JPS6130397B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6130397B2 JPS6130397B2 JP2947778A JP2947778A JPS6130397B2 JP S6130397 B2 JPS6130397 B2 JP S6130397B2 JP 2947778 A JP2947778 A JP 2947778A JP 2947778 A JP2947778 A JP 2947778A JP S6130397 B2 JPS6130397 B2 JP S6130397B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- microwave
- outer cylinder
- microwave heating
- inner cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ポリエチレン被覆電線等を加熱し、
ポリエチレンに対する架橋処理を行なう場合等に
用いられるマイクロ波加熱装置に関するものであ
る。
ポリエチレンに対する架橋処理を行なう場合等に
用いられるマイクロ波加熱装置に関するものであ
る。
かゝる装置は電線等の導電性長尺体の加工上、
誘電体としての絶縁被覆も含めて均等に加熱でき
る利点があり、断面図を第１図に示す装置が従来
考えられていた。
誘電体としての絶縁被覆も含めて均等に加熱でき
る利点があり、断面図を第１図に示す装置が従来
考えられていた。
同図において、マイクロ波発振器１により発生
されたマイクロ波エネルギーはアンテナ２により
矩形導波管３内へ供給され、内部構造を省略して
示すアイソレータ４および同軸導波管変換器５を
経て金属外筒６の内部へ与えられる。
されたマイクロ波エネルギーはアンテナ２により
矩形導波管３内へ供給され、内部構造を省略して
示すアイソレータ４および同軸導波管変換器５を
経て金属外筒６の内部へ与えられる。
金属外筒６は誘電体７を介して電線等の導電性
長尺体８を同心状に囲繞しており、この金属外筒
６と導電性長尺体８とにより構成される同軸線路
を伝播するマイクロ波電磁界によつて誘電体７が
誘電加熱されると共に、導電性長尺体８は誘導電
流によるジユール熱によつて加熱され、結果とし
て金属外筒６内が全般的に加熱される。
長尺体８を同心状に囲繞しており、この金属外筒
６と導電性長尺体８とにより構成される同軸線路
を伝播するマイクロ波電磁界によつて誘電体７が
誘電加熱されると共に、導電性長尺体８は誘導電
流によるジユール熱によつて加熱され、結果とし
て金属外筒６内が全般的に加熱される。
なお、導電性長尺体８は以上の加熱に伴い点線
矢印方向へ移動し、逐次全体の加熱が行なわれ、
電線の場合は誘電体７としての絶縁被覆も含めて
同時に移動するが、金属材等の場合は所定の絶縁
物を介して金属外筒６の中心に支持されており、
金属材等の導電性長尺体８のみが移動する。
矢印方向へ移動し、逐次全体の加熱が行なわれ、
電線の場合は誘電体７としての絶縁被覆も含めて
同時に移動するが、金属材等の場合は所定の絶縁
物を介して金属外筒６の中心に支持されており、
金属材等の導電性長尺体８のみが移動する。
このほか、同軸導波管変換器５の変換効率を良
好とするためスタブチユーナ９が設けられ、更に
同様の目的で金属外筒６の反対側には整合用短絡
板１０が設けられている。
好とするためスタブチユーナ９が設けられ、更に
同様の目的で金属外筒６の反対側には整合用短絡
板１０が設けられている。
しかし、以上のマイクロ波加熱装置では、金属
外筒６内でのマイクロ波電磁界が円周方向に均一
なものとなり難く、また、同軸導波管変換器５の
内部において過渡的な電磁界の乱れが不可避的に
生ずる等の原因により、金属外筒６内の加熱状態
が円周方向で不均一となる欠点を有するものであ
つた。
外筒６内でのマイクロ波電磁界が円周方向に均一
なものとなり難く、また、同軸導波管変換器５の
内部において過渡的な電磁界の乱れが不可避的に
生ずる等の原因により、金属外筒６内の加熱状態
が円周方向で不均一となる欠点を有するものであ
つた。
本発明は従来のかゝる欠点を根本的に解決する
目的を有し、上述の如き加熱装置において、同軸
導波管変換器から互に反対方向へ延びた金属外筒
と導電性長尺体との中間へ同心状に金属内筒を設
けると共に、この金属内筒は同軸導波管変換器か
ら互に反対方向に延びた両端部を有し、この金属
内筒の両端面方向へ分岐してマイクロ波を供給す
るマイクロ波供給口を前記金属内筒と対向する前
記金属外筒の部位へ設け、金属外筒内の円周方向
にも均一な加熱状態を得ることのできる極めて有
効なマイクロ波加熱装置を提供するものである。
目的を有し、上述の如き加熱装置において、同軸
導波管変換器から互に反対方向へ延びた金属外筒
と導電性長尺体との中間へ同心状に金属内筒を設
けると共に、この金属内筒は同軸導波管変換器か
ら互に反対方向に延びた両端部を有し、この金属
内筒の両端面方向へ分岐してマイクロ波を供給す
るマイクロ波供給口を前記金属内筒と対向する前
記金属外筒の部位へ設け、金属外筒内の円周方向
にも均一な加熱状態を得ることのできる極めて有
効なマイクロ波加熱装置を提供するものである。
以下、実施例を示す第２図により本発明の詳細
を説明する。同図は第１図からマイクロ波発振器
１乃至アイソレータ４および整合用短絡板１０を
除いた部分に相当する拡大断面図であり、金属外
筒６と導電性長尺体８との中間へ同心状に金属内
筒１１が設けられ、これによつて誘電体７を介し
て導電性長尺体８をその中心に保持すると共に、
金属外筒６と金属内筒１１とによりモード変換器
１２を構成している。なお金属内筒１１は金属外
筒６と同様に同軸導波管変換器５に対して互に反
対方向に延び、また金属内筒１１は両端が同軸導
波管変換器５から等しい長さで延びている。たゞ
し、マイクロ波発振器１乃至アイソレータ４およ
び整合用短絡板１０については第１図のものがそ
のまゝ適用される。
を説明する。同図は第１図からマイクロ波発振器
１乃至アイソレータ４および整合用短絡板１０を
除いた部分に相当する拡大断面図であり、金属外
筒６と導電性長尺体８との中間へ同心状に金属内
筒１１が設けられ、これによつて誘電体７を介し
て導電性長尺体８をその中心に保持すると共に、
金属外筒６と金属内筒１１とによりモード変換器
１２を構成している。なお金属内筒１１は金属外
筒６と同様に同軸導波管変換器５に対して互に反
対方向に延び、また金属内筒１１は両端が同軸導
波管変換器５から等しい長さで延びている。たゞ
し、マイクロ波発振器１乃至アイソレータ４およ
び整合用短絡板１０については第１図のものがそ
のまゝ適用される。
したがつて、かゝる加熱装置における矩形導波
管３のマイクロ波伝播上の基本モードである
TE10モードで伝播して来たマイクロ波電磁界
は、第２図の同軸導波管変換器５における磁界結
合によつて同軸モードへ効率良く変換される。な
お、この際同軸導波管変換器５内部の矢印で示す
マイクロ波電磁界は過渡的に乱れるが、この部分
は金属内筒１１により誘電体７および導電性長尺
体８が包囲されているため加熱されず、過渡的に
乱れたマイクロ波電磁界により不均一に加熱され
ることがない。
管３のマイクロ波伝播上の基本モードである
TE10モードで伝播して来たマイクロ波電磁界
は、第２図の同軸導波管変換器５における磁界結
合によつて同軸モードへ効率良く変換される。な
お、この際同軸導波管変換器５内部の矢印で示す
マイクロ波電磁界は過渡的に乱れるが、この部分
は金属内筒１１により誘電体７および導電性長尺
体８が包囲されているため加熱されず、過渡的に
乱れたマイクロ波電磁界により不均一に加熱され
ることがない。
また、金属外筒６と同軸導波管変換器５に対し
て両端面方向へ対称に形成された金属内筒１１と
により構成されたモード変換器１２へ与えられた
マイクロ波電磁界は金属内筒１１の両端面１３の
方向へ均等に分岐して伝播し、金属外筒６と導電
性長尺体８とから構成される同軸線路へ供給さ
れ、円周方向においても均一となつたマイクロ波
電磁界により金属外筒６内の加熱が行なわれる。
て両端面方向へ対称に形成された金属内筒１１と
により構成されたモード変換器１２へ与えられた
マイクロ波電磁界は金属内筒１１の両端面１３の
方向へ均等に分岐して伝播し、金属外筒６と導電
性長尺体８とから構成される同軸線路へ供給さ
れ、円周方向においても均一となつたマイクロ波
電磁界により金属外筒６内の加熱が行なわれる。
なお、マイクロ波の加熱上有効な伝播モードと
して、同軸線路における円周方向に均一な電磁界
を有するモードを考えると、金属内筒１１の長さ
を線路内波長の1/4に対する偶数倍とし、かつ、
その端面１３を開放とすれば、電気的な境界条件
が満足され、加熱上有効な加熱モードのマイクロ
波が効率良く伝播する。
して、同軸線路における円周方向に均一な電磁界
を有するモードを考えると、金属内筒１１の長さ
を線路内波長の1/4に対する偶数倍とし、かつ、
その端面１３を開放とすれば、電気的な境界条件
が満足され、加熱上有効な加熱モードのマイクロ
波が効率良く伝播する。
すなわち、加熱モードとしてTEMモードを選
ぶと遮断波長が無限大のため、例えばマイクロ波
の励振周波数を2450MHz（自由空間における波長
は122.4mm）とすれば、線路内波長も122.4mmとな
り、金属内筒１１の長さを122.4mm×（1/4）＝30.6
mmの偶数倍に定めればよい。
ぶと遮断波長が無限大のため、例えばマイクロ波
の励振周波数を2450MHz（自由空間における波長
は122.4mm）とすれば、線路内波長も122.4mmとな
り、金属内筒１１の長さを122.4mm×（1/4）＝30.6
mmの偶数倍に定めればよい。
なお、以上の説明では金属内筒１１の両端面１
３をTEMモードの電界開放位置に合せて開放と
し、効率良くTEMモードを発生させているが、
加熱上不要なモードすなわち円周方向に不均一な
加熱を与えるTE11モード（円周方向と半径方向
とに各々一つの定在波が存在し、円周方向に不均
一な加熱を与えるモード中最も遮断波長が長く、
発生し易い。）等の発生を阻止するにはつぎの手
段が有効である。
３をTEMモードの電界開放位置に合せて開放と
し、効率良くTEMモードを発生させているが、
加熱上不要なモードすなわち円周方向に不均一な
加熱を与えるTE11モード（円周方向と半径方向
とに各々一つの定在波が存在し、円周方向に不均
一な加熱を与えるモード中最も遮断波長が長く、
発生し易い。）等の発生を阻止するにはつぎの手
段が有効である。
すなわち、金属内筒１１の長さを線路内波長の
1/4に対し奇数倍とし、かつ、両端面１３を開放
とすれば、両開放端面１３が理想的な電界開放位
置とならず、境界条件が満足され難くなり、これ
に伴つてTE11モードの発生が抑圧され、円周方
向での不均一な加熱が回避できる。
1/4に対し奇数倍とし、かつ、両端面１３を開放
とすれば、両開放端面１３が理想的な電界開放位
置とならず、境界条件が満足され難くなり、これ
に伴つてTE11モードの発生が抑圧され、円周方
向での不均一な加熱が回避できる。
このほか、金属内筒１１と対向する金属外筒６
の部位に設けたマイクロ波供給口１４の位置につ
いても、上述の加熱モードと不要モードとにつ
き、好適な位置を定めることができる。
の部位に設けたマイクロ波供給口１４の位置につ
いても、上述の加熱モードと不要モードとにつ
き、好適な位置を定めることができる。
いま、モード変換器１２の内部における定在波
電磁界を考えると、電界と磁界との位相差はπ／
２ラジアン、すなわち1/4波長の差があるため、
加熱モードの発生には磁界結合の場合金属内筒１
１の端面１３から見て、加熱モードにおける線路
内波長の1/4に対する奇数倍の部位に対向する金
属外筒６の位置へ、マイクロ波供給口１４を設け
ればよく、電界結合の場合には同様の1/4に対す
る偶数倍の部位に対向する位置へ設ければよい。
電磁界を考えると、電界と磁界との位相差はπ／
２ラジアン、すなわち1/4波長の差があるため、
加熱モードの発生には磁界結合の場合金属内筒１
１の端面１３から見て、加熱モードにおける線路
内波長の1/4に対する奇数倍の部位に対向する金
属外筒６の位置へ、マイクロ波供給口１４を設け
ればよく、電界結合の場合には同様の1/4に対す
る偶数倍の部位に対向する位置へ設ければよい。
また、不要モードの発生阻止には磁界結合の場
合金属内筒１の端面から見て、不要モードにおけ
る線路内波長の1/4に対する偶数倍と、線路内波
長の1/8との和の部位に対向する、金属外筒６の
位置へマイクロ波供給口１４を設ければよく、電
界結合の場合では同様の1/4に対する奇数倍と1/8
との和の部位に対向する位置へ設ければよい。し
たがつて、マイクロ波供給口１４の位置は金属内
筒１１の端面１３から見て、線路内波長の1/4に
対する整数倍を基準として定めればよいものとな
る。
合金属内筒１の端面から見て、不要モードにおけ
る線路内波長の1/4に対する偶数倍と、線路内波
長の1/8との和の部位に対向する、金属外筒６の
位置へマイクロ波供給口１４を設ければよく、電
界結合の場合では同様の1/4に対する奇数倍と1/8
との和の部位に対向する位置へ設ければよい。し
たがつて、マイクロ波供給口１４の位置は金属内
筒１１の端面１３から見て、線路内波長の1/4に
対する整数倍を基準として定めればよいものとな
る。
たゞし、以上は加熱モードの積極的発生と不要
モードの積極的阻止を各個に考えたが、両者を満
足させるにはつぎのとおりにすればよい。
モードの積極的阻止を各個に考えたが、両者を満
足させるにはつぎのとおりにすればよい。
すなわち、金属内筒１１の長さを、TEMモー
ドにおける線路内波長の1/4に対し偶数倍と、
TE11モードにおける線路内波長の1/4に対する奇
数倍との両条件を満すものとすれば、TE11モー
ドの発生が阻止されると共にTEMモードの発生
が促進され、金属外筒６内の加熱が円周方向に対
し確実に均一化される。
ドにおける線路内波長の1/4に対し偶数倍と、
TE11モードにおける線路内波長の1/4に対する奇
数倍との両条件を満すものとすれば、TE11モー
ドの発生が阻止されると共にTEMモードの発生
が促進され、金属外筒６内の加熱が円周方向に対
し確実に均一化される。
また、マイクロ波供給口１４から両端面方向へ
均等に分岐してマイクロ波が供給されるため、大
電力のマイクロ波を供給できると共に、同軸線路
の延長方向においてマイクロ波供給口１４の両側
方が均一に加熱され、かつ、マイクロ波供給口１
４の位置をある程度任意に選定できるため、設計
の自由度が向上する。
均等に分岐してマイクロ波が供給されるため、大
電力のマイクロ波を供給できると共に、同軸線路
の延長方向においてマイクロ波供給口１４の両側
方が均一に加熱され、かつ、マイクロ波供給口１
４の位置をある程度任意に選定できるため、設計
の自由度が向上する。
以上の説明により明らかなとおり本発明によれ
ば、装置設計の自由度が向上すると共に、金属外
筒内の円周方向および同軸線路の延長方向におけ
る加熱が均一化されるため、特に誘電体により被
覆された電線等の導電性長尺体における被覆体の
加熱処理に有効であるが、金属線、金属棒等の加
熱処理および金属材表面塗布被膜の焼付処理等に
も適用できることは勿論であり、加熱の均一化に
よる製品の品質均等化が得られるにもかゝわら
ず、簡単な構造により目的が達せられ、各種導電
性長尺体の加熱処理に用いて甚だ顕著な効果を呈
する。
ば、装置設計の自由度が向上すると共に、金属外
筒内の円周方向および同軸線路の延長方向におけ
る加熱が均一化されるため、特に誘電体により被
覆された電線等の導電性長尺体における被覆体の
加熱処理に有効であるが、金属線、金属棒等の加
熱処理および金属材表面塗布被膜の焼付処理等に
も適用できることは勿論であり、加熱の均一化に
よる製品の品質均等化が得られるにもかゝわら
ず、簡単な構造により目的が達せられ、各種導電
性長尺体の加熱処理に用いて甚だ顕著な効果を呈
する。
第１図は従来のマイクロ波加熱装置を示す断面
図、第２図は本発明の実施例を示す断面図であ
る。 ６…金属外筒、７…誘電体、８…導電性長尺
体、１１…金属内筒、１３…端面、１４…マイク
ロ波供給口。
図、第２図は本発明の実施例を示す断面図であ
る。 ６…金属外筒、７…誘電体、８…導電性長尺
体、１１…金属内筒、１３…端面、１４…マイク
ロ波供給口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 導電性長尺体を誘電体を介して金属外筒によ
り囲繞し、該金属外筒と前記導電性長尺体とによ
り構成される同軸線路へ同軸導波管変換器を介し
てマイクロ波電磁界を伝播させ前記金属外筒内の
加熱を行なう加熱装置において、前記金属外筒を
前記同軸導波管変換器に対して互に反対の二方向
に延ばすと共に、この延ばされた金属外筒と前記
導電性長尺体との中間へ同心状に且つ前記同軸導
波管変換器から等しい長さで互に反対方向に両端
が延びた金属内筒を設け、該金属内筒と対向する
前記金属外筒の部位へ前記金属内筒の両端方向へ
分岐してマイクロ波を供給するマイクロ波供給口
を設けたことを特徴とするマイクロ波加熱装置。 ２ マイクロ波の加熱モードにおける線路内波長
の1/4に対する偶数倍の長さとした金属内筒を用
いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のマイクロ波加熱装置。 ３ マイクロ波の加熱上不要とするモードにおけ
る線路内波長の1/4に対する奇数倍の長さとした
金属内筒を用いたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のマイクロ波加熱装置。 ４ 金属内筒の端面から、マイクロ波の加熱モー
ドにおける線路内波長の1/4に対する整数倍の部
位に対向する金属外筒の位置へ、マイクロ波供給
口を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のマイクロ波加熱装置。 ５ 金属内筒の端面から、マイクロ波の加熱上不
要とするモードにおける線路内波長の1/4に対す
る整数倍と、該線路内波長の1/8との和の部位に
対向する金属外筒の位置へ、マイクロ波供給口を
設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のマイクロ波加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2947778A JPS54121443A (en) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | Microwave heating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2947778A JPS54121443A (en) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | Microwave heating device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54121443A JPS54121443A (en) | 1979-09-20 |
| JPS6130397B2 true JPS6130397B2 (ja) | 1986-07-12 |
Family
ID=12277159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2947778A Granted JPS54121443A (en) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | Microwave heating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54121443A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020101175A1 (ko) * | 2018-11-16 | 2020-05-22 | 주식회사 루트로닉 | 질관 치료장치용 에너지 전달 모듈, 그 제어방법 및 이를 이용한 치료방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5710413A (en) * | 1995-03-29 | 1998-01-20 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | H-field electromagnetic heating system for fusion bonding |
-
1978
- 1978-03-14 JP JP2947778A patent/JPS54121443A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020101175A1 (ko) * | 2018-11-16 | 2020-05-22 | 주식회사 루트로닉 | 질관 치료장치용 에너지 전달 모듈, 그 제어방법 및 이를 이용한 치료방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54121443A (en) | 1979-09-20 |
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