前記第１および第２の流出口を同
   時に有することを特徴とするマイクロ波アンテナの構造
   。