JPS62193055A - マイクロ波エネルギ−を使用する装置及びマイクロ波光源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はマイクロ波エネルギーを使用する装置に関し、
そして更に詳細には、光透過壁を有するマイクロ波装置
に関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点光をマイ
クロ波空洞内に通過又はそらから出し、なお空洞内にマ
イクロ波を実質的に完全に閉じ込め可能にする手段を提
供する問題がマイクロ波エネルギーの種々の適用におい
て生じている。例えば、マイクロ波オーブンでは、ドア
ーを閉めたときオーブンの内部が見えるように光を通過
するドアーを有することは有益であり、そして光をオー
ブンの内部から通過可能にしながらマイクロ波の漏れを
最小にする問題の種々の解決策が提案されてきた。例え
ば、米国特許第４，０４９，９３９号、第４．２０６，
３３８号、及び第４，２］、１゜９１０号は使用者が料
理の進行をモニタできるマイクロ波オーブンドアーのた
めの種々の窓構造を開示している。

料理に対するマイクロ波エネルギーのこれら等の適用は
、使用者が料理をモニタ出来るのに十分な光のみが必要
なので遮蔽における重大な問題はない。

しかし乍ら、マイクロ波空洞から放射されるべき出来る
だけ多くの必要なのでか望ましい、又は必要とするマイ
クロ波エネルギーのための適用がある。例えば、マイク
ロ波がプラズマ形勢媒体を付勢するために使用されてい
て、そしてそのプラズマがエネルギー源として使用され
る紫外線の放射線を発する適用がある。

マイクロ波エネルギーに対して実質的に不透明であり、
且つ光を通過する空洞を提供する目的は、空洞を囲んで
いる壁部分として金属メツシュを使用することによっで
ある程度まで達成された。しかし乍ら、例えば５％のよ
うな小部分の放射線エネルギーのみをブロックする今ま
でに使用されてきた金属メツシュ構造体は発生されたエ
ネルギーの約１％又はそれ以上のかなりの量のマイクロ
波エネルギーの通過を許容する。マイクロ波空洞から逃
げるマイクロ波エネルギーの量を減少し、一方間時に空
洞を出る光量をひどく減少しない試みがなされて来た。

このような方法の１つでは、一連のスクリーンが使用さ
れてきた。例えば、マイクロ波で付勢された（　ｅｎｅ
ｒｇ　１ｚｅｄ　）光源について記載している日本国特
許公開第５８−１９２４５８号参照、これではマイクロ
波空洞の境界部分は空間によって分離されている２つの
平行なメツシュ平面を含んでいる。２つのスクリーンの
組み合わせを通り空洞から逃げるマイクロ波エネルギー
の量は単一のスクリーンを通過するマイクロ波エネルギ
ーよりも少ないが、スクリーンを直列に使用することは
期待される程有利な効果を有していない。第１に、２つ
のスクリーンが同一であると仮定すると、１つのスクリ
ーンのみが使用されるとき逃げる量に関して外側に逃げ
るマイクロ波の量において約５０％のみの減少がある。

これは、第１のスクリーンを通過するこれ等のマイクロ
波がスクリーンの間に入り（ｔｒａｐｐｅｃｌ　）そし
て空洞内に戻るか又は第２のスクリーンを通り出る同じ
チャ、　　ンスを有しているからである。その結果、第
２のスクリーンは、スクリーン間の空間内にあるマイク
ロ波エネルギーの約５０％のみの放射（ｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ）をブロックする。第２に、２重スクリーンはブロッ
クされる放射線エネルギー量を実質的に２重化（ｄａｕ
ｂ　Ｉ　ｉｎｇ　）する逆効果を有している。

問題点を解決するための手段 従って、本発明の目的はマイクロ波空洞と空洞の外側の
領域との間に光波を伝え、且つ空洞からマイクロ波エネ
ルギーの逃げるのを最小にするための改良された構造を
提供することである。

本発明の他の目的は、マイクロ波空洞を規定している壁
の少なくとも１部分が光の実質的な部分を伝えるがマイ
クロ波エネルギーの僅かな（ｉｎｓｉｇｎ　ｉｆ　１ｃ
ａｎｔ　）量のみを伝える、マイクロ波エネルギーを光
に変換する装置を提供することである。

本発明によれは、マイクロ波空洞を規定しており、光の
通過を許容する構造を含んでいる壁と、マイクロ波を発
生する手段と、該発生したマイクロ波エネルギーを該空
洞に結合する手段とを具備しているマイクロ波エネルギ
ーを使用する装置を提供する。マイクロ波空洞から光の
通過を許容する手段は空洞の壁を形成する一対の間隔を
へだてた金属スクリーンと、その間隔をへだてたスクリ
ーン間に入った（　ｔｒａｐｐｅｄ　）マイクロ波エネ
ルギーを吸収するために２つのスクリーン間の領域にマ
イクロ波エネルギー連絡して配置されたマイクロ波吸収
材料とを具備している。

空間内のマイクロ波のエネルギーに接近可能である間隔
をへだてたスクリーンと吸収材料との組み合わせが光窓
（ｌｉｇｈｔ　ｕ＋ｉｎｄｏｗ）を生成し、これはマイ
クロ波の通過に対して実質的に不透明（ｏｐａｑｕｅ　
）である。内側スクリーンを通過するマイクロ波エネル
ギーの高パーセントが、それが外側スクリーンを通過で
きる前に、吸収される。空洞から２つのスクリーン間の
領域内に逃げるマイクロ波エネルギーの高吸収性は、マ
イクロ波が入り（ｔｒａｐｐｅｄ　）　、スクリーン間
で前後に反射して、そして外側スクリーンを通過する前
に吸収材料に当たる高い確立を有しているという事実か
ら生ずると信じられている。吸収材料と２つのスクリー
ンとのこの組み合わせは改良された光学的透明度を有す
るスクリーンの使用を可能にする。

実施例 本発明はマイクロ波空洞壁が少なくとも部分的に光を通
過する種々の適用に役立つことがもくろまれている。し
かし乍ら、それはマイクロ波エネルギーが光を生成する
ためにプラズマ形成媒体を活性化するのに使用される適
用に対して特に役に立ち、そして本発明はこのような適
用を用いて詳細に例示する。

第１図を参照すると、マイクロ披裂Ｗ１０は紫外線源２
０（図示されていない手段によって空洞内に支持されて
いる）を備えており、これは導波管１８を介してマグネ
トロン１６からのマイクロ波によって活性化される。マ
イクロ波空洞は反射−７＝ 器１４と、円筒状の壁１２と、内側スクリーン２６及び
外側スクリーン２８を具備する窓部分とによって閉ざさ
れている。内側スクリーン２６は環状リング３２に取り
付けられており、そして外側スクリーン２８は環状リン
グ３４に取り付けられている。環状リング３２は環状凹
部３０を備けるように形成されており、その中にラジオ
周波数吸収材料２２及びガスケット２４が配置されてい
る。

同じメツシュの大きさを有しており、且つ同じ大きさの
ワイヤから作られたこのスクリーンは実質的に同じであ
ることができるが、本発明を実施する好ましい方法では
、外側スクリーンは、細いワイヤで形成すること及び／
又は大きなメツシュの大きさを有することによる如くし
て、内側スクリーンよりもより多く光を通過するように
作られている。例えば、スクリーンに当たるマイクロ波
エネルギーに十分な伝導性を提供するなめに光の９０％
以上を通さないように十分な質量（ｍａｓｓ　）を有し
ている内側スクリーンを有する必要がある。

＝８− しかし乍ら、外側スクリーンは、内側スクリーンが露出
されている高マイクロ波エネルギーレベルにさらされず
、従ってより低い伝導性に作られることができる。従っ
て、それはより少ないスクリーン材料を含み、且つ光を
９６％又はそれ以上通過することができる。

２つのスクリーン間の間隔は好ましくは内側スクリーン
の隣接する平行なワイヤ間の距離よりも大きく、そして
最も好ましくは、隣接する平行なワイヤ間の２倍又はそ
れ以上の範囲にある。例えば、メツシュの大きさ０．２
５０を有する５　ｍｉｌワイヤで作られた内側スクリー
ンは好ましくはスクリーン間に約０．５インチ（約１２
．７ｍｍ）以上の間隔を有している。２つのスクリーン
間の間隔に対する上部限界はマイクロ波エネルギーを使
用する装置の他の構造上の特徴によってのみ限定される
。

本発明によれば、ラジオ周波数吸収材料は、それが内側
スクリーンと外側スクリーンとの間に入り込んだ（ｔｒ
ａｐｐｅｄ　）これ等のマイクロ波に接近可能であるよ
うに置かれる。その結果として、スクリーン間に入り込
んだマイクロ波エネルギーの少ないパーセントのみが外
側に逃げ、一方向側スクリーンを通過するエネルギーの
約９０％又は９９％もこの吸収材料によって吸収される
。

例示された実施例において、この吸収材料は２つのスク
リーン間に物理的に配置される。しかし乍ら、吸収材料
はまた、スクリーンの間の領域から吸収材料までマイク
ロ波を伝える手段を提供することによってスクリーンか
ら離れた領域内に置かれることもできる。例えば導波管
はマイクロ波を別々の位置にある吸収材料に伝えるのに
使用されることができる。

吸収材料はマイクロ波を吸収することができなければな
らない、そして図示された如き実施態様において、好ま
しい材料は、例えば、フェライトの如き、強力磁気材料
である。

図に示された如く、好ましい実施態様において、吸収材
料はスクリーンの周辺に近い凹部内に配置されているの
で、それは光の通路を妨げない。

２つのスクリーン間に入り込み、且つ吸収材料によって
吸収のために利用されるエネルギー量は比較的少なく、
その結果、本装置のこの部分に対して、特定の冷却特性
を必要としない。

本図に従って構成された装置は間隔０．５インチ（約１
２．７ｍｍ）の距離、離された平行なスクリーン２６及
び２８を含む。内側スクリーン２６はメツシュの大きさ
０．０３３インチ（約０．８３ｍｍ）を有し、且つ１．
５ｍ１ｌワイヤから形成されており一方外側スクリーン
２８はメツシュの大きさ０．２５インチ（約６．３５ｍ
ｍ）を有し、そして５ｍ１ｌワイヤで形成されている。

マイクロ波吸収材料２２の如きフェライトのリングが２
つのスクリーン間の環状リング内にそれ等の周辺に置か
れている。このリングは直径４インチ（約１０２ｍｍ）
、厚さ１７８インチ（約３．２ｍｍ）、巾１７４インチ
（約６．４ｍｍ）である。

出力２００ｎｍ乃至２４Ｏｎ’ｍの紫外線出力を有して
いる光源２０はエネルギー出力１．６　ｋｗを有してい
るマグネトロン１６によって付勢される。２ワツトより
も大きいマイクロ波エネルギーが内側スクリーンを通過
し、この中０．１ワット以下が外側フィルタを通過し、
残りはフェライトによって吸収されるか又はマイクロ波
空洞に再び入る。

内側スクリーンの内面に達している光の９１％はスクリ
ーン内の開口を通過し、そして外側スクリーンに達する
。外側スクリーンはそれに達した光の約９６％のみをブ
ロックし、その結果光の８７．３％が両方のスクリーン
を通過する。

本発明に使用されている如き用語「光（ｌｉｇｈｔ）Ｊ
はスペクトルの紫外線、可視及び赤外線部分におけるエ
ネルギーを含み、そして用語「空洞（ＣＡＶＩＴＹ）　
Ｊは共振又は非共振モードで作動されるマイクロ波構造
体を含むと理解されるべきである。

本発明の範囲内に入る本発明のすべての変更を含むのが
本出願人の意図であると理解されるべきであり、本発明
はこれに添付した特許請求の範囲及び同等のものによっ
て限定されるべきである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に組み入れられているマイクロ波装置の概略
的な立面図である。 １０・・・・・マイクロ波装置 １２・・・・・円筒状の壁 １８・・・・・導波管 ２６・・・・・内側スクリーン ２８・・・・・外側スクリーン ３２．３４・・環状リング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、マイクロ波空洞を規定している壁を具備しており、
   該壁が内側スクリーンと、間隔をへだてた外側スクリー
   ンとを具備している光窓を含んでおり、該スクリーンの
   各々が実質的に光りに対して透明であり、且つマイクロ
   波エネルギーに対して比較的不透明であるマイクロ波エ
   ネルギーを使用する装置において、 更に該スクリーン間の領域にマイクロ波エネルギー連絡
   しているマイクロ波吸収手段を具備していることを特徴
   とする装置。 ２、該内側スクリーンと該外側スクリーンとの間の距離
   が該内側スクリーンにおける隣接する平行なワイヤ間の
   距離の少なくとも約２倍である特許請求の範囲第１項記
   載の装置。 ３、該外側のスクリーンが該内側のスクリーンよりもよ
   り光りに対して透明である特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 ４、該マイクロ波吸収手段が該光窓の周辺において、又
   はその近くに、該２つのスクリーン間に配置されたマイ
   クロ波吸収材料を具備している特許請求の範囲第１項記
   載の装置。 ５、該マイクロ波吸収材料が該スクリーン間の領域から
   間隔をへだてられており、且つ導波管手段によって該２
   つのスクリーン間の領域にマイクロ波連絡している特許
   請求の範囲第１項記載の装置。 ６、内側スクリーンと、間隔をへだてた外側スクリーン
   とを有しており、各々の該スクリーンが実質的に光に対
   して実質的に透明であり、そしてマイクロ波エネルギー
   に対して比較的不透明である光窓を含んでいる壁を具備
   する空洞と； 該スクリーン間の領域にマイクロ波エネルギー連絡して
   いるマイクロ波吸収手段と； 該空洞にプラズマ形成媒体を含んでいるバルブと； マイクロ波源手段と； 該源手段からのマイクロ波エネルギーを該空洞に結合す
   る手段と を具備することを特徴とするマイクロ波光源。